JP2002101332A - 撮像カメラおよびその撮像カメラに用いられるデジタル信号処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 処理能力が高い、人工網膜チップを用いた撮
像カメラを提供する。 【解決手段】 撮像カメラは、撮像した対象物の画像を
表わすデータに基づくデジタル信号を出力する人工網膜
チップ５００と、人工網膜チップ５００から出力される
デジタル信号を処理するＤＳＰ４００と、人工網膜チッ
プ５００に接続され、人工網膜チップ５００から出力さ
れたデジタル信号を受けて、デジタル信号を一時的に記
憶するバッファ部６４０と、人工網膜チップ５００とＤ
ＳＰ４００とに接続され、予め定められた単位のデジタ
ル信号がバッファ部６４０に記憶されたことに応答し
て、バッファ部６４０に記憶されたデジタル信号をＤＳ
Ｐ４００に読込ませる制御部６３６とを含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮像した２次元画
像データを処理する撮像カメラに関し、特に、人工網膜
回路を用いて２次元画像データをデジタル処理する技術
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、感度可変機能を有するセンサ
セルを２次元に配置して構成した回路、いわゆる人工網
膜回路を用いた画像処理装置がある。人工網膜回路は、
撮像した入力画像をアナログ信号に変換して、センサセ
ルの各ドットと特定の基準ドットとの間の画像信号の差
分に基づく信号を出力する。このような人工網膜回路を
用いた画像処理装置として、特開平１０−３４０３４９
号公報に開示されるものがある。

【０００３】この公報に開示された画像処理装置は、受
光素子群を有し、その受光素子群により認識対象物を撮
像した認識対象画像とそれ以外の背景画像とからなる入
力画像を取り込むとともに、受光素子群のうち特定の基
準受光素子と順次指定する各受光素子との間の画像信号
の差分を各受光素子毎に出力するための画像信号差分出
力手段と、画像信号差分出力手段から受光素子毎に出力
された基準受光素子と各受光素子との間の画像信号の差
分出力を認識対象画像を示す値と背景画像を示す値とに
２値化して出力するための２値化手段と、２値化手段か
らの２値化出力に基づいて入力画像中の認識対象物を判
定するための判定処理手段とを含む。

【０００４】この公報に開示された画像処理装置による
と、入力画像を受光素子群を構成する各受光素子により
取り込むとともに、基準とする受光素子と各受光素子と
を順次指定して基準受光素子と各受光素子との間の画像
信号の差分を受光素子毎にアナログ信号として出力さ
せ、受光素子毎に出力された基準受光素子と各受光素子
との間の画像信号の差分出力を２値化して入力画像中の
認識対象物を判定するようにしたため、高解像度の画像
アナログ信号を高解像度のデジタル信号に変換した後に
２値化する必要がなくなり、画像判定処理に必要なデー
タ量を初期段階で削減できる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
公報に開示された画像処理装置においては、画像判定処
理に必要なデータ量を初期段階で削減して出力するた
め、２値化手段からのデジタル信号の出力タイミングが
変わる。このため、出力されたデジタル信号を処理する
判定処理手段へのデジタル信号の入力タイミングが変わ
り、判定処理手段の処理能力を十分に生かすことができ
ない。そのため、人工網膜回路および２値化手段から出
力されるデータ量が削減され、判定処理手段が処理する
対象のデータ量も削減されても、人工網膜回路と判定処
理手段とを含む全体の処理能力は向上しない。また、人
工網膜回路が１つのチップで実現されている場合におい
て、人工網膜チップの処理能力と判定処理手段の処理能
力とが異なると、人工網膜チップから断続的に出力され
るデジタル信号を、判定処理手段における処理能力に適
合させて入力させることができず、高速の判定処理が困
難になる。

【０００６】本発明は、上述の課題を解決するためにな
されたものであって、人工網膜回路を用いた、処理能力
が高く回路規模の小さい、撮像カメラおよびその撮像カ
メラに用いられるデジタル信号処理方法を提供すること
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る撮像カ
メラは、画像を表わすデータに基づくデジタル信号を出
力する人工網膜回路と、人工網膜回路から出力されるデ
ジタル信号を処理するための信号処理手段と、人工網膜
回路と信号処理手段とに接続され、人工網膜回路の動作
と信号処理手段の動作とを同期させて、人工網膜回路か
ら出力されたデジタル信号を信号処理手段に入力させる
ための制御手段とを含む。ここで、人工網膜回路とは、
感度可変機能を有するセンサセルを２次元に配置して構
成した回路であって、撮像した入力画像に基づくデジタ
ル信号を出力する回路をいう。

【０００８】第１の発明によると、制御手段は、デジタ
ル信号を出力する人工網膜回路の動作と、人工網膜回路
で生成されたデジタル信号を処理する信号処理手段と動
作とを同期させる。人工網膜回路におけるデジタル信号
を出力する能力および出力タイミングと、信号処理手段
におけるデジタル信号の入力タイミングおよび信号処理
の能力とが異なる場合であっても、デジタル信号の入出
力動作が同期されて、所定のタイミングで人工網膜回路
から信号処理手段にデジタルデータが入力できる。これ
により、人工網膜回路の動作速度と信号処理手段の動作
速度とが大きく異なる（たとえば、１画像に対して様々
な信号処理を行なう信号処理手段の動作速度が人工網膜
回路の動作速度が数十倍速い）場合であっても、制御手
段により人工網膜回路の動作と信号処理手段の動作とを
同期させるため、人工網膜回路から出力されるデジタル
信号をタイミングよく信号処理手段に入力させることが
できる。その結果、人工網膜回路と高速の信号処理回路
とを組合わせた、処理能力が高く、かつ安価な撮像カメ
ラを提供することができる。

【０００９】第２の発明に係る撮像カメラは、第１の発
明の構成に加えて、制御手段は、人工網膜回路に接続さ
れ、人工網膜回路から出力されたデジタル信号を受け
て、デジタル信号を一時的に記憶するための記憶手段
と、人工網膜回路と信号処理手段とに接続され、予め定
められた単位のデジタル信号が記憶手段に記憶されたこ
とに応答して、記憶手段に記憶されたデジタル信号を信
号処理手段に読込ませるための読込み指示手段とを含
む。

【００１０】第２の発明によると、記憶手段は、人工網
膜回路から出力されたデジタル信号を受けて、デジタル
信号を一時的に記憶する。読込み指示手段は、予め定め
られた単位のデジタル信号が記憶手段に記憶されたこと
に応答して、記憶手段に記憶されたデジタル信号を信号
処理手段に読込ませる。これにより、人工網膜回路は、
記憶手段にデジタル信号を出力し、一方、信号処理手段
は、信号処理に適切な単位のデジタル信号が記憶手段に
記憶されると、デジタル信号を読込む。そのため、人工
網膜回路の動作速度と信号処理手段の動作速度とが大き
く異なる場合であっても、制御手段により人工網膜回路
の動作と信号処理手段の動作とを記憶手段を用いて同期
させるため、人工網膜回路から出力されるデジタル信号
をタイミングよく信号処理手段に入力させることができ
る。その結果、人工網膜回路と高速の信号処理回路とを
組合わせた、処理能力が高く、かつ安価な撮像カメラを
提供することができる。

【００１１】第３の発明に係る撮像カメラは、第２の発
明の構成に加えて、単位は、信号処理手段における処理
の単位である。

【００１２】第３の発明によると、信号処理手段におけ
る信号処理に適切な単位（たとえば、１フレーム単位）
で、デジタル信号を取込むことができる。

【００１３】第４の発明に係る撮像カメラは、第２の発
明の構成に加えて、読込み指示手段は、信号処理手段の
動作に割込んで、記憶手段に記憶されたデジタル信号を
信号処理手段に読込ませるための手段を含む。

【００１４】第４の発明によると、高速に動作する信号
処理手段の動作に割込んで、デジタル信号を取込むこと
ができる。

【００１５】第５の発明に係る撮像カメラは、第２の発
明の構成に加えて、人工網膜回路は、自己の動作を設定
するための設定手段をさらに含み、信号処理手段は、人
工網膜回路の動作を指示するための指示手段をさらに含
み、制御手段は、指示手段の指示に基づいて、設定手段
に動作指示データを送信するための送信手段をさらに含
む。

【００１６】第５の発明によると、人工網膜回路におけ
る動作（たとえば、画像撮像の際の動作パラメータ等）
を、人工網膜回路外部から設定できる。

【００１７】第６の発明に係るデジタル信号処理方法
は、画像を表わすデータに基づくデジタル信号を出力す
る人工網膜回路と、人工網膜回路から出力されるデジタ
ル信号を処理するための信号処理手段とを含む撮像カメ
ラに用いられるデジタル信号処理方法であって、人工網
膜回路から出力されたデジタル信号を受けて、デジタル
信号を一時的に記憶する記憶ステップと、予め定められ
た単位のデジタル信号が記憶手段に記憶されたことを検
知する検知ステップと、検知ステップにおける検知結果
に応答して、記憶ステップにて記憶したデジタル信号を
信号処理手段に読込ませる読込みステップとを含む。

【００１８】第６の発明によると、記憶ステップは、人
工網膜回路から出力されたデジタル信号を受けて、デジ
タル信号を一時的に記憶する。読込みステップは、検知
ステップにて予め定められた単位のデジタル信号が記憶
されたことに応答して、記憶ステップにて記憶したデジ
タル信号を信号処理手段に読込ませる。信号処理手段
は、読込んだデジタル信号を処理する。これにより、人
工網膜回路から出力されたデジタル信号は記憶ステップ
にて一旦記憶され、信号処理に適切な単位のデジタル信
号が記憶されると、信号処理手段によりデジタル信号が
読込まれる。人工網膜回路の動作速度と信号処理手段の
動作速度とが大きく異なる場合であっても、記憶ステッ
プと読込みステップとにより人工網膜回路の動作と信号
処理手段の動作とを記憶手段を用いて同期させるため、
人工網膜回路から出力されるデジタル信号をタイミング
よく信号処理手段に入力させることができる。その結
果、人工網膜回路と高速の信号処理回路とを組合わせ
た、処理能力が高いデジタル信号処理方法を提供するこ
とができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ、本発明
の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一
の部品には同一の符号を付してある。それらの名称およ
び機能も同じである。したがってそれらについての詳細
な説明は繰返さない。

【００２０】図１を参照して、本実施の形態に係る人工
網膜チップを含む撮像カメラ１００は、エンコーダ等の
外部機器からの信号を入力したり、ロボットコントロー
ラ等の外部機器へ処理結果を表わす信号を出力したりす
るための通信インターフェイス２００と、各種画像デー
タと、後述するＲＯＭ（Read Only Memory)３２０に記
憶されたプログラムを実行した場合の中間結果等とを記
憶するフラッシュメモリ３００およびＳＤＲＡＭ（Sync
hronous Dynamic Random Access Memory）と、この撮像
カメラ１００を制御するプログラムを記憶するＲＯＭ３
２０と、人工網膜チップから出力されたデジタル信号
を、人工網膜チップの処理の能力の数十倍程度の高速で
処理するＤＳＰ（Digital Signal Processor）４００
と、外部のカメラレンズ８００に接続された人工網膜チ
ップ５００と、人工網膜チップ５００に接続され、人工
網膜チップとＤＳＰとの間のデジタル信号の送受信を制
御するＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）６
００と、ＦＰＧＡ６００に接続され、撮像カメラ１００
と外部機器とのデジタル入出力であるＤＩ／ＤＯ（Digi
tal Input／Digital Output）７００とを含む。これら
の構成機器は、互いにバス９００で接続されている。ま
た、通信インターフェイス２００、ＤＳＰ４００、人工
網膜チップ５００およびＤＩ／ＤＯ７００は、ＦＰＧＡ
６００を介して互いに接続されている。

【００２１】ＤＳＰ４００は、デジタル信号処理専用の
マイクロプロセッサである。汎用ＭＰＵ(Micro Process
or Unit)と比べて、積和演算を高速に処理できるもので
あって、画像および音声等のリアルタイム処理に適す
る。ＦＰＧＡ６００は、ユーザが、機能を決定できるデ
バイス、機能をプログラムできる論理セル、結線状態を
プログラムできる信号線およびプログラムできる入出力
回路を組合わせて、ユーザ自身が機能を決定でき、かつ
機能の更新が可能なリコンフィギュラブルロジックの一
種である。

【００２２】図２を参照して、撮像カメラ１００の制御
ブロックをさらに詳しく説明する。フラッシュメモリ３
００、ＳＤＲＡＭ３１０およびＲＯＭ３２０は、図２に
示すような構成である。ドライバ４１０は、ＤＳＰ４０
０に接続され、ＤＳＰ４００に入力された入力波形の遅
れ分を検知して、入力された波形を正規の波形に修正す
る機能を有する。

【００２３】ＦＰＧＡ６００には、実際には、５ボルト
系バスと３．３ボルト系バスとの接続を制御する第１の
ＦＰＧＡ６１０と、通信インターフェイスを制御する第
２のＦＰＧＡ６２０と、ＤＳＰ４００と人工網膜チップ
５００との間で送受信されるデジタル信号を制御する第
３のＦＰＧＡ６３０とがある。

【００２４】第２のＦＰＧＡ６２０は、第１のレシーバ
２３０に接続され、外部機器であるエンコーダ８２０等
と撮像カメラ１００の間のデータ通信を制御する。第２
のＦＰＧＡ６２０は、ＵＡＲＴ（Universal Asynchrono
us Receiver Transmitter）２１０に接続され、ＵＡＲ
Ｔ２１０に接続された第２のレシーバ２２０を制御す
る。第２のＦＰＧＡ６２０は、フォトカプラ７１０を介
してＤＩ／ＤＯ７００が接続され、ＤＩ／ＤＯ７００を
制御する。第２のレシーバ２２０から撮像カメラ１００
の外部機器であるロボットコントローラ等に、ＤＳＰ４
００が処理した結果を表わす信号が出力される。このと
き出力される信号の種類は、ＤＳＰ４００内部における
デジタル信号処理の種類により定まり、たとえば、撮像
された対象物の、重心位置データ、傾きデータ、面積デ
ータ、周囲長データ、円形度データ、文字認識結果デー
タおよび登録パターンとの一致データ等である。

【００２５】第３のＦＰＧＡ６３０は、後述するよう
に、ＤＳＰ４００と人工網膜チップ５００との間のデー
タの送受信を制御するとともに、画像蓄積メモリ３５０
と、外部モニタ８１０に接続された画像表示メモリ３６
０とに接続され、撮像カメラ１００により撮像された画
像の外部モニタ８１０への出力を制御する。

【００２６】図３を参照して、ＤＳＰ４００と人工網膜
チップ５００と第３のＦＰＧＡ６３０とについて、さら
に詳しく説明する。

【００２７】第３のＦＰＧＡ６３０は、第３のＦＰＧＡ
６３０を制御する制御部６３６と、制御部６３６に接続
され、人工網膜チップ５００に送信するコマンドをシリ
アルパラレル変換するシリアルパラレル変換部６３８
と、人工網膜チップ５００から出力されるデジタル信号
を一時的に記憶するバッファ部６４０と、ＤＳＰ４００
とデータバスを介して接続され、ＤＳＰ４００から送信
されたデータをラッチするデータラッチ部６３２と、Ｄ
ＳＰ４００とアドレスバスを介して接続され、ＤＳＰ４
００から送信されたアドレスをデコードするアドレスデ
コード部６３４とを含む。

【００２８】人工網膜チップ５００は、第３のＦＰＧＡ
６３０を介して受信したコマンドにより自己の動作モー
ドを設定することができる。人工網膜チップ５００の動
作モードには、露光時間変更、黒レベル補正、エッジ強
調等の１８種類程度がある。この動作モードの設定は、
制御部６３６が、データラッチ部６３２から読出したレ
ジスタセットコマンドを人工網膜チップ５００に送信し
て、人工網膜チップ５００が、受信したレジスタセット
コマンドを動作設定レジスタにセットすることにより行
なわれる。制御部６３６は１６ビット単位で動作モード
を設定するデータを送信するが、人工網膜チップ５００
には１ビット単位でしか受信できないため、シリアルパ
ラレル変換部６３８は制御部６３６からの信号を人工網
膜チップ５００が受信可能な信号に変換する。

【００２９】ＤＳＰ４００は、アドレスデコード部６３
４との間をＷＲＩＴＥ信号およびＲＥＡＤ信号により接
続されて、制御部６３６との間を割込要求信号により接
続されている。人工網膜チップ５００は、制御部６３６
との間を５種類の制御信号および２種類のステータス信
号により接続されている。

【００３０】図４を参照して、撮像カメラ１００の第３
のＦＰＧＡ６３０で実行されるプログラムは、ＤＳＰ４
００に対する画像取込処理に関し、以下のような制御構
造を有する。

【００３１】ステップ（以下、ステップをＳと略す。）
１００にて、アドレスデコード部６３４は、ＤＳＰ４０
０に接続されたＷＲＩＴＥピンまたはＲＥＡＤピンのＯ
Ｎ状態を検知したか否かを判断する。アドレスデコード
部６３４がＷＲＩＴＥピンまたはＲＥＡＤピンのＯＮ状
態を検知すると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０
２へ移される。一方、アドレス制御部６３４がＷＲＩＴ
ＥピンおよびＲＥＡＤピンのＯＦＦ状態を検知すると
（Ｓ１００にてＮＯ）、アドレスデコード部６３４がＤ
ＳＰ４００に接続されたＷＲＩＴＥピンまたはＲＥＡＤ
ピンのＯＮ状態を検知するまで待つ。後述するように、
ＷＲＩＴＥピンがＯＮ状態の場合には、ＤＳＰ４００か
らレジスタセットコマンドが送信され、ＲＥＡＤピンが
ＯＮ状態の場合には、ＤＳＰ４００から取込開始コマン
ドが送信される。

【００３２】Ｓ１０２にて、アドレスデコード部６３４
は、ＤＳＰ４００に接続されたアドレスバスから受信し
たアドレスの値をデコードして、制御部６３６がデータ
ラッチ部６３２から読込むアドレスをセットする。

【００３３】Ｓ１０４にて、制御部６３６は、アドレス
デコード部６３４によりデコードされたアドレスに記憶
されたデータを読込む。実際には、ＤＳＰ４００から出
力されてデータラッチ部６３２にラッチされたデータが
読込まれる。

【００３４】Ｓ１０６にて、制御部６３６は、読出した
データがレジスタセットコマンドであるか否かを判断す
る。この判断は、読出したデータのヘッダ情報またはデ
ータ構造に基づいて行なわれる。読出したデータがレジ
スタセットコマンドである場合には（Ｓ１０６にてＹＥ
Ｓ）、処理はＳ１１２へ移される。一方、読出したデー
タがレジスタセットコマンドでない場合には（Ｓ１０６
にてＮＯ）、処理はＳ１０８へ移される。

【００３５】Ｓ１０８にて、制御部６３６は、データバ
スから読出したデータが取込開始コマンドであるか否か
を判断する。読出したデータが取込開始コマンドである
場合には（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０へ移
される。一方、読出したデータが取込開始コマンドでな
い場合には（Ｓ１０８にてＮＯ）、この画像取込処理は
終了する。

【００３６】なお、ＤＳＰ４００から送信されるコマン
ドは、ＷＲＩＴＥピンがＯＮ状態の場合にはレジスタセ
ットコマンドであり、ＲＥＡＤピンがＯＮ状態の場合に
は取込開始コマンドであるため、Ｓ１０６およびＳ１０
８における処理を、ＯＮ状態のピンの種類により判断す
るようにしてもよい。

【００３７】Ｓ１１０にて、制御部６３６は、制御信号
の取込開始信号（ＳＴＡＲＴ信号）をＯＮ状態にする。

【００３８】Ｓ１１２にて、制御部６３６は、読出した
レジスタセットコマンドをシリアルパラレル変換部６３
８に送信するとともに、シリアルパラレル変換部６３８
に対して、信号の変換（１６ビットパラレルから１ビッ
トシリアル）を指示する。

【００３９】Ｓ１１４にて、制御部６３６は、制御信号
の信号出力信号（ＬＯＡＤ信号）をＯＮ状態にする。

【００４０】Ｓ１１６にて、制御部６３６は、シリアル
パラレル変換部６３８に対して、人工網膜チップ５００
へのレジスタセットコマンドの出力を指示する。このと
き、人工網膜チップ５００には、シリアルパラレル変換
部６３８から１ビットずつ送信される。送信されたレジ
スタセットコマンドは、動作設定レジスタにセットされ
る。

【００４１】図５を参照して、撮像カメラ１００の第３
のＦＰＧＡ６３０で実行されるプログラムは、人工網膜
チップ５００に対する画像取込処理に関し、以下のよう
な制御構造を有する。

【００４２】Ｓ１５０にて、制御部６３６は、人工網膜
チップ５００に接続されたステータス信号のＲＥＡＤ信
号のＯＮ状態を検知したか否かを判断する。制御部６３
６がステータス信号のＲＥＡＤ信号のＯＮ状態を検知す
ると（Ｓ１５０にてＹＥＳ）、処理はＳ１５２へ移され
る。一方、制御部６３６がステータス信号のＲＥＡＤ信
号のＯＦＦ状態を検知すると（Ｓ１５０にてＮＯ）、処
理はＳ１５６に移される。

【００４３】Ｓ１５２にて、制御部６３６は、人工網膜
チップ５００から出力されるデジタル信号を読出す。Ｓ
１５４にて、制御部６３６は、人工網膜チップ５００か
ら読出したデジタル信号をバッファ部６４０に格納す
る。その後、処理は、Ｓ１５０に戻され、ステータス信
号のＲＥＡＤ信号の状態を検知する。

【００４４】Ｓ１５６にて、制御部６３６は、ステータ
ス信号のＲＥＡＤ信号の立ち下がりを検知したか否かを
判断する。制御部６３６がステータス信号のＲＥＡＤ信
号の立ち下がりを検知すると（Ｓ１５６にてＹＥＳ）、
処理はＳ１５８へ移される。一方、制御部６３６がステ
ータス信号のＲＥＡＤ信号の立ち下がりを検知しないと
（Ｓ１５６にてＮＯ）、ステータス信号のＲＥＡＤ信号
の立ち下がりを検知するまで待つ。このＳ１５０および
Ｓ１５６における処理により、通常、ステータス信号の
ＲＥＡＤ信号がＯＮ状態からＯＦＦ状態に切替わると、
Ｓ１５８の処理が行なわれることになる。

【００４５】Ｓ１５８にて、制御部６３６は、ＤＳＰ４
００への割込要求信号をＯＮ状態にする。

【００４６】図６を参照して、撮像カメラ１００の第３
のＤＳＰ４００で実行されるプログラムは、画像取込処
理に関し、以下のような制御構造を有する。

【００４７】Ｓ２００にて、ＤＳＰ４００は、第３のＦ
ＰＧＡ６３０から割込要求信号を受信したか否かを判断
する。この処理は、図５のＳ１５８における処理に応答
して、割込みを行なうか否かを判断する処理である。第
３のＦＰＧＡ６３０から割込要求信号を受信すると（Ｓ
２００にてＹＥＳ）、処理はＳ２１６へ移される。一
方、第３のＦＰＧＡ６３０から割込要求信号を受信しな
いと（Ｓ２００にてＮＯ）、処理はＳ２０２へ移され
る。

【００４８】Ｓ２０２にて、ＤＳＰ４００は、レジスタ
設定または取込開始設定のいずれを行なうか判断する。
人工網膜チップ５００の動作を設定する場合にはレジス
タ設定が選択される。通常は、レジスタ設定の後に取込
開始設定が選択される。レジスタ設定が選択されると
（Ｓ２０２にてレジスタ設定）、処理はＳ２０４へ移さ
れる。一方、取込開始設定が選択されると（Ｓ２０２に
て取込開始設定）、処理はＳ２１２へ移される。

【００４９】Ｓ２０４にて、ＤＳＰ４００は、アドレス
デコード部６３４で予め定められたアドレスに、レジス
タセットコマンドを表わすデータをセットする。実際に
は、ＤＳＰ４００が所定のデータを出力して、出力され
たデータがデータラッチ部６３２にラッチされる。

【００５０】Ｓ２０６にて、ＤＳＰ４００は、ＷＲＩＴ
ＥピンをＯＮ状態にする。このＷＲＩＴＥピンのＯＮ状
態に応答して、第３のＦＰＧＡ６３０の制御部６３６が
人工網膜チップ５００に動作モードを設定するレジスタ
セットコマンドを送信する。

【００５１】Ｓ２０８にて、ＤＳＰ４００は、制御部６
３６がシリアルパラレル変換部６３８を介して人工網膜
チップ５００の動作設定レジスタにデータを書込んだこ
とを検知する。

【００５２】Ｓ２１０にて、ＤＳＰ４００は、ＷＲＩＴ
ＥピンをＯＦＦ状態にする。その後、処理はＳ２００へ
戻される。

【００５３】Ｓ２１２にて、ＤＳＰ４００は、アドレス
デコード部６３４で予め定められたアドレスに、取込開
始コマンドを表わすデータをセットする。実際には、Ｄ
ＳＰ４００が所定のデータを出力して、出力されたデー
タがデータラッチ部６３２にラッチされる。

【００５４】Ｓ２１４にて、ＤＳＰ４００は、ＲＥＡＤ
ピンをＯＮ状態にする。このＲＥＡＤピンのＯＮ状態に
応答して、第３のＦＰＧＡ６３０の制御部６３６が制御
信号のＳＴＡＲＴ信号をＯＮ状態にして、このＳＴＡＲ
Ｔ信号のＯＮ状態に応答して、人工網膜チップ５００
が、撮像対象物の画像を取込んで、取込んだ画像データ
に基づくデジタル信号を作成して、作成されたデジタル
信号をバッファ部６４０に出力する。

【００５５】Ｓ２１６にて、ＤＳＰ４００は、制御部６
３６が出力した制御信号のＳＴＡＲＴ信号により人工網
膜チップ５００からバッファ部６４０に出力されたデジ
タル信号を読出す。

【００５６】Ｓ２１８にて、ＤＳＰ４００は、ＲＥＡＤ
ピンをＯＦＦ状態にする。その後、処理はＳ２００へ戻
される。

【００５７】図７を参照して、撮像カメラ１００の人工
網膜チップ５００で実行されるプログラムは、画像取込
処理に関し、以下のような制御構造を有する。

【００５８】Ｓ３００にて、人工網膜チップ５００は、
第３のＦＰＧＡ６３０の制御部６３６からレジスタセッ
ト要求信号を受信したか否かを判断する。この判断は、
制御部６３６から出力される制御信号のＬＯＡＤ信号の
状態を検知することにより行なわれる。制御信号のＬＯ
ＡＤ信号がＯＮ状態であると（Ｓ３００にてＹＥＳ）、
処理はＳ３０２へ移される。一方、制御信号のＬＯＡＤ
信号がＯＦＦ状態であると（Ｓ３００にてＮＯ）、処理
はＳ３０４へ移される。

【００５９】Ｓ３０２にて、人工網膜チップ５００は、
シリアルパラレル変換部６３８から受信したレジスタセ
ットコマンドを動作設定レジスタにセットする。このと
き、露光時間変更、黒レベル補正、エッジ強調等の１８
種類程度の動作が設定される。

【００６０】Ｓ３０４にて、人工網膜チップ５００は、
カメラレンズ８００を介して撮像対象物の画像の取込を
開始するか否かを判断する。この判断は、制御部６３６
から出力される制御信号のＳＴＡＲＴ信号の状態を検知
することにより行なわれる。制御信号のＳＴＡＲＴ信号
がＯＮ状態であると（Ｓ３０４にてＹＥＳ）、処理はＳ
３０６へ移される。一方、制御信号のＳＴＡＲＴ信号が
ＯＦＦ状態であると（Ｓ３０４にてＮＯ）、処理はＳ３
００へ戻される。

【００６１】Ｓ３０６にて、人工網膜チップ５００は、
撮像対象物の画像の取込を開始する。Ｓ３０８にて、人
工網膜チップ５００は、撮像対象物の画像データの取込
を終了する。このＳ３０６〜Ｓ３０８の処理により、人
工網膜チップ５００は、撮像対象物の画像を取込んで、
取込んだ画像データに基づくデジタル信号を作成する。

【００６２】Ｓ３１０にて、人工網膜チップ５００は、
ステータス信号のＲＥＡＤ信号をＯＮ状態にする。Ｓ３
１２にて、人工網膜チップ５００は、取込んだデータに
基づいて作成したデジタル信号を第３のＦＰＧＡ６３０
のバッファ部６４０に出力する。

【００６３】Ｓ３１４にて、人工網膜チップ５００は、
１フレーム分のデジタル信号の出力が終了したか否かを
判断する。この判断は、１フレーム分の終了を検知して
行なうようにしてもよいし、他の方法で検知してもよ
い。また、１フレーム分以外の画像データの他の単位の
終了を検知して、S３１４における判断を行なってもよ
い。１フレーム分のデジタル信号の出力が終了すると
（Ｓ３１４にてＹＥＳ）、処理はＳ３１６に移される。
一方、１フレーム分のデジタル信号の出力が終了するま
では（Ｓ３１４にてＮＯ）、処理はＳ３１２に戻され、
人工網膜チップ５００は、取込んだデータに基づいて作
成したデジタル信号を、第３のＦＰＧＡ６３０のバッフ
ァ部６４０に出力する。

【００６４】Ｓ３１６にて、人工網膜チップ５００は、
ステータス信号のＲＥＡＤ信号をＯＦＦ状態にする。そ
の後、処理はＳ３００へ戻される。

【００６５】以上のような構造フローチャートに基づ
く、撮像カメラ１００の動作について説明する。

【００６６】[人工網膜チップ動作モード設定動作]ま
ず、ＤＳＰ４００により人工網膜チップ５００の動作モ
ードの設定が行なわれる（Ｓ２０２にてレジスタ設
定）。ＤＳＰ４００が、アドレス値とデータ値とをセッ
トして（Ｓ２０４）、ＷＲＩＴＥピンをＯＮ状態にする
（Ｓ２０６）。

【００６７】このＷＲＩＴＥピンのＯＮ状態を、第３の
ＦＰＧＡ６３０のアドレスデコード部６３４が検知する
と（Ｓ１００にてＹＥＳ）、アドレスデコード部６３４
が、アドレスバスの値をデコードして、データバスのア
ドレスをセットする（Ｓ１０４）。制御部６３６が、ア
ドレスデコード部６３４がセットしたアドレスに基づい
てデータを読出す（Ｓ１０４）。この場合、読出したデ
ータは、レジスタセットコマンドであるため（Ｓ１０６
にてＹＥＳ）、シリアルパラレル変換部６１８に読出し
たレジスタセットコマンドを送信するとともに、シリア
ルパラレル変換部６１８にレジスタセットコマンドの変
換を指示する（Ｓ１１２）。制御部６３６は、制御信号
のＬＯＡＤ信号をＯＮ状態にして（Ｓ１１４）、シリア
ルパラレル変換部６３８が、レジスタセットコマンドが
１ビットずつ人工網膜チップ５００に送信する。

【００６８】この制御信号のＬＯＡＤ信号のＯＮ状態
を、人工網膜チップ５００が検知すると（Ｓ３００にて
ＹＥＳ）、人工網膜チップ５００は、シリアルパラレル
変換部６３８から受信したレジスタセットコマンドを動
作設定レジスタにセットして、人工網膜チップ５００の
動作モードを設定する。これにより、撮像対象物の画像
の取込準備が完了する。

【００６９】[ＤＳＰデジタル信号取込動作]次に、取込
んだ撮像物の画像データに基づいて人工網膜チップ５０
０が作成したデジタル信号を、ＤＳＰ４００が取込む動
作について説明する。

【００７０】ＤＳＰ４００により人工網膜チップ５００
からのデジタル信号取込開始の設定が行なわれる（Ｓ２
０２にて取込開始設定）。ＤＳＰ４００がアドレス値と
データ値とをセットして（Ｓ２１２）、ＲＥＡＤピンを
ＯＮ状態にする（Ｓ２１４）。

【００７１】このＲＥＡＤピンのＯＮ状態を、第３のＦ
ＰＧＡ６３０のアドレスデコード部６３４が検知すると
（Ｓ１００にてＹＥＳ）、アドレスデコード部６３４が
アドレスバスの値をデコードして、データバスのアドレ
スをセットする（Ｓ１０４）。制御部６３６が、アドレ
スデコード部６３４がセットしたアドレスに基づいてデ
ータを読出す（Ｓ１０４）。この場合、読出したデータ
は、取込開始コマンドであるため（Ｓ１０６にてＮＯ、
Ｓ１０８にてＹＥＳ）、制御部６３６は、制御信号のＳ
ＴＡＲＴ信号がＯＮ状態にする（Ｓ１１０）。

【００７２】この制御信号のＳＴＡＲＴ信号のＯＮ状態
を、人工網膜チップ５００が検知すると（Ｓ３０４にて
ＹＥＳ）、人工網膜チップ５００は、予め設定された動
作モードで、カメラレンズ８００を介して撮像対象物を
撮像し、撮像した画像データに基づいてデジタル信号を
生成する（Ｓ３０６、Ｓ３０８）。これにより、人工網
膜チップ５００からＤＳＰ４００へのデジタル信号の出
力準備が完了する。

【００７３】人工網膜チップ５００は、ステータス信号
のＲＥＡＤ信号がＯＮ状態にした後、作成したデジタル
信号を第３のＦＰＧＡ６３０のバッファ部６４０に出力
する（Ｓ３１２）。

【００７４】このステータス信号のＲＥＡＤ信号のＯＮ
状態を、第３のＦＰＧＡ６３０の制御部６３６が検知す
ると（Ｓ１５０にてＹＥＳ）、制御部６３６が人工網膜
チップ５００から出力されたデジタル信号を読出して
（Ｓ１５２）、読出したデジタル信号をバッファ部６４
０に格納する（Ｓ１５４）。

【００７５】人工網膜チップ５００は、１フレーム分の
デジタル信号を第３のＦＰＧＡ６３０のバッファ部６４
０に出力し終えると（Ｓ３１４にてＹＥＳ）、ステータ
ス信号のＲＥＡＤ信号をＯＦＦ状態にする。

【００７６】このステータス信号のＲＥＡＤ信号がＯＮ
状態からＯＦＦ状態に立ち下がったことを、第３のＦＰ
ＧＡ６３０の制御部６３６が検知すると（Ｓ１５０にて
ＮＯ、Ｓ１５６にてＹＥＳ）、制御部６３６がＤＳＰ４
００への割込要求信号をＯＮ状態にする（Ｓ１５８）。

【００７７】この割込要求信号のＯＮ状態を、ＤＳＰ４
００が検知すると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、ＤＳＰ４０
０は、人工網膜チップ４００により作成され、バッファ
部６４０に格納されたデジタル信号を読出す（Ｓ２１
６）。これにより、人工網膜チップ５００からＤＳＰ４
００へデジタル信号が送信される。

【００７８】以上のようにして、本実施の形態に係る撮
像カメラは、人工網膜チップの動作速度とＤＳＰの動作
速度とが大きく異なる場合であっても、ＦＰＧＡにより
人工網膜チップの動作とＤＳＰの動作とを同期させるた
め、人工網膜チップから出力されるデジタル信号をタイ
ミングよくＤＳＰに入力させることができる。その結
果、人工網膜チップと高速のＤＳＰとを組合わせた、処
理能力が高く、かつ安価な撮像カメラを提供することが
できる。

【００７９】今回開示された実施の形態はすべての点で
例示であって制限的なものではないと考えられるべきで
ある。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求
の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味お
よび範囲内でのすべての変更が含まれることが意図され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施の形態に係る撮像カメラの制御ブロッ
ク図（その１）である。

【図２】 本実施の形態に係る撮像カメラの制御ブロッ
ク図（その２）である。

【図３】 図２に示す制御ブロック図の一部を詳細に示
した制御ブロック図である。

【図４】 本実施の形態に係る撮像カメラのＦＰＧＡが
実行する画像取込処理の制御の手順を示すフローチャー
ト（その１）である。

【図５】 本実施の形態に係る撮像カメラのＦＰＧＡが
実行する画像取込処理の制御の手順を示すフローチャー
ト（その２）である。

【図６】 本実施の形態に係る撮像カメラのＤＳＰが実
行する画像取込処理の制御の手順を示すフローチャート
である。

【図７】 本実施の形態に係る撮像カメラのＡＲチップ
が実行する画像取込処理の制御の手順を示すフローチャ
ートである。

【符号の説明】

１００ 撮像カメラ、２００ 通信インターフェイス、
３００ フラッシュメモリ、３１０ ＳＤＲＡＭ、３２
０ ＲＯＭ、４００ ＤＳＰ、５００ 人工網膜チッ
プ、６００ ＦＰＧＡ、７００ ＤＩ／ＤＯ、８００
カメラレンズ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野田 秀樹 兵庫県洲本市塩屋１丁目１番８号 カネボ ウ電子株式会社内 Ｆターム(参考） 5B047 AA13 BB04 EA07 EB17 5C022 AA01 AB31 AC41 AC69 5C024 GY00 HX58

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像を表わすデータに基づくデジタル信
   号を出力する人工網膜回路と、 前記人工網膜回路から出力される前記デジタル信号を処
   理するための信号処理手段と、 前記人工網膜回路と前記信号処理手段とに接続され、前
   記人工網膜回路の動作と前記信号処理手段の動作とを同
   期させて、前記人工網膜回路から出力された前記デジタ
   ル信号を前記信号処理手段に入力させるための制御手段
   とを含む撮像カメラ。
2. 【請求項２】 前記制御手段は、 前記人工網膜回路に接続され、前記人工網膜回路から出
   力された前記デジタル信号を受けて、前記デジタル信号
   を一時的に記憶するための記憶手段と、 前記人工網膜回路と前記信号処理手段とに接続され、予
   め定められた単位の前記デジタル信号が前記記憶手段に
   記憶されたことに応答して、前記記憶手段に記憶された
   前記デジタル信号を前記信号処理手段に読込ませるため
   の読込み指示手段とを含む、請求項１に記載の撮像カメ
   ラ。
3. 【請求項３】 前記単位は、前記信号処理手段における
   処理の単位である、請求項２に記載の撮像カメラ。
4. 【請求項４】 前記読込み指示手段は、前記信号処理手
   段の動作に割込んで、前記記憶手段に記憶された前記デ
   ジタル信号を前記信号処理手段に読込ませるための手段
   を含む、請求項２に記載の撮像カメラ。
5. 【請求項５】 前記人工網膜回路は、自己の動作を設定
   するための設定手段をさらに含み、 前記信号処理手段は、前記人工網膜回路の動作を指示す
   るための指示手段をさらに含み、 前記制御手段は、前記指示手段の前記指示に基づいて、
   前記設定手段に動作指示データを送信するための送信手
   段をさらに含む、請求項２に記載の撮像カメラ。
6. 【請求項６】 画像を表わすデータに基づくデジタル信
   号を出力する人工網膜回路と、前記人工網膜回路から出
   力される前記デジタル信号を処理するための信号処理手
   段とを含む撮像カメラに用いられるデジタル信号処理方
   法であって、 前記人工網膜回路から出力された前記デジタル信号を受
   けて、前記デジタル信号を一時的に記憶する記憶ステッ
   プと、 予め定められた単位の前記デジタル信号が前記記憶手段
   に記憶されたことを検知する検知ステップと、 検知ステップにおける検知結果に応答して、前記記憶ス
   テップにて記憶した前記デジタル信号を前記信号処理手
   段に読込ませる読込みステップとを含む、デジタル信号
   処理方法。