JP2004312178A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1奇数フィールド信号f1と第2奇数フィールド信号S1とがそれぞれ同時に入出力回路へ入力された際に、入出力回路は第1奇数フィールド信号f1のみをA/D変換回路へ出力する。第1偶数フィールド信号f2と第2偶数フィールド信号S2とがそれぞれ同時に入出力回路へ入力された際に、入出力回路は第2偶数フィールド信号S2のみをA/D変換回路へ出力する。また、第1奇数フィールド信号f1は1/60[s]の間に入出力回路からA/D変換回路へ出力され、その後、第2偶数フィールド信号S2は1/60[s]の間に入出力回路からA/D変換回路へ出力される。
【選択図】 図3
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに異なる視点から同じ被写体を撮影可能とした複数の撮像手段を備えた撮像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、2台のカメラにより撮影した画像に基づいて三角測量原理を用いて被写体における被測距物までの距離を求める距離検出装置(車両用障害物検出装置)が知られている(例えば、特許文献1参照)。図8に示すように、特許文献1における距離検出装置201は、第1カメラ(イメージセンサ)202、第1カメラ用のA/D変換回路203、第1カメラ用の遅延回路(メモリ)204を備えている。また、距離検出装置201は、第2カメラ(イメージセンサ)205、第2カメラ用のA/D変換回路206、第2カメラ用の遅延回路(メモリ)207、及び画像から距離を算出する距離算出回路(マイクロコンピュータ)208を備えている。
【0003】
以下、前記第1カメラ202及び前記第2カメラ205を総称してステレオカメラユニット209といい、前記両A/D変換回路203,206、前記両遅延回路204,207、及び前記距離算出回路208を総称して後処理回路210という。
【0004】
前記第1カメラ202は、撮影した被写体に基づいて奇数フィールド信号と偶数フィールド信号の総称であるフレーム信号(以下、第1フレーム信号という)を出力する。前記第2カメラ205は、撮影した被写体に基づいて奇数フィールド信号と偶数フィールド信号の総称であるフレーム信号(以下、第2フレーム信号という)を出力する。第1カメラ202からA/D変換回路203及び遅延回路204を介して距離算出回路208へ第1フレーム信号が入力され、第2カメラ205からA/D変換回路206及び遅延回路207を介して距離算出回路208へ第2フレーム信号が入力される。距離算出回路208は、前記第1フレーム信号及び前記第2フレーム信号から三角測量原理に基づいて被写体における被測距物までの距離を演算する。
【0005】
【特許文献1】
特開平10−138851号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、特許文献1の距離検出装置201においては、第1カメラ202・第2カメラ205からそれぞれ第1フレーム信号・第2フレーム信号を出力している。即ち、ステレオカメラユニット209から2つのフレーム信号、言い換えると4つのフィールド信号を出力している。日本国内のテレビ放送規格はNTSC(National Television System Committee)方式が採用されている。通常、NTSC方式においては、一つのフィールド信号を出力する時間は1/60[s]とされ、一つのフレーム信号を出力する時間は1/30[s]とされている。即ち、ステレオカメラユニット209からは、1/60[s]の間に2つのフィールド信号が出力される。そして、後処理回路210は、1/60[s]の間にステレオカメラユニット209から出力される2つのフィールド信号を全て処理するようにしているためその処理が繁雑であった。また、後処理回路210は、信号処理量が多く負担となっていた。そのため、ステレオカメラユニット209から出力される信号量の軽減が望まれていた。
【0007】
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は出力する信号量を少なくして後処理における信号処理量を軽減できる撮像装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、撮影した被写体に基づいた第1奇数フィールド信号及び第1偶数フィールド信号を出力する第1撮像手段と、撮影した被写体に基づいた第2奇数フィールド信号及び第2偶数フィールド信号を出力する第2撮像手段と、上記各フィールド信号をそれぞれ入力可能でかつ上記各フィールド信号のうち何れか一つを出力後、残りの3つのフィールド信号のうち何れか一つを出力するフィールド信号入出力手段とを備えたことを要旨とする。
【0009】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の撮像装置において、前記フィールド信号入出力手段には、同フィールド信号入出力手段から前記第1撮像手段及び前記第2撮像手段へ同期信号を出力する同期信号出力手段を備え、前記同期信号を入力することにより前記第1撮像手段及び前記第2撮像手段は、前記フィールド信号入出力手段へそれぞれフィールド信号を出力することを要旨とする。
【0010】
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の撮像装置において、前記フィールド信号入出力手段は、前記第1奇数フィールド信号及び前記第1偶数フィールド信号のうち一方を出力後、前記第2奇数フィールド信号及び前記第2偶数フィールド信号のうち一方を出力することを要旨とする。
【0011】
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至請求項3のうちいずれか1項に記載の撮像装置において、前記フィールド信号入出力手段は、フィールド信号を一時的に溜めるバッファを備え、前記フィールド信号入出力手段は、前記第1撮像手段及び前記第2撮像手段から入力されたそれぞれのフィールド信号のうち一方のフィールド信号を前記バッファに溜めつつ他方のフィールド信号を出力し、他方のフィールド信号を出力した後に前記バッファに溜められた一方のフィールド信号を出力することを要旨とする。
【0012】
請求項5に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の撮像装置において、前記第1奇数フィールド信号と前記第1偶数フィールド信号とを総称して第1フレーム信号とし、前記第2奇数フィールド信号と前記第2偶数フィールド信号とを総称して第2フレーム信号とした際に、前記フィールド信号入出力手段は、前記第1フレーム信号及び前記第2フレーム信号のうち一方を出力した後、残りのフレーム信号を出力し、前記フィールド信号入出力手段は、前記第1フレーム信号を出力する際には前記第1奇数フィールド信号及び前記第1偶数フィールド信号のうち一方を出力した後、残りのフィールド信号を出力し、前記フィールド信号入出力手段は、前記第2フレーム信号を出力する際には前記第2奇数フィールド信号及び前記第2偶数フィールド信号のうち一方を出力した後、残りのフィールド信号を出力することを要旨とする。
【0013】
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の撮像装置において、前記フィールド信号入出力手段は、フレーム信号を一時的に溜めるバッファを備え、前記フィールド信号入出力手段は、前記第1撮像手段及び前記第2撮像手段から入力されたそれぞれのフレーム信号のうち一方のフレーム信号を前記バッファに溜めつつ他方のフレーム信号を出力し、他方のフレーム信号を出力した後に前記バッファに溜められた一方のフレーム信号を出力することを要旨とする。
【0014】
【発明の実施の形態】
(第1実施形態)
以下、本発明を具体化した第1実施形態を図1及び図3に従って説明する。
【0015】
図1に示すように、本実施形態の距離検出装置11は、第1撮像手段としての第1イメージセンサ12、第2撮像手段としての第2イメージセンサ13、入出力回路14、A/D変換回路15、遅延回路16、及び距離算出回路17を備えている。前記入出力回路14は、フィールド信号入出力手段及び同期信号出力手段に相当する。前記第1イメージセンサ12、第2イメージセンサ13、及び入出力回路14にて撮像装置としてのステレオカメラユニット18が構成されている。前記A/D変換回路15、前記遅延回路16、及び前記距離算出回路17にて後処理回路19が構成されている。なお、図1における遅延回路32は、第3及び第4実施形態の距離検出装置31,41を構成するものであり、第1実施形態では無視して説明する。
【0016】
前記第1イメージセンサ12及び第2イメージセンサ13は入出力回路14に接続され、入出力回路14はA/D変換回路15に接続されている。A/D変換回路15は遅延回路16に接続され、遅延回路16は距離算出回路17に接続されている。詳しく述べると、前記入出力回路14とA/D変換回路15とが一本のみからなるフィールド信号出力線としての信号線Rにより接続されている。
【0017】
前記第1イメージセンサ12は、入力した二次元の光学的像に基づいて第1奇数フィールド信号と第1偶数フィールド信号とを交互に入出力回路14へ出力するように構成されている。前記第2イメージセンサ13は入力した二次元の光学的像に基づいて第2奇数フィールド信号と第2偶数フィールド信号とを交互に入出力回路14へ出力するように構成されている。前記第1イメージセンサ12及び前記第2イメージセンサ13は互いに横並びとなるように配置されており、同じ被写体を互いに僅かにずれるように撮影するように構成されている。ちなみに、前記各フィールド信号は、アナログ信号である。
【0018】
前記入出力回路14は前記第1イメージセンサ12及び前記第2イメージセンサ13から入力された各フィールド信号をA/D変換回路15へ出力可能となるように構成されている。また、入出力回路14は、第1イメージセンサ12側から入力されるフィールド信号と第2イメージセンサ13側から入力されるフィールド信号とのタイミングを合わせるための同期信号を第1イメージセンサ12及び第2イメージセンサ13へそれぞれ出力可能とされている。第1イメージセンサ12及び第2イメージセンサ13は、前記同期信号をそれぞれ入力することにより入出力回路14へそれぞれ同時にフィールド信号を出力可能に構成されている。
【0019】
図1に示すように、前記A/D変換回路15は、入出力回路14から入力されたアナログのフィールド信号をデジタル信号であるデジタルフィールド信号に変換し、そのデジタルフィールド信号を遅延回路16へ出力する。前記遅延回路16は、A/D変換回路15から入力されるデジタルフィールド信号を一時的に格納し、図示しない制御回路から制御信号を入力すると格納しているデジタルフィールド信号を距離算出回路17へ出力する。前記距離算出回路17は、前記遅延回路16から入力される一つ目のデジタルフィールド信号と二つ目のデジタルフィールド信号とを入力する。そして、距離算出回路17は、一つ目のデジタルフィールド信号にて構成される画像と、二つ目のデジタルフィールド信号にて構成される画像とを比較演算処理し、被写体における被測距物までの距離を求めるように構成されている。
【0020】
次に、距離検出装置11における特徴的部分について説明する。
図3(a)は、第1イメージセンサ12から入出力回路14へ出力される第1奇数フィールド信号及び第1偶数フィールド信号の出力タイミング、第2イメージセンサ13から入出力回路14へ出力される第2奇数フィールド信号及び第2偶数フィールド信号の出力タイミングを示したタイムチャートである。また、図3(b)は、入出力回路14からA/D変換回路15へ出力されるフィールド信号の出力タイミングを示したタイムチャートである。前記各フィールド信号はそれぞれ1/60[s](s:秒)の時間をかけて、第1イメージセンサ12及び第2イメージセンサ13から入出力回路14へ出力されるようになっている。また、前記各フィールド信号はそれぞれ1/60[s]の時間をかけて、入出力回路14からA/D変換回路15へ出力されるようになっている。なお、図3(a),(b),(c)において、説明の便宜上「第1奇数フィールド信号」を「第1奇」と示し、「第1偶数フィールド信号」を「第1偶」と示し、「第2奇数フィールド信号」を「第2奇」と示し、「第2偶数フィールド信号」を「第2偶」と示している。
【0021】
図3(a)に示すように、第1イメージセンサ12から第1奇数フィールド信号f1、第1偶数フィールド信号f2、第1奇数フィールド信号f3、第1偶数フィールド信号f4が順に出力される。また、第2イメージセンサ13から第2奇数フィールド信号S1、第2偶数フィールド信号S2、第2奇数フィールド信号S3、第2偶数フィールド信号S4が順に出力される。
【0022】
前記第1奇数フィールド信号f1と第2奇数フィールド信号S1、第1偶数フィールド信号f2と第2偶数フィールド信号S2、第1奇数フィールド信号f3と第2奇数フィールド信号S3、第1偶数フィールド信号f4と第2偶数フィールド信号S4はそれぞれ同じタイミングで出力される。
【0023】
図3(b)に示すように、入出力回路14は、第1奇数フィールド信号f1及び第2奇数フィールド信号S1のうち第1奇数フィールド信号f1のみをA/D変換回路15へ出力し、第2奇数フィールド信号S1をA/D変換回路15へ出力しない。そして、入出力回路14に第1奇数フィールド信号f1と第2奇数フィールド信号S1とが入力された後、同入出力回路14には、第1偶数フィールド信号f2と第2偶数フィールド信号S2とがそれぞれ同時に入力される。図3(b)に示すように、入出力回路14は、第1偶数フィールド信号f2及び第2偶数フィールド信号S2のうち第2偶数フィールド信号S2のみをA/D変換回路15へ出力し、第1偶数フィールド信号f2をA/D変換回路15へ出力しない。すなわち、入出力回路14は、A/D変換回路15へ向けて第1奇数フィールド信号f1を出力した後、第2偶数フィールド信号S2を出力する。
【0024】
このように、入出力回路14は、1/60[s]の間に一つのフィールド信号のみを出力するように構成されている。そのため、A/D変換回路15は1/60[s]の間に一つのフィールド信号を処理する能力を備えていればよく、遅延回路16は二つのデジタルフィールド信号を格納する分だけの容量を備えていればよい。また、距離算出回路17は、二つのデジタルフィールド信号分の信号量を処理する能力を備えていればよく、二つのデジタルフレーム信号分の信号量を処理する能力を備える必要がない。
【0025】
ちなみに、図3(c)は、上記距離検出装置11の入出力回路14における信号処理の別例である。即ち、入出力回路14は、第1奇数フィールド信号f1と第2奇数フィールド信号S1とがそれぞれ同時に入力された際に、第2奇数フィールド信号S1のみをA/D変換回路15へ出力する。その後、入出力回路14は、第1偶数フィールド信号f2と第2偶数フィールド信号S2とが同時に入力された際に、第1偶数フィールド信号f2のみをA/D変換回路15へ出力する。
【0026】
従って、上記距離検出装置11によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)本実施形態では、第1奇数フィールド信号f1と第2奇数フィールド信号S1とがそれぞれ同時に入出力回路14へ入力された際に、入出力回路14は第1奇数フィールド信号f1のみをA/D変換回路15へ出力するようにした。第1偶数フィールド信号f2と第2偶数フィールド信号S2とがそれぞれ同時に入出力回路14へ入力された際に、入出力回路14は第2偶数フィールド信号S2のみをA/D変換回路15へ出力するようにした。また、第1奇数フィールド信号f1は1/60[s]の間に入出力回路14からA/D変換回路15へ出力され、その後、第2偶数フィールド信号S2は1/60[s]の間に入出力回路14からA/D変換回路15へ出力される。即ち、1/60[s]の間に、ステレオカメラユニット18から後処理回路19へ出力される信号量は、1つのフィールド信号分に相当する信号量とされている。従って、距離検出装置11のステレオカメラユニット18は、従来技術における距離検出装置201のステレオカメラユニット209に比して、後処理回路19へ出力する信号量を少なくすることができる。
【0027】
また、従来技術の後処理回路210では2つのA/D変換回路及び、2つの遅延回路を備える必要があったが、本実施形態の後処理回路19では1つのA/D変換回路15及び1つの遅延回路16を備えていればよい。そのため、本実施形態の後処理回路19は、従来技術の後処理回路210に比して遅延回路及びA/D変換回路の数を減らすことができる。従って、後処理回路19の構成を簡単にすることができる。さらに、本実施形態の距離算出回路17は、従来技術の距離算出回路208に比して処理する信号量が少ないため、前記距離算出回路208に比して処理能力が劣った安価な処理回路を用いることができる。
【0028】
(2)本実施形態では、入出力回路14は、第1イメージセンサ12側から入力されるフィールド信号と第2イメージセンサ13側から入力されるフィールド信号とのタイミングを合わせるための同期信号を第1イメージセンサ12及び第2イメージセンサ13へそれぞれ出力可能とした。第1イメージセンサ12及び第2イメージセンサ13は、前記同期信号を入力すると、その同期信号に基づいて第1イメージセンサ12及び第2イメージセンサ13から入出力回路14へ同時にフィールド信号をそれぞれ出力するようにした。従って、入出力回路14は、第1イメージセンサ12から入力した第1奇数フィールド信号f1を後処理回路19へ出力した後、すぐに第2イメージセンサ13から入力した第2偶数フィールド信号S2を後処理回路19へ出力することができる。このため、後処理回路19は、第1奇数フィールド信号f1を入力した後すぐに第2偶数フィールド信号S2を入力するため、第1奇数フィールド信号f1と第2偶数フィールド信号S2とに基づく処理を効率よく行うことができる。
【0029】
(3)本実施形態では、入出力回路14は第1イメージセンサ12から入力した第1奇数フィールド信号f1を後処理回路19へ出力後、第2イメージセンサ13から入力した第2偶数フィールド信号S2を後処理回路19へ出力するようにした。従って、後処理回路19の距離算出回路17は、第1イメージセンサ12が撮影した第1奇数フィールド信号f1に基づいたデジタル信号と、第2イメージセンサ13が撮影した第2偶数フィールド信号S2に基づいたデジタル信号とを三角測量原理を用いて被写体における被測距物までの距離を演算できる。また、本実施形態の距離算出回路17では、互いに異なる位置から撮影した両フィールド信号を用いて被写体における被測距物までの距離を演算するため、互いに異なる位置から撮影した両フレーム信号を用いて被写体における被測距物までの距離を演算する場合と比べて、処理を軽減することができる。
【0030】
(第2実施形態)
以下、本発明を具体化した第2実施形態を図1及び図4に従って説明する。なお、第2実施形態を含む以下の第3〜第8実施形態は、前記第1実施形態を変更したものであり、前記第1実施形態と同様の構成については同一符号を付してその詳細な説明を省略し異なるところを重点的に説明する。
【0031】
第2実施形態の距離検出装置21の構成は、前記第1実施形態の距離検出装置11の構成と同じであり、ただ単に信号の処理の仕方を変更している。
以下、第1奇数フィールド信号f1と第1偶数フィールド信号f2を総称して第1フレーム信号W1といい、第1奇数フィールド信号f3と第1偶数フィールド信号f4を総称して第1フレーム信号W2という。また、第2奇数フィールド信号S1と第2偶数フィールド信号S2とを総称して第2フレーム信号W3といい、第2奇数フィールド信号S3と第2偶数フィールド信号S4とを総称して第2フレーム信号W4という。
【0032】
図4(a)に示すように、第1イメージセンサ12及び第2イメージセンサ13から第1フレーム信号W1と第2フレーム信号W3とがそれぞれ同時に出力され、その後、第1フレーム信号W2と第2フレーム信号W4とがそれぞれ同時に出力される。図4(b)に示すように、入出力回路14は、第1フレーム信号W1と第2フレーム信号W3のうち第1フレーム信号W1のみをA/D変換回路15へ出力する。入出力回路14はA/D変換回路15へ第1フレーム信号W1を出力し終わると、第1フレーム信号W2と第2フレーム信号W4のうち第2フレーム信号W4のみをA/D変換回路15へ出力する。
【0033】
図1に示すように、前記A/D変換回路15は、入出力回路14から入力されたフレーム信号をデジタルの信号であるデジタルフレーム信号に変換し、そのデジタルフレーム信号を遅延回路16を介して距離算出回路17へ出力する。そして、本実施形態の距離算出回路17は、遅延回路16から入力される一つ目のデジタルフレーム信号にて構成される画像と、二つ目のデジタルフレーム信号にて構成される画像とを比較演算処理し、被写体における被測距物までの距離を求めるように構成されている。なお、本実施形態の遅延回路16は二つのデジタルフレーム信号を格納する分だけの容量を備えていればよい。また、本実施形態の距離算出回路17は、二つのデジタルフレーム信号分の信号量を処理する能力を備えていればよい。
【0034】
ちなみに、図4(c)は、距離検出装置21の入出力回路14における信号処理の別例である。即ち、入出力回路14は、第1フレーム信号W1と第2フレーム信号W3とがそれぞれ同時に入力された際に、第2フレーム信号W3のみをA/D変換回路15へ出力する。その後、入出力回路14は、第1フレーム信号W2と第2フレーム信号W4とがそれぞれ同時に入力された際に、第1フレーム信号W2のみをA/D変換回路15へ出力する。
【0035】
従って、上記距離検出装置21によれば、前記第1実施形態における(1)、(2)の効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
(1)本実施形態では、入出力回路14は第1イメージセンサ12から入力した第1フレーム信号W1を後処理回路19へ出力後、第2イメージセンサ13から入力した第2フレーム信号W4を後処理回路19へ出力するようにした。従って、後処理回路19の距離算出回路17は、第1イメージセンサ12が撮影した第1フレーム信号W1に基づいたデジタル信号と、第2イメージセンサ13が撮影した第2フレーム信号W4に基づいたデジタル信号とを三角測量原理を用いて被写体における被測距物までの距離を演算できる。また、本実施形態の距離算出回路17では、互いに異なる位置から撮影した両フレーム信号を用いて被写体における被測距物までの距離を演算する。そのため、互いに異なる位置から撮影した両フィールド信号を用いて被写体における被測距物までの距離を演算する場合と比べて、距離検出装置21は被写体における被測距物までの距離を正確に演算することができる。
【0036】
(第3実施形態)
以下、本発明を具体化した第3実施形態を図1及び図5に従って説明する。
図1に示すように、第3実施形態の距離検出装置31の構成は、前記第1実施形態の入出力回路14にバッファとしての遅延回路32を備えたものに相当する。前記遅延回路32は、一つのフィールド信号を格納する分だけの容量を備えている。
【0037】
図5(a)に示すように、第1イメージセンサ12及び第2イメージセンサ13から第1奇数フィールド信号f1と第2奇数フィールド信号S1とがそれぞれ同時に出力される。そして、前記入出力回路14に第1奇数フィールド信号f1と第2奇数フィールド信号S1とがそれぞれ同時に入力される。図5(b)に示すように、入出力回路14は、第1奇数フィールド信号f1及び第2奇数フィールド信号S1のうち先に第1奇数フィールド信号f1をA/D変換回路15へ出力し、第2奇数フィールド信号S1を遅延回路32へ一時的に格納する。入出力回路14は、第1奇数フィールド信号f1の出力を終えた後、遅延回路32に格納された第2奇数フィールド信号S1をA/D変換回路15へ出力する。
【0038】
ちなみに、図5(c)は、距離検出装置31の入出力回路14における信号処理の別例である。即ち、入出力回路14は、第1奇数フィールド信号f1と第2奇数フィールド信号S1とがそれぞれ同時に入力された際に、先に第2奇数フィールド信号S1をA/D変換回路15へ出力し、第1奇数フィールド信号f1を遅延回路32へ一時的に格納する。入出力回路14は、第2奇数フィールド信号S1の出力を終えた後、遅延回路32に格納された第1奇数フィールド信号f1をA/D変換回路15へ出力する。
【0039】
従って、上記距離検出装置31によれば、前記第1実施形態における(1)〜(3)の効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
(1)本実施形態では、入出力回路14は、フィールド信号を一時的に溜める遅延回路32を備えた。そして、入出力回路14は、同時に入力された第1奇数フィールド信号f1及び第2奇数フィールド信号S1のうち先に第1奇数フィールド信号f1をA/D変換回路15へ出力し、第2奇数フィールド信号S1を遅延回路32へ一時的に格納する。入出力回路14から第1奇数フィールド信号f1の出力を終えた後、入出力回路14は遅延回路32に格納された第2奇数フィールド信号S1をA/D変換回路15へ出力するようにした。このように、同時に入力された第1奇数フィールド信号f1及び第2奇数フィールド信号S1、即ち、第1イメージセンサ12と第2イメージセンサ13とで同時に撮影された画像に基づいて測距の演算を行うため測距精度を高めることができる。
【0040】
(第4実施形態)
以下、本発明を具体化した第4実施形態を図1及び図6に従って説明する。
第4実施形態の距離検出装置41の構成は、前記第2実施形態の距離検出装置21に対して前記第3実施形態の遅延回路32を追加したものに相当する。なお、第4実施形態における遅延回路32は、一つのフレーム信号を格納する分だけの容量を備えている。
【0041】
図6(a)に示すように、第4実施形態の第1イメージセンサ12及び第2イメージセンサ13からは、図4(a)に示す前記第2実施形態の第1イメージセンサ12及び第2イメージセンサ13と同様のフレーム信号が出力される。
【0042】
そして、前記入出力回路14に第1フレーム信号W1と第2フレーム信号W3とがそれぞれ同時に入力される。すると、図6(b)に示すように、入出力回路14は、第1フレーム信号W1及び第2フレーム信号W3のうち先に第1フレーム信号W1をA/D変換回路15へ出力し、第2フレーム信号W3を遅延回路32へ一時的に格納する。そして、入出力回路14は、第1フレーム信号W1の出力を終えた後、遅延回路32に格納された第2フレーム信号W3をA/D変換回路15へ出力する。
【0043】
ちなみに、図6(c)は、距離検出装置41の入出力回路14における信号処理の別例である。即ち、入出力回路14は、第1フレーム信号W1と第2フレーム信号W3とがそれぞれ同時に入力された際に、先に第2フレーム信号W3をA/D変換回路15へ出力し、第1フレーム信号W1を遅延回路32へ一時的に格納する。そして、入出力回路14は、第2フレーム信号W3の出力を終えた後、遅延回路32に格納された第1フレーム信号W1をA/D変換回路15へ出力する。
【0044】
従って、距離検出装置41によれば、前記第1実施形態における(1)、(2)と前記第2実施形態における(1)の効果に加えて、前記第3実施形態の(1)と同様の効果を得ることができる。
【0045】
(第5実施形態)
以下、本発明を具体化した第5実施形態を図2に従って説明する。
図2に示すように、第5実施形態の路面状態検出装置51の構成は、前記第1実施形態の距離検出装置11の距離算出回路17を路面状態算出回路52に変更し、第1イメージセンサ12の入力部に対して垂直偏光素子53を配置し、第2イメージセンサ13の入力部に対して水平偏光素子54を配置したものに相当する。そして、前記第1イメージセンサ12及び前記第2イメージセンサ13には、互いに偏光角度が90°ずれた二次元の光学的像がそれぞれ入力される。
【0046】
即ち、本実施形態では、第1イメージセンサ12から出力される第1奇数フィールド信号f1,f3、及び第1偶数フィールド信号f2,f4は、垂直偏光成分信号である。また、第2イメージセンサ13から出力される第2奇数フィールド信号S1,S3、及び第2偶数フィールド信号S2,S4は、水平偏光成分信号である。
【0047】
なお、第5実施形態の路面状態検出装置51において、第1イメージセンサ12及び第2イメージセンサ13、入出力回路14、A/D変換回路15、遅延回路16の順に行われる信号の処理の仕方は、前記第1実施形態の距離検出装置11と同様のためその説明を省略する。
【0048】
そして、路面状態算出回路52は、遅延回路16から第1奇数フィールド信号f1に基づいたデジタルフィールド信号と、第2偶数フィールド信号S2に基づいたデジタルフィールド信号とを入力する(図3(b)参照)。路面状態算出回路52は、第1奇数フィールド信号f1に基づいたデジタルフィールド信号にて構成される画像の濃度と、第2偶数フィールド信号S2に基づいたデジタルフィールド信号にて構成される画像の濃度とを比較する。前記第1イメージセンサ12及び前記第2イメージセンサ13が撮影した路面画像(被写体)が乾燥状態である際には、上記両画像の濃度の比は小さくなる。一方、前記第1イメージセンサ12及び前記第2イメージセンサ13が撮影した路面画像が湿潤状態である際には、上記両画像の濃度の比は大きくなる。路面状態算出回路52は、上記両画像の濃度を比較した値に基づいて、撮影した路面が乾燥状態か湿潤状態かを判定する。
【0049】
従って、上記路面状態検出装置51によれば、前記第1実施形態における(1)、(2)の効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
(1)本実施形態では、路面状態算出回路52は、第1イメージセンサ12が撮影した第1奇数フィールド信号f1に基づいた画像の濃度と、第2イメージセンサ13が撮影した第2偶数フィールド信号S2に基づいた画像の濃度とを比較することにより、撮影した路面が乾燥状態か湿潤状態かを判定するようにした。従って、互いに異なる位置から撮影した両フィールド信号を用いて路面状態を判断するため、互いに異なる位置から撮影した両フレーム信号を用いて路面状態を判断する場合と比べて、処理を軽減することができる。
【0050】
(第6実施形態)
以下、本発明を具体化した第6実施形態を図2に従って説明する。
図2に示すように、第6実施形態の路面状態検出装置61の構成は、前記第5実施形態の路面状態検出装置51の構成と同じであり、ただ単に信号の処理の仕方を変更している。
【0051】
詳しく述べると、入出力回路14は第1イメージセンサ12から入力した第1フレーム信号W1をA/D変換回路15(後処理回路19)へ出力後、第2イメージセンサ13から入力した第2フレーム信号W4をA/D変換回路15(後処理回路19)へ出力する(図4(b)参照)。そして、路面状態算出回路52は、第1フレーム信号W1に基づいた画像の濃度と、第2フレーム信号W4に基づいた画像の濃度とを比較することにより、撮影した路面が乾燥状態か湿潤状態かを判定する。
【0052】
従って、上記路面状態検出装置61によれば、前記第1実施形態における(1)、(2)の効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
(1)本実施形態では、路面状態算出回路52は、第1イメージセンサ12が撮影した第1フレーム信号W1に基づいた画像の濃度と、第2イメージセンサ13が撮影した第2フレーム信号W4に基づいた画像の濃度とを比較することにより、撮影した路面が乾燥状態か湿潤状態かを判定するようにした。従って、互いに異なる位置から撮影した両フレーム信号を用いて路面状態を判断するため、互いに異なる位置から撮影した両フィールド信号を用いて路面状態を判断する場合と比べて、路面状態をより正確に判断することができる。
【0053】
(第7実施形態)
以下、本発明を具体化した第7実施形態を図2に従って説明する。
図2に示すように、第7実施形態の路面状態検出装置71の構成は、前記第3実施形態の距離検出装置31における距離算出回路17を路面状態算出回路52に変更すると共に、第1イメージセンサ12の入力部に前記垂直偏光素子53を、第2イメージセンサ13の入力部に水平偏光素子54を配置したものに相当する。
【0054】
従って、上記路面状態検出装置71によれば、前記第1実施形態における(1)、(2)と前記第5実施形態における(1)の効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
【0055】
(1)本実施形態では、路面状態算出回路52は、同じタイミングで第1イメージセンサ12及び第2イメージセンサ13にて撮影した第1奇数フィールド信号f1及び第2奇数フィールド信号S1に基づいた両画像の濃度を比較することにより、撮影した路面が乾燥状態か湿潤状態かを判定するようにした。従って、時間のずれがない画像同士の比較により路面状態の演算を行うため、時間ずれがある画像同士の比較により路面状態の演算を行った場合と比べて、路面検出の精度を上げることができる。
【0056】
(第8実施形態)
以下、本発明を具体化した第8実施形態を図2に従って説明する。
図2に示すように、第8実施形態の路面状態検出装置81の構成は、前記第4実施形態の距離検出装置41における距離算出回路17を路面状態算出回路52に変更すると共に、第1イメージセンサ12の入力部に前記垂直偏光素子53を、第2イメージセンサ13の入力部に水平偏光素子54を配置したものに相当する。
【0057】
従って、上記路面状態検出装置81によれば、前記第1実施形態における(1)、(2)と前記第6実施形態における(1)の効果に加えて、以下のような効果を得ることができる。
【0058】
(1)本実施形態では、路面状態算出回路52は、同じタイミングで第1イメージセンサ12及び第2イメージセンサ13にて撮影した第1フレーム信号W1及び第2フレーム信号W3に基づいた両画像の濃度を比較することにより、撮影した路面が乾燥状態か湿潤状態かを判定するようにした。従って、時間のずれがない画像同士の比較により路面状態の演算を行うため、時間ずれがある画像同士の比較により路面状態の演算を行った場合と比べて、路面検出の精度を上げることができる。また、路面状態算出回路52では、両フレーム信号からなる両画像の濃度を比較しているため、両フィールド信号からなる両画像の濃度を比較する場合と比べて、濃度差を求める演算を正確に行うことができる。
(他の実施形態)
なお、上記各実施形態及び上記各実施形態中の「入出力回路14における信号処理の別例」は以下のような他の実施形態に変更して具体化してもよい。
【0059】
○前記各実施形態及び前記各実施形態中の「入出力回路14における信号処理の別例」では、入出力回路14に対して二つのイメージセンサを接続するように構成していた。これに限らず、入出力回路14に対して三以上のイメージセンサを接続するように構成してもよい。そして、入出力回路14は、各イメージセンサのうち任意に選んだ二つのイメージセンサから入力したフィールド信号を、A/D変換回路15へ順次出力するようにしてもよい。
【0060】
○前記各実施形態及び前記各実施形態中の「入出力回路14における信号処理の別例」では、入出力回路14から一本の信号線Rによりフィールド信号を出力するように構成していた。これに限らず、入出力回路14から出力されるフィールド信号を二本の信号線を用いて出力するようにし、その両信号線に対してそれぞれA/D変換回路を接続し、その両A/D変換回路に対してそれぞれ遅延回路を接続し、その両遅延回路を距離算出回路17に対して接続するように構成してもよい。そして、入出力回路14は、第1イメージセンサ12から入力されたフィールド信号を一方の信号線を用いて出力し、第2イメージセンサ13から入力されたフィールド信号を他方の信号線を用いて出力するようにしてもよい。
【0061】
○前記各実施形態及び前記各実施形態中の「入出力回路14における信号処理の別例」では次に示すようにしていた。第1イメージセンサ12が第1奇数フィールド信号を出力している際には、第2イメージセンサ13が第2奇数フィールド信号を出力するように、入出力回路14は第1イメージセンサ12及び第2イメージセンサ13を制御していた。また、第1イメージセンサ12が第1偶数フィールド信号を出力している際には、第2イメージセンサ13が第2偶数フィールド信号を出力するように、入出力回路14は第1イメージセンサ12及び第2イメージセンサ13を制御していた。これに限らず、図7に示すように、第1イメージセンサ12が第1奇数フィールド信号を出力している際には、第2イメージセンサ13が第2偶数フィールド信号を出力するように、入出力回路14は第1イメージセンサ12及び第2イメージセンサ13を制御してもよい。この場合、第1イメージセンサ12が第1偶数フィールド信号を出力している際には、第2イメージセンサ13が第2奇数フィールド信号を出力するように、入出力回路14は第1イメージセンサ12及び第2イメージセンサ13を制御する。
【0062】
○前記第1及び第5実施形態並びにその実施形態中の「入出力回路14における信号処理の別例」では、図3(a),(b)に示すように、入出力回路14は奇数フィールド信号を出力した後に偶数フィールド信号を出力するようにしていた。これに限らず、入出力回路14は偶数フィールド信号を出力した後に奇数フィールド信号を出力するようにしてもよい。
【0063】
○前記第2及び第6実施形態並びにその実施形態中の「入出力回路14における信号処理の別例」では、図4(a),(b)に示すように、入出力回路14は、奇数・偶数・奇数・偶数の順にフィールド信号を出力するようにしていた。これに限らず、入出力回路14は、偶数・奇数・偶数・奇数の順にフィールド信号を出力するようにしてもよい。
【0064】
○前記各実施形態及び前記各実施形態中の「入出力回路14における信号処理の別例」では、第1イメージセンサ12及び第2イメージセンサ13からフィールド信号を同時に出力するように、入出力回路14は第1イメージセンサ12及び第2イメージセンサ13を制御していた。これに限らず、入出力回路14は、第1イメージセンサ12及び第2イメージセンサ13からフィールド信号を同時に出力するように制御するのではなく、タイミングをずらして出力するように制御してもよい。
【0065】
○前記各実施形態及び前記各実施形態中の「入出力回路14における信号処理の別例」では、入出力回路14と、A/D変換回路15及び遅延回路16並びに距離算出回路17とを別々の回路として構成していた。これに限らず、入出力回路14にA/D変換回路15を含むように構成してもよいし、入出力回路14にA/D変換回路15及び遅延回路16を含むように構成してもよいし、入出力回路14にA/D変換回路15及び遅延回路16並びに距離算出回路17を含むように構成してもよい。
【0066】
○前記各実施形態及び前記各実施形態中の「入出力回路14における信号処理の別例」では、各フィールド信号はそれぞれ1/60[s]の時間をかけて、第1イメージセンサ12及び第2イメージセンサ13から入出力回路14へ出力されるものを採用していた。これに限らず、各フィールド信号はそれぞれ1/100[s]の時間をかけて、第1イメージセンサ12及び第2イメージセンサ13から入出力回路14へ出力されるものなどを採用してもよい。
【0067】
次に、上記各実施形態及び他の実施形態から把握できる技術的思想について以下に追記する。
(イ)前記フィールド信号入出力手段は、フィールド信号を出力するためのフィールド信号出力線を一本のみ備えていることを特徴とする請求項1乃至請求項6のうちいずれか1項に記載の撮像装置。
【0068】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、出力する信号量を少なくして後処理における信号処理量を軽減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1〜第4実施形態における距離検出装置の電気的構成を示すブロック図。
【図2】第5〜第8実施形態における路面状態検出装置の電気的構成を示すブロック図。
【図3】(a)は、第1,第5実施形態における両イメージセンサから出力されるフィールド信号を示すタイムチャート。(b)は、第1,第5実施形態における入出力回路から出力されるフィールド信号を示すタイムチャート。(c)は、入出力回路における信号処理の別例のタイムチャート。
【図4】(a)は、第2,第6実施形態における両イメージセンサから出力されるフレーム信号を示すタイムチャート。(b)は、第2,第6実施形態における入出力回路から出力されるフレーム信号を示すタイムチャート。(c)は、入出力回路における信号処理の別例のタイムチャート。
【図5】(a)は、第3,第7実施形態における両イメージセンサから出力されるフレーム信号を示すタイムチャート。(b)は、第3,第7実施形態における入出力回路から出力されるフレーム信号を示すタイムチャート。(c)は、入出力回路における信号処理の別例のタイムチャート。
【図6】(a)は、第4,第8実施形態における両イメージセンサから出力されるフレーム信号を示すタイムチャート。(b)は、第4,第8実施形態における入出力回路から出力されるフレーム信号を示すタイムチャート。(c)は、入出力回路における信号処理の別例のタイムチャート。
【図7】他の実施形態における両イメージセンサから出力されるフレーム信号を示すタイムチャート。
【図8】従来技術における距離検出装置の電気的構成を示すブロック図。
【符号の説明】
12…第1撮像手段としての第1イメージセンサ、
13…第2撮像手段としての第2イメージセンサ、
14…フィールド信号入出力手段及び同期信号出力手段としての入出力回路、
18…撮像装置としてのステレオカメラユニット、
32…バッファとしての遅延回路、
f1,f3…第1奇数フィールド信号、f2,f4…第1偶数フィールド信号、
S1,S3…第2奇数フィールド信号、S2,S4…第2偶数フィールド信号、
W1,W2…第1フレーム信号、W3,W4…第2フレーム信号。
Claims (6)
- 撮影した被写体に基づいた第1奇数フィールド信号及び第1偶数フィールド信号を出力する第1撮像手段と、
撮影した被写体に基づいた第2奇数フィールド信号及び第2偶数フィールド信号を出力する第2撮像手段と、
上記各フィールド信号をそれぞれ入力可能でかつ上記各フィールド信号のうち何れか一つを出力後、残りの3つのフィールド信号のうち何れか一つを出力するフィールド信号入出力手段とを備えたことを特徴とする撮像装置。 - 前記フィールド信号入出力手段には、同フィールド信号入出力手段から前記第1撮像手段及び前記第2撮像手段へ同期信号を出力する同期信号出力手段を備え、
前記同期信号を入力することにより前記第1撮像手段及び前記第2撮像手段は、前記フィールド信号入出力手段へそれぞれフィールド信号を出力することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記フィールド信号入出力手段は、前記第1奇数フィールド信号及び前記第1偶数フィールド信号のうち一方を出力後、前記第2奇数フィールド信号及び前記第2偶数フィールド信号のうち一方を出力することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の撮像装置。
- 前記フィールド信号入出力手段は、フィールド信号を一時的に溜めるバッファを備え、
前記フィールド信号入出力手段は、前記第1撮像手段及び前記第2撮像手段から入力されたそれぞれのフィールド信号のうち一方のフィールド信号を前記バッファに溜めつつ他方のフィールド信号を出力し、他方のフィールド信号を出力した後に前記バッファに溜められた一方のフィールド信号を出力することを特徴とする請求項1乃至請求項3のうちいずれか1項に記載の撮像装置。 - 前記第1奇数フィールド信号と前記第1偶数フィールド信号とを総称して第1フレーム信号とし、前記第2奇数フィールド信号と前記第2偶数フィールド信号とを総称して第2フレーム信号とした際に、
前記フィールド信号入出力手段は、前記第1フレーム信号及び前記第2フレーム信号のうち一方を出力した後、残りのフレーム信号を出力し、
前記フィールド信号入出力手段は、前記第1フレーム信号を出力する際には前記第1奇数フィールド信号及び前記第1偶数フィールド信号のうち一方を出力した後、残りのフィールド信号を出力し、
前記フィールド信号入出力手段は、前記第2フレーム信号を出力する際には前記第2奇数フィールド信号及び前記第2偶数フィールド信号のうち一方を出力した後、残りのフィールド信号を出力することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の撮像装置。 - 前記フィールド信号入出力手段は、フレーム信号を一時的に溜めるバッファを備え、
前記フィールド信号入出力手段は、前記第1撮像手段及び前記第2撮像手段から入力されたそれぞれのフレーム信号のうち一方のフレーム信号を前記バッファに溜めつつ他方のフレーム信号を出力し、他方のフレーム信号を出力した後に前記バッファに溜められた一方のフレーム信号を出力することを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。
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