JP2008109486A - 車載撮像システム及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像装置にて撮像した車両の外界の画像を拡大、視点変換又は歪み補正等の加工を行って車内に設けられたディスプレイなどに表示する場合に、信号を送受信する伝送線の数を増大することなく、表示する加工後の画像の画質を高めることができる車載撮像システム、及びこのシステムの構成要素をなす撮像装置を提供することにある。
【解決手段】車内に設けられた表示制御装置からの制御信号をカメラ５に設けられた画像加工処理用ＩＣ５６が受信し、制御信号に基づいて撮像素子５２が撮像して取得した画像の加工処理を画像加工処理用ＩＣ５６が行う。画像加工処理用ＩＣ５６は加工した画像を表示制御装置へ画像信号として送信し、これを受信した表示制御装置がディスプレイに画像の表示を行う。また、表示制御装置からカメラ５への制御信号を電力線８ａを介して行う構成としてもよい。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載された撮像装置により外界の撮像を行い、車内のディスプレイなどに表示する車載撮像システム、及びこのシステムを構成する撮像装置に関する。

従来、車両の前側、後側又は左右側にカメラを搭載して車両の外界を撮像し、撮像により取得した画像を車内に設けられたディスプレイに表示することによって、運転者へ種々の情報を提供する車載撮像システムが実用化されている。例えば、車両の運転席から死角となる部分を撮像するカメラを搭載することによって、運転者が直接に目視できない部分をディスプレイに表示することができるため、事故を未然に防ぐことが可能となる。

このような車載撮像システムでは、カメラが撮像した画像に対して種々の画像加工処理を行い、加工処理後の画像をディスプレイに表示することによって、運転者が分かりやすい画像を表示することができるようにしてある。例えば、車両の駐車をアシストする機能では、駐車スペースまでのガイド線を重畳して表示することで運転者が駐車を円滑に行うことができるようになる。また、近年では、カメラが撮像した画像の一部の拡大表示、正面から撮像された画像を俯瞰方向の画像に変換する視点変換、又は魚眼レンズで撮像された画像の端部の歪みを補正する歪み補正等の画像加工処理を更に行って、運転者がより分かりやすい画像を表示することが求められている。

特許文献１においては、魚眼レンズなどにより広い視野範囲で撮像可能なカメラを車両の側部に設置し、このカメラで撮像された映像のうち車両の後方の映像を切り出し、回転又は反転等の処理を行ってドアミラーの鏡像に対応する方向に映像を調整することによって、運転者にとって直感的に視認しやすい後方の映像を提供できる車両周辺視認装置が提案されている。この車両周辺視認装置は、必要に応じて前方映像又は側方映像を適宜に表示切替することもでき、また、映像の一部を切り出す場合に、切り出した映像の視野範囲を示す画像を合成して表示することもできる。
特開２００６−５０２４６号公報

このような画像加工処理では、カメラが撮像した画像の必要な領域に対してのみ画像の加工を行い、画像の加工を行った領域のみをディスプレイに表示する場合が多い。例えば、拡大表示を行う場合には、カメラが撮像した画像の一部のみに拡大処理を行ってディスプレイに表示する。このため、カメラの撮像画素数がディスプレイの表示画素数と同等又はそれ以下の場合、加工後の画像に対してディスプレイの表示画素数に合わせた画素の補間処理を行う必要があり、補間処理を行うことによってディスプレイに表示される画像がぼやけて運転者が視認し難い画像になるという問題がある。

この問題を解決するために、ディスプレイの表示画素数に対してカメラの撮像画素数を十分に高めることが考えられる。しかしながら、従来の車載撮像システムは、車両の外装付近に設置されたカメラと車内の運転席近傍に設置された制御装置とを伝送線で接続し、伝送線を介してカメラが撮像した画像を制御装置に送信し、制御装置にて上述の画像加工処理を行った後に画像をディスプレイに表示する構成としてある。カメラから制御装置への画像の送信はＮＴＳＣ（Ｎａｔｉｏｎａｌ ＴＶ Ｓｔａｎｄａｒｄｓ Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ）などの方式のアナログ送信により行うようにしてある。よって、カメラを高画素化することによって画像のデータ量が増すため、アナログ送信では全ての画素のデータを送信することができず、カメラから制御装置への画像の送信をデジタル送信する必要が生じる。

カメラから制御装置へ画像をアナログ送信する構成の場合、画像を送信するためにカメラ及び制御装置間には画像信号用及びグランド用の２本の伝送線が配線される。これに対して、デジタル送信をパラレル方式により行う場合には、画像のデータ長に応じて例えば１０〜２０本程度の伝送線が必要となり、アナログ送信の場合と比較して伝送線の数が増大する。しかし、車両においては伝送線を配設するスペースが少なく、カメラから制御装置までの間に設けることができる伝送線の数には限界がある。また、デジタル送信をシリアル方式により行う場合には、画像のデータ量が多いため数百Ｍｂｐｓ又はこれ以上のデータ送信の速度が要求され、ノイズ対策のために伝送線をシールド化する必要があるなどコストの増大を招来するという問題がある。

一方、車両の外界の画像を表示するディスプレイは、車内の運転席近傍という限られた空間に設置されるものであるため、大型化に限度があり、表示画素数にも限度がある。このため、カメラを高画素化して画像のデータ量を増し、カメラから制御装置へ大量のデータを送信しても、ディスプレイには全てのデータを表示することはできないという問題もある。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、車内の表示制御装置から制御信号を撮像装置へ送信し、制御信号に応じて撮像装置が画像の加工処理を行って、加工処理後の画像を表示制御装置へ送信する構成とすることにより、撮像装置から表示制御装置へ必要なデータのみを送信して、送信するデータの量を低減できる車載撮像システムを提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、撮像素子が出力する画像又は画像加工処理の途中段階の画像等を記憶するためのメモリなどの記憶手段を撮像装置に備える構成とすることにより、撮像装置にてより高度な画像の加工処理を行うことができる車載撮像システムを提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、撮像装置にて画像の拡大、画像の縮小、視点変換、歪み補正又は画像の切り出し等の画像加工処理を行う構成とすることにより、表示に必要な加工後のデータのみを表示制御装置に送信できる車載撮像システムを提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、電力供給手段から供給された電力の電圧変換を行う電圧変換手段を表示制御装置に設け、電圧変換手段が電圧変換した電力を撮像装置へ供給する電力線を備えて、表示制御装置から撮像装置への制御信号を電力線を介して送信する構成とすることにより、撮像装置及び表示制御装置の間の伝送線の数を減ずることができる車載撮像システムを提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、他の装置から与えられる制御信号に応じて撮像素子が出力する画像を加工処理し、他の装置へ加工処理後の画像を送信する構成とすることにより、他の装置へ送信するデータの量を低減できる撮像装置を提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、撮像素子が出力する画像又は画像加工処理の途中段階の画像等を記憶するためのメモリなどの記憶手段を備える構成とすることにより、より高度な画像の加工処理を行うことができる撮像装置を提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、撮像した画像の拡大、画像の縮小、視点変換、歪み補正又は画像の切り出し等の画像加工処理を行う構成とすることにより、表示に必要な加工後のデータのみを他の装置へ送信することができる撮像装置を提供することにある。

また本発明の他の目的とするところは、他の装置からの電力供給を行うための電力線を介して、他の装置から制御信号の受信を行う構成とすることにより、制御信号を他の装置との間で送受信するための専用の伝送線を必要としない撮像装置を提供することにある。

第１発明に係る車載撮像システムは、車両に搭載され、該車両の外界を撮像する撮像素子を有する撮像装置と、該撮像装置の前記撮像素子が撮像した画像を車内に設けられた表示手段に表示させる表示制御装置とを備える車載撮像システムにおいて、前記撮像装置は、前記撮像素子が出力する画像を加工して出力する画像加工処理手段と、該画像加工処理手段による画像の加工を制御する制御信号を前記表示制御装置から受信する制御信号受信手段と、前記画像加工処理手段が加工した画像に係る画像信号を前記表示制御装置へ送信する画像信号送信手段とを有し、前記表示制御装置は、前記制御信号を前記撮像装置へ送信する制御信号送信手段と、前記画像信号を受信する画像信号受信手段とを有することを特徴とする。

本発明においては、車内に設けられたディスプレイなどの表示手段に画像を表示させる表示制御装置から、車両の外界を撮像する撮像装置へ制御信号を送信し、これを受信した撮像装置が制御信号に従ってＣＣＤ又はＣＭＯＳ等による撮像素子により撮像された画像の加工処理を行う。撮像装置は加工処理後の画像を表示制御装置へ送信し、これを受信した表示制御装置が画像の表示を行う。撮像素子を高画素化して加工処理後の画像の画質を高めた場合であっても、表示制御装置は予め加工処理された画像を受信して表示するのみでよく、撮像装置から表示制御装置へは表示手段による表示に必要な量のデータのみを送信すればよいため、送信する画像のデータ量を低減することができる。

また、第２発明に係る車載撮像システムは、前記撮像装置が、画像を記憶する記憶手段を有することを特徴とする。

本発明においては、画像を記憶する記憶手段を撮像装置に設ける。これにより撮像装置は、画像の加工処理の途中段階でのデータを一時的に記憶しておくなど、記憶手段をバッファとして利用することができ、また、撮像素子が異なる時刻に撮像した複数の画像を比較するなどの複雑な処理を行うことができる。

また、第３発明に係る車載撮像システムは、前記撮像装置の画像加工処理手段が、画像の拡大、画像の縮小、視点変換、歪み補正又は画像の切り出しを行うようにしてあることを特徴とする。

本発明においては、撮像素子が撮像した画像の拡大、画像の縮小、視点変換、歪み補正又は画像の切り出し等の画像加工処理を撮像装置にて行う。これにより、表示制御装置ではこれらの画像加工処理を行う必要がなく、撮像装置から送信された画像を表示するのみでよい。このため、撮像素子を高画素化して加工処理後の画像の画質を高めた場合であっても、撮像装置から表示制御装置へ送信される画像のデータ量が少なくてよく、アナログ送信又はシリアル方式のデジタル送信等で送信を行うことが可能となる。

また、第４発明に係る車載撮像システムは、電力を供給する電力供給手段から前記表示制御装置へ接続された電力線と、前記表示制御装置に設けられ、前記電力供給手段から供給された電力の電圧を変換する電圧変換手段と、前記電圧変換手段にて電圧を変換された電力を前記撮像装置へ供給する電力線とを備え、前記表示制御装置の制御信号送信手段及び前記撮像装置の制御信号受信手段は、前記電力線を介して制御信号の送信及び受信を行うようにしてあることを特徴とする。

本発明においては、バッテリなどを有する電力供給手段から電力線を介して表示制御装置に電力を供給し、表示制御装置に設けられた電圧変換手段により電圧変換を行う。また、電圧変換手段及び撮像装置を電力線で接続し、電圧変換手段から撮像装置へ電力を供給すると共に、表示制御装置から撮像装置への制御信号を電力線を介して送信する。撮像装置にて画像の加工処理を行う構成とすることにより、加工の種類及び条件等を制御するための制御信号を表示制御装置から撮像装置へ与える必要が生じるため、制御信号用の伝送線を新たに設ける必要があり、従来の車載撮像システムより伝送線の数が増加する。しかし、電力線を介して制御信号の送受信を行うことによって、電力線は従来から設けられているものであるため、伝送線の増加を抑制できる。

また、第５発明に係る撮像装置は、車両に搭載され、該車両の外界を撮像する撮像素子を備える撮像装置において、前記撮像素子が出力する画像を加工して出力する画像加工処理手段と、該画像加工処理手段による画像の加工を制御する制御信号を他の装置から受信する制御信号受信手段と、前記画像加工処理手段が加工した画像に係る画像信号を前記他の装置へ送信する画像信号送信手段とを備えることを特徴とする。

本発明においては、撮像装置が他の装置から与えられる制御信号を受信し、この制御信号に従って撮像素子により撮像された画像の加工処理を行い、加工処理後の画像を他の装置へ送信する。他の装置は加工処理が行われた画像を取得することができるため、画像の加工処理を行う必要がない。撮像素子を高画素化して加工処理後の画像の画質を高めた場合であっても、他の装置が必要とする量のデータを送信すればよいため、送信する画像のデータ量が増大することがない。

また、第６発明に係る撮像装置は、画像を記憶する記憶手段を備えることを特徴とする。

本発明においては、画像を記憶する記憶手段を設ける。これにより、画像の加工処理の途中段階でのデータを一時的に記憶しておくなど、記憶手段をバッファとして利用することができ、また、撮像素子が異なる時刻に撮像した複数の画像を比較するなどの複雑な処理を行うことができる。

また、第７発明に係る撮像装置は、前記画像加工処理手段が、画像の拡大、画像の縮小、視点変換、歪み補正又は画像の切り出しを行うようにしてあることを特徴とする。

本発明においては、撮像素子が撮像した画像の拡大、画像の縮小、視点変換、歪み補正又は画像の切り出し等の画像加工処理を撮像装置が行う。これにより、他の装置ではこれらの画像加工処理を行う必要がなく、撮像素子を高画素化して加工処理後の画像の画質を高めた場合であっても、撮像装置から表示制御装置へ送信される画像のデータ量が増大しない。よって、アナログ送信又はシリアル方式のデジタル送信等で画像のデータを送信することが可能となる。

また、第８発明に係る撮像装置は、前記他の装置から電力線を介して電力を供給されるようにしてあり、前記制御信号受信手段は、前記電力線を介して制御信号の受信を行うようにしてあることを特徴とする。

本発明においては、他の装置から撮像装置へ電力線を介して電力を供給すると共に、他の装置から電力線を介して制御信号の受信を行う。撮像装置にて画像の加工処理を行う構成とすることにより、加工の種類及び条件等を制御するための制御信号を他の装置から受信する必要が生じるため、制御信号用の伝送線を新たに設ける必要があり、従来のものより伝送線の数が増加する。しかし、電力線を介して制御信号の送受信を行うことによって、電力線は従来から設けられているものであるため、伝送線の増加を抑制できる。

第１発明による場合は、車内の表示制御装置から制御信号を撮像装置へ送信し、制御信号に応じて撮像装置が画像の加工処理を行って、加工処理後の画像を表示制御装置へ送信する構成とすることにより、撮像装置から表示制御装置へは表示手段による表示に必要な量のデータのみを送信すればよく、送信するデータの量を低減できるため、撮像装置の撮像素子を高画素化して加工処理後の画像の画質を高めることができる。

また、第２発明による場合は、撮像素子が出力する画像又は画像加工処理の途中段階の画像等を記憶するための記憶手段を撮像装置に備える構成とすることにより、従来は表示制御装置にて行っていた高度な加工処理を撮像装置にて行うことができるため、表示制御装置の処理負荷を低減できる。

また、第３発明による場合は、撮像装置にて画像の拡大、画像の縮小、視点変換、歪み補正又は画像の切り出し等の画像加工処理を行う構成とすることにより、表示制御装置ではこれらの画像加工処理を行う必要がなく、撮像装置から送信された画像を表示するのみでよいため、送信するデータの量をより確実に低減できる。よって、撮像装置及び表示制御装置の間の伝送線の増加をより確実に抑制して、表示する画像の画質を高めることができる。

また、第４発明による場合は、電力供給手段から供給された電力の電圧変換を行う電圧変換手段を表示制御装置に設け、電圧変換手段が電圧変換した電力を撮像装置へ供給する電力線を備えて、表示制御装置から撮像装置への制御信号を電力線を介して送信する構成とすることにより、制御信号用の伝送線を新たに設けることなく、表示制御装置から撮像装置へ制御信号を送信することができるため、撮像装置に画像の加工処理を行う機能を搭載することによる伝送線の数の増加を防止することができる。よって、車載撮像システムの車両への搭載を従来と同様に行うことができる。

また、第５発明による場合は、他の装置から与えられる制御信号に応じて撮像素子が出力する画像を加工処理し、他の装置へ加工処理後の画像を送信する構成とすることにより、他の装置へ送信するデータの量を低減できるため、撮像素子を高画素化して加工処理後の画像の画質を高めることができる。

また、第６発明による場合は、撮像素子が出力する画像又は画像加工処理の途中段階の画像等を記憶するための記憶手段を備える構成とすることにより、従来は他の装置にて行っていた高度な加工処理を撮像装置にて行うことができるため、他の装置の処理負荷を低減できる。

また、第７発明による場合は、撮像した画像の拡大、画像の縮小、視点変換、歪み補正又は画像の切り出し等の画像加工処理を行う構成とすることにより、他の装置ではこれらの画像加工処理を行う必要がないため、送信するデータの量をより確実に低減でき、撮像装置及び表示制御装置の間の伝送線の増加をより確実に抑制して、表示する画像の画質を高めることができる。

また、第８発明による場合は、他の装置からの電力供給を行うための電力線を介して、他の装置から制御信号の受信を行う構成とすることにより、制御信号用の伝送線を新たに設けることなく、他の装置からの制御信号を受信することができるため、撮像装置に画像の加工処理を行う機能を搭載することによる伝送線の数の増加を防止することができ、撮像装置の車両への搭載を従来と同様に行うことができる。

（実施の形態１）
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づき具体的に説明する。図１は、本発明に係る車載撮像システムの構成を示す模式図である。図において１は車両であり、車両１の後部には、車両１の後方を撮像するカメラ５が搭載されている。車両１の運転席近傍、例えばダッシュボードなどにはディスプレイ２が配設してあり、カメラ５が撮像して取得した画像は車両１内部に搭載された表示制御装置３に与えられ、表示制御装置３にてディスプレイ２の表示に適したデータ形式に変換された後にディスプレイ２に与えられ、ディスプレイ２にて表示されるようにしてある。また、車両１の前側内部にはバッテリなどで構成された電源ユニット７が搭載してあり、車両１に搭載されたディスプレイ２及び表示制御装置３に電力線８を介して約１２Ｖの電圧を有する電力の供給を行うようにしてある。表示制御装置３は、電力線８を介して供給された約１２Ｖの電力を約６Ｖの電圧を有する電力に変換する電圧変換回路（後述する）を内部に備えており、変換した６Ｖの電力を電力線８ａを介してカメラ５へ供給するようにしてある。

図２は、本発明の実施の形態１に係る車載撮像システムのカメラ５の構成を示すブロック図である。カメラ５は、ＣＣＤ又はＣＭＯＳ等によるイメージセンサ（図示は省略する）と、イメージセンサの制御及びイメージセンサの出力信号の信号処理等を行うＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）５３とを１つのＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）として集積した撮像素子５２を備えている。ＤＳＰ５３は、例えば、イメージセンサによる撮像のシャッタースピード及び露光時間等を制御すると共に、イメージセンサにより撮像して取得した画像の輝度、色合い及びホワイトバランス等の調整を行うようにしてある。撮像素子５２のイメージセンサ及びＤＳＰ５３は、クロック発生部５１からのクロック信号に同期して動作するようにしてあり、カメラ５に搭載された画像加工処理用ＩＣ５６により動作を制御されている。なお、撮像素子５２の撮像の解像度は、ディスプレイ２の表示の解像度と比較して十分に大きくしてある。例えば、ディスプレイ２が４０万画素程度の表示画素を有する場合に、カメラ５の撮像素子５２は２００万画素程度の撮像画素を有している。

画像加工処理用ＩＣ５６は、表示制御装置３から与えられる制御信号に従って動作しており、撮像素子５２が撮像して取得した画像データに対して一部拡大、縮小、視点変換、歪み補正及び画像の切り出し等の種々の加工処理を行って、加工処理後の画像データをＮＴＳＣ方式に対応したアナログの画像信号に変換して表示制御装置３へ送信するようにしてある。（なお、本実施の形態においては、画像加工処理用ＩＣ５６がアナログの画像信号を表示制御装置３へ送信する構成とするが、画像データをデジタルの信号で送信する構成とすることもできる。）このとき、画像加工処理用ＩＣ５６は、ディスプレイ２の表示に必要な量の画像データ（例えば４０万画素程度分の画像データ）のみを変換して送信するようにしてある。なお、カメラ５が撮像した画像を加工せずにディスプレイ２に表示する場合であっても、画像加工処理用ＩＣ５６は撮像素子５２が撮像して取得したデータのデータ量を、ディスプレイ２の表示に必要な画像データのデータ量に低減して送信を行うようにしてある。

また、カメラ５は、ＳＲＡＭ又はＤＲＡＭ等により構成された画像メモリ５４を備えており、撮像素子５２の撮像により取得した画像データは一時的に画像メモリ５４に蓄積され、画像加工処理用ＩＣ５６が画像メモリ５４から画像データを読み出して加工処理を行うようにしてある。画像加工処理用ＩＣ５６による処理の過程で発生した中間的な画像データを画像メモリ５４に一時的に記憶させることも可能である。

また、カメラ５はＲＯＭ５５を備えており、画像加工処理用ＩＣ５６が画像の加工処理を行う際に必要なデータ又はテーブル等がＲＯＭ５５に予め記憶してある。例えば、カメラ５が正面方向から撮像した画像を俯瞰方向の画像に視点変換する加工処理、所謂Ｔｏｐｖｉｅｗ変換を行う場合の変換テーブル、又はカメラ５が魚眼レンズにて撮像を行い、取得した画像の端部の歪みを補正する歪み補正処理を行う場合の補正テーブル等がＲＯＭ５５に記憶してある。また、カメラ５にて撮像した画像にアイコン又はガイド線等を重畳してディスプレイ２に表示する場合には、ＲＯＭ５５にアイコン又はガイド線等のデータを記憶しておき、画像加工処理用ＩＣ５６がこれを読み出して画像に重畳する処理を行うようにしてある。ＲＯＭ５５は、マスクＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ素子により構成してある。

また、カメラ５は、電力線８を介して電源ユニット７から表示制御装置３に供給され、表示制御装置３にて電圧変換され、表示制御装置３から電力線８ａを介して供給される電力により動作するようにしてある。電力線８ａを構成する電源及びＧＮＤの２つの配線はコネクタ５８を介してカメラ５内の電源回路５７に接続してある。カメラ５内の各部は電源回路５７に接続してあり（電源回路５７から各部への接続は図示を省略する）、電源回路５７は電源ユニット７から与えられた電力を各部に適した電圧値又は電流値に調整して各部へ供給するようにしてある。また、コネクタ５８は、カメラ５の筐体の外部に露出した端子を有しており、電力線８ａと、表示制御装置３からカメラ５の画像加工処理用ＩＣ５６へ制御信号を送信するための伝送線及び画像加工処理用ＩＣ５６から表示制御装置３へ画像信号を送信するための伝送線とを接続するようにしてある。なお、電力線８ａは、上述の通り電源及びＧＮＤの２つの配線で構成してあり、制御信号を送信するための伝送線はシリアルデータを送信する１つの配線で構成してあり、画像信号を送信するための伝送線は、アナログの画像信号及びこの信号に対するＧＮＤの２つの配線で構成してある。

図３は、本発明の実施の形態１に係る車載撮像システムの表示制御装置３の構成を示すブロック図である。ディスプレイ２の近傍には、ディスプレイ２に表示される画像の拡大又は視点切替等の操作を運転者から受け付けるための複数のスイッチ又はボタン等を有する操作部３７が配設してあり、操作部３７は受け付けた操作に応じた信号を表示制御装置３の制御部３３へ与えるようにしてある。

制御部３３は、操作部３７にて受け付けた操作から、カメラ５にて撮像された画像に対して加工処理を行う必要があるか否かを判断し、必要に応じてカメラ５の画像加工処理用ＩＣ５６へ制御信号を送信するようにしてある。また、車両１にカーナビゲーション装置又はテレビ番組を受信するチューナ等の装置が搭載され、ディスプレイ２にこれらの装置からの画像を表示することができる構成の場合には、制御部３３は操作部３７にて受け付けた操作に応じてディスプレイ２に表示する画像を切り替える制御を行うようにしてある。

制御部３３は、ＣＰＵ又はＭＰＵ等により構成されて表示制御装置３の各部及びカメラ５の制御を行うものであり、ＲＯＭ３１に予め記憶された制御プログラムを実行することでこれらの制御を行うようにしてある。また、制御に必要な演算処理などに伴って生じる演算の途中結果などをＲＡＭ３２に記憶することができるようにしてある。ＲＯＭ３１は、マスクＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ又はフラッシュメモリ等で構成してあり、ＲＡＭ３２はＳＲＡＭ又はＤＲＡＭ等で構成してある。

カメラ５から送信された画像信号は、表示制御装置３の信号変換部３４へ与えられるようにしてある。信号変換部３４は、受信したＮＴＳＣ方式のアナログの画像信号をデジタルの画像データに変換し、ディスプレイ２へ与えるようにしてある。ディスプレイ２は信号変換部３４から与えられた画像データに基づいて画像の表示を行うようにしてある。信号変換部３４及びディスプレイ２では、画像の加工処理を行う必要はない。

また、表示制御装置３は、電力線８を介して電源ユニット７から供給される電力により動作するようにしてあり、電力線８を構成する電源及びＧＮＤの２つの配線はコネクタ３６を介して表示制御装置３内の電源回路３５に接続してある。表示制御装置３の各部は電源回路３５に接続してあり、電源回路３５は電源ユニット７から与えられた電力を各部に適した電圧値又は電流値に調整して各部へ供給するようにしてある。また、表示制御装置３は、電力線８を介して与えられた約１２Ｖの電力を約６Ｖの電力に変換する電圧変換回路３８を有している。電圧変換回路３８は、電力線８ａを介してカメラ５に接続してあり、カメラ５へ約６Ｖの電力を供給するようにしてある。また、コネクタ３６には、電力線８及び８ａと、表示制御装置３の制御部３３からカメラ５へ制御信号を送信するための伝送線及びカメラ５から表示制御装置３の信号変換部３４へ画像信号を送信するための伝送線とを接続するようにしてある。

例えば、運転者が操作部３７を操作してディスプレイ２に表示する画像の拡大を指示した場合、表示制御装置３の制御部３３が画像の拡大を指示する制御信号をカメラ５の画像加工処理用ＩＣ５６へ伝送線を介して送信する。これを受信した画像加工処理用ＩＣ５６は、撮像素子５２が撮像して取得した画像データの一部分を拡大する加工処理を行い、加工処理後の画像データをＮＴＳＣ形式のアナログ信号に変換して画像信号として表示制御装置３の信号変換部３４へ伝送線を介して送信する。信号変換部３４は受信したアナログの画像信号をデジタルの画像データに変換してディスプレイ２へ与え、ディスプレイ２にて拡大された画像の表示を行うようにしてある。このように、カメラ５に画像加工処理用ＩＣ５６が備えられているため、表示制御装置３はカメラ５から受信した画像信号を変換するのみでディスプレイ２に画像を表示することができる。

図４は、本発明に係る車載撮像システムの表示制御装置３からカメラ５への制御信号の一構成例を示す模式図である。表示制御装置３からカメラ５への制御信号の送信はシリアル通信で行うようにしてあり、１バイト（８ビット）のフィールドを６つ連ねた構成の命令をパラレル−シリアル変換して送信するようにしてある。なお、（ａ）には命令の構成を示し、（ｂ）にはフィールドの詳細を表として示し、（ｃ）には命令の一例を示してある。

表示制御装置３からカメラ５へ送信される制御用の命令は、”ＳＴＸ”、”ＤｅｖＩＤ”、”ＲｅｇＡｄｄ”、”ＲｅｇＤａｔａ”、”ＥＴＸ”、”ＢＣＣ”の６つのフィールドで構成してある。各フィールドのフィールド長は１バイト（８ビット）であるため、１つの命令は６バイト（４８ビット）で構成される。”ＳＴＸ”は、命令の開始を示すフィールドであり、例えば０ｘ１２（１６進数）の固定値である。”ＤｅｖＩＤ”は、カメラ５に搭載されたデバイスのいずれに対する命令であるかを指定するためのフィールドである。本実施の形態ではカメラ５の画像加工処理用ＩＣ５６又は撮像素子５２のＤＳＰ５３のいずれかを指定することができ、例えば画像加工処理用ＩＣ５６を指定する場合には０ｘ００を設定し、ＤＳＰ５３を指定する場合には０ｘ０１を指定する。

表示制御装置３からカメラ５へ送信された命令は、画像加工処理用ＩＣ５６内に設けられた命令レジスタに書き込まれるようにしてある。画像加工処理用ＩＣ５６は、命令レジスタから命令を読み出して”ＤｅｖＩＤ”のフィールドを調べ、”ＤｅｖＩＤ”にて指定されたデバイスへ命令を与えるようにしてある。

”ＲｅｇＡｄｄ”は、画像加工処理用ＩＣ５６が有する命令レジスタの書き込みアドレスを指定するフィールドであり、”ＲｅｇＤａｔａ”は、命令アドレスに書き込むデータを指定するフィールドである。”ＲｅｇＡｄｄ”及び”ＲｅｇＤａｔａ”に指定された値により画像加工処理用ＩＣ５６又はＤＳＰ５３の動作を制御することができるようにしてある。”ＥＴＸ”は、命令の終了を示すフィールドであり、例えば０ｘ１３の固定値である。”ＢＣＣ”は、誤り検出用のフィールドであり、”ＳＴＸ”〜”ＥＴＸ”のビット毎に’１’の数が偶数となるように値を設定するようにしてある。

（ｃ）に示す例は、画像加工処理用ＩＣ５６に対する命令であり、命令レジスタのアドレス０ｘ３０にデータ０ｘ０２を書き込むようにしてある。例えば、アドレス０ｘ３０が画像を加工する際の座標変換に使用する変換テーブルの種類を指定するためのアドレスの場合、２番目の変換テーブルを使用するように画像加工処理用ＩＣ５６に命令を与えている。

このような構成の命令を制御信号として表示制御装置３の制御部３３からカメラ５の画像加工処理用ＩＣ５６へ送信することによって、運転者が操作部３７に与えた操作に応じて、カメラ５の撮像素子５２が撮像して取得した画像の加工処理をカメラ５にて行うことができ、加工処理後の画像をディスプレイ２に表示することができる。なお、図４に示した表示制御装置３からカメラ５への命令の構成は一例であってこれに限るものではない。即ち、本例では、テキスト情報を伝送するための手順、所謂ベーシック伝送制御手順に従った方法で命令の送信を行っているが、例えばＨＤＬＣ（Ｈｉｇｈ−ｌｅｖｅｌ Ｄａｔａ Ｌｉｎｋ Ｃｏｎｔｒｏｌ）手順に従った方法などにより命令の送信を行う構成としてもよい。

以上の構成の車載撮像システムにおいては、画像加工処理用ＩＣ５６を表示制御装置３ではなくカメラ５に搭載することによって、撮像した画像の拡大、縮小、視点変換、歪み補正及び画像の切り出し等の処理をカメラ５にて予め行うことができるため、表示制御装置３にてこれらの処理を行う必要がなく、表示制御装置３の制御部３３の負荷を低減できる。また、カメラ５から表示制御装置３へ画像信号をデジタル送信する構成のときには、例えばカメラ５の撮像素子５２の撮像画素数が２００万画素であり、ディスプレイ２の表示画素数が４０万画素の場合に、カメラ５から表示制御装置３へは４０万画素分の画像データを送信すればよいため、カメラ５から表示制御装置３へ送信するデータの量を低減できる。従来のように、画像加工処理用ＩＣ５６が表示制御装置３に搭載されている場合には、カメラ５から表示制御装置３へ２００万画素分の画像データを送信する必要があるが、本発明に係る車載撮像システムではカメラ５及び表示制御装置３の間の伝送線の数を増大させることなく、撮像素子５２の高性能化して解像度を増し、加工処理後の画像の画質を高めることが可能となる。

なお、本実施の形態においては、表示制御装置３及びディスプレイ２を別の装置としたが、これに限るものではなく、表示制御装置３及びディスプレイ２を一体とする構成であってもよい。また、カメラ５の画像加工処理用ＩＣ５６から表示制御装置３の信号変換部３４へＮＴＳＣ方式のアナログの画像信号を送信する構成としたが、これに限るものではなく、他の方式のアナログの画像信号を送信する構成としてもよく、シリアル方式又はパラレル方式のデジタルの画像信号を送信する構成としてもよい。また、表示制御装置３からカメラ５へ制御信号を送信するのみでなく、カメラ５から表示制御装置３へ制御信号を送信する構成としてもよい。また、画像加工処理用ＩＣ５６が画像の拡大、視点変更及び歪み補正等の処理を行う構成としたが、これに限るものではなく、その他の画像加工処理を行う構成としてもよく、更には、撮像素子５２が撮像して取得した画像を基に障害物の検出処理などを行う構成としてもよい。

（実施の形態２）
実施の形態１に係る車載撮像システムでは、画像加工処理用ＩＣ５６をカメラ５に搭載することによって、表示制御装置３の制御部３３から制御信号を画像加工処理用ＩＣ５６へ送信する必要が生じ、制御信号を送信するための伝送線が必要となる。この伝送線は従来の車載撮像システムには存在しない伝送線であるため、伝送線の数が１つ増すことになる。実施の形態２に係る車載撮像システムはこの問題点を解決する構成である。

図５は、本発明の実施の形態２に係る車載撮像システムの構成を示す模式図である。また、図６は、本発明の実施の形態２に係る車載撮像システムのカメラ１０５の構成を示すブロック図であり、図７は、本発明の実施の形態２に係る車載撮像システムの表示制御装置１０３の構成を示すブロック図である。実施の形態２に係る車載撮像システムでは、カメラ１０５及び表示制御装置１０３の間に制御信号を送信するための伝送線は存在せず、これに代えて電力線８ａを介した通信、所謂ＰＬＣ（Ｐｏｗｅｒ Ｌｉｎｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ）を利用して制御信号の送信を行うようにしてある。よって、表示制御装置１０３は、制御部３３が出力する制御信号を電力線８ａに重畳して送信するためのＰＬＣ送信回路１４０を備えており、カメラ１０５は、電力線８ａに重畳された制御信号を抽出して画像加工処理用ＩＣ５６へ与えるＰＬＣ受信回路１６０を備えている。表示制御装置１０３のＰＬＣ送信回路１４０は、電圧変換回路３８及びコネクタ３６の間の電力線８ａの電源及びＧＮＤの供給経路中に配してある。同様に、カメラ１０５のＰＬＣ受信回路１６０は、コネクタ５８及び電源回路５７の間の電力線８ａの電源及びＧＮＤの供給経路中に配してある。

図８は、ＰＬＣ送信回路１４０の一構成例を示す回路図である。なお、図中においてはＧＮＤ配線の図示を省略してある。ＰＬＣ送信回路１４０は、装置内（電源回路３５側）の電源配線に接続される端子１５１と、装置外（コネクタ３６側）の電源配線に接続される端子１５３と、制御部３３からの制御信号が入力される入力端子１５２とを備えている。端子１５１には抵抗１４１の一端が接続してあり、抵抗１４１の他端にはコイル１４２の一端が接続してあり、コイル１４２の他端には端子１５３が接続してある。

入力端子１５２はインバータ１４３の入力に接続してあり、インバータ１４３の出力は２入力のＡＮＤ素子１４５の一の入力に接続してある。また、ＰＬＣ送信回路１４０は数ＭＨｚ程度の高周波信号を発生する高周波信号発生器１４４を有しており、高周波信号発生器１４４の出力がＡＮＤ素子１４５の他の入力に接続してある。ＡＮＤ素子１４５の出力は抵抗１４７の一端に接続してあり、抵抗１４７の他端はコンデンサ１４８を介して端子１５３に接続してある。

図９は、ＰＬＣ送信回路１４０の動作例を示す模式図であり、（ａ）に端子１５１の電圧波形を示し、（ｂ）に入力端子１５２から入力される制御信号の波形を示し、（ｃ）に端子１５３の電圧波形を示す。制御部３３から与えられる制御信号は負論理であり、制御信号が”Ｌ”の場合に高周波信号発生器１４４が出力する高周波信号がコンデンサ１４８を介して電源配線に重畳されるようにしてある。

図１０は、ＰＬＣ受信回路１６０の一構成例を示す回路図である。ＰＬＣ受信回路１６０は、装置外（コネクタ５８側）の電源配線に接続される端子１７１と、装置内（電源回路５７側）の電源配線に接続される端子１７２と、画像加工処理用ＩＣ５６への制御信号を出力する出力端子１７３とを備えている。端子１７１にはコイル１６１の一端が接続してあり、コイル１６１の他端には端子１７２が接続してある。更に、コイル１６１の他端にはコンデンサ１６２の一端が接続してあり、コンデンサ１６２の他端はＧＮＤに接続してある。

また、端子１７１にはコンデンサ１６３の一端が接続してあり、コンデンサ１６３の他端は、抵抗１６４を介してＧＮＤに接続してあり、逆方向のダイオード１６５を介してＧＮＤに接続してあり、バイポーラ型のトランジスタ１６６のベースに接続してある。トランジスタ１６６のエミッタはＧＮＤに接続してあり、コレクタは抵抗１６７を介して端子１７２に接続してある。更に、トランジスタ１６６のコレクタは、コンデンサ１６８を介してＧＮＤに接続してあると共に、ヒステリシスを有するインバータ１６９の入力に接続してある。インバータ１６９の出力は出力端子１７３に接続してある。

図１１は、ＰＬＣ受信回路１６０の動作例を示す模式図であり、（ａ）に端子１７１の電圧波形を示し、（ｂ）に端子１７２の電圧波形を示し、（ｃ）にトランジスタ１６６のベースの電圧波形を示し、（ｄ）にトランジスタ１６６のコレクタの電圧波形を示し、（ｅ）に出力端子１７３から出力される制御信号の波形を示してある。

端子１７１に接続された電源配線に高周波信号が重畳されていない場合、トランジスタ１６６のベースの電圧は０Ｖとなり、トランジスタ１６６はオフするため、抵抗１６７を介して電源配線に接続されたコレクタの電圧は電源電圧となる。よって出力端子１７３からは制御信号として”Ｌ”が出力される。

端子１７１に接続された電源配線に高周波信号が重畳されている場合、トランジスタ１６６のベースの電圧が高周波信号に応じて０Ｖ付近で高周波に振動し、トランジスタ１６６はオン／オフを繰り返す。これに応じて、トランジスタ１６６のコレクタの電圧は電源電圧への上昇と０Ｖへの下降とを繰り返すが、抵抗１６７及びコンデンサ１６８の時定数により電圧の立ち上がり速度が遅くなるようにしてあるため、コレクタの電圧、即ちインバータ１６９の入力電圧は０Ｖ付近で高周波に振動する。インバータ１６９はヒステリシスを有しており、０Ｖ付近での高周波振動に反応しにくいため、出力端子１７３からは制御信号として”Ｈ”が出力される。なお、表示制御装置１０３の制御部３３は負論理の制御信号を出力するが、カメラ１０５の画像加工処理用ＩＣ５６は正論理の制御信号により動作するようにしてあるものとする。

以上の構成の車載撮像システムは、表示制御装置１０３にＰＬＣ送信回路１４０を搭載し、カメラ１０５にＰＬＣ受信回路１６０を搭載することによって、電力線８ａを介して制御信号の送受信を行うことができるため、表示制御装置１０３からカメラ１０５へ制御信号を送信するための伝送線を設ける必要がない。よって、カメラ１０５及び表示制御装置１０３の間の伝送線の数を従来の車載撮像システムと同じにすることができる。

なお、実施の形態２においては、表示制御装置１０３の制御部３３が負論理の制御信号を出力し、カメラ１０５の画像加工処理用ＩＣ５６が正論理の制御信号により動作する構成としたが、これに限るものではない。また、表示制御装置１０３にＰＬＣ送信回路１４０を搭載し、カメラ１０５にＰＬＣ受信回路を搭載する構成としたが、更に、表示制御装置１０３にＰＬＣ受信回路を搭載し、カメラ１０５にＰＬＣ送信回路を搭載することによって、電力線８ａを介して双方向の通信を行う構成としてもよい。また、図８及び図１０に示す回路の構成と、図９及び図１１に示す動作波形とは一例であってこれに限るものではない。

なお、実施の形態２に係る車載撮像システムのその他の構成は、実施の形態１に係る車載撮像システムの構成と同様であるため、対応する箇所には同じ符号を付して詳細な説明を省略する。

本発明に係る車載撮像システムの構成を示す模式図である。 本発明の実施の形態１に係る車載撮像システムのカメラの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る車載撮像システムの表示制御装置の構成を示すブロック図である。 本発明に係る車載撮像システムの表示制御装置からカメラへの制御信号の一構成例を示す模式図である。 本発明の実施の形態２に係る車載撮像システムの構成を示す模式図である。 本発明の実施の形態２に係る車載撮像システムのカメラの構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態２に係る車載撮像システムの表示制御装置の構成を示すブロック図である。 ＰＬＣ送信回路の一構成例を示す回路図である。 ＰＬＣ送信回路の動作例を示す模式図である。 ＰＬＣ受信回路の一構成例を示す回路図である。 ＰＬＣ受信回路の動作例を示す模式図である。

符号の説明

１ 車両
２ ディスプレイ（表示手段）
３ 表示制御装置
５ カメラ（撮像装置）
７ 電源ユニット（電力供給手段）
８ 電力線
３３ 制御部（制御信号送信手段）
３４ 信号変換部（画像信号受信手段）
３５ 電源回路
３７ 操作部
３８ 電圧変換回路
５２ 撮像素子
５３ ＤＳＰ
５４ 画像メモリ（記憶手段）
５５ ＲＯＭ
５６ 画像加工処理用ＩＣ（画像加工処理手段、制御信号受信手段、画像信号送信手段）
５７ 電源回路
１０３ 表示制御装置
１０５ カメラ
１４０ ＰＬＣ送信回路
１６０ ＰＬＣ受信回路

Claims (8)

1. 車両に搭載され、該車両の外界を撮像する撮像素子を有する撮像装置と、該撮像装置の前記撮像素子が撮像した画像を車内に設けられた表示手段に表示させる表示制御装置とを備える車載撮像システムにおいて、
   前記撮像装置は、
   前記撮像素子が出力する画像を加工して出力する画像加工処理手段と、
   該画像加工処理手段による画像の加工を制御する制御信号を前記表示制御装置から受信する制御信号受信手段と、
   前記画像加工処理手段が加工した画像に係る画像信号を前記表示制御装置へ送信する画像信号送信手段と
   を有し、
   前記表示制御装置は、
   前記制御信号を前記撮像装置へ送信する制御信号送信手段と、
   前記画像信号を受信する画像信号受信手段と
   を有することを特徴とする車載撮像システム。
2. 前記撮像装置は、画像を記憶する記憶手段を有する請求項１に記載の車載撮像システム。
3. 前記撮像装置の画像加工処理手段は、画像の拡大、画像の縮小、視点変換、歪み補正又は画像の切り出しを行うようにしてある請求項１又は請求項２に記載の車載撮像システム。
4. 電力を供給する電力供給手段から前記表示制御装置へ接続された電力線と、
   前記表示制御装置に設けられ、前記電力供給手段から供給された電力の電圧を変換する電圧変換手段と、
   前記電圧変換手段にて電圧を変換された電力を前記撮像装置へ供給する電力線と
   を備え、
   前記表示制御装置の制御信号送信手段及び前記撮像装置の制御信号受信手段は、前記電力線を介して制御信号の送信及び受信を行うようにしてある請求項１乃至請求項３のいずれか１つに記載の車載撮像システム。
5. 車両に搭載され、該車両の外界を撮像する撮像素子を備える撮像装置において、
   前記撮像素子が出力する画像を加工して出力する画像加工処理手段と、
   該画像加工処理手段による画像の加工を制御する制御信号を他の装置から受信する制御信号受信手段と、
   前記画像加工処理手段が加工した画像に係る画像信号を前記他の装置へ送信する画像信号送信手段と
   を備えることを特徴とする撮像装置。
6. 画像を記憶する記憶手段を備える請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記画像加工処理手段は、画像の拡大、画像の縮小、視点変換、歪み補正又は画像の切り出しを行うようにしてある請求項５又は請求項６に記載の撮像装置。
8. 前記他の装置から電力線を介して電力を供給されるようにしてあり、
   前記制御信号受信手段は、前記電力線を介して制御信号の受信を行うようにしてある請求項５乃至請求項７のいずれか１つに記載の撮像装置。

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