JP2008193511A - カメラシステム - Google Patents

Abstract

【課題】複数のカメラの出力を少ない配線で伝送できるカメラシステムを提供する。
【解決手段】複数のカメラ１０、２０及び３０を有するカメラシステムであって、複数のカメラ１０、２０及び３０により撮像された画像を同期させてワイヤハーネス８０に出力し、それらのカメラ１０、２０及び３０から出力される画像をワイヤハーネス８０上で合成する。これにより、一つのワイヤハーネス８０によって複数の画像を合成した合成画像をモニタ９０側へ伝送することができ、少ない配線で画像データの伝送が行える。さらに各カメラの出力時に、画像信号の先頭にプリアンブルを付与することで、カメラが切り替わると同時に同期を確立することができる。これにより、シリアルデータからなるデジタル信号を１本の伝送路上で合成することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数のカメラから出力される画像を合成して伝送するカメラシステムに関するものである。

従来、複数の画像を合成する装置として、複数のカメラから出力される画素データを画素データ取得手段に取り込み、その画素データの配列を調整して合成画像を生成する画像合成装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。この装置は、カメラから出力される信号を画素データとして記録し、その画素データに基づいて合成画像を生成することにより、大容量のメモリを用いずに合成画像を生成しようとするものである。
特開２００６−１４０９０８号公報

このような装置においては、各カメラに出力用の配線を接続し、それらの配線を通じてカメラから出力される画素データを画素データ取得手段に入力している。このため、各カメラに接続される複数の配線を画素データ取得手段に連結する必要がある。この場合、カメラの設置数が多いと、それに伴って配線数が増えることとなる。また、画素データ取得手段に配線接続用のコネクタを複数設ける必要がある。

そこで本発明は、複数のカメラの出力を少ない配線で伝送できるカメラシステムを提供することを目的とする。

すなわち、本発明に係るカメラシステムは、撮像部を有する複数のカメラと、前記複数のカメラから出力される画像の表示範囲が画像合成の際に重ならないように前記撮像部で撮像された撮影画像を変形する画像変形手段と、前記複数のカメラにより撮像された画像を同期させて出力させ、同期のタイミングによって前記撮像画像の合成後の表示範囲の位置を決定する出力制御手段と、画像を入力して表示するモニタと、前記複数のカメラと前記モニタを接続し、前記複数のカメラから出力される画像を合成して前記モニタ側へ伝送する配線部材と、を備え、前記出力制御手段は、所定のビット数を有するパラレルデータのデジタル画像信号をシリアルデータのデジタル画像信号で出力する手段であって、前記表示範囲の切り替わる際、前記シリアルデータのデジタル画像信号の直前に、前記出力制御手段と前記モニタとのクロック同期を確立する制御情報であるプリアンブルを挿入して出力し、前記モニタは、前記プリアンブル入力後に入力される前記シリアルデータのデジタル画像信号を前記プリアンブルに基づいて入力すること、を特徴として構成される。

この発明によれば、複数のカメラにより撮像された画像を同期させて配線部材に出力することにより、その配線部材上で複数のカメラにより撮像された画像を合成することができる。このため、一つの配線部材によって複数の画像を合成した合成画像をモニタ側へ伝送することができ、少ない配線部材によって画像の伝送が行える。また、配線部材の設置数を少なくできるため、それに応じてモニタにおける配線部材接続用コネクタの設置数を少なくすることができる。さらに、複数の画像データを伝送する場合と比べて、配線部材で伝送する画像データを低減できるため、データ転送が確実に行える。

また、本発明に係るカメラシステムは、合成後の画像において表示範囲が切り替わる際、即ち出力制御手段が切り替わる際において、出力制御手段とモニタとのクロック同期を確立する制御情報であるプリアンブルを挿入する。これによって、出力制御手段が切り替わるタイミングで、クロック同期を確立し直すことができる。シリアル伝送の場合、例えば、出力制御手段が別の出力制御手段に切り替った場合、出力タイミングが変化してしまい、モニタ側で入力することができなくなってしまうが、この発明によれば、出力制御手段が切り替わるタイミングでクロック同期を確立するため、モニタ側でクロック同期を正確に確立することができる。このため、シリアルデータからなる合成デジタル画像信号をモニタ側で正確に受け取ることができる。

さらに、クロック同期をカメラごとに確立することから、カメラによる周波数のずれを製造ばらつきによる個体差に限定することにより、再同期処理に必要な時間を短縮することができる。これにより、カメラの複数回の切り替えが可能となる。

また、本発明に係るカメラシステムは、撮像部を有する複数のカメラと、前記複数のカメラから出力される画像の表示範囲が画像合成の際に重ならないように前記撮像部で撮像された撮影画像を変形する画像変形手段と、前記複数のカメラにより撮像された画像を同期させて出力させ、同期のタイミングによって前記撮像画像の合成後の表示範囲の位置を決定する出力制御手段と、画像を入力して表示するモニタと、前記複数のカメラとモニタを接続し、前記複数のカメラから出力される画像を合成して前記モニタ側へ伝送する配線部材と、所定のタイミングを基準タイミングとして前記複数のカメラおよび前記モニタに出力する基準タイミング出力手段と、前記基準タイミングを入力する基準タイミング入力手段と、を備え、前記出力制御手段は、所定のビット数を有するパラレルデータのデジタル画像信号をシリアルデータのデジタル画像信号で出力する手段であって、前記基準タイミングに基づいてデジタル画像信号を出力し、前記モニタは、前記基準タイミングに基づいて入力すること、を特徴として構成される。

この発明によれば、複数のカメラにより撮像された画像を同期させて配線部材に出力することにより、その配線部材上で複数のカメラにより撮像された画像を合成することができる。このため、一つの配線部材によって複数の画像を合成した合成画像をモニタ側へ伝送することができ、少ない配線部材によって画像の伝送が行える。また、配線部材の設置数を少なくできるため、それに応じてモニタにおける配線部材接続用コネクタの設置数を少なくすることができる。さらに、複数の画像データを伝送する場合と比べて、配線部材で伝送する画像データを低減できるため、データ転送が確実に行える。

また、基準タイミングを決定し、全てのカメラおよびモニタに出力することで、全ての出力制御手段とモニタとのクロック同期を確立することができる。これにより、出力制御手段が切り替わった場合であっても、全ての出力制御手段が同一の基準タイミングで出力することができる。

ここで、本実施形態に係るカメラシステムにおいて、前記配線部材は、第一の伝送路と第二の伝送路とを備え、前記基準タイミング出力手段は、前記第二の伝送路を用いて前記基準タイミングを前記カメラおよび前記モニタに出力し、前記出力制御手段は、前記第一の伝送路を用いて前記デジタル画像信号からなる画像を出力することが好ましい。

また、配線部材が第一の伝送路と第二の伝送路とを備える場合において、前記配線部材は、第一の伝送路と第二の伝送路とからなる一本の配線部材であることが好ましく、このような構成では配線部材の配置を省スペースで行えると共に、配線の自由度が向上する。

また、配線部材が一本で形成される場合において、前記基準タイミング出力手段は、前記複数のカメラのいずれか一つと前記配線部材とを接続する箇所で前記配線部材と接続していることが好ましく、あるいは、前記モニタと前記配線部材とを接続する箇所で前記配線部材と接続していることが好ましい。

また、本実施形態に係るカメラシステムにおいて、前記基準タイミングは、画素を再生するために必要な同期信号と、画面を再生するために必要な水平同期信号及び垂直同期信号とを含むことが好適である。

本発明によれば、複数のカメラから出力されるデジタル画像信号からなる画像を少ない配線でモニタにシリアル伝送することができ、配線の設置数を少なくすることができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
（第一実施形態）

図１は本発明の第一実施形態に係るカメラシステムの構成概要図である。

図１に示すように、本実施形態に係るカメラシステム１は、車両２に搭載されるカメラシステムに適用したものであって、車両２の周囲を撮像する複数のカメラ１０、２０及び３０を備えている。カメラ１０、２０及び３０は、異なる領域を撮像する撮像器である。例えば、カメラ１０は、車両２の左側方の領域を撮像するように設置される。カメラ２０は、車両２の前方左側の領域を撮像するように設置される。カメラ３０は、車両２の前方右側の領域を撮像するように設置される。

カメラ１０〜３０は、互いに同期動作していることが好ましいが、同期動作していなくても画像合成する際に支障はない。また、カメラ１０〜３０の解像度は、統一されていなくてもよい。

車両２には、モニタ９０が設置されている。モニタ９０は、カメラ１０、２０及び３０から出力される画像を表示する表示器である。このモニタ９０は、例えば車両２の運転席の近辺に設置される。このモニタ９０としては、カーナビゲーションシステムに用いられるモニタと共用することが好ましい。また、この場合、モニタ９０の表示切り替えスイッチ又はボタンを設けることが好ましい。この表示切り替えスイッチを切り替え又は表示切り替えボタンを押すことにより、カーナビゲーションの表示と車両周囲の撮像画像の表示を切り替えることができる。モニタ９０は、カメラ１０〜３０の解像度と一致しない解像度のものを用いてもよい。

カメラ１０、２０及び３０とモニタ９０は、一つのワイヤハーネス８０により接続されている。ワイヤハーネス８０は、カメラ１０、２０及び３０から出力される画像を合成してモニタ９０に伝送する配線部材であり、例えば１本の信号線を被覆して構成されるものであり、例えばシリアル通信に用いられるものである。

ワイヤハーネス８０は、カメラ１０に接続される入力端８１、カメラ２０に接続される入力端８２、カメラ３０に接続される入力端８３及びモニタ９０に接続される出力端８９を備えている。また、入力端８１、８２、８３、及び出力端８９は、それぞれ電気的に導通している。このため、入力端８１、８２及び８３に入力された各信号は、重畳されて、出力端８９から出力される。例えば、入力端８１、８２及び８３に入力された各デジタル画像信号は、ワイヤハーネス８０上で重畳されて一つの合成されたデジタル画像信号とされ、出力端８９に伝送される。

図２は、本実施形態に係るカメラシステムのカメラ構成の説明図である。

図２に示すように、カメラ１０は、撮像部１１、画像変形部１２及び出力制御部１３を備えている。カメラ２０は撮像部２１、画像変形部２２及び出力制御部２３を備えており、カメラ３０は撮像部３１、画像変形部３２及び出力制御部３３を備えている。撮像部１１、２１及び３１は、同様な構成、機能を備えたものが用いられる。画像変形部１２、２２及び３２は、同様な構成、機能を備えたものが用いられる。また、出力制御部１３、２３及び３３は、同様な構成、機能を備えたものが用いられる。以下、代表して撮像部１１、画像変形部１２及び出力制御部１３の構成、機能などについて詳述する。

撮像部１１は、カメラ１０において撮像手段として機能するものであり、例えば、Ｃ−ＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）やＣＣＤ（Charged Coupled Device）などの撮像素子を主要部品として構成される。撮像部１１の出力側には画像変形部１２が接続されている。撮像部１１により撮像された画像は、画像変形部１２に入力される。

画像変形部１２は、撮像部１１により撮像された撮像画像を変形する画像変形手段として機能するものであり、例えば画像処理用のＩＣなどを主要部品として構成される。画像変形部１２においては、例えば画像の縮小、トリミング、回転及び平行移動などが行われる。画像変形部１２の出力側には、出力制御部１３が接続されている。この画像変形部１２は、撮像部１１により撮像された撮像画像の表示領域が他のカメラ２０、３０から出力される画像の表示領域と重ならないように撮像画像を変形させる。

例えば、カメラ１０、２０及び３０から出力される画像の表示領域が一つの画像表示範囲において重ならないように予め画像変形部１２、２２及び３２において変形画像の表示領域が設定される。これにより、撮像部１１、２１及び３１にて撮像された撮像画像は、設定された表示領域に収まるように、画像の拡大縮小、アスペクト比変更、画像の回転、平行移動などの画像変形処理が施される。

出力制御部１３は、カメラ１０により撮像された画像を他のカメラ２０、３０の画像出力と同期させてワイヤハーネス８０に出力させる出力制御手段として機能するものである。すなわち、出力制御部１３，２３及び３３は、同時に撮像された画像を、同期をとって同時にワイヤハーネス８０にデジタル画像信号として出力させる。その際、カメラ１０、２０及び３０における画像出力は、予め設定された所定のタイミングで出力されればよい。例えば、カメラ１０、２０及び３０のいずれかから出力される信号に基づいてカメラ１０、２０及び３０の画像信号を順次出力し、それらの画像信号同士が重ならないようにタイミングをとって合成画像信号を生成していく。

また、出力制御部１３は、カメラ１０により撮像されたデジタル信号からなる画像を、それぞれパラレルデータ形式からシリアルデータ形式に変換する機能を備えている。さらに、カメラ１０の画像信号をシリアルデータとして順次出力する際、プリアンブルを画像信号の先頭に付与する機能を備えている。ここで、プリアンブルとは、出力側と入力側とのクロック同期を確立するための特定パターンのことをいい、本実施形態では、出力制御部１３，２３及び３３それぞれのデータ開始位置をモニタ９０側に認識させ、同期を確立するタイミングを与えるための信号である。

次に、本実施形態に係るカメラシステムの動作について説明する。以下では、説明理解の容易性を考慮して、画像変形部の変形量や合成後の配置、および出力制御部の出力タイミングは予め定められているものとして説明する。

図２において、まず、カメラ１０の撮像部１１、カメラ２０の撮像部２１、カメラ３０の撮像部３１により、車両周囲の領域が撮像される。図２では、撮像部１１で撮像した画像Ａ２１を「ＡＢＣ」、撮像部２１で撮像した画像Ａ２２を「左」、撮像部３１で撮像した画像Ａ２３を「右」として図示している。

撮像部１１で撮像した画像Ａ２１は、画像変形部１２により変形画像Ｂ２１に変形される。また、撮像部２１で撮像した画像Ａ２２は、画像変形部２２により変形画像Ｂ２２に変形され、撮像部３１で撮像した画像Ａ２３は、画像変形部３２により変形画像Ｂ２３に変形される。

変形画像Ｂ２１、Ｂ２２及びＢ２３は、一つの画像表示範囲において互いに重ならないように画像変形される。例えば、変形画像Ｂ２１は、右９０度回転され縮小されて画像表示範囲の左位置に配置される。変形画像Ｂ２２は、縮小されて画像表示範囲の中央位置に配置される。変形画像Ｂ２３は、縮小されて画像表示範囲の右位置に配置される。

そして、変形画像Ｂ２１は出力制御部１３に入力され、変形画像Ｂ２２は出力制御部２３に入力され、変形画像Ｂ２３は出力制御部３３に入力される。そして、変形画像Ｂ２１、Ｂ２２及びＢ２３は、出力制御部１３、２３及び３３により、パラレルデータからシリアルデータに変換される。

その後、シリアルデータに変換された変形画像Ｂ２１は、出力制御部１３によって、先頭にプリアンブルが付与されてワイヤハーネス８０に出力される。また、シリアルデータに変換された変形画像Ｂ２２は、出力制御部２３によって、先頭にプリアンブルが付与されてワイヤハーネス８０に出力される。また、シリアルデータに変換された変形画像Ｂ２３は、出力制御部３３によって、先頭にプリアンブルが付与されてワイヤハーネス８０に出力される。このように、出力制御部１３、２３及び３３から変形画像Ｂ２１、Ｂ２２及びＢ２３の画像成分が順次出力される。

これにより、ワイヤハーネス８０上でカメラ１０、２０及び３０により撮像された画像のシリアルデータのデジタル画像信号が出力され、ワイヤハーネス８０上でカメラ１０、２０及び３０により撮像された画像が合成されることとなる。図２のＣは、合成画像のイメージ図である。

ここで、図３を用いてワイヤハーネス８０上のデジタル合成信号について説明する。図３は、本実施形態に係るカメラシステムの合成画像信号の一例を示すものである。

図３に示す合成画像信号Ｓｆは、カメラ１０〜３０から出力される画像を合成した合成画像のデジタル信号であり、例えば画像信号を送る１本の伝送路によって伝送される。合成画像信号Ｓｆは、１フィールドについての信号を示し、横軸が時間で縦軸が電圧レベルで示してある。また、信号Ｓｖは、垂直同期信号であり、モニタ９０上に映し出される画像の上下方向を揃える為の同期信号である。また、信号Ｓｈは、水平同期信号であり、モニタ９０上に映し出される画像の左右方向を揃える為の同期信号である。これらの同期信号Ｓｖ，Ｓｈは、合成された複合同期信号としても良いし、１本の伝送路内にシリアルデータのデジタル画像信号と混在させても良い。

この合成画像信号Ｓｆは、走査線の数だけデジタル画像信号部Ｓ２が順次連なっている。画像信号部Ｓ２は、第一画像信号成分Ｓ２１、第二画像信号成分Ｓ２２、第三画像信号成分Ｓ２３が順次連なっている。

第一画像信号成分Ｓ２１は、カメラ１０から出力される画像信号を重畳してなされたものである。第二画像信号成分Ｓ２２は、カメラ２０から出力される画像信号を重畳してなされたものである。第三画像信号成分Ｓ２３は、カメラ３０から出力される画像信号を重畳してなされたものである。

第一画像信号成分Ｓ２１の先頭には、プリアンブルＰ２１が出力制御部１３によって、付与されている。第二画像信号成分Ｓ２２の先頭には、プリアンブルＰ２２が出力制御部２３によって、付与されている。第三画像信号成分Ｓ２１３先頭には、プリアンブルＰ２３が出力制御部３３によって、付与されている。

第一画像信号成分Ｓ２１、第二画像信号成分Ｓ２２及び第三画像信号成分Ｓ２３の重畳は、例えば水平同期信号Ｓ１１を基に、同期を確立してカメラ１０、２０及び３０から画像信号を順次出力させることにより行われる。

図２に戻り、合成されたシリアルデータのデジタル画像信号がモニタ９０へ出力される。モニタ９０では、図３で示すデジタル画像信号Ｓｖを順次先頭から信号を入力する。この時、先頭のプリアンブルＰ２１を読み込み、クロック同期を確立して、次回プリアンブルを読み込むまで同クロックでその後入力するデータである第一画像信号成分Ｓ２１を読み込んでいく。そして、合成画像上の表示範囲が切り替わる際、すなわち第二画像信号成分Ｓ２２を入力する前に、第二画像信号成分Ｓ２２の先頭に付与されたプリアンブルＰ２２を入力し、クロック同期を再度確立する。その後、そのクロックを用いて第二画像信号成分Ｓ２２を入力する。同様に、第二画像信号成分Ｓ２２の入力終了後に、プリアンブルＰ２３を入力し、クロック同期を再度確立し、そのクロックを用いて第三画像信号成分Ｓ２３を入力する。

モニタ９０側での再同期処理を開始するタイミング、すなわち合成画像上の表示範囲が切り替わるタイミングは予め決定されているため、そのタイミングで再同期処理を行えばよい。

そして、モニタ９０に入力された合成画像信号は、シリアルデータからパラレルデータに変換される。その後、合成画像がモニタ９０に表示される。車両の運転者は、モニタ９０の表示を見ることにより、車両周囲の状況を把握することができる。なお、画像形成における走査方式は、飛び越し走査でも良いし、順次走査であっても良い。また、伝送路上で合成された信号に対し、マスク処理装置によってマスク処理を行い、各表示範囲間を所定の間隔空けて配置されるようにしても良い。

以上のように、合成デジタル画像信号は、ワイヤハーネス８０により伝送され、モニタ９０に入力される。このとき、複数のカメラ１０〜３０にて撮像された画像が一つの合成画像に合成されているので、一つの画像信号線によって複数の撮像画像の画像情報をモニタ９０に入力することができる。このため、モニタ９０に配線接続用のコネクタの設置数が少なくて済む。モニタ９０をカーナビゲーションのモニタと共用するような場合、モニタ９０に設置できるコネクタ数が限られるため、特に有用である。さらに、カメラを増設する場合でもモニタ９０のコネクタ設置数を増やす必要がないため、カメラの増設が容易である。また、カメラの設置数が異なるカメラシステムにおいても、同じモニタ９０を共用することができる。

また、ワイヤハーネス８０により伝送される合成画像信号は一画像分のデータ量で足りるため、画像データの転送量を大きくする必要がなく、転送量の増大化に伴うコマ落ちなどの問題も生じない。

また、合成後の画像において表示範囲が切り替わる際、即ち出力制御部１３、２３及び３３が切り替わる際において、出力制御部１３，２３及び３３とモニタ９０とのクロック同期を確立する制御情報であるプリアンブルＰ２１，Ｐ２２，Ｐ２３を挿入する。これによって、出力制御部１３、２３及び３３が切り替わるタイミングで、クロック同期を確立し直すことができる。このため、モニタ９０側でクロック同期を正確に確立することができ、シリアルデータからなる合成デジタル画像信号Ｓｖをモニタ９０側で正確に受け取ることができる。

また、クロック同期を出力制御部ごとに確立することから、カメラによる周波数のずれを製造ばらつきによる個体差に限定することにより、再同期処理に必要な時間を短縮することができる。これにより、カメラの複数回の切り替えが可能となる。

また、複数のカメラ１０〜３０により撮像された画像をワイヤハーネス８０上で合成することにより、複数のカメラ１０〜３０により撮像された画像をメモリに記録する必要がない。このため、大容量のメモリの設置が不要となる。さらに、メモリへの画像データの記録処理が不要となるため、画像合成処理が迅速に行える。
（第二実施形態）

次に本発明の第二実施形態に係るカメラシステムについて説明する。図４は本発明の第二実施形態に係るカメラシステムの構成概要図である。

第二実施形態に係るカメラシステム１ａは、図１で示す第一実施形態に係るカメラシステム１とほぼ同様に構成されるものであり、第一実施形態に係るカメラシステム１に対して基準タイミング入力部１４と基準タイミング装置７０とを備えたものである。また、本実施形態に係るカメラシステムでは、基準タイミング信号用の信号線および画像信号用の信号線、計２本の信号線が伝送路として用いられる。以下、第一実施形態と異なる箇所を中心に説明する。

図４に示すように、カメラ１０は、第一実施形態のカメラに基準タイミング入力部１４を備えたものである。この基準タイミング入力部１４は、画像の位置ズレ等を回避するための同期信号を入力する基準タイミング手段として機能するものである。カメラ２０，３０は、カメラ１０と同様に、それぞれ基準タイミング手段として機能する基準タイミング入力部２４，３４を備えている。基準タイミング入力部１４，２４，３４は、それぞれ出力制御部１３，２３，３３に接続されている。

また、基準タイミング出力装置７０は、所定のタイミングをカメラシステム内の基準タイミングとして決定する基準タイミング出力手段として機能するものである。この基準タイミング出力装置７０は、ワイヤハーネス８０ｂを介して基準タイミング入力部１４，２４，３４およびモニタ９０と接続される。ワイヤハーネス８０ｂは、カメラ１０、２０、３０及びモニタ９０を互いに接続する配線部材であり、ワイヤハーネス８０ａとは独立した信号線として設置される。なお、ワイヤハーネス８０ａは、第一実施形態のワイヤハーネス８０と同様に構成されるものである。また、その他構成要素は第一実施形態と全て同一である。

次に本実施形態に係るカメラシステム１ａの動作について説明する。

図４において、まず、カメラ１０の撮像部１１、カメラ２０の撮像部２１、カメラ３０の撮像部３１により、車両周囲の領域が撮像される。図２では、撮像部１１で撮像した画像Ａ２１を「ＡＢＣ」、撮像部２１で撮像した画像Ａ２２を「左」、撮像部３１で撮像した画像Ａ２３を「右」として図示している。

撮像部１１で撮像した画像Ａ２１は、画像変形部１２により変形画像Ｂ２１に変形される。また、撮像部２１で撮像した画像Ａ２２は、画像変形部２２により変形画像Ｂ２２に変形され、撮像部３１で撮像した画像Ａ２３は、画像変形部３２により変形画像Ｂ２３に変形される。

変形画像Ｂ２１、Ｂ２２及びＢ２３は、一つの画像表示範囲において互いに重ならないように画像変形される。例えば、変形画像Ｂ２１は、右９０度回転され縮小されて画像表示範囲の左位置に配置される。変形画像Ｂ２２は、縮小されて画像表示範囲の中央位置に配置される。変形画像Ｂ２３は、縮小されて画像表示範囲の右位置に配置される。

そして、変形画像Ｂ２１は出力制御部１３に入力され、変形画像Ｂ２２は出力制御部２３に入力され、変形画像Ｂ２３は出力制御部３３に入力される。そして、変形画像Ｂ２１、Ｂ２２及びＢ２３は、出力制御部１３、２３及び３３により、パラレルデータからシリアルデータに変換される。

また、基準タイミング入力部１４，２４及び３４は、基準タイミング出力装置７０からワイヤハーネス８０ｂを介して所定の同期信号である基準タイミングを入力する。基準タイミング入力部１４，２４及び３４は、入力した基準タイミングに基づいて、変形画像Ｂ２１，Ｂ２２及びＢ２３を伝送路に出力するタイミング情報を出力制御部１３，２３，３３へ出力する。

その後、シリアルデータに変換された変形画像Ｂ２１は、出力制御部１３によって、基準タイミングに基づいてワイヤハーネス８０ａに出力される。また、シリアルデータに変換された変形画像Ｂ２２は、出力制御部２３によって、ワイヤハーネス８０ａに出力される。また、シリアルデータに変換された変形画像Ｂ２３は、出力制御部３３によって、基準タイミングに基づいてワイヤハーネス８０ａに出力される。このように、基準タイミングに基づいて同一の出力同期で出力制御部１３、２３及び３３から変形画像Ｂ２１、Ｂ２２及びＢ２３の画像成分が順次出力される。

これにより、ワイヤハーネス８０上でカメラ１０、２０及び３０により撮像された画像のシリアルデータのデジタル画像信号が出力され、ワイヤハーネス８０ａ上でカメラ１０、２０及び３０により撮像された画像が合成されることとなる。図２のＣは、合成画像のイメージ図である。

ここで、図５を用いてデジタル合成信号について説明する。図５は、本実施形態に係るカメラシステムの合成画像信号及び基準タイミング信号の一例を示すものである。

図５に示す合成画像信号Ｓｆは、カメラ１０〜３０から出力される画像を合成した合成画像のデジタル信号であり、ワイヤハーネス８０ａによって伝送される信号である。合成画像信号Ｓｆは、１フィールドについての信号を示し、横軸が時間で縦軸が電圧レベルで示してある。

また、基準タイミング信号Ｓｂは、基準タイミング出力装置７０から出力され、ワイヤハーネス８０ｂによって伝送される信号である。また、基準タイミング信号Ｓｂは、垂直同期信号Ｓｖ、水平同期信号Ｓｈ、画素クロックＳｃを重畳させた信号である。垂直同期信号Ｓｖは、モニタ９０上に映し出される画像の上下方向を揃える為の同期信号である。また、水平同期信号Ｓｈは、モニタ９０上に映し出される画像の左右方向を揃える為の同期信号である。また、画素クロックＳｃは、１画素分を示すデータの同期信号である。

この合成画像信号Ｓｆは、走査線の数だけデジタル画像信号部Ｓ２が順次連なっている。画像信号部Ｓ２は、第一画像信号成分Ｓ２１、第二画像信号成分Ｓ２２、第三画像信号成分Ｓ２３が順次連なっている。

第一画像信号成分Ｓ２１は、カメラ１０から出力される画像信号を重畳してなされたものである。第二画像信号成分Ｓ２２は、カメラ２０から出力される画像信号を重畳してなされたものである。第三画像信号成分Ｓ２３は、カメラ３０から出力される画像信号を重畳してなされたものである。

第一画像信号成分Ｓ２１、第二画像信号成分Ｓ２２及び第三画像信号成分Ｓ２３の重畳は、水平同期信号Ｓｈ及び画像クロックＳｃに基づいて、画像信号をカメラ１０、２０及び３０から順次、同一のタイミングで出力させることにより行われる。なお、画像形成における走査方式は、飛び越し走査でも良いし、順次走査であっても良い。また、伝送路上で合成された信号に対し、マスク処理装置によってマスク処理を行い、各表示範囲間を所定の間隔空けて配置されるようにしても良い。

図４に戻り、合成されたシリアルデータのデジタル画像信号がモニタ９０へ出力される。モニタ９０では、図５で示すデジタル画像信号Ｓｖを基準タイミングＳｂに基づいて順次先頭から信号を入力する。そして、モニタ９０に入力された合成画像信号は、シリアルデータからパラレルデータに変換される。その後、合成画像がモニタ９０に表示される。車両の運転者は、モニタ９０の表示を見ることにより、車両周囲の状況を把握することができる。

以上のように、合成デジタル画像信号は、ワイヤハーネス８０ａにより伝送され、モニタ９０に入力される。このとき、複数のカメラ１０〜３０にて撮像された画像が一つの合成画像に合成されているので、一つの画像信号線によって複数の撮像画像の画像情報をモニタ９０に入力することができる。このため、モニタ９０に配線接続用のコネクタの設置数が少なくて済む。モニタ９０をカーナビゲーションのモニタと共用するような場合、モニタ９０に設置できるコネクタ数が限られるため、特に有用である。さらに、カメラを増設する場合でもモニタ９０のコネクタ設置数を増やす必要がないため、カメラの増設が容易である。また、カメラの設置数が異なるカメラシステムにおいても、同じモニタ９０を共用することができる。

また、ワイヤハーネス８０ａにより伝送される合成画像信号は一画像分のデータ量で足りるため、画像データの転送量を大きくする必要がなく、転送量の増大化に伴うコマ落ちなどの問題も生じない。

また、基準タイミング出力装置７０が基準タイミング信号Ｓｂを決定し、ワイヤハーネス８０ｂを介してカメラ１０，２０，３０およびモニタ９０に出力することで、出力制御部１３，２３，３３，およびモニタ９０間の同期を同一のタイミングで確立することができる。これにより、出力制御部１３，２３及び３３が切り替わった場合であっても、同期タイミングが変化しないため、出力制御部１３，２３及び３３が同一の基準タイミングで出力することができる。

また、複数のカメラ１０〜３０により撮像された画像をワイヤハーネス８０ａ上で合成することにより、複数のカメラ１０〜３０により撮像された画像をメモリに記録する必要がない。このため、大容量のメモリの設置が不要となる。さらに、メモリへの画像データの記録処理が不要となるため、画像合成処理が迅速に行える。

なお、本実施形態ではワイヤハーネス８０ｂ上に垂直同期信号、水平同期信号及び画素クロック信号をすべて重畳させて伝送するカメラシステムについて説明したが、例えば、ワイヤハーネス８０ｂ上に垂直同期信号と水平同期信号とを重畳させた複合同期信号のみを伝送し、画素クロックについては他の信号から生成することによって、伝送同期をすべて同一にするカメラシステムであってもよい。画素クロックは、例えば垂直同期信号のクロックを９１０倍した値を画素クロックとすればよい。
（第三実施形態）

次に本発明の第三実施形態に係るカメラシステムについて説明する。図６は本発明の第二実施形態に係るカメラシステムの構成概要図である。

第三実施形態に係るカメラシステム１ｂは、図４で示す第二実施形態に係るカメラシステム１ａと同様に構成されるものであり、ワイヤハーネスが１本の信号線で構成されている点で相違している。カメラシステム１ｂにおいて、ワイヤハーネス８０ｃ以外の構成要素は第二実施形態と全て同一である。以下、第二実施形態と異なる箇所を中心に説明する。

第二実施形態では、基準タイミング信号が伝送される信号線と画像信号が伝送される信号線が独立していたが、図６に示すように、本実施形態では基準タイミング信号と画像信号が１本の信号線からなるワイヤハーネス８０ｃ上で伝送される。なお、ワイヤハーネス８０ｃは第二実施形態のワイヤハーネス８０ａと同様に構成されるものである。また、カメラ１０，２０，３０，基準タイミング装置７０及びモニタ９０はワイヤハーネス８０ｃに接続されている。ここで、基準タイミング装置７０は、例えば、カメラ１０，２０，３０のいずれか一つとワイヤハーネス８０ｃとを接続する箇所でワイヤハーネス８０ｃと接続している。また、モニタ９０とワイヤハーネス８０ｃとを接続する箇所でワイヤハーネス８０ｃと接続していてもよい。

また、基準タイミング装置７０から出力される基準タイミング信号は、垂直同期信号と水平同期信号とによって形成される。画素クロックは、各カメラ１０，２０，３０において基準タイミング信号から生成される。これにより、基準タイミング装置７０がワイヤハーネス８０ｃに基準タイミング信号を出力するタイミングと各カメラが信号を出力するタイミングを完全に分離することが可能となり、ワイヤハーネス８０ｃを双方向の半二重で使用することができる。これによって、基準タイミング装置７０から各カメラおよびモニタ９０に第二実施形態と同様の同期情報を送信することが可能となる。各カメラ及びモニタは、基準タイミング装置７０から得られた同期情報に基づいて信号の入出力を行う。動作については、第二実施形態と同様である。

以上のように、本実施形態に係るカメラシステム１ｃによれば、複数のカメラにより撮像された画像を基準タイミング装置７０から入力した情報に基づいて、同期を確立してワイヤハーネス８０ｃに出力することにより、第二実施形態と同様に、ワイヤハーネス８０ｃ上で複数のカメラにより撮像された画像を合成することができる。

また、ワイヤハーネス８０ｃが、一本の配線部材で形成されていることから、配線部材の配置を省スペースで行えると共に、配線の自由度が向上する。

なお、本実施形態では、ワイヤハーネス８０ｃを双方向の半二重で使用する場合を説明したが、４線２線変換回路を介してワイヤハーネス８０ｃに各カメラを接続し、双方向の全二重で使用する場合であっても良い。

以上、上述した各実施形態は本発明に係るカメラシステムの一例を示すものである。本発明に係るカメラシステムは、このようなものに限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しないように各実施形態に係るカメラシステムを変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。

例えば、実施形態において、車両２に搭載されるカメラシステムについて説明したが、車両以外のものに設置したものであってもよい。また、本実施形態に記載のカメラの個数に限定されるものではない。

本発明の第一実施形態に係るカメラシステムの構成概要図である。 図１のカメラシステムにおけるカメラの構成の説明図である。 図１のカメラシステムの合成画像信号の説明図である。 本発明の第二実施形態に係るカメラシステムの構成概要図である。 図４のカメラシステムの合成画像信号の説明図である。 本発明の第三実施形態に係るカメラシステムの構成概要図である。

符号の説明

１…カメラシステム、２…車両、１０…カメラ、１１…撮像部、１２…画像変形部、１３…出力制御部、１４…基準タイミング入力部、２０…カメラ、２１…撮像部、２２…画像変形部、２３…出力制御部、２４…基準タイミング入力部、３０…カメラ、３１…撮像部、３２…画像変形部、３３…出力制御部、３４…基準タイミング入力部、７０…基準タイミング装置、８０…ワイヤハーネス、９０…モニタ。

Claims (7)

1. 撮像部を有する複数のカメラと、
   前記複数のカメラから出力される画像の表示範囲が画像合成の際に重ならないように前記撮像部で撮像された撮影画像を変形する画像変形手段と、
   前記複数のカメラにより撮像された画像を同期させて出力させ、同期のタイミングによって前記撮像画像の合成後の表示範囲の位置を決定する出力制御手段と、
   画像を入力して表示するモニタと、
   前記複数のカメラと前記モニタを接続し、前記複数のカメラから出力される画像を合成して前記モニタ側へ伝送する配線部材と、
   を備え、
   前記出力制御手段は、所定のビット数を有するパラレルデータのデジタル画像信号をシリアルデータのデジタル画像信号で出力する手段であって、前記表示範囲の切り替わる際、前記シリアルデータのデジタル画像信号の直前に、前記出力制御手段と前記モニタとのクロック同期を確立する制御情報であるプリアンブルを挿入して出力し、
   前記モニタは、前記プリアンブル入力後に入力される前記シリアルデータのデジタル画信号を前記プリアンブルに基づいて入力すること、
   を特徴とするカメラシステム。
2. 撮像部を有する複数のカメラと、
   前記複数のカメラから出力される画像の表示範囲が画像合成の際に重ならないように前記撮像部で撮像された撮影画像を変形する画像変形手段と、
   前記複数のカメラにより撮像された画像を同期させて出力させ、同期のタイミングによって前記撮像画像の合成後の表示範囲の位置を決定する出力制御手段と、
   画像を入力して表示するモニタと、
   前記複数のカメラとモニタを接続し、前記複数のカメラから出力される画像を合成して前記モニタ側へ伝送する配線部材と、
   所定のタイミングを基準タイミングとして前記複数のカメラおよび前記モニタに出力する基準タイミング出力手段と、
   前記基準タイミングを入力する基準タイミング入力手段と、
   を備え、
   前記出力制御手段は、所定のビット数を有するパラレルデータのデジタル画像信号をシリアルデータのデジタル画像信号で出力する手段であって、前記基準タイミングに基づいてデジタル画像信号を出力し、
   前記モニタは、前記基準タイミングに基づいて入力すること、
   を特徴とするカメラシステム。
3. 前記配線部材は、第一の伝送路と第二の伝送路とを備え、
   前記基準タイミング出力手段は、前記第二の伝送路を用いて前記基準タイミングを前記カメラおよび前記モニタに出力し、
   前記出力制御手段は、前記第一の伝送路を用いて前記デジタル画像信号からなる画像を出力すること、
   を特徴とする請求項２に記載のカメラシステム。
4. 前記配線部材は、第一の伝送路と第二の伝送路とからなる一本の配線部材であることを特徴とする請求項３に記載のカメラシステム。
5. 前記基準タイミング出力手段は、前記複数のカメラのいずれか一つと前記配線部材とを接続する箇所で前記配線部材と接続していること、
   を特徴とする請求項４に記載のカメラシステム。
6. 前記基準タイミング出力手段は、前記モニタと前記配線部材とを接続する箇所で前記配線部材と接続していること、
   を特徴とする請求項４に記載のカメラシステム。
7. 前記基準タイミング出力手段において、前記基準タイミングは、画素を再生するために必要な同期信号と、画面を再生するために必要な水平同期信号及び垂直同期信号とを含むことを特徴とする請求項２〜６の何れか一項に記載のカメラシステム。

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