JP2014064138A - センサ用周辺装置、センサモジュールおよびセンサシステム - Google Patents

Abstract

【課題】マスタ／スレーブ構成の柔軟性、利便性等を向上させる。
【解決手段】センサ用周辺装置４は、所定周期を有した内部同期信号Ｓ０１を生成可能に構成された内部同期信号生成部と、上記所定周期を有した外部入力同期信号Ｓ０２を装置外部から取り込むための外部入力端子１１と、内部同期信号Ｓ０１と外部入力同期信号Ｓ０２とのいずれか一方を選択指示に従って選択し、選択した信号に同期した基準同期信号Ｓ００を出力する同期選択部２１と、基準同期信号Ｓ００に基づいてセンサ３用のタイミング信号Ｓ３を生成可能に構成されたセンサ用タイミング生成部とを含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、イメージセンサ等のセンサに適用される周辺装置に関し、さらにそのような周辺装置を採用したセンサモジュールおよびセンサシステムに関する。

下記の特許文献１，２および非特許文献１には車載カメラシステムに関する技術が紹介されている。車載カメラシステムでは、複数のカメラで撮影した画像を使って、様々な機能が提供される。例えば、複数の撮影画像を合成することによって、車両周囲についての俯瞰図を作成するアラウンドビュー機能がある。また、例えば、複数の撮影画像の視差に基づいて距離測定を行うステレオカメラ機能がある。

図１１に、従来の車載カメラシステムのブロック図を示す。図１１に示すように、各カメラモジュールによって撮影された画像は、バッファメモリを介して制御部へ転送され、制御部において画像合成等の処理に供される。処理後の画像は表示装置において表示される。

特開２０１０−１８７１６１号公報 特開２０１０−２４１１９３号公報

清水誠也、他２名、「全周囲立体モニタシステム」、雑誌ＦＵＪＩＴＳＵ、富士通株式会社、２００９年９月号（ＶＯＬ．６０，ＮＯ．５）、ｐ４９６−５０１

上記のように従来の車載カメラシステムでは、各カメラモジュールによって撮影された画像は一旦、バッファメモリに蓄積される。これは、各カメラモジュールが非同期に撮影を行うからである。すなわち、撮影タイミングのずれをバッファメモリで吸収し、全てのカメラモジュールから撮影データが出揃ってから、それらのデータが制御部へ引き渡される。

しかし、そのような構成によれば、全てのカメラモジュールから撮影データが出揃うまでの待ち時間は、後続の処理に遅延を生じさせる。例えば、撮影から表示までに遅延が生じ、表示のリアルタイム性が低くなってしまう。

また、上記の待ち時間の存在とは無関係にカメラモジュールが次々と撮影を行う場合、バッファメモリには複数フレームの撮影データを蓄積可能な容量が必要になる。また、近年の高解像度化に対応するためには、さらに多くのメモリ容量が必要である。しかし、メモリ容量の増大はコストの増大、システムの大型化等を招いてしまう。

上記の様々な問題はカメラモジュール間で撮影タイミングを同期させれば解決するかもしれない。例えば、複数のカメラモジュールをマスタとスレーブに分け、マスタにスレーブを同期させる構成が考えられる。

しかし、一般的に、マスタ／スレーブ構成は、システム全体の仕様を設計する段階で予め決定しておかなければならない。このため、その後の設計変更等に対応しづらい場合が多い。また、マスタ用とスレーブ用でモジュールの設計が異なると、設計、開発、部品管理等において煩雑を来す。

ここでは車載カメラシステムについて説明したが、各種のシステムにおいて同様の問題が存在する。

本発明は、マスタ／スレーブ構成の柔軟性、利便性等を向上させるための技術、および、それを利用した同期技術を提供することを目的とする。

本発明の第１の態様に係るセンサ用周辺装置は、所定周期を有した内部同期信号を生成可能に構成された内部同期信号生成部と、前記所定周期を有した外部入力同期信号を装置外部から取り込むための外部入力端子と、前記内部同期信号と前記外部入力同期信号とのいずれか一方を選択指示に従って選択し、選択した信号に同期した基準同期信号を出力する同期選択部と、前記基準同期信号に基づいて前記センサ用のタイミング信号を生成可能に構成されたセンサ用タイミング生成部とを含む。

本発明の第２の態様に係るセンサ用周辺装置は、上記の第１の態様に係るセンサ用周辺装置であって、前記基準同期信号に基づいて、前記所定周期を有した外部出力同期信号を生成可能に構成された外部出力同期信号生成部と、前記外部出力同期信号を装置外部へ出力するための外部出力端子とをさらに含む。

本発明の第３の態様に係るセンサ用周辺装置は、上記の第１または第２の態様に係るセンサ用周辺装置であって、前記同期選択部は、前記外部入力同期信号が入力されているか否かを検出する検出部を含み、前記検出部の検出結果に基づいて、前記外部入力同期信号が入力されている場合には、前記外部入力同期信号に前記基準同期信号を同期させ、前記外部入力同期信号が入力されていない場合には、前記内部同期信号に前記基準同期信号を同期させる。

本発明の第４の態様に係るセンサ用周辺装置は、上記の第１ないし第３の態様のうちのいずれか１つに係るセンサ用周辺装置であって、前記内部同期信号生成部は前記基準同期信号に同期させて前記内部同期信号を生成する。

本発明の第５の態様に係るセンサ用周辺装置は、上記の第１ないし第４の態様のうちのいずれか１つに係るセンサ用周辺装置であって、前記センサはイメージセンサであり、前記所定周期は前記イメージセンサの１フレーム周期または１フィールド周期である。

本発明の第６の態様に係るセンサ用周辺装置は、上記の第１または第２の態様に係るセンサ用周辺装置であって、前記同期選択部は、前記所定周期を有した別の外部入力同期信号が入力される場合には、前記内部同期信号と前記外部入力同期信号と前記別の外部入力同期信号とのいずれか１つを選択指示に従って選択し、選択した信号に同期して前記基準同期信号を出力する。

本発明の第７の態様に係るセンサ用周辺装置は、上記の第６の態様に係るセンサ用周辺装置であって、前記同期選択部は、前記外部入力同期信号および前記別の外部入力同期信号が入力されているか否かを検出する検出部を含み、前記検出部の検出結果に基づいて、前記外部入力同期信号と前記別の外部入力同期信号のいずれか一方が入力されている場合には、当該入力されている一方の信号に前記基準同期信号を同期させ、前記外部入力同期信号と前記別の外部入力同期信号の両方が入力されている場合には、それらのうちで予め指定された方の信号に前記基準同期信号を同期させ、前記外部入力同期信号と前記別の外部入力同期信号の両方が入力されていない場合には、前記内部同期信号に前記基準同期信号を同期させる。

本発明の第８の態様に係るセンサ用周辺装置は、上記の第６または第７の態様に係るセンサ用周辺装置であって、前記内部同期信号生成部は前記基準同期信号に同期させて前記内部同期信号を生成する。

本発明の第９の態様に係るセンサ用周辺装置は、上記の第６ないし第８の態様のうちのいずれか１つに係るセンサ用周辺装置であって、前記センサはイメージセンサであり、前記所定周期は前記イメージセンサの１フレーム周期または１フィールド周期である。

本発明の第１０の態様に係るセンサモジュールは、上記の第１ないし第５の態様のいずれか１つに係るセンサ用周辺装置と、前記センサ用周辺装置から前記センサ用タイミング信号を取得して動作するセンサとを含む。

本発明の第１１の態様に係るセンサモジュールは、上記の第６ないし第９の態様のうちのいずれか１つに係るセンサ用周辺装置と、前記センサ用周辺装置に前記別の外部入力同期信号を供給するセンサとを含む。

本発明の第１２の態様に係るセンサシステムは、複数のセンサモジュールを含み、前記複数のセンサモジュールのそれぞれは、上記の第２ないし第５の態様のうちのいずれか１つに係るセンサ用周辺装置と、前記センサ用周辺装置から前記センサ用タイミング信号を取得して動作するセンサとを含み、一のセンサ用周辺装置の前記外部出力端子に残余のセンサ用周辺装置の前記外部入力端子が接続されている。

本発明の第１３の態様に係るセンサシステムは、複数のセンサモジュールを含み、前記複数のセンサモジュールは、上記の第１１の態様に係るセンサモジュールで構成された第１センサモジュールと、上記の第１ないし第９の態様のうちのいずれか１つに係るセンサ用周辺装置と、前記センサ用周辺装置から前記センサ用タイミング信号を取得して動作するセンサと、を有する少なくとも１つの第２センサモジュールとを含み、前記第１センサモジュールの前記センサ用周辺装置の前記外部出力端子に、前記少なくとも１つの第２センサモジュールの前記センサ用周辺装置の前記外部入力端子が接続されている。

本発明の第１４の態様に係るセンサシステムは、上記の第１２または第１３の態様に係るセンサシステムであって、前記外部入力同期信号は当該センサシステム内の制御部から到来する信号である。

本発明の第１５の態様に係るセンサシステムは、上記の第１２または第１３の態様に係るセンサシステムであって、前記外部入力同期信号は当該センサシステムの外部に設けられた他システムから到来する信号である。

上記の第１ないし第１５の態様によれば、センサ用タイミング信号の生成に、内部同期信号と外部入力同期信号とのいずれも利用可能である。すなわち、当該センサ用周辺装置は、マスタモード（内部同期信号を利用）とスレーブモード（外部入力同期信号を利用）とのいずれにも設定可能である。このため、マスタモードとスレーブモードのいずれに設定するのかを、装置設計段階で決定しておく必要性が無くなる。例えばセンサと共に所定場所に実装した後に、マスタモードかスレーブモードかの選択を決定することも可能である。また、マスタモードにのみ対応した周辺装置と、スレーブモードにのみ対応した周辺装置とを、設計、開発、部品管理等において区別する煩雑さがない。したがって、柔軟性および利便性の高い装置を提供することができる。

上記の第２ないし第１５の態様によれば、外部出力同期信号を他のセンサ用周辺装置へ供給することによって、複数のセンサ用周辺装置を容易に同期させることが可能になる。

上記の第３ないし第５の態様および第７ないし第１５の態様によれば、同期選択部からの出力信号を、外部入力同期信号の有無（さらには、別の外部入力同期信号の有無）に応じて自動的に、決定することができる。これにより、柔軟性および利便性がさらに高まる。

本発明の目的、特徴、局面、および利点は、以下の詳細な説明と添付図面とによって、より明白となる。

実施の形態１に係るカメラシステムを例示するブロック図である。 実施の形態１に係る周辺装置を例示するブロック図である。 実施の形態１に係る信号生成部を例示するブロック図である。 実施の形態１に係る同期選択部および信号生成部の第１の構成例を説明するブロック図である。 実施の形態１に係る同期選択部および信号生成部の第２の構成例を説明するブロック図である。 実施の形態２に係るカメラシステムを例示するブロック図である。 実施の形態２に係る周辺装置を例示するブロック図である。 実施の形態２に係る同期選択部の第１の構成例を説明するブロック図である。 実施の形態２に係る同期選択部の第２の構成例を説明するブロック図である。 実施の形態２に係るカメラシステムの他の例を示すブロック図である。 従来の車載カメラシステムを説明するブロック図である。

以下では本発明を、カメラシステム、換言すればイメージセンサシステムを例に挙げて説明する。すなわち、センサの一例としてイメージセンサを挙げて、本発明に係るセンサ用周辺装置、センサモジュール、センサシステムを例示する。但し、本発明はこの例に限定されるものではない。

＜実施の形態１＞
＜システムの全体構成＞
図１に、実施の形態１に係るカメラシステム１のブロック図を例示する。かかるカメラシステム１は車載カメラシステム等の用途に適用可能である。図１の例によれば、カメラシステム１は、複数のカメラモジュール２（ここでは４つのカメラモジュール２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを例示する）を含んでいる。各カメラモジュール２は、イメージセンサ３と、周辺装置４とを含んでいる。なお、カメラモジュール２は他の要素、例えばイメージセンサ６上に撮像を導くための光学系（図示略）を含むことができる。

イメージセンサ３は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）型、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）型等の既存のイメージセンサで構成可能である。

周辺装置４は、イメージセンサ３の動作に関連した各種機能を提供する。周辺装置４については後に詳述するが、図１に示すように周辺装置４は、後述の同期信号用の外部入力端子１１および外部出力端子１２を有している。図１の例では、カメラモジュール２ａの周辺装置４の外部出力端子１２が、残余の３つのカメラモジュール２ｂ，２ｃ，２ｄの周辺装置４の外部入力端子１１に接続されている。

このような接続の下、カメラモジュール２ａが自身で利用する同期信号をカメラモジュール２ｂ，２ｃ，２ｄへ供給することにより、同期信号をカメラモジュール２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ間で共用できる。その結果、カメラモジュール２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを容易に同期させることができる。

また、周辺装置４は、イメージセンサ３によって撮影された画像のデータを出力するための画像出力端子１３を有しており、各カメラモジュール２の周辺装置４の画像出力端子１３は制御装置５に接続されている。

制御装置５は、各カメラモジュール２から画像データを取得し、それらの画像データに基づいて所定の処理を行う。例えば、アラウンドビュー機能のために、合成等の画像処理、表示装置６の制御処理、等を行う。また、アラウンドビュー機能に加えてまたは替えて、例えば、ステレオカメラ機能のために、画像処理、演算処理、等を行う。また、制御装置５は、カメラモジュール２および表示装置６に関して各種制御を行うものとする。なお、制御装置５と表示装置６の一方または両方がカメラシステム１に含まれてもよい。

＜周辺装置４＞
図２に、周辺装置４のブロック図を例示する。図２の例によれば、周辺装置４は、上記の端子１１〜１３に加え、同期選択部２１と、信号生成部２２と、センサ接続部２３と、画像処理部２４と、画像出力部２５とを含んでいる。また、センサ接続部２３は、タイミングジェネレータ（ＴＧ）３１，３３と、セレクタ３２と、画像取得部３４とを含んでいる。また、画像処理部２４は、タイミングジェネレータ（ＴＧ）４１と、補正処理部４２と、補間処理部４３と、フレームバッファ４４とを含んでいる。

＜同期選択部２１＞
同期選択部２１は、装置内で使用する基準の同期信号Ｓ００を出力する。具体的には、同期選択部２１は、信号生成部２２から内部同期信号Ｓ０１を取得する。また、同期選択部２１は外部入力同期信号Ｓ０２を取り込むための外部入力端子１１に接続されており、これにより外部入力端子１１に外部入力同期信号Ｓ０２が入力されている場合、同期選択部２１はその外部入力同期信号Ｓ０２を取得する。

そして、同期選択部２１は、内部同期信号Ｓ０１と外部入力同期信号Ｓ０２とのいずれか一方を選択指示に従って選択し、選択した方の信号に同期させて基準同期信号Ｓ００を出力する。例えば、内部同期信号Ｓ０１を選択した場合、内部同期信号Ｓ０１を基準同期信号Ｓ００として出力すれば、基準同期信号Ｓ００は内部同期信号Ｓ０１に同期することになる。同様に、外部入力同期信号Ｓ０２を選択した場合、例えば、外部入力同期信号Ｓ０２を基準同期信号Ｓ００として出力すれば、基準同期信号Ｓ００は外部入力同期信号Ｓ０２に同期することになる。

外部入力同期信号Ｓ０２は、例えば制御装置５から到来する信号である。あるいは、外部入力同期信号Ｓ０２は、カメラシステム１の外部に設けられた他のシステム（例えばカメラシステム１が車両に搭載される場合、車両の制御システム）から到来する信号であってもよい。

ここで、内部同期信号Ｓ０１と、外部入力同期信号Ｓ０２と、基準同期信号Ｓ００とは、同じ所定周期を有している。ここでは、所定周期はイメージセンサ３の撮像に関する１フレーム周期（換言すれば垂直同期信号の周期）に設定されるものとするが、この例に限定されるものではない。例えば１フィールド周期を採用してもよい。

但し、内部同期信号Ｓ０１と、外部入力同期信号Ｓ０２とは、同期しているとは限らない。すなわち、両信号Ｓ０１，Ｓ０２間で、所定周期の開始タイミングおよび終了タイミングが一致しているとは限らない。

＜信号生成部２２＞
信号生成部２２は、基準同期信号Ｓ００に基づいて、各種の信号を生成する。図３の例によれば、信号生成部２２は、内部同期信号生成部５１と、外部出力同期信号生成部５２と、画像出力部用タイミング生成部５３と、画像処理部用タイミング生成部５４と、画像取得部用タイミング生成部５５と、センサ用タイミング生成部５６とを含んでいる。

内部同期信号生成部５１は、基準同期信号Ｓ００に基づいて、上記の内部同期信号Ｓ０１を生成可能に構成されている。外部出力同期信号生成部５２は、基準同期信号Ｓ００に基づいて、装置外部に出力するための外部出力同期信号Ｓ０３を生成可能に構成されている。外部出力同期信号Ｓ０３は、図２に示すように、外部出力端子１２に供給される。これにより、図１の例において、カメラモジュール２ａの周辺装置４から外部出力同期信号Ｓ０３が出力され、他のカメラモジュール２ｂ，２ｃ，２ｄの周辺装置４はその外部出力同期信号Ｓ０３を外部入力同期信号Ｓ０２として取得する。

図３に戻り、画像出力部用タイミング生成部５３は、基準同期信号Ｓ００に基づいて、画像出力部２５の動作タイミングの基礎になるタイミング信号Ｓ２５を生成可能に構成されている。画像処理部用タイミング生成部５４は、基準同期信号Ｓ００に基づいて、画像処理部２４の動作タイミングの基礎になるタイミング信号Ｓ４１を生成可能に構成されている。画像取得部用タイミング生成部５５は、基準同期信号Ｓ００に基づいて、画像取得部３４の動作タイミングの基礎になるタイミング信号Ｓ３２を生成可能に構成されている。センサ用タイミング生成部５６は、基準同期信号Ｓ００に基づいて、センサ３の動作タイミングの基礎になるタイミング信号Ｓ３１を生成可能に構成されている。

同期信号Ｓ０１，Ｓ０３は基準同期信号Ｓ００と同じ所定周期（すなわち１フレーム周期）を有している。また、ここでは、タイミング信号Ｓ２５，Ｓ４１，Ｓ３２，Ｓ３１も基準同期信号Ｓ００と同じ所定周期を有しているものとする。

但し、これらの信号Ｓ０１，Ｓ０３，Ｓ２５，Ｓ４１，Ｓ３２，Ｓ３１は、基準同期信号Ｓ００と同期していてもよいし、同期していなくてもよい。すなわち、当該信号Ｓ０１，Ｓ０３，Ｓ２５，Ｓ４１，Ｓ３２，Ｓ３１は、各信号について予め設定された時間長さ（換言すれば、予め設定された位相）だけ、基準同期信号Ｓ００に対してずれていてもよい。例えば、想定される遅延を考慮して、タイミングずれを意図的に設計することが可能である。

具体的には、イメージセンサ３が或るタイミングで撮像動作を行うと、その後、撮像データがイメージセンサ３から出力され、画像取得部３４、画像処理部２４および画像出力部２５へ順に転送される。この際、転送時間、各部３４，２４，２５での処理時間、等に起因した遅延が想定される。

また、外部出力同期信号Ｓ０３については、他の周辺装置４へ到達するまでの伝送遅延が想定される。その伝送遅延を考慮して上記のタイミングずれを設計することにより、カメラモジュール２間での撮像タイミングを、より高精度に同期させることが可能である。

＜センサ接続部２３＞
図２に戻り、センサ接続部２３は、周辺装置４とイメージセンサ３とを接続するインターフェース部である。図２の例によれば、タイミングジェネレータ３１は、上記のセンサ用タイミング信号Ｓ３１に基づいて、イメージセンサ３が利用するタイミング信号（フレーム同期信号等）をイメージセンサ３が利用可能な信号波形で以て生成し、生成したタイミング信号をイメージセンサ３へ供給する。

また、セレクタ３２は、上記の画像取得部用タイミング信号Ｓ３２と、イメージセンサ３が出力する所定のタイミング信号Ｓ３（画像取得部用タイミング信号Ｓ３２と同種の信号である）と、のうちのいずれか一方を、予め設定された選択指示に従って、タイミングジェネレータ３３へ供給する。

なお、イメージセンサ３が上記タイミング信号Ｓ３を生成しないタイプである場合、あるいは、イメージセンサ３が生成した上記タイミング信号Ｓ３を利用しない場合、セレクタ３２は省略してもよい。その場合、画像取得部用タイミング信号Ｓ３２がタイミングジェネレータ３３へ入力される。

タイミングジェネレータ３３は、セレクタ３２の出力信号に基づいて、画像取得部３４が利用するタイミング信号（フレーム同期信号等）を画像取得部３４が利用可能な信号波形で以て生成し、生成したタイミング信号を画像取得部３４へ供給する。

画像取得部３４は、タイミングジェネレータ３３から供給されるタイミング信号に従って、イメージセンサ３から撮像データを取得する。

＜画像処理部２４＞
画像処理部２４は、画像取得部３４から撮像データを取得し、その撮像データに所定の画像処理を施す。ここでは、複数の画像処理がパイプライン方式で実行される場合を例示する。なお、図２ではパイプライン処理が補正処理および補間処理を含む場合を例示しているが、これに限定されるものではない。

図２の例によれば、タイミングジェネレータ４１は、上記の画像処理部用タイミング信号Ｓ４１に基づいて、パイプライン処理を構成する各処理部４２，４３とフレームバッファ４４とのそれぞれが利用するタイミング信号（フレーム同期信号等）を各要素４２，４３，４４が利用可能な信号波形で以て生成し、生成したタイミング信号を各要素４２，４３，４４へ供給する。この際、例えばパイプライン処理における各処理に費やされる時間等を考慮して、各処理部へ供給するタイミング信号に意図的なタイミングずれが盛り込まれる。パイプライン処理された撮像データは、フレームバッファ４４に格納される。

＜画像出力部２５＞
画像出力部２５は、周辺装置４から撮像データを出力するためのインターフェース部である。画像出力部２５は、上記の画像出力部用タイミング信号Ｓ２５に従って、フレームバッファ４４内の格納データを画像出力端子１３へ出力する。

＜同期選択部２１および信号生成部２２の構成例＞
図４に、同期選択部２１および信号生成部２２の具体的構成の一例を示す。図４の例によれば、同期選択部２１はセレクタ６１と極性エッジ検出部６２とを含み、信号生成部２２はカウンタ７１とプログラマブルタイミングジェネレータ７２とを含む。

なお、図４の例において、極性エッジ検出部６２とカウンタ７１とプログラマブルタイミングジェネレータ７２とに供給されるクロックＣＬＫは、各カメラモジュール２内で生成されたクロックであってもよいし、あるいは、カメラシステム１の内部または外部で生成され各カメラモジュール２に共通に配信されるクロックであってもよい。

図４の例において、セレクタ６１には内部同期信号Ｓ０１と外部入力同期信号Ｓ０２とが入力される。但し、外部入力同期信号Ｓ０２が外部入力端子１１に入力されない場合には、外部入力同期信号Ｓ０２はセレクタ６１に入力されない。

なお、外部入力同期信号Ｓ０２は極性エッジ検出部６２を介してセレクタ６１に入力される。極性エッジ検出部６２は、外部入力同期信号Ｓ０２の極性およびエッジを検出し、外部入力同期信号Ｓ０２を内部同期信号Ｓ０１と同じ極性の信号に変換する。外部入力同期信号Ｓ０２をＨｉｇｈアクティブとＬｏｗアクティブのいずれに変換するのかについては予め設定されており、極性エッジ検出部６２はその設定に従って外部入力同期信号Ｓ０２の変換を行う。

セレクタ６１は、内部同期信号Ｓ０１と外部入力同期信号Ｓ０２（より具体的には極性エッジ検出部６２を通過後の外部入力同期信号Ｓ０２）とのうちのいずれか一方を選択指示に従って選択し、選択した方の同期信号を基準同期信号Ｓ００として出力する。これにより、基準同期信号Ｓ００を、内部同期信号Ｓ０１と外部入力同期信号Ｓ０２とのうちのいずれか一方に同期した信号として出力可能である。

セレクタ６１に対する選択指示は、例えば所定形式の電気信号によって与えることが可能であり、その選択指示信号の有無または信号内容によって同期信号Ｓ０１，Ｓ０２を区別することが可能である。この場合、選択指示は予め設定されて継続されるという使い方が想定されるが、選択指示信号を切り替えれば、選択する同期信号を変更可能である。なお、選択指示はユーザが周辺装置４ごとに個別に行ってもよいし、あるいは、例えば制御装置５から各周辺装置４の選択指示を送信してもよい。

図１の例の場合、カメラモジュール２ａにおける選択指示は、事前の決定に従って一方の同期信号Ｓ０１またはＳ０２を選択する旨に予め設定され、カメラモジュール２ｂ，２ｃ，２ｄにおける選択指示は外部入力同期信号Ｓ０２を選択する旨に予め設定される。

あるいは、図５に例示するように同期選択部２１に、外部入力同期信号Ｓ０２の有無を検出するための検出部６３を設ければ、外部入力同期信号Ｓ０２の入力状況に応じた選択指示を出力可能になる。それにより、柔軟性および利便性が高くなる。

具体的には、検出部６３によって外部入力同期信号Ｓ０２が検出されている間は、外部入力同期信号Ｓ０２が優先的に選択されるように、検出部６３が選択指示信号を制御すればよい。それにより、外部入力同期信号Ｓ０２が入力されている場合には、外部入力同期信号Ｓ０２に同期した基準同期信号Ｓ００を自動的に出力可能である。逆に、外部入力同期信号Ｓ０２が入力されていない場合には、内部同期信号Ｓ０１に同期した基準同期信号Ｓ０２を自動的に出力可能である。

検出部６３は、例えば、外部入力端子１１の電圧レベルの変化から内部同期信号Ｓ０１と同じ周期を検出した場合に、外部入力同期信号Ｓ０２が存在すると判別可能である。

カウンタ７１は、クロックＣＬＫをカウントし、そのカウント値Ｓ７１を出力する。カウンタ７１にはセレクタ６１から基準同期信号Ｓ００が入力されており、カウンタ７１は基準同期信号Ｓ００に同期してカウント値Ｓ７１をリセットする。これにより、カウント値Ｓ７１は基準同期信号Ｓ００と同じ周期を有することになる。

プログラマブルタイミングジェネレータ７２は、カウンタ７１のカウント値Ｓ７１に応じて、信号Ｓ０１，Ｓ０３，Ｓ２５，Ｓ４１，Ｓ３２，Ｓ３１を出力する。

例えば、プログラマブルタイミングジェネレータ７２は、入力カウント値Ｓ７１が、内部同期信号Ｓ０１に対して予め設定された（プログラムされた）値、より具体的には所定周期に対応した値になったタイミングで、内部同期信号Ｓ０１について状態遷移を発生させる。これにより、内部同期信号Ｓ０１の所定周期を実現可能である。

他の信号Ｓ０１，Ｓ０３，Ｓ４１，Ｓ３２，Ｓ３１に対してもそれぞれ所定のカウント値が予めプログラムされており、そのプログラムされたカウント値のタイミングで信号Ｓ０１，Ｓ０３，Ｓ４１，Ｓ３２，Ｓ３１の状態遷移が発生する。

また、複数の信号間で異なるカウント値を設定することによって、上記のように信号のタイミングをずらすことが可能である。

このように、基準同期信号Ｓ００によるカウンタ７１のリセット、カウンタ７１の自走、および、プログラマブルタイミングジェネレータ７２の設定によって、信号Ｓ０１，Ｓ０３，Ｓ２５，Ｓ４１，Ｓ３２，Ｓ３１が継続的に生成される。

図４の例によれば、図３で説明した各部５１〜５６は、カウンタ７１およびプログラマブルタイミングジェネレータ７２によって構成可能であることが理解される。

＜動作＞
周辺装置４は、上記構成により、センサ用タイミング信号Ｓ３１の生成に、内部同期信号Ｓ０１と外部入力同期信号Ｓ０２とのいずれも利用可能である。すなわち、周辺装置４は、マスタモード（内部同期信号Ｓ０１を利用）とスレーブモード（外部入力同期信号Ｓ０２を利用）とのいずれにも設定可能である。

このため、マスタモードとスレーブモードのいずれに設定するのかを、装置設計段階で決定しておく必要性が無くなる。例えばカメラモジュール２を車両の所定場所に実装した後に、マスタモードかスレーブモードかの選択を決定することも可能である。また、マスタモードにのみ対応した周辺装置と、スレーブモードにのみ対応した周辺装置とを、設計、開発、部品管理等において区別する煩雑さがない。したがって、柔軟性および利便性の高い装置、モジュール、システムを提供することができる。

また、図１の例示の接続形態下でカメラモジュール２ｂ，２ｃ，２ｄの周辺装置４をスレーブモードに設定することにより、カメラモジュール２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを容易に同期させることができる。なお、カメラモジュール２ａについては、外部入力同期信号Ｓ０２が存在する場合には、周辺装置４をマスタモードにもスレーブモードにも設定可能である。他方、外部入力同期信号Ｓ０２が存在しない場合には、カメラモジュール２ａの周辺装置４はマスタモードに設定される。

また、検出部６３（図５参照）を採用することによって、上記のようにマスタモード／スレーブモードの設定を自動化することができ、柔軟性および利便性がさらに向上する。

ここで、上記のようにカメラモジュール２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが同期することにより、同期撮影が可能になる。このため、非同期撮影に起因した、処理遅延、表示のリアルタイム性の低さ等を解消できる。また、従来用いられていたバッファメモリ（図１１参照）が不要になるので、当該バッファメモリに起因したコスト増大、システム大型化等も解消できる。

＜実施の形態２＞
図６に、実施の形態２に係るカメラシステム１０１のブロック図を例示する。図６の例によれば、カメラシステム１０１は、実施の形態１に係るカメラシステム１（図１参照）においてカメラモジュール２ａをカメラモジュール１０２に変更した構成を有している。なお、以下では、カメラモジュール１０２を、カメラモジュール２ａに倣って、カメラモジュール１０２ａと称する場合もある。また、図６に示すように、カメラモジュール１０２は、実施の形態１に係るカメラモジュール２ａ（図１参照）において周辺装置４を周辺装置１０４に変更した構成を有している。

図７に、周辺装置１０４のブロック図を例示する。図７の例によれば、周辺装置１０４は、実施の形態１に係る周辺装置４（図２参照）において同期選択部２１を同期選択部１２１に変更した構成を有している。さらに、周辺装置１０４では、イメージセンサ３が出力するタイミング信号Ｓ３が、同期選択部１２１へ入力可能になるように、結線が施されている。すなわち、タイミング信号Ｓ３が周辺装置１０４に入力されている場合には、当該タイミング信号Ｓ３は同期選択部２１へ入力される。

ここで、周辺装置１０４は、同期選択部１２１に、内部同期信号Ｓ０１と、外部入力同期信号Ｓ０２と、タイミング信号Ｓ３とが入力可能に構成されている。かかる点に鑑み、イメージセンサ３が出力するタイミング信号Ｓ３を、別の外部入力同期信号Ｓ３、または、外部入力同期信号Ｓ３とも称することにする。

なお、外部入力同期信号Ｓ３は内部同期信号Ｓ０１と同じ所定周期を有し、その所定周期はイメージセンサ３の撮像に関する１フレーム周期（換言すれば垂直同期信号の周期）に設定されるものとする。但し、この例に限定されるものではなく、例えば１フィールド周期を採用してもよい。

図８に、同期選択部１２１の具体的構成の一例を示す。なお、図８には信号生成部２２も記載している。図８の例によれば、同期選択部１２１は、実施の形態１で例示したセレクタ６１および極性エッジ検出部６２に加え、セレクタ６５を含む。

セレクタ６５には、外部入力端子１１（図７参照）から到来する外部入力同期信号Ｓ０２と、イメージセンサ３から到来する外部入力同期信号Ｓ３と、が入力される。セレクタ６５は、２つの外部入力同期信号Ｓ０２，Ｓ３のうちのいずれか一方を選択指示に従って選択し、選択した方の同期信号を出力する。セレクタ６５の出力は、極性エッジ検出部６２へ入力される。

但し、セレクタ６５が外部入力同期信号Ｓ０２，Ｓ３の両方とも出力しないように、選択指示を与えることも可能である。また、外部入力同期信号Ｓ０２，Ｓ３のうちの一方または両方が周辺装置１０４へ供給されない場合には、供給された外部入力同期信号のみが、セレクタ６５による信号選択処理に供される。

セレクタ６５に対する選択指示は、セレクタ６１に対する選択指示と同様にして、与えることが可能である。図６の例の場合、カメラモジュール１０２ａにおける選択指示は、事前の決定に従って一方の同期信号Ｓ０１またはＳ０２を選択する旨に予め設定される。なお、カメラモジュール２ｂ，２ｃ，２ｄにおける選択指示は、実施の形態１と同様に、外部入力同期信号Ｓ０２を選択する旨に予め設定される。すなわち、カメラモジュール２ｂ，２ｃ，２ｄはスレーブモードに設定される。

かかる同期選択部１２１によれば、セレクタ６１，６５に対する選択指示の設定に応じて、外部入力端子１１から到来する外部入力同期信号Ｓ０２と、イメージセンサ３から到来する外部入力同期信号Ｓ３と、内部同期信号Ｓ０１と、のうちのいずれか１つの同期信号を選択する。そして、同期選択部１２１は、選択した同期信号に同期した基準同期信号Ｓ００を出力する。

より具体的には、周辺装置１０４において（換言すれば、カメラモジュール１０２において）内部同期信号Ｓ０１を選択するように設定されている場合、周辺装置１０４は、実施の形態１と同様に、マスタモードで動作する。

また、周辺装置１０４において外部入力端子１１から到来する外部入力同期信号Ｓ０２を選択するように設定されている場合、周辺装置１０４は、実施の形態１と同様に、スレーブモードで動作する。

また、周辺装置１０４においてイメージセンサ３から到来する外部入力同期信号Ｓ３を選択するように設定されている場合、周辺装置１０４は、スレーブモードで動作する。すなわち、カメラモジュール１０２ａのイメージセンサ３が、カメラシステム１０１（図６参照）におけるマスタとして機能し、それに伴い、カメラモジュール１０２ａの周辺装置１０４はスレーブモードで動作する。なお、残余のカメラモジュール２ｂ，２ｃ，２ｄの周辺装置４もスレーブモードで動作する。

このようにイメージセンサ３がカメラシステム１０１においてマスタとして機能する動作モードを、センサマスタモードと称することにする。これに対し、イメージセンサ３が、周辺装置１０４，４からタイミング信号（センサ用タイミング信号３１参照）を取得して動作するモードを、センサスレーブモードと称することにする。ここで、センサスレーブモードであっても、カメラモジュール１０２ａ，２ａの周辺装置１０４，４がマスタモードで動作するとは限らない。なぜならば、同期選択部１２１，２１が、外部入力端子１１から到来する外部入力同期信号Ｓ０２を選択する場合には、カメラモジュール１０２ａ，２ａの周辺装置１０４，４はスレーブモードで動作するからである。

ここで、センサマスタモードによれば、センサ用タイミング信号Ｓ３１をタイミングジェネレータ３１を（図７参照）を介してイメージセンサ３に供給したとしても、当該タイミング信号Ｓ３１はイメージセンサ３で利用されない場合がある。なぜならば、センサ用タイミング信号Ｓ３１に相当するタイミング信号Ｓ３を、イメージセンサ３自身が生成しているからである。このため、センサマスタモードでは、タイミングジェネレータ３１（図７参照）とイメージセンサ３との接続を省略してもよい。あるいは、タイミングジェネレータ３１の駆動、または、センサ用タイミング生成部５６（図３参照）の駆動、を停止してもよい。

但し、センサ用タイミング生成部５６（図３参照）およびタイミングジェネレータ３１（図７参照）は、省略せずに、存置しておくのが好ましい。なぜならば、例えばカメラモジュール１０２を車両の所定場所に実装した後に、センサマスタモードかセンサスレーブモードかの選択を決定することが可能だからである。また、センサマスタモードにのみ対応した周辺装置と、センサスレーブモードにのみ対応した周辺装置とを、設計、開発、部品管理等において区別する煩雑さがない。したがって、柔軟性および利便性の高い装置、モジュール、システムを提供することができる。

図６の例示の接続形態下によれば、カメラモジュール１０２ａの周辺装置１０４から出力された外部出力同期信号Ｓ０３は、実施の形態１（図１参照）と同様に、残余のカメラモジュール２ｂ，２ｃ，２ｄの周辺装置４に、外部入力同期信号Ｓ０２として取得される。すなわち、カメラシステム１０１では、カメラモジュール２ｂ，２ｃ，２ｄの周辺装置４はスレーブモードで動作する。

周辺装置１０４によれば、実施の形態１に係る周辺装置４と同様にマスタモードとスレーブモードとのいずれにも設定可能であると共に、上記のようにセンサマスタモードとセンサスレーブモードとのいずれにも設定可能である。したがって、これらの動作モードを、例えばカメラモジュール１０２を車両の所定場所に実装した後に、選択可能である。また、それぞれの動作モード専用に周辺装置を構成する場合とは異なり、周辺装置を設計、開発、部品管理等において区別する煩雑さがない。したがって、柔軟性および利便性の高い装置、モジュール、システムを提供することができる。

また、周辺装置１０４を採用した場合にも、実施の形態１と同様に、カメラモジュール１０２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが同期することにより、同期撮影が可能になる。このため、非同期撮影に起因した、処理遅延、表示のリアルタイム性の低さ等を解消できる。また、従来用いられていたバッファメモリ（図１１参照）が不要になるので、当該バッファメモリに起因したコスト増大、システム大型化等も解消できる。

ここで、図９に例示するように、同期選択部１２１に、実施の形態１に係る検出部６３（図５参照）を設けることも可能である。この場合、検出部６３は、外部入力同期信号Ｓ０２が入力されているか否かを検出すると共に、外部入力同期信号Ｓ３が入力されているか否かも検出する。

そして、外部入力同期信号Ｓ０２，Ｓ３のいずれか一方が入力されていると判別した場合には、検出部６３は、当該入力されている一方の信号Ｓ０２またはＳ３に基準同期信号Ｓ００が同期するように、セレクタ６１，６５に選択指示を与える。

また、外部入力同期信号Ｓ０２，Ｓ３の両方が入力されていると判別した場合には、外部入力同期信号Ｓ０２，Ｓ３のうちで予め指定された方の信号Ｓ０２またはＳ３に基準同期信号Ｓ００が同期するように、セレクタ６１，６５に選択指示を与える。

また、外部入力同期信号Ｓ０２，Ｓ３の両方が入力されていないと判別した場合には、内部同期信号Ｓ０１に基準同期信号Ｓ００が同期するように、セレクタ６１，６５に選択指示を与える。

これにより、外部入力同期信号Ｓ０２，Ｓ３の入力状況に応じた選択指示を出力可能になり、柔軟性および利便性が高くなる。

なお、同期選択部１２１の構成は、図８および図９の例に限定されるものではない。例えば、極性エッジ検出部６２を外部入力同期信号Ｓ０２，Ｓ３のそれぞれに対して設け、極性エッジ検出部６２を通過後の外部入力同期信号Ｓ０２，Ｓ３を、セレクタ６５に入力するようにしてもよい。また、例えば、セレクタ６１，６５の機能を１つのセレクタで実現するようにしてもよい。

また、図６に例示のカメラシステム１０１中のカメラモジュール２ｂ，２ｃ，２ｄも、カメラモジュール１０２に変更することが可能である。そのような例を図１０に示す。図１０において、カメラモジュール１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄのそれぞれがカメラモジュール１０２で構成される。なお、カメラモジュール１０２ａの後段に接続されたカメラモジュール１０２ｂ，１０２ｃ，１０２ｄは、センサスレーブモードで動作するものとする。また、カメラモジュール２ａ，１０２ａの後段に、カメラモジュール２とカメラモジュール１０２とが混在してもよい。

また、実施の形態１に係る周辺装置４に対して、イメージセンサ３が出力するタイミング信号Ｓ３を外部入力同期信号Ｓ０２として外部入力端子１１から入力することによって、周辺装置４をセンサスレーブモードで利用可能である。

＜実施の形態１，２に共通の変形例＞
なお、周辺装置４は１チップに集積された画像集積回路として提供可能であるが、その例に限定されるものではない。また、センサ３と周辺装置４とが１チップに集積されていてもよい。また、周辺装置４を、例えば画像出力部２５および画像処理部２４を省いた構成に変形してもよい。これらの点は周辺装置１０４についても同様である。

また、上記ではイメージセンサ３を例示したが、他のセンサ、例えば電気、磁気、電磁気、光、熱、音響または機械的変位、等を検出するセンサに対しても上記の各種構成を応用することが可能である。特に、複数のセンサ間で検出動作、検出期間等を同期させたい場合に、上記の各種構成は有用である。

本発明は詳細に説明されたが、上記した説明は、すべての局面において、例示であって、本発明がそれに限定されるものではない。例示されていない無数の変形例が、本発明の範囲から外れることなく想定され得るものと解される。

１，１０１ カメラシステム（センサシステム）
２，２ａ〜２ｄ，１０２，１０２ａ〜１０２ｄ カメラモジュール（センサモジュール）
３ イメージセンサ（センサ）
４，１０４ 周辺装置（センサ用周辺装置）
１１ 外部入力端子
１２ 外部出力端子
２１ 同期選択部
５１ 内部同期信号生成部
５２ 外部出力同期信号生成部
５６ センサ用タイミング生成部
Ｓ００ 基準同期信号
Ｓ０１ 内部同期信号
Ｓ０２ 外部入力同期信号
Ｓ０３ 外部出力同期信号
Ｓ３ タイミング信号（別の外部入力同期信号）
Ｓ３１ センサ用タイミング信号

Claims (15)

1. センサ用の周辺装置であって、
   所定周期を有した内部同期信号を生成可能に構成された内部同期信号生成部と、
   前記所定周期を有した外部入力同期信号を装置外部から取り込むための外部入力端子と、
   前記内部同期信号と前記外部入力同期信号とのいずれか一方を選択指示に従って選択し、選択した信号に同期した基準同期信号を出力する同期選択部と、
   前記基準同期信号に基づいて前記センサ用のタイミング信号を生成可能に構成されたセンサ用タイミング生成部と
   を備える、センサ用周辺装置。
2. 請求項１に記載のセンサ用周辺装置であって、
   前記基準同期信号に基づいて、前記所定周期を有した外部出力同期信号を生成可能に構成された外部出力同期信号生成部と、
   前記外部出力同期信号を装置外部へ出力するための外部出力端子と
   をさらに備える、センサ用周辺装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のセンサ用周辺装置であって、
   前記同期選択部は、
   前記外部入力同期信号が入力されているか否かを検出する検出部を含み、
   前記検出部の検出結果に基づいて、
   前記外部入力同期信号が入力されている場合には、前記外部入力同期信号に前記基準同期信号を同期させ、
   前記外部入力同期信号が入力されていない場合には、前記内部同期信号に前記基準同期信号を同期させる、
   センサ用周辺装置。
4. 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１項に記載のセンサ用周辺装置であって、
   前記内部同期信号生成部は前記基準同期信号に同期させて前記内部同期信号を生成する、センサ用周辺装置。
5. 請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１項に記載のセンサ用周辺装置であって、
   前記センサはイメージセンサであり、前記所定周期は前記イメージセンサの１フレーム周期または１フィールド周期である、センサ用周辺装置。
6. 請求項１または請求項２に記載のセンサ用周辺装置であって、
   前記同期選択部は、前記所定周期を有した別の外部入力同期信号が入力される場合には、前記内部同期信号と前記外部入力同期信号と前記別の外部入力同期信号とのいずれか１つを選択指示に従って選択し、選択した信号に同期して前記基準同期信号を出力する、センサ用周辺装置。
7. 請求項６に記載のセンサ用周辺装置であって、
   前記同期選択部は、
   前記外部入力同期信号および前記別の外部入力同期信号が入力されているか否かを検出する検出部を含み、
   前記検出部の検出結果に基づいて、
   前記外部入力同期信号と前記別の外部入力同期信号のいずれか一方が入力されている場合には、当該入力されている一方の信号に前記基準同期信号を同期させ、
   前記外部入力同期信号と前記別の外部入力同期信号の両方が入力されている場合には、それらのうちで予め指定された方の信号に前記基準同期信号を同期させ、
   前記外部入力同期信号と前記別の外部入力同期信号の両方が入力されていない場合には、前記内部同期信号に前記基準同期信号を同期させる、
   センサ用周辺装置。
8. 請求項６または請求項７に記載のセンサ用周辺装置であって、
   前記内部同期信号生成部は前記基準同期信号に同期させて前記内部同期信号を生成する、センサ用周辺装置。
9. 請求項６ないし請求項８のうちのいずれか１項に記載のセンサ用周辺装置であって、
   前記センサはイメージセンサであり、前記所定周期は前記イメージセンサの１フレーム周期または１フィールド周期である、センサ用周辺装置。
10. 請求項１ないし請求項５のうちのいずれか１項に記載のセンサ用周辺装置と、
    前記センサ用周辺装置から前記センサ用タイミング信号を取得して動作するセンサと
    を備える、センサモジュール。
11. 請求項６ないし請求項９のうちのいずれか１項に記載のセンサ用周辺装置と、
    前記センサ用周辺装置に前記別の外部入力同期信号を供給するセンサと
    を備える、センサモジュール。
12. 複数のセンサモジュールを備え、
    前記複数のセンサモジュールのそれぞれは、
    請求項２ないし請求項５のうちのいずれか１つに記載のセンサ用周辺装置と、
    前記センサ用周辺装置から前記センサ用タイミング信号を取得して動作するセンサと
    を含み、
    一のセンサ用周辺装置の前記外部出力端子に残余のセンサ用周辺装置の前記外部入力端子が接続されている、センサシステム。
13. 複数のセンサモジュールを備え、
    前記複数のセンサモジュールは、
    請求項１１に記載のセンサモジュールで構成された第１センサモジュールと、
    請求項１ないし請求項９のうちのいずれか１項に記載のセンサ用周辺装置と、前記センサ用周辺装置から前記センサ用タイミング信号を取得して動作するセンサと、を有する少なくとも１つの第２センサモジュールと
    を含み、
    前記第１センサモジュールの前記センサ用周辺装置の前記外部出力端子に、前記少なくとも１つの第２センサモジュールの前記センサ用周辺装置の前記外部入力端子が接続されている、センサシステム。
14. 請求項１２または請求項１３に記載のセンサシステムであって、
    前記外部入力同期信号は当該センサシステム内の制御部から到来する信号である、センサシステム。
15. 請求項１２または請求項１３に記載のセンサシステムであって、
    前記外部入力同期信号は当該センサシステムの外部に設けられた他システムから到来する信号である、センサシステム。

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