JP2019102889A - カメラシステム - Google Patents

Abstract

【課題】複数の撮像素子を用いた複眼のカメラシステムにおいて撮像素子間の撮像の同時性を実現しつつ信号線の低減が可能なカメラシステムを提供する。【解決手段】このカメラシステムは、第１撮像素子と、第１撮像素子とは別体の第２撮像素子と、第１撮像素子と第２撮像素子とにクロック信号を供給する発振器と、第１撮像素子および第２撮像素子の駆動を制御し、第１撮像素子および第２撮像素子が出力する画像信号を取得する制御部と、を備え、制御部は、第１撮像素子の有効画素領域の一部である第１領域と、第２撮像素子の有効画素領域の一部または全部である第２領域と、を同期して出力する。【選択図】図１

Description

この明細書の開示は、カメラシステムに関する。

従来、車両においてウインドシールドの内側に装着されて車両の外界を撮像するように構成されるカメラモジュールは、広く知られている。こうしたカメラモジュールとしては、特許文献１に開示のものがある。

特許第５３１６５６２号公報

近年、車両の先進運転支援または自動運転に向けて、カメラシステムには外界の広い範囲を画像認識可能に撮像することが要求されるようになってきている。すなわち、カメラシステムにおいて、所定の撮像素子に対応して使用されるレンズには比較的広角のレンズが利用される。しかしながら、広角レンズを利用して広い画角を確保すると、その一部を切り取った画角の小さい領域においては相対的に解像度が低くなる。運転支援における画像解析の精度は、用いられる画像の解像度に依存するため、カメラシステムにおいて取得すべき画像の解像度はできるだけ高いことが望ましい。

そこで、画素数の大きな撮像素子を採用することも検討できるが、フレームレートが小さくなったり、チップサイズを維持しようとすれば１画素あたりのセルサイズが小さくなることに起因して感度が低下したりといったトレードオフが存在するため、特に、昼夜問わずリアルタイムでの解析が必要な運転支援システムにおいてはネックと成り得る。

これに対応するため、広角を撮影するための撮像素子と、望遠を撮影するための撮像素子と、を備え、それぞれの撮像素子に対応する広角レンズと望遠レンズとを備えた複眼のカメラシステムを検討することができる。

このような構成のカメラシステムでは、複数の撮像素子によってそれぞれ画像データが取得されるが、車両の先進運転支援または自動運転においては、リアルタイムでの画像解析が必要であり、画像取得の同時性が要求される。

また、撮像素子が２つ以上となるため、プロセッサ等との相互接続のための配線が、撮像素子が１つの場合に較べて増加してしまう。

そこで、この明細書の開示は、複数の撮像素子を用いた複眼のカメラシステムにおいて、撮像素子間の撮像の同時性を実現しつつ信号線の低減が可能なカメラシステムを提供することを目的とする。

この明細書の開示は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。

上記目的を達成するために、この明細書に開示されるカメラシステムは、第１撮像素子と、第１撮像素子とは別体の第２撮像素子と、第１撮像素子と第２撮像素子とにクロック信号を供給する発振器と、第１撮像素子および第２撮像素子の駆動を制御し、第１撮像素子および第２撮像素子が出力する信号を取得する制御部と、を備え、制御部は、第１撮像素子の有効画素領域の一部である第１領域と、第２撮像素子の有効画素領域の一部または全部である第２領域と、を同期して出力する。

これによれば、２つの独立した画像データを同期して出力することができるので、画像取得の同時性を確保することができる。ひいては、車両の移動中において、２つの画像を時間差無く同時に解析できるので、自動運転時の瞬時の状況変化にも対応することができる。

さらに、発振器が第１撮像素子と第２撮像素子とに共通の前記クロック信号を共通する形態を採用すれば、第１撮像素子と第２撮像素子を１つの発振器で駆動することができるので、配線数を低減することができる。

第１実施形態にかかるカメラシステムの概略構成を示すブロック図である。 第１撮像素子と第２撮像素子に撮像される画角を示す図である。 読み出しラインと時間の関係を示す図である。 第２実施形態にかかるカメラシステムの概略構成を示すブロック図である。 第３実施形態にかかるカメラシステムの概略構成を示すブロック図である。 第４実施形態にかかるカメラシステムの概略構成を示すブロック図である。

以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても形態同士を部分的に組み合せることも可能である。

（第１実施形態）
最初に、図１および図２を参照して、本実施形態に係るカメラシステムの概略構成について説明する。

本実施形態に係るカメラシステムは、例えば車両におけるウインドシールドの内側（車室内側）に設置され、車両前方の映像を電子データとして取得するシステムである。取得された画像データは車両前方の交通状況として解析され、自動運転や歩行者認識等の各種システムに利用される。

図１に示すように、本実施形態に係るカメラシステム１００は、撮像素子１０として第１撮像素子１１と第２撮像素子１２とを備えている。第１撮像素子１１および第２撮像素子１２には位相同期回路（ＰＬＬ）２０がそれぞれ形成されている。加えて、カメラシステム１００は、発振器３０と、プロセッサたる制御部４０と、を備えている。さらに、レンズ５０として、第１撮像素子１１に結像させるための第１レンズ５１と、第２撮像素子１２に結像させるための第２レンズ５１とを備えている。

撮像素子１０は、光電変換により光を電気信号に変換する素子であり、例えばＣＣＤやＣＭＯＳイメージセンサを採用することができる。本実施形態のように、車両に搭載され、映像をリアルタイムで処理する必要がある場合には、高フレームレートであることが好ましく、この点でＣＭＯＳイメージセンサを採用すると良い。撮像素子１０の撮像面は、画素が２次元マトリクス状に並べられており、カラーまたはモノクロで外界の光を受光して電荷に変換する。

撮像素子１０としてＣＭＯＳイメージセンサを採用する場合には、撮像素子１０は、図示しない水平走査回路と垂直走査回路とを有し、画素の列選択および行選択が可能にされ、画素へのランダムアクセスが可能になっている。すなわち、後述の制御部４０は、所定の画素の電圧を任意に取得することができる。

撮像素子１０の受光面は、光が入射する有効画素と、遮光されることによって暗時の基準電圧を規定するオプティカルブラック（ＯＢ）画素と、有効画素およびＯＢ画素を除くダミー画素と、から構成されている。これらの画素の合計を総画素数と称し、有効画素の合計を有効画素数と称する。

本実施形態におけるカメラシステム１００は、第１撮像素子１１および第２撮像素子１２の２つの撮像素子を有している。第１撮像素子１１と第２撮像素子１２とは、例えば総画素数やパッケージの体格、カラーフィルタの分光特性、画素ごとに設けられたマイクロレンズの集光特性などが互いに異なった仕様のものを任意に採用することができるが、本実施形態では互いに同一の素子が実装される例を説明する。

第１撮像素子１１は所定の総画素数にされた、例えば１／４型のＣＭＯＳイメージセンサである。第１撮像素子１１に結像させるための第１レンズ５１は、例えば焦点距離が３ｍｍ〜８ｍｍ程度にされた、いわゆる単焦点広角レンズである。第１レンズ５１は、その画角全体が第１撮像素子１１の有効画素全体に結像するようになっている。カメラシステム１００においては、第１撮像素子１１に撮像された広角の画像を解析して、例えば周辺の地形、信号機、構造物などの情報を取得できるようになっている。そして、衛星測位システムや地図情報などと照らし合わせて自動運転を実現する。

第２撮像素子１２は、第１撮像素子１１と同一の仕様とされたＣＭＯＳイメージセンサである。第２撮像素子１２に結像させるための第２レンズ５２は、例えば焦点距離が８ｍｍ〜３０ｍｍ程度にされた単焦点レンズである。第２レンズ５２は、その画角全体が第２撮像素子１２の有効画素全体に結像するように配置されており、第２レンズ５２は第１レンズ５１に較べて望遠の像を結像させる。

図１に示すように、第１撮像素子１１および第２撮像素子１２は回路基板６０の同一面上に同一の方向を向いて実装されている。これに伴い、第１レンズ５１および第２レンズ５２も光軸が互いに平行にされつつ同一の方向の風景を撮像できるように方位している。第１レンズ５１および第２レンズ５２は、回路基板６０上に設けられた図示しないマウントに固定されている。第２レンズ５２は第１レンズ５１に較べて望遠の仕様であり、図２に示すように、第２撮像素子１２によって撮像される画角は、第１撮像素子１１によって撮像される像の中央の所定の部分を切り取った領域と同画角となっている。第1撮像素子１１の有効画素領域のうち、第２撮像素子１２と同一の画角を切り取る部分を第１領域Ｒ１と称する。また、第２撮像素子１２の有効画素領域のうち、第１領域Ｒ１と同一の画角を切り取る部分を第２領域Ｒ２と称する。本実施形態では、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２のアスペクト比は同一とされており、第２領域Ｒ２が第２撮像素子１２の有効画素領域全体に一致する。

図２に示すように、第１領域Ｒ１のＶ方向のライン数をＮ１とし、第２領域Ｒ２のＶ方向のライン数をＮ２（Ｎ２はＶ方向の画素数に等しい）とするとき、Ｎ１＜Ｎ２である。第２領域Ｒ２には第１領域Ｒ１と同一の画角が撮像されるが、Ｎ１＜Ｎ２の関係を満たすので、第２領域Ｒ２は第１領域Ｒ１に較べて高解像度である。

位相同期回路（ＰＬＬ）２０は、一般的に知られたＰＬＬであり、例えば、図示しない位相比較器、ローパスフィルタ、電圧制御型発振器、分周器を有し、電圧制御型発振器からの出力信号を位相比較器に負帰還する回路として構成されている。位相同期回路２０は、撮像素子１０の内部に構成されており、入力信号の位相と出力信号の位相とを一致させるように機能する。具体的には、後述の発振器３０により供給されるクロック信号と、撮像素子１０の内部の動作クロックとを一致させるように機能している。位相同期回路２０は、第１撮像素子１１に一体的に内蔵された第１ＰＬＬ２１と、第２ＰＬＬ２２とを有している。なお、第１ＰＬＬ２１と第２ＰＬＬ２２とは互いに等価であり、後述の発振器３０から入力された基準クロック信号を受けて出力するクロック信号は、第１撮像素子１１と第２撮像素子１２とで同一である。

発振器３０は、例えば水晶振動子を用いてカメラシステム１００の基準となるクロック信号を生成するものである。発振器３０は、第１撮像素子１１に形成された第１ＰＬＬ２１にクロック信号を出力する。これにより、第１ＰＬＬ２１は第１撮像素子１１の内部のクロック信号を生成する。同様に、発振器３０は、第２撮像素子１２に形成された第２ＰＬＬ２２にクロック信号を出力し、第２ＰＬＬ２２が第２撮像素子１２の内部のクロック信号を生成する。すなわち、発振器３０は第１撮像素子１１と第２撮像素子１２とに共通のクロック信号を出力するものである。

制御部４０はプロセッサであり、第１撮像素子１１および第２撮像素子１２の制御を実行している。具体的には、制御部４０は、画素の電子シャッタのタイミングを調整して露光時間を制御し、読み出しラインを選択し、選択された読み出しラインに該当する画素の行選択および列選択を実行して撮像素子１０に所望の画像を取得させる制御を行う。

また、制御部４０は、図示しないＡＦＥを介して撮像素子１０から入力された画像データの処理等を行う。本実施形態では、図１において、プロセッサとしての制御装置と、画像解析部としての処理装置とを一体の制御部４０として図示しているが、これらは制御部４０内で独立に存在していても良い。すなわち、画像解析にあたっては、ＧＰＵなどの専用のプロセッサを用いても良い。

制御部４０と第１撮像素子１１と第２撮像素子１２とはバスにより相互に接続されている。とくに、本実施形態において制御部４０と第１撮像素子１１と第２撮像素子１２とを接続するバスはシリアルバスであり、例えばＩ^２Ｃを採用することができるが、Ｉ^２Ｃ以外のシリアル通信可能なバスを採用することも可能である。

なお、発振器３０や制御部４０、発振器３０と撮像素子１０とを通信可能に結ぶ配線類、および、制御部４０と撮像素子１０とを結ぶ配線類は、撮像素子１０が実装された回路基板６０上に実装されていても良いし、別の基板上、さらには別のモジュール内に配置されていても良い。

次に、図３を参照して、制御部４０による第１撮像素子１１および第２撮像素子１２の駆動について説明する。なお、制御部４０が第１撮像素子１１および第２撮像素子１２をフォーカルプレーンシャッタ駆動（ローリングシャッタ駆動）する例として説明する。

図３に示す時刻ｔ０から時刻ｔ３までの時間が１フレームを得るための時間であり、制御部４０は、この１フレームを単位時間あたりに所定の回数だけ周期的に繰り返す。これにより、カメラシステム１００は動画を撮影することができる。

制御部４０は、時刻ｔ０において第１撮像素子１１の有効画素の１番目のラインの読み出しを開始させる。そして、時刻ｔ１において、初めて第１領域Ｒ１の最初の読み出しラインを読み出す。その後、時刻ｔ２において第１領域Ｒ１の最後の読み出しラインの読み出しを完了する。すなわち、Ｎ１ラインを時間（ｔ２−ｔ１）で読み出す。第１撮像素子１１においてはその後も残りの読み出しラインの読み出しが継続され、広角側の１フレームが制御部４０によって取得される。

一方、制御部４０は、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間、第２撮像素子１２の有効画素領域の読み出しラインの読み出しを行わないブランキング期間として第２撮像素子１２を動作させる。すなわち、時刻ｔ０から時刻ｔ１までの間は、１フレーム内であっても画像データが存在しない期間である。第１撮像素子１１において第１領域Ｒ１の読み出しが開始される時刻ｔ１において、制御部４０は第２撮像素子１２の有効画素の１番目のラインの読み出しを開始する。つまり、第２領域Ｒ２の読み出しを開始する。その後、第１領域Ｒ１の読み出しが完了するのと同じである時刻ｔ２において、第２領域Ｒ２の最後の読み出しラインの読み出しを完了する。すなわち、第２撮像素子１２の有効画素領域のすべてのラインの読み出しを完了するのであり、Ｎ２ラインを時間（ｔ２−ｔ１）で読み出す。時刻ｔ２以降、次フレームの読み出し開始時刻ｔ３に至るまではブランキング期間である。

上記の動作を実現するために、制御部４０は、第２撮像素子１２の読み出し速度をＮ２／Ｎ１倍にして駆動させる。なお、１ラインあたりの露光時間は、第１撮像素子１１と第２撮像素子とで同一に設定されている。

次に、本実施形態に係るカメラシステム１００を採用することによる効果について説明する。

上記したように、制御部４０は、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間において、第１撮像素子１１では第１領域Ｒ１を読み出すとともに、第１領域Ｒ１と同一画角の第２領域Ｒ２も同期間に読み出す。すなわち、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とを同期して読み出すことができる。このため、第１領域Ｒ１よりも高解像度の第２領域Ｒ２の画像データ（画像信号）を用いて画像処理を実行することができるので、例えば単一の撮像素子を用いて広角側を撮影しつつ、望遠における画像処理用の画像をトリミングによって得る態様に較べて、望遠を撮影した際の解像度を高くすることができる。よって、望遠側の画像処理に対しても高精度を維持することができる。

なお、第２領域Ｒ２の読み出し開始のタイミングは、必ずしも第１領域Ｒ１の読み出し開始のタイミング（時刻ｔ１）に一致する必要はない。また、第２領域Ｒ２の読み出し終了のタイミングは、必ずしも第１領域Ｒ１の読み出し終了のタイミング（時刻ｔ２）に一致する必要はない。１フレーム内において第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の読み出しが完了していれば１フレーム中において同期して広角と望遠の２つの画像データを得ることができる。

しかしながら、とくに、フォーカルプレーンシャッタ駆動のＣＭＯＳセンサにおいては、本実施形態のように第２領域Ｒ２の読み出し開始のタイミングと第１領域Ｒ１の読み出し開始のタイミングが一致していることが好ましい。これによれば、露光開始のタイミングを第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とで一致させることができるので、２つの撮像素子１０の間で同時性を確保でき、フォーカルプレーンシャッタに起因する画像の歪みを低減することができる。

さらに、本実施形態では、第２領域Ｒ２の読み出すべきライン数が第１領域Ｒ１のＮ２／Ｎ１倍になっているので、制御部４０が第２撮像素子１２の読み出し速度をＮ２／Ｎ１倍にして駆動することによって第２領域Ｒ２の読み出し終了のタイミングと第１領域Ｒ１の読み出し終了のタイミングを一致させることができる。これにより、露光開始のタイミングと露光終了のタイミングを第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とで一致させることができるので、２つの撮像素子１０の間で同時性を確保できる。

さらに、本実施形態におけるカメラシステム１００では、１つの発振器３０によって共通のクロック信号が第１撮像素子１１と第２撮像素子１２の両方に入力されている。このため、複数の発振器により第１撮像素子１１と第２撮像素子１２とに独立してクロック信号を供給する形態に較べて配線数ならびに配線長を低減することができる。また、配線のレイアウトを簡素にできるので、例えばクロック信号の混信によるノイズを低減することができる。

さらに、本実施形態におけるカメラシステム１００では、制御部４０と第１撮像素子１１と第２撮像素子１２とがＩ^２Ｃ規格のシリアルバスにより相互に接続されている。このため、制御部４０と撮像素子１０との間を単一の信号線で通信可能に接続することができ、配線数を低減できるとともに、撮像素子１０を制御するための駆動信号と、撮像素子１０から出力される画像信号（画像データ）とを同一の信号線で通信することができる。

また、上記のように配線数を低減できることにより、カメラシステム１００全体の体格を省スペース化できる。カメラシステム１００は車両前方のウインドシールドに取り付けることが多いため、体格を省スペース化することによって車両前方の視認性を向上することもできる。

ところで、制御部４０、第１撮像素子１１および第２撮像素子１２の間の相互の通信はシリアルバスを介して実行されるため、制御部４０、第１撮像素子１１および第２撮像素子１２のいずれか１つ、あるいは同一バス内に存在する図示しない別のブロックをマスタとし、マスタ以外のブロックをスレーブに設定して動作させることができる。

マスタとされたブロックは同期信号を発出し、スレーブはマスタが発出した同期信号に基づいてクロックを同期させる。これにより、第１撮像素子１１および第２撮像素子１２の間の同期が実現され、上記のとおり２つの撮像素子１０の間で同時性を確保することができる。また、これらの同期信号はシリアルバスを介して通信可能であるから、配線数を削減でき、結果として配線のレイアウトの簡素化やクロック信号の混信に起因するノイズを低減することができる。

とくに、制御部４０以外のブロックがマスタとなっている場合において、制御部４０は、第１撮像素子１１と第２撮像素子１２との間の同期のずれを検出してフィードバックし、互いの同期ずれが小さくなるように制御する。同期のずれは、例えば通信長による遅延やノイズに起因して生じる。このような同期ずれに対して、制御部４０は、例えば、第１撮像素子１１、第２撮像素子１２いずれか一方の読み出し開始を、同期ずれのぶんだけ遅く、あるいは早くして補正する。これにより、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２とをより正確に同期することができる。

（第２実施形態）
図４に示すように、撮像素子１０とレンズ５０とが組み付けられたカメラモジュール７０と制御部４０とは別体として構成されていても良い。すなわち、本実施形態におけるカメラシステム１１０は、カメラモジュール７０と、制御部４０と、を備えている。カメラモジュール７０は、撮像素子１０、位相同期回路２０、発振器３０、レンズ５０を含んで構成され、第１実施形態と同様に第１撮像素子１１と第２撮像素子１２とがシリアルバスによって通信可能に接続されている。また、発振器３０が第１撮像素子１１および第２撮像素子１２に共通のクロック信号を供給している。

そして、第１撮像素子１１と第２撮像素子１２とを相互に接続するシリアルバスは、カメラモジュール７０の外部に引き出されており、これがコネクタ９０を介して制御部４０に接続されている。

すなわち、制御部４０は第１撮像素子１１および第２撮像素子１２とシリアルバス経由で接続されている。このため、制御部４０は、駆動信号と画像信号とを同一のバスを用いてシリアル通信することができる。換言すれば、駆動信号とともに、そのバックチャネルとして画像信号を単一のバスを用いて送受信できるので、配線数を削減でき、結果として配線のレイアウトの簡素化やクロック信号の混信に起因するノイズを低減することができる。

なお、制御部４０とカメラモジュール７０とを通信可能に連結する手段としては、例えばローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）によるイーサネット（登録商標）を利用することもできる。

（第３実施形態）
図５に示すように、本実施形態におけるカメラシステム１２０は、制御部４０がシリアライザ８０を有している。これにより、第１撮像素子１１および第２撮像素子１２により得られた画像データは制御部４０におけるシリアライザ８０に入力されてから、システムの外部に出力される構成になっている。なお、本実施形態における制御部４０は、認識処理ＩＣやシリアライザＩＣを含む要素、例えばこれらのＩＣが実装された基板として、カメラモジュール７０に組み込まれた一例である。カメラモジュール７０が、撮像素子１０の駆動を制御したり認識処理を行ったりする制御部４０と、シリアライザ８０とを、それぞれ別体のＩＣとして有していることを妨げない。

シリアライザ８０は、画像データに含まれる、例えば８ビットのパラレルデータを、１本のシリアルバスで伝送可能なシリアルデータに変換し、コネクタ９１を介して外部に出力している。その際に、第１撮像素子１１により得られた１フレームに相当する画像データと、第１撮像素子１１に同期されて得られた第２撮像素子１２の画像データとをセットでシリアル伝送する。これにより、同期した第１領域Ｒ１および第２領域Ｒ２の画像データを、同期を維持したまま外部に出力することができる。シリアル化された画像データは、カメラシステム１２０の外部に設置された図示しないデシリアライザによりパラレル化され、例えば外部のＧＰＵなどで処理される。

このように、外部に設けられたＧＰＵ等の画像処理装置や、表示装置などに画像を出力する必要がある場合には、シリアライザ８０を設けて、同期された画像データをセットでシリアル伝送することが好ましい。なお、第１撮像素子１１および第２撮像素子１２で撮像された画像データをセットにして伝送する場合のセットの仕方については特定のものに限定されるものではない。例えば、第１撮像素子１１により得られたデータを先に伝送した後、第２撮像素子１２により得られたデータを伝送しても良いし、第１撮像素子１１により得られたデータのうち、１ライン分のデータ毎に交互に伝送しても良い。

（第４実施形態）
上記した各実施形態においては、撮像素子１０として２つの撮像素子１１，１２を有し、２つの撮像素子１１，１２に各々対応するレンズ５１，５２とを有するカメラシステム１００，１１０，１２０について説明したが、カメラシステム内における撮像素子１０の個数は２つに限定されるものではない。

図６に示すように、本実施形態におけるカメラシステム１３０は、第１撮像素子１１と第２撮像素子１２に加えて、第３撮像素子１３を備え、第３撮像素子１３に外界の光を集光し結像させる第３レンズ５３を備えている。第３撮像素子１３には対応する位相同期回路２０である第３ＰＬＬ２３が形成されており、発振器３０は第３ＰＬＬ２３にも接続されクロック信号を出力している。すなわち、第１ＰＬＬの２１、第２ＰＬＬ２２および第３ＰＬＬ２３は共通の発振器３０から共通のクロック信号を受け取っている。

また、第１撮像素子１１、第２撮像素子１２、第３撮像素子１３および制御部４０は、例えばＩ^２Ｃ規格によるシリアルバスを介して相互に接続されている。これにより、第１〜第３実施形態の例と同様に、単一の配線で撮像素子１０の駆動信号と、画像データ等の画像信号とを相互に送受信することができる。

ところで、第３撮像素子１３の画素仕様は、第１撮像素子１１および第２撮像素子１２と異なっていても良いし、同一でも良い。一例として、第１撮像素子１１、第２撮像素子１２および第３撮像素子１３がともに同一の画素仕様を有し、第１レンズ５１を広角レンズ、第２レンズ５２を標準レンズ、第３レンズ５３を望遠レンズ、とすることによって、望遠側の解像度がより高くなるような構成にしても良い。

例えば、第３撮像素子１３により撮像される画角が、第２撮像素子１２の有効画素領域のうち中央付近の所定の第３領域に相当する画角であるとする。第３撮像素子１３の有効画素領域を第４領域と称し、第３領域の読み出しライン数をＮ３、第４領域の読み出しライン数をＮ４とするとき、第３撮像素子１３の読み出し速度を、第２撮像素子１２の読み出し速度のＮ４／Ｎ３倍にすることが好ましい。加えて、第３領域の読み出し開始タイミングと第４領域の読み出し開始タイミングと、第３領域の読み出し終了タイミングと第４領域の読み出し終了タイミングと、をそれぞれ同時に設定することにより、第３領域と第４領域の画像データの取得において、同時性を確保することができる。

第１〜第３実施形態に例示したように、第１領域Ｒ１と第２領域Ｒ２の同時性が確保されていれば、本実施形態の態様を採用することによって、第１〜第３撮像素子を同期して画像データの取得を行うことができる。

また、例えば、第１レンズ５１と第３レンズ５３の焦点距離を同一のものとすれば、第１撮像素子１１により得られる画像データと、第３撮像素子１３により得られる画像データとを用いて、視差を利用した距離解析を行いつつ、第２撮像素子１２により得られる高解像度の望遠の画像データを利用して障害物等の解析を行うことができる。

（その他の実施形態）
この明細書および図面等における開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品および／または要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品および／または要素が省略されたものを包含する。開示は、ひとつの実施形態と他の実施形態との間における部品および／または要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、請求の範囲の記載によって示され、さらに請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。

上記した各実施形態では、回路基板６０上に実装される複数の撮像素子１０が２つまたは３つの例を説明したが、実装される撮像素子１０の個数は限定されない。２つ以上の撮像素子１０を有するカメラシステムにおいては、本開示の技術思想を採用することができる。

また、上記した各実施形態では、複数の撮像素子１０が互いに同一の画素仕様となっている例について説明したが、複数の撮像素子１０は互いに異なる画素仕様であっても良い。もちろん、パッケージの体格などが異なっていても良い。しかしながら、例えば第１実施形態で説明したように、対応するレンズ５０の焦点距離を意図的に異なるものとし、複数の撮像素子１０で広角と望遠の両画像データを得るカメラシステムにおいては、広角の画像の中央付近をトリミングした際のＶ方向の画素数よりも、望遠の画像のＶ方向の画素数が多くなるように撮像素子１０の画素仕様を決定するべきである。これにより、望遠側の画素をより高解像度で得られるので、望遠側の解析精度を向上させることができる。

また、上記した各実施形態では、同一の回路基板６０に第１撮像素子１１および第２撮像素子１２が実装される実施形態を示したが、これに限らず１つの回路基板に１つの撮像素子が実装されても良い。

また、第３実施形態においては、制御部４０が認識処理ＩＣとシリアライザＩＣとを内包する概念として説明したが、撮像素子１０の駆動を制御したり認識処理を行ったりする制御部４０と、シリアライザ８０とを、それぞれ別体のＩＣとして備える構成としても良い。逆に、制御部４０が、認識処理機能とシリアライザの機能とを包含する一体のＩＣとして構成されていても良い。

また、制御部４０と撮像素子１０とを相互に接続するバスは、Ｉ^２Ｃ規格に限定するものではない。バスには、Ｉ^２Ｃ規格のほか、ＤＤＣ（Display Data Channel）や、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）、光ファイバを用いたファイバチャネルなどを採用しても良い。

なお、制御部４０が提供する手段および／または機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、制御部４０がハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、またはアナログ回路によって提供することができる。

１０…撮像素子，１１…第１撮像素子，１２…第２撮像素子，２０…位相同期回路，３０…発振器，４０…制御部，５０…レンズ，５１…第１レンズ，５２…第２レンズ

Claims (11)

1. 第１撮像素子（１１）と、
   前記第１撮像素子とは別体の第２撮像素子（１２）と、
   前記第１撮像素子と前記第２撮像素子とにクロック信号を供給する発振器（３０）と、
   前記第１撮像素子および前記第２撮像素子の駆動を制御し、前記第１撮像素子および前記第２撮像素子が出力する画像信号を取得する制御部（４０）と、を備え、
   前記制御部は、前記第１撮像素子の有効画素領域の一部である第１領域（Ｒ１）と、前記第２撮像素子の有効画素領域の一部または全部である第２領域（Ｒ２）と、を同期して出力する、カメラシステム。
2. 前記発振器は前記第１撮像素子と前記第２撮像素子とに共通の前記クロック信号を供給する、請求項１に記載のカメラシステム。
3. 所定の焦点距離を有し、前記第１撮像素子に外界の光を導く第１レンズ（５１）と、
   前記第１レンズよりも焦点距離が長くされ、前記第２撮像素子に外界の光を導く第２レンズ（５２）と、をさらに備え、
   前記第２領域に投影される画角は、前記第１領域に投影される画角と同一であるとともに、前記第２領域の読み出しライン数が、前記第１領域の読み出しライン数よりも多い、請求項１または請求項２に記載のカメラシステム。
4. 前記第１領域の読み出し開始のタイミングと前記第２領域の読み出し開始のタイミングが同時である、請求項３に記載のカメラシステム。
5. 前記第１領域の読み出しライン数をＮ１とし、前記第２領域の読み出しライン数をＮ２とするとき、
   前記制御部は、前記第２領域の読み出し速度をＮ２／Ｎ１倍に設定する、請求項３または請求項４に記載のカメラシステム。
6. 前記第１撮像素子と前記制御部、および、前記第２撮像素子と前記制御部とは、それぞれシリアルバスにより通信可能に接続されている、請求項１〜５のいずれか１項に記載のカメラシステム。
7. 前記第１撮像素子および前記第２撮像素子は、共通のバスにより前記制御部に接続され、
   前記第１撮像素子および前記第２撮像素子の駆動を制御する駆動信号と、前記第１撮像素子および前記第２撮像素子とが出力する画像信号とがシリアルに通信される、請求項１〜６のいずれか１項に記載のカメラシステム。
8. 前記制御部、前記第１撮像素子、前記第２撮像素子のいずれか１つがマスタとされて前記第１領域と前記第２領域とが同期して出力されるものであり、
   前記第１撮像素子または前記第２撮像素子がマスタとされる場合には、前記制御部が同期ずれに対する補正信号を出力する、請求項１〜７のいずれか１項に記載のカメラシステム。
9. 前記制御部は、前記第１領域の画像信号と前記第２領域の画像信号とを重畳または合成して１フレームごとに出力する、請求項１〜８のいずれか１項に記載のカメラシステム。
10. 前記第１撮像素子と前記第２撮像素子は、同一の回路基板（６０）上において、互いに同一方向を向いて実装される、請求項１〜９のいずれか１項に記載のカメラシステム。
11. 前記第１撮像素子および前記第２撮像素子を含んで、少なくとも３つ以上の撮像素子（１０）と、各撮像素子に対応したレンズ（５０）と、を備えた請求項１〜１０のいずれか１項に記載のカメラシステム。

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