JP2021034743A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】他の撮像装置と協働して画像を撮像することができる撮像装置を提供する。【解決手段】本開示に係る撮像装置は、撮像部と、データ取得部と、クロック生成部と、制御部と、を有する。撮像部は、画像を撮像して画像データを生成する。データ取得部は、他の撮像装置と共用される動作クロックに関するクロックデータを取得する。クロック生成部は、データ取得部によって受信されるクロックデータに基づいて動作クロックを生成する。制御部は、クロック生成部によって生成される動作クロックに基づいて撮像部の動作を制御する。【選択図】図１

Description

本開示は、撮像装置に関する。

撮像装置は、所定の固定周波数である内部クロックに同期したタイミングによって撮像素子を駆動して画像を撮像することが一般的である（例えば、特許文献１参照）。

特開平６−３３４９０８号公報

しかしながら、撮像装置の内部クロックは、撮像装置毎に異なる。このため、撮像装置は、他の撮像装置と協働して画像を撮像することができないことがある。

そこで、本開示では、他の撮像装置と協働して画像を撮像することができる撮像装置を提案する。

本開示によれば、撮像装置が提供される。撮像装置は、撮像部と、データ取得部と、クロック生成部と、制御部と、を有する。撮像部は、画像を撮像して画像データを生成する。データ取得部は、他の撮像装置と共用される動作クロックに関するクロックデータを取得する。クロック生成部は、前記データ取得部によって取得される前記クロックデータに基づいて前記動作クロックを生成する。制御部は、前記クロック生成部によって生成される前記動作クロックに基づいて前記撮像部の動作を制御する。

本開示に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。 本開示に係る撮像装置が備えるアンテナの配置を示す説明図である。 本開示に係る点滅光に基づいて動作クロックを生成する状況の説明図である。 本開示に係る撮像装置の用途の説明図である。 本開示に係る撮像装置の用途の説明図である。 本開示に係る撮像装置の用途の説明図である。 本開示に係る撮像装置の用途の説明図である。 車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。 内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。 カメラヘッド及びＣＣＵの機能構成の一例を示すブロック図である。

以下に、本開示の実施形態について図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の各実施形態において、同一の部位には同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。以下では、本開示に係る撮像装置がスマートフォンに設けられる場合について説明するが、本開示に係る撮像装置は、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ、カメラ機能付きのＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等、任意の電子機器に設けられる。

［１．撮像装置の構成］
図１は、本開示に係る撮像装置１の構成例を示すブロック図である。図１に示すように、撮像装置１は、撮像部２と、データ取得部３と、クロック生成部４と、制御部５と、Ｉ／Ｆ（インターフェース）６とを備える。撮像部２は、２次元に配列される複数の撮像画素を備え、制御部５によって制御されて各撮像画素を露光することにより画像を撮像する。

撮像部２は、各撮像画素によって受光する被写体からの光を受光量に応じた信号電荷に光電変換し、信号電荷に応じたアナログの画素信号をデジタルの画素信号にアナログ／デジタル変換することによって画像データを生成する。撮像部２は、撮像した画像の画像データをＩ／Ｆ６を介してデータ出力端子から、例えば、外部のメモリや表示装置等へ出力する。

データ取得部３は、例えば、ＧＰＳ（Global Positioning System）受信機であり、他の撮像装置１０１〜１０３と共用される動作クロックに関するクロックデータをＧＰＳ衛星１００からアンテナ１０によって受信して取得する。クロックデータは、複数のＧＰＳ衛星１００によって共用されるグローバルクロックＧＣＫや絶対時刻を示す時刻データ等を含む。

ここで、図２を参照し、アンテナ１０の配置の一例について説明する。図２は、本開示に係る撮像装置１が備えるアンテナの配置を示す説明図である。図２に示すように、撮像装置１のアンテナ１０は、撮像部２の受光領域の周囲に配置される。

撮像装置１は、撮像部２の受光領域が設けられる箇所に、外光を取り込むための開口が設けられる。このため、撮像装置１では、アンテナ１０を撮像部２の受光領域の周囲に配置することにより、ＧＰＳ衛星１００から送信される電波が撮像装置１の筐体等によって遮られることを防止することができる。

これにより、データ取得部３は、世界共通のグローバルクロックＧＣＫに関するクロックデータを確実に取得することができる。データ取得部３は、取得したクロックデータをクロック生成部４へ出力する。なお、アンテナ１０が設けられる位置は、図２に示す撮像部２の受光領域の周囲に限定されるものではなく、ＧＰＳ衛星１００から送信される信号を受信可能であれば、任意の位置であってよい。

図１へ戻り、クロック生成部４は、撮像装置１の動作クロックを生成するＰＬＬ（Phase Locked Loop）回路や、生成する動作クロックを補償する補償回路等を含む。クロック生成部４は、データ取得部３によって取得されるクロックデータに基づいて、撮像装置の動作クロックを生成する。

このとき、クロック生成部４は、他の撮像装置１０１〜１０３によって使用される動作クロックと同期するように、生成する動作クロックを補償する。これにより、クロック生成部４は、他の撮像装置１０１〜１０３によって使用される動作クロックと同一の動作クロックを生成することができる。

例えば、クロック生成部４は、撮像装置１を構成する各回路素子の特性、動作電圧、および温度センサ（図示略）によって検知される撮像装置１の温度に基づいて、動作クロックを補償する。

これにより、クロック生成部４は、回路素子の個体差、動作電圧や温度の変動による動作速度の変化等によって生じる撮像装置１の動作クロックと、他の撮像装置１０１〜１０３の動作クロックとの位相のズレを解消することができる。

また、クロック生成部４は、高速移動中のＧＰＳ衛星１００における時間の進む速度と、地上における時間の進む速度との差を解消する補償も行う。これにより、クロック生成部４は、他の撮像装置１０１〜１０３の動作クロックと正確に同期する撮像装置１の動作クロックを生成することができる。クロック生成部４は、生成した動作クロックと、クロックデータに含まれる絶対時刻を示す時刻データとを制御部５へ出力する。

制御部５は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を有するマイクロコンピュータや各種の回路を含む。なお、制御部５は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成されてもよい。

制御部５は、は、ＣＰＵがＲＯＭに記憶された情報処理プログラムを、ＲＡＭを作業領域として使用して実行することにより、クロック生成部４によって生成される動作クロックに基づいて撮像部２の動作を制御する。

これにより、制御部５は、他の撮像装置１０１〜１０３と完全に同期したタイミングによって協働して画像を撮像することができる。撮像装置１が他の撮像装置１０１〜１０３等と協働して画像を撮像する場合の用途については、図４〜図７を参照して後述する。なお、制御部５は、クロック生成部４から動作クロックが入力されない場合、入力端子から入力される内部クロック（ＩＮＣＫ）に基づいて撮像部２の制御を行うこともできる。

また、制御部５は、クロック生成部４から入力される時刻データをＩ／Ｆ６へ出力して、撮像部２によって生成される画像データに、画像が撮像されたときの時刻データを付加して撮像装置１の外部へ出力させる。画像データに付加される時刻データの用途の一例については、図５を参照して後述する。また、制御部５は、クロック生成部４から入力される動作クロックを外部出力することもできる。なお、撮像装置１は、動作クロックを外部出力する外部ポートを備えていなくてもよい。

かかる撮像装置１は、例えば、屋内等の電波を受信できない環境においては、ＧＰＳ衛星１００からクロックデータを取得することができない。そこで、撮像装置１は、点滅光を検出する検出画素２１を備える。そして、クロック生成部４は、検出画素２１によって検出される点滅光に基づいて動作クロックを生成する。

ここで、図３を合わせて参照しながら、点滅光に基づいて動作クロックを生成する状況について説明する。図３は、本開示に係る点滅光に基づいて動作クロックを生成する状況の説明図である。

図３に示すように、撮像装置１および他の撮像装置１０１は、例えば、建物１１０の内部にある場合、ＧＰＳ衛星１００からの電波を受信することができないため、クロックデータを取得することができない。

そこで、撮像装置１および他の撮像装置１０１は、例えば、電力会社ＰＳから供給される商用電源ＣＰＳの周波数によって点滅するフリッカ光源１１１，１１２から発せられる点滅光Ｆｓを検出する検出画素２１（図１参照）を備える。

撮像装置１および他の撮像装置１０１の検出画素２１は、点滅光Ｆｓの受光タイミングを示す情報をクロック生成部４へ出力する（図１参照）。撮像装置１および他の撮像装置１０１のクロック生成部４は、検出画素２１によって検出される点滅光Ｆｓの点滅周期に基づいて動作クロックを生成する。

これにより、撮像装置１は、クロック生成部４によって生成される動作クロックに基づいて動作することにより、他の撮像装置１０１との同期をとることができるので、他の撮像装置１０１と協働して画像を撮像することができる。

なお、点滅光Ｆｓの点滅周期は、例えば、商用電源ＣＰＳにノイズが重畳した場合に、乱れることがある。ただし、商用電源ＣＰＳの周波数は、地域毎に電力会社ＰＳによって定められている。

そこで、クロック生成部４は、撮像装置１の現在位置（地域）に基づいて、その地域で定められている商用電源ＣＰＳの周波数に基づいて、動作クロックを補償する。これにより、クロック生成部４は、商用電源ＣＰＳにノイズが重畳する場合であっても、商用電源ＣＰＳの周波数に同期した動作クロックを生成することができる。

また、図１に示す例では、検出画素２１は、撮像部２の画像を撮像する撮像画素が配列される撮像領域内に設けられている。つまり、撮像装置１は、撮像画素の一部を検出画素２１として使用する。これにより、撮像装置１は、点滅光Ｆｓの検出用に、別途検出画素２１を設ける必要がないので、コストの増大を抑制することができる。

なお、検出画素２１は、撮像部２の画像を撮像する撮像画素が配列される撮像領域外に設けられてもよい。かかる構成の場合、撮像装置１は、撮像領域内の全撮像画素を使用して画像を撮像することができるので、高画質な画像を撮像することができる。

［２．撮像装置の用途］
次に、図４〜図７を参照し、本開示に係る撮像装置１の用途について説明する。図４〜図７は、本開示に係る撮像装置の用途の説明図である。

例えば、図４に示すように、撮像装置１は、他の撮像装置１０１〜１０３と共通の動作クロックを使用して、同時に同一の被写体を撮像する。そして、４つの撮像装置１，１０１〜１０３における画像の読み出しタイミングを少しずつずらす。

例えば、撮像装置１からは、撮像画像を上下方向に４分割した部分画像Ｐ１１〜Ｐ１４のうち、最上段の部分画像Ｐ１１を読み出し、他の撮像装置１０１からは、上から２段目の部分画像Ｐ１２を読み出す。

また、他の撮像装置１０２からは、下から２段目の部分画像Ｐ１３を読み出し、他の撮像装置１０３からは、最下段の部分画像Ｐ１４を読み出す。そして、例えば、画像合成装置によって、４つの部分画像Ｐ１１〜Ｐ１４を合成して合成画像Ｐ１５を生成する。

これにより、例えば、４つの撮像装置１，１０１〜１０３がローリングシャッタ方式であっても、グローバルシャッタ減少による被写体の歪みを抑制し、疑似的にグローバルシャッタ方式で撮像したような画像を撮像することができる。

また、撮像画像の水平ライン数がＮラインの場合、Ｎ個の撮像装置によってＮ個の部分画像を撮像して合成画像を生成することにより、ローリングシャッタによる影響を最小限に抑えることができる。

また、図５に示すように、撮像装置１と他の撮像装置１０１とによって、共通の動作クロックを使用して同一の被写体Ｐを同時刻に撮像する場合、撮像装置１および他の撮像装置１０１は、それぞれの撮像画像Ｐ１，Ｐ２に絶対時刻を示す時刻データを付加する。

これにより、撮像装置１によって撮像された撮像画像Ｐ１および時刻データと、他の撮像装置１０１によって撮像された撮像画像Ｐ２および時刻データとによって、両撮像画像Ｐ１，Ｐ２が正確に同時刻に撮像された画像であることを保証することができる。

また、例えば、他の撮像装置１０１によって撮像された撮像画像Ｐ２に不正加工が施されて加工画像Ｐ３が生成される場合、撮像画像Ｐ１と、加工画像Ｐ３と、時刻データとを照合することによって、いずれか一方が不正加工されたことを立証することができる。

また、２つの撮像装置１が１つのスマートフォンに搭載される場合、２つの撮像装置１によって、共通の動作クロックを使用して同時に画像を撮像することにより、相互に両撮像画像が正確に同時刻に撮像された画像であることを保証することができる。

また、今後、例えば、ＬｉＤＡＲ（Light Detection And Ranging）を搭載した自動運転車両の数が増加することが予想される。ＬｉＤＡＲは、パルス状に発光するレーザ光を周囲に照射し、対象によって反射されるレーザ光を受光して、対象までの距離等を解析する装置である。

このため、撮像装置１は、撮像装置１の露光タイミングと、ＬｉＤＡＲの発光タイミングとが偶然に一致した場合、ＬｉＤＡＲからの強力なレーザ光を受光してしまい、被写体を撮像することができないという問題が生じる。

そこで、全ての撮像装置１と、全てのＬｉＤＡＲとを共通の動作クロックによって動作させることにより、上記した問題を解決する。例えば、図６に示すように、第１〜第ｎのＬｉＤＡＲは、同一の動作クロックを使用して同一のタイミングで間欠的にレーザ光を照射する。

一方、例えば、第１の撮像装置は、全てのＬｉＤＡＲが使用する動作クロックと同一の動作クロックを使用することにより、全てのＬｉＤＡＲによるレーザ光の非照射期間に露光することによって、レーザ光を受光することなく、被写体を撮像することができる。また、第２の撮像装置も同様に、全てのＬｉＤＡＲによるレーザ光の非照射期間に露光することによって、レーザ光を受光することなく、被写体を撮像することができる。

また、撮像装置１は、図３に示した検出画素２１によって検出される点滅光Ｆｓの点滅周期に基づいて生成される動作クロックに基づいて動作する場合、フリッカ光源１１１，１１２から発せられる光を使用して、例えば、図７に示す通信を行うことが可能となる。

なお、図７に示す構成要素のうち、図３に示す構成要素と同一の構成要素については、図３に示す符号と同一の符号を付することにより、ここでは重複する説明を省略する。図６に示すように、例えば、情報提供会社ＣＰは、電力会社ＰＳに対して情報配信依頼を行う。

電力会社ＰＳは、商用電源に情報提供会社ＣＰから配信依頼された情報を商用電源の周波数に同期した信号に変調して商用電源に重畳させ、情報付商用電源ＣＰＳＤとして建物１１０に供給する。

これにより、撮像装置１は、フリッカ光源１１１から発せられる点滅光Ｆｓｄを受光し、変調された情報を復調することによって、情報提供会社ＣＰから提供される情報を受け取ることができる。また、撮像装置１と同一の動作クロックを使用する他の撮像装置１０１〜１０３も同様に、情報提供会社ＣＰから提供される情報を受け取ることができる。

また、撮像装置１は、例えば、撮像装置１と同一の動作クロックを使用する他の撮像装置１０１へ向けて、動作クロックに同期したタイミングでモールス信号のようにフラッシュを点滅させることにより、他の撮像装置１０１へ情報を送信することも可能である。

［３．移動体への応用例］
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。

図８は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。

車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図８に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２０５３が図示されている。

駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。

ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。

車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。

撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。

車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。

マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｒｉｖｅｒ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。

また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。

また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。

音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図８の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。

図９は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。

図９では、車両１２１００は、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。

撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２，１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。撮像部１２１０１及び１２１０５で取得される前方の画像は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。

なお、図９には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。

撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。

例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。

例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。

撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。

以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、例えば、撮像部１２０３１に適用され得る。例えば、図１の撮像装置１は、撮像部１２０３１に適用することができる。撮像部１２０３１に本開示に係る技術を適用することにより、例えば、交通事故の瞬間の画像を、周囲を走行する複数の車両に搭載された撮像部１２０３１によって完全に同じタイミングで撮像することで、撮像画像を交通事故の正確な検証に利用することができる。

［４．内視鏡手術システムへの応用例］
また、本開示に係る技術は、内視鏡手術システムに適用されてもよい。

図１０は、本開示に係る技術（本技術）が適用され得る内視鏡手術システムの概略的な構成の一例を示す図である。

図１０では、術者（医師）１１１３１が、内視鏡手術システム１１０００を用いて、患者ベッド１１１３３上の患者１１１３２に手術を行っている様子が図示されている。図示するように、内視鏡手術システム１１０００は、内視鏡１１１００と、気腹チューブ１１１１１やエネルギー処置具１１１１２等の、その他の術具１１１１０と、内視鏡１１１００を支持する支持アーム装置１１１２０と、内視鏡下手術のための各種の装置が搭載されたカート１１２００と、から構成される。

内視鏡１１１００は、先端から所定の長さの領域が患者１１１３２の体腔内に挿入される鏡筒１１１０１と、鏡筒１１１０１の基端に接続されるカメラヘッド１１１０２と、から構成される。図示する例では、硬性の鏡筒１１１０１を有するいわゆる硬性鏡として構成される内視鏡１１１００を図示しているが、内視鏡１１１００は、軟性の鏡筒を有するいわゆる軟性鏡として構成されてもよい。

鏡筒１１１０１の先端には、対物レンズが嵌め込まれた開口部が設けられている。内視鏡１１１００には光源装置１１２０３が接続されており、当該光源装置１１２０３によって生成された光が、鏡筒１１１０１の内部に延設されるライトガイドによって当該鏡筒の先端まで導光され、対物レンズを介して患者１１１３２の体腔内の観察対象に向かって照射される。なお、内視鏡１１１００は、直視鏡であってもよいし、斜視鏡又は側視鏡であってもよい。

カメラヘッド１１１０２の内部には光学系及び撮像素子が設けられており、観察対象からの反射光（観察光）は当該光学系によって当該撮像素子に集光される。当該撮像素子によって観察光が光電変換され、観察光に対応する電気信号、すなわち観察像に対応する画像信号が生成される。当該画像信号は、ＲＡＷデータとしてカメラコントロールユニット（ＣＣＵ： Ｃａｍｅｒａ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１１２０１に送信される。

ＣＣＵ１１２０１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）やＧＰＵ（Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等によって構成され、内視鏡１１１００及び表示装置１１２０２の動作を統括的に制御する。さらに、ＣＣＵ１１２０１は、カメラヘッド１１１０２から画像信号を受け取り、その画像信号に対して、例えば現像処理（デモザイク処理）等の、当該画像信号に基づく画像を表示するための各種の画像処理を施す。

表示装置１１２０２は、ＣＣＵ１１２０１からの制御により、当該ＣＣＵ１１２０１によって画像処理が施された画像信号に基づく画像を表示する。

光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の光源から構成され、術部等を撮影する際の照射光を内視鏡１１１００に供給する。

入力装置１１２０４は、内視鏡手術システム１１０００に対する入力インタフェースである。ユーザは、入力装置１１２０４を介して、内視鏡手術システム１１０００に対して各種の情報の入力や指示入力を行うことができる。例えば、ユーザは、内視鏡１１１００による撮像条件（照射光の種類、倍率及び焦点距離等）を変更する旨の指示等を入力する。

処置具制御装置１１２０５は、組織の焼灼、切開又は血管の封止等のためのエネルギー処置具１１１１２の駆動を制御する。気腹装置１１２０６は、内視鏡１１１００による視野の確保及び術者の作業空間の確保の目的で、患者１１１３２の体腔を膨らめるために、気腹チューブ１１１１１を介して当該体腔内にガスを送り込む。レコーダ１１２０７は、手術に関する各種の情報を記録可能な装置である。プリンタ１１２０８は、手術に関する各種の情報を、テキスト、画像又はグラフ等各種の形式で印刷可能な装置である。

なお、内視鏡１１１００に術部を撮影する際の照射光を供給する光源装置１１２０３は、例えばＬＥＤ、レーザ光源又はこれらの組み合わせによって構成される白色光源から構成することができる。ＲＧＢレーザ光源の組み合わせにより白色光源が構成される場合には、各色（各波長）の出力強度及び出力タイミングを高精度に制御することができるため、光源装置１１２０３において撮像画像のホワイトバランスの調整を行うことができる。また、この場合には、ＲＧＢレーザ光源それぞれからのレーザ光を時分割で観察対象に照射し、その照射タイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御することにより、ＲＧＢそれぞれに対応した画像を時分割で撮像することも可能である。当該方法によれば、当該撮像素子にカラーフィルタを設けなくても、カラー画像を得ることができる。

また、光源装置１１２０３は、出力する光の強度を所定の時間ごとに変更するようにその駆動が制御されてもよい。その光の強度の変更のタイミングに同期してカメラヘッド１１１０２の撮像素子の駆動を制御して時分割で画像を取得し、その画像を合成することにより、いわゆる黒つぶれ及び白とびのない高ダイナミックレンジの画像を生成することができる。

また、光源装置１１２０３は、特殊光観察に対応した所定の波長帯域の光を供給可能に構成されてもよい。特殊光観察では、例えば、体組織における光の吸収の波長依存性を利用して、通常の観察時における照射光（すなわち、白色光）に比べて狭帯域の光を照射することにより、粘膜表層の血管等の所定の組織を高コントラストで撮影する、いわゆる狭帯域光観察（Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ Ｉｍａｇｉｎｇ）が行われる。あるいは、特殊光観察では、励起光を照射することにより発生する蛍光により画像を得る蛍光観察が行われてもよい。蛍光観察では、体組織に励起光を照射し当該体組織からの蛍光を観察すること（自家蛍光観察）、又はインドシアニングリーン（ＩＣＧ）等の試薬を体組織に局注するとともに当該体組織にその試薬の蛍光波長に対応した励起光を照射し蛍光像を得ること等を行うことができる。光源装置１１２０３は、このような特殊光観察に対応した狭帯域光及び／又は励起光を供給可能に構成され得る。

図１１は、図１０に示すカメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１の機能構成の一例を示すブロック図である。

カメラヘッド１１１０２は、レンズユニット１１４０１と、撮像部１１４０２と、駆動部１１４０３と、通信部１１４０４と、カメラヘッド制御部１１４０５と、を有する。ＣＣＵ１１２０１は、通信部１１４１１と、画像処理部１１４１２と、制御部１１４１３と、を有する。カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１とは、伝送ケーブル１１４００によって互いに通信可能に接続されている。

レンズユニット１１４０１は、鏡筒１１１０１との接続部に設けられる光学系である。鏡筒１１１０１の先端から取り込まれた観察光は、カメラヘッド１１１０２まで導光され、当該レンズユニット１１４０１に入射する。レンズユニット１１４０１は、ズームレンズ及びフォーカスレンズを含む複数のレンズが組み合わされて構成される。

撮像部１１４０２は、撮像素子で構成される。撮像部１１４０２を構成する撮像素子は、１つ（いわゆる単板式）であってもよいし、複数（いわゆる多板式）であってもよい。撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、例えば各撮像素子によってＲＧＢそれぞれに対応する画像信号が生成され、それらが合成されることによりカラー画像が得られてもよい。あるいは、撮像部１１４０２は、３Ｄ（Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ）表示に対応する右目用及び左目用の画像信号をそれぞれ取得するための１対の撮像素子を有するように構成されてもよい。３Ｄ表示が行われることにより、術者１１１３１は術部における生体組織の奥行きをより正確に把握することが可能になる。なお、撮像部１１４０２が多板式で構成される場合には、各撮像素子に対応して、レンズユニット１１４０１も複数系統設けられ得る。

また、撮像部１１４０２は、必ずしもカメラヘッド１１１０２に設けられなくてもよい。例えば、撮像部１１４０２は、鏡筒１１１０１の内部に、対物レンズの直後に設けられてもよい。

駆動部１１４０３は、アクチュエータによって構成され、カメラヘッド制御部１１４０５からの制御により、レンズユニット１１４０１のズームレンズ及びフォーカスレンズを光軸に沿って所定の距離だけ移動させる。これにより、撮像部１１４０２による撮像画像の倍率及び焦点が適宜調整され得る。

通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４０４は、撮像部１１４０２から得た画像信号をＲＡＷデータとして伝送ケーブル１１４００を介してＣＣＵ１１２０１に送信する。

また、通信部１１４０４は、ＣＣＵ１１２０１から、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を受信し、カメラヘッド制御部１１４０５に供給する。当該制御信号には、例えば、撮像画像のフレームレートを指定する旨の情報、撮像時の露出値を指定する旨の情報、並びに／又は撮像画像の倍率及び焦点を指定する旨の情報等、撮像条件に関する情報が含まれる。

なお、上記のフレームレートや露出値、倍率、焦点等の撮像条件は、ユーザによって適宜指定されてもよいし、取得された画像信号に基づいてＣＣＵ１１２０１の制御部１１４１３によって自動的に設定されてもよい。後者の場合には、いわゆるＡＥ（Ａｕｔｏ Ｅｘｐｏｓｕｒｅ）機能、ＡＦ（Ａｕｔｏ Ｆｏｃｕｓ）機能及びＡＷＢ（Ａｕｔｏ Ｗｈｉｔｅ Ｂａｌａｎｃｅ）機能が内視鏡１１１００に搭載されていることになる。

カメラヘッド制御部１１４０５は、通信部１１４０４を介して受信したＣＣＵ１１２０１からの制御信号に基づいて、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御する。

通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２との間で各種の情報を送受信するための通信装置によって構成される。通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２から、伝送ケーブル１１４００を介して送信される画像信号を受信する。

また、通信部１１４１１は、カメラヘッド１１１０２に対して、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を送信する。画像信号や制御信号は、電気通信や光通信等によって送信することができる。

画像処理部１１４１２は、カメラヘッド１１１０２から送信されたＲＡＷデータである画像信号に対して各種の画像処理を施す。

制御部１１４１３は、内視鏡１１１００による術部等の撮像、及び、術部等の撮像により得られる撮像画像の表示に関する各種の制御を行う。例えば、制御部１１４１３は、カメラヘッド１１１０２の駆動を制御するための制御信号を生成する。

また、制御部１１４１３は、画像処理部１１４１２によって画像処理が施された画像信号に基づいて、術部等が映った撮像画像を表示装置１１２０２に表示させる。この際、制御部１１４１３は、各種の画像認識技術を用いて撮像画像内における各種の物体を認識してもよい。例えば、制御部１１４１３は、撮像画像に含まれる物体のエッジの形状や色等を検出することにより、鉗子等の術具、特定の生体部位、出血、エネルギー処置具１１１１２の使用時のミスト等を認識することができる。制御部１１４１３は、表示装置１１２０２に撮像画像を表示させる際に、その認識結果を用いて、各種の手術支援情報を当該術部の画像に重畳表示させてもよい。手術支援情報が重畳表示され、術者１１１３１に提示されることにより、術者１１１３１の負担を軽減することや、術者１１１３１が確実に手術を進めることが可能になる。

カメラヘッド１１１０２及びＣＣＵ１１２０１を接続する伝送ケーブル１１４００は、電気信号の通信に対応した電気信号ケーブル、光通信に対応した光ファイバ、又はこれらの複合ケーブルである。

ここで、図示する例では、伝送ケーブル１１４００を用いて有線で通信が行われていたが、カメラヘッド１１１０２とＣＣＵ１１２０１との間の通信は無線で行われてもよい。

以上、本開示に係る技術が適用され得る内視鏡手術システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、内視鏡１１１００や、カメラヘッド１１１０２の撮像部１１４０２に適用され得る。例えば、図１の撮像装置１は、撮像部１０４０２に適用することができる。撮像部１０４０２に本開示に係る技術を適用することにより、例えば、複数の撮像部１０４０２によって術部を異なる方向から撮像することで、術者は、完全に同一のタイミングで撮像された術部における複数の部分を観察しながら適切に手術を行うことができる。

なお、ここでは、一例として内視鏡手術システムについて説明したが、本開示に係る技術は、その他、例えば、顕微鏡手術システム等に適用されてもよい。

［５．効果］
撮像装置１は、撮像部２と、データ取得部３と、クロック生成部４と、制御部５とを有する。撮像部２は、画像を撮像して画像データを生成する。データ取得部３は、他の撮像装置１０１〜１０３と共用される動作クロックに関するクロックデータを取得する。クロック生成部４は、データ取得部３によって取得されるクロックデータに基づいて動作クロックを生成する。制御部５は、クロック生成部４によって生成される動作クロックに基づいて撮像部２の動作を制御する。これにより、撮像装置１は、他の撮像装置１０１〜１０３と協働して画像を撮像することができる。

データ取得部３は、ＧＰＳ衛星１００から複数のＧＰＳ衛星１００によって共用されるグローバルクロックＧＣＫを含むクロックデータを取得する。これにより、データ取得部３は、世界共通のグローバルクロックＧＣＫに関するクロックデータを取得することができる。

クロック生成部４は、他の撮像装置１０１〜１０３によって使用される動作クロックと同期するように、生成する動作クロックを補償する。これにより、クロック生成部４は、他の撮像装置１０１〜１０３によって使用される動作クロックと同一の動作クロックを生成することができる。

クロック生成部４は、回路素子の特性、動作電圧、および温度に基づいて動作クロックを補償する。これにより、クロック生成部４は、回路素子の個体差、動作電圧や温度の変動による動作速度の変化等によって生じる撮像装置１の動作クロックと、他の撮像装置１０１〜１０３の動作クロックとの位相のズレを解消することができる。

データ取得部３は、絶対時刻を示す時刻データ含むクロックデータを取得する。制御部５は、撮像部２によって生成される画像データに、前記時刻データを付加して撮像装置の外部へ出力させる。これにより、同時に撮像された複数の撮像画像が正確に同時刻に撮像された画像であることを保証することができる。

撮像装置１は、商用電源の周波数によって点滅するフリッカ光源１１１，１１２から発せられる点滅光を検出する検出画素２１、をさらに備える。クロック生成部４は、検出画素２１によって検出される点滅光の点滅周期に基づいて動作クロックを生成する。これにより、撮像装置１は、フリッカ光源１１１，１１２から発せられる点滅光から動作クロックを生成する他の撮像装置１０１〜１０３と協働して画像を撮像することができる。

検出画素２１は、画像を撮像する撮像画素が配列される撮像領域内に設けられる。これにより、撮像装置１は、点滅光Ｆｓの検出用に、別途検出画素を設ける必要がないので、コストの増大を抑制することができる。

検出画素２１は、画像を撮像する撮像画素が配列される撮像領域外に設けられる。これにより、撮像装置１は、撮像領域内の全撮像画素を使用して画像を撮像することができるので、高画質な画像を撮像することができる。

クロック生成部４は、データ取得部３によってクロックデータが取得されない場合に、点滅光の点滅周期に基づいて動作クロックを生成する。これにより、撮像装置１は、ＧＰＳ衛星１００からクロックデータを取得することができない場合であっても、点滅光から動作クロックを生成する他の撮像装置１０１〜１０３と同一の動作クロックを生成することができる。

クロック生成部４は、撮像装置１の現在位置に基づいて動作クロックを補償する。これにより、クロック生成部４は、商用電源ＣＰＳにノイズが重畳する場合であっても、商用電源ＣＰＳの周波数に同期した動作クロックを生成することができる。

なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。

なお、本技術は以下のような構成も取ることができる。
（１）
画像を撮像して画像データを生成する撮像部と、
他の撮像装置と共用される動作クロックに関するクロックデータを取得するデータ取得部と、
前記データ取得部によって取得される前記クロックデータに基づいて前記動作クロックを生成するクロック生成部と、
前記クロック生成部によって生成される前記動作クロックに基づいて前記撮像部の動作を制御する制御部と、
を有する撮像装置。
（２）
前記データ取得部は、
ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から複数のＧＰＳ衛星によって共用されるグローバルクロックを含む前記クロックデータを取得する
前記（１）に記載の撮像装置。
（３）
前記クロック生成部は、
前記他の撮像装置によって使用される動作クロックと同期するように、生成する前記動作クロックを補償する
前記（１）または（２）に記載の撮像装置。
（４）
前記クロック生成部は、
回路素子の特性、動作電圧、および温度に基づいて前記動作クロックを補償する
前記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の撮像装置。
（５）
前記データ取得部は、
絶対時刻を示す時刻データを含む前記クロックデータを取得し、
前記制御部は、
前記撮像部によって生成される前記画像データに、前記時刻データを付加して前記撮像装置の外部へ出力させる
前記（１）〜（４）のいずれか一つに記載の撮像装置。
（６）
商用電源の周波数によって点滅するフリッカ光源から発せられる点滅光を検出する検出画素、
をさらに備え、
前記クロック生成部は、
前記検出画素によって検出される前記点滅光の点滅周期に基づいて前記動作クロックを生成する
前記（１）に記載の撮像装置。
（７）
前記検出画素は、
前記画像を撮像する撮像画素が配列される撮像領域内に設けられる
前記（６）に記載の撮像装置。
（８）
前記検出画素は、
前記画像を撮像する撮像画素が配列される撮像領域外に設けられる
前記（６）に記載の撮像装置。
（９）
前記クロック生成部は、
前記データ取得部によって前記クロックデータが取得されない場合に、前記点滅光の点滅周期に基づいて前記動作クロックを生成する
前記（６）〜（８）のいずれか一つに記載の撮像装置。
（１０）
前記クロック生成部は、
前記撮像装置の現在位置に基づいて前記動作クロックを補償する
前記（６）〜（９）のいずれか一つに記載の撮像装置。

１ 撮像装置
２ 撮像部
３ データ取得部
４ クロック生成部
５ 制御部
６ Ｉ／Ｆ
１００ ＧＰＳ衛星
１０１〜１０３ 他の撮像装置
ＰＳ 電力会社
ＣＰ 情報提供会社

Claims (10)

1. 画像を撮像して画像データを生成する撮像部と、
   他の撮像装置と共用される動作クロックに関するクロックデータを取得するデータ取得部と、
   前記データ取得部によって取得される前記クロックデータに基づいて前記動作クロックを生成するクロック生成部と、
   前記クロック生成部によって生成される前記動作クロックに基づいて前記撮像部の動作を制御する制御部と、
   を有する撮像装置。
2. 前記データ取得部は、
   ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星から複数のＧＰＳ衛星によって共用されるグローバルクロックを含む前記クロックデータを取得する
   請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記クロック生成部は、
   前記他の撮像装置によって使用される動作クロックと同期するように前記動作クロックを補償する
   請求項１に記載の撮像装置。
4. 前記クロック生成部は、
   回路素子の特性、動作電圧、および温度に基づいて前記動作クロックを補償する
   請求項１に記載の撮像装置。
5. 前記データ取得部は、
   絶対時刻を示す時刻データを含む前記クロックデータを取得し、
   前記制御部は、
   前記撮像部によって生成される前記画像データに、前記時刻データを付加して前記撮像装置の外部へ出力させる
   請求項１に記載の撮像装置。
6. 商用電源の周波数によって点滅するフリッカ光源から発せられる点滅光を検出する検出画素、
   をさらに備え、
   前記クロック生成部は、
   前記検出画素によって検出される前記点滅光の点滅周期に基づいて前記動作クロックを生成する
   請求項１に記載の撮像装置。
7. 前記検出画素は、
   前記画像を撮像する撮像画素が配列される撮像領域内に設けられる
   請求項６に記載の撮像装置。
8. 前記検出画素は、
   前記画像を撮像する撮像画素が配列される撮像領域外に設けられる
   請求項６に記載の撮像装置。
9. 前記クロック生成部は、
   前記データ取得部によって前記クロックデータが取得されない場合に、前記点滅光の点滅周期に基づいて前記動作クロックを生成する
   請求項６に記載の撮像装置。
10. 前記クロック生成部は、
    前記撮像装置の現在位置に基づいて前記動作クロックを補償する
    請求項６に記載の撮像装置。

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