JP4123642B2 - 固体撮像素子の信号処理回路、固体撮像素子を用いたカメラおよび映像信号通信システム並びに映像信号通信方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子の出力信号に信号処理を行う信号処理回路に関するものである。また、本発明は、固体撮像素子を用いて構成されたカメラに関するものである。また、本発明は、固体撮像素子を用いたカメラとこれに接続する情報処理装置とからなる映像信号通信システムおよびそのシステムにて用いられる映像信号通信方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＣＣＤ（Charge Coupled Device)撮像素子等の固体撮像素子を撮像デバイスとして用いたカメラは、固体撮像素子で得られる撮像結果に対して、その輝度（露光）を最適化するＡＥ（Auto Exposure)や色信号のホワイトバランスをとるＡＷＢ（Auto White Balance）等を行う機能を有している。
【０００３】
これらの機能は、固体撮像素子の出力信号に所定の信号処理を行う信号処理回路と、その信号処理回路における信号処理を制御するコントローラとによって実現される。そのため、固体撮像素子を用いたカメラは、通常、図５に示すように、信号処理回路として機能するカメラＩＣ１１に加えて、そのカメラＩＣ１１を制御する専用のＣＰＵ（Central Processing Unit ；以下、このＣＰＵを「制御ＩＣ」と称す）１２を備えている。
【０００４】
このように構成されたカメラでは、カメラＩＣ１１と制御ＩＣ１２との間が直接４線式のシリアルバス１３によって１対１で対応するように接続されているため、常に制御ＩＣ１２が１フィールド単位でカメラＩＣ１１の動作を制御し得るようになっている。詳しくは、図６に示すように、カメラＩＣ１１から垂直同期信号が発せられる毎（１フィールド毎）に、制御ＩＣ１２が制御データをカメラＩＣ１１へ送信する。制御データは、カメラＩＣ１１でのＡＥやＡＷＢ等を制御するためのデータであり、具体的にはカメラＩＣ１１がＡＥやＡＷＢ等を調整するにあたっての処理条件（処理係数等のパラメータ）を指定するためのデータである。
【０００５】
制御データが制御ＩＣ１２から送信されてくると、カメラＩＣ１１は、その制御データに従いつつ固体撮像素子の撮像結果に対してＡＥやＡＷＢ等の調整を行うとともに、その処理結果を検波データとして制御ＩＣ１２へ返信する。この検波データには、例えば図７に示すように、同一のパケット内に、ＡＥの処理結果についてのＡＥ検波データと、各色信号毎のＡＷＢの処理結果についてのＡＷＢ検波データ（１）〜（４）とが含まれる。
【０００６】
そして、制御ＩＣ１２は、図６のように、返信された検波データを基に、次フィールドについての制御データを決定し、次フィールドの垂直同期信号があった後に、その決定した制御データをカメラＩＣ１１へ送信する。
カメラＩＣ１１および制御ＩＣ１２は、このような制御データおよび検波データの授受を、各フィールド毎に繰り返す。したがって、カメラＩＣ１１と制御ＩＣ１２との間では、制御データと検波データとの時間的不一致（フィールドのずれ）が発生してしまうことがなく、常に制御ＩＣ１２がカメラＩＣ１１に対するフィードバック制御を１フィールド単位で行い得るようになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、固体撮像素子を用いたカメラには、図８に示すように、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）またはＩＥＥＥ（電気電子技術者協会）１３９４に準拠したシリアルバス等の通信線２０を介して、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置（以下「ＰＣ」と称す）３０と接続された状態で利用されるもの（以下、このカメラを「ＰＣカメラ」と称す）がある。
【０００８】
このような状態で利用されるＰＣカメラ１０は、構成の簡素化およびこれに伴う小型軽量化や低コスト化等を実現するため、カメラＩＣ１１に対応する制御ＩＣ１２を備えておらず、そのカメラＩＣ１１の制御をＰＣ３０内のＣＰＵ３１が行うように構成されている。そのため、ＡＥやＡＷＢ等を調整する場合には、通信線２０を介して、ＰＣカメラ１０のカメラＩＣ１１とＰＣ３０のＣＰＵ３１との間で、制御データおよび検波データの授受を行う必要がある。
【０００９】
しかしながら、ＰＣカメラ１０は、ＵＳＢ等の通信線２０を介してＰＣ３０と接続しているため、例えばＰＣカメラ１０の通信ポート１２がビジー（busy）状態で使用できないと、ＰＣ３０側への検波データの送信が待たされてしまう。また、ＰＣ３０のＣＰＵ３１においても、検波データを基にした制御データの決定が、他の処理（他のアプリケーションプログラムの実行）によって遅れてしまう可能性がある。
【００１０】
これらのことから、ＰＣ３０側では、図９に示すように、ＰＣカメラ１０側から検波データを受け取っても、その検波データがいつの時点のデータであるかを判別できなくなるおそれがある。また、ＰＣカメラ１０側へ制御データを送信しても、その制御内容がどの時点で反映されたかを把握できないおそれがある。
【００１１】
つまり、ＰＣカメラ１０は、カメラＩＣ１１の制御をＰＣ３０内のＣＰＵ３１が行うため、専用の制御ＩＣ１２を設けた場合のように制御データおよび検波データの授受を各フィールド毎に行うといったことが困難である。したがって、上述したように制御データと検波データとの授受によってカメラＩＣ１１の制御を行おうとしても、制御データと検波データとの相関が不明確になってしまうので、結果としてその制御を正しく行えない可能性がある。
【００１２】
そこで、本発明は、上述した事情を鑑みて、専用の制御ＩＣによらない場合であっても、制御データと検波データとの相関を明確化して、適切な信号処理制御を正しく行うことを可能にする固体撮像素子の信号処理回路、固体撮像素子を用いたカメラ、映像信号通信システムおよび映像信号通信方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために案出されたもので、固体撮像素子の出力信号に対し所定の信号処理を行う信号処理回路であって、前記信号処理を行う際の処理条件を外部からの制御指示に基づいて変更する被制御手段と、前記被制御手段による処理条件の変更結果を前記制御指示の発行元に通知するとともに、前記変更結果の通知に当該変更を行った時に関する時間情報と当該変更の基になった制御指示とのいずれか一方または両方を付加する通知手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明は、上記目的を達成するために案出されたもので、固体撮像素子と、被写体からの入射光を取り込んで前記固体撮像素子の撮像面上に結像させる光学系と、前記固体撮像素子の出力信号に所定の信号処理を行う信号処理回路とを具備するカメラであって、前記信号処理回路が信号処理を行う際の処理条件を外部からの制御指示に基づいて変更する被制御手段と、前記被制御手段による処理条件の変更結果を前記制御指示の発行元に通知するとともに、前記変更結果の通知に当該変更が行われた時に関する時間情報と当該変更の基になった制御指示とのいずれか一方または両方を付加する通知手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明は、上記目的を達成するために案出されたもので、固体撮像素子と、被写体からの入射光を取り込んで前記固体撮像素子の撮像面上に結像させる光学系と、前記固体撮像素子の出力信号に所定の信号処理を行って映像信号とする信号処理回路とを具備するカメラと、前記カメラと通信線を介して接続するインタフェース手段と、そのインタフェース手段に接続しているカメラの動作制御を行うコントロール手段とを具備する情報処理装置とからなり、前記カメラと前記情報処理装置との間で映像信号の授受を行うように構成された映像信号通信システムに関する。そして、このようなシステムにおいて、前記カメラは、前記コントロール手段からの制御指示があると、これを基に前記信号処理回路が信号処理を行う際の処理条件を変更する被制御手段と、前記被制御手段による処理条件の変更結果を前記コントロール手段に通知するとともに、前記変更結果の通知に当該変更を行った時に関する時間情報と当該変更の基になった制御指示とのいずれか一方または両方を付加する通知手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、上記目的を達成するために案出された方法で、固体撮像素子と、被写体からの入射光を取り込んで前記固体撮像素子の撮像面上に結像させる光学系と、前記固体撮像素子の出力信号に所定の信号処理を行って映像信号とする信号処理回路とを具備するカメラと、前記カメラと通信線を介して接続するインタフェース手段と、そのインタフェース手段に接続しているカメラの動作制御を行うコントロール手段とを具備する情報処理装置とからなり、前記カメラと前記情報処理装置との間で映像信号の授受を行うように構成されたシステムにて用いられる映像信号通信方法である。そして、前記コントロール手段からの制御指示があると、前記カメラ側にて前記制御指示を基に前記信号処理回路が信号処理を行う際の処理条件を変更して当該信号処理を最適化し、その最適化のための処理条件の変更結果に対し当該変更を行った時に関する時間情報と当該変更の基になった制御指示とのいずれか一方または両方を付加し、その付加後の変更結果を前記カメラ側から前記情報処理装置のコントロール手段に通知し、前記カメラ側からの通知を受けると当該通知に付加された時間情報または制御指示に応じてその後に前記カメラに対して与える制御指示の内容を前記コントロール手段が決定することを特徴とする。
【００１７】
上記構成の信号処理回路、カメラ若しくは映像信号通信システムまたは上記手順の映像信号通信方法によれば、処理条件の変更結果を制御指示の発行元または情報処理装置のコントロール手段へ通知するのにあたって、その変更結果に時間情報と制御指示とのいずれか一方または両方が付加される。よって、付加された時間情報または制御指示を基にすれば、通知された側においても、処理条件の変更が行われた時またはその変更の基になった指示内容が分かるようになる。つまり、処理条件の変更とその変更結果の通知とが非同期であっても、制御指示の発行元または情報処理装置のコントロール手段では、例えば制御データによって具現化される制御指示と検波データによって具現化される変更結果通知との間の相関が明確になる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明に係る信号処理回路、カメラおよび映像信号通信システム並びに映像信号通信方法について説明する。
【００１９】
先ず始めに、映像信号通信システムの全体について説明する。
本実施の形態における映像信号通信システムは、既に説明したように、ＰＣ３０と、これに通信線２０を介して接続するＰＣカメラとからなり、これらの間で映像信号の授受を行うように構成されたものである（図８参照）。
【００２０】
そのために、ＰＣ３０には、通信線２０を介して接続するＰＣカメラの動作制御を行うＣＰＵ３１と、その通信線２０に接続するための通信ポート３２と、その通信ポート３２とＣＰＵ３１との間を接続する内部バス３３と、が設けられてる。なお、ＣＰＵ３１は、所定プログラムを実行することによって、ＰＣカメラの動作制御を行うようになっている。また、通信ポート３２に接続する通信線２０としては、例えばＵＳＢまたはＩＥＥＥ１３９４に準拠したシリアルバスが考えられるが、他の公知であるネットワーク技術を用いたものであってもよい。
【００２１】
一方、ＰＣカメラには、固体撮像素子の他に、通信線２０に接続するための通信ポート１４と、その通信ポートと４線式のシリアルバスを介して接続するカメラＩＣとが設けられいるが、このカメラＩＣが既に説明した従来のものとは異なっている。
【００２２】
ここで、本実施の形態におけるＰＣカメラについて詳しく説明する。
図１は、本発明をＰＣカメラに適用した場合の概略構成例を示すブロック図である。
【００２３】
図例のように、本実施の形態のＰＣカメラ１は、レンズ２と、撮像素子３と、プリアンプ４と、Ａ／Ｄコンバータ５と、カメラＩＣ６と、を備えてなるものである。なお、プリアンプ４およびＡ／Ｄコンバータ５は、カメラＩＣ６内に設けられたものあってもよい。
【００２４】
レンズ２は、被写体（ただし不図示）からの入射光を取り込んで撮像素子３の撮像面上に結像させるものである。
撮像素子３は、ＣＣＤ撮像素子等の固体撮像素子からなるもので、撮像面上に結像された画像を画素単位で電気信号に変換し、画像信号としてプリアンプ４に供給するものである。
プリアンプ４は、撮像素子３から出力される画像信号をサンプルホールドして必要なデータを取り出すとともに、適正なレベルに合わせるためのゲインコントロールを行い、そのゲインコントロール後の出力信号をＡ／Ｄコンバータ５に供給するものである。
Ａ／Ｄコンバータ５は、プリアンプ４からの出力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換してカメラＩＣ６に供給するものである。
【００２５】
カメラＩＣ６は、Ａ／Ｄコンバータ５から供給されるデジタル信号に対し所定の信号処理を行う信号処理回路として機能するものである。そのために、カメラＩＣ６は、例えば、Ｙ／Ｃ分離回路６１、ＲＧＢ変換回路６２、被制御コントローラ回路６３、積分回路６４、圧縮回路６５および通信制御回路６６を有する構成となっている。なお、これらの各回路６１〜６６は、カメラＩＣ６として一体で設けられたものではなく、それぞれが別体で設けられたものであってもよい。
【００２６】
Ｙ／Ｃ分離回路６１は、Ａ／Ｄコンバータ５からのデジタル信号を輝度（Ｙ）信号と色差（Ｃ）信号とに分離するものである。この分離を行うために、Ｙ／Ｃ分離回路６１は、図２に示すように、例えば補色市松色差線順次方式を利用した演算によって輝度信号と色差信号とを求めるデジタル信号処理回路（Digital Signal Processor；以下「ＤＳＰ」と略す）６１ａを有している。さらに、Ｙ／Ｃ分離回路６１は、ＤＳＰ６１ａが求めた輝度信号に対し、乗算係数（以下「Ｙゲイン」と称す）の変更により、その輝度信号の信号レベルをコントロールする乗算器６１ｂを有している。この乗算器６１ｂでのＹゲインのコントロールによって、Ｙ／Ｃ分離回路６１では、露光を最適化するＡＥ機能を実現し得るようになっている。なお、乗算器６１ｂによるＹゲインのコントロールは、被制御コントローラ回路６３から与えられる制御信号に従いつつ行われるものとする。
【００２７】
また図１において、ＲＧＢ変換回路６２は、Ｙ／Ｃ分離回路６１で輝度信号と色差信号とに分離された後のデジタル信号をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の原色信号であるＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号に変換するものである。この変換を行うために、ＲＧＢ変換回路６２は、図３に示すように、輝度信号と色差信号との分光特性に基づく演算によってＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号のそれぞれを求める原色分離回路６２ａを有している。さらに、ＲＧＢ変換回路６２は、原色分離回路６２ａが求めたＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号に対し、それぞれの比率が等しくなるようにゲインを調整するホワイトバランスアンプ６２ｒ，６２ｇ，６２ｂを有している。これらホワイトバランスアンプ６２ｒ，６２ｇ，６２ｂでのゲイン調整によって、ＲＧＢ変換回路６２では、ホワイトバランスをとるＡＷＢ機能を実現し得るようになっている。なお、ホワイトバランスアンプ６２ｒ，６２ｇ，６２ｂによるゲイン調整も、Ｙ／Ｃ分離回路６１の乗算器６１ｂと同様に、被制御コントローラ回路６３から与えられる制御信号に従いつつ行われるものとする。。
【００２８】
また図１において、被制御コントローラ回路６３は、Ｙ／Ｃ分離回路６１の乗算器６１ｂおよびＲＧＢ変換回路６２のホワイトバランスアンプ６２ｒ，６２ｇ，６２ｂに対して、制御信号を供給するものである。ただし、被制御コントローラ回路６３では、ＰＣカメラ１の動作制御がＰＣ３０のＣＰＵ３１によって行われることから、通信線２０を介してＣＰＵ３１から送信される制御指示、すなわちＣＰＵ３１から送信される制御データの内容（例えばＹゲインの値やゲイン調整係数といったパラメータ）に基づいて、制御信号を生成するようになっている。
【００２９】
なお、被制御コントローラ回路６３は、ＣＰＵ３１からの制御データに違いつつＡＥ処理を行うのにあたって、Ｙ／Ｃ分離回路６１の乗算器６１ｂにＹゲインをコントロールさせるのではなく、撮像素子３のシャッタースピードをコントロールするようにしたり、プリアンプ４のゲインをコントロールするようにしてもよい。
【００３０】
積分回路６４は、ＲＧＢ変換回路６２によって変換された後のＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号をそれぞれフィールド毎に積分して、その積分値を通信制御回路６６へ供給するものである。この積分値は、後述するように、ＰＣ３０のＣＰＵ３１がＡＥおよびＡＷＢ（以下、これらを単に「ＡＥ／ＡＷＢ」と記す）の制御を行うために必要となる検波データの生成に用いられる。
【００３１】
圧縮回路６５は、Ｒ信号，Ｇ信号，Ｂ信号（必要に応じて例えばγ補正といった他の処理がさらに行われていてもよい）を映像信号として通信線２０を介してＰＣ３０側へ送信するのにあたって、その通信線２０のデータ転送速度を考慮して、送信すべき映像信号にデータ圧縮処理を行うものである。データ圧縮処理は、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）等の公知技術を利用して行えばよい。なお、通信線２０を介した送信に支障が生じなければ、圧縮回路６５は無くてもよい。
【００３２】
通信制御回路６６は、通信ポート１４からのデータ送信および通信ポート１４でのデータ受信を管理するものである。具体的には、ＰＣ３０側への映像信号の送信、ＰＣ３０のＣＰＵ３１からの制御データの受信、ＰＣ３０のＣＰＵ３１への検波データの送信等を管理するようになっている。
【００３３】
ただし、通信制御回路６６では、検波データの送信にあたって、以下に述べるような特徴的な処理を行う。つまり、通信制御回路６６は、本実施の形態のＰＣカメラ１、さらに詳しくはそのＰＣカメラ１に搭載されたカメラＩＣ６において、最も特徴的な機能を有している。
【００３４】
検波データの送信にあたって、通信制御回路６６は、図４に示すような通信パケットを生成する。
この通信パケットには、ヘッダー、ＡＥ検波データおよびＡＷＢ検波データ（１）〜（４）に加えて、フィールドカウンタとＡＥ／ＡＷＢ制御データとが付加されている。
【００３５】
ヘッダーには、通信パケットの発信元および送信先を特定するためのアドレス等が表示される。また、ＡＥ検波データおよびＡＷＢ検波データ（１）〜（４）は、それぞれが積分回路６４によるフィールド毎の積分値を基に生成されるもので、ＡＥ検波データがＹ／Ｃ分離回路６１でのＡＥ処理の結果に関するもの、ＡＷＢ検波データ（１）〜（４）がＲＧＢ変換回路６２でのＡＷＢ処理の結果に関するものである。なお、ＡＷＢ検波データ（１）〜（４）が複数あるのは、各色毎あるいは各色間についての処理結果が存在するからである。
【００３６】
フィールドカウンタには、ＡＥ／ＡＷＢ処理を行った時に関する時間情報が表示される。すなわち、フィールドカウンタには、ＡＥ検波データおよびＡＷＢ検波データ（１）〜（４）の採取時刻が表示される。この時間情報の採取のために、通信制御回路６６では、ＰＣカメラ１の動作開始からの経過時間を、例えばクロックパルスに従って動作するカウンタによって監視するようになっている。
【００３７】
ＡＥ／ＡＷＢ制御データは、ＡＥ／ＡＷＢ処理の基になった制御データ、すなわちＡＥ検波データおよびＡＷＢ検波データ（１）〜（４）を採取した際にＰＣ３０側から被制御コントローラ回路６３に与えられていた制御データである。
【００３８】
次に、以上のように構成されたＰＣカメラ１における処理動作例について説明する。
このＰＣカメラ１では、ＰＣ３０のＣＰＵ３１から通信線２０を介して制御データが送信されてくると、その制御データを通信ポート１４で受け取った後に、通信制御回路６６がその制御データを被制御コントローラ回路６３へ供給する。これにより、被制御コントローラ回路６３は、その制御データによって指示される内容に従いつつ、Ｙ／Ｃ分離回路６１の乗算器６１ｂにＹゲインをコントロールさせるとともに、ＲＧＢ変換回路６２のホワイトバランスアンプ６２ｒ，６２ｇ，６２ｂにゲイン調整を行わせる。
【００３９】
その後、ＰＣカメラ１では、このようにして行ったＡＥ／ＡＷＢ処理の結果から得られた１フィールド分の積分回路６４による積分値を基に、通信制御回路６６が検波データ送信のための通信パケットを生成する。このとき、通信制御回路６６は、通信パケット内に、その検波データの採取時刻についてのフィールドカウンタを付加する。また、通信制御回路６６は、通信パケット内に、先にＣＰＵ３１から受信している制御データをＡＥ／ＡＷＢ制御データとして付加する。そして、通信制御回路６６は、フィールドカウンタおよびＡＥ／ＡＷＢ制御データを付加した通信パケットを、通信ポート１４から通信線２０を介してＰＣ３０側へ返信する。
【００４０】
これに対して、ＰＣ３０では、ＰＣカメラ１から通信線２０を介して通信パケットが送信されてくると、その通信パケットを通信ポート３２で受け取った後に、ＣＰＵ３１がその通信パケットの内容を解析する。
【００４１】
ただし、ＰＣカメラ１とＰＣ３０との間はＵＳＢ等の通信線２０を介して接続されているため、これらの間での通信パケット等の授受は、例えばＰＣカメラ１からＰＣ３０への通信パケットの送信が待たされたりＣＰＵ３１が他のアプリケーションプログラムを実行しているなどの理由によって、非同期で行われる可能性がある。
【００４２】
ところが、ＰＣカメラ１からの通信パケットには、フィールドカウンタおよびＡＥ／ＡＷＢ制御データが付加されている。そのため、ＣＰＵ３１は、これらを基にすれば、通信パケットの授受に時間差が生じた場合であっても、検波データの採取時刻とその基になった制御データの内容が分かるようになる。したがって、ＣＰＵ３１は、ＰＣカメラ１側から受け取った通信パケットに含まれる検波データがいつの時点のデータであるかを、的確に判別できるようになる。さらに、ＣＰＵ３１は、ＰＣカメラ１側へ送信した制御データの内容がどの時点で反映されたかを、的確に把握できるようになる。
【００４３】
そして、ＣＰＵ３１は、その通信パケットの解析結果に応じて、ＰＣカメラ１に対してどのようなＡＥ／ＡＷＢ制御を行えばよいかを決定し、その決定結果を反映させた制御データを通信ポート３２から通信線２０を介してＰＣカメラ１側へ送信する。
【００４４】
つまり、ＰＣ３０側では、通信パケットに付加されたフィールドカウンタおよびＡＥ／ＡＷＢ制御データによって、既にＰＣカメラ１側に指示した制御データとその後ＰＣカメラ１側から受け取った検波データとの相関が明確になるので、通信パケット等の授受が非同期に行われても、ＰＣカメラ１に対する適切なＡＥ／ＡＷＢ制御を正しく行うことができる。。
【００４５】
このことから、フィールドカウンタおよびＡＥ／ＡＷＢ制御データの付加機能を有したカメラＩＣ６を備えてＰＣカメラ１を構成すれば、ＰＣカメラ１内に専用の制御ＩＣを設けなくてもＰＣ３０側から適切なＡＥ／ＡＷＢ制御を行い得るようになるので、ＰＣカメラ１側では小型軽量化や低コスト化等を容易に実現することができ、またＰＣ３０側では高画質の映像信号が得られるようになる。
【００４６】
なお、本実施の形態では、ＰＣ３０側へ送信する通信パケットの生成にあたって、通信制御回路６６がその通信パケットにフィールドカウンタとＡＥ／ＡＷＢ制御データとの双方を付加する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、通信制御回路６６は、必ずしもフィールドカウンタとＡＥ／ＡＷＢ制御データとの双方を付加する必要はなく、少なくともいずれか一方のみを付加するようにしてもよい。これは、フィールドカウンタとＡＥ／ＡＷＢ制御データとを共に付加するのがＰＣ３０側での制御には最も好ましいが、いずれか一方のみを付加してもＰＣ３０側で制御データと通信パケット（検波データ）との相関が明確になるからである。このようにいずれか一方のみを付加する場合の具体例の一つとして、例えばＰＣ３０側で制御データの送信履歴を記憶するメモリ容量を確保し、ＰＣカメラ１からの送信パケットにはフィールドカウンタのみを付加し、その送信履歴とフィールドカウンタとを基にＰＣ３０側でＡＥ／ＡＷＢ制御を行うようにする、といったことが考えられる。
【００４７】
また、本実施の形態では、撮像素子３からの出力信号に対してＡＥ／ＡＷＢ処理を行う場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、撮像素子３からの出力信号に対するものであれば他の信号処理であっても、本実施の形態の場合と同様のフィードバック制御を適用することが考えられる。
【００４８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の信号処理回路、カメラ若しくは映像信号通信システムまたは映像信号通信方法によれば、例えば信号処理の処理条件の変更結果の通知にあたって、その変更結果に時間情報と制御指示とのいずれか一方または両方が付加するので、その付加された時間情報または制御指示を基にすれば、通知された側においても処理条件の変更が行われた時またはその変更の基になった指示内容が分かるようになる。つまり、処理条件の変更とその変更結果の通知とが非同期で行われても、制御指示と変更結果通知との相関が明確になる。これにより、その制御元では、信号処理の処理条件についての適切な制御を正しく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明をＰＣカメラに適用した場合の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図１のＰＣカメラが備えるＹ／Ｃ分離回路の一例を示すブロック図である。
【図３】図１のＰＣカメラが備えるＲＧＢ変換回路の一例を示すブロック図である。
【図４】図１のＰＣカメラが備える通信制御回路によって生成される通信パケットのフォーマット例を示す説明図である。
【図５】従来の固体撮像素子を用いたカメラの一例を示すブロック図である。
【図６】図５のカメラによるＡＥ／ＡＷＢ制御の概要の一例を示す説明である。
【図７】図５のカメラによって生成される通信パケットのフォーマット例を示す説明図である。
【図８】従来の固体撮像素子を用いたＰＣカメラの一例を示すブロック図である。
【図９】図８のＰＣカメラによるＡＥ／ＡＷＢ制御の概要の一例を示す説明である。
【符号の説明】
１…ＰＣカメラ、２…レンズ、３…撮像素子、６…カメラＩＣ（信号処理回路）、２０…通信線、３０…ＰＣ（情報処理装置）、３１…ＣＰＵ、３２…通信ポート、６１…Ｙ／Ｃ分離回路、６２…ＲＧＢ変換回路、６３…被制御コントローラ回路、６４…積分回路、６６…通信制御回路
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体撮像素子の出力信号に信号処理を行う信号処理回路に関するものである。また、本発明は、固体撮像素子を用いて構成されたカメラに関するものである。また、本発明は、固体撮像素子を用いたカメラとこれに接続する情報処理装置とからなる映像信号通信システムおよびそのシステムにて用いられる映像信号通信方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＣＣＤ（Charge Coupled Device)撮像素子等の固体撮像素子を撮像デバイスとして用いたカメラは、固体撮像素子で得られる撮像結果に対して、その輝度（露光）を最適化するＡＥ（Auto Exposure)や色信号のホワイトバランスをとるＡＷＢ（Auto White Balance）等を行う機能を有している。
【０００３】
これらの機能は、固体撮像素子の出力信号に所定の信号処理を行う信号処理回路と、その信号処理回路における信号処理を制御するコントローラとによって実現される。そのため、固体撮像素子を用いたカメラは、通常、図５に示すように、信号処理回路として機能するカメラＩＣ１１に加えて、そのカメラＩＣ１１を制御する専用のＣＰＵ（Central Processing Unit ；以下、このＣＰＵを「制御ＩＣ」と称す）１２を備えている。
【０００４】
このように構成されたカメラでは、カメラＩＣ１１と制御ＩＣ１２との間が直接４線式のシリアルバス１３によって１対１で対応するように接続されているため、常に制御ＩＣ１２が１フィールド単位でカメラＩＣ１１の動作を制御し得るようになっている。詳しくは、図６に示すように、カメラＩＣ１１から垂直同期信号が発せられる毎（１フィールド毎）に、制御ＩＣ１２が制御データをカメラＩＣ１１へ送信する。制御データは、カメラＩＣ１１でのＡＥやＡＷＢ等を制御するためのデータであり、具体的にはカメラＩＣ１１がＡＥやＡＷＢ等を調整するにあたっての処理条件（処理係数等のパラメータ）を指定するためのデータである。
【０００５】
制御データが制御ＩＣ１２から送信されてくると、カメラＩＣ１１は、その制御データに従いつつ固体撮像素子の撮像結果に対してＡＥやＡＷＢ等の調整を行うとともに、その処理結果を検波データとして制御ＩＣ１２へ返信する。この検波データには、例えば図７に示すように、同一のパケット内に、ＡＥの処理結果についてのＡＥ検波データと、各色信号毎のＡＷＢの処理結果についてのＡＷＢ検波データ（１）〜（４）とが含まれる。
【０００６】
そして、制御ＩＣ１２は、図６のように、返信された検波データを基に、次フィールドについての制御データを決定し、次フィールドの垂直同期信号があった後に、その決定した制御データをカメラＩＣ１１へ送信する。
カメラＩＣ１１および制御ＩＣ１２は、このような制御データおよび検波データの授受を、各フィールド毎に繰り返す。したがって、カメラＩＣ１１と制御ＩＣ１２との間では、制御データと検波データとの時間的不一致（フィールドのずれ）が発生してしまうことがなく、常に制御ＩＣ１２がカメラＩＣ１１に対するフィードバック制御を１フィールド単位で行い得るようになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、固体撮像素子を用いたカメラには、図８に示すように、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）またはＩＥＥＥ（電気電子技術者協会）１３９４に準拠したシリアルバス等の通信線２０を介して、パーソナルコンピュータ等の情報処理装置（以下「ＰＣ」と称す）３０と接続された状態で利用されるもの（以下、このカメラを「ＰＣカメラ」と称す）がある。
【０００８】
このような状態で利用されるＰＣカメラ１０は、構成の簡素化およびこれに伴う小型軽量化や低コスト化等を実現するため、カメラＩＣ１１に対応する制御ＩＣ１２を備えておらず、そのカメラＩＣ１１の制御をＰＣ３０内のＣＰＵ３１が行うように構成されている。そのため、ＡＥやＡＷＢ等を調整する場合には、通信線２０を介して、ＰＣカメラ１０のカメラＩＣ１１とＰＣ３０のＣＰＵ３１との間で、制御データおよび検波データの授受を行う必要がある。
【０００９】
しかしながら、ＰＣカメラ１０は、ＵＳＢ等の通信線２０を介してＰＣ３０と接続しているため、例えばＰＣカメラ１０の通信ポート１２がビジー（busy）状態で使用できないと、ＰＣ３０側への検波データの送信が待たされてしまう。また、ＰＣ３０のＣＰＵ３１においても、検波データを基にした制御データの決定が、他の処理（他のアプリケーションプログラムの実行）によって遅れてしまう可能性がある。
【００１０】
これらのことから、ＰＣ３０側では、図９に示すように、ＰＣカメラ１０側から検波データを受け取っても、その検波データがいつの時点のデータであるかを判別できなくなるおそれがある。また、ＰＣカメラ１０側へ制御データを送信しても、その制御内容がどの時点で反映されたかを把握できないおそれがある。
【００１１】
つまり、ＰＣカメラ１０は、カメラＩＣ１１の制御をＰＣ３０内のＣＰＵ３１が行うため、専用の制御ＩＣ１２を設けた場合のように制御データおよび検波データの授受を各フィールド毎に行うといったことが困難である。したがって、上述したように制御データと検波データとの授受によってカメラＩＣ１１の制御を行おうとしても、制御データと検波データとの相関が不明確になってしまうので、結果としてその制御を正しく行えない可能性がある。
【００１２】
そこで、本発明は、上述した事情を鑑みて、専用の制御ＩＣによらない場合であっても、制御データと検波データとの相関を明確化して、適切な信号処理制御を正しく行うことを可能にする固体撮像素子の信号処理回路、固体撮像素子を用いたカメラ、映像信号通信システムおよび映像信号通信方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために案出されたもので、固体撮像素子の出力信号に対し所定の信号処理を行う信号処理回路であって、前記信号処理を行う際の処理条件を外部からの制御指示に基づいて変更する被制御手段と、前記被制御手段による処理条件の変更結果を前記制御指示の発行元に通知するとともに、前記変更結果の通知に当該変更を行った時に関する時間情報と当該変更の基になった制御指示とのいずれか一方または両方を付加する通知手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１４】
また、本発明は、上記目的を達成するために案出されたもので、固体撮像素子と、被写体からの入射光を取り込んで前記固体撮像素子の撮像面上に結像させる光学系と、前記固体撮像素子の出力信号に所定の信号処理を行う信号処理回路とを具備するカメラであって、前記信号処理回路が信号処理を行う際の処理条件を外部からの制御指示に基づいて変更する被制御手段と、前記被制御手段による処理条件の変更結果を前記制御指示の発行元に通知するとともに、前記変更結果の通知に当該変更が行われた時に関する時間情報と当該変更の基になった制御指示とのいずれか一方または両方を付加する通知手段とを備えることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明は、上記目的を達成するために案出されたもので、固体撮像素子と、被写体からの入射光を取り込んで前記固体撮像素子の撮像面上に結像させる光学系と、前記固体撮像素子の出力信号に所定の信号処理を行って映像信号とする信号処理回路とを具備するカメラと、前記カメラと通信線を介して接続するインタフェース手段と、そのインタフェース手段に接続しているカメラの動作制御を行うコントロール手段とを具備する情報処理装置とからなり、前記カメラと前記情報処理装置との間で映像信号の授受を行うように構成された映像信号通信システムに関する。そして、このようなシステムにおいて、前記カメラは、前記コントロール手段からの制御指示があると、これを基に前記信号処理回路が信号処理を行う際の処理条件を変更する被制御手段と、前記被制御手段による処理条件の変更結果を前記コントロール手段に通知するとともに、前記変更結果の通知に当該変更を行った時に関する時間情報と当該変更の基になった制御指示とのいずれか一方または両方を付加する通知手段とを備えることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、上記目的を達成するために案出された方法で、固体撮像素子と、被写体からの入射光を取り込んで前記固体撮像素子の撮像面上に結像させる光学系と、前記固体撮像素子の出力信号に所定の信号処理を行って映像信号とする信号処理回路とを具備するカメラと、前記カメラと通信線を介して接続するインタフェース手段と、そのインタフェース手段に接続しているカメラの動作制御を行うコントロール手段とを具備する情報処理装置とからなり、前記カメラと前記情報処理装置との間で映像信号の授受を行うように構成されたシステムにて用いられる映像信号通信方法である。そして、前記コントロール手段からの制御指示があると、前記カメラ側にて前記制御指示を基に前記信号処理回路が信号処理を行う際の処理条件を変更して当該信号処理を最適化し、その最適化のための処理条件の変更結果に対し当該変更を行った時に関する時間情報と当該変更の基になった制御指示とのいずれか一方または両方を付加し、その付加後の変更結果を前記カメラ側から前記情報処理装置のコントロール手段に通知し、前記カメラ側からの通知を受けると当該通知に付加された時間情報または制御指示に応じてその後に前記カメラに対して与える制御指示の内容を前記コントロール手段が決定することを特徴とする。
【００１７】
上記構成の信号処理回路、カメラ若しくは映像信号通信システムまたは上記手順の映像信号通信方法によれば、処理条件の変更結果を制御指示の発行元または情報処理装置のコントロール手段へ通知するのにあたって、その変更結果に時間情報と制御指示とのいずれか一方または両方が付加される。よって、付加された時間情報または制御指示を基にすれば、通知された側においても、処理条件の変更が行われた時またはその変更の基になった指示内容が分かるようになる。つまり、処理条件の変更とその変更結果の通知とが非同期であっても、制御指示の発行元または情報処理装置のコントロール手段では、例えば制御データによって具現化される制御指示と検波データによって具現化される変更結果通知との間の相関が明確になる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明に係る信号処理回路、カメラおよび映像信号通信システム並びに映像信号通信方法について説明する。
【００１９】
先ず始めに、映像信号通信システムの全体について説明する。
本実施の形態における映像信号通信システムは、既に説明したように、ＰＣ３０と、これに通信線２０を介して接続するＰＣカメラとからなり、これらの間で映像信号の授受を行うように構成されたものである（図８参照）。
【００２０】
そのために、ＰＣ３０には、通信線２０を介して接続するＰＣカメラの動作制御を行うＣＰＵ３１と、その通信線２０に接続するための通信ポート３２と、その通信ポート３２とＣＰＵ３１との間を接続する内部バス３３と、が設けられてる。なお、ＣＰＵ３１は、所定プログラムを実行することによって、ＰＣカメラの動作制御を行うようになっている。また、通信ポート３２に接続する通信線２０としては、例えばＵＳＢまたはＩＥＥＥ１３９４に準拠したシリアルバスが考えられるが、他の公知であるネットワーク技術を用いたものであってもよい。
【００２１】
一方、ＰＣカメラには、固体撮像素子の他に、通信線２０に接続するための通信ポート１４と、その通信ポートと４線式のシリアルバスを介して接続するカメラＩＣとが設けられいるが、このカメラＩＣが既に説明した従来のものとは異なっている。
【００２２】
ここで、本実施の形態におけるＰＣカメラについて詳しく説明する。
図１は、本発明をＰＣカメラに適用した場合の概略構成例を示すブロック図である。
【００２３】
図例のように、本実施の形態のＰＣカメラ１は、レンズ２と、撮像素子３と、プリアンプ４と、Ａ／Ｄコンバータ５と、カメラＩＣ６と、を備えてなるものである。なお、プリアンプ４およびＡ／Ｄコンバータ５は、カメラＩＣ６内に設けられたものあってもよい。
【００２４】
レンズ２は、被写体（ただし不図示）からの入射光を取り込んで撮像素子３の撮像面上に結像させるものである。
撮像素子３は、ＣＣＤ撮像素子等の固体撮像素子からなるもので、撮像面上に結像された画像を画素単位で電気信号に変換し、画像信号としてプリアンプ４に供給するものである。
プリアンプ４は、撮像素子３から出力される画像信号をサンプルホールドして必要なデータを取り出すとともに、適正なレベルに合わせるためのゲインコントロールを行い、そのゲインコントロール後の出力信号をＡ／Ｄコンバータ５に供給するものである。
Ａ／Ｄコンバータ５は、プリアンプ４からの出力信号をアナログ信号からデジタル信号に変換してカメラＩＣ６に供給するものである。
【００２５】
カメラＩＣ６は、Ａ／Ｄコンバータ５から供給されるデジタル信号に対し所定の信号処理を行う信号処理回路として機能するものである。そのために、カメラＩＣ６は、例えば、Ｙ／Ｃ分離回路６１、ＲＧＢ変換回路６２、被制御コントローラ回路６３、積分回路６４、圧縮回路６５および通信制御回路６６を有する構成となっている。なお、これらの各回路６１〜６６は、カメラＩＣ６として一体で設けられたものではなく、それぞれが別体で設けられたものであってもよい。
【００２６】
Ｙ／Ｃ分離回路６１は、Ａ／Ｄコンバータ５からのデジタル信号を輝度（Ｙ）信号と色差（Ｃ）信号とに分離するものである。この分離を行うために、Ｙ／Ｃ分離回路６１は、図２に示すように、例えば補色市松色差線順次方式を利用した演算によって輝度信号と色差信号とを求めるデジタル信号処理回路（Digital Signal Processor；以下「ＤＳＰ」と略す）６１ａを有している。さらに、Ｙ／Ｃ分離回路６１は、ＤＳＰ６１ａが求めた輝度信号に対し、乗算係数（以下「Ｙゲイン」と称す）の変更により、その輝度信号の信号レベルをコントロールする乗算器６１ｂを有している。この乗算器６１ｂでのＹゲインのコントロールによって、Ｙ／Ｃ分離回路６１では、露光を最適化するＡＥ機能を実現し得るようになっている。なお、乗算器６１ｂによるＹゲインのコントロールは、被制御コントローラ回路６３から与えられる制御信号に従いつつ行われるものとする。
【００２７】
また図１において、ＲＧＢ変換回路６２は、Ｙ／Ｃ分離回路６１で輝度信号と色差信号とに分離された後のデジタル信号をＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の原色信号であるＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号に変換するものである。この変換を行うために、ＲＧＢ変換回路６２は、図３に示すように、輝度信号と色差信号との分光特性に基づく演算によってＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号のそれぞれを求める原色分離回路６２ａを有している。さらに、ＲＧＢ変換回路６２は、原色分離回路６２ａが求めたＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号に対し、それぞれの比率が等しくなるようにゲインを調整するホワイトバランスアンプ６２ｒ，６２ｇ，６２ｂを有している。これらホワイトバランスアンプ６２ｒ，６２ｇ，６２ｂでのゲイン調整によって、ＲＧＢ変換回路６２では、ホワイトバランスをとるＡＷＢ機能を実現し得るようになっている。なお、ホワイトバランスアンプ６２ｒ，６２ｇ，６２ｂによるゲイン調整も、Ｙ／Ｃ分離回路６１の乗算器６１ｂと同様に、被制御コントローラ回路６３から与えられる制御信号に従いつつ行われるものとする。。
【００２８】
また図１において、被制御コントローラ回路６３は、Ｙ／Ｃ分離回路６１の乗算器６１ｂおよびＲＧＢ変換回路６２のホワイトバランスアンプ６２ｒ，６２ｇ，６２ｂに対して、制御信号を供給するものである。ただし、被制御コントローラ回路６３では、ＰＣカメラ１の動作制御がＰＣ３０のＣＰＵ３１によって行われることから、通信線２０を介してＣＰＵ３１から送信される制御指示、すなわちＣＰＵ３１から送信される制御データの内容（例えばＹゲインの値やゲイン調整係数といったパラメータ）に基づいて、制御信号を生成するようになっている。
【００２９】
なお、被制御コントローラ回路６３は、ＣＰＵ３１からの制御データに違いつつＡＥ処理を行うのにあたって、Ｙ／Ｃ分離回路６１の乗算器６１ｂにＹゲインをコントロールさせるのではなく、撮像素子３のシャッタースピードをコントロールするようにしたり、プリアンプ４のゲインをコントロールするようにしてもよい。
【００３０】
積分回路６４は、ＲＧＢ変換回路６２によって変換された後のＲ信号，Ｇ信号，Ｂ信号をそれぞれフィールド毎に積分して、その積分値を通信制御回路６６へ供給するものである。この積分値は、後述するように、ＰＣ３０のＣＰＵ３１がＡＥおよびＡＷＢ（以下、これらを単に「ＡＥ／ＡＷＢ」と記す）の制御を行うために必要となる検波データの生成に用いられる。
【００３１】
圧縮回路６５は、Ｒ信号，Ｇ信号，Ｂ信号（必要に応じて例えばγ補正といった他の処理がさらに行われていてもよい）を映像信号として通信線２０を介してＰＣ３０側へ送信するのにあたって、その通信線２０のデータ転送速度を考慮して、送信すべき映像信号にデータ圧縮処理を行うものである。データ圧縮処理は、ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）等の公知技術を利用して行えばよい。なお、通信線２０を介した送信に支障が生じなければ、圧縮回路６５は無くてもよい。
【００３２】
通信制御回路６６は、通信ポート１４からのデータ送信および通信ポート１４でのデータ受信を管理するものである。具体的には、ＰＣ３０側への映像信号の送信、ＰＣ３０のＣＰＵ３１からの制御データの受信、ＰＣ３０のＣＰＵ３１への検波データの送信等を管理するようになっている。
【００３３】
ただし、通信制御回路６６では、検波データの送信にあたって、以下に述べるような特徴的な処理を行う。つまり、通信制御回路６６は、本実施の形態のＰＣカメラ１、さらに詳しくはそのＰＣカメラ１に搭載されたカメラＩＣ６において、最も特徴的な機能を有している。
【００３４】
検波データの送信にあたって、通信制御回路６６は、図４に示すような通信パケットを生成する。
この通信パケットには、ヘッダー、ＡＥ検波データおよびＡＷＢ検波データ（１）〜（４）に加えて、フィールドカウンタとＡＥ／ＡＷＢ制御データとが付加されている。
【００３５】
ヘッダーには、通信パケットの発信元および送信先を特定するためのアドレス等が表示される。また、ＡＥ検波データおよびＡＷＢ検波データ（１）〜（４）は、それぞれが積分回路６４によるフィールド毎の積分値を基に生成されるもので、ＡＥ検波データがＹ／Ｃ分離回路６１でのＡＥ処理の結果に関するもの、ＡＷＢ検波データ（１）〜（４）がＲＧＢ変換回路６２でのＡＷＢ処理の結果に関するものである。なお、ＡＷＢ検波データ（１）〜（４）が複数あるのは、各色毎あるいは各色間についての処理結果が存在するからである。
【００３６】
フィールドカウンタには、ＡＥ／ＡＷＢ処理を行った時に関する時間情報が表示される。すなわち、フィールドカウンタには、ＡＥ検波データおよびＡＷＢ検波データ（１）〜（４）の採取時刻が表示される。この時間情報の採取のために、通信制御回路６６では、ＰＣカメラ１の動作開始からの経過時間を、例えばクロックパルスに従って動作するカウンタによって監視するようになっている。
【００３７】
ＡＥ／ＡＷＢ制御データは、ＡＥ／ＡＷＢ処理の基になった制御データ、すなわちＡＥ検波データおよびＡＷＢ検波データ（１）〜（４）を採取した際にＰＣ３０側から被制御コントローラ回路６３に与えられていた制御データである。
【００３８】
次に、以上のように構成されたＰＣカメラ１における処理動作例について説明する。
このＰＣカメラ１では、ＰＣ３０のＣＰＵ３１から通信線２０を介して制御データが送信されてくると、その制御データを通信ポート１４で受け取った後に、通信制御回路６６がその制御データを被制御コントローラ回路６３へ供給する。これにより、被制御コントローラ回路６３は、その制御データによって指示される内容に従いつつ、Ｙ／Ｃ分離回路６１の乗算器６１ｂにＹゲインをコントロールさせるとともに、ＲＧＢ変換回路６２のホワイトバランスアンプ６２ｒ，６２ｇ，６２ｂにゲイン調整を行わせる。
【００３９】
その後、ＰＣカメラ１では、このようにして行ったＡＥ／ＡＷＢ処理の結果から得られた１フィールド分の積分回路６４による積分値を基に、通信制御回路６６が検波データ送信のための通信パケットを生成する。このとき、通信制御回路６６は、通信パケット内に、その検波データの採取時刻についてのフィールドカウンタを付加する。また、通信制御回路６６は、通信パケット内に、先にＣＰＵ３１から受信している制御データをＡＥ／ＡＷＢ制御データとして付加する。そして、通信制御回路６６は、フィールドカウンタおよびＡＥ／ＡＷＢ制御データを付加した通信パケットを、通信ポート１４から通信線２０を介してＰＣ３０側へ返信する。
【００４０】
これに対して、ＰＣ３０では、ＰＣカメラ１から通信線２０を介して通信パケットが送信されてくると、その通信パケットを通信ポート３２で受け取った後に、ＣＰＵ３１がその通信パケットの内容を解析する。
【００４１】
ただし、ＰＣカメラ１とＰＣ３０との間はＵＳＢ等の通信線２０を介して接続されているため、これらの間での通信パケット等の授受は、例えばＰＣカメラ１からＰＣ３０への通信パケットの送信が待たされたりＣＰＵ３１が他のアプリケーションプログラムを実行しているなどの理由によって、非同期で行われる可能性がある。
【００４２】
ところが、ＰＣカメラ１からの通信パケットには、フィールドカウンタおよびＡＥ／ＡＷＢ制御データが付加されている。そのため、ＣＰＵ３１は、これらを基にすれば、通信パケットの授受に時間差が生じた場合であっても、検波データの採取時刻とその基になった制御データの内容が分かるようになる。したがって、ＣＰＵ３１は、ＰＣカメラ１側から受け取った通信パケットに含まれる検波データがいつの時点のデータであるかを、的確に判別できるようになる。さらに、ＣＰＵ３１は、ＰＣカメラ１側へ送信した制御データの内容がどの時点で反映されたかを、的確に把握できるようになる。
【００４３】
そして、ＣＰＵ３１は、その通信パケットの解析結果に応じて、ＰＣカメラ１に対してどのようなＡＥ／ＡＷＢ制御を行えばよいかを決定し、その決定結果を反映させた制御データを通信ポート３２から通信線２０を介してＰＣカメラ１側へ送信する。
【００４４】
つまり、ＰＣ３０側では、通信パケットに付加されたフィールドカウンタおよびＡＥ／ＡＷＢ制御データによって、既にＰＣカメラ１側に指示した制御データとその後ＰＣカメラ１側から受け取った検波データとの相関が明確になるので、通信パケット等の授受が非同期に行われても、ＰＣカメラ１に対する適切なＡＥ／ＡＷＢ制御を正しく行うことができる。。
【００４５】
このことから、フィールドカウンタおよびＡＥ／ＡＷＢ制御データの付加機能を有したカメラＩＣ６を備えてＰＣカメラ１を構成すれば、ＰＣカメラ１内に専用の制御ＩＣを設けなくてもＰＣ３０側から適切なＡＥ／ＡＷＢ制御を行い得るようになるので、ＰＣカメラ１側では小型軽量化や低コスト化等を容易に実現することができ、またＰＣ３０側では高画質の映像信号が得られるようになる。
【００４６】
なお、本実施の形態では、ＰＣ３０側へ送信する通信パケットの生成にあたって、通信制御回路６６がその通信パケットにフィールドカウンタとＡＥ／ＡＷＢ制御データとの双方を付加する場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、通信制御回路６６は、必ずしもフィールドカウンタとＡＥ／ＡＷＢ制御データとの双方を付加する必要はなく、少なくともいずれか一方のみを付加するようにしてもよい。これは、フィールドカウンタとＡＥ／ＡＷＢ制御データとを共に付加するのがＰＣ３０側での制御には最も好ましいが、いずれか一方のみを付加してもＰＣ３０側で制御データと通信パケット（検波データ）との相関が明確になるからである。このようにいずれか一方のみを付加する場合の具体例の一つとして、例えばＰＣ３０側で制御データの送信履歴を記憶するメモリ容量を確保し、ＰＣカメラ１からの送信パケットにはフィールドカウンタのみを付加し、その送信履歴とフィールドカウンタとを基にＰＣ３０側でＡＥ／ＡＷＢ制御を行うようにする、といったことが考えられる。
【００４７】
また、本実施の形態では、撮像素子３からの出力信号に対してＡＥ／ＡＷＢ処理を行う場合を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、撮像素子３からの出力信号に対するものであれば他の信号処理であっても、本実施の形態の場合と同様のフィードバック制御を適用することが考えられる。
【００４８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の信号処理回路、カメラ若しくは映像信号通信システムまたは映像信号通信方法によれば、例えば信号処理の処理条件の変更結果の通知にあたって、その変更結果に時間情報と制御指示とのいずれか一方または両方が付加するので、その付加された時間情報または制御指示を基にすれば、通知された側においても処理条件の変更が行われた時またはその変更の基になった指示内容が分かるようになる。つまり、処理条件の変更とその変更結果の通知とが非同期で行われても、制御指示と変更結果通知との相関が明確になる。これにより、その制御元では、信号処理の処理条件についての適切な制御を正しく行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明をＰＣカメラに適用した場合の概略構成の一例を示すブロック図である。
【図２】図１のＰＣカメラが備えるＹ／Ｃ分離回路の一例を示すブロック図である。
【図３】図１のＰＣカメラが備えるＲＧＢ変換回路の一例を示すブロック図である。
【図４】図１のＰＣカメラが備える通信制御回路によって生成される通信パケットのフォーマット例を示す説明図である。
【図５】従来の固体撮像素子を用いたカメラの一例を示すブロック図である。
【図６】図５のカメラによるＡＥ／ＡＷＢ制御の概要の一例を示す説明である。
【図７】図５のカメラによって生成される通信パケットのフォーマット例を示す説明図である。
【図８】従来の固体撮像素子を用いたＰＣカメラの一例を示すブロック図である。
【図９】図８のＰＣカメラによるＡＥ／ＡＷＢ制御の概要の一例を示す説明である。
【符号の説明】
１…ＰＣカメラ、２…レンズ、３…撮像素子、６…カメラＩＣ（信号処理回路）、２０…通信線、３０…ＰＣ（情報処理装置）、３１…ＣＰＵ、３２…通信ポート、６１…Ｙ／Ｃ分離回路、６２…ＲＧＢ変換回路、６３…被制御コントローラ回路、６４…積分回路、６６…通信制御回路
Claims (4)
- 固体撮像素子の出力信号に対し所定の信号処理を行う信号処理回路であって、
前記信号処理を行う際の処理条件を外部からの制御指示に基づいて変更する被制御手段と、
前記被制御手段による処理条件の変更結果を前記制御指示の発行元に通知するとともに、前記変更結果の通知に当該変更を行った時に関する時間情報と当該変更の基になった制御指示とのいずれか一方または両方を付加する通知手段と
を備えることを特徴とする固体撮像素子の信号処理回路。 - 固体撮像素子と、被写体からの入射光を取り込んで前記固体撮像素子の撮像面上に結像させる光学系と、前記固体撮像素子の出力信号に所定の信号処理を行う信号処理回路とを具備するカメラであって、
前記信号処理回路が信号処理を行う際の処理条件を外部からの制御指示に基づいて変更する被制御手段と、
前記被制御手段による処理条件の変更結果を前記制御指示の発行元に通知するとともに、前記変更結果の通知に当該変更が行われた時に関する時間情報と当該変更の基になった制御指示とのいずれか一方または両方を付加する通知手段と
を備えることを特徴とする固体撮像素子を用いたカメラ。 - 固体撮像素子と、被写体からの入射光を取り込んで前記固体撮像素子の撮像面上に結像させる光学系と、前記固体撮像素子の出力信号に所定の信号処理を行って映像信号とする信号処理回路とを具備するカメラと、
前記カメラと通信線を介して接続するインタフェース手段と、該インタフェース手段に接続しているカメラの動作制御を行うコントロール手段とを具備する情報処理装置とからなり、
前記カメラと前記情報処理装置との間で映像信号の授受を行うように構成された映像信号通信システムであって、
前記カメラは、
前記コントロール手段からの制御指示があると、これを基に前記信号処理回路が信号処理を行う際の処理条件を変更する被制御手段と、
前記被制御手段による処理条件の変更結果を前記コントロール手段に通知するとともに、前記変更結果の通知に当該変更を行った時に関する時間情報と当該変更の基になった制御指示とのいずれか一方または両方を付加する通知手段と
を備えることを特徴とする映像信号通信システム。 - 固体撮像素子と、被写体からの入射光を取り込んで前記固体撮像素子の撮像面上に結像させる光学系と、前記固体撮像素子の出力信号に所定の信号処理を行って映像信号とする信号処理回路とを具備するカメラと、
前記カメラと通信線を介して接続するインタフェース手段と、該インタフェース手段に接続しているカメラの動作制御を行うコントロール手段とを具備する情報処理装置とからなり、
前記カメラと前記情報処理装置との間で映像信号の授受を行うように構成されたシステムにて用いられる映像信号通信方法であって、
前記コントロール手段からの制御指示があると、前記カメラ側にて前記制御指示を基に前記信号処理回路が信号処理を行う際の処理条件を変更して当該信号処理を最適化し、
その最適化のための処理条件の変更結果に対し当該変更を行った時に関する時間情報と当該変更の基になった制御指示とのいずれか一方または両方を付加し、その付加後の変更結果を前記カメラ側から前記情報処理装置のコントロール手段に通知し、
前記カメラ側からの通知を受けると当該通知に付加された時間情報または制御指示に応じてその後に前記カメラに対して与える制御指示の内容を前記コントロール手段が決定する
ことを特徴とする映像信号通信方法。
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