JP6319340B2

JP6319340B2 - 動画撮像装置

Info

Publication number: JP6319340B2
Application number: JP2016027416A
Authority: JP
Inventors: 一孝本橋; 基治川崎
Original assignee: SMK Corp
Current assignee: SMK Corp
Priority date: 2016-02-16
Filing date: 2016-02-16
Publication date: 2018-05-09
Anticipated expiration: 2036-02-16
Also published as: DE102016117584A1; US20170237937A1; US10212388B2; JP2017147577A

Description

本発明は、動画を撮像するカメラモジュールと撮像した動画像を出力する撮像装置本体とが接続ケーブルで接続された動画撮像装置に関し、更に詳しくは、ノイズの多い環境に接続ケーブルを配線しても、ノイズの影響を受けずに動画像を出力する動画撮像装置に関する。

従来の代表的な動画撮像装置１００の基本構成は、図３に示すように、動画を撮像し、動画像の各フレーム画像を表す撮像信号を生成する撮像部１０１と、その撮像信号を画像信号処理して動画像の各フレーム画像を順次生成するとともに、その生成過程で、撮像信号から撮像部１０１の撮像動作を制御する撮像制御値を生成し、これらの撮像制御値に従って撮像部１０１の撮像動作を帰還制御するＩＳＰ（image signal processor）１０２と、ＩＳＰ１０２で生成された動画像の各フレーム画像をモニター１０５で再生可能な動画フォーマットに変換して出力する動画出力部１０３とからなり、これらが単一の撮像装置本体１０４内に配置されている（特許文献１）。

撮像信号からＩＳＰ１０２が生成する撮像制御値は、オートホワイトバランス制御値、オートエクスポージャー制御値若しくはオートフォーカス制御値等であり、これらの撮像制御値で撮像部１０１の撮像動作を制御することによって、生成されるフレーム画像に、種々の異なる光源下で最適な色を再現するオートホワイトバランス（ＡＷＢ）、明るさに応じたクリアな画質を実現する自動露出機能（ＡＥ）、種々の条件下で焦点を合わせる自動焦点（ＡＦ）の各機能が施される。これらの撮像制御値は、撮像信号により表される各フレーム画像の全ての画素の画素データを比較して得るので、撮像部１０１の撮像素子が高性能化し、１フレーム画像の画素数が増加するほど、比較するデータ量が増大し、撮像制御値を得るためのフィルタリング、スケーリング、クロッピング等のデータマイニング処理コストが増え、ＩＳＰ１０２における撮像信号の入力からフレーム画像の出力までの処理負荷が増大する。更に、ＩＳＰ１０２において、撮像信号からフレーム画像を生成する過程で、ノイズリダクション、シェーディング補正、輪郭強調、各種エフェクト機能などの種々の信号処理を行う必要があり、ＩＳＰ１０２には、消費電力が大きく、構造が複雑で高い処理能力を有するマイコンを用いる必要がある。

一方、医療用の内視鏡や車両に搭載するモニターカメラ、ドライブレコーダ用のカメラ等では、要求される撮像視野の動画を撮像するために撮像部を動画を再生するモニターから離れた位置に配置する必要があり、特許文献２に記載されているこのような動画撮像装置１１０は、図４に示すように、撮像装置本体１１１から撮像部１１２を備えたカメラモジュール１１３を分離するとともに、消費電力が大きく、構造が複雑で大形化するＩＳＰ１１５を撮像装置本体１１１側に配置し、カメラモジュール１１３と撮像装置本体１１１の間をＬＶＤＳ（Low Voltage Differetial Signaling）ケーブル１１４で接続している。

この動画撮像装置１１０によれば、カメラモジュール１１３にＩＳＰ１１５を配置しないので、カメラモジュール１１３自体を簡易構造として小型化し、低消費電力で動作させることができる。

また、カメラモジュール１１３から撮像装置本体１１１のＩＳＰ１１５にＬＶＤＳケーブル１１４で出力される撮像信号は、ＩＳＰ１１５において、上述の信号処理やフルカラー画像を作り出すデモザイク処理を行わない未処理の撮像信号（以下、ＲＡＷデータという。）であるので、例えば、ＹＵＶフォーマットでＩＳＰ１１５から出力されるフレーム画像のデータ量の約１／２であり、同一の伝送速度のＬＶＤＳケーブル１１４で転送する転送時間は、ＩＳＰ１１５をカメラモジュール１１３に内蔵した場合に比べて約１／２となる。従って、ＬＶＤＳケーブル１１４が頻繁に大きなノイズが発生する例えば、車両内に配線されていても、ノイズが転送中の撮像信号に重畳する確率は約１／２となり、劣悪な環境に配線されていてもノイズの影響を受けにくい。

特開２０１５−１６１８９３号公報特開２０１５−１３６０９３号公報

特許文献１に記載の従来の動画撮像装置１００は、撮像部１０１を搭載した撮像装置本体１０４にＩＳＰ１０２を内蔵するので、撮像装置本体１０４が大形化し、消費電力も大きく、設置位置に制約が生じる。また、動画像を接続ケーブルを介してモニターへ出力する場合には、接続ケーブルに転送される動画像のデータ量が多く、転送時間がかかるので転送中に発生するノイズの影響を受けやすい。

更に、車載用のカメラのように、複数の撮像部で異なる撮像視野を撮像した動画を合成してモニターに表示する動画像撮像システムでは、撮像部１０１を搭載した複数の撮像装置本体１０４毎に高価なＩＳＰ１０２を内蔵する必要があり、システム全体が高価なものとなる。

カメラモジュール１１３と撮像装置本体１１１をＬＶＤＳケーブル１１４で接続し、ＩＳＰ１１５を撮像装置本体１１１に配置した図４に示す動画撮像装置１１０では、ＩＳＰ１１５で生成した撮像制御値に従って、カメラモジュール１１３の撮像部１１２の撮像動作を制御するので、双方向通信が可能なＬＶＤＳケーブル１１４を介してＩＳＰ１１５から撮像部１１２の撮像動作を制御する撮像制御信号が出力される。

しかしながら、ＩＳＰ１１５からＬＶＤＳケーブル１１４を介して撮像制御信号を出力する間にノイズの影響を受けて、撮像制御信号が撮像部１１２へ到達しないこととなったり、異常な撮像制御値による撮像制御信号となった場合には、撮像部１１２の撮像動作が停止したり、異常撮像動作で撮像信号を出力する恐れがあり、動画撮像装置１１０には、これを修正したり、保護する方法がなかった。その結果、撮像部１１２から出力される撮像信号が一時的に途絶えたり、異常撮像制御値で撮像した撮像信号がＩＳＰ１１５に入力され、撮像装置本体１１１からは、連続して出力されるフレーム画像の一部が途絶えたり、ホワイトバランス、露出や焦点が合わないフレーム画像が動画像として出力されることとなっていた。

本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、撮像部を備えたカメラモジュールと動画を出力する撮像装置本体とが、ノイズが多発する環境で接続されていても、ノイズの影響を受けにくく、撮像部が異常撮像制御値で撮像制御されない動画撮像装置を提供することを目的とする。

上述の目的を達成するため、請求項１に記載の動画撮像装置は、動画を撮像し、動画像の各フレーム画像を表す撮像信号をストリームとして順次出力する撮像部と、前記撮像信号から各フレーム画像を順次生成して出力する画像信号処理部と、画像信号処理部から順次出力される各フレーム画像が連続する動画像をモニターへ出力する動画出力部とを備えた動画撮像装置であって、カメラモジュールに、撮像部と撮像部の撮像動作を制御する撮像制御部とを備えるとともに、カメラモジュールに双方向通信可能な接続ケーブルを介して接続する撮像装置本体に、前記撮像信号からフレーム画像を生成する際に前記撮像信号から前記撮像部の撮像動作を制御する撮像制御信号の撮像制御値を生成する画像信号処理部と動画出力部とを備え、カメラモジュールの撮像部は、未処理の撮像データからなる撮像信号を、前記接続ケーブルを介して撮像装置本体の画像信号処理部へ出力し、
カメラモジュールの撮像制御部は、撮像装置本体の画像信号処理部から前記接続ケーブルを介して出力される撮像制御値に基づいて生成する撮像制御信号によって撮像部の撮像動作を制御することを特徴とする。

双方向通信可能な接続ケーブルを介してカメラモジュールから撮像装置本体の画像信号処理部へ撮像部が撮像したままの未処理の撮像データからなる撮像信号が出力され、接続ケーブルを介して撮像装置本体からカメラモジュールの撮像制御部へ撮像信号から生成する撮像制御値が出力され、撮像制御部は、撮像制御値に基づいて生成する撮像制御信号によって撮像部の撮像動作を帰還制御する。

請求項２に記載の動画撮像装置は、カメラモジュールが、撮像制御部が撮像部の撮像動作を制御した撮像制御値を一次記憶する記憶手段を備え、撮像制御部は、接続ケーブルを介して画像信号処理部から出力される撮像制御値が異常値であると判定した際に、その撮像制御値に代えて、記憶手段から読み出した撮像制御値に従って撮像部の撮像動作を制御することを特徴とする。

撮像装置本体からカメラモジュールの撮像制御部へ出力される撮像制御値がノイズの影響を受けて異常値となった場合に、撮像制御部は、その異常値となった撮像制御値に代えて、直前に画像信号処理部が出力されたノイズの影響を受けていない撮像制御値を記憶手段から読み出し、ノイズの影響を受けていない撮像制御値に従って撮像部の撮像動作を制御する。

請求項３に記載の動画撮像装置は、撮像制御値が、オートホワイトバランス制御値、オートエクスポージャー制御値若しくはオートフォーカス制御値の少なくともいずれかであることを特徴とする。

接続ケーブルを介して撮像装置本体からカメラモジュールの撮像制御部へ出力されるオートホワイトバランス制御値、オートエクスポージャー制御値若しくはオートフォーカス制御値がノイズの影響を受けて異常値となった場合に、撮像制御部は、これらの異常撮像制御値を無視することができる。

請求項４に記載の動画撮像装置は、撮像制御部が、撮像制御値に基づいて生成する撮像制御信号によって撮像部の撮像動作を制御する制御周期内に接続ケーブルを介して複数の撮像制御値が入力された場合に、入力された一部の撮像制御値を無視することを特徴とする。

接続ケーブルを介して撮像制御部に出力する撮像制御値の通信速度が、撮像部の撮像動作を制御する制御速度を上回っても、撮像制御部で撮像制御値がオーバーフローしない。

請求項５に記載の動画撮像装置は、車両の周囲を撮像する車両の一部に設置されたカメラモジュールと、車両の運転席の周辺に設置するモニターの周囲に設置された撮像装置本体とを、双方向通信可能なＬＶＤＳケーブルで接続することを特徴とする。

カメラモジュールから撮像装置本体の画像信号処理部に出力される撮像信号は、画像信号処理部で出力するフレーム画像の画像信号に比べて短時間にＬＶＤＳケーブルを介して出力されるので、ノイズの影響を受けにくい。

また、ＬＶＤＳケーブルを介して撮像装置本体からカメラモジュールの撮像制御部へ出力される撮像制御値がノイズの影響を受けて異常値となった場合には、撮像制御部は、その異常値となった撮像制御値を、無視することができる。

請求項６に記載の動画撮像装置は、撮像視野が異なる車両の周囲を撮像する車両の各部に設置された複数のカメラモジュールの撮像部を、それぞれ双方向通信可能なＬＶＤＳケーブルで撮像装置本体の画像信号処理部へ接続することを特徴とする。

複数のカメラモジュールの撮像部は、単一の画像信号処理部でカメラモジュール毎に生成する撮像制御値に従って撮像動作が制御される。

撮像視野が異なる車両の周囲を撮像した撮像信号を合成した動画像のフレーム画像を撮像装置本体から順次生成して出力できる。

請求項１の発明によれば、接続ケーブルを介してカメラモジュールから撮像装置本体に撮像信号に重畳して送信される通信データや、接続ケーブルを介して撮像装置本体からカメラモジュールの撮像制御部へ出力される撮像制御値がノイズの影響を受けて異常値となったとしても、撮像制御部は、その異常値となった撮像制御値を無視することができる。

また、カメラモジュールから撮像装置本体の画像信号処理部へ送信される撮像信号は、動画像のフレーム画像を生成するための信号処理やフルカラー画像を作り出すデモザイク処理が行われていないＲＡＷデータであるので、画像信号処理部から出力される動画像のフレーム画像に比べてデータ量が少なく、接続ケーブルを介して送出される時間が短時間で偶発的なノイズの影響を受けにくい。

また、カメラモジュールは、画像信号処理部を搭載しない簡易構造で、低消費電力で動作するので、接続ケーブルに太い電力線を用いずに、その配置位置の制約も少ない。

請求項２の発明によれば、接続ケーブルを介して撮像装置本体からカメラモジュールの撮像制御部へ出力される撮像制御値がノイズの影響を受けて異常値となっても、撮像制御部は、その異常撮像制御値を無視し、ノイズの影響を受けていない撮像制御値に従って撮像部の撮像動作を制御するので、フレーム画像が動画像の一部に混在しない。

請求項３の発明によれば、撮像装置本体からカメラモジュールの撮像制御部へ出力されるオートホワイトバランス制御値、オートエクスポージャー制御値若しくはオートフォーカス制御値がノイズの影響を受けて異常値となっても、ホワイトバランス、露出や焦点が合わないフレーム画像を表す撮像信号が撮像部から出力されない。

請求項４の発明によれば、撮像制御部は、撮像制御値が入力される周期に同期させることなく、撮像部の制御速度に合わせて入力される撮像制御値で撮像部の撮像動作を制御できる。

請求項５の発明によれば、大きなノイズが頻発して発生する車両の空間にカメラモジュールと撮像装置本体とを接続するＬＶＤＳケーブルを配線しても、ノイズの影響が少ない動画像を出力できる。

請求項６の発明によれば、複数の各カメラモジュール毎に画像信号処理部を備えないので、複数のカメラモジュールからなる動画撮像装置全体を安価に得られる。

また、撮像視野が異なる車両の周囲を撮像した動画を合成した動画像を出力できる。

本発明の一実施の形態に係る動画撮像装置１を示すブロック図である。複数のカメラモジュール３２、３２が撮像装置本体３１に接続された他の実施の形態に係る動画撮像装置３０を示すブロック図である。従来の動画撮像装置１００を示すブロック図である。他の従来の動画撮像装置１１０を示すブロック図である。

以下、本発明の一実施の形態に係る動画撮像装置１を、図１を用いて説明する。図１に示すように、動画撮像装置１は、撮像部２と撮像制御部３と記憶部１３と直並列／平直列変換部５が内部バスで接続されたカメラモジュール１０と、直並列／平直列変換部２１と画像信号処理部であるＩＳＰ（image signal processor）２２と動画出力部２３とが内部バスで接続された撮像装置本体２０と、カメラモジュール１０と撮像装置本体２０を接続する接続ケーブルであるＬＶＤＳ（Low Voltage Differetial Signaling）ケーブル４とから構成されている。

カメラモジュール１０の撮像部２は、撮像視野の動画を撮像し、動画像の各フレーム画像を表す撮像信号をストリームとしてシリアライザーである直並列／平直列変換部５へ順次出力するものであり、フォーカス部６ａと絞り部６ｂを有するレンズ６、電子シャッター７、撮像素子８、信号処理回路９、Ａ／Ｄ変換回路１１及びＲＧＢゲイン補正回路１２とからなっている。

レンズ６のフォーカス部６ａは、フォーカスレンズを有し、撮像制御部３から出力される後述するＡＦ制御信号に従って、撮像する動画が撮像素子８に結像されるようにレンズ６を通過する光路を調整する。また、絞り部６ｂは、撮像制御部３から出力される後述するＡＥ制御信号に従って、電子シャッター７と連動してレンズ６を通して撮像素子８に入射する光量を調整する。

撮像素子８は、多数の画素（ピクセル）の集合体であるＣＭＯＳセンサで構成され、各画素毎に、フォトダイオードによって蓄積される信号電荷を電圧信号からなる画素信号として出力する。撮像素子８の動作は、撮像制御部３から出力されるタイミング制御信号で制御され、１フレーム画像の撮像周期である１／３０秒、すなわち約３３ｍｓｅｃの周期で、撮像視野全体のフレーム画像を撮像し、１フレーム画像を表す全ての画素信号をアナログ信号の撮像信号としてその後段の信号処理回路９へ出力する。尚、この撮像素子は、ＣＣＤ（charge coupled device）センサーで構成してもよい。

この撮像信号は、信号処理回路９で、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）処理、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色信号に色分離処理等の信号処理が行われた後、Ａ／Ｄ変換回路１１でデジタル信号に変換された後、ＲＧＢゲイン補正回路１２に入力される。ＲＧＢゲイン補正回路１２は、撮像制御部３から出力される後述するＡＷＢ制御信号に従って、あらゆる光源下で最適な色のバランスを再現するように撮像信号に含まれる各色信号の信号レベルが調整される（ホワイトバランス処理）。

撮像部２のＲＧＢゲイン補正回路１２は、約３３ｍｓｅｃの周期で撮像した動画像の各フレーム画像を表す撮像信号を直並列／平直列変換部５へ順次出力する。直並列／平直列変換回路５は、カメラモジュール１０を双方向通信可能なＬＶＤＳケーブル４を介して撮像装置本体２０に接続する入出力インターフェースであり、撮像部２から出力される撮像信号は、小振幅差動信号方式のＬＶＤＳ信号（定電圧差動信号）としてシリアライザーである直並列／平直列変換回路５から撮像装置本体２０へ出力される。ここで、撮像部２からＬＶＤＳケーブル４を介して出力される撮像信号は、ＩＳＰ２２によってフルカラーの動画像のフレーム画像を生成する前の未処理の撮像データ（ＲＡＷデータ）であるので、動画像のフレーム画像をＬＶＤＳケーブル４を介して出力する場合に比べて、単位時間当たりの通信データ量が少なく、短時間に撮像装置本体２０へ出力できる。従って、ＬＶＤＳケーブル４がノイズが頻発する環境中に配線されていても、撮像信号がノイズの影響を受ける確率が少ない。

カメラモジュール１０から撮像装置本体２０の間を接続するＬＶＤＳケーブル４は、双方向シリアル伝送線であり、ＬＶＤＳケーブル４を介して、カメラモジュール１０から撮像装置本体２０へ、上記撮像信号の他、撮像部２の撮像動作制御情報、ＩＳＰ２２からの要求に応じてカメラモジュール１０内の各部の動作状態や、撮像部２の撮像動作を制御する撮像制御信号の各撮像制御値等を表す各種通信データが撮像信号に重畳して送信され、撮像装置本体２０からカメラモジュール１０へ、上記ＩＳＰ２２からのコマンドやＩＳＰ２２で生成される後述する撮像制御値等を表す通信データが送信される。

撮像制御部３は、上記撮像部２や直並列／平直列変換部５等のカメラモジュール１０内の各部の動作をタイミングコントロールするととともに、撮像装置本体２０のＩＳＰ２２からＬＶＤＳケーブル４を介して入力される後述する焦点制御値（ＡＦ制御値という）、露出制御値（以下、ＡＥ制御値という）、ホワイトバランス制御値（以下、ＡＷＢ制御値という）の各種撮像制御値に基づいて、それぞれＡＦ制御信号、ＡＥ制御信号、ＡＷＢ制御信号の各種撮像制御信号を生成し、これらの撮像制御信号によって撮像部２の撮像動作を制御する。

また、撮像制御部３は、ＡＦ制御信号、ＡＥ制御信号、ＡＷＢ制御信号で撮像部２の撮像動作を制御した際に、その撮像制御信号を生成した際に用いたＡＦ制御値、ＡＥ制御値、ＡＷＢ制御値の各種撮像制御値を、ＳＤＲＡＭで構成する記憶部１３へ一次記憶する。記憶部１３に記憶される各種撮像制御値は、撮像制御部３が新たな撮像制御信号を生成する毎に、その撮像制御信号に用いた撮像制御値に置き換えられる。

ＬＶＤＳケーブル４を介してカメラモジュール１０の撮像部２から撮像装置本体２０に出力される撮像信号は、デシリアライザーである直並列／平直列変換部２１によって、シリアル信号からパラレル信号に変換され、ＩＳＰ２２に入力される。

ＩＳＰ２２は、１フレーム画像を表す撮像信号が入力される毎に、撮像信号の各画素に対しその周辺の画素の画素信号に基づいて輝度・色差情報を補完するモザイク処理を実行し、フルカラーのイメージデータであるＹＣ（輝度・色差）データからなるＹＵＶ４２２に準拠する動画像のフレーム画像を生成する。また、ＩＳＰ２２は、このフレーム画像の生成に前後して、ノイズリダクション、シェーディング補正、輪郭強調、各種エフェクト機能の付与処理を実行する。

ＩＳＰ２２は、更に、撮像信号から焦点が一致する画像とするＡＦ制御値を生成する自動焦点検出回路と、撮像信号から露出値を検出し、露出値を撮像視野の明るさに応じてクリアな画質となる最適な露出値とするＡＥ制御値を出力する自動露出検出回路と、撮像信号から撮像視野内の光源下で最適な配色の画像とするＡＷＢ制御値を生成する自動ホワイトバランス検出回路とを有し、１フレーム画像を表す撮像信号が入力される毎に、ＩＳＰ２２から、直並列／平直列変換部２１、ＬＶＤＳケーブル４及び直並列／平直列変換部５を介してＡＦ制御値、ＡＥ制御値、ＡＷＢ制御値の３種の撮像制御値が撮像制御部３に出力される。

これらの撮像制御値は、ＩＳＰ２２において生成するフレーム画像から生成してもよく、また、その撮像信号を生成する際に撮像部２の撮像動作を制御する撮像制御信号に用いられた撮像制御値が、撮像信号に重畳してカメラモジュール１０から入力されている場合には、その撮像制御値を考慮して生成してもよい。

ＩＳＰ２２は、撮像部２の撮像周期である１／３０秒毎に、生成したフレーム画像を動画出力部２３へ出力し、動画出力部は２３は、図示しないモニターに表示可能な動画フォーマットでフレーム画像を連続して出力し、撮像部２で撮像した動画の動画像をＬＶＤＳケーブルなどを介して図示しないモニターへ出力する。

以下、上述のように構成された動画撮像装置１の動作を説明する。撮像装置本体２０のＩＳＰ２２からＬＶＤＳケーブル４を介してカメラモジュール１０の撮像制御部３が撮像命令を受けると、撮像制御部３はカメラモジュール１０全体のブートアップ処理を実行し、記憶部１３に記憶されたディフォルト値の各撮像制御値に基づく撮像制御信号によって、撮像部２の撮像動作を制御する。

撮像部２は、撮像制御部３により制御される撮像動作で、撮像視野の動画を撮像し、１／３０秒の撮像周期で１フレーム画像を表す撮像信号を繰り返し生成し、各フレーム画像を表す撮像信号をＬＶＤＳケーブル４を介して撮像装置本体２０のＩＳＰ２２へ出力する。

ＩＳＰ２２は、入力される撮像信号から動画像のフレーム画像を生成し、１／３０秒毎に、生成したフレーム画像を動画出力部２３へ出力し、動画出力部は２３に接続するモニターに撮像した動画を表示する。また、ＩＳＰ２２は、フレーム画像を生成する際に、入力される撮像信号をもとに、ＡＦ制御値、ＡＥ制御値、ＡＷＢ制御値の３種の撮像制御値を生成し、ＬＶＤＳケーブル４を介してカメラモジュール１０の撮像制御部３へ出力する。

撮像制御部３は、ＬＶＤＳケーブル４を介して新たにこの３種の撮像制御値が入力される毎に、記憶部１３に記憶された各種撮像制御値を読み出して比較する。記憶部１３に記憶された各種撮像制御値は、ＩＳＰ２２からＬＶＤＳケーブル４を介して新たな撮像制御値が入力される直前に、撮像部２の撮像動作を制御する撮像制御信号に用いた値であり、両者を比較することによって、入力された撮像制御値がノイズの影響を受けた異常撮像制御値であるかどうかを判定できる。

そこで、比較した結果、入力された撮像制御値が異常撮像制御値であると判定した場合には、ＬＶＤＳケーブル４を介して入力された撮像制御値を無視し、記憶部１３に記憶された撮像制御値に基づいて再び撮像制御信号を生成し、撮像部２を制御する。これにより、ＬＶＤＳケーブル４を介してカメラモジュール１０と撮像装置本体２０間で双方向に伝送される撮像信号や撮像制御値がノイズの影響を受けて異常値となっても、異常撮像制御値で撮像部２の撮像動作が制御されることがないので、焦点、露出、ホワイトバランス等が急激に変化したフレーム画像がＩＳＰ２２から出力されることがなく、瞬間ノイズの影響を受けてもモニターに表示される動画に表れない。

一方、入力された撮像制御値がノイズを受けた異常撮像制御値ではないと判定した場合には、撮像制御部３は、ＬＶＤＳケーブル４を介して入力された撮像制御値に基づいて撮像制御信号を生成し、撮像部２の撮像動作を制御する。その結果、撮像環境が変化しても最適な撮像制御値に基づく撮像制御信号で撮像部２の撮像動作が制御される。

ここで撮像制御部３が入力された撮像制御値をノイズを受けた異常撮像制御値と判定する判定条件は種々の条件で設定できるが、例えば、入力された撮像制御値が一定範囲外である場合や記憶部１３に記憶された撮像制御値との差分が一定以上である場合に異常撮像制御値と判定する。

ＩＳＰ２２で生成される各種撮像制御値がその通信経路の各部でオーバーフローすることなくその撮像制御値に基づく撮像制御信号で撮像部２が制御されるように、各部の通信速度は、ＩＳＰ２２から直並列／平直列変換部２１≦直並列／平直列変換部２１から直並列／平直列変換部５≦直並列／平直列変換部５から撮像制御部３≦撮像制御部３から撮像部２を満たすことが望ましいが、この通信速度条件を満たさない場合には、通信データ量が、ＩＳＰ２２から直並列／平直列変換部２１≧直並列／平直列変換部２１から直並列／平直列変換部５≧直並列／平直列変換部５から撮像制御部３≧撮像制御部３から撮像部２の関係を満たすように各部を制御する。

例えば、撮像制御部３から撮像部２に出力される撮像制御信号のデータ量が、直並列／平直列変換部５から撮像制御部３に１／３０秒の周期（１フレーム周期）で入力される撮像制御値のデータ量より多い場合には、撮像制御信号のデータ量を制限し、入力される撮像制御値の一部を無視し、２フレーム周期に一度撮像制御信号を生成して撮像部２を制御する。

図２は、本発明の第２実施の形態に係る動画撮像装置３０を示し、動画撮像装置３０は、１台の撮像装置本体３１にそれぞれＬＶＤＳケーブル４を介して複数のカメラモジュール３２が接続されている点で、第１実施の形態と異なるが、各部の構成は同一若しくは同様に作用するので、同一の番号を付してその説明を省略する。

この動画撮像装置３０は、高速に車両に接近する物体を検知し事故防止処置をとる目的の運転支援システムに使用され、図２に示すように、複数の各カメラモジュール３２は、隣り合うカメラモジュール３２の撮像視野と一部が重複する異なる方向の撮像視野を撮像するように車両の各部に設置され、それぞれ、運転席のモニター３５付近に配置される一台の撮像装置本体３１にＬＶＤＳケーブル４を介して接続している。

これにより、各カメラモジュール３２の撮像部２は、それぞれ一部が重複する撮像視野の動画を撮像したフレーム画像を表す撮像信号を３０フレーム／秒の速度で撮像し、直並列／平直列変換部５、ＬＶＤＳケーブル４及び直並列／平直列変換部２１を介して撮像装置本体３１のＩＳＰ３４へ出力する。

ＩＳＰ３４は、各カメラモジュール３２から入力される撮像信号からそのカメラモジュール３２が撮像した動画像のフレーム画像を生成するとともに、ＡＦ制御値、ＡＥ制御値、ＡＷＢ制御値の３種の撮像制御値を生成し、ＬＶＤＳケーブル４を介してその撮像信号を出力したカメラモジュール３２の撮像制御部３へ出力する。これにより、各カメラモジュール３２の撮像部２は、変化する撮像環境に合わせて最適な撮像制御値で撮像動作が制御される。

また、撮像装置本体３１の位相監視制御部３３は、ＩＳＰ３４において異なる位相で生成されるフレーム画像を同期制御し、ＩＳＰ３４は、同期制御された複数のフレーム画像を合成して一枚の合成したフレーム画像を連続生成し、動画出力部２３からモニター３５に動画像として出力する。

本実施の形態に係る動画撮像装置３０によれば、複数のカメラモジュール３２毎に高い処理能力を有するＩＳＰ（画像信号処理部）３４を配置する必要がないので、装置全体を安価に製造できる。

また、ＬＶＤＳケーブル４を介して撮像装置本体３１から各カメラモジュール３２へ伝送される撮像制御値がノイズの影響を受けた場合に、記憶部１３に記憶された撮像制御値から撮像制御信号が生成されるので、大きいノイズが頻発する車両内にＬＶＤＳケーブル４が配線されていても、モニター３５に再生される合成した動画像にはノイズの影響が表れない。

上述の各実施の形態では、撮像制御部３がＡＦ制御値、ＡＥ制御値、ＡＷＢ制御値等の撮像制御値から撮像制御信号を生成し、その撮像制御信号で撮像部２の各部の動作を制御する例で説明したが、撮像制御値自体を撮像制御信号として、撮像制御値で撮像部２の各部の撮像動作が制御されるものであってもよい。

また、撮像制御値は、ＡＦ制御値、ＡＥ制御値、ＡＷＢ制御値の３種の撮像制御値で説明したが、いずれか１種若しくは２種の撮像制御値であってもよく、また、撮像部２の他の撮像動作を制御する制御値であってもよい。

また、撮像制御部が画像信号処理部から入力される撮像制御値がノイズの影響を受けた異常撮像制御値である場合には、記憶部から読み出した撮像制御値に置き換えて撮像制御信号を生成しているが、異常撮像制御値が入力される間は、撮像制御信号を生成せずに撮像部の撮像動作を制御しないようにしてもよい。

撮像部を有するカメラモジュールと画像信号処理部を有する撮像装置本体とを接続する接続ケーブルが、ノイズが多発する環境に配線される動画撮像装置に適している。

１、３０動画撮像装置
２撮像部
３撮像制御部
４ＬＶＤＳケーブル（接続ケーブル）
１３記憶部
１０カメラモジュール
２０撮像装置本体
２２ＩＳＰ（画像信号処理部）
２０表示装置（モニター）
３１撮像装置本体
３２カメラモジュール
３４ＩＳＰ（画像信号処理部）

Claims

動画を撮像し、動画像の各フレーム画像を表す撮像信号をストリームとして順次出力する撮像部と、
前記撮像信号から各フレーム画像を順次生成して出力する画像信号処理部と、
画像信号処理部から順次出力される各フレーム画像が連続する動画像をモニターへ出力する動画出力部とを備えた動画撮像装置であって、
カメラモジュールに、撮像部と撮像部の撮像動作を制御する撮像制御部とを備えるとともに、
カメラモジュールに双方向通信可能な接続ケーブルを介して接続する撮像装置本体に、前記撮像信号からフレーム画像を生成する際に前記撮像信号から前記撮像部の撮像動作を制御する撮像制御信号の撮像制御値を生成する画像信号処理部と動画出力部とを備え、
カメラモジュールの撮像部は、未処理の撮像データからなる撮像信号を、前記接続ケーブルを介して撮像装置本体の画像信号処理部へ出力し、
カメラモジュールの撮像制御部は、撮像装置本体の画像信号処理部から前記接続ケーブルを介して出力される撮像制御値に基づいて生成する撮像制御信号によって撮像部の撮像動作を制御することを特徴とする動画撮像装置。
カメラモジュールは、撮像制御部が撮像部の撮像動作を制御した撮像制御値を一次記憶する記憶手段を備え、
撮像制御部は、前記接続ケーブルを介して画像信号処理部から出力される撮像制御値が異常値であると判定した際に、その撮像制御値に代えて、前記記憶手段から読み出した撮像制御値に従って撮像部の撮像動作を制御することを特徴とする請求項１に記載の動画撮像装置。
撮像制御値は、オートホワイトバランス制御値、オートエクスポージャー制御値若しくはオートフォーカス制御値の少なくともいずれかであることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の動画撮像装置。
撮像制御部は、撮像制御値に基づいて生成する撮像制御信号によって撮像部の撮像動作を制御する制御周期内に前記接続ケーブルを介して複数の撮像制御値が入力された場合に、入力された一部の撮像制御値を無視することを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の動画撮像装置。
車両の周囲を撮像する車両の一部に設置されたカメラモジュールと、車両の運転席の周辺に設置するモニターの周囲に設置された撮像装置本体とを、双方向通信可能なＬＶＤＳケーブルで接続することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の動画撮像装置。
撮像視野が異なる車両の周囲を撮像する車両の各部に設置された複数のカメラモジュールの撮像部を、それぞれ双方向通信可能なＬＶＤＳケーブルで撮像装置本体の画像信号処理部へ接続することを特徴とする請求項５に記載の動画撮像装置。