(57)【要約】【課題】ケーブルを介して接続されたCCUとCHUとからなる撮像装置において、撮像される画像データの高画質化を実現しつつ、CCUおよびCHUの配置の自由度を向上させる。【解決手段】クロック信号生成部２６は、クロック信号を生成し、クロック信号伝送路１２ｆを介してCHU１３に供給する。ケーブル長検出部２７は、ケーブル１２のケーブル長を検出する。タイミング制御部２９は、画像データ処理部３４が出力する同期信号の位相を進めて同期信号送信部３１に出力する。タイミング制御部２９による、同期信号の位相を進める時間は、ケーブル長検出部２７から通知されるケーブル長に対応する遅延時間などを参照テーブル３０から取得して決定する。本発明は、ケーブルを介して接続されたCCUとCHUからな産業用カメラに適用できる。【選択図】図２
2010093543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケーブルを介して接続されたCCU（カメラコントロールユニット）とCHU（カメラヘッドユニット）から成る撮像装置において、
前記CCUは、
画像データおよび画像同期信号の伝送路としての前記ケーブルのケーブル長を検出する検出手段と、
前記CHUから前記画像データを取得するための前記画像同期信号を発生する発生手段と、
少なくとも前記ケーブル長に基づいて前記画像同期信号の送信タイミングを制御する制御手段と、
制御される前記送信タイミングに従い、発生された前記画像同期信号の位相を進めて前記ケーブルを介して前記CHUに送信する画像同期信号送信手段と、
送信された前記画像同期信号に応じ、前記CHUから前記ケーブルを介して供給される前記画像データを受信する画像データ受信手段と
を含み、
前記CHUは、
前記ケーブルを介して前記CCUから送信された前記画像同期信号を受信する画像同期信号受信手段と、
受信された前記画像同期信号に従って撮像を行い、撮像結果として前記画像データを生成する画像データ生成手段と、
生成された前記画像データを、前記ケーブルを介して前記CCUに送信する画像データ送信手段と
を含む
撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記ケーブル長における伝送時間、前記画像同期信号送信手段による処理、前記画像同期信号受信手段による処理、および前記画像データ送信手段による処理に基づいて前記画像同期信号の送信タイミングを制御する
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記CCUは、
受信された前記画像データをバッファリングするバッファリング手段を
さらに含み、
前記制御手段は、前記バッファリング手段にバッファリングされている前記画像データの読み出しタイミングも制御する
請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記画像データ生成手段は、複数チャンネルの画像データを生成し、
前記画像データ送信手段は、前記ケーブルに設けられた複数の画像データ伝送路を介して、前記複数チャンネルの画像データを前記CCUに送信し、
前記バッファリング手段は、前記複数チャンネルの画像データを区別してバッファリングする
請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記検出手段は、前記ケーブルのコネクタに記録されている情報に基づいて、前記ケーブル長を検出する
請求項２に記載の撮像装置。
【請求項６】
ケーブルを介して接続されたCCU（カメラコントロールユニット）とCHU（カメラヘッドユニット）から成る撮像装置の伝送方法において、
前記CCUによる、
画像データおよび画像同期信号の伝送路としての前記ケーブルのケーブル長を検出する検出ステップと、
前記CHUから前記画像データを取得するための前記画像同期信号を発生する発生ステップと、
少なくとも前記ケーブル長に基づいて前記画像同期信号の送信タイミングを制御する制御ステップと、
制御される前記送信タイミングに従い、発生された前記画像同期信号の位相を進めて前記ケーブルを介して前記CHUに送信する画像同期信号送信ステップと、
送信された前記画像同期信号に応じ、前記CHUから前記ケーブルを介して供給される前記画像データを受信する画像データ受信ステップと、
前記CHUによる、
前記ケーブルを介して前記CCUから送信された前記画像同期信号を受信する画像同期信号受信ステップと、
受信された前記画像同期信号に従って撮像を行い、撮像結果として前記画像データを生成する画像データ生成ステップと、
生成された前記画像データを、前記ケーブルを介して前記CCUに送信する画像データ送信ステップと
を含む伝送方法。
【請求項７】
ケーブルを介して接続されたCCU（カメラコントロールユニット）とCHU（カメラヘッドユニット）から成る撮像装置の制御用のプログラムであって、
前記CCUによる、
画像データおよび画像同期信号の伝送路としての前記ケーブルのケーブル長を検出する検出ステップと、
前記CHUから前記画像データを取得するための前記画像同期信号を発生する発生ステップと、
少なくとも前記ケーブル長に基づいて前記画像同期信号の送信タイミングを制御する制御ステップと、
制御される前記送信タイミングに従い、発生された前記画像同期信号の位相を進めて前記ケーブルを介して前記CHUに送信する画像同期信号送信ステップと、
送信された前記画像同期信号に応じ、前記CHUから前記ケーブルを介して供給される前記画像データを受信する画像データ受信ステップと、
前記CHUによる、
前記ケーブルを介して前記CCUから送信された前記画像同期信号を受信する画像同期信号受信ステップと、
受信された前記画像同期信号に従って撮像を行い、撮像結果として前記画像データを生成する画像データ生成ステップと、
生成された前記画像データを、前記ケーブルを介して前記CCUに送信する画像データ送信ステップと
を含む処理を撮像装置のコンピュータに実行させるプログラム。
【請求項８】
ケーブルを介して接続されたCCU（カメラコントロールユニット）とCHU（カメラヘッドユニット）から成る撮像装置において、
前記CCUは、
クロック信号を生成し、前記ケーブルを介して前記CHUに送信する生成手段と、
前記CHUから前記画像データを取得するための画像同期信号を発生する発生手段と、
発生された前記画像同期信号を、前記ケーブルを介して前記CHUに送信する画像同期信号送信手段と、
送信された前記画像同期信号に応じ、前記CHUから前記ケーブルを介して供給される前記画像データを受信する画像データ受信手段と
を含み、
前記CHUは、
前記ケーブルを介して前記CCUから送信された前記クロック信号を受信して、CHU用のクロック信号を生成するクロック信号受信手段と、
前記ケーブルを介して前記CCUから送信された前記画像同期信号を受信する画像同期信号受信手段と、
前記CHU用のクロック信号、および受信された前記画像同期信号に従って撮像を行い、撮像結果として前記画像データを生成する画像データ生成手段と、
生成された前記画像データを、前記ケーブルを介して前記CCUに送信する画像データ送信手段と
を含む
撮像装置。
【請求項９】
前記画像データ生成手段は、複数チャンネルの画像データを生成し、
前記画像データ送信手段は、前記ケーブルに設けられた複数の画像データ伝送路を介して、前記複数チャンネルの画像データを前記CCUに送信する
請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
ケーブルを介して接続されたCCU（カメラコントロールユニット）とCHU（カメラヘッドユニット）から成る撮像装置の伝送方法において、
前記CCUによる、
クロック信号を生成し、前記ケーブルを介して前記CHUに送信する生成ステップと、
前記CHUから前記画像データを取得するための画像同期信号を発生する発生ステップと、
発生された前記画像同期信号を、前記ケーブルを介して前記CHUに送信する画像同期信号送信ステップと、
送信された前記画像同期信号に応じ、前記CHUから前記ケーブルを介して供給される前記画像データを受信する画像データ受信ステップと、
前記CHUによる、
前記ケーブルを介して前記CCUから送信された前記クロック信号を受信して、CHU用のクロック信号を生成するクロック信号受信ステップと、
前記ケーブルを介して前記CCUから送信された前記画像同期信号を受信する画像同期信号受信ステップと、
前記CHU用のクロック信号、および受信された前記画像同期信号に従って撮像を行い、撮像結果として前記画像データを生成する画像データ生成ステップと、
生成された前記画像データを、前記ケーブルを介して前記CCUに送信する画像データ送信ステップと
を含む伝送方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、伝送方法、およびプログラムに関し、特に、例えば、産業用カメラにおいて、CMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)などの撮像素子を内蔵するカメラヘッドユニットと、撮像の結果得られる画像データを記録、編集、表示したり、カメラヘッドユニットを制御したりするカメラコントロールユニットとが長く細径のケーブルによって接続されている場合に用いて好適な撮像装置、伝送方法、およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば医療用の検査装置、手術装置などに採用される産業用カメラとして、図１に示すように構成される撮像装置が存在する（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
すなわち、図１は、従来の産業用カメラとしての撮像装置の外観図を示している。この撮像装置１は、カメラコントロールユニット（以下、CCUと称する）２とカメラヘッドユニット（以下、CHUと称する）４とがケーブル３により接続されて構成される。
【０００４】
CCU２は、CHU４を制御したり、CHU４によって撮像された画像データの記録、編集、表示を行なったり、外部出力したりするようになされている。
【０００５】
ケーブル３は、CCU２からのCHU４に対する制御情報などを伝送する伝送路、CCU２からCHU４に対して電力を供給する供給路、CHU４からのCCU２に対する画像データを伝送する伝送路などが組み合わされている。ケーブル３は、例えば、直径が１０乃至１５mm程度であり、その長さが用途に応じて決定される。
【０００６】
CHU４は、CMOSなどの撮像素子を内蔵し、撮像の結果得られる画像データを、ケーブル３を介してCCU２に伝送するようになされている。
【０００７】
このような産業用カメラにおいては、撮像される画像データの高画質化が望まれており、ケーブル３についても、CCU２およびCHU４の配置の自由度を向上させるため、延長と細径化が望まれている。
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１０１６８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ケーブル長を延長した場合、CCU２からの要求に応じ、CHU４からCCU２に画像データを供給するまでに要する時間が長くなってしまう。
【００１０】
また、撮像される画像データの高画質化については、CHU４によって２系統分（０ｃｈ（チャンネル）と１ｃｈ）の画像データを撮像し、CCU２に供給する方法が考えられる。ここで、２系統分の画像データとは、同一被写体を異なる条件で撮像して得られるものをさす。
【００１１】
例えば、１系等分の画像データから標準画質の画像が得られ、２系統分の画像データから高画質の画像が得られるものなどである。また例えば、１系等分の画像データからインタレースの画像が得られ、２系統分の画像データからプログレッシブの画像が得られるものなどである。
【００１２】
このように、CHU４から２系統分の画像データをCCU２に伝送する場合、系統間（０ｃｈと１ｃｈとの間）で、CCU２に供給されるまでの時間が異なるので、一方に対して他方に遅延が生じてしまうことになる。特に、その遅延量は、ケーブル３のケーブル長に最も高く依存して変化するので、ケーブル長に応じた遅延の補正が必要となる。
【００１３】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、ケーブルを介して接続されたCCUとCHUとからなる撮像装置において、撮像される画像データの高画質化を実現しつつ、CCUおよびCHUの配置の自由度を向上させるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の側面である撮像装置は、ケーブルを介して接続されたCCUとCHUから成る撮像装置において、前記CCUが、画像データおよび画像同期信号の伝送路としての前記ケーブルのケーブル長を検出する検出手段と、前記CHUから前記画像データを取得するための前記画像同期信号を発生する発生手段と、少なくとも前記ケーブル長に基づいて前記画像同期信号の送信タイミングを制御する制御手段と、制御される前記送信タイミングに従い、発生された前記画像同期信号の位相を進めて前記ケーブルを介して前記CHUに送信する画像同期信号送信手段と、送信された前記画像同期信号に応じ、前記CHUから前記ケーブルを介して供給される前記画像データを受信する画像データ受信手段とを含み、前記CHUが、前記ケーブルを介して前記CCUから送信された前記画像同期信号を受信する画像同期信号受信手段と、受信された前記画像同期信号に従って撮像を行い、撮像結果として前記画像データを生成する画像データ生成手段と、生成された前記画像データを、前記ケーブルを介して前記CCUに送信する画像データ送信手段とを含む。
【００１５】
前記制御手段は、前記ケーブル長における伝送時間、前記画像同期信号送信手段による処理、前記画像同期信号受信手段による処理、および前記画像データ送信手段による処理に基づいて前記画像同期信号の送信タイミングを制御することができる。
【００１６】
本発明の第１の側面である撮像装置は、前記CCUが、受信された前記画像データをバッファリングするバッファリング手段をさらに含み、前記制御手段は、前記バッファリング手段にバッファリングされている前記画像データの読み出しタイミングも制御することができる。
【００１７】
前記画像データ生成手段は、複数チャンネルの画像データを生成し、前記画像データ送信手段は、前記ケーブルに設けられた複数の画像データ伝送路を介して、前記複数チャンネルの画像データを前記CCUに送信し、前記バッファリング手段は、前記複数チャンネルの画像データを区別してバッファリングすることができる。
【００１８】
前記検出手段は、前記ケーブルのコネクタに記録されている情報に基づいて、前記ケーブル長を検出することができる。
【００１９】
本発明の第１の側面である伝送方法は、ケーブルを介して接続されたCCUとCHUから成る撮像装置の伝送方法において、前記CCUによる、画像データおよび画像同期信号の伝送路としての前記ケーブルのケーブル長を検出する検出ステップと、前記CHUから前記画像データを取得するための前記画像同期信号を発生する発生ステップと、少なくとも前記ケーブル長に基づいて前記画像同期信号の送信タイミングを制御する制御ステップと、制御される前記送信タイミングに従い、発生された前記画像同期信号の位相を進めて前記ケーブルを介して前記CHUに送信する画像同期信号送信ステップと、送信された前記画像同期信号に応じ、前記CHUから前記ケーブルを介して供給される前記画像データを受信する画像データ受信ステップと、前記CHUによる、前記ケーブルを介して前記CCUから送信された前記画像同期信号を受信する画像同期信号受信ステップと、受信された前記画像同期信号に従って撮像を行い、撮像結果として前記画像データを生成する画像データ生成ステップと、生成された前記画像データを、前記ケーブルを介して前記CCUに送信する画像データ送信ステップとを含む。
【００２０】
本発明の第１の側面であるプログラムは、ケーブルを介して接続されたCCUとCHUから成る撮像装置の制御用のプログラムであって、前記CCUによる、画像データおよび画像同期信号の伝送路としての前記ケーブルのケーブル長を検出する検出ステップと、前記CHUから前記画像データを取得するための前記画像同期信号を発生する発生手段と、少なくとも前記ケーブル長に基づいて前記画像同期信号の送信タイミングを制御する制御ステップと、制御される前記送信タイミングに従い、発生された前記画像同期信号の位相を進めて前記ケーブルを介して前記CHUに送信する画像同期信号送信ステップと、送信された前記画像同期信号に応じ、前記CHUから前記ケーブルを介して供給される前記画像データを受信する画像データ受信ステップと、前記CHUによる、前記ケーブルを介して前記CCUから送信された前記画像同期信号を受信する画像同期信号受信ステップと、受信された前記画像同期信号に従って撮像を行い、撮像結果として前記画像データを生成する画像データ生成ステップと、生成された前記画像データを、前記ケーブルを介して前記CCUに送信する画像データ送信ステップとを含む処理を撮像装置のコンピュータに実行させる。
【００２１】
本発明の第１の側面においては、CCUにより、画像データおよび画像同期信号の伝送路としてのケーブルのケーブル長が検出され、CHUから画像データを取得するための画像同期信号が発生され、少なくともケーブル長に基づいて画像同期信号の送信タイミングが制御され、この制御に従い、発生された画像同期信号の位相が進められてケーブルを介してCHUに送信される。また、CHUにより、CCUから送信された画像同期信号に従って撮像が行われ、撮像結果として画像データが生成され、生成された画像データがケーブルを介してCCUに送信される。
【００２２】
本発明の第２の側面である撮像装置は、ケーブルを介して接続されたCCUとCHUから成る撮像装置において、前記CCUは、クロック信号を生成し、前記ケーブルを介して前記CHUに送信する生成手段と、前記CHUから前記画像データを取得するための画像同期信号を発生する発生手段と、発生された前記画像同期信号を、前記ケーブルを介して前記CHUに送信する画像同期信号送信手段と、送信された前記画像同期信号に応じ、前記CHUから前記ケーブルを介して供給される前記画像データを受信する画像データ受信手段とを含み、前記CHUは、前記ケーブルを介して前記CCUから送信された前記クロック信号を受信して、CHU用のクロック信号を生成するクロック信号受信手段と、前記ケーブルを介して前記CCUから送信された前記画像同期信号を受信する画像同期信号受信手段と、前記CHU用のクロック信号、および受信された前記画像同期信号に従って撮像を行い、撮像結果として前記画像データを生成する画像データ生成手段と、生成された前記画像データを、前記ケーブルを介して前記CCUに送信する画像データ送信手段とを含む。
【００２３】
前記画像データ生成手段は、複数チャンネルの画像データを生成し、前記画像データ送信手段は、前記ケーブルに設けられた複数の画像データ伝送路を介して、前記複数チャンネルの画像データを前記CCUに送信することができる。
【００２４】
本発明の第２の側面である伝送方法は、ケーブルを介して接続されたCCUとCHUから成る撮像装置の伝送方法において、前記CCUによる、クロック信号を生成し、前記ケーブルを介して前記CHUに送信する生成ステップと、前記CHUから前記画像データを取得するための画像同期信号を発生する発生ステップと、発生された前記画像同期信号を、前記ケーブルを介して前記CHUに送信する画像同期信号送信ステップと、送信された前記画像同期信号に応じ、前記CHUから前記ケーブルを介して供給される前記画像データを受信する画像データ受信ステップと、前記CHUによる、前記ケーブルを介して前記CCUから送信された前記クロック信号を受信して、CHU用のクロック信号を生成するクロック信号受信ステップと、前記ケーブルを介して前記CCUから送信された前記画像同期信号を受信する画像同期信号受信ステップと、前記CHU用のクロック信号、および受信された前記画像同期信号に従って撮像を行い、撮像結果として前記画像データを生成する画像データ生成ステップと、生成された前記画像データを、前記ケーブルを介して前記CCUに送信する画像データ送信ステップとを含む。
【００２５】
本発明の第２の側面においては、CCUにより、クロック信号が生成されてケーブルを介してCHUに送信される。また、CHUから画像データを取得するための画像同期信号が発生されてケーブルを介してCHUに送信される。また、CHUにより、送信されたクロック信号からCHU用のクロック信号が生成され、生成されたCHU用のクロック信号、および受信された画像同期信号に従って撮像が行われ、撮像結果として前記画像データが生成され、生成された画像データがケーブルを介してCCUに送信される。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の第１の側面によれば、ケーブルを介して接続されたCCUとCHUとからなる撮像装置において、撮像される画像データの高画質化を実現しつつ、CCUおよびCHUの配置の自由度を向上させることができる。
きる。
【００２７】
本発明の第２の側面によれば、ケーブルを介して接続されたCCUとCHUとからなる撮像装置において、撮像される画像データの高画質化を実現しつつ、CCUおよびCHUの配置の自由度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、発明を実施するための最良の形態（以下、実施の形態と称する）について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００２９】
［撮像装置の構成例］
図２は、本発明の一実施の形態である撮像装置の構成例を示している。この撮像装置１０は、図１に示された従来の撮像装置１と同様に、CCU１１、およびCCU１１にケーブル１２により接続されたCHU１３から構成される。
【００３０】
CCU１１は、ケーブル１２を介してCHU１３に電力およびクロック信号を供給するとともに、制御情報を送信してCHU１３を制御する。また、CCU１１は、CHU１３からケーブル１２を介して伝送される画像データを記録したり、表示したり、外部出力したりするようになされている。
【００３１】
CCU１１は、制御部２１、電力供給部２５、クロック信号生成部２６、ケーブル長検出部２７、制御情報通信部２８、タイミング制御部２９、および同期信号送信部３１から構成される。さらに、CCU１１は、画像データ受信部３２、FIFO３３、画像データ処理部３４、画像データ出力部３５、画像表示部３６、および画像記録部３７から構成される。
【００３２】
制御部２１は、CPU２２、RAM２３、およびROM２４を内蔵しており、CPU２２がROM２４に予め記録されている制御用プログラムをRAM２３にロードして実行することにより、CCU１１の各部を制御する。
【００３３】
電力供給部２５は、ＡＣ電源またはバッテリ（いずれも不図示）を電源としてCCU１１の各部に駆動電力を供給するとともに、ケーブル１２の電力供給路１２ｇを介し、CHU１３に駆動電力を供給する。
【００３４】
クロック信号生成部２６は、クロック信号を生成し、生成したクロック信号をCCU１１の各部に供給するとともに、ケーブル１２のクロック信号伝送路１２ｆを介してCHU１３に供給する。
【００３５】
ケーブル長検出部２７は、CCU１１とCHU１３とを接続するケーブル１２のケーブル長を検出し、検出結果をタイミング制御部２９に通知する。ケーブル長の具体的な検出方法としては、ケーブル１２のコネクタからケーブル長を示す情報を読み出すことにより、ケーブル長を検出する。
【００３６】
制御情報通信部２８は、ケーブル１２の高速信号伝送路１２ｄ，１２ｅを介し、CHU１３との間で各種の制御情報を通信する。
【００３７】
タイミング制御部２９は、画像データ処理部３４が出力する同期信号（フレーム同期信号、垂直同期信号、および水平同期信号）の位相を進めて同期信号送信部３１に出力する。また、タイミング制御部２９は、FIFO３３に保持されている画像データの読み出しタイミングを制御する。タイミング制御部２９による、同期信号の位相を進める時間（以下、先行時間と称する）については、ケーブル長検出部２７から通知されるケーブル長に対応する遅延時間などを参照テーブル３０から取得して決定する（詳細後述）。
【００３８】
参照テーブル３０には、ケーブル１２の各ケーブル長に対応する伝送変数（遅延時間）、CCU１１の内部で画像データを伝送するために要する時間、およびCHU１３の内部で画像データを伝送するために要する時間が予め記録されている。
【００３９】
同期信号送信部３１は、タイミング制御部２９からの同期信号を、ケーブル１２の高速信号伝送路１２ｃを介してCHU１３に送信する。
【００４０】
画像データ受信部３２は、ケーブル１２の超高速信号伝送路１２ａを介し、CHU１３からの０ｃｈの画像データを受信するとともに、ケーブル１２の超高速信号伝送路１２ｂを介し、CHU１３からの１ｃｈの画像データを受信する。さらに、画像データ受信部３２は、受信した０ｃｈの画像データをFIFO３３ａに出力してその書き込みタイミングを制御するとともに、受信した１ｃｈの画像データをFIFO３３ｂに出力してその書き込みタイミングを制御する。
【００４１】
FIFO３３は、０ｃｈ用のFIFO３３ａと１ｃｈ用のFIFO３３ｂとに分割されており、さらに、FIFO３３ａおよびFIFO３３ｂは、３原色RGBのそれぞれに対応して３分割されている。
【００４２】
画像データ処理部３４は、FIFO３３から出力される画像データに所定の画像処理を施して画像データ出力部３５に出力する。画像データ出力部３５は、画像処理後の画像データを画像表示部３６および画像記録部３７に供給する。また、画像データ出力部３５は、画像処理後の画像データを撮像装置１０の外部に出力する。
【００４３】
画像表示部３６は、画像データ出力部３５からの画像データに基づく画像を図示せぬディスプレイに表示する。画像記録部３７は、画像データ出力部３５からの画像データを所定の方式に従って符号化し、その結果得られる符号化信号を図示せぬ記録媒体に記録する。
【００４４】
ケーブル１２は、CCU１１およびCHU１３に対して着脱可能とされており、その直径が７mm程であって、ケーブル長としてはその用途に応じて複数の種類（例えば、５，１０，１５，２０ｍ）が用意されている。ケーブル１２のコネクタには、その製造段階において、ケーブル長を示す情報が記録されている（詳細後述）。
【００４５】
また、ケーブル１２は、画像データを伝送する超高速信号伝送路１２ａ，１２ｂ、同期信号を伝送する高速信号伝送路１２ｃ、制御情報を伝送する高速信号伝送路１２ｄ，１２ｅ、クロック信号伝送路１２ｆ、および電力供給路１２ｇが含まれている。
【００４６】
超高速信号伝送路１２ａは、CHU１３から出力される０ｃｈの画像データを、例えば数Gbps程度でCCU11の画像信号受信部３２に伝送する。超高速信号伝送路１２ｂは、CHU１３から出力される１ｃｈの画像データを、例えば数Gbps程度でCCU11の画像信号受信部３２に伝送する。
【００４７】
なお、超高速信号伝送路１２ａと超高速信号伝送路１２ｂとは、ケーブル１２内におけるツイストなどにより、そのケーブル長が必ずしも一致しない。このケーブル長の微小な差異が、０ｃｈの画像データと１ｃｈの画像データとの伝送時間の差異に影響する。
【００４８】
高速信号伝送路１２ｃは、CCU１１の同期信号装置部３１がCHU１３に対して出力する同期信号を、例えば100Mbps程度で伝送する。高速信号伝送路１２ｄは、CCU１１の制御情報通信部２８がCHU１３に対して送信する制御情報を、例えば150Mbps程度で伝送する。高速信号伝送路１２ｅは、CHU１３がCCU１１の制御情報通信部２８に対して送信する制御情報を、例えば150Mbps程度で伝送する。
【００４９】
クロック信号伝送路１２ｆは、CCU１１のクロック信号生成部２６によって生成された７４MHzのクロック信号をCHU１３に伝送する。電力供給路１２ｇは、CCU１１の電力供給部２５からCHU１３に対して供給される駆動電力を伝送する。
【００５０】
CHU１３は、CCU１１から供給される駆動電力とクロック信号に基づき、CCU１１からの制御に従って撮像を行い、撮像結果として得られる０ｃｈおよび１ｃｈの画像データを、ケーブル１２の超高速信号伝送路１２ａ，１２ｂを介してCCU１１に出力するようになされている。
【００５１】
CHU１３は、電力制御部５１、クロック信号受信部５２、制御情報通信部５３、同期信号受信部５４、CMOSイメージセンサ５５、欠陥補正ROM５８、および画像データ送信部５９から構成される。
【００５２】
電力制御部５１は、CCU１１の電力供給部２５から電力供給路１２ｇを介して供給される駆動電力を、CHU１３の各部に供給する。クロック信号受信部５２は、CCU１１のクロック信号生成部２６からクロック信号伝送路１２ｆを介して伝送されるクロック信号を受信し、受信したクロック信号をCHU１３の動作周波数に分周して制御情報通信部５３に供給する。
【００５３】
制御情報通信部５３は、CCU１１の制御情報通信部２８から高速信号伝送路１２ｄを介して送信される制御情報を受信する。また、制御情報通信部５３は、クロック信号受信部５２からのクロック信号、および同期信号受信部５４からの同期信号に基づき、CCU１１からの制御情報に従ってCMOSイメージセンサ５５を制御する。さらに、制御情報通信部５３は、CCU１１に通知すべき制御情報を生成し、高速信号伝送路１２ｅを介してCCU１１の制御情報通信部２８に送信する。
【００５４】
同期信号受信部５４は、CCU１１の同期信号送信部３１からの同期信号を、高速信号伝送路１２ｃを介して受信し、受信した同期信号を制御情報通信部５３に供給する。
【００５５】
CMOSイメージセンサ５５は、３原色RGBのうち、Ｒに対応するイメージセンサ５６Ｒおよび温度センサ５７Ｒ、Ｇに対応するイメージセンサ５６Ｇおよび温度センサ５７Ｇ、Ｂに対応するイメージセンサ５６Ｂおよび温度センサ５７Ｂ、並びに欠陥補正ROM５８から構成される。CMOSイメージセンサ５５は、０ｃｈおよび１ｃｈの画像データを生成して画像データ送信部５９に供給する。
【００５６】
画像データ送信部５９は、CMOSイメージセンサ５５からの０ｃｈの画像データを超高速信号伝送路１２ａを介して、CMOSイメージセンサ５５からの１ｃｈの画像データを超高速信号伝送路１２ｂを介してCCU１１の画像データ受信部３２に送信する。
【００５７】
［撮像装置の動作概要］
図３は、撮像装置１０の動作概要を説明するために必要な、撮像装置１０の構成要素の一部を示したブロック図である。
【００５８】
すなわち、撮像装置１０においては、画像データ処理部３４がCHU１３から伝送される画像データに対応する同期信号を発生してタイミング制御部２９に出力する。タイミング制御部２９は、画像データの伝送遅延を考慮して、この同期信号の位相を進めて同期信号送信部３１に出力する。同期信号送信部３１は、同期信号（フレーム同期信号Ｆ、垂直同期信号Ｖ、および水平同期信号Ｈ）を多重化し、高速信号伝送路１２ｃを介してCHU１３の同期信号受信部５４に送信する。
【００５９】
CHU１３の同期信号受信部５４は、多重化された同期信号を受信し、フレーム同期信号Ｆ、垂直同期信号Ｖ、および水平同期信号Ｈに逆多重化（分離）してCMOSイメージセンサ５５に供給する。CMOSイメージセンサ５５は、供給された同期信号に従い、０ｃｈの各色の画像データ（CH0R，CH0G，CH0B）およびストローブ(STRB)信号、並びに１ｃｈの各色の画像データ（CH1R，CH1G，CH1B）およびストローブ信号を画像データ送信部５９に出力する。画像データ送信部５９は、０ｃｈの各色の画像データ（CH0R，CH0G，CH0B）とストローブ信号を多重化し、超高速信号伝送路１２ａを介してCCU１１の画像データ受信部３２に送信する。また、画像データ送信部５９は、１ｃｈの各色の画像データ（CH1R，CH1G，CH1B）とストローブ信号を多重化し、超高速信号伝送路１２ｂを介してCCU１１の画像データ受信部３２に送信する。
【００６０】
CCU１１の画像データ受信部３２は、多重化された０ｃｈの各色の画像データを受信し、各色の画像データとストローブ信号に逆多重化（分離）して、各色の画像データ（CH0R，CH0G，CH0B）をFIFO３３ａに供給し、ストローブ信号に従ってライト(Write)コマンドによりバッファリングを行なわせる。また、画像データ受信部３２は、多重化された１ｃｈの各色の画像データを受信し、各色の画像データとストローブ信号に逆多重化（分離）して、各色の画像データ（CH1R，CH1G，CH1B）をFIFO３３ｂに供給し、ストローブ信号に従ってライトコマンドによりバッファリングを行なわせる。
【００６１】
この後、タイミング制御部２９は、０ｃｈ用のFIFO３３ａと１ｃｈ用のFIFO３３ｂに対し同時にリード(Read)コマンドを出力し、それぞれにバッファリングされている画像データを画像データ処理部３４に出力させる。
【００６２】
［撮像装置の詳細な動作］
次に、撮像装置１０の一連の動作について、図４乃至図６に示すタイミングチャートを参照して詳述する。
【００６３】
ただし、図４乃至図６においては、CCU１１を、ハードウェアとしての制御部２１、CPU２２が制御用プログラムを実行することによって実現されるソフトウェアとしての制御部２１、画像データ処理部３４、電力供給部２５、およびその他（CCU１１の構成要素のうち、ハードウェアとしての制御部２１、CPU２２が制御用プログラムを実行することによって実現されるソフトウェアとしての制御部２１、画像データ処理部３４、および電力供給部２５以外のもの）に区分して各処理を示している。また、CHU１３を、CM0Sイメージセンサ５５、およびその他（CHU１３の構成要素のうち、CM0Sイメージセンサ５５以外のもの）に区分して各処理を示している。
【００６４】
制御部２１に設けられた電源ボタンがオンとされると、電力供給部２５によりCCU１１の各部に電力が供給され、CPU２２が制御用プログラムを実行してソフトウェアとしての制御部２１が起動される。また、画像データ処理部３４および電源供給部２５のリセットが解除される。
【００６５】
次に、電力供給部２５は、ケーブル長検出部２７に対して、ケーブル１２のケーブル長の検出を要求する。この要求に応じ、ケーブル長検出部２７は、ケーブル１２のケーブル長を検出してタイミング制御部２９に通知するとともに、ケーブル長の検出完了を電力供給部２５に通知する。
【００６６】
次に電力供給部２５は、制御情報通信部２８に対して、ケーブル１２の端にCHU１３が接続されているか否かの検出を要求する。この要求に応じ、制御情報通信部２８は、CHU１３の有無を検出し、検出結果を電力供給部２５に通知する。この検出の結果、ケーブル１２の端にCHU１３が存在しない場合、この時点で一連の処理が終了される。
【００６７】
反対に、ケーブル１２の端にCHU１３が存在する場合、電力供給部２５は、CHU１３が存在する旨を制御部２１に通知した後、CHU１３に対し、電力供給路１２ｇを介して駆動電力の供給を開始する。また、クロック信号供給部２６は、生成したクロック信号を、クロック信号伝送路１２ｆを介してCHU１３に供給する。駆動電力およびクロック信号が供給されたことにより、CCU１１のその他、およびCHU１３のCMOSイメージセンサ５５以外は、リセットを解除しコンフィグレーションを実行する。CMOSイメージセンサ５５は、リセットを解除する。
【００６８】
この後、ソフトウェアとしての制御部２１は、画像データ処理部３４に対し、CMOSイメージセンサ５５から０ｃｈおよび１ｃｈの画像データ、温度センサ値、並びに欠陥補正ROMの情報を取得するよう制御する。この制御に応じ、画像データ処理部３４は、CMOSイメージセンサ５５に対して０ｃｈおよび１ｃｈの画像データ、温度センサ値、並びに欠陥補正ROMの情報の送信を要求する制御情報を生成して制御情報通信部２８に出力する。制御情報通信部２８は、画像データ処理部３４から入力された制御情報を、例えば図７に示すようにパケット化した後、所定のデータパッキング処理（例えば、パラレルシリアル変換処理、NRZまたはNRZIなどの符号化処理、スクランブル処理、CRC処理など）を行い、高速信号伝送路１２ｄを介してCHU１３の制御情報通信部５３に送信する。
【００６９】
CHU１３の制御情報通信部５３は、受信した制御情報に従い、CMOSイメージセンサ５５から温度センサ値、および欠陥補正ROMの情報を取得して制御情報を生成する。さらに、制御情報通信部５３は、生成した制御情報を、例えば図８に示すようにパケット化した後、所定のデータパッキング処理（例えば、スクランブル処理、NRZまたはNRZIなどの符号化処理、CRC処理、パラレルシリアル変換処理など）を行い、高速信号伝送路１２ｅを介してCCU１１の制御情報通信部２８に送信する。CCU１１の制御情報通信部２８は、受信したデータパッキング処理が行われている制御情報を復号して画像データ処理部３４に供給する。
【００７０】
次に、画像データ処理部３４は、同期信号を発生してタイミング制御部２９に出力する。タイミング制御部２９は、入力された同期信号の位相を進めて同期信号送信部３１に出力する。同期信号送信部３１は、位相が早められた同期信号を多重化し、例えば、図９に示すようにパケット化した後、所定のデータパッキング処理（例えば、パラレルシリアル変換処理、NRZまたはNRZIなどの符号化処理、スクランブル処理、CRC処理など）を行い、高速信号伝送路１２ｃを介してCHU１３の同期信号受信部５４に送信する。CHU１３の同期信号受信部５４は、受信した多重化されている同期信号を逆多重化（分離）してCMOSイメージセンサ５５に供給する。
【００７１】
CMOSイメージセンサ５５は、供給された同期信号に従い、０ｃｈの各色の画像データ（CH0R，CH0G，CH0B）およびストローブ(STRB)信号、並びに１ｃｈの各色の画像データ（CH1R，CH1G，CH1B）およびストローブ信号を画像データ送信部５９に出力する。画像データ送信部５９は、０ｃｈの各色の画像データ（CH0R，CH0G，CH0B）とストローブ信号を多重化してパケット化し、所定のデータパッキング処理（例えば、スクランブル処理、NRZまたはNRZIなどの符号化処理、CRC処理、パラレルシリアル変換処理など）を行い、超高速信号伝送路１２ａを介してCCU１１の画像データ受信部３２に送信する。１ｃｈの各色の画像データ（CH1R，CH1G，CH1B）についても同様に、超高速信号伝送路１２ｂを介してCCU１１の画像データ受信部３２に送信する。
【００７２】
CCU１１の画像データ受信部３２は、多重化された０ｃｈの各色の画像データを受信し、各色の画像データとストローブ信号に逆多重化（分離）して、各色の画像データ（CH0R，CH0G，CH0B）をFIFO３３ａに供給し、ストローブ信号に従ってライト(Write)コマンドによりバッファリングを行なわせる。また、画像データ受信部３２は、多重化された１ｃｈの各色の画像データを受信し、各色の画像データとストローブ信号に多重化逆多重化（分離）して、各色の画像データ（CH1R，CH1G，CH1B）をFIFO３３ｂに供給し、ストローブ信号に従ってライトコマンドによりバッファリングを行なわせる。
【００７３】
この後、タイミング制御部２９は、０ｃｈ用のFIFO３３ａと１ｃｈ用のFIFO３３ｂに対し同時にリード(Read)コマンドを出力し、それぞれにバッファリングされている画像データを画像データ処理部３４に出力させる。
【００７４】
画像データ処理部３４は、FIFO３３から入力された画像データに所定の画像処理を行う。所定の画像処理の画像データは、画像表示部３６によりディスプレイに表示されたり、画像記録部３７により記録媒体に記録されたり、画像データ出力部３５により外部出力されたりする。以上で、撮像装置１０の一連の動作の説明を終了する。
【００７５】
［画像データの伝送遅延とその対処］
次に、画像データ処理部３４から同期信号が出力され、それに応じて画像データが画像データ処理部３４に入力されるまでの時間、すなわち画像データの伝送遅延と、当該伝送遅延をなくすための対処について説明する。
【００７６】
図１０は、画像データの伝送遅延の要因を示している。図１１は、伝送遅延の対処を示している。図１２は、FIFO３３により伝送遅延が吸収される概念を示している。
【００７７】
すなわち、画像データ処理部３４から出力された同期信号は、CCU１１の同期信号送信部３１における多重化処理によって遅延され、高速信号伝送路１２ｃのケーブル長に依存して遅延され、CHU１３に供給される。さらに、CHU１３の同期信号受信部５４における逆多重化（分離）処理によって遅延されてCMOSイメージセンサ５５に供給される。
【００７８】
この同期信号に応じてCMOSイメージセンサ５５から出力された０ｃｈおよび１ｃｈの各色の画像データは、画像データ送信部５９による多重化処理の分だけ遅延される。
【００７９】
ここまでの遅延時間は、０ｃｈと１ｃｈで共通である。この共通な遅延時間については、タイミング制御部２９により、画像データ処理部３４から出力された同期信号の位相を進めることによって補償する。
【００８０】
多重化された０ｃｈおよび１ｃｈの画像データは、超高速信号伝送路１２ａ，１２ｂを介して伝送されるが、超高速信号伝送路１２ａ，１２ｂのケーブル長に依存して遅延される。さらに、０ｃｈおよび１ｃｈの画像データは、画像データ受信部３２における逆多重化（分離）処理によって遅延される。
【００８１】
ただし、超高速信号伝送路１２ａと１２ｂとは、ケーブルのツイストなどによりそのケーブル長が必ずしも一致しないので、画像データ受信部３２に受信された時点で、０ｃｈおよび１ｃｈの画像データには遅延時間のばらつきが発生し得る。この０ｃｈと１ｃｈのばらつきが生じ得る遅延時間については、タイミング制御部２９によってFIFO３３の読み出しタイミングを制御することによって吸収する。
【００８２】
上述したように、画像データの遅延時間のうち、０ｃｈと１ｃｈで共通な遅延時間については、タイミング制御部２９により、画像データ処理部３４から出力された同期信号の位相を進めることによって補償する。また、０ｃｈと１ｃｈでばらつきが生じ得る遅延時間については、タイミング制御部２９によってFIFO３３の読み出しタイミングを制御することによって吸収する。
【００８３】
図１３は、画像データの伝送遅延に対処するメイン処理を説明するフローチャートである。このメイン処理は、図４乃至図６を参照して上述した撮像装置１の一連の処理において、画像データ処理部３４から同期信号が出力されるまでに開始される。
【００８４】
ステップＳ１において、タイミング制御部２９は、ケーブル長検出部２７からケーブル１２のケーブル長を取得する。
【００８５】
ステップＳ２において、タイミング制御部２９は、参照テーブル３０を参照することにより、取得したケーブル長に依存する伝送変数（遅延時間）Ｘ、MUX定数（遅延時間）Ｅ、MUX定数Ｆ、および、DeMux定数（遅延時間）Ｇを取得する。
【００８６】
図１４は、参照テーブル３０の一例を示している。参照テーブル３０には、予め想定されている複数のケーブル長に対応し、伝送変数（遅延時間）Ｘ、MUX定数（遅延時間）Ｅ、MUX定数Ｆ、および、DeMux定数（遅延時間）Ｇが保持されている。
【００８７】
伝送変数Ｘは、ケーブル長に依存する遅延時間である。MUX定数Ｅは、同期信号送信部３１による同期信号の多重化処理に要する固定の遅延時間である。MUX定数Ｆは、画像データ送信部５９による各色の画像データの多重化処理に要する固定の遅延時間である。DeMux定数（遅延時間）Ｇは、同期信号受信部５４による同期信号の逆多重化（分離）処理に要する固定の遅延時間である。
【００８８】
なお、本実施の形態においては、ケーブル長に対応した伝送変数（遅延時間）Ｘを参照テーブル３０として保持するようにしたが、ケーブル長を変数とする関数として保持するようにしてもよい。関数として保持するようにすれば、想定されている長さ以外のケーブル長にも対応することができる。当該関数には、ケーブル長以外の変数として、ケーブル素材の誘電率を含むようにしてもよい。
【００８９】
また、ステップＳ１およびＳ２の処理は、CCU１１に対してケーブル１２を新たに接続したときにだけ実行するようにしてもよい。
【００９０】
図１３に戻る。ステップＳ３において、タイミング制御部２９は、画像データの伝送遅延のうち、０ｃｈと１ｃｈで共通な遅延時間については、画像データ処理部３４から出力された同期信号の位相を進めること（以下、同期信号先行出力処理と称する）によって補償する。また、０ｃｈと１ｃｈでばらつきが生じ得る遅延時間については、タイミング制御部２９によってFIFO３３の読み出しタイミングを制御すること（以下、受信ばらつき吸収処理と称する）によって吸収する。
【００９１】
図１５は、同期信号先行出力処理を説明するフローチャートである。
【００９２】
ステップＳ１１において、タイミング制御部２９は、ステップＳ２で取得した伝送変数Ｘ、MUX定数Ｅ、MUX定数Ｆ、および、DeMux定数Ｇを加算して、加算結果を出力先行時間に設定する。ステップＳ１２において、タイミング制御部２９は、画像データ処理部３４から出力された同期信号の位相を、ステップＳ１１で設定した出力先行時間に対応する分だけ早めて、同期信号送信部３１に出力する。
【００９３】
図１６は、受信ばらつき吸収処理を説明するフローチャートである。ステップＳ２１において、タイミング制御部２９は、FIFO３３ａ，３３ｂに対して同時にリードコマンドを送信し、バッファリングしている画像データを画像データ処理部３４に出力させる。
【００９４】
以上で、画像データの伝送遅延とその対処の説明を終了する。
【００９５】
［ケーブル長の検出］
図１７は、ケーブル１２の３６端子から成るコネクタ仕様の一例を示している。例えば、１７番端子ID1および１８番端子ID0を、ケーブル長情報の保持用として、コネクタ内において適宜、GND端子とショートさせることにより２ビットの情報を保持することができる。これにより、ケーブル長として、例えば５ｍ、１０ｍ、１５ｍ、または２０ｍの４種類のケーブル長を区別することができる。
【００９６】
なお、ケーブル１２のコネクタにケーブル長情報を保持するのではなく、CCU１１からCHU１３に所定のパルス波を送信し、当該パルス波を受信したCHU１３は速やかに同じパルス波を返すようにし、パルス波が返ってくるまでに要する時間に基づいてケーブル長を検出するようにしてもよい。
【００９７】
以上説明したように、本発明を適用した撮像装置１０によれば、CHU１３からCCU１１に対し、比較的長く細径のケーブル１２を介して高解像度の画像データを、画質劣化を抑止しつつ伝送することができる。なお、この撮像装置１０は、CCUとCHUが分離されていない既存の撮像装置を流用して構成することができる。したがって、当該撮像装置１０は、製造コストを抑えて製造することができる。
【００９８】
ところで、上述した処理は、ハードウェアにより実行することもできるし、ソフトウェアにより実行することもできる。上述した処理をソフトウェアにより実行する場合には、そのソフトウェアを構成するプログラムが、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータに、プログラム記録媒体からインストールされて実行される。
【００９９】
なお、コンピュータが実行するプログラムは、本明細書で説明する順序に沿って時系列に処理が行われるプログラムであってもよいし、並列に、あるいは呼び出しが行われたとき等の必要なタイミングで処理が行われるプログラムであってもよい。
【０１００】
また、プログラムは、１台のコンピュータにより処理されるものであってもよいし、複数のコンピュータによって分散処理されるものであってもよい。さらに、プログラムは、遠方のコンピュータに転送されて実行されるものであってもよい。
【０１０１】
なお、本発明の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】CCUとCHUから構成撮像装置の外観図である。
【図２】本発明を適用した撮像装置の構成例を示すブロック図である。
【図３】撮像装置の動作概要を説明するための図である。
【図４】撮像装置の一連の処理を説明するタイミングチャートである。
【図５】撮像装置の一連の処理を説明するタイミングチャートである。
【図６】撮像装置の一連の処理を説明するタイミングチャートである。
【図７】CCUからCHUに送信される制御情報のデータ構造の一例を示す図である。
【図８】CHUからCCUに送信される制御情報のデータ構造の一例を示す図である。
【図９】CCUからCHUに送信される同期信号のデータ構造の一例を示す図である。
【図１０】画像データの伝送遅延の要因を説明する図である。
【図１１】画像データの伝送遅延への対処を説明する図である。
【図１２】伝送遅延への対処としてのFIFOの動作を説明する図である。
【図１３】メイン処理を説明するフローチャートである。
【図１４】参照テーブルの一例を示す図である。
【図１５】同期信号先行出力処理を説明するフローチャートである。
【図１６】受信ばらつき吸収処理を説明するフローチャートである。
【図１７】ケーブルのコネクタ仕様の一例を示す図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１０  撮像装置，  １１  CCU，  １２  ケーブル，  １３  CHU，  ２１  制御部，  ２５  電力供給部，  ２６  クロック信号生成部，  ２７  ケーブル長検出部，  ２８  制御情報通信部，  ２９  タイミング制御部，  ３０  参照テーブル，  ３１  同期信号送信部，  ３２  画像データ受信部，  ３３  FIFO，  ３４  画像データ処理部，  ３５  画像データ出力部，  ５１  電力制御部,  ５２  クロック信号受信部,  ５３  制御情報通信部，  ５４  同期信号受信部，  ５５  CMOSイメージセンサ，  ５６  イメージャ，  ５７  温度センサ，  ５８  欠陥補正ROM，  ５９  画像データ送信部
【図１】
2010093543.tif 000003
【図２】
2010093543.tif 000004
【図３】
2010093543.tif 000005
【図４】
2010093543.tif 000006
【図５】
2010093543.tif 000007
【図６】
2010093543.tif 000008
【図７】
2010093543.tif 000009
【図８】
2010093543.tif 000010
【図９】
2010093543.tif 000011
【図１０】
2010093543.tif 000012
【図１１】
2010093543.tif 000013
【図１２】
2010093543.tif 000014
【図１３】
2010093543.tif 000015
【図１４】
2010093543.tif 000016
【図１５】
2010093543.tif 000017
【図１６】
2010093543.tif 000018
【図１７】
2010093543.tif 000019