(57)【要約】【課題】ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数から外したフレーム周波数で撮像素子から画像データを取り込み、フレームメモリにプログレッシブで書込み、インタレースで読み出す撮像装置におけるインタレース特有のコムノイズの発生を防止、また、実装するクロック発振器はＮＴＳＣ方式対応の発振器のみとして、低コストな撮像装置を提供する。【解決手段】フレームメモリ１０５を少なくとも３つの領域に分ける。制御部１０は、各領域を書込み領域・読出し領域として、その役割を順次切り替えるようにし、ある領域からの読出し終了時に、次に読出す領域への書込みが完了しているか確認して、読出し領域の切替えを行う。撮像素子１０１は、ＮＴＳＣ方式対応の発振器１０７のクロックで動作し、垂直方向のブランキング期間乃至水平方向のブランキング期間を変更することで、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数から外れたフレーム周波数で画像データを出力する。【選択図】図１
2011139432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の光学像を結像する光学系と、
前記光学系により結像される光学像を撮像し、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒから外れたフレーム周波数Ｆｆｓで画像データを出力する撮像素子と、
前記画像データを格納するフレームメモリと、
前記撮像素子から出力される画像データを前記フレームメモリにプログレッシブに書込み、該フレームメモリからＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒでインタレースに読み出す制御部とを有する画像撮像装置であって、
前記フレームメモリを少なくとも３つの領域に分け、
前記制御部は、前記フレームメモリの各領域を書込み領域・読出し領域として、その役割を順次切り替え、各領域に１フレームの画像データをプログレッシブに順次書込み、各領域から１フレームの画像データをインタレースに順次読み出すことを特徴とする画像撮像装置。
【請求項２】
前記制御部は、ある領域から１フレームの画像データの読出しが終了した時点で、次に読出す領域に１フレームの画像データの書込みが完了しているか判別し、完了していなければ、いま読出した領域から再度、１フレームの画像データを読出すことを特徴とする請求項１に記載の画像撮像装置。
【請求項３】
前記制御部は、次に読出す領域に１フレームの画像データの書込みが完了していれば、次の次に読出す領域に１フレームの画像データの書込みが完了しているか判別し、完了していなければ、次に読出す領域から画像データの読出しを開始し、完了していれば、次に読出す領域を飛ばして、次の次に読出す領域から画像データの読出しを開始することを特徴とする請求項２に記載の画像撮像装置。
【請求項４】
前記制御部は、フレームメモリから画像データを読出す際に、所定の画像変換処理を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像撮像装置。
【請求項５】
前記撮像素子は、一定のフレーム周期のフレーム周波数Ｆｆｓで画像データを出力することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像撮像装置。
【請求項６】
前記撮像素子は、隣り合うフレーム周期は不定で、かつ、それらを平均するとＮＴＳＣ方式のフレーム周期となる、可変のフレーム周波数Ｆｆｓで画像データを出力することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像撮像装置。
【請求項７】
ＮＴＳＣ方式対応のクロック信号発生用の単一の発振器を有し、
前記制御部は、前記発振器からのＮＴＳＣ方式対応のクロック周波数のクロックを基に、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒでのフレームメモリからのインタレース読出しを制御し、
前記撮像素子は、前記発振器からＮＴＳＣ方式対応のクロック周波数のクロックを入力して動作し、垂直方向のブランキング期間乃至水平方向のブランキング期間を変更することで、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒから外れたフレーム周波数Ｆｆｓで画像データを出力することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像撮像装置。
【請求項８】
前記撮像素子はレジスタを有し、該レジスタに設定されるパラメータ値に従って垂直方向のブランキング期間乃至水平方向のブランキング期間を変更することを特徴とする請求項７に記載の画像撮像装置。
【請求項９】
ＮＴＳＣ方式対応のクロック信号発生用の単一の発振器を有し、
前記制御部は、前記発振器からのＮＴＳＣ方式対応のクロック周波数のクロックを基に、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒでのフレームメモリからのインタレース読出しを制御し、
前記撮像素子は、前記発振器からＮＴＳＣ方式対応のクロック周波数から外れたクロックを入力して動作することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像撮像装置。
【請求項１０】
前記撮像素子は、前記ＮＴＳＣ方式対応のクロック周波数から外れたクロックを前記撮像素子内部のＰＬＬでｎ倍の周波数に変換し、変換後の周波数で画像データを出力することを特徴とする請求項９に記載の画像撮像装置。
【請求項１１】
前記クロックおよび変換後のクロックは、ＮＴＳＣ方式対応のクロック周波数の公約数および公倍数以外に設定することを特徴する請求項１０に記載の画像撮像装置。
【請求項１２】
前記撮像素子は、垂直方向のブランキング期間乃至水平方向のブランキング期間を変更することで、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒから外れたフレーム周波数Ｆｆｓで画像データを出力することを特徴とする請求項１１に記載の画像撮像装置。
【請求項１３】
装置全体を制御するためのＣＰＵを有し、該ＣＰＵが前記撮像素子内のレジスタのパラメータ値を設定することを特徴とする請求項８または１２に記載の画像撮像装置。
【請求項１４】
前記撮像素子は、画像データと共にフレーム周波数Ｆｆｒの垂直同期信号を出力し、
前記制御部は、前記撮像素子からの垂直同期信号を基にフレームメモリの読出しタイミングを制御することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の画像撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載して用いられる車載カメラなどの画像撮像装置に係り、詳しくは、ＮＴＳＣ方式出力の画像撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に車載カメラは、ＮＴＳＣ方式の表示装置などに合わせるために、ＣＭＯＳセンサなどの撮像素子により、撮影コマ数を約３０ｆｐｓで撮影している。このような車載カメラで路上の例えばＬＥＤ式信号機を撮影した場合、以下のような問題が発生する。
【０００３】
ＬＥＤ式信号機は、商用交流電源を全波整流した駆動電圧で駆動されているので、目視では確認することができないが、信号の点灯及び消灯が微小時間で周期的に繰り返されている。そのため、あるフレームにおいて、撮像素子の電荷蓄積時間と信号の消灯期間とが重なった場合には、そのフレームに関しては、実際には赤、青、緑のいずれかが点灯状態であっても消灯状態として撮像されることとなる。そして、このようなフレームが連続すると、消灯状態の信号機が撮影された映像が数十フレームにもわたって出力されることになる。これは、ドライブレコーダにおいて特に深刻な問題である。ドライブレコーダは、車載カメラにより撮影された映像を記録しておくもので、事故分析を行う際などに広く用いられるが、事故・ヒヤリ発生時の信号機の正確な状態が判別できないと、事故処理における責任判別等に支障が生じてしまう。
【０００４】
上記のような問題に対処するため、撮像素子のフレーム周波数をＮＴＳＣ方式のフレーム周波数に対して所定のオフセット周波数だけオフセットさせたフレーム周波数（オフセットフレーム周波数）に設定することが知られている（例えば、特許文献１参照）。これによれば、ＬＥＤ方式信号機などを撮影しても、点灯時、消灯状態の映像が数十フレームにわたって出力されることはなくなるが、映像信号のフレーム周波数はＮＴＳＣ方式のフレーム周波数から外れているため、このままでは、ＮＴＳＣ方式の表示装置に表示することができない。
【０００５】
この対策としては、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数から外したフレーム周波数（オフセットフレーム周波数）で、撮像素子から取り込んだ画像データをフレームメモリに保存し、該フレームメモリからＮＴＳＣ方式のフレーム周波数で読出し、表示装置に出力することが考えられる。しかしながら、これには、以下のような問題が新たに発生する。
【０００６】
通常、撮像素子からの画像データの読出しはプログレッシブ方式で行われる。一方、ＮＴＳＣ方式の表示装置はインタレース方式を採用している。そのため、上記方法では、撮像素子から読出された画像データをプログレッシブ方式でフレームメモリに書込み、該フレームメモリからインタレース方式で読出すこととなる。この場合、フレームメモリに１フレームの画像データを書込む時間とフレームメモリから１フレームの画像データを読出す時間が異なるため、フレームメモリをダブルバッファとしても、インタレース方式に特有なコムノイズが発生する。コムノイズとは、異なるフレームの奇数フィールドと偶数フィールドからなるフレーム画像に発生する櫛歯状の画像ずれのことである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、ＬＥＤ信号機などの点灯機の点灯時における明滅周期の影響を受け難くし、かつ、ＮＴＳＣ方式の表示装置をそのまま使用できるように、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数から外したフレーム周波数で撮像素子から画像データを読出し、それをプログレッシブ方式でフレームメモリに書込み、該フレームメモリからＮＴＳＣ方式のフレーム周波数でインタレース方式で読出すようにした撮像装置において、さらにコムノイズの発生を防止することを目的とする。
【０００８】
また、本発明は、装置に実装する発振器はＮＴＳＣ方式におけるクロック信号発生用の発振器のみとし、簡単な構成でＮＴＳＣ方式のフレーム周波数から外れたフレーム周波数で撮像素子から画像データを読出しできるようして、低コストな撮像装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、被写体の光学像を結像する光学系と、前記光学系により結像される光学像を撮像し、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒから外れたフレーム周波数Ｆｆｓで画像データを出力する撮像素子と、前記画像データを格納するフレームメモリと、前記撮像素子から出力される画像データを前記フレームメモリにプログレッシブに書込み、該フレームメモリからＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒでインタレースに読み出す制御部とを有する画像撮像装置であって、前記フレームメモリを少なくとも３つの領域に分け、前記制御部は、前記フレームメモリの各領域を書込み領域・読出し領域として、その役割を順次切り替え、各領域に１フレームの画像データをプログレッシブに順次書込み、各領域から１フレームの画像データをインタレースに順次読み出すことを特徴とする。
【００１０】
請求項２の発明は、請求項１に記載の画像撮像装置において、前記制御部は、ある領域から１フレームの画像データの読出しが終了した時点で、次に読出す領域に１フレームの画像データの書込みが完了しているか判別し、完了していなければ、いま読出した領域から再度、１フレームの画像データを読出すことを特徴とする。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項２に記載の画像撮像装置において、前記制御部は、次に読出す領域に１フレームの画像データの書込みが完了していれば、次の次に読出す領域に１フレームの画像データの書込みが完了しているか判別し、完了していなければ、次に読出す領域から画像データの読出しを開始し、完了していれば、次に読出す領域を飛ばして、次の次に読出す領域から画像データの読出しを開始することを特徴とする。
【００１２】
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像撮像装置において、前記制御部は、フレームメモリから画像データを読出す際に、所定の画像変換処理を行うことを特徴とする。
【００１３】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像撮像装置において、前記撮像素子は、一定のフレーム周期のフレーム周波数Ｆｆｓで画像データを出力することを特徴とする。
【００１４】
請求項６の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像撮像装置において、前記撮像素子は、隣り合うフレーム周期は不定で、かつ、それらを平均するとＮＴＳＣ方式のフレーム周期となる、可変のフレーム周波数Ｆｆｓで画像データを出力することを特徴とする。
【００１５】
請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像撮像装置において、ＮＴＳＣ方式対応のクロック信号発生用の単一の発振器を有し、前記制御部は、前記発振器からのＮＴＳＣ方式対応のクロック周波数のクロックを基に、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒでのフレームメモリからのインタレース読出しを制御し、前記撮像素子は、前記発振器からＮＴＳＣ方式対応のクロック周波数のクロックを入力して動作し、垂直方向のブランキング期間乃至水平方向のブランキング期間を変更することで、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒから外れたフレーム周波数Ｆｆｓで画像データを出力することを特徴とする。
【００１６】
請求項８の発明は、請求項７に記載の画像撮像装置において、前記撮像素子はレジスタを有し、該レジスタに設定されるパラメータ値に従って垂直方向のブランキング期間乃至水平方向のブランキング期間を変更することを特徴とする。
【００１７】
請求項９の発明は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像撮像装置において、ＮＴＳＣ方式対応のクロック信号発生用の単一の発振器を有し、前記制御部は、前記発振器からのＮＴＳＣ方式対応のクロック周波数のクロックを基に、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒでのフレームメモリからのインタレース読出しを制御し、前記撮像素子は、前記発振器からＮＴＳＣ方式対応のクロック周波数から外れたクロックを入力して動作することを特徴とする。
【００１８】
請求項１０の発明は、請求項９に記載の画像撮像装置において、前記撮像素子は、前記ＮＴＳＣ方式対応のクロック周波数から外れたクロックを前記撮像素子内部のＰＬＬでｎ倍の周波数に変換し、変換後の周波数で画像データを出力することを特徴とする。
【００１９】
請求項１１の発明は、請求項１０に記載の画像撮像装置において、前記クロックおよび変換後のクロックは、ＮＴＳＣ方式対応のクロック周波数の公約数および公倍数以外に設定することを特徴する。
【００２０】
請求項１２の発明は、請求項１１に記載の画像撮像装置において、前記撮像素子は、垂直方向のブランキング期間乃至水平方向のブランキング期間を変更することで、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒから外れたフレーム周波数Ｆｆｓで画像データを出力することを特徴とする。
【００２１】
請求項１３の発明は、請求項８または１２記載の画像撮像装置において、装置全体を制御するためのＣＰＵを有し、該ＣＰＵが前記撮像素子内のレジスタのパラメータ値を設定することを特徴とする。
【００２２】
請求項１４の発明は、請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の画像撮像装置において、前記撮像素子は、画像データと共にフレーム周波数Ｆｆｒの垂直同期信号を出力し、前記制御部は、前記撮像素子からの垂直同期信号を基にフレームメモリの読出しタイミングを制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
本発明では、ＬＥＤ信号機などの点灯機の点灯時における明滅周期の影響を受け難くし、かつ、ＮＴＳＣ方式の表示装置をそのまま使用できるように、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数から外したフレーム周波数で撮像素子から画像データを読出し、それをプログレッシブ方式でフレームメモリに書込み、該フレームメモリからＮＴＳＣ方式のフレーム周波数でインタレース方式で読出すようにした撮像装置において、フレームメモリを少なくとも３つの領域に分け、各領域を書込み領域・読出し領域として、その役割を順次切り替えるようにし、ある領域からの読出し終了時に、次に読み出す領域への書込みが完了しているか確認して、読出し領域の切替えを行うことで、インタレース方式に特有のコムノイズの発生を防止することができる。
【００２４】
また、本発明の画像撮像装置では、装置に実装するクロック発振器はＮＴＳＣ方式対応のクロック信号発生用の発振器のみとし、撮像素子を、該発振器からのＮＴＳＣ方式対応のクロック周波数のクロックで動作せしめ、垂直方向のブランキング期間乃至水平方向のブランキング期間を変更して、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数から外れたフレーム周波数で画像データを出力するようにすることで、低コストな画像撮像装置を提供できる。
【００２５】
なお、本発明の画像撮像装置の上記以外の種々の作用効果は、次の実施形態の説明で明らかになる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の画像撮像装置の一実施形態の全体構成図。
【図２】従来の撮像素子からの出力信号とフレームメモリからの読出し信号の関係を示す図。
【図３】本発明の撮像素子からの出力信号とフレームメモリからの読出し信号の関係を示す図。
【図４】図１中の制御部の詳細構成図。
【図５】図４中の座標計算手段の処理イメージを示す図。
【図６】周期Ｔｏで明滅する照明光と撮像素子の露光タイミングを示す図（その１）。
【図７】周期Ｔｏで明滅する照明光とロータリングシャッターの撮像素子の露光タイミングによる信号機の映り方を示す図。
【図８】周期Ｔｏで明滅する照明光と撮像素子の露光タイミングを示す図（その２）。
【図９】従来のダブルバッファの場合の書込み・読出しの遷移及び出力画像の状態を示す図（書込み時間＝読出し時間）。
【図１０】ダブルバッファの場合の書込み・読出しタイミング図（書込み時間＞読出し時間）。
【図１１】ダブルバッファの場合の書込み・読出しの遷移及び出力画像の状態を示す図（書込み時間＞読出し時間）。
【図１２】ダブルバッファの場合の書込み・読出しタイミング図（書込み時間＜読出し時間）。
【図１３】ダブルバッファの場合の書込み・読出しの遷移及び出力画像の状態を示す図（書込み時間＜読出し時間）。
【図１４】コムノイズ発生の出力画像の具体例を示す図。
【図１５】本発明のトリプルバッファとした場合の画像データ読出しの処理フロー例を示す図。
【図１６】トリプルバッファの場合の書込み・読出しタイミング図（書込み時間＞読出し時間）。
【図１７Ａ】トリプルバッファの場合の書込み・読出しの遷移及び出力画像の状態を示す図（書込み時間＞読出し時間）。
【図１７Ｂ】図１７Ａの続きの図である。
【図１８】トリプルバッファの場合の書込み・読出しタイミング図（書込み時間＜読出し時間）。
【図１９Ａ】トリプルバッファの場合の書込み・読出しの遷移及び出力画像の状態を示す図（書込み時間＜読出し時間）。
【図１９Ｂ】図１９Ａの続きの図である。
【図２０】図４のアドレス作成部の具体的実装例を示す図。
【図２１】図２０中のステートマシンの状態遷移図。
【図２２】図２０中のアドレス計算部の動作を説明する真理値表。
【図２３】本発明の画像撮像装置の別の実施形態の全体構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。
【００２８】
図１に、本発明に係る画像撮像装置の一実施形態（実施形態１）の全体構成図を示す。本画像撮像装置は、光学系１０１、撮像素子１０２、処理部１０３、ＮＴＳＣエンコーダ１０４、及び、全体の動作を制御するＣＰＵ１０８などを備えている。処理部１０３は、その内部にフレームメモリ１０５、制御部１０６、発振器１０７を有する。ＮＴＳＣエンコーダ１０４は、ＮＴＳＣ方式の表示装置や画像レコーダに接続されるが、図１では省略してある。ここで、発振器１０７は、ＮＴＳＣ方式対応のクロック信号発生用の水晶素子であり、具体的には、クロック周波数は１３．５ＭＨｚである。該発振器１０７のクロック（ＣＫ）は、当該処理部１０内の制御部１０６に与えられると同時にＮＴＳＣエンコーダ１０４に与えられ、さらに、撮像素子１０２にも与えられる。
【００２９】
撮像素子１０２は、発振器１０７からＮＴＳＣ方式対応のクロック周波数（１３．５ＭＨｚ）のクロックを入力として、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒ（約３０ＦＰＳ）に対して所定のオフセット周波数だけオフセットさせたオフセットフレーム周波数Ｆｆｓ（例えば、２７ＦＰＳ）でもって、光学系１０１を通して撮影された画像データをプログレッシブに読出し、処理部１０３に送る。具体的には、撮像素子１０２はレジスタ（センサレジスタ）を備え、ＣＰＵ１０８から該レジスタに設定されるパラメータ値に応じて垂直方向のブランキング期間乃至水平方向のブランキング期間を変更することで、画像データのフレーム周波数がＦｆｓ（例えば、２７ＦＰＳ）になるようにしている。撮像素子１０２は、画像データと共に、このフレーム周波数Ｆｆｓの垂直同期信号Ｓｖを処理部１０３に送る。
【００３０】
撮像素子１０２から出力される画像データは、そのフレーム周波数Ｆｆｓ（例えば、２７ＦＰＳ）のタイミングで、処理部１０３内のフレームメモリ１０５にプログレシッブに順次書込まれる。そして、このフレームメモリ１０５に書込まれた画像データは、制御部１０６の制御下で、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒ（約３０ＦＰＳ）のタイミングでインタレースに順次読出される。制御部１０６は、フレームメモリ１０５に対して読出しアドレスを指定すると共に、撮像素子１０２からの垂直同期信号Ｓｖを基にフレームメモリ１０５の読出しタイミングを制御し、また、発振器１０７からＮＴＳＣ方式対応のクロック周波数（１３．５ＭＨｚ）のクロックを受け取って、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒのタイミングによるフレームメモリ１０５からのインタレース読出しを制御する。この制御部１０６の構成については後述する。
【００３１】
フレームメモリ１０５から読出された画像データは、ＮＴＳＣエンコーダ１０４でデジタル・アナログ変換処理を施されてＮＴＳＣ方式の映像信号に変換され、図示しない表示装置やレコーダに送られる。
【００３２】
図１の構成のように、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒに対して所定のオフセット周波数だけオフセットさせたオフセットフレーム周波数Ｆｆｓで撮像素子１０２から画像データを取り込み、フレームメモリ１０５に書込み（プログレッシブ）、該フレームメモリからＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒで読出す（インタリーブ）ことで、ＬＥＤ信号機などの点灯機の点灯時における明滅周期の影響を受け難くし、かつ、ＮＴＳＣ方式の表示装置などをそのまま使用可能な画像撮像装置を実現することができる。コムノイズ発生の対策について後述する。
【００３３】
また、撮像素子１０２は、処理部１０３内に実装される発振器１０７からＮＴＳＣ方式対応のクロック周波数のクロック（ＣＫ）を入力して、当該撮像素子１０２から出力される画像データが、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒから外れたフレーム周波数Ｆｆｓになるようにしたことで、別途、該フレーム周波数Ｆｆｓ用の発振器が不要であり、低コストな撮像装置を実現することができる。以下、これについて詳述する。
【００３４】
図２は、従来の撮像素子からの出力信号とフレームメモリからの読出し信号の関係を示したもので、図２（Ａ）は撮像素子からの出力信号（プログレッシブ）であり、図２（Ｂ）はフレームメモリからの読出し信号（インタレース）である。すなわち、従来は、ＮＴＳＣ方式に合わせて、撮像素子からの出力信号とフレームメモリからの読出し信号との垂直方向のブランキング期間を同じにしている。このため、撮像素子から出力される画像データを、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒから外れたフレーム周波数Ｆｆｓになるようにするためには、フレームメモリからの画像データ読出し用のＮＴＳＣ方式対応のクロック信号発生用の発振器（１３．５ＭＨｚ）とは別に、そのクロック周波数を異にする発振器（例えば、１２．２ＭＨｚ）を、撮像素子からの画像データ読出しのために用意する必要がある。本発明の実施形態では、このような発振器は不要となる。
【００３５】
図３は、本発明の実施形態における撮像素子からの出力信号とフレームメモリからの読出し信号の関係を示したもので、図３（ａ）は撮像素子からの出力信号（プログレッシブ）であり、図３（ｂ）はフレームメモリからの読出し信号（インタレース）である。ここで、フレームメモリからの読出し信号は、図２（ｂ）と同様である。一方、撮像素子からの出力信号は、垂直方向のブランキング期間が変更されている。すなわち、本実施形態では、ＮＴＳＣ方式対応のクロック信号発生用の発振器１０７からの同一のクロック（１３．５ＭＨｚ）でもって、撮像素子１０２からの画像データ読出しとフレームメモリ１０５からの画像データ読出しを実施し、この時、撮像素子１０２からの画像データ読出しの垂直方向のブランキング期間を変更することで、該撮像素子１０２の出力画像データをＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒから外れたフレーム周波数Ｆｆｓになるようにしている。先に述べたように、撮像素子１０２はレジスタ（センサレジスタ）を備え、ＣＰＵ１０８から該レジスタに設定されるパラメータ値に応じて垂直方向のブランキング期間を変更する。図３の例は、Ｆｆｓ＜Ｆｆｒとする場合であるが、センサレジスタのパラメータ値を変更することで、Ｆｆｓ＞Ｆｆｒとすることも可能である。また、ＣＰＵ１０８によりフレームごとにセンサレジスタのパラメータ値を逐次変更することで、後述するように、隣り合うフレーム周期を不定にして、かつ、それらを平均すると、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒで撮像素子を駆動することが可能となる。
【００３６】
なお、図３では、撮像素子１０２からの画像データ読出しの垂直方向のブランキング期間を変更するとしたが、水平方向のブランキング期間、あるいは垂直方向と水平方向の両方のブランキング期間を変更して、撮像素子１４０２の出力画像データをＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒから外れたフレーム周波数Ｆｆｓになるようにしてもよい。
【００３７】
次に、制御部１０６の構成動作について説明する。図４に制御部１０６の詳細構成図を示す。制御部１０６は、フレームメモリ読出し開始トリガ作成部２０１、出力用垂直水平同期信号作成部２０２、アドレス作成部２０３を有する。なお、アドレス作成部２０３には、歪み補正や視点変換などのための座標計算手段２０４を含めてもよい。
【００３８】
フレームメモリ読出し開始トリガ作成部２０１は、撮像素子１０２から垂直同期信号Ｓｖを受け取り、撮像装置の電源投入直後に次のように作動する。なお、撮像素子１０２はプログレッシブ読出しを想定している。撮像装置の電源投入直後のＳｖを１つ見送って、２つ目のＳｖでフレームメモリ読出し開始トリガ（Ｔｒ）をアサートする（有効）する。
【００３９】
このようにすることで、フレームメモリ１０５ら画像データが存在しない時点で、フレームメモリ１０５から画像データを読出すことがないようできる。
【００４０】
出力用垂直水平同期信号作成部２０２は、発振器１０７からＮＴＳＣ方式対応のクロック周波数（１３．５ＭＨｚ）のクロックを用いて、フレームメモリ１０５からの画像読出しがＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒ（約３０ＦＰＳ）になるように、垂直同期信号及び水平同期信号を作成する。
【００４１】
アドレス作成部２０３は、発振器１０７からのクロック（ＣＫ）、出力用垂直水平同期信号作成部２０２からの垂直同期信号及び水平同期信号を基に、フレームメモリ１０５の読出しアドレスを順次指定し、該フレームメモリ１０５に書込まれた画像データをＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒ（約３０ＦＰＳ）のタイミングで読出していく。
【００４２】
ここで、アドレス作成部２０３は、フレームメモリ１０５の読出しアドレスを順次指定するのではなく、ある座標変換ルール（例えば、歪み補正、見下ろし画像のような視点変換、中央切出し変換、サイド切出し変換、三面鏡変換など）に従って指定していく座標計算手段２０４を含めてもよい。
【００４３】
図５に座標計算手段２０４の処理イメージを示す。これは、撮像素子からの画像データ（入力画像）を９０°回転変形した画像を出力する例を示したものである。ここで、図５（ａ）は、ある二つの画素の変換前と変換後の座標上の位置関係を示し、図５（ｂ）は、フレームメモリ１０５に記憶された入力画像と出力画像上の対応する画素の位置関係を示す。
【００４４】
座標計算手段２０４では、フレームメモリ１０５からの画像データの読出しの際に、出力画像上の座標（Ｘ１，Ｙ１）の画素として、入力画像上の座標（ｘ１，ｙ１）の画素の画素データが読出されるように、読出しアドレスを計算する。また、出力画像の座標（Ｘ２，Ｙ２）の画素としては、入力画像上の座標（ｘ２，ｙ２）の画素の画像データが読出されるように読出しアドレスを計算する。この読出しアドレスに基づき、フレームメモリ１０５の対応するアドレスから画像データを読出すことにより、出力画像として、入力画像を９０°回転変形した画像を得ることができる。
【００４５】
同様にして、魚眼カメラの画像を変形し、魚眼画像に起因する画像の歪みを補正したり、視点変換に基づいた画像変形により真上から見た画像に変形することができ、車の後方部分を見るバックモニターなどにおいて、ドライバーに見やすい画像を表示することができる。なお、座標計算手段２０４の構成、処理アルゴリズムは従来から種々提案されているので、詳しい説明は省略する。
【００４６】
次に、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒに対して所定のオフセット周波数だけオフセットさせたフレーム周波数（オフセットフレーム周波数）Ｆｆｓで撮像素子１０２から画像データを読出すことで、ＬＥＤ信号機などの点灯機の点灯時における明滅周期の影響が改善されることを具体的に説明する。
【００４７】
図６、図７に、フレームのサンプリング周期をＮＴＳＣ方式から外した一定の周期で行う場合を示す。この場合、撮像素子１０２内のセンサレジスタのパラメータ値は一定である。
【００４８】
図６において、１番上のグラフは、周期Ｔｏで明滅する照明光（例えば、６０Ｈｚの信号機）の光量変化を表わしている。該グラフの凸部の部分が１番明るい状態（明）、谷の部分が暗い状態（滅）である。ここで、消灯期間をｔｏとする。
【００４９】
図６（ａ）および（ｂ）は、グローバルシャッターで、プログレッシブ読出しの撮像素子の露光タイミングを表わしている。図中、ｔｉが露光時間である。（ａ）が撮像素子を３０ＦＰＳで駆動する場合、（ｂ）が３０ＦＰＳから外した場合である。（ａ）の場合、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒ（２９．９７Ｈｚ）とほぼ同期しているので、露光が照明光の滅のタイミングに入り込んでしまうと、滅の照明光が数秒間続いて撮像される。一方、（ｂ）の場合は、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒと同期していないので、露光が照明光の滅のタイミングに入り込んでしまっても、それから抜け出しやすいので、滅の照明光が数秒間続いて撮像されることは避けられる。
【００５０】
同様のことは、ローリングシャッターでもいえる。図６（ｃ）および（ｄ）は、ローリングシャッターで、プログレッシブ読出しの撮像素子の露光タイミングを表わしている。図中、ｔｉが露光時間である。ローリングシャッターは、グローバルシャッターと異なり、行毎に独立して露光する。図６（ｃ）および（ｄ）では、１行目、２行目、３行目、…というように露光時間が少しずつ長時間側に移行していることを表わしている。（ｃ）が撮像素子を３０ＦＰＳで駆動する場合、（ｄ）が３０ＦＰＳから外した場合で、図中の斜線部分で露光した行は、その行に明滅する照明光が映っている場合、滅の状態で撮像されてしまう。（ｃ）の場合、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒ（２９．９７Ｈｚ）とほぼ同期しているので、露光が照明光の滅のタイミングに入り込んでしまうと、滅の照明光が数秒間続いて撮像される。一方、（ｄ）の場合は、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒと同期していないので、露光が照明光の滅のタイミングに入り込んでしまっても、それから抜け出し易いので、滅の照明光が数秒間続いても撮像されることは避けられる。
【００５１】
図７は、周期Ｔｏで明滅する照明光と、ローリングシャッターで、プログレッシブ読出しの撮像素子の露光タイミングによる信号機の映り方を示したものである。図７の左側では、露光が照明光の滅のタイミングに入り込んでいるので、信号機の色が撮像されないが、右側では、露光が照明光の滅のタイミングから外れているので、信号機の色が（例えば、青）が撮像される。
【００５２】
次に、図８に、隣り合うフレームのサンプリング周期を不定にして、かつ、それらを平均してＮＴＳＣ方式（１秒間に３０フレーム）に対応させる場合を示す。この場合、撮像素子１０２内のセンサレジスタのパラメータ値はフレーム毎に変化することとなる。
【００５３】
図８の１番上のグラフは、図６と同様に、周期Ｔｏで明滅する照明光（例えば、６０Ｈｚの信号機）の光量変化を表わしている。該グラフの凸部の部分が１番明るい状態（明）、谷の部分が暗い状態（滅）である。ここでも、消灯期間をｔｏとする。
【００５４】
図８（ａ）〜（ｄ）において、ｔｉが露光時間、Ｔｆ，Ｔｆ’，Ｔｆ”はフレームのサンプリング周期である。ここで、ＴｆはＮＴＳＣ方式のサンプリング周期で、Ｔｆ’，Ｔｆ”はＮＴＳＣ方式のサンプリング周期から短時間側または長時間側にずらした周期である。ただし、ＮＴＳＣ方式に対応させるため、１秒間に３０フレームを出力できるようにする。
【００５５】
図８（ａ）および（ｂ）は、グローバルシャッターで、プログレッシブ読出しの撮像素子の露光タイミングを表わしている。（ａ）はサンプリング周期を一定（Ｔｆ）にして、撮像素子を駆動する場合、（ｂ）はサンプリング周期を不定（Ｔｆ’，Ｔｆ”など）にして、撮像素子を駆動する場合である。（ａ）の場合、露光が照明光の滅のタイミングに入り込んでしまうと、滅の照明光が数秒間続いて撮像される。一方、（ｂ）の場合は、露光が照明光の滅のタイミングに入り込んでしまっても、滅のタイミングから抜け出し易いので、滅の照明光が数秒間続いて撮像されることは避けられる。しかも、隣り合うフレームのサンプリング周期を不定にし、かつ、それらを平均して、１秒間に３０フレームを出力するようにすることで、ＮＴＳＣ方式に対応させることができる。
【００５６】
同様のことは、ローリングシャッターでもいえる。図８（ｃ）および（ｄ）は、ローリンナグシャッターで、プログッレシブ読出しの撮像素子の露光タイミングを表わしている。ローリングシャッターは、グローバルシャッターと異なり、行毎に独立して露光する。先の図６（ｃ）および（ｄ）と同様に、図８（ｃ）および（ｄ）でも、１行目、２行目、３行目、…というように露光時間が少しずつ長時間側に移行していることを表わしている。図中の斜線部分で露光した行は、その行に明滅する照明光が移している場合、滅の状態で撮像されてしまう。（ｃ）がサンプリング周期を一定（Ｔｆ）にして、撮像素子を駆動する場合、（ｄ）はサンプリング周期を不定（Ｔｆ’，Ｔｆ”など）にして、撮像素子を駆動する場合である。（ｃ）の場合、露光が照明光の滅のタイミングに入り込んでしまうと、滅の照明光が数秒間続いて撮像される。一方、（ｄ）の場合は、露光が照明光の滅のタイミングに入り込んでしまっても、滅のタイミングから抜け出し易いので、滅の照明光が数秒間続いて撮像されることは避けられる。しかも、隣り合うフレームのサンプリング周期を不定にし、かつ、それらを平均して、１秒間に３０フレームを出力するようにすることで、ＮＴＳＣ方式に対応させることができる。
【００５７】
さて、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒから外れたフレーム周波数Ｆｆｓで撮像素子１０２からプログレッシブ読出しされた画像データは、そのままフレームメモリ１０５にプログレッシブに書込まれ、該フレームメモリ１０５からＮＴＳＣ方式のフレーム周波数でインタレースに読出される。これにより、ＮＴＳＣ方式の表示装置や画像レコーダをそのまま利用できる。しかし、フレームメモリ１０５に１フレームの画像データを書込む時間とフレームメモリ１０５から１フレームの画像データを読出す時間が異なることにより、インタレース方式に特有なコムノイズが発生する。以下、これについて具体的に説明する。
【００５８】
初めに、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒでフレームメモリ１０５へプログレッシブ書込みを行い、同じくＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒでフレームメモリ１０５からインタレース読出しを行う場合について説明する。この場合、フレームメモリ１０５を領域Ａ、領域Ｂというような少なくとも２つの領域に分け（ダブルバッファ）、各領域を書込み領域・読出し領域とし、その役割を順次切り替えるようにすると、コムノイズは発生しない。
【００５９】
図９は、この場合の領域Ａ、領域Ｂの書込み・読出しの遷移及び出力画像（受け手側）の状態を示したものである。ここで、書込みは、３０フレーム／秒、プログレッシブであり、読出しは６０フィールド／秒、インタレースである。なお、図中の同じ紋様は撮像素子１０２から出力される同じフレームの画像データであることを表わしている。これは以後の各図面でも同様である。
【００６０】
図９の場合、フレームメモリ１０５の一方の領域に１フレームの画像データを書込む時間と他方の領域から１フレーム（奇数フィールド＋偶数フィールド）の画像データを読出す時間が同じであるため、書込みスタートと読出しスタートのタイミングを一度合わせれば（例えば（ａ））、書込みエンドと読出しエンドが永久的に揃う。したがって、書込みエンドのタイミングで、書込み領域と読出し領域を切り替えることができる。例えば、領域Ａへの書込みが終了したなら、領域Ｂへの書込みを始め、領域Ａから読出しを始める（例えば（ｄ））。これにより、常に同一フレームの奇数フィールドと偶数フィールドからなるフレームを出力することができるので、コムノイズが発生しない（例えば（ｃ），（ｅ））。
【００６１】
次に、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒから外したフレーム周波数Ｆｆｓでフレームメモリ１０５へプログレッシブ書込みを行い、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒでフレームメモリ１０５からインタレース読出しを行う場合について説明する。この場合、フレームメモリ１０５をダブルバッファとしてもコムノイズが発生する。
【００６２】
まず、Ｆｆｓ＜Ｆｆｒとした場合、すなわち、１フレームの画像データの読出し時間に対して１フレームの画像データの書込み時間が長い場合について説明する。
【００６３】
図１０は、この場合のダブルバッファ（領域Ａ、領域Ｂ）への書込み・読出しのタイミングチャートを示したものである。いま、図１０の点線、すなわち、領域Ａからの読出しが終了したタイミングに注目する。領域Ａからの読出しが終わったので、書込み・読出し領域を切り替えて、領域Ｂから読出しを開始し、領域Ａへの書込みを開始したい。しかし、この時点では、領域Ｂでは書込みが終わっていない。このため、領域Ａから再び読出し（インタレース）を行い、領域Ｂの書込みが終了した時点で、読出し・書込み領域を切り替えて、領域Ｂから読出しを開始し、領域Ａへの書込みを開始することとなる。この場合、出力画像に異なるフレームの奇数フィールド行、偶数フィールド行を混在したコムノイズが発生する。注目する読出し領域と書込み領域の関係が逆の場合でも同様である。
【００６４】
図１１は、上記Ｆｆｓ＜Ｆｆｒの場合、すなわち、１フレームの画像データの読出し時間に対して、１フレームの画像データの書込み時間が長い場合のダブルバッファ（領域Ａ、領域Ｂ）の書込み・読出しの遷移及び出力画像（受け手側）の状態を示したものである。なお、図１１では、読出しはＮＴＳＣ方式対応に３０フレーム／秒、インタレース読出しとし、これに対して、書込みは２７フレーム／秒、プログレッシブ書込みとした場合を示している。
【００６５】
いま、領域Ａへのプログレッシブ書込みを開始し、同時に領域Ｂからインタレース読出しを開始して（ａ）、領域Ｂからの読出しが終了した時点に注目する（ｃ）。この時、領域Ａでは、また、書込みが行われている最中である。このため、領域Ｂから再びインタレース読出しを開始し、領域Ａの書込みが終了した時点で（ｄ）、書込み・読出し領域を切り替え、領域Ｂを書込み、領域Ａを読出しとする。この時、領域Ａからは、（ｄ）の状態以降のインタレース読出しが継続して行われることとなる（ｅ）。この結果、１フレームの画像データが読出された時点での出力画像は（ｆ）のようになる。すなわち、コムノイズが発生する。
【００６６】
次に、Ｆｆｓ＞Ｆｆｒとした場合、すなわち、１フレームの画像データの読出し時間に対して１フレームの画像データの書込み時間が短い場合について説明する。
【００６７】
図１２は、この場合のダブルバッファ（領域Ａ、領域Ｂ）への書込み・読出しのタイミングチャートを示したものである。いま、図１２の点線、すなわち、領域Ｂへの書込みが終了したタイミングに注目する。領域Ｂへの書込みが終わったので、書込み・読出し領域を切り替えて、領域Ａへの書込みを開始し、領域Ｂから読出しを開始することとなる。しかし、この時点では、領域Ａでは読出しが行われている最中である。この状態で書込み・読出し領域を切り替えると、先のＦｆｓ＜Ｆｆｒの場合と同様に、出力画像に、異なるフレームの奇数フィールド行、偶数フィールド行が混在したコムノイズが発生する。注目する書込み領域と読出し領域の関係が逆の場合でも同様である。
【００６８】
図１３は、上記Ｆｆｓ＞Ｆｆｒの場合、すなわち、１フレームの画像データの読出し時間に対して、１フレームの画像データの書込み時間が短い場合のダブルバッファ（領域Ａ、領域Ｂ）の書込み・読出しの遷移及び出力画像（受け手側）の状態を示したものである。なお、図１３では、読出しはＮＴＳＣ方式対応に３０フレーム／秒、インタレース読出しとし、これに対して、書込みは３３フレーム／秒、プログレッシブ書込みとした場合を示している。
【００６９】
いま、領域Ａへのプログレッシブ書込みを開始し、同時に領域Ｂからのインタレース読出しを開始して（ａ）、領域Ａへの書込みが終了した時点に注目する（ｂ）。この時、領域Ｂでは、まだ読出しが行われている最中である。詳しくは、奇数フィールドの読出しは終了しているが、偶数フィールドが、まだ、読出し中である。しかし、領域Ａへの書込みが終了したので、書込み・読出し領域を切り替え、領域Ｂを書込み、領域Ａを読出しとする。この時、領域Ａからは（ｂ）の状態以降のインタレース読出しが継続して行われることとなる。この結果、１フレームの画像データが読出された時点での出力画像は（ｃ）のようになる。すなわち、コムノイズが発生する。
【００７０】
図１４に出力画像の一例を示す。図１４（ａ）は、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒで撮像素子を駆動し、該撮像素子からの出力画像データをフレームメモリにプログレッシブに書込み、該フレームメモリから同じくＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒでインタレースに読出した場合の画像であり、コムノイズは発生していない。一方、図１４（ｂ）は、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数から外れたフレーム周波数Ｆｆｓ（ここでは、Ｆｆｓ＜Ｆｆｒ）で撮像素子を駆動し、該撮像素子からの出力画像データをフレームメモリにプログレッシブに書込み、該フレームメモリからＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒでインタレースに読出した場合の画像であり、該画像の一部でコムノイズが発生していることが分かる。
【００７１】
本発明は、このように撮像素子からＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒから外したフレーム周波数Ｆｆｓで画像データを取り込んでフレームメモリにプログレッシブに書込み、フレームメモリからＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒでインタレースに読出す場合に、インタレース方式に特有なコムノイズの発生を防止することにある。以下、その仕掛け・構成について詳述する。
【００７２】
本発明では、フレームメモリ１０５を領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃというように少なくとも３つの領域に分け（トリプルバッファ）、各領域を書込み領域・読出し領域として、その役割を順次切り替えるようにする。
【００７３】
ここでは、書込み領域の移行は、領域Ａ→領域Ｃ→領域Ｂ→領域Ａ・・・の繰り返しとする。読出し領域の移行は、領域Ｂ（ステート１）→領域Ａ（ステート２）→領域Ｃ（ステート３）→領域Ｂ（ステート１）・・・の繰り返しとする。ただし、例えば、ステート１からステート２への移行時、領域Ａの書込みが完了していない場合には、領域Ｂの全データを再読出しする。また、ステート１からステート２への移行時、領域Ａの書込みが完了し、さらに領域Ｃの書込みも完了している場合には、ステート２を飛ばしてステート３へ移行する。これは、ステート２からステート３やステート３からステート１への移行時でも同様である。
【００７４】
図１５に、本発明のフレームメモリ１０５をトリプルバッファ構成とした場合のフレームメモリ１０５から画像データを読出す際の処理フローチャートを示す。以下、ステート１について説明するが、ステート２やステート３の場合も同様である。
【００７５】
いま、領域Ｂからデータ読出し（インタレース読出し；以下同様）を開始し（ステップ１）、該領域Ｂから全データの読出しが終了した時（ステップ２）、領域Ａのデータ書込み（プログレッシプ書込み；以下同様）が完了しているか確認する（ステップ３）。ここで、領域Ａのデータ書込みが完了していない場合、領域Ｂの全データを再度読出し（ステップ１，２）、再びステップ３に進む。
【００７６】
ステップ３で領域Ａのデータ書込み完了が確認された場合、次に領域Ｃのデータ書込みが完了しているか確認する（ステップ４）。そして、領域Ｃのデータ書込みが完了していない場合にはステート２に移行して、領域Ａからデータ読出しを開始する（ステップ５）。また、領域Ｃのデータ書込みが完了している場合には、ステート２を飛ばしてステート３に移行し、領域Ｃからのデータ読出しを開始する（ステップ９）。
【００７７】
このように、フレームメモリを少なくともトリプルバッファ（領域Ａ，領域Ｂ，領域Ｃ）として、ある領域から全データを読出し（あるいは再読出し）して、その読出し終了時に、次に読出す領域への書込みが完了しているかを確認して、読出し領域の切替えを行うようにうすることで、コムノイズの発生を防ぐことができる。また、ある領域からの読出し終了時に、更に次の次に読出す領域への書込みが完了しているか確認して、書込みが完了していれば、当該領域へ読出し領域を切り替えることで、最新の画像データを提供できる。なお、フレームメモリは少なくともトリプルバッファとする必要があるが、もちろん、４つ以上のメモリ領域を持っていても構わない。
【００７８】
図１５の処理フローチャートは、書込み時間と読出し時間の大小関係が、書込み時間＞読出し時間、あるいは書込み時間＜読出し時間のいずれの場合でも対処可能である。以下、それぞれの場合について詳述する。
【００７９】
初めに、書込み時間（書込み周期）＞読出し時間（読出し周期）の場合について説明する。これは、撮像素子１０１からＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒより低いフレーム周波数Ｆｆｓ（Ｆｆｓ＜Ｆｆｒ）で画像データを取り込んでフレームメモリ１０５にプログレッシブに書込み、フレームメモリ１０５からＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒで読出すケースである。
【００８０】
図１６は、この場合のトリプルバッファ（領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ）への書込み・読出しのタイミングチャートを示したものである。図１６において、Ｓｖは撮像素子１０２からの垂直同期信号である。書込み完了信号は、ある領域に書込みが完了するとアサートし、その領域から読出しを開始するとネゲートする。
【００８１】
いま、図１６のタイミングａに注目する。タイミングａは、ステート１で領域Ｂからデータ読出しが終了した時点である（図１５のステップ２）。図１５の処理フローに従い、領域Ａにデータ書込みが完了しているか確認すると（図１５のステップ３）、書込み完了信号がネゲートしていることから分かるように、領域Ａへの書込みは未完了である。そこで、再び領域Ｂから読出しを開始する（図１５のステップ１）。
【００８２】
次に、図１６のタイミングｂに注目する。タイミングｂは、領域Ｂから２度目の読出しが終了した時点である（図１５のステップ２）。図１５の処理フローに従い、再び領域Ａに書込みが完了しているか確認すると（図１５のステップ３）、書込み完了信号がアサートしていることから分かるように、領域Ａに書込みが完了している。そこで、図１５の処理フローに従い、更に領域Ｃに書込みが完了しているか確認すると（図１５のステップ４）、領域Ｃは書込みの最中であるため、領域Ａから読出しを開始する（図１５のステップ５）。
【００８３】
このようにすると、領域Ｂに書込んだデータを２度読出しているので、数フレームに１回同じ画像を出力することになるが、次に読出す領域の書込み終了を待ってから読出し領域を切り替えることで、フレームメモリの１フレームの書込み時間が１フレームの読出し時間より長い場合でも、同一フレームの奇偶フレーム画像からなるフレームを出力することが可能であり、コムノイズの発注を防ぐことができる。
【００８４】
図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）は、上記書込み時間（書込み周期）＞読出し時間（読出し周期）の場合のトリプルバッファ（領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ）の書込み・読出しの遷移及び出力画像の状態を示したものである。ここでも、読出しはＮＴＳＣ方式対応に３０フレーム／秒、インタレース読出しとし、これに対して、書込みは２７フレーム／秒、プログレッシブ書込みとした例を示している。
【００８５】
いま、（ｅ）に注目する。これは、（ａ）から（ｄ）と、ステート１→ステート２→ステート３を何度か繰り返してステート１に戻った場合である。（ｅ）は、領域Ｂから奇数・偶数フィールドの全データ（１フレーム）の読出しが終了した状態を表わしている。この時、領域Ａは、また、書込みの最中である。そこで、領域Ｂから再び読出しを開始する（ｆ）。そして、領域Ｂからの読出し（再読出し）が終了し、この時、領域Ａへの書込みが完了しており、領域Ｃへの書込みが完了していない場合、領域Ａから読出しを開始する（ステート２への移行）。（ｇ）はこの状態を表わしている。
【００８６】
図１７の（ｅ），（ｇ）に示すように、書込み時間＞読出し時間のケースでは、数フレームに１度同じフレームを出力することになるが、コムノイズでの発生を防ぐことができる。
【００８７】
次に、書込み時間（書込み周期）＜読出し時間（読出し周期）の場合について説明する。これは、撮像素子１０１からＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒより高いフレーム周波数Ｆｆｓ（Ｆｆｓ＞Ｆｆｒ）で画像データを取り込んでフレームメモリ１０５にプログレッシブに書込み、フレームメモリ１０５からＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒで読出すケースである。
【００８８】
図１８は、この場合のトリプルバッファ（領域Ａ、領域Ｂ，領域Ｃ）への書込み・読出しのタイミングチャートを示したものである。図１８において、Ｓｖは撮像素子１０２からの垂直同期信号である。書込み完了信号は、ある領域に書込みが完了するとアサートし、その領域から読出しを開始するとネゲートする。
【００８９】
いま、図１８のタイミングｂに注目する。タイミングｂは、ステート１で領域Ｂから読出しが完了した時点である（図１５のステップ２）。図１５の処理フローに従い、領域Ａに書込みが完了しているか確認すると（図１５のステップ３）、領域Ａへの書込みは完了している。通常なら読出し領域を領域Ａに切り替えるが、（ステート２に移行）、図１５の処理フローに従い、更に領域Ｃへの書込みが完了しているか確認する（ステップ４）。図１８では、タイミングｂより前のタイミングａで、領域Ｃへの書込みが完了している。そこで、領域Ａを飛ばし、読出し領域を領域Ｃに切り替えて（ステート３に移行）、領域Ｃから読出しを開始する（図１５のステップ５）。
【００９０】
このように、書込み時間＜読出し時間の場合は、数フレームに１回画像データを間引いて出力することになるが、コムノイズの発生を防ぐことができる。また、画像データを取り込むフレーム周波数ＦｆｓとＮＴＳＣ方式対応のフレーム周波数Ｆｆｒの差分を吸収することができる。さらに、領域Ｃは領域Ａより新しい画像データを保存しているので、領域Ａを飛ばし領域Ｃを選択することで、最新の画像データを提供できる。
【００９１】
図１９（Ａ）及び図１９（Ｂ）は、上記書込み時間（書込み周期）＜読出し時間（読出し周期）の場合のトリプルバッファ（領域Ａ、領域Ｂ、領域Ｃ）の書込み・読出しの遷移及び出力画像の状態を示したものである。ここでも、読出しはＮＴＳＣ方式対応に３０フレーム／秒、インタレース読出しとし、これに対して、書込みは３３フレーム／秒、プログレッシブ書込みとした例を示している。
【００９２】
いま、（ｄ）に注目する。これは、（ａ）から（ｃ）と、ステート１→ステート２→ステート３を何度か繰り返してステート１に戻った場合である。（ｄ）は、領域Ｂから奇数・偶数フィールドの全データ（１フレーム）の読出しが終了した状態を表わしている。この時、領域Ａへの書込みは完了し（ｃ）、さらに領域Ｃへの書込みも完了している（ｄ）。そこで、領域Ａを飛ばし、領域Ｃから読出しを開始する（ステート３へ移行）。（ｅ）はこの状態を表わしている。なお、（ｅ）は、領域Ｃから奇数・偶数フィールドの全データ（１フレーム）の読出しが終了した状態を表わし、さらに領域Ｂへの書込みも完了した状態を表わしている。
【００９３】
図１９の（ｄ），（ｅ）に示すように、書込み時間＜読出し時間のケースでは、数フレームに１度画像データを間引いて出力することになるが、コムノイズの発生を防ぐことができる。
【００９４】
図１５の処理フローは、図１の制御部１０６内のアドレス作成部２０３（図４）が受け持つ。図２０に、アドレス作成部２０３の具体的実装例を示す。ここで、アドレス作成部２０３はステートマシン１１００、アドレス計算部１１０１及びＲＡＭ／ＩＦ１１０２を有する。なお、アドレス計算部１１０１は図４の座標計算手段２０４を兼ねている。図中、Ｓｖは撮像素子１０２からのフレーム周波数Ｆｆｓに従う垂直同期信号である。Ｖｖは、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒに従う垂直同期信号であり、出力用垂直水平同期信号作成部２０２（図４）で作成される。
【００９５】
ＲＡＭ／ＩＦ１１０２は、Ｓｖを受け取ると、書込みアドレスo_calram_aを順次指定し、かつ、o_calram_xwe＝００を出力する。また、Ｖｖを受け取ると、読出しアドレスo_calram_aを順次指定し、かつ、o_calram_xwe＝０１を出力する。o_calram_xweはｗｒｉｔｅ  ｅｎａｂｌｅ信号である（負論理としている）。
【００９６】
ステートマシン１１００は、図２１のように動作（遷移）する。図２１において、（ａ）は書込み時の遷移図であり、（ｂ）は読出し時の遷移図である。（ｂ）中、実線は次の読出し領域の書き込み完了を示し（以下、書込み完了信号１）、破線は次の次の読出し領域の書込み完了を示す（以下、書込み完了信号２）。
【００９７】
書込み（ＷＲＩＴＥ）は、Ｓｖの立ち上がりで次の状態に遷移する。それ以外は、次のアドレスにデータを書き込む。例えば、状態Ｂ（領域Ｂに書込み）のときに、Ｓｖの立ち上がりで、状態Ａ（領域Ａに書込み）に遷移する。出力のo_writeは、００→０１となる。Ｓｖの立ち上がり以外は、状態Ｂなら領域Ｂの次のアドレスにデータを書込む。
【００９８】
読出し（ＲＥＡＤ）は、Ｖｖの立ち上がり時に書込み完了信号がアサートしていたら、次の状態に遷移する。それ以外は、次のアドレスのデータを読出す。全データを読み出してしまったら、現領域内の一番初めのアドレスに戻り、順次読出す。例えば、状態Ｂ（領域Ｂを読出し）のときに、Ｖｖの立ち上がり時に書込み完了信号１がアサートし、書込み完了信号２がネゲートしていたら、状態Ａ（領域Ａを読出し）に遷移する。出力のo_readは、００→０１となる。Ｖｖの立ち上がり以外、または、Ｖｖの立ち上がり時に書込み完了信号がネゲートしていたら、例えば、状態Ｂなら領域Ｂの次のアドレスのデータを読み出す。領域Ｂの全データを読み出してしまったら、例えば、領域Ｂの一番初めのアドレスに戻り、順次読み出す。また、例えば、状態Ｂ（領域Ｂを読出し）のときに、Ｖｖの立ち上がり時に書込み完了信号１がアサートし、さらに書込み完了信号２もアサートしていたら、状態Ｃ（領域Ｃを読み出し）に遷移する。出力のo_readは、００→１０となる。
【００９９】
アドレス計算部１１０１は、図２２に示す真理値表で動作する。ステートマシン１１００からi_writeとi_readを受け取り、ＲＡＭ／ＩＦ１１０２から、i_addrとi_xweを受け取る。i_writeはどの領域に書込むかを示し、i_readはどの領域から読出すかを示し、i_addrはメモリのアドレスであり、i_xweはメモリに対する書込み／読出しの指定である。図２２のように、i_writeおよびi_readで指定する領域によって、i_addrをアレンジして、フレームメモリ１０５のアドレスを指定する。
【０１００】
図２３に、本発明に係る画像撮像装置の別の実施形態（実施形態２）の全体構成図を示す。本画像撮像装置は、光学系１０１、撮像素子１０２、処理部１０３、ＮＴＳＣエンコーダ１０４、及び、全体の動作を制御するＣＰＵ１０８などを備えている。処理部１０３は、その内部にフレームメモリ１０５、制御部１０６、発振器１０７及びＰＬＬ１０９を有する。ＮＴＳＣエンコーダ１０４は、ＮＴＳＣ方式の表示装置や画像レコーダに接続されるが、図２３では省略してある。ここで、発振器１０７は、ＮＴＳＣ方式対応のクロック信号発生用の水晶素子であり、ＰＬＬ１０９は、発振器１０７から受け取ったＮＴＳＣ方式対応のクロック周波数ＣＫ（１３．５ＭＨｚ）をそのままスルーで出力し、同時にＮＴＳＣ方式対応のクロック周波数（１３．５ＭＨｚ）から外れたクロック周波数ＣＫ’を作る。ＰＬＬ１０９は、制御部が内蔵されているチップにＰＬＬも内蔵することで、新たな部品を増やす必要がないので、コストや基盤の設置面積を考慮することなく、図２３の構成を実現できる。
【０１０１】
ＰＬＬ１０９からのＮＴＳＣ方式対応のクロック周波数ＣＫ（１３．５ＭＨｚ）は、当該処理部１０３内の制御部１０６に与えられると同時にＮＴＳＣエンコーダ１０４にも与えられる。ＮＴＳＣ方式対応のクロック周波数から外れたクロック周波数（ＣＫ’）は、撮像素子１０２に与えられる。ＥＭＣ対策において、クロック周波数が小さいほど効果があるため、クロック周波数ＣＫ’は、クロック周波数ＣＫより低い周波数であることが望ましい。例えば、ＣＫ’＝１２．６５６２５ＭＨｚとする。
【０１０２】
撮像素子１０２は、ＰＬＬ１０９からＮＴＳＣ方式対応のクロック周波数から外れたクロック周波数ＣＫ’を入力として、該撮像素子１０２内部のＰＬＬ（不図）でｎ倍の周波数に変換する。以下、変換後の周波数をセンサ出力クロック周波数とする。例えば、ｎ＝２の場合、センサ出力クロック周波数は２５．３１２５ＭＨｚとなる。通常のＮＴＳＣのセンサ出力クロック周波数２７ＭＨｚと本構成のセンサ出力クロック周波数２５．３１２５ＭＨｚを比較すると、本構成のセンサ出力クロック周波数の方が低いので、ＥＭＣ対策に効果的である。また、センサ出力クロック周波数を通常のＮＴＳＣのセンサ出力クロック周波数２７ＭＨｚの公約数および公倍数以外に設定することもＥＭＣ対策に効果がある。撮像素子１０２は、ＮＴＳＣ方式のフレーム周波数Ｆｆｒ（約３０ＦＰＳ）に対して所定のオフセット周波数だけオフセットさせたオフセットフレーム周波数Ｆｆｓ（例えば、２７ＦＰＳ）でもって、光学系１０１を通して撮影された画像データをプログレッシブに読出し、処理部１０３に送る。
【０１０３】
実施形態１で述べたように、撮像素子１０２はレジスタ（センサレジスタ）を備え、ＣＰＵ１０８から該レジスタに設定されるパラメータ値に応じて垂直方向のブランキング期間乃至水平方向のブランキング期間を変更することで、画像データのフレーム周波数がＦｆｓ（例えば、２７ＦＰＳ）になるようにしている。撮像素子１０２は、画像データと共に、このフレーム周波数Ｆｆｓの垂直同期信号Ｓｖを処理部１０３に送る。処理部１０３の動作は実施形態１と同様であるので、説明を省略する。
【符号の説明】
【０１０４】
１０１  光学系
１０２  撮像素子
１０３  処理部
１０４  ＮＴＳＣエンコーダ
１０５  フレームメモリ
１０６  制御部
１０７  発振器
１０８  ＣＰＵ
１０９  ＰＬＬ
２０１  フレームメモリ読出し開始トリガ作成部
２０２  出力用垂直水平同期信号作成部
２０３  アドレス作成部
２０４  座標計算手段
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１０５】
【特許文献１】特開２００９−１８１３３９号公報
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１８】
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【図１９Ａ】
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【図１９Ｂ】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図１４】
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