(57)【要約】【課題】車載カメラ装置にローリングシャッタ型ＣＭＯＳエリアセンサを用いると、読み出し方法に起因した画像の歪が生じてしまう。また、往路で撮影した風景画像を、復路において経路選択や自動車誘導の判断に活用した運転支援を行う装置は見当たらない。【解決手段】自動車に搭載されたカメラ１１０は、グローバルシャッタ型ＣＭＯＳセンサ１１２により自動車の進行方向後方の風景画像を撮像する。自動車の往路走行時の所望の地点毎に、カメラ１１０で撮影した風景画像をレコーダ１２０により記録媒体に記録しておく。その後、自動車の復路走行時に、所望の地点の一定時間前で往路走行時に撮影した所望の地点の風景画像を記録媒体から再生し、ディスプレイ１３０の画面枠上部１３３ａに表示させると共に、画面枠下部１３３ｂではその走行地点の地図の上面図情報や自動車の走行位置などを表示して、両者の画像対比を可能として運転支援に供する。【選択図】図１
2008157880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車に搭載されており、該自動車の車外で、かつ、走行方向と逆方向の自動車後方の被写体を固体撮像素子により撮像し、少なくとも該固体撮像素子から出力された映像信号を用いて運転支援を行う車載カメラ装置を用いた運転支援装置であって、
前記被写体の光学像を複数の全画素の光電変換領域に同時に露光して光電変換して得た電荷を全画素に蓄積した後、露光期間に蓄積した前記電荷を各画素から前記映像信号として順次出力する、前記固体撮像素子としてのグローバルシャッタ型ＣＭＯＳエリアセンサにより、前記自動車の往路走行中に該自動車の後方の予め指定した１又は２以上の指定地点の被写体を撮影する車載カメラ装置と、
前記グローバルシャッタ型ＣＭＯＳエリアセンサにより撮影された前記指定地点の被写体の映像信号に対して、所定の信号処理を行って映像信号を出力する共に、前記信号処理を行った映像信号を記録媒体に記録し再生する記録再生手段と、
少なくとも前記自動車が現在走行している走行地点と、前記指定地点との間の道路地図情報を前記走行地点及び指定地点の各画像情報と共に生成する地図情報生成手段と、
前記記録再生手段からの前記映像信号の画像を第１の領域に表示すると共に、前記地図情報生成手段で生成された前記道路地図情報及び前記走行地点及び指定地点の各画像情報を第２の領域に表示する表示手段と、
前記自動車が前記往路とは逆方向の復路走行中の、前記指定地点に到る手前の地点走行時に、前記車載カメラ装置により撮影した該指定地点の被写体画像を前記記録再生手段により前記記録媒体から再生して前記表示手段の前記第１の領域に表示させると共に、前記地図情報生成手段で生成された前記指定地点付近の前記道路地図情報と前記自動車の走行地点の画像情報を前記表示手段の前記第２の領域に表示する制御手段と
を有し、前記表示手段の前記第１及び第２の領域に表示する画像により往路の撮影情報に基づいて復路における運転支援を行うことを特徴とする車載カメラ装置を用いた運転支援装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記自動車が前記往路走行中に前記車載カメラ装置により撮影した前記指定地点の緯度及び経度情報を前記地図情報生成手段から取得し、取得した該指定地点の緯度及び経度情報とその指定地点の被写体画像の前記記録再生手段による前記記録媒体の記録場所とをリンクさせて記憶する記憶手段と、前記自動車が前記復路走行中に前記地図情報生成手段から取得した前記自動車の走行中の緯度及び経度情報と前記記憶手段に記憶されている前記指定地点の経度及び緯度情報とを比較して、該自動車の走行位置が該指定地点に達するよりも所定距離前の地点を検出する検出手段と、該検出手段で検出した地点で前記記憶手段に記憶されている前記記録媒体の記録場所から前記指定地点の被写体画像を再生させて前記表示手段の前記第１の領域に表示させると共に、前記地図情報生成手段で生成された前記検出手段で検出した地点付近の前記道路地図情報と前記自動車の走行地点の画像情報を前記表示手段の前記第２の領域に表示する手段とを有することを特徴とする請求項１記載の車載カメラ装置を用いた運転支援装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記自動車が前記往路とは逆方向の復路走行中の、前記指定地点に到る手前の第１の地点走行時には、前記車載カメラ装置により撮影した前記指定地点の被写体画像を前記記録再生手段により前記記録媒体から再生して前記表示手段の前記第１の領域に予告表示させると共に、前記地図情報生成手段で生成された前記第１の地点付近の前記道路地図情報と前記自動車の走行地点の画像情報を前記表示手段の前記第２の領域に予告表示し、前記復路走行中の、前記指定地点に到る手前で、かつ、前記第１の地点通過後の第２の地点走行時には、前記車載カメラ装置により撮影した前記指定地点の被写体画像を前記記録再生手段により前記記録媒体から再生して前記表示手段の前記第１の領域に確認表示させると共に、前記地図情報生成手段で生成された前記第２の地点付近の前記道路地図情報と前記自動車の走行地点の画像情報を前記表示手段の前記第２の領域に確認表示することを特徴とする請求項１記載の車載カメラ装置を用いた運転支援装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は運転支援装置に係り、特にＣＭＯＳエリアセンサを使った車載カメラ装置を用いて撮像した撮像情報を用いて、経路の選択や自動車の誘導などの運転操作に役立てる車載カメラ装置を用いた運転支援装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１３は従来の運転支援装置に用いられる車載カメラ装置の一例の概略構成図を示す。同図において、車載カメラ装置は、撮像装置群であるカメラ３１０と信号処理出力装置群であるプロセッサ３２０とからなる。カメラ３１０はこの車載カメラ装置が搭載された自動車の外部の道路、風景等の被写体像を撮像する装置であり、レンズ３１１、メカニカルシャッタ３１２及びローリングシャッタ型ＣＭＯＳエリアセンサ（以下、ローリング型ＣＭＯＳセンサという）３１３から構成されている。
【０００３】
レンズ３１１は、被写体からの入射光をローリング型ＣＭＯＳセンサに結像させる。メカニカルシャッタ３１２は、露光時間を制御するために設けられている。ローリング型ＣＭＯＳセンサ３１３は、入射光を光電変換し、これにより得られた電気信号である映像信号をプロセッサ３２０に出力する。プロセッサ３２０は、入力された映像信号を所定の信号処理を行って外部へ出力する。この車載カメラ装置は、車庫入れの監視などの用途に限られている。
【０００４】
また、カメラ３１０には固体撮像素子としてローリング型ＣＭＯＳセンサ３１３が用いられている。このローリング型ＣＭＯＳセンサは従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。このローリング型ＣＯＳセンサでは、簡単のため例えば図１４（Ａ）の２行４列の画素Ｐ１１〜Ｐ２４からなる概念図と共に説明すると、或る１行の画素Ｐ１１〜Ｐ１４を左から右方向へ順番に読み出しを行い（実線矢印I）、１行読み終わると次の行の先頭に戻り（破線矢印II）、続いて次の行の画素Ｐ２１〜Ｐ２４を再び左から右方向へ順番に読み出しを行う（実線矢印III）という動作を繰り返す。従って、画素各々が選択された時に初めて露光される処理になるので、画素全て読み終わった時点で各々の画素で信号の取得時間が一致しない。ＣＭＯＳセンサの全ての画素を読み終わった時点で１枚の絵を読んだことになる。
【０００５】
例えば、図１４（Ｂ）に示すように画面内にて左から右方向へ移動する長方形の物体４００をローリング型ＣＭＯＳエリアセンサで撮影した場合、撮影した画像は各行で撮影時刻が異なるために、同図（Ｃ）に４０１で示すように、長方形の物体が歪んで平行四辺形の像となってしまう。図１４の例は静止しているローリング型ＣＭＯＳセンサにより移動している被写体（長方形の物体４００）を撮影した場合であるが、静止している被写体を移動しているローリング型ＣＭＯＳセンサにより撮影した場合も、上記と同様に撮影画像が歪む。
【０００６】
従って、図１５（Ａ）の概念図に示すように、高速走行中の自動車に搭載されたローリング型ＣＭＯＳセンサで、車外の外部の風景画像（ここでは、トンネル枠１０６の前方の交差点左手にある点滅する信号機１０５ｓ、交差点右手にある道路標識１０５ｔ、交差点を左から右方向へ走行中の自動車１０５ｃなど）を撮像すると、その撮影画像は、同図（Ｂ）に点線で示すように、信号機１０５ｓの撮影画像は１０５ｓ’に、道路標識１０５ｔの撮影画像は１０５ｔ’に、自動車１０５ｃの撮影画像は１０５ｃ’に示すように菱形に変形する。
【０００７】
特に自動車１０５ｃが高速走行している場合や、高速で動く移動体が被写体の場合に、撮影した画像は著しく歪む。特に遠方地点の被写体を拡大ズームして撮影する場合、画像は顕著に歪むので、自動車誘導や運転操作を支援するために有用かつ鮮明な画像情報にならない。ゆえに、ローリング型ＣＭＯＳセンサで撮影された画像に基づいて自動車を誘導し運転操作を支援する装置の提供が難しい。
【０００８】
そこで、従来の運転支援装置に用いられる車載カメラ装置では、図１３に示したようにメカニカルシャッタ３１２をローリング型ＣＭＯＳセンサ３１３の入射光側前方に設け、メカニカルシャッタ３１２を全ラインの１フレーム期間はシャッタオープン期間とし、続くシャッタクローズ期間で全ラインを１ラインずつ画素の読み出しを順次行うことにより、露光プロセスと信号読み出しプロセスとを分離することで、前記の撮影画像の歪みを低減するようにしている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００３−１７６７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来の車載カメラ装置では、例えば、トンネル前後の地点などの明暗差の大きい風景を悪天候、薄暮や夜間に撮影した場合、車載カメラ装置を構成するローリング型ＣＭＯＳセンサ３１３では十分なダイナミックレンジの撮影信号が得られないために、交通標識を認識することは多大な制約を受け、特に高速で移動する場合には撮影画像の焦点ボケが顕著であり、被写体の正確な撮影画像が得られない等の問題がある。
【００１１】
また、現在の車載の多目的装置は、音響機器、地図装置、表示部の複合型がある。しかし、地図装置は、地図上の上面図情報を提供するものであるが、その情報は立体情報でないので、経路選択等の際の情報としては不十分である。更に地図装置の情報は既製媒体であり、走行中の情報を即時に運転操作へ反映することは困難である。これにより、車載カメラ装置は車庫入れの監視など用途が限られ、運転支援装置への組み込みに制約がある。
【００１２】
更に、車載カメラ装置に、メカニカルシャッタ３１２を必要とするため、制御が複雑になり、また部品点数も多く装置全体が大型になり、更に消費電力の点で不利である。このため、従来は図１３の構成の車載カメラ装置に地図装置、表示部を加えた運転支援装置の事例はない。
【００１３】
本発明は以上の点に鑑みなされたもので、明暗差が大きい地点や逆光になる場所でも、歪みや焦点ぼけが殆ど無く正確な撮影画像に基づいて、運転を正確に支援し得る車載カメラ装置を用いた運転支援装置を提供することを目的とする。
【００１４】
また、本発明の他の目的は、車載カメラで撮影した指定地点の目印、風景等の往路の画像情報をレコーダにより記録した後、復路において適宜再生して表示すると共に、レコーダと地図装置とを連動させることにより、復路において経路の選択や自動車の誘導などの運転操作を支援する車載カメラ装置を用いた運転支援装置を提供することにある。
【００１５】
更に、本発明の他の目的は、予め車載カメラで撮影した周辺風景や交通標識等の画像情報と、実風景とを比較させることで、交通標識の認識、経路の選択などを好適に行い得る車載カメラ装置を用いた運転支援装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の目的を達成するため、本発明の車載カメラ装置を用いた運転支援装置は、自動車に搭載されており、自動車の車外で、かつ、走行方向と逆方向の自動車後方の被写体を固体撮像素子により撮像し、少なくとも固体撮像素子から出力された映像信号を用いて運転支援を行う車載カメラ装置を用いた運転支援装置であって、
被写体の光学像を複数の全画素の光電変換領域に同時に露光して光電変換して得た電荷を全画素に蓄積した後、露光期間に蓄積した電荷を各画素から映像信号として順次出力する、固体撮像素子としてのグローバルシャッタ型ＣＭＯＳエリアセンサにより、自動車の往路走行中に自動車の後方の予め指定した１又は２以上の指定地点の被写体を撮影する車載カメラ装置と、グローバルシャッタ型ＣＭＯＳエリアセンサにより撮影された指定地点の被写体の映像信号に対して、所定の信号処理を行って映像信号を出力する共に、信号処理を行った映像信号を記録媒体に記録し再生する記録再生手段と、少なくとも自動車が現在走行している走行地点と、指定地点との間の道路地図情報を走行地点及び指定地点の各画像情報と共に生成する地図情報生成手段と、記録再生手段からの映像信号の画像を第１の領域に表示すると共に、地図情報生成手段で生成された道路地図情報及び走行地点及び指定地点の各画像情報を第２の領域に表示する表示手段と、自動車が往路とは逆方向の復路走行中の、指定地点に到る手前の地点走行時に、車載カメラ装置により撮影した指定地点の被写体画像を記録再生手段により記録媒体から再生して表示手段の第１の領域に表示させると共に、地図情報生成手段で生成された指定地点付近の道路地図情報と自動車の走行地点の画像情報を表示手段の第２の領域に表示する制御手段とを有し、表示手段の第１及び第２の領域に表示する画像により往路の撮影情報に基づいて復路における運転支援を行うことを特徴とする。
【００１７】
この発明では、自動車の往路走行時に車載カメラ装置で撮影した指定地点の被写体画像を記録媒体に記録しておき、自動車の復路走行中の、指定地点に到る手前の地点走行時に記録媒体から上記の指定地点の被写体画像を再生して表示手段の第１の領域に表示させると共に、地図情報生成手段で生成された指定地点付近の道路地図情報と自動車の走行地点の画像情報を表示手段の第２の領域に表示するようにしたため、復路走行中の自動車が指定地点に到達する以前に運転者に指定地点の被写体画像を視認させて運転支援に供することができる。
【００１８】
また、この発明では、車載カメラ装置としてグローバルシャッタ型ＣＭＯＳエリアセンサを用いるようにしたため、ローリングシャッタ型ＣＭＯＳエリアセンサを用いた場合に比べて、高速で走行する自動車から被写体画像を広いダイナミックレンジで、かつ、動きによる歪みなく撮影することができる。
【００１９】
また、上記の目的を達成するため、本発明は、上記の制御手段を、自動車が往路走行中に車載カメラ装置により撮影した指定地点の緯度及び経度情報を地図情報生成手段から取得し、取得した指定地点の緯度及び経度情報とその指定地点の被写体画像の記録再生手段による記録媒体の記録場所とをリンクさせて記憶する記憶手段と、自動車が復路走行中に地図情報生成手段から取得した自動車の走行中の緯度及び経度情報と記憶手段に記憶されている指定地点の経度及び緯度情報とを比較して、自動車の走行位置が指定地点に達するよりも所定距離前の地点を検出する検出手段と、検出手段で検出した地点で記憶手段に記憶されている記録媒体の記録場所から指定地点の被写体画像を再生させて表示手段の第１の領域に表示させると共に、地図情報生成手段で生成された検出手段で検出した地点付近の道路地図情報と自動車の走行地点の画像情報を表示手段の第２の領域に表示する手段とを有する構成としたことを特徴とする。
【００２０】
この発明では、自動車が復路走行中にその走行位置が、往路走行中に被写体画像を撮影した指定地点に達するよりも所定距離前の地点で、その地点の道路地図情報と自動車の走行地点の画像情報とを指定地点付近の被写体画像と共に表示手段に自動的に表示することができる。
【００２１】
また、上記の目的を達成するため、本発明は、上記の制御手段が、自動車が往路とは逆方向の復路走行中の、指定地点に到る手前の第１の地点走行時には、車載カメラ装置により撮影した指定地点の被写体画像を記録再生手段により記録媒体から再生して表示手段の第１の領域に予告表示させると共に、地図情報生成手段で生成された第１の地点付近の道路地図情報と自動車の走行地点の画像情報を表示手段の第２の領域に予告表示し、復路走行中の、指定地点に到る手前で、かつ、第１の地点通過後の第２の地点走行時には、車載カメラ装置により撮影した指定地点の被写体画像を記録再生手段により記録媒体から再生して表示手段の第１の領域に確認表示させると共に、地図情報生成手段で生成された第２の地点付近の道路地図情報と自動車の走行地点の画像情報を表示手段の第２の領域に確認表示することを特徴とする。
【００２２】
この発明では、自動車が復路走行中にその走行位置が、往路走行中に被写体画像を撮影した指定地点に達するよりも所定距離前の第１の地点で、その第１の地点付近の道路地図情報と自動車の走行地点の画像情報とを指定地点の被写体画像と共に表示手段に予告表示し、その後、第１の地点と指定地点との間の第２の地点で、その第２の地点付近の道路地図情報と自動車の走行地点の画像情報とを指定地点の被写体画像と共に表示手段に確認表示することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、自動車の往路走行時に車載カメラ装置で撮影した指定地点の被写体画像と、指定地点付近の道路地図情報と自動車の走行地点の画像情報とを、復路走行中の自動車が指定地点に到達する以前に運転者に指定地点の被写体画像を視認させるようにしたため、運転者に指定地点手前で往路で撮影した指定地点周辺の交通標識等の風景画像と復路の指定地点付近の実風景とを対比させることができ、その結果、運転者に心に余裕を持たせることで運転操作を容易にさせることができ、経路選択の迷いなどの心理的負担を軽減でき、交通規則を遵守した安全運転を行わせることができる。
【００２４】
また、本発明によれば、指定地点として経路選択を間違えやすい交差点チェックポイント近傍としたときは、その交差点チェックポイントに接近した時に、その周辺風景の画像が表示されるので、その表示画像と復路の指定地点付近の実風景とを対比させることで、運転者は正確な経路選択を行える。
【００２５】
また、本発明によれば、車載カメラ装置としてグローバルシャッタ型ＣＭＯＳエリアセンサを用いることにより、ローリングシャッタ型ＣＭＯＳエリアセンサを用いた場合に比べて、高速で走行する自動車から被写体画像を広いダイナミックレンジで、かつ、動きによる歪みなく撮影することができるようにしたため、車が高速走行しながら、特に明暗差が大きい車外後方の風景を悪天候、薄暮や夜間に撮影した場合でも、読み出し方式に依存した画像の歪やボケの殆ど無い、明るく鮮明な撮影画像を得ることができ、よって、表示される撮影画像を運転者は正確に視認することができ、交通標識の正確な識別による交通規則を遵守した安全運転や自動車の誘導を正確に行うことができる。また、車載カメラ装置にはメカニカルシャッタが不要であるので、消費電力及び装置の小型化などの点で有利である。
【００２６】
更に、本発明によれば、自動車が復路走行中にその走行位置が、往路走行中に被写体画像を撮影した指定地点に達するよりも所定距離前の第１の地点で、その第１の地点付近の道路地図情報と自動車の走行地点の画像情報とを指定地点の被写体画像と共に表示手段に予告表示し、その後、第１の地点と指定地点との間の第２の地点で、その第２の地点付近の道路地図情報と自動車の走行地点の画像情報とを指定地点の被写体画像と共に表示手段に確認表示するようにしたため、運転者は心の準備ができ、自動車の正確な誘導ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
次に、本発明の実施の形態について図面と共に説明する。図１は本発明になる運転支援装置の一実施の形態のブロック図を示す。本実施の形態の運転支援装置は、車載カメラ装置であるカメラ１１０と、記録再生装置であるレコーダ１２０と、表示装置であるディスプレイ１３０と、マップナビ１４０とより構成されており、運転を支援する自動車に搭載されている。
【００２８】
カメラ１１０は、レンズ１１１とグローバルシャッタ型ＣＭＯＳエリアセンサ（以下、グローバル型ＣＭＯＳセンサという）１１２とから大略構成されており、自動車の外部の風景、道路、交通標識その他の被写体からの入射光をレンズ１１１で集光して固体撮像素子であるグローバル型ＣＭＯＳセンサ１１２の撮像面に光学像を結像させる。グローバル型ＣＭＯＳセンサ１１２は、後述する公知の構成であり、被写体の光学像を光電変換して得た電気信号である撮像信号をレコーダ１２０内の信号処理回路１２１へ出力する。カメラ１１０は、ローリング型ＣＭＯＳセンサではなく、グローバル型ＣＭＯＳセンサ１１２を有する点に特徴があり、メカニカルシャッタは有しない。
【００２９】
ここで、グローバル型ＣＭＯＳセンサ１１２の構成及び動作について説明する。図２は特開２００６−１００７６１号公報にて開示された本出願人の提案になるグローバル型ＣＭＯＳセンサの１画素分の素子構造図を示し、同図（Ａ）は上面図、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のＸ−Ｘ’線に沿う縦断面図を示す。図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、グローバル型ＣＭＯＳセンサ１１２は、ｐ+型基板４１上にｐ-型エピタキシャル層４２を成長し、このエピタキシャル層４２の表面にｎウェル４３がある。ｎウェル４３上にはゲート酸化膜４４を挟んで第１のゲート電極である平面形状がリング状のゲート電極４５が形成されている。
【００３０】
リング状ゲート電極４５の中心部に対応したｎウェル４３の表面にはｎ+型のソース領域４６が形成されており、そのソース領域４６に隣接してソース近傍ｐ型領域４７が形成され、更にソース領域４６とソース近傍ｐ型領域４７の外側の離間した位置にはｎ+型のドレイン領域４８が形成されている。更に、ドレイン領域４８の下のｎウェル４３中には埋め込みのｐ-型領域４９がある。この埋め込みのｐ-型領域４９とｎウェル４３は、図２（Ａ）に示す埋め込みフォトダイオード５０を構成している。
【００３１】
埋め込みフォトダイオード５０とリング状ゲート電極４５との間には、第２のゲート電極である転送ゲート電極５１がある。ドレイン領域４８、リング状ゲート電極４５、ソース領域４６、転送ゲート電極５１には、それぞれメタル配線であるドレイン電極配線５２、リング状ゲート電極配線５３、ソース電極配線（出力線）５４、転送ゲート電極配線５５が接続されている。また、上記の各構成の上方には、図２（Ｂ）に示すように遮光膜５６が形成されており、その遮光膜５６の埋め込みフォトダイオード５０に対応した位置には開口部５７が穿設されている。この遮光膜５６は金属、あるいは有機膜等で形成される。光は、開口部５７を通して埋め込みフォトダイオード５０に達して光電変換される。
【００３２】
次に、グローバル型ＣＭＯＳセンサ１１２の画素構造と撮像素子全体の構造について、電気回路で表現した図３と共に説明する。同図において、まず、画素はｍ行ｎ列に画素敷き詰め領域６１に配置されている。図３ではこれらｍ行ｎ列の画素のうち、ｓ行ｔ列の一画素６２を代表として等価回路で表現している。この画素６２は、リング状ゲートＭＯＳＦＥＴ６３と、フォトダイオード６４と、転送ゲートＭＯＳＦＥＴ６５とからなり、リング状ゲートＭＯＳＦＥＴ６３のドレインがフォトダイオード６４のｎ側端子とドレイン電極配線６６（図２の５２に相当）に接続され、転送ゲートＭＯＳＦＥＴ６５のソースがフォトダイオード６４のｐ側端子に接続され、ドレインがリング状ゲートＭＯＳＦＥＴ６３のバックゲートに接続されている。
【００３３】
なお、上記のリング状ゲートＭＯＳＦＥＴ６３は、図２（Ｂ）ではリング状ゲート電極４５直下のソース近傍ｐ型領域４７をゲート領域とし、ｎ+型のソース領域４６及びｎ+型のドレイン領域４８を有するｎチャネルＭＯＳＦＥＴである。また、上記の転送ゲートＭＯＳＦＥＴ６５は、図２（Ｂ）では転送ゲート電極５１直下のｎウェル４３をゲート領域、フォトダイオード５０の埋め込みのｐ-型領域４９をソース領域、ソース近傍ｐ型領域４７をドレインとするｐチャネルＭＯＳＦＥＴである。
【００３４】
図３において、ｍ行ｎ列の各画素から１フレーム分の信号を読み出すために、まず読み出しを始める合図を出すフレームスタート信号を発生させる回路６７がある。このフレームスタート信号は撮像素子の外から与えられてもよい。このフレームスタート信号は垂直シフトレジスタ６８に供給される。垂直シフトレジスタ６８は、ｍ行ｎ列の各画素のうちの何行目の画素を読み出すかの信号を出力する。
【００３５】
各行の画素はリング状ゲート電極、転送ゲート電極、ドレイン電極の電位を制御する制御回路に接続されており、これらの制御回路は垂直レジスタ６８の出力信号が供給される。例えば、ｓ行目の各画素のリング状ゲート電極は、リング状ゲート電極配線６９（図２の５３に相当）を介してリング状ゲート電位制御回路７０に接続され、各画素の転送ゲート電極は、転送ゲート電極配線７１（図２の５５に相当）を介して転送ゲート電位制御回路７２に接続され、各画素のドレイン電極は、ドレイン電極配線６６（図２の５２に相当）を介してドレイン電位制御回路７３に接続されている。上記の各制御回路７０、７２、７３には垂直シフトレジスタ６８の出力信号が供給される。
【００３６】
画素６２のリング状ゲートＭＯＳＦＥＴ６３のソース電極は、ソース電極配線７４（図２の５４に相当）を介して２分岐され、一方はスイッチＳＷ１を介してソース電極電位を制御するソース電位制御回路７５に接続され、他方はスイッチＳＷ２を介して信号読み出し回路７６に接続されている。信号を読み出すときにはスイッチＳＷ１をオフ、スイッチＳＷ２をオンにし、ソース電位を制御する時にはスイッチＳＷ１をオン、スイッチＳＷ２をオフにする。信号は縦方向に出すので、ソース電極の配線方向は縦にする。
【００３７】
信号読み出し回路７６は次のように構成されている。画素６２の出力はリング状ゲートＭＯＳＦＥＴ６３のソースから行われ、出力線７４には負荷、例えば電流源７７が繋がっている。従って、ソースフォロア回路となっている。電流源７７にはキャパシタＣ１とキャパシタＣ２の各一端がスイッチｓｃ１とスイッチｓｃ２を介して繋がっている。他端が接地されているキャパシタＣ１、Ｃ２の各一端は、また差動アンプ７８の反転入力端子と非反転入力端子に繋がっており、両キャパシタＣ１及びＣ２の電位差を差動アンプ７８から出力するようになっている。
【００３８】
このような信号読み出し回路７６はＣＤＳ回路（相関二重サンプリング回路）と呼ばれ、ここに描かれた方式以外にも種々の回路が提案されており、この回路に限るわけではない。信号読み出し回路７６から出力された信号は、出力スイッチｓｗｔを介して出力される。同じ列にある出力スイッチｓｗｔは、水平シフトレジスタ７９から出力される信号によりスイッチング制御される。
【００３９】
次に、図３に示すグローバル形ＣＭＯＳセンサ１１２の駆動方法について、図４のタイミングチャートと共に説明する。まず、図４（１）に示す期間では、埋め込みのフォトダイオード（図２（Ａ）の５０、図３の６４等）に光が入射し、光電変換効果により電子・ホール対が発生し、フォトダイオードの埋め込みｐ-型領域４９にホールが蓄積される。このとき転送ゲート電極５１の電位はドレイン電位Ｖｄｄと同じになっており、転送ゲートＭＯＳＦＥＴ６５はオフ状態である。これらの蓄積は、前フレームの読み出し操作が行われている時に同時に実行されている。
【００４０】
続く図４（２）に示す期間では、前フレームの読み出しが終了すると、同図（Ａ）に示すように新しいフレームスタート信号が発信されて、次のフレームの読み出しが始まる。
最初に行うのは全画素一斉にフォトダイオード（図２（Ａ）の５０、図３の６４等）からリング状ゲート電極（図２の４５）のソース近傍ｐ型領域（図２の４７）にホールを転送することである。そのため、図４（Ｂ）に示すように転送ゲート電位制御回路７２から出力される転送ゲート制御信号がＶｄｄからＬｏｗ２に下がり、転送ゲート電極（図２の４１）の電位がＬｏｗ２となり、転送ゲートＭＯＳＦＥＴ６５がオン状態になる。
【００４１】
このとき、リング状ゲート電位制御回路７０により制御されるリング状ゲート電極配線６９の電位は、図４（Ｃ）に示すように、ＬｏｗからＬｏｗ１になるが、Ｌｏｗ２の方がＬｏｗ１よりも大きい。Ｌｏｗ１はＬｏｗと同じでもよい。最も簡便にはＬｏｗ１＝Ｌｏｗ＝０（Ｖ）に設定する。
【００４２】
一方、ソース電位制御回路７５からスイッチＳＷ１を介してソース電極配線７４からリング状ゲートＭＯＳＦＥＴ６３のソースに供給されるソース電位をはじめとする、全画素のソース電位は図４（Ｄ）に示すように電位Ｓ１に設定される。Ｓ１＞Ｌｏｗ１であり、これにより、リング状ゲートＭＯＳＦＥＴ６３がオフのままであり、電流が流れないようにする。この結果、全画素のフォトダイオードに蓄積された電荷（ホール）が、対応する画素のリング状ゲート電極の下に一斉に転送される。
【００４３】
図２（Ｂ）に示すリング状ゲート電極４５の下の領域で、ソース近傍ｐ型領域４７が最もポテンシャルが低いので、フォトダイオードに蓄積されていたホールはソース近傍ｐ型領域４７に達し、そこに蓄積される。ホールが蓄積される結果、ソース近傍ｐ型領域４７の電位が上昇する。
【００４４】
続いて、図４（３）に示す期間では、同図（Ｂ）に示すように転送ゲート電極が再びＶｄｄになり、転送ゲートＭＯＳＦＥＴ６５がオフになる。これにより、フォトダイオード（図２（Ａ）の５０、図３の６４等）では再び光電変換効果により電子・ホール対が発生し、フォトダイオードの埋め込みｐ-型領域４９にホールが蓄積され始める。この蓄積動作は次の電荷転送時まで続けられる。
【００４５】
一方、読み出し操作は行単位で順番に行われるので、１行目〜（ｓ−１）行目を読み出す期間（３）では、リング状ゲート電極の電位は図４（Ｃ）に示すようにＬｏｗの状態で、ソース近傍ｐ型領域４７にホールを蓄積したまま待機状態となる。ソース電位は他の行からの信号読み出しが行われている間、その画素からの信号の値により、様々な値をとり得る。また、リング状ゲート電極電位は行毎に様々な値をとり得るが、ｓ行目ではＬｏｗに設定され、リング状ゲートＭＯＳＦＥＴ６３がオフ状態である。
【００４６】
続く図４（４）〜（６）に示す期間では、画素の信号読み出しが行われる。ｓ行目ｔ列目の画素６２について代表してこの信号読み出し動作について説明するに、まず、ソース近傍ｐ型領域４７にホールを蓄積した状態で、図４（Ｅ）に示す垂直シフトレジスタ６８の出力信号が、同図（Ｈ）に示すようにローレベルである期間（４）において、リング状ゲート電位制御回路７０からリング状ゲート電極配線６９に出力される制御信号により、リング状ゲート電極４５の電位を図４（Ｋ）に示すように、ＬｏｗからＶｇ１に上げる。
【００４７】
ここで、上記の電位Ｖｇ１は、前述した各電位Ｌｏｗ、Ｌｏｗ１、Ｖｄｄとの間に
Ｌｏｗ≦Ｌｏｗ１≦Ｖｇ１≦Ｖｄｄ    （ただし、Ｌｏｗ＜Ｖｄｄ）
なる不等式が成立する電位である。また、上記の期間（４）ではスイッチＳＷ１が図４（Ｉ）に示すようにオフ、スイッチＳＷ２が同図（Ｊ）に示すようにオン、スイッチｓｃ１が同図（Ｍ）に示すようにオン、スイッチｓｃ２が同図（Ｎ）に示すようにオフとされる。
【００４８】
この結果、リング状ゲートＭＯＳＦＥＴ６３のソースに接続されたソースフォロア回路が働き、リング状ゲートＭＯＳＦＥＴ６３のソース電位は、図４（Ｌ）に示すように期間（４）ではＳ２（＝Ｖｇ１−Ｖｔｈ１）となる。ここで、Ｖｔｈ１とはバックゲート（ソース近傍ｐ型領域４７）にホールがある状態での、リング状ゲートＭＯＳＦＥＴ６３のしきい値電圧である。このソース電位Ｓ２がオンとされているスイッチｓｃ１を通してキャパシタＣ１に記憶される。
【００４９】
続く図４（５）に示す期間では、リング状ゲート電位制御回路７０からリング状ゲート電極配線６９に出力される制御信号により、リング状ゲート電極４５の電位を図４（Ｋ）に示すようにＨｉｇｈ１に上げると同時に、同図（Ｉ）、（Ｊ）に示すようにスイッチＳＷ１をオン、スイッチＳＷ２をオフとすると共に、ソース電位制御回路７５から出力されるソース電位を同図（Ｌ）に示すようにＨｉｇｈｓに上げる。ここで、Ｈｉｇｈ１、Ｈｉｇｈｓ＞Ｌｏｗ１である。
【００５０】
上記の電位Ｈｉｇｈ１及びＨｉｇｈｓの値は同じであっても異なっていてもよいが、設計の簡単のためにはＨｉｇｈ１、Ｈｉｇｈｓ≦Ｖｄｄが望ましい。簡便な設定では、Ｈｉｇｈ１＝Ｈｉｇｈｓ＝Ｖｄｄとする。また、リング状ゲートＭＯＳＦＥＴ６３がオンして電流が流れないような電位設定にすることが望ましい。この結果、ソース近傍ｐ型領域４７のポテンシャルが上昇し、ｎウェル４３のバリアを越えてホールがエピタキシャル層４２に排出される（リセット）。
【００５１】
続く図４（６）に示す期間では、再び前記期間（４）と同じ信号読み出し状態にする。
ただし、期間（４）とは異なり、図４（Ｍ）、（Ｎ）に示すように、スイッチｓｃ１はオフ、スイッチｓｃ２はオンとする。リング状ゲート電極は図４（Ｋ）に示すように期間（４）と同じＶｇ１とする。しかし、この期間（６）では直前の期間（５）でホールが基板に排出されていて、ソース近傍ｐ型領域４７にはホールが存在しないので、リング状ゲートＭＯＳＦＥＴ６３のソース電位は、図４（Ｌ）に示すように期間（６）ではＳ０（＝Ｖｇ１−Ｖｔｈ０）となる。ここでＶｔｈ０は、バックゲート（ソース近傍ｐ型領域４７）にホールがない状態でのリング状ゲートＭＯＳＦＥＴ６３のしきい値電圧である。
【００５２】
このソース電位Ｓ０はオンとされたスイッチｓｃ２を介してキャパシタＣ２に記憶される。差動アンプ７８はキャパシタＣ１とＣ２の電位差を出力する。すなわち、差動アンプ７８は（Ｖｔｈ０−Ｖｔｈ１）を出力する。この出力値（Ｖｔｈ０−Ｖｔｈ１）は、ホール電荷によるしきい値変化分である。その後、水平シフトレジスタ７９から出力される図４（Ｆ）に示すパルスのうち、同図（Ｏ）に示すｔ列目の出力パルスに基づき、図３の出力スイッチｓｗｔがオンとされ、このｓｗｔのオン期間に図４（Ｐ）にハッチングにより模式的に示すように、差動アンプ７８からのホール電荷によるしきい値変化分が画素６２の出力信号Ｖｏｕｔとしてセンサ外へ出力される。
【００５３】
続いて、図４に（７）で示す期間では、再びリング状ゲート電極４５の電位を図４（Ｂ）に示すようにＬｏｗにし、ソース近傍ｐ型領域４７にはホールがない状態で、全ての行の信号処理が終了するまで（ｓ＋１行〜ｎ行の画素の読み出しが終了するまで）待機する。これらの読み出し期間中、フォトダイオード６４では光電変換効果によるホールの蓄積が進行している。その後、前記期間（１）に戻って、ホールの転送から繰り返す。これにより、各画素から図４（Ｇ）に示す出力信号が読み出される。すべての画素から信号を読み出すと、再び次のフレームが開始される。
【００５４】
上記の図２（Ａ）、（Ｂ）に示す構成の固体撮像素子は、リング状のゲート電極４５を持つリング状ゲートＭＯＳＦＥＴ６３が増幅用ＭＯＳＦＥＴであり、図３に示したように各画素内に増幅用ＭＯＳＦＥＴを持つという意味で、ＣＭＯＳセンサの一種である。そして、このＣＭＯＳセンサは、フォトダイオードに蓄積された電荷（ホール）が、対応する画素のリング状ゲート電極の下のソース近傍ｐ型領域４７に一斉に転送されるようにすることで、グローバルシャッタを実現している。
【００５５】
なお、図４の期間（５）のリセット時のソース電極配線７４の電位供給はソース電位制御回路７５から供給する以外の方法もある。上記期間（５）でＳＷ１、ＳＷ２をともにオフとして、ソース電極配線をフローティングにする。ここでリング状ゲート電極配線６９の電位をＨｉｇｈ１とするとリング状ゲートＭＯＳＦＥＴ６３がオン状態となり、ソース電位にドレインから電流が供給され、ソース電極電位が上昇する。この結果ソース近傍ｐ型領域４７のポテンシャルが持ち上げられ、ｎウェル４３のバリアを越えて、ホールがｐ型エピタキシャル層４２に排出される（リセット）。ホールが完全に排出されたときのソース電極電位は、Ｈｉｇｈ１−Ｖｔｈ０になることができ、チップ面積を減らすことができる。
【００５６】
つまり、従来のチップと同面積の場合、このグローバル型ＣＭＯＳセンサのチップは、電荷を蓄積するフォトダイオードの面積を大きくできる。フォトダイオードの面積が大きくなると、蓄積する信号量が増えてダイナミックレンジが広くなる。従って、トンネル前後の地点や逆光の場所などの明暗差の大きい被写体や、悪天候、薄暮や夜間に被写体をこのグローバル型ＣＭＯＳセンサ１１２で撮影した場合、従来の車載カメラ装置のローリング型ＣＭＯＳセンサに比べて十分なダイナミックレンジの撮影信号が得られるため、被写体の撮影画像を従来に比べて明るく表示でき正確に認識させることができる。
【００５７】
また、この構造のグローバルシャッタ型ＣＭＯＳセンサ１１２は、図２〜図４と共に説明したように、露光は各ライン毎にタイミングがずれることなく同一の１フレーム期間で行われ、一定期間の露光後、グローバルシャッタ型ＣＭＯＳセンサ内の転送ゲート（図３の転送ゲートＭＯＳＦＥＴ６５等）により、全画素の電荷が電荷転送期間のタイミングで読み出し回路に一斉に転送され、その後、読み出し回路により読み出し期間内で、順次各画素からの信号が読み出される。このことにより、高速で移動する自動車から自動車外部の風景などの被写体を撮像した場合でも、撮像画像に画像歪みは殆ど発生しないため、メカニカルシャッタは不要であり、カメラ１１０を従来の構成に比べて安価で小型な構成とすることができる。また、このグローバル型ＣＭＯＳセンサ１１２は、消費電力に関しては、１００万画素の事例で、ＣＣＤが８３１ｍＷに対して３５０ｍＷであり、約３分の１に消費電力を低減できる。
【００５８】
再び図１に戻って説明する。レコーダ１２０は、ガンマ補正等の所定の映像処理を行って映像信号を生成する信号処理回路１２１と、記録媒体に信号処理回路１２１からの映像信号を所定のフォーマットで記録したり、記録媒体に記録された信号を所定の記録フォーマットから映像信号に復元させて信号処理回路１２１へ出力する信号記録再生回路１２２と、ディスプレイ１３０と接続される出力端子１２３とから大略構成されている。信号処理回路１２１で生成された映像信号は出力端子１２３を介してディスプレイ１３０へ出力される。
【００５９】
ディスプレイ１３０は、入力映像信号に対して表示に適した信号処理を行う表示処理部１３１と、表示処理部１３１からの映像信号の画像を表示する表示画面（表示部）１３２とから大略構成されている。表示画面１３２は、画面枠上部１３３ａと画面枠下部１３３ｂとで、後述するように、各々所定の画像を表示する。ディスプレイ１３０は、その表示画面１３２が、運転者が運転中でも見える位置に設置されている。
【００６０】
マップナビ１４０は地図装置１４１に蓄積されている地図の上面図の情報を、必要に応じてディスプレイ１３０に出力し、ディスプレイ１３０内の所定の処理部（表示処理部１３１でもよい）を介して画面枠下部１３３ｂにその地図の上面図の情報を表示させる。
【００６１】
本実施の形態では、予め設定した地点（指定地点）に自動車１００が移動してくると、その地点の地図の上面図の画像上で自動車１００の位置のフラッシュ（瞬間）表示が行われ、運転者に指定地点に近付いたことの注意を促し、経路選択をする指定地点近傍に自動車１００が接近した時に、往路走行時に撮影した指定地点の周辺画像を画面枠上部１３３ａに表示して運転者に実風景と対比を行わせることで運転支援を行う。本実施の形態では、往路走行時の撮影画像を復路走行時の運転支援に有効活用するものである。
【００６２】
次に、本実施の形態による運転支援過程について図５の説明図と共に説明する。同図中、図１と同一構成部分には同一符号を付し、その説明を省略する。図５において、同図（Ｂ）に示すように自動車１００の屋根の後部に搭載されたカメラ１１０は、自動車１００の走行中にその走行方向と逆向き（自動車後方）の実風景２００を撮影する。被写体の実風景２００は、図５（Ａ）に示すように、Ｘ地点の交差点（以下、「Ｘ交差点」という）２１０付近とＹ地点のトンネル（以下、「Ｙトンネル」という）２０２などで構成されている。また、Ｘ交差点２１０には、図５（Ａ）に示すように、Ｘ交差点２１０を図中、左から右方向へ高速で移動する他の自動車２１１ｃがあり、その自動車２１１ｃの左後方に信号機２１１ｓと、左側に交通標識２１１ｔが存在する。Ｘ交差点２１０通過後、自動車１００が所定速度で１分以内に通過する地点がＹトンネル２０２である。
【００６３】
この場合の自動車１００に搭載されたディスプレイ１３０には、図５（Ｃ）に示すように、表示画面１３２の画面枠上部１３３ａには、図５（Ａ）に示す実風景２００を撮影した画像がモニタ表示され、表示画面１３２の画面枠下部１３３ｂには、地図装置１４１からの地図の上面図情報が、現在の自動車１００の走行位置と共に表示される。
【００６４】
本実施の形態では、上記のようにレコーダ１２０により記録媒体に記録した撮影画像を再生して得た再生撮影画像と、マップナビ１４０から得た画像情報とに基づいて運転支援を行う。従って、例えば、自動車１００がＸ交差点２１０からＹトンネル２０２方向へ走行中にＹトンネル２０２の進入直後で運転者がカメラ１１０で図５（Ａ）に示す実風景２００を撮影して、レコーダ１２０により記録媒体に記録させておく。その後今度は上記とは逆方向に自動車１００がＹトンネル２０２からＸ交差点２１０へ進入する直前の例えばＹトンネル２０２内を走行中に、運転者はレコーダ１２０の再生操作を行い、記録媒体に記録しておいた図５（Ａ）の実風景２００の撮影画像を再生して、図５（Ｃ）に示すように、画面枠上部１３３ａに、Ｘ交差点２１０と、信号機２０１ｓと、交通標識２０１ｔと、走行中の自動車２１１ｃとトンネル枠２０２ａの再生画像を表示させる。
【００６５】
また、このレコーダ１２０の再生操作と連携してマップナビ１４０が起動され、マップナビ１４０の地図装置１４１に蓄積されていた地図の上面図情報のうち、起動時点における緯度及び経度付近の地図の上面図情報と自動車１００の現時点の走行位置を示す画像情報とをディスプレイ１３０へ出力する。これにより、図５（Ｃ）に示すように、ディスプレイ１３０はその画面枠下部１３３ｂに、Ｙトンネル２０２の枠２０２ａその他のＸ交差点付近の地図の上面図情報と、自動車１００の現在の走行位置を示す画像１００ａを表示する。自動車１００の現在の走行位置は、マップナビ１４０等により例えば公知のＧＰＳ（Global Positioning System:全地球測位システム）を利用して取得することができる。
【００６６】
そして、自動車１００の運転者は、図５（Ｃ）に示す画面枠上部１３３ａの過去の実風景２００の再生画像と、画面枠下部１３３ｂの現在の自動車位置を示した周辺地図とを、経路選択地点であるＸ交差点２１０に自動車１００が進入するより前にそれらを対比することで、心にゆとりをもって経路選択を適切に判断することができる。
【００６７】
なお、図５では分かり易くするためカメラ１１０は本実施の形態の運転支援装置が搭載されている自動車１００の屋根に設置されているが、これに限定されるものではなく、自動車１００の後方を撮像できればその設置位置はどこでもよく、よってカメラ１１０の設置位置は例えば自動車１００の車内の後部座席の後方などに設けるようにしてもよい。
【００６８】
次に、往路の撮影情報を復路に活用する本実施の形態による運転支援過程について更に詳細に説明する。本実施の形態の運転支援過程の特長は目的地からの帰り道（復路）に、経路の選択や自動車の誘導を支援することである。復路は、往路で辿った経路を逆方向に走行する。つまり、往路で記録した風景画像を逆転再生した連続画像は、復路の道案内になる。運転支援装置（カーナビ）において、行く道（往路）で撮影した風景画像を、帰り道（復路）の道案内に活用した事例はない。
【００６９】
図６（Ａ）は図１の実施の形態の運転支援装置を搭載した自動車１００の出発地点２０１から目的地点２０３までの往路の全行程と通過時間の一例を示し、同図（Ｂ）は上記自動車１００の目的地点２０３から出発地点２０１までの復路の全行程と通過時間の一例を示す。図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、出発地点２０１と目的地点２０３との間には、Ｘ地点の交差点（Ｘ交差点）、Ｙ地点のトンネル（Ｙトンネル）２０２、Ｚ地点の郵便局２０４が存在する。
【００７０】
まず、往路での本実施の形態の動作について、自動車と風景の位置関係、ディスプレイ１３０の画面枠上部１３３ａの風景画像、画面枠下部１３３ｂの地図上の位置情報の画像などと共に説明する。図６（Ａ）において、出発地点２０１を１７時丁度に出発した自動車１００は、１７時２９分にＸ交差点を通過し、その際カメラ１１０によりＸ交差点付近の風景２１２を撮影して、レコーダ１２０によりその風景画像２１２Ｆを記録媒体に記録する。
【００７１】
続いて、図６（Ａ）に示すように、自動車１００は直後の１７時３０分にＹトンネル２０２に進入する。自動車１００がＹトンネル２０２内の入口付近のＹ１地点にいる時の、自動車１００とＹトンネル２０２の周辺の位置関係は、図７に示すように、自動車１００の進行方向のＹトンネル２０２の外側にはＺ地点の郵便局２０４が存在し、自動車１００の後方のＹトンネル２０２の外側にはＸ地点の風景が見える。このとき、運転者は、自動車１００の後方のＹトンネル２０２の外側のＸ交差点の図６（Ａ）に示す風景２１３をカメラ１１０で撮影して、レコーダ１２０によりその風景画像２１３Ｆを記録媒体に記録する。この風景画像２１３Ｆは、復路での経路選択において重要になる。
【００７２】
図８は上記の風景画像２１３Ｆの詳細を示す図である。図８に示すように、この風景画像２１３Ｆは、Ｙトンネル２０２の中のＹ１地点からＹトンネル２０２の外側を撮影した画像であるので、手前のＹトンネル２０２の枠２０２ａが撮像される。また、このＹトンネル枠２０２ａの奥行きに、Ｘ交差点の風景が捉えられている。このＸ交差点の風景は、左上方に信号機２１１ｓ、右方に交通標識２１１ｔ、下方にＸ交差点を左から右方向へ横断中の自動車２１１ｃからなる。なお、この風景画像２１３Ｆは、レコーダ１２０により記録媒体に記録されると同時に、ディスプレイ１３０の画面枠上部１３３ａにも表示される。
【００７３】
また、この時、ディスプレイ１３０の画面枠下部１３３ｂには、図９に示す画像が表示される。同図に示す画像は、往路のＹ１地点における自動車１００の位置を示す上面図の画像であり、自動車１００がＸ交差点を通過後、Ｙトンネル内のＹ１地点に位置しており、Ｚ地点の郵便局２０４の方向へ道路２０５上を走行している画像である。自動車１００の位置は矩形の画像１００ａで模式的に示されている。
【００７４】
続いて、自動車１００は図６（Ａ）に示すように１７時３１分にＹトンネル２０２を抜けた直後に、Ｚ地点の郵便局２０４の前を通過し、その際カメラ１１０によりＺ地点付近の風景２１４を撮影して、レコーダ１２０によりその風景画像２１４Ｆを記録媒体に記録する。そして、自動車１００は２９分後の１８時丁度に、目的地点２０３に到着する。
【００７５】
なお、上記の記録される各地点の風景画像２１２Ｆ、２１３Ｆ、２１４Ｆは、自動車１００に搭載したカメラ１１０で撮影された、自動車１００の後方方向の撮影画像である。この自動車１００の後方方向をカメラ１１０で撮影する点は、本実施の形態の運転支援過程において最も特長がある。同時に、撮影した画像はリアルタイムで、レコーダ１２０により記録媒体に記録される。これらの記録媒体に記録された往路の後方撮影した画像を、復路において、経路の選択や自動車の誘導に活用し、運転支援情報として役立てる。
【００７６】
次に、復路での動作について説明する。図６（Ｂ）において、目的地地点２０３に１時間滞在したと仮定すると、自動車１００は１９時丁度に目的地点２０３を出発する。出発して２９分経過後の１９時２９分に、自動車１００はＺ地点の郵便局２０４の前を通過する。続いて、自動車１００は、Ｙトンネル２０２に入り、１９時３０分にＹトンネル２０２のＸ交差点側入口地点に達し、更に１９時３１分にＹトンネル２０２を脱出した直後に、Ｘ交差点に到達する。自動車１００はＸ交差点通過後２９分間走行し、出発地点２０１に２０時丁度に帰着する。
【００７７】
この復路の各地点において、自動車１００に搭載されたディスプレイ１３０で、記録媒体に記録された風景画像を再生表示できる。例えば、郵便局２０４の前のＺ地点で、往路で記録された郵便局建物の風景画像２１４Ｆが、再生画像２１４Ｒとして表示される。また、Ｙトンネル２００のＹ地点で、記録された風景画像２１３Ｆが、再生画像２１３Ｒとして表示される。更に、Ｘ交差点で記録された風景画像２１２Ｆが、再生画像２１２Ｒとして表示される。
【００７８】
このように、往路で撮影記録した風景画像２１２Ｆ、２１３Ｆ、２１４Ｆを、復路において、時間軸上で逆転した再生を行うことにより、運転者は再生画像２１４Ｒ、２１３Ｒ、２１２Ｒの順で各々の地点での風景を確認できる。これは往路で撮影記録した風景画像を、帰り道（復路）経路の選択や自動車誘導の判断に役立てるためである。経路を選択する地点より事前に、運転者が予め経路選択位置での風景画像を視覚的に認知する（視認する）ことは重要である。
【００７９】
次に、本実施の形態による復路での経路選択や自動車の誘導に役立てる運転支援動作について更に詳細に説明する。図６（Ｂ）に示す復路のＸ交差点で経路選択を行う場合、Ｘ交差点地点で経路の選択を間違えないために、Ｘ交差点を通過する１９時３１分より前に、運転者がそのＸ交差点地点の風景画像を予め視認することは重要である。Ｘ交差点を通過する１９時３１分より例えば２分前の１９時２９分には、自動車１００はＺ地点の郵便局２０４の前を通過する。
【００８０】
そこで、このＺ地点を通過する時に、運転者は運転支援装置を使用して、２分後の１９時３１分に通過する予定地点の風景画像をレコーダ１２０にて再生し、Ｘ交差点付近の風景画像２１３Ｒをディスプレイ１３０の画面枠上部１３３ａに予告表示する。これにより自動車１００の運転者は、２分後に通過する予定の風景画像２１３Ｒを視認することができる。
【００８１】
図１０（Ａ）は上記の風景画像２１３Ｒの詳細を示す図である。図１０（Ａ）に示すように、この風景画像２１３Ｒは、レコーダ１２０により記録媒体に記録した図８に示した風景画像２１３Ｆをレコーダ１２０により再生した再生画像であり、Ｙトンネル２０２の枠２０２ａ、信号機２１１ｓ、交通標識２１１ｔ、Ｘ交差点を左から右方向へ横断中の自動車２１１ｃからなる画像がディスプレイ１３０の画面枠上部１３３ａに予告表示される。この再生風景画像２１３Ｒは、前述したグローバル型ＣＭＯＳセンサ１１２で撮影した画像であるため、歪が無く鮮明な画像である。
【００８２】
また、図１０（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、ディスプレイ１３０の画面枠上部１３３ａに上記の風景画像２１３Ｒが予告表示されている時、レコーダ１２０の再生操作に連携してマップナビ１４０が起動されることにより、マップナビ１４０内の地図装置１４１からの画像情報がディスプレイ１３０に供給され、その画面枠下部１３３ｂには、図１０（Ｂ）及び図１１に示すような地図の上面図と自動車位置を示す画像が表示される。図１０（Ｂ）の画面枠下部１３３ｂの画像は、復路のＺ地点における自動車１００の位置を示す上面図の画像であり、自動車１００の位置が矩形の画像１００ｂで示されており、また、図１１はＹトンネル２０２に進入する直前のＸ交差点の方向へ郵便局２０４の前にある道路２０６上のＺ地点を自動車１００が１００ｂで示すように走行していることを示す地図の上面図の画像である。すなわち、この上面図の画像は、現在の自動車位置とこれから通過、走行する地点の関係を地図として表している。
【００８３】
このＺ地点は、自動車１００が復路において図６（Ｂ）に示したようにＸ交差点に進入する２分前の郵便局２０４の前の地点であり、このとき図１０に示すトンネル枠と交差点の画像をディスプレイ１３０の画面枠上部１３３ａに表示し、かつ、画面枠下部１３３ｂにそのときの図１１に示す地図上の画像を表示することで、運転者はこれらの画像を視覚認識することにより、来るべきＸ交差点での経路選択において心の準備ができる。なお、画像の表示とともに経路選択の予告を音声により行う場合もある。
【００８４】
続いて、自動車１００が１分後の１９時３０分でＹトンネル２０２内のＹ１地点に進行した場合において、運転支援装置は再度図１０（Ａ）に示すトンネル枠と交差点の再生風景画像２１３Ｒをディスプレイ１３０の画面枠上部１３３ａに表示し、かつ、画面枠下部１３３ｂにそのときの地図上の画像を表示する。その結果、運転者は再びトンネル枠と交差点の画像を視認することができる。これにより、運転者は、再生風景画像２１３Ｒと実際のＸ交差点の風景（実風景）を対比することで、それらの対比結果に基づいて、運転者は余裕を持ってＸ交差点での経路選択を行い、自動車を誘導することができる。
【００８５】
このように、復路において、図１２に１００Ａで示す自動車１００がＺ地点を走行している時に、運転者は画面枠上部１３３ａに表示される経路選択しようとするＸ交差点付近の再生画像２１３Ｒと、画面枠下部１３３ｂに表示されるその地点での地図の上面図情報を同時に視認することにより、経路選択地点と現在地点の位置関係を余裕を持って把握でき、その後１００Ｂで示す自動車１００がＹトンネル２０２内のＹ１地点を走行している時にＸ交差点付近の再生画像２１３Ｒを再度確認表示させて、Ｘ交差点付近の実風景と対比させることで、運転者は安心して運転し余裕のある判断操作が行え、正確な自動車１００の誘導が可能となる。更に経路選択の誤り、道路標識の見落とし、不測の事態の遭遇などを防止できる。
【００８６】
また、上記の実施の形態のように、暗いＹトンネル２０２内から撮影したＹトンネル２０２の外部の明暗差のある風景画像をカメラ１１０で撮影した場合、その風景画像はＹトンネル２０２の外側の明るさとＹトンネル２０２内の暗さとの明暗差があるため、撮影画像を明確に視認できるようにするためには、カメラ１１０の撮像素子の性能は、広いダイナミックレンジが必要である。本実施の形態では、カメラ１１０には従来のローリング型ＣＭＯＳセンサよりもダイナミックレンジの広いグローバル型ＣＭＯＳセンサ１１２を使用しているため、従来に比べて明暗差のある風景の撮像に優れており、更に、高速で移動している自動車１００から風景などを撮像しても、その撮影画像は、変形歪み、焦点ズレは殆どないから、ティスプレイ１３０の画面枠上部１３３ａで表示される撮影画像は、従来に比べて明るく、かつ、鮮明に表示され、よって確実な経路選択や標識遵守などの運転支援を行わせることができる。
【００８７】
なお、本発明は以上の実施の形態に限定されるものではなく、例えば運転支援装置による動作を手動でオン／オフさせるマニュアルモードと、自動でオン／オフさせるオートモードとを設けるようにしてもよい。オートモードのときには、往路走行時にマップナビ１４０で取得した指定地点の場所の緯度及び経度と、その指定地点での撮影画像の記録媒体の記録場所とをリンクさせて例えばマップナビ１４０内又は外部に設けたメモリに記憶させておき、復路走行時にマップナビ１４０で取得した復路走行中の自動車の緯度及び経度が上記メモリに記憶させた緯度及び経度が示す指定地点よりも所定距離前の地点に達したかどうかを監視し、所定時間前の地点に達した時に自動的にレコーダ１２０を再生モードとしてメモリに記憶されている記録場所から記録媒体の再生を開始して、その再生撮影画像をディスプレイ１３０の画面枠上部１３３ａに表示させると共に、その地点のマップナビ１４０で取得した地図の上面図情報及び自動車の位置情報とを表示させる。
【００８８】
これにより、オートモードでは運転者が運転支援装置の操作をし忘れていても自動的にディスプレイ１３０に画像が表示されて運転支援に供することができる。また、経路選択したい指定地点が道路が入り組んでいるなどの複雑な地点では、マニュアルモードに設定して、運転支援を希望する指定地点に進入する直前で運転者が運転支援装置を動作させることで、運転者の意に沿った運転支援を行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明になる運転支援装置の一実施の形態のブロック図である。
【図２】本発明装置で用いる、本出願人の提案になるグローバルシャッタ型ＣＭＯＳエリアセンサの１画素分の上面図とそのＸ−Ｘ’線に沿う縦断面図である。
【図３】本発明装置で用いる、本出願人の提案になるグローバルシャッタ型ＣＭＯＳエリアセンサの電気等価回路図である。
【図４】図３の電気等価回路の動作を説明するタイミングチャートである。
【図５】本発明装置の一実施の形態による運転支援過程の説明図である。
【図６】本発明装置を搭載した自動車の出発点から目的地まで往復した全行程と通過時間、及び被写体撮像タイミングと再生タイミングの一例を示す図である。
【図７】図６の往路での自動車とトンネルの周辺の位置関係を示す図である。
【図８】図６の往路Ｙ１地点での後方カメラで撮影記録した風景画像の一例を示す図である。
【図９】図６の往路Ｙ１地点での自動車位置と周囲地図の上面図である。
【図１０】図６の復路Ｚ地点での再生風景画像とディスプレイの表示画像を示す図である。
【図１１】図６の復路Ｚ地点での自動車位置と周囲地図の上面図である。
【図１２】図６の復路Ｚ地点と、復路Ｙ１地点での自動車位置と周囲風景との位置関係を示す図である。
【図１３】従来の運転支援装置に用いられる車載カメラ装置の一例の概略構成図である。
【図１４】ローリングシャッタ型ＣＭＯＳエリアセンサによる読み出し方法と被写体と撮像画像の一例を示す図である。
【図１５】従来の運転支援装置に用いられる車載カメラ装置の被写体画像と撮像画像の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００９０】
１１０  カメラ
１１２  グローバルシャッタ型ＣＭＯＳエリアセンサ（グローバル型ＣＭＯＳセンサ）
１２０  レコーダ
１２１  信号処理回路
１２２  信号記録再生回路
１３０ディスプレイ
１３１  表示処理部
１３２  表示画面
１３３ａ  画面枠上部
１３３ｂ  画面枠下部
１４０  マップナビ
１４１  地図装置
２００  実風景被写体
２０１  出発地点
２０２  Ｙ地点のトンネル（Ｙトンネル）
２０３  目的地点
２１０  Ｘ地点の交差点（Ｘ交差点）
２１２Ｆ、２１３Ｆ、２１４Ｆ  往路の記録画像
２１２Ｒ、２１３Ｒ、２１４Ｒ  復路の再生画像
【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１４】
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【図１５】
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