(57)【要約】【課題】画像撮像装置及びホストコンピュータが撮像サイズの大きい画像データを処理する場合にも撮像画像の滞りや停止を発生させることなく撮像処理を進行させる。【解決手段】本発明に係る画像撮像システムでは、ホストコンピュータがＣＰＵ占有率や消費電流を管理する。そして、ＣＰＵ占有率や消費電流が所定の閾値を超えれば、撮像画像の滞りや停止というような問題が発生する前に、ホストコンピュータは接続する画像撮像装置に対して要求パケットを送信する。これにより画像撮像装置は要求パケットに対応する低消費電流モードに切り替わり、転送データの圧縮態様、画像サイズ、又は、画像フレーム数を変更することでホストコンピュータの負荷を軽減して、スムーズな画像撮像を維持する。また、画像撮像を維持しつつ、バッテリへの負担も軽減し、よって、バッテリ持続時間の延長を可能にする。【選択図】図１
2008203938.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホストコンピュータとそれに接続する画像撮像装置から構成される画像撮像システムであって、
ホストコンピュータが、ＣＰＵ占有率及び消費電流を管理制御する管理制御部を備え、
管理制御部は、ＣＰＵ占有率若しくは消費電流が夫々の所定の閾値を超えたときに、要求パケットを画像撮像装置に送信し、
画像撮像装置は、要求パケットにより、対応低消費電流モードに切り替ることを特徴とする画像撮像システム。
【請求項２】
対応低消費電流モードでは、画像撮像装置からホストコンピュータへの転送データの圧縮態様が切り替えられる、画像撮像装置からホストコンピュータへの画像サイズが切り替えられる、若しくは、画像撮像装置からホストコンピュータへの画像フレーム数が切り替えられることを特徴とする請求項１に記載の画像撮像システム。
【請求項３】
転送データの圧縮態様が、ＪＰＥＧデータ、若しくは、非圧縮データ（Ｕｎｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ  Ｄａｔａ）であることを特徴とする請求項２に記載の画像撮像システム。
【請求項４】
ホストコンピュータと画像撮像装置の接続にＵＳＢ(ユニバーサルシリアルバス)を用いることを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか一に記載の画像撮像システム。
【請求項５】
外部からの信号によって、ＪＰＥＧデータによるデータ転送から非圧縮データによるデータ転送に切り替え、ＪＰＥＧデータによるデータ転送を行う回路へのクロック供給を停止することを特徴とするデータ転送制御方法。
【請求項６】
画像センサから入力しホストコンピュータに出力する画像データの画像サイズ、又は、画像フレーム数を、外部からの信号により、抑制する手段を有する画像撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像撮像装置、特にＵＳＢバスを利用する画像撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は、ホストコンピュータ６’に接続する従来技術の画像撮像装置４’の内部構成を示すブロック図である。図５に示す画像撮像装置４’は、ホストコンピュータ６’とのＵＳＢ接続を制御するＵＳＢ制御部１０、及び、画像を撮像するＣＭＯＳセンサ８との接続を制御するセンサインタフェース制御部１１を有する。更に、図５の画像撮像装置４’は、画像データのＪＰＥＧ規格による圧縮を制御するＪＰＥＧ制御部１２、画像データを格納するＲＡＭ部１４、装置全体の制御を行うＣＰＵ１６、ファームウエアを格納するＲＯＭ部１８、及び、データ制御部２６から構成される。
【０００３】
近年、撮像画像モニタの大型化に伴い、撮像サイズも拡大する傾向にある。そのため、画像撮像装置において、ＭＪＰＥＧ（Ｍｏｔｉｏｎ  ＪＰＥＧ）のような圧縮技術を使用することが求められつつある。しかし、ＭＪＰＥＧ撮像を行う画像撮像装置では、内部使用クロック周波数を高く設定しなければならず、そのため、画像撮像装置の消費電流が上昇する傾向にある。
【０００４】
また、このことによりホストコンピュータの電力消費も大きくなる。特に、ホストコンピュータがノート型パーソナルコンピュータである場合、ノート型パソコンはバッテリ駆動を利用するので、電力消費の増大はバッテリ持続時間に関連して問題となる。その上、ＵＳＢ接続機器を含む周辺機器を制御管理するホストコンピュータのＣＰＵ負荷が増大する。そうすると、ＣＰＵの処理能力が不足して撮像画像の滞りや停止が発生するという問題も生じてくる。
【０００５】
なお、特許文献１は、ＵＳＢ制御装置に接続するホストコンピュータの消費電力の低減を実現するための技術を開示する。
【特許文献１】特開２００６−１５９７５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
画像撮像装置及びホストコンピュータが撮像サイズの大きい画像データを処理する場合にも、撮像画像の滞りや停止を発生させることなく、撮像処理を進行することが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記の目的を達成するためになされたものである。本発明に係る請求項１記載の画像撮像システムは、
ホストコンピュータとそれに接続する画像撮像装置から構成される画像撮像システムであって、
ホストコンピュータが、ＣＰＵ占有率及び消費電流を管理制御する管理制御部を備え、
管理制御部は、ＣＰＵ占有率若しくは消費電流が夫々の所定の閾値を超えたときに、要求パケットを画像撮像装置に送信し、
画像撮像装置は、要求パケットにより、対応低消費電流モードに切り替ることを特徴とする。
【０００８】
本発明に係る請求項２記載の画像撮像システムは、対応低消費電流モードでは、画像撮像装置からホストコンピュータへの転送データの圧縮態様が切り替えられる、画像撮像装置からホストコンピュータへの画像サイズが切り替えられる、若しくは、画像撮像装置からホストコンピュータへの画像フレーム数が切り替えられることを特徴とする請求項１に記載の画像撮像システムである。
【０００９】
本発明に係る請求項３記載の画像撮像システムは、転送データの圧縮態様が、ＪＰＥＧデータ、若しくは、非圧縮データ（Ｕｎｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ  Ｄａｔａ）であることを特徴とする請求項２に記載の画像撮像システムである。
【００１０】
本発明に係る請求項４記載の画像撮像システムは、ホストコンピュータと画像撮像装置の接続にＵＳＢ(ユニバーサルシリアルバス)を用いることを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか一に記載の画像撮像システムである。
【００１１】
本発明に係る請求項５に記載のデータ転送制御方法は、外部からの信号によって、ＪＰＥＧデータによるデータ転送から非圧縮データによるデータ転送に切り替え、ＪＰＥＧデータによるデータ転送を行う回路へのクロック供給を停止することを特徴とするデータ転送制御方法。
【００１２】
本発明に係る請求項６に記載の画像撮像装置は、画像センサから入力しホストコンピュータに出力する画像データの画像サイズ、又は、画像フレーム数を、外部からの信号により、抑制する手段を有する画像撮像装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明を利用することにより、ホストコンピュータのＣＰＵ性能に拘わらず、ホストコンピュータへの画像撮像装置及び周辺機器による負荷を低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明に係る好適な実施形態を説明する。
【００１５】
《第１の実施形態》
図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像撮像システム２の構成図である。第１の実施形態に係る画像撮像システム２は、画像撮像装置４、ホストコンピュータ６、及び、ＣＭＯＳセンサ８から構成される。画像撮像装置４はＵＳＢ接続によりホストコンピュータ６に接続する。ＣＭＯＳセンサ８は画像撮像装置に接続する。
【００１６】
画像撮像装置４は、ホストコンピュータ６とのＵＳＢ接続を制御するＵＳＢ制御部１０、及び、画像を撮像するＣＭＯＳセンサ８との接続を制御するセンサインタフェース制御部１１を有する。また、画像撮像装置４は、画像データのＪＰＥＧ規格による圧縮を制御するＪＰＥＧ制御部１２、画像データを格納するＲＡＭ部１４、装置全体の制御を行うＣＰＵ１６、ファームウエアを格納するＲＯＭ部１８、及び、データ制御部２６を含む。
【００１７】
更に、画像撮像装置４は、ＪＰＥＧ制御部１２と並列する非圧縮データ（Ｕｎｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ  Ｄａｔａ）伝送経路２０、データセレクタ部２２、及び、クロック制御部２４を備える。データセレクタ部２２は、センサインタフェース制御部１１からの画像データを、ＪＰＥＧ制御部１２と非圧縮データ伝送経路２０とのいずれを経由させるか、の切り替えを外部データにより行う。クロック制御部２４は、データセレクタ部２２の切り替えにより、各制御部へ供給するクロックの始動及び停止の制御を行う。
【００１８】
ホストコンピュータ６は、画像撮像装置４とのＵＳＢ接続を制御するＵＳＢ制御部３４、及び、ＣＰＵ占有率／消費電流管理制御部３２を含む。ＣＰＵ占有率／消費電流管理制御部３２は、ホストコンピュータ６におけるＣＰＵ占有率及び消費電流値を監視し、監視対象のＣＰＵ占有率若しくは電流消費値が、夫々設定された閾値を超えれば、所定の要求パケットを生成して画像撮像装置４に転送する。
【００１９】
なお、ＣＭＯＳセンサ８は一般的なＣＭＯＳを利用する画像センサであればよい。また、他の画像センサでもよい。
【００２０】
図２は、ホストコンピュータ６、画像撮像装置４、及びＣＭＯＳセンサ８が接続されて画像撮像がなされてから、ホストコンピュータの負荷が所定の限界を超えたときにホストコンピュータ６が画像撮像装置４に要求パケットを送信し画像撮像装置４が低消費モードに移行されるまでの、動作シーケンスを示す本発明の第１の実施形態に係るフローチャートである。
【００２１】
この動作シーケンスでは、まず、ホストコンピュータ６と画像撮像装置４をＵＳＢ接続する（ステップＳ０４）。ホストコンピュータ６は画像撮像装置４をデータ転送可能な周辺機器として認識する（ステップＳ０６）。画像撮像装置４は、ＣＭＯＳセンサ８からの画像データをＵＳＢバス経由でホストコンピュータ６へ送信し始める（ステップＳ０８）。このとき、他の周辺機器もホストコンピュータ６に接続されてデータ転送がなされる（又は、既になされている）こともある。
【００２２】
データ転送の間、ホストコンピュータ６のＣＰＵ占有率／消費電流管理制御部３２が、ＣＰＵ占有率及びホストコンピュータでの消費電流値を常時確認する（ステップＳ１０）。そして、ＣＰＵ占有率／消費電流管理制御部３２が、ＣＰＵ占有率若しくは消費電流値が夫々の閾値を超えたと判断すれば（ステップＳ１０・負荷大）、ホストコンピュータ６は、ＵＳＢバス経由で画像撮像装置６へ所定の要求パケットを送信する（ステップＳ１２）。
【００２３】
ホストコンピュータ６からの所定の要求パケットを受信した画像撮像装置４は、所定のファームウエアを搭載したＣＰＵ１６の作用により、対応低消費モードの設定に切り替わる。対応低消費モードでは、転送データの圧縮態様がＪＰＥＧ（又は、ＭＪＰＥＧ）からＵｎｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ（非圧縮）に切り替えられる。即ち、対応低消費モードでは、データセレクタ部２２が、センサインタフェース制御部１１からの画像データを、ＪＰＥＧ制御部１２ではなく非圧縮データ伝送経路２０を経由させるように切り替えて、データ制御部２６へ送る。このとき同時に、クロック制御部２４はＪＰＥＧ制御部１２へのクロックの供給を停止する（ステップＳ１４Ａ）。対応低消費モードの設定によって高周波数で稼働していたＪＰＥＧ制御部１２が停止し、これによりＪＰＥＧ制御部１２の消費電流分の低減が画像撮像装置４及びホストコンピュータ６で実現され得る（ステップＳ１６）。
【００２４】
また、画像撮像装置４からホストコンピュータ６への転送データの圧縮態様がＪＰＥＧ（又は、ＭＪＰＥＧ）である場合、ホストコンピュータ６のＣＰＵはデータデコードを行わなければならないため、ＣＰＵ占有率がその分必ず高くなる。上記のように、ステップＳ１４Ａにて、転送データの圧縮態様が非圧縮データ（Ｕｎｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ  Ｄａｔａ）に切り替えられると、ホストコンピュータ６のＣＰＵはデータデコードを行う必要がなくなるため、ＣＰＵ占有率も下がる。このことにより、ホストコンピュータ６でＣＰＵ占有率の低下も実現され得る（ステップＳ１６）。
【００２５】
画像撮像装置４及びホストコンピュータ６の消費電流の低減により、並びに、ホストコンピュータ６でＣＰＵ占有率の低下により、撮像画像の滞りや停止が回避される。
【００２６】
《第２の実施形態》
本発明の第２の実施形態に係る画像撮像システムの構成は、図１に示す本発明の第１の実施形態に係る画像撮像システム２と同様のものである。従って、第２の実施形態に係る画像撮像システムの構成に関する説明は省略する。
【００２７】
図３は、ホストコンピュータ６、画像撮像装置４、及びＣＭＯＳセンサ８が接続されて画像撮像がなされてから、ホストコンピュータの負荷が所定の限界を超えたときにホストコンピュータ６が画像撮像装置４に要求パケットを送信し画像撮像装置４が低消費モードに移行されるまでの、動作シーケンスを示す本発明の第２の実施形態に係るフローチャートである。
【００２８】
このフローチャートにおいても、ステップ１４Ｂ以外は、図２に示す第１の実施形態に係るフローチャートと同様のものである。従って、以下ではステップＳ１４Ｂについての説明を行う。
【００２９】
ステップＳ１４Ｂは、対応低消費電流モードにおける画像撮像装置４の具体的動作を含む。第２の実施形態に係る画像撮像装置４では、ホストコンピュータ６への画像サイズの縮小を行う。現在、一般的に画像モニタで用いられる画像の主流は、ＳＸＧＡ画像（１２８０×１０２４）である。これを、ＶＧＡ（６４０×４８０）、ＣＩＦ（３５２×２８８）、ＱＶＧＡ（３２０×２４０）、若しくは、ＱＣＩＦ（１７６×１４４）にすれば、画像サイズが縮小する。画像サイズが縮小すれば、クロック制御部２４はＪＰＥＧ制御部１２のクロック周波数を低いものにすることができる。
【００３０】
そうすると、ＪＰＥＧ制御部１２の消費電流が低減し、画像撮像装置４及びホストコンピュータ６での消費電流の低減が実現され得る（ステップＳ１６）。
【００３１】
ホストコンピュータ６からの要求パケットを受けて、画像サイズを縮小する手段は、センサインタフェース制御部１１に若しくはＣＭＯＳセンサ８そのものに、設ければよい。
【００３２】
画像撮像装置４及びホストコンピュータ６の消費電流の低減により、撮像画像の滞りや停止が回避される。
【００３３】
《第３の実施形態》
本発明の第３の実施形態に係る画像撮像システムの構成も、図１に示す本発明の第１の実施形態に係る画像撮像システム２と同様のものである。従って、第３の実施形態に係る画像撮像システムの構成に関する説明は省略する。
【００３４】
図４は、ホストコンピュータ６、画像撮像装置４、及びＣＭＯＳセンサ８が接続されて画像撮像がなされてから、ホストコンピュータの負荷が所定の限界を超えたときにホストコンピュータ６が画像撮像装置４に要求パケットを送信し画像撮像装置４が低消費モードに移行されるまでの、動作シーケンスを示す本発明の第３の実施形態に係るフローチャートである。
【００３５】
このフローチャートにおいても、ステップ１４Ｃ以外は、図２に示す第１の実施形態に係るフローチャートと同様のものである。従って、以下ではステップＳ１４Ｃについての説明を行う。
【００３６】
ステップＳ１４Ｃは、対応低消費電流モードにおける画像撮像装置４の具体的動作を含む。第３の実施形態に係る画像撮像装置４では、ホストコンピュータ６への転送フレーム数の減少を行う。即ち、要求パケットを受信した画像撮像装置４がＣＭＯＳセンサ８の設定を変更して、ＣＭＯＳセンサ８からの取り込みデータのフレーム数を少なくする。ホストコンピュータ６への転送フレーム数が減少すれば、クロック制御部２４はＪＰＥＧ制御部１２のクロック周波数を低いものにすることができる。
【００３７】
そうすると、ＪＰＥＧ制御部１２の消費電流が低減し、画像撮像装置４及びホストコンピュータ６での消費電流の低減が実現され得る（ステップＳ１６）。
【００３８】
ホストコンピュータ６からの要求パケットを受けて、転送フレーム数を減少する手段は、センサインタフェース制御部１１に若しくはＣＭＯＳセンサ８そのものに、設ければよい。
【００３９】
画像撮像装置４及びホストコンピュータ６の消費電流の低減により、撮像画像の滞りや停止が回避される。
【００４０】
《その他の実施形態》
以上、第１から第３の実施形態を別々に説明したが、本発明に係る画像撮像システム２は、第１から第３の実施形態の全てを備えてもよいし、そのうちの二つだけを備えてもよい。
【００４１】
なお、本発明に係る画像撮像システムには、低消費モードのマスク機能を設けることもできる。この低消費モードのマスク機能とは、低消費モードにおいても画像サイズの変化や画像フレーム数変化を起こさないようにする機能である。この機能を利用すれば、撮像画像は常時安定化する。
【００４２】
《画像撮像装置において消費される電流の削減例》
発明者は、複数の画像サイズ、複数の転送データの圧縮態様、及び複数の転送フレーム数を設定して、画像撮像装置における消費電流を計算し、消費電流の削減の程度を考察した。以下の表１は、消費電流値の計算結果である。
【００４３】
【表１】
2008203938.tif 000003
【００４４】
上記（２）と上記（３）を比較すると、転送データの圧縮態様をＭＪＰＥＧから非圧縮データに切り替えた場合、６（７１−６５）ｍＡ消費電流が削減することが分かる。また、上記（１）と上記（２）を比較すると、画像サイズを縮小し且つ転送フレーム数を減少した場合、１５（８６−７１）ｍＡ消費電流が削減することが分かる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像撮像システムの構成図である。
【図２】ホストコンピュータ、画像撮像装置、及びＣＭＯＳセンサが接続されて画像撮像がなされてから、ホストコンピュータの負荷が所定の限界を超えたときにホストコンピュータが画像撮像装置に要求パケットを送信し画像撮像装置が低消費モードに移行されるまでの、動作シーケンスを示す本発明の第１の実施形態に係るフローチャートである。
【図３】ホストコンピュータ、画像撮像装置、及びＣＭＯＳセンサが接続されて画像撮像がなされてから、ホストコンピュータの負荷が所定の限界を超えたときにホストコンピュータが画像撮像装置に要求パケットを送信し画像撮像装置が低消費モードに移行されるまでの、動作シーケンスを示す本発明の第２の実施形態に係るフローチャートである。
【図４】ホストコンピュータ、画像撮像装置、及びＣＭＯＳセンサが接続されて画像撮像がなされてから、ホストコンピュータの負荷が所定の限界を超えたときにホストコンピュータが画像撮像装置に要求パケットを送信し画像撮像装置が低消費モードに移行されるまでの、動作シーケンスを示す本発明の第３の実施形態に係るフローチャートである。
【図５】ホストコンピュータに接続する従来技術の画像撮像装置の内部構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４６】
２・・・画像撮像システム、４・・・画像撮像装置、６・・・ホストコンピュータ、８・・・ＣＭＯＳセンサ、１０・・・ＵＳＢ制御部、１１・・・センサインタフェース制御部、１２・・・ＪＰＥＧ制御部、２０・・・非圧縮データ（Ｕｎｃｏｍｐｒｅｓｓｅｄ  Ｄａｔａ）伝送経路、２２・・・データセレクタ部、２４・・・クロック制御部、３２・・・ＣＰＵ占有率／消費電流管理制御部。
【図１】
2008203938.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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