(57)【要約】【課題】フレームレートを可変としつつも、画質を損なうことなく、しかも感度の低下やＳＮ比の悪化も招かない車載用撮像装置を提供する。【解決手段】車載用撮像装置１は、二次元マトリクス状に配列された多数の画素２からなる二次元画像撮像手段（画素部３、垂直走査部４、水平走査部５、出力部７）を有すると共に、前記画素２を複数個組み合わせてそれらの画素情報を加算して取り出す画素情報加算手段（画素切り替え制御部８）を備える。前記画素２の組み合わせ数を変更することにより、フレームレートを可変とすることができる【選択図】　図１
2004146904.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二次元マトリクス状に配列された多数の画素からなる二次元画像撮像手段を有する車載用撮像装置において、
前記画素を複数個組み合わせてそれらの画素情報を加算して取り出す画素情報加算手段を備え、
前記画素の組み合わせ数を変更することにより、フレームレートを可変とするようにしたことを特徴とする車載用撮像装置。
【請求項２】
二次元マトリクス状に配列された多数の画素からなる二次元画像撮像手段を有する車載用撮像装置において、
前記画素を複数個組み合わせてそれらの画素情報を加算して取り出す画素情報加算手段と、
前記画素情報を加算するエリアを指定するエリア指定手段とを備え、
前記エリア内の画素の組み合わせ数を変更することにより、当該エリアのフレームレートを可変とするようにしたことを特徴とする車載用撮像装置。
【請求項３】
自車前方の画像を撮影すると共に、その画像に基づいて、自車前方の障害物の有無を判定し、該障害物の回避又はプリクラッシュのための制御を行う車両運転支援装置であって、
前記画像の取得を請求項１又は請求項２に記載の車載用撮像装置によって行うことを特徴とする車両運転支援装置。
【請求項４】
自車の車室内の画像を撮影すると共に、その画像に基づいて、登録済みの運転者であるか否か、助手席に人がいるか否か、又は、後席に人がいるか否かを判定し、それらの判定結果に応じて、車両盗難防止のための制御、助手席のエアバック展開禁止のための制御、又は、エアコンの効きのための制御を行う車両運転支援装置であって、
前記画像の取得を請求項１又は請求項２に記載の車載用撮像装置によって行うことを特徴とする車両運転支援装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車載用撮像装置及びそれを用いた車両運転支援装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ　Ｃｏｕｐｌｅｄ　Ｄｅｖｉｃｅ）カメラやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）カメラ等の撮像装置のフレームレート（１秒あたりの撮影コマ数；単位はｆ／ｓ）は、一般にテレビジョン放送のフレームレートを踏襲して、６０ｆ／ｓ（ＮＴＳＣ方式の場合）や５０ｆ／ｓ（ＰＡＬ方式の場合）に固定されており、プログレッシブ（線順次読み出し）型の場合はそれぞれ１／２のフレームレートになっている。また、撮影した情報の転送レートも、画像の情報量とフレームレートによって固定的に決められている。説明の便宜上、本明細書ではこの固定フレームレートを３０ｆ／ｓ（すなわち、ＮＴＳＣ方式のプログレッシブ型のもの）とする。なお、ＮＴＳＣは　Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｔｅｌｅｖｉｓｉｏｎ　Ｓｔａｎｄａｒｄｓ　Ｃｏｍｍｉｔｔｅｅ　の略、ＰＡＬは　Ｐｈａｓｅ　Ａｌｔｅｒｎａｔｉｏｎ　ｂｙ　Ｌｉｎｅ　の略である。
【０００３】
一方、近年、自動車等車両（以下、単に「車両」という。）には、交通安全などを目的とした様々な運転支援装置が搭載されており、たとえば、オートクルーズコントロールシステム（ＡＣＣ）、先行車追従システム、衝突防止システム、又はプリクラッシュセーフティシステムなどはその一例である。
【０００４】
ところで、これらの運転支援装置においてはシステムの“目”の役割を果たす撮像装置が不可欠であるが、従来の撮像装置は、上記のとおり、フレームレートが固定であったため、静止状態の障害物から高速で移動する障害物までを幅広く正確に撮像する点で、役不足の感が否めなかった。
【０００５】
すなわち、静止障害物に対しては良好なＳ／Ｎ比の画像を得るために１コマあたりの撮像時間を十分長くしたいものの、固定のフレームレートではそれに応え難いし、また、高速移動障害物に対しては撮影コマ数を増やして移動の過程を時々刻々と把握したいものの、やはり、固定のフレームレートでは当然ながらそれに応えられないので、現実的には固定のフレームレートに対応した特定の動きの障害物しか正確に撮像することができないという欠点を有していた。
【０００６】
かかる欠点に着目した従来の撮像装置としては、決められた転送レートの中で、より多くのフレームを転送するために、たとえば、▲１▼撮像装置で撮像された高フレームレートの画像信号を「間引き処理回路」を通してフレーム間引き処理することにより、所望のフレームレートの画像信号を、決められた転送レート内で得るようにしたものが知られている。又は、▲２▼撮像装置に与えるクロック（水平垂直駆動周期を決定するクロック）を変えることにより、所望のフレームレートの画像信号を得るようにしたものが知られている（いずれも、たとえば、特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特許第３１２９５９９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の撮像装置の技術（▲１▼、▲２▼）にあっては、次の問題点がある。
▲１▼高フレームレートの画像信号を、決められた転送速度内で転送するために、フレーム間引き処理、つまり撮影コマ数を欠落させる処理を行うため、間引き処理に伴うオーバヘットの増加問題を避けられない上、間引きフレームの分だけ画素情報が失われるために、間引き処理後の画質が損なわれるという問題点がある。
▲２▼撮像装置に与えるクロックを変更すると、それに追従してフレームレートが変化するが、単にクロックを変えただけでは、たとえば、クロックを高くするとＣＣＤカメラであれば電荷蓄積時間の不足を招き、又は、ＣＭＯＳカメラであればフォトダイオードの出力電圧低下を招くので、いずれのカメラもフレームレートに反比例して感度が低下したり、ＳＮ比が悪化したりするという問題点がある。
【０００９】
そこで本発明は、フレームレートを可変としつつも、画質を損なうことなく、しかも感度の低下やＳＮ比の悪化も招かない車載用撮像装置及びそれを用いた車両運転支援装置を提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明による車載用撮像装置は、二次元マトリクス状に配列された多数の画素からなる二次元画像撮像手段を有する車載用撮像装置において、前記画素を複数個組み合わせてそれらの画素情報を加算して取り出す画素情報加算手段を備え、前記画素の組み合わせ数を変更することにより、フレームレートを可変とするようにしたことを特徴とするものである。
ここで、“フレームレートを可変とする“とは、転送速度を高速化することなく、また、画像情報を捨てることなくフレームレートを向上させることをいう。また、「二次元画像撮像手段」としては、ＣＣＤ構成のものやＣＭＯＳ構成のものがあり得る。
この発明では、画素情報の加算数を変えるだけで、フレームレートが変更される。しかも、画素情報を加算して取り出すため情報を失わず、画像の質が維持される。
すなわち、従来技術においては、フレームレートと転送速度を共に高めることによってフレームレートを向上させており、もしくは、情報を捨てることによって１フレーム内の情報量を減らし、決められた転送速度内で高フレームレートを実現しているが、この方法の場合、縦横比が通常時と変化するというデメリットも生じる。本発明においては、画素加算を行うことにより、フレーム内のデータ量を減らし、決められた転送速度内で、より多くのフレーム転送を可能としている。しかも、画像の質に関しては、従来は間引くという手段によりデータを捨てていたが、本発明においては、画素を加算することにより実現しているため、平均化処理を行ったと同様の効果があり、画質の低下を最小限にとどめている。
また、この発明による車載用撮像装置は、二次元マトリクス状に配列された多数の画素からなる二次元画像撮像手段を有する車載用撮像装置において、前記画素を複数個組み合わせてそれらの画素情報を加算して取り出す画素情報加算手段と、前記画素情報を加算するエリアを指定するエリア指定手段とを備え、前記エリア内の画素の組み合わせ数を変更することにより、当該エリアのフレームレートを可変とするようにしたことを特徴とするものである。
この発明では、撮影範囲内の任意のエリアのフレームレートが可変とされる。また、この発明による車両運転支援装置は、自車前方の画像を撮影すると共に、その画像に基づいて、自車前方の障害物の有無を判定し、該障害物の回避又はプリクラッシュのための制御を行う車両運転支援装置であって、前記画像の取得を請求項１又は請求項２に記載の車載用撮像装置によって行うことを特徴とするものである。
この発明では、自車前方が可変フレームレートで撮影され、自車前方の障害物の動きに対応した適正なフレームレートの画像が取得される。
また、この発明による車両運転支援装置は、自車の車室内の画像を撮影すると共に、その画像に基づいて、登録済みの運転者であるか否か、助手席に人がいるか否か、又は、後席に人がいるか否かを判定し、それらの判定結果に応じて、車両盗難防止のための制御、助手席のエアバック展開禁止のための制御、又は、エアコンの効きのための制御を行う車両運転支援装置であって、前記画像の取得を請求項１又は請求項２に記載の車載用撮像装置によって行うことを特徴とするものである。
この発明では、車室内が可変フレームレートで撮影され、各座席の人の有無に対応した適正なフレームレートの画像が取得される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明における様々な細部の特定ないし実例および数値や文字列その他の記号の例示は、本発明の思想を明瞭にするための、あくまでも参考であって、それらのすべてまたは一部によって本発明の思想が限定されないことは明らかである。また、周知の手法、周知の手順、周知のアーキテクチャおよび周知の回路構成等（以下「周知事項」）についてはその細部にわたる説明を避けるが、これも説明を簡潔にするためであって、これら周知事項のすべてまたは一部を意図的に排除するものではない。かかる周知事項は本発明の出願時点で当業者の知り得るところであるので、以下の説明に当然含まれている。
【００１２】
図１は、本実施の形態における車載用撮像装置の概念的なブロック構成図である。この車載用撮像装置１は、特に限定しないが、ＣＭＯＳで構成されており、二次元マトリクス状に配列された多数の画素２からなる画素部（又は画素アレイ部）３と、画素部３の各画素２を垂直方向に走査する垂直走査部４と、画素部３の各画素２を水平方向に走査する水平走査部５と、水平走査部５を介して読み出された画素信号をアナログデジタル変換部６に出力する出力部７とを備えると共に、本実施の形態に特有の要素である画素切り替え制御部８を備える。画素部３、垂直走査部４、水平走査部５及び出力部７は二次元画像撮像手段に相当し、また、画素切り替え制御部８は画素情報加算手段に相当する。
【００１３】
図２は、画素切り替え制御部８によって行われる画素切り替え制御のイメージ図である。この図において、（ａ）は標準読み出しの状態図である。この標準読み出しでは、画素部３を構成する各画素２が単独で制御される。つまり、各画素２の画素情報は垂直走査部４と水平走査部５の走査に従って順次に読み出されるので、車載用撮像装置１のフレームレートは基本フレームレート（３０ｆ／ｓ）になる。
【００１４】
これに対して、（ｂ）の場合は、波線で囲まれた範囲に含まれるｎ２　個の画素２（図示の例ではｎ＝２）の画素情報があたかも１個の画素情報のごとく加算されて読み出される。以下、この読み出しを「ｎ＝２画素加算読み出し」ということにする。たとえば、画素部３の画素数を便宜的に「４８０（垂直画素数）×６４０（水平画素数）」とすると、４８０÷ｎ＝４８０÷２＝２４０、６４０÷ｎ＝６４０÷２＝３２０であるから、ｎ＝２画素加算読み出しの場合は、画素部３の画素数を実質的に「２４０×３２０」へと削減（１／ｎ２　）したことと同等となり、したがって、ｎ＝２画素加算読み出しのフレームレートを基本フレームレートのｎ２　倍（３０×ｎ２　＝３０×４＝１２０ｆ／ｓ）とすることができる。しかも、この場合、画素情報を加算して読み出すため、画素情報を失わず、画像の質を維持できる。
【００１５】
または、（ｃ）の場合は、波線で囲まれた範囲に含まれるｎ＝４としたものであり、この場合はｎ２　個、すなわち、４×４＝１６個の画素２の画素情報があたかも１個の画素情報のごとく加算されて読み出されるので、以下、この読み出しを「ｎ＝４画素加算読み出し」ということにすると、画素部３の画素数を実質的に「１２０×１６０」へと削減（１／ｎ２　）したことと同等となり、したがって、ｎ＝４画素加算読み出しのフレームレートを基本フレームレートのｎ２　倍（３０×ｎ２　＝３０×１６＝４８０ｆ／ｓ）とすることができる。しかも、上記と同様に、画素情報を加算して読み出すため、画素情報を失わず、画像の質を維持できる。
【００１６】
図３は、上記三つの読み出し状態（ａ：標準読み出し、ｂ：ｎ＝２画素加算読み出し、ｃ：ｎ＝４画素加算読み出し）の概念図である。標準読み出しの場合、各画素２の画素情報が単独で車載用撮像装置１から取り出され、アナログデジタル変換部６に入力される。これに対して、ｎ＝２画素加算読み出しの場合は、２×２個の画素２の画素情報を加算したものが車載用撮像装置１から取り出され、アナログデジタル変換部６に入力される。または、ｎ＝４画素加算読み出しの場合は、４×４個の画素２の画素情報を加算したものが車載用撮像装置１から取り出され、アナログデジタル変換部６に入力される。
【００１７】
この図において、画素情報加算手段９ａ、９ｂは、それぞれ２×２個の画素２の画素情報を加算するもの、４×４個の画素２の画素情報を加算するものである。ただし、これらの画素情報加算手段９ａ、９ｂは、画素切り替え制御部８の働きを模式化して示すものである。
【００１８】
図４は、画素切り替え制御部８の部分的な構成図である。この図において、画素切り替え制御部８は複数の２入力アンドゲート８ａ、８ｂ・・・・（図ではそのうちの二つを代表して示す）を備え、２入力アンドゲート８ａ、８ｂの一方入力と出力を隣接水平走査線に接続すると共に、２入力アンドゲート８ａ、８ｂの他方入力に画素加算信号を印可できるようにして構成されている。画素加算信号をインアクティブ（Ｌレベル）にすると、前記の標準読み出しとなり、画素加算信号をアクティブ（Ｈレベル）にすると、前記のｎ＝２画素加算読み出しとなる。
【００１９】
なお、図では桁（水平）方向の加算を行うための構成のみを示し、行（垂直）方向については図示を省略しているが、これは図面の輻輳を避けるためである。行（垂直）方向についても同様の構成、つまり、不図示の２入力アンドゲートの一方入力と出力を隣接垂直走査線に接続すると共に、それらの２入力アンドゲートの他方入力に画素加算信号を印可できるようにして構成されている。
【００２０】
このような構成によれば、画素加算信号をアクティブにするか否かにより、標準読み出し（フレームレート→３０ｆ／ｓ）とｎ＝２画素加算読み出し（フレームレート→１２０ｆ／ｓ）とを簡単に切り替えることができる。なお、ｎ＝４画素加算読み出しを行う場合は、２入力アンドゲートを４入力アンドゲートとすればよい。同様にｎ＝Ｘ画素加算読み出しを行う場合は、２入力アンドゲートをＸ入力アンドゲートとすればよい。ここに、Ｘは２ｍ　であり、ｍは０〜２以外の整数である。
【００２１】
以上の説明では、画素部３を構成するすべての画素２（全エリア）を加算読み出しの対象としたが、車載用撮像装置１の用途によっては、特定のエリアだけを加算読み出しするようにしてもよい。たとえば、車両の前方監視用途の場合、高速走行時には充分遠方を監視できればよく、あるいは、中・低速走行時には中・近距離を監視できればよいので、このような用途の場合には、必要なエリアだけを所望に応じて画素加算できるようにした方が都合がよい。注目エリアについてだけフレームレートを可変とすることができ、当該エリアに存在する先行車や歩行者などの障害物の動きを時々刻々と把握できるからである。
【００２２】
図５は、特定のエリアだけを加算読み出しできるようにした改良例を示す図である。図１との相違点は、上記の注目エリアを示すアドレス（垂直・水平アドレス）を外部制御部１０で発生し、そのアドレスを垂直走査部４と水平走査部５に入力する点、及び、アドレスで指定された範囲の画素２を画素加算の対象として読み出す点にある。このようにすれば、必要とする範囲（注目エリア）の画素２の画素情報を加算して高速に読み出すことができる。外部制御部１０はエリア指定手段に相当する。
【００２３】
次に、以上の実施の形態で説明した車載用撮像装置１を適用して好ましい運転支援装置の一例について説明する。
図６は、その運転支援装置の第１の例（以下「第１の運転支援装置」という。）を示す図である。この第１の運転支援装置は、車両１１に搭載した車載用撮像装置１を用いて自車前方を監視し、先行車１２や歩行者１３などの障害物を捕捉して危険を判断し、速度制御、ブレーキ制御、警告制御あるいは衝突不可避（いわゆる“プリクラッシュ”）となった場合の対策（シートベルトのプリテンションなど）を講じる等の制御を行うものである。
【００２４】
この図において、車載用撮像装置１の撮影範囲１４は、複数（図では３×３＝９個）のエリアに区切られている。このエリア分割は、前記の図５で示した、特定エリアだけを加算読み出しできるように改良したものを適用して実現する。
なお、エリア分割は、図示の例では３×３に等分割しているが、これに限定されない。たとえば、遠近方向に関しては、近距離部分を広めとし、遠距離部分を狭めとする不等分割としてもよく、同様に、左右方向においても、不等分割としてもよい。または、撮影した画像では、近距離部分での自車線幅は広く、遠距離においては狭くなるため、距離に応じて分割エリアの大きさを変化させるようにしてもよい。
【００２５】
ここで、各エリアを便宜的にＡエリア、Ｂエリア、Ｃエリア、・・・・、Ｉエリアと呼ぶことにすると、Ａエリア、Ｂエリア、Ｃエリアは自車前方の遠距離画像エリアである。また、Ｄエリア、Ｅエリア、Ｆエリアは自車前方の中距離画像エリアであり、Ｇエリア、Ｈエリア、Ｉエリアは自車前方の近距離画像エリアである。ここに、遠距離とは、たとえば、自車のヘッドライトで照らし出される程度の距離であり、具体的には、自車前方の４０ｍ〜１００ｍ程度の距離である。また、中距離とはそれよりも近い、たとえば、自車前方の１０ｍ〜４０ｍ程度の距離であり、さらに、近距離とは自車前方直近の、たとえば、０ｍ〜１０ｍ程度の距離である。なお、いうまでもなくこれらの距離の値に特段の意味はない。単に遠距離、中距離、近距離の一例を示したに過ぎない。
【００２６】
各エリアのうち、中央に位置する三つのエリア（Ｂエリア、Ｅエリア、Ｈエリア）の横幅は、自車の走行レーン（自車線）の幅に一致し又は近い値であることが望ましい。左の三つのエリア（Ａエリア、Ｄエリア、Ｇエリア）が左車線（又は自車線の左端白線）に対応し、右の三つのエリア（Ｃエリア、Ｆエリア、Ｉエリア）が右車線（又は自車線の右端白線）に対応するからである。
【００２７】
これらのエリアは、後述の「エリア切り替え制御のフローチャート」からも理解されるように、自車の速度に応じて使い分けられる。たとえば、高速走行時には遠方を監視するためにＡエリア、Ｂエリア、Ｃエリアを使用する。そして、高速走行中にそれらのエリア内で障害物を検知した場合は、より詳細な情報を得るためにエリアの絞り込みを行う（Ａエリア、Ｂエリア、Ｃエリアのいずれかにエリア限定する。）。また、中・低速走行時には中・近距離を監視するためにＤエリア、Ｅエリア、ＦエリアもしくはＧエリア、Ｈエリア、Ｉエリアを使用する。そして、中・低速走行中にそれらのエリア内で障害物を検知した場合は、より詳細な情報を得るためにエリアの絞り込みを行う（Ｄエリア、Ｅエリア、ＦエリアもしくはＧエリア、Ｈエリア、Ｉエリアのいずれかにエリア限定する。）。
つまり、遠距離においては、通常は解像度大、標準速度とするが、障害物を検知した場合は解像度大、高速度限定エリアに切り替え、また、中距離においては、通常は解像度大、標準速度とするが、障害物を検知した場合は解像度大、高速度限定エリアに切り替え、さらに、遠近距離においては、通常は解像度大、標準速度とするが、障害物を検知した場合は解像度小、高速度限定エリアに切り替えるものとする。ここで、標準速度とは３０または６０ｆ／ｓであり、高速度とは標準速度の整数倍をいう。また、解像度大とは６４０×４８０であり、解像度小とは１６０×１２０のことをいう。ただし、１６０×１２０は、このサイズで読み出すことを意味しない。ｎ＝２とした場合のことをいい、フレーム全体のサイズが１６０×１２０に圧縮されることをいう。読み出しサイズはさらに小さくなる。
【００２８】
図７〜図１０は、エリア切り替え制御のフローチャートを示す図である。
＜車速判定＞
図７において、まず、自車が走行中であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。この判定条件は自車の車速（以下「自車速」という。）に基づくものとし、たとえば、自車速が１０Ｋｍ／ｈ以上の場合に「走行中である」と判断するものとする。走行中でない場合は、上記の走行判定ステップ（ステップＳ１１）をループし、走行中であると判定された場合はループを抜けて、車載用撮像装置１の電源をオンにしてカメラ機能を作動（ステップＳ１２）させた後、再び自車速判定を行う（ステップＳ１３）。
【００２９】
この自車速判定では、自車が高速走行であるか否かを判定する。たとえば、自車速が６０Ｋｍ／ｈ以上のときには「高速走行中」と判定し、そうでないときには「非高速走行中（すなわち、中・低速走行中）」であると判定する。そして、高速走行中であると判定された場合は「遠距離モード処理」を実行し（ステップＳ１４）、一方、中・低速走行中であると判定された場合は「中・近距離モード処理」を実行し（ステップＳ１５）、いずれの場合もそれらのモード処理を実行後、再びステップＳ１１に復帰するというループを繰り返す。
【００３０】
なお、ここでは、説明の便宜上、中距離モードと近距離モードとを一緒にして「中・近距離モード」と称しているが、後述するように、中距離モードと近距離モードの処理は別々に行われる（図９、図１０参照）ため、たとえば、６０Ｋｍ／ｈ以下の常用モードを中距離モードとし、その常用モード（中距離モード）で障害物が検知された場合に近距離モードに切り替えるようにしてもよい。
【００３１】
＜遠距離モード処理＞
図８において、まず、車載用撮像装置１を基本フレームレートに設定して（ステップＳ２１）、図２（ａ）や図３（ａ）に示すように、画素部３の各画素２を単独で読み出す「標準読み出し」の状態を選択する。この読み出し状態では、車載用撮像装置１の撮影範囲１４（図６参照）全体が一つの画像として撮影され、エリア分割を行わないため、遠距離から近距離までの全距離範囲、及び、自車の走行レーンとその左右の隣接レーン（又は左端側歩道や対向車線）を含む広域画像を取得することができる。
【００３２】
次いで、この広域画像に障害物（先行車や歩行者等）が含まれているか否かを判定する（ステップＳ２２）。このステップでは、たとえば、広域画像から物体の輪郭線を抽出し、その物体の大きさが車両に相当する基準の大きさに該当するときに「先行車あり」を、また、人体の大きさに相当する基準の大きさに該当するときに「歩行者あり」を判定してもよい。さらに、広域画像のフレーム相関を行って物体の移動速度を計測し、その計測値と自車速との相対値から自車が衝突する危険性のある障害物であるか否かを判定してもよい。
【００３３】
上記のステップＳ２２で障害物を検出しなかった場合は、図７のフローに復帰し、一方、障害物を検出した場合は、次に、車載用撮像装置１を高フレームレートに設定し、遠距離エリア（Ａエリア、Ｂエリア、Ｃエリア）を撮影する（ステップＳ２３〜ステップＳ２５）。なお、図示の例では、Ａエリア、Ｂエリア、Ｃエリアを並行撮影するようにしているが、これに限定されない。順次に撮影してもよい。ステップＳ２３では、遠距離の自車線エリア（Ｂエリア）と左車線エリア（Ａエリア）を撮影し、ステップＳ２４では、遠距離の自車線エリア（Ｂエリア）と左右車線エリア（Ａエリア及びＣエリア）を撮影し、ステップＳ２５では、遠距離の自車線エリア（Ｂエリア）と右車線エリア（Ｃエリア）を撮影する。
【００３４】
このように、二つのエリアを撮影する場合（ステップＳ２３、ステップＳ２５）のフレームレートは、基本フレームレートの９／２（９：分割エリア総数、２：撮影対象リア数）になるので、実質的に基本フレームレートの９／２倍速（＝４．５倍速）の高フレームレートを実現できる。また、三つのエリアを撮影する場合（ステップＳ２４）のフレームレートは、基本フレームレートの９／３（９：分割エリア総数、３：撮影対象リア数）になるので、実質的に基本フレームレートの９／３倍速（＝３倍速）の高フレームレートを実現できる。
【００３５】
したがって、遠距離に位置する障害物を高解像度かつ高フレームレートで撮影することができ、とりわけ、高フレームレートで撮影することにより、移動速度が速い障害物の動きを時々刻々と正確に把握することができる。その結果、自車に危険を及ぼすおそれのある障害物を早期に発見して、プリクラッシュ等の適切な対応をとることができるようになる。
【００３６】
＜中距離モード処理＞
図９において、まず、車載用撮像装置１を高フレームレート（たとえば、前出のｎ＝２画素加算読み出し）に設定する（ステップＳ３１）。この読み出し状態では、車載用撮像装置１の撮影範囲１４（図６参照）全体が一つの画像として撮影されるが、画素加算を行って高フレームレート（たとえば、ｎ＝２画素加算読み出しの場合は、４倍速のフレームレート）に設定されているため、移動速度が速い障害物の動きを時々刻々と正確に把握することができ、自車に危険を及ぼすおそれのある障害物を早期に発見することができる。
【００３７】
次いで、障害物（先行車や歩行者等）の有無を判定し（ステップＳ３２）、障害物を検出しなかった場合は、図７のフローに復帰し、一方、障害物を検出した場合は、次に、車載用撮像装置１を高フレームレートに設定し、中距離エリア（Ｄエリア、Ｅエリア、Ｆエリア）を撮影する（ステップＳ３３〜ステップＳ３５）。なお、図示の例では、Ｄエリア、Ｅエリア、Ｆエリアを並行撮影するようにしているが、これに限定されない。順次に撮影してもよい。ステップＳ３３では、中距離の自車線エリア（Ｅエリア）と左車線エリア（Ｄエリア）を撮影し、ステップＳ３４では、中距離の自車線エリア（Ｅエリア）と左右車線エリア（Ｄエリア及びＦエリア）を撮影し、ステップＳ３５では、中距離の自車線エリア（Ｅエリア）と右車線エリア（Ｆエリア）を撮影する。
【００３８】
このように、二つのエリアを撮影する場合（ステップＳ３３、ステップＳ３５）のフレームレートは、基本フレームレートのｎ２　×９／２（９：分割エリア総数、２：撮影対象リア数）になるので、実質的に基本フレームレートのｎ２　×９／２倍速（ｎ＝２であるから、１８倍速）の高フレームレートを実現できる。また、三つのエリアを撮影する場合（ステップＳ３４）のフレームレートは、基本フレームレートのｎ２　×９／３（９：分割エリア総数、３：撮影対象リア数）になるので、実質的に基本フレームレートのｎ２　×９／３倍速（ｎ＝２であるから、１２倍速）の高フレームレートを実現できる。
【００３９】
したがって、中距離に位置する障害物を高解像度かつ高フレームレートで撮影することができ、とりわけ、高フレームレートで撮影することにより、移動速度が速い障害物の動きを時々刻々と正確に把握することができる。その結果、自車に危険を及ぼすおそれのある障害物を早期に発見して、プリクラッシュ等の適切な対応をとることができるようになる。
【００４０】
＜近距離モード処理＞
図１０において、まず、車載用撮像装置１を高フレームレート（たとえば、前出のｎ＝２画素加算読み出し）に設定する（ステップＳ４１）。この読み出し状態では、車載用撮像装置１の撮影範囲１４（図６参照）全体が一つの画像として撮影されるが、画素加算を行って、高フレームレート（たとえば、ｎ＝２画素加算読み出しの場合は、４倍速のフレームレート）に設定されているため、移動速度が速い障害物の動きを時々刻々と正確に把握することができ、自車に危険を及ぼすおそれのある障害物を早期に発見することができる。
【００４１】
次いで、障害物（先行車や歩行者等）の有無を判定し（ステップＳ４２）、障害物を検出しなかった場合は、図７のフローに復帰し、一方、障害物を検出した場合は、次に、車載用撮像装置１を高フレームレートに設定し、近距離エリア（Ｇエリア、Ｈエリア、Ｉエリア）を撮影する（ステップＳ４３〜ステップＳ４５）。なお、図示の例では、Ｇエリア、Ｈエリア、Ｉエリアを並行撮影するようにしているが、これに限定されない。順次に撮影してもよい。ステップＳ４３では、近距離の左車線エリア（Ｇエリア）を撮影し、ステップＳ４４では、近距離の自車線エリア（Ｈエリア）を撮影し、ステップＳ４５では、近距離の右車線エリア（Ｉエリア）を撮影する。
【００４２】
このように、４倍速で一つのエリアを撮影する場合（ステップＳ４３〜ステップＳ４５）のフレームレートは、基本フレームレートのｎ２　×９／１（９：分割エリア総数、１：撮影対象リア数）になるので、実質的に基本フレームレートのｎ２　×９／１倍速（ｎ＝２であるから、３６倍速）の高フレームレートを実現できる。
【００４３】
したがって、中距離に位置する障害物を高解像度かつ高フレームレートで撮影することができ、とりわけ、高フレームレートで撮影することにより、移動速度が速い障害物の動きを時々刻々と正確に把握することができる。その結果、自車に危険を及ぼすおそれのある障害物を早期に発見して、プリクラッシュ等の適切な対応をとることができるようになる。
【００４４】
以上のとおりであるから、本実施の形態においては、以下の効果を得ることができる。
（１）画素加算読み出しによって高フレームレートを実現するので、画質を損なうことなく、しかも感度の低下やＳＮ比の悪化も招かない車載用撮像装置１及びそれを用いた車両運転支援装置を提供することができる。
（２）画素加算読み出しを特定のエリアについて行うことができるので、たとえば、自車前方の監視を行う運転支援装置に適用した場合は、自車前方の障害物の距離に対応した適切なエリアを選択して画素加算読み出しを行うことができ、前方監視の精度を向上することができる。
（３）従来技術においては、フレームレートと転送速度を共に高めることによってフレームレートを向上させており、また、情報を捨てることによって１フレーム内の情報量を減らし、決められた転送速度内で高フレームレートを実現している。この方法の場合、縦横比が通常時と変化するというデメリットも生じる。本発明においては、画素加算を行ってフレーム内のデータ量を減らすことにより、決められた転送速度内でより多くのフレーム転送を可能としている。さらに、画像の質に関しては、従来は間引くという手段によりデータを捨てていたが、本発明においては、画素を加算することにより実現しているため、平均化処理を行ったと同様の効果があり、画質の低下を最小限にとどめることができる。
【００４５】
なお、本実施の形態における車載用撮像装置１の適用は、前記の運転支援装置（自車前方の監視を行うもの）に限らない。
図１１は、本実施の形態における車載用撮像装置１を適用して好ましい他の運転支援装置（以下「第２の運転支援装置」という。）の概念的な動作フロー図である。この第２の運転支援装置は、車載用撮像装置１で自車１５の車内を撮影し、その撮影画像から運転席に人がいるか、助手席に人がいるか、また、後席に人がいるか（４人乗り以上の車両の場合）などを判定し、それらの判定結果に応じた様々な処理を行うものである。
【００４６】
この運転支援装置の動作は、ドアロックが解除されたときに開始される（ステップＳ５１）。動作を開始すると、運転支援装置の動作は車載用撮像装置１の撮影範囲を特定ゾーン（前記のエリアに相当する）限定する（ステップＳ５２）。この特定ゾーンは運転席を含むゾーン（図中のＡゾーン）である。したがって、Ａゾーンの画像から運転席に人がいるか否かを判定することができる。
【００４７】
ここで、単に「運転席に人がいるか否か」を判定するだけでなく、その人が“運転者”として登録されている人であるか否かを併せて判定すると好ましい。未登録者の場合、もしかして、違法行為者（当該車両の盗難を意図する者）の可能性があるからである。したがって、未登録者を判定した場合（ステップＳの“ＮＯ”）にクラクションを鳴らすなどの警告を行う（ステップＳ５４）ようにすれば、有効な盗難車対策とすることができる。
【００４８】
なお、ステップＳ５３における「登録者であるか否か」の判定アルゴリズムには、たとえば、本件出願人の「歩行者観測装置、およびその装置を用いた歩行者認識システム、扉開閉システムならびに建造物」（特開２００１−１６５７３号公報）に記載の技術を応用することができる。
【００４９】
一方、ステップＳ５３で、運転席にいる人が登録者であることを判定した場合は、エンジンスタートを許可し（ステップＳ５５）、エンジン始動後に、車載用撮像装置１の撮影範囲をすべてのゾーン（図中のＡ〜Ｄゾーン）とする（ステップ５６）。そして、その撮影画像に基づいて、助手席や後席の人の有無に対応した様々な処理を実行する。たとえば、Ｂゾーン（助手席）に人がいるか否かを判定し（ステップＳ２７）、助手席に人がいなければ助手席のエアバック展開を禁止したり（ステップＳ５８）、また、後席の人数を判定して（ステップＳ５９）エアコンの温度や風量、風向などを制御したり（ステップＳ６０）する。
【００５０】
こうした適応制御はイグニッションスイッチがオフになるまで繰り返し行われ（ステップＳ６１）、イグニッションスイッチがオフになると、ドアロックを確認して車載用撮像装置１の作動を停止（ステップＳ６２）すると共に、運転者の特定を解除する（ステップＳ６３）。
【００５１】
この実施の態様によれば、車載用撮像装置１によって車室内の画像を座席（ゾーン）毎に撮影することができる。そして、そのゾーン画像に基づいて、未登録運転者の判定、助手席エアバックの展開禁止、乗車人員に応じたエアコン制御などを効率的に行うことができる。
【００５２】
【発明の効果】
この発明の車載用撮像装置によれば、画素情報の加算数を変えるだけで、フレームレートを変更することができ、しかも、画素情報を加算して取り出すため情報を失わず、画像の質を維持できる。したがって、フレームレートを可変としつつも、画質を損なうことなく、しかも感度の低下やＳＮ比の悪化も招かない車載用撮像装置を提供することができる。または、撮影範囲内の任意のエリアのフレームレートを可変とすることができる。
また、この発明の車両運転支援装置によれば、自車前方を可変フレームレートで撮影することができ、自車前方の障害物の動きに対応した適正なフレームレートの画像を取得することができる。または、車室内を可変フレームレートで撮影することができ、各座席の人の有無に対応した適正なフレームレートの画像を取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態における車載用撮像装置の概念的なブロック構成図である。
【図２】画素切り替え制御部８によって行われる画素切り替え制御のイメージ図である。
【図３】三つの読み出し状態（標準読み出し、ｎ＝２画素加算読み出し、ｎ＝４画素加算読み出し）の概念図である。
【図４】画素切り替え制御部８の部分的な構成図である。
【図５】特定のエリアだけを加算読み出しできるようにした改良例を示す図である。
【図６】運転支援装置の第１の例を示す図である。
【図７】エリア切り替え制御のフローチャートを示す図（車速判定）である。
【図８】エリア切り替え制御のフローチャートを示す図（遠距離モード処理）である。
【図９】エリア切り替え制御のフローチャートを示す図（中距離モード処理）である。
【図１０】エリア切り替え制御のフローチャートを示す図（近距離モード処理）である。
【図１１】運転支援装置の第２の例を示す図である。
【符号の説明】
１　車載用撮像装置
２　画素
３　画素部（二次元画像撮像手段）
４　垂直走査部（二次元画像撮像手段）
５　水平走査部（二次元画像撮像手段）
７　出力部（二次元画像撮像手段）
８　画素切り替え制御部（画素情報加算手段）
９ａ、９ｂ　画素情報加算手段
１０　外部制御部（エリア指定手段）
【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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