(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像視野の動画を撮像し、動画像の各フレーム画像を表す撮像信号を順次出力する撮像部と、
前記撮像信号から各フレーム画像を順次生成して出力するとともに、前記撮像信号から前記撮像部の撮像動作を制御する撮像制御信号の撮像制御値を生成する画像信号処理部と、
前記撮像制御値に基づいて生成する撮像制御信号によって撮像部の撮像動作を制御する撮像制御部と、
画像信号処理部から順次出力される各フレーム画像が連続する動画像をモニターへ出力する動画出力部と、
撮像視野を照光する光源と、
前記光源を点滅制御する光源制御部とを備えた動画撮像装置であって、
撮像部は、動画像の各フレーム画像を表す撮像信号とともに、そのフレーム画像を撮像した撮像動作タイミング情報を出力し、
撮像制御部は、前記撮像動作タイミング情報から少なくとも撮像部の露光動作期間を含む点灯期間に光源を点灯制御する光源制御信号を生成し、
光源制御部は、撮像制御部が生成した光源制御信号に従って光源を点滅制御することを特徴とする動画撮像装置。
【請求項２】
カメラモジュールに、撮像部と撮像制御部とを備え、
カメラモジュールに双方向通信可能な接続ケーブルを介して接続する撮像装置本体に、画像信号処理部と動画出力部とを備え、
カメラモジュールの撮像部は、動画像の各フレーム画像を表す撮像信号を、前記接続ケーブルを介して撮像装置本体の画像信号処理部へ出力するとともに、そのフレーム画像を撮像した撮像動作タイミング情報を撮像制御部へ出力し、
撮像制御部は、前記撮像動作タイミング情報から光源制御信号を生成するとともに、撮像装置本体の画像信号処理部から前記接続ケーブルを介して出力される撮像制御値に基づいて生成する撮像制御信号によって、撮像部の撮像動作を制御することを特徴とする請求項１に記載の動画撮像装置。
【請求項３】
撮像装置本体に、光源と光源制御部が更に備えられ、
光源制御部は、カメラモジュールの撮像制御部から前記接続ケーブルを介して出力される光源制御信号に従って光源を点滅制御することを特徴とする請求項２に記載の動画撮像装置。
【請求項４】
車両の周囲を撮像する車両の一部に設置されたカメラモジュールと、車両の運転席の周辺に設置するモニターの周囲に設置された撮像装置本体とを、双方向通信可能なＬＶＤＳケーブルで接続することを特徴とする請求項２又は請求項３のいずれか１項に記載の動画撮像装置。
【請求項５】
撮像視野の動画を撮像し、動画像の各フレーム画像を表す撮像信号を順次出力する撮像部と、
前記撮像信号から各フレーム画像を順次生成して出力するとともに、前記撮像信号から前記撮像部の撮像動作を制御する撮像制御信号の撮像制御値を生成する画像信号処理部と、
前記撮像制御値に基づいて生成する撮像制御信号によって撮像部の撮像動作を制御する撮像制御部と、
画像信号処理部が順次出力される各フレーム画像が連続する動画像をモニターへ出力する動画出力部と、
撮像視野を照光する光源と、
前記光源を点滅制御する光源制御部とを備えた動画撮像装置であって、
撮像部は、動画像の各フレーム画像を表す撮像信号とともに、そのフレーム画像を撮像した撮像動作タイミング情報を出力し、
光源制御部は、前記撮像動作タイミング情報から少なくとも撮像部の露光動作期間を含む点灯期間に光源を点灯制御する光源制御信号を生成し、光源を点滅制御することを特徴とする動画撮像装置。
【請求項６】
撮像部は、グローバルシャッターで全画素を同時露光するＣＭＯＳ素子を有し、ＣＭＯＳ素子の同時露光タイミングを撮像動作タイミング情報として出力することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の動画撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光源で照光した撮像視野の動画を撮像する動画撮像装置に関し、更に詳しくは、撮像部の露光期間に同期して光源を確実に点灯制御する動画撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、撮像視野を光源で照光しながら、撮像視野の動画を撮像する動画撮像装置１００は、図５に示すように、動画を撮像し、動画像の各フレーム画像を表す撮像信号を生成する撮像部１０１と、その撮像信号を画像信号処理して動画像の各フレーム画像を順次生成するとともに、その撮像信号から撮像部１０１の撮像動作を制御する撮像制御値を生成し、その撮像制御値に従って撮像部１０１の撮像動作を帰還制御するＩＳＰ（image signal processor）１０２と、ＩＳＰ１０２で生成された動画像の各フレーム画像をモニター１０４で再生可能な動画フォーマットに変換して出力する動画出力部１０３と、撮像部１０１の撮像視野を照光する光源１０５と、光源１０５を点滅制御する光源制御部１０６とから構成されている（特許文献１、特許文献２）。
【０００３】
動画撮像装置１００では、カメラモジュール１１０と撮像装置本体１２０とは、ＬＶＤＳ（Low Voltage Differetial Signaling）ケーブル１１１で接続され、カメラモジュール１１０に撮像部１０１が、撮像装置本体１２０に、ＩＳＰ１０２、動画出力部１０３、光源１０５及び光源制御部１０６がそれぞれ内蔵されている。ＬＶＤＳケーブル１１１は双方向通信が可能であり、撮像部１０１からＩＳＰ１０２に、動画像の各フレーム画像を表す撮像信号とともに、そのフレーム画像を撮像した撮像動作タイミング情報が出力され、ＩＳＰ１０２から撮像部１０１に、撮像部１０１の撮像動作を制御する撮像動作制御信号が出力される。ＩＳＰ１０２から出力される撮像動作制御信号には、撮像部１０１の画素部１０１ａの露光動作タイミングや信号読み出しタイミングを表す撮像タイミング制御信号が含まれ、ＩＳＰ１０２は、画素部１０１ａの露光動作期間中に光源１０５を点灯させ、信号読み出し動作期間中に光源１０５を消灯させる光源制御信号を、上記撮像タイミング制御信号に同期させて光源制御部１０６へ出力する。
【０００４】
撮像装置本体１２０に内蔵された光源１０５から発光される光は、ライトガイド１０８によってカメラモジュール１１０の先端に引き出され、レンズ１０７を通して撮像部１０１が撮像する撮像視野を照光する。従って、撮像部１０１の画素部１０１ａの露光動作期間中は、光源１０５が点灯して撮像視野を照光し、信号読み出し動作期間中は、光源１０５が消灯する。
【０００５】
この動画撮像装置１００のＩＳＰ１０２は、撮像信号に、ノイズリダクション、シェーディング補正、輪郭強調、各種エフェクト機能などの種々の信号処理を加えてフレーム画像を生成するとともに、そのフレーム画像を生成する過程で、入力された撮像信号と撮像動作タイミング情報とから、オートホワイトバランス（ＡＷＢ）、自動露出機能（ＡＥ）、自動焦点（ＡＦ）の各機能を実行する最適な各種撮像制御値を求め、その撮像制御値をもとに生成する撮像制御信号で撮像部１０１の撮像動作を帰還制御する。これらの撮像制御値は、撮像信号により表される各フレーム画像の全ての画素の画素データを比較して得るので、撮像部１０１の撮像素子が高性能化し、１フレーム画像の画素数が増加するほど、比較するデータ量が増大し、撮像制御値を得るためのフィルタリング、スケーリング、クロッピング等のデータマイニング処理コストが増え、ＩＳＰ１０２には、消費電力が大きく、構造が複雑で高い処理能力を有するマイコンを用いる必要がある。
【０００６】
一方、医療用の内視鏡や車両に搭載するモニターカメラ、ドライブレコーダ用のカメラ等では、要求される撮像視野の動画を撮像するために撮像部１０１を動画を再生するモニター１０４から離れた位置に配置する必要があり、図５に示す動画撮像装置１００では、このように消費電力が大きく、構造が複雑で大形化するＩＳＰ１０２を、撮像部１０１を有するカメラモジュール１１０から撮像装置本体１２０側に分離し、カメラモジュール１１０を簡易構造として小型化し、低消費電力で動作するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−１１９７６２号公報
【特許文献２】特許第５４２７３１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
このようにカメラモジュール１１０を小型化し、低消費電力で動作させるために、ＩＳＰ１０２を撮像装置本体１２０に内蔵した場合には、撮像部１０１からＩＳＰ１０２へ出力される撮像動作タイミング情報や、ＩＳＰ１０２から撮像部１０１へ出力される撮像タイミング制御信号が、ＬＶＤＳケーブル１１１を介して伝送されるので、車両内などのノイズが多発する環境にＬＶＤＳケーブル１１１が配線されている場合には、ノイズの影響を受けて、撮像タイミング制御信号によって制御される撮像部１０１の撮像動作と、光源制御信号によって制御される光源１０５の点滅動作を同期させることができず、撮像部１０１の露光動作期間中に光源１０５が消灯したり、信号読み出し動作期間中に、光源１０５が点灯する恐れがあった。
【０００９】
更に、従来の動画撮像装置１００では、光源１０５を点滅制御する発光制御信号を、上述のように処理負荷が極めて高いＩＳＰ１０２で生成するので、発光制御信号の出力が遅れて、撮像部１０１の撮像動作に対して発光制御信号で制御される光源１０５の点滅が遅延する恐れがあった。
【００１０】
また、カメラモジュール１１０側に光源１０５や光源制御部１０６を配置した場合には、撮像部１０１からＬＶＤＳケーブル１１１を介して出力される撮像動作タイミング情報をもとにＩＳＰ１０２が生成した発光制御信号を、再びＬＶＤＳケーブル１１１を介してカメラモジュール１１０の光源制御部１０６へ出力するので、遅延が生じるとともに、ノイズの影響を受けやすく、撮像部１０１の撮像動作と光源１０５の点滅動作に位相ずれが生じる恐れがあった。
【００１１】
本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、撮像部の撮像動作に正確に同期させて光源を点滅制御する動画撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述の目的を達成するため、請求項１に記載の動画撮像装置は、撮像視野の動画を撮像し、動画像の各フレーム画像を表す撮像信号を順次出力する撮像部と、撮像信号から各フレーム画像を順次生成して出力するとともに、撮像信号から撮像部の撮像動作を制御する撮像制御信号の撮像制御値を生成する画像信号処理部と、撮像制御値に基づいて生成する撮像制御信号によって撮像部の撮像動作を制御する撮像制御部と、画像信号処理部から順次出力される各フレーム画像が連続する動画像をモニターへ出力する動画出力部と、撮像視野を照光する光源と、光源を点滅制御する光源制御部とを備えた動画撮像装置であって、
撮像部は、動画像の各フレーム画像を表す撮像信号とともに、そのフレーム画像を撮像した撮像動作タイミング情報を出力し、撮像制御部は、撮像動作タイミング情報から少なくとも撮像部の露光動作期間を含む点灯期間に光源を点灯制御する光源制御信号を生成し、光源制御部は、撮像制御部が生成した光源制御信号に従って光源を点滅制御することを特徴とする。
【００１３】
光源を点滅制御する光源制御信号は、撮像部の撮像動作タイミングを表す撮像動作タイミング情報から直接生成されるので、確実に撮像部の露光動作期間に同期して光源を点灯制御できる。
【００１４】
また、光源制御信号は、フレーム画像や撮像制御値を生成する画像信号処理部を関与させずに、撮像部の撮像動作を制御するだけの処理負荷が低い簡易構造の撮像制御部で生成するので、撮像制御部は、撮像部の撮像動作に対して遅延することなく、光源制御信号を生成できる。
【００１５】
一方、撮像視野を光源で照光させる動画撮像装置であっても、画像信号処理部は、撮像部の撮像動作に同期する光源制御信号を生成しないので、処理負荷が増加することがなく、動画像の各フレーム画像を遅延なく、順次生成して出力できる。
【００１６】
請求項２に記載の動画撮像装置は、カメラモジュールに、撮像部と撮像制御部とを備え、カメラモジュールに双方向通信可能な接続ケーブルを介して接続する撮像装置本体に、画像信号処理部と動画出力部とを備え、カメラモジュールの撮像部は、動画像の各フレーム画像を表す撮像信号を、接続ケーブルを介して撮像装置本体の画像信号処理部へ出力するとともに、そのフレーム画像を撮像した撮像動作タイミング情報を撮像制御部へ出力し、撮像制御部は、撮像動作タイミング情報から光源制御信号を生成するとともに、撮像装置本体の画像信号処理部から接続ケーブルを介して出力される撮像制御値に基づいて生成する撮像制御信号によって、撮像部の撮像動作を制御することを特徴とする。
【００１７】
撮像装置本体に、動画像の各フレーム画像や撮像制御値を生成する画像信号処理部を備えるので、カメラモジュールの処理負担が少なく、カメラモジュールを簡略化し、小電力で動作できる。
【００１８】
画像信号処理部をカメラモジュールから接続ケーブルを介して撮像装置本体側に分離しても、撮像動作タイミング情報を接続ケーブルを介して画像信号処理部へ出力する必要がないので、ノイズの影響を受けずに撮像動作タイミング情報から光源制御信号を生成できる。
【００１９】
請求項３に記載の動画撮像装置は、撮像装置本体に、光源と光源制御部が更に備えられ、
光源制御部は、カメラモジュールの撮像制御部から接続ケーブルを介して出力される光源制御信号に従って光源を点滅制御することを特徴とする。
【００２０】
撮像動作タイミング情報からカメラモジュールの撮像制御部が生成する光源制御信号は、接続ケーブルを介して撮像装置本体の光源制御部に出力され、光源制御部は光源制御信号に従って光源を点滅制御する。その結果、撮像部の撮像動作に同期して光源が点滅制御される。
【００２１】
カメラモジュールに、光源や光源制御部を備えないので、カメラモジュールと撮像装置本体間に光源に電力を供給する電力線を配線する必要がなく、カメラモジュールに光源の点灯による発熱が発生しない。
【００２２】
また、動画撮像装置が光源を備えるか否かにかかわらず、同一構造のカメラモジュールを共用できる。
【００２３】
請求項４に記載の動画撮像装置は、車両の周囲を撮像する車両の一部に設置されたカメラモジュールと、車両の運転席の周辺に設置するモニターの周囲に設置された撮像装置本体とを、双方向通信可能なＬＶＤＳケーブルで接続することを特徴とする。
【００２４】
ノイズが多発する車両内にカメラモジュールと撮像装置本体が接続されても、撮像動作タイミング情報は、ＬＶＤＳケーブルを流れないので、ノイズの影響を受けずに撮像動作タイミング情報から光源制御信号を生成できる。
【００２５】
請求項５に記載の動画撮像装置は、撮像視野の動画を撮像し、動画像の各フレーム画像を表す撮像信号を順次出力する撮像部と、撮像信号から各フレーム画像を順次生成して出力するとともに、撮像信号から撮像部の撮像動作を制御する撮像制御信号の撮像制御値を生成する画像信号処理部と、撮像制御値に基づいて生成する撮像制御信号によって撮像部の撮像動作を制御する撮像制御部と、画像信号処理部が順次出力される各フレーム画像が連続する動画像をモニターへ出力する動画出力部と、撮像視野を照光する光源と、光源を点滅制御する光源制御部とを備えた動画撮像装置であって、
撮像部は、動画像の各フレーム画像を表す撮像信号とともに、そのフレーム画像を撮像した撮像動作タイミング情報を出力し、光源制御部は、撮像動作タイミング情報から少なくとも撮像部の露光動作期間を含む点灯期間に光源を点灯制御する光源制御信号を生成し、光源を点滅制御することを特徴とする。
【００２６】
光源を点滅制御する光源制御信号は、撮像部の撮像動作タイミングを表す撮像動作タイミング情報から直接生成されるので、確実に撮像部の露光動作期間に同期して光源を点灯制御できる。
【００２７】
また、光源制御信号は、フレーム画像や撮像制御値を生成する画像信号処理部や撮像部の撮像動作を制御する撮像制御部の処理と無関係な光源制御部で生成するので、撮像部の撮像動作に対して遅延することなく光源制御信号を生成できる。
【００２８】
一方、撮像視野を光源で照光させる動画撮像装置であっても、画像信号処理部や撮像制御部に新たな処理負荷が生じないので、撮像部の撮像動作制御や動画像の各フレーム画像の生成を遅延なく実行できる。  
【００２９】
請求項６に記載の動画撮像装置は、撮像部は、グローバルシャッターで全画素を同時露光するＣＭＯＳ素子を有し、ＣＭＯＳ素子の同時露光タイミングを撮像動作タイミング情報として出力することを特徴とする。
【００３０】
全てのラインのＣＭＯＳ素子の画素が同時に露光する間に、光源が点灯制御される。
【発明の効果】
【００３１】
請求項１の発明によれば、動画撮像装置に撮像部の露光期間中に撮像視野を照光する光源を設けても、画像信号処理部の処理負荷が増大することなく、各フレーム画像に遅延のない動画像をモニターへ出力できる。
【００３２】
また、光源制御信号は、処理負荷が低い撮像制御部で生成するので、撮像部の撮像動作に対して遅延することなく光源を点滅制御できる。
【００３３】
請求項２の発明によれば、撮像動作タイミング情報を接続ケーブルを介して画像信号処理部へ出力するので、ノイズの影響を受けない撮像動作タイミング情報から正確に光源制御信号を生成できる。
【００３４】
請求項３の発明によれば、カメラモジュールに、光源や光源制御部を備えないので、カメラモジュールと撮像装置本体間に光源に電力を供給する電力線を配線する必要がなく、カメラモジュールに光源の点灯による発熱が発生しない。
【００３５】
また、動画撮像装置が光源を備えるか否かにかかわらず、同一構造のカメラモジュールを共用できる。
【００３６】
また、カメラモジュールの設置位置やカメラモジュールの数に拘束されずに光源を配置し、カメラモジュールの撮像部の撮像視野を光源で照光できる。
【００３７】
請求項４の発明によれば、大きなノイズが頻発して発生する車両の空間にカメラモジュールと撮像装置本体が接続されても、撮像動作タイミング情報はＬＶＤＳケーブルを流れないので、ノイズの影響を受けない撮像動作タイミング情報から正確に光源制御信号を生成できる。
【００３８】
請求項５の発明によれば、動画撮像装置に撮像部の露光期間中に撮像視野を照光する光源を設けても、画像信号処理部や撮像制御部の処理負荷が増大することなく、撮像部の撮像動作制御や動画像の各フレーム画像の生成を遅延なく実行できる。
【００３９】
また、光源制御信号は、処理負荷が低い光源制御部で生成するので、撮像部の撮像動作に対して遅延することなく光源を点滅制御できる。
【００４０】
請求項６の発明によれば、。全ての画素の露光時間中に、光源を確実に点灯制御出来るので、フリッカー現象が発生しない。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施の形態に係る動画撮像装置１を示すブロック図である。
【図２】撮像部の撮像動作タイミングと光源制御信号との関係を示す波形図である。
【図３】第２の実施の形態に係る動画撮像装置３０を示すブロック図である。
【図４】第３の実施の形態に係る動画撮像装置４０を示すブロック図である。
【図５】他の従来の動画撮像装置１００を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００４２】
以下、本発明の一実施の形態に係る動画撮像装置１を、図１と図２を用いて説明する。この動画撮像装置１は、高速に車両に接近する物体を検知し事故防止処置をとる目的の運転支援システムに使用され、図１に示すように、撮像部２を備えたカメラモジュール１０は、車両の前方の撮像視野を撮像するように車両の前方に設置され、運転席のモニター付近に配置される撮像
【００４３】
カメラモジュール１０には、撮像部２と撮像制御部３と記憶部１３と直並列／平直列変換部５と光源であるＬＥＤ１５を点滅制御するＬＥＤドライバ１４とが内部バスで接続され、カメラモジュール１０に接続ケーブルであるＬＶＤＳケーブル４を介して接続する撮像装置本体２０に、直並列／平直列変換部２１と画像信号処理部であるＩＳＰ（image signal processor）２２と動画出力部２３とが内部バスで接続されている。
【００４４】
カメラモジュール１０の撮像部２は、車両前方の撮像視野の動画を撮像し、動画像の各フレーム画像を表す撮像信号をストリームとしてシリアライザーである直並列／平直列変換部５へ順次出力するとともに、そのフレーム画像を撮像した撮像動作タイミング情報を撮像制御部３へ出力するものであり、フォーカス部６ａと絞り部６ｂを有するレンズ６、電子シャッター７、撮像素子８、信号処理回路９、Ａ／Ｄ変換回路１１及びＲＧＢゲイン補正回路１２とからなっている。
【００４５】
レンズ６のフォーカス部６ａは、フォーカスレンズを有し、撮像制御部３から出力される後述するＡＦ制御信号に従って、撮像する動画が撮像素子８に結像されるようにレンズ６を通過する光路を調整する。また、絞り部６ｂは、撮像制御部３から出力される後述するＡＥ制御信号に従って、撮像素子８の電子シャッター７と連動してレンズ６を通して撮像素子８に入射する光量を調整する。
【００４６】
撮像素子８は、行方向に配列される画素群からなる画素ラインが、列方向に複数ライン配置されたマトリックス状の多数の画素からなるＣＭＯＳセンサで構成され、各画素毎に、フォトダイオードによって蓄積される信号電荷を電圧信号からなる画素信号として出力する。撮像素子８の撮像動作は、撮像制御部３から出力される露光制御信号と読み出し制御信号のタイミング制御信号で制御され、１フレーム画像の撮像周期である１／３０秒、すなわち約３３ｍｓｅｃの１フレーム周期ＴＦに、撮像視野全体のフレーム画像を撮像し、１フレーム画像を表す全ての画素信号を読み出す。すなわち、図２に示すように、この撮像素子８は、グローバルシャッター７の電子機能を有し、グローバルリセットの露光制御信号を受けて、全ての画素ラインの画素が同一の露光動作期間で露光し、その後の垂直同期信号に同期する読み出し制御信号を受けて、画素ライン毎に順に全ての画素ラインの画素に蓄積された信号電荷を表す画素信号が読み出される。尚、この撮像素子は、ＣＣＤ（charge coupled device）センサーで構成してもよい。
【００４７】
撮像素子８は、１フレーム周期ＴＦ毎に、１フレーム画像を表す全ての画素信号をアナログ信号の撮像信号としてその後段の信号処理回路９へ出力するとともに、その１フレーム画像を撮像した際の露光開始時ｔ０、露光終了時ｔ１、読み出し開始時ｔ３、読み出し終了時ｔ４の撮像動作タイミング情報を、撮像制御部３へ出力する。
【００４８】
信号処理回路９に出力される撮像信号は、相関二重サンプリング（ＣＤＳ）処理、Ｒ，Ｇ，Ｂの各色信号に色分離処理等の信号処理が行われた後、Ａ／Ｄ変換回路１１でデジタル信号に変換された後、ＲＧＢゲイン補正回路１２に入力される。ＲＧＢゲイン補正回路１２は、撮像制御部３から出力される後述するＡＷＢ制御信号に従って、あらゆる光源下で最適な色のバランスを再現するように撮像信号に含まれる各色信号の信号レベルが調整される（ホワイトバランス処理）。
【００４９】
撮像部２のＲＧＢゲイン補正回路１２は、１フレーム周期ＴＦで撮像した動画像の各フレーム画像を表す撮像信号を直並列／平直列変換部５へ順次出力する。直並列／平直列変換回路５は、カメラモジュール１０を双方向通信可能なＬＶＤＳケーブル４を介して撮像装置本体２０に接続する入出力インターフェースであり、撮像部２から出力される撮像信号は、小振幅差動信号方式のＬＶＤＳ信号（定電圧差動信号）としてシリアライザーである直並列／平直列変換回路５から撮像装置本体２０へ出力される。ここで、撮像部２からＬＶＤＳケーブル４を介して出力される撮像信号は、ＩＳＰ２２によってフルカラーの動画像のフレーム画像を生成する前の未処理の撮像データ（ＲＡＷデータ）であるので、動画像のフレーム画像をＬＶＤＳケーブル４を介して出力する場合に比べて、単位時間当たりの通信データ量が少なく、短時間に撮像装置本体２０へ出力できる。従って、ＬＶＤＳケーブル４がノイズが頻発する環境中に配線されていても、撮像信号がノイズの影響を受ける確率が少ない。
【００５０】
カメラモジュール１０から撮像装置本体２０の間を接続するＬＶＤＳケーブル４は、双方向シリアル伝送線であり、ＬＶＤＳケーブル４を介して、カメラモジュール１０から撮像装置本体２０へ、上記撮像信号の他、ＩＳＰ２２からの要求に応じてカメラモジュール１０内の各部の動作状態や、撮像部２の撮像動作を制御する撮像制御信号の各撮像制御値等を表す各種通信データが撮像信号に重畳して送信され、撮像装置本体２０からカメラモジュール１０へ、上記ＩＳＰ２２からのコマンドやＩＳＰ２２で生成される後述する撮像制御値等を表す通信データが送信される。
【００５１】
撮像制御部３は、上記撮像部２や直並列／平直列変換部５等のカメラモジュール１０内の各部の動作をタイミングコントロールするととともに、撮像装置本体２０のＩＳＰ２２からＬＶＤＳケーブル４を介して入力される後述する焦点制御値（ＡＦ制御値という）、露出制御値（以下、ＡＥ制御値という）、ホワイトバランス制御値（以下、ＡＷＢ制御値という）の各種撮像制御値に基づいて、それぞれＡＦ制御信号、ＡＥ制御信号、ＡＷＢ制御信号の各種撮像制御信号を生成し、これらの撮像制御信号によって撮像部２の撮像動作を制御する。更に、撮像制御部３は、ＡＦ制御信号、ＡＥ制御信号、ＡＷＢ制御信号で撮像部２の撮像動作を制御した際に、その撮像制御信号を生成した際に用いたＡＦ制御値、ＡＥ制御値、ＡＷＢ制御値の各種撮像制御値を、ＳＤＲＡＭで構成する記憶部１３へ一次記憶する。記憶部１３に記憶される各種撮像制御値は、撮像制御部３が新たな撮像制御信号を生成する毎に、その撮像制御信号に用いた撮像制御値に置き換えられる。
【００５２】
また、撮像制御部３は、撮像部２の撮像素子８から出力される露光開始時ｔ０、露光終了時ｔ１、読み出し開始時ｔ３、読み出し終了時ｔ４の撮像動作タイミング情報から、ＬＥＤ１５を点滅制御する光源制御信号を生成する。すなわち、撮像制御部３は、少なくとも撮像素子８の同時露光動作期間（ｔ０−ｔ１）にＬＥＤ１５を点灯制御し、少なくとも読み出し動作期間（ｔ２−ｔ３）にＬＥＤ１５を消灯制御する図２に示す光源制御信号を生成し、ＬＥＤドライバ１４へ出力する。
【００５３】
ＬＥＤ１５は、電源線１７を介して接続する撮像装置本体２０のＬＥＤ用電源１６の電源で駆動し、撮像部２が撮像する撮像視野を照光するように撮像視野に向けてカメラモジュール１０に設置されている。尚、光源としてＬＥＤ１５に代えて、レーザー光源、ハロゲンランプなどの白色光源等の他の光源を用いてもよい。ＬＥＤドライバ１４は、撮像制御部３から入力される光源制御信号に従ってＬＥＤ１５を点滅制御し、ＬＥＤ１５は、少なくとも撮像素子８の同時露光動作期間（ｔ０−ｔ１）に点灯して撮像視野を照光し、少なくとも読み出し動作期間（ｔ２−ｔ３）に消灯する。
【００５４】
ＬＶＤＳケーブル４を介してカメラモジュール１０の撮像部２から撮像装置本体２０に出力される撮像信号は、デシリアライザーである直並列／平直列変換部２１によって、シリアル信号からパラレル信号に変換され、ＩＳＰ２２に入力される。
【００５５】
ＩＳＰ２２は、１フレーム画像を表す撮像信号が入力される毎に、撮像信号の各画素に対しその周辺の画素の画素信号に基づいて輝度・色差情報を補完するモザイク処理を実行し、フルカラーのイメージデータであるＹＣ（輝度・色差）データからなるＹＵＶ４２２に準拠する動画像のフレーム画像を生成する。また、ＩＳＰ２２は、このフレーム画像の生成に前後して、ノイズリダクション、シェーディング補正、輪郭強調、各種エフェクト機能の付与処理を実行する。
【００５６】
ＩＳＰ２２は、更に、撮像信号から焦点が一致する画像とするＡＦ制御値を生成する自動焦点検出回路と、撮像信号から露出値を検出し、露出値を撮像視野の明るさに応じてクリアな画質となる最適な露出値とするＡＥ制御値を出力する自動露出検出回路と、撮像信号から撮像視野内の光源下で最適な配色の画像とするＡＷＢ制御値を生成する自動ホワイトバランス検出回路とを有し、１フレーム画像を表す撮像信号が入力される毎に、ＩＳＰ２２から、直並列／平直列変換部２１、ＬＶＤＳケーブル４及び直並列／平直列変換部５を介してＡＦ制御値、ＡＥ制御値、ＡＷＢ制御値の３種の撮像制御値が撮像制御部３に出力される。
【００５７】
ＩＳＰ２２は、撮像部２の１フレーム周期ＴＦである１／３０秒毎に、生成したフレーム画像を動画出力部２３へ出力し、動画出力部は２３は、図示しないモニターに表示可能な動画フォーマットでフレーム画像を連続して出力し、撮像部２で撮像した動画の動画像をＬＶＤＳケーブルなどを介して運転席の前方に設置される図示しないモニターへ出力する。
【００５８】
本実施の形態によれば、このように処理負荷の高いＩＳＰ２２において、ＬＥＤ１５を点滅制御する光源制御信号を生成しないので、フレーム画像の生成や撮像制御値の生成処理に影響しない。
【００５９】
上述のように構成された動画撮像装置１は、撮像装置本体２０のＩＳＰ２２からＬＶＤＳケーブル４を介してカメラモジュール１０の撮像制御部３が撮像命令を受けると、撮像制御部３はカメラモジュール１０全体のブートアップ処理を実行し、記憶部１３に記憶されたディフォルト値の各撮像制御値に基づく撮像制御信号によって、撮像部２の撮像動作を制御する。
【００６０】
撮像部２は、撮像制御部３により制御される撮像動作で、撮像視野の動画を撮像し、１／３０秒の１フレーム周期ＴＦで１フレーム画像を表す撮像信号を繰り返し生成し、各フレーム画像を表す撮像信号をＬＶＤＳケーブル４を介して撮像装置本体２０のＩＳＰ２２へ出力するとともに、その１フレーム画像を撮像した際の撮像動作タイミング情報を、撮像制御部３へ出力する。
【００６１】
ＩＳＰ２２は、入力される撮像信号から動画像のフレーム画像を生成し、１／３０秒毎に、生成したフレーム画像を動画出力部２３へ出力し、動画出力部は２３に接続するモニターに撮像した動画を表示する。また、ＩＳＰ２２は、フレーム画像を生成する際に、入力される撮像信号をもとに、ＡＦ制御値、ＡＥ制御値、ＡＷＢ制御値の３種の撮像制御値を生成し、ＬＶＤＳケーブル４を介してカメラモジュール１０の撮像制御部３へ出力する。
【００６２】
撮像制御部３は、ＬＶＤＳケーブル４を介して入力された撮像制御値に基づいて撮像制御信号を生成し、撮像部２の撮像動作を制御する。また、入力された撮像制御値が異常撮像制御値であると判定した場合には、記憶部１３に記憶された撮像制御値に基づいて撮像制御信号を生成し、撮像部２の撮像動作を制御する。
【００６３】
また、撮像部２から入力された撮像動作タイミング情報をもとに、少なくとも撮像素子８の同時露光動作期間（ｔ０−ｔ１）にＬＥＤ１５を点灯制御し、少なくとも読み出し動作期間（ｔ２−ｔ３）に消灯制御する光源制御信号を生成し、ＬＥＤドライバ１４へ出力する。その結果、ＬＥＤ１５は、光源制御信号に従ったＬＥＤドライバ１４からの点滅制御により、撮像素子８の同時露光動作期間（ｔ０−ｔ１）に点灯し、読み出し動作期間（ｔ２−ｔ３）に消灯する。ここで、光源制御信号は、処理負荷の軽い撮像制御部３で遅延なく生成でき、また、撮像部２の撮像動作を示す撮像動作タイミング情報や撮像動作タイミング情報から生成される光源制御信号は、ＬＶＤＳケーブル４を流れないのでノイズによる影響がなく、撮像部２の露光動作期間や読み出し動作期間に正確にＬＥＤ１５を点滅制御することができる。
【００６４】
図３は、本発明の第２実施の形態に係る動画撮像装置３０を示し、ＬＥＤドライバ３１とＬＥＤ３２が撮像装置本体２０に備えられている点で、上述の実施の形態に係る動画撮像装置１と異なるが、各部の構成は同一若しくは同様に作用するので、共通する構成には、同一の番号を付してその説明を省略する。
【００６５】
この動画撮像装置３０では、撮像制御部３が、露光開始時ｔ０、露光終了時ｔ１、読み出し開始時ｔ３、読み出し終了時ｔ４の撮像動作タイミング情報から生成した光源制御信号を、直並列／平直列変換部５へ出力し、直並列／平直列変換部５から撮像信号とともにＬＶＤＳケーブル４を介して撮像装置本体２０の直並列／平直列変換部２１へ出力する。
【００６６】
ＬＥＤドライバ３１は、撮像装置本体２０の内部バスで直並列／平直列変換部２１に接続し、直並列／平直列変換部２１に上記光源制御信号が入力されると、その光源制御信号に従って、ＬＥＤ用電源１６で点灯するＬＥＤ３２を点滅制御する。その結果、ＬＥＤ３２は、カメラモジュール１０に配置された撮像素子８の同時露光動作期間（ｔ０−ｔ１）に点灯して撮像視野を照光し、露光動作期間中に蓄積された信号電荷を表す画素信号を転送する読み出し動作期間（ｔ２−ｔ３）に消灯する。
【００６７】
この動画撮像装置３０でも、撮像部２の撮像動作に同期する光源制御信号を、処理負荷の高いＩＳＰ２２と無関係に、比較的処理負荷の低い撮像制御部３が生成するので、撮像動作に遅延することなくＬＥＤ３２を点滅制御できる。
【００６８】
また、動画撮像装置１と比較し、ＬＥＤ３２に電源を供給するためにカメラモジュール１０と撮像装置本体２０を接続する電源線１７を配線する必要がなく、光源の有無にかかわらず同一構成のカメラモジュール１０を共用できる。
【００６９】
上述の第２実施の形態に係る動画撮像装置３０では、撮像装置本体２０にＬＥＤ３２が内蔵されているので、撮像装置本体２０から離れたカメラモジュール１０の撮像部２の撮像視野を照光できない場合がある。そこで、図４に示す動画撮像装置４０のように、ＬＥＤ４２若しくはＬＥＤ４２とＬＥＤ４２を点滅制御するＬＥＤドライバ４１を、電源線と信号線からなる接続ケーブル４３で接続し、ＬＥＤ４２を撮像部２の撮像視野を照光可能な撮像装置本体２０から離れた位置に設置するようにしてもよい。
【００７０】
この動画撮像装置４０では、撮像制御部３が撮像動作タイミング情報から生成した光源制御信号を、ＬＶＤＳケーブル４と接続ケーブル４３を介してＬＥＤドライバ４１へ出力し、ＬＥＤドライバ４１は、この光源制御信号に従って、撮像部２の撮像動作に同期してＬＥＤ４２を点滅制御する。その他の構成は、動画撮像装置３０と同一であるので、図４に同一番号を付してその説明を省略する。
【００７１】
上述の各実施の形態では、撮像部２の撮像動作を制御する撮像制御部３において、撮像部２が出力する撮像動作タイミング情報から光源制御信号を生成しているが、撮像装置本体２０のＩＳＰ２１がその生成に関与しなければ他の部分で光源制御信号を生成してもよく、例えば、カメラモジュール１０のＬＥＤドライバ１４が、撮像部２から入力される撮像動作タイミング情報をもとに光源制御信号を生成してもよい。
【００７２】
また、各実施の形態では、カメラモジュール１０と撮像装置本体２０が接続ケーブル４で接続されているが、撮像装置本体２０にカメラモジュール１０の各部が内蔵された両者が一体となった動画撮像装置であってもよい。
【００７３】
また、動画撮像装置は、必ずもしカメラモジュールと撮像装置本体とが車両に搭載されているものに限らず、撮像視野を照光する光源を備えた全ての動画撮像装置に本発明を適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
光源で撮像視野の動画を撮像する動画撮像装置に適し、特に撮像部が全画素を同時露光するグローバルシャッターの撮像素子を備えた動画撮像装置に適している。
【符号の説明】
【００７５】
１、３０、４０  動画撮像装置
２    撮像部
３    撮像制御部
４  ＬＶＤＳケーブル（接続ケーブル）
７  電子シャッター（グローバルシャッター）
８  画像素子（ＣＭＯＳ素子）
１４  光源制御部（ＬＥＤドライバ）
１５  光源（ＬＥＤ）
１０  カメラモジュール
２０  撮像装置本体
２２  ＩＳＰ（画像信号処理部）
２３  動画出力部
【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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