(57)【要約】【課題】  車両モニタリング及び自動機器制御システムを提供する。【解決手段】  本発明は、モニタリング及び自動制御システムに関するものである。
2006521043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの画像センサと、少なくとも１つの温度センサ、少なくとも１つの制御出力、及び少なくとも１つの低電圧差動信号送受信機を含む群から選択された少なくとも１つの他の構成要素とを含む少なくとも１つの撮像装置と、
少なくとも１つの機能強化送受信機と、
前記少なくとも１つの撮像装置と前記少なくとも１つの機能強化送受信機の間の少なくとも１つの相互接続と、
を含むことを特徴とする車両用自動機器制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両モニタリング及び自動機器制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
画像センサ技術を組み込んだ車両モニタリング及び自動機器制御システムが提案されている。一般的に、これらのシステムは、所望する景色の画像を取得し、車両の運転者及び／又は同乗者に対してディスプレイ上に画像を呈示するように構成される。多くの場合、これらのシステムは、ディスプレイに追加されて又はディスプレイの代わりに、車両機器を自動的に制御するために電子画像情報を処理する。
【０００３】
必要とされるのは、改良された車両モニタリング及び自動機器制御システムである。
【０００４】
【特許文献１】米国特許出願公告番号ＵＳ２００４−０１６４２２８Ａ１
【特許文献２】米国特許出願公告番号ＵＳ２００４−０２０１４８３Ａ１
【特許文献３】米国特許出願公告番号ＵＳ２００５−０１３５４６５Ａ１
【特許文献４】米国特許第５，９９０，４６９号
【特許文献５】米国特許第６，００８，４８６号
【特許文献６】米国特許第６，１３０，４２１号
【特許文献７】米国特許第６，１３０，４４８号
【特許文献８】米国特許第６，２５５，６３９号
【特許文献９】米国特許第６，０４９，１７１号
【特許文献１０】米国特許第５，８３７，９９４号
【特許文献１１】米国特許第６，４０３，９４２号
【特許文献１２】米国特許第６，２８１，６３２号
【特許文献１３】米国特許第６，２９１，８１２号
【特許文献１４】米国特許第６，４６９，７３９号
【特許文献１５】米国特許第６，６１１，６１０号
【特許文献１６】米国特許第６，４６５，９６３号
【特許文献１７】米国特許第６，５８７，５７３号
【特許文献１８】米国特許第６，４２９，５９４号
【特許文献１９】米国特許第６，３７９，０１３号
【特許文献２０】米国特許第６，８６１，８０９号
【特許文献２１】米国特許第６，７７４，９９８号
【特許文献２２】米国特許出願公告番号ＵＳ２００４−０１４３３８０Ａ１
【特許文献２３】米国特許出願公告番号ＵＳ２００４−０００８４１０Ａ１
【特許文献２４】米国特許出願出願番号第０９／６７８，８５６号
【特許文献２５】米国特許出願出願番号第０９／８４７，１９７号
【特許文献２６】米国特許第５，９２３，０２７号
【特許文献２７】米国特許第６，３１３，４５７号
【特許文献２８】米国特許第６，６１７，５６４号
【特許文献２９】米国特許第６，６８１，１６３号
【発明の開示】
【０００５】
本発明による車両モニタリング及び自動機器制御システムは、公知のシステムに対する改良を提供する。少なくとも一実施形態では、車両モニタリング及び自動機器制御システムは、いくつかの個別の構成要素を統合された装置に組み込むものである。
【０００６】
少なくとも一実施形態では、改良された撮像装置が提供される。
【０００７】
少なくとも一実施形態では、改良かつ機能強化された送受信機が提供される。
【０００８】
少なくとも一実施形態では、マザーボード及び／又はドーターボードとの改良された撮像装置相互接続が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
電子画像センサ視覚システム及び関連自動制御システムは、自動車において多くの潜在用途がある。例えば、他の運転者にまぶしい光線をあてるのを回避するために、他の車両の存在を検出して被制御車両の外部照明灯を自動的に制御するたようにほぼ前方を見る画像センサを使用する車両用自動外部照明制御システムが開発されている。水分感知、適応走行制御、事故解析システム、盲点警告、夜間視覚システム、後方視覚システム、衝突防止システム、車線離脱警告システム、セキュリティシステム、キャビンモニタリングシステム、及びその他を含めて他のいくつかの応用例が提案又は開発されている。
【００１０】
一般的に、そのようなシステムは、第１の目的が被制御車両の運転者に対して画像又は一連の画像を呈示するものか、又は、画像又は一連の画像が何らかの車両機器関連機能を自動的に実行するためにプロセッサによって解析されるものかの２つのカテゴリに分類することができる。いくつかのシステムは、両方の機能を提供することができ、他のシステムでは、プロセッサは、表示される画像を強化又は増強することができる。どちらの場合も、ほとんどいつも撮像装置からプロセッサ及び／又はディスプレイに画像信号を送信する必要がある。本発明の多くの実施形態では、送信される画像は、デジタル化された画像信号である。
【００１１】
いくつかの用途では、画像が送信されるプロセッサ及び／又はディスプレイは、撮像装置からある距離を置いたところに配置される。例えば、自動滅光バックミラーに組み込まれた車両用自動外部照明制御システムの実施形態を考えてみる。撮像装置は、好ましくは、本出願人に譲渡された米国特許出願公告番号ＵＳ２００４−０１６４２２８Ａ１及びＵＳ２００４−０２０１４８３Ａ１に開示されたように撮像装置の照準がバックミラー照準の調節とは独立を保つことを保証するために、取付部材に取り付けられたアクセサリモジュールに配置される。プロセッサは、好ましくは、ミラーハウジングに格納されたマザーボード上に配置される。プロセッサは、電気光学ミラー要素の反射率の制御、コンパス、音声認識プロセッサ、遠隔測定システム、電話、情報ディスプレイ、情報ディスプレイドライバ、又はオペレータインタフェース指示計などのような追加機能を実行するように構成することができる。画像データは、撮像装置基板からプロセッサが配置されたマザーボードに送信されるべきである。遠隔撮像装置の位置の他の例は容易に明らかである。様々な視野をモニタするために、被制御車両内又は上の様々な場所に１つ又はそれ以上の画像センサを配置することができる。これらの撮像装置は、集中配置又は車両中に分散した１つ又はそれ以上のプロセッサにデータを送信することができる。これらの画像センサは、運転者及び／又は同乗者の好都合な見る位置に配置することができる１つ又はそれ以上のディスプレイに画像を送信することができる。
【００１２】
典型的な車両の環境では、電磁波妨害（ＥＭＩ）を管理することが望ましい。これは、電子装置からの放射放出の制限、並びに装置が他のソースからの放射を受けないことの保証を含むものである。自動車相手先商標製品の製造会社（ＯＥＭ）により、装置からの放射を試験して測定すること、並びに装置が誤作動しないことを保証をするために装置が電磁場を受ける試験を要求する厳しい要件が課せられることが多い。
【００１３】
これらの要件に合致する電子視覚システムの設計は困難な課題である。これは、デジタル画像の送信に関連する高いデータ転送速度のよるところが大きい。典型的な電子画像センサは、通常８又は１０ビットでデジタル化された出力をそれぞれ有する数千から百万を超えるピクセルから任意の数を包含することができる。本明細書に説明した多くの用途では、毎秒数個の画像が得られて送信される。これによって数キロボーから数メガボーのデジタルデータ送信速度がもたらされる。この高いデータ通信速度は、高いレベルの電磁放射を発生する可能性がある。データ送信速度を遅くする１つの方法は、本明細書においてその開示内容が全体的に引用により組み込まれている、本出願人に譲渡された米国特許出願公告番号ＵＳ２００５−０１３５４６５Ａ１に開示されている。本明細書に説明したマザーボード／撮像装置基板相互接続は、付加的な電磁波妨害の利点を提供するものである。
【００１４】
多くの場合、複数の機能を実行する複数の視覚システム、又は運転者に複数の視野を提供する複数の画像センサを有することが望ましい。例えば、運転者は、車両の外部照明灯、フロントガラスワイパー、及び／又は曇り止めを自動制御するために、自動外部照明制御システムと水分感知システムの両方を有することから恩典を得るであろう。車両用自動外部照明制御システムは、本明細書においてその開示内容が全体的に引用により組み込まれている、本出願人に譲渡された米国特許第５，９９０，４６９号、第６，００８，４８６号、第６，１３０，４２１号、第６，１３０，４４８号、第６，２５５，６３９号、第６，０４９，１７１号、第５，８３７，９９４号、第６，４０３，９４２号、第６，２８１，６３２号、第６，２９１，８１２号、第６，４６９，７３９号、第６，６１１，６１０号、第６，４６５，９６３号、第６，５８７，５７３号、第６，４２９，５９４号、第６，３７９，０１３号、第６，８６１，８０９号、第６，７７４，９９８号、米国特許出願公告番号ＵＳ２００４−０１４３３８０Ａ１及びＵＳ２００４−０００８４１０Ａ１、及び米国特許出願出願番号第０９／６７８，８５６号及び第０９／８４７，１９７号に説明されている。自動水分感知システムは、本明細書においてその開示内容が全体的に引用により組み込まれている、本出願人に譲渡された米国特許第５，９２３，０２７号、第６，３１３，４５７号、第６，６１７，５６４号、及び第６，６８１，１６３号に説明されている。
【００１５】
自動外部照明制御システムの撮像装置は、好ましくは、対向車両のヘッドライトと先行車両のテールライトとを検出する遠視野撮像に対して集束し、好ましくは、他の対象物からの赤色光源を区別するために更に色識別機能を有する。水分感知システムの撮像装置は、好ましくは、フロントガラス上（近視野）に集束して水分を撮像し、好ましくは広い視野を有する。これらの矛盾する要件を解決する１つの任意選択肢は、それぞれの機能を切り換えて実行することができる可変レンズを設けることである。別の任意選択肢は、近視野の水分と遠視野の光源を両方撮像する被写界深度が深いレンズを設けることである。近視野と遠視野の対象物を区別するためにそのようなレンズシステムが組み込まれる時は、一般的に複合ソフトウエア法が使用される。
【００１６】
両方の機能を最適に実行するために、それぞれ特定の機能用に設計された光学部品を備えた２つの別々の撮像装置を使用するのが有利である。本発明の少なくとも一実施形態は、実質的に全てのサポート電子部品と機械的構造を共有して第２の撮像装置を非常にコスト効率よく追加することを可能にする経済的に効率的な方法を提供する。第２の撮像装置のために増加するコストは、通常は全体コストの僅かな部分である画像センサ及び光学部品のコストとすることができる。複数の撮像装置を要求する他の用途では、互いに間隔を空けて配置された２つの撮像装置が使用され、対象物の正確な距離測定の機能を提供する立体映像を使用する。本明細書で呈示された技術は、これらの用途でも有利である。最後に、本発明の技術はまた、第３又はそれ以上の撮像装置を追加するために使用することができる。
【００１７】
ここで図１を参照すると、アクセサリ及びバックミラーアセンブリ１０６、外部光線１０７、及びグレア区域１０８を含む被制御車両１０５の実施形態が分離されたハイウエイ１００上に示されている。被制御車両は、テールライト光線１１１を有する先行車両１１０とヘッドライト光線１１６を有する対向車両１１５との関係で示されている。
【００１８】
更に図２を参照すると、アクセサリ及びバックミラーアセンブリ２０６を有する被制御車両１０５の実施形態が示されている。被制御車両はまた、運転席側のドアミラーアセンブリ２１０ａと助手席側のドアミラーアセンブリ２１０ｂとを有する。好ましくは、ドアミラーアセンブリは、本出願人に譲渡された多くの米国特許と特許出願に説明した電気光学ミラー要素を含む。被制御車両は、ヘッドライトアセンブリ２２０ａ及び２２０ｂ、悪天候用前照灯２３０ａ及び２３０ｂ、前部方向指示／ハザードインジケータ２３５ａ及び２３５ｂ、テールライトアセンブリ２２５ａ及び２２５ｂ、後部方向指示インジケータ２２６ａ及び２２６ｂ、後部ハザードインジケータ２２７ａ及び２２７ｂ、予備インジケータ２４０ａ及び２４０ｂ、及び中央ハイマウント停止ランプ（ＣＨＭＳＬ）を更に含む。好ましくは、ヘッドライトアセンブリは、重キセノンで再配置可能である。被制御車両は、追加の外部照明灯を有することができ、図２に示す外部照明灯の様々な組合せを有することができ、又は図２に示す全ての外部照明灯を追加の外部照明灯と組み合わせることができることを理解すべきである。関連する外部照明灯特性を変更するために、いずれの外部照明灯にも滅光手段、再配置手段、集束手段、色変更手段、照準手段、又はその組合せを備えることができることを理解すべきである。図２を更に参照すると、被制御車両は、Ａピラー２５０ａ及び２５０ｂ、Ｂピラー２５５ａ及び２５５ｂ、及びＣピラー２６０ａ及び２６０ｂを含むことができる。いずれの照明アセンブリ、バックミラーアセンブリ、ピラー、又はその組合せもアクセサリ及びバックミラーアセンブリ２０６内の追加の撮像装置又はその撮像装置に代わる撮像装置のための適切な取付位置を提供することができることを理解すべきである。いずれの撮像装置アセンブリも、単一の撮像装置を使用して代替の望ましい視野を選択的に得るための再配置手段を含むことができることを理解すべきである。撮像装置は、少なくとも１つの縦揺れセンサ、少なくとも１つの横揺れセンサ、少なくとも１つの舵取りセンサ、少なくとも１つの速度センサ、それらの任意の１つ、それらの副結合又は組合せに応じて、自動的に再配置するように構成することができる。
【００１９】
ここで図３ａと３ｂを参照すると、アクセサリ及びバックミラーアセンブリ３０６ａ及び３０６ｂの実施形態が示されている。アクセサリ及びバックミラーアセンブリは、静止ハウジング３７７ａ及び３７７ｂ、及び取付部材３８１ａ及び３８１ｂに取り付けられた再配置ミラーハウジング３７５ａ及び３７５ｂを含む。好ましくは、静止ハウジングは、少なくとも１つの撮像装置基板、少なくとも１つのプロセッサ、少なくとも１つのコンパスセンサ、少なくとも１つの補助光源、少なくとも１つの水分センサ、少なくとも１つの自動外部照明制御回路、少なくとも１つのマイクロフォン、少なくとも１つのスピーカ、それらの任意の１つ、それらの副結合又は組合せを収容する。好ましくは、再配置ミラーハウジング３７５ａ及び３７５ｂは、電気光学ミラー要素３２２ａ、少なくとも１つの電気光学ミラー要素自動駆動制御回路、昼間走行照明自動制御回路、自動外部照明制御回路、少なくとも１つの情報ディスプレイ３８８ａ及び３８９ａ、少なくとも１つのグレア光センサ３９６ａ及び３９７ａ、少なくとも１つのインジケータ３８６ａ及び３８７ａ、少なくとも１つのオペレータインタフェース３９１ａ、少なくとも１つのマイクロフォン３６５ｂ、少なくとも１つの周辺光センサ３８７ｂ、少なくとも１つのワイヤハーネス３９８ｂ、及び少なくとも１つの車両機器コネクタ３９９ｂを収容する。アクセサリ及びバックミラーアセンブリはまた、ベゼル３９０ｂ及び／又は拡大視野区域ミラー要素３４５ａを含むことができる。ワイヤハーネス３９８ｂは、再配置ミラーハウジング３７５ａ及び３７５ｂから出て、第１のピボットボール３７６ｂ１と取付ステム３７６ｂ２を経由し、第２のピボットボールボール（図示しない）を通じて静止ハウジング３７７ａ及び３７７ｂ内にルーティングすることができることを理解すべきである。
【００２０】
ここで図４を参照すると、車両用自動機器制御システム４００の実施形態のブロック図が示されている。図に示すように、撮像装置４０５は、通信インタフェース４１５を通じて処理及び制御システム４１０と通信するように構成される。通信インタフェースは、有線、無線周波数、光ファイバ、光線、その副結合、又はその組合せとすることができることを理解すべきである。処理及び制御システムは、少なくとも１つのプロセッサ４２０、少なくとも１つの周辺光センサ、少なくとも１つのグレア光センサ４３０、少なくとも１つの電気光学ミラー要素自動駆動制御回路４３５、少なくとも１つの電気光学ミラー要素自動駆動制御出力４４０、少なくとも１つの情報ディスプレイ出力４４５、少なくとも１つの外部照明ステータスインジケータ出力４５０、少なくとも１つの歩行者／自転車ステータスインジケータ出力４５５、少なくとも１つの歩行者／自転車ステータスインジケータ無効スイッチ入力４６０、少なくとも１つのフロントガラスワイパー及び／又は曇り止め出力４６５、被制御車両速度入力４７０、少なくとも１つの電気光学部品反転無効入力４７５、少なくとも１つの自動／オン／オフスイッチ入力４８０、少なくとも１つの手動滅光スイッチ入力４８５、少なくとも１つの車両バスインタフェース４９０、少なくとも１つの外部照明制御出力４９１、少なくとも１つのコンパスセンサ入力４７１、それらの任意の１つ、それらの副結合、又はその組合せを含む。外部照明コントローラ４９５は、様々な外部光線４９９の個別の制御のために複数の個別の出力４９６を有することができる。追加の構成要素、入力、出力を設けることができ、及び／又は個別の構成要素をサブアセンブリに互いに一体化することができることを理解すべきである。例えば、外部照明アセンブリは、少なくとも１つの光線源、再配置手段、集束手段、照準手段、色変更手段、光線放射制御手段などを含むことができる。外部照明アセンブリは、車両バスなどのような処理及び制御インタフェース及び車両用電源に接続するように構成することができる。複数の車両機器センサ出力は、車両データ通信バスから利用可能であることを理解すべきである。いかなる望ましいセンサデータもこれらの別様に利用可能な車両装置から取得することが好ましい。
【００２１】
図５ａと５ｂを参照すると、車両用自動機器制御システムアセンブリ５００ａ及び５００ｂの実施形態は、マザーボード５０５ａ及び５０５ｂ、撮像装置基板の雄のレセプタクルコネクタ５０６ａ、車両用機器の雄のレセプタクルコネクタ５０７ａ及び５０７ｂ、プロセッサ５０８ａ、機能強化送受信機５０９ａ、車両バス通信チップ５１０ａ、周辺光センサ５１１ａ、グレア光センサボード５１２ａ、グレア光センサ５１３ｂ、コンパスセンサ５１４ａ、第１のインジケータ５１５、第２のインジケータ５１６、オペレータインタフェース接点５１７、オペレータインタフェースインジケータ５１８、及び第３のインジケータ５１９を含むように示されている。
【００２２】
マザーボードは、マザーボード／ドーターボード相互接続５２５ａ及び５２５ｂを通じてドーターボード５２０ａ及び５２０ｂに接続される。ドーターボードは、情報ディスプレイドライバ５２２ｂと情報ディスプレイ５２１ｂを含む。図示のように、グレアセンサボードとドーターボードは、マザーボードに直接取り付けられた構成要素から反対方向を向くように配向された少なくとも１つの構成要素を有する。グレアセンサボードとドーターボードの構成要素は、他のマザーボード構成要素から反対側にマザーボードに直接取り付けることができることを理解すべきである。図５ａと５ｂに示す構成は、この実施形態に関連する製造工程に好ましいものである。ドーターボードは、撮像装置基板接続と同様に、無線周波数無線相互接続、光ファイバ相互接続、車両バス相互接続、光線相互接続、又はその組合せを通じてマザーボードに取り付けることができることを理解すべきである。有線相互接続は、実質的に平坦なリボン型構成、個々のシールドツイストペアを有するケーブル、複数の個別ケーブル又はノンシールド導体を経由することができる。
【００２３】
マザーボードはまた、マザーボード／撮像装置基板相互接続５４５ａを通じて撮像装置基板５３５ａに接続することができる。撮像装置基板は、マザーボードの雄のレセプタクルコネクタ５３６ａ、撮像装置５３７ａ、レンズカバー５３８ａ、データＬＶＤＳ５３９ａ、クロックＬＶＤＳ５４０ａ、及びレンズ５４１ａを含む。相互接続５４５ａは、撮像装置基板の雌のプラグコネクタ５４７ａ、合わせマザーボード雄レセプタクルコネクタ５０６ａとスナップ式に連結するための機械式クリップを有するマザーボードの雌のプラグコネクタ５４６ａ、及び接地コネクタ５４８ａを含む。上述の撮像装置基板は、撮像装置基板を周囲温度より高い温度に維持するように構成された撮像装置基板ヒータ（図示しない）を含むことができることを理解すべきである。撮像装置上に結露などが形成されるのを防ぐためにこの構成は有用である。撮像装置基板の加熱は、連続して行うか又は自動制御するように構成することができ、例えば、撮像装置に搭載された温度センサは、マザーボードから撮像装置基板への追加の線を不要にするように搭載出力を作動させるように構成することができることを理解すべきである。
【００２４】
ここで図６ａと６ｂを参照すると、マザーボード／撮像装置基板相互接続６４５ａ及び６４５ｂを有する要素６３５ａ及び６３５ｂとして撮像装置基板の２つの実施形態が示されている。撮像装置基板６３５ａは、データ及びクロックＬＶＤＳが撮像装置６３７ａに組み込まれたことを別にして、撮像装置基板６３５ｂと同等である。好ましい実施形態では、撮像装置は、撮像装置センサ論理及び制御回路、アナログ／デジタル変換器、温度センサ、ＬＶＤＳ、電圧調整器、画像センサと共に共通ウェーハ上に組み込まれた制御出力のうちの少なくとも１つを有することができる。マザーボード／撮像装置基板相互接続は、機械式クリップ６５４ｂを備えたマザーボードの雌のプラグコネクタ６４６ａ及び６４６ｂ、撮像装置基板の雌のプラグコネクタ６４７ａ及び６４７ｂ、第１のブート６５０ａ及び６５０ｂ、第２のブート６６１ａ、ジャケット６６１ｂ、箔シールド６４９ｂ、接地コネクタ６４８ａ及び６４８ｂ、接地導体６５１ｂ、第１の接地絶縁体６５２ｂ、第２の接地絶縁体６５３ｂ、正の導体６５５ｂ、基準導体６５６ｂ、第２の接地導体６５７ｂ、第１のツイストペア６５８ｂ、第２のツイストペア６５９ｂ、及びＮＳＳ導体６６０ｂを含む。撮像装置基板は、ドーターボードの接続と同様に、無線周波数無線相互接続、光ファイバ相互接続、車両バス相互接続、光線相互接続、又はその組合せを通じてマザーボードに接続することができることを理解すべきである。有線相互接続は、実質的に平坦なリボン型構成、個々のシールドツイストペアを有するケーブル、導体が「スルー・ザ・ボール」構成内であるか否かに関わらず長さに依存して複数の個別ケーブル又はノンシールド導体を経由することができる。
【００２５】
ここで図７ａと７ｂを参照すると、撮像装置７３７ａ及び７３７ｂは、撮像装置センサ７６５ａ及び７６５ｂ、温度センサ７７０ａ及び７７０ｂ、ダークピクセル７９８ｂ、ガードピクセル７９９ｂ、画像センサ論理及び制御回路７６６ａ、パイプライン・アナログ／デジタル変換器７６７ａ、１−３２ｘ利得ステージ７６８ａ、ＬＶＤＳのＩ／Ｏ７６９ａ、電圧調整器７７１ａ、水晶発振器インタフェース７７２ａ、アナログ列７７３ａ、行復号器７７４ａ、列復号器７７５ａ、リセットブースト７７６ａ、デジタルアナログ変換器７７７ａ、電圧／電流基準７７８ａ、５ＶのＶDD接続７７９ａ、ＭＩＳＯ（試験用）接続７８０ａ、ＭＯＳＩ接続７８１ａ、ＳＰＳＣＬＫ接続７８２ａ、ＮＳＳ接続７８３ａ、ＯＳＣ＋接続７８４ａ、ＯＳＣ−接続７８５ａ、データアウトライン７８６ａ、パイプライン・アナログ／デジタル変換器７６７ａ用制御信号７８７ａ、バイアス７８８ａ用制御信号、パワーダウン７８８ａ、デジタルアナログ変換器７７７ａ用制御信号７８９ａ、行番号ライン７９０ａ、生のアナログライン７９１ａ、制御信号７９２ａ、列番号ライン７９３ａ、利得制御ライン７９４ａ、増幅信号７９５ａ、３．３ＶのＶDDライン７９６ａ、及び３．３ＶのＶAAライン７９７ａを含むように示されている。
【００２６】
図７ｅ及び７ｆを参照すると、ブロック図７０５ｅとＶＢＥ発生器７１５ｅ及び７１５ｆが示されている。好ましくは、温度センサは、本明細書に説明するように撮像装置に組み込まれる。好ましくは、温度センサは、バンドギャップ７１０ｅ、ＶBGライン、Ｖ−Ｉ変換器７２０ｅ、ＩREFライン７２１ｅ、ＶBE2ライン７２５ｅ、ＶBE1ライン７３０ｅ、基準電圧発生器７３５ｅ、ＶREFライン７４０ｅ、ＶREFADCライン７４５ｅ、第１の列アドレス７５０ｅ、第２の列アドレス７５５ｅ、温度利得レジスタ７６０ｅ、利得７６５ｅ、及びＡＤＣ７７０ｅを含む。ＶＢＥ発生器は、第１のトランジスタ７７５ｆ、第２のトランジスタ７８０ｆ、第３のトランジスタ７９５ｆ、及びＰＮＰ構造体７８５ｆ及び７９０ｆを含む。ＰＮＰ構造体７９０ｆを流れる電流は、７９０ｆを流れる電流の倍数、例えば、６４倍である。７８５ｆと７９０ｆの間のＶＢＥの差は温度の関数である。ＶＢＥ発生器は、Ｖａａ接続７９６ｆ、ｖｂ２接続７９７ｆ、ｉｒｅｆＴ接続７９８ｆ、ＡＧＮＤ接続７８９ｆ、ｓａｍｐｂ＿ｖｂｅ接続７８６ｆ、及びｓａｍｐｂ＿ｖｂｅ２接続７９１ｆを更に含む。アナログ利得７６５ｅ及びＡＤＣ７７０ｅは、好ましくは、それぞれ７６８ａ及び７６７ａと同じ装置である。従って、温度センサの値は、ピクセル値と同一に読み出される。
【００２７】
以下は、撮像装置の好ましい実施形態の詳細説明である。上述のように、撮像装置は、画像センサ、温度センサ、ダークピクセル、ガードピクセル、画像センサ論理及び制御回路、電圧調整器、ＬＶＤＳ、アナログ／デジタル変換器、ループバック試験機能、及び制御出力を組み込むものである。制御出力は、補助照明を組み込む水分センサの用途で特に有用である。
【００２８】
例示的な撮像装置
本文は、自動車用配置要件に合致するように設計された撮像装置を説明する。撮像装置センサは、フォトダイオードベースのピクセルの１４４の列と１７６の行を提供する。制御及びデータ信号は、低電圧差動信号発信直列周辺インタフェース（ＬＶＤＳ  ＳＰＩ）接続上でプロセッサに通信される。撮像装置はまた、温度を感知し、１つの出力信号を制御し、内部構成要素に電圧調整を提供し、いくつかの装置の試験をもたらすものである。
【００２９】
指令は、様々な露出、モード、及びアナログの設定の制御を提供する。撮像装置は、異なる開始行から２つの画像を同時に撮ることができ、この特徴は、２重レンズシステムにおける高度に同期した画像を可能にするものである。このモードでは、各画像は、個別の利得の設定を有することができる。別の任意選択肢は、チェッカーボードパターンで画像センサにスペクトルフィルタが適用される用途に対して、利得がチェッカーボード画像に適用されることを可能にする。撮像装置はまた、出力データを有するパリティバイトを送信するので、プロセッサは、適正なデータの受信を検証することができる。データは、１０ビットモード、１０ビット値が８ビットで表示される場合は圧縮された８ビットモード、又は各ビットピクセルの最上位の８ビットだけが送信される場合には端切断８ビットモードで送信することができる。表１は、この例の撮像装置の一連の仕様を示すものである。
【００３０】
（表１）
2006521043.tif 000003
【００３１】
表２は、図７ｂの様々な撮像装置接続の近くで示された頭文字の説明を含むものである。
【００３２】
（表２）
2006521043.tif 000004
【００３３】
表３は、様々な撮像装置電力接続の詳細を提供するものである。
【００３４】
（表３）
2006521043.tif 000005
【００３５】
表４は、様々な撮像装置作動的接続の詳細を提供するものである。
【００３６】
（表４）
2006521043.tif 000006
【００３７】
表５は、様々な撮像装置試験接続の詳細を提供するものである。
【００３８】
（表５）
2006521043.tif 000007
【００３９】
撮像装置は、表６に関連して本明細書に説明する１８バイトのシリアル指令によって制御される。これらの指令は、ＮＳＳラインが低く保たれたプロセッサから送られる。次に、撮像装置は、要求された画像を集め、得られたピクセルデータを送り、パリティバイトがそれに続く。
【００４０】
（表６）
2006521043.tif 000008
【００４１】
ＯＳＣ１に接続した１０ＭＨｚまでの発振器か又は図に示すようにＯＳＣ１とＯＳＣ２に亘って接続した適切な共振器回路のいずれかを使用して撮像装置を作動させることができる。図７ｃは、撮像装置のシリアル周辺インタフェースデータタイミングを示すものである。図７ｄは、撮像装置指令とデータシーケンス及びタイミングとを示すものである。
【００４２】
表７−１１に関連して、１８バイトのシリアル指令セットの各バイト（バイト０−１７）の各ビット（ビット０−７）を説明する。
バイト０：制御バイト。
【００４３】
（表７）
2006521043.tif 000009
【００４４】
説明：
試験モード、利得制御パターン、出力フォーマット、集積時間、及び二重フレームモードのための制御ビットを設定するために使用される。
【００４５】
ｔｓｔ：試験。現在の命令が受け取られる時に以前の命令からの残りをｓｐｃｌ＿ｐｉｎ＿ｏｕｔ上で送る。残りは、画像が撮られた後の改訂フレーム、行、及び列カウンタを含む指令ストリームの値を包含する。
【００４６】
ｃｋｂｄ：「チェッカーボードパターン」。ピクセルの行と列のアドレスの排他的又は最上位のビットが０の時にピクセル利得をｇａｉｎ＿１に、それが１の時にｇａｉｎ＿２に設定させる。ｃｋｂｄが設定されていない時、ｇａｉｎ＿１は、第１のフレーム上で使用され、ｇａｉｎ＿２は、第２のフレーム上で使用される。（ｓｆｍ（第２のフレームのみ）が設定されてｃｋｂｄが０の時、ｇａｉｎ＿２が使用される。）
【００４７】
ｔｂｏ：１０ビット出力モード。ｃｂｏが同様に設定されて高位の８ビットが圧縮された値の場合、全ての１０ビットのａ／ｄ出力を送る。ｔｂｏが設定されていない時は、高位の８ビットだけが送信される。各バイトは、１０撮像装置クロックサイクルを要し、ｔｂｏ又はｃｂｏの値に関係なく、バイト送信期間の最後の２撮像装置クロックサイクルの間にデータラインが常にビット１とビット０のＡＤＣ値に設定されることに注意すべきである。ピクセルの最後の２ビット時間に亘るクロックラインのアイドルで、８ＳＰＳＣＬＫクロックサイクルだけが８ビットモードで送られることになる。１０ビットの出力モードでは、ピクセルあたり１０ＳＰＳＣＬＫクロックサイクルが送出されることになる。
【００４８】
ｃｂｏ：圧縮ビット出力モード。１０ビットａ／ｄ出力を出力の高位の８ビット上で送信される８ビットに圧縮するために、１０ビット対８ビットログベース圧縮を生じさせる。
【００４９】
ｏｂｂ：出力ビット制御「ｂ」。センサの集積の間にＭＳＣ＿ＯＵＴピン（いくつかの文献ではＭＩＳＯピンと呼ばれる）をその補数状態に切り換えて、それが設定されていない時は応答しない。
【００５０】
ｏｂａ：出力ビット制御「ａ」。ＭＳＣ＿ＯＵＴピン（いくつかの文献ではＭＩＳＯピンと呼ばれる）を、それが１の時はデフォルトで１に設定し、１でない時は０に設定する。
【００５１】
ｒｓｈ：行シフト。二重フレームモードの集積行の数を１つだけ減らさせて奇数にする。これは、集積時間を次の低位の行まで移動し、集積時間を単一行の増分だけ進める効果を有する。以前は、二重フレームモードでの二重行処理のために集積時間を２倍行増分だけ増加させ、部分的な行の設定は、集積時間設定機能に１行の時間のずれを残して、これら２行の主要な部分だけを有することができた。集積時間が１行未満でｓｆｍ（第２のフレームだけ）が設定されている時は、Ｒｓｈは０でなければならない。
【００５２】
ｓｆｍ：単一フレームモード。単一フレーム（第２のフレームだけ）に対するモードを設定する。これは、二重フレームモードの第２のフレームに関して適用された行オフセットとｇａｉｎ＿２を有する単一の集積フレームをもたらすものである。
バイト１：ｉｄａｃ＿ｉａｄｃ＿ｌｄ
【００５３】
（表８）
2006521043.tif 000010
【００５４】
説明：
撮像装置ＡＤＣに対する現在の基準設定。推奨のデフォルトは４８（０×３０）。
バイト２：ｉｄａｃ＿ｉｂｉａｓ＿ｌｄ
【００５５】
（表９）
2006521043.tif 000011
【００５６】
説明：
撮像装置ＡＤＣに対する現在のバイアス設定。推奨のデフォルトは１４（０×０ｅ）。
バイト３：ｖｏｆｆｓｅｔ＿ｌｄ
【００５７】
（表１０）
2006521043.tif 000012
【００５８】
説明：
ｐｆｓｄ１：電源周波数分割器ビット１。これは、重要な行サンプリング作動中の電力供給を止めることを可能にする。
「０」−正常
「１」−「ｒｏｗ＿ｅｎａｂｌｅ」中に調整器ｃｌｋが停止（実験的）。
【００５９】
「ｐｓｆｄ  ０」：電力調整器チャージポンプの周波数を選択する。これは、最小限の干渉をもたらすように設定されるのが望ましい。発振器除数は、チャージポンプが約２．５ＭＨｚで作動するように設定されるのが望ましい。（このビットは、５ＭＨｚの共振器を使用する時に設定され、１０ＭＨｚを使用する時にクリアされる。）
「０」−調整器に対してメインクロック割る４。
「１」−調整器に対してメインクロック割る２。
【００６０】
ａｄｃｔｅｓｔ：アナログ／デジタル変換器の試験。このビットを設定すると、ピクセルデータは、試験用のＡＤＣに対する入力に対する入力としてＶＡＡ＿ＰＸＬ上の電圧入力で置換される。
【００６１】
ｖｏｆｆｓｅｔ：電圧オフセット。これは、ＤＡＣに対する電圧オフセットである。推奨されるデフォルト値は、１６（０×１０）である。この値のスケーリングは、０Ｖに相当する１６の値を使用する４ｍＶ／ビットである。
バイト４：フレーム制御、Ｖｒｅｆｌｏ
【００６２】
（表１１）
2006521043.tif 000013
【００６３】
説明：
ｆｆｓ：第１フレームシングル。０の追加集積フレームを第１のフレーム上に追加させ、追加集積フレームの数が第２のフレーム上にマイナス１に設定され、最初の２つの後で全てのフレームに対して追加集積フレームの全数が設定される。
【００６４】
ｉｒｒ：画像行リセット。読取なしにフレームをリセットさせ、実質的に長い集積を開始する。
【００６５】
ｉａｄ：画像Ａ／Ｄ。最初にリセットなしにフレームを読み取らせ、長い集積を終える。
【００６６】
ｃｏｎｔ：連続。画像を連続して撮り、データを送る。
【００６７】
Ｖｒｅｆｌｏ電圧基準低：ＡＤＣ低電圧基準であり、推奨されるデフォルトは６である。
バイト５：Ｇａｉｎ＿１
【００６８】
この利得は、画像の第１の半分、又はチェッカーボード画像の偶数ピクセルに対するものである。利得は、「Ｆ−Ｓｔｏｐ」／ビットの１／８としてスケーリングされる（８＝１の利得）。
バイト６：Ｇａｉｎ＿２
【００６９】
この利得は、画像の第２の半分、又はチェッカーボード画像の奇数ピクセルに対するものである。利得は、「Ｆ−Ｓｔｏｐ」／ビットの１／８としてスケーリングされる。この利得は、単一フレームモードで使用される。
バイト７：ＮｕｍＦｒａｍｅｓ
【００７０】
要求された画像フレームの数のバイナリ又は１の補数。
【００７１】
注：
これは１の補数であり、従って、フレームの実際の数が〔２５５−ＮｕｍＦｒａｍｅｓ〕なので、単一フレームを読むためにＦを２５４に設定する。しかし、集積時間が行よりも小さい場合、単一フレームに対してＮｕｍＦｒａｍｅｓは２５５に設定されるべきであり、通常の場合は、２５６−｛フレームの望ましい数｝である。
バイト８：ＮｕｍＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎＦｒａｍｅｓ
【００７２】
集積フレームの数のバイナリ又は１の補数。実際の読取／リセット位置と同様に集積時間を判断するために行／列カウンタが使用される。集積フレームカウンタは、集積時間に追加の全フレームが追加されることを可能にする。
【００７３】
注：
これは１の補数であり、従って、集積フレームの実際の数が「２５５−ＮｕｍＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎＦｒａｍｅｓ」なので、単一フレームに亘って集積するためにＮｕｍＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎＦｒａｍｅｓを２５４に設定する。
バイト９：ＬａｓｔＲｏｗ
【００７４】
絶対座標での第１の画像ウインドウの最後の行。有効な値は０から１８３である。各画像の行の数は、〔ＬａｓｔＲｏｗ−ＦｉｒｓｔＲｏｗ＋１〕に等しいことになる。
バイト１０：ＳｔａｒｔＲｏｗ
【００７５】
絶対座標での読取行の行カウントの開始。実施は、読取行及びリセット行カウンタの両方が存在するような実施である。設定された状態で、これらのカウンタは、それらが一斉に増分されるので、指定された量だけ分離されたままになる。リセット行は常に行０で始まる。ＳＲを小さい数にＬＲを大きな数に指定することは、リセットと読取の間の大きなデルタを意味することになるので、集積時間が長くなる。有効な値は０から１８３である。
【００７６】
注：
ＳｔａｒｔＲｏｗ＝ＬａｓｔＲｏｗ−｛集積行｝。ＳｔａｒｔＲｏｗ＝ＬａｓｔＲｏｗの場合、集積はピクセル時間だけとなる。この場合には、ＮｕｍＦｒａｍｅｓ値も調節されるべきであることにも注意すべきである。ＳｔａｒｔＲｏｗの値は、以下に説明するが、ＦｉｒｓｔＲｏｗに等しいか又はそれ以上でなければならない。ｒｓｈ（行シフト）ビットが設定される時は、ＳｔａｒｔＲｏｗは、ＬａｓｔＲｏｗよりも小さくなければならない。
バイト１１：ＦｉｒｓｔＲｏｗ
【００７７】
絶対座標での第１のウインドウの第１の行。有効な値は０から１８３である。
【００７８】
注：
ＦｉｒｓｔＲｏｗの値は、ＬａｓｔＲｏｗに等しいか又はそれ以下でなければならない。
バイト１２：ＲｏｗＯｆｆｓｅｔ
【００７９】
第１のウインドウの座標に対する第２のウインドウの行オフセット。第２のウインドウで読み込まれる第１の行は、ＦｉｒｓｔＲｏｗとＲｏｗＯｆｆｓｅｔの合計によって判断される。
【００８０】
注：
ＲｏｗＯｆｆｓｅｔの値は、〔ＬａｓｔＲｏｗ−ＦｉｒｓｔＲｏｗ〕の値よりも大きくなければならない（オーバーラップできない）。ＲｏｗＯｆｆｓｅｔはまた、〔１８４−ＬａｓｔＲｏｗ〕よりも小さくなければならない（撮像装置に適合すべきである）。このオフセットはまた、単一フレームモードに適用される（バイト０でｓｆｍ＝１）。
バイト１３：ＬａｓｔＣｏｌｕｍｎ
【００８１】
絶対座標に亘って順序付けされる第１のウインドウの最後の列。これは、ＬａｓｔＲｅａｄＣｏｌｕｍｎとは異なる可能性があることに注意すべきである。有効な値は０から２５５である。
【００８２】
注：
ＬａｓｔＲｅａｄＣｏｌｕｍｎがＬａｓｔＲｅａｄＣｏｌｕｍｎよりも大きい場合、これは、行間の時間を確立することになる。ＬａｓｔＣｏｌｕｍｎをＬａｓｔＲｅａｄＣｏｌｕｍｎのできるだけ近くに保持することによって最良の結果が得られる。この値は、ＬａｓｔＲｅａｄＣｏｌｕｍｎよりも大きくなければならず、ＲｅｓｅｔＣｏｌｕｍｎよりも少なくとも３つ大きくなければならない。ＬａｓｔＣｏｌｕｍｎは、通常ＬａｓｔＲｅａｄＣｏｌｕｍｎ＋１でなければならない。
バイト１４：ＲｅｓｅｔＣｏｌｕｍｎ
【００８３】
絶対座標でのリセット列。この値は、画像の副次的行集積時間を確立する。ＲｅｓｅｔＣｏｌｕｍｎ＝ＬａｓｔＣｏｌｕｍｎ−｛集積ピクセル時間｝である。有効な値は０から２５２である。
【００８４】
注：
ＲｅｓｅｔＣｏｌｕｍｎの値は、リセットがＲｅｓｅｔＣｏｌｕｍｎ＋２上で起きるために、ＬａｓｔＣｏｌｕｍｎよりも少なくとも３つ小さくなければならない。
バイト１５：ＬａｓｔＲｅａｄＣｏｌｕｍｎ
【００８５】
絶対座標での第１のウインドウの最後の読取列。この値は、最後の列を実際に読取るように設定する。これは、循環する最後の列とは異なる可能性がある。有効な値は１から２５４である。
【００８６】
注：
ＬａｓｔＲｅａｄＣｏｌｕｍｎの値は、ＦｉｒｓｔＣｏｌｕｍｎよりも大きくなければならない。この値が他の方法で期待されるよりも１つ大きく設定されることを要求する列データオフセットに関するセクション６の公知の問題を参照されたい。
バイト１６：ＦｉｒｓｔＣｏｌｕｍｎ
【００８７】
絶対座標での第１のウインドウの第１の列。この列は、順序付けされ、かつ読み取られる。有効な値は０から２５２である。
【００８８】
注：
ＦｉｒｓｔＣｏｌｕｍｎの値は、ＬａｓｔＲｅａｄＣｏｌｕｍｎに等しいか又はそれ以下でなければならない。
バイト１７：ＣｏｌｕｍｎＯｆｆｓｅｔ
【００８９】
第１のウインドウの座標に対する第２のウインドウの列のオフセット。第２のウインドウで読み込まれる第１の列は、ＦｉｒｓｔＣｏｌｕｍｎとＣｏｌｕｍｎＯｆｆｓｅｔの合計によって判断される。有効な値は０から２５５である。
【００９０】
注：
オフセットは、ＳＭＦ＝０（バイト０）の時に１つのフレームを読み取る時だけに適用される。
【００９１】
露出時間は、ピクセルのリセットからピクセルが読み出される時間までの時間として定められる。各ピクセルに対して望ましい露出時間を確立するために、リセット（露出開始）用のカウンタが１セットと読取（露出終了）用のカウンタが１セットの２セットのカウンタが使用される。各セットのカウンタは、フレームカウンタ、行カウンタ、及びピクセル（又は列）カウンタを含む。ピクセルカウンタは、それがＦｉｒｓｔＣｏｌｕｍｎ値に設定される場合となるＬａｓｔＣｏｌｕｍｎ値と等しくない限り、各ピクセル時間（１０クロックサイクル）で増分される。このロールオーバーポイントで、列カウンタは増分される。列カウンタが過去のＬａｓｔＲｏｗ値を増分することを試みた場合、それは、ＦｉｒｓｔＲｏｗ値に設定される。フレームカウンタは、行カウンタがＬａｓｔＲｏｗ値に等しい時に増分される。それが０になると、走査（リセット又は読取のいずれか）が終了する。
【００９２】
設定は別様に開始される。リセットカウンタは、０ｘＦＦ、ＦｉｒｓｔＲｏｗ、フレームに対するＦｉｒｓｔＣｏｌｕｍｎ、行、及びピクセルカウンタに設定される。複数の読取カウンタは、ＮｕｍＩｎｔｅｇｒａｔｉｏｎＦｒａｍｅｓ、ＳｔａｒｔＲｏｗ、及びＲｅｓｅｔＣｏｌｕｍｎにそれぞれ設定される。追加のカウンタと論理回路は、二重フレーム、行シフト、複数画像、及びその他の変形を処理する。フレームカウンタが０ｘＦＦである間に読取カウンタがピクセルを示すので、データはホストに送信される。全てのデータが送られた状態で、パリティバイトが送られる。
【００９３】
露出時間の最も細かいものは、ＰｉｘｅｌＴｉｍｅである。１ＰｉｘｅｌＴｉｍｅは、水晶の周波数の１／１０である。８データビット＋２ビット間隔。全ての露出設定は、集積境界を交差する時はいつでも２ＰｉｘｅｌＴｉｍｅステップをもたらす少なくとも２ＰｉｘｅｌＴｉｍｅを有する（副次的行時間対行時間）。以下に示されているのは、単一ウインドウモードの場合に集積時間を制御する式である。
＃ｃｏｌｓ＝ＬａｓｔＲｅａｄＣｏｌｕｍｎ−ＦｉｒｓｔＣｏｌｕｍｎ＋１
＃ｒｏｗｓ＝ＬａｓｔＲｏｗ−ＦｉｒｓｔＲｏｗ＋１
ｉｎｔｐｉｘ＝ＬａｓｔＣｏｌｕｍｎ−ＲｅｓｅｔＣｏｌｕｍｎ
ｉｎｔｒｏｗ＝ＬａｓｔＲｏｗ−ＳｔａｒｔＲｏｗＣｏｕｎｔ
ｉｎｔｆｒａｍｅ＝２５５−ＮｕｍＩｎｔＦｒａｍｅｓ
ＰｉｘｅｌＴｉｍｅ＝ＣｌｏｃｋＰｅｒｉｏｄ*１０（１μｓ＠１０ＭＨｚ，２μｓ＠５ＭＨｚ）
ＲｏｗＴｉｍｅ＝＃ｃｏｌｓ＋（ＬａｓｔＣｏｌｕｍｎ−ＬａｓｔＲｅａｄＣｏｌｕｍｎ＋４）
ＦｒａｍｅＴｉｍｅ＝＃ｒｏｗｓ*Ｒｏｗｔｉｍｅ
Ｅｘｐｏｓｕｒｅ＝ＰｉｘｅｌＴｉｍｅ*〔ｉｎｔｐｉｘ＋（ＲｏｗＴｉｍｅ*ｉｎｔｒｏｗ）＋（Ｆｒａｍｅｔｉｍｅ*ｉｎｔｆｒａｍｅ）〕
二重ウインドウモードでは（ＲｏｗＯｆｆｓｅｔ（バイト１２）又はＣｏｌｕｍｎＯｆｆｓｅｔ（バイト１７）のいずれかが０でない時）、以下が集積時間を制御する式である。
＃ｃｏｌｓ＝ＬａｓｔＲｅａｄＣｏｌｕｍｎ−ＦｉｒｓｔＣｏｌｕｍｎ＋１
＃ｒｏｗｓ＝２*（ＬａｓｔＲｏｗ−ＦｉｒｓｔＲｏｗ＋１）
ｉｎｔｐｉｘ＝ＬａｓｔＣｏｌｕｍｎ−ＲｅｓｅｔＣｏｌｕｍｎ
ｉｎｔｒｏｗ＝２*（ＬａｓｔＲｏｗ−ＳｔａｒｔＲｏｗＣｏｕｎｔ）−ｒｓｈ
ｉｎｔｆｒａｍｅ＝２５５−ＮｕｍＩｎｔＦｒａｍｅｓ
ＰｉｘｅｌＴｉｍｅ＝ＣｌｏｃｋＰｅｒｉｏｄ*１０（１μｓ＠１０ＭＨｚ，２μｓ＠５ＭＨｚ）
ＲｏｗＴｉｍｅ＝＃ｃｏｌｓ＋（ＬａｓｔＣｏｌｕｍｎ−ＬａｓｔＲｅａｄＣｏｌｕｍｎ＋４）
ＦｒａｍｅＴｉｍｅ＝＃ｒｏｗｓ*Ｒｏｗｔｉｍｅ
Ｅｘｐｏｓｕｒｅ＝ＰｉｘｅｌＴｉｍｅ*〔ｉｎｔｐｉｘ＋（ＲｏｗＴｉｍｅ*ｉｎｔｒｏｗ）＋（Ｆｒａｍｅｔｉｍｅ*ｉｎｔｆｒａｍｅ）〕
【００９４】
ピクセルの行のサンプリングは、先行する行に対して最後に走査されたピクセル時間の間に始まり、更に３つの不明のピクセル時間に亘って延びる４追加ピクセル時間で行われる。次に、行の第１のピクセルが最終の読みを呈するために８ピクセルの時間をかけてパイプラインａ／ｄに読み込まれる、第１のピクセル時間の前に１つの追加の不明のピクセル時間がある。これが上の行時間の計算で＋４が生じる場所である。最後の読取列は、最後に走査された列よりも少なくとも１だけ少なくなければならない。パイプラインａ／ｄが停止している４ピクセルの読取行の期間の間に部分的に終了した結果がパイプラインａ／ｄに位置しないことを保証するために、これは、最後に走査された列よりも８少なくなるまで増すことができる。行は、最後に走査された列の数−最初に走査された列の数＋５に等しい処理時間を要求する。リセット処理は、割り当てられたリセット列の後に２つの追加のリセット処理期間を要求し、その含意は、ピクセルリセット列が最後に走査された列よりも少なくとも３つ少なくなければならないということである。リセット行の期間は、通常の集積期間又は進行中の場合がある読取ピクセル作動とは干渉しない。使用される行サンプリング方法のために、実際の有効な集積期間は、行がリセットされる時間から行が読み込まれる行の第１のピクセル時間まで延びる。
【００９５】
４つの列０から３を読むことによって温度測定値を取得することができる。第２と第４の列の値の差（１０ビットに変換された）に０．３６７が乗算され、１１３を加算されて摂氏温度をもたらす。これらの値は、１及びデフォルト又は標準アナログ設定の利得を有するものである。実際には、多くの列を同時に平均してより正確に温度を導出するのが望ましい。
【００９６】
要求された画像データを送信した後でパリティバイトが送信される。このバイトは、３０（０×１Ｅ）の画像の一部として送られた全てのデータの「排他的論理和」の結果である。
【００９７】
図８ａから８ｃを参照すると、撮像装置基板８３５ａとプロセッサ８０８ａの間の相互接続と共に機能強化送受信機８０９ａ、８０９ｂ、８０９ｃが説明されている。チップは、プロセッサインタフェース論理ブロック８６５ａ、第１の読取アドレス８６６ａ、第２の読取アドレス８６７ａ、３２、７６８バイトで８ビット幅の二重ポートメモリ８６８ａ、書込アドレスを有する入力データブロック論理８６９ａ、ＬＶＤＳ送受信機８７０ａ、ＮＳＳ接続８７１ａ、８７１ｂ、８７１ｃ、ＭＯＳＩ接続８７２ａ、８７２ｂ、８７２ｃ、ＭＣＭＮＤ接続８７３ａ、８７３ｂ、８７３ｃ、ＳＰＳＣＬＫ接続８７４ａ、８７４ｂ、８７４ｃ、ＭＩＳＯ接続８７５ａ、８７５ｂ、８７５ｃ、ＲＥＡＤＹ接続８７６ａ、８７６ｂ、８７６ｃ、ＮＲＥＳＥＴ接続８７７ａ、８７７ｂ、８７７ｃ、ＳＮＳＳ接続８７９ａ、８７９ｂ、８７９ｃ、ＤＡＴＡ＋接続８８０ａ、８８０ｂ、８８０ｃ、ＤＡＴＡ−接続８８１ａ、８８１ｂ、８８１ｃ、ＤＣＬＫ＋接続８８２ａ、８８２ｂ、８８２ｃ、ＤＣＬＫ−接続８８３ａ、８８３ｂ、８８３ｃ、ＬＶＤＳ方向ライン８８４ａ、ＬＶＤＳソース選択ライン８８５ａ、シリアル指令データライン８８６ａ、シリアル指令クロックライン８８７ａ、制御信号８８８ａ、レジスタデータ８８９ａ、ｌｍｏｓｉライン８９０ａ、ｌｓｐｃｌｋライン８９１ａ、２．５ＶＤＣ接続８９２ｂ、８９２ｃ、ＧＮＤ接続８９３ｂ、８９３ｃ、ＶAA＿ＬＶＤＳ接続８９４ｃ、及びＶSS＿ＬＶＤＳ接続８９５ｃを含むように示されている。ＳＮＳＳ接続８７９ａ、８７９ｂ、８７９ｃは、機能強化送受信機を通してルーティングすることができず、逆にＳＮＳＳ接続は、プロセッサから撮像装置に直接行われることを理解すべきである。好ましい実施形態では、機能強化送受信機は、真のランダムアクセスメモリと先入れ先出し（ＦＩＦＯ）メモリ間のどこかで機能するように構成される。例えば、第１のフレームの単一モードでは、機能強化送受信機は、プロセッサに使用することができる少なくとも第２の画像の部分を作ることにより、合成高ダイナミックレンジの画像効果を作り出す機能を提供する。好ましくは撮像装置は、２つの画像を送信するために１つの指令の命令だけを受け取る必要がある。機能強化送受信機及び／又は撮像装置は、２つよりも多い異なる画像に対してアクセスを提供するように構成することができることを理解すべきである。これらの機能は、関連する視覚システムが補助的な照明や補助的な照明を有するものなしで少なくとも１つの画像を取得する水分検出システムのような１つよりも多い画像からのピクセルを使用するアルゴリズムを有する時に有用である。外部照明制御システムは、第１の集積期間で少なくとも１つの画像と、第２の集積期間で少なくとも１つの画像とを取得する。連続する画像は、介在する指令命令が必要ない時に非常に近い時間で得られることになる。ＬＶＤＳと機能強化送受信機のメモリと共にプロセッサを集積することができることもまた理解されるべきである。代替的に、機能強化送受信機に画像の事前処理機能を組み込むことができる。例えば、機能強化送受信機は、合成高ダイナミックレンジの画像を生成することができ、光源抽出機能を提供することが��き、光源分類機能、及びそれらの副結合又はその組合せを提供することができる。少なくとも１つの撮像装置、少なくとも１つの機能強化送受信機、少なくとも１つのプロセッサ、共通ボード及び／又はシリコンウェーハ上でのそれらの副結合又はその組合せを提供することは本発明の範囲内である。
【００９８】
以下の例は、機能強化送受信機の好ましい実施形態を説明するものである。
【００９９】
例示的な機能強化送受信機
機能強化送受信機は、シリアルクロック（ＳＰＳＣＬＫ）及びデータ（ＭＯＳＩ）信号に対する双方向低電圧差動信号（ＬＶＤＳ）送受信機として作用する。チップは、画像取得の後で、画像センサから送られたバッファ画像データに３２，７６８バイトのメモリを提供し、プロセッサがこのデータを非同期的に読み込めるようにする。チップは、プロセッサを使用して５Ｖ耐性のインタフェースを提供する。チップは、二重画像処理を容易にするメモリアクセス機能、結果の保存、及び本明細書に説明したメモリ試験を提供する。チップは、撮像装置からの適正な送信を検証するためにパリティ計算を提供する。
【０１００】
表１２は、関連するチップ接続のステータスと共に機能強化送受信機の作動モードを示すものである。
【０１０１】
（表１２）
2006521043.tif 000014
【０１０２】
モード間での遷移の時に、撮像装置からの望ましくない干渉を誘発する撮像装置の命令モードに偶然に入るのを防ぐために、ラインは、順々に切り換えられるべきである。
【０１０３】
あらゆる画像取得サイクルの開始時に、１８バイトの制御命令がプロセッサから撮像装置に送られる。機能強化送受信機は、別の長さの制御命令を送信することができ、本明細書に含まれる実施例の撮像装置が偶然１８バイトの制御命令を使用することができることを理解すべきである。この遷移の間に、ＮＳＳ（非スレーブ選択）ラインは低く設定され、ＮＣＭＮＤ（非指令）ラインは高く設定される。このモードでは、機能強化送受信機は、撮像装置に送信するためのマイクロプロセッサからＬＶＤＳへの信号を変換するだけの役目を果たすのが望ましい。ＬＶＤＳ送受信機は、出力データに設定されるのが望ましい。マイクロコントローラからのＭＯＳＩ信号は、ＤＤＡＴＡ＋／ＤＤＡＴＡＩ−ＬＶＤＳ対上に出力される。マイクロコントローラからのＳＰＳＣＬＫは、ＤＣＬＫ＋／ＤＣＬＫ−対上に出力される。撮像装置のＮＳＳラインは、このモードで低く駆動されるのが望ましい。集積サイクルが終了した後で、撮像装置は、ＭＯＳＩ及びＳＰＳＣＬＫ差動対を超えて機能強化送受信機に得られた画像を送信することになる。ＮＳＳが高い時は、ＬＶＤＳ送受信機は、入力データに設定される。入ってくるデータ論理ブロックは、入ってくるシリアルデータストリームを受け取り、各バイトをメモリに保存し、各バイトを使用して書込メモリ位置を増分する役割を果たすのが望ましい。以下のループバックモードも同様に参照されたい。プロセッサは、画像要求とメモリ使用を管理する役割を担うものである。オーバーフロー条件は、データの損失をもたらすことになる。
【０１０４】
ループバック制御ビットが設定されてＮＳＳ及びＮＣＭＮＤラインが高い時、シリアルデータストリームは、ＬＶＤＳ送受信機ではなく、プロセッサからのＭＯＳＩ及びＳＰＳＣＬＫラインから供給される。
【０１０５】
プロセッサは、機能強化送受信機メモリからデータをデータ受信とは非同期的に読み取ることになる。このモードでは、ＮＳＳ及びＮＣＭＮＤラインは高く設定される。データは、先入れ先出し（ＦＩＦＯ）の順番に読み取られる。プロセッサは、ＲＥＡＤＹ信号をモニタし、利用可能なデータがあるか否かを判断することができる。待機中ラインが読取作動に影響を与えないことに注意すべきである。待機中とは別に、論理回路は、待機中論理回路とは無関係な自動増分ポインタを使用して汎用シリアルＲＡＭとしてのメモリの使用を許可する。プロセッサは、ＭＩＳＯライン上で連続してデータ出力を同期させるＳＰＳＣＬＫラインと同期させることによってデータを受け取る。ループバック制御ビットが設定される時、ＭＯＳＩライン上のデータは、同じくロックエッジを使用して同時にメモリに格納される。データアクセスに２つの読取ポインタのどちらが使用されるかを選択するために、指令ビットも同様に使用することができる。
【０１０６】
ＮＳＳ及びＮＣＭＮＤラインの両方とも低い時は、プロセッサから送られたデータは、指令レジスタ、読取書込ポインタレジスタ、及びメモリに格納される。様々な指令ビットと指令シーケンスの詳細が本明細書の後の部分で提供される。このモードでは、クロック又はデータ信号はＬＶＤＳラインから送られず、ＬＶＤＳラインは、この状態の間、撮像装置によりアイドル（高）に能動的に保たれる。
【０１０７】
ＮＳＳが高くＮＣＭＮＤラインが低い時、パリティはビットを試験し、書込ポインタはラッチされて、ＳＰＳＣＬＫ及びＭＩＳＯラインを使用してプロセッサの外にシフトされる。追加の読取が読取ポインタ１、読取ポインタ２、指令レジスタ、及びパリティレジスタの値を転送することになる。撮像装置からのデータの受け取りはこの状態では影響されない。ループバックビットが設定されている時には、この組合せは必ずしも必要とされない。ループバックモードでのステータス要求は規定されない。
【０１０８】
リセットラインが入力として機能強化送受信機に提供される。リセットが低く設定されている時、チップは、「空」状態に設定される（書込ポインタが７ＦＦＦに、読取ポインタが０に）。全ての内部レジスタ及びメモリポインタのカウンタが初期化されるのが望ましい。読取ポインタ１が選択されることになる。
【０１０９】
画像受信とステータスモードで作動している間は、データがメモリに書き込まれる時に待機中ラインは高く設定されることになる。書き込まれた最後のバイトがプロセッサによって読み込まれた時に、それはクリアされることになる。代替のビットが指令レジスタに設定される時に、それは同様にクリアされることになる。代替の書込モードで作動している時には、待機中ラインが設定されている場合、書込ポインタが読取ポインタを通り越して増分されないようにして読取ポインタを設定することに注意すべきである。
【０１１０】
代替のビットが指令レジスタに設定されている時は、読取の間のデータ出力は、メモリを読み取るためにどちらの読取ポインタが使用されるかを切り換える。第１のバイトが読取ポインタ１を使用して読み込まれる場合、次のバイトは、読取ポインタ２を使用して読み込まれることになる。以下同様である。このモードは、２つの画像の同時処理を可能にする。
【０１１１】
画像指令の第１のバイトが送られる時に、パリティレジスタは１４（０ｘｅ）に設定される。画像受信モードの間に受信された各バイトは、次に、パリティレジスタで排他的−論理和される。チップがステータスモードに設定される時に、送信された第１のビット（書込ポインタのＭＳＢ）は、パリティレジスタがゼロに等しい場合、１に設定されることになる。
【０１１２】
最大の命令データクロック速度は１０ＭＨｚである。最大の画像データ受信クロック速度は１０ＭＨｚ（１マイクロ秒／バイト）である。最大のプロセッサデータ読取クロック速度は、相互接続伝送機能の関数であり、好ましくは１２ＭＨｚを超える。
【０１１３】
最上位ビットを最初にして全てのデータが送られる。全てのデータは、適切なクロックの立ち上がりに同期される。ＭＩＳＯ及びＭＯＳＩデータは、ＳＰＳＣＬＫ信号によって同期され、一方で「ＬＶＤＳ  ＤＡＴＡ」ラインは、ＤＣＬＫラインを使用して同期される。全てのデータはバイト内で処理される。部分的なバイトの受け取りは回避されるべきである。ポインタレジスタ値は、第１のビットが配慮されない２バイトとして転送され、最上位ビットを最初にした１５ビット値が続く。これに対する例外は、パリティ検査機能のための書込ポインタの第１のビットの使用である。
【０１１４】
機能強化送受信機は、単一の２．５ＶＤＣ供給から作動するように構成することができる。図８ｄと８ｅは、関連するプロセッサの信号波形とＬＶＤＳ信号波形をそれぞれ示すものである。指令モードの入力の後でマイクロコントローラから受け取られた最初のバイトは指令バイトである。必要に応じて、ポインタレジスタの値が次の２バイトで受け取られる。指令モードが選択されている間に送られた全ての追加バイトは、書込ポインタレジスタを使用してメモリに書き込まれることになる。表１３と１４は、関連する機能強化送受信機の指令バイトの詳細を示すものである。
【０１１５】
（表１３）
2006521043.tif 000015
【０１１６】
（表１４）
2006521043.tif 000016
【０１１７】
表１５は、一連の例示的な機能強化送受信機指令を示すものである。
【０１１８】
（表１５）
2006521043.tif 000017
【０１１９】
典型的な使用例
以下は、リセット又は空ポインタ状態からの開始を仮定し、すなわち、非ループバック又は代替ビットセット、ＮＲｅｓｅｔ、ＮＳＳ、及びＭＣＭＮＤビット高である。
１）撮像装置から１つの画像を集める：
ａ）ＮＳＳを低く設定。
ｂ）撮像装置指令を送る。
ｃ）ＮＳＳを高く設定。
ｄ）撮像装置データを取得。ＲＥＡＤＹが低い間は待機し、ＲＥＡＤＹが高い時にデータを読む。
２）複数の画像の収集、通常読取：
ａ）ＮＳＳを低く設定。
ｂ）撮像装置指令を送る。
ｃ）ＮＳＳを高く設定。
ｄ）撮像装置データを取得。ＲＥＡＤＹが低い間は待機し、ＲＥＡＤＹが高
高い時にデータを読む。
ｅ）画像データの終了が予想される時間に、ＭＣＭＮＤビットを周期的に低く設定する。書込アドレスを取得して予想される長さと比較する。
ｆ）先行する画像がＦＩＦＯへの転送を終了した状態で、別の画像を開始するためにステップａ−ｃが繰り返される。書込ポインタが読取ポインタを通過する点まで、メモリを一杯にしないように注意が払われるべきである。レジスタは繰り越されるが、チップに対する物理的な限界がある。
３）画像（又は１つの指令から２つの画像）を集め、代替モードを使用してデータの２つの半分を一緒に処理する。
ａ）ＮＣＭＤビットを低く設定。
ｂ）ＮＳＳを低く設定。
ｃ）読取ポインタ２を表示する代替モードの指令のバイトを送る（０ｘ５２）。
ｄ）書込ポインタの既知の値から読取ポインタ２の値を計算する。（ＲｅａｄＰｔｒ２＝ＷｒｉｔｅＰｔｒ＋１＋第１の部分の長さ）
ｅ）読取ポインタ２の最上位バイトを送る。
ｆ）読取ポインタ２の最下位バイトを送る。
ｇ）ＭＣＭＮＤラインを高く設定。
ｈ）撮像装置指令を送る。
ｉ）ＮＳＳを高く設定。
ｊ）ＮＣＭＮＤビットを低く設定。書込アドレスを取得し、書込ポインタ２に対して設定された値と比較する。ＭＣＭＮＤを高く設定。書込ポインタが読取ポインタ２を超えて進んだ状態で、次のステップに続く。
ｋ）データを読取り、データの利用可能性に関して待機中ラインをモニタする。第１のバイトの読取は、第１の画像要求から受け取られた第１のバイトになる。受け取られた第２のバイトは、読取ポインタ２を使用してアクセスされることになる。
４）２つに画像を集め、代替モードを使用してそれらを処理する。
ａ）ＮＳＳを低く設定。
ｂ）撮像装置指令を送る。
ｃ）ＮＳＳを高く設定。
ｄ）繰返してＮＣＭＮＤビットを低く設定。書込ポインタの値を取得して予想される長さと比較する。これが行われなかった場合は、ＮＣＭＮＤを高く設定。
ｅ）最初の画像がＦＩＦＯへの転送を終了した状態で、ＮＣＭＮＤを低く設定。
ｆ）ＮＳＳを低く設定して指令モードに入る。
ｇ）読取ポインタ２を表示する代替モードの指令のバイトを送る（０ｘ５２）。
ｈ）書込ポインタを超えたものとして読取ポインタ２の値を計算する。（ＲｅａｄＰｔｒ２＝ＷｒｉｔｅＰｔｒ＋１）。
ｉ）読取ポインタ２の最上位バイトを送る。
ｊ）読取ポインタ２の最下位バイトを送る。
ｋ）ＭＣＭＮＤラインを高く設定。
ｌ）第２の画像のために撮像装置指令を送る。
ｍ）ＮＳＳを高く設定。
ｎ）データを読取り、データの利用可能性に関して待機中ラインをモニタする。第１のバイトの読取は、第１の画像要求から受け取られた第１のバイトになる。受け取られた第２のバイトは、読取ポインタ２を使用してアクセスされることになる。
５）ループバックモードを使用してメモリ試験を行う。
ａ）ＮＳＳとＭＣＭＮＤを低く設定。
ｂ）ループバックモード指令を送る（０ｘ８０）。
ｃ）メモリ試験の第１のバイトを送る。追加のバイトも同様に送ることができる。
ｄ）ＮＳＳとＭＣＭＮＤを高く設定。
ｅ）終了するまで前の試験値を読み取る間に次の試験値を送る。
ｆ）ＮＳＳとＭＣＭＮＤを低く設定。
ｇ）通常モードの指令を送る（０ｘ００）。
ｈ）ＮＳＳとＭＣＭＮＤを高く設定。
ｉ）最後のバイトを読取り、待機中信号とポインタを空状態にリセットする。
６）ループバックと代替モードを使用して２つの画像を処理し、中間の結果をチップに保存する。最初のデータが維持される必要がある場合のこのモードの最大サイズの画像は８１９１であり、結果によって画像を上書きすることができる場合は１０９２３である。
ａ）ＮＳＳを低く設定。
ｂ）撮像装置指令を送る。
ｃ）ＮＳＳを高く設定。
ｄ）繰返してＮＣＭＮＤビットを低く設定。書込ポインタの値を取得して予想される長さと比較する。これが行われない場合はＭＣＭＮＤを高く設定。
ｅ）最初の画像がＦＩＦＯへの転送を終了した状態で、ＮＣＭＮＤを低く設定。
ｆ）ＮＳＳを低く設定して指令モードに入る。
ｇ）読取ポインタ２を表示する代替モードの指令のバイトを送る（０ｘ５２）。
ｈ）書込ポインタを超えたものとして読取ポインタ２の値を計算する。（ＲｅａｄＰｔｒ２＝ＷｒｉｔｅＰｔｒ＋１）
ｉ）読取ポインタ２の最上位バイトを送る。
ｊ）読取ポインタ２の最下位バイトを送る。
ｋ）ＭＣＭＮＤラインを高く設定。
ｌ）第２の画像のために撮像装置指令を送る。
ｍ）ＮＳＳを高く設定。
ｎ）書込アドレスをモニタすることにより、第２の画像が終了するのを待機する。
ｏ）各画像からデータの第１ピクセルを読み取る。
ｐ）指令モード（ＮＣＭＮＤとＮＳＳが低い）に進み、代替のループバックを送る（０ｘＣ０）。ＮＳＳとＭＣＭＮＤを高く設定。
ｑ）ピクセルデータ上で要求された作動を実行し、キューに出力するために結果の２バイトを準備する。
ｒ）転送する結果が計算される間にデータの次の２ピクセルを読み取る。
ｓ）データの読取が行われるまで続ける。
ｔ）指令モードに進み、正常（０）を送り、ＮＳＳとＭＣＭＮＤビットを高く設定。
ｕ）必要に応じて最後の２つの結果をキューに置くことができるが、これらはサムチェックである可能性が高いので、これらの結果が必要になる可能性は低いことに注意されたい。
読取を続けて結果データを処理する。
【０１２０】
マザーボード／撮像装置基板相互接続の第１の実施形態は図９ａに示されている。画像センサチップ９０１ａは、共有双方向同期シリアルバス上でプロセッサ９０２ａと通信する。バスは、３つの信号、すなわち、ＮＳＳ９０３ａ（非スレーブ選択）、ＭＯＳＩ９０４ａ（データマスター−アウト−スレーブ−イン）、及びＳＰＳＣＫＬ９０５ａ（シリアルクロック）を包含する。ＮＳＳ信号は単一方向であり、マイクロコントローラにそれがバススレーブ（データ受信に対して高インピーダンス入力）であるか又はマスター（データ送信）であるかを画像センサに対して表示させる。マイクロコントローラは、ＮＳＳを低く設定し、ＭＯＳＩ及びＳＰＳＣＬＫ上で画像取得のための画像センサに命令を送る。ＮＳＳが高く設定されている時、画像センサは、命令に従って画像取得を実行し、バス上で画像データを戻す。一般的に、バス信号は、使用される電源に対してＣＭＯＳ論理レベルであり、一般的に５．０Ｖ又は３．３Ｖで作動する。
【０１２１】
図９ｂに示されているマザーボード／撮像装置基板相互接続の別の実施形態は、撮像装置センサ９０１ｂとプロセッサ９０２ｂの間の通信のために双方向低電圧差動信号送信（ＬＶＤＳ）を使用する。本方法により、デジタル信号ＭＯＳＩ９０４ｂとＳＰＳＣＬＫ９０５ｂは、ＬＶＤＳ送受信機ブロック９０６ｂ、９０７ｂ、９０８ｂ、及び９０９ｂによって差動対９１０ｂと９１１ｂに変換される。ＬＶＤＳ信号はいくつかの利点を提供する。第１に、差動対の使用が実質的にノイズ耐性を高め、撮像装置とマイクロプロセッサの間の全ての接地基準差に対して遥かに高い抵抗力がある。第２に、低電圧信号（約−０．３Ｖから＋０．３Ｖ）は、５．０Ｖ又は３．３Ｖのデジタル信号よりも電磁波妨害の放射がかなり少ない。
【０１２２】
例示的なＬＶＤＳ送受信機ブロックは図９ｊに示されている。Ｆａｉｒｃｈｉｌｄの半導体のＦＩＮ１０１９ＬＶＤＳドライバ９０１ｊが使用される。データ信号９０４ｊは、ＭＯＳＩ信号又はＳＰＳＣＬＫ信号のどちらでもよい。ＮＳＳ信号９０３ｊ１は、データ転送の方向を表示する。Ｄ＋とＤ−信号は、差動対９１０ｊ１と９１０ｊ２を形成する。図９ｂに図示の例では、極性が画像センサ側の送受信機９０６ｂ及び９０７ｂに対して設定される。従って、ＮＳＳが低い時はデータ受信が可能である。コントローラ側の送受信機９０８ｂ及び９０９ｂの場合、ドライバの９０１ｊのＤＥとＮＲＥ入力に対してコントローラによって反対極性の信号が供給される。上記及び他の実施形態では、撮像装置命令及びパラメータデータは、得られたデジタル画像と同じ双方向バス上で通信される。
【０１２３】
１つのバスが、プロセッサから画像センサに命令とパラメータを供給し、別のバスが、画像センサからプロセッサに画像データを転送する、２つの単一方向バスを設けることも可能である。この場合、命令とパラメータのバスは、画像データバスの高いデータ速度要件を有することができないので、ＵＡＲＴなどの単純な技術を使用して実行されることがある。画像データバスは、ＬＶＤＳバスなどの単一方向高速デジタルバスにすることができ、又は共通のＮＴＳＣビデオ標準などのアナログ信号にさえすることができ、この信号は、次にプロセッサのところでデジタルサンプリングされる。
【０１２４】
図９ｃは、図９ｂと同等の実施形態を例証するものである。しかし、図９ｃの実施形態では、画像センサ側のＬＶＤＳ送受信機は、この機器の他の構成要素と共に撮像装置９０１ｃに一体化されている。この一体化は、部品数、構成要素コスト、及び画像センサ側の送受信機９０６ｂ及び９０７ｂに関連する撮像装置基板面積を低減するものである。図示のように、プロセッサ９０２ｃ側のＬＶＤＳ送受信機９０８ｃ及び９０９ｃは、相当するデータ９１０ｃ、クロック９１１ｃ、及びＮＳＳ９０３ｃ相互接続と共に残っている。シリアルバス、ＬＶＤＳシリアルバス、パラレルバス、ＵＡＲＴ、光学ファイバ、ＳＰＩバス、ＩＩＣバス、ＣＡＮバス、Ｊ１８１５バス、ＬＩＮバス、ＭＯＳＴバス、ＵＳＢ、ファイヤワイヤ、更に無線リンク（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）などの通信プロトコルを使用して撮像装置からプロセッサに及びプロセッサから撮像装置にデータを送信することができ、１つは撮像装置対プロセッサ通信、第２はプロセッサ対撮像装置通信として２つの個別の通信接続を使用することができることを理解すべきである。
【０１２５】
複数の画像センサを使用することができるいくつかの用途が存在する。例えば、車両用自動外部照明制御と水分感知は両方とも、画像感知及び処理を使用して実行することができる用途である。しかし、両方の機能の光学的要件は実質的に異なる。外部照明制御撮像システムは、距離のある小さな光源を撮像して、ある程度の色の識別を提供するように設計されるべきである。水分感知撮像システムは、一般的に、フロントガラスの表面を撮像する。フロントガラスの表面をより適切に撮像するために、画像センサを前方に傾斜させるのが有利である。更に、画像センサのために補助照明（ＬＥＤのような）を設け、任意的に照明器のスペクトル帯域に対して撮像システムのスペクトル感度を制限するのが一般的に有利である。特に、運転者や同乗者からは見えずに、しかもＩＲスペクトルに対する撮像システムの感度を制限する赤外線（ＩＲ）ＬＥＤを使用することが更に有利である。その結果、水分感知撮像システムの好ましい構造は、少なくとも両者の機能の広範囲な適応に対して経済的な手段を通して、外部照明制御撮像システムの好ましい光学的構造と互換性がないことが多い。別の車両用撮像機能は、外部照明制御、水分感知とも組み合わせることができ、又は、それらは互いに組み込むことができる。これらの機能は、以下に限定はしないが、適応走行制御、衝突警告又は回避、天候条件検出、車線離脱警告、盲点警告、夜間視覚、及び運転者の眠気検出を含むことができる。これらの機能のいくつかは、単一の画像センサを使用して組み合わせることができ、いくつかは、複数の画像センサの使用を通して組み合わせることができる。
【０１２６】
複数の画像センサを要求する別の有用な用途は立体撮像である。立体撮像システムは、互いに間隔を置いて配置された少なくとも２つの画像センサを使用する。視差効果は、異なる距離の対象物を互いに異なる変位で各画像センサ上に撮像させる。非常に距離のある対象物が各センサ上の同じ場所に撮像されることになる。この効果は、対象物の距離の正確な測定値を得るために使用することができる。この立体撮像の原理は、本明細書においてその開示内容が引用により全体的に組み込まれている、本出願人に譲渡された米国特許第５，９２３，０２７号、第６，６１７，５６４号、及び米国特許第６，６８１，１６３号に説明されているような水分感知、更に、外部照明制御又は先に説明した用途のいずれに対しても使用することができる。
【０１２７】
図９ｄは、２つ又はそれ以上の画像センサを有する視覚システムをもたらす経済性に優れた手段を提供する本発明の実施形態を示すものである。２つの画像センサ９０１ｄ１及び９０１ｄ２は、プリント基板９５０ｄ上に設けられる。電源９２１ｄや発振器９２０ｄなどの両方の画像センサに共通の構成要素は、コスト低減のために共有することができる。画像センサ９０１ｄ１及び９０１ｄ２は、信号ＭＯＳＩ９０４ｄ及びＳＰＳＣＬＫ９０５ｄを含むプロセッサ９０２ｄと通信するための共通のバスを共有する。各画像センサには、好ましくは、それ自体の有効化／方向信号ＮＳＳ９０３ｄ１及び９０３ｄ２が設けられる。
【０１２８】
作動は以下のように進行する。すなわち、画像センサ９０１ｄ１から画像を取得するために、ＮＳＳ−２（９０３ｄ２）を低く設定することにより、画像センサ９０１ｄ２の出力は無効にされて３状態入力モードに置かれる。ＮＳＳ−１（９０３ｄ１）を低く設定し、一方でＭＯＳＩ９０４ｄ及びＳＰＳＣＬＫ９０５ｄ信号上で画像センサ９０１ｄ１に命令を通信することにより、命令は、マイクロプロセッサから画像センサ９０１ｄ１にロードされる。命令がロードされた後でＮＳＳ−１（９０３ｄ１）が高く設定され、取得処理を開始させ、画像センサ９０１ｄ１からの出力を可能にする。この全体の期間の間、ＮＳＳ−２（９０３ｄ２）は低く保たれる。画像センサ９０１ｄ１からの取得が終了する時に、画像センサ９０１ｄ１から追加の画像を取得することができ、又は画像センサ９０１ｄ２から画像を取得することができる。
【０１２９】
画像センサ９０１ｄ２から信号を取得するために、信号ＮＳＳ−１（９０３ｄ１）は低く設定され、画像センサ９０１ｄ１からの出力が不能になる。次にＮＳＳ−２（９０３ｄ２）が高く設定され、次に低く設定されて画像センサをリセットして命令のロードが可能となる。画像命令は、次に信号ＭＯＳＩ９０４ｄとＳＰＳＣＬＫ９０５ｄ上で画像センサ９０１ｄ２に通信される。ＮＳＳ−２（９０３ｄ２）は次に高く設定され、画像センサ９０１ｄ２からの画像の取得と読取が可能になる。画像センサ９０１ｄ２から画像を取得する処理全体の間、ＮＳＳ−１（９０３ｄ１）は低く保たれる。
【０１３０】
上述の処理は、無限に任意の順番で続けることができる。画像取得は、撮像装置の間で交替することができ、又は各撮像装置は、複数の画像を連続して撮ることができる。各撮像装置の使用は、各撮像装置がそれに対して構成された機能の起動に依存することがある。同様に、対応する数のＮＳＳラインを追加することにより、任意の数の画像センサを共通のバス上に提供することができる。
【０１３１】
本発明はまた、様々なバスの手法で実施することができる。例えば、パラレルバスでシリアルバスを置換することができる。バスは、有線相互接続の代わりに無線周波数相互接続、光線相互接続、又は光ファイバ相互接続にすることができる。本発明は、１つ又はそれ以上の画像センサと１つ又はそれ以上のプロセッサの間で通信するための共有バスと、画像センサを選択するための手段とを含む。画像センサを選択するための手段は、信号ＮＳＳ−１及びＮＳＳ−２などの個別の信号を経由するか、アドレスバスを経由するか、又はデータ通信バス上で送られるアドレス又は識別子を経由することができる。後者の例は、例えば、バス上で識別子／指令命令を送ることによって実行することができる。識別子は、続く指令に応答することが望ましい場合、各撮像装置を判断することを可能にするものである。指令は、画像取得命令でもよく、又は「スリープに行く」命令でもよい。「スリープに行く」命令は、全てのバスがアクティブなセンサと干渉するのを防ぐために、画像センサが画像を取得しないようにさせるであろう。非アクティブな画像センサは、センサアドレスに対して取得命令が発行された時にアクティブになるであろう。画像センサのアドレスは、アドレスを設定するために高又は低のいずれかに配線されたデジタル入力を通してハードウエア内で設定することができる。このようにして、各画像センサは、独特なアドレスを与えられる。
【０１３２】
図９ｄの実施形態が単一回路基板の同じ場所に配置されている画像センサ９０１ｄ１及び９０１ｄ２を示しているのに対して、本発明はまた、車両上又は内の別々の回路基板か又は異なる場所に配置された画像センサを使用して実行することができる。このような場合では、電圧調整器６２１ｅや発振器９２１ｅなどのいくつかの構成要素を共有することが好都合な場合があるが、共通のバスを使用すると更に経済的に有利になる。水分センサを他の機能と組み合わせると、水分センサの撮像平面を傾斜させる一方で、他の画像センサの撮像平面が道路面に垂直になるようにしておく必要がある。いくつかの技術がこれを容易にすることになる。水分センサ撮像装置は、ワイヤ又はコードで配線された他の回路基板に接続した別の回路基板上に配置することができる。水分センサは、回路基板の分離された部分に配置することができる。そのような構造は、画像センササブアセンブリを平坦な回路基板上に作り、次に水分センサ撮像装置を有する基板の部分を折って適切な角度に曲げることを可能にするであろう。電気接続は、ワイヤジャンパを通して維持される。最後に、画像センササブアセンブリは、可撓性の回路基板上に作って２つの画像平面を別々にすることができる。
【０１３３】
図９ｆの実施形態は、図９ｄの実施形態と同等であるが、プロセッサ９０２ｅからの信号ＭＯＳＩ９０４ｅ及びＳＰＳＣＬＫ９０５ｅは、図９ｂ及び９ｃに関連して先に説明したように、それぞれＬＶＤＳ９０８ｃ及び９０９ｃを使用して差動対９１０ｅ及び９１１ｅに変換されている。図９ｅに示す実施形態は、各画像センサがＬＶＤＳ送受信機を有するように描かれているが、外部送受信機を使用することもできる。この場合、送受信機は、画像センサによって共有することができる。
【０１３４】
図９ｆの実施形態は、複数プロセッサソリューションを示すものである。この実施形態では、第２のプロセッサ９３０ｆは、１つ又はそれ以上の画像センサ９０１ｆ１及び９０１ｆ２と通信し、これらのセンサに関連するいくつかの又は全ての画像処理を実行する。プロセッサ９３０ｆは、撮像装置基板から遠隔に配置することができるメインプロセッサ９０２ｆと通信する。通信されるデータは、全体画像、画像の部分集合、圧縮画像、事前処理された画像の結果、又は少なくとも１つの画像の処理に基づいて取られるアクションに対する判断とすることができる。メインプロセッサ９０２ｆは、処理のためのパラメータ、様々な機能の始動、及び車両のステータス情報などの様々な情報を第２のプロセッサ９３０ｆに通信することができる。メインプロセッサは、画像解析の部分を実行することができ、又は、第２のプロセッサ９３０ｆから通信された情報に基づいて制御の判断を行うことができる。メインプロセッサ９０２ｆはまた、個別の配線又はＣＡＮバスなどのバスを通じて車両との通信を行うことができる。メインプロセッサ９０２ｆはまた、電気光学ミラーの制御などの別の機能を実行することもできる。メインプロセッサ９０２ｆを通常複数の車両機器機能の役割を担う「本体コントローラ」のような中央演算処理装置にすることもまた考えられる。このようにして、第２のプロセッサ９３０ｆは、計算とデータ集約的画像解析作業の役割を担うことができ、メインプロセッサ９０２ｆは、９３０ｆと場合によっては別の車両情報からの処理の結果に基づいて最終的な制御判断を決めて実行することができる。電圧調整器９２４ｆと発振器９２０ｆを設けることもできる。
【０１３５】
メインプロセッサ９０２ｆと第２のプロセッサ９３０ｆの間の通信は、様々な手段を通じて行うことができる。生画像データ全体は、必ずしも第２のプロセッサ９３０ｆからメインプロセッサ９０２ｆに送信される必要がないために、この通信リンクは、撮像装置とプロセッサの間の通信リンクよりも柔軟で、場合によってはより低い帯域幅にすることができる。例示的な通信リンクは、シリアルバス、ＬＶＤＳシリアルバス、パラレルバス、ＵＡＲＴ、光ファイバ、ＳＰＩバス、ＩＩＣバス、ＣＡＮバス、Ｊ１８１５バス、ＬＩＮバス、ＭＯＳＴバス、ＵＳＢ、ファイヤワイヤ、又は無線リンク（例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）さえも含むものである。
【０１３６】
第２のプロセッサは、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、複合プログラマブル論理アレイ（ＣＰＬＤ）、特定用途向けＩＣ（ＡＳＩＣ）などでもよい。第２のプロセッサ９３０ｆは、１つ又はそれ以上の画像センサ９１０ｆ１及び９０１ｆ２と一体化することができる。好ましい実施形態では、第２のプロセッサは、米国カリフォルニア州サンホセ所在の「Ａｌｔｅｒａ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ」から市販されている「Ｃｙｃｌｏｎｅ（登録商標）」シリーズＦＰＧＡのようなＦＰＧＡを使用して実施することができる。そのような装置は、１つ又はそれ以上の画像センサ９０１ｆ１及び９０１ｆ２のそれぞれと個別に通信するために十分なＩ／Ｏを提供するので、各撮像装置の同時作動を可能にするものである。各撮像装置との通信は、シリアル（任意的にＬＶＤＳ）でもよく又パラレルでもよい。画像解析ソフトウエアを実行するために、マイクロプロセッサを実施するようにＦＰＧＡをプログラムすることができる。
【０１３７】
従来のＤＳＰ又はマイクロプロセッサ上でＦＰＧＡを使用することにより、画像解析アルゴリズムの実行の大幅な性能改善を行うことができる。計算機能と効率の向上は、より高い解像度のアレイの使用を可能にし、又はシステム性能を向上させるより高度なアルゴリズムの実施を可能にするものである。より高い性能は、画像の同時解析を可能にし、その取得は、全体画像をメモリに保存する必要性を排除し、従って、潜在的にメモリコストを低減するものである。最後に、より高い性能と効率はまた、より高い機能性又は付加的な効率の提供を可能にする。
【０１３８】
ＦＰＧＡを使用して実現される性能改善の第１の実施例に関して、本明細書において引用により組み込まれる、本出願人に譲渡された「画像センサを使用した水分センサとフロントグラスの曇り検出」という名称の米国特許第６，９２３，０２７号に説明した３ｘ３のカーネルとして実施される縁部を検出するための水分感知用途で使用されるフィルタを考える。このフィルタの従来のソフトウエア実施は、隣接するピクセルに対する係数の連続した乗算とその積の累算とを必要とするものである。この処理は、画像内のピクセル毎に行われるべきであるから非常に計算集約的なアルゴリズムになる。ＦＰＧＡを使用すると、デジタル論理でこのフィルタを実行することができるので、カーネル計算の並列実行を可能にして全体の処理時間を短縮することができる。
【０１３９】
公知の外部照明制御システムでは、本明細書においてその開示内容が全体的に引用により組み込まれている、本出願人に譲渡された米国特許出願公告番号ＵＳ２００４−０１４３３８０Ａ１に説明するように、対向車両のヘッドライトと先行車両のテールライトの検出は、画像内の輝度のピークを探すことによって達成される。輝度のピークは、現在のピクセルのグレースケール値をその隣接するピクセルと比較し、現在のピクセルがピークであるか否かを判断することによって検出される。従来のマイクロコントローラを使用して、これらの比較は、一般的に連続して行われる。試験が全てのゼロでないピクセルに対して行われるので、プロセッサは、計算的に時間を消費する可能性がある。ＦＰＧＡを使用すると、現在のピクセルと回路内の隣接ピクセルの間の並列比較の実行によりピーク検出比較が遥かに効率的なので、装置の性能を向上させることができる。
【０１４０】
ＦＰＧＡを使用する最後の実施例として、先に参照した米国特許出願公告番号ＵＳ２００４−０１４３３８０Ａ１に説明の確率関数ベースのアルゴリズムとニューロネットワーク解析技術を考える。ニューロネットワークの実施は、入力ベクトルと重みベクトルの間のいくつかの内積の計算を必要とするものである。これらの内積は、従来のマイクロコントローラ又はＤＳＰ上で連続乗算累積演算によりそれぞれ計算されるべきである。しかし、ＦＰＧＡを使用すると、これらの内積の計算は、同時に作動するいくつかの乗算器を実施することにより、並列に又は部分的に並列に実行される。小規模なＦＰＧＡでは、全ての望ましい有線接続機能を実施するほど十分なリソースを使用することができない。しかし、これらのプログラムは、別の機能が必要な時に、実行中に部分的にプログラムすることができる。例えば、装置は、水分感知のためのカーネルフィルタを実施するようにプログラムすることができ、ヘッドライト制御解析が実行されている時に、ピーク検出を実施するために後から再プログラムすることができる。
【０１４１】
図９ｇは、画像センサの近くにあるプロセッサ９３０ｇを使用して、１つ又はそれ以上の画像センサ９０１ｇ１及び９０１ｇ２を支持するマザーボード／撮像装置基板相互接続の別の実施形態を示すものである。この場合、画像センサは、図９ｄの実施形態と同様に共通のバスによって接続されるが、各画像センサは、第２のプロセッサ９３０ｆに直接接続される。本明細書で説明した別の実施形態と同様に、複数の画像センサは、電源９２４ｇ、発振器９２０ｇ、メインプロセッサ９０２ｇ、及び第２のプロセッサ９３０ｇを共有することができる。
【０１４２】
いくつかの市販で入手可能な画像センサは、画像データの通信のためにパラレルバスを使用するものである。これらの装置は、一般的に、４、８、又は１０ビット幅のバスを使用する。パラレルバスを使用する画像センサの例は、米国アイダホ州ボイス所在の「Ｍｉｃｒｏｎ，Ｉｎｃ．」から入手可能なＣＩＦフォーマット画像センサ部品番号ＭＩ−０１１１である。図９ｈに示すように、第２のプロセッサ９３０ｈが共通の回路基板に画像センサと共に配置された時に、１つ又はそれ以上の画像センサ９０１ｈ１及び９０１ｈ２をより有効に使用することができる。上述の別の実施形態と同様に、複数の画像センサは、共通のバス９５０ｈ、電源９２４ｈ、発振器９２０ｈ、メインプロセッサ９０２ｈ、及び第２のプロセッサ９３０ｈを共有することができる。パラレルバスを使用する複数の画像センサは、図９ｆに示すシリアルバスの画像センサの場合には、第２のプロセッサ９３０ｈに個々に接続することができる。パラレルバスの画像センサが使用されて、第２のプロセッサ９３０ｈを共通の回路基板に取り付けることができない状況では、システムを接続するために可撓性のケーブルを使用することができ、又は、パラレルデータバスをＬＶＤＳビットストリームに変換するために、「ナショナル半導体ＤＳ９２ＬＶ１０２１」のようなパラレル／シリアル変換器ＩＣを使用することができる。
【０１４３】
図９ａのシングルエンドバス上で図９ｂ、９ｃ、及び９ｅに示すＬＶＤＳシリアルバスを使用する時の１つの不具合な点は、信号を送信するために必要なワイヤの数が増加することである。余分なワイヤは、関連する配線コストを上昇させ、ワイヤのルーティングをより困難にする。マンチェスターコーディング又は他の同等な手段を通じてクロック信号ＳＰＳＣＬＫをデータ信号ＭＯＳＩと同じラインに符号化することにより、この制限を克服することができる。この場合、転送のビットレートは倍になるが、その代わりにクロック又はデータが単一の信号に結合される。殆どの場合、速度が倍増されたデータは、ＬＶＤＳリンクを通じて依然として活発に送信される。この実施形態は、図９ｉに示されている。ＭＯＳＩ９０４ｉ及びＳＰＳＣＬＫ９０５ｉ信号は、マンチェスター符号器／復号器９４０ｉを使用して信号９４２ｉ上に組み合わせられる。例示的なマンチェスター符号器／復号器は、「Ｉｎｔｅｒｓｏｌ」から入手可能な部品番号ＨＤ−１５５３０である。信号９４２ｉは、送受信機９０８ｉによってＬＶＤＳに変換され、撮像装置サブアセンブリに送信される。ＬＶＤＳ送受信機９０６ｉは、シングルエンド信号９４２ｉを修復し、マンチェスター符号器／復号器９４１ｉは、信号ＭＯＳＩ９０４ｉ及びＳＰＳＣＬＫ９０５ｉを修復する。ＬＶＤＳ送受信機９４１ｉ又は９４０ｉは、マンチェスター符号器９０６ｉ又は９０８ｉと組み合わせられ、これらのいずれか又は両方が画像センサ９０１ｉ又はプロセッサ９０２ｉと組み合わせられることが想定されている。この手法はまた、１つ又はそれ以上の画像センサとプロセッサを含む先に開示された実施形態のいずれにも適用することができる。
【０１４４】
図１０を参照すると、マザーボード／撮像装置基板相互接続１０４５を通じて撮像装置基板１０３５と相互接続したマザーボード１００５を有する車両用自動機器制御システム１０００の別の実施形態が示されている。マザーボードから分離される前のブレーカウェイボード１０１２が示されている。マザーボードは、車両バスインタフェース１０１０、車両機器コネクタ１００７、プロセッサ１００８、機能強化送受信機１００９、周囲光センサ１０１１、及び電気光学要素駆動回路１０１４を更に含む。ブレーカウェイボードは、グレア光センサを有する。グレアセンサボード５１２ａに関連して図５ａと５ｂに示すように、ブレーカウェイボードは、分離されるとマザーボードに相互接続することができる。
【０１４５】
ここで図１１ａと１１ｂを参照すると、マザーボード１１０５ａ及び１１０５ｂは、第１の側面１１０５ａ１に取り付けられた全ての構成要素を含むように示されている。グレア光センサ１１３６ａ及び１１３６ｂでさえも第１の側面に取り付けられ、一般的に、被制御車両の後方である望ましい方向の光線を検出可能なようにマザーボードを通る孔と整列する。図示のように、第２の側面１１０５ｂに取り付けられた構成要素はない。特定的な実施形態での製造に関しては、この構造が望ましい。マザーボードは、撮像装置基板相互接続コネクタ１１０６ａ、車両機器コネクタ１１０７ａ、プロセッサ１１０８ａ、機能強化送受信機１１０９ａ、表面取付周囲光センサ１１１１ａ、反対表面取付グレア光センサ１１１３ａ、及び電気光学ミラー要素駆動回路１１１４ａを更に含む。
【０１４６】
本発明は、様々な実施形態と特定の実施例に関連して説明したが、本発明の範囲が本明細書の特定の教示に制限されないことを理解すべきである。図面と特許請求の範囲に照らしてこの詳細説明を読めば、当業者には均等物が想起されるであろう。本発明の範囲は、発展的判例法で規定するような均等物の教義に照らして解釈されるものとする。
【図面の簡単な説明】
【０１４７】
【図１】道路上の先行車両、対向車両、及び別の車両に対する被制御車両の平面図である。
【図２】被制御車両の実施形態の平面図である。
【図３ａ】アクセサリ及びバックミラーアセンブリの実施形態の斜視図である。
【図３ｂ】図３ａのアクセサリ及びバックミラーアセンブリの第２の斜視図である。
【図４】自動機器モニタリング及び制御システムの実施形態のブロック図である。
【図５ａ】互いに相互接続したマザーボード、ドーターボード、及び撮像装置基板の実施形態の平面図である。
【図５ｂ】図５ａのマザーボードとドーターボードの反対側の第２の平面図である。
【図６ａ】撮像装置基板と相互接続ケーブルの実施形態を示す図である。
【図６ｂ】通常は封入されている相互接続ケーブルの不可視部分が露出された図６ａの撮像装置基板と相互接続ケーブルの第２の図である。
【図７ａ】撮像装置の実施形態のブロック図である。
【図７ｂ】画像センサと温度センサの実施形態を示す図である。
【図７ｃ】撮像装置関連信号波形を示す図である。
【図７ｄ】撮像装置の指令／応答シーケンスを示す図である。
【図７ｅ】温度センサを示す図である。
【図７ｆ】温度センサを示す図である。
【図８ａ】メモリを備えた低電圧差動信号装置の実施形態のブロック図である。
【図８ｂ】メモリ、ワイヤ結合、及び外部接続ピンを備えた低電圧差動信号装置を含むシリコンウェーハの実施形態の分解組立図である。
【図８ｃ】メモリを備えた低電圧差動信号装置の実施形態のピンの構成を示す図である。
【図８ｄ】プロセッサの信号波形を示す図である。
【図８ｅ】ＬＶＤＳの信号波形を示す図である。
【図９ａ】撮像装置及びプロセッサ構成の実施形態を示す図である。
【図９ｂ】撮像装置及びプロセッサ構成の実施形態を示す図である。
【図９ｃ】撮像装置及びプロセッサ構成の実施形態を示す図である。
【図９ｄ】撮像装置及びプロセッサ構成の実施形態を示す図である。
【図９ｅ】撮像装置及びプロセッサ構成の実施形態を示す図である。
【図９ｆ】撮像装置及びプロセッサ構成の実施形態を示す図である。
【図９ｇ】撮像装置及びプロセッサ構成の実施形態を示す図である。
【図９ｈ】撮像装置及びプロセッサ構成の実施形態を示す図である。
【図９ｉ】撮像装置及びプロセッサ構成の実施形態を示す図である。
【図９ｊ】撮像装置及びプロセッサ構成の実施形態を示す図である。
【図１０】相互接続したマザーボード、ブレーカウェイボード、及び撮像装置基板の第２の実施形態の平面図である。
【図１１ａ】第３のマザーボードの平面図である。
【図１１ｂ】図１１ａのマザーボードの第２の平面図である。
【符号の説明】
【０１４８】
４００  車両用自動機器制御システム
４０５  撮像装置
４１０  処理及び制御システム
４１５  通信インタフェース
４２０  プロセッサ
４９５  外部照明コントローラ
【図１】
2006521043.tif 000018
【図２】
2006521043.tif 000019
2006521043.tif 000020
2006521043.tif 000021
【図４】
2006521043.tif 000022
2006521043.tif 000023
2006521043.tif 000024
2006521043.tif 000025
2006521043.tif 000026
2006521043.tif 000027
【図７ｂ】
2006521043.tif 000028
【図７ｃ】
2006521043.tif 000029
【図７ｄ】
2006521043.tif 000030
2006521043.tif 000031
2006521043.tif 000032
2006521043.tif 000033
2006521043.tif 000034
【図８ｄ】
2006521043.tif 000035
【図８ｅ】
2006521043.tif 000036
2006521043.tif 000037
2006521043.tif 000038
2006521043.tif 000039
2006521043.tif 000040
2006521043.tif 000041
2006521043.tif 000042
2006521043.tif 000043
2006521043.tif 000044
2006521043.tif 000045
2006521043.tif 000046
【図１０】
2006521043.tif 000047
2006521043.tif 000048
2006521043.tif 000049
【手続補正書】
【提出日】平成18年4月18日(2006.4.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの画像センサと、少なくとも１つの温度センサ、少なくとも１つの制御出力、及び少なくとも１つの低電圧差動信号送受信機を含む群から選択された少なくとも１つの他の構成要素とを含む少なくとも１つの撮像装置と、
少なくとも１つの機能強化送受信機と、
前記少なくとも１つの撮像装置と前記少なくとも１つの機能強化送受信機の間の少なくとも１つの相互接続と、
を含み、少なくとも１つの車両用機器制御信号が、少なくとも１つの画像の少なくとも一部分の機能として生成されることを特徴とする、車両用自動機器制御システム。
【請求項２】
前記少なくとも１つの機能強化送受信機が、少なくとも１つの低電圧差動信号送受信機、及び少なくとも１つの二重ポートメモリを含む
ことを特徴とする、請求項１に記載の車両用自動機器制御システム。
【請求項３】
前記少なくとも１つの低電圧差動信号送受信機、及び前記少なくとも１つの二重ポートメモリが、共通シリコンウェーハ上に形成される
ことを特徴とする、請求項２に記載の車両用自動機器制御システム。
【請求項４】
前記相互接続は、ハードワイヤード、無線周波、音響波、光線、赤外光線、近赤外光線、光ファイバ、及び車両用バスを含む群から選択される
ことを特徴とする、請求項１に記載の車両用自動機器制御システム。
【請求項５】
前記相互接続が、撮像装置ボード上の結合コネクタと機能的に噛み合うように設計されたコネクタを有する
ことを特徴とする、請求項１に記載の車両用自動機器制御システム。
【請求項６】
前記相互接続が、マザーボード上の結合コネクタと機能的に噛み合うように設計されたコネクタを有する
ことを特徴とする、請求項１に記載の車両用自動機器制御システム。
【請求項７】
前記相互接続が、ドーターボード上の結合コネクタと機能的に噛み合うように設計されたコネクタを有する
ことを特徴とする、請求項１に記載の車両用自動機器制御システム。
【請求項８】
画像センサと、少なくとも１つの制御出力、及び少なくとも１つの低電圧差動信号送受信機を含む群から選択された少なくとも１つの他の構成要素とを含む撮像装置
を含み、少なくとも１つの車両用機器制御信号が、少なくとも１つの画像の少なくとも一部分の機能として生成されることを特徴とする、車両用自動機器制御システム。
【請求項９】
前記画像センサ、及び前記少なくとも１つの他の構成要素が、共通シリコンウェーハ上に形成される
ことを特徴とする、請求項８に記載の車両用自動機器制御システム。
【請求項１０】
前記撮像装置がさらに、少なくとも１つの温度センサ、少なくとも１つの電圧調整器、少なくとも１つの画像センサ論理及び制御回路、及び少なくとも１つのアナログーデジタル変換器、を含む群から選択された少なくとも１つの更なる構成要素を含む
ことを特徴とする、請求項８に記載の車両用自動機器制御システム。
【請求項１１】
画像センサと、少なくとも１つの制御出力、及び少なくとも１つの低電圧差動信号送受信機、を含む群から選択された少なくとも１つの他の構成要素と
を含み、前記画像センサ、及び前記少なくとも１つの他の構成要素が、共通シリコンウェーハ上に形成され、
少なくとも１つの車両用機器制御信号が、少なくとも１つの画像の少なくとも一部分の機能として生成される
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
少なくとも１つの温度センサ、少なくとも１つの暗画素、少なくとも１つの保護画素、少なくとも１つの電圧調整器、少なくとも１つの画像センサ論値及び制御回路、及び少なくとも１つのアナログーデジタル変換器、を含む群から選択された少なくとも１つの更なる構成要素、
を更に含むことを特徴とする、請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記画像センサ内の少なくとも一部の画素に隣接したスペクトルフィルタ材料、
を、所望の波長を持つそれらの関連光線のみが所定のスペクトルフィルタをかけられた画素に当たるように、さらに含むことを特徴とする、請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記画像センサが、１４４カラム及び１７６ローの画素を備える
ことを特徴とする、請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記画像センサが、前記１４４カラム及び１７６ローの画素を取り巻く４ロー及び４カラムの保護画素、を更に備える
ことを特徴とする、請求項１４に記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記画像センサが、前記４カラムの保護画素の外側エッジ上に、４カラムの暗画素をさらに備える
ことを特徴とする、請求項１５に記載の撮像装置。
【請求項１７】
温度センサ機能を定める４カラム、
を更に備えることを特徴とする、請求項１６に記載の撮像装置。
【請求項１８】
前記温度センサ機能は、前記関連するカラムが、画素データと同様なフォーマットを利用して前記撮像装置から読み取られるように構成される
ことを特徴とする、請求項１７に記載の撮像装置。
【請求項１９】
撮像装置と通信するように構成された、共通シリコンウェーハ上に形成された少なくとも１つの低電圧差動信号送受信機、及び少なくとも１つのメモリ
を含み、少なくとも１つの車両用機器制御信号が、少なくとも１つの画像の少なくとも一部分の機能として生成されることを特徴とする、機能強化送受信機。
【請求項２０】
入力データ論理ブロック、プロセッサインターフェース論理ブロック、ループバックモード、及びバイパスモード、を含む群から選択された少なくとも１つの更なるデバイス
をさらに含むことを特徴とする、請求項１９に記載の機能強化送受信機。
【請求項２１】
少なくとも１つの二重ポートメモリ
を更に含み、前記少なくとも１つの二重ポートメモリが、３２,０００バイト以上を備える
ことを特徴とする、請求項１９に記載の機能強化送受信機。
【請求項２２】
少なくとも１つの二重ポートメモリ
をさらに含み、前記少なくとも１つの二重ポートメモリが８ビットアーキテクチャを含む
ことを特徴とする、請求項１９に記載の機能強化送受信機。
【請求項２３】
撮像装置ボード相互接続であって、
該撮像装置ボード相互接続の少なくとも一部分を定める、少なくとも１つの低電圧差動信号送受信機、
を含み、該撮像装置ボード相互接続が、容認できない電磁干渉を発することなく、最高少なくとも１メガボーで動作するように構成される
ことを特徴とする撮像装置ボード相互接続。
【請求項２４】
１以上の画像センサを少なくとも１つのプロセッサに相互接続するように、さらに構成された
ことを特徴とする、請求項２３に記載の撮像装置ボード相互接続。
【請求項２５】
撮像装置と通信するように構成された少なくとも１つの低電圧差動信号送受信機、及び少なくとも１つのメモリ、を含む機能強化送受信機
を含み、少なくとも１つの車両用機器制御信号が、少なくとも１つの画像の少なくとも一部分の機能として生成される
ことを特徴とする、車両用自動機器制御システム。
【請求項２６】
少なくとも１つの二重ポートメモリ
をさらに含み、前記少なくとも１つの低電圧差動信号送受信機、及び前記少なくとも１つの二重ポートメモリが、共通シリコンウェーハ上に形成される
ことを特徴とする、請求項２５に記載の車両用自動機器制御システム。
【請求項２７】
画像センサと、少なくとも１つの温度センサ、少なくとも１つの制御出力、及び少なくとも１つの低電圧差動信号送受信機、を含む群から選択される少なくとも１つの他の構成要素とを含む撮像装置
を更に含むことを特徴とする、請求項２５に記載の車両用自動機器制御システム。
【請求項２８】
前記画像センサ、及び前記少なくとも１つの他の構成要素が、共通シリコンウェーハ上に形成される
ことを特徴とする、請求項１、１０、又は２７のいずれか１項に記載の車両用自動機器制御システム。
【請求項２９】
前記撮像装置が、少なくとも１つの電圧調整器、少なくとも１つの画像センサ論理及び制御回路、及び少なくとも１つのアナログーデジタル変換器を含む郡から選択された少なくとも１つの更なる構成要素、をさらに含む
ことを特徴とする、請求項１又は２７のいずれか１項に記載の車両用自動機器制御システム。
【請求項３０】
前記画像センサ、及び前記少なくとも１つの他の構成要素が、共通シリコンウェーハ上に形成される
ことを特徴とする、請求項２９に記載の車両用自動機器制御システム。
【請求項３１】
前記画像センサ、及び前記少なくとも１つの更なる構成要素が、共通シリコンウェーハ上に形成される
ことを特徴とする、請求項２９に記載の車両用自動機器制御システム。
【請求項３２】
外部光、湿度センサ、フロントガラスのワイパー、除霜装置、車線逸脱警報、事故回避システム、事故再現システム、適応巡航制御システム、セキュリティシステム、乗客検出システム、客室監視システム、後方ビジョンシステム、及び死角ビジョンシステムを含む群から選択される少なくとも１つの機器を、自動的に制御するように構成された
ことを特徴とする、請求項８、１０、又は２７のいずれか１項に記載の車両用自動機器制御システム。
【請求項３３】
外部光、湿度センサ、フロントガラスのワイパー、除霜装置、車線逸脱警報、事故回避システム、事故再現システム、適応巡航制御システム、セキュリティシステム、乗客検出システム、客室監視システム、後方ビジョンシステム、及び死角ビジョンシステムを含む群から選択される少なくとも１つの機器を、自動的に制御するように構成された
ことを特徴とする、請求項２９に記載の車両用自動機器制御システム。
【請求項３４】
電気光学鏡要素、電気光学鏡要素駆動回路、車両用バスインターフェース、プロセッサ、情報表示装置ドライバ、電気通信送受信機、車庫ドア開閉器、コンパスセンサ、コンパス、情報表示装置、コンパス方位表示装置、温度表示装置、周辺光センサ、閃光センサ、オペレータインターフェース、インジケータ、及びマイクロホン、を含む群から選択された少なくとも１つのデバイス
をさらに含むことを特徴とする、請求項８、１０、又は２７のいずれか１項に記載の車両用自動機器制御システム。
【請求項３５】
電気光学鏡要素、電気光学鏡要素駆動回路、車両用バスインターフェース、プロセッサ、情報表示装置ドライバ、電気通信送受信機、車庫ドア開閉器、コンパスセンサ、コンパス、情報表示装置、コンパス方位表示装置、温度表示装置、周辺光センサ、閃光センサ、オペレータインターフェース、インジケータ、及びマイクロホン、を含む群から選択された少なくとも１つのデバイス
をさらに含むことを特徴とする、請求項２９に記載の車両用自動機器制御システム。
【請求項３６】
少なくとも１つの入力が、ヨーセンサ入力、ピッチセンサ入力、ステアリングセンサ入力、周辺光センサ入力、閃光センサ入力、コンパス方位入力、スピード入力、自動／オフ／オン入力、歩行者／自転車に乗っている人オーバーライド入力、手動調光器切り換え入力を含む群から選択されるプロセッサ
をさらに含むことを特徴とする、請求項８又は２７のいずれか１項に記載の車両用自動機器制御システム。
【請求項３７】
少なくとも１つの出力が、外部光出力、フロントガラスのワイパー出力、除霜装置出力、外部光状態指示器出力、情報表示装置出力、情報表示装置ドライバ出力、電気光学鏡要素出力、及び歩行者／自転車に乗っている人指示器出力、を含む群から選択されるプロセッサ
をさらに含むことを特徴とする、請求項８又は２７のいずれか１項に記載の車両用自動機器制御システム。
【請求項３８】
少なくとも１つの機能強化送受信機
をさらに含むことを特徴とする、請求項８又は２７のいずれか１項に記載の車両用自動機器制御システム。
【請求項３９】
前記少なくとも１つの撮像装置と前記少なくとも１つの機能強化送受信機との間の少なくとも１つの相互接続
をさらに含むことを特徴とする、請求項８又は２７のいずれか１項に記載の車両用自動機器制御システム。
【請求項４０】
第一の画像センサ、及び第二の画像センサ
を含むことを特徴とする、請求項１、８、又は２７のいずれか１項に記載の車両用自動機器制御システム。
【請求項４１】
前記第一及び第二の画像センサが、共通相互接続によってプロセッサと通信する
ことを特徴とする、請求項４０に記載の車両用自動機器制御システム。
【請求項４２】
共通シリコンウェーハ上に形成された少なくとも１つの画像センサ、及び少なくとも１つの低電圧差動信号送受信機を含む、少なくとも１つの撮像装置、
少なくとも１つのプロセッサ、及び
前記少なくとも１つの撮像装置と前記少なくとも１つのプロセッサとの間で相互接続された、少なくとも１つの機能強化送受信機、
を含み、前記少なくとも１つの機能強化送受信機が少なくとも１つの二重ポートメモリを含むことを特徴とする、ビジョンシステム。
【請求項４３】
前記撮像装置はさらに、少なくとも１つの出力を含む
ことを特徴とする、請求項４２に記載のビジョンシステム。
【請求項４４】
前記少なくとも１つの出力が、補助光源に接続するように構成される
ことを特徴とする、請求項４３に記載のビジョンシステム。
【請求項４５】
前記少なくとも１つの出力が、撮像装置ヒータに接続するように構成される
ことを特徴とする、請求項４３に記載のビジョンシステム。
【請求項４６】
前記少なくとも１つの出力が、前記撮像装置ヒータを温度センサの機能として自動的に作動させるように構成される
ことを特徴とする、請求項４５に記載のビジョンシステム。
【請求項４７】
前記少なくとも１つのプロセッサは、少なくとも１つの出力が、外部光出力、フロントガラスのワイパー出力、除霜装置出力、外部光状態指示器出力、情報表示装置出力、情報表示装置ドライバ出力、電気光学鏡要素出力、及び歩行者／自転車に乗っている人指示器出力を含む群から選択される
ことを特徴とする、請求項４２に記載のビジョンシステム。
【請求項４８】
前記少なくとも１つの機能強化送受信機が、少なくとも２つの読み取りアドレスを有する少なくとも１つのメモリを含み、かつ、少なくとも２つの画像の少なくとも一部分が前記少なくとも１つのプロセッサよりアクセスできるように構成される
ことを特徴とする、請求項４２に記載のビジョンシステム。
【請求項４９】
前記少なくとも１つの撮像装置は、１つのコマンド命令に応じて少なくとも２つの画像を獲得するように構成される
ことを特徴とする、請求項４２に記載のビジョンシステム。
【請求項５０】
前記少なくとも１つの機能強化送受信機が、少なくとも２つの読み取りアドレスを有する少なくとも１つのメモリを含み、かつ、少なくとも２つの画像の少なくとも一部分に前記少なくとも１つのプロセッサよりアクセスできるように構成される
ことを特徴とする、請求項４５に記載のビジョンシステム。
【請求項５１】
前記少なくとも１つの機能強化送受信機が、前記少なくとも１つのプロセッサから前記少なくとも１つの撮像装置へコマンド命令を送るように機能する、ように構成された
ことを特徴とする、請求項４２に記載のビジョンシステム。
【請求項５２】
前記少なくとも１つの機能強化送受信機が、前記少なくとも１つの撮像装置から前記少なくとも１つのプロセッサへ画像データを送るように機能する、ように構成された
ことを特徴とする、請求項４２に記載のビジョンシステム。
【請求項５３】
前記撮像装置は、１つのコマンド命令に応じて第一の積分時間を有する第一の画像、及び第二の積分時間を有する第二の画像を送信するように、構成される
ことを特徴とする、請求項４２に記載のビジョンシステム。
【請求項５４】
前記第一の画像が、第一のスペクトルフィルタをかけられた部分を含み、かつ、前記第二の画像が、第二のスペクトルフィルタをかけられた部分を含む
ことを特徴とする、請求項４９に記載のビジョンシステム。
【請求項５５】
第一のスペクトルフィルタをかけられた部分、及び第二のスペクトルフィルタをかけられた部分
をさらに含み、前記プロセッサが、前記第一のスペクトルフィルタをかけられた部分の一行からの第一の画素を読み取り、次に前記第二のスペクトルフィルタをかけられた部分の対応する行からの対応する第二の画素が続くように構成される
ことを特徴とする、請求項５０に記載のビジョンシステム。
【請求項５６】
第一及び第二のスペクトルフィルタをかけられた部分、第一の画像、及び第二の画像
をさらに含み、前記プロセッサがさらに、前記第一の画像からの１つの画素の次に前記第二の画像からの１つの画素を続けて、前記第一及び第二のスペクトルフィルタをかけられた部分から一行全部の画素を連続的に読み取るように構成された
ことを特徴とする、請求項５２に記載のビジョンシステム。
【請求項５７】
第一のスペクトルフィルタをかけられた部分、及び第二のスペクトルフィルタをかけられた部分
をさらに含み、前記プロセッサはさらに、前記第一のスペクトルフィルタをかけられた部分外の前記第一の画像の一行から第一の画素を読み取り、次に前記第二のスペクトルフィルタをかけられた部分外の前記第二の画像の第二の行からの対応する画素が続くように構成された
ことを特徴とする、請求項５３に記載のビジョンシステム。
【国際調査報告】
2006521043.tif 000050
2006521043.tif 000051
2006521043.tif 000052