(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
前方画像を蓄積する蓄積レジスタ及び該蓄積レジスタからの画像データを更新しながら記憶する転送レジスタを有するＣＣＤカメラと、
該ＣＣＤカメラからの画像データをデジタル量に変換するＡ／Ｄ変換手段と、
前記ＣＣＤカメラにシャッタ作動の開始を指示し、かつ前記画像データによる蓄積レジスタの電荷をクリアする第１信号、前記シャッタ作動の終了を指示し、かつ前記画像データの蓄積レジスタから転送レジスタへ転送を指示する第２信号、該転送レジスタから前記Ａ／Ｄ変換手段に画像データを転送せしめる第３信号を出力するタイミング信号発生手段と、
該タイミング信号発生手段に対して前記ＣＣＤカメラのシャッタ速度を指示すると共に、前記第１信号と第２信号との時間差に基づいてシャッタ速度を算出し、その算出したシャッタ速度と前記タイミング信号発生手段に指示したシャッタ速度とが一致するか否かを比較して、前記タイミング信号発生手段が正常か否かを判断し、故障と判断した場合には報知したり作動を停止させるコントローラと
を備えた画像信号処理回路。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えばＣＣＤカメラを搭載して車両走行ライン前方を監視し、危険が到来したときに警報を発生したり、白線からのはみ出しの警報等に使用される画像信号処理回路に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
まず、ＣＣＤカメラを用いて走行ライン前方を監視し、追突等の危険性が発生した場合には警報を発生する追突警報装置を図３に基づいて以下に説明する。
すなわち、１，２は第１及び第２ＣＣＤカメラで、外部からの光学画像をデータ化して蓄積する複数のＣＣＤ素子、すなわち蓄積レジスタ１ａ，２ａと、該蓄積レジスタに、電荷掃き出し信号ＸＳＵＢ（第２信号）の出力から転送信号ＸＳＧ（第１信号）の出力までの間に蓄えられた電荷が、蓄積レジスタ１ａ，２ａからそれぞれ第１及び第２転送レジスタ１ｂ，２ｂに転送を指示する転送信号が供給される毎に、該蓄積レジスタ１ａ，２ａから移送される第１及び第２転送レジスタ１ｂ，２ｂとから構成されている。
【０００３】
また、この第１及び第２ＣＣＤカメラ１，２は、車両の中心軸に対して左右対称の位置に、前方を向けて設けられて、後述のタイミング信号発生手段５から、第１及び第２ＣＣＤカメラ１，２のそれぞれに対応して設けられた第１及び第２ドライバ３，４を介して、複数本の並列出力されるＣＣＤ駆動制御信号（水平同期信号ＨＤ（図４Ｄ）、垂直同期信号ＶＤ（図４Ｃ）、シャッタ速度Ｔ等から作成される信号）の供給を受ける（図４Ｅ）。
【０００４】
さらに、第１及び第２ＣＣＤカメラ１，２のそれぞれは、後述のタイミング信号発生手段５から、垂直同期信号ＶＤに基づいて作成された信号に同期して、電荷読み出し信号ＸＳＧ（第３信号：図４Ｂのローレベル状態）が供給されると、第１及び第２ＣＣＤカメラ１，２のそれぞれで得られた画像データを第１及び第２蓄積レジスタ１ａ，２ａから、それぞれに対応して設けられた第１及び第２転送レジスタ１ｂ，２ｂに移送する（図４Ｆ参照）。
【０００５】
またさらに、第１及び第２ＣＣＤカメラ１，２は、電荷掃き出し信号ＸＳＵＢ（図４Ａのローレベル状態）が供給されるタイミングに関係なく、タイミング信号発生手段５が水平同期信号ＨＤ及び垂直同期信号ＶＤによって作成する毎に、一定周期の電荷読み出し信号ＸＳＧに基づいて第１及び第２転送レジスタ１ｂ，２ｂに記憶された画像データを対応する第１及び第２ビデオ信号処理手段６，７に供給する（図４Ｃと同一タイミング）が、その供給は、タイミング信号発生手段５から第１及び第２ビデオ信号処理手段６，７に供給されるＣＳＹＮＣ信号に基づいて行われる。
【０００６】
すなわち、この前記垂直同期信号ＶＤに基づいて作成された信号に同期しながら、信号処理速度の関係で第１及び第２Ａ／Ｄ変換手段８，９のそれぞれは、図４Ｆに示されるように、例えば垂直同期信号ＶＤの入力パルス３つのうち、最初の１パルスだけに同期して、前記第１及び第２ビデオ信号処理手段６，７に転送される画像データ（図４Ｆ）の３データのうち２データを間引き、１データのみをＡ／Ｄ変換する。
なお、前記第１及び第２ＣＣＤカメラ１，２のそれぞれに対応して設けられた蓄積レジスタ１ａ，２ａに蓄積された画像データ、すなわち複数のＣＣＤ素子に記憶された画像データは、電荷掃き出し信号ＸＳＵＢを受けた後にキャンセルされる。
【０００７】
タイミング信号発生手段５は、後述のコントローラ１０からシャッタ速度Ｔ等の作動指示信号の供給を受けている間、第１及び第２ドライバ３，４に対してＣＣＤ駆動制御信号、電荷読み出し信号ＸＳＧ及び電荷掃き出し信号ＸＳＵＢを所定の規則に従って供給すると共に、第１及び第２ビデオ信号処理手段６，７のそれぞれに対してビデオ信号を作成するためのＣＳＹＮＣ信号、ブランク信号、ＣＣＤサンプルホールド信号等を供給する。
なお、前記ＣＣＤ駆動制御信号は前記第１及び第２ＣＣＤカメラ１，２のそれぞれにとってはクロック信号であるので、その周波数は、前記電荷読み出し信号ＸＳＧ及び電荷掃き出し信号ＸＳＵＢの周波数よりも極めて高い周波数に設定されている。
【０００８】
コントローラ１０は、後述の対応する第１及び第２Ａ／Ｄ変換手段８，９のそれぞれから供給される１画面分の画像データを同一アドレス同士を読み取り、前回読み取られた１画面分の画像データのうちの同一アドレスとの間で１フレーム同士比較し、そのときの読み出した画像データ同士の左右方向へのずれ量から前方車両までの距離を、既に公知の三角測量の手法を用いて算出し、その距離が所定値以下、すなわち接近し過ぎた場合には、警報信号を出力する。また、コントローラ１０は、隣接する画像データを構成する輝度信号の明るさの変化の度合いからセンターラインを抽出し、車両がセンターラインからはみ出したと判断した場合にも警報信号を出力する。なお、このセンターラインからのはみ出し判断も既に公知の手法を用いて行うものである。
【０００９】
第１及び第２ビデオ信号処理手段６，７は、前述の如くタイミング信号発生手段５からＣＳＹＮＣ信号を受けて、第１及び第２転送レジスタ１ｂ，２ｂから供給される画像データをビデオ信号に変換して、対応する第１及び第２Ａ／Ｄ変換手段８，９に供給する。
第１及び第２Ａ／Ｄ変換手段８，９は、前記第１及び第２ビデオ信号処理手段６，７に供給される垂直同期信号ＶＤに基づいて前記第１及び第２転送レジスタ１ｂ，２ｂと同期して２画面を間引きしながら１画面分、すなわち１フレームづつＡ／Ｄ変換を行う。
【００１０】
すなわち、タイミング信号発生手段５は、コントローラ１０からのシャッタ速度Ｔ等を指示する作動指示信号の供給を受けて、第１及び第２ＣＣＤカメラ１，２に対してまずＣＣＤ駆動制御信号を供給すると、第１及び第２ＣＣＤカメラ１，２に設けられた第１及び第２転送レジスタ１ｂ，２ｂのそれぞれから、それぞれに対応して設けられた第１及び第２ビデオ信号処理手段６，７に画像データを出力する。
その結果、コントローラ１０は、その第１及び第２Ａ／Ｄ変換処理手段８，９から供給されるデジタル化されたビデオ信号に基づいて車間距離等の各種の車両運転支援データを作成し、出力する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記に示すＣＣＤカメラの故障診断を行うものとしては、特開平１１−２７７０４号公報に示されるようなものがあるが、製品として非常に高い品質が要求されるものではないので、すなわち故障しても人間にケガを負わせたりするようなことがないので、高度な品質保証が要求されるようなことはなかったが、自動車の安全運転支援装置として活用した場合、高度な品質保証が要求され、使用中も診断を行う必要性が求められるようになる。
【００１２】
この場合に問題点としては次のようなことがある。
（１）ＣＣＤカメラ１，２からＡ／Ｄ変換手段８，９までの信号ラインにノイズの影響を受け易いアナログ信号が伝送され、本発明ではそのアナログ信号の微小な信号変化を捉えなくてはならないので、高いＳ／Ｎ比が要求される。
【００１３】
（２）第１及び第２ドライバ３，４の出力信号、特にＣＣＤ駆動制御信号に１０ＭＨｚ以上の高周波クロックパルスが存在しているので、第１及び第２ドライバ３，４の出力端子から、診断機能を有するコントローラ１０までの伝送ラインにおいて、放射ノイズが発生され、かつその伝送ラインの近くに、第１及び第２ＣＣＤカメラ１，２の出力端子から第１及び第２Ａ／Ｄ変換手段８，９までの間に第１及び第２ビデオ信号処理手段６，７を通して信号ラインが存在し、第１及び第２Ａ／Ｄ変換手段８，９への入力迄に放射ノイズが重畳してしまい、画像データのＳ／Ｎ比が低下してしまう。
【００１４】
（３）タイミング信号発生手段から複数本の信号ラインとして出力されるＣＣＤ駆動制御信号のうち、例えば水平同期信号ＨＤに基づいて作成された水平駆動信号が出力される信号ラインが断線した場合には、得られる画像データを画面単位で見た場合、縦縞模様が入ったようになり、これが正常時に得られる、例えば梯子を横にしたような欄干、門の扉、道路と歩道との仕切柵等をＣＣＤカメラが撮像したときの画像データと一致して、タイミング信号発生手段が故障しているにも拘わらず、正常な画像データとして信号処理をしてしまう恐れがある。
【００１５】
そこで、この発明は、上記問題点を鑑みてなされたもので、第１の目的は、構成の簡単な故障診断機能を設けて故障箇所の発見を容易にすること、第２の目的は確実に、かつ精度の高い故障診断が行えることとする。この第２の発明の着目点は、ＣＣＤカメラは単位時間当たりに多数画面分の画像データを送り出すように設定されているが、本発明におけるコントローラはその送り出された画像データ全てを必要とするものではなく、送り出された３画面分の画像データのうちの１画面分の画像データしか必要としないところにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る画像信号処理回路は、前方画像を蓄積する蓄積レジスタ及び該蓄積レジスタからの画像データを更新しながら記憶する転送レジスタを有するＣＣＤカメラと、該ＣＣＤカメラからの画像データをデジタル量に変換するＡ／Ｄ変換手段と、前記ＣＣＤカメラにシャッタ作動の開始を指示し、かつ前記画像データによる蓄積レジスタの電荷をクリアする第１信号、前記シャッタ作動の終了を指示し、かつ前記画像データの蓄積レジスタから転送レジスタへ転送を指示する第２信号、該転送レジスタから前記Ａ／Ｄ変換手段に画像データを転送せしめる第３信号を出力するタイミング信号発生手段と、該タイミング信号発生手段に対して前記ＣＣＤカメラのシャッタ速度を指示すると共に、前記第１信号と第２信号との時間差に基づいてシャッタ速度を算出し、その算出したシャッタ速度と前記タイミング信号発生手段に指示したシャッタ速度とが一致するか否かを比較して、前記タイミング信号発生手段が正常か否かを判断し、故障と判断した場合には報知したり作動を停止させるコントローラとを備えたものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次に、この発明による実施の形態を図１に基づいて以下に説明する。
なお、図１において既に図３において説明した構成と同一のもの、又は均等なものには同一符号を付してその詳細説明は省略し、異なる部分、すなわち追加されたコントローラ１０の診断機能及びその診断機能の追加に伴う付加回路について以下に説明する。
【００１８】
１１は電圧分割回路で、前記第１及び第２ドライバ３，４のそれぞれ出力端子から出力される最大振幅値が２０Ｖ以上で、かつ高周波のＣＣＤ駆動制御信号のそれぞれの電圧を抵抗分割して５Ｖに低減して出力する。
１２はゲート端子（Ｇ）付きのバッファＩＣで、例えばＨＣ５４１等の型式で市販されており、等価回路的には複数個のデジタルスイッチ（通常時はＯＦＦ状態）が個々に独立して、すなわち電気的にそれぞれが絶縁された状態にされ、個々のデジタルスイッチが１つにモールドされている構成をなし、それぞれの入力端子は前記電圧分割回路１１の対応する出力端子に一対一に接続され、またそれぞれの出力端子はコントローラ１３の対応する入力ポートのそれぞれに接続されている。また、前記バッファＩＣ１２のゲート端子（Ｇ）に前記コントローラ１３の出力ポートからゲートＯＮ信号が供給されると、全てのデジタルスイッチは同時にＯＮ制御される。
【００１９】
コントローラ１３は、前記タイミング信号発生手段１４に対して、ＣＣＤカメラ１，２のシャッタ速度の指示を行っている。そのため、タイミング信号発生手段１４はそのシャッタ速度の指示を受けて電荷読み出し信号ＸＳＧ及び電荷掃き出し信号ＸＳＵＢを作成し、第１及び第２ドライバ３，４を介してＣＣＤカメラ１，２に供給している。
【００２０】
また、前記コントローラ１３は前記タイミング信号発生手段１４から出力される電荷読み出し信号ＸＳＧ及び電荷掃き出し信号ＸＳＵＢを入力し、その出力時間差が指示したシャッタ速度に一致するか否かを判断してタイミング信号発生手段１４が正常に作動しているか否かを判断し、故障と判断した場合には必要に応じて報知したり、また装置の作動を停止せしめる。
【００２１】
また、コントローラ１３は、次のような診断機能も有する。
１）．前記バッファＩＣ１２のゲート端子（Ｇ）にゲートＯＮ信号を供給する点が追加されて設けられ、前記バッファＩＣ１２から供給されるＣＣＤ駆動制御信号が正常か否かを診断する点が追加されている。
すなわち、前記ゲートＯＮ信号は、前記コントローラ１３がタイミング信号発生手段１４を介して第１及び第２ビデオ信号処理手段６，７に対して第１及び第２ビデオ信号処理手段６，７から、対応する第１及び第２Ａ／Ｄ変換手段８，９にビデオ信号の供給を許可する信号を出力している間を除いた時間、すなわち、第１及び第２Ａ／Ｄ変換手段８，９がＡ／Ｄ変換を行っていない時間Ｔ’の間に出力され（図２Ｉ参照）、それに伴ってバッファＩＣ１２からコントローラ１３の各入力ポートのそれぞれにＣＣＤ駆動制御信号の供給があるか無いかの判断に基づいてコントローラ１３は、第１及び第２ドライバ３，４と、タイミング信号発生手段１４と、それらを接続する信号ラインとの診断を行い、故障と判断した場合には必要に応じて報知したり、また装置の作動を停止せしめる。
【００２２】
２）．コントローラ１３は、タイミング信号発生手段１４を介して第１及び第２ビデオ信号処理手段６，７に対して、ＣＳＹＮＣ信号を供給して、ビデオ信号化された画像データの供給の指示を行っているのと同様にしてビデオ信号化された画像データの供給の指示を行っている。
【００２３】
このとき、第１及び第２ビデオ信号処理手段６，７のそれぞれは、出力する画像データに、ＣＳＹＮＣ信号に含まれる同期信号を重畳させて出力させるので、コントローラ１３は、第１及び第２ビデオ信号処理手段６，７のそれぞれから出力されるビデオ信号化された画像データの中から、それぞれの第１及び第２ビデオ信号処理手段６，７の出力に設けられた同期信号分離回路１５，１６によって抽出された同期信号を入力し、それらの同期信号分離回路１５，１６によって同期信号が抽出されているか否かを判断して前記第１及び第２ビデオ信号処理手段６，７のそれぞれが正常に作動しているか否かを判断し、故障と判断した場合には必要に応じて報知したり、また装置の作動を停止せしめる。
【００２４】
３）．コントローラ１３は、前記第１及び第２ドライバ３，４と、タイミング信号発生手段１４と、第１及び第２ビデオ信号処理手段６，７とのそれぞれを診断した結果、何れか１つでも故障と判断された場合には必要に応じて報知したり、また装置の作動を停止せしめる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、コントローラはタイミング信号発生手段に対してＣＣＤカメラのシャッタ速度を指示すると共に、タイミング信号発生手段から出力される第１信号と第２信号との時間差に基づいてシャッタ速度を算出し、その算出したシャッタ速度と前記タイミング信号発生手段に指示したシャッタ速度とを比較して、前記タイミング信号発生手段が正常か否かを判断し、故障と判断した場合には報知したり作動を停止させるように構成したので、故障箇所の発見を容易にすることができ、また確実に、かつ精度の高い故障診断が行える。
【００２６】
また、ＣＣＤカメラ１，２からＡ／Ｄ変換手段までのアナログの信号ラインに高周波のデジタル信号ラインから放射ノイズが放射されても、その放射ノイズに影響されずにアナログ信号を確実に処理できる。
【００２７】
更に、ＣＣＤカメラに供給されるＣＣＤ駆動制御信号の複数本の信号ラインのうち例えば水平駆動信号の信号ラインが断線等した場合に梯子を横にしたような構造を有する欄干、門の扉、道路と歩道との仕切柵等と識別できなくなることを早期に発見することが出来、装置の信頼性を高められる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による実施の形態の回路ブロック説明図である。
【図２】  図１における各回路ブロックの作動説明を行うためのタイミングチャートである。
【図３】  従来の回路ブロック説明図である。
【図４】  図３における各回路ブロックの作動説明を行うためのタイミングチャートである。
【符号の説明】
１，２  ＣＣＤカメラ
５，１４  タイミング信号発生手段
６，７  ビデオ信号処理手段
８，９  Ａ／Ｄ変換手段
１０，１３  コントローラ
１１  抵抗分割回路
１２  バッファＩＣ
１５，１６  同期信号分離回路
【図１】
0004034017.tif 000002
【図２】
0004034017.tif 000003
【図３】
0004034017.tif 000004
【図４】
0004034017.tif 000005