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JP6323472B2 - Movie imaging device - Google Patents

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JP6323472B2 JP2016027417A JP2016027417A JP6323472B2 JP 6323472 B2 JP6323472 B2 JP 6323472B2 JP 2016027417 A JP2016027417 A JP 2016027417A JP 2016027417 A JP2016027417 A JP 2016027417A JP 6323472 B2 JP6323472 B2 JP 6323472B2
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Description

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。   The present invention relates to a moving image imaging apparatus that captures a moving image of an imaging field illuminated by a light source, and more particularly to a moving image imaging apparatus that reliably controls lighting of a light source in synchronization with an exposure period of an imaging unit.

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)。   2. Description of the Related Art Conventionally, a moving image capturing apparatus 100 that captures a moving image in an imaging field while illuminating the imaging field with a light source captures the moving image and generates an imaging signal representing each frame image of a moving image, as shown in FIG. The image processing unit 101 performs image signal processing on the imaging signal to sequentially generate each frame image of the moving image, and generates an imaging control value for controlling the imaging operation of the imaging unit 101 from the imaging signal, and according to the imaging control value An ISP (image signal processor) 102 that feedback-controls the imaging operation of the imaging unit 101; a moving image output unit 103 that converts each frame image of a moving image generated by the ISP 102 into a moving image format that can be reproduced on the monitor 104; The light source 105 that illuminates the imaging field of view of the imaging unit 101 and the light source control unit 106 that controls blinking of the light source 105 (Patent Document 1, Patent Document) 2).

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。   In the moving image pickup apparatus 100, the camera module 110 and the image pickup apparatus main body 120 are connected by an LVDS (Low Voltage Differetial Signaling) cable 111, the image pickup unit 101 is connected to the camera module 110, the ISP 102 is connected to the image pickup apparatus main body 120, and a moving image output unit. 103, a light source 105, and a light source control unit 106 are incorporated. The LVDS cable 111 is capable of bidirectional communication, and imaging operation timing information for capturing the frame image is output from the imaging unit 101 to the ISP 102 together with an imaging signal representing each frame image of the moving image. In addition, an imaging operation control signal for controlling the imaging operation of the imaging unit 101 is output. The imaging operation control signal output from the ISP 102 includes an imaging timing control signal representing the exposure operation timing and signal readout timing of the pixel unit 101a of the imaging unit 101, and the ISP 102 performs light source operation during the exposure operation period of the pixel unit 101a. A light source control signal that turns on the light source 105 and turns off the light source 105 during the signal readout operation period is output to the light source control unit 106 in synchronization with the imaging timing control signal.

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。   The light emitted from the light source 105 incorporated in the imaging apparatus main body 120 is extracted to the tip of the camera module 110 by the light guide 108 and illuminates the imaging field of view captured by the imaging unit 101 through the lens 107. Therefore, during the exposure operation period of the pixel unit 101a of the imaging unit 101, the light source 105 is turned on to illuminate the imaging field of view, and during the signal readout operation period, the light source 105 is turned off.

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。   In the process of generating the frame image, the ISP 102 of the moving image capturing apparatus 100 generates a frame image by adding various signal processing such as noise reduction, shading correction, contour enhancement, and various effect functions to the imaging signal. Various optimum imaging control values for executing each function of auto white balance (AWB), automatic exposure function (AE), and automatic focus (AF) are obtained from the input imaging signal and imaging operation timing information, and the imaging control is performed. The imaging operation of the imaging unit 101 is feedback controlled with an imaging control signal generated based on the value. Since these imaging control values are obtained by comparing pixel data of all the pixels of each frame image represented by the imaging signal, the imaging device of the imaging unit 101 has high performance and the number of pixels of one frame image increases. As the amount of data to be compared increases, the data mining processing costs such as filtering, scaling, and cropping for obtaining the imaging control value increase, and the ISP 102 has a large power consumption, a complicated structure, and a high processing capability. Must be used.

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。   On the other hand, in a medical endoscope, a monitor camera mounted on a vehicle, a camera for a drive recorder, and the like, a position away from the monitor 104 that reproduces the moving image in order to capture a moving image with a required imaging field of view. In the moving image capturing apparatus 100 shown in FIG. 5, the ISP 102 that consumes a large amount of power, has a complicated structure, and is increased in size from the camera module 110 having the image capturing unit 101 to the image capturing apparatus main body 120 side. In other words, the camera module 110 is reduced in size with a simple structure and operates with low power consumption.

特開2015−119762号公報Japanese Patent Laying-Open No. 2015-119762 特許第5427316号公報Japanese Patent No. 5427316

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。   When the ISP 102 is built in the imaging apparatus main body 120 in order to reduce the size of the camera module 110 and operate with low power consumption in this way, imaging operation timing information output from the imaging unit 101 to the ISP 102 or imaging from the ISP 102 is performed. Since the imaging timing control signal output to the unit 101 is transmitted via the LVDS cable 111, when the LVDS cable 111 is wired in an environment where noise frequently occurs, such as in a vehicle, it is affected by the noise. Thus, the imaging operation of the imaging unit 101 controlled by the imaging timing control signal and the blinking operation of the light source 105 controlled by the light source control signal cannot be synchronized. There is a risk that the light source 105 may be turned off or during the signal readout operation period.

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。   Furthermore, in the conventional moving image pickup apparatus 100, the light emission control signal for controlling the blinking of the light source 105 is generated by the ISP 102 having a very high processing load as described above, and therefore the output of the light emission control signal is delayed and the image pickup by the image pickup unit 101 is performed. There is a possibility that the blinking of the light source 105 controlled by the light emission control signal is delayed with respect to the operation.

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。   When the light source 105 or the light source control unit 106 is arranged on the camera module 110 side, the light emission control signal generated by the ISP 102 based on the imaging operation timing information output from the imaging unit 101 via the LVDS cable 111 is used. Since the signal is output again to the light source control unit 106 of the camera module 110 via the LVDS cable 111, a delay occurs and it is easily affected by noise, and a phase shift occurs between the imaging operation of the imaging unit 101 and the blinking operation of the light source 105. There was a fear.

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。   The present invention has been made in consideration of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a moving image capturing apparatus that controls blinking of a light source accurately in synchronization with an image capturing operation of an image capturing unit.

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。
In order to achieve the above-described object, a moving image capturing apparatus according to claim 1 captures a moving image in a field of view and sequentially outputs an imaging signal representing each frame image of a moving image, and each frame from the imaging signal. An image is sequentially generated and output, and imaged by an image signal processing unit that generates an imaging control value of an imaging control signal that controls the imaging operation of the imaging unit from the imaging signal, and an imaging control signal that is generated based on the imaging control value An imaging control unit that controls the imaging operation of the image capturing unit, a moving image output unit that outputs a moving image in which each frame image sequentially output from the image signal processing unit is output to the monitor, a light source that illuminates the imaging field of view, and a blinking light source A moving image imaging device including a light source control unit to control,
The imaging unit outputs imaging operation timing information obtained by imaging the frame image together with an imaging signal representing each frame image of the moving image, and the imaging control unit is lit including at least the exposure operation period of the imaging unit from the imaging operation timing information. A light source control signal for controlling lighting of the light source during a period is generated, and the light source control unit controls blinking of the light source according to the light source control signal generated by the imaging control unit.

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。   Since the light source control signal for controlling the blinking of the light source is directly generated from the imaging operation timing information indicating the imaging operation timing of the imaging unit, it is possible to reliably control the lighting of the light source in synchronization with the exposure operation period of the imaging unit.

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。 In addition, the light source control signal is generated by an imaging control unit having a simple structure with a low processing load that only controls the imaging operation of the imaging unit without involving an image signal processing unit that generates a frame image or an imaging control value. The imaging control unit can generate the light source control signal without delaying the imaging operation of the imaging unit .

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。   On the other hand, even in a moving image imaging device that illuminates the imaging field of view with a light source, the image signal processing unit does not generate a light source control signal that is synchronized with the imaging operation of the imaging unit. Each frame image can be sequentially generated and output without delay.

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。 According to a second aspect of the present invention, there is provided a video imaging device including an imaging unit and an imaging control unit in a camera module, and an image signal processing unit in an imaging device body connected to the camera module via a connection cable capable of bidirectional communication. A video output unit, and the imaging unit of the camera module outputs an imaging signal representing each frame image of the moving image to the image signal processing unit of the imaging apparatus body via the connection cable, and captures the frame image Imaging operation timing information is output to the imaging control unit, and the imaging control unit generates a light source control signal from the imaging operation timing information and outputs an imaging control value output from the image signal processing unit of the imaging apparatus body via the connection cable. The imaging operation of the imaging unit is controlled by an imaging control signal generated based on the above.

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。   Since the image pickup apparatus body includes an image signal processing unit that generates each frame image of a moving image and an imaging control value, the processing load of the camera module is small, the camera module can be simplified, and can be operated with low power.

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。   Even if the image signal processing unit is separated from the camera module to the imaging device main body via the connection cable, it is not necessary to output the imaging operation timing information to the image signal processing unit via the connection cable. Therefore, the light source control signal can be generated from the imaging operation timing information.

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。
The moving image imaging apparatus according to claim 3 further includes a light source and a light source control unit in the imaging apparatus main body,
The light source control unit controls the blinking of the light source according to the light source control signal output from the imaging control unit of the camera module via the connection cable.

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。   A light source control signal generated by the imaging control unit of the camera module from the imaging operation timing information is output to the light source control unit of the imaging apparatus main body via the connection cable, and the light source control unit controls blinking of the light source according to the light source control signal. As a result, the light source is controlled to blink in synchronization with the imaging operation of the imaging unit.

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。   Since the camera module does not include a light source or a light source control unit, it is not necessary to wire a power line for supplying power to the light source between the camera module and the imaging apparatus body, and the camera module does not generate heat due to lighting of the light source.

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。   In addition, a camera module having the same structure can be shared regardless of whether or not the moving image capturing apparatus includes a light source.

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。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a moving image pickup apparatus comprising: a camera module installed in a part of a vehicle that images the periphery of the vehicle; and an image pickup apparatus main body installed around a monitor installed around a driver's seat of the vehicle. And LVDS cable capable of bidirectional communication.

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。   Even if the camera module and the imaging device main body are connected in a vehicle that generates a lot of noise, the imaging operation timing information does not flow through the LVDS cable, so that a light source control signal can be generated from the imaging operation timing information without being affected by noise. .

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。
The moving image capturing apparatus according to claim 5, which captures a moving image of an imaging field of view, sequentially outputs an imaging signal representing each frame image of a moving image, and sequentially generates and outputs each frame image from the imaging signal. together, imaging controls the imaging operation of the imaging unit and the image signal processing unit that generates an image pickup control value of the imaging control signal for controlling the imaging operation of the imaging unit from the imaging signal by the imaging control signal generated based on the imaging control value A control unit; a moving image output unit that outputs a moving image in which each frame image is sequentially output from the image signal processing unit to a monitor; a light source that illuminates an imaging field; and a light source control unit that controls blinking of the light source A video imaging device,
The imaging unit outputs imaging operation timing information obtained by imaging the frame image together with an imaging signal representing each frame image of the moving image, and the light source control unit is turned on including at least the exposure operation period of the imaging unit from the imaging operation timing information A light source control signal for controlling lighting of the light source during a period is generated, and the light source is controlled to blink.

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。   Since the light source control signal for controlling the blinking of the light source is directly generated from the imaging operation timing information indicating the imaging operation timing of the imaging unit, it is possible to reliably control the lighting of the light source in synchronization with the exposure operation period of the imaging unit.

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。   The light source control signal is generated by the image signal processing unit that generates the frame image and the imaging control value and the light source control unit that is unrelated to the processing of the imaging control unit that controls the imaging operation of the imaging unit. Therefore, the light source control signal can be generated without delay.

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。   On the other hand, even a moving image imaging device that illuminates the imaging field of view with a light source does not cause a new processing load on the image signal processing unit or the imaging control unit, so the imaging operation control of the imaging unit and the generation of each frame image of the moving image Can be executed without delay.

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。   According to a sixth aspect of the present invention, the imaging unit includes a CMOS element that simultaneously exposes all pixels with a global shutter, and outputs the simultaneous exposure timing of the CMOS element as imaging operation timing information.

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。   While the pixels of the CMOS elements of all lines are exposed simultaneously, the light source is controlled to be turned on.

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。   According to the first aspect of the present invention, even if the moving image pickup device is provided with a light source that illuminates the imaging field during the exposure period of the image pickup unit, each frame image is delayed without increasing the processing load of the image signal processing unit. Can output to the monitor.

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。   Further, since the light source control signal is generated by the imaging control unit with a low processing load, the light source can be controlled to blink without being delayed with respect to the imaging operation of the imaging unit.

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。 According to the second aspect of the invention, since the imaging operation timing information is output to the image signal processing unit via the connection cable, the light source control signal can be accurately generated from the imaging operation timing information that is not affected by noise.

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。   According to the invention of claim 3, since the camera module is not provided with a light source or a light source control unit, it is not necessary to wire a power line for supplying power to the light source between the camera module and the imaging apparatus body, No heat is generated by lighting.

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。   In addition, a camera module having the same structure can be shared regardless of whether or not the moving image capturing apparatus includes a light source.

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。   Moreover, a light source can be arrange | positioned without being restrained by the installation position of a camera module or the number of camera modules, and the imaging visual field of the imaging part of a camera module can be illuminated with a light source.

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。   According to the invention of claim 4, even if the camera module and the imaging apparatus main body are connected in a vehicle space where large noise is frequently generated, the imaging operation timing information does not flow through the LVDS cable. The light source control signal can be accurately generated from the non-imaging operation timing information.

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。   According to the invention of claim 5, even if the moving image pickup apparatus is provided with a light source that illuminates the imaging field during the exposure period of the imaging unit, the imaging unit does not increase the processing load on the image signal processing unit and the imaging control unit. The imaging operation control and the generation of each frame image of the moving image can be executed without delay.

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。   Further, since the light source control signal is generated by the light source control unit having a low processing load, the light source can be controlled to blink without being delayed with respect to the imaging operation of the imaging unit.

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。   According to the invention of claim 6. Since the light source can be reliably controlled during the exposure time of all the pixels, the flicker phenomenon does not occur.

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。1 is a block diagram showing a moving image capturing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention. 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。It is a wave form diagram which shows the relationship between the imaging operation timing of an imaging part, and a light source control signal. 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。It is a block diagram which shows the moving image imaging device 30 which concerns on 2nd Embodiment. 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。It is a block diagram which shows the moving image imaging device 40 which concerns on 3rd Embodiment. 他の従来の動画撮像装置100を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the other conventional moving image imaging device.

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   Hereinafter, a moving image capturing apparatus 1 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. This moving image imaging device 1 is used in a driving support system for the purpose of detecting an object approaching a vehicle at high speed and taking accident prevention measures. As shown in FIG. An image that is installed in front of the vehicle so that it captures the imaging field in front of the vehicle and is located near the monitor of the driver's seat

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。   The camera module 10 is connected with an imaging unit 2, an imaging control unit 3, a storage unit 13, a serial-parallel / flat-serial conversion unit 5, and an LED driver 14 that controls blinking of an LED 15 that is a light source through an internal bus. A serial-parallel / flat-serial converter 21, an image signal processor (ISP) 22, and a moving image output unit 23 are connected to the imaging apparatus main body 20 connected to the LVDS cable 4 as a connection cable. Connected with.

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。   The imaging unit 2 of the camera module 10 captures a moving image of the imaging field of view in front of the vehicle and sequentially outputs an imaging signal representing each frame image of the moving image as a stream to the serial-parallel / flat-serial conversion unit 5 that is a serializer. The image capturing operation timing information obtained by capturing the frame image is output to the image capturing control unit 3, and the lens 6 having the focus unit 6a and the aperture unit 6b, the electronic shutter 7, the image sensor 8, the signal processing circuit 9, A / It consists of a D conversion circuit 11 and an RGB gain correction circuit 12.

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。   The focus unit 6 a of the lens 6 has a focus lens, and an optical path that passes through the lens 6 so that a moving image to be imaged is imaged on the image sensor 8 in accordance with an AF control signal described later output from the imaging control unit 3. adjust. The diaphragm 6b adjusts the amount of light incident on the image sensor 8 through the lens 6 in conjunction with the electronic shutter 7 of the image sensor 8 in accordance with an AE control signal (described later) output from the image capture controller 3.

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T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。 The image sensor 8 is composed of a CMOS sensor composed of a large number of matrix-like pixels in which a plurality of pixel lines arranged in a row direction are arranged in a row direction, and is accumulated by a photodiode for each pixel. The signal charge is output as a pixel signal composed of a voltage signal. The imaging operation of the imaging device 8 is controlled by the timing control signal of the exposure control signal and the readout control signal output from the imaging control unit 3, and is 1/30 seconds that is the imaging cycle of one frame image, that is, one frame of about 33 msec. In the period TF , a frame image of the entire imaging field is captured, and all pixel signals representing one frame image are read out. That is, as shown in FIG. 2, the image pickup device 8 has the electronic function of the global shutter 7 and receives the exposure control signal of the global reset, and the pixels of all the pixel lines are exposed in the same exposure operation period. In response to the readout control signal synchronized with the subsequent vertical synchronization signal, pixel signals representing signal charges accumulated in the pixels of all the pixel lines are sequentially read out for each pixel line. The image sensor may be constituted by a CCD (charge coupled device) sensor.

撮像素子8は、1フレーム周期T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。 The imaging element 8 outputs all pixel signals representing one frame image to the subsequent signal processing circuit 9 as analog imaging signals for each frame period TF , and also captures the one frame image. Imaging operation timing information at an exposure start time t0, an exposure end time t1, a readout start time t3, and a readout end time t4 is output to the imaging control unit 3 .

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)。   The imaging signal output to the signal processing circuit 9 is subjected to correlated double sampling (CDS) processing, and signal processing such as color separation processing is performed on each of the R, G, and B color signals, and then the A / D conversion circuit 11 performs the processing. After being converted into a digital signal, it is input to the RGB gain correction circuit 12. The RGB gain correction circuit 12 adjusts the signal level of each color signal included in the imaging signal so as to reproduce an optimal color balance under any light source in accordance with an AWB control signal described later output from the imaging control unit 3. (White balance processing).

撮像部2のRGBゲイン補正回路12は、1フレーム周期T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。 The RGB gain correction circuit 12 of the imaging unit 2 sequentially outputs an imaging signal representing each frame image of a moving image captured in one frame period TF to the serial / parallel / serial conversion unit 5. The serial-parallel / flat-serial conversion circuit 5 is an input / output interface that connects the camera module 10 to the imaging apparatus body 20 via the LVDS cable 4 capable of bidirectional communication. The imaging signal output from the imaging unit 2 is small. An amplitude differential signal type LVDS signal (constant voltage differential signal) is output from the serial-parallel / flat-serial conversion circuit 5 serving as a serializer to the imaging device body 20. Here, the imaging signal output from the imaging unit 2 via the LVDS cable 4 is unprocessed imaging data (RAW data) before the ISP 22 generates a full-color moving image frame image. Compared to the case where a frame image is output via the LVDS cable 4, the amount of communication data per unit time is small, and the frame image can be output to the imaging device body 20 in a short time. Therefore, even if the LVDS cable 4 is wired in an environment where noise frequently occurs, the probability that the imaging signal is affected by the noise is small.

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。   The LVDS cable 4 that connects between the camera module 10 and the imaging apparatus main body 20 is a bidirectional serial transmission line, and the ISP 22 in addition to the above imaging signals from the camera module 10 to the imaging apparatus main body 20 via the LVDS cable 4. Various communication data representing the operation state of each part in the camera module 10 and each imaging control value of the imaging control signal for controlling the imaging operation of the imaging unit 2 in response to a request from the camera module 10 are transmitted superimposed on the imaging signal, Communication data representing commands from the ISP 22, imaging control values (to be described later) generated by the ISP 22, and the like are transmitted from the imaging apparatus body 20 to the camera module 10.

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。   The imaging control unit 3 controls the operation of each unit in the camera module 10 such as the imaging unit 2 and the series / parallel / serial conversion unit 5 and is input from the ISP 22 of the imaging device body 20 via the LVDS cable 4. AF control signals based on various focus control values (hereinafter referred to as AF control values), exposure control values (hereinafter referred to as AE control values), and white balance control values (hereinafter referred to as AWB control values). , Various imaging control signals of the AE control signal and the AWB control signal are generated, and the imaging operation of the imaging unit 2 is controlled by these imaging control signals. Further, when the imaging control unit 3 controls the imaging operation of the imaging unit 2 with the AF control signal, the AE control signal, and the AWB control signal, the AF control value and the AE control value used when the imaging control signal is generated. The various imaging control values of the AWB control value are temporarily stored in the storage unit 13 constituted by the SDRAM. Each time the imaging control unit 3 generates a new imaging control signal, the various imaging control values stored in the storage unit 13 are replaced with imaging control values used for the imaging control signal.

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。   Further, the imaging control unit 3 controls blinking of the LED 15 from the imaging operation timing information output from the imaging device 8 of the imaging unit 2 at the exposure start time t0, the exposure end time t1, the readout start time t3, and the readout end time t4. A light source control signal is generated. That is, the imaging control unit 3 controls the lighting of the LED 15 at least during the simultaneous exposure operation period (t0-t1) of the imaging device 8 and controls the LED 15 to be turned off at least during the reading operation period (t2-t3). A signal is generated and output to the LED driver 14.

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。   The LED 15 is driven by the power source of the LED power source 16 of the imaging apparatus main body 20 connected via the power line 17 and is installed in the camera module 10 toward the imaging field so as to illuminate the imaging field captured by the imaging unit 2. ing. In addition, it may replace with LED15 as a light source, and other light sources, such as white light sources, such as a laser light source and a halogen lamp, may be used. The LED driver 14 controls blinking of the LED 15 according to the light source control signal input from the imaging control unit 3, and the LED 15 is lit at least during the simultaneous exposure operation period (t0-t1) of the imaging device 8 to illuminate the imaging field. The light is extinguished at least during the read operation period (t2-t3).

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。   An imaging signal output from the imaging unit 2 of the camera module 10 to the imaging apparatus main body 20 via the LVDS cable 4 is converted from a serial signal into a parallel signal by a serial / parallel / serial converter 21 which is a deserializer. Input to the ISP 22.

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。   Each time an image pickup signal representing one frame image is input, the ISP 22 performs a mosaic process that complements luminance / color difference information on each pixel of the image pickup signal based on the pixel signal of the surrounding pixels, thereby obtaining a full-color image. A frame image of a moving image conforming to YUV422 composed of YC (luminance / color difference) data as data is generated. Further, the ISP 22 executes noise reduction, shading correction, edge enhancement, and various effect function application processes before and after the generation of the frame image.

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。   The ISP 22 further detects an exposure value from the imaging signal, and generates an AF control value for generating an AF control value that makes an image having the same focal point from the imaging signal, and clears the exposure value according to the brightness of the imaging field of view. An automatic exposure detection circuit that outputs an AE control value as an optimal exposure value, and an automatic white balance detection circuit that generates an AWB control value as an image with an optimal color arrangement under a light source within the imaging field from the imaging signal. Each time an imaging signal representing one frame image is input, the AF control value and AE control from the ISP 22 via the serial-parallel / flat-serial converter 21, the LVDS cable 4, and the serial-parallel / flat-serial converter 5 Value and AWB control value are output to the imaging control unit 3.

ISP22は、撮像部2の1フレーム周期T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。 ISP22 is every 1/30 seconds which is one frame period T F of the imaging unit 2, and outputs the generated frame images to a video output unit 23, video output section 23, can be displayed on a monitor (not shown) video format Then, the frame images are continuously output, and the moving image of the moving image captured by the imaging unit 2 is output to a monitor (not shown) installed in front of the driver's seat via an LVDS cable or the like.

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。   According to the present embodiment, since the light source control signal for controlling the blinking of the LED 15 is not generated in the ISP 22 having a high processing load as described above, the frame image generation and the imaging control value generation processing are not affected.

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。   When the imaging control unit 3 of the camera module 10 receives an imaging command from the ISP 22 of the imaging device body 20 via the LVDS cable 4, the imaging control unit 3 performs the entire camera module 10 overall. The image pickup operation of the image pickup unit 2 is controlled by an image pickup control signal based on each image pickup control value of the default value stored in the storage unit 13.

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T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。 The imaging unit 2 is an imaging operation controlled by the imaging control unit 3, captures a moving image of the imaging field of view, and repeatedly generates an imaging signal representing one frame image with a 1-frame period TF of 1/30 seconds. An imaging signal representing an image is output to the ISP 22 of the imaging apparatus main body 20 via the LVDS cable 4, and imaging operation timing information when the one frame image is captured is output to the imaging control unit 3 .

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。   The ISP 22 generates a frame image of the moving image from the input imaging signal, outputs the generated frame image to the moving image output unit 23 every 1/30 seconds, and the moving image output unit captures the image on a monitor connected to 23. Display a video. In addition, when generating a frame image, the ISP 22 generates three types of imaging control values, that is, an AF control value, an AE control value, and an AWB control value, based on the input imaging signal, via the LVDS cable 4. To the imaging control unit 3 of the camera module 10.

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。   The imaging control unit 3 generates an imaging control signal based on the imaging control value input via the LVDS cable 4 and controls the imaging operation of the imaging unit 2. When it is determined that the input imaging control value is an abnormal imaging control value, an imaging control signal is generated based on the imaging control value stored in the storage unit 13 and the imaging operation of the imaging unit 2 is controlled. To do.

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。   Further, based on the imaging operation timing information input from the imaging unit 2, the LED 15 is controlled to be turned on at least during the simultaneous exposure operation period (t0-t1) of the image sensor 8, and is turned off at least during the readout operation period (t2-t3). A light source control signal to be controlled is generated and output to the LED driver 14. As a result, the LED 15 is turned on during the simultaneous exposure operation period (t0-t1) of the image sensor 8 and is turned off during the readout operation period (t2-t3) by blinking control from the LED driver 14 according to the light source control signal. Here, the light source control signal can be generated without delay by the imaging control unit 3 with a light processing load, and the light source control signal generated from the imaging operation timing information and the imaging operation timing information indicating the imaging operation of the imaging unit 2 is: Since it does not flow through the LVDS cable 4, there is no influence of noise, and the LED 15 can be controlled to blink accurately during the exposure operation period and the readout operation period of the imaging unit 2.

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。   FIG. 3 shows a moving picture imaging apparatus 30 according to the second embodiment of the present invention, and the moving picture imaging apparatus 1 according to the above-described embodiment in that the LED driver 31 and the LED 32 are provided in the imaging apparatus main body 20. Although the structure of each part is the same or similar, the same number is attached | subjected to a common structure and the description is abbreviate | omitted.

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。   In this moving image imaging device 30, the imaging control unit 3 uses the light source control signal generated from the imaging operation timing information at the start of exposure t0, the end of exposure t1, the start of readout t3, and the end of readout t4 in series / parallel series. The data is output to the conversion unit 5, and is output from the serial / parallel / flat serial conversion unit 5 to the serial / parallel / flat serial conversion unit 21 of the imaging apparatus body 20 via the LVDS cable 4 together with the imaging signal.

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。   The LED driver 31 is connected to the serial-parallel / flat-serial conversion unit 21 via the internal bus of the imaging device main body 20, and when the light source control signal is input to the serial-parallel / flat-serial conversion unit 21, the light source control signal is The LED 32 that is turned on by the LED power source 16 is controlled to blink. As a result, the LED 32 is turned on during the simultaneous exposure operation period (t0-t1) of the image sensor 8 disposed in the camera module 10 to illuminate the imaging field of view, and a pixel signal representing the signal charge accumulated during the exposure operation period. Is turned off during the read operation period (t2-t3).

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。   Even in this moving image pickup device 30, the light source control signal synchronized with the image pickup operation of the image pickup unit 2 is generated by the image pickup control unit 3 having a relatively low processing load regardless of the ISP 22 having a high processing load. The LED 32 can be controlled to blink without any change.

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。   Compared with the moving image pickup apparatus 1, it is not necessary to wire the power supply line 17 for connecting the camera module 10 and the image pickup apparatus body 20 to supply power to the LED 32, and the camera module having the same configuration regardless of the presence or absence of a light source. 10 can be shared.

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。   In the moving image imaging device 30 according to the second embodiment described above, the imaging field of the imaging unit 2 of the camera module 10 remote from the imaging device body 20 cannot be illuminated because the LED 32 is built in the imaging device body 20. is there. Therefore, as in the moving image imaging apparatus 40 shown in FIG. 4, the LED 42 or the LED driver 41 that controls the blinking of the LED 42 is connected by a connection cable 43 including a power supply line and a signal line, and the LED 42 is captured by the imaging field of view of the imaging unit 2. May be installed at a position distant from the imaging device main body 20 capable of illuminating.

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。   In the moving image imaging device 40, the light source control signal generated from the imaging operation timing information by the imaging control unit 3 is output to the LED driver 41 via the LVDS cable 4 and the connection cable 43, and the LED driver 41 outputs the light source control signal. Accordingly, the LED 42 is controlled to blink in synchronization with the imaging operation of the imaging unit 2. Since the other configuration is the same as that of the moving image capturing apparatus 30, the same reference numerals are given to FIG.

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。   In each of the embodiments described above, the imaging control unit 3 that controls the imaging operation of the imaging unit 2 generates the light source control signal from the imaging operation timing information output by the imaging unit 2. If it does not participate in the generation, the light source control signal may be generated in another part. For example, the LED driver 14 of the camera module 10 controls the light source based on the imaging operation timing information input from the imaging unit 2. A signal may be generated.

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。   In each embodiment, the camera module 10 and the imaging device main body 20 are connected by the connection cable 4. However, the moving image imaging device in which the respective parts of the camera module 10 are built in the imaging device main body 20 is integrated. It may be.

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。   In addition, the moving image capturing apparatus is not limited to the one in which the camera module and the image capturing apparatus main body are mounted on the vehicle, and the present invention can be applied to all moving image capturing apparatuses including a light source that illuminates the imaging field of view.

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。   It is suitable for a moving image pickup apparatus that picks up a moving image in an imaging field of view with a light source, and particularly suitable for a moving image pickup apparatus provided with an image pickup device of a global shutter in which an image pickup unit exposes all pixels simultaneously.

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
1, 30, 40 Moving picture imaging device 2 Imaging unit 3 Imaging control unit 4 LVDS cable (connection cable)
7 Electronic shutter (global shutter)
8 Image device (CMOS device)
14 Light source controller (LED driver)
15 Light source (LED)
10 Camera Module 20 Imaging Device Body 22 ISP (Image Signal Processing Unit)
23 Video output section

Claims (6)

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。
An imaging unit that captures a moving image of the imaging field of view and sequentially outputs an imaging signal representing each frame image of the moving image;
An image signal processing unit that sequentially generates and outputs each frame image from the imaging signal and generates an imaging control value of an imaging control signal that controls an imaging operation of the imaging unit from the imaging signal;
An imaging control unit for controlling an imaging operation of the imaging unit by an imaging control signal generated based on the imaging control value;
A moving image output unit that outputs a continuous moving image of each frame image sequentially output from the image signal processing unit to the monitor;
A light source that illuminates the imaging field;
A moving image capturing apparatus including a light source control unit that controls blinking of the light source,
The imaging unit outputs imaging operation timing information obtained by imaging the frame image together with an imaging signal representing each frame image of the moving image,
The imaging control unit generates a light source control signal for controlling lighting of the light source in a lighting period including at least an exposure operation period of the imaging unit from the imaging operation timing information,
The light source control unit controls blinking of the light source according to the light source control signal generated by the imaging control unit.
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。
The camera module includes an imaging unit and an imaging control unit,
The image pickup apparatus body connected to the camera module via a connection cable capable of bidirectional communication includes an image signal processing unit and a moving image output unit,
The imaging unit of the camera module outputs an imaging signal representing each frame image of the moving image to the image signal processing unit of the imaging apparatus body via the connection cable, and captures imaging operation timing information obtained by imaging the frame image. Output to the control unit,
The imaging control unit generates a light source control signal from the imaging operation timing information, and an imaging control signal generated based on an imaging control value output from the image signal processing unit of the imaging apparatus main body via the connection cable, The moving image imaging apparatus according to claim 1, wherein the imaging operation of the imaging unit is controlled.
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。
The imaging apparatus body further includes a light source and a light source control unit,
The moving image capturing apparatus according to claim 2, wherein the light source control unit controls blinking of the light source in accordance with a light source control signal output from the imaging control unit of the camera module via the connection cable.
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。 A camera module installed in a part of the vehicle that images the surroundings of the vehicle and an imaging device body installed around a monitor installed around the driver's seat of the vehicle are connected by an LVDS cable capable of bidirectional communication. The moving image imaging apparatus according to any one of claims 2 and 3, wherein 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。
An imaging unit that captures a moving image of the imaging field of view and sequentially outputs an imaging signal representing each frame image of the moving image;
An image signal processing unit that sequentially generates and outputs each frame image from the imaging signal and generates an imaging control value of an imaging control signal that controls an imaging operation of the imaging unit from the imaging signal;
An imaging control unit for controlling an imaging operation of the imaging unit by an imaging control signal generated based on the imaging control value;
A video output unit that outputs a moving image in which each frame image is sequentially output to the monitor, and an image signal processing unit;
A light source that illuminates the imaging field;
A moving image capturing apparatus including a light source control unit that controls blinking of the light source,
The imaging unit outputs imaging operation timing information obtained by imaging the frame image together with an imaging signal representing each frame image of the moving image,
The light source control unit generates a light source control signal for controlling lighting of the light source during a lighting period including at least an exposure operation period of the imaging unit from the imaging operation timing information, and controls blinking of the light source.
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。 6. The imaging unit according to claim 1, wherein the imaging unit includes a CMOS element that simultaneously exposes all pixels with a global shutter, and outputs the simultaneous exposure timing of the CMOS element as imaging operation timing information. The moving image imaging device described in 1.
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