JP2001283208A - 画像取込装置 - Google Patents

画像取込装置

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JP2001283208A
JP2001283208A JP2000099449A JP2000099449A JP2001283208A JP 2001283208 A JP2001283208 A JP 2001283208A JP 2000099449 A JP2000099449 A JP 2000099449A JP 2000099449 A JP2000099449 A JP 2000099449A JP 2001283208 A JP2001283208 A JP 2001283208A
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signal
clock
clock signal
period
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Hideaki Kamijo
秀章 上條
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 製作コストの削減を図りつつ、正常な画像を
確実に取り込むことができる画像取込装置を提供する。 【解決手段】 画像取込装置20は、CCDカメラ8を
有する画像入力部21を備え、この画像入力部21から
出力される画像データは、A/Dコンバータ26でA/
D変換されて画像処理部27に取り込まれる。また、画
像取込装置20は、A/Dコンバータ26及び画像処理
部27を動作させるためのクロック信号CK2を生成す
るクロック生成回路29と、カウンタ回路30とを備え
ている。このカウンタ回路30は、画像入力部21から
のHD信号のパルスが入力されると、画像データの有効
取込領域tに対応する期間よりも長い期間T1、クロッ
ク信号CK2を送出し、その期間T1が経過してから次の
HD信号のパルスが入力されるまでの期間T2、クロッ
ク信号CK2の送出を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、硬貨、メダル、カ
ード等の対象物の画像情報を取り込む画像取込装置に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に画像取込装置は、硬貨等を撮像す
る撮像手段(例えばCCDカメラ)を有し、硬貨等の画
像データ、水平同期信号(HD信号)および垂直同期信
号(VD信号)を出力する画像入力部と、この画像入力
部から出力された画像データをA/D変換するA/Dコ
ンバータと、このA/Dコンバータからのデジタルデー
タを処理する画像処理部とを有している。画像入力部と
しては、例えば外部から動作クロックを供給する外部同
期式が採用され、この場合には、画像入力部とA/Dコ
ンバータ及び画像処理部とが完全同期して動作する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記のような画像取込
装置においては、製作コストを抑えるために、画像処理
部を、ASIC等の1チップカスタムICをおこして構
成する場合がある。この場合、画像処理部は、特定のC
CDカメラに対応して構築される。しかし、昨今の半導
体製品は、統合や終息傾向が急速に進み、開発当初採用
したものが量産立ち上げ時には供給不可能な状況に追い
込まれたり、生産途中に終息してしまうケースが急増し
ている。このため、専用のCCDカメラに対応してAS
IC等で構成された画像処理部は、他のCCDカメラへ
の切替には対処できないことがある。この場合には、A
SICの変更を含む再開発を行うことが考えられるが、
マスクをおこしたASICを変更するには、かなりの費
用がかかる。
【0004】そこで、画像入力部の動作クロックとA/
Dコンバータ及び画像処理部の動作クロックとを別にす
ることも考えられる。しかし、この場合には、画像入力
部の動作クロックとA/Dコンバータ及び画像処理部の
動作クロックとの位相のずれにより、水平同期信号の1
周期(1水平ライン)毎に、A/Dコンバータ及び画像
処理部に入力される動作クロックの数、つまり1水平ラ
イン毎に取り込まれる画素数が一定にならなくなる。こ
の画素数の相違は画像メモリでは認識できないため、画
像の縦位置方向のズレを引き起こすことになり、結果と
して正常な画像情報を取り込むことができなくなる。こ
のため、CCDカメラやASIC等の再開発を余儀なく
されていた。
【0005】本発明の目的は、製作コストの削減を図り
つつ、正常な画像を確実に取り込むことができる画像取
込装置を提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の画像取込装置
は、対象物を撮像する撮像手段を有し、この撮像手段で
撮像した対象物の画像データと外部トリガ信号によりリ
セットされる水平同期信号および垂直同期信号とを出力
する画像入力部と、画像入力部からの画像データを取り
込んで処理する画像取込処理部と、画像入力部を動作さ
せるための第1のクロック信号を生成する第1のクロッ
ク生成手段と、画像取込処理部を動作させるための第2
のクロック信号を生成する第2のクロック生成手段と、
水平同期信号のパルスが入力されると、画像データの有
効取込領域に対応する期間よりも長い第1の期間、第2
のクロック信号を画像取込処理部に送出し、第1の期間
が経過してから次の水平同期信号のパルスが入力される
までの第2の期間、画像取込処理部への第2のクロック
信号の送出を停止させるクロック送出制御手段とを備え
ることを特徴とするものである。
【0007】このようにクロック送出制御手段により第
2のクロック信号の送出/停止制御を行うことにより、
第1のクロック信号と第2のクロック信号の位相が合っ
ていなくても、水平同期信号の1周期毎に画像取込処理
部に入力される第2のクロック信号のクロック数を一定
にすることができる。つまり、水平同期信号の1周期毎
に取り込まれる画素数が一定になる。このとき、水平同
期信号の1周期毎に画像取込処理部に入力される第2の
クロック信号のクロック数(第1の期間に相当するクロ
ック数)は、画像データの有効取込領域に対応するクロ
ック数よりも多くなっている。このため、画像の縦位置
方向のズレが防止され、正常な画像を確実に取り込むこ
とができる。従って、画像取込処理部をASIC等の1
チップカスタムICで構成した場合に、ASIC等の大
幅な再開発を行わずに済み、製作コストの削減を図るこ
とができる。
【0008】なお、撮像手段としては、正方画素の撮像
素子に比べて安価であり、しかも使い易いとされている
非正方画素の撮像素子を有するものを使用するのが好ま
しい。この場合には、第2のクロック信号のクロック周
波数として、第1のクロック信号のクロック周波数に対
し、画像データを縦横比1:1として画像メモリに取り
込めるような周波数を用いることで、正方画像と同等の
映像を得ることができる。つまり、対象物の画像情報を
実際の形状(硬貨の場合には円形)として取り込むこと
ができる。
【0009】好ましくは、クロック送出制御手段は、水
平同期信号のパルスが入力される毎に、第2のクロック
信号のクロック数のカウントを開始するカウンタを有
し、このカウンタにより第1の期間に対応するクロック
数のカウントが終了するまでは、第2のクロック信号を
画像取込処理部に送出し、第1の期間に対応するクロッ
ク数のカウントが終了すると、画像取込処理部への第2
のクロック信号の送出を停止させる。このようにカウン
タを用いることで、第2のクロック信号の送出/停止制
御が簡単に行える。
【0010】また、好ましくは、クロック送出制御手段
は、外部トリガ信号またはリセット直後の垂直同期信号
のパルスが入力されると、第2のクロック信号の送出/
停止制御を行い、対象物の画像データの取り込みが完了
してから最初の垂直同期信号のパルスが入力されると、
第2のクロック信号の送出/停止制御を終了させる。こ
のように画像取り込み処理時のみ、第2のクロック信号
の送出/停止制御を行うことにより、画像取り込み以外
の処理においては、処理速度の低下を招く等の影響を与
えることがない。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像取込装置
の好適な一実施形態について、図面を参照して説明す
る。
【0012】図1は、本実施形態の画像取込装置を備え
た硬貨読取装置の構成を示す一部破断斜視図である。同
図において、硬貨読取装置1は、硬貨Aの表面に刻印さ
れた図形、模様、数字または文字等の情報を読み取る装
置である。硬貨読取装置1は、直方体形状の撮像ユニッ
ト2を有し、この撮像ユニット2の両側面の上端部には
平面板3a,3bが取り付けられ、撮像ユニット2及び
平面板3a,3bの上面は、硬貨Aを搬送する搬送路B
を形成している。撮像ユニット2及び平面板3a,3b
の上方にはベルトコンベヤ4が配設され、このベルトコ
ンベヤ4の駆動によって硬貨Aが搬送される。また、撮
像ユニット2、平面板3a,3b及びベルトコンベヤ4
は、外乱光の入射を遮るための遮光ケース5に収容され
ている。
【0013】撮像ユニット2は、上面に開口した筐体6
と、この筐体6の開口を覆う透明なガラス製の上面板7
とを有している。筐体6内には、後述する画像取込装置
20(図3参照)の一部であるCCDカメラ8と、1対
の到来検出用LED9と、複数の照明用LED10とが
配設されている。CCDカメラ8は、上面板7上の撮像
領域Cを通過する硬貨Aを撮像する。到来検出用LED
9は、筐体6の内部側面から突出した固定板6aにそれ
ぞれ取り付けられ、硬貨Aの撮像領域Cに対する到来を
検出するための光を照射する。照明用LED10は、上
面板7の内面に沿ってリング状に複数配設され、撮像領
域Cを通過する硬貨Aに光を所定時間照射する。
【0014】ベルトコンベヤ4の上方には、1対の到来
検出用のフォトダイオード11が配設され、到来検出用
LED9からの照射光が、上面板7を通過して対向する
フォトダイオード11に入射される。フォトダイオード
11の出力信号は、トリガ信号生成部12に入力され
る。このトリガ信号生成部12は、フォトダイオード1
1より硬貨Aが撮像領域Cに到来したことが検出される
と、外部トリガ信号(図4参照)を生成して出力する。
【0015】このような硬貨読取装置1において、到来
検出用LED9からの照射光がフォトダイオード11に
入射している状態で、搬送路Bとベルトコンベヤ4のベ
ルトとの隙間に硬貨Aが挿入されると、ベルトコンベヤ
4の駆動により硬貨Aが搬送される(図2(a)参
照)。そして、到来検出用LED9の光路上に硬貨Aが
到達すると、照射光が硬貨Aにより遮られる(図2
(b)参照)。さらに、硬貨Aが搬送されて撮像領域C
に到達すると、それまで硬貨Aにより遮られていた到来
検出用LED9からの照射光は、再びフォトダイオード
11に入射される(図2(c)参照)。このとき、トリ
ガ信号生成部12から照明用LED10にトリガ信号が
送られ、このトリガ信号に応じて照明用LED10から
光が照射され、撮像領域Cに到達した硬貨Aが照らされ
る。この照射光は、硬貨Aの表面に対して斜めから入射
するため、硬貨Aの表面の凹凸によって陰影のある像が
浮かび上がる。
【0016】トリガ信号生成部12で生成されたトリガ
信号は、画像取込装置20にも送られる。この画像取込
装置20の構成を図3に示す。
【0017】同図において、画像取込装置20は、上述
したCCDカメラ(撮像手段)8を有する画像入力部2
1を備えている。CCDカメラ8は、受光部、電極部及
び転送部を有すると共に、安価で使いやすい非正方画素
のCCD素子をもったカメラである。
【0018】画像入力部21は、更に、駆動回路22
と、アンプ23と、同期信号生成回路24と、クロック
生成回路(第1のクロック生成手段)25とを備えてい
る。駆動回路22は、トリガ信号生成部12からの外部
トリガ信号に応じてCCDカメラ8を駆動する。アンプ
23は、CCDカメラ8からの画像データを増幅し、映
像信号として出力する。同期信号生成回路24は、トリ
ガ信号生成部12からの外部トリガ信号に応じて、テレ
ビジョン方式の水平同期信号(HD信号)および垂直同
期信号(VD信号)をリセット(初期化)して出力す
る。クロック生成回路25は、駆動回路22、アンプ2
3、同期信号生成回路24を動作させるための第1のク
ロック信号CK1を生成する。
【0019】このような画像入力部21において、トリ
ガ信号生成部12からのトリガ信号の立ち上がりエッジ
に同期して、同期信号生成回路24から出力されるHD
信号およびVD信号がリセットされる(図4参照)。こ
れと同時に、駆動回路22によりCCDカメラ8が駆動
される。具体的には、CCDカメラ8は、受光部への光
の入射によって発生した電荷を電極部に蓄積させる電荷
蓄積処理を開始し、次いで電極部に蓄積された電荷を転
送部に出力させる電荷出力処理を実行する。この出力処
理によって、垂直ブランキング区間終了後に硬貨Aの画
像データが出力される(図4参照)。このように垂直ブ
ランキング区間内に電荷蓄積処理および電荷出力処理を
行うことにより、撮像を開始してから画像データを出力
し終わるまでの期間を、1フィールド期間(次の垂直ブ
ランキング区間が来るまでの期間)とすることができ
る。
【0020】以上のような画像入力部21から出力され
る画像データ(映像信号)は、A/Dコンバータ26に
よりA/D変換されて、画像処理部27に送られる。こ
の画像処理部27は、画像メモリ及び画像処理専用プロ
セッサ等を有し、2値化や特徴抽出等といった画像処理
を行う。この画像処理結果は、CPU及びメモリ等を有
する識別処理部28に送られ、この識別処理部28で硬
貨の識別処理等が行われる。
【0021】上記のA/Dコンバータ26及び画像処理
部27からなる画像取込処理部を動作させるための第2
のクロック信号CK2は、クロック生成回路(第2のク
ロック生成手段)29で生成される。このクロック信号
CK2のクロック周波数は、画像入力部21側のクロッ
ク信号CK1のクロック周波数とは異なっている。具体
的には、非正方画素のCCD素子をもったCCDカメラ
8に対し、画像メモリに取り込まれる画像データの縦横
比を1:1にするような周波数を用いる。これにより、
画像処理部27においては、硬貨Aの画像データを正方
画像と同等の映像として取り込むことができる。
【0022】このようなクロック信号CK2は、カウン
タ回路30に送られる。このカウンタ回路30は、図5
に示すように、カウンタ31を有している。このカウン
タ31は、画像入力部21の同期信号生成回路24から
のHD信号のパルスの立ち上がりエッジに同期してリセ
ットされ、クロック信号CK2のクロック数のカウント
を開始する。このクロックカウント数は、識別処理部2
8のCPUにより指示される。ここで、カウンタ31
は、HD信号によりリセットされるとLレベルを出力
し、識別処理部28で指定された所定のクロック数のカ
ウントが終了するとHレベルを出力する(図6(b),
(c)参照)。
【0023】カウンタ31の出力信号はフリップフロッ
プ32に入力され、このフリップフロップ32より反転
して出力される(図6(d)参照)。フリップフロップ
32の出力信号は、ANDゲート33の入力部の一方に
入力され、ANDゲート33の入力部の他方には、クロ
ック生成回路29からのクロック信号CK2が入力され
る。従って、ANDゲート33は、カウンタ31にHD
信号のパルスが入力されてから、所定のクロック数のカ
ウントが終了するまでの第1の期間T1は、クロック信
号CK2を出力し、その第1の期間T1が経過してからH
D信号の次のパルスが入力されるまでの第2の期間T2
は、クロック信号CK2の出力を停止するように動作す
る(図6(e)参照)。
【0024】ここで、カウンタ31によるクロックカウ
ント数は、クロック信号CK2を出力する期間T1を、画
像データの有効取込領域に対応する期間tよりも長くす
るように設定されている(図6(f)参照)。これによ
り、画像データの有効取込領域全体を確実に取り込むこ
とができる。
【0025】図3に戻り、このようなカウンタ回路30
よりクロック信号CK2の送出/停止制御を実行する期
間は、カウンタ制御回路34からの信号によって制御さ
れる。具体的には、カウンタ制御回路34は、トリガ信
号またはリセット直後のVD信号のパルスが入力される
と、クロック信号CK2の送出/停止制御を実行して、
図6(e)に示すような信号(以下、間欠クロック信号
CK2’という)を送出させるようにカウンタ回路30
を制御する。そして、トリガ信号によりVD信号がリセ
ットされてからVD信号の2つ目のパルスが入力される
と、クロック信号CK2の送出/停止制御を終了させ
て、クロック信号CK2をそのまま出力させるようにカ
ウンタ回路30を制御する。つまり、トリガ信号が入力
された時の1フィールド期間(画像取り込み処理時)の
み、クロック信号CK2の送出/停止制御を行うように
する。このため、画像取り込み以外の処理にあってはク
ロック信号CK2の停止が起こらないので、処理速度の
低下を招く等の影響をもたらすことがなく、有効に処理
を行うことができる。なお、カウンタ回路30及びカウ
ンタ制御回路34は、クロック送出制御手段を構成す
る。
【0026】カウンタ回路30から出力されるクロック
信号は、分周器35で例えば1/4分周されてA/Dコ
ンバータ26に送られる。A/Dコンバータ26は、画
像データの取込時には、この分周された間欠クロック信
号に応じて画像データのA/D変換(サンプリング)を
行う。また、カウンタ回路30からのクロック信号は、
カウンタ36にも送られる。このカウンタ36は、画像
データの取込時には、間欠クロック信号CK2’に応じ
て画像処理のための所定のカウント動作を行う。
【0027】ここで、上記のカウンタ回路30を設けず
に、クロック生成回路29で生成されたクロック信号C
2を常に送出するようにすると、以下の不具合が生じ
る。
【0028】すなわち、クロック信号CK2は、クロッ
ク生成回路25で生成されるクロック信号CK1に対し
て非同期であるため、HD信号の1周期毎のクロック数
が一定にならないことがある。例えば、図7に示すよう
に、クロック信号CK1の周波数を14.318MHz、クロック
信号CK2の周波数を6.144MHzとした場合に、クロック
信号CK1とクロック信号CK2の位相が合わないこと
で、HD信号の1周期毎のクロック数(1水平ライン毎
に取り込まれる画素数に相当)が390.485となると、H
D信号の1周期毎に画像処理部27に入力される実際の
クロック数は390または391となってしまう。この1クロ
ック(1画素)の相違は、画像メモリでは認識できない
ため、画像の縦位置方向のズレとなり、正常な画像とし
て取り込むことができなくなる。このとき、画像データ
を画像メモリに取り込んでからデータの並び替えを行う
ことも考えられるが、高速処理においては、処理スピー
ドが要求されるため実現困難である。
【0029】これに対し、カウンタ回路30を設けた本
実施形態において、図8に示すように、カウンタ31に
より例えば389クロックだけカウントしたら、クロック
信号CK2の送出を停止させるようにすると、HD信号
の1周期毎に取り込まれるクロック数は常に389と一定
になる。このようにクロック信号CK1とクロック信号
CK2の位相が合わないために発生する画素ズレを、1
水平ライン毎に補正するので、正常な画像データを高速
で取り込むことができる。従って、画像処理部27を1
つのASIC(カスタムIC)で構成した場合であって
も、既存の画像入力部21やASIC等を大幅に再開発
する必要が無くなり、これによりコスト削減を図ること
が可能となる。
【0030】なお、本発明に係る画像取込装置は上記実
施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形
態は、画像入力部21から出力される画像データを間欠
クロック信号でA/D変換するものであるが、本発明
は、画像データを間欠クロック信号で再データラッチし
てデジタル信号を得るものにも適用可能である。
【0031】また、上記実施形態は、カウンタ回路30
を用いてクロック信号CK2の送出/停止制御を行うも
のであるが、カウンタ回路30の代わりに、HD信号を
トリガとしたタイマによりクロック信号CK2の送出/
停止制御を行ってもよい。
【0032】更に、上記実施形態では、トリガ信号が入
力された時の1フィールド期間のみ、クロック信号CK
2の送出/停止制御を行っているが、CCDカメラ8に
より撮像を開始してから画像データを出力し終わるまで
の期間を1フレーム期間(2フィールド期間)とした場
合は、その1フレーム期間のみクロック信号CK2の送
出/停止制御を行う。要は、画像データの取り込みが完
了してから最初のVD信号のパルスが入力されたとき
に、クロック信号CK2の送出/停止制御を終了させ
る。
【0033】また、上記実施形態では、読取対象物を硬
貨としているが、本発明は、特に硬貨に限られず、メダ
ル、カード等にも適用できる。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、水平同期信号のパルス
が入力されると、画像データの有効取込領域に対応する
期間よりも長い第1の期間、第2のクロック信号を画像
取込処理部に送出し、第1の期間が経過してから次の水
平同期信号のパルスが入力されるまでの第2の期間、画
像取込処理部への第2のクロック信号の送出を停止させ
るので、水平同期信号の1周期毎に入力される第2のク
ロック信号のクロック数を一定にすることができる。こ
れにより、製作コストの削減を図りつつ、正常な画像を
確実に取り込むことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態による画像取込装置を備え
た硬貨読取装置の構成を示す一部破断斜視図である。
【図2】図1に示す硬貨読取装置により硬貨を読み取る
様子を示す図である。
【図3】本発明の一実施形態による画像取込装置を示す
構成図である。
【図4】図3に示すトリガ信号生成回路から出力される
トリガ信号と画像入力部から出力される各信号との関係
を示すタイミングチャートである。
【図5】図3に示すカウンタ回路の詳細を示す構成図で
ある。
【図6】図5に示すカウンタ回路の動作を示すタイミン
グチャートである。
【図7】図5に示すカウンタ回路が無い場合に、水平同
期信号の1周期毎に入力されるクロック信号のクロック
数の一例を示すタイミングチャートである。
【図8】図5に示すカウンタ回路がある場合に、水平同
期信号の1周期毎に入力されるクロック信号のクロック
数の一例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】 8…CCDカメラ(撮像手段)、20…画像取込装置、
21…画像入力部、25…クロック生成回路(第1のク
ロック生成手段)、26…A/Dコンバータ(画像取込
処理部)、27…画像処理部(画像取込処理部)、29
…クロック生成回路(第2のクロック生成手段)、30
…カウンタ回路(クロック送出制御手段)、31…カウ
ンタ、34…カウンタ制御回路(クロック送出制御手
段)、A…硬貨(対象物)。
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Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 対象物を撮像する撮像手段を有し、この
    撮像手段で撮像した前記対象物の画像データと外部トリ
    ガ信号によりリセットされる水平同期信号および垂直同
    期信号とを出力する画像入力部と、 前記画像データを取り込んで処理する画像取込処理部
    と、 前記画像入力部を動作させるための第1のクロック信号
    を生成する第1のクロック生成手段と、 前記画像取込処理部を動作させるための第2のクロック
    信号を生成する第2のクロック生成手段と、 前記水平同期信号のパルスが入力されると、前記画像デ
    ータの有効取込領域に対応する期間よりも長い第1の期
    間、前記第2のクロック信号を前記画像取込処理部に送
    出し、前記第1の期間が経過してから次の前記水平同期
    信号のパルスが入力されるまでの第2の期間、前記画像
    取込処理部への前記第2のクロック信号の送出を停止さ
    せるクロック送出制御手段とを備えることを特徴とする
    画像取込装置。
  2. 【請求項2】 前記クロック送出制御手段は、前記水平
    同期信号のパルスが入力される毎に、前記第2のクロッ
    ク信号のクロック数のカウントを開始するカウンタを有
    し、このカウンタにより前記第1の期間に対応するクロ
    ック数のカウントが終了するまでは、前記第2のクロッ
    ク信号を前記画像取込処理部に送出し、前記第1の期間
    に対応するクロック数のカウントが終了すると、前記画
    像取込処理部への前記第2のクロック信号の送出を停止
    させることを特徴とする請求項1記載の画像取込装置。
  3. 【請求項3】 前記クロック送出制御手段は、前記外部
    トリガ信号またはリセット直後の前記垂直同期信号のパ
    ルスが入力されると、前記第2のクロック信号の送出/
    停止制御を行い、前記対象物の前記画像データの取り込
    みが完了してから最初の前記垂直同期信号のパルスが入
    力されると、前記第2のクロック信号の送出/停止制御
    を終了させることを特徴とする請求項1記載の画像取込
    装置。
JP2000099449A 2000-03-31 2000-03-31 画像取込装置 Pending JP2001283208A (ja)

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