JP2009200726A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】明滅する被写体を撮像するにあたって、明時の被写体が撮像された撮像画像を少なくとも１枚は取得できる撮像装置を提供すること。
【解決手段】明滅する被写体の撮像時に、被写体の明滅周期Ｔとは異なる露光周期Ｔｅ’を少なくとも１回含めるように周期設定部１０５、異周期設定部１０６、作用設定部１０７の設定を行う。一連の撮像において、明滅周期Ｔとは異なる露光周期Ｔｅ’を含めることによって、被写体が明状態での露光を行うことが可能である。
【選択図】 図１

Description

本発明は、明滅する被写体の画像を記録する撮像装置に関する。

非特許文献１等に、撮像装置によって連続的に撮像された信号機の画像を観察する過程で、撮像画像中の信号機が明滅したり一時消滅したりする現象についての記載がある。この現象は、ＬＥＤ信号機を撮像した場合に発生することが知られている。

ＬＥＤ信号機の場合に上述の現象が発生する原因は、ＬＥＤ信号機に用いられるＬＥＤ素子が、商用電源を全波整流した電源によって駆動されているためである。商用電源を全波整流した電源によってＬＥＤ信号機を駆動する際、実際には、ＬＥＤ信号機は、その設置場所での商用電源周波数の２倍の周波数（東日本では１００Ｈｚ、西日本では１２０Ｈｚ）で明滅を繰り返している。ここで、撮像装置の撮像枚数が毎秒１０枚や毎秒３０枚等の、ＬＥＤ信号機の明滅周波数の約数であると、撮像装置による撮像のタイミングとＬＥＤ信号機が滅状態となるタイミングとが一致する場合がある。このタイミングで得られる撮像画像（滅時画像）を含む撮像画像を観察したときに、ＬＥＤ信号機の明滅や灯りの一時消滅等が発生する。

ここで、撮像画像におけるＬＥＤ信号機の明滅の対策として、４つの対策が提案されている。第１の対策は、撮像装置の撮像枚数を調整することで、撮像装置による撮像のタイミングをＬＥＤ信号機が滅状態となるタイミングと一致させないようにする方法である。また、第２の対策は、１枚の撮像画像に対する露光時間を長くすることによってＬＥＤ信号機の明状態となる時の画像が取得されるようにする方法である。また、第３の対策は、インターレース方式によって撮像を行う方法である。また、第４の対策は、ＬＥＤ信号機を駆動する全波整流電源を平滑化することによってＬＥＤ信号機を連続点灯する方法である。
久保 登，他３名，「ドライブレコーダ映像に対するＬＥＤ信号機の影響」，自動車研究（第２８巻第７号），財団法人日本自動車研究所，２００６年７月，ｐ．９１

ここで、第１の対策では、撮像装置によって取得される画像がＮＴＳＣ方式等の標準の規格から逸脱するため、これに応じて、撮像画像を処理する画像処理装置の構造も変えなくてはならず、コスト増に繋がる可能性がある。また、第２の対策では、露光時間を長くする分、例えば乗用車等の動きのある乗り物に撮像装置を搭載した場合に被写体ぶれが生じやすくなる。また、第３の対策のように、撮像方式をインターレース化したとしても、ＮＴＳＣ方式のインターレース化では商用電源周波数が６０Ｈｚの地域において滅時画像が取得されてしまうおそれがある。さらに、第４の対策のように、ＬＥＤ信号機の連続点灯化は平滑化回路が必要である分、コスト増に繋がりやすい。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、明滅する被写体を撮像するにあたって、明時の被写体が撮像された撮像画像を少なくとも１枚は取得できる撮像装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の第１の形態の撮像装置は、連続的に被写体を撮像する撮像素子と、所定期間内の前記撮像素子の撮像結果から複数枚の撮像画像を取得するとともに、前記複数枚の撮像画像の少なくとも１枚の撮像画像に、当該撮像装置とは非同期に明滅する被写体における明状態の被写体が含まれるように前記撮像素子の動作を制御する制御部とを具備することを特徴とする。

本発明によれば、明滅する被写体を撮像するにあたって、明時の被写体が撮像された撮像画像を少なくとも１枚は取得できる撮像装置を提供することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
［第１の実施形態］
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示す図である。図１に示す撮像装置１０１は、撮像素子１０２と、制御部１０３とを有している。撮像素子１０２は、図示しない被写体を撮像して被写体を示す撮像画像信号を生成し、生成した撮像画像信号を制御部１０３に出力する。制御部１０３は、撮像素子１０２から入力された撮像画像信号を処理して撮像画像を取得するとともに、撮像素子１０２の動作制御を行うための各種制御信号を撮像素子１０２に出力する。撮像素子１０２の制御信号は、露光制御信号、撮像垂直同期信号、撮像水平同期信号、撮像クロック信号が含まれる。露光制御信号は、撮像素子１０２の撮像（露光）動作を制御するための信号である。この露光制御信号がイネーブルとなっている期間だけ撮像素子１０２による露光が行われる。撮像垂直同期信号は１枚（１フレーム）分の撮像画像の区切りを識別するための同期信号である。撮像垂直同期信号がイネーブルとなる毎に撮像素子１０２の各画素に蓄積された電荷の読み出しが開始される。撮像水平同期信号は、１行（１ライン）分の撮像画像の区切りを識別するための同期信号である。撮像垂直同期信号がイネーブルとなる毎に撮像素子１０２の各画素に蓄積された電荷の読み出しが開始される。その後は、撮像水平同期信号に従って撮像素子１０２の電荷が１行分毎読み出される。撮像クロック信号は撮像素子１０２の撮像動作の基準となるクロック信号である。

ここで、制御部１０３は、撮像素子１０２を連続動作させることが可能になされており、これによって動画像を取得可能となっている。

図２は、図１の撮像装置１０１の詳細な構成を示す図である。図２に示すように、制御部１０３は、作用制御部１０４と、周期設定部１０５と、異周期設定部１０６と、作用設定部１０７と、設定制御部１０８と、撮像画像取得部１０９とを有している。

作用制御部１０４は、周期設定部１０５、異周期設定部１０６、及び作用設定部１０７の設定に従って各種制御信号の状態を制御することによって撮像素子１０２の動作を制御する。また、作用制御部１０４は、撮像素子１０２からの撮像画像信号を読み出して撮像画像取得部１０９に出力することも行う。

周期設定部１０５には、任意の露光周期である第１の露光周期が設定される。異周期設定部１０６には、第１の露光周期とは異なる第２の露光周期が設定される。ここで、第２の露光周期は第１の露光周期と異なっていれば複数種類設定できるようにしても良い。

作用設定部１０７には、作用制御部１０４が、周期設定部１０５に設定されている第１の露光周期と異周期設定部１０６に設定されている第２の露光周期の何れを用いて撮像素子１０２の動作制御を行うかが設定される。

設定制御部１０８は、周期設定部１０５への第１の露光周期の設定、異周期設定部１０６への第２の露光周期の設定、及び作用設定部１０７の設定を行う。

撮像画像取得部１０９は、作用制御部１０４を介して取得された撮像画像信号を処理して撮像画像を取得する。

以下、第１の実施形態の撮像装置の動作について説明する。
制御部１０３の作用制御部１０４は、撮像素子１０２から撮像画像を取得するために、撮像素子１０２に対して撮像クロック信号を印加し、撮像クロック信号に同期した所定のタイミングで、露光制御信号と、撮像垂直制御信号と、撮像水平制御信号をそれぞれ印加する。まず始めに、作用制御部１０４は、周期設定部１０５又は異周期設定部１０６に設定されている露光周期の開始と同期して露光制御信号をイネーブルにする。撮像素子１０２は、露光制御信号のイネーブルを検出して露光を開始する。これにより、撮像素子１０２には被写体の光量に応じた電荷が蓄積される。所定の露光時間の経過後に、作用制御部１０４は、露光制御信号をディセーブルにする。撮像素子１０２は、露光制御信号のディセーブルを検出して露光を停止する。

ここで、本実施形態において、作用制御部１０４は、周期設定部１０５に設定された第１の露光周期と異周期設定部１０６に設定された第２の露光周期の何れかに従って露光制御信号をドライブする。即ち、作用制御部１０４は、第１の露光周期又は第２の露光周期の間の所定の露光時間の間だけ露光制御信号をイネーブルとする。

撮像素子１０２の露光開始から所定期間が経過する毎に、作用制御部１０４は、撮像画像の開始を示す撮像垂直制御信号及び水平制御信号を印加して撮像素子１０２に蓄積された電荷を撮像画像信号として読み出す。制御部１０３の撮像画像取得部１０９は、作用制御部１０４を介して取得された撮像画像信号をＡ／Ｄ変換してデジタル値として取り込むことで撮像画像を取得する。

図３は、ある一定の明滅周期Ｔで明滅を繰り返す被写体（例えば商用電源周波数である５０Ｈｚ又は６０Ｈｚに同期して明滅する信号機）を撮像するために、ある任意の露光周期Ｔｅで露光制御信号をドライブした場合の撮像装置の動作に関するタイミングチャートである。即ち、図３は、周期設定部１０５に第１の露光周期として露光周期Ｔｅが設定され、且つ作用設定部１０７において第１の露光周期を用いるように設定された場合のタイミングチャートである。

ここで、図３では、被写体の明滅周期Ｔと撮像素子１０２の露光周期Ｔｅとが一致しており、且つ撮像素子１０２の露光時間Ｓｅが、被写体が滅状態となっている時間（滅時間）Ｓｄ内である例を示している。この場合、撮像素子１０２は、露光時間Ｓｅの間に滅状態の被写体の光量に応じた電荷を蓄積することになる。

図４は、図３の撮像が連続的に繰り返された場合のタイミングチャートである。図３の撮像が連続的に繰り返された場合には、図４に示すように、滅状態に対応した被写体に係る撮像画像が常に取得されることになる。より具体的には、下記（式１）の条件を満たしてしまうと滅状態の撮像画像が常に取得されることになる。
Ｔ＝Ｔｅ且つＰｅ＜Ｓｄ且つＰｅ＋Ｓｅ≦Ｓｄ （式１）
ここで、ＰｅはＴとＴｅの位相差を示している。

第１の実施形態では、一定周期Ｔで明滅する被写体の撮像時には、（式１）の条件を満足しないように撮像素子１０２の露光周期を変化させる。具体的には、撮像期間中に、明滅周期Ｔと露光周期Ｔｅとが一致しない期間を少なくとも１回は設けるようにする。

図５は、明滅周期Ｔと異なる露光周期Ｔｅ’（Ｔ＞Ｔｅ’）で露光制御信号をドライブした場合の撮像装置の動作に関するタイミングチャートを示している。即ち、図５は、異周期設定部１０６に第２の露光周期として露光周期Ｔｅ’が設定され、且つ作用設定部１０７において第２の露光周期を用いるように設定された場合のタイミングチャートである。

図５の例では、露光周期Ｔｅ’が明滅周期Ｔよりも短いので、明滅周期Ｔ内に露光制御信号が２回イネーブルとなる。このため、垂直撮像同期信号の印加の前後の期間において被写体が明状態での露光を行うことができ、撮像画像信号の読み出し時には被写体が明状態の撮像画像信号を読み出すことが可能となる。

図６は、図３の制御と図５の制御とを組み合わせた場合の撮像動作を示すタイミングチャートである。一定周期Ｔで明滅する被写体の撮像画像を取得する際において、図６のように、明滅周期Ｔよりも短い露光周期Ｔｅ’を少なくとも１回含めることによって、被写体が明の状態での露光が行われる期間を存在させることができる。ここで、図６のような制御は、設定制御部１０８によって作用設定部１０７の設定を切り換えることによって行うことが可能である。

図７は、明滅周期Ｔと異なる露光周期Ｔｅ’（Ｔ＜Ｔｅ’で且つｎＴ≠Ｔｅ’（ｎは２以上の整数））で露光制御信号をドライブした場合の撮像装置の動作に関するタイミングチャートを示している。

図７の例のように、露光周期Ｔｅ’を明滅周期Ｔよりも長くしても、被写体が明状態での露光を行うことができる。この場合にも、撮像素子１０２は、明状態の被写体の光量に応じた電荷を蓄積することになる。

図８は、図３の制御と図７の制御とを組み合わせた場合の撮像動作を示すタイミングチャートである。周期Ｔで明滅する被写体の撮像画像を取得する際において、図８のように、明滅周期Ｔよりも長い露光周期Ｔｅ’を少なくとも１回含めることによって、被写体が明の状態での露光が行われる期間を存在させることができる。

以上説明したように、第１の実施形態によれば、明滅周期が一定の被写体を撮像する際に、被写体の明滅周期と一致しない露光周期を含めることによって、被写体が明状態の撮像画像信号を取得することが可能である。

ここで、第１の実施形態では、明滅周期Ｔと露光周期Ｔｅとが一致している例について説明しているが、実際には明滅周期Ｔが露光周期Ｔｅの約数となる場合に、図６又は図８のような撮像制御を行う。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。ここで、撮像装置の構成については第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。第２の実施形態は、３つ以上の異なる露光周期で露光制御信号をドライブする例である。即ち、第２の実施形態においては、周期設定部１０５に第１の露光周期が設定され、異周期設定部１０６に２種以上の第２の露光周期が設定される。

図９は、第２の実施形態における撮像装置の動作に関するタイミングチャートを示している。図９においては、４種類の露光周期Ｔｅ１、Ｔｅ２、Ｔｅ３、Ｔｅ４内で露光制御信号をドライブしている。

第２の実施形態においても、明滅する被写体の撮像画像を取得する際に、複数の異なる露光周期Ｔｅ１からＴｅ４で撮像を行っているので、被写体が明の状態での露光が行われる期間を存在させることができ、これによって明状態の被写体の撮像画像信号を取得することが可能である。

［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態は、第２の実施形態の撮像装置のより具体的な例である。第３の実施形態においては、撮像装置を自動車に搭載する例について説明する。

図１０は、本発明の第３の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示す図である。ここで、図１と同様の構成要素については図１と同一の参照符号を付すことで説明を省略する。図１０に示すように、第３の実施形態における撮像装置１０１は、撮像素子１０２と、制御部１０３と、運行記録部１１０とを有している。運行記録部１１０は、制御部１０３の撮像画像取得部１０９において得られた一連の撮像画像（動画像）を映像信号として記録するための記録媒体である。運行記録部１１０は、特に限定されるものではないが、例えばビデオテープ等の磁気式記録媒体やＤＶＤ等の光学式記録媒体が考えられる。

図１１は、図１０に示す撮像装置１０１を自動車２０１に取り付けたときの概略を示す図である。図１１に示すように、撮像装置１０１は、例えば自動車２０１のフロントガラス付近に取り付けられている。この撮像装置１０１により、自動車２０１の前方、後方、又は側方を撮像し、撮像により得られる一連の撮像信号を映像信号として記録することにより、自動車２０１の運行状況を逐次記録することが可能である。

図１２は、第３の実施形態における撮像装置１０１の詳細な構成を示す図である。ここで、図２と同様の構成要素については図２と同一の参照符号を付すことで説明を省略する。第３の実施形態においては、撮像画像取得部１０９が、撮像画像を映像信号（例えばＮＴＳＣ信号）に変換する機能と、映像信号を運行記録部１１０に記録する機能とをさらに有している。

以下、第３の実施形態の撮像装置の動作について説明する。
制御部１０３の作用制御部１０４は、撮像素子１０２から撮像画像を取得するために、撮像素子１０２に対して撮像クロック信号を印加し、撮像クロック信号に同期した所定のタイミングで、露光制御信号と、撮像垂直制御信号と、撮像水平制御信号を印加する。まず始めに、作用制御部１０４は、周期設定部１０５又は異周期設定部１０６に設定されている露光周期の開始と同期して露光制御信号をイネーブルにする。撮像素子１０２は、露光制御信号のイネーブルを検出して露光を開始する。これにより、撮像素子１０２には被写体の光量に応じた電荷が蓄積される。所定の露光時間の経過後に、作用制御部１０４は、露光制御信号をディセーブルにする。撮像素子１０２は、露光制御信号のディセーブルを検出して露光を停止する。撮像素子１０２で得られた撮像画像信号は撮像垂直同期信号及び撮像水平同期信号に従って読み出される。撮像画像取得部１０９は、撮像素子１０２からの撮像画像信号をＡ／Ｄ変換してデジタル値として取り込むことで撮像画像を取得するとともに、取得した撮像画像をＮＴＳＣ方式等の所定の方式の映像信号に変換して運行記録部１１０に記録する。

図１３は、一定周期で明滅する被写体の例としてのＬＥＤ信号機３０１の概略図である。ＬＥＤ信号機３０１は、対面する車両に対して「進め」を指示するための青色発光ＬＥＤ３０２と、「停止」を指示するための黄色発光ＬＥＤ３０３と、「進入禁止」を指示するための赤色発光ＬＥＤ３０４とを有している。青色発光ＬＥＤ３０２と、黄色発光ＬＥＤ３０３と、赤色発光ＬＥＤ３０４は何れか１種類のみが点灯するようになっている。

図１４は、ＬＥＤ信号機３０１のモデル図である。図１４に示すように、ＬＥＤ信号機３０１は、モデル的には、商用交流電源３０５と、全波整流回路３０６と、抵抗３０７と、ＬＥＤ３０８とを有している。ここで、図１４に示す回路は１色分のＬＥＤを点灯させるための回路構成を示している。実際には、図１４と同様の回路が３色分のＬＥＤに対して存在している。

図１４のモデルにおいて、商用交流電源３０５から供給される電源電圧は全波整流回路３０６において全波整流されて各抵抗３０７に印加される。この全波整流後の電源電圧に応じた所定の電流値の電流が抵抗３０７によって生成されて各ＬＥＤ３０８に供給される。この電流を受けて各ＬＥＤ３０８が所定の輝度で点灯する。

図１５は、図１４のモデルにおける全波整流前の商用電源波形と、全波整流後の商用電源波形と、ＬＥＤ３０８の輝度の波形の時間に対するそれぞれの相対値の変化を示した図である。ここで、図１５の横軸は商用電源の周期を１．０とした場合の時間を示している。例えば５０Ｈｚの商用電源を使用した場合は１周期が２０ｍｓであり、この２０ｍｓが図１５の１．０に相当する。また、６０Ｈｚの商用電源を使用した場合は１周期が１６．６６…ｍｓとなり、この値が図１５の１．０に相当する。図１５の縦軸は、電源波形の最大値を１００とした場合の相対値、全波整流波形の最大値を１００とした場合の相対値、ＬＥＤ３０８の最大輝度（最大電流）を１００とした場合の相対値を示している。

図１５に示すように、商用電源は５０Ｈｚ又は６０Ｈｚの周波数で振幅を繰り返している。この場合、商用電源を全波整流した場合の波形は、商用電源波形の１/２周期毎に振幅が０となる。このとき、ＬＥＤ３０８に流れる電流も０となり、ＬＥＤ３０８が消灯する。このようにして、ＬＥＤ３０８は商用電源の２倍の周波数（１００Ｈｚ又は１２０Ｈｚ）で明滅を繰り返すことになる。

図１６は、ＬＥＤ信号機３０１が６０Ｈｚの商用電源で駆動されたときの明滅周期Ｔと、撮像装置１０１がＮＴＳＣ方式に従って２９．９７Ｈｚで駆動されたときの露光周期Ｔｅとの関係を示す図である。このような駆動を行った場合、明滅周期Ｔは８．３３（＝１/１２０）ｍｓとなり、露光周期Ｔｅは３３．３７（＝１/２９．９７）ｍｓとなる。したがって、撮像装置１０１の露光周期Ｔｅは、ＬＥＤ信号機３０１の明滅周期Ｔに対して、
１２０/２９．９７＝４．００４００…
の関係を有している。即ち、撮像装置１０１の露光周期ＴｅはＬＥＤ信号機３０１の明滅周期Ｔのほぼ４倍となっている。また、昼間の撮像など光量が十分な場合では撮像素子１０２の露光時間Ｓｅが滅時間Ｓｄよりも十分小さい（Ｓｅ＜Ｓｄ）。さらに、明滅周期Ｔと露光周期Ｔｅの位相差Ｐｅがほぼ０である場合には、（式１）の条件が満足されるため、撮像素子１０２は、ＬＥＤ信号機３０１が滅の状態での露光を繰り返すことになる。このように、ＬＥＤ信号機３０１が滅の状態での露光が繰り返された場合、撮像装置１０１は自動車２０１の運行状況を正しく記録できない。

図１７は、西日本の商用電源である６０Ｈｚの商用電源で駆動されたＬＥＤ信号機３０１を本実施形態の手法によって撮像する際の例を示す図である。図１７では３種類の異なる露光周期で撮像を行う例を示している。第１の露光周期である露光周期Ｔｅ１はＮＴＳＣ方式に対応した周期である３３．３７ｍｓとしている。これに対し、第２の露光周期である露光Ｔｅ２はＮＴＳＣ方式に対応した周期３３．３７ｍｓからＬＥＤ信号機３０１の明滅周期Ｔの半分の時間である４．１７ｍｓを減算した周期である２９．２１ｍｓとしている。同じく第２の露光周期である露光周期Ｔｅ３はＮＴＳＣ方式に対応した周期３３．３７ｍｓからＬＥＤ信号機３０１の明滅周期Ｔの半分の時間である４．１７ｍｓを加算した周期である３７．５４ｍｓとしている。

図１７に示すような撮像駆動を行うことにより、３回の露光における平均的な露光周期を撮像素子１０２の駆動はＮＴＳＣ方式の規格を守った３３．３７ｍｓとしつつ、商用周波数に同期して明滅するＬＥＤ信号機３０１に対しても明状態の露光を行うことが可能である。

ここで、図１７の例においては、２回目の露光周期Ｔｅ２を明滅周期Ｔの半分の時間を減算した値とし、３回目の露光周期Ｔｅ３を明滅周期Ｔの半分の時間を加算した値としているが、これに限るものではない。実際には、ＬＥＤ信号機３０１が明状態の露光を含めることができ、且つｎ回分の露光周期の和がＮＴＳＣ方式の規格を守った３３．３７ｍｓの整数倍となれば良い。

［第４の実施形態］
次に本発明の第４の実施形態について説明する。図１８は、本発明の第４の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示す図である。ここで、図１０と同様の構成要素については図１０と同一の参照符号を付すことで説明を省略する。図１８に示すように、第４の実施形態における撮像装置１０１は、撮像素子１０２と、制御部１０３と、運行記録部１１０と、位置検出部１１１とを有している。位置検出部１１１は、撮像装置１０１の現在位置を検出し、検出した現在位置に基づいて地域通知信号を生成して制御部１０３の設定制御部１０８に通知する。ここで、位置検出部１１１は、例えばＧＰＳである。

図１９は、第４の実施形態における撮像装置１０１の詳細な構成を示す図である。ここで、図１２と同様の構成要素については図１２と同一の参照符号を付すことで説明を省略する。図１９においては位置検出部１１１をＧＰＳで構成した場合の例を示している。即ち、位置検出部１１１は、ＧＰＳ受信機１１１１と、ＧＰＳ受信部１１１２とを有している。ＧＰＳ受信機１１１１は図示しない人工衛星からの測位電波を受信する。ＧＰＳ受信部１１１２は、ＧＰＳ受信機１１１１で受信された測位電波を解析して撮像装置１０１の現在地が東日本地域か西日本地域かを示す地域通知信号を生成し、生成した地域通知信号を設定制御部１０８に出力する。

以下、第４の実施形態の撮像装置の動作について説明する。
上述したように、ＧＰＳ受信機１１１１で受信された測位電波に基づき、ＧＰＳ受信部１１１２は、地域通知信号を生成して設定制御部１０８に出力する。設定制御部１０８は、地域通知信号から撮像装置１０１の現在位置を推定し、該推定結果に従って周期設定部１０５、異周期設定部１０６、及び作用設定部１０７の設定を行う。即ち、設定制御部１０８は、地域通知信号が西日本地域を示すものであった場合には、周期設定部１０５、異周期設定部１０６、及び作用設定部１０７の設定を図１７で示したような西日本地域用の設定とする。一方、地域通知信号が東日本地域を示すものであった場合に、設定制御部１０８は、周期設定部１０５、異周期設定部１０６、及び作用設定部１０７の設定を以下の図２０で示すような東日本地域用の設定とする。

図２０は、東日本の商用電源である５０Ｈｚの商用電源で駆動されたＬＥＤ信号機３０１を本実施形態の手法によって撮像する際の例を示す図である。東日本地域では、ＬＥＤ信号機３０１の明滅周期が１００Ｈｚであり、明滅周期Ｔは１０．０ｍｓ（＝１/１００）となる。このとき、撮像装置１０１の露光周期Ｔｅは、ＬＥＤ信号機３０１の明滅周期Ｔに対して、
１００/２９．９７＝３．３３６６７…
の関係を有している。即ち、撮像装置１０１の露光周期ＴｅはＬＥＤ信号機３０１の明滅周期Ｔの整数倍の周期とならないため、露光周期Ｔｅを変更しなくともＬＥＤ信号機３０１が明状態の露光を含めることができる。

以上説明したように、第４の実施形態では、位置検出部１１１を設けることにより、地域に応じた最適な露光周期の設定を行うことが可能である。

［第５の実施形態］
次に本発明の第５の実施形態について説明する。上述した各実施形態では被写体の明滅周期が一定の例について説明したが、第５の実施形態は被写体の明滅周期が一定でない例における撮像制御である。ここで、撮像装置の構成については第２又は第３の実施形態と同様であるので説明を省略する。

図２１は、明滅周期Ｔ（明時間Ｓｌ、滅時間Ｓｄ）と明滅周期Ｔ’（明時間Ｓｌ’、滅時間Ｓｄ’）で明滅を繰り返す被写体を撮像するために、ある任意の露光周期Ｔｅ１から露光周期Ｔｅ４で露光制御信号をドライブした場合の撮像装置の動作に関するタイミングチャートである。

図２１に示すように、明滅周期が一定でない被写体についても、複数の異なる露光周期で露光制御信号をドライブすることによって、被写体が明の状態で露光できる期間を存在させることができる。図２１の例では、露光周期Ｔｅ１とＴｅ４において被写体が明の状態での露光を行うことが可能な例を示している。

以上実施形態に基づいて本発明を説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形や応用が可能なことは勿論である。

さらに、上記した実施形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件の適当な組合せにより種々の発明が抽出され得る。例えば、実施形態に示される全構成要件からいくつかの構成要件が削除されても、上述したような課題を解決でき、上述したような効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成も発明として抽出され得る。

本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示す図である。 図１の撮像装置の詳細な構成を示す図である。 ある一定の明滅周期Ｔで明滅を繰り返す被写体を撮像するために、ある任意の露光周期Ｔｅで露光制御信号をドライブした場合の撮像装置の動作に関するタイミングチャートである。 図３の撮像が連続的に繰り返された場合のタイミングチャートである。 明滅周期Ｔと異なる露光周期Ｔｅ’（Ｔ＞Ｔｅ’）で露光制御信号をドライブした場合の撮像装置の動作に関するタイミングチャートである。 図３の制御と図５の制御とを組み合わせた場合の撮像動作を示すタイミングチャートである。 明滅周期Ｔと異なる露光周期Ｔｅ’（Ｔ＜Ｔｅ’）で露光制御信号をドライブした場合の撮像装置の動作に関するタイミングチャートである。 図３の制御と図７の制御とを組み合わせた場合の撮像動作を示すタイミングチャートである。 第２の実施形態における撮像装置の動作に関するタイミングチャートである。 本発明の第３の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示す図である。 図１０に示す撮像装置を自動車に取り付けたときの概略を示す図である。 第３の実施形態における撮像装置の詳細な構成を示す図である。 一定周期で明滅する被写体の例としてのＬＥＤ信号機の概略図である。 ＬＥＤ信号機のモデル図である。 図１４のモデルにおける全波整流前の商用電源波形と、全波整流後の商用電源波形と、ＬＥＤの輝度の波形の時間に対するそれぞれの相対値の変化を示した図である。 ＬＥＤ信号機が６０Ｈｚの商用電源で駆動されたときの明滅周期Ｔと、撮像装置がＮＴＳＣ方式に従って２９．９７Ｈｚで駆動されたときの露光周期Ｔｅとの関係を示す図である。 西日本の商用電源である６０Ｈｚの商用電源で駆動されたＬＥＤ信号機を本実施形態の手法によって撮像する際の例を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る撮像装置の概略構成を示す図である。 第４の実施形態における撮像装置の詳細な構成を示す図である。 東日本の商用電源である５０Ｈｚの商用電源で駆動されたＬＥＤ信号機を本実施形態の手法によって撮像する際の例を示す図である。 明滅周期Ｔと明滅周期Ｔ’で明滅を繰り返す被写体を撮像するために、ある任意の露光周期Ｔｅ１から露光周期Ｔｅ４で露光制御信号をドライブした場合の撮像装置の動作に関するタイミングチャートである。

符号の説明

１０１…撮像装置、１０２…撮像素子、１０３…制御部、１０４…作用制御部、１０５…周期設定部、１０６…異周期設定部、１０７…作用設定部、１０８…設定制御部、１０９…撮像画像取得部、１１０…運行記録部、１１１…位置検出部

Claims (7)

1. 連続的に被写体を撮像する撮像素子と、
   所定期間内の前記撮像素子の撮像結果から複数枚の撮像画像を取得するとともに、前記複数枚の撮像画像の少なくとも１枚の撮像画像に、当該撮像装置とは非同期に明滅する被写体における明状態の被写体が含まれるように前記撮像素子の動作を制御する制御部と、
   を具備することを特徴とする撮像装置。
2. 前記制御部は、前記所定期間内に少なくとも１回、前記撮像素子の露光周期内に、前記撮像装置とは非同期に明滅する被写体が明状態となる期間が含まれるように前記撮像素子の動作を制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記撮像装置とは非同期に明滅する被写体は、明滅周期が一定であることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記撮像装置とは非同期に明滅する被写体は、明滅周期が一定ではないことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
5. 前記撮像装置とは非同期に明滅する被写体は、明滅周期が商用電源周波数である５０Ｈｚ又は６０Ｈｚに同期していることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
6. 移動体の運行を、前記複数枚の撮像画像から構成される映像として記録する運行記録部をさらに具備することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の撮像装置。
7. 前記撮像素子による撮像時の前記撮像装置の位置を検出する位置検出部をさらに具備し、
   前記制御部は、前記撮像装置とは非同期に明滅する被写体の明滅周期が東日本の商用電源周波数である５０Ｈｚに同期しているか、西日本の商用電源周波数である６０Ｈｚに同期しているかを推定し、該推定結果に従って前記撮像素子を制御することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の撮像装置。

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