JP2526762B2 - 移動物体の静止画像撮像装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、輪転機上を高速で走行
する印刷物などの移動物体を静止画像化する静止画像撮
像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】高速で移動する対象物にストロボスコー
プなどの瞬間的閃光照明を照射し、それによって得られ
た瞬間像をテレビジョンカメラの撮像面に蓄積し、その
一走査分の影像信号を記憶装置に記憶させて、記憶装置
から逐次読み出しながらテレビジョンモニタなどの表示
装置に表示することにより、その対象物の画像を静止画
像として監視する方法は、古くから行われていた。

【０００３】テレビジョン装置は一般的に画面のちらつ
きを軽減するため図５のごとく飛越走査を行っており、
２回のフィールド走査で１フレームを形成している。

【０００４】テレビジョンカメラの撮像素子としてビジ
コンなどの撮像管を使用した場合は、図６に示すよう
に、走査のタイミングにかかわらず閃光照明を照射した
瞬間から映像信号を取り込むため、撮像管の走査の始点
すなわち垂直同期信号と閃光とのタイミングを一致させ
なければならず、輪転機などのように撮像すべき瞬間が
対象物の走行状態で決まる場合は撮像管の撮像走査のタ
イミングを外部から制御する必要がある。

【０００５】また、上述の飛越走査（インタレース）の
ため、テレビジョンカメラの撮像素子としてビジコンな
どの撮像管を使用した場合は、図７に示すように、閃光
照明を照射した直後のフィールドに比べ、それに続くフ
ィールドはレベルが減衰するため、それらを合わせて１
フレームを形成すると、走査線１本おきに明るさが異な
るスダレ状の静止画像となってしまう。それを防ぐため
縦方向の分解能を犠牲にして片方のフィールドだけを監
視したり（特開昭59−200927）、各フィールドのレベル
補正を施す必要がある。

【０００６】撮像素子としてＣＣＤなどの２次元蓄積型
固定撮像素子を用いた場合は、図８に示すように閃光照
明を照射した瞬間の次の１フレーム（２フィールド）に
ほぼ同じレベルの映像信号が発生するため、撮像管を用
いた場合のように撮像走査のタイミングを外部から制御
する必要もなく、また飛越走査による１フレームの画像
信号が得られる。その画像を記憶装置に記憶して静止画
像化させるため、閃光照明を照射した瞬間の次のフィー
ルドの開始点である垂直同期信号で記憶装置に書込のト
リガを与えるという方法がとられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した方法により瞬
間画像をフレーム画像として静止画像化するにあたり、
走査のタイミングと閃光照明が照射される瞬間とのあい
だには何の関係もないことは前述したが、閃光照明が照
射される瞬間が１走査のうちのどの瞬間かによって閃光
照明による映像が現れるフィールドが異なる。

【０００８】撮像装置に呼出信号を入れてから画像の書
き込み開始までにはある時間が必要であり、撮像素子に
よっても若干の差異はあるが、垂直同期信号の立ち上が
りから一定時間ｔ後を境として、その前であれば図９に
示すようにその直後のフィールドから１フレームにわた
って閃光照明による映像が現れ、一定時間ｔの後であれ
ば図10に示すようにその次のフィールドから１フレーム
にわたって閃光照明による映像が現れる。

【０００９】このように閃光照明を照射した瞬間の次の
フィールドの開始点である垂直同期信号で記憶装置に書
込のトリガを与えた場合、閃光照明を照射した瞬間が垂
直同期信号の立ち上がりから上述の一定時間ｔの間に存
在すると、図11に示すように閃光照明による映像信号が
存在する区間と記憶装置に書き込む区間とが１フィール
ドずれてしまうため、一方のフィールドに黒を書込んで
しまい、走査線１本おきに映像信号電圧が黒レベルにほ
ぼ等しいスダレ状の画像を記憶してしまうことになる。
日本のテレビジョンの標準方式であるＮＴＳＣ方式にお
いては、１フィールド約16.67 msであり、ｔ時間から推
定すると約３％の確率でスダレ状画面が生ずる。

【００１０】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
もので、閃光による映像をほぼ１フレーム分再現する移
動物体の静止画像撮像装置を提供することを目的とす
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、移動物体を撮像する２次元固体撮像素子を用いた撮
像手段と、前記移動体に閃光を照射する発光手段と、前
記撮像手段に同期信号を出力する同期信号発生回路と、
この同期信号の内の垂直同期信を所定時間ｔ遅延させた
遅延信号を発生する遅延回路と、前記発光手段の発光信
号を入力後最初に前記遅延信号を入力したとき書込信号
を出力する書込信号発生回路と、前記撮像手段の画像信
号を前記書込信号に基づき記憶する画像記憶部とを備え
たものである。

【００１２】また、前記所定時間ｔとして撮像素子固有
の値により0.3 msから0.7 msとしたものである。

【００１３】また、前記発光手段が、前記移動物体に印
刷する版胴またはこの版胴と同期して回転する回転体の
回転位置を検出する回転位置検出手段と、この回転位置
を所定時間遅延させた回転位置遅延信号を発生する回転
位置遅延手段を有し、この回転位置遅延信号により前記
閃光を発光するようにしたものである。

【００１４】また、前記発光手段が、前記移動物体に印
刷されたレジスタマークを検出するレジスタマーク検出
手段と、このレジスタマーク検出信号を所定時間遅延さ
せたレジスタマーク遅延信号を発生するレジスタマーク
遅延手段を有し、このレジスタマーク遅延信号により前
記閃光を発光するようにしたものである。

【００１５】

【作用】上記構成より、遅延回路により垂直同期信号を
所定時間ｔだけ遅れさせた遅延信号を発生し、発光信号
を入力後の初めての遅延信号が入力したとき書込信号発
生回路は書込信号を発生する。画像記憶部はこの書込信
号により撮像手段の画像信号を取り込む。

【００１６】図４は本発明の動作を説明する図である。
（ａ）は閃光が垂直同期信号より前に発光した場合で、
このときは書込信号のときより書き込まれるので１フ
レーム分の画像を取り込むことができる。（ｂ）は垂直
同期信号発生後所定時間ｔ以内に閃光を発光した場合
で、このときも書込信号により１フレーム分の画像を
取り込むことができる。（ｃ）は垂直同期信号発生後よ
り所定時間ｔ以上経過したとき閃光を発光した場合で、
このときは書込信号により１フレーム分の画像を取り
込むことができる。

【００１７】図４（ａ），（ｂ）に示すように所定時間
ｔの間の画像は書き込み開始がされない。発明者は種々
検討した結果、撮像素子の種類とテレビジョンの組み合
わせによって異なるがｔの値として0.3 〜0.7 msの間の
ある値において、図11について説明したスダレ状の画像
が防止できることがわかった。

【００１８】発光手段が発光するタイミングは印刷物上
の検出したい領域が撮像手段の下に来た時である。印刷
は版胴により同じ絵柄を連続的に印刷している。そこで
版胴またはこれと同期して回転する回転体の基準となる
回転位置をエンコーダなどで検出し、この基準回転位置
と検出したい領域との位置の差を版胴の回転速度との関
係から遅延時間として求め、エンコーダが基準回転位置
を検出してからこの遅延時間経過後に閃光を発光すれ
ば、所望の領域を閃光で照射できる。

【００１９】版胴の基準回転位置を求める代わりに、版
胴の絵柄に悪影響を与えない場所にレジスタマークを印
刷する場所を設けておき、このレジスタマークを検出
し、このレジスタマークと検出所望領域との位置の差を
印刷物の走行速度との関係から遅延時間として求め、レ
ジスタマークを検出してからこの遅延時間後に閃光を発
光させるようにしてもよい。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図１は本発明の第１実施例の構成を示すブロック
図である。本実施例は輪転機中を高速走行する印刷物な
どの高速移動物体１をストロボ４で閃光を発光して、こ
れをテレビカメラ５の２次元ＣＣＤ固体撮像素子６の撮
像面に結像し、この像を画像記憶部11に読み込み、画像
表示装置12にモニタ像を静止画像として表示する装置で
ある。

【００２１】輪転機の版胴２にはエンコーダ３ａが設け
られ、印刷物１ａ上に印刷された絵柄の位置を検出す
る。この絵柄の内、静止画像を得たい特定部分をテレビ
カメラ５で撮像できるようストロボ４を照射する。この
ため、エンコーダ３ａの出力をエンコーダパルス遅延回
路７ａで所定時間遅延させ、この遅延したパルスにより
ストロボ４を発生させる。

【００２２】輪転機の版胴２では版胴１回転で１枚の絵
柄を印刷しており、同じ絵柄が同一のピッチで印刷され
高速で走行している。ストロボ４の閃光はこの絵柄が10
個ないし20個通過する度に発光するが、絵柄の同じ位置
にきたとき発光しないと静止画像は得られない。このた
め版胴または版胴と同期して回転している部分にエンコ
ーダ３ａを取付け、絵柄の同じ位置にきたときに限り閃
光を発光する。この絵柄のどの部分で発光するかを決定
するためエンコーダパルス遅延回路７ａが設けられてい
る。

【００２３】図２は本発明の第２実施例を示す図であ
る。本実施例は印刷物１ｂにレジスタマークが版胴２で
印刷されており、このレジスタマークを検出するレジス
タマーク検出器３ｂをエンコーダ３ａの代わりに設け、
このレジスタマーク検出器３ｂの検出信号を所定時間遅
らせて、レジスタマークより所定位置離れた所に印刷さ
れている特定部分をテレビカメラ５で撮映するため、エ
ンコーダパルス遅延回路７ａに代えて検出信号遅延回路
７ｂを設けたもので、他は図１と同じである。

【００２４】テレビジョンカメラ５は内蔵する同期信号
発生回路８より発生する同期パルスにより駆動される。
テレビジョンカメラを複数台使用する場合は、共通に使
用する同期信号発生器が必要となる。

【００２５】遅延回路９は同期信号の内の垂直同期信号
を所定時間ｔ遅くした遅延信号を発生し、フリップフロ
ップ10はエンコーダパルス遅延回路７より出力される発
光信号を入力した後に最初の遅延信号を入力したとき書
込信号を出力する。画像記憶部11はテレビカメラ５から
常時与えられている画像信号をこの書込信号が入力した
とき、書き込む。書き込みが終了すると画像記憶部11か
ら静止画像信号が逐次読み出され画像表示装置12に出力
される。静止画像は次の閃光が発光されたとき、同様の
動作を繰返して更新される。

【００２６】図３はフリップフロップ10より書込信号を
出力する説明図であり、（ａ）は周囲回路との関係を示
し、（ｂ）はタイミングチャートを示す。垂直同期信号
は遅延回路９により所定時間ｔ遅れた垂直同期信号を出
力する。フリップフロップ10は閃光パルスを入力すると
低レベルになり、この状態で最初の遅延信号を入力する
と立上って高レベルになる。この立上りを書込信号とす
る。このように書込信号を出力することにより、図４に
示すようにどの時点で閃光を発生しても図11に示したよ
うなすだれ状の画面が生じることはない。

【００２７】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
は垂直同期信号を所定時間ｔ遅延した遅延信号により書
込信号を発生するようにしたので、いかなる時点に閃光
が発光しても、対象画像の静止画像を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の構成図である。

【図２】本発明の第２実施例の構成例である。

【図３】書込信号発生のタイミングチャート図である。

【図４】本発明の作用を説明する図である。

【図５】テレビジョンの走査線と画像信号の説明図であ
る。

【図６】撮像管を使用して閃光により撮像した場合の映
像信号の減衰を説明する図である。

【図７】撮像管を使用した場合の映像信号の１フィール
ド目と２フィールド目の信号レベルの減少状況を示す図
である。

【図８】蓄積型固体撮像素子を用いて得られた閃光によ
る映像信号を示す図である。

【図９】蓄積型固体撮像素子を用いて、閃光を垂直同期
信号発生以降、所定時間ｔ以内に発光した場合に表われ
る画像信号を示す図である。

【図１０】蓄積型固体撮像素子を用いて閃光を垂直同期
信号発生から所定時間ｔを超えて発光した場合に表われ
る画像信号を示す図である。

【図１１】蓄積型固体撮像素子を用いて閃光を垂直同期
信号発生から所定時間ｔ以内に発光した場合、メモリに
書き込まれるデータを説明する。

【符号の説明】

１ａ，１ｂ 印刷物 ２ 版胴 ３ａ エンコーダ ３ｂ レジスタマーク検出器 ４ ストロボ ５ テレビカメラ ６ ２次元固体撮像素子 ７ａ エンコーダパルス遅延回路 ７ｂ 検出信号遅延回路 ８ 同期信号発生回路 ９ 遅延回路 10 フリップフロップ 11 画像記憶部 12 画像表示装置

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動物体を撮像する２次元固体撮像素子
   を用いた撮像手段と、前記移動体に閃光を照射する発光
   手段と、前記撮像手段に同期信号を出力する同期信号発
   生回路と、この同期信号の内の垂直同期信号を所定時間
   ｔ遅延させた遅延信号を発生する遅延回路と、前記発光
   手段の発光信号を入力後最初に前記遅延信号を入力した
   とき書込信号を出力する書込信号発生回路と、前記撮像
   手段の画像を前記書込信号に基づき記憶する画像記憶部
   とを備えたことを特徴とする移動物体の静止画像撮像装
   置。
2. 【請求項２】前記所定時間ｔとして撮像素子固有の値に
   より0.3 msから0.7 msとしたことを特徴とする請求項１
   記載の移動物体の静止画像撮像装置。
3. 【請求項３】 前記発光手段が、前記移動物体に印刷す
   る版胴またはこの版胴と同期して回転する回転体の回転
   位置を検出する回転位置検出手段と、この回転位置を所
   定時間遅延させた回転位置遅延信号を発生する回転位置
   遅延手段を有し、この回転位置遅延信号により前記閃光
   を発光するようにしたことを特徴とする請求項１または
   ２記載の移動物体の静止画像撮像装置。
4. 【請求項４】 前記発光手段が、前記移動物体に印刷さ
   れたレジスタマークを検出するレジスタマーク検出手段
   と、このレジスタマーク検出信号を所定時間遅延させた
   レジスタマーク遅延信号を発生するレジスタマーク遅延
   手段を有し、このレジスタマーク遅延信号により前記閃
   光を発光するようにしたことを特徴とする請求項１また
   は２記載の移動物体の静止画像撮像装置。