JP2829951B2 - 照明付き撮像装置 - Google Patents
照明付き撮像装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
＜産業上の利用分野＞
この発明は、例えば高速で移動する物体を撮像して視
覚画像処理する技術に関連し、殊にこの発明は、前記物
体に対しストロボ発光による照明を施しつつ撮像を行う
照明付き撮像装置に関する。 ＜従来の技術＞ 従来、高速で移動する物体を撮像装置で撮像する場合
に、物体画像のぶれを防止するのに、撮像装置にシャッ
タ機構を付加するか、或いはストロボ装置を用いてスト
ロボ光を移動物体へ照射するなどして、移動物体を瞬時
に撮像し、これにより静止画像としての取込みを行って
いる。 ＜発明が解決しようとする問題点＞ ところがシャッタ機構を付加する方法によれば、撮像
装置の撮像部が高価となり、移動物体の認識システムを
安価に製作するのが困難である。またキセノン球などの
ストロボ装置を用いる場合は、装置全体が重くかつ大型
化するばかりでなく、ストロボ発光の頻度が増すと、寿
命が非常に短くなり、頻繁にキセノン球を交換する必要
があるなどの問題がある。またストロボ発光が撮像装置
側の電荷蓄積期間とずれたタイミングでなされると、各
撮像素子に十分な光量が蓄積されなくなり、画像にぶれ
が生じるという問題もある。 この発明は、上記問題に着目してなされたものであっ
て、撮像手段に照明手段を付加し、この照明手段を撮像
手段からの垂直同期信号に応じたタイミングで駆動して
物体を照明することにより、撮像手段の電荷蓄積可能な
期間にストロボ照明を行って、ぶれのない鮮明な静止画
像を生成することを目的とする。 またこの発明が他に目的とするところは、発光手段と
して固体光源素子を用いることにより、軽量かつ長寿命
の照明用光源を提供する点にある。 ＜問題点を解決するための手段＞ 上記目的を達成するために、第１の発明にかかる照明
付き撮像手段は、観測対象の物体を撮像して、この撮像
動作により得られたコンポジットビデオ信号を出力する
撮像手段と、前記物体をストロボ照明するための発光手
段と、前記撮像手段より出力されたコンポジットビデオ
信号から垂直同期信号を分離する同期信号分離手段と、
前記同期信号分離手段より分離された垂直同期信号か
ら、一定時間遅れて、前記撮像手段における電荷転送期
間より前に立ち上がる駆動パルスを生成するパルス生成
手段と、前記駆動パルスを前記発光手段に与えて発光動
作させる照明手段とを備えている。また第２の発明にか
かる照明付き撮像手段は、上記と同様の撮像手段、発光
手段、同期信号分離手段の各手段と、物体の撮像手段へ
の接近を検知するための検知手段と、前記検知手段によ
る物体の検知信号、および前記同期信号分離手段より分
離された垂直同期信号に基づき、駆動パルスを生成する
パルス生成手段と、前記駆動パルスを発光手段に与えて
発光動作させる照明手段とを備える。また前記パネル生
成手段は、垂直同期信号が分離された時点から撮像手段
における電荷転送期間が開始されるまでの時間内に物体
の検知信号が出力されたとき、その検知信号の出力タイ
ミングに応じて前記駆動パルスを生成し、前記垂直同期
信号が分離された後の電荷転送期間内に物体の検知信号
が出力されたとき、この電荷転送期間の終了後に前記駆
動パルスを生成するように構成される。 ＜作用＞ 第１の発明では、撮像手段から出力されるコンポジッ
トビデオ信号の垂直同期信号より一定時間遅れて、撮像
手段における電荷蓄積期間より前に立ち上がるパルス信
号により、発光手段を駆動してストロボ発光させ、この
ストロボ光を移動物体へ照射する。また第２の発明で
は、検知手段からの物体の検知信号とコンポジットビデ
オ信号の垂直同期信号とに基づき、撮像手段における電
荷転送期間にかからないタイミングで駆動パルスを生成
し、その駆動パルスによるストロボ光を移動物体へ照射
する。この瞬時の光照射で移動物体を撮像すると、画像
ぶれのない静止画像を取り込むことが可能である。 ＜実施例＞ 第１図は、この発明が適用実施される視覚認識システ
ムの全体構成例を示すもので、高速移動する物体１に対
しストロボ発光による照明を施すための固体ストロボ光
源２と、この瞬時照明下で前記移動物体１を撮像するた
めの撮像装置３と、この撮像装置３で得た物体画像を取
り込み２値化して視覚認識に関する各種演算や処理を実
行する画像演算装置４とから構成されている。 図示例の固体ストロボ光源２は、前記撮像装置３と共
にロボットアームなどに一体固定されるストロボ発光部
５と、周期的に駆動パルスを生成するパルス生成回路部
６と、この駆動パルスでストロボ発光部５をパルス電流
駆動してストロボ発光させる電流駆動回路部７とを含ん
でおり、この電流駆動回路部７は前記ストロボ発光部５
が有するプリント基板８（詳細は後述する）上に組み込
み配備されている。 第２図は、前記固体ストロボ光源２と撮像装置３とを
ロボットアーム10の先端部に装着した状態を示してい
る。 撮像装置３にはＬ型金具11の一辺11Aがビス止めさ
れ、このＬ型金具11をロボットアーム10に取り付けるこ
とで、撮像装置３をロボットアームの先端部に位置決め
固定する。 このＬ型金具11の他辺11Bには前記ストロボ発光部５
が取り付けてある。このストロボ発光部５は前面開口の
保護フード12を備え、この保護フード12およびＬ型金具
11の辺11Bの中央に孔13,14を設けて、その孔13,14より
撮像装置３のレンズ部15を突出させている。保護フード
12の内側には、第３図に示す如く、中央に円形の貫通孔
16を備えたプリント基板８が配備してある。前記貫通孔
16は撮像装置３の光軸にその中心が一致させてあり、レ
ンズ視野に応じた大きさに形成してある。 この貫通孔16の周囲には光照射方向を撮像装置３の向
きに対応させて複数個の固体発光素子17が配備されてい
る。図示例の固体発光素子17は発光ダイオードである
が、これに限らず、例えばレーザダイオードであっても
よい。 各固体発光素子17は、他の固体発光素子の光照射で生
ずる被撮像物体１の影を打ち消して消失するような配列
方法で配設されるもので、図示例では撮像装置３の光軸
を中心とする仮想円ｌに沿ってリング状かつ密に配列さ
れている。 なお固体発光素子17の配列方法は、これに限らず、均
一照明を実現できる配列、すなわち被撮像物体１の影を
発生させないような配列であれば、いかなる配列方法で
あってもよい。 前記プリント基板８には固体発光素子17の配列に対応
する導電パターンが形成してあり、この導電パターンを
通じて前記電流駆動回路部７より各固体発光素子17へ順
方向電流を流すことにより、全ての固体発光素子17がス
トロボ発光して、被撮像物体１に対して均一な瞬時照明
を施す。 第４図は、第2,3図に示すストロボ発光部５による光
照射面18の照度分布19を示している。図中、17a,17bは
撮像装置３の光軸に対し対角位置にある固体発光素子で
あって、前記照度分布19は各固体発光素子17a,17bによ
る照度分布20a,20bを合成した形となる。同図によれ
ば、各固体発光素子17a,17bをある高さｈに位置させた
ときの照度分布19は中央部分において平坦な形状、すな
わち均一照明状態となっている。なお前記の高さｈは、
固定発光素子17a,17b間の間隔ｄと各固体発光素子17a,1
7bの照射光の拡がり角度θとから決まる。 第２図に戻って、保護フード12の開口面には中央に透
光孔21を備えた保護板22が配備してある。この保護板22
は保護フード12内の固体発光素子17を保護するためのも
ので、必要に応じて装着すればよい。図示例の場合、こ
の保護板22は光を拡散させるための拡散板が用いてある
が、これに限らず、透明のガラス板や樹脂板であっても
よい。 第１図に戻って、図示例の撮像装置３はCCD型またはM
OS型の固体撮像素子より成るもので、第５図（１）に示
すようなコンポジットビデオ信号Ａを画像演算装置４お
よびパルス生成回路部６に与える。このパルス生成回路
部６は同期分離回路23およびタイミング回路24を含んで
おり、同期分離回路23は前記コンポジットビデオ信号Ａ
より垂直同期信号A1を分離し、タイミング回路24はこの
同期分離信号A1より一定時間T2だけ遅れたタイミングで
立ち上がる駆動パルスＢ（第５図（２）に示す）を生成
する。 この駆動パルスＢは垂直帰線期間T1の期間内に発生し
て電流駆動回路部７および計測期間パルス発生回路25に
出力されるもので、前記電流駆動回路部７はストロボ発
光部５の各固体発光素子17を垂直同期信号A1の同期（図
示例の場合、1/60秒）毎に一斉にパルス電流駆動してス
トロボ発光させる。 前記計測期間パルス発生回路25は、駆動パルスＢを受
けて第５図（３）に示す計測期間パルスＣを発生させ、
これを画像演算装置４へ出力するもので、画像演算装置
４ではこの計測期間パルスＣの期間にビデオ信号A2を２
値化した上で所定の画像処理を行うことになる。 しかして電流駆動回路部７に駆動パルスＢが周期的に
与えられると、その都度電流駆動回路部７は駆動パルス
Ｂでストロボ発光部５の各固体発光素子17をパルス電流
駆動する。これにより各固体発光素子17は一斉にストロ
ボ発光し、その光は光照射面18に向けて照射される。こ
の周期的な発光動作の間に撮像装置３の視野内に移動物
体１が入ると、その物体１に対しストロボ発光による均
一照明が施される。この瞬時照明下の物体１は撮像装置
３により画像化され、その画像は撮像装置３の各画素に
電荷情報として蓄えられる。各画素の電荷情報は第５図
（１）中斜線で示す電荷転送期間TSにそれぞれのシフト
レジスタに転送された後、これをシリアルに取り出すこ
とでビデオ信号A2が生成される。 このビデオ信号A2は画像演算装置４に取り込まれ、前
記計測期間パルスＣに相当する期間にビデオ信号A2が２
値化されて視覚認識に関する各種演算や処理が実行され
る。 第６図は、この発明の他の実施例（第２実施例）の構
成を示している。 この第２実施例は、前記第１実施例が垂直同期信号A1
の周期に合わせて周期的にストロボ発光させているのに
対し、物体１が撮像装置３の視野内の所定位置にきたと
きストロボ発光させる点で差異がある。それゆえこの実
施例では、撮像装置３の視野内の所定位置に光電スイッ
チのような物体検知手段26を配備し、この物体検知手段
26が物体１を検知したとき、外部トリガ信号Ｆを出力し
てこれをフリップフロップなどの記憶回路27に記憶する
よう構成してある。 第７図はこの第２実施例のタイミングチャートを示し
ており、第７図（１）には垂直同期信号A1およびビデオ
信号A2を含むコンポジットビデオ信号Ａが、また第７図
（４）には物体検知手段26が出力する外部トリガ信号Ｆ
が、それぞれ示してある。 またこの実施例では、撮像装置３はCCD型の固体撮像
素子より成り、パルス生成回路部６はこの撮像装置３に
おける電荷転送期間TSにストロボ発光が起こらないよう
な回路構成、すなわち同期分離回路28,タイミング回路2
9,マスク設定回路30,ゲート回路31,パルス発生回路32,
遅延回路33により構成してある。 同期分離回路28は前記コンポジットビデオ信号Ａより
垂直同期信号A1を分離する。タイミング回路29はこの垂
直同期信号A1より一定時間T3だけ遅れたタイミングで立
ち上がる計測スタートパルスＤ（第７図（２）に示す）
を生成し、またマスク設定回路30は垂直同期信号A1より
一定時間T4だけ遅れたタイミングで立ち下がるマスク信
号Ｅを生成する。このマスク信号Ｅは前記電荷転送期間
TSを含む時間タイミングで生成されるもので、このマス
ク信号Ｅにより前記ゲート回路31を閉じて、前記記憶回
路27の記憶出力（外部トリガ信号Ｆ）の通過を規制す
る。 パルス発生回路32はゲート回路31を通過する外部トリ
ガ信号Ｆに基づき駆動パルスＢ（第７図（５）に示す）
を生成して電流駆動回路部７へ出力するためのもので、
この電流駆動回路部７は駆動パルスＢでストロボ発光部
５の各固体発光素子17を一斉にパルス電流駆動してスト
ロボ発光させる。 遅延回路33は、前記駆動パルスＢの発生が第７図に示
すように前記電荷転送期間TSの前であるときは、計測期
間パルス発生回路25に対し計測スタートパルスＤの入力
で直ちに計測期間パルスＣ（第７図（６）に示す）を発
生させるが、駆動パルスＢの発生が第８図に示すように
前記電荷転送期間TSの後であるときは、計測期間パルス
Ｃの発生を遅らせ、計測期間パルス発生回路25に対しつ
ぎの計測スタートパルスＤ（第８図（２）参照）の入力
で計測期間パルスＣ（第８図（６）参照）を発生させる
ものである。従ってこの第８図は、マスク信号Ｅ（第８
図（３）参照）の期間に外部トリガ信号Ｆ（第８図
（４）参照）が立ち上がった場合のタイミングチャート
である。 前記計測期間パルスＣは画像演算装置４へ出力され、
この画像演算装置４は計測期間パルスＣの期間にビデオ
信号A2を２値化した上で画像処理を行うことになる。 しかして第６図に示す第２実施例において、物体が撮
像装置３の視野内の所定位置に到達すると、物体検知手
段26の検知動作に基づきパルス発生回路22は駆動パルス
Ｂを生成する。この駆動パルスＢが電流駆動回路部７に
与えられると、駆動電流回路部７はその駆動パルスＢで
ストロボ発光部５の各固体発光素子17をパルス電流駆動
する。これにより各固定発光素子17は一斉にストロボ発
光し、その光は物体１に向けて照射される。この瞬時照
明下の物体１は撮像装置３により画像化され、その画像
は撮像装置３の各画素に電荷情報として蓄えられる。 この場合に前記駆動パルスＢが電荷転送期間TSの前に
生成されたときは、その電荷転送期間TSに各画素の蓄積
電荷がそれぞれのシフトレジスタに転送された後、これ
をビットシリアルに取り出されることでビデオ信号A2が
生成される。このビデオ信号A2は画像演算装置４に取り
込まれ、すぐの計測期間パルスＣ（第７図（６）に示
す）に相当する期間にビデオ信号A2が２値化されて視覚
認識に関する各種演算や処理が実行される。 一方前記駆動パルスＢが電荷転送期間TSの後に生成さ
れたときは、つぎの電荷転送期間TSに各画素の蓄積電荷
がそれぞれのシフトレジスタに転送された後、これがビ
ットシリアルに取り出されることでビデオ信号A2が生成
される。このビデオ信号A2は画像演算装置４に取り込ま
れ、つぎの計測期間パルスＣ（第８図（６）に示す）に
相当する期間にビデオ信号A2が２値化されて視覚認識に
関する各種演算や処理が実行される。 ＜発明の効果＞ この発明は上記の如く、撮像手段からのコンポジット
ビデオ信号に含まれる同期信号に基づき、撮像手段にお
ける電荷転送期間にかからないタイミングで発光手段を
駆動するようにしたから、観測対象の物体に対し、撮像
手段の電荷蓄積可能な期間にストロボ照明を実施して、
画像ぶれのない鮮明な静止画像を生成することができ
る。しかもパルス幅を可変設定できるから、光量の調整
も容易である。さらに発光手段として固体発光素子を用
いることにより、装置全体の軽量化および小型化が実現
できるとともに、照明用光源の寿命をのばすことが可能
となるなど、幾多の優れた効果を奏する。
覚画像処理する技術に関連し、殊にこの発明は、前記物
体に対しストロボ発光による照明を施しつつ撮像を行う
照明付き撮像装置に関する。 ＜従来の技術＞ 従来、高速で移動する物体を撮像装置で撮像する場合
に、物体画像のぶれを防止するのに、撮像装置にシャッ
タ機構を付加するか、或いはストロボ装置を用いてスト
ロボ光を移動物体へ照射するなどして、移動物体を瞬時
に撮像し、これにより静止画像としての取込みを行って
いる。 ＜発明が解決しようとする問題点＞ ところがシャッタ機構を付加する方法によれば、撮像
装置の撮像部が高価となり、移動物体の認識システムを
安価に製作するのが困難である。またキセノン球などの
ストロボ装置を用いる場合は、装置全体が重くかつ大型
化するばかりでなく、ストロボ発光の頻度が増すと、寿
命が非常に短くなり、頻繁にキセノン球を交換する必要
があるなどの問題がある。またストロボ発光が撮像装置
側の電荷蓄積期間とずれたタイミングでなされると、各
撮像素子に十分な光量が蓄積されなくなり、画像にぶれ
が生じるという問題もある。 この発明は、上記問題に着目してなされたものであっ
て、撮像手段に照明手段を付加し、この照明手段を撮像
手段からの垂直同期信号に応じたタイミングで駆動して
物体を照明することにより、撮像手段の電荷蓄積可能な
期間にストロボ照明を行って、ぶれのない鮮明な静止画
像を生成することを目的とする。 またこの発明が他に目的とするところは、発光手段と
して固体光源素子を用いることにより、軽量かつ長寿命
の照明用光源を提供する点にある。 ＜問題点を解決するための手段＞ 上記目的を達成するために、第１の発明にかかる照明
付き撮像手段は、観測対象の物体を撮像して、この撮像
動作により得られたコンポジットビデオ信号を出力する
撮像手段と、前記物体をストロボ照明するための発光手
段と、前記撮像手段より出力されたコンポジットビデオ
信号から垂直同期信号を分離する同期信号分離手段と、
前記同期信号分離手段より分離された垂直同期信号か
ら、一定時間遅れて、前記撮像手段における電荷転送期
間より前に立ち上がる駆動パルスを生成するパルス生成
手段と、前記駆動パルスを前記発光手段に与えて発光動
作させる照明手段とを備えている。また第２の発明にか
かる照明付き撮像手段は、上記と同様の撮像手段、発光
手段、同期信号分離手段の各手段と、物体の撮像手段へ
の接近を検知するための検知手段と、前記検知手段によ
る物体の検知信号、および前記同期信号分離手段より分
離された垂直同期信号に基づき、駆動パルスを生成する
パルス生成手段と、前記駆動パルスを発光手段に与えて
発光動作させる照明手段とを備える。また前記パネル生
成手段は、垂直同期信号が分離された時点から撮像手段
における電荷転送期間が開始されるまでの時間内に物体
の検知信号が出力されたとき、その検知信号の出力タイ
ミングに応じて前記駆動パルスを生成し、前記垂直同期
信号が分離された後の電荷転送期間内に物体の検知信号
が出力されたとき、この電荷転送期間の終了後に前記駆
動パルスを生成するように構成される。 ＜作用＞ 第１の発明では、撮像手段から出力されるコンポジッ
トビデオ信号の垂直同期信号より一定時間遅れて、撮像
手段における電荷蓄積期間より前に立ち上がるパルス信
号により、発光手段を駆動してストロボ発光させ、この
ストロボ光を移動物体へ照射する。また第２の発明で
は、検知手段からの物体の検知信号とコンポジットビデ
オ信号の垂直同期信号とに基づき、撮像手段における電
荷転送期間にかからないタイミングで駆動パルスを生成
し、その駆動パルスによるストロボ光を移動物体へ照射
する。この瞬時の光照射で移動物体を撮像すると、画像
ぶれのない静止画像を取り込むことが可能である。 ＜実施例＞ 第１図は、この発明が適用実施される視覚認識システ
ムの全体構成例を示すもので、高速移動する物体１に対
しストロボ発光による照明を施すための固体ストロボ光
源２と、この瞬時照明下で前記移動物体１を撮像するた
めの撮像装置３と、この撮像装置３で得た物体画像を取
り込み２値化して視覚認識に関する各種演算や処理を実
行する画像演算装置４とから構成されている。 図示例の固体ストロボ光源２は、前記撮像装置３と共
にロボットアームなどに一体固定されるストロボ発光部
５と、周期的に駆動パルスを生成するパルス生成回路部
６と、この駆動パルスでストロボ発光部５をパルス電流
駆動してストロボ発光させる電流駆動回路部７とを含ん
でおり、この電流駆動回路部７は前記ストロボ発光部５
が有するプリント基板８（詳細は後述する）上に組み込
み配備されている。 第２図は、前記固体ストロボ光源２と撮像装置３とを
ロボットアーム10の先端部に装着した状態を示してい
る。 撮像装置３にはＬ型金具11の一辺11Aがビス止めさ
れ、このＬ型金具11をロボットアーム10に取り付けるこ
とで、撮像装置３をロボットアームの先端部に位置決め
固定する。 このＬ型金具11の他辺11Bには前記ストロボ発光部５
が取り付けてある。このストロボ発光部５は前面開口の
保護フード12を備え、この保護フード12およびＬ型金具
11の辺11Bの中央に孔13,14を設けて、その孔13,14より
撮像装置３のレンズ部15を突出させている。保護フード
12の内側には、第３図に示す如く、中央に円形の貫通孔
16を備えたプリント基板８が配備してある。前記貫通孔
16は撮像装置３の光軸にその中心が一致させてあり、レ
ンズ視野に応じた大きさに形成してある。 この貫通孔16の周囲には光照射方向を撮像装置３の向
きに対応させて複数個の固体発光素子17が配備されてい
る。図示例の固体発光素子17は発光ダイオードである
が、これに限らず、例えばレーザダイオードであっても
よい。 各固体発光素子17は、他の固体発光素子の光照射で生
ずる被撮像物体１の影を打ち消して消失するような配列
方法で配設されるもので、図示例では撮像装置３の光軸
を中心とする仮想円ｌに沿ってリング状かつ密に配列さ
れている。 なお固体発光素子17の配列方法は、これに限らず、均
一照明を実現できる配列、すなわち被撮像物体１の影を
発生させないような配列であれば、いかなる配列方法で
あってもよい。 前記プリント基板８には固体発光素子17の配列に対応
する導電パターンが形成してあり、この導電パターンを
通じて前記電流駆動回路部７より各固体発光素子17へ順
方向電流を流すことにより、全ての固体発光素子17がス
トロボ発光して、被撮像物体１に対して均一な瞬時照明
を施す。 第４図は、第2,3図に示すストロボ発光部５による光
照射面18の照度分布19を示している。図中、17a,17bは
撮像装置３の光軸に対し対角位置にある固体発光素子で
あって、前記照度分布19は各固体発光素子17a,17bによ
る照度分布20a,20bを合成した形となる。同図によれ
ば、各固体発光素子17a,17bをある高さｈに位置させた
ときの照度分布19は中央部分において平坦な形状、すな
わち均一照明状態となっている。なお前記の高さｈは、
固定発光素子17a,17b間の間隔ｄと各固体発光素子17a,1
7bの照射光の拡がり角度θとから決まる。 第２図に戻って、保護フード12の開口面には中央に透
光孔21を備えた保護板22が配備してある。この保護板22
は保護フード12内の固体発光素子17を保護するためのも
ので、必要に応じて装着すればよい。図示例の場合、こ
の保護板22は光を拡散させるための拡散板が用いてある
が、これに限らず、透明のガラス板や樹脂板であっても
よい。 第１図に戻って、図示例の撮像装置３はCCD型またはM
OS型の固体撮像素子より成るもので、第５図（１）に示
すようなコンポジットビデオ信号Ａを画像演算装置４お
よびパルス生成回路部６に与える。このパルス生成回路
部６は同期分離回路23およびタイミング回路24を含んで
おり、同期分離回路23は前記コンポジットビデオ信号Ａ
より垂直同期信号A1を分離し、タイミング回路24はこの
同期分離信号A1より一定時間T2だけ遅れたタイミングで
立ち上がる駆動パルスＢ（第５図（２）に示す）を生成
する。 この駆動パルスＢは垂直帰線期間T1の期間内に発生し
て電流駆動回路部７および計測期間パルス発生回路25に
出力されるもので、前記電流駆動回路部７はストロボ発
光部５の各固体発光素子17を垂直同期信号A1の同期（図
示例の場合、1/60秒）毎に一斉にパルス電流駆動してス
トロボ発光させる。 前記計測期間パルス発生回路25は、駆動パルスＢを受
けて第５図（３）に示す計測期間パルスＣを発生させ、
これを画像演算装置４へ出力するもので、画像演算装置
４ではこの計測期間パルスＣの期間にビデオ信号A2を２
値化した上で所定の画像処理を行うことになる。 しかして電流駆動回路部７に駆動パルスＢが周期的に
与えられると、その都度電流駆動回路部７は駆動パルス
Ｂでストロボ発光部５の各固体発光素子17をパルス電流
駆動する。これにより各固体発光素子17は一斉にストロ
ボ発光し、その光は光照射面18に向けて照射される。こ
の周期的な発光動作の間に撮像装置３の視野内に移動物
体１が入ると、その物体１に対しストロボ発光による均
一照明が施される。この瞬時照明下の物体１は撮像装置
３により画像化され、その画像は撮像装置３の各画素に
電荷情報として蓄えられる。各画素の電荷情報は第５図
（１）中斜線で示す電荷転送期間TSにそれぞれのシフト
レジスタに転送された後、これをシリアルに取り出すこ
とでビデオ信号A2が生成される。 このビデオ信号A2は画像演算装置４に取り込まれ、前
記計測期間パルスＣに相当する期間にビデオ信号A2が２
値化されて視覚認識に関する各種演算や処理が実行され
る。 第６図は、この発明の他の実施例（第２実施例）の構
成を示している。 この第２実施例は、前記第１実施例が垂直同期信号A1
の周期に合わせて周期的にストロボ発光させているのに
対し、物体１が撮像装置３の視野内の所定位置にきたと
きストロボ発光させる点で差異がある。それゆえこの実
施例では、撮像装置３の視野内の所定位置に光電スイッ
チのような物体検知手段26を配備し、この物体検知手段
26が物体１を検知したとき、外部トリガ信号Ｆを出力し
てこれをフリップフロップなどの記憶回路27に記憶する
よう構成してある。 第７図はこの第２実施例のタイミングチャートを示し
ており、第７図（１）には垂直同期信号A1およびビデオ
信号A2を含むコンポジットビデオ信号Ａが、また第７図
（４）には物体検知手段26が出力する外部トリガ信号Ｆ
が、それぞれ示してある。 またこの実施例では、撮像装置３はCCD型の固体撮像
素子より成り、パルス生成回路部６はこの撮像装置３に
おける電荷転送期間TSにストロボ発光が起こらないよう
な回路構成、すなわち同期分離回路28,タイミング回路2
9,マスク設定回路30,ゲート回路31,パルス発生回路32,
遅延回路33により構成してある。 同期分離回路28は前記コンポジットビデオ信号Ａより
垂直同期信号A1を分離する。タイミング回路29はこの垂
直同期信号A1より一定時間T3だけ遅れたタイミングで立
ち上がる計測スタートパルスＤ（第７図（２）に示す）
を生成し、またマスク設定回路30は垂直同期信号A1より
一定時間T4だけ遅れたタイミングで立ち下がるマスク信
号Ｅを生成する。このマスク信号Ｅは前記電荷転送期間
TSを含む時間タイミングで生成されるもので、このマス
ク信号Ｅにより前記ゲート回路31を閉じて、前記記憶回
路27の記憶出力（外部トリガ信号Ｆ）の通過を規制す
る。 パルス発生回路32はゲート回路31を通過する外部トリ
ガ信号Ｆに基づき駆動パルスＢ（第７図（５）に示す）
を生成して電流駆動回路部７へ出力するためのもので、
この電流駆動回路部７は駆動パルスＢでストロボ発光部
５の各固体発光素子17を一斉にパルス電流駆動してスト
ロボ発光させる。 遅延回路33は、前記駆動パルスＢの発生が第７図に示
すように前記電荷転送期間TSの前であるときは、計測期
間パルス発生回路25に対し計測スタートパルスＤの入力
で直ちに計測期間パルスＣ（第７図（６）に示す）を発
生させるが、駆動パルスＢの発生が第８図に示すように
前記電荷転送期間TSの後であるときは、計測期間パルス
Ｃの発生を遅らせ、計測期間パルス発生回路25に対しつ
ぎの計測スタートパルスＤ（第８図（２）参照）の入力
で計測期間パルスＣ（第８図（６）参照）を発生させる
ものである。従ってこの第８図は、マスク信号Ｅ（第８
図（３）参照）の期間に外部トリガ信号Ｆ（第８図
（４）参照）が立ち上がった場合のタイミングチャート
である。 前記計測期間パルスＣは画像演算装置４へ出力され、
この画像演算装置４は計測期間パルスＣの期間にビデオ
信号A2を２値化した上で画像処理を行うことになる。 しかして第６図に示す第２実施例において、物体が撮
像装置３の視野内の所定位置に到達すると、物体検知手
段26の検知動作に基づきパルス発生回路22は駆動パルス
Ｂを生成する。この駆動パルスＢが電流駆動回路部７に
与えられると、駆動電流回路部７はその駆動パルスＢで
ストロボ発光部５の各固体発光素子17をパルス電流駆動
する。これにより各固定発光素子17は一斉にストロボ発
光し、その光は物体１に向けて照射される。この瞬時照
明下の物体１は撮像装置３により画像化され、その画像
は撮像装置３の各画素に電荷情報として蓄えられる。 この場合に前記駆動パルスＢが電荷転送期間TSの前に
生成されたときは、その電荷転送期間TSに各画素の蓄積
電荷がそれぞれのシフトレジスタに転送された後、これ
をビットシリアルに取り出されることでビデオ信号A2が
生成される。このビデオ信号A2は画像演算装置４に取り
込まれ、すぐの計測期間パルスＣ（第７図（６）に示
す）に相当する期間にビデオ信号A2が２値化されて視覚
認識に関する各種演算や処理が実行される。 一方前記駆動パルスＢが電荷転送期間TSの後に生成さ
れたときは、つぎの電荷転送期間TSに各画素の蓄積電荷
がそれぞれのシフトレジスタに転送された後、これがビ
ットシリアルに取り出されることでビデオ信号A2が生成
される。このビデオ信号A2は画像演算装置４に取り込ま
れ、つぎの計測期間パルスＣ（第８図（６）に示す）に
相当する期間にビデオ信号A2が２値化されて視覚認識に
関する各種演算や処理が実行される。 ＜発明の効果＞ この発明は上記の如く、撮像手段からのコンポジット
ビデオ信号に含まれる同期信号に基づき、撮像手段にお
ける電荷転送期間にかからないタイミングで発光手段を
駆動するようにしたから、観測対象の物体に対し、撮像
手段の電荷蓄積可能な期間にストロボ照明を実施して、
画像ぶれのない鮮明な静止画像を生成することができ
る。しかもパルス幅を可変設定できるから、光量の調整
も容易である。さらに発光手段として固体発光素子を用
いることにより、装置全体の軽量化および小型化が実現
できるとともに、照明用光源の寿命をのばすことが可能
となるなど、幾多の優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
第１図はこの発明の一実施例にかかる固体ストロボ光源
の適用例を示すブロック図、第２図は固体ストロボ光源
のストロボ発光部の構造例を示す断面図、第３図は第２
図Ａ−Ａ線に沿う断面図、第４図はこの発明の固体スト
ロボ光源による光照射面の照度分布を示す説明図、第５
図は第１図の回路構成例のタイミングチャート、第６図
はこの発明の第２実施例にかかる固体ストロボ光源を示
すブロック図、第７図および第８図は第６図の回路構成
例のタイミングチャートである。 ２……固体ストロボ光源 ５……ストロボ発光部 ６……パルス生成回路部 ７……電流駆動回路部
の適用例を示すブロック図、第２図は固体ストロボ光源
のストロボ発光部の構造例を示す断面図、第３図は第２
図Ａ−Ａ線に沿う断面図、第４図はこの発明の固体スト
ロボ光源による光照射面の照度分布を示す説明図、第５
図は第１図の回路構成例のタイミングチャート、第６図
はこの発明の第２実施例にかかる固体ストロボ光源を示
すブロック図、第７図および第８図は第６図の回路構成
例のタイミングチャートである。 ２……固体ストロボ光源 ５……ストロボ発光部 ６……パルス生成回路部 ７……電流駆動回路部
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フロントページの続き
(56)参考文献 特開 昭61−99470（ＪＰ，Ａ)
特開 昭56−84088（ＪＰ，Ａ)
実開 昭62−51873（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名)
H04N 5/225 - 5/243
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．観測対象の物体を撮像して、この撮像動作により得
られたコンポジットビデオ信号を出力する撮像手段と、 前記物体をストロボ照明するための発光手段と、 前記撮像手段より出力されたコンポジットビデオ信号か
ら垂直同期信号を分離する同期信号分離手段と、 前記同期信号分離手段より分離された垂直同期信号か
ら、一定時間遅れて、前記撮像手段における電荷転送期
間より前に立ち上がる駆動パルスを生成するパルス生成
手段と、 前記駆動パルスを前記発光手段に与えて発光動作させる
照明手段とを備えて成る照明付き撮像装置。 ２．前記発光手段は、複数の固体発光素子により構成さ
れる請求項１に記載された照明付き撮像装置。 ３．前記発光手段は、前記複数の固体発光素子が撮像手
段の光軸の周囲にリング状に配置されて成る請求項１ま
たは請求項２に記載された照明付き撮像装置。 ４．観測対象の物体を撮像して、この撮像動作により得
られたコンポジットビデオ信号を出力する撮像手段と、 前記物体の撮像手段への接近を検知するための検知手段
と、 前記物体をストロボ照明するための発光手段と、 前記撮像手段より出力されたコンポジットビデオ信号か
ら垂直同期信号を分離する同期信号分離手段と、 前記検知手段による物体の検知信号，および前記同期信
号分離手段より分離された垂直同期信号に基づき、駆動
パルスを生成するパルス生成手段と、 前記駆動パルスを前記発光手段に与えて発光動作させる
照明手段とを備え、 前記パルス生成手段は、前記垂直同期信号が分離された
時点から撮像手段における電荷転送期間が開始されるま
での期間内に物体の検知信号が出力されたとき、その検
知信号の出力タイミングに応じて前記駆動パルスを生成
し、前記垂直同期信号が分離された後の電荷転送期間内
に物体の検知信号が出力されたとき、この電荷転送期間
の終了後に前記駆動パルスを生成して成る照明付き撮像
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11035687A JP2829951B2 (ja) | 1987-05-06 | 1987-05-06 | 照明付き撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11035687A JP2829951B2 (ja) | 1987-05-06 | 1987-05-06 | 照明付き撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63274934A JPS63274934A (ja) | 1988-11-11 |
| JP2829951B2 true JP2829951B2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=14533698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11035687A Expired - Fee Related JP2829951B2 (ja) | 1987-05-06 | 1987-05-06 | 照明付き撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2829951B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100405370B1 (ko) * | 2001-01-02 | 2003-11-12 | 주식회사희성양행 | 즉석 컬러사진 촬영 인화장치의 투시장치 |
| JP2005073227A (ja) | 2003-08-04 | 2005-03-17 | Sharp Corp | 撮像装置 |
| JP4744093B2 (ja) * | 2004-03-23 | 2011-08-10 | ネオプト株式会社 | 照明ユニットおよびそれを用いた照明装置 |
| CN113340566B (zh) * | 2021-04-22 | 2024-03-26 | 中国电子产品可靠性与环境试验研究所（（工业和信息化部电子第五研究所）（中国赛宝实验室）） | 频闪光源的光强校准装置、方法及电子设备 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5684088A (en) * | 1979-12-12 | 1981-07-09 | Stanley Electric Co Ltd | Picture signal transmitting method |
| JPS60141362A (ja) * | 1983-12-29 | 1985-07-26 | Isuzu Motors Ltd | 母材の強化層形成方法 |
| JPS6199470A (ja) * | 1984-10-19 | 1986-05-17 | Nec Corp | 移動体撮像装置 |
-
1987
- 1987-05-06 JP JP11035687A patent/JP2829951B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63274934A (ja) | 1988-11-11 |
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