JP5543911B2

JP5543911B2 - 撮像装置および撮像装置の制御方法

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Description

本発明は、撮像装置に関し、特に、ＰＷＭ信号で発光体を駆動する照明光源と共に使用する撮像装置の改良に関する。

モニタ（テレビ）カメラ等の撮像装置の照明装置としてＬＥＤ（発光ダイオード）を用いたものが開発されている。例えば、二次元に配列された複数のＬＥＤを照明光源として用い、各ＬＥＤをＰＷＭ信号で点灯（明滅）制御して明るさを調整している。例えば、引用文献１に記載のＬＥＤ照明コントローラ（照明装置）では、外部の同期信号発生源から供給される外部同期信号のパルス幅にＰＷＭ信号の供給期間を同期させ、更に、この外部同期信号にモニタカメラのシャッター動作期間を同期させて、ＰＷＭ信号の供給期間（ＬＥＤ発光期間）とモニタカメラの露出期間（シャッター開放期間）とを同期させている。

より詳しくは、ＰＷＭ信号の供給期間（ＬＥＤの明滅期間）のうちのＰＷＭ信号のオン期間（ＬＥＤの点灯期間）で発光素子が発光し、各オン期間の受光光量をシャッターが開放している期間中積算したものがカメラの１フレームの受光光量（積算受光量）となる。この受光によって各フレームの撮像が行われている。

そして、引用文献１に記載のＬＥＤ照明コントローラ（照明装置）では、外部同期信号のパルス幅（露出時間）やＰＷＭ信号のデューティ比を調整することによりモニタカメラの受光光量を調整する。

特開２０１０−７２５０８号公報

しかしながら、例えば、テレビスタジオの撮影や製造プロセスの監視において、複数のモニタカメラや複数の照明装置が同時にあるいは選択的に使用される。このような環境では、通常、外部同期信号発生源から各装置までの各距離が不揃いであり、同期信号の信号伝搬時間にばらつきが生じる。また、各装置の動作遅延時間（応答時間）も異なっている。このため、実際にはシステム全体で完全に撮像の同期をとることは難しく、同期の不揃いにより映像信号の各フレームの露光量にはばらつきも生じ得る。

一方、モニタした画像の画像処理等を行うために、明るさの安定した画像を継続して得られることが重要である。近時の画像処理ＩＣの開発による画像処理時間の短縮に伴ってモニタカメラのシャッター時間の短縮要求も強くなっている。シャッター時間を短縮しても一定量の光量を安定して得られるようにするためには上述した露光量のばらつきの問題を解決する必要がある。

よって、本発明は、外部信号発生源が出力する外部信号、照明装置の発光体を駆動するＰＷＭ信号、及びモニタカメラの受光素子を露光状態にするシャッター信号が同期しなくとも、映像信号の各フレームにおける受光光量（積算受光量）を安定させることができる撮像装置およびその制御方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の撮像装置の実施態様の一つは、撮像対象を照明する照明光源と、上記撮像対象の光像を画像信号に変換する受光素子と、上記受光素子の受光時間を設定するシャッターと、を含むカメラ部と、少なくとも上記照明光源及び上記シャッターのうちいずれかの動作期間を制御して上記受光素子の受光光量を決定する制御部と、を備え、上記照明光源はＰＷＭ信号で発光体を発光させ、上記制御部は上記動作期間を上記ＰＷＭ信号の周期の整数倍に設定するが、上記動作期間の開始の時期と上記ＰＷＭ信号による上記発光体の発光開始時期とを同期させる動作を含まない、ことを特徴とする。
上記課題を解決する参考例は、撮像対象を照明する照明光源と、上記撮像対象の光像を画像信号に変換する受光素子と、上記受光素子の受光時間を設定するシャッターと、を含むカメラ部と、少なくとも上記照明光源及び上記シャッターのうちいずれかの動作期間を制御して上記受光素子の受光光量を決定する制御部と、を備え、上記照明光源はＰＷＭ信号で発光体を発光させ、上記制御部は上記動作期間を上記ＰＷＭ信号の周期の整数倍に設定する。ここで、整数は、０，１，２，３，…を意味する。シャッターの動作期間が０のときは、シャッターの閉鎖を意味する。

かかる構成とすることによって、照明光源の動作タイミングやシャッターの動作タイミングに拘わらず、受光素子は各フレームでＰＷＭ信号のオン期間の整数倍の露光時間で受光することになり、受光光量（積算受光量）は安定する。

また、本発明によれば、制御部による照明光源の明滅動作、カメラのシャッター動作、及びＰＷＭ信号供給相互の同期制御動作は不要となって具合がよい。

好ましくは、上記照明光源の動作期間が上記ＰＷＭ信号により上記発光体を明滅（あるいは点滅）させる期間である。それにより、照明光源の動作期間（明滅期間）でカメラの受光光量（積算受光量）が設定される。

好ましくは、上記シャッターの動作期間が上記受光素子を活性化させる期間である。それにより、カメラの受光光量（積算受光量）が設定される。

好ましくは、上記発光体が半導体発光素子であり、上記受光素子が電荷結合素子であり、上記半導体発光素子が上記ＰＷＭ信号により発光しかつ上記電荷結合素子が上記シャッターにより活性化しているときに、上記電荷結合素子に上記光像に対応した電荷がチャージされる。それにより、電荷結合素子型のカメラにおいて、受光光量が設定される。

また、本発明の一態様の撮像装置の制御方法は、第１の指令信号の存在に対応してＰＷＭ信号によって発光体を発光させてカメラの撮像対象を照明し、第２の指令信号の存在に対応して上記カメラの露出時間（シャッター開放時間）を設定し、撮像対象の光像を画像信号に変換する、撮像装置の制御方法であって、上記第１の指令信号又は第２の指令信号の存在期間が上記ＰＷＭ信号の周期の整数倍に設定される。

かかる構成とすることによって、カメラはＰＷＭ信号のオン期間の整数倍の露光時間で受光することになり、受光光量（積算受光量）は安定する。

好ましくは、上記第１の指令信号及び第２の指令信号の存在期間のうち短い方の存在期間が上記前記ＰＷＭ信号の周期の整数倍に設定される、ことを特徴とする。それにより、カメラの露出期間を制限するより存在期間の短い指令信号に対応する。

また、本発明の撮像装置の制御方法の実施態様の一つは、第１の指令信号の存在に対応してＰＷＭ信号によって発光体を発光させてカメラの撮像対象を照明し、第２の指令信号の存在に対応して上記カメラの露出時間を設定し、撮像対象の光像を画像信号に変換する、撮像装置の制御方法であって、上記第１の指令信号又は第２の指令信号の存在期間を上記ＰＷＭ信号の周期の整数倍に設定すると共に、上記存在期間の開始の時期と上記ＰＷＭ信号による上記発光体の発光開始時期との同期を条件としない、ことを特徴する。
また、本発明の参考例は、第１の指令信号の存在に対応してＰＷＭ信号によって発光体を発光させてカメラの撮像対象を照明し、第２の指令信号の存在に対応して上記カメラの露出時間（シャッター開放時間）を設定し、撮像対象の光像を画像信号に変換する、撮像装置の制御方法であって、上記第１の指令信号及び第２の指令信号の存在期間が時間軸上において一部重複して存在するとき、当該重複期間が上記ＰＷＭ信号の周期の整数倍に設定される、ことを特徴とする。

かかる構成とすることによって、第１の指令信号と第２の指令信号の存在期間が交錯する場合にもカメラの受光光量（積算受光量）は安定する。

好ましくは、上記ＰＷＭ信号のパルス数とオン時間（あるいはデューティ比）によって上記発光体の発光量が設定され、上記カメラの露出時間（シャッター開放時間）によってカメラの受光量が設定される。

本発明によれば、照明装置の照明（明滅）期間あるいはカメラのシャッター開放（露光）期間を、発光素子を駆動するＰＷＭ信号の周期の整数倍に決定して、カメラの受光光量を一定（安定）にするので、照明期間、シャッター動作期間、及びＰＷＭ信号相互間を同期させる必要がなく、装置設計や装置相互の連係動作が容易となって具合がよい。

本発明の概念を説明する説明図である。本発明の概念を説明する信号のタイミング図である。本発明の概念を説明する信号のタイミング図である。本発明の概念を説明する信号のタイミング図である。比較例を説明する信号のタイミング図である。本発明の第１の実施例を説明するブロック図である。本発明の第２の実施例を説明するブロック図である。本発明の第３の実施例を説明するブロック図である。本発明の第４の実施例を説明するブロック図である。第４の実施例における信号を説明する信号タイミング図である。本発明の第５の実施例を説明するブロック図である。本発明の第６の実施例を説明するブロック図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１乃至図３は、本発明の概念を概略的に説明する説明図である。
図１は、外部照明装置１０とモニタカメラ２０を示している。照明装置１０は、ＰＷＭ信号を出力する照明コントローラ１１とＰＷＭ信号で発光制御される発光部１５とを備えている。照明コントローラ１１は、ＰＷＭ信号の周期（周波数）決定する発振信号ＯＳＣを発生する発振部１２、発振信号ＯＳＣに基づいて周期が決定され、指定されたデューティ比を持つＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ信号発生部１３、ＰＷＭ信号を外部点灯制御信号が供給されるときに発光部１５に中継するスイッチ部１４を備えている。

ＰＷＭ信号発生部１３は、公知構成の電気回路や市販のＩＣで構成することができる。例えば、信号ＯＳＣをトリガとする鋸歯状発振器とレベル比較器とによって構成し、比較基準レベルを調整することでデューティ比を決定することができる。また、信号ＯＳＣをスタート信号（あるいはリセット信号）として所定のクロック信号を指定数計数したときに出力を変化するカウンタ等を用いてＰＷＭ信号を形成することが可能である。

発光部１５は、例えば、ＬＥＤ（発光ダイオード）のような半導体発光素子を複数配列して構成される。発光部１５はＰＷＭ信号のオン期間・オフ期間に対応して明滅する。オン期間とオフ期間の比率（デューティ比）を設定することによって一周期の発光光量が設定される。発光部１５が発射した照明光は撮像対象（被写体）に向けられ、撮像対象からの反射光がモニタカメラ２０のレンズに入射する。

モニタカメラ２０は、図示しない撮影レンズ、受光素子、電子シャッター２１、信号処理回路などを備えて撮像対象の光像を映像信号に変換する。
受光素子には、例えば、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどの電荷結合型撮像素子が使用される。受光素子には、電子式シャッター２１が設けられ、受光素子への露光（電荷チャージ）時間を決定する。電子式シャッターは電気回路的に受光素子へのチャージ時間を制限するものであり、公知のものが使用される。電子シャッターは外部あるいは内部から供給されるシャッター信号に応じて動作する。なお、機械式シャッターでも良い。

上記ＰＷＭ信号のパルス数とデューティ比によって発光体の発光量が設定され、カメラの露出時間によってカメラの受光量が設定される。
本実施例においては、上述した、照明コントローラ１１の外部点灯制御信号、モニタカメラ２０のシャッター信号は、発光部１５を駆動するＰＷＭ信号の一周期の整数倍に設定される。ここで、整数は「０」と自然数（１，２，３，…）を意味する。外部点灯制御信号又はモニタカメラ２０のシャッター信号の発生期間をＰＷＭ信号の一周期の整数倍に設定することによって、カメラの受光素子の受光光量はＰＷＭ信号のオン時間の整数倍に決定される。外部点灯制御信号及びシャッター信号の発生期間の両方をＰＷＭ信号の一周期の整数倍に設定してもよい。もっとも、実質的に、外部点灯制御信号、シャッター信号のうちオン期間が短い方の信号によって露光（受光）時間は決まる。

このような信号設定によれば、外部点灯制御信号、シャッター信号、ＰＷＭ信号の相互間で同期を取る必要がない。
なお、外部点灯制御信号及びシャッター信号の発生期間が重複するとき、当該重複期間がＰＷＭ信号の一周期の整数倍になるように設定してもよい。

図２は、照明コントローラ１１の外部点灯制御信号、カメラ２０のシャッター信号、照明コントローラ１１のＰＷＭ信号、カメラ２０の受光素子における受光期間をそれぞれオンオフの波形で示している。
この例では、外部点灯制御信号のオン期間をＰＷＭ信号周期の３倍に設定した例を示している。外部点灯制御信号とＰＷＭ信号との同期が不要であることを説明するために、位相の異なる外部点灯制御信号ＡとＢが示されている。カメラのシャッター信号はＰＷＭ信号周期の約５．５倍に設定（固定）している。この外部点灯制御信号Ａ及びＢに対応して受光素子の受光期間もＡ及びＢで示されている。受光素子における実際の受光期間部分はＰＷＭ波形中の斜線部分に相当する。

外部点灯制御信号のオン期間が図中のＡ及びＢに示すように変化しても、受光素子における実際の受光期間はＰＷＭ信号のオン期間の３倍で同じである。外部点灯制御信号、シャッター信号、ＰＷＭ信号は相互に同期する必要はない。
図１の実施例では、１つの照明装置１０を示しているが、複数の照明装置１０が存在する場合、カメラのシャッター期間内に複数の照明装置１０によるＰＷＭ発光（オン期間の３倍）が収まれば良く、各照明装置１０の発光の立ち上がりが同期する必要はない。

このように、この実施例では、カメラシャッターのオン期間中におけるＰＷＭ信号のオン期間を累積した時間が受光素子の受光光量（積算受光量）に対応したものとなる。
図３は、他の例を示している。この例では、カメラのシャッター信号のオン期間をＰＷＭ信号周期の３倍に設定した例を示している。シャッター信号とＰＷＭ信号との同期が不要であることを説明するために、位相の異なるシャッター信号ＡとＢが示されている。外部点灯制御信号はＰＷＭ信号周期の約５．５倍に設定（固定）している。これにより発光部１５の発光回数は増えるが、受光期間はシャッター信号のオン期間によって制限される。このシャッター信号Ａ及びＢに対応して受光素子の受光期間もＡ及びＢで示されている。受光素子における実際の受光期間部分はＰＷＭ波形中の斜線部分に相当する。

シャッター信号のオン期間が図中のＡ及びＢに示すように変化しても、受光素子における実際の受光期間はＰＷＭ信号のオン期間の３倍で同じである。シャッター信号、外部点灯制御信号、ＰＷＭ信号は相互に同期する必要はない。
このように、この実施例でも、カメラシャッターのオン期間中におけるＰＷＭ信号のオン期間を累積した時間が受光素子の受光光量（積算受光量）に対応したものとなる。

図４は、更に他の実施例を示している。この例では、照明コントローラ１１が点灯時間を設定する機能を有している。点灯時間の設定は発振部１２の出力を計数するカウンタやタイマなどによって構成することが可能である。同図において、照明コントローラ１１は外部点灯制御入力信号をトリガとしてＰＷＭ信号の周期の整数倍のオン期間（図示の例では３周期）を持つ点灯信号を発生し、この点灯信号でスイッチ部１４を制御するなどして発光部１５の点灯を制御するようにしたものである。図４の他の要素は図２と同じであり、その説明を省略する。
このような構成であっても、図２の例と同様の結果を得ることができる。

図５は、本発明（図３）との比較例を示している。この比較例では、カメラのシャッター信号のオン期間をＰＷＭ信号の周期の３倍（整数）ではなく、２．５倍としたものであり、整数倍とはなっていない。シャッター信号のオン期間が図中の信号Ａから信号Ｂのように変化すると、カメラの受光素子が実際に受光するのはシャッター信号のオン期間とＰＷＭ信号のオン期間の重複部分であるので、実際の受光光量（積算受光量）が信号Ａの場合と信号Ｂの場合とでは異なることが判る。

次に、上述したシャッター信号又は外部点灯制御信号のオン期間をＰＷＭ信号の周期の整数倍に設定する手法について図６乃至図１０を参照して説明する。各図において図１と対応する部分には同一符号を付し、かかる部分の説明は省略する。なお、本発明は、これ等の実施例に限定されるものではない。

（実施例１）
図６に示す例は、照明コントローラのＰＷＭ信号の周期が固定でかつカメラのシャッター時間も固定の場合（図２参照）の信号設定例を説明する説明図である。
同図に示すように、ＰＷＭ信号の整数倍の信号を設定するために制御部３０が設けられている。制御部３０は独立の構成ではなく、例えば、映像信号を取り込んで画像処理を行う装置（図示せず）内に設けても良く、照明装置１０内や、モニタカメラ２０内に設けても良い。制御部３０は、例えば、公知のマイクロコンピュータやＡＳＩＣによって構成することができ、他の制御を含むものであったり、他の装置のマイクロコンピュータを共用するものであっても良い。

制御部３０は、照明コントローラ１１からＰＷＭ信号の一周期Ｔ_PWMに対応している信号（あるいは周期情報）の供給を受ける。例えば、発振部１２又はＰＷＭ信号発生部１３からＰＷＭ信号の周期を決定する信号ｆ_PWMを受領する。また、制御部３０には、カメラで必要とする露光量の情報が外部（例えば、カメラ２０）から供給される。例えば、制御部３０のマイクロコンピュータシステムの記憶装置にはデータベースが設けられており、ＰＷＭ信号のパルス数とカメラの露光量の関係が保持されている。ＣＰＵはデータベースを参照して、カメラの受光素子が所要の受光光量となるように、ＰＷＭ信号による発光部の発光回数ｎを求める。次に、オン期間がＰＷＭ信号の一周期Ｔ_PWMのｎ倍となる外部点灯制御信号を形成する。また、外部点灯制御信号よりもオン期間が長いシャッター信号を形成する。これ等信号を映像信号のフレーム周期で照明コントローラ１１とモニタカメラ２０に供給する。

アナログ回路や論理ゲート回路で外部点灯制御信号を形成する場合には、例えば、公知の分周器を含むＰＬＬ（位相同期ループ）回路を用いて信号ｆ_PWMをｎ分周してオン期間がｎ×Ｔ_PWMの波形を持つパルス信号を形成することができる。これにゲート回路等を適宜に加えて映像信号のフレーム周期で発生する外部点灯制御信号を形成することが可能である。
このようにして、図２に示すようなＰＷＭ信号の一周期のｎ倍のオン期間を持つ外部点灯制御入力信号Ａ，Ｂを形成することができる。

（実施例２）
図７に示す例は、照明コントローラのＰＷＭ信号の周期が固定でかつ外部点灯制御信号のオン時間も固定の場合（図３参照）の信号設定例を説明する説明図である。
この例においても、図６の例と同様に制御部３０が構成されている。制御部３０は、照明コントローラ１１からＰＷＭ信号の周期を得る。制御部３０には、カメラで必要とする露光量の情報が外部から供給される。制御部３０のマイクロコンピュータシステムの記憶装置にはデータベースが設けられており、ＰＷＭ信号のパルス数とカメラの露光量の関係が保持されている。ＣＰＵはデータベースを参照して、カメラの受光素子が所要の受光光量となるように、ＰＷＭ信号による発光部の発光回数ｍを求める。次に、オン期間がＰＷＭ信号の一周期Ｔ_PWMのｍ倍となるシャッター信号を形成する。また、シャッター信号よりもオン期間が長い外部点灯制御信号を形成する。これ等信号を映像信号のフレーム周期で照明コントローラ１１とモニタカメラ２０に供給する。
この例においても、上記実施例１と同様に分周器付きＰＬＬ回路を用いるなどしてアナログ回路や論理ゲート回路などでシャッター信号等を形成することができる。

（実施例３）
図８に示す例は、ＰＷＭ信号の周期が固定でかつシャッター信号のオン時間も固定であるが、照明コントローラが点灯時間（明滅期間）を設定する機能を備える場合の信号設定例（図４参照）を説明する説明図である。
この例では、照明コントローラ１１が点灯時間設定回路１６を備えている。点灯時間設定回路１６は、例えば、供給される外部点灯制御信号をトリガとして起動するカウンタを備え、該カウンタには予め制御部３０によって計数目標値ｎが設定される。カウンタにはＰＷＭ信号が入力され、外部点灯制御信号が供給されると、カウンタは動作を開始する。カウンタはＰＷＭ信号波形の立ち上がりを検出すると出力信号をオンにし、立ち上がりをｎ＋１回計数するまで（ＰＷＭ信号の一周期のｎ倍の期間に相当）出力信号のオン状態を継続する。このカウンタの出力信号によってスイッチ部１４を制御する。
それにより、出力信号はオン期間がＰＷＭ信号の一周期Ｔ_PWMのｎ倍となる点灯制御信号として機能する。出力信号はＰＷＭ信号による発光部１５の明滅期間（点灯時間）を設定する。また、カウンタは、ＰＷＭ信号波形の立下りを検出してスイッチ部１４を制御しても良い。

制御部３０は、予め照明コントローラ１１からＰＷＭ信号の一周期Ｔ_PWMに対応している信号（あるいは周期情報）の供給を受けている。例えば、発振部１２又はＰＷＭ信号発生部１３からＰＷＭ信号の周期を決定する信号ｆ_PWMを受領する。また、制御部３０には、カメラで必要とする露光量の情報が外部（例えば、カメラ２０）から供給される。例えば、制御部３０のマイクロコンピュータシステムの記憶装置にはデータベースが設けられており、ＰＷＭ信号のパルス数とカメラの露光量の関係が保持されている。ＣＰＵはデータベースを参照して、カメラの受光素子が所要の受光光量となるように、ＰＷＭ信号による発光部の発光回数ｎを求める。次に、値ｎを照明コントローラ１１の点灯時間設定回路（カウンタ）１６に設定する。また、制御部３０は、Ｔ_PWMのｎ倍よりもオン期間が長いシャッター信号を形成する。制御部３０はトリガ信号としての外部点灯制御信号とシャッター信号を映像信号のフレーム周期で照明コントローラ１１とモニタカメラ２０に供給する。

このような構成によって、図４に示すＰＷＭ信号の周期のｎ倍の期間を持つ点灯信号を得ることができる。

（実施例４）
図９に示す例は、上述したＰＷＭ信号を形成するクロック信号を照明装置１０の外部の制御部３０から供給するようにした例を示している。
この例においては、照明コントローラ１１は外部クロック信号入力端子１７を備えている。この入力端子はＰＷＭ信号発生部１３に接続されており、外部のクロック信号によってＰＷＭ信号を形成することが出来るように構成されている。また、制御部３０がクロック信号発生器１２を備えている。

また、この例では、カメラ２０におけるシャッターの開閉を制御するためのシャッター信号は制御部３０から供給される。シャッターを開放状態にする期間、即ちオン期間Ｔ_Sを決定する情報は予め外部（例えば、カメラ２０自体）から制御部３０に供給される。制御部３０のクロック信号発生器１２は、図１０に示すように、例えば、公知のＰＬＬ回路などによってシャッター信号のオン期間Ｔ_Sの（１／ｎ）の周期のクロック信号を発生し、ＰＷＭ信号発生部１３に供給する。図示の例では、クロック信号はｎが１２の場合を示している。ＰＷＭ信号発生部１３は周期がＴ_S／ｎのクロック信号に基づき、一周期がシャッター信号のオン期間Ｔ_Sの１／ｍに設定されたＰＷＭ信号を発光部１５に出力する。ここで、ｎ、ｍは整数である。外部点灯制御信号のオン時間はカメラのシャッター信号のオン時間Ｔ_Sよりも大きく設定される。
この結果、図３に示すような、シャッター信号のオン期間がＰＷＭ信号の周期のｍ（整数）倍である関係が得られる。

この実施例の構成では、水晶発振子などを使用する内部発振器（高周波発生源）１２を用いないので照明コントローラ内の信号周波数を下げやすい利点があり、電磁波障害（ＥＭＩ）抑制などの点で有利である。

（実施例５）
図１１に示す例は、照明コントローラ１１の発振部１２が発振周波数（クロック周波数）を可変に構成されている例を示している。
同図に示すように、シャッター信号のオン期間Ｔ_Sの情報が外部（例えば、カメラ２０）から照明コントローラ１１に入力されると、発振部１２においてオン期間Ｔ_Sの（１／ｎ）の周期のクロック信号を発生する。クロック信号はＰＷＭ信号発生部１３に送られ、このクロックによって一周期がシャッター信号のオン期間Ｔ_Sの１／ｍに設定されたＰＷＭ信号が形成される。このＰＷＭ信号で発光部１５を駆動する。

このような構成でもシャッター信号のオン期間をＰＷＭ信号の周期の整数倍にすることができる。なお、外部点灯制御信号のオン時間はカメラのシャッター信号のオン時間よりも大きく設定される。
それにより、図３に示すようなＰＷＭ信号のｍ（整数）倍のオン期間を持つシャッター信号を得ることが可能となる。

この実施例の構成でも、図９に示す実施例と同様に内部発振器などよりも周波数の低いシャッター信号に基づいてクロック信号を形成するので照明コントローラ内の信号周波数を下げやすい利点があり、電磁波障害（ＥＭＩ）抑制などの点で有利である。

（実施例６）
上述した各実施例では、説明の便宜上、１台の照明装置と１台のカメラで説明しているが、同時に複数の発光部や照明装置を使用しても良い。また、複数のカメラの出力を切り換えてあるいはそのまま複数のカメラ出力を使用するものであっても良い。

図１２は、このような例を示すものである。同図の例は図６に示す構成例において発光部１５を複数配置している。また、モニタカメラ２０を複数配置して複数の映像信号を利用できるようにしている。
図２に示すように、カメラのシャッター期間内に複数の発光部が所定量の発光を終了する限り、各発光部が正確に同期しなくとも１フレームにおけるカメラの受光光量（蓄積光量）は安定する。
また、複数の照明装置を用いた場合も各照明装置が一定量の発光をカメラの所定のシャッター期間内に終了する限り、カメラの受光光量（蓄積光量）は安定する。

同様に、他の実施例においても複数の照明装置や複数のカメラを使用することが出来る。

以上説明したように本発明の実施例によれば、照明とカメラとの撮像関係において、発光体の明滅期間（外部点灯制御信号のオン期間に相当）が発光体を駆動するＰＷＭ信号（明滅信号）の周期の整数倍に決定され、あるいはカメラの露光期間（シャッター信号のオン期間に相当）が発光体を明滅駆動するＰＷＭ信号の周期の整数倍に決定され、それにより、受光素子の受光光量（積算受光光量）が決定される。この際に、外部点灯制御信号の立ち上がりとＰＷＭ信号の立ち上がりとが正確に同期する必要はない。また、シャッター信号の立ち上がりとＰＷＭ信号の立ち上がりとが正確に同期する必要もない。このため、複数の照明装置と複数のカメラを使用する構成としても映像信号の各フレームの露光光量が安定しており具合がよい。

なお、発光体の明滅期間が発光体を駆動するＰＷＭ信号（明滅信号）の周期の整数倍に決定されかつカメラの露光期間も発光体を明滅駆動するＰＷＭ信号の周期の整数倍に決定されてもよい。

また、外部点灯制御信号は撮影の期間中だけカメラの照明を行うことにより、消費電力を減らすことのできる利点があるが、常時照明をすることとしても良い。この場合、外部点灯制御信号は不要であり、シャッター信号でカメラの露光量を設定することができる。

また、カメラは、スタジオカメラ、カラーカメラ、製造工程管理用のモニタカメラ、監視カメラなどの各種のカメラが該当する。

上記発明の実施の形態を通じて説明された実施例や応用例は、用途に応じて適宜に組み合わせて、又は変更若しくは改良を加えて用いることができ、本発明は上述した実施形態の記載に限定されるものではない。そのような組み合わせ又は変更若しくは改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

このように本発明においては、外部照明の点灯期間又はシャッター開放期間をＰＷＭ信号周期の整数倍としたので、カメラの受光光量を一定にするために外部照明の点灯期間とＰＷＭ信号を同期させる必要がない。また、シャッター開放期間とＰＷＭ信号とを同期させる必要がない。このため、複数の照明装置、カメラを持つ撮像システムの構成が容易である。

１０照明装置、１２発振部、１３ＰＷＭ信号発生部、１４スイッチ部、１５発光部、２０モニタカメラ、３０制御部

Claims

撮像対象を照明する照明光源と、
前記撮像対象の光像を画像信号に変換する受光素子と、前記受光素子の受光時間を設定するシャッターと、を含むカメラ部と、
少なくとも前記照明光源及び前記シャッターのうちいずれかの動作期間を制御して前記受光素子の受光光量を決定する制御部と、を備え、
前記照明光源はＰＷＭ信号で発光体を発光させ、
前記制御部は前記動作期間を前記ＰＷＭ信号の周期の整数倍に設定するが、前記動作期間の開始の時期と前記ＰＷＭ信号による前記発光体の発光開始時期とを同期させる動作を含まない、
ことを特徴とする撮像装置。
前記照明光源の動作期間が前記ＰＷＭ信号により前記発光体を点滅させる期間である、
請求項１に記載の撮像装置。
前記シャッターの動作期間が前記受光素子を活性化させる期間である、請求項１又は２に記載の撮像装置。
前記発光体が半導体発光素子であり、前記受光素子が電荷結合素子であり、前記半導体発光素子が前記ＰＷＭ信号により発光しかつ前記電荷結合素子が前記シャッターにより活性化しているときに、前記電荷結合素子に前記光像に対応した電荷がチャージされる、請求項１乃至３のいずれかに記載の撮像装置。
第１の指令信号の存在に対応してＰＷＭ信号によって発光体を発光させてカメラの撮像対象を照明し、
第２の指令信号の存在に対応して前記カメラの露出時間を設定し、撮像対象の光像を画像信号に変換する、撮像装置の制御方法であって、
前記第１の指令信号又は第２の指令信号の存在期間を前記ＰＷＭ信号の周期の整数倍に設定すると共に、前記存在期間の開始の時期と前記ＰＷＭ信号による前記発光体の発光開始時期との同期を条件としない、
ことを特徴する撮像装置の制御方法。
前記第１の指令信号及び第２の指令信号の存在期間のうち短い方の存在期間が前記ＰＷＭ信号の周期の整数倍に設定される、ことを特徴する請求項５に記載の撮像装置の制御方法。
前記ＰＷＭ信号のパルス数とデューティ比によって前記発光体の発光量が設定され、前記露出時間によって前記カメラの受光量が設定される、ことを特徴する請求項５又は６に記載の撮像装置の制御方法。