JP5593078B2 - カメラ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＩＥＥＥ１３９４バスを介してホスト側の機器に接続されるランダムトリガ機能を備えたカメラ装置に関する。

ＩＥＥＥ１３９４バスを介してホスト側の機器に接続される、ＦＡ（Factory Automation）用のカメラ装置として、外部から任意のタイミングで供給されるトリガ信号により露光を開始するランダムトリガ機能を有するカメラ装置が存在する。

このランダムトリガ機能を有するカメラ装置においては、露光開始タイミングの精度を一定に保つ技術として、ホスト側の機器とホスト側の機器により露光制御されるカメラ装置との間に、ＩＥＥＥ１３９４バス３とは別に、外部トリガ信号の伝送線路を設け、この伝送線路上の外部トリガ信号をカメラ装置が受信し露光を開始するハードウェアトリガ方式のカメラ制御手段が用いられていた（特許文献１参照）。

しかしながら、このハードウェアトリガ方式のカメラ制御手段は、ホスト側の機器とカメラ装置との間に、ＩＥＥＥ１３９４インターフェイスの他に、外部トリガ信号伝送線路の接続インターフェイスが必要となることから、ホスト側の機器とカメラ装置との接続インターフェイスが煩雑になるという問題があった。

この問題を解決するカメラ制御手段として、ＩＥＥＥ１３９４パケットにより、露光開始タイミングの通知を行う、所謂、ソフトウェアトリガ機能を有するカメラ（ソフトウェアトリガ方式のカメラ）が存在する（非特許文献１参照）。

このソフトウェアトリガ方式のカメラ制御手段は、ホスト側の機器に、ソフトウェアトリガの生成および送信手段を具備し、このホスト側の機器にＩＥＥＥ１３９４バスを介して接続されたカメラ装置に、ＩＥＥＥ１３９４パケット受信回路とソフトウェアトリガ検出回路と同期信号発生回路とイメージセンサおよびイメージセンサ制御回路とＩＥＥＥ１３９４パケット送信回路とを具備することにより実現される。これらの構成要素を具備するカメラ装置において、ソフトウェアトリガ検出回路は、ＩＥＥＥ１３９４パケット受信回路が受信したＩＥＥＥ１３９４パケットを解析し、ソフトウェアトリガパケットを検出すると、同期信号発生回路に露光開始を指示する。同期信号発生回路は、上記指示に従いイメージセンサ制御回路に露光タイミングを通知する。イメージセンサ制御回路が露光タイミングに基づいた露光制御をイメージセンサに対して行う。イメージセンサは、露光完了後、取得した映像をイメージセンサ制御回路に送り、イメージセンサ制御回路は、取得した映像（映像データ）をＩＥＥＥ１３９４パケットに変換してＩＥＥＥ１３９４パケット送信回路を介しＩＥＥＥ１３９４バスへ送信する。

しかしながら、このソフトウェアトリガ方式のカメラ制御手段においては、図４に示すように、ＩＥＥＥ１３９４のバス使用状況（バス帯域の空き状況）によって、ソフトウェアトリガパケットのカメラ装置への到達時間にばらつき（揺らぎ）が生じる。この時間的な揺らぎにより、露光開始タイミングの精度にばらつきが生じ、ハードウェアトリガ方式に比して撮影性能が劣るという問題があった。

このため、従来では、高精度の露光開始タイミングを必要とするＩＥＥＥ１３９４カメラシステムにおいてのみハードウェアトリガ方式のカメラ制御手段を適用し、高精度の露光開始タイミングを必要としないＩＥＥＥ１３９４カメラシステムにおいては、ハードウェア接続が比較的容易なソフトウェアトリガ方式のカメラ制御手段を適用するという使い分けをしていた。

特許第３７０４７１２号公報

ＩＩＤＣ １３９４−ｂａｓｅｄ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃａｍｅｒａ Ｓｐｅｃｉｆｉｃａｔｉｏｎ Ｖｅｒ．１．３２

上述したように、ランダムトリガ機能を有するカメラ装置において、ハードウェアトリガ方式のカメラ制御手段は、ホスト側の機器とカメラ装置との間に、ＩＥＥＥ１３９４インターフェイスの他に、外部トリガ信号伝送線路の接続インターフェイスが必要となることから、ホスト側の機器とカメラ装置との接続インターフェイスが煩雑になるという問題があり、ソフトウェアトリガ方式のカメラ制御手段は、バス使用状況（バス帯域の空き状況）によって、ソフトウェアトリガパケットのカメラ装置への到達時間にばらつき（揺らぎ）が生じることから、露光開始タイミングの精度にばらつきが生じ、ハードウェアトリガ方式に比して撮影性能が劣るという問題があった。

本発明は上記実情に鑑みなされたもので、ソフトウェアトリガ方式の接続容易性を維持しつつ時間的精度の高いトリガ機能を実現できるソフトウェアトリガ方式によるランダムトリガ機能を備えたカメラ装置を提供することを目的とする。

本発明は、ＩＥＥＥ１３９４バスを介して受信したソフトウェアトリガパケットに含まれるタイムスタンプ情報をもとにイメージセンサの露光タイミングを制御するランダムトリガ機能を備えたカメラ装置であって、前記ＩＥＥＥ１３９４バスの動作に同期したサイクルタイマー値を出力するサイクルタイマー動作回路と、前記ＩＥＥＥ１３９４バス上のパケットを受信するＩＥＥＥ１３９４パケット受信回路と、前記ＩＥＥＥ１３９４パケット受信回路が受信したパケットの独自の制定エリアに記載のコードから前記ソフトウェアトリガパケットを検出するソフトウェアトリガ検出回路と、前記ソフトウェアトリガ検出回路が検出した前記ソフトウェアトリガパケットの前記の制定独自エリアに含まれるタイムスタンプ情報に対して、一定のトリガ遅延を行う固定ディレイ値を出力する固定ディレイ値設定手段と、前記サイクルタイマー値と前記タイムスタンプ情報と前記固定ディレイ値とが入力され、前記サイクルタイマー値が前記タイムスタンプ情報に前記固定ディレイ値を加えた値を超えた時に前記イメージセンサに対して露光を開始する露光制御手段と、を具備したことを特徴とする。

また、本発明は、ＩＥＥＥ１３９４バスを介してホスト側の機器と撮像素子を有するカメラ装置とを接続したＩＥＥＥ１３９４カメラシステムであって、前記ホスト側の機器は、露光を行うべき事象が発生したとき、当該発生時のサイクルタイマー値をタイムスタンプとして付記したソフトウェアトリガパケットを前記ＩＥＥＥ１３９４バスに送出するソフトウェアトリガパケット生成手段を具備し、前記カメラ装置は、前記ＩＥＥＥ１３９４バス上で同期をとったサイクルタイマー値を出力するサイクルタイマー動作回路および前記ソフトウェアトリガパケットを検出するソフトウェアトリガパケット検出手段を有するＩＥＥＥ１３９４インターフェイスと、前記ソフトウェアトリガパケット検出手段が検出したソフトウェアトリガパケットに含まれるタイムスタンプに対して一定のトリガ遅延を行うＩＥＥＥ１３９４クロック単位の固定ディレイ値を出力する固定ディレイ設定手段と、前記サイクルタイマー動作回路から出力されるクロック単位のサイクルタイマー値と、前記ソフトウェアトリガパケット検出手段から出力されたタイムスタンプと、前記固定ディレイ設定手段から出力されたクロック単位の固定ディレイ値とを入力して、前記サイクルタイマー値と前記タイムスタンプ情報とを比較し、前記サイクルタイマー値が前記タイムスタンプを超えたとき、前記固定ディレイ値に従う一定のトリガ遅延時間経過後、撮像素子に対して露光開始の指示を行うトリガ遅延制御手段とを具備したことを特徴とする。

本発明によれば、ソフトウェアトリガ方式によるランダムトリガ機能を備えたカメラ装置において、露光を行うべき事由の発生（希望する露光タイミングでの露光指示）に対して、ＩＥＥＥ１３９４バスの使用状況に関係なく、常に一定のタイミングで露光制御を行うことができる。これにより、ソフトウェアトリガ方式の接続容易性を維持しつつ時間的精度の高いトリガ機能を実現したカメラ装置およびＩＥＥＥ１３９４カメラシステムを提供することができる。

本発明の実施形態に係るカメラ装置の構成を示すブロック図。 上記実施形態に係るカメラ装置の要部の構成を示すブロック図。 上記実施形態に係るカメラ装置の動作を説明するためのタイムチャート。 図３に対応させた、既存のソフトウェアトリガ動作を説明するためのタイムチャート。 上記実施形態に係るカメラ装置を接続したＩＥＥＥ１３９４カメラシステムの構成を示すブロック図。 上記実施形態に係るカメラ装置に用いられるソフトウェアトリガパケットの構造を示す図。

以下図面を参照して本発明の実施形態を説明する。本発明の実施形態に係るカメラ装置は、ＦＡ（Factory Automation）用カメラ、若しくはマシンビジョン（Machine Vision）用カメラとして用いられるもので、ＩＥＥＥ１３９４バスに接続され、このＩＥＥＥ１３９４バスを介してホスト側の機器（ホストＰＣと称す）により露光制御される。

本発明に係るカメラ装置の実施形態を説明するに際し、図５および図６と図３を参照して、本発明の実施形態に係るカメラ装置を接続したＩＥＥＥ１３９４カメラシステムの概要を説明する。

本発明の実施形態に係るカメラ装置を接続したＩＥＥＥ１３９４カメラシステムは、図５に示すように、ホストＰＣ１と、ＩＥＥＥ１３９４バス３と、カメラ装置１０とにより構成される。なお、ここでは、ＩＥＥＥ１３９４バス３に接続された、ホストＰＣ１の制御対象となるカメラ装置１０を１台のみ示しているが、複数台の接続を可能にしている。

ホストＰＣ１は、ソフトウェアトリガパケット生成手段２を有し、露光を行うべき事象が発生すると、その事象発生の都度、ソフトウェアトリガパケット生成手段２にてソフトウェアトリガパケット（ＳＴＰ）を生成し、ＩＥＥＥ１３９４バス３に送出する。このソフトウェアトリガパケット（ＳＴＰ）の構造を図６に示している。

露光を行うべき事象発生の都度、ソフトウェアトリガパケット生成手段２により生成され発行されるソフトウェアトリガパケット（ＳＴＰ）は、図６に示すように、ＩＥＥＥ ｓｔｄ １３９４ａ−２０００で定められた「Global Asynchronous Stream Packet」に準拠している。図６に示すパケット構造において、ｄａｔａ＿ｌｅｎｇｔｈは、ｈｅａｄｅｒ＿ＣＲＣとｄａｔａ＿ＣＲＣとの間のデータ長を示し、６×４Ｂｙｔｅｓ＝２４ｂｙｔｅｓ（０ｘ００１８）となる。ｔａｇは規格により、０ｘ３固定となる。ｃｈａｎｎｅｌはデータ通信で使用するチャンネルを指定する。通常は３１（０ｘ１Ｆ）が記載される、ｔｃｏｄｅは規格により、０ｘＡ固定となる。ｓｙは規格により、０ｘ０固定となる。ｈｅａｄｅｒ＿ＣＲＣは、ヘッダ部分のＣＲＣ−３２を記載する。ｓｏｕｒｃｅ＿ＩＤは、ホストＰＣをはじめとするソフトウェアトリガの発行を行うノードのＩＤを記載する。ｓｐｅｃｉｆｉｅｒ＿ＩＤ＿ｈｉ／ｌｏは、２４ｂｉｔのＯＵＩ（Organizationally Unique Identifier）を記載する。ｖｅｒｓｉｏｎはパケット構造のバージョンを表す。このデータ定義部以降は本発明の実施形態に適用されるソフトウェアトリガパケット（ＳＴＰ）を定義するデータ定義部である。ｒｅｓｅｒｖｅｄは全て、予約フィールドを表す。ｄｅｓｔｉｎａｔｉｏｎ＿ＩＤは本実施形態に係るカメラ装置１０のノードＩＤを示す。ｔｉｍｅｓｔａｍｐは、露光を行うべき事由が発生した際のサイクルタイマー値を記載する。ｃｏｍｍａｎｄ＿ｓｏｆｔ＿ｔｒｉｇは、ソフトウェアトリガパケットであることを示すユニークなコードを記載する。ｄａｔａ＿ＣＲＣは、ｈｅａｄｅｒ＿ＣＲＣ以降のデータ部のＣＲＣ−３２を記載する。上記ｔｉｍｅｓｔａｍｐに記載したＩＥＥＥ１３９４で規定するクロック単位（以下、単にクロック単位と称す）のサイクルタイマー値がカメラ装置１０においてタイムスタンプ情報として認識される。このような構造になっているため、カメラ装置１０はソフトウェアトリガパケットの受信と同時に、露光を行うべき事由が発生した際のクロック単位のサイクルタイマー値を取得することができる。

このソフトウェアトリガパケット（ＳＴＰ）を受信するカメラ装置１０は、ＩＥＥＥ１３９４インターフェイスを有し、当該インターフェイスに、サイクルタイマー動作回路（図示せず：図１参照）およびソフトウェアトリガパケット検出手段４を有する。さらにカメラ装置１０は、固定ディレイ設定手段５とトリガ遅延制御手段６とイメージセンサを含む撮像回路７とを有する。

ソフトウェアトリガパケット検出手段４は、ＩＥＥＥ１３９４バス３上のパケットを解析して、当該パケットのｃｏｍｍａｎｄ＿ｓｏｆｔ＿ｔｒｉｇに記載のコードから、ソフトウェアトリガパケット（ＳＴＰ）を検出し、さらに当該パケットのｔｉｍｅｓｔａｍｐに記載されたクロック単位のサイクルタイマー値をタイムスタンプ情報として認識しトリガ遅延制御手段６に送出する。

固定ディレイ設定手段５は、ソフトウェアトリガパケット検出手段４が検出したソフトウェアトリガパケット（ＳＴＰ）に含まれるタイムスタンプ情報（ｔｉｍｅｓｔａｍｐに記載されたサイクルタイマー値）に対して一定のトリガ遅延を行う上記クロック単位の固定ディレイ値を出力する。この固定ディレイ設定手段５には、ＩＥＥＥ１３９４バス３のトラフィック変動（バス帯域混雑度）に伴うソフトウェアトリガパケット（ＳＴＰ）の受信タイミングのずれにより生ずる時間幅（時間的な揺らぎ範囲）の最大値より大きい任意の遅延時間を示す、ＩＥＥＥ１３９４に規定されたクロック周波数に従うクロックタイミングの値が固定ディレイ値として予め設定されている。

トリガ遅延制御手段６は、上記ＩＥＥＥ１３９４インターフェイスに設けられたサイクルタイマー動作回路から出力されるクロック単位のサイクルタイマー値と、ソフトウェアトリガパケット検出手段４から出力されたタイムスタンプ情報（露光を行うべき事由発生時のクロック単位のサイクルタイマー値）と、固定ディレイ設定手段５から出力されたクロック単位の固定ディレイ値とを入力し、サイクルタイマー値とタイムスタンプ情報とをクロック単位毎に比較し、サイクルタイマー値がタイムスタンプ情報を超えたとき、固定ディレイ値に従う一定のトリガ遅延時間経過後、撮像回路７に設けられたイメージセンサに対して露光開始の指示を行う。

撮像回路７は、露光開始の指示に従いイメージセンサを制御して映像データを取得し、露光完了後、イメージセンサから取得した映像データをＩＥＥＥ１３９４パケットに変換してＩＥＥＥ１３９４バス３へ送信する。

上記した実施形態におけるカメラ装置１０の露光制御タイミングを図３（ａ）および同図（ｂ）に示し、既存のソフトウェアトリガ方式によるカメラ装置の露光制御タイミングを図４（ａ）および同図（ｂ）に示している。図３（ａ）および図４（ａ）はそれぞれＩＥＥＥ１３９４バス３のバス帯域に余裕がある（トラフィックが小さい）場合の露光制御タイミングを示し、図３（ｂ）および図４（ｂ）はそれぞれＩＥＥＥ１３９４バス３のバス帯域が混雑している（トラフィックが大きい）場合の露光制御タイミングを示している。上記した本発明の実施形態に係る露光制御においては、露光を行うべき事由の発生（希望する露光タイミングでの露光指示）に対して、ＩＥＥＥ１３９４バスの使用状況に関係なく、常に一定のディレイ値に従う一定のタイミングで露光制御を行うことができる。これにより図４に示すようなＩＥＥＥ１３９４バス３の使用状況（バス帯域の空き状況）によって、ソフトウェアトリガパケットのカメラ装置への到達時間にばらつきが生じ、露光開始タイミングに時間的な揺らぎが生じる不具合を回避することができる。これにより高精度露光タイミングのソフトウェアトリガ機能を有したカメラシステムが実現できる。

上記したカメラ装置１０を含むＩＥＥＥ１３９４カメラシステムによれば、露光を行うべき事象の発生に対して、ＩＥＥＥ１３９４バスの使用状況に関係なく、常に一定のタイミングで露光制御を行うことができる。

なお、上記したＩＥＥＥ１３９４カメラシステムにおいて、カメラ装置１０に設けられた固定ディレイ設定手段５は、カメラ装置個々に、任意の遅延時間（クロック単位のディレイ値）を設定可能であるが、ソフトウェアトリガパケット（ＳＴＰ）に、クロック単位のディレイ情報、若しくは一定のディレイを加味した希望する露光開始に相当するクロック単位のタイムスタンプ情報を付記することにより、ホストＰＣ１が一定時間のディレイを含んだ露光開始タイミングを直接管理することもできる。

上記したように、ソフトウェアトリガ方式のＩＥＥＥ１３９４カメラシステムにおいて、ソフトウェアトリガの露光タイミング精度を大幅に向上することができる。このため、従来、ハードウェアトリガでしか実現できなかった高精度の露光タイミングが要求されるＩＥＥＥ１３９４カメラシステムにおいてソフトウェアトリガを利用でき、接続線路の簡素化を図ることができる。

上記実施形態に係るカメラ装置１０のより詳細な構成および動作を図１および図２を参照して説明する。図１はカメラ装置１０の構成を示し、図２はカメラ装置１０に設けられたトリガ遅延制御回路１２の構成を示している。

本発明の実施形態に係るカメラ装置１０は、図１に示すように、ＩＥＥＥ１３９４インターフェイス制御回路１１とトリガ遅延制御回路１２と同期信号発生回路１３とイメージセンサ制御回路１４とイメージセンサ１５とＣＰＵ１６とを具備して構成される。なお、上記図５に示したカメラ装置１０の構成要素のうち、ソフトウェアトリガパケット検出手段４は、図１に示すＩＥＥＥ１３９４インターフェイス制御回路１１に設けられたＩＥＥＥ１３９４パケット受信回路１１１およびソフトウェアトリガ検出回路１１４により実現され、固定ディレイ設定手段５は同じく図１に示すＣＰＵ１６により実現され、トリガ遅延制御手段６は同じく図１に示すサイクルタイマー動作回路１１３とトリガ遅延制御回路１２により実現され、撮像回路７は同じく図１に示す同期信号発生回路１３とイメージセンサ制御回路１４とイメージセンサ１５により実現される。

図１に示すカメラ装置１０において、ＩＥＥＥ１３９４インターフェイス制御回路１１は、ＩＥＥＥ１３９４バス３を介して送受されるＩＥＥＥ１３９４パケットの送受信制御を司るもので、ＩＥＥＥ１３９４パケット受信回路１１１とＩＥＥＥ１３９４パケット送信回路１１２とサイクルタイマー動作回路１１３とソフトウェアトリガ検出回路１１４とを具備して構成される。

ＩＥＥＥ１３９４パケット受信回路１１１はＩＥＥＥ１３９４バス３を監視し同バス上のパケットを受信するパケット受信処理機能を有する。ＩＥＥＥ１３９４パケット送信回路１１２はＩＥＥＥ１３９４バス３にパケットを送出するパケット送信処理機能を有する。

サイクルタイマー動作回路１１３は、ＩＥＥＥ１３９４パケット受信回路１１１が受信したＩＥＥＥ１３９４バス３上のサイクルスタートパケットに同期してＩＥＥＥ１３９４で規定するクロックを単位にカウント動作を行い、クロック単位で更新されるサイクルタイマー値をトリガ遅延制御回路１２に送出する処理機能を有する。

ソフトウェアトリガ検出回路１１４は、ＩＥＥＥ１３９４パケット受信回路１１１が受信したＩＥＥＥ１３９４バス３上のパケットからソフトウェアトリガパケット（ＳＴＰ）を検出し、当該ソフトウェアトリガパケット（ＳＴＰ）からタイムスタンプ情報（露光を行うべき事象の発生時におけるサイクルタイマー値）を取得して、当該タイムスタンプ情報をソフトウェアトリガ受信の通知に付しトリガ遅延制御回路１２に送出する処理機能を有する。

トリガ遅延制御回路１２は、ソフトウェアトリガ検出回路１１４からソフトウェアトリガ受信の通知を受けてサイクルタイマー動作回路１１３から出力されたサイクルタイマー値とソフトウェアトリガ検出回路１１４が取得したタイムスタンプ情報とＣＰＵ１６が発行する固定ディレイ値とをもとに露光開始を指示するトリガ信号を生成するもので、図２に示すように、加算器１２１と比較器１２２とを具備して構成される。

加算器１２１は、ソフトウェアトリガ検出回路１１４が取得したクロック単位のタイムスタンプ情報２０２に、ＣＰＵ１６が発行するクロック単位の固定ディレイ値２０３を加えて、一定時間のトリガ遅延を含んだタイムスタンプ２０４を出力する処理機能を有する。

比較器１２２は、サイクルタイマー動作回路１１３から出力されたサイクルタイマー値２０１と加算器１２１から出力された一定時間のトリガ遅延を含んだタイムスタンプ２０４とを比較し、サイクルタイマー値２０１が一定時間のトリガ遅延を含んだタイムスタンプ２０４を超えたとき、露光開始を指示するトリガ信号２０５を出力する処理機能を有する。なお、この比較器１２２はサイクルタイマーの折り返し点におけるオーバーフロー処理を含んだ比較を行うものとする。

同期信号発生回路１３は、トリガ遅延制御回路１２から出力された開始を指示するトリガ信号を受けて、クロック周期に同期した露光タイミング信号を生成し出力する処理機能を有する。

イメージセンサ制御回路１４は、同期信号発生回路１３から出力された露光タイミング信号に基づいてイメージセンサ１５を露光制御し、イメージセンサ１５から映像データを取得して、露光完了に伴い取得した映像データをパケット化しＩＥＥＥ１３９４パケット送信回路１１２に送出する処理機能を有する。

イメージセンサ１５は、同期信号発生回路１３が生成した同期信号をもとにイメージセンサ制御回路１４により動作制御され、図示しない光学系を介して撮像した映像データをイメージセンサ制御回路１４に出力する、ＣＭＯＳセンサ、若しくはＣＣＤセンサ等のエリアイメージセンサにより構成される。

ＣＰＵ１６は、カメラ装置１０全体の制御を司るもので、この実施形態においては、上記図５に示した固定ディレイ設定手段５の機能を備える。ＣＰＵ１６は、ソフトウェアトリガパケット（ＳＴＰ）に含まれるタイムスタンプ情報（ｔｉｍｅｓｔａｍｐに記載されたサイクルタイマー値）に対して一定のトリガ遅延を行う、予め設定されたクロック単位の固定ディレイ値を管理し、この固定ディレイ値を内部バスを介してトリガ遅延制御回路１２に送出する機能を有している。

上記構成によるカメラ装置１０の動作を図３に示すタイムチャートを参照して説明する。

まずホストＰＣ１よりサイクルタイマーを基準としたトリガ発生時刻のタイムスタンプが付記されたソフトウェアトリガパケット（ＳＴＰ）が送信される。このソフトウェアトリガパケット（ＳＴＰ）はＩＥＥＥ１３９４バス３を介してカメラ装置１０に入力される。

カメラ装置１０において、ＩＥＥＥ１３９４インターフェイス制御回路１１に設けられたＩＥＥＥ１３９４パケット受信回路１１１は、上記ＩＥＥＥ１３９４バス３上のパケットを受信する。

ソフトウェアトリガ検出回路１１４は、ＩＥＥＥ１３９４パケット受信回路１１１が受信したパケットを解析し、当該受信パケットがソフトウェアトリガパケット（ＳＴＰ）であるか否かを判断する。ここでは上記受信パケットの図６に示すｃｏｍｍａｎｄ＿ｓｏｆｔ＿ｔｒｉｇに記載のコードから上記受信パケットがソフトウェアトリガパケット（ＳＴＰ）であることを認識し、ソフトウェアトリガパケット（ＳＴＰ）を検出する。さらにソフトウェアトリガ検出回路１１４は検出したソフトウェアトリガパケット（ＳＴＰ）からｔｉｍｅｓｔａｍｐに記載されたタイムスタンプ情報（露光を行うべき事由が発生したサ
イクルタイマー値）を取得し、当該タイムスタンプ情報をソフトウェアトリガ受信の通知に付してトリガ遅延制御回路１２に送出する。

トリガ遅延制御回路１２は、ソフトウェアトリガ検出回路１１４からトリガ受信の通知を受けると、サイクルタイマー動作回路１１３から出力されたサイクルタイマー値とソフトウェアトリガ検出回路１１４が取得したタイムスタンプ情報とＣＰＵ１６が発行する固定ディレイ値とをもとに露光開始を指示するトリガ信号を生成する。すなわち、トリガ遅延制御回路１２に設けられた加算器１２１は、ソフトウェアトリガ検出回路１１４が取得したクロック単位のタイムスタンプ情報２０２に、ＣＰＵ１６が発行するクロック単位の固定ディレイ値２０３を加えて、一定時間のトリガ遅延を含んだタイムスタンプ２０４を出力し、比較器１２２は、サイクルタイマー動作回路１１３から出力されたサイクルタイマー値２０１と加算器１２１から出力された一定時間のトリガ遅延を含んだタイムスタンプ２０４とを比較して、サイクルタイマー値２０１が一定時間のトリガ遅延を含んだタイムスタンプ２０４を超えたとき、露光開始を指示するトリガ信号２０５を同期信号発生回路１３に送出する。

同期信号発生回路１３は露光開始の指示（トリガ信号２０５）を受けると、クロック周期に同期した露光タイミング信号を生成しイメージセンサ制御回路１４に送出して、イメージセンサ制御回路１４に対しイメージセンサ１５の露光タイミングを通知する。

イメージセンサ制御回路１４はこの露光タイミングをもとに、イメージセンサ１５の露光制御を行う。露光完了後、イメージセンサ１５から取得した映像データをＩＥＥＥ１３９４バス３で送信できる形（パケット）に変換し、ＩＥＥＥ１３９４パケット送信回路１１２に送出する。ＩＥＥＥ１３９４パケット送信回路１１２はイメージセンサ制御回路１４から受けた映像データパケットをＩＥＥＥ１３９４バス３へ出力する。

上記した露光制御の動作タイミングを図３（ａ）および（ｂ）に示している。露光を行うべき事由（希望する露光タイミング）が発生した際、ホストＰＣ１はその時点でのサイクルタイマーの値を基にしたタイムスタンプを生成する。その後、ホストＰＣ１はこのタイムスタンプを付記したソフトウェアトリガパケット（ＳＴＰ）を生成する。ソフトウェアトリガパケット（ＳＴＰ）の発行タイミングは、既存のソフトウェアトリガ技術の場合と同様にＩＥＥＥ１３９４バス３の稼働（バス帯域）状況によって揺らぎが生じる。しかしソフトウェアトリガパケット（ＳＴＰ）を受信したカメラ装置１０は、発行タイミングの揺らぎによらず、希望する露光タイミングを知ることができる。これにより、カメラ装置１０は希望する露光タイミングから一定のディレイをもったタイミングで露光を開始することができる。

上記したように、本発明の実施形態に係るカメラ装置１０においては、トリガ遅延制御回路１２によりソフトウェアトリガ入力を任意に遅延させることができることから、ホストＰＣ１より送信されるソフトウェアトリガパケット（ＳＴＰ）に、露光を行うべき事由発生時のサイクルタイマー値を、サイクルタイマーによる時間軸での露光開始希望タイミングとして記載することにより、図３（ａ）および同図（ｂ）に示すように、バス帯域の空き状況によるパケット発行の揺らぎを含まない露光遅延制御機能を実現できる。なお、この機能は、通信線路（ＩＥＥＥ１３９４バス３）の時間的な揺らぎの範囲より十分大きな露光遅延時間を指定することにより実現される。これにより、ソフトウェアトリガの接続容易性を維持しつつ時間的精度の高い新しいソフトウェアトリガを有するカメラ装置を提供することができる。

なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。例えば、上記した実施形態では、比較器１２２において、サイクルタイマー値２０１が一定時間のトリガ遅延を含んだタイムスタンプ２０４を超えたとき、露光開始を指示するトリガ信号２０５を同期信号発生回路１３に送出したが、これに限らず、サイクルタイマー値２０１が一定時間のトリガ遅延を含んだタイムスタンプ２０４に達したとき、露光開始を指示するトリガ信号２０５を同期信号発生回路１３に送出する処理形態であってもよい。また、上記した実施形態では、カメラ装置１０全体の制御を司るＣＰＵ１６が、予め設定されたクロック単位の固定ディレイ値を管理しているが、これに限らず、カメラ装置個々に、任意の固定ディレイ値を設定するハードウェアを設けた構成であってもよい。または、ソフトウェアトリガパケット（ＳＴＰ）に、クロック単位のディレイ情報、若しくは一定のディレイを加味した希望する露光開始に相当するクロック単位のタイムスタンプ情報を付記して、ホストＰＣ１が一定時間のディレイを含んだ露光開始タイミングを直接管理する構成とすることも可能である。

また上記実施形態ではソフトウェアトリガパケット（ＳＴＰ）を「Global Asynchronous Stream Packet」にて構成しているが、これに限らず、例えば「Asynchronous write request for data block packet」に類するような、ソフトウェアトリガにタイムスタンプ情報を付記して送信できるパケットを利用しても構わない。

また上記実施形態ではホストＰＣ１がソフトウェアトリガパケット（ＳＴＰ）の送信を行っているが、これに限らず、例えばホストＰＣ、カメラ装置とは独立したソフトウェアトリガ生成装置がソフトウェアトリガパケット（ＳＴＰ）の送信を行っても構わない。またカメラ装置自体がソフトウェアトリガパケット（ＳＴＰ）送信を行い、同一のＩＥＥＥ１３９４バスに接続された別のカメラに対し、露光制御を行うような構成であってもよい。

１…ホストＰＣ（ホスト側の機器）、２…ソフトウェアトリガパケット生成手段、３…ＩＥＥＥ１３９４バス、４…ソフトウェアトリガパケット検出手段、５…固定ディレイ設定手段、６…トリガ遅延制御手段、７…撮像回路、１０…カメラ装置、１１…ＩＥＥＥ１３９４インターフェイス制御回路、１２…トリガ遅延制御回路、１３…同期信号発生回路、１４…イメージセンサ制御回路、１５…イメージセンサ、１６…ＣＰＵ、１１１…ＩＥＥＥ１３９４パケット受信回路、１１２…ＩＥＥＥ１３９４パケット送信回路、１１３…サイクルタイマー動作回路、１１４…ソフトウェアトリガ検出回路、２０１…サイクルタイマー値、２０２…タイムスタンプ情報、２０３…固定ディレイ値、２０４…タイムスタンプ、ＳＴＰ…ソフトウェアトリガパケット。

Claims (3)

1. ＩＥＥＥ１３９４バスを介して受信したソフトウェアトリガパケットに含まれるタイムスタンプ情報をもとにイメージセンサの露光タイミングを制御するランダムトリガ機能を備えたカメラ装置であって、
   前記ＩＥＥＥ１３９４バスの動作に同期したサイクルタイマー値を出力するサイクルタイマー動作回路と、
   前記ＩＥＥＥ１３９４バス上のパケットを受信するＩＥＥＥ１３９４パケット受信回路と、
   前記ＩＥＥＥ１３９４パケット受信回路が受信したパケットの独自の制定エリアに記載のコードから前記ソフトウェアトリガパケットを検出するソフトウェアトリガ検出回路と、
   前記ソフトウェアトリガ検出回路が検出した前記ソフトウェアトリガパケットの前記独自の制定エリアに含まれるタイムスタンプ情報に対して、一定のトリガ遅延を行う固定ディレイ値を出力する固定ディレイ値設定手段と、
   前記サイクルタイマー値と前記タイムスタンプ情報と前記固定ディレイ値とが入力され、前記サイクルタイマー値が前記タイムスタンプ情報に前記固定ディレイ値を加えた値を超えた時に前記イメージセンサに対して露光を開始する露光制御手段と、
   を具備したことを特徴とするカメラ装置。
2. 前記固定ディレイ値設定手段には、前記ＩＥＥＥ１３９４バスのトラフィック変動（バス帯域混雑度）に伴う前記ソフトウェアトリガパケットの受信タイミングのずれにより生ずる時間幅の最大値より大きい任意の遅延時間を示すクロックタイミングの値が前記固定ディレイ値として設定されていることを特徴とする請求項１に記載のカメラ装置。
3. 前記露光制御手段は、トリガ遅延制御回路と、同期信号発生回路と、イメージセンサ制御回路とを具備し、
   前記トリガ遅延制御回路は、前記タイムスタンプ情報の値に前記固定ディレイ値を加える加算器と、前記加算器から出力されたタイムスタンプ情報の値と前記サイクルタイマー値とを比較し、前記サイクルタイマー値がタイムスタンプ情報の値を超えたとき、トリガ信号を出力する比較器とを具備し、
   前記同期信号発生回路は前記トリガ信号をもとに前記イメージセンサ制御回路に前記イメージセンサの露光タイミングを通知し、前記イメージセンサ制御回路は前記露光タイミングの通知を受けて前記イメージセンサを露光制御することを特徴とする請求項１に記載のカメラ装置。

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