JPS6354880A - 静止画撮像カメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈発明の分野〉 本発明は、フレーム転送方式のＣＣＤ固体撮象素子を用
いた静止画撮像カメラに関する。

〈従来技術とその問題点〉 第５図は、従来例の静止画撮像カメラ２０のブロック図
であり、第６図は、そのタイムチャートである。この静
止画撮象カメラ２０は、フレーム転送方式のＣＣＤ固体
撮像素子２１を備え、このＣＣＤ固体撮像素子２１は、
ＣＣＤ撮像部２２と、ＣＣＤＣＣ蓄積部および水平転送
部（水平ノットレジスタ）２４から成る。このＣＣＤ固
体撮像素子２１には、タイミング発生部２５からの第６
図（Ｂ　）（Ｃ）（Ｄ　）にそれぞれ示される第１．第
２．第３の各転送パルスＰｉ、Ｐｓ、Ｔが、ＣＣＤドラ
イバ２６を介して与えられる。ＣＣＤ撮像部２２の１水
平走査線分の画像データ（信号電荷）は、第１転送パル
スＰ１の１パルス入力によってＣＣＤ蓄積部２３に転送
される。また、ＣＣＤ蓄積部２３の１水平走査線分の画
像データは、第２転送パルスＰＳの１パルス人力によっ
て水平転送部２４に転送される。水平転送部２４では、
第３転送パルスＴの１パルス入力によって】画素に対応
する画像データを外部の増幅部２７に出力する。この増
幅部２７で増幅された画像データは、信号処理部２８を
経て映像信号として出力される。

ところで、かかる静止画撮像カメラ２０は、ＦＡ（工場
自動化）分野に好適であり、例えば、第７図に示される
ようなベルトコンベア２９によって移動する物体の検査
などに利用される。同図において、３１は、被検査物体
３０が所定の位置に来たかどうかを検出する光電スイッ
チ、２０は上述の静止画撮像カメラ、３２はモニタ、３
３は画像処理装置、３４はケーブルである。

光電スイッチ３１により、被検査物体３０が所定の位置
に来たことが検出されると、静止画撮像カメラ２０から
１フィールド分の映像信号が画像処理装置３３に取り込
まれ、モニタ３２に表示される。この１フィールド分の
映像信号の取り込みは、第８図に示される人力ゲート信
号形成回路３４からの入力ゲート信号により行なわれる
。この第８図において、３５は、静止画撮像カメラ２０
の映像信号が与えられるＡ／Ｄ変換器、３７は画像メモ
リ、３６は入力ゲート信号に基づいて画像メモリ３７へ
の書き込みを制御する書き込み制御部、３８は処理表示
部である。入力ゲート信号形成回路３４は、第１．第２
フリツプフロツプ３９゜４０と、ＡＮＤゲート４１から
成る。この入力ゲート信号形成回路３４は、光電スイッ
チ３１の出力および垂直同期信号ＶＤに基づいて、入力
ゲート信号を形成する。

第９図は、第８図の従来例のタイムチャートであり、同
図（Ａ）は垂直同期信号ＶＤ、同図（Ｂ）は露光タイミ
ング、同図（Ｃ）および（Ｅ）は光電スイッチ３１の出
力、同図（Ｄ）および（Ｆ）は入力ゲート信号をそれぞ
れ示している。なお、同図（Ｃ）、（Ｄ）および同図（
Ｅ）、（Ｆ）は、被検査物体３０の検出のタイミングが
異なる場合を比較のために示している。

第９図（Ｃ）、（Ｅ）に示されるように、従来例の静止
画撮像カメラ２０では、光電スイッチ３１による検出の
タイミングが異なるにも拘わらず、同じタイミングＴで
露光した電荷を入力ゲート信号に応答して期間ＴＩにお
いて画像メモリ３７に取り込むので、被検査物体３０の
画面上における位置が第１Ｏ図（ＡＸＢ）に示されるよ
うにずれる場合がある。

検査における文字認識あるいは形状認識を行なうために
は、このような位置ずれを画像処理装置３３によって補
正する必要がある。ところが、画像処理装置３３は、一
般に数百キロビットの情報を扱い、高速応答が要求され
るために、位置ずれ補正を行なうのは容易でない。

〈発明の目的〉 本発明は、上述の点に鑑みて成されたものであって、移
動物体を撮像する場合に画面上におＩ＋る位置ずれを防
止した静止画撮像カメラを提供することを目的とする。

〈発明の構成と効果〉 本発明では、上述の目的を達成するために、ＣＣＤ撮像
部、ＣＣＤ蓄積部および水平転送部を有するＣＣＤ固体
撮像索子を備える静止画撮像カメラにおいて、前記ＣＣ
Ｄ撮像部の１フィールド分の信号電荷を前記ＣＣＤ蓄積
部に転送するとともに、ＣＣＤ蓄積部の１フィールド分
の信号電荷を前記水平転送部に転送する転送パルスを、
外部トリガ信号に応答して出力するとともに、所定時間
経過後、再び前記転送パルスを出力する転送パルス出力
手段を備えている。

上記構成によれば、外部トリガ信号に応答して所定時間
に亘る露光を行なうので、例えば、光電スイッチの出力
を外部トリガ信号として与えることによって、移動する
被検査物体を検出して常に一定の位置で撮像することが
でき、これによって、画面上における位置ずれが防止さ
れることになり、検査における形状や文字の認識が確実
に行なわれることになる。

〈実施例の説明〉 以下、図面によって本発明の実施例について詳細に説明
する。第１図は本発明の一実施例のブロック図であり、
第２図はそのタイムチャートである。

この静止画撮像カメラＡは、例えば、ベルトコンベアに
よって移動する被検査物体が所定の位置に来たことが光
電スイッチなどで検出されて、その出力が外部トリガ信
号として与えられると、前記被検査物体の撮影をしてモ
ニタに表示するような、いわゆるＦＡ（工場自動化）分
野に利用される。

二の静止画撮像カメラＡは、フレーム転送方式のＣＣＤ
ＣＤ固体撮像素子端え、このＣＣＤ固体撮像素子Ｉは、
ＣＣＤ撮像部２と、ＣＣＤＣＤ蓄積部上び水平転送部（
水平シフトレジスタ）４から成る。このＣＣＤＣＤ固体
撮像素子端、ＣＣＤドライバ５からの第１．第２．第３
の各転送パルスＰｉ、Ｐｓ、Ｔが与えられる。ＣＣＤ撮
像部２の１水平走査線分の画像データ（信号電荷）は、
第１転送パルスＰｉの１パルス入力によってＣＣＤ蓄積
蓄積−３送される。また、ＣＣＤＣＤ蓄積部上水平走査
線分の画像データは、第２転送パルスＰｓの１パルス入
力によって水平転送部４に転送される。

水平転送部４では、第３転送パルスＴの１パルス入力に
よって１画素に対応する画像データを外部の増幅部６に
出力する。この増幅部６で増幅された画像データは、信
号処理部７を経て映像信号として出力される。

ＣＣＤドライバ５は、第１．第２バツフア５ａ。

５ｃおよびＯＲゲート５ｂから成る。第１バツフア５ａ
およびＯＲゲート５ｂの一方の入力端子には、転送パル
ス出力手段８からの第１転送パルスＰｉが与えられる。

第２バツフア５Ｃには、タイミング発生部Ｉ３からの第
３転送パルスＴが与えられる。

転送パルス出力手段８は、光電スイッチの出力などの第
２図（Ａ）に示される外部トリガ信号が与えられる微分
回路９と、第２図（Ｂ）に示される微分回路９の出力を
、露光時間に対応する所定時間ｔだけ遅延させて出力す
る遅延回路ＩＯと、微分回路９出力および第２図（Ｃ）
に示される遅延回路１０出力が与えられるＯＲゲート１
１と、このＯＲゲート１１の出力に基づいて、ＣＣＤ撮
像部２の信号電荷をＣＣＤ蓄積蓄積−３送するための第
＋　９？、送パルスＰｉを第２図（Ｄ）に示されるよう
に出力する転送パルス発生ｉｌ＜１２とを備えている。

転送パルス発生部１２は、微分回路９の出力に同期して
ＣＣＤ撮像部２の１フィールド分の信号電荷を転送する
第１転送パルスＰｉを発生し、さらに、遅延回路ＩＯの
出力に同期してＣＣＤ撮像部２の１フィールド分の信号
電荷を転送する第１転送パルスＰｉを発生する。この第
１転送パルスＰｉは、ＣＣＤドライバ５のＯＲゲート５
ｂを介してＣＣＤ蓄積蓄積−３号電荷を水平転送部４に
転送する第２転送パルスＰｓとしてＣＣＤ蓄積蓄積−３
与えられる。

この転送パルス出力手段８は、第２図（Ａ）の外部トリ
ガ信号に同期して、第２図（Ｄ）に示されるように、Ｃ
ＣＤ撮像撮像２の１フィールド分の信号電荷をＣＣＤ蓄
積蓄積−３送するとともに、第２図（Ｉ）に示されるよ
うに、ＣＣＤ蓄積蓄積−３フィールド分の信号電荷を水
平転送部４に転送する第１転送パルスＰｉを出力し、こ
れによって、ＣＣＤ撮像部３を電荷のないクリアな状態
とし、さらに、露光時間に対応する所定時間を経過後、
再び前記第１転送パルスＰｉを出力する。これによって
、所定時間ｔに亘って露光されてＣＣＤ撮像部２に蓄積
されたＩフィールド分の信号電荷は、ＣＣＤ蓄積蓄積−
３送されることになる。

このように外部トリガ信号に応答して露光を行なうので
、被検査物体を検出して、常に一定の位置で露光（撮像
）が行なわれることになり、これによって画面上の位置
ずれが防止されることになる。

タイミング発生部１３は、水平同期信号に同期した第２
図（Ｅ）のパルスＰ１第２図（Ｆ）の垂直同期信号ＶＤ
および第３転送パルスＴをそれぞれ出力する。このタイ
ミング発生部１３の垂直同期信号ＶＤは、第１フリツプ
フロツプ１４のＴ端子に与えられるとともに、第２フリ
ツプフロツプ１５のＲ端子に与えられる。第１フリツプ
フロツプ１４のＲ端子には、遅延回路１０の出力が与え
られ、そのＱ出力は、ＡＮＤゲート１６の一方の入力端
子に与えられるとともに、第２フリツプフロツプ１５の
Ｔ端子に与えられる。第１．第２フリップフロップ１４
．１５のＤ端子には、Ｖｃｃがそれぞれ与えられる。Ａ
ＮＤゲート１６の他方の入力端子には、タイミング発生
部１３からのパルスＰが与えられ、この、Ａ　Ｎ　Ｄゲ
ート１６の出力は、ｃｃＤドライバ５のＯＲゲート５ｂ
の一方の入力端子に与えられる。

第１フリツプフロツプＩ４は、第２図（Ｇ）に示される
ように、遅延回路ＩＯの出力によってリセットされ、次
の垂直同期信号ＶＤの立ち上がりまでリセットされｒ二
状態となる。すなわち、露光が終了してから次の垂直同
期信号ＶＤまでの間リセット状態となっている。したが
って、この第１フリツプフロツプ１４およびパルスＰが
人力されるＡＮＤゲート１６の出力は、前記リセット期
間に亘ってタイミング発生部１３のパルスＰが禁止され
た出力となる。したがって、ＣＣＤドライバ５（７）Ｏ
Ｒゲート５ｂから出力される第２転送パルスＰｓは、第
２図（Ｉ）に示されるようになる。このため、露光後の
Ｃ’　ＣＤ蓄積部３に転送された信号電荷は、次の垂直
同期信号ＶＤの立ち上がりから水平転送部４に転送され
て外部へ出力されることになる。

このように垂直同期信号ＶＤに同期させてＣＣＤ蓄積部
３の信号電荷を転送することによって、画像の乱れを防
止することが可能である。

第２フリツプフロツプ１４は、垂直同期信号ＶＤにより
リセットされるので、信号電荷の外部への読み出し期間
においては、その出力が第２図（Ｈ）に示されるように
ハイレベルとなる。この第２フリツプフロツプ１５の出
力は、図示しない画像メモリの書き込み制御部に与えら
れ、このフリップフロップ１５の出力に基づいて信号処
理部７からの第２図（Ｊ）に示される映像信号の画像メ
モリへの書き込みの制御が行なわれる。

第３図および第４図は、本発明の他の実施例の第１図お
よび第２図に対応する図である。この実施例では、第４
図（Ｃ）に示される出力を与えろ遅延回路１０゛が追加
されており、これにより、第１、第２転送パルスＰｉ、
Ｐｓは、第２図（ＥＸＪ）に示されるようになる。した
がって、上述の実施例では、露光に先立ってＣＣＤ撮像
部２の電荷のみをクリアするようにしたけれども、この
実施例では、ＣＣＤ蓄積部３の電荷もクリアすることが
可能となる。この場合の露光時間は、第４図（Ｂ）に示
されるようにＬｏとなる。その池の構成は、上述の実施
例と同様である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のブロック図、第２図は第１
図の実施例のタイムチャート、第３図は本発明の他の実
施例のブロック図、第４図は第３図の実施例のタイムチ
ャート、第５図は従来例のブロック図、第６図は従来ρ
ｊのタイムチャート、第７図は物体の検査の状態を示す
図、第８図は従来例のブロック図、第９図は従来例のタ
イムチャート、第１０図は画面上の位置ずれを示す図で
ある。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＣＣＤ撮像部、ＣＣＤ蓄積部および水平転送部を
   有するＣＣＤ固体撮像素子を備える静止画撮像カメラに
   おいて、 前記ＣＣＤ撮像部の１フィールド分の信号電荷を前記Ｃ
   ＣＤ蓄積部に転送するとともに、前記ＣＣＤ蓄積部の信
   号電荷を前記水平転送部に転送する転送パルスを、外部
   トリガ信号に応答して出力するとともに、所定時間経過
   後、再び前記転送パルスを出力する転送パルス出力手段
   を備えることを特徴とする静止画撮像カメラ。