JPH0698220A - ビデオカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高速に移動又は回転する物体が被写体である
場合にも鮮明な画像が得られるビデオカメラを実現す
る。 【構成】 撮像素子３に電子シャッタ機能を有するもの
を適用する。電子シャッタ機能を利用した撮像の際に
は、照明手段３をパルス発光させる。電子シャッタ機能
を利用して感光時間が短い撮像を可能とすると共に、パ
ルス発光させることで撮像画像が暗くなることを防止
し、かつ、照明手段での発熱や寿命の短縮化を防止す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は固体撮像素子を用いたビ
デオカメラに関し、特に移動物体や回転物体の撮影に適
用して好適なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、製造ラインや検査ライン等の自動
処理システムの視覚として用いられるビデオカメラにお
いては、被写体が高速で移動又は回転している物体であ
ることがある。このような高速で移動又は回転している
物体を鮮明に撮像するためのビデオカメラとしては、従
来、放電管によるストロボ照明を併用したビデオカメラ
や、電子シャッタ機能を有する固体撮像素子を用いたビ
デオカメラがある。

【０００３】前者は、ストロボ照明することによって移
動体のごく短時間の像を撮像することで移動に伴う画質
劣化を押さえるようにしたものであり、後者は、固体撮
像素子の各受光素子にオーバーフロードレインを設けて
撮像直前に受光部の不要な電荷を掃き出し、その後必要
な期間（短時間）の電荷のみを蓄えることで移動に伴う
画質劣化を押さえるようにしたものである。

【０００４】なお、不要な電荷の排出処理を終了した時
点から始まる、転送処理する電荷を蓄積させる所定期間
の間は、機械的シャッタの動作に対応させて、シャッタ
が開いている期間と呼ばれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、放電管
によるストロボ照明を併用したビデオカメラにおいて
は、放電管の寿命が短く信頼性に欠けると共に、放電管
による寿命のバラツキが大きくて保守計画を立てにくい
という問題、装置を大型化すると共に安全性を低下させ
る高電圧発生回路が必要になるという問題、放電時の雑
音が大きく、各部にノイズ対策を施す必要があるという
問題、発光期間及び発光強度をコントロールすることが
難かしいという問題等がある。

【０００６】電子シャッタ機能を有する固体撮像素子を
用いたビデオカメラにおいては、高速に移動する物体を
撮影する際には動的解像度を高めるためシャッタ速度を
速くしなければならない。しかし、シャッタ速度を速く
すると共に照明を周囲光に委ねていると、蓄積される電
荷の量が少なくなり得られた映像が暗くなって画質が低
下する。かかる不都合を除去しようとすると、発光量が
多い強力な光源が必要となり、発熱、コスト、寿命、大
きさ等で改良の余地があるということができる。このよ
うに用いる光源が放電管の場合には、上述した問題も生
じる。そこで、入射光量を確保するようにシャッタ速度
に応じてレンズの絞りを変化させて、受光量をコントロ
ールする方法も考えられるが、絞りをより開いた場合に
は、被写界深度が浅くなって被写体が薄い平面的なもの
に限定されてしまうなどの問題がある。

【０００７】本発明は、以上の点を考慮してなされたも
のであり、高速に移動又は回転する物体が被写体である
場合にも鮮明な画像を得ることができる電子シャッタ機
能を有する固体撮像素子を用いたビデオカメラを提供し
ようとするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め、本発明は、電子シャッタ機能を有する固体撮像素子
を用いたビデオカメラにおいて、被写体を照明する照明
手段と、この照明手段をパルス発光させる照明制御手段
とを備えた。

【０００９】ここで、照明制御手段が、照明手段の発光
時間を、固体撮像素子の電子シャッタが開いている期間
に対応させて設定することが好ましい。

【００１０】また、照明制御手段が、照明手段の発光強
度を、その発光期間に対応させて設定することが好まし
い。

【００１１】さらに、固体撮像素子から出力された映像
信号の強度を検出する映像強度検出手段を設け、照明制
御手段が、この映像強度検出手段の検出出力に基づい
て、照明手段の発光強度を制御することが好ましい。

【００１２】さらにまた、照明手段が、発光ダイオード
又はレーザダイオードであることが好ましい。

【００１３】また、照明手段として、主たる発光波長領
域が赤外であるものを適用すると共に、固体撮像素子に
至るまでの被写体からの反射光の光路上に赤外透過フィ
ルタを設け、被写体の赤外像を撮像することが好まし
い。

【００１４】

【作用】固体撮像素子が有する電子シャッタ機能を利用
して被写体を撮像する場合に、周囲光だけで撮像を行な
うと受光量が不足して画質が低下する。しかし、照明手
段を設けて常時照明していれば、照明手段からの発熱も
大きく、照明手段の信頼性も低下する。そこで、本発明
は、電子シャッタ機能を利用して被写体を撮像する場合
にもストロボ撮影の方法を適用することとした。そのた
め、照明手段をパルス発光させる照明制御手段を設け
た。

【００１５】この場合において、照明手段の発光時間を
固定することも考えられるが、発光時間が短いと、受光
量が不足して画質劣化が生じる恐れがある。しかし、徒
に発光時間を長くしても、電子シャッタが閉じている期
間における発光は意味がない。そこで、照明制御手段
が、照明手段の発光時間を、固体撮像素子の電子シャッ
タが開いている期間に対応させて設定することは好まし
い。

【００１６】また、発光期間を変更させるものであって
も、発光期間が短い場合には固体撮像素子での受光量が
不足して画質劣化が生じる恐れは残る。そのため、照明
制御手段が、照明手段の発光強度を、その発光期間に対
応させて設定することが好ましい。すなわち、発光期間
が短くなるに従って発光強度を高めることが好ましい。
このようにすると、発光期間が長くなった場合でも、発
光強度が弱いので、照明手段についての発熱や寿命等の
問題は生じない。

【００１７】固体撮像素子の受光量が十分か否かは、結
局、固体撮像素子からの映像信号に現れる。従って、発
光期間に対応させて発光強度を設定するか否かに拘ら
ず、映像信号の輝度情報によって発光強度を制御するこ
とが好ましい。すなわち、固体撮像素子から出力された
映像信号の強度を検出する映像強度検出手段を設け、照
明制御手段が、この映像強度検出手段の検出出力に基づ
いて、照明手段の発光強度を制御することが好ましい。

【００１８】発光期間や発光強度を制御することを考慮
すると、これらの制御範囲が広い発光ダイオード又はレ
ーザダイオードを照明手段として用いることが好まし
い。また、このようにするとビデオカメラの小形化も達
成できる。

【００１９】固体撮像素子で受光される被写体像に周囲
光による像が含まれていると、照明手段に対する制御特
性が受光量にはそのまま反映されず、制御系に外乱が入
ったことになる。そこで、照明手段として、主たる発光
波長領域が赤外であるものを適用すると共に、固体撮像
素子に至るまでの被写体からの反射光の光路上に赤外透
過フィルタを設け、照明手段からの赤外光による被写体
の赤外像だけを撮像することは好ましい。

【００２０】

【実施例】（Ａ）第１実施例 以下、本発明の第１実施例を図面を参照しながら詳述す
る。ここで、図１がこの第１実施例の全体構成を示すも
のである。

【００２１】図１において、この第１実施例のビデオカ
メラは、カメラコントロール部１４とカメラヘッド部１
５とから構成されている。

【００２２】カメラコントロール部１４は、映像信号増
幅回路４、テレビジョン信号出力端子５、タイミング発
生回路６、転送パルスドライブ回路７、ランプドライブ
回路８、シャッタコントロール回路９、シャッタ機能調
節手段１０及びオーバーフロードレインコントロール回
路（以下、ＯＦＤ回路と呼ぶ）１１を備えている。他
方、カメラヘッド部１５は、対物レンズ１、電荷結合素
子（ＣＣＤ）２及び光源ランプ３を備えている。この実
施例の場合、ＣＣＤ２として、所定期間の被写体像のみ
を撮像するという電子シャッタ機能を有するものが適用
されている。

【００２３】シャッタコントロール回路９は、ＣＣＤ２
の電子シャッタ機能を制御するものであり、シャッタ機
能調整手段１０が関連して設けられている。シャッタ機
能調整手段１０は、例えばボリューム（図１ではこれを
示している）や多接点のロータリスイッチからなり、連
続する範囲のいずれかの値又は段階的な値群のいずれか
の値を指示するシャッタ機能設定信号をシャッタコント
ロール回路９に与える。シャッタ機能設定信号は、後述
するように、光源ランプ３の発光時間及び発光強度を規
定するものである。シャッタコントロール回路９は、シ
ャッタ機能設定信号の指示内容に応じたパルス幅を指示
するパルス幅設定信号（例えば直流電圧信号）ＰＷをタ
イミング発生回路６に与え、また、シャッタ機能設定信
号の指示内容に応じたドライブ電流値を指示するドライ
ブ電流設定信号（例えば直流電圧信号）ＤＩをランプド
ライブ回路８に与える。

【００２４】タイミング発生回路６は、垂直ブランキン
グ期間又はそれ以前の期間においてクリアタイミング信
号ＣＴ及びランプタイミング信号ＬＴをこの順に発生す
ると共に、これに引き続いて電荷転送タイミング信号
（クロック信号）ＥＴを１画像の読出し分だけ発生す
る。ここで、ランプタイミング信号ＬＴのパルス幅はパ
ルス幅設定信号ＰＷの設定に従っている。タイミング発
生回路６は、ランプタイミング信号ＬＴが立上がる直前
に狭いパルス幅（スパイク状の）のクリアタイミング信
号ＣＴを発生し、ランプタイミング信号ＬＴが立下がっ
た直後から電荷転送タイミング信号ＥＴを発生する。電
荷転送タイミング信号ＥＴは転送パルスドライブ回路７
に与えられ、クリアタイミング信号ＣＴはＯＦＤ回路１
１に与えられ、ランプタイミング信号ＬＴはランプドラ
イブ回路８に与えられる。

【００２５】この実施例のＯＦＤ回路１１は、通常状態
ではＣＣＤ２へ強い光が入射されたときに電荷が増え過
ぎて隣の画素へ電荷が溢れ出るブルーミング現象を抑え
るための電圧信号（オーバーフロードレイン信号）Ｄ３
をＣＣＤ２のオーバーフロードレイン入力端子に供給し
ており、タイミング発生回路６からクリアタイミング信
号ＣＴが与えられたときにはオーバーフロードレイン信
号Ｄ３の電圧値をごく短時間だけ通常状態の電圧値より
高くする。このようなオーバーフロードレイン信号Ｄ３
のパルス的な変化は、ＣＣＤ２に蓄積された不要な電荷
を外部に掃き出すためのものである。すなわち、パルス
的変化があると、ＣＣＤ２は蓄積された電荷を全て外部
に掃き出して蓄積電荷を空とする。後述するように、こ
の直後に光源ランプ３が発光される。

【００２６】ランプドライブ回路８は、タイミング発生
回路６からのランプタイミング信号ＬＴが与えられたと
きに、それを増幅して光源ランプ３に対してランプドラ
イブ信号Ｄ２として与える。このランプドライブ信号Ｄ
２の電流値は、シャッタコントロール回路９からのドラ
イブ電流設定信号ＤＩにより決定される。このようなラ
ンプドライブ信号Ｄ２を受けると、光源ランプ３は発光
する。従って、ランプタイミング信号ＬＴのパルス幅
（すなわちパルス幅設定信号ＰＷの設定内容）が光源ラ
ンプ３の発光時間を規定し、ドライブ電流設定信号ＤＩ
が光源ランプ３の発光強度を規定する。

【００２７】なお、上述したように、タイミング発生回
路６が各種の信号を発生するので、この実施例の場合、
光源ランプ３の発光期間はＣＣＤ２のシャッタが開いて
いる期間にほぼ一致する。

【００２８】図２は、ランプドライブ信号Ｄ２のパルス
幅（ランプタイミング信号ＬＴのパルス幅に等しい）と
電流値との関係を示すものである。このような関係は、
上述したように、結局、シャッタコントロール回路９が
シャッタ機能調整手段１０の設定内容によって決定して
いることになる。

【００２９】図２に示すように、ランプドライブ信号Ｄ
２の電流値は、ランプドライブ信号Ｄ２のパルス幅が短
くなるに従って反比例して大きくなるようになされてい
る。後述するように、光源ランプ３の発光期間がＣＣＤ
２による撮像期間（有効な電荷蓄積期間）となるので、
ドライブ電流値をパルス幅に関係なく固定した場合に
は、以下のような問題を生じる。ドライブ電流値を小さ
い値に固定した場合において発光時間が短いと、ＣＣＤ
２での受光量が少なくなって撮像画像が暗くなって画質
が低下する。逆に、ドライブ電流値を大きい値に固定し
た場合において発光時間が長いときには、ブルーミング
現象を生じ画質が低下する。加えて、光源ランプ３から
の発熱が大きくなったり光源ランプ３の寿命を短くした
りする不都合が生じる。そこで、この実施例では、ラン
プドライブ信号Ｄ２のパルス幅（発光時間）と電流値
（発光強度）との関係を図２に示すように大小が逆にな
るように選定した。

【００３０】なお、図２において、実線で示す特性関係
は、シャッタ機能調整手段１０としてボリューム等の連
続的な設定が可能なものを適用した場合のものであり、
破線で示す特性関係は、シャッタ機能調整手段１０とし
て多接点のロータリスイッチ等の段階的な設定が可能な
ものを適用した場合のものである。

【００３１】光源ランプ３は、上述したように、ランプ
ドライブ信号Ｄ２が与えられている期間指示された強度
をもって発光する。光源ランプ３としては、例えば、レ
ーザダイオードや発光ダイオードを適用できる。レーザ
ダイオードや発光ダイオードは、キセノン管等の放電管
に比べて、発光期間や発光強度のコントロールがし易い
ものであり、また、ビデオカメラを小形にし得るもので
ある。

【００３２】カメラヘッド部１５は図示しない被写体に
向けられており、光源ランプ３から出射された光線は被
写体に照射され、被写体からの反射光は対物レンズ１に
よって集光され、ＣＣＤ２の感光部には被写体像が結像
される。

【００３３】オーバーフロードレイン信号Ｄ３のパルス
によって感光部の蓄積電荷が空にされた直後に、ＣＣＤ
２に被写体像が結像されるので、結像された被写体像は
光源ランプ３から出射された光線の被写体からの反射光
による像だけということができる（正確には多少周囲光
による像も含まれている）。

【００３４】上述した転送パルスドライブ回路７は、タ
イミング発生回路６からの電荷転送タイミング信号ＥＴ
を増幅して電荷転送信号Ｄ１としてＣＣＤ２に与えるも
のであり、この供給を開始する時点は発光が終了した時
点である。電荷転送信号Ｄ１が供給されると、ＣＣＤ２
は被写体像を光電変換した蓄積電荷を順次転送し、転送
処理によって得られた映像信号Ｓを増幅回路４に与え
る。増幅回路４は映像信号Ｓを増幅してテレビジョン信
号ＶO （但し同期信号は含んでいない）として出力端子
５より次段の装置に与える。

【００３５】次に、以上の構成を有するビデオカメラの
動作を、図３の各部タイミングチャートを参照しながら
説明する。なお、図３は、前半期間と後半期間とでシャ
ッタ機能調整手段１０による設定内容が異なる場合を示
している。

【００３６】シャッタコントロール回路９は、シャッタ
機能調整手段１０の設定内容に応じて、図３（Ｃ）に示
すパルス幅設定信号ＰＷ及び図３（Ｇ）に示すドライブ
電流設定信号ＤＩを発生する。シャッタコントロール回
路９は、図３の前半期間のように、パルス幅設定信号Ｐ
Ｗが小さいときには大きなドライブ電流設定信号ＤＩを
発生し、また、図３の後半期間のように、パルス幅設定
信号ＰＷが大きいときには小さなドライブ電流設定信号
ＤＩを発生する。

【００３７】タイミング発生回路６は、内部発生の、又
は、外部から与えられた図３（Ａ）に示す垂直同期信号
ＶＤの位相情報を利用して、パルス幅設定信号ＰＷに応
じたタイミングで図３（Ｄ）に示すクリアタイミング信
号ＣＴを発生し、その後指示されたパルス幅Ｔ１又はＴ
２を有する図３（Ｆ）に示すランプタイミング信号ＬＴ
を発生する。クリアタイミング信号ＣＴの発生タイミン
グは、電荷転送タイミング信号ＥＴが発生する直前の時
点より、ランプタイミング信号ＬＴが有するパルス幅Ｔ
１又はＴ２だけ前の時点である。

【００３８】ＯＦＤ回路１１は、クリアタイミング信号
ＣＴが与えられると、直ちに図３（Ｅ）に示すようにオ
ーバーフロードレイン信号Ｄ３に狭いパルスを形成して
ＣＣＤ２に与え、ＣＣＤ２の蓄積電荷を排出させて空と
させる。

【００３９】ほぼこの空となった時点から所定のパルス
幅Ｔ１又はＴ２を有するランプタイミング信号ＬＴがラ
ンプドライブ回路８に与えられ、ランプドライブ回路８
は、この信号ＬＴをドライブ電流設定信号ＤＩが指示す
るドライブ電流値になるように増幅して、図３（Ｈ）に
示すランプドライブ信号Ｄ２として光源ランプ３に与え
る。

【００４０】これにより、光源ランプ３はランプドライ
ブ信号Ｄ２のパルス幅Ｔ１又はＴ２の期間、そのドライ
ブ電流値に応じた強度で発光し、この発光光の被写体か
らの反射光による像がＣＣＤ２に結像される。

【００４１】タイミング発生回路６は、ランプタイミン
グ信号ＬＴを立ち下げた時点から１フレーム画像の読出
しに必要な期間経過するまで、図３（Ｂ）に示す電荷転
送タイミング信号ＥＴを転送パルスドライブ回路７に与
え、転送パルスドライブ回路７はこれを増幅してＣＣＤ
２に電荷転送信号Ｄ１として与える。

【００４２】光源ランプ３の発光期間及び発光強度に応
じてＣＣＤ２の感光部に蓄積された電荷は、電荷転送タ
イミング信号ＥＴを増幅して得た電荷転送信号Ｄ１に基
づいて転送され、ＣＣＤ２からは図３（Ｉ）に示す映像
信号Ｓが出力され、この映像信号Ｓが増幅回路４によっ
て反転増幅されて図３（Ｊ）に示すテレビジョン信号Ｖ
０として出力端子５から次段の装置に出力される。

【００４３】図３（Ｊ）の前半期間と後半期間との比較
から明らかなように、発光時間Ｔ１又はＴ２が異なって
いてもそれに応じて発光強度を変化させているので、テ
レビジョン信号Ｖ０の輝度（平均的輝度やピーク輝度）
は、全てのフレーム画像についてほぼ同様なものとな
る。

【００４４】従って、第１実施例によれば、電子シャッ
タ機能を有するＣＣＤを用いたビデオカメラにおいて、
周囲光によらずに光源ランプをパルス発光させて被写体
を撮像するようにしたので、高速のシャッタ撮影を行っ
た場合でも十分な光量を確保することができ、映像が暗
くなったり画質が低下したりすることを防ぐことができ
る。また、光源ランプ３を常時発光させているのではな
いので、発熱（消費電力）を小さく押さえることがで
き、光源ランプ３の信頼性（寿命）を高めることができ
る。

【００４５】ここで、シャッタが開いている時間を設定
可能とすると共に、発光時間をシャッタが開いている時
間に対応させて設定したので、撮影環境や被写体の移動
速度に応じた撮像を適切に行なうことができ、しかも、
無駄な発光を防止することができる。また、光源ランプ
３の発光光量を発光時間に対応させて変化させているの
で、その発光時間で十分な画質が得られる必要最小限の
光量によって被写体を撮像することができ、より一段
と、発熱を小さく押さえることができ、光源ランプ３の
信頼性（寿命）を高めることができる。

【００４６】さらに、光源ランプ３として、発光ダイオ
ード又はレーザダイオードを適用しているので、放電ラ
ンプや蛍光ランプを適用していた従来に比べて、カメラ
コントロール部１４の構成を小型のものとすることがで
きる。勿論、発光ダイオード又はレーザダイオードの方
が、放電ランプや蛍光ランプに比べて、カメラコントロ
ール部１４における消費電力（放熱量）を少なくでき、
寿命を長くでき、コストを安いものとできる。

【００４７】さらにまた、光源ランプ３として発光ダイ
オード又はレーザダイオードを適用しているので、光量
及び発光時間を所定のものとするコントロールが適切に
行うことができる。すなわち、従来多くのビデオカメラ
で使用されていたキセノンランプは、光量及び発光時間
の相対的な制御可能範囲が狭いものであるが、発光ダイ
オード又はレーザダイオードのこれら制御可能範囲は広
く、これにより撮像対象や撮像環境に応じた適切な光量
や発光時間のコントロールを実行できるようになった。

【００４８】因に、発光ダイオード又はレーザダイオー
ドは、白熱ランプや放電ランプに比べて連続的な放射光
量は少ないものであるが、間歇的な点灯を行った場合に
は、消灯期間に対する点灯期間の比を小さくすることに
より瞬間的な放射光量を大きくすることができる。

【００４９】（Ｂ）第２実施例 次に、本発明の第２実施例を図４を参照して説明する。
なお、図４において、図１との同一、対応部分には同一
符号を付して示している。

【００５０】この第２実施例は、第１実施例と同様に発
光時間（パルス幅）に対応させて発光強度を制御すると
共に、さらに、ＣＣＤ２の受光量が画質上十分であるか
否かによっても発光強度を制御するようにしたものであ
る。

【００５１】シャッタコントロール回路９は、シャッタ
機能調整手段１０の設定内容に応じたパルス幅設定信号
ＰＷをタイミング発生回路６に与えると共に、そのパル
ス幅に応じた（すなわち発光時間に応じた）ドライブ電
流設定信号ＤＩをドライブ電流制御回路１３に与える。
この第２実施例でも、ドライブ電流設定信号ＤＩは設定
されたパルス幅が大きいときには小さいドライブ電流を
指示し、設定されているパルス幅が小さいときには大き
いドライブ電流を指示するものである。

【００５２】映像輝度検出回路１２は、パルス発光によ
って得られた画像のテレビジョン信号Ｖ０の輝度情報
（例えば、１フレーム期間の輝度平均値や、ピーク値
や、平均値及びピーク値を重み付け合成した値）を求
め、次に、基準輝度設定手段１６（例えばボリューム）
に設定されている基準輝度情報と求めた輝度情報との差
を求めてその差を輝度誤差信号ＹＥとしてドライブ電流
制御回路１３に与える。ここで、基準輝度情報は、ＣＣ
Ｄ４の受光量が画質上十分であると判断できる値に設定
される。

【００５３】ドライブ電流制御回路１３は、シャッタコ
ントロール回路９から与えられたドライブ電流設定信号
ＤＩを、輝度誤差信号ＹＥに応じてこの輝度誤差信号Ｙ
Ｅが０になる方向に補正して、それをドライブ電流制御
信号ＤＣとしてランプドライブ回路８に与える。なお、
ドライブ電流設定信号ＤＩによって設定されているドラ
イブ電流をドライブ電流の上限とするようにしても良
い。

【００５４】ランプドライブ回路８は、ランプタイミン
グ信号ＬＴが発光を指示している期間にドライブ電流制
御信号ＤＣが指示しているドライブ電流値のランプドラ
イブ信号Ｄ２を光源ランプ３に与えてパルス発光させ
る。

【００５５】従って、第２実施例によっては、テレビジ
ョン信号Ｖ０の輝度に基づいて発光強度を制御するフィ
ードバック系を設けているので、シャッタの開放期間の
受光量を確認しつつ、画質低下を引き起こすことがなく
しかも光源ランプ３について各種の問題（寿命や発熱）
を生じさせない程度の適切な発光強度でパルス発光させ
ることができる。第１実施例では、発光強度は発光期間
に対応されて決まるので、例えば、被写体の反射率や、
被写体とカメラの距離等の特性を発光強度に反映させる
ことができなかったが、この第２実施例によれば、撮像
によって得られたテレビジョン信号Ｖ０の輝度情報を発
光強度に反映させているので、このような特性も発光強
度に反映でき、常に最適な撮像条件で被写体の映像を得
ることができる。

【００５６】勿論、これ以外については、第１実施例と
同様な効果が得られる。なお、第１実施例よりカメラコ
ントロール部１４の構成は複雑となる。

【００５７】なお、この第２実施例の変形として、輝度
誤差信号ＹＥによってのみ発光強度を制御するものを挙
げることができる。

【００５８】（Ｃ）第３実施例 次に、本発明の第３実施例を図５を参照しながら説明す
る。ここで、図５はこの第３実施例の全体構成を示すも
のであり、図１との同一、対応部分には同一符号を付し
て示している。

【００５９】この第３実施例は、被写体の赤外像を撮像
するようにしたものである。すなわち、光源ランプ３と
して、赤外光又は赤外領域の成分を含む光を発光する赤
外レーザダイオード又は赤外発光ダイオードを適用する
と共に、被写体からの反射光の光路上に赤外光成分だけ
を透過させる赤外透過フィルタ１７を設けたものであ
る。

【００６０】第１実施例の場合、パルス発光させて撮像
しているとはいえ、この発光期間にＣＣＤ２には周囲光
の被写体からの反射光も到達する。この反射光量は、撮
像環境等によって異なるため、ＣＣＤ２の受光量は、光
源ランプ３の発光期間及び発光強度だけで定まるものと
はならず、制御している意義が軽減される恐れがある。
ところで、蛍光灯や放電灯を室内灯としている工場や実
験室においては、被写体の周囲光には赤外領域の成分が
ほとんど存在しない。従って、この第３実施例では、光
源ランプ３が出射した赤外光によって被写体からの赤外
像を撮像することとした。

【００６１】以上のように、第３実施例によれば、第１
実施例と同様な効果に加えて、周囲光の存在に拘らず、
カメラコントロール部１４が意図した制御内容に応じた
画質を得ることができるという効果を奏する。

【００６２】（Ｄ）第４実施例 次に、本発明の第４実施例を図６を参照しながら説明す
る。ここで、図６はこの第４実施例の構成を示すもので
あり、図１との同一、対応部分には同一符号を付して示
していると共に、カメラコントロール部１４については
内部構成を省略して示しているものである。

【００６３】この第４実施例は、カメラヘッド部１５と
カメラコントロール部１４とをカメラコード１８で接続
したビデオカメラに本発明を適用したものである。

【００６４】この第４実施例によっても第１実施例と同
様な効果を得ることができる。また、本発明に係るビデ
オカメラを多様化でき、撮像環境に応じた適切なビデオ
カメラが選択できるようになるという効果を奏する。

【００６５】なお、この第４実施例の変形として、(1)
光源ランプ３をカメラコントロール部１４に設け、カメ
ラコード１８内を貫通している光ファイバ製のライトガ
イドによって光源ランプ３からの光を被写体に導くもの
や、(2) 光源ランプ３をカメラコントロール部１４に対
するカメラコード１８の接続コネクタ部に設け、カメラ
コード１８内を貫通している光ファイバ製のライトガイ
ドによって光源ランプ３からの光を被写体に導くもの
や、(3) カメラヘッド部１５及びカメラコントロール部
１４とは別個の光源ランプ搭載部に光源ランプ３を設
け、カメラヘッド部１５又はカメラコントロール部１４
から信号線を介してランプドライブ信号Ｄ２を光源ラン
プ３に供給するものなどを挙げることができる。

【００６６】（Ｅ）第５実施例 次に、本発明の第５実施例を図７を参照しながら説明す
る。ここで、図７はこの第５実施例の構成を示すもので
あり、図１との同一、対応部分には同一符号を付して示
している。

【００６７】この第５実施例は、ビデオカメラの外部装
置からトリガ信号ＴＲが与えられたときにのみ撮像を行
なうものであり、フレーム周期で撮影を行なう第１実施
例とはこの点が異なる。すなわち、外部入力端子１９を
備え、この外部入力端子１９から入力されたトリガ信号
ＴＲがタイミング発生回路６に与えられ、このとき、タ
イミング発生回路６は、図３における１垂直走査期間だ
けを取り出したと同様なタイミング制御を行なう。

【００６８】実際上、移動体や回転体の撮像では、その
位置がある定まった位置になると撮像を行なうことが多
く、位置検出信号をトリガ信号ＴＲとして撮像起動をか
けることが多い。この第５実施例ではこのようなことに
応じられる。勿論、第１実施例と同様な効果も奏する。

【００６９】（Ｆ）他の実施例 上記各実施例においては、カメラヘッド部１５の対物レ
ンズ１等が外部に露出したものであったが、カメラヘッ
ド部１５の被写体側の前面に、光源ランプ３や対物レン
ズ１等を保護する透明な保護ガラスを設けるようにして
も良い。

【００７０】また、上記各実施例のように、光源ランプ
３としては発光ダイオード又はレーザダイオードが好ま
しいが、放電ランプや白熱ランプを光源ランプとして適
用しても良い。

【００７１】さらに、上記各実施例においては、モノク
ロ画像を得るものを示したが、本発明をカラー用ビデオ
カメラに適用することもできる。

【００７２】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、電子シ
ャッタ機能を有する固体撮像素子を用いたビデオカメラ
において、被写体を照明する照明手段と、この照明手段
をパルス発光させる照明制御手段とを備え、電子シャッ
タ機能を利用して被写体を撮像する場合にもストロボ撮
影の方法を適用することとしたので、高速に移動又は回
転する物体が被写体である場合にも鮮明な画像を得るこ
とができるビデオカメラを実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の構成を示すブロック図である。

【図２】第１実施例のランプドライブ信号のパルス幅
（発光期間）とドライブ電流値（発光強度）との関係を
示す特性曲線図である。

【図３】第１実施例の各部タイミングチャートである。

【図４】第２実施例の構成を示すブロック図である。

【図５】第３実施例の構成を示すブロック図である。

【図６】第４実施例の構成を示すブロック図である。

【図７】第５実施例の構成を示すブロック図である。

【符号の説明】

２…ＣＣＤ、３…光源ランプ、６…タイミング発生回
路、７…転送パルスドライブ回路、８…ランプドライブ
回路、９…シャッタコントロール回路、１０…シャッタ
機能調整手段、１１…オーバーフロードレインコントロ
ール回路。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子シャッタ機能を有する固体撮像素子
   を用いたビデオカメラにおいて、 被写体を照明する照明手段と、この照明手段をパルス発
   光させる照明制御手段とを備えたことを特徴としたビデ
   オカメラ。
2. 【請求項２】 上記照明制御手段が、上記照明手段の発
   光時間を、固体撮像素子の電子シャッタが開いている期
   間に対応させて設定することを特徴とした請求項１に記
   載のビデオカメラ。
3. 【請求項３】 上記照明制御手段が、上記照明手段の発
   光強度を、その発光期間に対応させて設定することを特
   徴とした請求項１又は２に記載のビデオカメラ。
4. 【請求項４】 上記固体撮像素子から出力された映像信
   号の強度を検出する映像強度検出手段を設け、上記照明
   制御手段が、この映像強度検出手段の検出出力に基づい
   て、上記照明手段の発光強度を制御することを特徴とし
   た請求項１〜３のいずれかに記載のビデオカメラ。
5. 【請求項５】 上記照明手段が、発光ダイオード又はレ
   ーザダイオードであることを特徴とした請求項１〜４の
   いずれかに記載のビデオカメラ。
6. 【請求項６】 上記照明手段として、主たる発光波長領
   域が赤外であるものを適用すると共に、固体撮像素子に
   至るまでの被写体からの反射光の光路上に赤外透過フィ
   ルタを設け、被写体の赤外像を撮像することを特徴とし
   た請求項１〜５のいずれかに記載のビデオカメラ。