JPH07336586A - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置

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JPH07336586A
JPH07336586A JP6128964A JP12896494A JPH07336586A JP H07336586 A JPH07336586 A JP H07336586A JP 6128964 A JP6128964 A JP 6128964A JP 12896494 A JP12896494 A JP 12896494A JP H07336586 A JPH07336586 A JP H07336586A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exposure time
component
image pickup
output
illumination light
Prior art date
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Pending
Application number
JP6128964A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidekage Satou
秀景 佐藤
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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Publication of JPH07336586A publication Critical patent/JPH07336586A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04NPICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70Circuitry for compensating brightness variation in the scene
    • H04N23/745Detection of flicker frequency or suppression of flicker wherein the flicker is caused by illumination, e.g. due to fluorescent tube illumination or pulsed LED illumination

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 照明光のフリッカの影響をなくすことができ
る撮像装置を得る。 【構成】 被写体の照明光の変化を照明光検出手段11
2で検出し、その検出出力を周波数分析手段113で周
波数分析し、その分析結果から最も多い周波数の周期を
求める。露光時間演算手段114は上記周期を整数倍し
た時間を算出し、これをラインセンサ102の露光時間
として設定する。 【効果】 ラインセンサの出力の照明光の点滅による変
動をなくすことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はラインセンサカメラ、ビ
デオカメラ等の撮像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来よりラインセンサカメラを用いた製
品として複写機、ファクシミリ、スキャナ等が知られて
いる。これらの製品ではラインセンサの撮像対象として
は紙やフィルムといった平面物を対象としており、時間
的に光量変化の少ない光源をケース内に内蔵し、この光
源で対象物に光を当て、その透過光または反射光の量を
ラインセンサで読み取るようになされている。また、ラ
インセンサに対して対象物を移動させることにより対象
物全体の画像を得るように成されている。
【0003】また、ラインセンサカメラはFA(ファク
トリーオートメーション)の一部としても使用されてお
り、主に生産ライン上の製品の良品、不良品判定情報を
管理者に提供することを目的としている。その特徴は立
体物を撮像の対象とし、照明のための光源が外部にある
ことである。
【0004】その場合に用いるラインセンサカメラの構
成を図6に示す。図6において、101は対象物からの
光を後述するラインセンサ面に結像するためのレンズ
群、102はレンズ群101からの入射光を電気的な映
像信号に変換するための撮像素子としてのラインセンサ
であり、n個の一列に配されたフォトダイオードから構
成されている。103はビデオアンプであり、ラインセ
ンサ102から出力された映像信号を適当な大きさに増
幅する。104はサンプル・ホールド回路であり、ビデ
オアンプ103からの出力信号パルスを連続した出力信
号に変換する。105はサンプル・ホールド回路104
からの出力信号を標準ビデオ信号に変換するための信号
処理回路である。
【0005】106はラインセンサカメラ全体を制御す
るためのタイミングコントローラであり、ゲートアレイ
もしくは汎用のマイクロプロセッサが用いられている。
107はラインセンサ102を駆動するためのラインセ
ンサドライバ、108はラインセンサ102の露光時間
を選択するための露光時間選択部、109はラインセン
サカメラに電源を供給するためのメインスイッチであ
る。
【0006】次に図6におけるラインセンサカメラの動
作を図7のフローチャートを用いて説明する。 (ステップS701) メインスイッチ109がONに
なる。 (ステップS702) タイミングコントローラ106
が露光時間選択部108の状態をチェックし、その露光
時間で光電変換を行うようにラインセンサドライバ10
7へセットする。
【0007】(ステップS703) ラインセンサドラ
イバ107は指令を受けてラインセンサ102を駆動
し、結像している画像情報を時系列電気情報に変換して
出力する。 (ステップS704) ラインセンサ102からの微弱
な信号をビデオアンプ103で適当に増幅する。 (ステップS705) サンプル・ホールド回路104
は時系列のパルス信号をタイミングコントローラ106
からのタイミングによって連続した出力信号に変換す
る。 (ステップS706) サンプル・ホールド回路104
の出力を信号処理回路105で標準ビデオ信号に変換
し、TVモニタへ出力する。 (ステップS707) 撮影者はTVモニタを確認して
露光時間の変更を行う場合は再設定を行い、ステップS
702から同じ作業を繰り返す。以上の動作によって流
れ作業中の製品検査に有効な画像情報が得られる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来例において、蛍光灯などの点滅する光源の照明のも
とで撮像を行うと、ラインセンサ102の露光時間の設
定によってはフリッカと呼ばれる明暗の線(露光ムラ)
が出現し、非常に見づらい画像となってしまうという問
題があった。
【0009】本発明は上記のような問題を解決するため
になされたもので、点滅する光源による照明のもとで撮
像を行ってもフリッカーを生じることのない撮像装置を
得ることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明において
は、被写体の光学像を撮像して電気的な映像信号に変換
する撮像素子と、上記撮像素子の露光時間を設定する露
光時間設定手段と、上記被写体の照明光の変化を検出す
る照明光検出手段と、上記照明光検出手段の出力を周波
数解析する周波数解析手段と、上記周波数解析手段の出
力における最も多い周波数成分の周期の整数倍を上記露
光時間として算出し上記露光時間設定手段に与える露光
時間演算手段とを設けている。
【0011】請求項2の発明においては、上記撮像素
子、露光時間設定手段周波数解析手段とを設けると共
に、上記周波数解析手段の出力における直流成分と交流
成分との比を検出する成分比検出手段と、上記成分比検
出手段において上記交流成分の割合が所定値より大きい
ことが検出されたとき上記周波数解析手段の出力におけ
る最も多い周波数成分の周期の整数倍を上記露光時間と
して算出し上記露光時間設定手段に与える露光時間演算
手段とを設けている。
【0012】
【作用】請求項1の発明によれば、照明光検出手段によ
り照明光の変化を検出し、その検出出力を周波数解析手
段で解析してその最も高い周波数成分の周期を露光時間
演算手段で整数倍した時間を露光時間として設定する。
【0013】請求項2の発明によれば、周波数分析手段
の分析結果に基づいて交流成分が所定の割合以上のとき
に上記最も多い周波数成分の同期の整数倍の時間を露光
時間として設定する。
【0014】
【実施例】図1は本発明の第1の実施例を示す。ここで
101〜109は図6における従来例に対応しているた
め説明を省く。110はフリッカーを除去するかどうか
を選択するスイッチ、111は露光時間を点滅光源の周
期の整数倍(×m)を選択して入力するための入力部、
112は外部光源による照明光の変化を検出するための
照明光検出手段であり、例えば、簡単な光検出器と増幅
器とで構成されている。
【0015】113はフィルタ等から成る周波数解析手
段であり、照明光検出手段112の出力の周波数解析を
行うと同時に最も多かった交流成分の周期(点滅光源の
周期)を出力する。114は点滅光源周期を入力部11
1からのmの値により整数倍した時間を計算するための
露光時間演算手段である。尚、タイミングコントローラ
106、露光時間選択部108、入力部111により、
露光時間設定手段が構成される。
【0016】次に図1におけるラインセンサカメラの動
作を図2のフローチャートを用いて説明する。 (ステップS201) メインスイッチ109がONに
なる。 (ステップS202) タイミングコントローラ106
がフリッカー除去を動作させるスイッチ110の状態を
読み取り、動作させるならばステップS203へ進み、
動作させないならばステップS207へ進む。
【0017】(ステップS203) タイミングコント
ローラ106が入力部111から整数倍の設定値(m)
を読みとる。 (ステップS204) 照明光検出手段112が外部光
源の光量を電気的な検出信号に変換する。 (ステップS205) 周波数解析手段113が上記検
出信号を受けてその周波数解析を行う。そして最も多か
った交流成分の周期を光源の点滅周期として出力する。 (ステップS206) 露光時間演算手段114は上記
点滅周期を読み込むと共に入力部111の整数値mを読
み込み、点滅周期をm倍した露光時間を算出する。 (ステップS207) タイミングコントローラ106
が露光時間選択部108の状態をチェックし、算出した
露光時間を設定する。 (ステップS208) 上記の露光時間で光電変換を行
うようにラインセンサドライバ107へセットする。
【0018】(ステップS209) ラインセンサドラ
イバ107は指令を受けてラインセンサ102を駆動
し、結像している画像情報を時系列電気情報に変換して
出力する。 (ステップS210) ラインセンサ102からの微弱
な信号をビデオアンプ103で適当に増幅する。 (ステップS211) サンプル・ホールド回路104
は時系列のパルス信号をタイミングコントローラ106
からのタイミングによって連続した出力信号に変換す
る。 (ステップS212) サンプル・ホールド回路104
の出力は信号処理回路105で標準ビデオ信号に変換さ
れ、TVモニタへ導かれる。 (ステップS213) 撮影者はTVモニタを確認して
露光時間の変更を行う場合は再設定を行い、ステップS
202から同じ作業を繰り返す。
【0019】次に、上記の動作でフリッカーが除去され
る原理を図3を用いて説明する。図3(a)に蛍光灯な
どの点滅する光源の発光量時間変化を示す。一般的な蛍
光灯では電源周波数の2倍の周期Tで点滅が繰り返され
る。即ち、50Hz電源の場合は10msecの点滅周
期、60Hz電源の場合は、8.3msecの点滅周期
となる。このとき図3(b)のように点滅周期Tに合わ
ない露光タイミングT R1でラインセンサが光電変換する
と、得られる光量の時間変化は図3(c)のようにな
る。
【0020】従って、光電変換された信号は(c)の信
号を各タイミング毎の時間積分したものとなるため、図
3(d)のようにばらつきが生じる。このようにばらつ
きがあるとフリッカーとなり、光量むらのある画像とな
ってしまう。
【0021】そこで、図3(e)のように、露光タイミ
ングTR2を発光周期の整数倍とすると、得られる光量は
図3(f)のように点滅周期の整数倍の量となる。その
ため、上記(f)の信号を光電変換(積分)した信号は
図3(g)のように必ず一定となり、フリッカーは生じ
なくなる。
【0022】図4は本発明の第2の実施例を示す。図中
101〜106、109、112〜114は図1と同じ
であるため説明を省く。115は成分比検知手段であ
り、周波数分析手段115で分析した光量の直流成分と
交流成分(大きさと周波数)とを測定し、出力するもの
である。
【0023】次に露光時間設定までの動作を図5のフロ
ーチャートを用いて説明する。 (ステップS501) 露光時間演算手段114はライ
ンセンサ102の感度と現在の光量の直流成分とから、
最適な出力電圧になるように露光時間topt を算出す
る。 (ステップS502) 成分比検出手段115は光量の
直流成分と交流成分の大きさより、それらの割合を算出
する。
【0024】(ステップS503) 交流成分の割合が
所定の値よりも大きくかつ一定の周波数である場合は、
外部光源が蛍光灯などの点滅光源であると判断してステ
ップS504へ続く。それ以外の場合は、外部光源が自
然光もしくは白熱灯などであると判断してステップS5
07へ飛ぶ。
【0025】(ステップS504) 交流成分の周波数
の逆数から露光時間の基本単位T(点滅周期)を得る。 (ステップS505) Tの整数(m)倍が、適当な露
光時間topt へ最も近くなるようにmを決める。 (ステップS506) T×mの値を新たにtopt とし
て記憶する。 (ステップS507) topt の値を露光時間としてタ
イミングジェネレータ106へ送る。
【0026】以上の動作により、露光時間が自動的に設
定されることになる。しかも外部光源が点滅光源の場合
は、自動的にフリッカーを除去するモードへ入ることに
なる。ここで、ステップS503における交流成分の割
合の値は、ラインセンサ102の出力において例えば1
/6EVから1/8EVとなるような値であり、画像に
したときに光量むらが気にならない程度である。
【0027】
【発明の効果】以上のように請求項1の発明によれば、
照明光の変化を検出し、その検出出力を周波数分析して
その最も多い周波数の周期の整数倍を露光時間とするよ
うに構成したことにより、蛍光灯のような点滅する光源
のもとでの撮像であっても、フリッカー現象を起こすこ
となく画像を得ることができ、このため、屋外・屋内と
あらゆる場所における使用が可能となる効果がある。
【0028】請求項2の発明によれば、照明光の変化を
検出してその検出出力を周波数分析し、交流成分の割合
が所定値以上になったとき、上記周波数分析された周波
数の最も高い周波数の周期の整数倍を露光時間とするよ
うに構成したことにより、上記効果の他に光源が点滅光
源であることを検出して自動的にフリッカを除去するモ
ードに入ることができる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例を示すブロック図であ
る。
【図2】第1の実施例の動作を示すフローチャートであ
る。
【図3】フリッカ除去の原理を説明するタイミングチャ
ートである。
【図4】本発明の第2の実施例を示すブロック図であ
る。
【図5】第2の実施例の動作を示すフローチャートであ
る。
【図6】従来の撮像装置を示すブロック図である。
【図7】従来の動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
102 ラインセンサ 106 タイミングコントローラ 108 露光時間選択部 110 入力部 112 照明光検出手段 113 周波数分析手段 114 露光時間演算手段 115 成分比検出手段

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被写体の光学像を撮像して電気的な映像
    信号に変換する撮像素子と、 上記撮像素子の露光時間を設定する露光時間設定手段
    と、 上記被写体の照明光の変化を検出する照明光検出手段
    と、 上記照明光検出手段の出力を周波数解析する周波数解析
    手段と、 上記周波数解析手段の出力における最も多い周波数成分
    の周期の整数倍を上記露光時間として算出し上記露光時
    間設定手段に与える露光時間演算手段とを備えた撮像装
    置。
  2. 【請求項2】 被写体の光学像を撮像して電気的な映像
    信号に変換する撮像素子と、 上記撮像素子の露光時間を設定する露光時間設定手段
    と、 上記被写体の照明光の変化を検出する照明光検出手段
    と、 上記照明光検出手段の出力を周波数解析する周波数解析
    手段と、 上記周波数解析手段の出力における直流成分と交流成分
    との比を検出する成分比検出手段と、 上記成分比検出手段により、上記交流成分の割合が所定
    値より大きいことが検出されたとき上記周波数解析手段
    の出力における最も多い周波数成分の周期の整数倍を上
    記露光時間として算出し上記露光時間設定手段に与える
    露光時間演算手段とを備えた撮像装置。
  3. 【請求項3】 上記撮像素子の出力変化量が所定値以上
    にあるとき上記交流成分の割合が所定値より大きいと判
    断するようにしたことを特徴とする請求項2記載の撮像
    装置。
  4. 【請求項4】 上記撮像素子の出力変化量が1/8EV
    以上にあるとき上記交流成分の割合が所定値より大きい
    と判断するようにしたことを特徴とする請求項2記載の
    撮像装置。
JP6128964A 1994-06-10 1994-06-10 撮像装置 Pending JPH07336586A (ja)

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