JPH11146252A

JPH11146252A - 撮影装置

Info

Publication number: JPH11146252A
Application number: JP9308255A
Authority: JP
Inventors: Keizo Ochi; 圭三越智
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1997-11-11
Filing date: 1997-11-11
Publication date: 1999-05-28

Abstract

(57)【要約】【課題】ライン順次走査による撮影又は面走査による連
続撮影を行う場合において、露光不足を解消するととも
に、照明のスイッチングの高速化によらずに明るさのむ
らの無い撮影像を得る。【解決手段】撮像デバイスと撮影期間中に周期的に撮像
デバイスを駆動する撮像制御手段とを備えた撮影装置に
おいて、被写体に照明光を照射する光源と、撮像デバイ
スの周期的な撮像動作に同期して光源のオンオフ制御を
行う照明制御手段とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＣＤイメージセ
ンサに代表される１次元又は２次元の撮像デバイスによ
って被写体を撮影する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、個人ユースの手軽な画像入力手段
として手持ちサイズのディジタルカメラが商品化されて
いる。一般には２次元の撮像デバイス（エリアセンサ）
が用いられており、この種のディジタルカメラの多くは
銀塩カメラと同様のフラッシュ撮影機能を備えている。
一方、１次元撮像デバイス（ラインセンサ）とミラー回
転機構などの副走査機構とを組み合わせたものは、ライ
ンセンサカメラと呼称されている。ラインセンサカメラ
は、エリアセンサを用いた普及型のディジタルカメラに
比べて高解像度の撮影が可能である。例えば、Ａ４サイ
ズ程度の大きさの文書の全体を、通常サイズの文字を判
読できるように撮影することができる。

【０００３】一方、ライン順次の撮影において、副走査
機構の速度ムラによる画像の歪みを防止するため、副走
査位置を検出して各ラインの撮影タイミングを調整する
技術が知られている。すなわち、副走査に回転ミラー機
構やセンサ移動機構などの機械的駆動機構を用いると多
少の駆動ムラは避けられない。撮影周期が一定であれば
駆動ムラにより被写体側のライン毎の撮像範囲にバラツ
キが生じて画像が歪んでしまう。具体的には、標準より
遅い部分は画像が伸び、標準より速い部分は画像が縮
む。そこで、駆動ムラに応じて各ラインの撮影のタイミ
ングをずらすのである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ライン順次の走査では
１フレームの撮影時間が長い。そのため、手持ち撮影に
おいて手振れの影響が大きい。副走査を高速化すれば手
振れの影響は軽減されるが、１ライン当たりの撮像時間
が短くなるので、被写体面照度が低い場合に露出不足に
よって画質（Ｓ／Ｎ比）が低下してしまう。特に屋内撮
影においては被写体面照度が低い。また、蛍光灯に代表
される照明光源による濃度ムラや色ムラなどのいわゆる
フリッカの影響も生じる。

【０００５】このような問題の対策として、ラインセン
サカメラにフラッシュ光源を組み付けて照度不足分を補
うことが考えられる。１フレームの走査に要する１／１
０秒程度の時間にわたって照明を持続させるには、光源
に対する電力供給のスイッチングを行う公知のフラット
発光技術が好適である。スイッチングがライン走査周期
に対して十分に高速であれば、ライン間の明るさのばら
つきの無い良好な撮影像が得られる。ただし、超高速の
スイッチング素子は高価であり、スイッチング制御の精
度の確保が難しい。

【０００６】また、エリアセンサを用いたカメラにおい
ても、レリーズ操作に呼応して撮影を繰り返す連写モー
ドを設けた場合には、フレーム間の光量のばらつきを無
くす必要がある。

【０００７】本発明は、ライン順次走査による撮影又は
面走査による連続撮影を行う場合において、露光不足を
解消するとともに、照明のスイッチングの高速化によら
ずに明るさのムラの無い撮影像を得ることを目的として
いる。第２の目的は、撮影中の外光量変化の影響を低減
することにある。第３の目的は、照明のスイッチングノ
イズによる画像の乱れを防止することにある。さらに第
４の目的は、ライン順次走査による撮影を行う場合にお
いて、走査速度のムラによる画像の歪みを防止するとと
もに明るさのムラを無くすことにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明においては、ライ
ン単位又はフレーム単位の撮影の繰り返し動作に、照明
のスイッチングを同期させる。これにより、ライン間又
はフレーム間の明るさのバラツキが軽減される。照明の
明るさを可変とすることにより、露出状態の適正化が容
易になる。また、被写体の輝度を測定して発光量を調整
すれば、フリッカを含む外光の変化を打ち消し、撮影期
間中の被写体の明るさを安定化することができる。ま
た、照明のスイッチングを撮像デバイスからの信号の読
出しを行わないブランキング期間に行う。これにより、
スイッチングノイズによる画像の乱れが防止される。さ
らに、副走査の位置検出に基づいてライン順次の撮像を
行い、その撮像動作に照明のスイッチングを同期させ
る。

【０００９】請求項１の発明の装置は、撮像デバイスと
撮影期間中に周期的に前記撮像デバイスを駆動する撮像
制御手段とを備えた撮影装置であって、被写体に照明光
を照射する光源と、前記撮像デバイスの周期的な撮像動
作に同期して前記光源のオンオフ制御を行う照明制御手
段と、を有している。

【００１０】請求項２の発明の撮影装置において、前記
撮像デバイスは１次元の光電変換手段であり、前記照明
制御手段は、前記撮像デバイスによる１ラインの撮像周
期を規定する信号に同期して前記光源のオンオフ制御を
行う。

【００１１】請求項３の発明の撮影装置において、前記
撮像デバイスは２次元の光電変換手段であり、前記照明
制御手段は、前記撮像デバイスによる１フレームの撮像
周期を規定する信号に同期して前記光源のオンオフ制御
を行う。

【００１２】請求項４の発明の撮影装置は、測光手段を
備え、前記照明制御手段が前記光源をオン状態にした後
に測光量が設定値に達した時点でオフ状態にするもので
ある。

【００１３】請求項５の発明の撮影装置において、前記
測光手段は、前記被写体の明るさを検出する。請求項６
の発明の撮影装置において、前記測光手段は、前記光源
の明るさを検出する。

【００１４】請求項７の発明の撮影装置において、前記
照明制御手段は、前記撮像デバイスからの撮像情報の読
出しが行われていないブランキング期間中に、前記光源
をオン状態にする。

【００１５】請求項８の発明の撮影装置において、前記
照明制御手段は、前記ブランキング期間中に前記光源を
オフ状態にする。請求項９の発明の撮影装置は、副走査
位置を検出する手段と、前記副走査位置の検出情報に基
づいて、前記撮像デバイスのライン単位の撮像開始タイ
ミング及び前記光源の発光開始タイミングを制御する手
段とを有している。

【００１６】請求項１０の発明の撮影装置において、前
記副走査機構は、前記１次元撮像デバイスを前記被写体
に対して移動させる平行移動機構である。請求項１１の
発明の撮影装置において、前記副走査機構は、被写体光
を偏向する回転ミラー機構である。

【００１７】請求項１２の発明の撮影装置においては、
被写体上での走査速度が一定になるように前記副走査機
構の回転が制御される。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１は本発明を適用したラインセ
ンサカメラ１の構成を示す図である。ラインセンサカメ
ラ１はハンディタイプのディジタル画像入力手段であ
る。ハウジング１０の前面に被写体光を内部に導くため
の窓１０ａが設けられており、その後方に副走査のため
のミラー１４が配置されている。被写体光はミラー１４
で反射し、結像のためのレンズユニット１７を通ってラ
インセンサ１１に入射する。このようにミラー１４を結
像レンズ系の前側（被写体側）に配置することにより、
ハウジング１０の前後方向の寸法を小さくすることがで
きる。

【００１９】ラインセンサ１１はＣＣＤアレイからなる
カラー撮像デバイスであって、投影された被写体像を
Ｒ，Ｇ，Ｂの３色に分解して電気信号に変換する。ライ
ンセンサ１１の各画素は上下方向に配列されている。ラ
インセンサ１１としてＣＣＤセンサに代えて他の撮像デ
バイス（例えば、ＭＯＳ型撮像デバイス）を用いること
もできる。

【００２０】ミラー１４はスキャンモータ１５の回転軸
に取り付けられており、この回転軸はラインセンサ１１
の画素配列方向（主走査方向）と平行である。ミラー１
４の回転に伴って、被写体像は主走査方向と直交する副
走査方向に走査され、ラインセンサ１１の受光面に１ラ
イン分ずつ順々に投影される。つまり、ミラー１４とス
キャンモータ１５とによって副走査手段としての回転ミ
ラー機構１３が構成されている。副走査方向の撮影範囲
（画角）は、ミラー１４の回転角度（回転移動量）に依
存する。なお、副走査の形式は例示に限定されず、投影
像に対してラインセンサ１１を平行移動させるリニア走
査形式を採用することもできる。

【００２１】レンズユニット１７は内焦型であり、入射
光の一部がＡＦ（オートフォーカシング）に利用され
る。レンズユニット１７には電動ズーミングのためのア
クチュエータ１８が取り付けられている。アクチュエー
タ１８は可動レンズの位置を示すエンコーダを内蔵して
いる。ラインセンサカメラ１のファインダ１９は光学式
である。

【００２２】ハウジング１０の前面側の上部に測光セン
サ５１、測距センサ５４、及び照明のための光源（キセ
ノンランプ）９１が組み付けられ、上面にはレリーズス
イッチ６３及びモードスイッチ６８が配置されている。
モードスイッチ６８は、文書モードと風景モードとを含
む撮影モードの切換えに用いられる。

【００２３】図２はラインセンサカメラ１の要部の機能
ブロック図である。ラインセンサカメラ１は、上述のよ
うにライン順次に被写体像を走査する撮像系６０、所定
形式の撮影データを出力するための信号処理系８０、マ
イクロプロセッサを備えたＣＰＵ７１を中心に構成され
る制御系７０、及び被写体の明るさを最適化するための
照明系９０を有している。

【００２４】撮像系６０は、ラインセンサ１１、スキャ
ンモータ１５、モータ駆動回路１５０、レンズ駆動回路
１８０、及び撮像制御回路１２０からなる。撮像制御回
路１２０は後述の各種信号（φＣＬＫ，φＳＧなど）を
ラインセンサ１１に与える。

【００２５】信号処理系８０は、入力信号を増幅するア
ナログ処理回路８１、増幅された光電変換信号をサンプ
リングホールドして所定ビット数（例えば８ビット）の
撮影データに変換するＡ／Ｄ変換器８３、画像補正など
を行うディジタル処理回路８５、及び処理後の撮影デー
タＤ２０を外部装置へ転送するためのインタフェース８
６からなる。外部装置としては、コンピュータシステム
に代表される画像編集装置、ＩＣカードを含む記憶媒
体、プリンタ・ディスプレイなどの画像出力装置があ
る。なお、記憶媒体を内蔵し、ラインセンサカメラ１に
おいて撮影情報を蓄積するようにしてもよい。その場合
には、適宜にデータ通信又は記録媒体の受渡しによって
外部装置に蓄積情報が転送される。

【００２６】照明系９０は、本発明の光源としてのキセ
ノンランプ（放電管）９１、点灯回路９２、及び発光制
御回路１９０から構成されている。発光制御回路１９０
には、ＣＰＵ７１からモードに適した発光量（照明不要
の場合は零）が通知されるとともに、光源のスイッチン
グをライン順次の撮像に同期させるために、撮像制御回
路１２０からライン転送信号φＳＧが与えられる。

【００２７】図３は照明系９０の回路構成を示す図であ
る。点灯回路９２は、放電エネルギーを蓄えるコンデン
サ９３、キセノンランプ９１の放電を誘発するトリガ回
路９４、及び放電路を開閉するスイッチング素子として
のＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor)９５
から構成されている。また、発光制御回路１９０は、コ
ントローラ１９１、スイッチングドライバ１９２、コン
パレータ１９３、及び測光回路１９４から構成されてい
る。

【００２８】照明系９０の動作の概略は次のとおりであ
る。ＣＰＵ７１からの発光要求信号Ｓ１９１の入力に呼
応して、コントローラ１９１は、コンパレータ１９３に
所定レベルの発光制御信号（スイッチング信号）Ｓｓｗ
を出力してＩＧＢＴ９５をオン状態とし、トリガ回路９
４に対して放電の開始を指示する。キセノンランプ９１
の発光が始まると、放射された光の一部が光源測光用の
フォトセンサ９６に入射し、照明強度に応じた検出信号
Ｓ９６が測光回路１９４を介してコントローラ１９１に
入力される。コントローラ１９１は、ＣＰＵ７１から通
知された発光量ＤＬに応じて設定した上限値に照明強度
が達すると、スイッチング信号Ｓｓｗをノンアクティブ
とする。これにより、コンパレータ１９３の出力が反転
し、スイッチングドライバ１９２がＩＧＢＴ９５をオフ
する。後述のように１ラインの撮像中に発光を繰り返す
場合は、照明強度が下限値まで低下した時点でスイッチ
ング信号Ｓｓｗがアクティブとされ、その以降において
は照明強度が設定範囲内の値となるようにＩＧＢＴ９５
のスイッチング制御が行われる。なお、照明強度を一定
化する“光源測光形式”ではなく、外光量の変化に合わ
せて照明強度を調整する“外光測光形式”の場合には、
フォトセンサ９６及び測光回路１９４を省略することが
でき、検出信号Ｓ９６に代えて被写体輝度（照明強度と
外光強度との和）を測定する測光センサ５１の出力に応
じた信号がコントローラ１９１に入力される。

【００２９】図４は制御系７０のＣＰＵ７１の概略の動
作を示すフローチャートである。バッテリーが装着され
て制御電源が投入されると、ＣＰＵ７１は各種の制御レ
ジスタなどの初期設定（＃１）及び制御対象の初期調整
（＃２）を行い、スイッチ操作を待つ。

【００３０】ユーザーがメインスイッチ６１を操作する
と、メインスイッチ６１がオン状態である起動中であれ
ば、制御対象への駆動電流の供給を絶つＯＦＦ動作処理
を行い、起動中でなければ制御対象に駆動電流を供給す
るＯＮ動作処理を行う（＃３〜＃６）。起動中において
モードスイッチ６８が操作されると、循環形式でモード
設定の切換えを行う（＃７、＃８）。本実施形態では、
文字情報の記録に適した文書モードと、自然画像の記録
に適した風景モードとが設けられている。そして、ユー
ザーがレリーズスイッチ６３を操作して撮影開始を指示
すると、レリーズ動作を行う（＃９、＃１０）。

【００３１】図５は図４のレリーズ動作サブルーチンの
フローチャートである。測光センサ５１及び測距センサ
５４の出力を取り込んで消灯状態における被写体の明る
さ（照度）及び対物間距離を測定し（＃５１）、モード
をチェックする（＃５２）。文書の撮影では風景の撮影
よりも手振れが生じたときの影響が深刻であるので、高
速の副走査を行う文書モードが適している。この文書モ
ードの場合にはＳＮ比を高めるために必ず照明を行うの
で、ステップ＃５５へ進む。そして、測光及び測距の結
果に応じてラインセンサ１１の露出の過不足が生じない
ように発光量ＤＬを算出し、その算出値を照明系９０の
コントローラ１９１に通知する。一方、風景モードの場
合には、被写体の明るさが一定値以下であり且つ対物間
距離が一定値以下のとき、すなわち照明が必要で且つ有
効な照明が可能であるときに発光量ＤＬを算出する（＃
５３〜＃５５）。どちらのモードであっても照明を行う
場合は、発光量ＤＬを通知した後にコントローラ１９１
に発光開始を指示し（＃５６）、モータ駆動回路１５０
及び撮像制御回路１２０に対して撮影動作の開始を指示
する（＃５７）。

【００３２】続いて、１ライン分の撮影期間（ライン周
期１Ｈ）におけるＣＣＤの有効積分時間を規定する蓄積
期間タイマ（以下、タイマ０という）を設定し（＃５
８）、タイマ０がタイムアップした時点で電荷蓄積を開
始させる（＃５９）。その後、次のラインの走査開始時
期（ライン転送信号φＳＧのオンエッジ）の到来を待っ
てＣＣＤの積分を終了させ（＃６０、＃６１）、１ライ
ン分の光電変換情報をラインセンサ１１から読み出すラ
イン転送の制御を行う（＃６２）。このようなライン順
次走査の制御を繰り返し（＃６３）、所定ライン数の撮
影が終了すると、ラインセンサ１１及びスキャンモータ
１５の駆動を停止させ（＃６４）、その後にコントロー
ラ１９１に発光停止を指示する（＃６５）。

【００３３】以上の構成のラインセンサカメラ１におい
ては、明るさのムラの無い撮影像を得るために、ＩＧＢ
Ｔ９５のスイッチングをラインセンサ１１の動作に同期
させる本発明に特有の発光制御が行われる。以下、ライ
ンセンサ１１の動作と発光制御の各種の例を説明する。

【００３４】図６はラインセンサ１１の構成図、図７は
ラインセンサ１１の基本動作を示すタイムチャートであ
る。図６のように、ラインセンサ１１は、オーバーフロ
ードレイン１１１、シャッターゲート１１２、電荷蓄積
部１１３、シフトゲート１１４、アナログシフトレジス
タ１１５、クロックパルスジェネレータ１１６、及び出
力増幅器１１７を有している。

【００３５】シャッターゲート１１２は、不要の蓄積電
荷をオーバーフロードレイン１１１に排出することによ
って実質の積分時間を可変とするために設けられてお
り、シャッター信号ＳＨＵＴで制御される。シャッター
信号ＳＨＵＴのオフエッジからライン周期（１Ｈ）を規
定するライン転送信号φＳＧのオンエッジまでの蓄積期
間の光電変換が有効となる。シフトゲート１１４にライ
ン転送信号φＳＧが入力されると、電荷蓄積部１１３に
帯電した各画素の電荷が一斉にアナログシフトレジスタ
１１５へ転送される。その電荷は画素転送クロックφＣ
ＬＫに同期して画素配列順に出力増幅器１１７へ転送さ
れ、光電変換信号として信号処理系８０へ出力される。
図７のように、あるライン転送信号φＳＧに呼応して蓄
積された電荷の読出し（ライン転送）は、次のライン転
送信号φＳＧに呼応して開始される。

【００３６】図８はライン毎に１回ずつ発光させる光源
測光形式の発光制御の例を示すタイムチャートである。
ライン転送信号φＳＧに呼応してＩＧＢＴ９５がオンさ
れて発光が始まる。発光量が上限値Ｌｕに達するとＩＧ
ＢＴ９５がオフされ、発光量は徐々に減衰する。キセノ
ンランプ９１の放電発光及び残光が照明光となる。２番
目以降のラインについては、ＩＧＢＴ９５のオンの時期
は、発光開始タイマ（これをタイマ１という）によって
規定される。このタイマ１の計時期間は、上述のとおり
タイマ０で規定される蓄積期間における照明強度が適切
となるように、前ラインのオフ時点からの残光の減衰特
性に応じて設定されている。先頭ラインについては、ラ
イン転送信号φＳＧのオンに呼応して直ちにＩＧＢＴ９
５のオンしてもよいし、非発光状態からの発光量の上昇
特性に応じたタイマを設けてＩＧＢＴ９５のオンの時期
を設定してもよい。

【００３７】図９はライン毎に１回ずつ発光させる外光
測光形式の発光制御の例を示すタイムチャートである。
図９の例では、ＩＧＢＴ９５のオフの基準となる照明強
度の上限値Ｌｕは、外光量の変化を打ち消すように変更
される。ＩＧＢＴ９５のオフの時期は図８の例と同様に
ライン転送信号φＳＧを基準に設定される。したがっ
て、各ラインにおける放電期間（ＩＧＢＴ９５がオンし
ている時間）は被写体が明るいときほど短い。

【００３８】図１０はライン毎に１回ずつ発光させる場
合の照明系９０のコントローラ１９１が実行する発光制
御のフローチャートである。ＣＰＵ７１から発光開始指
示を受けると、その直前に通知された必要発光量に応じ
た上限値Ｌｕを設定する（＃１０１）。スイッチング素
子であるＩＧＢＴ９５をオンし（＃１０２）、トリガ回
路９４を駆動してキセノンランプ９１を点灯する（＃１
０３）。測光回路１９４の出力をモニターして照明強度
が上限値Ｌｕに達したらＩＧＢＴ９５をオフする（＃１
０４〜＃１０６）。その後、ライン転送信号φＳＧに呼
応してタイマ１をスタートさせ（＃１０７、＃１０
８）、タイマ１のタイムアップを待ってＩＧＢＴ９５を
オンし（＃１０９、＃１１０）、照明強度が上限値Ｌｕ
に達したらＩＧＢＴ９５をオフする一連の制御を繰り返
す（＃１１１）。所定数のラインの走査が完了して発光
停止がＣＰＵ７１から指示されると、ＩＧＢＴ９５をオ
フして待機する（＃１１２）。

【００３９】図１１はライン毎に複数回ずつ発光させる
光源測光形式の発光制御の例を示すタイムチャート、図
１２はライン毎に複数回ずつ発光させる外光測光形式の
発光制御の例を示すタイムチャートである。

【００４０】各ラインの撮像において、初回の発光はラ
イン転送信号φＳＧに呼応して開始される。発光量が上
限値Ｌｕに達するとＩＧＢＴ９５がオフされ、発光量が
下限値Ｌｄまで下がると再びＩＧＢＴ９５がオンされ
る。図１２の例では、上限値Ｌｕ及び下限値Ｌｄが外光
量の変化を打ち消すように変更される。

【００４１】図１３はライン毎に複数回ずつ発光させる
場合の発光制御のフローチャートである。ＣＰＵ７１か
ら発光開始指示を受けると、上限値Ｌｕ及び下限値Ｌｄ
を設定し、ＩＧＢＴ９５をオンしてキセノンランプ９１
を点灯する（＃２０１〜＃２０３）。その後、ライン転
送信号φＳＧがオンになるまで、ＩＧＢＴ９５のオフと
オンとを繰り返す（＃２０４〜＃２１１）。ライン転送
信号φＳＧがオンになると、発光量に係わらずＩＧＢＴ
９５を強制的にオフし（＃２１２）、タイマ１をスター
トさせる（＃２１３）。タイマ１のタイムアップを待っ
てＩＧＢＴ９５をオンし（＃２１４、＃２１５）、次の
ライン転送信号φＳＧのオンまで発光量に応じてＩＧＢ
Ｔ９５のオフとオンとを行う一連の制御を繰り返す。Ｃ
ＰＵ７１から発光停止が指示されると、ＩＧＢＴ９５を
オフして待機する（＃２１６、＃２１７）。なお、上述
したとおり、先頭ラインについても、タイマ１に対応し
た適切なタイマを設けて初回の発光開始時期を設定して
もよい。

【００４２】このようにライン毎に複数回の発光を行う
ことにより、撮影期間中の照明強度の均一化を図ること
ができ、ラインセンサ１１のアパーチャ形状を最適化す
ることができる。

【００４３】図１４は発光波形とアパーチャ形状との関
係を説明するための図である。ラインセンサ１１の各画
素の物理的なアパーチャ（撮像窓）ＡＰ０は略四角形で
ある。スキャンモータ１５をステップ駆動ではなく連続
的に回転させる場合、１ライン周期にわたって被写体輝
度が一定であると仮定すると、１ライン周期における被
写体との相対位置変化を加味したアパーチャＡＰ１は三
角形となる。実質のアパーチャＡＰ２は、頂点がアパー
チャＡＰ１より低い発光波形を反映した山状となるもの
の、１回のみ発光させる場合のアパーチャＡＰ２’より
も理想のアパーチャＡＰ１に近い。すなわち、ライン毎
に複数回の発光を生じさせることにより、発光波形が１
回のみ発光させる場合（鎖線）よりも均一発光の場合
（破線）に近づき、解像度や鮮鋭度が高まるとともに、
撮像の受光量が増大してＳＮ比が向上する。

【００４４】次に、ラインセンサ１１からの信号の読出
し（ライン転送）に対する影響を考慮した発光制御を説
明する。ＩＧＢＴ９５のスイッチング時、特にオン時に
ノイズの発生するおそれがある。このスイッチングノイ
ズは、高周波クロックに同期したライン転送を乱し、画
質を劣化させる。これを回避するには、１ラインの撮影
期間のうちのライン転送のブランキング期間（すなわ
ち、ライン転送を行っていない期間）にＩＧＢＴ９５の
スイッチングを行えばよい。

【００４５】図１５及び図１６はライン転送のブランキ
ング期間に発光のオン及びオフを行う例を示すタイムチ
ャートである。図１５の例では、ＣＣＤの蓄積期間が可
変とされ、その開始時期を規定するタイマ０の計時時間
は撮影環境に応じて設定される。一方、図１６の例で
は、蓄積期間はライン転送信号φＳＧのオフエッジから
次のライン転送信号φＳＧのオンエッジまでの固定期間
である。これらの例において、各ラインのライン転送は
ライン転送信号φＳＧのオフエッジから開始され、ライ
ン転送信号φＳＧがオンになる以前に完了する。各ライ
ンの発光開始を規定するタイマ１は、ライン転送信号φ
ＳＧのオンエッジからオフエッジの間にタイムアップす
るように設定される。また、各ラインの発光終了を規定
するタイマ２が設けられ、このタイマ２はライン転送の
終了直後にタイムアップする。つまり、ライン転送の開
始以前にＩＧＢＴ９５がオンされ、ライン転送の終了後
にＩＧＢＴ９５がオフされることになり、ＩＧＢＴ９５
のスイッチングはブランキング期間に行われることにな
る。

【００４６】図１７及び図１８はステップ駆動形式の副
走査の場合におけるライン転送のブランキング期間に発
光のオン及びオフを行う例を示すタイムチャートであ
る。これらの例では、スキャンモータ１５としてステッ
ピングモータが用いられ、ミラー１４はライン転送信号
φＳＧに同期して所定角度ずつ間欠的に回転駆動され
る。ミラー１４の停止中にＣＣＤの電荷蓄積が行われ
る。

【００４７】図１７の例では、タイマ１はライン転送終
了後でタイマ０のタイムアップ以前にタイムアップする
ように設定され、蓄積期間の開始以前に発光のオンが行
われる。タイマ２は次のライン転送信号φＳＧのオンの
直前にタイムアップするように設定され、蓄積期間の終
了直前に発光のオフが行われる。

【００４８】図１８の例において、タイマ１はライン転
送終了後でタイマ０のタイムアップ以前にタイムアップ
するように設定され、蓄積期間の開始以前に発光のオン
が行われる。また、タイマ１は必要発光量が多いときに
は早めに発光するように短く設定され、必要発光量が少
ないときには発光を遅らすように長く設定される。タイ
マ２はタイマ０のタイムアップの以前にタイムアップす
るように設定され、蓄積期間の開始以前に発光のオフが
行われる。つまり、徐々に減衰する残光による照明の下
で撮像が行われる。

【００４９】図１７の制御と図１８の制御との使い分け
は、発光波形特性、必要発光量、蓄積期間の長さなどの
諸条件によって決まる。例えば、蓄積期間が長い場合に
は、図１７の制御では光量が過剰となるので、図１８の
制御の方が適している。

【００５０】図１９はライン転送のブランキング期間に
光源のスイッチングを行う発光制御のフローチャートで
あり、図１５〜図１７のタイムチャートに対応する。Ｃ
ＰＵ７１からの発光開始要求を受けて、光量設定（＃３
０１）、ＩＧＢＴ９５のオン（＃３０３）、発光トリガ
のオン（＃３０３）を実行する。その後、タイマ１によ
って発光を開始し、照明強度が上限値に達し且つタイマ
２がタイムアップするのを待って発光を停止させる制御
を、ライン転送信号φＳＧに同期して繰り返す（＃３０
４〜＃３１１）。ＣＰＵ７１から発光停止が指示される
と、ＩＧＢＴ９５をオフして待機する（＃３１２、＃３
１３）。

【００５１】図２０はライン転送のブランキング期間に
光源のスイッチングを行う他の発光制御のフローチャー
トであり、図１８のタイムチャートに対応する。ＣＰＵ
７１からの発光開始要求を受けて、ＩＧＢＴ９５のオン
（＃４０１）、発光トリガのオン（＃４０２）を実行す
る。その後、タイマ１によって発光を開始し、タイマ２
によって発光を停止させる制御を、ライン転送信号φＳ
Ｇに同期して繰り返す（＃４０３〜＃４０８）。ＣＰＵ
７１から発光停止が指示されると、ＩＧＢＴ９５をオフ
して待機する（＃４０９、＃４１０）。

【００５２】図２１は第２の実施形態に係るラインセン
サカメラ２の構成を示す図、図２２は図２１のラインセ
ンサカメラ２の要部の機能ブロック図である。これらの
図において、図１及び図２のラインセンサカメラ１に対
応した構成要素には図１及び図２と同一の符号を付し、
その説明を省略する。

【００５３】ラインセンサカメラ２においては、スキャ
ンモータ１５ｂによってミラー１４の回転駆動が行わ
れ、このスキャンモータ１５ｂに回転角度位置を検出す
るための回転センサ（ロータリーエンコーダ）５５が取
り付けられている。

【００５４】上述の実施形態のラインセンサカメラ１
は、撮像制御回路１２０が生成するライン転送信号φＳ
Ｇに基づいて、ライン順次の撮像及び照明のオンオフ制
御を行うものであった。本実施形態のラインセンサカメ
ラ２では、撮像系６０ｂの回転センサ５５の出力（ライ
ン位置検出信号Ｓｌｉｎｅ）に基づいて、制御系７０ｂ
のＣＰＵ７１ｂ及び照明系９０ｂの発光制御回路１９０
ｂによってライン順次の撮像制御及び照明のオンオフ制
御が行われる。

【００５５】固定の周期でライン順次の撮像を行うと、
副走査速度にムラが生じたときに撮影像が歪んでしま
う。特に回転ミラー走査において、被写体上の走査速度
を一定にするために回転を副走査範囲の中心から遠いほ
ど高速にする場合、制御の応答遅れなどによって速度ム
ラが生じ易くなる。そこで、ミラー１４の角度位置を検
出して適正位置になったときに１ラインの撮像を開始す
れば、歪みが軽減される。そして、その撮像に照明を同
期させれば、ライン間の明るさのムラの無い撮影像を得
ることができる。

【００５６】図２３は図２２のＣＰＵ７１ｂが実行する
レリーズ動作サブルーチンのフローチャートである。測
光センサ５１及び測距センサ５４の出力を取り込んで消
灯状態における被写体の明るさ（照度）及び対物間距離
を測定し（＃５１ｂ）、モードをチェックする（＃５２
ｂ）。文書の撮影では風景の撮影よりも手振れが生じた
ときの影響が深刻であるので、高速の副走査を行う文書
モードが適している。この文書モードの場合にはＳＮ比
を高めるために必ず照明を行うのでステップ＃５５ｂへ
進む。そして、測光及び測距の結果に応じてラインセン
サ１１の露出の過不足が生じないように発光量ＤＬを算
出し、その算出値を照明系９０ｂのコントローラに通知
する。一方、風景モードの場合には、被写体の明るさが
一定値以下であり且つ対物間距離が一定値以下のとき、
すなわち照明が必要で且つ有効な照明が可能であるとき
に発光量ＤＬを算出する（＃５３ｂ〜＃５５ｂ）。どち
らのモードであっても照明を行う場合は、発光量ＤＬを
通知した後にコントローラに発光開始を指示し（＃５６
ｂ）、モータ駆動回路１５０及び撮像制御回路１２０に
対して撮影動作の開始を指示する（＃５７ｂ）。

【００５７】続いて、１ライン分の撮影期間（ライン周
期１Ｈ）におけるＣＣＤの有効積分時間を規定する蓄積
期間タイマ（以下、タイマ０という）を設定し（＃５８
ｂ）、タイマ０がタイムアップした時点で電荷蓄積を開
始させる（＃５９ｂ）。続いて、走査速度ムラの有無に
係わらず積分時間を均等化するためのタイマ３を設定す
る（＃６０ｂ）。その後、タイマ３の終了又は次のライ
ンの走査開始時期（ライン転送信号φＳＧのオンエッ
ジ）の到来のどちらか早い条件成立に呼応してＣＣＤの
積分を終了させ（＃６１ｂ、＃６２ｂ）、１ライン分の
光電変換情報をラインセンサ１１から読み出すライン転
送の制御を行う（＃６３ｂ）。このようなライン順次走
査の制御を繰り返し（＃６４ｂ）、所定ライン数の撮影
が終了すると、ラインセンサ１１及びスキャンモータ１
５の駆動を停止させ（＃６５ｂ）、その後にコントロー
ラ１９１に発光停止を指示する（＃６６ｂ）。

【００５８】図２４はライン位置検出に基づく発光制御
の一例を示すタイムチャートである。ミラー１４が一定
角度回転する毎に回転センサ５５から出力されるライン
位置検出信号Ｓｌｉｎｅに同期したライン転送トリガ信
号φＳＧ’が生成され、このライン転送トリガ信号φＳ
Ｇ’を基準にラインセンサ１１及び照明系９０が制御さ
れる。

【００５９】ライン転送トリガ信号φＳＧ’に呼応して
ＩＧＢＴ９５がオンされて発光が始まる。発光量が上限
値Ｌｕに達するとＩＧＢＴ９５がオフされ、発光量が下
限値Ｌｄまで下がると再びＩＧＢＴ９５がオンされる。
２番目以降のラインについては、ＩＧＢＴ９５のオンの
時期は、発光開始タイマ（タイマ１という）によって規
定される。このタイマ１の計時期間は、タイマ０で規定
される蓄積期間における照明強度が適切となるように、
前ラインのオフ時点からの残光の減衰特性に応じて設定
されている。先頭ラインについては、ライン転送トリガ
信号φＳＧ’のオンに呼応して直ちにＩＧＢＴ９５のオ
ンしてもよいし、非発光状態からの発光量の上昇特性に
応じたタイマを設けてＩＧＢＴ９５のオンの時期を設定
してもよい。

【００６０】照明系９０ｂのコントローラの制御動作は
上述の実施形態と同様である。すなわち、ライン毎に１
回ずつ発光させる場合には図１０と同様の処理を行い、
ライン毎に複数回ずつ発光させる場合には図１３と同様
の処理を行う。ただし、どちらの場合にもライン転送信
号φＳＧに代えてライン転送トリガ信号φＳＧ’に照明
を同期させる。

【００６１】以上の実施形態によれば、被写体面照度が
低い場合に撮影時間を延ばすことなく露出不足を解消
し、被写体面照度に係わらずＳＮ比の良好な高画質の撮
影を実現することができる。必要なときのみに照明を行
って不要の電力消費及び露出過剰を防ぐことができる。
撮影中の外光変化の有無に係わらず、明るさのムラの無
い撮影像を得ることができる。ライン単位の撮像とスイ
ッチング発光とを同期させることで、各ラインの電荷蓄
積期間中の発光波形を揃え、ライン間の光量ムラを防ぐ
ことができる。発光制御をラインセンサ制御と同系統の
信号（クロック）で行なうことで、スイッチング発光の
電磁ノイズが画質に及ぼす影響を軽減できるとともに、
タイミング制御回路を簡素化できる。エリアセンサを用
いたビデオカメラなどの撮像装置において、補助光が必
要な状況でビデオライトなどの照明装置を別途に用いる
ことなく短時間（数秒）であれば小型なフラッシュで照
明することができる。なお、蓄積期間以外で発光を停止
させるようにすれば、発光のためのエネルギーを有効利
用することができる。

【００６２】補助照明の光源としてキセノンランプ９１
（放電管）を用いたので、白熱灯を用いる場合と比べて
小さな電源で高輝度の照明を実現することができ、消費
電力が小さい。また、発光の開始から短時間で光量が安
定するので、レリーズ操作から撮影開始までのタイムラ
グが短い。キセノンランプ９１の近傍に配置されたフォ
トセンサ９６によって直接に照明強度を検出するので、
高精度の光量モニタが可能となり、照明を確実に安定化
することができる。

【００６３】上述の実施形態において、副走査手段とし
てラインセンサ１１を平行移動させるリニア走査機構を
用いてもよい。ラインセンサ１１と副走査機構とによる
撮影に限らず、エリアセンサを用いた撮影にも本発明を
適用することができる。その場合には、ライン転送信号
φＳＧに代えて１フレーム分の光電変換信号の読出しタ
イミングを規定するフレーム転送信号に発光制御を同期
させる。

【００６４】カメラの構造、電気回路構成、動作シーケ
ンスなどは、本発明の主旨にそって適宜変更することが
できる。

【００６５】

【発明の効果】請求項１乃至請求項１２の発明によれ
ば、ライン順次走査による撮影又は面走査による連続撮
影を行う場合において、露光不足を解消するとともに、
照明のスイッチングの高速化によらずに明るさのムラの
無い撮影像を得ることができる。

【００６６】請求項５の発明によれば、撮影中の外光量
変化の影響を低減することができる。請求項７又は請求
項８の発明によれば、照明のスイッチングノイズによる
画像の乱れを防止することができる。

【００６７】請求項９乃至請求項１２の発明によれば、
ライン順次走査による撮影を行う場合において走査速度
のムラによる画像の歪みを防止するとともに明るさのム
ラを無くすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したラインセンサカメラの構成を
示す図である。

【図２】ラインセンサカメラの要部の機能ブロック図で
ある。

【図３】照明系の回路構成を示す図である。

【図４】制御系のＣＰＵの概略の動作を示すフローチャ
ートである。

【図５】図４のレリーズ動作サブルーチンのフローチャ
ートである。

【図６】ラインセンサの構成図である。

【図７】ラインセンサの基本動作を示すタイムチャート
である。

【図８】ライン毎に１回ずつ発光させる光源測光形式の
発光制御の例を示すタイムチャートである。

【図９】ライン毎に１回ずつ発光させる外光測光形式の
発光制御の例を示すタイムチャートである。

【図１０】ライン毎に１回ずつ発光させる場合の照明系
のコントローラが実行する発光制御のフローチャートで
ある。

【図１１】ライン毎に複数回ずつ発光させる光源測光形
式の発光制御の例を示すタイムチャートである。

【図１２】ライン毎に複数回ずつ発光させる外光測光形
式の発光制御の例を示すタイムチャートである。

【図１３】ライン毎に複数回ずつ発光させる場合の発光
制御のフローチャートである。

【図１４】発光波形とアパーチャ形状との関係を説明す
るための図である。

【図１５】ライン転送のブランキング期間に発光のオン
及びオフを行う例を示すタイムチャートである。

【図１６】ライン転送のブランキング期間に発光のオン
及びオフを行う例を示すタイムチャートである。

【図１７】ステップ駆動形式の副走査の場合におけるラ
イン転送のブランキング期間に発光のオン及びオフを行
う例を示すタイムチャートである。

【図１８】ステップ駆動形式の副走査の場合におけるラ
イン転送のブランキング期間に発光のオン及びオフを行
う例を示すタイムチャートである。

【図１９】ライン転送のブランキング期間に光源のスイ
ッチングを行う発光制御のフローチャートである。

【図２０】ライン転送のブランキング期間に光源のスイ
ッチングを行う他の発光制御のフローチャートである。

【図２１】第２の実施形態に係るラインセンサカメラの
構成を示す図である。

【図２２】図２１のラインセンサカメラの要部の機能ブ
ロック図である。

【図２３】図２２のＣＰＵが実行するレリーズ動作サブ
ルーチンのフローチャートである。

【図２４】ライン位置検出に基づく発光制御の一例を示
すタイムチャートである。

【符号の説明】

１，２ラインセンサカメラ（撮影装置）１１ラインセンサ（撮像デバイス）５１測光センサ（被写体の明るさを検出する測光手
段）９１キセノンランプ（光源）９６フォトセンサ（光源の明るさを検出する測光手
段）１２０撮像制御回路（撮像制御手段）１９１コントローラ（照明制御手段）１Ｈライン周期（１ラインの撮像周期）Ｌｕ上限値（設定値） φＳＧライン転送信号（撮像周期を規定する信号）１３回転ミラー機構（副走査機構）５５回転センサ（検出手段）７１ＣＰＵ（制御手段）Ｓｌｉｎｅライン位置検出信号（検出情報）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像デバイスと、撮影期間中に周期的に前
記撮像デバイスを駆動する撮像制御手段とを備えた撮影
装置であって、被写体に照明光を照射する光源と、前記撮像デバイスの周期的な撮像動作に同期して前記光
源のオンオフ制御を行う照明制御手段と、を有したこと
を特徴とする撮影装置。
【請求項２】前記撮像デバイスは１次元の光電変換手段
であり、前記照明制御手段は、前記撮像デバイスによる１ライン
の撮像周期を規定する信号に同期して前記光源のオンオ
フ制御を行う請求項１記載の撮影装置。
【請求項３】前記撮像デバイスは２次元の光電変換手段
であり、前記照明制御手段は、前記撮像デバイスによる１フレー
ムの撮像周期を規定する信号に同期して前記光源のオン
オフ制御を行う請求項１記載の撮影装置。
【請求項４】測光手段を備え、前記照明制御手段は、前記光源をオン状態にした後に測
光量が設定値に達した時点でオフ状態にする請求項２又
は請求項３記載の撮影装置。
【請求項５】前記測光手段は、前記被写体の明るさを検
出する請求項４記載の撮影装置。
【請求項６】前記測光手段は、前記光源の明るさを検出
する請求項４記載の撮影装置。
【請求項７】前記照明制御手段は、前記撮像デバイスか
らの撮像情報の読出しが行われていないブランキング期
間中に、前記光源をオン状態にする請求項１乃至請求項
３のいずれかに記載の撮影装置。
【請求項８】前記照明制御手段は、前記ブランキング期
間中に前記光源をオフ状態にする請求項７記載の撮影装
置。
【請求項９】副走査位置を検出する手段と、前記副走査位置の検出情報に基づいて、前記撮像デバイ
スのライン単位の撮像開始タイミング及び前記光源の発
光開始タイミングを制御する手段と、を有した請求項１
又は請求項２記載の撮影装置。
【請求項１０】前記副走査機構は、前記１次元撮像デバ
イスを前記被写体に対して移動させる平行移動機構であ
る請求項９記載の撮影装置。
【請求項１１】前記副走査機構は、被写体光を偏向する
回転ミラー機構である請求項９記載の撮影装置。
【請求項１２】被写体上での走査速度が一定になるよう
に前記副走査機構の回転が制御される請求項１１記載の
撮影装置。