画像撮影システム
【課題】 撮影手段の撮影タイミング周期がＮＴＳＣ規格に準拠した略１／６０秒である場合でも、東日本地域の商用交流電源に応じて点滅発光する照明手段を用いて撮影された画像がフィールド毎に輝度変化することを防止でき、結果、略１／１００秒未満の短いシャッタースピードでも鮮明な撮影画像を撮影することができる画像撮影システムを提供すること。
【解決手段】 画像記憶手段に記憶される画像信号を撮影するための撮影タイミング信号を所定の撮影タイミング周期で繰り返し生成するタイミング生成手段と、そのタイミング生成手段により生成される撮影タイミング信号に合わせて撮影手段で生成される各フィールドの画像信号をｎフィールド（但し、ｎは正の整数を表す。以下同じ。）置きに画像記憶手段に保存する画像選択手段とを備えている。
【解決手段】 画像記憶手段に記憶される画像信号を撮影するための撮影タイミング信号を所定の撮影タイミング周期で繰り返し生成するタイミング生成手段と、そのタイミング生成手段により生成される撮影タイミング信号に合わせて撮影手段で生成される各フィールドの画像信号をｎフィールド（但し、ｎは正の整数を表す。以下同じ。）置きに画像記憶手段に保存する画像選択手段とを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナトリウム灯、水銀灯、蛍光灯等の各種の放電灯に代表される照明手段の照明光を用いて、撮影手段によって被撮影範囲の撮影を行う場合に、その照明手段の点滅発光に伴う撮影画像の輝度変化を防止できる画像撮影システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ナトリウム灯、水銀灯、蛍光灯等の各種の放電灯に代表される照明装置は、商用交流電源からの給電を受けて点灯されるため、商用交流電源の交流信号（電圧信号や電流信号等を含む。以下同じ。）の周期的変化に応じて点滅発光する。
【０００３】
例えば、東日本地域の商用交流電源は周波数が略５０Ｈｚであるため、これを電源とする照明装置はその２倍の略１００Ｈｚの周波数で点滅を繰り返している。これに対し、西日本地域の商用交流電源は周波数が略６０Ｈｚであるため、これを電源とする照明装置はその２倍の略１２０Ｈｚの周波数で点滅を繰り返している。
【０００４】
つまり、東日本地域では、照明装置の点滅周波数が略１００Ｈｚなので、照明装置がその逆数の略１／１００秒周期で点滅発光を繰り返すこととなり、西日本地域では、照明装置の点滅周波数が略１２０Ｈｚなので、照明装置がその逆数の略１／１２０秒周期で点滅発光を繰り返すこととなる。
【０００５】
ここで、日本国内のビデオ撮影装置は、主に、ＮＴＳＣ規格に準拠した５９．９４Ｈｚの周波数で撮影するものであり、そのシャッタータイミングの周期（以下「撮影タイミング周期」という。）が略１／６０秒とされている。
【０００６】
このため、主なビデオ撮影装置を用いて点滅発光する照明装置の照明光の下で撮影する場合は、ビデオ撮影装置のシャッタースピードを予め略１／１２０秒（≒８．３３ミリ秒）程度、略１／１００秒（≒１０ミリ秒）程度、又は、更に長時間に設定して、撮像素子の受光時間を長くすることで、撮影画像のチラツキ（又は「フリッカー」ともいう。）を防止するという対策が講じられている。
【特許文献１】特開平９−２４７５５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記したようにビデオ撮影装置では、そのシャッタースピード、即ち、シャッター開放時間を長期化させることで撮影画像のフリッカーを防止するという方式を採用するため、高速移動する被写体、例えば、高速道路を移動する走行車両等を撮影する場合に、シャッター開放時間が長すぎて、走行車両の撮影画像がぼやけたり不鮮明となってしまうという問題点がある。このため、高速移動する被写体を撮影する場合は、ビデオ撮影装置のシャッタースピードを上記した略１／１００秒よりも短い時間、例えば、略１／２５０秒〜１／５００秒以下に設定又は調整可能であるものが求められる。
【０００８】
ところが、上記したように、日本国内のビデオ撮影装置は、主に、その撮影タイミング周期が略１／６０秒であるため、東日本地域の略１／１００秒周期で点滅発光を繰り返す照明装置の下では、略１／１００秒未満の短いシャッタースピードで撮影する場合、その撮影画像が１フィールド毎に照明装置の点滅発光に伴って輝度変化を生じてチラツキを生じてしまうという問題点があった。
【０００９】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、例えば、撮影手段の撮影タイミング周期が略１／６０秒である場合でも、東日本地域の商用交流電源に応じて点滅発光する照明手段を用いて撮影された画像がフィールド毎に輝度変化することを防止でき、結果、東日本地域と西日本地域との双方で略１／１００秒未満の短いシャッタースピードでも鮮明な撮影画像を撮影することができる画像撮影システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するために請求項１の画像撮影システムは、商用交流電源の交流信号に応じて点滅発光する電灯等の照明手段からの照明光を受けている被撮影範囲を、撮影手段によって撮影するものであり、前記撮影手段により生成される画像信号を記憶して保存する画像記憶手段と、その画像記憶手段に記憶される画像信号を撮影するための撮影タイミング信号を所定の撮影タイミング周期で繰り返し生成するタイミング生成手段と、そのタイミング生成手段により生成される撮影タイミング信号に合わせて前記撮影手段で生成される各フィールドの画像信号をｎフィールド（但し、ｎは正の整数を表す。以下同じ。）置きに前記画像記憶手段に保存する画像選択手段とを備えている。
【００１１】
この請求項１の画像撮影システムによれば、撮影手段によって被撮影範囲が撮影される場合、その被撮影範囲に照明手段による照明光が照射される。この照明手段は、商用交流電源から給電されており、商用交流電源の交流信号の１／２倍の周期で点滅発光される。したがって、被撮影範囲にある被写体の輝度は、商用交流電源の周期の１／２倍周期で周期的に変化することとなる。
【００１２】
ここで、撮影手段の撮影タイミング周期と商用交流電源の交流信号とが同期していると、撮影タイミング周期毎に生成される各フィールドの画像信号の輝度は、一定したものとなる。ところが、撮影手段の撮影タイミング周期と商用交流電源の交流信号とが非同期の場合は、撮影タイミング周期毎に生成される各フィールドの画像信号の輝度が、時系列順に毎に変化してしまう。
【００１３】
ここで、図３に示す具体例を参照して、この各フィールドの画像信号の輝度が変化する現象について考察する。図３（ａ）は、周波数が６０Ｈｚの商用交流電源の交流電圧信号２１を、図３（ｂ）は、その６０Ｈｚの商用交流電源の交流電圧信号２１に応じて点滅発光する電灯等の照明手段の輝度４１を、図３（ｃ）は、周波数が５０Ｈｚの商用交流電源の交流電圧信号２３を、図３（ｄ）は、その５０Ｈｚの商用交流電源の交流電圧信号２３に応じて点滅発光する電灯等の照明手段の輝度４２を、それぞれグラフ化して図示したものである。
【００１４】
なお、図３では、輝度４１，４２の波形を簡略化のために正弦半波状として図示しているが、これらの実際の波形は、厳密な正弦半波状ではなく歪んだものであることが多い。また、図３において、縦方向に延びる１点鎖線は、撮影手段によって撮影される奇数フィールドの画像信号の撮影タイミング２９１，２９３，２９５を、縦方向に延びる点線は、撮影手段によって撮影される偶数フィールドの画像信号の撮影タイミング２９２，２９４，２９６を、それぞれ表したものである。
【００１５】
図３に示すように、交流電圧信号２１は略１／６０秒周期で、輝度４１はその２倍の略１／１２０秒周期で、交流電圧信号２３は略１／５０秒周期で、輝度４２はその２倍の略１／１００秒周期で、それぞれ変化している。かかる状況下で、撮影手段は、略１／６０秒毎に繰り返す撮影タイミング２９１〜２９６毎に、１フィールド分の画像信号を順次撮影する。そして、この順次撮影された画像信号のうち、時系列上で相互に連続する２つの撮影タイミングで撮影された奇数フィールド及び偶数フィールドの２つの画像信号を合成することで１フレームの画像信号が取得される。
【００１６】
具体的には、撮影タイミング２９１，２９２の各フィールドの画像信号が合成され、撮影タイミング２９３，２９４の各フィールドの画像信号が合成され、撮影タイミング２９５，２９６の各フィールドの画像が合成されることで、合計３フレームの画像信号（撮影画像）が取得できるのである。
【００１７】
ここで、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、照明手段が交流電圧信号２１に基づいて点灯されるときに、各撮影タイミング２９１〜２９６は、略１／１２０秒周期で変化する輝度４１の最大値とほぼ毎回一致している。このことは、照明手段の電源となる交流電圧信号２１の周期が撮影手段による撮影タイミング周期Ｔ１と一致しているときには、シャッタースピードが略１／１００秒未満の短い場合でも、フリッカーが発生することなく、撮影タイミング２９１〜２９６のどこでも撮影画像の輝度を一定に保持しつつ撮影することができることを意味している。
【００１８】
これに対し、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示すように、照明手段が交流電圧信号２２に基づいて点灯される場合に、その照明手段の輝度４２と撮影手段の撮影タイミング２９１〜２９６とを比較すると、撮影タイミング毎に輝度４２の値が変動している。これは、照明手段の電源となる交流電圧信号２３の周期が撮影手段による撮影タイミング周期Ｔ１と不一致となるときに、シャッタースピードが略１／１００秒未満の短いものだと、撮影タイミング２９１〜２９６の各タイミングで画像信号の輝度が変動するフリッカーが発生し、撮影画像の再生時にチラツキが生じることを意味しているのである。
【００１９】
ところが、照明手段の交流電源周波数が略５０Ｈｚの場合に、その照明手段の輝度４２の最大値と撮影タイミング２９１〜２９６との関係に注視すると、撮影タイミング２９１及び２９４、撮影タイミング２９２及び２９５、又は、撮影タイミング２９３及び２９６はそれぞれ輝度４２の値が略一致しており、全体として撮影タイミング周期Ｔ１の３倍の周期（≒３／６０秒）置きに、その輝度４２が同じ値を示していることが確認さ
れる。
【００２０】
しかも、撮影タイミング２９１と撮影タイミング２９４とにそれぞれ着目すると、略６０Ｈｚの商用交流電源で点灯される照明手段の輝度４１と、略５０Ｈｚの商用交流電源で点灯される照明手段の輝度４２とがいずれも高輝度レベルの範囲にあるタイミングに同期していることも確認できる。
【００２１】
したがって、以上の点を鑑みれば、たとえ撮影手段の撮影タイミング周期と照明手段に給電する商用交流電源の交流信号の周期とが異なっていても、所定の撮影タイミング周期で繰り返し撮影していれば、照明手段の輝度がｎ回置きに一定となるタイミングがあるため、その照明手段の輝度が一定となるタイミングに合わせて画像信号を保存すれば、保存された画像信号は全て一定の輝度で撮影されるものとなる。
【００２２】
そこで、この請求項１の画像撮影システムでは、撮影手段に対する撮影を指令する撮影タイミング信号が、タイミング生成手段によって、所定の撮影タイミング周期で繰り返し生成されると、その撮影タイミング信号に応じて撮影手段によって各フィールドの画像信号が順次生成され、その各フィールドの画像信号が画像選択手段によってｎフィールド置きに画像記憶手段に保存される。
【００２３】
例えば、撮影タイミング周期が略１／６０秒で、商用交流電源の交流信号の周期が略１／５０秒である場合、照明手段は交流信号の周期の１／２倍の略１／１００秒周期で点滅発光を繰り返すこととなり、従来の方式であれば、フリッカーが発生する状況である。ところが、かかる場合には、「ｎ」の値を正の整数である「３」の倍数に設定すれば、略１／６０秒周期で撮影された画像信号が３フィールド、６フィールド、９フィールド・・・のいずれか置きに画像選択手段によって画像記憶手段に保存され、その結果、画像選択手段に記憶される画像信号の輝度が一定化されるのである。
【００２４】
請求項２の画像撮影システムは、請求項１の画像撮影システムにおいて、商用交流電源から出力される交流信号を検出し、その交流信号の１／２周期又は１周期に同期した検出信号を繰り返し生成する交流電源検出手段と、その交流電源検出手段による検出信号をマスク処理により間引くことで、その検出信号を元の周期より長い周期に変換する周期変換手段と、その周期変換手段により周期変換された検出信号のタイミングから所定の遅延時間が経過するまで、前記タイミング生成手段による撮影タイミング信号の生成タイミングを遅延させる遅延手段とを備えており、その遅延時間の長さを調節することによって、前記タイミング生成手段による撮影タイミング信号を、前記照明手段の輝度が高輝度レベルとなるタイミングに同期させるものである。
【００２５】
この請求項２の画像撮影システムによれば、請求項１の画像撮影システムと同様に作用する上、交流電源検出手段によって、商用交流電源の交流信号が検出され、その検出結果に基づいて、その交流信号の１／２周期又は１周期に同期した検出信号が、繰り返し生成される。つまり、元々の検出信号は、商用交流電源の交流信号の１／２周期又は１周期に等しい周期となるように、交流電源検出手段によって生成される。
【００２６】
このような周期を有する検出信号には、周期変換手段によってマスク処理が施される。周期変換手段によるマスク処理では、例えば、所定の時間幅を有するマスク信号を生成し、そのマスク信号の立ち上がり期間中に検出信号を無効化することによって、この検出信号が元々の周期よりも長周期でオンオフされる信号列に作り変えられる。
【００２７】
この変換後の検出信号のタイミングに合わせて、遅延手段によって、そのタイミングから所定時間分だけ、タイミング生成手段による撮影タイミング信号の生成が遅延される。このとき、遅延手段による遅延時間の長さを調整すれば、タイミング生成手段による撮影タイミング信号の生成タイミングを、照明手段の輝度が高輝度レベルとなるタイミングに同期させることができる。
【００２８】
請求項３の画像撮影システムは、請求項１又は２の画像撮影システムにおいて、前記タイミング生成手段は、前記撮影タイミング信号の生成に合わせて、前記撮影タイミング周期をｎ倍した周期を有する選択タイミング信号を繰り返し生成するものであり、前記画像選択手段は、前記タイミング生成手段による選択タイミング信号の生成に合わせて前記撮影手段で生成される１フィールド分の画像信号を、前記画像記憶手段へ保存する動作を実行するものである。
【００２９】
この請求項３の画像撮影システムによれば、請求項１又は２の画像撮影システムと同様に作用する上、タイミング生成手段は、撮影タイミング信号を繰り返し生成することで撮影手段による撮影動作を繰り返し実行させるとともに、撮影タイミング周期のｎ倍の周期を有する選択タイミング信号を、撮影タイミング信号に同期するように繰り返し生成する。すると、この選択タイミング信号の生成タイミングに合わせて撮影手段で生成された１フィールド分の画像信号が、画像選択手段によって画像記憶手段に保存される。この結果、撮影手段により撮影された画像信号がｎフィールド置きに画像記憶手段に保存される。
【００３０】
請求項４の画像撮影システムは、請求項１から３のいずれかの画像撮影システムにおいて、前記画像選択手段によって前記画像記憶手段に記憶された画像信号を外部装置へ出力する画像出力手段とを備えている。よって、画像記憶手段に記憶されている画像信号を、例えば、ディスプレイなどの表示装置へ出力することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の画像撮影システムによれば、撮影手段によって画像信号を高速シャッタースピードで撮影するとき、その撮影手段の撮影タイミング周期が照明手段の商用交流電源の交流周期と異なる場合でも、点滅発光する照明手段の輝度変化周期とは関係なく、輝度レベルが一定の画像信号を画像記憶手段に保存することができ、かかる画像記憶手段に記憶される画像信号を読み出して再生することで、撮影画像の輝度のチラツキを防止できるという効果がある。
【００３２】
例えば、撮影手段の撮影タイミング周期が略１／６０秒であって、東日本地域の商用交流電源に応じて点滅発光する照明手段を用いて画像を撮影する場合でも、その撮影された各フィールドの画像信号の輝度変化を防止することができ、結果、略１／１００秒未満の短いシャッタースピードでも鮮明な撮影画像を撮影できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施例である画像撮影システム１の電気的構成を示したブロック図である。図１に示すように、この画像撮影システム１は、主に、撮影装置２と、画像信号入力回路３と、電源センサ４と、タイミング生成回路５と、画像選択回路６と、画像メモリ７と、画像出力回路８とを備えている。
【００３４】
撮影装置２は、例えば一般的なビデオカメラで構成されており、ナトリウム灯、水銀灯、蛍光灯その各種の放電灯（以下単に「放電灯」という。）１１の照明光が照射される被撮影範囲を撮影するものである。この撮影装置２は、撮影タイミング周期Ｔ１で撮影を行うものであって、外部入力される撮影タイミング信号に合わせて（以下「同期して」ともいう。）撮影可能に形成されている。また、撮影タイミング信号は、ＮＴＳＣビデオ信号の同期信号に準拠したものである。
【００３５】
画像信号入力回路３は、撮影装置２で順次生成される画像信号が入力されるものであり、Ａ／Ｄコンバーター及びビデオデコーダーなどの機能を備えている。電源センサ４は、放電灯１１に給電を行う電源である商用交流電源１０と接続されており、この商用交流電源１０の交流電圧信号から一定のタイミングを検出するためのセンサである。
【００３６】
具体的に、この電源センサ４は、例えばフォトカプラなど電子機器で構成されており、商用交流電源１０の電圧信号が負値から正値に反転するタイミング（以下「電圧立ち上がりタイミング」ともいう。）を検出することで、その交流電圧信号の１周期に同期した検出信号を生成して、タイミング生成回路５へ出力するものである。
【００３７】
なお、電源センサ４は、商用交流電源１０の交流電圧信号が０Ｖ（ボルト）になるタイミングを検出することで、商用交流電源１０の交流電圧信号の１／２周期を検出するものであっても良い。また、電源センサ４は、商用交流電源１０の交流電圧信号が最大値又は最小値となるタイミングの一方又は双方を検出することで、その交流電圧信号の１／２周期又は１周期を検出するものであっても良い。
【００３８】
タイミング生成回路５は、電源センサ４からの検出信号に基づいて、撮影装置２に対して撮影を指令するための撮影タイミング信号を生成し、その撮影タイミング信号を撮影装置２へ繰り返し出力するものである。よって、撮影装置２は、この撮影タイミング信号に同期した画像信号を順次生成し、その画像信号を画像信号入力回路３へ順次出力する。
【００３９】
また、タイミング生成回路５は、撮影タイミング信号とは別個に選択タイミング信号を繰り返し生成し、その選択タイミング信号の画像選択回路６へ繰り返し出力するものでもある。この選択タイミング信号は、画像選択回路６に対して画像信号の保存を指令する信号であり、この選択タイミング信号が立ち上がっているときに画像選択回路６へ入力中の画像信号が画像メモリ７へ保存される。
【００４０】
また、この選択タイミング信号は、ｎ回置きに撮影タイミング信号と同期する信号であり、この撮影タイミング信号についての撮影タイミング周期Ｔ１をｎ倍（但しｎは正の整数を表す。以下同じ。）した周期Ｔ２（＝ｎ×Ｔ１）を有している。またさらに、タイミング生成回路５の内部には、周期変換回路５ａと、遅延回路５ｂと、リセット回路５ｃと、内部カウンタ５ｄとが設けられている。
【００４１】
周期変換回路５ａは、電源センサ４から入力される検出信号（以下「電源検出信号」ともいう。）にマスク処理を施して電源検出信号を間引くことで、その電源検出信号を元の周期より長い周期Ｔ３を有する検出信号（以下「電源同期信号」という。）の信号列に変換するものである。
【００４２】
具体的に、この周期変換回路５ａで実行されるマスク処理は、所定の時間幅Ｔ４を有するマスク信号を生成し、そのマスク信号の立ち上がり期間中にタイミング生成回路５へ入力される電源検出信号を無効化する。このマスク処理によって、電源検出信号は、その元々の周期よりも長周期でオンオフされる電源同期信号の信号列へと作り変えられる。
【００４３】
遅延回路５ｂは、周期変換回路５ａで生成される電源同期信号の立ち上がりタイミングから所定時間（以下「遅延時間」という。）Ｔｄが経過するまで、撮影タイミング信号及び選択タイミング信号の同時生成タイミングを遅延させるものである（図２参照）。また、この遅延回路５ｂは、遅延時間Ｔｄの長さを調節可能に形成されており、この遅延時間Ｔｄを調整することによって、撮影タイミング信号を、放電灯１１の輝度が高輝度レベルとなるタイミングに同期させることができる。
【００４４】
この結果、選択タイミング信号に基づいて画像メモリ７に保存される画像信号は、放電灯１１の輝度が高輝度レベルにある時点で撮影されたものとなり、かかる高輝度で撮影された画像信号を常に画像メモリ７に保存することができることとなる。
【００４５】
リセット回路５ｃは、電源同期信号のタイミングに合わせてリセット信号を生成するものであり、このリセット信号のタイミングに合わせて内部カウンタ５ｄのカウント信号がリセットされる。内部カウンタ５ｄは、上記した撮影タイミング信号及び選択タイミング信号を生成する場合に、そのカウント信号がタイミング生成回路５によって参照されるものであり、撮影タイミング信号と選択タイミング信号とを一定のタイミングに同期させるために用いられる。
【００４６】
画像選択回路６は、タイミング生成回路５で生成される選択タイミング信号に合わせて、画像信号入力回路３から出力されてくる画像信号を画像メモリ７に１フィールド分保存する動作を実行するものである。このとき、画像選択回路６が画像メモリ７に保存する１フィールド分の画像信号は、この画像選択信号に画像信号の保存を指令した選択タイミング信号と同時にタイミング生成回路５で生成された撮影タイミング信号によって撮影されたものである。
【００４７】
画像メモリ７は、上記したように画像選択回路６によって選択された画像信号を格納保存するための記憶媒体であり、例えば、ＳＤＲＡＭなどのデータを書換可能な揮発性メモリで構成されている。画像出力回路８は、画像メモリ７に格納されているた画像信号を読み出して、ディスプレイ１２へ出力するためのものである。この画像出力回路８によって、画像メモリ７に記憶されている画像信号は、撮影画像としてディスプレイ１２に再生表示される。
【００４８】
次に、図２を参照して、上記のように構成された画像撮影システム１の動作について説明する。図２は、商用交流電源１０の交流周波数が６０Ｈｚ又は５０Ｈｚである場合における、画像撮影システム１の動作例を示したタイミングチャートである。
【００４９】
ここで、図２は、周波数が６０Ｈｚの商用交流電源１０の交流電圧信号２１と、その交流電圧信号２１を検出した電源センサ４の電源検出信号２２と、周波数が５０Ｈｚの商用交流電源１０の交流電圧信号２３と、その交流電圧信号２３を検出した電源センサ４の電源検出信号２４と、周期変換回路５ａで生成されるマスク信号２５と、周期変換回路５ａで変換された電源同期信号２６と、リセット回路５ｃで生成されるリセット信号２７と、内部カウンタ５ｄのカウント信号２８と、タイミング生成回路５で生成される撮影タイミング信号２９と、タイミング生成回路５で生成される選択タイミング信号３０とを、それぞれ図示したものである。
【００５０】
ここで、図２では、６０Ｈｚの交流電圧信号２１と５０Ｈｚの交流電圧信号２３とを便宜上併記しているが、当然のことながら、実際の被撮影範囲に照明光を照射する放電灯１１に対して給電する商用交流電源１０は、これら交流電圧信号のいずれか一方に相当するものである。
【００５１】
なお、図２に示す動作例は、電源センサ４によって交流電圧信号２１又は２３が負値から正値に変化するタイミング２１ａ（図中の●印）又はタイミング２３ａ（図中の○印）を検出することで交流電圧信号２１又は２３の１周期を検出したものであって、撮影タイミング周期Ｔ１を略１／６０秒とし、倍数ｎの値を３とし、故に、選択タイミング周期Ｔ２が略３／６０秒となり、電源同期信号の周期Ｔ３を略６／６０秒とし、マスク信号２５の時間幅Ｔ４を略５．０／６０秒を超えかつ略６／６０秒未満とし、遅延時間Ｔｄを略１／６０秒の１／４倍である略１／２４０秒としたものである。
【００５２】
図２に示すように、商用交流電源１０の交流電圧信号２１，２３のように周波数が６０Ｈｚ又は５０Ｈｚのいずれの場合であっても、交流電圧信号２１又は２３の１周期毎に到来する立ち上がりタイミング２１ａ又は２３ａに同期して、電源検出信号２２又は２４が電源センサ４によって繰り返し出力される。この電源検出信号２２又は２４が立ち上がると、それと同時に、マスク信号２５が立ち上がり、その後、略５．５／６０秒の間、電源センサ４から出力される電源検出信号２２又は２４が無効化される。
【００５３】
このマスク処理によって、マスク信号２５が立ち上がっている期間中の電源検出信号２２又は２４が間引かれた信号列、即ち、周期Ｔ３（≒６／６０秒）で繰り返し立ち上がる電源同期信号２６が生成される。また、この電源同期信号２６は、放電灯１１に給電する商用交流電源１０の周波数が６０Ｈｚ又は５０Ｈｚのいずれの場合にも、その交流電圧値が双方一致するタイミング（以下「有効タイミング」という。）３１に同期して立ち上がるものである。
【００５４】
一方、このようにして生成された電源同期信号２６が立ち上がると、それと同時にリセット回路５ｃでリセット信号２７が生成される。このリセット回路５ｃによるリセット信号２７の生成は、電源同期信号２６が立ち上がる毎に繰り返され、結果、内部カウンタ５ｄのカウント信号２８は、電源同期信号２６に同期して、周期Ｔ３（≒６／６０秒）で繰り返しリセットされることとなる。
【００５５】
タイミング生成回路５は、内部カウンタ５ｄのカウント信号２８を参照することで、撮影タイミング信号２９を撮影タイミング周期Ｔ１で生成するとともに、この撮影タイミング信号２９のタイミングに合わせて、撮影タイミング周期Ｔ１の３倍に等しい選択タイミング周期Ｔ２で選択タイミング信号３０を生成する。
【００５６】
ここで、このタイミング生成回路５による撮影タイミング信号２９及び選択タイミング信号３０の生成タイミング３２は、電源同期信号２６の有効タイミング３１から遅延時間Ｔｄが経過するまで遅延される。この結果、選択タイミング信号３０の立ち上がりタイミングが、放電灯１１の輝度が高輝度レベルとなるタイミングに同期するように調整されるのである。
【００５７】
以上、図２に例示した画像撮影システム１の動作によれば、撮影タイミング信号２９の立ち上がりに同期して撮影装置２による撮影が実行され、その撮影された各フィールドの画像信号が画像信号入力回路３を経て画像選択回路６へ入力される。このとき、画像選択回路６には、そこへ入力中の画像信号の撮影を指令した撮影タイミング信号２９と同時に立ち上げられた選択タイミング信号３０も入力されており、この選択タイミング信号３０の入力があることで、画像選択回路６へ入力中の画像信号が画像メモリ７に書き込み保存される。
【００５８】
この結果、画像メモリ７には、放電灯１１の高輝度タイミングで撮影された画像信号が、略６／６０秒を１／６倍した周期毎に順次保存されることとなる。つまり、画像メモリ７には、撮影装置２によって略１／６０秒周期で順次撮影された画像信号が、３フィールド置きに略３／６０秒周期で順次保存される。このように動作することで、画像撮影システム１は、西日本地域又は東日本地域のいずれに関わらず、商用交流電源１０の周波数に対応して点滅発光する放電灯１１下においても輝度レベルが安定した撮影を実現できるのである。
【００５９】
以上、実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【００６０】
例えば、上記した図２に示した本実施例の動作例では、撮影タイミング周期Ｔ１が略１／６０秒である場合に選択タイミング周期Ｔ２を略３／６０秒とすることで、画像選択回路６に入力される画像信号を３回置き（３フィールド置き）に画像メモリ７に書き込み保存したが、かかる選択タイミング周期Ｔは必ずしもこれに限定されるものではない。
【００６１】
仮に、撮影タイミング周期Ｔ１に３の公倍数（例えば、６，９，１２，１５・・・）を乗じた値を選択タイミング周期Ｔ２の値として、画像選択回路６に入力される画像信号を６，９，１２，１５・・・回置き（６，９，１２，１５・・・フィールド置き）に画像メモリ７に書き込み保存するようにしても良い。
【００６２】
また、上記した図２に示した本実施例の動作例では、マスク信号の時間幅Ｔ４を略５．０／６０秒を超えかつ略６／６０秒未満としたが、かかるマスク信号の時間幅Ｔ４の値は、あくまでも、電源センサ４により交流電圧信号の１周期を検出する場合に適当なものであり、例えば、電源センサ４により交流電圧信号の１／２周期を検出する場合は、マスク信号の時間幅Ｔ４の値を略５．５／６０秒を超えかつ略６／６０秒未満としても良い。即ち、マスク信号の時間幅Ｔ４の値の設定は、有効タイミングに同期したタイミングで電源同期信号の立ち上がるように調整すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施例である画像撮影システムの電気的構成を示したブロック図である。
【図２】商用交流電源の交流周波数が６０Ｈｚ又は５０Ｈｚである場合における、画像撮影システムの動作例を示したタイミングチャートである。
【図３】（ａ）は、周波数が６０Ｈｚの商用交流電源の電圧を、（ｂ）は、その６０Ｈｚの商用交流電源の交流信号に応じて点滅発光する電灯等の照明手段の輝度を、（ｃ）は、周波数が５０Ｈｚの商用交流電源の電圧を、（ｄ）は、その５０Ｈｚの商用交流電源の交流信号に応じて点滅発光する電灯等の照明手段の輝度を、それぞれ図示したものである。
【符号の説明】
【００６４】
１ 画像撮影システム
２ 撮影装置（撮影手段）
４ 電源センサ（交流電源検出手段）
５ タイミング生成回路（タイミング生成手段）
５ａ 周期変換回路（周期変換手段）
５ｂ 遅延回路（遅延手段）
６ 画像選択回路（画像選択手段）
７ 画像メモリ（画像記憶手段）
８ 画像出力回路（画像出力手段）
１０ 商用交流電源
１１ 放電灯（照明手段）
１３ ディスプレイ（外部装置）
２１ 交流電圧信号（６０Ｈｚ）（交流信号）
２２ 電源検出信号（６０Ｈｚ）（元の検出信号）
２３ 交流電圧信号（５０Ｈｚ）（交流信号）
２４ 電源検出信号（５０Ｈｚ）（元の検出信号）
２５ マスク信号
２６ 電源同期信号（周期変換後の検出信号）
２９ 撮影タイミング信号
３０ 選択タイミング信号
Ｔ１ 撮影タイミング周期
Ｔｄ 遅延時間
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナトリウム灯、水銀灯、蛍光灯等の各種の放電灯に代表される照明手段の照明光を用いて、撮影手段によって被撮影範囲の撮影を行う場合に、その照明手段の点滅発光に伴う撮影画像の輝度変化を防止できる画像撮影システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、ナトリウム灯、水銀灯、蛍光灯等の各種の放電灯に代表される照明装置は、商用交流電源からの給電を受けて点灯されるため、商用交流電源の交流信号（電圧信号や電流信号等を含む。以下同じ。）の周期的変化に応じて点滅発光する。
【０００３】
例えば、東日本地域の商用交流電源は周波数が略５０Ｈｚであるため、これを電源とする照明装置はその２倍の略１００Ｈｚの周波数で点滅を繰り返している。これに対し、西日本地域の商用交流電源は周波数が略６０Ｈｚであるため、これを電源とする照明装置はその２倍の略１２０Ｈｚの周波数で点滅を繰り返している。
【０００４】
つまり、東日本地域では、照明装置の点滅周波数が略１００Ｈｚなので、照明装置がその逆数の略１／１００秒周期で点滅発光を繰り返すこととなり、西日本地域では、照明装置の点滅周波数が略１２０Ｈｚなので、照明装置がその逆数の略１／１２０秒周期で点滅発光を繰り返すこととなる。
【０００５】
ここで、日本国内のビデオ撮影装置は、主に、ＮＴＳＣ規格に準拠した５９．９４Ｈｚの周波数で撮影するものであり、そのシャッタータイミングの周期（以下「撮影タイミング周期」という。）が略１／６０秒とされている。
【０００６】
このため、主なビデオ撮影装置を用いて点滅発光する照明装置の照明光の下で撮影する場合は、ビデオ撮影装置のシャッタースピードを予め略１／１２０秒（≒８．３３ミリ秒）程度、略１／１００秒（≒１０ミリ秒）程度、又は、更に長時間に設定して、撮像素子の受光時間を長くすることで、撮影画像のチラツキ（又は「フリッカー」ともいう。）を防止するという対策が講じられている。
【特許文献１】特開平９−２４７５５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記したようにビデオ撮影装置では、そのシャッタースピード、即ち、シャッター開放時間を長期化させることで撮影画像のフリッカーを防止するという方式を採用するため、高速移動する被写体、例えば、高速道路を移動する走行車両等を撮影する場合に、シャッター開放時間が長すぎて、走行車両の撮影画像がぼやけたり不鮮明となってしまうという問題点がある。このため、高速移動する被写体を撮影する場合は、ビデオ撮影装置のシャッタースピードを上記した略１／１００秒よりも短い時間、例えば、略１／２５０秒〜１／５００秒以下に設定又は調整可能であるものが求められる。
【０００８】
ところが、上記したように、日本国内のビデオ撮影装置は、主に、その撮影タイミング周期が略１／６０秒であるため、東日本地域の略１／１００秒周期で点滅発光を繰り返す照明装置の下では、略１／１００秒未満の短いシャッタースピードで撮影する場合、その撮影画像が１フィールド毎に照明装置の点滅発光に伴って輝度変化を生じてチラツキを生じてしまうという問題点があった。
【０００９】
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、例えば、撮影手段の撮影タイミング周期が略１／６０秒である場合でも、東日本地域の商用交流電源に応じて点滅発光する照明手段を用いて撮影された画像がフィールド毎に輝度変化することを防止でき、結果、東日本地域と西日本地域との双方で略１／１００秒未満の短いシャッタースピードでも鮮明な撮影画像を撮影することができる画像撮影システムを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この目的を達成するために請求項１の画像撮影システムは、商用交流電源の交流信号に応じて点滅発光する電灯等の照明手段からの照明光を受けている被撮影範囲を、撮影手段によって撮影するものであり、前記撮影手段により生成される画像信号を記憶して保存する画像記憶手段と、その画像記憶手段に記憶される画像信号を撮影するための撮影タイミング信号を所定の撮影タイミング周期で繰り返し生成するタイミング生成手段と、そのタイミング生成手段により生成される撮影タイミング信号に合わせて前記撮影手段で生成される各フィールドの画像信号をｎフィールド（但し、ｎは正の整数を表す。以下同じ。）置きに前記画像記憶手段に保存する画像選択手段とを備えている。
【００１１】
この請求項１の画像撮影システムによれば、撮影手段によって被撮影範囲が撮影される場合、その被撮影範囲に照明手段による照明光が照射される。この照明手段は、商用交流電源から給電されており、商用交流電源の交流信号の１／２倍の周期で点滅発光される。したがって、被撮影範囲にある被写体の輝度は、商用交流電源の周期の１／２倍周期で周期的に変化することとなる。
【００１２】
ここで、撮影手段の撮影タイミング周期と商用交流電源の交流信号とが同期していると、撮影タイミング周期毎に生成される各フィールドの画像信号の輝度は、一定したものとなる。ところが、撮影手段の撮影タイミング周期と商用交流電源の交流信号とが非同期の場合は、撮影タイミング周期毎に生成される各フィールドの画像信号の輝度が、時系列順に毎に変化してしまう。
【００１３】
ここで、図３に示す具体例を参照して、この各フィールドの画像信号の輝度が変化する現象について考察する。図３（ａ）は、周波数が６０Ｈｚの商用交流電源の交流電圧信号２１を、図３（ｂ）は、その６０Ｈｚの商用交流電源の交流電圧信号２１に応じて点滅発光する電灯等の照明手段の輝度４１を、図３（ｃ）は、周波数が５０Ｈｚの商用交流電源の交流電圧信号２３を、図３（ｄ）は、その５０Ｈｚの商用交流電源の交流電圧信号２３に応じて点滅発光する電灯等の照明手段の輝度４２を、それぞれグラフ化して図示したものである。
【００１４】
なお、図３では、輝度４１，４２の波形を簡略化のために正弦半波状として図示しているが、これらの実際の波形は、厳密な正弦半波状ではなく歪んだものであることが多い。また、図３において、縦方向に延びる１点鎖線は、撮影手段によって撮影される奇数フィールドの画像信号の撮影タイミング２９１，２９３，２９５を、縦方向に延びる点線は、撮影手段によって撮影される偶数フィールドの画像信号の撮影タイミング２９２，２９４，２９６を、それぞれ表したものである。
【００１５】
図３に示すように、交流電圧信号２１は略１／６０秒周期で、輝度４１はその２倍の略１／１２０秒周期で、交流電圧信号２３は略１／５０秒周期で、輝度４２はその２倍の略１／１００秒周期で、それぞれ変化している。かかる状況下で、撮影手段は、略１／６０秒毎に繰り返す撮影タイミング２９１〜２９６毎に、１フィールド分の画像信号を順次撮影する。そして、この順次撮影された画像信号のうち、時系列上で相互に連続する２つの撮影タイミングで撮影された奇数フィールド及び偶数フィールドの２つの画像信号を合成することで１フレームの画像信号が取得される。
【００１６】
具体的には、撮影タイミング２９１，２９２の各フィールドの画像信号が合成され、撮影タイミング２９３，２９４の各フィールドの画像信号が合成され、撮影タイミング２９５，２９６の各フィールドの画像が合成されることで、合計３フレームの画像信号（撮影画像）が取得できるのである。
【００１７】
ここで、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、照明手段が交流電圧信号２１に基づいて点灯されるときに、各撮影タイミング２９１〜２９６は、略１／１２０秒周期で変化する輝度４１の最大値とほぼ毎回一致している。このことは、照明手段の電源となる交流電圧信号２１の周期が撮影手段による撮影タイミング周期Ｔ１と一致しているときには、シャッタースピードが略１／１００秒未満の短い場合でも、フリッカーが発生することなく、撮影タイミング２９１〜２９６のどこでも撮影画像の輝度を一定に保持しつつ撮影することができることを意味している。
【００１８】
これに対し、図３（ｃ）及び図３（ｄ）に示すように、照明手段が交流電圧信号２２に基づいて点灯される場合に、その照明手段の輝度４２と撮影手段の撮影タイミング２９１〜２９６とを比較すると、撮影タイミング毎に輝度４２の値が変動している。これは、照明手段の電源となる交流電圧信号２３の周期が撮影手段による撮影タイミング周期Ｔ１と不一致となるときに、シャッタースピードが略１／１００秒未満の短いものだと、撮影タイミング２９１〜２９６の各タイミングで画像信号の輝度が変動するフリッカーが発生し、撮影画像の再生時にチラツキが生じることを意味しているのである。
【００１９】
ところが、照明手段の交流電源周波数が略５０Ｈｚの場合に、その照明手段の輝度４２の最大値と撮影タイミング２９１〜２９６との関係に注視すると、撮影タイミング２９１及び２９４、撮影タイミング２９２及び２９５、又は、撮影タイミング２９３及び２９６はそれぞれ輝度４２の値が略一致しており、全体として撮影タイミング周期Ｔ１の３倍の周期（≒３／６０秒）置きに、その輝度４２が同じ値を示していることが確認さ
れる。
【００２０】
しかも、撮影タイミング２９１と撮影タイミング２９４とにそれぞれ着目すると、略６０Ｈｚの商用交流電源で点灯される照明手段の輝度４１と、略５０Ｈｚの商用交流電源で点灯される照明手段の輝度４２とがいずれも高輝度レベルの範囲にあるタイミングに同期していることも確認できる。
【００２１】
したがって、以上の点を鑑みれば、たとえ撮影手段の撮影タイミング周期と照明手段に給電する商用交流電源の交流信号の周期とが異なっていても、所定の撮影タイミング周期で繰り返し撮影していれば、照明手段の輝度がｎ回置きに一定となるタイミングがあるため、その照明手段の輝度が一定となるタイミングに合わせて画像信号を保存すれば、保存された画像信号は全て一定の輝度で撮影されるものとなる。
【００２２】
そこで、この請求項１の画像撮影システムでは、撮影手段に対する撮影を指令する撮影タイミング信号が、タイミング生成手段によって、所定の撮影タイミング周期で繰り返し生成されると、その撮影タイミング信号に応じて撮影手段によって各フィールドの画像信号が順次生成され、その各フィールドの画像信号が画像選択手段によってｎフィールド置きに画像記憶手段に保存される。
【００２３】
例えば、撮影タイミング周期が略１／６０秒で、商用交流電源の交流信号の周期が略１／５０秒である場合、照明手段は交流信号の周期の１／２倍の略１／１００秒周期で点滅発光を繰り返すこととなり、従来の方式であれば、フリッカーが発生する状況である。ところが、かかる場合には、「ｎ」の値を正の整数である「３」の倍数に設定すれば、略１／６０秒周期で撮影された画像信号が３フィールド、６フィールド、９フィールド・・・のいずれか置きに画像選択手段によって画像記憶手段に保存され、その結果、画像選択手段に記憶される画像信号の輝度が一定化されるのである。
【００２４】
請求項２の画像撮影システムは、請求項１の画像撮影システムにおいて、商用交流電源から出力される交流信号を検出し、その交流信号の１／２周期又は１周期に同期した検出信号を繰り返し生成する交流電源検出手段と、その交流電源検出手段による検出信号をマスク処理により間引くことで、その検出信号を元の周期より長い周期に変換する周期変換手段と、その周期変換手段により周期変換された検出信号のタイミングから所定の遅延時間が経過するまで、前記タイミング生成手段による撮影タイミング信号の生成タイミングを遅延させる遅延手段とを備えており、その遅延時間の長さを調節することによって、前記タイミング生成手段による撮影タイミング信号を、前記照明手段の輝度が高輝度レベルとなるタイミングに同期させるものである。
【００２５】
この請求項２の画像撮影システムによれば、請求項１の画像撮影システムと同様に作用する上、交流電源検出手段によって、商用交流電源の交流信号が検出され、その検出結果に基づいて、その交流信号の１／２周期又は１周期に同期した検出信号が、繰り返し生成される。つまり、元々の検出信号は、商用交流電源の交流信号の１／２周期又は１周期に等しい周期となるように、交流電源検出手段によって生成される。
【００２６】
このような周期を有する検出信号には、周期変換手段によってマスク処理が施される。周期変換手段によるマスク処理では、例えば、所定の時間幅を有するマスク信号を生成し、そのマスク信号の立ち上がり期間中に検出信号を無効化することによって、この検出信号が元々の周期よりも長周期でオンオフされる信号列に作り変えられる。
【００２７】
この変換後の検出信号のタイミングに合わせて、遅延手段によって、そのタイミングから所定時間分だけ、タイミング生成手段による撮影タイミング信号の生成が遅延される。このとき、遅延手段による遅延時間の長さを調整すれば、タイミング生成手段による撮影タイミング信号の生成タイミングを、照明手段の輝度が高輝度レベルとなるタイミングに同期させることができる。
【００２８】
請求項３の画像撮影システムは、請求項１又は２の画像撮影システムにおいて、前記タイミング生成手段は、前記撮影タイミング信号の生成に合わせて、前記撮影タイミング周期をｎ倍した周期を有する選択タイミング信号を繰り返し生成するものであり、前記画像選択手段は、前記タイミング生成手段による選択タイミング信号の生成に合わせて前記撮影手段で生成される１フィールド分の画像信号を、前記画像記憶手段へ保存する動作を実行するものである。
【００２９】
この請求項３の画像撮影システムによれば、請求項１又は２の画像撮影システムと同様に作用する上、タイミング生成手段は、撮影タイミング信号を繰り返し生成することで撮影手段による撮影動作を繰り返し実行させるとともに、撮影タイミング周期のｎ倍の周期を有する選択タイミング信号を、撮影タイミング信号に同期するように繰り返し生成する。すると、この選択タイミング信号の生成タイミングに合わせて撮影手段で生成された１フィールド分の画像信号が、画像選択手段によって画像記憶手段に保存される。この結果、撮影手段により撮影された画像信号がｎフィールド置きに画像記憶手段に保存される。
【００３０】
請求項４の画像撮影システムは、請求項１から３のいずれかの画像撮影システムにおいて、前記画像選択手段によって前記画像記憶手段に記憶された画像信号を外部装置へ出力する画像出力手段とを備えている。よって、画像記憶手段に記憶されている画像信号を、例えば、ディスプレイなどの表示装置へ出力することができる。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の画像撮影システムによれば、撮影手段によって画像信号を高速シャッタースピードで撮影するとき、その撮影手段の撮影タイミング周期が照明手段の商用交流電源の交流周期と異なる場合でも、点滅発光する照明手段の輝度変化周期とは関係なく、輝度レベルが一定の画像信号を画像記憶手段に保存することができ、かかる画像記憶手段に記憶される画像信号を読み出して再生することで、撮影画像の輝度のチラツキを防止できるという効果がある。
【００３２】
例えば、撮影手段の撮影タイミング周期が略１／６０秒であって、東日本地域の商用交流電源に応じて点滅発光する照明手段を用いて画像を撮影する場合でも、その撮影された各フィールドの画像信号の輝度変化を防止することができ、結果、略１／１００秒未満の短いシャッタースピードでも鮮明な撮影画像を撮影できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
以下、本発明の好ましい実施例について、添付図面を参照して説明する。図１は、本発明の一実施例である画像撮影システム１の電気的構成を示したブロック図である。図１に示すように、この画像撮影システム１は、主に、撮影装置２と、画像信号入力回路３と、電源センサ４と、タイミング生成回路５と、画像選択回路６と、画像メモリ７と、画像出力回路８とを備えている。
【００３４】
撮影装置２は、例えば一般的なビデオカメラで構成されており、ナトリウム灯、水銀灯、蛍光灯その各種の放電灯（以下単に「放電灯」という。）１１の照明光が照射される被撮影範囲を撮影するものである。この撮影装置２は、撮影タイミング周期Ｔ１で撮影を行うものであって、外部入力される撮影タイミング信号に合わせて（以下「同期して」ともいう。）撮影可能に形成されている。また、撮影タイミング信号は、ＮＴＳＣビデオ信号の同期信号に準拠したものである。
【００３５】
画像信号入力回路３は、撮影装置２で順次生成される画像信号が入力されるものであり、Ａ／Ｄコンバーター及びビデオデコーダーなどの機能を備えている。電源センサ４は、放電灯１１に給電を行う電源である商用交流電源１０と接続されており、この商用交流電源１０の交流電圧信号から一定のタイミングを検出するためのセンサである。
【００３６】
具体的に、この電源センサ４は、例えばフォトカプラなど電子機器で構成されており、商用交流電源１０の電圧信号が負値から正値に反転するタイミング（以下「電圧立ち上がりタイミング」ともいう。）を検出することで、その交流電圧信号の１周期に同期した検出信号を生成して、タイミング生成回路５へ出力するものである。
【００３７】
なお、電源センサ４は、商用交流電源１０の交流電圧信号が０Ｖ（ボルト）になるタイミングを検出することで、商用交流電源１０の交流電圧信号の１／２周期を検出するものであっても良い。また、電源センサ４は、商用交流電源１０の交流電圧信号が最大値又は最小値となるタイミングの一方又は双方を検出することで、その交流電圧信号の１／２周期又は１周期を検出するものであっても良い。
【００３８】
タイミング生成回路５は、電源センサ４からの検出信号に基づいて、撮影装置２に対して撮影を指令するための撮影タイミング信号を生成し、その撮影タイミング信号を撮影装置２へ繰り返し出力するものである。よって、撮影装置２は、この撮影タイミング信号に同期した画像信号を順次生成し、その画像信号を画像信号入力回路３へ順次出力する。
【００３９】
また、タイミング生成回路５は、撮影タイミング信号とは別個に選択タイミング信号を繰り返し生成し、その選択タイミング信号の画像選択回路６へ繰り返し出力するものでもある。この選択タイミング信号は、画像選択回路６に対して画像信号の保存を指令する信号であり、この選択タイミング信号が立ち上がっているときに画像選択回路６へ入力中の画像信号が画像メモリ７へ保存される。
【００４０】
また、この選択タイミング信号は、ｎ回置きに撮影タイミング信号と同期する信号であり、この撮影タイミング信号についての撮影タイミング周期Ｔ１をｎ倍（但しｎは正の整数を表す。以下同じ。）した周期Ｔ２（＝ｎ×Ｔ１）を有している。またさらに、タイミング生成回路５の内部には、周期変換回路５ａと、遅延回路５ｂと、リセット回路５ｃと、内部カウンタ５ｄとが設けられている。
【００４１】
周期変換回路５ａは、電源センサ４から入力される検出信号（以下「電源検出信号」ともいう。）にマスク処理を施して電源検出信号を間引くことで、その電源検出信号を元の周期より長い周期Ｔ３を有する検出信号（以下「電源同期信号」という。）の信号列に変換するものである。
【００４２】
具体的に、この周期変換回路５ａで実行されるマスク処理は、所定の時間幅Ｔ４を有するマスク信号を生成し、そのマスク信号の立ち上がり期間中にタイミング生成回路５へ入力される電源検出信号を無効化する。このマスク処理によって、電源検出信号は、その元々の周期よりも長周期でオンオフされる電源同期信号の信号列へと作り変えられる。
【００４３】
遅延回路５ｂは、周期変換回路５ａで生成される電源同期信号の立ち上がりタイミングから所定時間（以下「遅延時間」という。）Ｔｄが経過するまで、撮影タイミング信号及び選択タイミング信号の同時生成タイミングを遅延させるものである（図２参照）。また、この遅延回路５ｂは、遅延時間Ｔｄの長さを調節可能に形成されており、この遅延時間Ｔｄを調整することによって、撮影タイミング信号を、放電灯１１の輝度が高輝度レベルとなるタイミングに同期させることができる。
【００４４】
この結果、選択タイミング信号に基づいて画像メモリ７に保存される画像信号は、放電灯１１の輝度が高輝度レベルにある時点で撮影されたものとなり、かかる高輝度で撮影された画像信号を常に画像メモリ７に保存することができることとなる。
【００４５】
リセット回路５ｃは、電源同期信号のタイミングに合わせてリセット信号を生成するものであり、このリセット信号のタイミングに合わせて内部カウンタ５ｄのカウント信号がリセットされる。内部カウンタ５ｄは、上記した撮影タイミング信号及び選択タイミング信号を生成する場合に、そのカウント信号がタイミング生成回路５によって参照されるものであり、撮影タイミング信号と選択タイミング信号とを一定のタイミングに同期させるために用いられる。
【００４６】
画像選択回路６は、タイミング生成回路５で生成される選択タイミング信号に合わせて、画像信号入力回路３から出力されてくる画像信号を画像メモリ７に１フィールド分保存する動作を実行するものである。このとき、画像選択回路６が画像メモリ７に保存する１フィールド分の画像信号は、この画像選択信号に画像信号の保存を指令した選択タイミング信号と同時にタイミング生成回路５で生成された撮影タイミング信号によって撮影されたものである。
【００４７】
画像メモリ７は、上記したように画像選択回路６によって選択された画像信号を格納保存するための記憶媒体であり、例えば、ＳＤＲＡＭなどのデータを書換可能な揮発性メモリで構成されている。画像出力回路８は、画像メモリ７に格納されているた画像信号を読み出して、ディスプレイ１２へ出力するためのものである。この画像出力回路８によって、画像メモリ７に記憶されている画像信号は、撮影画像としてディスプレイ１２に再生表示される。
【００４８】
次に、図２を参照して、上記のように構成された画像撮影システム１の動作について説明する。図２は、商用交流電源１０の交流周波数が６０Ｈｚ又は５０Ｈｚである場合における、画像撮影システム１の動作例を示したタイミングチャートである。
【００４９】
ここで、図２は、周波数が６０Ｈｚの商用交流電源１０の交流電圧信号２１と、その交流電圧信号２１を検出した電源センサ４の電源検出信号２２と、周波数が５０Ｈｚの商用交流電源１０の交流電圧信号２３と、その交流電圧信号２３を検出した電源センサ４の電源検出信号２４と、周期変換回路５ａで生成されるマスク信号２５と、周期変換回路５ａで変換された電源同期信号２６と、リセット回路５ｃで生成されるリセット信号２７と、内部カウンタ５ｄのカウント信号２８と、タイミング生成回路５で生成される撮影タイミング信号２９と、タイミング生成回路５で生成される選択タイミング信号３０とを、それぞれ図示したものである。
【００５０】
ここで、図２では、６０Ｈｚの交流電圧信号２１と５０Ｈｚの交流電圧信号２３とを便宜上併記しているが、当然のことながら、実際の被撮影範囲に照明光を照射する放電灯１１に対して給電する商用交流電源１０は、これら交流電圧信号のいずれか一方に相当するものである。
【００５１】
なお、図２に示す動作例は、電源センサ４によって交流電圧信号２１又は２３が負値から正値に変化するタイミング２１ａ（図中の●印）又はタイミング２３ａ（図中の○印）を検出することで交流電圧信号２１又は２３の１周期を検出したものであって、撮影タイミング周期Ｔ１を略１／６０秒とし、倍数ｎの値を３とし、故に、選択タイミング周期Ｔ２が略３／６０秒となり、電源同期信号の周期Ｔ３を略６／６０秒とし、マスク信号２５の時間幅Ｔ４を略５．０／６０秒を超えかつ略６／６０秒未満とし、遅延時間Ｔｄを略１／６０秒の１／４倍である略１／２４０秒としたものである。
【００５２】
図２に示すように、商用交流電源１０の交流電圧信号２１，２３のように周波数が６０Ｈｚ又は５０Ｈｚのいずれの場合であっても、交流電圧信号２１又は２３の１周期毎に到来する立ち上がりタイミング２１ａ又は２３ａに同期して、電源検出信号２２又は２４が電源センサ４によって繰り返し出力される。この電源検出信号２２又は２４が立ち上がると、それと同時に、マスク信号２５が立ち上がり、その後、略５．５／６０秒の間、電源センサ４から出力される電源検出信号２２又は２４が無効化される。
【００５３】
このマスク処理によって、マスク信号２５が立ち上がっている期間中の電源検出信号２２又は２４が間引かれた信号列、即ち、周期Ｔ３（≒６／６０秒）で繰り返し立ち上がる電源同期信号２６が生成される。また、この電源同期信号２６は、放電灯１１に給電する商用交流電源１０の周波数が６０Ｈｚ又は５０Ｈｚのいずれの場合にも、その交流電圧値が双方一致するタイミング（以下「有効タイミング」という。）３１に同期して立ち上がるものである。
【００５４】
一方、このようにして生成された電源同期信号２６が立ち上がると、それと同時にリセット回路５ｃでリセット信号２７が生成される。このリセット回路５ｃによるリセット信号２７の生成は、電源同期信号２６が立ち上がる毎に繰り返され、結果、内部カウンタ５ｄのカウント信号２８は、電源同期信号２６に同期して、周期Ｔ３（≒６／６０秒）で繰り返しリセットされることとなる。
【００５５】
タイミング生成回路５は、内部カウンタ５ｄのカウント信号２８を参照することで、撮影タイミング信号２９を撮影タイミング周期Ｔ１で生成するとともに、この撮影タイミング信号２９のタイミングに合わせて、撮影タイミング周期Ｔ１の３倍に等しい選択タイミング周期Ｔ２で選択タイミング信号３０を生成する。
【００５６】
ここで、このタイミング生成回路５による撮影タイミング信号２９及び選択タイミング信号３０の生成タイミング３２は、電源同期信号２６の有効タイミング３１から遅延時間Ｔｄが経過するまで遅延される。この結果、選択タイミング信号３０の立ち上がりタイミングが、放電灯１１の輝度が高輝度レベルとなるタイミングに同期するように調整されるのである。
【００５７】
以上、図２に例示した画像撮影システム１の動作によれば、撮影タイミング信号２９の立ち上がりに同期して撮影装置２による撮影が実行され、その撮影された各フィールドの画像信号が画像信号入力回路３を経て画像選択回路６へ入力される。このとき、画像選択回路６には、そこへ入力中の画像信号の撮影を指令した撮影タイミング信号２９と同時に立ち上げられた選択タイミング信号３０も入力されており、この選択タイミング信号３０の入力があることで、画像選択回路６へ入力中の画像信号が画像メモリ７に書き込み保存される。
【００５８】
この結果、画像メモリ７には、放電灯１１の高輝度タイミングで撮影された画像信号が、略６／６０秒を１／６倍した周期毎に順次保存されることとなる。つまり、画像メモリ７には、撮影装置２によって略１／６０秒周期で順次撮影された画像信号が、３フィールド置きに略３／６０秒周期で順次保存される。このように動作することで、画像撮影システム１は、西日本地域又は東日本地域のいずれに関わらず、商用交流電源１０の周波数に対応して点滅発光する放電灯１１下においても輝度レベルが安定した撮影を実現できるのである。
【００５９】
以上、実施例に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。
【００６０】
例えば、上記した図２に示した本実施例の動作例では、撮影タイミング周期Ｔ１が略１／６０秒である場合に選択タイミング周期Ｔ２を略３／６０秒とすることで、画像選択回路６に入力される画像信号を３回置き（３フィールド置き）に画像メモリ７に書き込み保存したが、かかる選択タイミング周期Ｔは必ずしもこれに限定されるものではない。
【００６１】
仮に、撮影タイミング周期Ｔ１に３の公倍数（例えば、６，９，１２，１５・・・）を乗じた値を選択タイミング周期Ｔ２の値として、画像選択回路６に入力される画像信号を６，９，１２，１５・・・回置き（６，９，１２，１５・・・フィールド置き）に画像メモリ７に書き込み保存するようにしても良い。
【００６２】
また、上記した図２に示した本実施例の動作例では、マスク信号の時間幅Ｔ４を略５．０／６０秒を超えかつ略６／６０秒未満としたが、かかるマスク信号の時間幅Ｔ４の値は、あくまでも、電源センサ４により交流電圧信号の１周期を検出する場合に適当なものであり、例えば、電源センサ４により交流電圧信号の１／２周期を検出する場合は、マスク信号の時間幅Ｔ４の値を略５．５／６０秒を超えかつ略６／６０秒未満としても良い。即ち、マスク信号の時間幅Ｔ４の値の設定は、有効タイミングに同期したタイミングで電源同期信号の立ち上がるように調整すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の一実施例である画像撮影システムの電気的構成を示したブロック図である。
【図２】商用交流電源の交流周波数が６０Ｈｚ又は５０Ｈｚである場合における、画像撮影システムの動作例を示したタイミングチャートである。
【図３】（ａ）は、周波数が６０Ｈｚの商用交流電源の電圧を、（ｂ）は、その６０Ｈｚの商用交流電源の交流信号に応じて点滅発光する電灯等の照明手段の輝度を、（ｃ）は、周波数が５０Ｈｚの商用交流電源の電圧を、（ｄ）は、その５０Ｈｚの商用交流電源の交流信号に応じて点滅発光する電灯等の照明手段の輝度を、それぞれ図示したものである。
【符号の説明】
【００６４】
１ 画像撮影システム
２ 撮影装置（撮影手段）
４ 電源センサ（交流電源検出手段）
５ タイミング生成回路（タイミング生成手段）
５ａ 周期変換回路（周期変換手段）
５ｂ 遅延回路（遅延手段）
６ 画像選択回路（画像選択手段）
７ 画像メモリ（画像記憶手段）
８ 画像出力回路（画像出力手段）
１０ 商用交流電源
１１ 放電灯（照明手段）
１３ ディスプレイ（外部装置）
２１ 交流電圧信号（６０Ｈｚ）（交流信号）
２２ 電源検出信号（６０Ｈｚ）（元の検出信号）
２３ 交流電圧信号（５０Ｈｚ）（交流信号）
２４ 電源検出信号（５０Ｈｚ）（元の検出信号）
２５ マスク信号
２６ 電源同期信号（周期変換後の検出信号）
２９ 撮影タイミング信号
３０ 選択タイミング信号
Ｔ１ 撮影タイミング周期
Ｔｄ 遅延時間
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用交流電源の交流信号に応じて点滅発光する電灯等の照明手段からの照明光を受けている被撮影範囲を、撮影手段によって撮影する画像撮影システムにおいて、
前記撮影手段により生成される画像信号を記憶して保存する画像記憶手段と、
その画像記憶手段に記憶される画像信号を撮影するための撮影タイミング信号を所定の撮影タイミング周期で繰り返し生成するタイミング生成手段と、
そのタイミング生成手段により生成される撮影タイミング信号に合わせて前記撮影手段で生成される各フィールドの画像信号をｎフィールド（但し、ｎは正の整数を表す。以下同じ。）置きに前記画像記憶手段に保存する画像選択手段とを備えていることを特徴とする画像撮影システム。
【請求項２】
商用交流電源から出力される交流信号を検出し、その交流信号の１／２周期又は１周期に同期した検出信号を繰り返し生成する交流電源検出手段と、
その交流電源検出手段による検出信号をマスク処理により間引くことで、その検出信号を元の周期より長い周期に変換する周期変換手段と、
その周期変換手段により周期変換された検出信号のタイミングから所定の遅延時間が経過するまで、前記タイミング生成手段による撮影タイミング信号の生成タイミングを遅延させる遅延手段とを備えており、
その遅延時間の長さを調節することによって、前記タイミング生成手段による撮影タイミング信号を、前記照明手段の輝度が高輝度レベルとなるタイミングに同期させるものであることを特徴とする請求項１の画像撮影システム。
【請求項３】
前記タイミング生成手段は、前記撮影タイミング信号の生成に合わせて、前記撮影タイミング周期をｎ倍した周期を有する選択タイミング信号を繰り返し生成するものであり、
前記画像選択手段は、前記タイミング生成手段による選択タイミング信号の生成に合わせて前記撮影手段で生成される１フィールド分の画像信号を、前記画像記憶手段へ保存する動作を実行するものであることを特徴とする請求項１又は２の画像撮影システム。
【請求項４】
前記画像選択手段によって前記画像記憶手段に記憶された画像信号を外部装置へ出力する画像出力手段とを備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれかの画像撮影システム。
【請求項１】
商用交流電源の交流信号に応じて点滅発光する電灯等の照明手段からの照明光を受けている被撮影範囲を、撮影手段によって撮影する画像撮影システムにおいて、
前記撮影手段により生成される画像信号を記憶して保存する画像記憶手段と、
その画像記憶手段に記憶される画像信号を撮影するための撮影タイミング信号を所定の撮影タイミング周期で繰り返し生成するタイミング生成手段と、
そのタイミング生成手段により生成される撮影タイミング信号に合わせて前記撮影手段で生成される各フィールドの画像信号をｎフィールド（但し、ｎは正の整数を表す。以下同じ。）置きに前記画像記憶手段に保存する画像選択手段とを備えていることを特徴とする画像撮影システム。
【請求項２】
商用交流電源から出力される交流信号を検出し、その交流信号の１／２周期又は１周期に同期した検出信号を繰り返し生成する交流電源検出手段と、
その交流電源検出手段による検出信号をマスク処理により間引くことで、その検出信号を元の周期より長い周期に変換する周期変換手段と、
その周期変換手段により周期変換された検出信号のタイミングから所定の遅延時間が経過するまで、前記タイミング生成手段による撮影タイミング信号の生成タイミングを遅延させる遅延手段とを備えており、
その遅延時間の長さを調節することによって、前記タイミング生成手段による撮影タイミング信号を、前記照明手段の輝度が高輝度レベルとなるタイミングに同期させるものであることを特徴とする請求項１の画像撮影システム。
【請求項３】
前記タイミング生成手段は、前記撮影タイミング信号の生成に合わせて、前記撮影タイミング周期をｎ倍した周期を有する選択タイミング信号を繰り返し生成するものであり、
前記画像選択手段は、前記タイミング生成手段による選択タイミング信号の生成に合わせて前記撮影手段で生成される１フィールド分の画像信号を、前記画像記憶手段へ保存する動作を実行するものであることを特徴とする請求項１又は２の画像撮影システム。
【請求項４】
前記画像選択手段によって前記画像記憶手段に記憶された画像信号を外部装置へ出力する画像出力手段とを備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれかの画像撮影システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００９−１２４２９９（Ｐ２００９−１２４２９９Ａ）
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９４１５６（Ｐ２００７−２９４１５６）
【出願日】平成１９年１１月１３日（２００７．１１．１３）
【出願人】（５９１０４０２３６）石川県 (70)
【出願人】（３９１００７４６０）中日本ハイウェイ・エンジニアリング名古屋株式会社 (47)
【出願人】（５０４２７５７８６）株式会社松浦電弘社 (5)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月１３日（２００７．１１．１３）
【出願人】（５９１０４０２３６）石川県 (70)
【出願人】（３９１００７４６０）中日本ハイウェイ・エンジニアリング名古屋株式会社 (47)
【出願人】（５０４２７５７８６）株式会社松浦電弘社 (5)
【Ｆターム（参考）】
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