特許 6398679 撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6398679

(24)【登録日】2018年9月14日

(45)【発行日】2018年10月3日

(54)【発明の名称】撮像装置

(51)【国際特許分類】

   H04N 5/374 20110101AFI20180920BHJP

   H04N 5/378 20110101ALI20180920BHJP

   H04N 5/235 20060101ALI20180920BHJP

【ＦＩ】

   H04N5/374

   H04N5/378

   H04N5/235 700

【請求項の数】4

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2014-251418(P2014-251418)

(22)【出願日】2014年12月12日

(65)【公開番号】特開2016-116006(P2016-116006A)

(43)【公開日】2016年6月23日

【審査請求日】2017年9月11日

(73)【特許権者】

【識別番号】000102500

【氏名又は名称】ＳＭＫ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100095636

【弁理士】

【氏名又は名称】早崎 修

(72)【発明者】

【氏名】本橋 一孝

【審査官】 松永 隆志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−１３０７７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２３４３１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０１７２９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１３９４３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０４Ｎ ５／２２５−５／３７８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

基板上で直交する複数の行選択線と複数の列選択線の各交差位置に行列状に配列された複数の光電変換素子と、
基板上の一方の開始行選択線から他方の終了行選択線まで順次各行選択線を選択し、選択した行選択線に配列される全ての光電変換素子をライン露光し、各光電変換素子に光電変換した画素信号を生成させる水平走査回路と、
水平走査回路がいずれかの行選択線を選択している間に、前記複数の列選択線から順次各列選択線を選択し、選択した列選択線と行選択線の交差位置に配列される光電変換素子の画素信号を読み出す垂直走査回路と、
動画像の出力周期に同期するフレーム周期毎に、プログレッシブ方式で水平走査回路と垂直走査回路が全ての行選択線と列選択線を選択し、選択した全ての行選択線と列選択線の交差位置に配列される各光電変換素子から読み出した画素信号を合成してフレーム画像とする撮像素子と、
連続して合成されるフレーム画像をもとに動画像を生成する動画生成手段と、動画像を所定の出力周期で出力する動画出力手段とを備えた撮像装置であって、
水平走査回路は、前記出力周期より長い交換周期で、フレーム周期に同期する開始時ｔ０に交互に、第１開始行選択線と、第１開始行選択線と終了行選択線の間の第２開始行選択線のいずれかを開始行選択線として選択し、
動画生成手段は、開始行選択線を第１開始行選択線として１フレーム周期に撮像素子が合成した第１フレーム画像から、第２開始行選択線から終了行選択線の各行選択線に配列された光電変換素子が光電変換した画素信号から合成される第１共通フレーム画像を抽出し、第１共通フレーム画像と、開始行選択線を第２開始行選択線として１フレーム周期に撮像素子が合成した第２フレーム画像が連続する動画像を生成することを特徴とする撮像装置。

【請求項2】

前記撮像素子は、商用交流電源周波数に同期して点滅する発光体を撮像し、
前記動画像出力手段は、発光体の点滅周期の整数倍に近似する出力周期で動画像を出力することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。

【請求項3】

第１共通フレーム画像と第２フレーム画像間の位相が、前記発光体の点滅周期の約１／２であることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。

【請求項4】

前記発光体は、１２０Ｈｚの周波数で点滅する信号機の発光ダイオードであることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、撮像素子で撮像したフレーム画像をもとに生成した動画像を所定の出力周期で出力する撮像装置に関し、更に詳しくは、フレーム画像の撮像周期を動画像の出力周期より長い交換周期で異ならせる撮像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、撮像素子が撮像した画像を連続して記録する記憶装置を備えたドライブレコーダを自動車へ設置し、自動車の周辺の映像情報をドライブレコーダで記録しておき、後に記憶装置に記憶された映像情報を再生して交通事故などの原因分析に役立てている。一般に、ドライブレコーダに記録した動画像は、ＮＴＳＣ規格に準拠した２９．９７Ｈｚの出力周波数で動画像をモニターなどで再生する為、撮像素子で１フレーム画像を撮像するフレーム周波数を動画像の出力周波数に同期させている。

【0003】

一方、省エネルギーや視認性向上などの観点から、交通信号機の点灯には、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）が普及している。交通信号機に用いられるＬＥＤは、その設置地域の商用交流電源を電源として、商用交流電源周波数の２倍の周波数で点滅している。例えば、西日本の商用交流電源周波数は６０Ｈｚであるので、西日本に設置された交通信号機のＬＥＤは、１２０Ｈｚの周期で点滅を繰り返している。

【0004】

ここで、撮像装置の１フレーム画像の出力周波数２９．９７Ｈｚに同期させて２９．９７Ｈｚのフレーム周波数で１フレーム画像を撮像したとすると、図４に示すように撮像周期がＬＥＤの点滅周期の約４倍となって、ＬＥＤの消灯タイミングに一定期間合致することがあり、交通信号機が何色で点灯しているかを一定期間記録できない状態となる。

【0005】

そこで、特許文献１に係る撮像装置では、１フィールド毎に、第１のフィールド画像を撮像すると共に、この撮像時点から商用交流電源周波数の１／４周期分の時間経過後に第２のフィールド画像を撮像し、これら撮像された第１及び第２のフィールド画像を加算した１つのフレーム画像を連続して生成し、ＮＴＳＣ方式にして動画像を出力している。

【0006】

また、特許文献２に係る撮像装置は、商用交流電源の周波数より十分に短い、すなわちＬＥＤの点滅周期の消灯時間よりも長いシャッター時間で、撮像素子を露光させて１フレーム画像を撮影している。この従来の撮像装置によれば、撮像終期内に必ずＬＥＤが点灯する点灯時間が含まれるので、交通信号の点灯状態を確実に録画できる。

【0007】

更に、特許文献３に係る撮像装置は、撮像素子が撮像する撮像周期を、交通信号機のＬＥＤの点滅周期と非同期となる周期として、一定時間内で確実に点灯したＬＥＤの信号機を撮像するようにしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0008】

【特許文献1】特開２００９−２７８４９６号公報

【特許文献2】特開２００７−１６１１８９号公報

【特許文献3】特開２００５−３０１５１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0009】

特許文献１に記載の従来の撮像装置によれば、第１のフィールド画像の撮像時点から商用交流電源周波数の１／４周期分の時間経過後に第２のフィールド画像を撮像するが、商用交流電源周波数は、東日本と西日本で異なるので、撮像装置で撮像する場所によって第２のフィールド画像を撮像するタイミングを調整しなければならず、自動車に搭載するドライブレコーダには用いることはできない。

【0010】

また、第１のフィールド画像に対して撮像時の位相を異ならせた第２のフィールド画像は、結局、ＮＴＳＣ方式の出力タイミングに同期させる必要があるので遅延回路を設けて通過させる必要があり、そのタイミング制御が困難で余分な回路が必要となる。

【0011】

特許文献２に記載の従来の撮像装置によれば、撮像素子の露光時間が長いので、動画像を再生した際のちらつきが目立ち、撮像周期をＬＥＤの消灯周期よりも長く、動画像の出力周期より短くするための露光のタイミング制御が複雑になる。

【0012】

更に、撮像素子の露光時間がＬＥＤの消灯時間より長いので、高速に動画を撮影できず、自動車など高速で移動する被写体の移動状況を記録できない。例えば、１２０Ｈｚで点滅するＬＥＤの消灯時間は約４．１７ｍｓｅｃであるので、撮像素子の露光時間は少なくとも４．１７ｍｓｅｃ以上となり、自動車などの被写体が１００ｋｍ／ｈで移動しているとすると、１フレーム画像の露光時間中に被写体は約２７．８ｍ移動し、このような撮像装置を用いたドライブレコーダーでは、交通事故などの事故検証を行うことができない。

【0013】

特許文献３に記載の従来の撮像装置によれば、撮像周期がＮＴＳＣ規格に準拠した動画像の出力周期とも同期しないので、動画像の再生時に違和感を覚えたり、特別な表示装置や変換装置が必要となる。

【0014】

本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、既存の撮像素子や回路素子を用いて、動画像の出力周期に近似する周期で点灯する被写体を一定時間内に確実に撮像する撮像装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0015】

上述の目的を達成するため、請求項１に記載の撮像装置は、基板上で直交する複数の行選択線と複数の列選択線の各交差位置に行列状に配列された複数の光電変換素子と、基板上の一方の開始行選択線から他方の終了行選択線まで順次各行選択線を選択し、選択した行選択線に配列される全ての光電変換素子をライン露光し、各光電変換素子に光電変換した画素信号を生成させる水平走査回路と、水平走査回路がいずれかの行選択線を選択している間に、前記複数の列選択線から順次各列選択線を選択し、選択した列選択線と行選択線の交差位置に配列される光電変換素子の画素信号を読み出す垂直走査回路と、動画像の出力周期に同期するフレーム周期毎に、プログレッシブ方式で水平走査回路と垂直走査回路が全ての行選択線と列選択線を選択し、選択した全ての行選択線と列選択線の交差位置に配列される各光電変換素子から読み出した画素信号を合成してフレーム画像とする撮像素子と、１フレーム周期毎に連続して合成されるフレーム画像をもとに動画像を生成する動画生成手段と、動画像を所定の出力周期で出力する動画出力手段とを備えた撮像装置であって、
水平走査回路は、前記出力周期より長い交換周期で、フレーム周期に同期する開始時ｔ０に交互に、第１開始行選択線と、第１開始行選択線と終了行選択線の間の第２開始行選択線のいずれかを前記開始行選択線として選択し、
動画生成手段は、開始行選択線を第１開始行選択線として１フレーム周期に撮像素子が合成した第１フレーム画像から、第２開始行選択線から終了行選択線の各行選択線に配列された光電変換素子が光電変換した画素信号から合成される第１共通フレーム画像を抽出し、第１共通フレーム画像と、開始行選択線を第２開始行選択線として１フレーム周期に撮像素子が合成した第２フレーム画像が連続する動画像を生成することを特徴とする。

【0016】

第１フレーム画像から抽出される第１共通フレーム画像と第２フレーム画像は、第２開始行選択線から終了行選択線まで配列される共通の光電変換素子が光電変換した画素信号からそれぞれ合成され、第１共通フレーム画像は、プログレッシブ方式で第１開始行選択線から第２開始行選択線が選択されるまでの経過時間だけ第２フレーム画像から１フレーム周期内の位相が遅れるので、同一の撮像領域を位相が異なる撮像周期で撮像した第１共通フレーム画像と第２フレーム画像とが、動画像の出力周期より長い交換周期で交互に連続する動画像が動画出力手段から出力される。

【0017】

請求項２に記載の撮像装置は、撮像素子が、商用交流電源周波数に同期して点滅する発光体を撮像し、動画像出力手段は、発光体の点滅周期の整数倍に近似する出力周期で動画像を出力することを特徴とする。

【0018】

第１共通フレーム画像と第２フレーム画像とは、撮像タイミングの位相が異なるので、第１共通フレーム画像と第２フレーム画像のいずれかは、商用交流電源周波数に同期して点滅する発光体を点灯周期若しくは消灯周期から外れやすい。

【0019】

請求項３に記載の撮像装置は、第１共通フレーム画像と第２フレーム画像間の位相が、前記発光体の点滅周期の約１／２であることを特徴とする。

【0020】

第１共通フレーム画像と第２フレーム画像間の位相が発光体の点滅周期の約１／２である場合には、いずれも発光体の消滅期間内となることがない。

【0021】

請求項４に記載の撮像装置は、発光体は、１２０Ｈｚの周波数で点滅する信号機の発光ダイオードであることを特徴とする。

【0022】

フレーム周期をＮＴＳＣ規格に準拠する動画の出力周期に同期させ、１２０Ｈｚの周波数で点滅する発光ダイオードの点滅周期の整数倍に近似しても、第１共通フレーム画像と第２フレーム画像のいずれかは、発光ダイオードの点灯期間に信号機を撮像する。

【発明の効果】

【0023】

請求項１の発明によれば、既存の撮像素子や回路素子を変更することなく、水平走査回路により最初に選択する開始行選択線を交換周期毎に変更するだけで、異なる撮像タイミングで被写体を撮像する撮像装置が得られる。従って、タイミング制御回路による簡単なタイミング制御で、被写体が一定周期で点滅していても、点灯状態と消灯状態のいずれも撮像した動画像を生成できる。

【0024】

請求項２の発明によれば、動画像の出力周期に同期するフレーム周期が、商用交流電源周波数に同期して点滅する発光体の点滅周期の整数倍に近似しても、第１共通フレーム画像と第２フレーム画像の撮像タイミングの位相が異なるので、いずれかのフレーム画像は発光体の点灯状態若しくは消灯状態を撮像する。両者の位相は、第２開始行選択線となる行選択線を変更することにより容易に調整できる。

【0025】

請求項３の発明によれば、第１フレーム画像と第２フレーム画像のいずれもが発光体の消滅期間内となることがないので、点灯状態を確実に撮像できる。

【0026】

請求項４の発明によれば、西日本の商用交流電源で駆動する信号機の発光ダイオードの点灯状態を、ＮＴＳＣ規格に準拠した動画像を出力するドライブレコーダの撮像装置で確実に撮像できる。

【図面の簡単な説明】

【0027】

【図1】本願発明の一実施の形態に係る撮像装置１のブロック図である。

【図2】撮像素子２の概略構成を示す説明図である。

【図3】１フレーム画像の画像信号を構成する多数の画素信号を読み出す際の各行選択線ＲＬと各列選択線ＣＬを選択するタイミングを示すタイミングチャートである。

【図4】ＬＥＤの点滅周期と、第１フレーム画像Ｆ_ＯＡと第２フレーム画像Ｆ_Ｂの撮像期間を比較して示すタイミングチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0028】

本発明の一実施の形態に係る撮像装置１は、自動車のドライブレコーダに搭載されたもので、１フレーム周期毎に運転席の前方を撮像したフレーム画像を連続させて動画像とし、生成した動画像をＮＴＳＣ（National Television System Committee）規格に準拠した２９．９７Ｈｚの出力周波数でモニターや録画記録装置へ出力し、事故原因等の究明に利用するものである。

【0029】

図１は、この撮像装置１の構成を示し、車の運転席前方の景色を撮像し、後述するフレーム周期毎にフレーム画像を出力する撮像素子２と、撮像素子２が実装された回路基板１０上に、車の運転席前方の景色を結像するレンズ３と、撮像素子２での撮像タイミングと切替回路７の切替タイミングを制御するタイミング制御回路４と、画像処理回路５と、動画生成回路６と、動画生成回路６で生成した動画像を２９．９７Ｈｚの出力周波数で出力する出力部８を備えている。

【0030】

撮像素子２は、図２に示すように、ＸＹアレドス型のＣＭＯＳ（Comlementary Metal Oxide Semiconductor）撮像素子であり、回路基板１０上の受光面にマトリックス状に配列され、それぞれレンズ３を通過した光等の光を光電変換する多数の光電変換素子ＰＤと、水平方向に沿って配列された光電変換素子ＰＤ間をそれぞれ接続する多数の行選択線ＲＬと、垂直方向に沿って配列された光電変換素子ＰＤ間をそれぞれ接続する多数の列選択線ＣＬと、タイミング制御回路４から出力される選択制御信号により選択動作を行う垂直走査選択回路１１及び水平走査選択回路１２とを備えている。ここでは、水平方向に１０２４個（ｎ＝１０２４）、鉛直方向に７４０個（ｍ＝７４０）の１０２４ｘ７４０個のフォトダイオードからなる光電変換素子ＰＤが、回路基板１１上に配線される７４０本の行選択線ＲＬと１０２４本の列選択線ＣＬの各交差位置に配列されている。

【0031】

レンズ３は、運転席前方の被写体像を、後述するＴＢモードで開始行選択線とする行選択線ＲＬｋから終了行選択線ＲＬｍが配線された領域へ結像するもので、図２に示すように、本実施の形態では、この領域に配列された光電変換素子ＰＤの画像信号を合成した第１共通フレーム画像Ｆ_Ａと第２フレーム画像Ｆ_Ｂとから被写体像を撮像した動画像を生成する。一般にＣＭＯＳ撮像素子２には、実際にフレーム画像を生成する領域の周囲に予備の光電変換素子ＰＤが配列されているので、本実施の形態では、後述するように、最上方の行選択線ＲＬ１から行選択線ＲＬｋ−１までの領域に予備に配列された光電変換素子ＰＤを利用して第１共通フレーム画像Ｆ_Ａと第２フレーム画像Ｆ_Ｂの撮像時間の位相を形成する。

【0032】

ＣＭＯＳ撮像素子２は、動画像の出力周波数２９．９７Ｈｚに同期する１フレーム周期に、プログレッシブ方式で行選択線ＲＬと列選択線ＣＬの交差位置に配置された光電変換素子ＰＤを順に露光し、光電変換したその光電変換素子ＰＤから読み出す画素信号を合成して１フレーム画像を生成する。

【0033】

以下、この１フレーム画像を生成する動作を更に詳しく説明すると、図３に示すように、垂直走査選択回路１１は、多数の行選択線ＲＬから任意に設定可能な上方に配線された行選択線ＲＬ（図３のＴＡモードでは、行選択線ＲＬ１）を開始行選択線として、１フレーム周期に同期するｔ０に開始行選択線を選択し、以下、その下方の行選択線ＲＬを順に選択し、そのフレーム周期が終了するまでに任意に設定する終了行選択線（図３のＴＡモードでは、行選択線ＲＬｍ）までの全ての行選択線ＲＬを順に選択する。図３に示すように、垂直走査選択回路１１によりいずれかの行選択線ＲＬが選択されている間、その選択された行選択線ＲＬに沿って配列された全ての光電変換素子ＰＤを、図３、図４において、長方形内に対角線を加えた記号で示す露光時間、ライン露光する。

【0034】

各光電変換素子ＰＤには、それぞれ光電変換素子ＰＤが光電変換した信号電荷を蓄積する図示しないキャパシタが備えられ、垂直走査選択回路１１から行選択線ＲＬに出力されるリセット信号によりキャパシタに蓄積された信号電荷が放出され、行転送信号により光電変換素子ＰＤが光電変換した信号電荷がキャパシタに転送される。つまり、選択された行選択線ＲＬに沿って配列された全ての光電変換素子ＰＤの露光時間は、その行選択線ＲＬにリセット信号が出力されてから行転送信号が出力されるまでの時間であり、露光時間に光電変換素子ＰＤが受光した光量に応じた信号電荷がその光電変換素子ＰＤのキャパシタに蓄積されるので、キャパシタの両端の信号電位が受光量を表す画素信号となる。

【0035】

垂直走査選択回路１１からいずれかの選択された行選択線ＲＬに行転送信号が出力されると、図３に示すように、水平走査選択回路１２は、図中最も左側に配線された列選択線ＣＬ１から最も右側に配線された列選択線ＣＬｎまでの全ての列選択線ＣＬについて、左方から右方に向かって順に列選択線ＣＬを選択して列選択信号を出力する。水平走査選択回路１２と各列選択線ＣＬの間には、図２に示すように、列選択トランジスタ１３が接続され、水平走査選択回路１２から列選択信号が出力されると、その選択した列選択線ＣＬに接続する光電変換素子ＰＤのキャパシタと出力線１４間が接続される。これにより、行転送信号が出力された行選択線ＲＬと水平走査選択回路１２から列選択信号が出力された列選択線ＣＬとの交差位置に配列される光電変換素子ＰＤの画素信号が、水平走査選択回路１２から列選択信号が出力されるタイミングで出力線１４に出力される。

【0036】

同様にして、プログレッシブ方式で行選択線ＲＬと列選択線ＣＬの交差位置に配列される全ての光電変換素子ＰＤの画素信号が出力線１４に出力され、ＣＭＯＳ撮像素子２は、１フレーム周期毎に全ての光電変換素子ＰＤの画素信号を合成し、選択した行選択線ＲＬと列選択線ＣＬ１の配線位置に結像される被写体画像を表すフレーム画像を生成する。

【0037】

ＣＭＯＳ撮像素子２で生成される１フレーム画像は、フレーム画像が連続する動画像を出力部８から出力する２９．９７Ｈｚの出力周波数に同期して生成されるように、フレーム信号周波数を２９．９７Ｈｚとし、１フレーム画像を生成する１フレーム周期を約３３．３７ｍｓｅｃとしている。タイミング制御回路４は、図４に示すように、この約３３．３７ｍｓｅｃの１フレーム周期より短い３０．８５ｍｓｅｃの間に最上方の行選択線ＲＬ１から最下方の終了行選択線ＲＬｍまでの全ての行選択線ＲＬを選択し、各行選択線ＲＬに配列された全ての光電変換素子ＰＤの画素信号からフレーム画像を合成するように、垂直走査選択回路１１と水平走査選択回路１２へタイミング制御信号を出力し、これらの選択回路１１、１２から出力されるリセット信号、行転送信号、列選択信号等の出力タイミングを制御している。

【0038】

本実施の形態では、１フレーム周期の開始時を始めに開始行選択線を選択するｔ０とし、動画像の出力周期（１／２９．９７Ｈｚの約３３．３７ｍｓｅｃ）より十分に長い例えば約５００．５ｍｓｅｃの交換周期で、図３に示すように、開始行選択線を最上方の行選択線ＲＬ１とするＴＡモードと、開始行選択線を行選択線ＲＬ１より下方に配線される行選択線ＲＬｋ（ここでは最上方から下方に１００本目に配線される行選択線ＲＬ１００）とするＴＢモードのいずれかの動作モードで交互に動作するようになっている。

【0039】

すなわち、ＴＡモードでは、図４に示すように、１フレーム周期の開始時ｔ０に行選択線ＲＬ１を選択し、同一のフレーム周期内に行選択線ＲＬ１から終了行選択線の行選択線ＲＬｍまで順次選択し、回路基板１０上の行選択線ＲＬ１から行選択線ＲＬｍが配線された領域に結像される被写体画像を撮像した第１フレーム画像Ｆ_ＯＡがＣＭＯＳ撮像素子２で生成される。同様にして第１フレーム画像Ｆ_ＯＡが１５回連続して生成されると、約５００．４ｍｓｅｃの交換周期で動作モードはＴＡモードからＴＢモードに移行する。

【0040】

ＴＢモードでは、図４に示すように、１フレーム周期の開始時ｔ０に行選択線ＲＬｋ（本実施の形態ではｋ＝１００）を選択し、同一のフレーム周期内に行選択線ＲＬｋから終了行選択線の行選択線ＲＬｍまで順次選択し、回路基板１０上の行選択線ＲＬｋから行選択線ＲＬｍが配線された領域に結像される被写体画像を撮像した第２フレーム画像Ｆ_ＢがＣＭＯＳ撮像素子２で生成される。同様にして第２フレーム画像Ｆ_Ｂが１５回連続して生成されると、約５００．５ｍｓｅｃの交換周期で再び動作モードはＴＢモードからＴＡモードに移行し、以後これを繰り返す。

【0041】

ＣＭＯＳ撮像素子２の出力に接続された切替回路７には、このようにして交換周期毎に第１フレーム画像Ｆ_ＯＡと第２フレーム画像Ｆ_ＯＢが交互に入力される。タイミング制御回路４は、交換周期に同期して垂直走査選択回路１１の動作モードをＴＡモードとＴＢモードの間で切り替えるモード切替信号を垂直走査選択回路１１へ出力するとともに、そのモード切替信号を切替回路７へも出力するので、切替回路７は、モード切替信号を用いてＣＭＯＳ撮像素子２から入力されるフレーム画像が第１フレーム画像Ｆ_ＯＡである場合には画像処理回路５へ、第２フレーム画像Ｆ_Ｂである場合には、画像生成回路６へ切替出力する。

【0042】

画像処理回路５は、行選択線ＲＬ１から行選択線ＲＬｋの１本上方の行選択線ＲＬｋ−１までに配列された光電変換素子ＰＤから出力された画素信号を第１フレーム画像Ｆ_ＯＡから除いて、行選択線ＲＬｋから行選択線ＲＬｍまでの各行選択線ＲＬに配列された光電変換素子ＰＤの画素信号から合成した第１共通フレーム画像Ｆ_Ａとし、画像生成回路６へ出力する。

【0043】

画像生成回路６には、ＣＭＯＳ撮像素子２がＴＡモードで動作する間、画像処理回路５から第１共通フレーム画像Ｆ_Ａが入力され、ＴＢモードで動作する間、ＣＭＯＳ撮像素子２から直接第２フレーム画像Ｆ_ＯＢが入力されるが、第１共通フレーム画像Ｆ_Ａと第２フレーム画像Ｆ_Ｂとは、回路基板１０上の行選択線ＲＬｋから行選択線ＲＬｍが配線された同一領域に結像される被写体画像を撮像した画像信号であるので、交換周期で両者を連続させて動画像としても、動画像上での被写体の位置が変化せず、違和感なく動画像をみることができる。

【0044】

ここで、ＴＡモードでは、１フレーム周期内の約３０．８５ｍｓｅｃに最上方の行選択線ＲＬ１から順に最下方の終了行選択線ＲＬｍまで選択して走査するので、最上方の行選択線ＲＬ１から下方の行選択線ＲＬｋが選択される時間は、図４に示すように、ｔｄ時間遅れる。例えば、本実施の形態のＴＡモードでは、約３０．８５ｍｓｅｃの行選択線ＲＬ１から終了行選択線の行選択線ＲＬｍまでの７４０本の行選択線ＲＬを選択して走査するので、最上方の行選択線ＲＬ１を選択する開始時ｔ０から１００本下方の行選択線ＲＬｋ（ｋ＝１００）が選択されるまでの時間ｔｄは、約４．１７ｍｓｅｃとなる。つまり、フレーム信号にそれぞれ同期する第１共通フレーム画像Ｆ_Ａの撮像周期は、第２フレーム画像Ｆ_Ｂの撮像周期に対して、約４．１７ｍｓｅｃ遅れる。

【0045】

一方、西日本の６０Ｈｚの商用交流電源で動作する信号機のＬＥＤは、図４に示すように、１２０Ｈｚの周期で点滅し、約４．１７ｍｓｅｃの点灯時間と約４．１７ｍｓｅｃの消灯時間を繰り返している。本実施の形態では、ＴＡモードで、開始行選択線ＲＬ１からＴＢモードでの開始行選択線となる行選択線ＲＬｋまでの走査時間が、このＬＥＤの点滅周期の約１／２となるようにＴＢモードでの開始行選択線ＲＬｋを選択しているので、第１共通フレーム画像Ｆ_Ａの撮像周期と第２フレーム画像Ｆ_ＯＢの撮像周期の位相は信号機のＬＥＤの点滅周期のほぼ１／２となり、第１共通フレーム画像Ｆ_Ａと第２フレーム画像Ｆ_Ｂのいずれかに点灯状態のＬＥＤが撮像される。

【0046】

画像生成回路６は、フレーム周波数に同期して約５００．５ｍｓｅｃの交換周期で交互に、画像処理回路５から連続して入力される第１共通フレーム画像Ｆ_Ａと、ＣＭＯＳ撮像素子２から入力される第２フレーム画像とを連続させて動画像とし、出力部８へ出力する。
出力部８に入力される動画像のフレーム周波数は、ＮＴＳＣ規格に準拠した２９．９７Ｈｚの出力周波数と同一であるので、出力部８は、画像生成回路６から出力される動画像をＮＴＳＣ規格に準拠した録画装置や再生装置へ周波数を変えることなく出力できる。ここで、動画像を構成する第１共通フレーム画像Ｆ_Ａと第２フレーム画像Ｆ_Ｂのいずれかには、点灯状態のＬＥＤが撮像されているので、少なくとも約５００．５ｍｓｅｃの交換周期以上の動画再生期間内には必ず点灯状態の交通信号のＬＥＤが撮像され、確実に交通事故などの事故検証を行うことができる。

【0047】

上述の実施の形態では、ＴＡモードとＴＢモードのいずれのモードでも、終了行選択線を同一の行選択線ＲＬｍとしているが、画像処理回路５で一部の画像信号を取り除き、第１共通フレーム画像Ｆ_Ａと第２フレーム画像Ｆ_Ｂとを同一撮像領域に配列された光電変換素子ＰＤの画素信号から合成するものとすることができれば、必ずしも終了行選択線を一致させる必要はない。

【0048】

また、第１共通フレーム画像Ｆ_Ａの撮像周期と第２フレーム画像Ｆ_ＯＢの撮像周期の位相が信号機のＬＥＤの点滅周期の約１／２となるように、ＴＢモードでの開始行選択線となる行選択線ＲＬｋを決定しているが、垂直走査選択回路１１での行選択線ＲＬの走査速度を調整したりやＴＢモードでの開始行選択線を選択することにより、所望の撮像周期の位相が得られる。

【0049】

更に上述の実施の形態では、１フレーム画像を生成するフレーム周波数を動画像を出力する出力周波数に一致させているが、本発明は、フレーム周波数と出力周波数が非同期の撮像装置についても適用できる。

【産業上の利用可能性】

【0050】

本発明は、一定周期で点滅する発光体を撮像する撮像装置に適している。

【符号の説明】

【0051】

１ 撮像装置
２ 撮像素子
８ 出力部（動画出力手段）
１０ 回路基板（基板）
１１ 垂直走査選択回路
１２ 水平走査選択回路
Ｆ_ＯＡ 第１フレーム画像
Ｆ_Ａ 第１共通フレーム画像
Ｆ_Ｂ 第２フレーム画像
ＰＤ 光電変換素子（光電変換素子）
ＲＬ 行選択線
ＣＬ 列選択線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】