特許 7057862 カメラ装置

(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】

(24)【登録日】2022-04-12

(45)【発行日】2022-04-20

(54)【発明の名称】カメラ装置

(51)【国際特許分類】

   H04N 5/232 20060101AFI20220413BHJP

   H04N 5/351 20110101ALI20220413BHJP

   G03B 15/00 20210101ALI20220413BHJP

   G03B 7/091 20210101ALI20220413BHJP

【ＦＩ】

H04N5/232 220

H04N5/232 450

H04N5/351

G03B15/00 T

G03B15/00 R

G03B15/00 Q

G03B7/091

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021506838

(86)(22)【出願日】2019-03-18

(86)【国際出願番号】 JP2019011108

(87)【国際公開番号】W WO2020188684

(87)【国際公開日】2020-09-24

【審査請求日】2021-07-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000001122

【氏名又は名称】株式会社日立国際電気

(74)【代理人】

【識別番号】100116687

【弁理士】

【氏名又は名称】田村 爾

(74)【代理人】

【識別番号】100098383

【弁理士】

【氏名又は名称】杉村 純子

(74)【代理人】

【識別番号】100155860

【弁理士】

【氏名又は名称】藤松 正雄

(72)【発明者】

【氏名】小坂 大樹

【審査官】津幡 貴生

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１５－２１６４８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１３０６７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－０３２２１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／００４２１７６（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｎ ５／２２２－５／２５７

Ｈ０４Ｎ ５／３５１

Ｇ０３Ｂ １５／００

Ｇ０３Ｂ ７／０９１

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定の撮影場所に移動してきた撮影対象物を撮影して後段の装置に映像出力を提供するカメラ装置において、
映像出力用の撮影を行う第１の駆動モードと、前記第１の駆動モードよりも高速に撮影を行う第２の駆動モードとを切り替え可能な撮像素子と、
前記撮像素子により前記第２の駆動モードで撮像された撮像信号に基づいて、所定の撮影場所に存する撮影対象物を検出する物体検出部と、
前記物体検出部により撮影対象物が検出されたことに応じて、少なくとも次の撮影タイミングにおいて前記第１の駆動モードで動作するように前記撮像素子を制御する撮像素子駆動制御部と、
前記撮像素子により前記第１の駆動モードで撮像された撮像信号を処理し、前記後段の装置に映像出力を提供するカメラ映像処理部と、
を備え、
前記物体検出部は、撮影対象物の移動方向に沿って、前記撮像素子による撮影間隔における撮影対象物の移動量に応じた幅を持つ検出範囲が予め設定されており、前記撮像素子による撮影映像において、移動する撮影対象物の先頭部分が前記検出範囲内にて検出された場合に、所定の撮影場所に存する撮影対象物の検出とし、
前記検出範囲として、前記第１の駆動モードでの撮影時に使用する第１の検出範囲と、前記第２の駆動モードでの撮影時に使用する第２の検出範囲とを有し、
前記第１の検出範囲における撮影対象物の移動方向の上流側の境界が、前記第２の検出範囲における撮影対象物の移動方向の上流側の境界よりも上流に設定されていることを特徴とするカメラ装置。

【請求項2】

所定の撮影場所に移動してきた撮影対象物を撮影して後段の装置に映像出力を提供するカメラ装置において、
映像出力用の撮影を行う第１の駆動モードと、前記第１の駆動モードよりも高速に撮影を行う第２の駆動モードとを切り替え可能な撮像素子と、
前記撮像素子により前記第２の駆動モードで撮像された撮像信号に基づいて、所定の撮影場所に存する撮影対象物を検出する物体検出部と、
前記物体検出部により撮影対象物が検出されたことに応じて、少なくとも次の撮影タイミングにおいて前記第１の駆動モードで動作するように前記撮像素子を制御する撮像素子駆動制御部と、
前記撮像素子により前記第１の駆動モードで撮像された撮像信号が書き込まれるフレームメモリと、
前記フレームメモリから撮像信号を読み出して処理し、前記後段の装置に映像出力を提供するカメラ映像処理部と、
を備え、
前記物体検出部は、撮影対象物の移動方向に沿って、前記撮像素子による撮影間隔における撮影対象物の移動量に応じた幅を持つ検出範囲が予め設定されており、前記撮像素子による撮影映像において、移動する撮影対象物の先頭部分が前記検出範囲内にて検出された場合に、所定の撮影場所に存する撮影対象物の検出とし、
前記検出範囲として、前記第１の駆動モードでの撮影時に使用する第１の検出範囲と、前記第２の駆動モードでの撮影時に使用する第２の検出範囲とを有し、
前記第１の検出範囲における撮影対象物の移動方向の上流側の境界が、前記第２の検出範囲における撮影対象物の移動方向の上流側の境界よりも上流に設定されていることを特徴とするカメラ装置。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載のカメラ装置において、
前記撮像素子による撮影間隔における撮影対象物の移動量に基づいて、撮影対象物を移動させる物体移動装置に対して速度制御信号を出力することを特徴とするカメラ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、所定の撮影場所に移動してきた撮影対象物を撮影して後段の装置に映像出力を提供するカメラ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来より、撮影対象物を移動させながら、撮影対象物が所定の撮影場所に移動してきた際に工業用カメラで撮影する撮影システムが実用に供されている。

【0003】

従来は、撮影対象物（被写体）を移動させる物体移動装置側に、カメラの撮影タイミングの起点を決めるトリガ生成装置を用意し、トリガ生成に合わせて撮影対象物を撮影場所に配置して撮影していた。図１には、従来の撮影システムの構成例を示してある。図１の撮影システムは、物体移動装置１１と、トリガ生成装置１２と、カメラ１３と、映像処理装置１４とを備えている。

【0004】

物体移動装置１１は、撮影対象物を移動させる装置であり、例えば、ベルトコンベアなどが用いられる。物体移動装置１１により移動される撮影対象物は、例えば、民芸品などの物体である。物体移動装置１１は、撮影すべきタイミングを決定するための撮影基準信号１１ｔをトリガ生成装置１２に与える。また、物体移動装置１１により撮影場所に移動された撮影対象物は、撮影場所の照明環境などにより照明される。これにより、撮影対象物からの撮影光１１ｖがカメラ１３に与えられる。

【0005】

トリガ生成装置１２は、物体移動装置１１から撮影基準信号１１ｔを受け取ると、カメラ１３が利用できる形式のトリガパルス１２ｔを出力する。撮影基準信号１１ｔとしては、例えば、ベルトコンベアの歯車の回転カウント、赤外線を出射するＬＥＤ（Light Emitting Diode）と赤外線を受光するフォトダイオードの組み合わせ（ＬＥＤとフォトダイオード間を通過する物体による赤外線の遮光を検出するフォトカプラ）による物体検出信号、物体の加重検知による物体検出信号など、様々なタイプの信号を用いることができる。トリガ生成装置１２には、トリガパルス１２ｔを生成するための電源供給が必要であると共に、トリガパルス１２ｔをカメラ１３に伝達するための電気結線が必要である。

【0006】

カメラ１３は、撮影対象物からの撮影光１１ｖをトリガパルス１２ｔの入力タイミング（ＯＮのタイミング）に合わせて撮像し、撮影光１１ｖを電気の映像信号へ変換し、映像出力１３ｖを映像処理装置１４に伝送する。

【0007】

映像処理装置１４は、カメラ１３からの映像出力１３ｖを受信して種々の処理を行う。また、映像処理装置１４は、カメラ１３の動作設定や状態確認を行うための機能設定信号１４ｃの送信やその応答の受信も行う。映像処理装置１４としては、ＰＣ（Personal Computer）などの汎用的な装置を用いてもよいし、専用の工業装置を用いてもよいし、種々の装置を使用することができる。

【0008】

図２には、従来の工業用カメラの構成例を示してある。図２の工業用カメラは、図１の撮影システムにおけるカメラ１３に対応している。従来の工業用カメラは、後段の映像処理装置１４が要求する映像出力１３ｖのために、固定の動作条件で撮影を行っていた。図２の工業用カメラは、レンズ２１と、カメラ映像処理部２０とを備えている。カメラ映像処理部２０は、撮像素子２２と、高精度映像処理部２３と、出力同期制御部２４と、撮像素子駆動制御部２５と、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２６とを有している。

【0009】

カメラ映像処理部２０では、トリガパルス１２ｔの入力に合わせて撮影を開始し、撮像素子２２の光電変換面に入力された光２１ｖを電気信号に変換し、機能設定信号１４ｃで要求された条件に従って映像処理を行い、映像出力１３ｖとして電気信号を出力する。

【0010】

レンズ２１は、撮影対象物からの撮影光１１ｖを撮像素子２２の光電変換面に集光し、撮影対象物の像を光電変換面に結像させるように配置されている。レンズは、従来方式と後述する提案方式との差異に影響を及ぼさない部分であるため、詳しい説明については割愛する。

【0011】

撮像素子２２は、レンズ２１によって光電変換面に集光された光２１ｖ（撮影対象物の像）を電気信号に変換し、撮像信号２２ｖとして出力する。

【0012】

高精度映像処理部２３は、撮像素子２２から出力された撮像信号２２ｖを、解像度・階調表現・色合いなどが後段の映像処理装置１４が求める品質となるように処理し、処理結果の映像信号２３ｖを出力する。従来方式では、撮像素子２２から撮像信号２２ｖが出力される毎に、解像度・階調表現・色合いなどが後段の映像処理装置１４が求める品質となるように処理を行って映像信号２３ｖを出力していた。すなわち、撮像素子２２から出力される全ての撮像信号２２ｖを映像信号２３ｖに変換して出力していた。

【0013】

出力同期制御部２４は、高精度映像処理部２３から出力された映像信号２３ｖに、後段の映像処理装置１４が受信でき且つ映像の出力範囲の座標（水平方向及び垂直方向の撮影範囲）が分かるように加工を施して、映像出力１３ｖの出力を行う。また、出力同期制御部２４は、トリガパルス１２ｔの入力を撮影の開始タイミングとして、映像の出力範囲の座標が正しく連携するように高精度映像処理部２３及び撮像素子駆動制御部２５に同期信号２４ｔを与えることで、映像座標のタイミング管理を行う。

【0014】

撮像素子駆動制御部２５は、撮像素子２２の露光時間や出力する映像座標を適切にする制御のために、制御信号２５ｔを撮像素子２２に出力する。制御信号２５ｔは、撮像素子２２の露光時間や映像の出力範囲などを決める信号である。制御信号２５ｔとしては、電圧とパルス幅を持つ駆動パルスであってもよく、露光時間や映像の出力範囲などを決めるレジスタへのパラメータ入力であってもよい。また、撮像素子２２として画素混合可能な撮像素子を用いる場合には、制御信号２５ｔに画素混合の設定を含めてもよい。従来のカメラでは、高精度映像処理部２３や後段の映像処理装置１４が要求する解像度などが常に満たされるように、固定された水平方向及び垂直方向の範囲に映像の出力範囲が制御されている。

【0015】

ＣＰＵ２６は、機能設定信号１４ｃで要求されたデータをメモリから読み出して、後段の映像処理装置１４にカメラの状態を伝える。また、ＣＰＵ２６は、カメラの状態を切り替えるために、撮像素子駆動制御部２５と高精度映像処理部２３と出力同期制御部２４の状態変更を指示する機能設定信号２６ｃを出力する。機能設定信号２６ｃは、各ブロックに接続された個別のポート制御結線を用いて伝送してもよく、各ブロックが共通バスを通じて参照できるレジスタを用いて伝送してもよい（つまり、レジスタの設定を書き換える）。また、撮像素子２２をレジスタの設定で制御できる構成などの場合は、機能設定信号２６ｃによりレジスタに直接パラメータ入力することも考えられる。
以上のように、従来方式では、システムで事前に決めておいた撮影モードに固定して、同じ条件で撮影を繰り返すように構成されていた。

【0016】

昨今は、高解像度と高速撮影を実現できる撮像素子が開発されている。しかしながら、撮像素子が撮影できる秒間撮像枚数（フレームレート）に対して、映像出力を伝送できるフレームレートがボトルネックとなり、撮像素子の性能を活かしきれない場合が発生している。また、高解像度で且つ通常のフレームレートが低速な撮像素子を用いる場合に、映像の出力範囲の制限や画素混合技術によってフレームレートを高速化する手法が存在するが、現状では効果的に用いられていない。
撮像素子の制御に関しては、従来より種々の発明が提案されている（例えば、特許文献１～３参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0017】

【文献】特開２００６－０７４３６６号公報

【文献】特開２０００－３２４４３６号公報

【文献】特開２００２－３５４３４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0018】

上述した従来の撮影システムは、トリガ生成装置を備えた構成であるため、トリガ生成装置への電源供給と工業用カメラへのトリガパルス結線が必要であった。また、撮像素子の性能や機能が向上しているにも関わらず、カメラ映像の伝送能力がボトルネックとなり、撮像素子の性能や機能の向上を活かしきれていない実態があった。

【0019】

本発明は、上記のような従来の事情に鑑みて為されたものであり、所定の撮影場所に移動してきた撮影対象物をトリガ生成装置なしで撮影することが可能なカメラ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】

【0020】

上記目的を達成するために、本発明では、カメラ装置を以下のように構成した。
本発明の第１の側面に係るカメラ装置は、所定の撮影場所に移動してきた撮影対象物を撮影して後段の装置に映像出力を提供するカメラ装置において、映像出力用の撮影を行う第１の駆動モードと、前記第１の駆動モードよりも高速に撮影を行う第２の駆動モードとを切り替え可能な撮像素子と、前記撮像素子により前記第２の駆動モードで撮像された撮像信号に基づいて、所定の撮影場所に存する撮影対象物を検出する物体検出部と、前記物体検出部により撮影対象物が検出されたことに応じて、前記第１の駆動モードで動作するように前記撮像素子を制御する撮像素子駆動制御部と、前記撮像素子により前記第１の駆動モードで撮像された撮像信号を処理し、前記後段の装置に映像出力を提供するカメラ映像処理部と、を備えたことを特徴とする。

【0021】

本発明の第２の側面に係るカメラ装置は、所定の撮影場所に移動してきた撮影対象物を撮影して後段の装置に映像出力を提供するカメラ装置において、前記後段の装置への映像出力よりも高速に撮影を行う撮像素子と、前記撮像素子により撮像された撮像信号に基づいて、所定の撮影場所に存する撮影対象物を検出する物体検出部と、前記物体検出部により撮影対象物が検出されたことに応じて、前記撮像素子により撮像された撮像信号が書き込まれるフレームメモリと、前記フレームメモリから撮像信号を読み出して処理し、前記後段の装置に映像出力を提供するカメラ映像処理部と、を備えたことを特徴とする。

【0022】

本発明の第３の側面に係るカメラ装置は、所定の撮影場所に移動してきた撮影対象物を撮影して後段の装置に映像出力を提供するカメラ装置において、映像出力用の撮影を行う第１の駆動モードと、前記第１の駆動モードよりも高速に撮影を行う第２の駆動モードとを切り替え可能な撮像素子と、前記撮像素子により前記第２の駆動モードで撮像された撮像信号に基づいて、所定の撮影場所に存する撮影対象物を検出する物体検出部と、前記物体検出部により撮影対象物が検出されたことに応じて、前記第１の駆動モードで動作するように前記撮像素子を制御する撮像素子駆動制御部と、前記撮像素子により前記第１の駆動モードで撮像された撮像信号が書き込まれるフレームメモリと、前記フレームメモリから撮像信号を読み出して処理し、前記後段の装置に映像出力を提供するカメラ映像処理部と、を備えたことを特徴とする。

【0023】

なお、上記第１～第３の側面に係るカメラ装置は更に、前記撮像素子による撮影間隔における撮影対象物の移動量に基づいて、撮影対象物を移動させる物体移動装置に対して速度制御信号を出力するように構成してもよい。

【発明の効果】

【0024】

本発明によれば、所定の撮影場所に移動してきた撮影対象物をトリガ生成装置なしで撮影することが可能なカメラ装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】従来の撮影システムの構成例を示す図である。

【図2】図１の撮影システムで使用されるカメラ装置の構成例を示す図である。

【図3】本発明の一実施形態に係る撮影システムの構成例を示す図である。

【図4】図３の撮影システムで使用されるカメラ装置の第１構成例を示す図である。

【図5】図３の撮影システムで使用されるカメラ装置の第２構成例を示す図である。

【図6】第１構成例のカメラ装置による高速度判定処理のフローチャート例を示す図である。

【図7】第１構成例のカメラ装置による撮影・出力映像の時系列順の画像例を示す図である。

【図8】第２構成例のカメラ装置による撮影・出力映像の時系列順の画像例を示す図である。

【図9】本発明の一実施形態に係る撮影システムの別の構成例を示す図である。

【図10】図９の撮影システムで使用されるカメラ装置の構成例（第３構成例）を示す図である。

【図11】第３構成例のカメラ装置による撮影・出力映像の時系列順の画像例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0026】

本発明の一実施形態に係る撮影システムについて、図面を参照して説明する。
図３には、本発明の一実施形態に係る撮影システムの構成例を示してある。図３の撮影システムは、物体移動装置３１と、カメラ３３と、映像処理装置３４とを備えている。

【0027】

物体移動装置３１は、撮影対象物（被写体）を移動させる装置であり、例えば、ベルトコンベアなどが用いられる。物体移動装置３１により移動される撮影対象物は、例えば、民芸品などの物体である。物体移動装置３１により撮影場所に移動された撮影対象物は、撮影場所の照明環境などにより照明される。これにより、撮影対象物からの撮影光３１ｖがカメラ３３に与えられる。

【0028】

カメラ３３は、撮影場所に移動してきた撮影対象物からの撮影光３１ｖを撮像し、撮影光３１ｖを電気の映像信号へ変換し、映像出力３３ｖを映像処理装置３４に伝送する。カメラ３３は、図４又は図５を参照して後述するように、撮影対象物が撮影すべき場所にいることを判定する高速度撮影判定部（４０Ａ）と、後段の映像処理装置３４が要求する映像出力を生成するためのカメラ映像処理部（４０Ｂ）とを備えている。

【0029】

映像処理装置３４は、カメラ３３からの映像出力３３ｖを受信して種々の処理を行う。また、映像処理装置３４は、カメラ３３の動作設定や状態確認を行うための機能設定信号３４ｃの送信やその応答の受信も行う。機能設定信号３４ｃには、カメラ３３の高速度撮影判定部（４０Ａ）で所望の動作を実行させるための設定値や、背景状態の取得のための前動作の指示などが含まれる。映像処理装置３４としては、ＰＣなどの汎用的な装置を用いてもよいし、専用の工業装置を用いてもよいし、種々の装置を使用することができる。

【0030】

図４には、本発明に係るカメラ装置の第１構成例を示してある。図４のカメラ装置は、図３の撮影システムにおけるカメラ３３に対応している。第１構成例のカメラ装置は、レンズ４１と、高速度撮影判定部４０Ａと、カメラ映像処理部４０Ｂとを備えている。高速度撮影判定部４０Ａは、撮像素子４２と、簡易物体検出部４３と、撮像素子駆動制御部４４とを有している。カメラ映像処理部４０Ｂは、高精度映像処理部４５と、出力同期制御部４６と、ＣＰＵ４７とを有している。

【0031】

高速度撮影判定部４０Ａでは、カメラ映像処理部４０Ｂからの機能設定信号４７ｃにより要求された条件に従って、撮像素子４２の光電変換面に入力された光４１ｖを判定用高速撮影と出力用高精細撮影とで切り替えて電気信号に変換し、撮像信号４３ｖをカメラ映像処理部４０Ｂに出力する。また、高速度撮影判定部４０Ａは、撮像信号４３ｖが有効なタイミングを伝えるための相互同期信号４４ｃの入出力も行う。

【0032】

カメラ映像処理部４０Ｂでは、映像処理装置３４からの機能設定信号３４ｃにより要求された条件に従って、高速度撮影判定部４０Ａからの撮像信号４３ｖに映像処理を行い、映像出力３３ｖとして電気信号を出力する。また、カメラ映像処理部４０Ｂは、後段の映像処理装置３４との連携のために出力同期制御を行うと共に、基準となる同期信号を高速度撮影判定部４０Ａに出力し且つ利用すべき撮像信号４３ｖのタイミング入力を受けるために、相互同期信号４４ｃを入出力する。

【0033】

レンズ４１は、撮影対象物からの撮影光４１ｖを撮像素子４２の光電変換面に集光し、撮影対象物の像を光電変換面に結像させるように配置されている。レンズは、上述した従来方式と本提案方式との差異に影響を及ぼさない部分であるため、詳しい説明については割愛する。

【0034】

撮像素子４２は、駆動モードとして、判定用高速撮影のために画素混合機能や部分読み出し機能などを用いて高速に撮影する高速ドラフト駆動と、出力用高精細撮影のために有効画素を個々に読み出す通常撮影用駆動とを有する。撮像素子４２は、撮像素子駆動制御部４４からの制御信号４４ｔに従って、高速ドラフト駆動と通常撮影用駆動を切り替えられながら、光電変換面に集光された光４１ｖ（撮影対象物の像）を電気信号に変換し、撮像信号４２ｖとして出力する。

【0035】

簡易物体検出部４３は、簡易なノイズフィルタなどを用いて、撮像信号４２ｖに含まれるノイズや微小な映像変化を平滑化するノイズフィルタ処理を行い、機能設定信号４７ｃに従って前動作として取得された又は範囲指定された背景閾値の映像レベルと比較し、ノイズフィルタ処理後の撮像信号の値が外れているか否かを判定する。値が外れている場合は物体が存在している可能性有りとして物体有無判定結果４３ｃを撮像素子駆動制御部４４に出力する。
また、簡易物体検出部４３は更に、利用者が動作確認する時は機能設定信号４７ｃによって切り替えてノイズフィルタ処理後の撮像信号を、通常時は撮像信号４２ｖを撮像信号４３ｖとして出力する。

【0036】

ここで背景閾値とは撮影対象の物体が無い状態で、物体移動装置を動作させて撮影した時の映像出力、例えばカラーで有れば赤、緑、青の信号出力の値（例えばＲ＝２１９、Ｇ＝２３８、Ｂ＝２４３）を読み取り、その値からユーザが決めて機能設定信号３４ｃで指定した閾値幅（例えば２０％）に応じて閾値の公差（例えばＲ＝２１９～２１９＊（１００－２０）≒１７５、Ｇ＝２３８～１９０、Ｂ＝２４３～１９４）を背景と扱い、撮影対象の物体を判別する撮影中には入力映像をノイズフィルタ処理時に合わせて閾値幅による公差中心の補正（例えば１００－２０/２＝９０％）を施し、赤、緑、青の信号出力の値が全て前出の閾値の公差に含まれれば背景として、どれかひとつでも閾値の公差から外れれば物体の可能性有りとして扱うための比較用の値である。

【0037】

物体の可能性有りとされた画素は、その周囲に連続して背景以外が存在するかを判定して、一定以上の連続性を満たす場合に物体検出として成立させる。背景以外が一定の連続性を持つことを確認するのはノイズなどの誤判定を防ぐためであり、連続性を見付ける処理が有ればその手段を問うものではない。敢えて手段例を幾つか挙げるなら、ひとつは画素単位では背景か否かの二値で表せる状態に有るので、ノイズなどの誤判定を防ぐためには外部スイッチなどの入力に対するチャタリング防止ロジックと同種の論理が有効と言える。別の観点からはノイズ除去フィルタにより周辺の合成比率を増やしておけば、フィルタ範囲の面積内に有る一定比率以上が背景以外となる画素が占めなければ背景閾値の公差を超えることが無くなり連続性の検出に有効と言える。

【0038】

撮像素子駆動制御部４４は、撮像素子４２の露光時間や出力する映像座標を適切にする制御のために、制御信号４４ｔを撮像素子４２に出力する。制御信号４４ｔは、撮像素子４２の露光時間や映像の出力範囲などを決める信号である。制御信号４４ｔとしては、電圧とパルス幅を持つ駆動パルスであってもよく、露光時間や映像の出力範囲などを決めるレジスタへのパラメータ入力であってもよい。また、撮像素子４２として画素混合が可能な撮像素子を用いる場合には、制御信号４４ｔに画素混合の設定を含めてもよい。

【0039】

この撮像素子駆動制御部４４は、撮像素子の水平と垂直の駆動を行うためのカウンタ座標を内包しており、物体有無判定結果４３ｃが示す物体有りの可能性が、数回のクロックカウンタ続いて発生した場合に連続性が有り実際に物体が存在するとし、その先頭座標を「水平の検出先頭位相」として座標情報を保持する。垂直方向にも物体有無判定結果４３ｃが示す物体有りの可能性が、検出された水平ラインが数回繰り返す場合に連続性が有り実際に物体が存在するとし、「垂直の検出先頭位相」として座標情報を保持する。これにより、物体有無判定結果４３ｃが示す物体有りの可能性が、隣接又は連結して連続領域として存在するかを判定し、現在の撮影が背景のみの撮影か、それとも何らかの物体が存在している状態での撮影かを判断できる状態になる。これら「検出先頭位相」の座標と、機能設定信号４７ｃか初期動作によって設定された移動方向に対する「撮影先頭位相範囲」とを比べ、「検出先頭位相」が「撮影先頭位相範囲」に到達した場合は、次の駆動動作を出力用高精細撮影のための通常撮影用駆動に切り替え、そうでない場合は判定用高速撮影のための高速ドラフト駆動とするよう、撮像素子４２の次の駆動シーケンスや内部レジスタを書き換えて、撮像素子４２の駆動モードを切り替える。

【0040】

また、撮像素子駆動制御部４４は、高速ドラフト駆動にする際にカメラ映像処理部４０Ｂと連携して動作するように、相互同期信号４４ｃの一種であるタイミング情報をタイミング接続バスに出力してカメラ映像処理部４０Ｂの出力同期制御部４６に伝達する。第１構成例では、カメラ映像処理部４０Ｂや後段の映像処理装置３４が要求する解像度などを常に満たす条件では撮像素子４２を駆動させていない。つまり、第１構成例のカメラ装置は、物体検出を高速判定できるように制限された範囲で動作する高速ドラフト駆動と、物体が適切な位置範囲に移動してきた際に後段の処理が要求する条件で動作する通常撮影用駆動とを切り替えるシーケンスを持つことを特徴としている。

【0041】

高精度映像処理部４５は、簡易物体検出部４３から出力された撮像信号４３ｖを、解像度・階調表現・色合いなどが後段の映像処理装置３４が求める品質となるように処理し、処理結果の映像信号４５ｖを出力する。本発明では、出力同期制御部４６からの同期信号４６ｔにより指定された撮影タイミングの撮像信号４３ｖに対し、後段の映像処理装置３４が求める品質となるように処理を施して映像信号４５ｖを出力できればよい。したがって、それ以外のタイミングでは、撮影信号４３ｖを破棄することや、高精度映像処理部４５の処理を休止させることも可能である。

【0042】

出力同期制御部４６は、高精度映像処理部４５から出力された映像信号４５ｖに、後段の映像処理装置３４が受信でき且つ映像座標（水平方向及び垂直方向の撮影範囲）が分かるように加工を施して、映像出力３３ｖの出力を行う。また、出力同期制御部４６は、撮像素子駆動制御部４４と相互同期信号４４ｃの入出力で連携し、撮像素子駆動制御部４４が通常撮影用駆動となり撮像信号が有効となるタイミングに応じて、映像座標が正しく連携するように高精度映像処理部４５に同期信号４６ｔを与えることで、映像座標のタイミング管理を行う。

【0043】

ＣＰＵ４７は、機能設定信号３４ｃで要求されたデータをメモリから読み取って、後段の映像処理装置３４にカメラの状態を伝える。また、ＣＰＵ４７は、カメラの状態を切り替えるために、撮像素子駆動制御部４４と高精度映像処理部４５と出力同期制御部４６と簡易物体検出部４３の状態変更を指示する機能設定信号４７ｃを出力する。機能設定信号４７ｃは、各ブロックに接続された個別のポート制御結線を用いて伝送してもよく、各ブロックが共通バスを通じて参照できるレジスタを用いて伝送してもよい（つまり、レジスタの設定を書き換える）。また、撮像素子４２をレジスタの設定で制御できる構成などの場合は、機能設定信号４７ｃによりレジスタに直接パラメータ入力することも考えられる。ただし、高速ドラフト駆動と通常撮影用駆動の切り替えにはタイミング管理が求められるため、タイミング管理を行えるブロック（撮像素子駆動制御部４４など）を介在させることが必要となる。

【0044】

図５には、本発明に係るカメラ装置の第２構成例を示してある。図５のカメラ装置は、図３の撮影システムにおけるカメラ３３に対応している。第２構成例のカメラ装置は、第１構成例のカメラ装置（図４）と類似する部分が多いため、相違する部分について主に説明する。

【0045】

第２構成例のカメラ装置は、高速度撮像判定部４０Ａとカメラ映像処理部４０Ｂの間にフレームメモリ４８を介在させている。高速度撮像判定部４０Ａのデータ処理速度を速くする一方で、後段の映像処理装置３４で必要な映像のみをフレームメモリ４８から出力させることで、カメラ映像処理部４０Ｂのデータ処理速度を遅くすることが可能となる。

【0046】

撮像素子４２’としては、高速撮影が可能で且つ出力用高精細撮影が可能なものが想定される。
撮像素子制御駆動部４４’は、撮像素子４２’に対して画素混合や範囲制限の制御を行わず、代わりにフレームメモリ書き込み信号４４ｗをフレームメモリ４８に出力する。なお、画素混合や範囲制限の制御を行うと共に、フレームメモリ４８も利用する構成であっても構わない。

【0047】

フレームメモリ４８は、書き込み側（高速度撮像判定部４０Ａ）が物体移動検出を行うためにデータ処理速度が速く、読み出し側（カメラ映像処理部４０Ｂ）が後段の映像処理装置３４へのデータ伝送に適した遅いデータ処理速度で動作する。フレームメモリ書き込み信号４４ｗに従ってフレームメモリ４８に書き込まれた撮像データは、同期信号４６ｔを元に読み出され、撮像信号４８ｖとして高精度映像処理部４５に伝送される。

【0048】

次に、本発明に係るカメラ装置による高速度判定処理について説明する。図６には、第１構成例のカメラ装置の高速度撮像判定部４０Ａによる高速度判定処理のフローチャート例を示してある。図４のカメラ装置は、以下の手順で高速度判定処理を行う。

【0049】

高速度判定処理の動作が開始すると、まず、背景の初期設定の有無を判定する（ステップＳ１１）。
ステップＳ１１で背景の初期設定が無いと判定された場合には、通常撮影用駆動で動作する（ステップＳ１２）。すなわち、従来のカメラのように、高精細映像出力など所定の撮影状態に固定された通常の動作を行う。このとき、利用者は、物体検出連携のための初期設定を行うことができる（ステップＳ１３）。

【0050】

ステップＳ１３では、撮影画像内の検出範囲及び物体が無い撮影での背景状態の取得に関する設定処理が行われる。この設定処理では、例えば、物体の入出力方向（移動方向）の設定、撮影先頭位相範囲の設定、高速ドラフト及び電子シャッタの設定、背景状態を取得する事前動作などを行う。撮影先頭位相範囲の設定では、撮影された物体の先頭が到達した時に次の画像で通常撮影用駆動（高精細撮影）に切り替えるための判定範囲を設定することができる。高速ドラフトの設定では、垂直画素加算やパーシャルスキャン（取り込み範囲を限定したスキャン、株式会社日立国際電気の登録商標）、ＲＯＩ（Region of Interest）読み出し座標範囲の設定など、物体検出のために必要な部分のみを簡易撮影するための設定を行うことができる。電子シャッタの設定では、高速ドラフト駆動と通常撮影用駆動で同等な映像出力レベルとなるように感度ゲインと電子シャッタを連携させるための設定を行うことができる。なお、感度ゲインと電子シャッタの連携は、高速ドラフトの設定で決まる秒間撮影速度および画素加算回数と高精細出力の秒間撮影速度との差異を算出し、比率から自動設定することもできる。背景状態を取得する事前動作は、物体が無い撮影をし色や明るさから背景と見なされる映像レベルとする閾値範囲を指定する。これらの設定を行うことで、物体検出連携のための初期設定が完了する。

【0051】

ステップＳ１１で背景の初期設定があると判定された場合、又は上記の設定処理（ステップＳ１３）の実行後は、物体検出連携の設定がＯＮか否かを判定する（ステップＳ１４）。
ステップＳ１４で物体検出連携の設定がＯＮでないと判定された場合は、通常動作を行い（ステップＳ１５）、利用者が物体検出連携の設定をＯＮにするまで待つ（ステップＳ１６）。すなわち、撮影画像の内容を元に判定を高速に行なうための高速ドラフト駆動と後段の画像処理装置３４の要求する高精細映像出力のための通常撮影用駆動とを自動切り替えする物体検出連携の動作をせず、物体検出連携の設定がＯＮになるまで待機する。
ステップＳ１４で物体検出連携の設定がＯＮと判定された場合、又はＯＮへの変更（ステップＳ１６）の実行後は、物体検出連携の判定動作へと進み、現在自動設定されている駆動状態を確認する（ステップＳ１７）。

【0052】

ステップＳ１７で通常撮影用駆動と判定された場合は、通常撮影用駆動により得られた高精細映像を後段の映像処理装置３４に対して出力し（ステップＳ１８）、撮影された物体の作る閉領域よりも後ろ側（物体の移動方向の後ろ側）に背景の領域があるかを判定する（ステップＳ１９）。背景の領域が無い場合は、撮影した物体が画面内に収まらないなどの異常な状態にあるとして条件異常アラート処理へステップを進めることになるが、本発明に対しては例外処理のため、説明を割愛する。物体移動の後ろ側に背景の領域がある場合は、更にその後ろ側に続く物体の有無の判定（ステップＳ２４）に進む。

【0053】

また、ステップＳ１７で通常撮影用駆動でないと判定された場合（高速ドラフト駆動の場合）は、後段の映像処理装置３４に対する映像出力は無くてもよい（ステップＳ２０）。ステップＳ２０では、システムの負荷に問題がなければ簡易撮影の映像として出力してもよいが、あるべき高精細映像ではない。
通常撮影用駆動でないと判定された場合は、物体移動の後ろ側に続く部分に物体が存在するかについて、後続部分の先頭の場所を検出先頭位相として判定する（ステップＳ２１）。すなわち、物体の先頭を検出すべき撮影範囲に対して、背景閾値に含まれない値が連続する領域（すなわち、物体の作る閉領域）があるか否かを判別する。

【0054】

ステップＳ２１で物体移動の後ろ側に続く部分に物体が存在すると判定された場合、すなわち、移動してきた物体を撮影している状態の場合は、検出先頭位相を物体の閉領域の先頭へ更新する（ステップＳ２２）。具体的には、画面内で物体の作る閉領域が移動してくる先頭の部分を、次の検出先頭位相として、画像内の座標を保持管理する。ひとつ前の画像での検出先頭位相と今の画像での検出先頭位相との差分画素数を計算すれば、画像毎の画面内移動距離を試算することができる。また、高速ドラフト設定で決まる秒間撮影速度および画素加算回数と高精細映像出力の秒間撮影速度との差異を算出して比率から、高精細映像出力へ切り替えたときの画面内移動距離も試算することができる。試算の有無は問わず、検出先頭位相を更新したら、撮影先頭位相範囲に物体が到達したかの判定（ステップＳ２７）へ進むことができる。

【0055】

ステップＳ２１で物体移動の後ろ側に続く部分に物体が存在しないと判定された場合、すなわち、背景のみを撮影した状態の場合は、背景閾値に含まれる値のみが連続した画像のため、検出先頭位相をクリアして次の物体が撮影範囲に現れる画像を待つ状態とする（ステップＳ２３）。検出先頭位相のクリア後は、撮影先頭位相範囲に物体が到達したかの判定（ステップＳ２７）へ進むことができるが、移動方向の後ろ側は背景のみなので、次回は高速ドラフト駆動となることが確定している。

【0056】

ステップＳ１８、Ｓ１９にて通常高精細映像出力が正常になされた場合には、ステップＳ２１と同様に、背景の後ろ側に続く部分に物体が存在するかを判定する（ステップＳ２４）。ただし、現在撮影を終えた物体の閉領域を除外して、移動方向の後ろ側の背景の更に後ろ側に、背景閾値に含まれない値が連続する領域があるか否かで判別する。

【0057】

ステップＳ２４で背景の後ろ側に続く部分に物体が存在すると判定された場合、すなわち、続いて移動してきた物体を撮影している状態の場合は、検出先頭位相を次の物体へ更新する（ステップＳ２５）。具体的には、後ろに現れている物体の作る閉領域が移動してくる先頭の部分を、次の検出先頭位相として、画像内の座標を保持管理する。現在撮影した物体による検出先頭位相と、画像毎の画面内移動距離と、後ろに現れている物体のために更新する検出先頭位相とを、駆動による秒間撮影速度の違いも含めて計算すれば物体同士の配置距離を試算することができる。試算の有無は問わず、検出先頭位相を更新したら、撮影先頭位相範囲に物体が到達したかの判定（ステップＳ２７）へ進むことができる。

【0058】

ステップＳ２４で背景の後ろ側に続く部分に物体が存在しないと判定された場合、すなわち、後ろには物体が無く背景のみとなった状態の場合は、撮影を終えた物体の後ろ側は背景閾値に含まれる値のみが連続した画像のため、検出先頭位相をクリアして次の物体が撮影範囲に現れる画像を待つ状態とする（ステップＳ２６）。検出先頭位相のクリア後は、撮影先頭位相範囲に物体が到達したかの判定（ステップＳ２７）へ進むことができるが、移動方向の後ろ側は背景のみなので、次回は高速ドラフト駆動となることが確定している。

【0059】

ステップＳ２７では、撮影先頭位相範囲に検出先頭位相があるか否かを判定する。撮影先頭位相範囲に検出先頭位相があると判定された場合は、次の撮影にて物体が撮影すべき場所まで到達するので、次回は通常撮影用駆動を行なうよう設定する（ステップＳ２８）。撮影先頭位相範囲に検出先頭位相が無いと判定された場合は、次の撮影にて物体が撮影すべき場所へは到達しないので、次回は高速ドラフト駆動を行なうよう設定する（ステップＳ２９）。その後、フロー図の動作開始へ戻り、次の撮影画像に対して物体検出連携を繰り返す。

【0060】

ここで、図６のフローにおいて、ステップＳ２９の「高速ドラフト駆動」の部分を「フレームメモリ出力無し」に置き換え、ステップＳ２８の「通常撮影用駆動」の部分を「フレームメモリ出力」に置き換えれば、第２構成例のカメラ装置の高速度撮像判定部４０Ａによる高速度判定処理に相当したフローチャートを表現することができる。

【0061】

次に、本発明に係るカメラ装置による撮影・出力映像について説明する。図７には、第１構成例のカメラ装置による撮影・出力映像の時系列順の画像例を示してある。同図では、上から下に向かう方向で時刻の推移を表しており、右から左へ撮影対象物が移動してきて撮影される様子を表している。また、撮影対象物が縦に潰れて見える部分は、垂直画素の加算により高速に撮影された画像を表している。加えて画像の上下が無いのは、ＲＯＩ範囲設定やパーシャルスキャン動作により必要部を切り出して高速に撮影された画像を表わしている。

【0062】

画像４０１は、判定用高速撮影（高速ドラフト駆動）で動作する撮像素子による撮像信号の出力画である。画像４０２は、出力用高精細撮影（通常撮影用駆動）で動作する撮像素子による撮像信号の出力画である。指定範囲４１１は、判定用高速撮影時に物体の水平先頭が高精細撮影すべき場所へ到達したかを検出する範囲である。撮影画像から指定範囲４１１内にて物体の水平先頭の到達が検出された場合には、次回の撮影は出力用高精細撮影となる。指定範囲４１２は、出力用高精細撮影時に後続の物体の水平先頭を検出する指定範囲を示している。撮影画像から指定範囲４１２内にて後続の物体の水平先頭が検出された場合には、次回の撮影も出力用高精細撮影となる。

【0063】

判定用高速撮影時は、撮影画像４０１に対して指定範囲４１１の物体移動方向側（図７では向かって左側）の指定範囲端から物体進入方向側（図７では向かって右側）の画面端までの範囲において、撮影画像の値が背景閾値の範囲内か否かを判定して、背景では無い判定が数画素に渡る場合、物体が現われたと判断して、その水平先頭の画像位相を検出先頭位相とする。検出先頭位相４２１、４２２、４２３、４２４は、物体の移動に合わせて、撮影毎にその座標位相を変えていく。判定用高速撮影時において、検出先頭位相４２１、４２２、４２３は、指定範囲４１１に到達していないので、次の撮影を判定用高速撮影とする。検出先頭位相４２４は、指定範囲４１１に到達しているので、次の撮影を出力用高精細撮影とする。すなわち、撮影画像４０１の指定範囲４１１に、物体の先頭が現われていない（背景と等しい）場合は、次の撮影を判定用高速撮影とし、物体の先頭が現われた場合は、次の撮影を出力用高精細撮影とする。

【0064】

また、出力用高精細撮影時には、撮影された物体を除外するため、物体の移動方向の後ろ側（図７では向かって右側）に背景が連続し始める画像位相を検出末尾位相として検出し、更に物体移動の後方に次の物体が現われていないか判定する。検出末尾位相４３１に続く次物体判定範囲４４１は背景と等しいため、次の撮影は判定用高速撮影となり、そこで検出先頭位相４２５が、指定範囲４１１に到達し、次を再び出力用高精細撮影としている。検出末尾位相４３２に続く次物体判定範囲４４２は次の物体が現われているため、検出先頭位相４２６を検出する。検出先頭位相４２６は、指定範囲４１２の範囲内に到達しているので、次の撮影も再び出力用高精細撮影とする。出力用高精細撮影時は、撮影速度が低下し、物体の移動量が大きくなるので、撮影先頭位相範囲とする指定範囲を広くとる必要がある。

【0065】

民芸品６０１，６０２，６０３，６０４，６０５は、撮影対象物の一例である。矢印６１１は、判定用高速撮影を行っている場合に、次の撮影までに撮影対象物が移動する移動距離を示している。矢印６１２は、出力用高精細撮影を行っている場合に、次の撮影までに撮影対象物が移動する移動距離を示している。出力用高精細撮影時は、判定用高速撮影時よりも移動距離が大きくなっていることが分かる。

【0066】

図７に示すように、第１構成例のカメラ装置では、判定用高速撮影時に垂直画素の加算や画像出力範囲の制限などによる高速撮影機能を用いることで、通常の４倍速の撮影を実現している。したがって、撮影対象物の移動を詳しく捉えることができ、映像出力用に指定範囲４１１の中心位置で撮影対象物を撮影する精度を上げやすくなる。

【0067】

出力用高精細撮影により得られた画像は、映像出力に用いられる。本例のカメラ装置は、撮影場所に現れた撮影対象物（民芸品）を中心付近で撮影して後段の映像処理装置３４へ映像出力するのみであり、カメラ内では詳細な解析を行わない。後段の映像処理装置３４は、カメラの映像出力を画素単位で解析し、例えば、民芸品６０３は図柄違い、民芸品６０５はサイズ不足（外殻が足りない中途品）などに分類する検品分類処理を行う。

【0068】

図８には、第２構成例のカメラ装置による撮影・出力映像の時系列順の画像例を示してある。同図では、上から下に向かう方向で時刻の推移を表しており、右から左へ撮影対象物が移動してきて撮影される様子を表している。

【0069】

画像５０１は、高速撮影性能を持つ撮像素子による撮像信号の出力画である。高速に画像が生成されており、情報量が多すぎてカメラの出力インターフェースに全ての画像を出力することはできない。画像５０２は、フレームメモリに渡す撮像信号の出力画である。指定範囲５１１は、撮影画像５０１をフレームメモリへ出力するか否かを判定するための判定エリアである。撮影画像５０１に対して指定範囲５１１に物体移動の先頭が到達したか否か（物体が存在するか否か）の判定が行われ、撮影画像５０１をフレームメモリに出力するか否かが決定される。すなわち、撮影画像５０１の指定範囲５１１に物体移動の先頭が到達していない場合（物体が存在しない場合）は、撮影画像５０１をフレームメモリに出力せず、そうでない場合を図内には指定範囲５１１の判定エリアを指定範囲５１２として、フレームメモリに出力することが決定された時点として明示し、次回の撮影による撮像信号５０１をフレームメモリに出力する撮像画像５０２として明示している。

【0070】

矢印６２１は、高速撮影性能による撮影を行っている場合に、次の撮影までに撮影対象物が移動する移動距離を示している。矢印６２２は、フレームメモリに出力する動作中に、次の撮影までに撮影対象物が移動する移動距離を示している。出力インターフェースに合わせて撮像していると、撮影対象物が大きく移動してしまうことが分かる。

【0071】

図８に示すように、第２構成例のカメラ装置では、出力インターフェースでのボトルネックの制限を受けることなく、数倍速にて撮影ができている。したがって、撮影対象物の移動を詳しく捉えることができ、映像出力用に指定範囲５１１の中心位置で撮影対象物を撮影する精度を上げやすくなる。

【0072】

以上説明したように、本発明に係るカメラ装置は、高速撮影により得られた画像に基づいて、所定の撮像場所に撮影対象物が存在するか否かを判定し、撮影対象物が存在すると判定された場合に、後段の装置に映像出力を提供するように構成されている。

【0073】

より具体的には、第１構成例のカメラ装置は、映像出力用の撮影を行う通常撮影用駆動（第１の駆動モード）と、通常撮影用駆動よりも高速に撮影を行う高速ドラフト駆動（第２の駆動モード）とを切り替え可能な撮像素子４２と、撮像素子４２により高速ドラフト駆動で撮像された撮像信号に基づいて、所定の撮影場所に存する撮影対象物を検出する簡易物体検出部４３と、簡易物体検出部４３により撮影対象物が検出されたことに応じて、通常撮影用駆動で動作するように撮像素子４２を制御する撮像素子駆動制御部４４と、撮像素子４２により通常撮影用駆動で撮像された撮像信号を処理し、後段の映像処理装置３４に映像出力を提供するカメラ映像処理部４０Ｂとを備えている。

【0074】

また、第２構成例のカメラ装置は、後段の映像処理装置３４への映像出力よりも高速に撮影を行う撮像素子４２’と、撮像素子４２’により撮像された撮像信号に基づいて、所定の撮影場所に存する撮影対象物を検出する簡易物体検出部４３と、簡易物体検出部４３により撮影対象物が検出されたことに応じて、撮像素子４２’により撮像された撮像信号が書き込まれるフレームメモリ４８と、フレームメモリ４８から撮像信号を読み出して処理し、後段の映像処理装置３４に映像出力を提供するカメラ映像処理部４０Ｂとを備えている。

【0075】

このような構成により、撮影対象物が所定の撮影場所に移動してきた際に、トリガ生成装置なしで撮影対象物を撮影することができる。また、撮像素子の高速撮影機能の活用（第１実施例）や高速撮影性能の活用（第２実施例）により、カメラ映像の伝送能力に負荷をかけずに、トリガ生成装置を不要とした撮影システムを構築することができる。すなわち、所定の撮影場所に移動してきた撮影対象物をカメラ装置で撮影する撮影システムを、簡易な構成により実現することが可能となる。

【0076】

なお、本発明に係るカメラ装置は、第１構成例と第２構成例とを組み合わせた構成としても実現することができる。すなわち、映像出力用の撮影を行う通常撮影用駆動と、通常撮影用駆動よりも高速に撮影を行う高速ドラフト駆動とを切り替え可能な撮像素子４２と、撮像素子４２により高速ドラフト駆動で撮像された撮像信号に基づいて、所定の撮影場所に存する撮影対象物を検出する簡易物体検出部４３と、簡易物体検出部４３により撮影対象物が検出されたことに応じて、通常撮影用駆動で動作するように撮像素子４２を制御する撮像素子駆動制御部４４と、撮像素子４２により通常撮影用駆動で撮像された撮像信号が書き込まれるフレームメモリ４８と、フレームメモリ４８から撮像信号を読み出して処理し、後段の映像処理装置３４に映像出力を提供するカメラ映像処理部４０Ｂとを備えたカメラ装置としてもよい。

【0077】

このような第１構成例と第２構成例の組み合わせによれば、物体移動装置３１における物体の配置間隔にバラツキがあり、物体検出および撮影の速度が、映像処理装置３４への映像出力３３ｖの伝送速度を時折上回る場合に、一旦フレームメモリを介在させることで平均化される。したがって、ボトルネックとなる速度制限を軽減し、安易に最適な処理速度を向上することができる。
なお、撮像信号４２ｖや４２’ｖは後段の映像処理装置３４が求める品質となるように処理を施した映像信号４５ｖに対して、映像処理装置３４への映像出力３３ｖの伝送速度よりも高速に撮影できているが、メモリ出力信号４８ｖや映像信号４５ｖに用いる撮影以外は、出力用高精細撮影を行う必要はない。それよりも、撮影範囲などを限定して高速ドラフト動作を行なわせることで、更に高速な撮影速度にして物体の移動をより微細に捉え、出力用高精細撮影を行う場所の精度を上げることが重要である。第１構成例と第２構成例の組み合わせによれば、この事項にも対応することができる。

【0078】

また、上記の各構成例を拡張し、撮像素子４２による撮影間隔における撮影対象物の移動量に基づいて、撮影対象物を移動させる物体移動装置３１に対して速度制御信号を出力することで、撮影対象物の移動速度を制御するようにしてもよい。
具体的には、図７の検出先頭位相４２１、４２２、４２３、４２４が、物体の移動に合わせて、撮影毎に座標位相を変えていくのを検出していることに基づいて、連続する検出先頭位相間の差分（例えば、検出先頭位相４２１と検出先頭位相４２２の差分）から撮影画面内での物体の移動画素数を算出する。そして、移動画素数が少ない（所定の閾値よりも小さい）場合は、もっと高速に撮影できることを示す値をＣＰＵの専用レジスタなどに保持する。一方、移動画素数が多い（所定の閾値よりも大きい）場合は、撮影が粗くなるので、もっと低速に撮影できることを示す値をＣＰＵの専用レジスタなどに保持する。これらの値を機能設定信号３４ｃにより読み出す場合は、追加の回路や接点は要らないが、物体移動装置３１を直に制御することはできない。後述の速度制御信号３３ｃを用意できれば、電圧変化の制御線などを物体移動装置３１へ繋いで、上記のレジスタの値をもとに加速と減速を制御することができる。以下、図９～図１２を参照して説明する。

【0079】

図９には、本発明の一実施形態に係る撮影システムの別の構成例を示してある。同図のシステム構成は、図３のシステム構成に対し、カメラ３３から物体移動装置３１へ出力される速度制御信号３３ｃが追加されている。

【0080】

図１０には、図９の撮影システムで使用されるカメラ装置の構成例（第３構成例）を示してある。第３構成例のカメラ装置は、第１構成例（図４）の構成と比べ、高速度撮像判定部４０Ａの撮像素子駆動制御部４４”から速度制御信号３３ｃが出力される点が異なっている。撮像素子駆動制御部４４”は、簡易物体検出部４３からの判定結果４３ｃに含まれる検出先頭位相を、タイミング管理された前回の検出先頭位相との差分を持たせて電圧などの出力信号へ変換し、速度制御信号３３ｃとして出力する。また、撮像素子駆動制御部４４は、検出先頭位相が次の物体へ更新される場合は、更新された座標によって速度制御信号３３ｃの加減速を制御し、検出先頭位相がリセットされて次の物体が現われていない場合は、加速する電圧値を出力すればよい。

【0081】

図１１には、第３構成例のカメラ装置による撮影・出力映像の時系列順の画像例を示してある。同図は、図７の画像例（第１構成例のカメラ装置による撮影・出力映像）を元に、検出位置の精度を自動変更した場合の挙動変更や、速度制御の判定を行える場所を図示したものである。図１１では、参照符号の追加のために、縦の時間軸方向が、映像出力に要する時間より、撮像画像毎に引き伸ばされている。
図７と図１１における内部の検出判定の違いから、検出先頭位相４２１～４２６や、検出末尾位相４３１、４３２と、次物体判定範囲４４１、４４２は、７００番台に符号を振り、検出先頭位相７２１～７２７、検出末尾位相７３１、７３２と、次物体判定範囲７４１、７４２にて記載している。

【0082】

検出先頭位相７２１と検出先頭位相７２２の差分は、判定用高速撮影における１／１５秒での画面内移動距離の矢印６１１に相当する。判定用高速撮影が繰り返し、検出先頭位相が存在する段階で差分を求めておけば画面内移動距離の矢印６１１を検出できる。
出力用高精細撮影における１／６０秒での画面内移動距離の矢印６１２は、判定用高速撮影との動作速度の比率で算出可能である。この例では矢印６１１の４倍が矢印６１２となる。物体から物体の間隔が矢印６１２と等しくなれば同じ場所にて物体を撮影できる。

【0083】

検出先頭位相７２５と検出先頭位相７２６の差分が、出力用高精細撮影における矢印６１２の幅から、物体移動分となる判定用高速撮影における矢印６１１を除いた差分となるとき、この場合は矢印６１１の３倍幅の時に同じ場所にて物体を撮影できる。
図の検出先頭位相７２５と検出先頭位相７２６では速度制御信号３３ｃへは加速方向の信号が出力されることになる。

【0084】

検出先頭位相７２６と検出先頭位相７２７の差分が、出力用高精細撮影における矢印６１２の幅から、物体移動分となる出力用高精細撮影における矢印６１２を除いた差分で即ち零となるときに同じ場所にて物体を撮影できる。
図の検出先頭位相７２６と検出先頭位相７２７では速度制御信号３３ｃへは減速方向の信号が出力されることになる。

【0085】

図１１では物体移動装置を制御していない状態で示している。加速すべきとされた検出先頭位相７２５と検出先頭位相７２６の関係の後、民芸品６０１が撮影された位置よりも民芸品６０２は遅れた位置で撮影されていることが示されて、減速すべきとされた検出先頭位相７２６と検出先頭位相７２７の関係の後、民芸品６０２が撮影された位置よりも民芸品６０３は進んだ位置で撮影されていることが示されている。

【0086】

以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記のような構成に限定されるものではなく、上記以外の構成により実現してもよいことは言うまでもない。
また、本発明は、例えば、本発明に係る処理を実行する方法や方式、そのような方法や方式をプロセッサやメモリ等のハードウェア資源を有するコンピュータにより実現するためのプログラム、そのプログラムを記憶する記憶媒体などとして提供することも可能である。

【産業上の利用可能性】

【0087】

本発明は、所定の撮影場所に移動してきた撮影対象物を撮影して後段の装置に映像出力を提供する種々のカメラ装置に利用することができる。

【符号の説明】

【0088】

１１：物体移動装置、 １２：トリガ生成装置、 １３：カメラ、 １４：映像処理装置、
２０：カメラ映像処理部、 ２１：レンズ、 ２２：撮像素子、 ２３：高精度映像処理部、 ２４：出力同期制御部、 ２５：撮像素子駆動制御部、 ２６：ＣＰＵ、
３１：物体移動装置、 ３３：カメラ、 ３４：映像処理装置、
４０Ａ：高速度撮像判定部、 ４０Ｂ：カメラ映像処理部、 ４１：レンズ、 ４２：撮像素子、 ４３：簡易物体検出部、 ４４：撮像素子駆動制御部、 ４５：高精度映像処理部、 ４６：出力同期制御部、 ４７：ＣＰＵ、 ４８：フレームメモリ
４２’：撮像素子、 ４４’：撮像素子駆動制御部、 ４４”：撮像素子駆動制御部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】