(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射された光量に応じた電荷を発生する受光手段と、上記受光手段で発生された電荷が転送される垂直転送手段と、上記垂直転送手段を介して転送された電荷を出力する水平転送手段と、シャッタ制御信号に応じて上記受光手段に蓄積された電荷を掃き捨てる電荷掃捨部とを有する固体撮像素子と、トリガ信号を生成するトリガ信号生成手段と、上記トリガ信号の入力タイミングに基づいて、パルス幅が可変設定自在なトリガパルス信号を生成するパルス幅可変設定手段と、上記トリガパルス信号の前縁を基準のタイミングとするシャッタ制御信号と、上記トリガパルス信号の後縁を基準のタイミングとする同期信号を出力する信号生成手段と、上記受光手段に蓄積された電荷を上記垂直転送手段に転送するための読出信号と、上記垂直転送手段に読み出された電荷を上記水平転送手段を介して出力するための転送信号とを上記同期信号のタイミングに基づいて出力する駆動信号生成手段と、上記シャッタ制御信号、上記読出信号及び上記転送信号に基づいて上記固体撮像素子を駆動する駆動手段とを備え、上記トリガパルス信号のパルス幅に応じた有効露光期間にて被写体の撮像を行い、
上記信号生成手段は、上記トリガパルス信号から内部同期信号を生成する内部同期信号生成手段と、上記トリガパルス信号の前縁を基準のタイミングとするシャッタ制御信号と上記トリガパルス信号の後縁を基準のタイミングとする変調同期信号を生成する変調同期信号生成手段と、上記内部同期信号と上記変調同期信号とのどちらか一方を選択的に出力する信号選択手段とを備え、上記駆動信号生成手段は、上記信号選択手段によって選択された上記内部同期信号又は上記変調同期信号に基づいて、上記読出信号と上記転送信号とを出力することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
上記固体撮像素子は、インターライントランスファ型固体撮像素子であることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
入射された光量に応じた電荷を発生する受光手段と、上記受光手段で発生された電荷が転送される垂直転送手段と、上記垂直転送手段を介して転送された電荷を出力する水平転送手段と、制御信号に応じて上記受光手段に蓄積された電荷を掃き捨てる電荷掃捨手段とを有する固体撮像素子と、トリガ信号を出力するトリガ信号生成手段と、上記トリガ信号の入力タイミングに基づいて、パルス幅が可変設定自在なトリガパルス信号を生成するパルス幅可変設定手段と、上記トリガパルス信号の後縁のタイミングに基づいて生成される第１のシャッタ制御信号と、上記トリガパルス信号の前縁のタイミングに基づいて生成される第２のシャッタ制御信号と、上記トリガパルス信号の後縁のタイミングに基づいて生成される同期信号を出力する信号生成手段と、上記第１のシャッタ制御信号と第２のシャッタ制御信号の一方を選択的に出力する信号選択手段と、上記受光手段に蓄積された電荷を上記垂直転送手段に転送するための読出信号と、上記垂直転送手段に読み出された電荷を上記水平転送手段を介して出力するための転送信号を上記同期信号に基づいて生成する駆動信号生成手段と、上記信号選択手段により選択された上記第１のシャッタ制御信号又は第２のシャッタ制御信号、上記読出信号及び転送信号に基づいて上記固体撮像素子を駆動する駆動手段とを有する撮像装置。
【請求項４】
上記信号生成手段は、内部同期信号を生成する内部同期信号生成手段と、上記トリガパルス信号の前縁を基準のタイミングとするシャッタ制御信号と上記トリガパルスの後縁を基準のタイミングとする同期信号を生成する変調同期信号生成手段と、上記内部同期信号と上記同期信号とのどちらか一方を選択的に出力する信号選択手段とを備え、上記駆動信号生成手段は、上記信号選択手段によって選択された上記内部同期信号又は上記同期信号に基づいて、上記読出信号と上記転送信号とを出力することを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
【請求項５】
上記固定撮像素子は、インターライントランスファ型固体撮像素子であることを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
【請求項６】
被写体を検出し、検出信号を出力する検出手段と、上記検出信号に基づいて、パルス幅の可変設定可能なトリガパルス信号を出力するパルス幅可変設定手段と、上記トリガパルス信号の前縁を基準のタイミングとするシャッタ制御信号と、上記トリガパルス信号の後縁を基準のタイミングとする同期信号とを生成する信号生成手段とを有し、上記同期信号と上記シャッタ信号を撮像装置に供給して、上記トリガパルス信号のパルス幅に応じた露光期間撮像を行わせ、
上記信号生成手段は、内部同期信号を生成する内部同期信号生成手段と、上記トリガパルス信号の前縁を基準のタイミングとするシャッタ制御信号と上記トリガパルスの後縁を基準のタイミングとする同期信号を生成する変調同期信号生成手段と、上記内部同期信号と上記変調信号とのどちらか一方を選択的に出力する信号選択手段とを備えることを特徴とする撮像装置の制御装置。
【請求項７】
被写体を検出し、検出信号を出力する検出手段と、
上記検出信号に基づいて、パルス幅が可変設定可能なトリガパルス信号を生成するパルス幅可変設定手段と、上記トリガパルス信号の後縁のタイミングに基づいて生成される第１のシャッタ制御信号と、上記トリガパルスの前縁のタイミングに基づいて生成される第２のシャッタ制御信号と、上記トリガパルス信号の後縁のタイミングに基づいて生成される変調同期信号とを出力する信号生成手段と、上記第１のシャッタ制御信号と上記第２のシャッタ制御信号との一方を選択的に出力する第１の信号選択手段とを有し、第１の信号選択手段は、上記被写体を撮像する露光時間の外部制御を行わない第１のランダムシャッターモードに設定されている場合には、上記変調同期信号と、第１のシャッタ制御信号とを撮像装置に供給し、上記被写体を撮像する露光時間の外部制御を行う第２のランダムシャッターモードに設定されている場合には、上記変調同期信号と、上記第２のシャッタ制御信号とを撮像装置に供給することを特徴とする撮像装置の制御装置。
【請求項８】
上記信号生成手段は、上記トリガパルス信号から内部同期信号を生成する内部同期信号生成手段と、上記トリガパルス信号の前縁を基準のタイミングとする第２のシャッタ制御信号と、上記トリガパルス信号の後縁を基準のタイミングとする変調同期信号を生成する変調同期信号生成手段と、上記内部同期信号と上記変調同期信号とのどちらか一方を選択的に出力する第２の信号選択手段とを備えることを特徴とする請求項７記載の撮像装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、例えば高速で移動する物体を撮像するのに好適なファクトリーオートメーション（FA: Factory Automation）用の撮像装置及びその制御装置に関する。
背景技術
本件出願人は、インターライントランスファ（IT: Interline Transfer）型の固体撮像素子（ＣＣＤイメージセンサ）の電荷蓄積時間を制御することにより、メカニカルなアイリスを用いることなく露光時間調節を行う電子シャッタ機能を有する撮像装置を特開平４−１１９７７６号において提案している。この撮像装置では、電子シャッタ機能を用いることにより、被写体の動きに応じて上記シャッタ速度を可変することができ、特に高速移動体における画像の取り込みに有利である。
ここで、例えば主としてＦＡ用に用いられ、移動する物体の撮像を行うような撮像装置では、例えば図１に示すような構成が採用されており、移動路２００上を移動する物体２０１が撮像部２０２の前に移動してくると、これを位置検出部２０３が検出し、図２（ａ）の時刻ｔ１１に示すローレベルのトリガ信号をシャッタ信号発生回路２０４に供給する。
上記シャッタ信号発生回路２０４は、上記トリガ信号が供給されると、図２（ｂ）の時刻ｔ１１に示すようにシャッタ信号をＣＣＤ制御回路２０５に供給する。上記ＣＣＤ制御回路２０５は、上記シャッタ信号が供給されるとＣＣＤイメージセンサ２０６の光電変換部に蓄積された電荷をオーバーフロードレインに掃き捨てるためのシャッタ制御信号の供給を停止する。これにより、上記ＣＣＤイメージセンサ２０６の光電変換部の各画素に有効電荷の蓄積が開始される。
上記ＣＣＤ制御回路２０５には、同期信号発生回路２０７から図２（ｃ）の時刻ｔ１１〜時刻ｔ１２に示す垂直同期信号及び図２（ｄ）に示す水平同期信号が供給されている。上記ＣＣＤ制御回路２０５は、上記シャッタ制御信号が供給されると、図２（ｃ）に示す垂直同期信号の立ち下がる時刻ｔ１１から、図２（ｄ）に示す水平同期信号のパルス数を９発カウントした後、クロックを数百カウントしてから図２（ｅ）に示す時刻ｔ１３に読出信号を上記ＣＣＤイメージセンサ２０６に供給する。
これにより、上記図２（ｂ）の時刻ｔ１１にシャッタ制御信号が上記ＣＣＤイメージセンサ２０６に供給されてから、図２（ｅ）の時刻ｔ１３に上記ＣＣＤイメージセンサ２０６に上記読出信号が供給されるまでの間、撮像レンズ２０８を介して照射される撮像光に応じた電荷が該ＣＣＤイメージセンサ２０６に蓄積されることとなり、この時刻ｔ１１〜時刻ｔ１３間が電荷蓄積時間となる。
なお、図２（ｆ）は、垂直ブランキング期間ＶＢＬＫを示す。
上記ＣＣＤイメージセンサ２０６から読み出された電荷は、撮像信号として信号処理回路２０９に供給される。上記信号処理回路２０９は、上記撮像信号に同期信号を付加する等の信号処理を施し、これをビデオ信号として出力端子２１０を介して出力する。この出力端子２１０を介して出力されるビデオ信号は、例えばモニタに供給される。これにより、上記物体２０１を移動させた場合における該物体２０１の状態を分析することができる。
このような移動する物体の撮像を行う撮像装置は、主としてＦＡ用として用いられているため、上記図１に示した物体２０１を高速で移動させ、例えば１／１００００秒等の高速シャッタにより撮像を行いたい場合がある。
しかし、上記撮像装置では、例えば垂直同期信号の立ち下がりから水平同期信号のパルス数を９発カウントした後、クロックを数百カウントしたタイミングで読出信号をＣＣＤイメージセンサに供給する。すなわち、上記読出信号の出力タイミングが、ＣＣＤイメージセンサの画素配列に基づいて予め固定され設定されている。
したがって、上記撮像装置の電荷蓄積時間は、上記垂直同期信号の立ち下がりの時刻から上記読出信号が出力される時刻までの時間以下には短縮することはできなかった。このため、従来の撮像装置は、１／１００００秒等の高速シャッタによる撮像を行うことはできなかった。
上記撮像装置は、上述のように位置検出部２０３から供給されるトリガ信号に応じて有効電荷の蓄積を開始するようになっている。すなわち、上記撮像装置は、位置検出部２０３から供給されるトリガ信号のタイミングに応じて動作し、例えば図３（ａ）に示すように、任意のタイミングでトリガ信号が供給されると、所定の電荷蓄積時間すなわち露光時間の後に、図３（ｂ）に示す読出信号をＣＣＤイメージセンサに供給し、光電変換部の各画素に蓄積した電荷を垂直転送部に読み出すと同時に、垂直同期信号Ｖ−ＳＹＮＣを発生し、図３（ｃ）に示すように、発生した垂直同期信号Ｖ−ＳＹＮＣに同期させて垂直転送部に読み出した電荷を撮像信号として水平転送部を介して出力するようになっている。
また、本件出願人は、特開昭６−１５２５５０２号において、任意のタイミングで発生されるトリガ信号に基づいて変調同期信号を生成することにより、ランダム周期の同期信号に同期させて、１／１００００秒等の高速シャッタによる撮像を行うこと可能にした撮像システムを提案している。
ところで、上述の如き従来の撮像システムにおいては、高速シャッタによる撮像を行うことはできるが、露光期間を広い範囲に亘って連続的に可変設定することはできない。
そこで、本発明の目的は、ランダム周期の同期信号に同期させることができ、しかも広範囲に亘る露光期間の連続的な可変制御を可能にした撮像装置及びその制御装置を提供することにある。
発明の開示
本発明に係る撮像装置は、入射された光量に応じた電荷を発生する受光手段と、上記受光手段で発生された電荷が転送される垂直転送手段と、上記垂直転送手段を介して転送された電荷を出力する水平転送手段と、シャッタ制御信号に応じて上記受光手段に蓄積された電荷を掃き捨てる電荷掃捨部とを有する固体撮像素子と、トリガ信号を生成するトリガ信号生成手段と、上記トリガ信号の入力タイミングに基づいて、パルス幅が可変設定自在なトリガパルス信号を生成するパルス幅可変設定手段と、上記トリガパルス信号の前縁を基準のタイミングとするシャッタ制御信号と、上記トリガパルス信号の後縁を基準のタイミングとする同期信号を出力する信号生成手段と、上記受光手段に蓄積された電荷を上記垂直転送手段に転送するための読出信号と、上記垂直転送手段に読み出された電荷を上記水平転送手段を介して出力するための転送信号とを上記同期信号のタイミングに基づいて出力する駆動信号生成手段と、上記シャッタ制御信号、上記読出信号及び上記転送信号に基づいて上記固体撮像素子を駆動する駆動手段とを備え、上記トリガパルス信号のパルス幅に応じた有効露光期間にて被写体の撮像を行い、上記信号生成手段は、上記トリガパルス信号から内部同期信号を生成する内部同期信号生成手段と、上記トリガパルス信号の前縁を基準のタイミングとするシャッタ制御信号と上記トリガパルス信号の後縁を基準のタイミングとする変調同期信号を生成する変調同期信号生成手段と、上記内部同期信号と上記変調同期信号とのどちらか一方を選択的に出力する信号選択手段とを備え、上記駆動信号生成手段は、上記信号選択手段によって選択された上記内部同期信号又は上記変調同期信号に基づいて、上記読出信号と上記転送信号とを出力することを特徴とする。
また、本発明に係る撮像装置は、入射された光量に応じた電荷を発生する受光手段と、上記受光手段で発生された電荷が転送される垂直転送手段と、上記垂直転送手段を介して転送された電荷を出力する水平転送手段と、制御信号に応じて上記受光手段に蓄積された電荷を掃き捨てる電荷掃捨手段とを有する固体撮像素子と、トリガ信号を出力するトリガ信号生成手段と、上記トリガ信号の入力タイミングに基づいて、パルス幅が可変設定自在なトリガパルス信号を生成するパルス幅可変設定手段と、上記トリガパルス信号の後縁のタイミングに基づいて生成される第１のシャッタ制御信号と、上記トリガパルス信号の前縁のタイミングに基づいて生成される第２のシャッタ制御信号と、上記トリガパルス信号の後縁のタイミングに基づいて生成される同期信号を出力する信号生成手段と、上記第１のシャッタ制御信号と第２のシャッタ制御信号の一方を選択的に出力する信号選択手段と、上記受光手段に蓄積された電荷を上記垂直転送手段に転送するための読出信号と、上記垂直転送手段に読み出された電荷を上記水平転送手段を介して出力するための転送信号を上記同期信号に基づいて生成する駆動信号生成手段と、上記信号選択手段により選択された上記第１のシャッタ制御信号又は第２のシャッタ制御信号、上記読出信号及び転送信号に基づいて上記固体撮像素子を駆動する駆動手段とを有することを特徴とする。
本発明に係る撮像装置の制御装置は、被写体を検出し、検出信号を出力する検出手段と、上記検出信号に基づいて、パルス幅の可変設定可能なトリガパルス信号を出力するパルス幅可変設定手段と、上記トリガパルス信号の前縁を基準のタイミングとするシャッタ制御信号と、上記トリガパルス信号の後縁を基準のタイミングとする同期信号とを生成する信号生成手段とを有し、上記同期信号と上記シャッタ信号を撮像装置に供給して、上記トリガパルス信号のパルス幅に応じた露光期間撮像を行わせ、上記信号生成手段は、内部同期信号を生成する内部同期信号生成手段と、上記トリガパルス信号の前縁を基準のタイミングとするシャッタ制御信号と上記トリガパルスの後縁を基準のタイミングとする同期信号を生成する変調同期信号生成手段と、上記内部同期信号と上記変調信号とのどちらか一方を選択的に出力する信号選択手段とを備えることを特徴とする。
また、本発明に係る撮像装置の制御装置は、被写体を検出し、検出信号を出力する検出手段と、上記検出信号に基づいて、パルス幅が可変設定可能なトリガパルス信号を生成するパルス幅可変設定手段と、上記トリガパルス信号の後縁のタイミングに基づいて生成される第１のシャッタ制御信号と、上記トリガパルスの前縁のタイミングに基づいて生成される第２のシャッタ制御信号と、上記トリガパルス信号の後縁のタイミングに基づいて生成される変調同期信号とを出力する信号生成手段と、上記第１のシャッタ制御信号と上記第２のシャッタ制御信号との一方を選択的に出力する第１の信号選択手段とを有し、第１の信号選択手段は、上記被写体を撮像する露光時間の外部制御を行わない第１のランダムシャッターモードに設定されている場合には、上記変調同期信号と、第１のシャッタ制御信号とを撮像装置に供給し、上記被写体を撮像する露光時間の外部制御を行う第２のランダムシャッターモードに設定されている場合には、上記変調同期信号と、上記第２のシャッタ制御信号とを撮像装置に供給することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
図１は、従来の撮像装置の構成を示すブロック図である。
図２は、従来の撮像装置の動作を示すタイムチャートである。
図３は、従来の撮像装置におけるトリガパルス信号に同期した撮像動作を示すタイムチャートである。
図４は、本発明を適用した撮像システムの構成を示すブロック図である。
図５は、上記撮像システムにおけるパルス幅可変設定回路の具体的な構成例を示す回路図である。
図６は、上記パルス幅可変設定回路の動作を示すタイムチャートである。
図７は、上記撮像システムにおけるＣＣＤカメラに使用したＣＣＤイメージセンサの構造を示す模式的な平面図である。
図８は、上記ＣＣＤカメラの構成を示すブロック図である。
図９は、上記ＣＣＤカメラにおけるタイミングジェネレータの構成を示すブロック図である。
図１０は、上記タイミングジェネレータにおけるＨ−カウンタの構成を示すブロック図である。
図１１は、上記Ｈ−カウンタの動作を示すタイムチャートである。
図１２は、上記撮像システムにおける画像取込装置のライトイネーブル信号作成部の構成を示すブロック図である。
図１３は、上記撮像システムにおける制御装置の変調ＨＤ信号作成部の構成を示すブロック図である。
図１４は、上記変調ＨＤ信号作成部の極性制御回路の具体的な構成を示す回路図である。
図１５は、上記変調ＨＤ信号発生器の動作を示すタイムチャートである。
図１６は上記ライトイネーブル信号作成部の動作を示すタイムチャートである。
図１７は、上記制御装置の動作を示すタイムチャートである。
図１８は、上記タイミングジェネレータの動作を示すタイムチャートである。
図１９は、上記タイミングジェネレータの垂直転送停止期間における動作を示すタイムチャートである。
図２０は、本発明を適用した撮像システムにおけるＣＣＤカメラの他の構成を示すブロック図である。
図２１は、本発明を適用した撮像システムにおけるＣＣＤカメラの他の構成を示すブロック図である。
発明を実施するための最良の形態
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
本発明に係る撮像装置及び制御装置は、例えば図４に示すような撮像システムに適用される。
この撮像システム、ベルトコンベア等からなる移送路１により移送される移動物体２を位置センサ３により検出し、位置センサ３の検出出力に基づいて静止画を撮像する撮像システムであって、位置センサ３の検出出力に基づいてトリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮを生成するパルス幅可変設定回路５と、このパルス幅可変設定回路５により生成されるトリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮに応じて撮像を行ってビデオ信号を出力するＣＣＤカメラ１０と該ＣＣＤカメラ１０の動作の制御を行う制御装置２０とからなる撮像装置と、制御装置２０に外部同期信号ＥＸＴ−ＨＤ，ＥＸＴ−ＶＤを供給するとともに、ＣＣＤカメラ１０からのビデオ信号を取り込む画像取込装置３０とを有する。
この撮像システムにおいて、位置センサ３は、移送路１により移送される移動物体２を検出し、移動物体２が該位置センサ３の前面に到達したときに、その検出としてトリガ信号ＴＲＩＧを発生し、このトリガ信号ＴＲＩＧをパルス幅可変設定回路５に供給する。
パルス幅可変設定回路５は、その具体的な構成例を図５に示すように、モノマルチバイブレータ５Ａと、このモノマルチバイブレータ５Ａに外部接続された半固定抵抗器５ａとコンデンサ５ｂによる時定数回路５Ｂとからなる。このパルス幅可変設定回路５は、モノマルチバイブレータ５Ａが上記位置センサ３からのトリガ信号ＴＲＩＧによりトリガされることにより、図６に示すように、時定数回路５Ｂの時定数に応じたパルス幅Ｗのトリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮを生成する。上記時定数回路５Ｂの時定数に応じたトリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮのパルス幅Ｗは、半固定抵抗器５ａにより連続的に可変設定できるようになっている。
そして、パルス幅可変設定回路５は、上記位置センサ３からの検出出力信号に応じて生成したトリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮを制御装置２０と画像取込装置３０に供給する。
制御装置２０は、パルス幅可変設定回路から供給されるトリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮに基づいて、ＣＣＤカメラ１０における露光のタイミングを制御するとともに、画像取込装置３０から供給されるライトイネーブル信号ＷＥに基づいて、ＣＣＤカメラ１０がビデオ信号を出力するタイミングを制御するようになっている。
ＣＣＤカメラ１０は、制御装置２０からの制御に基づいて移動物体を撮像し、制御装置２０からの制御に基づくタイミングでビデオ信号を出力して画像取込装置３０に供給する。画像取込装置３０は、ＣＣＤカメラ１０からのビデオ信号を取り込むようになっている。
具体的には、上記制御装置２０は、ＣＣＤカメラ１０に水平及び垂直同期信号ＳＧ−ＨＤ，ＳＧ−ＶＤを供給する端子Ｃ１，Ｃ２と、ＣＣＤカメラ１０に水平及び垂直の変調同期信号ＴＧ−ＨＤ，ＴＧ−ＶＤを供給する端子Ｃ３，Ｃ４と、位置センサ３による移動物体２の検出に基づくトリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮがパルス幅可変設定回路５から供給される端子Ｃ５と、該端子Ｃ５に供給されるトリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮに基づいて生成されるシャッタ制御信号ＳＨＣＴＬをＣＣＤカメラ１０に供給する端子Ｃ６とを備えている。
また、上記制御装置２０は、上記画像取込装置３０から外部同期信号ＥＸＴ−ＨＤ，ＥＸＴ−ＶＤが供給される端子Ｃ７，Ｃ８と、画像取込装置３０からライトイネーブル信号ＷＥが供給される端子Ｃ９と、画像取込装置３０から端子Ｃ７，Ｃ８に供給される外部同期信号ＥＸＴ−ＨＤ，ＥＸＴ−ＶＤに基づいて同期信号ＳＧ−ＨＤ，ＳＧ−ＶＤを発生し、発生した同期信号ＳＧ−ＨＤ，ＳＧ−ＶＤを端子Ｃ１，Ｃ２に出力する同期信号発生部２１と、該同期信号発生部２１からの同期信号ＳＧ−ＨＤ，ＳＧ−ＶＤと端子Ｃ９に供給されるライトイネーブル信号ＷＥ等に基づいて変調同期信号ＴＧ−ＨＤ，ＴＧ−ＶＤを作成し、作成した変調同期信号ＴＧ−ＨＤ，ＴＧ−ＶＤを端子Ｃ３，Ｃ４に出力するとともに、端子Ｃ５に供給されるトリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮに基づいてシャッタ制御信号ＳＨＣＴＬを生成して端子Ｃ６に出力する変調ＨＤ信号作成部２２とを備えている。
そして、同期信号発生部２１は、端子Ｃ７，Ｃ８から供給される外部同期信号ＥＸＴ−ＨＤ，ＥＸＴ−ＶＤに応じて水平及び垂直同期信号ＳＧ−ＨＤ，ＳＧ−ＶＤを発生し、端子Ｃ１，Ｃ２を介してＣＣＤカメラ１０に供給する。
また、変調ＨＤ信号作成部２２は、端子Ｃ５から供給されるトリガパルス信号ＴＧＩＧ−ＩＮのタイミングに応じて、上記同期信号ＳＧ−ＨＤ，ＳＧ−ＶＤとライトイネーブル信号ＷＥに基づいた変調水平同期信号ＴＧ−ＨＤ及び変調垂直同期信号ＴＧ−ＶＤを発生し、端子Ｃ３，Ｃ４を介してＣＣＤカメラ１０に供給する。また、変調ＨＤ信号作成部２２は、設定されたシャッタ速度に応じて上記変調水平同期信号ＴＧ−ＨＤの周波数を可変して、ＣＣＤカメラ１０の露光時間すなわち電荷蓄積時間を制御するとともに、端子Ｃ９に供給されるライトイネーブル信号ＷＥに同期したタイミングでＣＣＤカメラ１０からのビデオ信号が画像取込装置３０に供給されるように、ＣＣＤカメラ１０からのビデオ信号の出力を制御するようになっている。
上記画像取込装置３０は、外部同期信号ＥＸＴ−ＨＤ，ＥＸＴ−ＶＤを出力する端子Ｃ１０，Ｃ１１と、ＣＣＤカメラ１０からビデオ信号が供給される端子Ｃ１２と、上記ライトイネーブル信号ＷＥを出力する端子Ｃ１３と、位置センサ３から上述のトリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮが供給される端子Ｃ１４と、外部同期信号ＥＸＴ−ＨＤ，ＥＸＴ−ＶＤを発生する同期信号発生部３１と、端子Ｃ１２に供給されるビデオ信号を記憶するメモリ３２と、端子Ｃ１４に供給されるトリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮに基づいてライトイネーブル信号ＷＥを発生し、発生したライトイネーブル信号ＷＥを端子Ｃ１３を介して制御装置２０に供給するライトイネーブル信号作成部３３とを備えている。
そして、同期信号発生部３１は、外部水平同期信号ＥＸＴ−ＨＤ及び外部垂直同期信号ＥＸＴ−ＶＤを発生し、メモリ３２に供給すると共に端子Ｃ１０，Ｃ１１を介して制御装置２０に供給する。ライトイネーブル信号作成部３３は、端子Ｃ１４に供給されるトリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮに応じてライトイネーブル信号ＷＥを発生してメモリ３２に供給すると共に、端子Ｃ１３を介して制御装置２０に供給する。メモリ３２は、ライトイネーブル信号作成部３２からのライトイネーブル信号に応じてＣＣＤカメラ１０から端子Ｃ１２に供給されるビデオ信号を記憶するようになっている。
また、上記ＣＣＤカメラ１０は、例えば図４に示すような構造のインターライントランスファ（IT: Interline Transfer）型のＣＣＤイメージセンサ１１を備える。このＩＴ型ＣＣＤイメージセンサ１１は、奇数フィールドの各画素に相当する受光部ＳODDと偶数フィールドの各画素に相当する受光部ＳEVENと、各受光部ＳODD，ＳEVENに蓄積された電荷が読み出される垂直転送部ＶREGと、上記垂直転送部ＶREGに読み出された電荷を１水平ライン単位の撮像信号として出力する水平転送部ＨREGとから成り、受光部ＳODD，ＳEVENの下方に形成されたサブストレートの電位を制御することにより、各受光部ＳODD，ＳEVENに蓄積された電荷をそのサブストレートに掃き捨てて、電荷蓄積時間を制御するようにした電子シャッタ機能を有する。
そして、このＣＣＤカメラ１０は、図８に示すように、ＣＣＤイメージセンサ１１の受光部に蓄積された電荷が読み出される垂直転送部における電荷の転送を制御する垂直駆動部１２と、該垂直駆動部１２等を駆動するための信号を生成するタイミングジェネレータ１３と、該タイミングジェネレータ１３に約２８．６ＭＨｚのマスタクロックＭＣＫを供給するマスタクロック発生部１４とを備える。
また、このＣＣＤカメラ１０は、上記タイミングジェネレータ１３に供給する水平同期信号ＩＴ−ＨＤ／ＴＧ−ＨＤ及び垂直同期信号ＩＴ−ＶＤ／ＴＧ−ＶＤを切り換えるスイッチ１６ａ，１６ｂと、端子Ｃ１，Ｃ２から供給される水平同期信号ＳＧ−ＨＤ及び垂直同期信号ＳＧ−ＶＤに基づいて内部同期信号ＩＴ−ＨＤ，ＩＴ−ＶＤを発生する同期信号発生部１７と、上記ＣＣＤイメージセンサ１１から供給される撮像信号にタイミングジェネレータ１３から供給されるサンプリングパルスＳＨＰ，ＳＨＤに基づいていわゆる相関２重サンプリングを行って、撮像信号に含まれているリセットノイズ等の雑音を除去する相関２重サンプリング（CDS: Correlated doub1e sampling）回路（以下、ＣＤＳ回路という）１８と、同期信号発生部１７から供給される同期信号ＳＹＮＣに基づいて動作し、上記ＣＤＳ回路１８から供給された撮像信号にいわゆるプロセス処理を行いビデオ信号として出力するプロセス処理部１９とを備えている。
このＣＣＤカメラ１０では、上述のスイッチ１６ａ，１６ｂを切り換えることにより、上記タイミングジェネレータ１３からの内部同期信号ＩＴ−ＨＤ，ＩＴ−ＶＤに基づいて動画像の撮像を行う通常動作モードと、端子Ｃ６から供給されるシャッタ制御信号ＳＨＣＴＬと端子Ｃ３，Ｃ４に供給される変調同期信号ＴＧ−ＨＤ，ＴＧ−ＶＤに応じて静止画像の撮像を行うランダムシャッターモードとを切り換えるようになっている。
具体的には、上記同期信号発生部１７は、端子Ｃ１から供給される水平同期信号ＳＧ−ＨＤと端子Ｃ２から供給される垂直同期信号ＳＧ−ＶＤとから、内部同期信号ＩＴ−ＨＤ，ＩＴ−ＶＤを発生し、スイッチ１６ａ，１６ｂに供給する。スイッチ１６ａは、端子Ｃ３から供給される変調水平同期信号ＴＧ−ＨＤと同期信号発生部１７から供給される内部水平同期信号ＩＴ−ＨＤの一方を選択的にタイミングジェネレータ１３に供給し、スイッチ１６ｂは、端子Ｃ４から供給される変調垂直同期信号ＴＧ−ＶＤと同期信号発生部１７から供給される内部垂直同期信号ＩＴ−ＶＤの一方を選択的にタイミングジェネレータ１３に供給するようになっている。
また、この撮像システムは、ランダムシャッターモードで動作する際に、端子Ｃ３，Ｃ４に供給される水平及び垂直同期信号ＴＧ−ＨＤ，ＴＧ−ＶＤがスイッチ１６ａ，１６ｂを介してタイミングジェネレータ１３に供給されるようになっている。
そして、このタイミングジェネレータ１３では、トリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮの後縁に同期した変調垂直同期信号ＴＧ−ＶＤの立ち下がりエッジのタイミングから変調水平同期信号ＴＧ−ＨＤを所定カウント例えば９カウントした後、ＣＣＤイメージセンサ１１の受光部に蓄積した電荷をＣＣＤイメージセンサ１１の垂直転送部に読み出すための読出信号を形成するようになっている。また、上記ＣＣＤイメージセンサ１１は、垂直駆動部１２によりサブストレートの電圧を制御する信号Ｖ−ＳＵＢに、上記制御部２０の変調ＨＤ作成部２２から供給されるシャッタ制御信号ＳＨＣＴＬのタイミング毎に電荷掃き捨てパルスが重畳されることによって、受光部の各画素に蓄積されている電荷がサブストレートに掃き捨てられる。したがって、上記受光部の各画素に蓄積されている電荷がサブストレートに最後に掃き捨てられたタイミングから上記読出信号のタイミングまでの期間が有効露光期間となる。
ここで、上記タイミングジェネレータ１３は、例えば図９に示すように構成されている。すなわち、タイミングジェネレータ１３は、上記スイッチ１６ｂにより選択された垂直同期信号ＴＧ−ＶＤ／ＩＴ−ＶＤが供給されるエッジ検出回路１３１と、このエッジ検出回路１３１の出力がデータ入力端子に供給されるＶ−カウンタ１３２と、上記マスタクロック発生部１４からのマスタクロックＭＣＫを反転して上記エッジ検出回路１３２に供給するインバータ１３３と、上記Ｖ−カウンタ１３２の出力が供給されるデコーダ１３４と、上記スイッチ１６ａにより選択された水平同期信号ＴＧ−ＨＤ／ＩＴ−ＨＤが供給されるエッジ検出回路１３５と、このエッジ検出回路１３５の出力がデータ入力端子に供給されるＨ−カウンタ１３６と、上記マスタクロック発生部１４からのマスタクロックＭＣＫを反転して上記エッジ検出回路１３５及びＨ−カウンタ１３６に供給するインバータ１３７と、上記Ｈ−カウンタ１３６の出力が供給されるデコーダ１３８とからなる。
上記エッジ検出回路１３１は、上記インバータ１３３により反転されたマスタクロックＭＣＫがクロック入力端子に供給される縦続接続された２個のフリップフロップ１３１Ａ，１３１Ｂと各フリップフロップ１３１Ａ，１３１Ｂの出力が供給されるゲート１３１Ｃとからなり、上記スイッチ１６ｂにより選択された垂直同期信号ＴＧ−ＶＤ／ＩＴ−ＶＤが上記フリップフロップ１３１Ａのデータ入力端子に供給されるようになっている。このエッジ検出回路１３１は、上記垂直同期信号ＴＧ−ＶＤ／ＩＴ−ＶＤの立ち下がりエッジを検出し、この立ち下がりエッジのタイミングで上記マスタクロックＭＣＫの１クロック幅のエッジ検出出力を上記Ｖ−カウンタ１３２のデータ入力端子に供給する。なお、このＶ−カウンタ１３２のクロック入力端子には上記デコーダ１３８のデコード出力が供給されている。そして、このＶ−カウンタ１３２は、上記エッジ検出回路１３１によるエッジ検出出力に基づいて上記デコーダ１３８のデコード出力を計数し、その計数出力をデコーダ１３４に供給する。
また、上記エッジ検出回路１３５は、上記インバータ１３７により反転されたマスタクロックＭＣＫがクロック入力端子に供給される縦続接続された２個のフリップフロップ１３５Ａ，１３５Ｂと各フリップフロップ１３５Ａ，１３５Ｂの出力が供給されるゲート１３５Ｃとからなり、上記スイッチ１６ａにより選択された水平同期信号ＴＧ−ＨＤ／ＩＴ−ＨＤが上記フリップフロップ１３５Ａのデータ入力端子に供給されるようになっている。このエッジ検出回路１３５は、上記水平同期信号ＴＧ−ＨＤ／ＩＴ−ＨＤの立ち下がりエッジを検出し、この立ち下がりエッジエッジのタイミングで上記マスタクロックＭＣＫの１クロック幅のエッジ検出出力を上記Ｈ−カウンタ１３６のデータ入力端子に供給する。なお、このＨ−カウンタ１３６のクリア入力端子には上記デコーダ１３４のデコードが供給されている。
上記Ｈ−カウンタ１３６は、上記エッジ検出回路１３５からデータ入力端子に供給されるエッジ検出出力に基づいてマスタクロックＭＣＫを計数して、その計数出力をデコーダ１３８に供給する。
そして、上記デコーダ１３８は、上記Ｈ−カウンタ１３６の計数出力をデコードすることにより、上記ＣＣＤイメージセンサ１１の各種駆動タイミング信号ＸＶ１，ＸＶ２，ＸＶ３，ＸＶ４，ＸＳＧ１，ＸＳＧ２，ＰＧ，Ｈ１，Ｈ２を生成する。
ここで、このＨ−カウンタ１３６は、図１０に示すように、上記エッジ検出回路１３５によるエッジ検出出力がロード端子に供給されるカウンタ１３６Ａ，１３６Ｂと、上記エッジ検出出力がリセット端子に供給されるフリップフロップ１３６Ｃ，１３６Ｄと、上記フリップフロップ１３６Ｃ，１３６Ｄの各出力Ｑ，Ｑが供給されるゲート１３６Ｅとを備えてなる。
上記カウンタ１３６Ａは、マスタクロックＭＣＫを計数するＮ１進カウンタであって、上記インバータ１３７により反転された図１１（ｂ）に示すようなマスタクロックＭＣＫがクロック入力端子に供給されている。このカウンタ１３６Ａは、そのロード端子に供給される図１１（ａ）に示すエッジ検出出力の周期がＮ１よりも長い場合に、その計数出力として図１１（ｃ）に示すようにＮ１カウントの時点で１個のパルスＡを上記フリップフロップ１３６Ｃのクロック入力端子に供給する。上記フリップフロップ１３６Ｃは、上記カウンタ１３６Ａからの計数出力により状態が反転する図１１（ｄ）に示すような出力Ｑをゲート１３６Ｅに供給する。
また、上記カウンタ１３６Ｂは、マスタクロックＭＣＫを計数するＮ２（Ｎ１＜Ｎ２）進カウンタであって、上記インバータ１３７により反転された図１１（ｂ）に示すようなマスタクロックＭＣＫがクロック入力端子に供給されている。このカウンタ１３６Ｂは、そのロード端子に供給される図１１（ａ）に示すエッジ検出出力の周期がＮ２よりも長い場合に、その計数出力として図１１（ｅ）に示すようにＮ２カウントの時点で１個のパルスＢを上記フリップフロップ１３３Ｄのクロック入力端子に供給する。上記フリップフロップ１３６Ｄは、上記カウンタ１３６Ｂからの計数出力により状態が反転する図１１（ｆ）に示すような出力Ｑを上記ゲート１３６Ｅに供給する。
そして、上記ゲート１３６Ｅは、論理積回路であって、各フリップフロップ１３６Ｃ，１３６Ｄの出力Ｑ，Ｑの論理積出力として、上記エッジ検出回路１３５によるエッジ検出出力の立ち下がりのタイミングからＮ１カウント後に立ち上がりＮ２カウント後に立ち下がる図１１（ｇ）に示すような出力パルスＸＶを形成する。
このような構成のＨ−カウンタ１３６では、上記エッジ検出回路１３５によるエッジ検出出力エッジ検出出力の周期がＮ１よりも短くなると（例えばＮ１が４０カウントでエッジ検出出力の周期が４の場合）、上記各フリップフロップ１３６Ｃ，１３６Ｄの出力Ｑ，Ｑが共にローレベルになり、上記出力パルスＸＶも存在しなくなる。
また、上記画像取込装置３０のライトイネーブル信号作成部３３は、例えば図１２に示すように、外部垂直同期信号ＥＸＴ−ＶＤがクロック端子ＣＫに入力され、端子Ｃ１４を介してパルス幅可変設定回路５から供給されるトリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮによってリセットされるフリップフロップ３４と、該フリップフロップ３４の出力から所定長のパルスを形成するモノマルチバイブレータ３５，３６とを備え、端子Ｃ１４に供給されるトリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮに応じたライトイネーブル信号ＷＥを発生し、上記メモリ３２に供給するとともに、端子Ｃ１３を介して制御装置２０に供給するようになっている。
一方、上記制御装置２０の変調ＨＤ信号作成部２２は、例えば図１３に示すように、上記パルス幅可変設定回路５から端子Ｃ５を介してトリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮが供給される極性制御回路２２１と、この極性制御回路２２１に接続された極性指定スイッチ２２２と、上記極性制御回路２２１の出力によりトリガされる２個のモノマルチバイブレータ２２３，２２４と、上記モノマルチバイブレータ２２３の出力が供給される変調ＨＤ信号発生器２２５と、この変調ＨＤ信号発生器２２５の出力と上記モノマルチバイブレータ２２４の出力が供給されるシャッタ切り替えスイッチ２２６とを備えている。
極性制御回路２２１は、極性指定スイッチ２２２の設定状態に応じて上記トリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮの極性を反転した反転トリガパルス信号又は非反転トリガパルス信号を出力するものである。この極性制御回路２２１は、例えば、図１４に具体的な構成を示すように、例えば、ＮＰＮトランジスタ２２１Ａによる極性反転回路と、ＮＰＮトランジスタ２２１Ｂによるエミッタフォロワ回路とからなる。この図１４に示した極性制御回路２２１は、上記トリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮが上記極性指定スイッチ２２２を介して各ＮＰＮトランジスタ２２１Ａ，２２１Ｂの各ベースに選択的に供給されるようになっている。
そして、上記極性反転回路を構成しているＮＰＮトランジスタ２２１Ａのベースにトリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮを供給するように上記極性指定スイッチ２２２が設定されている状態では、上記ＮＰＮトランジスタ２２１Ａによる極性反転回路でトリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮを極性反転した反転トリガパルス信号が上記ＮＰＮトランジスタ２２１Ｂによるエミッタフォロワ回路を介して出力される。また、上記エミッタフォロワ回路を構成しているＮＰＮトランジスタ２２１Ｂのベースにトリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮを供給するように上記極性指定スイッチ２２２が設定されている状態では、上記トリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮがそのまま非反転トリガパルス信号として上記ＮＰＮトランジスタ２２１Ｂによるエミッタフォロワ回路を介して出力される。
ここで、上記極性指定スイッチ２２２は、ランダムシャッタモード時に、上記極性反転回路を構成しているＮＰＮトランジスタ２２１Ａのベースにトリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮを供給するように設定される。これにより、ランダムシャッタモード時には、図１５（ａ）に示すようなトリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮから上記極性制御回路２２１により図１５（ｂ）に示すような反転トリガパルス信号が得られる。
上記モノマルチバイブレータ２２３は、上記極性制御回路２２１の出力の立ち上がりエッジでトリガされ、その出力として所定パルス幅のカメラトリガ信号を上記変調ＨＤ信号発生器２２５に供給する。そこで、ランダムシャッタモード時には、反転トリガパルス信号の立ち上がりエッジすなわち反転トリガパルス信号の後縁により上記モノマルチバイブレータ２２３がトリガされて、図１５（ｃ）に示すようなカメラトリガ信号が上記変調ＨＤ信号発生器２２５に供給されることになる。
また、上記変調ＨＤ信号発生器２２５は、上記モノマルチバイブレータ２２３から供給されるカメラトリガ信号の立ち上がりエッジすなわち前縁を基準として動作し、図１５（ｄ），（ｅ）に示すような変調同期信号ＴＧ−ＶＤ，ＴＧ−ＨＤを端子Ｃ３，Ｃ４に出力するとともに、上記カメラトリガ信号の立ち上がりエッジに同期した図１５（ｆ）に示すような第１のシャッタ制御信号を上記シャッタ切替えスイッチ２２６に供給する。
また、上記モノマルチバイブレータ２２４は、上記極性制御回路２２１の出力の立ち下がりエッジでトリガされ、その出力として所定パルス幅の第２のシャッタ制御信号を上記シャッタ切替えスイッチ２２６に供給する。そこで、ランダムシャッタモード時には、反転トリガパルス信号の立ち下がりエッジすなわち反転トリガパルス信号の前縁により上記モノマルチバイブレータ２２４がトリガされて、上記反転トリガパルス信号の前縁に同期した図１５（ｇ）に示すような第２のシャッタ制御信号を上記シャッタ切替えスイッチ２２６に供給する。
上記シャッタ切替えスイッチ２２６は、露光時間の外部制御を行わない通常のランダムシャッタモードの場合には、上記変調ＨＤ信号発生器２２５により生成された第１のシャッタ制御信号ＳＨＣＴＬ１を端子Ｃ６に出力し、また、露光時間の外部制御を行うランダムシャッタモード場合には、上記モノマルチバイブレータ２２４により生成された第２のシャッタ制御信号ＳＨＣＬＴＬ２を端子Ｃ６に出力するように、切替え設定される。
ここで、上記ＣＣＤカメラ１０における有効露光期間は、上述のように、上記受光部の各画素に蓄積されている電荷がサブストレートに最後に掃き捨てられたシャッタ制御信号ＳＨＣＴＬのタイミングから上記読出信号のタイミングまでの期間であるから、露光時間の外部制御を行わない通常のランダムシャッタモードでは、シャッタ制御信号ＳＨＣＴＬとして出力される第１のシャッタ制御信号ＳＨＣＴＬ１の立ち上がりエッジから上記読出信号の立ち上がりエッジまでの期間Ｔ１となる。なお、この通常のランダムシャッタモードにおける有効露光期間Ｔ１は、トリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮの後縁に同期した変調垂直同期信号ＴＧ−ＶＤの立ち下がりエッジのタイミングから変調水平同期信号ＴＧ−ＨＤを所定数カウントして読出信号が形成されるまでの時間であるから、変調水平同期信号ＴＧ−ＨＤの周波数を可変することにより高い精度で可変設定することができる。
また、露光時間の外部制御を行うランダムシャッタモード場合では、上記モノマルチバイブレータ２２４により生成された第２のシャッタ制御信号ＳＨＣＴＬ２がシャッタ制御信号ＳＨＣＴＬとして出力されるので、上記第２のシャッタ制御信号ＳＨＣＴＬ２の立ち上がりエッジから上記読出信号の立ち上がりエッジまでが有効露光期間Ｔ３となる。この有効露光期間Ｔ３は、トリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮのパルス幅Ｗに相当す期間Ｔ２と上記通常のランダムシャッタモードにおける有効露光期間Ｔ１との和に相当するので、上記パルス幅可変設定回路５が出力するトリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮのパルス幅Ｗを可変することにより、広範囲に亘って連続的に可変設定することができる。ここで、上記有効露光期間Ｔ１を最小値（例えば１／１００００秒）に設定することにより、期間Ｔ２の設定のみで１／１００００秒〜∞まで精度よく有効露光期間Ｔ３を外部制御することができる
また、上記画像取込装置３０のライトイネーブル信号作成部３３は、上記パルス幅可変設定回路５から図１６（ａ）に示すトリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮが供給されると、その直後に供給される図１６（ｂ）に示す外部垂直同期信号ＥＸＴ−ＶＤに同期して図１６（ｄ）に示すライトイネーブル信号ＷＥを発生し、このライトイネーブル信号ＷＥをメモリ３２に供給すると共に、上記端子Ｃ９を介して制御装置２０の変調ＨＤ信号作成部２２に供給する。
具体的には、ライトイネーブル信号作成部３３のフリップフロップ３４は、端子Ｃ１４に供給されるトリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮによりリセットされ、外部同期信号発生部３１からの外部垂直同期信号ＥＸＴ−ＶＤをクロックとして動作する。すなわち、図１６（ｃ）に示すように、このフリップフロップ３４の出力Ｐ１１は、トリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮが供給されてから最初の外部垂直同期信号ＥＸＴ−ＩＮの終端までの期間ローレベルとなる。
そして、このフリップフロップ３４の出力Ｐ１１の立ち上がりエッジのタイミングに基づいてモノマルチバイブレータ３５，３６により、ライトイネーブル信号ＷＥが整形され、メモリ３２と端子Ｃ１３に供給される。
また、上記制御装置２０における変調ＨＤ信号作成部２２には、図１７（ｆ）に示す同期信号ＳＧ−ＨＤ，ＳＧ−ＶＤのフィールドを識別するためのフィールド判定信号ＦＬＤが同期信号発生部２１から供給されている。そして、図１７（ｅ）に示すように、上記ＣＣＤイメージセンサ１１の垂直転送レジスタの転送を停止させる垂直転送停止期間に、ＣＬ／４信号が変調水平同期信号ＴＧ−ＨＤとしてＣＣＤカメラ１０に供給される。
なお、図１７（ａ）はトリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮを示し、図１７（ｂ）は変調垂直同期信号ＴＧ−ＶＤを示し、図１７（ｆ）はＣＣＤカメラ１０から出力されるビデオ信号ＶＩＤＥＯを示している。
そして、上述のように垂直転送部に読み出された電荷は、タイミングジェネレータ１３からの制御に基づいて上下に隣接した２画素毎に和が求められる。そして、タイミングジェネレータ１３は、例えば図１８（ａ）に示す水平同期信号ＳＧ−ＨＤが供給された場合、所定の時間間隔をおいて、図１８（ｄ）〜（ｇ）に示す垂直転送信号ＸＶ１，ＸＶ２，ＸＶ３，ＸＶ４を発生するようになっている。なお、垂直転送部に転送された電荷は、周知の４相駆動方式により、垂直方向に転送される。
具体的には、タイミングジェネレータ１３は、上記水平同期信号ＳＧ−ＨＤがローレベルとなるタイミングから、図１８（ｂ）に示すマスタクロック発生部１４から供給された約２８ＭＨｚのマスタクロックＭＣＫを２分周した図１８（ｃ）に示すクロックＣＬを４４カウントした後、垂直転送信号ＸＶ１をハイレベルとし、ここからさらにクロックＣＬを２７カウントした後、垂直転送信号ＸＶ１をローレベルとする。そして、タイミングジェネレータ１３では、このクロックＣＬのカウントは、上述した水平同期信号ＳＧ−ＨＤによってリセットされるＨ−カウンタ１３６によって行われている。
ところで、上述したように変調水平同期信号ＴＧ−ＨＤには、ＣＬ／４信号が含まれている。このため、上記変調水平同期信号ＴＧ−ＨＤがタイミングジェネレータ１３に供給された場合、図１９（ｂ）に示すＣＬ／４信号が供給されている期間すなわち垂直転送停止期間において、上記クロックＣＬをカウントするＨ−カウンタ１３６がクロックＣＬの４周期毎にリセットされ、クロックＣＬを４４カウントすることができない。これにより、このタイミングジェネレータ１３では、変調水平同期信号ＴＧ−ＨＤとしてＣＬ／４信号が供給されている期間は、垂直転送信号ＸＶ１〜ＸＶ４を形成しない。すなわち、この期間は、ＣＣＤイメージセンサ１１の垂直転送部において垂直転送が停止される。なお、図１９（ａ）は通常の水平同期信号ＳＧ−ＨＤを示し、図１９（ｃ）は垂直転送信号ＸＶ１を示す。
この撮像システムでは、上述のように、変調水平同期信号ＴＧ−ＨＤとして上記ＣＬ／４信号を供給することにより、ＣＣＤイメージセンサ１１の垂直転送部における電荷の垂直転送を停止するようになっている。また、変調水平同期信号ＴＧ−ＨＤとしてのＣＬ／４信号の供給は、図１７（ｅ）に示すように、ライトイネーブル信号ＷＥが供給された後の、最初のフィールド判別信号ＦＬＤの立ち上がり直後の垂直同期信号ＶＤの立ち上がりのタイミングで停止される。タイミングジェネレータ１３は、このタイミングで上記垂直転送信号ＸＶ１〜ＸＶ４の生成を開始して、生成した垂直転送信号ＸＶ１〜ＸＶ４を垂直駆動部１２を介してＣＣＤイメージセンサ１１に供給する。
そして、ＣＣＤイメージセンサ１１の垂直転送部は、供給される垂直転送信号ＸＶ１〜ＸＶ４に基づいて電荷を順次、転送して撮像信号として出力する。これにより、ＣＣＤイメージセンサ１１からは、ライトイネーブル信号ＷＥが供給された後の、最初のＯＤＤフィールドの垂直同期信号ＴＧ−ＶＤに同期した撮像信号が出力される。
この撮像システムでは、上述のように、変調水平同期信号ＴＧ−ＨＤとして上記ＣＬ／４信号の供給を停止するタイミングを制御することにより、ＣＣＤイメージセンサ１１の垂直転送部の垂直転送を制御して、画像取り込み装置３０からのライトイネーブル信号ＷＥに応じたタイミングで撮像信号の出力のタイミングを制御している。
ここで、この撮像装置では、上述したように、位置センサ３により移動物体２を検出し、そのタイミング基づいてパルス幅可変設定回路５によりトリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮを発生し、該トリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮに基づいて、ＣＣＤカメラ１０の撮像タイミングを制御するようになっている。
そして、上記制御装置２０の変調ＨＤ信号作成部２２は、上述のように、端子Ｃ５に供給されたトリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮに基づいて、所定のパルス長を有するシャッタ制御信号ＳＨＣＴＬを発生し、このシャッタ制御信号ＳＨＣＴＬを端子Ｃ６を介してＣＣＤカメラ１０に供給する。
また、変調ＨＤ信号作成部２２は、上述のように、端子Ｃ５からトリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮが供給されると、同期信号発生部２１からの外部同期信号ＥＸＴ−ＨＤ，ＥＸＴ−ＶＤに基づいて変調水平同期信号ＴＧ−ＨＤ及び変調垂直同期信号ＴＧ−ＶＤを発生するとともに、上記垂直転送停止期間において、画像取込装置３０からのライトイネーブル信号ＷＥに基づいて変調水平同期信号ＴＧ−ＨＤにＣＬ／４信号を挿入してＣＣＤイメージセンサ１１の垂直転送部における電荷の転送を停止するように制御する。
そして、ＣＣＤカメラ１０のタイミングジェネレータ１３は、所定の電荷蓄積時間が終了した後、ＣＣＤイメージセンサ１１の受光部に蓄積した電荷を垂直転送部に読み出すようにＣＣＤイメージセンサ１１に読出信号を供給する。
また、上述したように変調水平同期信号ＴＧ−ＨＤ中のＣＬ／４信号が終了するタイミングでＣＣＤイメージセンサ１１の垂直転送部に垂直転送信号Ｖ１〜Ｖ４を供給し、ＣＣＤイメージセンサ１１は、垂直転送部に読み出されていた電荷を順次撮像信号として出力する。この撮像信号は、上記ＣＤＳ１８及びプロセス処理部１９を介してビデオ信号とされ、画像取込装置３０に供給される。
以上の説明から明らかなように、この撮像システムでは、パルス幅可変設定回路５からのトリガパルス信号ＴＲＩＧ−ＩＮに基づいて、ＣＣＤカメラ１０からビデオ信号を出力するタイミングを画像取込装置３０からのライトイネーブル信号ＷＥに基づいて制御することができる。このため、この撮像システムでは、ＣＣＤカメラ１０からビデオ信号を出力するタイミングを画像取込装置３０の都合で任意に設定することができる。したがって、画像取込装置３０は、確実に画像を取り込むことができる。
また、上述の図４に示した撮像システムでは、ＣＣＤカメラ１０に設けたスイッチ１６ａ，１６ｂを切り換えることにより、タイミングジェネレータ１３からの内部同期信号ＩＴ−ＨＤ，ＩＴ−ＶＤに基づいて動画像の撮像を行う通常動作モードと、端子Ｃ６から供給されるシャッタ制御信号ＳＨＣＴＬと、端子Ｃ３，Ｃ４に供給される変調同期信号ＴＧ−ＨＤ，ＴＧ−ＶＤに応じて静止画像の撮像を行うランダムシャッターモードとを切り換えるようにしたが、上記スイッチ１６ａ，１６ｂを省略して、例えば図２０に示すＣＣＤカメラ１１０のように、端子Ｃ３，Ｃ４をタイミングジェネレータ１３に直接接続した構成とし、制御装置２０側から上記端子Ｃ３，Ｃ４を介してタイミングジェネレータ１３に変調同期信号ＴＧ−ＨＤ，ＴＧ−ＶＤ又は通常の同期信号ＳＧ−ＨＤ，同期信号ＳＧ−ＶＤＨを選択的に供給するようにして、上記制御装置２０側で動作モードの切り換えを行うようにしてもよい。
さらに、上述の図４に示した撮像システムでは、上記ＣＣＤカメラ１０の動作の制御を制御装置２０により制御して、ＣＣＤカメラ１０からのビデオ信号を画像取込装置３０に取り込むようにしたが、上記制御装置２０とＣＣＤカメラ１０とは個別に設けられる必要はなく、例えば、図２１に示すＣＣＤカメラ１２０のように、上記制御装置２０の機能をＣＣＤカメラ１０に搭載した構成としてもよい。
すなわち、この図１８に示したＣＣＤカメラ１２０は、上述の図１に示した撮像システムにおける制御装置２０を構成している同期信号発生部２１及び変調信号作成部２２をＣＣＤカメラ１０側に設けたもので、上述の画像取込装置３０から外部同期信号ＥＸＴ−ＨＤ，ＥＸＴ−ＶＤが供給される端子Ｃ７，Ｃ８と、画像取込装置３０からライトイネーブル信号ＷＥが供給される端子Ｃ９と、画像取込装置３０から端子Ｃ７，Ｃ８に供給される外部同期信号ＥＸＴ−ＨＤ，ＥＸＴ−ＶＤに基づいて内部同期信号ＩＴ−ＨＤ，ＩＴ−ＶＤを発生し、この内部同期信号ＩＴ−ＨＤ，ＩＴ−ＶＤをスイッチ１６ａ，１６ｂを介してタイミングジェネレータ１３に供給する同期信号発生部１２７と、この同期信号発生部１２７からの内部同期信号ＩＴ−ＨＤ，ＩＴ−ＶＤと端子Ｃ９に供給されるライトイネーブル信号ＷＥ等に基づいて変調同期信号ＴＧ−ＨＤ，ＴＧ−ＶＤを作成し、この変調同期信号ＴＧ−ＨＤ，ＴＧ−ＶＤをスイッチ１６ａ，１６ｂを介してタイミングジェネレータ１３に供給する変調ＨＤ信号作成部２２を備えている。
このような構成のＣＣＤカメラ１２０を用いることにより、上述の図４に示した撮像システムにおいて、制御装置２０を省略して構成を簡略化して、画像取込装置３０の都合でＣＣＤカメラ１２０からビデオ信号を出力するタイミングを制御することができ、画像取込装置３０が確実に画像を取り込むことができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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