JP4396481B2 - Ｖｔｒ一体型撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、映画をフィルムでなく電子的に撮影および処理する電子シネマシステムに使用可能なシネマ信号作成システムに関する。

近年、ＨＤ（High Definition）放送機器の進展により映画を電子化する、つまり従来のフィルムをビデオテープ等で置換える、電子シネマシステム等への動きが活発化し、テレビのフィールド周波数６０Ｈｚから映画のフレーム周波数２４Ｈｚへ、しかも走査方式は飛び越し走査方式（以下、ｉと表示）からプログレッシブ走査方式（以下、Ｐと表示）への対応が必要となってきた。

電子的にシネマ信号を作成するシステム構成としては、大きく、撮像信号として２４P信号（フレーム周波数２４Ｈｚのプログレッシブ信号）を得る撮像装置、２４P信号のレートの記録を行う記録装置、２４P信号を再生する再生装置というシステム構成となる。

現在、HD画像方式では、SMPTE２７４MとSMPTE２９６Mでそれぞれ走査線数１０８０本の方式（１０８０方式）と走査線数７２０本の方式（７２０P方式）において、２４P信号の規格化がされている。

従来のシネマ信号作成システムの構成としては、例えば図２１に示す構成がある。図２１において、３１はＰ撮像信号を出力可能な撮像装置、３２は２４P対応の記録装置（２４Ｐ記録装置）、３３は再生装置である。

以上のように構成された従来のシネマ信号作成システムの動作について図２２、図２３を用いて、以下説明する。

図２２及び図２３は、図２１に示したシネマ信号作成システムの各部からの出力波形ａ〜ｃの信号波形図を示す。つまり、ａは撮像装置３１の出力信号、ｂは２４Ｐ記録装置３２の記録信号、ｃは２４Ｐ記録装置３２で記録された信号を再生する再生装置３３の出力信号である。また、図中の各番号は、各信号のフレーム番号を示す。

撮像装置３１は、図２２及び図２３の（ａ１），（ａ２），（ａ３），…，（ａ６）に示す各フレームレート（２４Ｈｚ、６０Ｈｚ、４８Ｈｚ、３０Ｈｚ、２０Ｈｚ、１５Ｈｚ）のＰ撮像信号を出力する。例えば、図２２（ａ１）では２４Ｐフレームレートの撮像信号の場合であり、この場合、記録装置３２は、記録速度を１倍のままで記録する（図２２（ｂ１））。再生装置３３も１倍速で再生することにより(図２２（ｃ１）)、所謂シネマ信号の出力信号である２４Ｐ信号を得ることができる。

ここで２４Ｐ再生において、早送り、あるいはスローモーションの再生が、演出効果の為にシネマ信号作成上必要な場合がある。これを行う場合は、撮像装置３１の出力の出力レートを変え、それに対応して記録装置３２の記録速度を変え、再生装置３３は２４Ｐのレートの１倍速で再生することが必要になる。例えば、２／５倍速のスローモーション再生をしたい場合は、図２２（ａ２）に示す様に撮像装置３１の出力信号を６０Ｐの撮像信号とし、記録装置３２は図２２（ｂ２）に示す様に記録速度を２／５倍の速度で記録する。この信号を再生装置３３は１倍速で再生することにより、通常６０コマの信号が２４コマの信号に変換されるので２４／６０＝２／５倍速のスローモーションのシネマ信号が得られる。同様にして、撮像装置３１の出力信号が４８Ｐ信号の場合を図２２（ａ３），（ｂ３），（ｃ３）に、３０Ｐ信号の場合を図２３（ａ４），（ｂ４），（ｃ４）に示す。

また、逆に早送り再生したい場合は、図２３（ａ５）に示す様に、２４Ｐより遅いレートの例えば２０Ｐ撮像信号を撮像装置３１より出力する。記録装置３２では、図２３（ｂ５）に示す様に記録速度を６／５倍にして記録する。この信号を再生装置３３が１倍速で再生することにより、通常２０コマの信号が２４コマの信号に変換されるので早送りのシネマ信号が得られる。同様にして撮像装置３１の出力信号が１５Ｐ信号の場合（２４／１５倍速の場合）を図２３（ａ６），（ｂ６），（ｃ６）に示す。

このようにして、従来のシネマ信号作成システムにより、通常の２４Ｐシネマ信号の作成及びスローモーション、早送りの２４Ｐシネマ信号も作成することができる。

しかしながら上記従来のシネマ信号作成システムにおいては、通常の２４Ｐシネマ信号の作成及びスローモーション、早送りの２４Ｐシネマ信号も作成することができるが、撮像装置の撮像信号出力レートに合わせて記録装置の記録速度を変える必要があり回路規模、電力が増える。故に、例えばＶＴＲ一体型撮像装置において撮像装置及び記録装置を実現する場合には、小型化、低電力化が難しく、実現が困難という問題点があった。

本発明はかかる点を鑑み、記録装置の回路規模を増やさず、撮像装置、記録装置に例えばＶＴＲ一体型撮像装置等を用いても実現可能なシネマ信号作成システムを提供することを目的とする。

この課題を解決するために本発明は、種々のフレームレートのプログレッシブ撮像信号を得る撮像装置と、撮像装置の出力信号を記録する記録装置と、記録装置より得られる記録信号を再生する再生装置とを備え、撮像装置がフレームレートを変換するフレームレート変換部により種々のフレームレートの撮像信号を所定のフレームレートに変換して出力し、記録装置により記録された所定のフレームレート信号を再生装置により撮像装置の変換前の各フレームレートに応じて再生速度を変えて出力するように構成したものである。

これにより種々のフレームレート撮像信号を所定のフレームレートで記録でき、さらに再生速度を変えることにより再生信号の実質コマ数を所定の数にすることができる。

また、本発明は、フレームレート変換部が、変換前のフレームレートと変換後のフレームレートの比を演算するフレームレート変換比演算回路を有し、変換比がｎ／ｍ（ｎ，ｍは整数でありｎ≦ｍ、また、ｎが変換前、ｍが変換後に対応）となる場合、ｎが1の時は、変換前のフレームレートの信号の各フレームの信号を変換後のフレームレートで（ｍ−１）回ずつ複製して出力し、ｎが１でない場合は変換前のフレームレートの信号のｎフレーム分の時間と変換後のフレームレートのｍフレーム分の時間が一致するように、ｎフレームの信号の一部もしくはすべてのフレーム信号を変換後のフレームのレートで、複製数の合計が（ｍ−ｎ）になるように複製して出力して、ｍフレーム毎に規則的なフレーム信号系列ができるように変換するように構成したものである。

これにより変換前のフレームレートと変換後のフレームレートの比に応じて、フレームレートの変換の仕方を選択できる。

また、本発明はフレームレート変換部での変換後のフレームレートが６０フレームで、再生装置での実質コマ数が２４コマ（２４Ｐ）とする場合、入力される６０フレームの各フレームの信号を、２つの異なるフレーム信号の組に対し、最初のフレームが２回、次のフレームが３回あるいは最初のフレームが３回、次のフレームが２回同じフレームの信号となることを繰り返すように、フレームの複製あるいは削除を行い再生速度を変換するように構成したものである。

これにより所謂２−３プルダウンの再生信号が得られる。

また、本発明は撮像装置が固体撮像素子を有し、蓄積時間をコントロールすることにより種々のフレームレートのプログレッシブ信号を得る場合、駆動パルス制御回路により固体撮像素子の駆動の仕方を、読み出しパルスは所望のフレームレートを得る蓄積時間のレートで出力し、水平，垂直の転送パルスのレートは固体撮像素子の出力信号がフレームレート変換部での変換後のフレームレートと同じになるように構成したものである。

これにより変換部に入力される信号も変換後と同じフレームレートの信号が得られる。

また、本発明は撮像装置が、フレームレート変換部で複製されたフレームの信号群が次のフレームの信号群へ変わる変化点を示すフラグ信号を発生するフラグ信号発生部を有し、この信号を記録装置で撮像装置より出力される信号と共に記録保持するように構成したものである。

これにより、再生装置がフラグ信号をもとに、実質コマ数が所定の数になるように変換再生することで、再生装置側でフレームの切り換わり位置を示す信号が得られる。

また、本発明は撮像装置が、フレームレート変換部で複製されたフレームの信号群が次のフレームの信号群へ変わる変化点を示すフラグ信号を発生するフラグ信号発生部と、フラグ信号発生部の出力信号を受けフレームレート変換部より出力される撮像信号の有効期間以外の信号期間に、フラグ信号を変換して加算するフラグ信号変換，加算回路とを有し、記録装置が撮像装置より出力される信号をフラグ信号と共に記録し、再生装置が有効期間以外の信号期間に記録されたフラグ信号をもとに、実質コマ数が所定の数になるように変換再生するように構成したものである。

これにより再生装置側でフレームの切り換わり位置を示す信号が記録信号自体から得られる。

本発明によれば、撮像装置で得られる種々のフレームレートの信号を所定のフレームレート信号に変換することにより、記録装置で常に所定のフレームレート、例えば６０P信号のレートで記録することができ、撮像装置と記録装置が一体となったＶＴＲ一体型撮像装置のカメラレコーダ等において回路規模及び電力の増大なしにシネマ信号作成システムの撮像装置、記録装置を構成することができる。また、再生装置も上記撮像装置と記録装置と組み合わせることにより、信号の選択と所定比率の再生速度変換で簡単に２４Ｐ信号のシネマ信号を再生することができる。

また、本発明によれば、上記効果に加え、種々のフレームレートの撮像信号に対して、フレームレートの変換比が複雑な場合（例えば４８Pから６０P、２４Pから６０Pへ変換等、変換比が１／整数にならない場合）でも常に所定のフレームレート（例えば６０P）の信号へ変換が可能であり、そのレートで記録装置に記録することができ、スロー，早送り等、細かい設定が可能となる。

また、本発明によれば、フレームレート変換部での変換後のフレームレートが６０フレームで、再生装置での実質コマ数が２４コマ（２４Ｐ（プログレッシブ））とする場合、再生装置で常に２−３プルダウンの形式で出力することができるので、スローモーションから早送りの各２４Ｐのシネマ信号を６０Ｐの信号形式として扱えるという効果を有する。

また、本発明によれば、種々のフレームレートの撮像Ｐ信号がすべて６０Ｐの撮像信号のフレームレート間隔で出力されるので、フレームレート変換部の出力信号の遅延を、すべて場合で６０Ｐの1フレーム分の遅延時間にすることができと共に、撮像部の出力信号のレートとフレームレート変換部のレートを同一（６０Ｐ）にすることにより、複数のレートに対応してフレームメモリの書込み読み出しのタイミング等を調整しなくてもよいので、フレームレート変換部での回路動作を安定にすることができるという効果を有する。

また、本発明によれば、簡単な構成で、フレームの切換わりのフラグ信号を作成でき、その信号を記録装置に撮像信号と共に記録できるので、再生装置への撮像部や記録装置の同期信号等の情報を別個に与える必要がない。また、再生装置に撮像部のフレームのレートに応じて動作を切り換える為のスイッチ等も設けなくてよく、撮像部のフレームレートが種々に変わっても自動でシネマ信号の再生動作を行うことがきるという効果が得られる。

また、本発明によれば、撮像装置と記録装置との間で、信号の他に必要となるフラグ信号のインターフェース及び記録装置で記録するまでの撮像信号の処理時間による遅延時間を合わせる為のディレイ回路等を必要とせず、上記効果を簡単な回路構成で実現できる。

以上のように、本発明によれば、上記に示した効果を有するシネマ信号作成システムを提供できる。

本発明の第１の発明は、種々のフレームレートのプログレッシブ撮像信号を得る撮像装置と、前記撮像装置の出力信号を記録する記録装置と、前記記録装置より得られる記録信号を再生する再生装置とを備え、前記撮像装置は、前記種々のフレームレートの撮像信号を所定のフレームレート出力に変換するフレームレート変換部を有し、前記再生装置は、前記撮像装置の変換前の各フレームレートに応じて再生速度を変え、実質コマ数が所定の数になるように出力するものであり、変換部で種々のフレームレートのプログレッシブ撮像信号を所定のフレームレートに変換して記録部に出力する。記録部は変換部の出力レートと同じフレームレートで記録する。再生装置は撮像装置の変換前の各フレームレートに応じて再生速度を変えることにより、実質コマ数が所定の数になる作用を有する。

また、本発明の第２の発明は、フレームレート変換部が、変換前のフレームレートと変換後のフレームレートの比を演算するフレームレート変換比演算回路を有し、前記変換比がｎ／ｍ（ｎ，ｍは整数でありｎ≦ｍ、またｎが変換前、ｍが変換後に対応）となる場合、ｎが1の時は、変換前のフレームレートの信号の各フレームの信号を変換後のフレームレートで（ｍ−１）回ずつ複製して出力し、ｎが１でない場合は変換前のフレームレートの信号のｎフレーム分の時間と変換後のフレームレートのｍフレーム分の時間が一致するように、ｎフレームの信号の一部もしくはすべてのフレーム信号を変換後のフレームのレートで、複製数の合計が（ｍ−ｎ）になるように複製して出力して、ｍフレーム毎に規則的なフレーム信号系列ができるように変換し、記録装置は変換後のフレームレートで記録するようにしたものであり、フレームレート変換部で入力信号を変換前のフレームレートと変換後のフレームレートの比に応じて、複製するフレームの数を変えるようにして複製し、記録装置は変換後のフレームレートで常に記録する作用を有する。

また、本発明の第３の発明は、フレームレート変換部での変換後のフレームレートが６０フレームで、再生装置での実質コマ数が２４コマ（２４Ｐ（プログレッシブ））とする場合、入力される６０フレームの各フレームの信号を、２つの異なるフレーム信号の組に対し、最初のフレームが２回、次のフレームが３回あるいは最初のフレームが３回、次のフレームが２回同じフレームの信号となることを繰り返す所謂２−３プルダウンの出力になるように、フレームの複製あるいは削除を行い再生速度を変換するようにしたものであり、再生装置がフレームの複製あるいは削除を行い再生速度を変換することにより、フレームレート変換部で変換され記録装置で記録された６０フレームの信号から、２４フレームの再生信号を出力する作用を有する。

また、本発明の第４の発明は、撮像装置が固体撮像素子を有し、蓄積時間をコントロールすることにより種々のフレームレートのプログレッシブ信号を得る場合、前記固体撮像素子を駆動する駆動パルスを、読み出しパルスは所望のフレームレートを得る蓄積時間のレートで出力し、水平，垂直の転送パルスのレートは前記固体撮像素子の出力信号がフレームレート変換部での変換後のフレームレートと同じになるように出力する駆動パルス発生制御回路とを前記撮像装置に備えるようにしたものであり、駆動パルス発生制御回路が、読み出しパルスは所望のフレームレートを得る蓄積時間のレートで出力し、水平，垂直の転送パルスのレートは前記固体撮像素子の出力信号がフレームレート変換部での変換後のフレームレートと同じになるように出力するので、前記固体撮像素子から読み出される撮像信号の出力レートをフレームレート変換部の出力信号と同じフレームレートにする作用を有する。

また、本発明の第５の発明は、撮像装置が、フレームレート変換部で複製されたフレームの信号群が次のフレームの信号群へ変わる変化点を示すフラグ信号を発生するフラグ信号発生部を有し、記録装置が前記撮像装置より出力される信号を記録するとともに、前記フラグ信号も記録保持し、再生装置が前記フラグ信号をもとに、実質コマ数が所定の数になるように変換再生するようにしたものであり、フラグ信号発生部がフレームレート変換部で複製された信号群に対して、フレームの信号群が次のフレームの信号群へ変わる変化点を示すフラグ信号を発生し、それを記録部で記録し、再生装置がその信号をもとに実質コマ数が所定の数になるように変換再生する作用を有する。

また、本発明の第６の発明は、撮像装置が、フレームレート変換部で複製されたフレームの信号群が次のフレームの信号群へ変わる変化点を示すフラグ信号を発生するフラグ信号発生部と、前記フラグ信号発生部の出力信号を受け変換部より出力される撮像信号の有効期間以外の信号期間に、前記フラグ信号を変換して加算するフラグ信号変換，加算回路とを有し、記録装置が前記撮像装置より出力される信号をフラグ信号と共に記録し、再生装置が有効期間以外の信号期間に記録された前記フラグ信号をもとに、実質コマ数が所定の数になるように変換再生するようにしたものであり、フラグ信号変換，加算回路がフレームレート変換部で複製されたフレームの信号群が次のフレームの信号群へ変わる変化点を示すフラグ信号を撮像信号の有効期間以外の信号期間に、撮像信号と加算できる信号形態に変換、加算し、記録装置に出力する作用を有する。

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。

（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１におけるシネマ信号作成システムの構成を示すブロック図である。

図１において、１は種々のフレームレートのP信号を出力する撮像部、２は撮像部１の出力信号を所定のフレームレートに変換するフレームレート変換部、３はフレームレート変換部２の出力信号を記録する記録装置、４は記録装置３により記録された信号を再生する再生装置である。なお、図１において、Ｈ１，Ｖ１は図示していない同期信号発生部より出力される撮像部１での水平、垂直の同期信号、Ｈ２，Ｖ２はフレームレート変換後の水平、垂直の同期信号である。

以上のように構成された実施の形態１によるシネマ信号作成システムの動作について、図２〜図５を用いて以下説明する。

図２は実施の形態１におけるフレームレート変換部２の内部構成の一例を示すブロック図である。また、図３はフレームレート変換部２の動作説明図、図４，図５は図１に示した各部の信号波形図である。

図２において、５，６はフレームメモリ、７はフレームメモリ５，６の書き込み及び読み出しを制御する制御回路、８は切り換え回路である。

フレームレート変換部２の動作は、同期信号Ｈ１，Ｖ１，Ｈ２，Ｖ２をもとに図３に示すような動作を行う。図２，図３で、W１，W２はフレームメモリA５及びフレームメモリB６の書込みのイネーブル信号、R１，R２はフレームメモリA５及びフレームメモリB６の読み出しのイネーブル信号で、各々ロー（ＬＯＷ）の時がイネーブル期間である。例えば、撮像部１より入力される６０Ｐ及び２０Ｐのフレームレートの撮像信号aを所定のフレームレート６０Ｐへ変換する。図３（ａ）の場合は、フレームレートが６０Ｐの撮像信号入力の場合であるが、入力も出力も同じフレームレートなので、フレームメモリＡ５及びフレームメモリＢ６を６０Ｐのフレームレートで交互に書き込み、６０Ｐのフレームレートで交互に読み出す。また同図（ｂ）のフレームレートが２０Ｐの撮像信号入力の場合は、書込みは２０Pのフレームレートで1フレーム分を書き込み、読み出しは６０Pのフレームレートで読み出す。故に、この場合は６０Ｈｚで３フレーム同じ信号が出力される。このようにフレームレート変換は例えば２つのフレームメモリを書込みと読み出しを交互に行うことにより簡単に実現できる。

以上のフレームレート変換部２により、撮像部１の出力信号は図４に示す様に種々のフレームレート撮像信号（例えば、６０Pのa１，３０Pのa２，２０Pのa３，１５Pのa４）がすべて６０Ｐのフレームレートの信号（ｂ１，ｂ２，ｂ３，ｂ４）に変換され記録装置３へ出力される。なお、図中の各番号は、各信号のフレーム番号を示す。記録装置３は常に６０Pのフレームレートで撮像装置からの信号を記録する。

次に再生装置４は実質コマ数が所定の数になるように図５に示す動作を行う。この場合、２４Pのコマ数になるように変換する。例えば図５に示すように、３０P撮像信号の場合は、記録装置の信号は６０Pのレートで２フレームずつ同じ信号が記録されている（ｃ２）が、そのうちの１つを選択し６０Pのレートが２４Pのレートになるように再生速度を変える。時間軸としては２／５倍に引き伸ばされる。実質は６０Pで２フレームの信号が２４Pのレートに変換される（３０Pが２４Pに変換される）ので、４／５倍速の再生信号（ｄ２）となる。故に撮像信号がもともと２４Pの信号の場合に比べ少しスローモーションの２４P再生信号が得られる。同様に２０P撮像信号の場合は、６０Pのレートで３フレームずつ同じ信号が記録されている（ｃ３）が、そのうちの１つを選択し６０Pのレートが２４Pのレートになるように再生速度を変える。この場合は、実質２０Pが２４Pに変換されるので、６／５倍速の再生信号（ｄ３）となる。故に少し早送りの２４P再生信号が得られる。他のフレームレート撮像信号の場合も同様で、例えば、６０Ｐの場合（ｃ１）は、２／５倍速の再生信号（ｄ１）に、１５Ｐの場合（ｃ４）は、８／５倍速の再生信号（ｄ４）に変換される。

以上のように本発明の実施の形態１によれば、撮像装置で得られる種々のフレームレートの信号を所定のフレームレート信号に変換することにより、記録装置で常に所定のフレームレート、例えば６０P信号のレートで記録することができ、撮像装置と記録装置が一体となったＶＴＲ一体型撮像装置のカメラレコーダ等において回路規模及び電力の増大なしにシネマ信号作成システムの撮像装置、記録装置を構成することができる。また、再生装置も上記撮像装置と記録装置と組み合わせることにより、信号の選択と所定比率の再生速度変換で簡単に２４Ｐ信号のシネマ信号を再生することができる。

なお、再生装置での各フレーム変化の位置検出は、同期信号H1，V1，H2，V2を基にあらかじめ決められた規則に従って必要フレーム信号を選択するか、あるいは撮像信号のフレームレート、再生装置のフレームレートに対応しスイッチでフレーム選択の動作を切り換えるようにしてもよいことは言うまでもない。

（実施の形態２）
図６は本発明の実施の形態２によるシネマ信号作成システムのフレームレート変換部の内部構成を示すブロック図である。

図６において、９はフレームメモリ、１０はフレームメモリ９の書込み、読み出しを制御するフレームメモリ制御回路、１１は入力の撮像信号のフレームレートとフレームレート変換部２で変換する所定フレームレートとの変換比を演算するフレームレート変換比演算回路、１２は切り換え回路である。本実施の形態２が実施の形態１と違うのは、フレームレート変換部２に、フレームレート変換比演算回路１１を備えた点である。その他の回路については概略同じであり、その動作も同様な動作である。

以上のように構成された実施の形態２によるシネマ信号作成システムの動作について、図７、図８を用いて以下説明する。

図７は、撮像信号が４８Ｐと２４Ｐの場合で、変換後のフレームレートが６０Ｐのと時の、フレームメモリ制御回路１０及びフレームメモリ９の動作を説明する信号波形図、図８は、その動作に基づいたフレームレート変換部２における入力信号と出力信号の関係を示す信号波形図である。なお、図中の番号は、フレーム番号に対応するものとする。

例えば４８Pの撮像信号の場合、変換後のフレームレート６０Pは４８Pに対して２０P、３０P等の場合と違い整数倍にならない。この場合の入力のフレームレート４８Pと変換後のフレームレート６０Pの比率は４／５であり、４８Pの４フレーム分と６０Pの５フレーム分の時間が一致する。故にフレームレート変換比演算回路１１は、フレームメモリ９の読み出しを5回の内1回は同じフレームの信号が出力されるように、フレームメモリ制御回路１０へコントロール信号を出力する。これを受けて、フレームメモリ制御回路１０は、図７（ａ）に示す読み出しイネーブル信号を出力する。この４８P撮像信号の場合、メモリの読み出し中に書込みの追い越しが起こらないように例えば3つのフレームメモリをローテーションするようにして、フレームレート変換を行っている。

同様にして２４P撮像信号を６０Pへ変換する場合は、変換比が２／５となるので、２４Pの２フレーム分と６０Pの５フレーム分の時間が一致する。この場合はフレームメモリの読み出しを5回の内２回を同じフレームの信号（1回複製）、もう３回を別のフレームの信号（２回複製）となるように（つまり、複製数の合計は１＋２＝３）、フレームレート変換比演算回路１１は、フレームメモリ制御回路１０へコントロール信号を出力する。これを受けて、フレームメモリ制御回路１０は、図７（ｂ）に示す読み出しイネーブル信号を出力する。このようなフレームレート変換部２での動作を行うことにより、変換後の出力信号は４８Ｐの場合が図８（ｂ１−１）または（ｂ１−２）、２４Ｐの場合が図８（ｂ２−１）または（ｂ２−２）に示すように６０Ｐのフレームレートに変換されて出力される。この時、所定のフレーム期間の関係は、それぞれａ１ｔ＝ｂ１ｔ、ａ２ｔ＝ｂ２ｔとなっている。

このように本実施の形態２によれば、フレームレート変換比演算回路１１で変換前のフレームレートと変換後のフレームレートの比を演算し、その結果ｎ／ｍ（ｎ，ｍは整数であり１≦ｎ≦ｍ、また、ｎが変換前、ｍが変換後に対応）となる場合に、特にｎが1でない場合（ｍ／ｎが整数でない場合）は変換前のフレームレートの信号のｎフレーム分の時間と変換後のフレームレートのｍフレーム分の時間が一致するように、ｎフレーム中の一部もしくはすべてのフレーム信号を変換後のフレームのレートで、複製数の合計が（ｍ−ｎ）になるように複製して出力して、ｍフレーム毎に規則的なフレーム信号系列ができるように変換することにより、変換比が複雑な場合でも所定のフレームレートへ変換を行うことができる。ｎ＝１の場合は、実施の形態１と同様の動作に、各フレームを（ｍ−１）回ずつ繰り返す動作を行う。また、記録装置３、再生装置４の動作も実施の形態１と同様な動作を行う。

このように種々のフレームレートの撮像信号に対して、変換比が複雑な場合でも、実施の形態１と同様に例えば常に６０Pの信号へ変換し、そのレートで記録装置に記録することができ、撮像装置と記録装置が一体となったＶＴＲ一体型撮像装置のカメラレコーダ等において回路規模及び電力の増大なしにシネマ信号作成システムの撮像装置、記録装置を構成することができる。

（実施の形態３）
図９は本発明の実施の形態３におけるシネマ信号作成システムにおいて、再生装置の出力信号を説明する信号波形図である。本実施の形態３が実施の形態１及び２と違うところは、再生装置４での再生速度変換の仕方が違う点である。よって、全体のブロック図は、図１と同様である。

図９において、記録装置３の信号は実施の形態１もしくは実施の形態２で得られる記録信号を示している。つまりフレームレート変換部２での変換後のフレームレートを６０Ｐとした場合である。再生装置４のレートは２４Ｐのフレームレートに変換している。入力信号としては、６０Ｐ撮像信号、４８Ｐ撮像信号、２４Ｐ撮信号、２０Ｐ撮像信号の場合を示している。

以下、本実施の形態３での再生装置４の動作を説明する。

６０Ｐ撮像信号の場合は、記録信号は図９（ｃ１）のように６０フレームのレートでフレーム番号が一つずつ変化するが、再生装置４は連続する異なる２つのフレームの組を例えばフレーム番号１，２を、１が２フレーム、２が３フレーム（同図（ｄ１−１））、もしくは１が３フレーム、２が２フレーム（同図（ｄ１−２））になるように、フレームの複製（繰り返し）を行っている。次の連続する異なるフレームの組（例えばフレーム番号３，４）についても同様である。

４８Ｐの場合は、記録信号は図９（ｃ３）のように、記録信号のフレーム番号が１，１，２，３，４、５，５，６，７，８、…というふうになるが、連続する異なる２つのフレームの組、例えば１，１，２について、１を１回複製（つまり３フレームとする）、２も１回複製（つまり２フレームとする）にする（同図（ｄ３−１））か、１はそのまま（つまり２フレーム）、２を２回複製（つまり３フレーム）する（同図（ｄ３−２））ような変換を行っている。次の連続する異なるフレームの組３，４の場合は６０Ｐの場合と同様である。

また、２４Ｐ撮像信号（同図（ｃ４））の場合は、再生速度の変換はいらないので、そのまま（同図（ｄ４−１））か、連続する異なる２つのフレームの組、例えば１，１，１，２，２の１を１フレーム削除し２を１フレーム複製するようにする変換（同図（ｄ４−２））を行う。

また、２０Ｐ撮像信号（同図（ｃ２））の場合は、連続する異なるフレームの組、例えば１，１，１，２，２，２については、１を１フレーム削除（つまり２フレーム）、２をそのまま（つまり３フレーム）にする（同図（ｄ２−１））か、１はそのまま（つまり３フレーム）、２を１フレーム削除（つまり２フレーム）にする（同図（ｄ２−２））ような変換を行っている。次の連続する異なるフレームの組３、３，３，４，４，４の場合も同様である。

このように本実施の形態３では、フレームレート変換部２での変換後のフレームレートが６０フレームで、再生装置４での実質コマ数が２４コマ（２４Ｐ（プログレッシブ））とする場合、入力される６０フレームの各フレームの信号を、２つの異なるフレーム信号の組に対し、最初のフレームが２回、次のフレームが３回あるいは最初のフレームが３回、次のフレームが２回同じフレームの信号となることを繰り返す、所謂２−３プルダウンの出力になるように、フレームの複製あるいは削除を行い再生速度を変換する。故に、記録と同じフレームレート、つまり６０Ｐのフレームレートの信号を時間軸を変換することなく、単にフレームの選択または複製等を行うだけで、実質コマ数を２４Ｐに変え再生速度の変換を行うことができる。また、常に２−３プルダウンの形式で出力されるので、２４Ｐのスローモーションから早送りの各再生シネマ信号を６０Ｐの信号形式として扱える。

なお、本実施の形態３は以上のような動作を行い再生速度を変換する回路を再生装置４に備えるが、この回路は、例えば入力信号と同じレート（６０Ｐ）で再生し、その信号をフレームメモリ等に書き込み、同じ信号を複数回読み出す回路と選択回路等により簡単に実現できることは言うまでもない。

（実施の形態４）
図１０は、本発明の実施の形態４におけるシネマ信号作成システムの構成を示すブロック図である。

図１０において、１は種々のフレームレートのP信号を出力する撮像部、２は撮像部１の出力信号を所定のフレームレートに変換するフレームレート変換部、３はフレームレート変換部２の出力信号を記録する記録装置、４は記録装置３により記録された信号を再生する再生装置、１３は撮像部１に与える駆動パルスを制御する駆動パルス発生制御回路である。また本実施の形態４では、撮像部１にはＣＣＤ（チャージ・カップルト゛・デバイス）の固体撮像素子を有する。本実施の形態４が実施の形態１と異なるのは、撮像部１、フレームレート変換部２で構成される撮像装置において、駆動パルス発生制御回路１３が特徴的な動作を行う点である。その他の回路については概略同じであり、その動作も同様な動作である。

また、図１に示す実施の形態１と同様に図１０でＨ１，Ｖ１は図示していない同期信号発生部より出力される撮像部１での水平，垂直の同期信号、Ｈ２，Ｖ２はフレームレート変換後の水平，垂直の同期信号である。

以上のように構成された実施の形態４によるシネマ信号作成システムの動作について、図１１，図１２，図１３を用いて以下説明する。

図１１は、駆動パルス発生制御回路１３の動作を説明するための信号波形図、図１２，図１３は、撮像部１及びフレームレート変換部２の出力信号を説明するための信号波形図である。

図１１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、撮像信号のレートが２０Ｐの場合におけるＣＣＤの駆動パルスの一例を示している。この場合、同図（ａ）の読み出しパルスは蓄積時間が１／２０秒になるように２０Ｐのレートで出力されている。また、同図（ｂ）の転送パルスは、垂直，水平の転送パルスを含むが、２０Ｐの１フレームで転送が完了するように出力されている。さらに同図（ｃ）はその時のＣＣＤの信号出力を示している。この場合は、通常の６０ＰにおけるＣＣＤの駆動レートを単純に１／３にした駆動パルスとなっている。実施の形態１，２の撮像信号では、図４や図８に示すようにこのような駆動の信号となっている。故に、撮像信号のフレームレートが遅くなるにしたがって、フレームレート変換部２から変換出力される信号は遅延が大きくなる。

そこで本実施の形態４においては、ＣＣＤへ送る駆動パルスを駆動パルス発生制御回路１３で図１１（ａ１）、（ｂ１）、（ｃ１）に示すパルスになるように制御する。すなわち、読み出しパルス（ａ１）は蓄積時間が１／２０秒になるように２０Ｐのレートで出力することは同じだが、転送パルスを、1フレームの信号の転送が６０Ｐのレートで完了するように3倍の速度で転送するようにする。これにより、転送パルスは同図（ｂ１）、信号出力は同図（ｃ１）のようになり、３０Ｐレートの信号を６０Ｐレートの1フレームの期間に得ることができる。その後の2フレームは信号に関係ない不要信号が出力される。

また、他の制御の仕方としては同図（ａ２）、（ｂ２）、（ｃ２）に示すように、読み出しパルス（ａ２）は同じだが、転送パルス（ｂ２）を1フレーム分だけ出力するようにする。これにより出力信号（ｃ２）が得られる。

以上のような駆動の仕方を、駆動パルス発生制御回路１３で行うことにより、撮像部１及びフレームレート変換部２の出力信号は、図１２及び図１３のようになる（すなわち、（ａ１）〜（ａ４）が撮像信号であり、（ｂ１）〜（ｂ４），（ｂ１−１），（ｂ１−２），（ｂ２−１），（ｂ２−２）がフレームレート変換後の信号である）。図１２及び図１３から分かるように、本実施の形態４によれば、種々のフレームレートの撮像信号がすべて６０Ｐの撮像信号のフレームレート間隔で出力されるので、フレームレート変換部２の出力信号はすべて６０Ｐの1フレーム分の遅延時間しか発生せず、出力信号の遅延を抑えることができると共に、その遅延量もすべてのレートの撮像信号の場合で同一にすることがきる。

また、撮像部１の出力信号のレートとフレームレート変換部２のレートを同一（６０Ｐ）にすることにより、複数のレートに対応してフレームメモリの書込み読み出しのタイミング等を調整しなくてもよいので、フレームレート変換部２での回路動作を安定にすることができる。

（実施の形態５）
図１４は、本発明の実施の形態５におけるシネマ信号作成システムの構成を示すブロック図である。

図１４において、１は種々のフレームレートのP信号を出力する撮像部、２は撮像部１の出力信号を所定のフレームレートに変換するフレームレート変換部、３はフレームレート変換部２の出力信号を記録する記録装置、４は記録装置３により記録された信号を再生する再生装置、１４はフレームレート変換部２の出力信号におけるフレームの切り換わりを示すフラグ信号を発生するフラグ信号発生部である。

本実施の形態５が実施の形態１と異なるのは、撮像装置が撮像部１，フレームレート変換部２の他にフラグ信号発生部１４を備えた点である。その他の回路については概略同様であり、その動作も同様な動作である。

以上のように構成された実施の形態５によるシネマ信号作成システムの動作について、図１５，図１６，図１７を用いて以下説明する。

本発明の実施の形態１等では、再生装置４は、再生装置での各フレーム変化の位置検出は、同期信号H1，V1，H2，V2を基にあらかじめ決められた規則に従って必要フレーム信号を選択するか、あるいは撮像信号のフレームレート、再生装置のフレームレートに対応しスイッチでフレーム選択の動作を切り換えるようにするか等の手法で再生動作を行っている。このような動作を本発明の実施の形態５は簡便に行えるようにしたものである。

フラグ信号発生部１４で、フレームレート変換部２から出力される信号のフレームの変わり目を示すフラグ信号ｆを出力し、フレーム変換部２からの信号と同様に記録装置３でフラグ信号自体も記録する。このフラグ信号を基に、再生装置４は必要フレーム信号の選択や決められた動作を行う。そのフラグ信号の発生の仕方について、図１５を用いて説明する。図１５（ａ）及び（ｇ）はフラグ信号発生部１４の内部構成の一例を示す構成図である。図１５で１５は分周回路、１６はＯＲ回路、１７は１ｂｉｔカウンタである。

例えばフレームレート変換部２の出力が６０Ｐレート（同図（ｂ））で、記録装置３も６０Ｐレートで記録し、撮像部１の元のフレームレートが２０Ｐである場合（同図（ｅ））は、記録装置３の信号は同図（ｄ）のようになる。この時フレームの切換わりは、同図（ｆ）のようになるので、この場合は、単純にもとの撮像信号の垂直同期を分周すれば得られる。この分周信号のロー（ＬＯＷ），ハイ（ＨＩＧＨ）と信号が切り換わる点がフレームの切り換わり点である。このように、フレームレート変換部２の出力信号レートが６０Ｐで、撮像部１の元のフレームレートが２０Ｐ，３０Ｐ等の６０Ｐのフレームレートに対して１／ｍ（ｍは１以上の整数）の条件になる場合は、同図（ａ）に示す分周回路１５等で簡単にフラグ信号発生部を構成できる。

また、実施の形態２の図７で説明した撮像部１の出力信号が２４Ｐや４８Ｐ等の信号も含む時は、上記の条件に当てはまらず、この場合は同図（ｇ）に示すように、フレームレート変換部２で使用するフレームメモリの読み出しイネーブル信号、例えば４８Ｐの時はＲ１，Ｒ２，Ｒ３の信号の変化（同図（ｉ））がフレームの切り換わりに対応するので、これを検出し、その信号をフレームの切り換わり信号として用いればよい。例えば同図（ｇ）のようにＯＲ回路１６とＯＲ回路１６の出力信号をクロックとする１ｂｉｔカウンタ１７で簡単に構成できる。１ｂｉｔカウンタ１７の出力（同図（ｊ））のＬＯＷ，ＨＩＧＨをフレームの切り換わり信号（同図（ｆ１））として対応させればよい。

このようなフラグ信号発生部１４の動作により、図１６、図１７に示すように、種々の撮像信号のレートとフレームレート変換部２の出力信号＝記録装置３の信号に対してフレームの切り換わりのフラグ信号を得ることができる。例えば、図１６でａ１、ａ３が撮像信号出力、ｂ１、ｂ３がフレームレート変換後の信号、ｆ１、ｆ３がフレーム切り換わりのフラグ信号、図１７でａ１、ａ２が撮像信号出力、ｂ１−１、ｂ２−１がフレームレート変換後の信号、ｆ１−１、ｆ２−１がフレーム切り換わりのフラグ信号を示す。

このように本実施の形態５によれば、簡単な構成で、フレームの切換わりのフラグ信号を作成でき、その信号を記録装置３に撮像信号と共に記録できるので、再生装置４への撮像部１や記録装置３の同期信号等の情報を別個に与える必要がない。また、再生装置４に撮像部１のフレームのレートに応じて動作を切り換える為のスイッチ等も設けなくてよく、撮像部１のフレームレートが種々に変わっても自動でシネマ信号の再生動作を行うことがきる。

（実施の形態６）
図１８は本発明の実施の形態６におけるシネマ信号作成システムの構成を示すブロック図である。

図１８において、１は種々のフレームレートのP信号を出力する撮像部、２は撮像部２の出力信号を所定のフレームレートに変換するフレームレート変換部、３はフレームレート変換部２の出力信号を記録する記録装置、４は記録装置３により記録された信号を再生する再生装置、１４はフレームレート変換部２の出力信号におけるフレームの切り換わりを示すフラグ信号発生部、１８はフラグ信号発生部１４より出力されるフラグ信号を変換し、フレームレート変換部２で変換された信号に加算するフラグ信号変換，加算部である。

本実施の形態６が実施の形態１及び実施の形態５と違うのは、撮像装置が撮像部１，フレームレート変換部２の他にフラグ信号発生部１４、さらにフラグ信号変換，加算部１８を備えた点である。その他の回路については概略同様であり、その動作も同様な動作である。

以上のように構成された実施の形態６によるシネマ信号作成システムの動作について、図１９，図２０を用いて以下説明する。

図１９はフラグ信号変換，加算部１８の内部構成の一例を示すブロック図及び変換の説明図で、１９は所定の時間遅延するディレイ回路、２０はEＸＯＲ（排他的論理和）回路、２１は加算器である。また、図２０はフラグ信号の撮像信号への加算の例を示す説明図である。

フラグ信号変換，加算部１８は例えば図１９（ａ）に示す回路で構成される。ここで、同図（ｂ）に示すフレームの切り換わりを示すフラグ信号ｆがディレイ回路１９へ入力されると、同図（ｃ）のように所定の時間だけ遅延される。例えば数Ｈ（Ｈは１水平走査期間）の遅延を与える。この信号ともとのフラグ信号がEＸＯＲ（排他的論理和）回路２０での処理により同図（ｄ）に示す変換信号を出力する。

この信号はフレームの切り換わりでそのフレームの初めまたは終わりの数Ｈ期間ＨＩＧＨとなる信号であり、この信号が加算器２１でフレームレート変換された撮像信号と加算され記録装置３へ出力される。

図２０は変換されたフラグ信号の撮像信号への加算の例を示すが４８Ｐ撮像信号と２４Ｐ撮像信号の場合を示している。撮像部１の出力はそれぞれ同図（ａ１）及び（ａ２）のようになり、この信号がフレームレート変換部２で６０Ｐのフレームレートに変換される。この時のフレームの切換わりはフラグ信号発生部１４の出力信号により同図（ｆ１−１）及び（ｆ２−１）のようになる。この信号が前述したフラグ信号変換，加算部１８で変換され、フレームレート変換部２の出力信号と加算され同図（ｇ１）及び（ｇ２）の信号となる。これらの信号から分かるように、フレームの切り換わり（フレーム番号の切り換わり）の初めに対応し、図中、網掛け部にフラグ信号が加算されていることがわかる。これらの信号が記録装置３で記録される。

再生装置４は信号と一緒に記録されているフラグ信号をもとにフレームの選択、
複製等の処理を行い、本発明の実施の形態３や５等と同様に２４P信号のシネマ信号の再生を行う。

このように本発明の実施の形態６によれば、フレームの切換わりを示すフラグ信号を撮像信号自体に加算し記録するので、実施の形態５と同様に、再生装置４への撮像部１や記録装置３の同期信号等の情報を別個に与える必要がなく、また再生装置４に撮像部１のフレームのレートに応じて動作を切り換える為のスイッチ等も設けなくてよい。また、撮像部１のフレームレートが種々に変わっても自動でシネマ信号の再生動作を行うことがきる。

さらに、実施の形態５に比べ撮像装置と記録装置との間で、信号の他に必要となるフラグ信号のインターフェース及び記録装置で記録するまでの撮像信号の処理時間による遅延時間を合わせる為のディレイ回路等を必要とせず、回路構成も簡単になる。

なお、フラグ信号変換，加算部１８のディレイ回路１９のディレイ量は本実施の形態の数Hに限らず、再生装置４で検出可能な適切な時間に設定していいことは言うまでもない。また、信号を加算する位置も、撮像信号の有効期間以外の適切な場所に設定してもいいことは言うまでもない。

また、撮像装置等のチェック等の為、周辺機器等を考慮すれば、全ての実施の形態において、フレームレート変換部２の出力は６０P、再生装置４の出力はシネマ信号を得る為の２４Pの２−３プルダウン形式（６０Pフレームレート）が好ましいことは言うまでもない。

また、全ての実施の形態において、再生装置４からの出力信号が２−３プルダウン形式（６０Pフレームレート）の２４P信号の場合は、逆２−３プルダウン処理によって、簡単に本来のシネマ信号（２４Pフレームレート）に変換できることは言うまでもない。

また、全ての実施の形態において、記録装置及び再生装置はＶＴＲ一体型撮像装置や据え置き機のＶＴＲに限らず、ハードディスク等のノンリニア装置や光ディスク等のディスク装置であってもいいことは言うまでもない。

本発明にかかるシネマ信号作成システムは、撮像装置及び記録装置を具備したＶＴＲ一体型撮像装置や据え置き機のＶＴＲ、記録装置及び再生装置としてハードディスク等のノンリニア装置や光ディスク等のディスク装置等を用いた、映画をフィルムでなく電子的に撮影および処理する電子シネマシステム等に有効である。

本発明の実施の形態１によるシネマ信号作成システムの構成を示すブロック図 同シネマ信号作成システムのフレームレート変換部の一構成例を示すブロック図 同シネマ信号作成システムのフレームレート変換部の動作を説明する信号波形図 同シネマ信号作成システムの動作を説明する各部の信号概念図 同シネマ信号作成システムの動作を説明する各部の信号概念図 本発明の実施の形態２によるシネマ信号作成システムのフレームレート変換部の一構成例を示すブロック図 同シネマ信号作成システムのフレームレート変換部の動作を説明する信号概念図 同シネマ信号作成システムのフレームレート変換部の動作を説明する信号概念図 本発明の実施の形態３によるシネマ信号作成システムの再生装置の出力信号を説明する信号概念図 本発明の実施の形態４によるシネマ信号作成システムの構成を示すブロック図 同シネマ信号作成システムの駆動パルス発生制御回路の動作を説明する信号波形図 同シネマ信号作成システムの撮像部及びフレームレート変換部の出力信号を説明する信号概念図 同シネマ信号作成システムの撮像部及びフレームレート変換部の出力信号を説明する信号概念図 本発明の実施の形態５によるシネマ信号作成システムの構成を示すブロック図 同シネマ信号作成システムのフラグ信号発生部の内部構成及びその動作を示す説明図 同シネマ信号作成システムの動作を説明する信号概念図 同シネマ信号作成システムの動作を説明する信号概念図 本発明の実施の形態６によるシネマ信号作成システムの構成を示すブロック図 同シネマ信号作成システムのフラグ信号変換，加算部の内部構成及びその動作を示す説明図 同シネマ信号作成システムの撮像信号へ加算されるフラグ信号の状態を説明するための信号概念図 従来のシネマ信号作成システムの構成を示すブロック図 従来のシネマ信号作成システムでの各部の信号波形図 従来のシネマ信号作成システムでの各部の信号波形図

符号の説明

１ 撮像部
２ フレームレート変換部
３ 記録装置
４ 再生装置
５，６，９ フレームメモリ
７，１０ フレームメモリ制御回路
８，１２ 切り換え回路
１１ フレームレート変換比演算回路
１３ 駆動パルス発生制御回路
１４ フラグ信号発生部
１８ フラグ信号変換，加算部

Claims (5)

1. 撮像装置と、前記撮像装置の出力信号を記録する記録装置と、を備え、
   前記撮像装置は、可変速撮像のためにフレームレートを種々に可変してプログレッシブ撮像信号を出力する撮像部と、前記撮像部から出力された前記種々のフレームレートの撮像信号を一部またはすべてのフレームの信号を複製することで前記種々のフレームレートの最大値以上の一定のフレームレートに変換し前記記録装置に出力するフレームレート変換部を有し、
   前記記録装置は前記一定のフレームレートで前記撮像装置からの信号を記録することを特徴とするＶＴＲ一体型撮像装置。
2. フレームレート変換部が、変換前のフレームレートと変換後のフレームレートの比を演算するフレームレート変換比演算回路を有し、前記変換比がｎ／ｍ（ｎ，ｍは整数でありｎ≦ｍ、またｎが変換前、ｍが変換後に対応）となる場合、ｎが1の時は、変換前のフレームレートの信号の各フレームの信号を変換後のフレームレートで（ｍ−１）回ずつ複製して出力し、ｎが１でない場合は変換前のフレームレートの信号のｎフレーム分の時間と変換後のフレームレートのｍフレーム分の時間が一致するように、ｎフレームの信号の一部もしくはすべてのフレーム信号を変換後のフレームのレートで、複製数の合計が（ｍ−ｎ）になるように複製して出力して、ｍフレーム毎に規則的なフレーム信号系列ができるように変換し、記録装置は、変換後のフレームレートで記録することを特徴とする請求項１に記載のＶＴＲ一体型撮像装置。
3. 撮像部が固体撮像素子を有し、蓄積時間をコントロールすることにより種々のフレームレートのプログレッシブ信号を出力する場合、前記固体撮像素子を駆動する駆動パルスを、読み出しパルスは所望のフレームレートを得る蓄積時間のレートで出力し、水平，垂直の転送パルスは前記固体撮像素子の１フレームの出力信号の転送がフレームレート変換部での変換後のフレームレートの１フレームの時間で完了するレートで出力する駆動パルス発生制御回路とを前記撮像装置に備えたことを特徴とする請求項１または２に記載のＶＴＲ一体型撮像装置。
4. 撮像装置が、フレームレート変換部で複製されたフレームの信号群が次のフレームの信号群へ変わる変化点を示すフラグ信号を発生するフラグ信号発生部を有し、記録装置が前記撮像装置より出力される信号を記録するとともに、前記フラグ信号も記録保持したことを特徴とする請求項１または２に記載のＶＴＲ一体型撮像装置。
5. 撮像装置が、フレームレート変換部で複製されたフレームの信号群が次のフレームの信号群へ変わる変化点を示すフラグ信号を発生するフラグ信号発生部と、前記フラグ信号発生部の出力信号を受けフレームレート変換部より出力される撮像信号の有効期間以外の信号期間に、前記フラグ信号を変換して加算するフラグ信号変換，加算回路とを有し、記録装置が前記撮像装置より出力される信号をフラグ信号と共に記録するようにしたことを特徴とする請求項１または２に記載のＶＴＲ一体型撮像装置。

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