JPH04114268U - high speed imaging camera - Google Patents
high speed imaging cameraInfo
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Landscapes
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】安価な高速撮像カメラを提供することを目的と
する。
【構成】入射光は、ダイクロイックプリズム4によって
赤、緑、青に分解し、CCD撮像素子からなるR用撮像
素子1、G用撮像素子2、B用撮像素子3に入射させ
る。各撮像素子1,2,3には、第1、第2、第3ドラ
イバ5,6,7をそれぞれ接続する。ドライバ5,6,
7は、周期がTで、かつ位相がΔT(Δ<1/3T)ず
れた掃出しパルスと転送パルスとを撮像素子1,2,3
にそれぞれ出力する。撮像素子1,2,3は、掃出しパ
ルスが入力してから転送パルスが入力するまでの間に蓄
積した電荷を画像信号として出力する。ここで、ドライ
バ5,6,7が出力する各掃出しパルスの位相は、互い
に1/3Tだけずれている。したがって、撮像素子1,
2,3は、1/3T毎に画像信号を出力することにな
る。
(57) [Summary] [Purpose] The purpose is to provide an inexpensive high-speed imaging camera. [Structure] Incident light is separated into red, green, and blue by a dichroic prism 4, and is made incident on an R image sensor 1, a G image sensor 2, and a B image sensor 3, which are CCD image sensors. First, second, and third drivers 5, 6, and 7 are connected to each image sensor 1, 2, and 3, respectively. Driver 5, 6,
7, a sweep pulse and a transfer pulse having a period of T and a phase shift of ΔT (Δ<1/3T) are transmitted to the imaging elements 1, 2, and 3.
Output each. The image sensors 1, 2, and 3 output charges accumulated during the period from when the sweep pulse is input until when the transfer pulse is input as an image signal. Here, the phases of the sweep pulses outputted by the drivers 5, 6, and 7 are shifted from each other by 1/3T. Therefore, the image sensor 1,
2 and 3 output an image signal every 1/3T.
Description
【0001】0001
この考案は、高速撮像カメラに関する。 This invention relates to a high-speed imaging camera.
【0002】0002
一般に、高速度で移動または変化する被写体の各瞬間の画像を撮像する場合に は、高速撮像カメラが用いられている。ところが、従来の高速撮像カメラは、構 造が複雑であり、また高速シャッタ等の機構を必要とするため、高価であるとい う問題があった。 Generally, when capturing instantaneous images of a subject that is moving or changing at high speed. A high-speed imaging camera is used. However, conventional high-speed imaging cameras have It is expensive because it has a complicated structure and requires mechanisms such as a high-speed shutter. There was a problem.
【0003】0003
この考案は、上記事情を考慮してなされたもので、複数の撮像素子と、1つの 入射光を分岐して各分岐光各撮像素子にそれぞれ入射させる光学系と、各撮像素 子を時期を実質的にずらして順次露光させるシャッタ機構とを備えたことを特徴 としている。 This idea was made in consideration of the above circumstances, and it uses multiple image sensors and one An optical system that branches incident light and makes each branched light enter each image sensor, and each image sensor and a shutter mechanism that sequentially exposes the light at substantially different times. It is said that
【0004】0004
シャッタ機構は、各撮像素子を時期をずらして順次露光させる。したがって、 各撮像素子は、異なる時期における被写体の画像信号を出力する。 The shutter mechanism sequentially exposes each image sensor at different times. therefore, Each image sensor outputs image signals of the subject at different times.
【0005】[0005]
まず、この考案の実施例を説明する前に、この考案をなすに至った着想点につ いて述べると、考案者は、カラーテレビカメラが赤用、緑用、および青用(以下 、それぞれR,G,Bという。)の3つの撮像素子を有している点に着目した。 通常、これら3つの撮像素子は、被写体を同時に撮像しているが、それぞれが時 期を僅かにずらして撮像するようにすれば、高速撮像することができることに思 い至った。そして、このようにすれば、高速シャッタ等が不要であるので、カラ ーテレビカメラを改造することにより、高速撮像カメラを安価に製造することが できることに想到したものである。 First, before explaining the practical examples of this invention, let us first explain the idea that led to this invention. In other words, the inventor believes that color television cameras can be used for red, green, and blue (hereinafter referred to as red, green, and blue). , are called R, G, and B, respectively. ). Normally, these three image sensors image the subject at the same time, but each I was surprised to find that high-speed imaging can be achieved by slightly shifting the timing of imaging. I've reached it. If you do this, there is no need for a high-speed shutter, etc., so the color - By modifying TV cameras, it is possible to manufacture high-speed imaging cameras at low cost. I have come up with something that can be done.
【0006】 以下、この考案の実施例について図1ないし図5を参照して説明する。 図1〜図3にこの考案の一実施例を示す。この実施例の高速撮像カメラは、市 販されているカラーテレビカメラを改造したものであり、図1に示すように、赤 色用(R用)、緑色用(G用)および青色用(B用)の3つの撮像素子1,2, 3を備えている。撮像素子1,2,3は、この場合、CCD(ChargeーC oupled device)撮像素子が用いられている。撮像素子1,2,3 の前方には、ダイクロイックプリズム4を有する光学系が配置されている。ダイ クロイックプリズム4は、図2に示すように、3つのプリズム4a,4b,4c からなるものであり、入射光を赤色、緑色および青色に分解し、各分解光を撮像 素子1,2,3にそれぞれ入射させる。[0006] Hereinafter, embodiments of this invention will be described with reference to FIGS. 1 to 5. An embodiment of this invention is shown in FIGS. 1 to 3. The high-speed imaging camera of this example It is a modified version of a commercially available color television camera, and as shown in Figure 1, the red Three image sensors 1, 2 for color (for R), for green (for G), and for blue (for B), It has 3. In this case, the image sensors 1, 2, and 3 are CCDs (Charge-C An image sensor (upled device) is used. Image sensor 1, 2, 3 An optical system having a dichroic prism 4 is arranged in front of the dichroic prism 4 . Thailand As shown in FIG. 2, the chroic prism 4 includes three prisms 4a, 4b, 4c. It separates the incident light into red, green and blue, and images each separated light. The light is made incident on elements 1, 2, and 3, respectively.
【0007】 また、この高速撮像カメラは、各撮像素子1,2,3の実質的な露光時期をず らすために、第1〜第3ドライバ5,6,7を備えている。 第1ドライバ5は、クロック信号発生器8から入力されるクロック信号数に基 づき、図3に示す掃出しパルスP1および転送パルスP2をR用撮像素子1に出力 する。掃出しパルスP1と転送パルスP2は、同一の周期Tを有している。周期T は、NTSC方式に合わせるために、撮像素子1,2,3においてインターレー ス走査が行われる場合には1/60秒とされ、ノンインターレース走査が行われ る場合には1/30秒とされる。また、転送パルスP2は掃出しパルスP1に対し て位相がΔTだけ遅れている。位相差ΔTは、1/3・Tより小さくなされてい る。[0007] Furthermore, this high-speed imaging camera includes first to third drivers 5, 6, and 7 in order to shift the actual exposure timing of each of the imaging elements 1, 2, and 3. The first driver 5 outputs a sweep pulse P 1 and a transfer pulse P 2 shown in FIG. 3 to the R image sensor 1 based on the number of clock signals input from the clock signal generator 8. The sweep pulse P 1 and the transfer pulse P 2 have the same period T. In order to comply with the NTSC system, the period T is set to 1/60 seconds when interlaced scanning is performed in image sensors 1, 2, and 3, and 1/30 seconds when non-interlaced scanning is performed. . Further, the phase of the transfer pulse P 2 is delayed by ΔT with respect to the sweep pulse P 1 . The phase difference ΔT is made smaller than 1/3·T.
【0008】 第1ドライバ5から撮像素子1に掃出しパルスP1が出力されると、撮像素子 1はそれまでに蓄積した全ての画像電荷を掃き出す。掃き出された画像電荷は、 画像信号として用いられることはない。掃出しパルスP1が出力された後、転送 パルスP2が出力されると、撮像素子1は、その間(ΔT)に蓄積した画像電荷 を画像信号として後述するマトリックス回路9に出力する。この点から明らかな ように、撮像素子1によって電荷に変換される入射光のうち実際に使用される入 射光は、掃出しパルスP1が出力されてから転送パルスP2が出力されるまでの時 間ΔTに入射する光だけである。つまり、撮像素子1は、第1ドライバ5により 時間ΔTだけ実質的に露光せしめられているのであり、第1ドライバ5は一種の シャッタ機構を構成している。[0008] When the sweep pulse P 1 is output from the first driver 5 to the image sensor 1, the image sensor 1 sweeps out all the image charges accumulated up to that point. The swept-out image charge is never used as an image signal. When the transfer pulse P 2 is output after the sweep pulse P 1 is output, the image sensor 1 outputs the image charge accumulated during that time (ΔT) to the matrix circuit 9 described later as an image signal. As is clear from this point, the incident light that is actually used out of the incident light that is converted into charges by the image sensor 1 is the time from when the sweep pulse P 1 is output to when the transfer pulse P 2 is output. Only the light incident on ΔT. In other words, the image sensor 1 is substantially exposed for the time ΔT by the first driver 5, and the first driver 5 constitutes a kind of shutter mechanism.
【0009】 上記第2、第3ドライバ6,7は、パルスP1,P2と同様な掃出しパルスP3 ,P5、転送パルスP4,P6をG用撮像素子2、B用撮像素子3にそれぞれ出力 する。ただし、掃出しパルスP3は、掃出しパルスP1に対して1/3・Tだけ位 相が遅れており、掃出しパルスP5は掃出しパルスP1に対して2/3・Tだけ位 相が遅れている。したがって、R用撮像素子1の露光時期に比して、G用撮像素 子2の露光時期は1/3・Tだけ遅れ、B用撮像素子3の露光時期は2/3・T だけ遅れることになる。The second and third drivers 6 and 7 send sweeping pulses P 3 and P 5 and transfer pulses P 4 and P 6 similar to the pulses P 1 and P 2 to the G image sensor 2 and the B image sensor. Output each to 3. However, the phase of the sweep pulse P 3 is delayed by 1/3·T with respect to the sweep pulse P 1 , and the phase of the sweep pulse P 5 is delayed by 2/3·T with respect to the sweep pulse P 1 . . Therefore, compared to the exposure time of the R image sensor 1, the exposure time of the G image sensor 2 is delayed by 1/3·T, and the exposure time of the B image sensor 3 is delayed by 2/3·T. Become.
【0010】 撮像素子1,2,3は、画像電荷、つまり画像信号をマトリックス回路9に出 力する。この場合、撮像素子1,2,3は、各ドライバ5,6,7から出力され るパルス(上記パルスP1〜P6と異なるパルス)に基づいて同時に出力する。マ トリックス回路9は、赤、緑、青の画像信号から明るさを示す輝度信号(Y信号 )と色あいを示す色差信号(R−Y信号およびB−Y信号)とを作り出すもので あり、通常のカラーテレビカメラが有するものがそのまま用いられている。 なお、輝度信号および色差信号は、エンコーダ10によって例えばビデオ信号 に変換されて出力される。The image sensors 1 , 2 , and 3 output image charges, that is, image signals to the matrix circuit 9 . In this case, the image sensors 1, 2, and 3 simultaneously output pulses based on the pulses (different from the pulses P1 to P6 described above) output from the respective drivers 5, 6, and 7. The matrix circuit 9 generates a luminance signal (Y signal) indicating brightness and a color difference signal (RY signal and B-Y signal) indicating color tone from the red, green, and blue image signals, and uses the normal What the color television camera has is used as is. Note that the luminance signal and the color difference signal are converted into, for example, a video signal by the encoder 10 and output.
【0011】 上記の高速撮像カメラにおいては、3つの撮像素子1,2,3を実質的に時期 をずらして露光させているから、各撮像素子1,2,3のフレームサンプリング 周期に対して1/3の周期で被写体の画像が得られる。換言すれば、一定の周期 のうちに3倍が画像が得られる。したがって、高速撮像が可能になる。しかも、 この実施例のように、従来のカラーテレビカラーを改造することにより、高速撮 像カメラを容易に、かつ安価に製造することができる。[0011] In the above-mentioned high-speed imaging camera, the three imaging elements 1, 2, and 3 are substantially Since the exposure is performed by shifting the frame sampling of each image sensor 1, 2, and 3, Images of the subject are obtained at a period of 1/3 of the period. In other words, a constant period Three times as many images can be obtained. Therefore, high-speed imaging becomes possible. Moreover, As shown in this example, by modifying a conventional color TV, high-speed shooting can be achieved. An image camera can be manufactured easily and inexpensively.
【0012】 なお、この考案は、上記実施例に限定されるものでなく、その要旨を逸脱しな い範囲において適宜変更可能である。 例えば、上記の実施例においては、3つのプリズム4a,4b,4cからなる ダイクロイックプリズム4を用いることにより、撮像素子1,2,3に入射する 光を赤、緑、青に分解させているが、図4に示すように、2つのプリズム14a ,14bからなる分岐プリズム(光学系)14を用い、入射光を単に分岐させて その分岐光を各撮像素子1,2,3,に入射させるようにしてもよい。また、撮 像素子としては、3つ用いることなく、図5に示すように、2つの撮像素子1, 2だけを用いてもよい。この場合には、入射光を分岐させるために1つのプリズ ム(光学系)24だけを用いればよい。0012 Note that this invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and does not depart from the gist of the invention. It can be changed as appropriate within a certain range. For example, in the above embodiment, it consists of three prisms 4a, 4b, 4c. By using the dichroic prism 4, the light enters the image sensors 1, 2, and 3. As shown in FIG. 4, two prisms 14a are used to separate the light into red, green, and blue. , 14b is used to simply branch the incident light. The branched light may be made to enter each image sensor 1, 2, and 3. Also, Instead of using three image elements, as shown in FIG. Only 2 may be used. In this case, one prism is used to split the incident light. It is sufficient to use only the optical system 24.
【0013】 また、上記の実施例においては、各撮像素子1,2,3に蓄積される電荷を周 期的に掃出しおよび出力させることにより、実質的な露光時期を決めているが、 ダイクロイックプリズム4と各撮像素子1,2,3との各間に機械的なシャッタ 機構を設置するようにしてもよい。この場合にも、各シャッタ機構による各撮像 素子1,2,3の露光時期をずらすようにする。このようにすることにより、各 シャッタ機構のシャッタ速度は遅くとも、高速撮像が可能になる。[0013] In addition, in the above embodiment, the charges accumulated in each image sensor 1, 2, and 3 are The effective timing of exposure is determined by periodically sweeping and outputting. A mechanical shutter is provided between the dichroic prism 4 and each image sensor 1, 2, and 3. A mechanism may also be installed. In this case, each image capturing by each shutter mechanism The exposure timings of elements 1, 2, and 3 are staggered. By doing this, each Even if the shutter speed of the shutter mechanism is slow, high-speed imaging becomes possible.
【0014】[0014]
以上説明したように、この考案の高速撮像カメラによれば、複数の撮像素子を 互いに時期をずらして露光させるようにしているから、高速撮像が可能になるの は勿論のこと、高速シャッタ機構等を必要としないので、機構が簡単になり、容 易にかつ安価に製造することができるという効果が得られる。 As explained above, the high-speed imaging camera of this invention uses multiple imaging elements. Because the exposure times are staggered, high-speed imaging is possible. Of course, since there is no need for a high-speed shutter mechanism, the mechanism is simpler and more compact. The effect is that it can be manufactured easily and at low cost.
【図1】この考案の一実施例の概略構成を示す図であ
る。FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an embodiment of this invention.
【図2】図1に示す実施例において用いられるダイクロ
イックプリズムを示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a dichroic prism used in the embodiment shown in FIG. 1.
【図3】第1、第2、第3ドライバから各撮像素子にそ
れぞれ出力されるパルスの関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between pulses output from the first, second, and third drivers to each image sensor.
【図4】入射光を分岐するためのプリズムの他の実施例
を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing another embodiment of a prism for splitting incident light.
【図5】入射光を分岐するためのプリズムの他の実施例
を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing another embodiment of a prism for splitting incident light.
1 撮像素子 2 撮像素子 3 撮像素子 4 ダイクロイックプリズム(光学系) 5 第1ドライバ(シャッタ機構) 6 第2ドライバ(シャッタ機構) 7 第3ドライバ(シャッタ機構) 14 分岐プリズム(光学系) 24 プリズム(光学系) 1 Image sensor 2 Image sensor 3 Image sensor 4 Dichroic prism (optical system) 5 First driver (shutter mechanism) 6 Second driver (shutter mechanism) 7 Third driver (shutter mechanism) 14 Branch prism (optical system) 24 Prism (optical system)
Claims (1)
させて各分岐光を各撮像素子にそれぞれ入射させる光学
系と、各撮像素子を実質的に時期をずらして順次露光さ
せるシャッタ機構とを備えたことを特徴とする高速撮像
カメラ。1. A plurality of image sensors, an optical system that branches one incident light and makes each branched light incident on each image sensor, and a shutter mechanism that sequentially exposes each image sensor at substantially different times. A high-speed imaging camera characterized by:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1991025737U JPH04114268U (en) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | high speed imaging camera |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1991025737U JPH04114268U (en) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | high speed imaging camera |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04114268U true JPH04114268U (en) | 1992-10-07 |
Family
ID=31910405
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1991025737U Pending JPH04114268U (en) | 1991-03-25 | 1991-03-25 | high speed imaging camera |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04114268U (en) |
-
1991
- 1991-03-25 JP JP1991025737U patent/JPH04114268U/en active Pending
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