JPH04369977A - Slow motion camera - Google Patents

Slow motion camera

Info

Publication number
JPH04369977A
JPH04369977A JP3147421A JP14742191A JPH04369977A JP H04369977 A JPH04369977 A JP H04369977A JP 3147421 A JP3147421 A JP 3147421A JP 14742191 A JP14742191 A JP 14742191A JP H04369977 A JPH04369977 A JP H04369977A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ccd
image
subject
frequency
speed
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3147421A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yasuyoshi Miyagawa
宮川 八州美
Takaaki Tomita
孝明 富田
Satoru Ohira
大平 覚
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP3147421A priority Critical patent/JPH04369977A/en
Publication of JPH04369977A publication Critical patent/JPH04369977A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a slow motion picture without after image and picture distortion by using a solid-state image pickup element (CCD) as a photoelectric conversion element. CONSTITUTION:A prism group 16 is arranged on the emitting surface of an image pickup lens 2, and the prism group 16 resolves the light (subject) from an object 1 collected by the image pickup lens 2 into red, green, and blue lights and approximately halves the lights. On the emitting surface of the prism group 16, CCDs 17 to 22 are arranged, and the subject outputted from the prism group 16 is formed while transmitted to the CCDs 17 to 22. The CCDs 17 to 22 performs photoelectric conversion using a photodiode arranged on each light receiving part. In this case, the subject with the amplitude separated is photographed while deviating the time respectively by a plurarity of CCDs 17 to 22, and the storage time of the signal charge to each CCD 17 to 22 is shortened than the signal charge transfer time of each CCD 17 to 22.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明はテレビジョンカメラに関
するものであり、特にテレビジョンカメラの動的解像度
を向上させて被写体の動きを明確に撮像し、良好な画像
を得るスローモーションカメラ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a television camera, and more particularly to a slow motion camera device that improves the dynamic resolution of a television camera, clearly captures the movement of a subject, and obtains good images.

【0002】0002

【従来の技術】従来のスローモーションカメラ装置技術
を簡単に説明する。
2. Description of the Related Art Conventional slow motion camera device technology will be briefly described.

【0003】極めて高速で動く被写体像をスローモーシ
ョン撮影しその動きを明確に観察する方法としては、高
速度フィルムカメラで撮影し、それを低速で映写する方
法が周知であるが、この方法ではフィルムを用いている
ため撮影−現像−再生(映写)までに時間がかかり過ぎ
るという大きな欠点がある。
[0003] A well-known method for photographing an object moving at extremely high speed in slow motion and clearly observing its movement is to photograph it with a high-speed film camera and project it at a low speed. This method has a major drawback in that it takes too much time to photograph, develop, and reproduce (project).

【0004】これに対して、テレビジョンカメラによる
スローモーションカメラ装置としては通常のテレビジョ
ンカメラの走査速度(NTSC方式では水平走査周波数
約15.734kHz,フィールド周波数59.94H
z)を速くして、高速にビデオテープレコーダに記録し
、高速に記録されたビデオテープを標準の速度で再生す
ることによりスローモーション画像を得る装置が実用化
されていることは周知である。
On the other hand, as a slow-motion camera device using a television camera, the scanning speed of a normal television camera (in the NTSC system, the horizontal scanning frequency is about 15.734 kHz, the field frequency is 59.94 H)
It is well known that a device has been put into practical use that obtains slow-motion images by speeding up z), recording it on a videotape recorder at high speed, and playing back the videotape recorded at high speed at a standard speed.

【0005】以下、周知のスローモーションカメラ装置
を図面を用いて簡単に説明する。図4において1は被写
体、2は撮像レンズ、3は3色分解プリズム、4〜6は
撮像管、7〜9は偏向コイル、10〜12はプリアンプ
、13はプロセスおよびエンコーダおよび周波数変換回
路、14は偏向回路である。これらの符号2〜14を付
した要素によってテレビジョンカメラが構成されている
。15はVTRである。
[0005] A well-known slow motion camera device will be briefly explained below with reference to the drawings. In FIG. 4, 1 is a subject, 2 is an imaging lens, 3 is a three-color separation prism, 4 to 6 are image pickup tubes, 7 to 9 are deflection coils, 10 to 12 are preamplifiers, 13 is a process, encoder, and frequency conversion circuit, 14 is a deflection circuit. A television camera is constituted by these elements numbered 2 to 14. 15 is a VTR.

【0006】動作の説明を簡単にするため、テレビジョ
ンカメラは標準のテレビジョンカメラの3倍の速度で動
作する、すなわち1/3倍速のスローモーションの記録
,再生が可能なスローモーションカメラ装置として説明
する。標準のテレビジョンカメラ(NTSC方式では水
平走査周波数は約15.734kHz、フィールド周波
数は59.94Hz)に比べて、このスローモーション
カメラでは、水平走査周波数は47.202kHz、フ
ィールド周波数は17.98Hzで動作する。標準の3
倍の速度で動作するため、偏向回路14からは3倍の周
波数の偏向信号が偏向コイル7〜9に供給される。実際
の偏向コイルは水平・垂直の2方向が必要であるが、図
4では一方の偏向コイルの図示は省略している。
To simplify the explanation of the operation, a television camera is referred to as a slow-motion camera device that operates at three times the speed of a standard television camera, that is, can record and play back slow motion at 1/3 times the speed. explain. Compared to a standard television camera (NTSC has a horizontal scan frequency of about 15.734 kHz and a field frequency of 59.94 Hz), this slow-motion camera has a horizontal scan frequency of 47.202 kHz and a field frequency of 17.98 Hz. Operate. standard 3
In order to operate at twice the speed, the deflection circuit 14 supplies a deflection signal with three times the frequency to the deflection coils 7-9. Although the actual deflection coil requires two directions, horizontal and vertical, one of the deflection coils is not shown in FIG.

【0007】被写体1からの被写体像は撮像レンズ2に
より集光された後、3色分解プリズム3により、赤(R
)・緑(G)・青(B)3原色に分解され、撮像管4〜
6に結像される。撮像管4〜6に結像された被写体像は
撮像管によって光電変換される。光電変換された被写体
像は、偏向ヨークにより偏向された電子ビームにより、
信号電流として読み出され、プリアンプ10〜20によ
って増幅され赤・緑・青の信号電圧として取り出され、
プロセス・エンコーダ回路13へ供給される。プロセス
・エンコーダ回路13で赤・緑・青の信号は標準の3倍
速の複合カラーテレビジョン信号に変換し、その後、周
波数変換回路により通常の周波数のカラーテレビジョン
信号に変換した後、VTR15へ供給する。VTR15
は3個の記録ヘッドを有しており、記録ドラムは標準の
NTSC信号を記録するときの回転を行なっているが、
記録されるテープは標準速度の3倍の速度で走行されて
いる。したがって、VTRのテープ上には標準速度に比
べ3倍速の映像信号が記録される。このようにして記録
されたテープを、標準のドラム回転速度および標準のテ
ープ走行速度で再生すれば1/3倍速のスローモーショ
ン画像を得ることができる。
After the object image from the object 1 is focused by the imaging lens 2, it is separated into red (R) by the three-color separation prism 3.
), green (G), and blue (B), and is separated into three primary colors:
6. The subject images formed on the image pickup tubes 4 to 6 are photoelectrically converted by the image pickup tubes. The photoelectrically converted subject image is converted by an electron beam deflected by a deflection yoke.
It is read out as a signal current, amplified by preamplifiers 10 to 20, and taken out as red, green, and blue signal voltages.
The signal is supplied to the process encoder circuit 13. The process encoder circuit 13 converts the red, green, and blue signals into a composite color television signal at three times the standard speed, and then the frequency conversion circuit converts it into a normal frequency color television signal, which is then supplied to the VTR 15. do. VTR15
has three recording heads, and the recording drum rotates when recording standard NTSC signals.
The tape being recorded is running at three times the standard speed. Therefore, a video signal at three times the standard speed is recorded on the VTR tape. If the tape recorded in this manner is played back at a standard drum rotation speed and a standard tape running speed, a 1/3 speed slow motion image can be obtained.

【0008】また、VTRは1個の記録ヘッドを用い、
ドラムおよびテープを標準速度の3倍の回転および走行
させて記録を行ない、スローモーション再生時には通常
の回転およびテープ走行を行なうことにより1/3倍速
のスローモーション画像を得る方法もある。
[0008] Furthermore, a VTR uses one recording head,
There is also a method in which recording is performed by rotating and running the drum and tape at three times the standard speed, and during slow-motion reproduction, the normal rotation and tape running are performed to obtain a slow-motion image at one-third the speed.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記の構成
によるスローモーションカメラ装置では、動的解像度が
向上せず輪郭がぼけたスローモーション画像となる。ま
た、画像歪のある画像となる、例えば高速で動くゴルフ
クラブの柄が図5のように曲がって見える欠点を有して
いる。
However, in the slow motion camera device having the above configuration, the dynamic resolution does not improve and the resulting slow motion image has blurred outlines. Further, it has the disadvantage that the image is distorted, for example, the handle of a golf club moving at high speed appears bent as shown in FIG.

【0010】これら欠点のうち、画像の輪郭がぼける原
因は、撮像管の残像現象によるものであり、高速で動く
ゴルフクラブの柄が曲がって見える原因は、画面の上部
と下部とでは信号電荷の蓄積タイミングがずれるためで
ある。
Among these drawbacks, the cause of the blurring of the outline of the image is due to the afterimage phenomenon of the image pickup tube, and the reason why the handle of a golf club moving at high speed appears curved is due to the difference in signal charge between the upper and lower parts of the screen. This is because the accumulation timing is shifted.

【0011】本発明は、上記欠点を解決するもので、動
的解像度が高く、画像の歪のないスローモーション画像
を得るスローモーションカメラ装置の提供を目的として
いるものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention aims to solve the above-mentioned drawbacks and to provide a slow-motion camera device that can obtain slow-motion images with high dynamic resolution and no image distortion.

【0012】0012

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために、被写体像を複数の撮像素子の受光面に結像
するための撮像レンズと、撮像レンズと複数の撮像素子
の結像面の間に撮像レンズにより集光された被写体像を
複数の像に振幅分離する光学系を備え、振幅分離された
被写体像を複数の撮像素子より各々時間をずらせて被写
体像を撮像し、かつ撮像素子への信号電荷の蓄積時間を
撮像素子の信号電荷転送時間よりも短くし、撮像素子出
力信号を電気回路により時間軸圧縮し、時間軸圧縮され
た信号をVTRに記録し再生することによりスローモー
ション画像を得る構成を有する。
Means for Solving the Problems In order to achieve the above object, the present invention provides an imaging lens for forming a subject image on the light receiving surface of a plurality of image sensors, and an imaging lens and an imaging lens for forming an image on the light receiving surface of a plurality of image sensors. An optical system is provided between the surfaces to amplitude-separate a subject image focused by an imaging lens into a plurality of images, and the amplitude-separated subject images are captured by a plurality of image sensors at different times, and By making the accumulation time of signal charges in the image sensor shorter than the signal charge transfer time of the image sensor, compressing the time axis of the image sensor output signal using an electric circuit, and recording and reproducing the time axis compressed signal on a VTR. It has a configuration for obtaining slow motion images.

【0013】[0013]

【作用】本発明は上記した構成により、2系列の撮像素
子に結像させ、2系列の撮像素子は標準動作の約1/3
の期間のみフォトダイオードに信号電荷を蓄積し、その
出力信号を、ディジタル信号に変換し、撮像素子出力信
号を通常の周波数の信号の3倍の周波数に変換して、標
準の3倍速でドラム回転,テープ走行するVTRへ記録
し、記録されたテープを標準速度で再生するので、動的
解像度が高く、画像歪のない高画質なスローモーション
を得ることができる。
[Operation] With the above-described configuration, the present invention forms images on two series of image sensors, and the two series of image sensors are approximately 1/3 of the standard operation.
A signal charge is accumulated in the photodiode only during the period of , since the recorded tape is recorded on a tape-running VTR and played back at standard speed, it is possible to obtain high-quality slow motion with high dynamic resolution and no image distortion.

【0014】[0014]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明
する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】本発明を説明するに先立ち、本発明の原理
的事項を解説する。本発明では、従来の欠点を解決する
ため、光電変換素子として固体撮像素子を用いる。本発
明には、光電変換部にフォトダイオード等に代表される
各画素ごとに独立した光電変換部を有し、垂直および水
平方向の信号電荷の転送に電荷結合素子を用いた、所謂
CCD固体撮像素子を用いる。
Before explaining the present invention, the principles of the present invention will be explained. In the present invention, a solid-state image sensor is used as a photoelectric conversion element in order to solve the conventional drawbacks. The present invention includes a so-called CCD solid-state imaging system, which has an independent photoelectric conversion section for each pixel, typically a photodiode, etc., and uses a charge-coupled device to transfer signal charges in the vertical and horizontal directions. element.

【0016】従来技術の欠点を解決するための最も簡単
な手段としては、図4に示した4〜6の撮像管をCCD
固体撮像素子に置き換えて、CCD固体撮像素子を通常
の3倍速で駆動する方法がある。
The simplest means to solve the drawbacks of the prior art is to replace the image pickup tubes 4 to 6 shown in FIG.
There is a method in which a CCD solid-state image sensor is driven at three times the normal speed instead of a solid-state image sensor.

【0017】ところが、CCD固体撮像素子はフォトダ
イオードで光電変換して得た信号電荷を垂直方向および
水平方向に転送して信号電圧として読み出しているのは
周知の通りである。一般的にNTSC方式の場合、CC
D固体撮像素子の垂直方向の画素数は約500画素、水
平方向の画素数は500〜800画素程度であり、標準
の動作速度、すなわち転送周波数としては、垂直方向は
15.734kHzであり、水平方向の転送周波数とし
ては500画素では9.5MHz、800画素では14
.32MHz程度である。1/3倍速のスローモーショ
ン画像を得るためには、CCD固体撮像素子を通常の3
倍の周波数で駆動しなければならない。すなわち、垂直
方向は47.202kHz、水平方向は28.5〜42
.95MHzもの高い周波数で転送を行なわねばならな
い。現状のCCD固体撮像素子では、水平方向にこのよ
うに高い転送周波数で信号電荷を転送することには3つ
の大きな問題が発生する。
However, it is well known that the CCD solid-state image sensor transfers signal charges obtained by photoelectric conversion using a photodiode in the vertical and horizontal directions and reads them out as signal voltages. Generally, in the case of NTSC system, CC
The number of pixels in the vertical direction of the D solid-state image sensor is approximately 500 pixels, and the number of pixels in the horizontal direction is approximately 500 to 800 pixels.The standard operating speed, that is, the transfer frequency, is 15.734kHz in the vertical direction and The direction transfer frequency is 9.5MHz for 500 pixels and 14MHz for 800 pixels.
.. It is about 32MHz. In order to obtain slow-motion images at 1/3x speed, the CCD solid-state image sensor is
It must be driven at twice the frequency. That is, the vertical direction is 47.202kHz, and the horizontal direction is 28.5-42kHz.
.. Transfer must be performed at frequencies as high as 95 MHz. In the current CCD solid-state image sensor, three major problems occur when signal charges are transferred in the horizontal direction at such a high transfer frequency.

【0018】その第1は、水平方向の転送周波数が高く
なるために、十分な転送効率が得られず、画面が水平方
向に極端にぼけることである。この画面の水平方向のぼ
けは、画面の左右方向で大きく異なり、すなわち画面の
左側では転送段数が少ないためにぼけ量が少なく、画面
の右側では転送段数が多いために、極端にぼけてしまう
。第2の問題は、水平方向に高い周波数の転送を行なう
と、CCD固体撮像素子自体が発熱し、その結果、暗電
流が増加し、信号のSN比を劣化させてしまうことであ
る。第3の問題として、CCD固体撮像素子をこのよう
に、高い周波数で駆動するための駆動回路の実現が困難
である。つまり、水平転送段は容量性であり、かつ10
0PF以上の容量を有しているため数+MHzで、かつ
数V程度の振幅の駆動パルスをCCDに印加するための
駆動回路の実現は困難を極めることは言うまでもない。
The first problem is that because the horizontal transfer frequency becomes high, sufficient transfer efficiency cannot be obtained, and the screen becomes extremely blurred in the horizontal direction. The blur in the horizontal direction of the screen differs greatly in the left and right directions of the screen; in other words, on the left side of the screen, there is a small number of transfer steps, so the amount of blur is small, and on the right side of the screen, there are many transfer steps, so the amount of blur is extremely high. The second problem is that when a high frequency is transferred in the horizontal direction, the CCD solid-state image sensor itself generates heat, which results in an increase in dark current and a deterioration of the signal-to-noise ratio. The third problem is that it is difficult to realize a drive circuit for driving the CCD solid-state image sensor at such a high frequency. That is, the horizontal transfer stage is capacitive and 10
Needless to say, since the CCD has a capacitance of 0PF or more, it is extremely difficult to realize a drive circuit for applying a drive pulse of several +MHz and an amplitude of several V to the CCD.

【0019】本発明は、CCD固体撮像素子を高速(標
準の駆動速度の3倍程度)で駆動することにより発生す
る上記の弊害を招くことなく、かつ撮像管を用いたスロ
ーモーションカメラの欠点を克服するものである。
The present invention eliminates the above-mentioned disadvantages caused by driving a CCD solid-state image sensor at high speed (approximately three times the standard driving speed) and eliminates the drawbacks of slow-motion cameras using image pickup tubes. It is something to be overcome.

【0020】周知の如く、CCD固体撮像素子は撮像管
に比べて残像は極端に少なく、また、フォトダイオード
とCCDからなる垂直,水平転送段を介して信号電荷を
読み出す形式のCCD固体撮像素子、すなわちインタラ
イン固体撮像素子(以降IT−CCDと略す)では受光
部のすべてのフォトダイオードに蓄積された信号電荷を
同時に垂直転送段に転送するため、画面の上部と下部と
で信号電荷の蓄積タイミングがずれるということはなく
なるため、スローモーション再生をした場合、図3のよ
うに、自然な画像となる。つまり、スローモーションカ
メラにおいては撮像管の代わりに、IT−CCDあるい
はFIT−CCDを用いれば、動的解像度が高く、すな
わち画像の輪郭部が尖鋭で画像の歪のないスローモーシ
ョン画像を得ることができる。ここで解決しなければな
らない課題は、CCD固体撮像素子を通常の周波数の数
倍で駆動することにより発生する弊害を除去することで
ある。
As is well known, CCD solid-state imaging devices have extremely less afterimage compared to image pickup tubes, and CCD solid-state imaging devices are of a type in which signal charges are read out through vertical and horizontal transfer stages consisting of photodiodes and CCDs. In other words, in an interline solid-state image sensor (hereinafter abbreviated as IT-CCD), the signal charges accumulated in all the photodiodes in the light receiving section are simultaneously transferred to the vertical transfer stage, so the timing of accumulation of signal charges at the top and bottom of the screen is different. Since the images will not shift, when slow-motion playback is performed, the images will look natural as shown in FIG. In other words, if an IT-CCD or FIT-CCD is used instead of an image pickup tube in a slow-motion camera, it is possible to obtain a slow-motion image with high dynamic resolution, that is, with sharp image contours and no image distortion. can. The problem to be solved here is to eliminate the adverse effects caused by driving the CCD solid-state image sensor at several times the normal frequency.

【0021】本実施例では説明を簡単にするため3倍速
のカメラ出力信号を得、それを通常の再生速度のVTR
で再生して1/3のスローモーション画像を得る場合を
例に取って説明する。
In this embodiment, to simplify the explanation, a triple-speed camera output signal is obtained, and it is transmitted to a VTR at normal playback speed.
An example will be explained in which a 1/3 slow motion image is obtained by reproducing the image.

【0022】図1において、1は被写体、2は撮像レン
ズ、16はプリズム群、17〜22はCCD固体撮像素
子、23〜28はプリアンプ、29〜34はプロセス回
路、35は周波数変換回路、36は同期信号発生器、3
7はCCD駆動パルス発生器およびCCD駆動回路、3
8はVTRである。被写体1からの被写体像は撮像レン
ズ2により集光される。撮像レンズの射出面側にはプリ
ズム群16が配置されており、プリズム群16は撮像レ
ンズ2により集光された被写体からの光(被写体像)を
赤,緑,青色光に分解し、かつ赤,緑,青色光を約1/
2ずつに分光している。プリズム群16の射出面にはC
CD撮像素子17〜22が配置されており、プリズム群
16から出力された被写体像はCCDB1,CCDB2
,CCDG1,CCDG2,CCDR1,CCDR2に
導き結像させている。CCD17〜22は各々の受光部
に配置されたフォトダイオードにより光電変換を行なう
。フォトダイオードにより、光電変換されて得られた信
号電荷は、垂直および水平転送段を転送し電圧信号とし
てCCDから取り出され、プリアンプ23〜28に供給
され、不要雑音成分を除去した後、任意の振幅に増幅さ
れる。プリアンプ出力信号はプロセス回路29〜34に
それぞれ供給され、信号処理を施す。各プロセス回路2
9〜34の出力信号を標準の映像信号(テレビジョンカ
メラ出力信号)に変換した後、周波数変換器35に供給
される。周波数変換器はメモリおよびメモリ制御回路か
ら構成されている。本実施例では説明を簡単にするため
入力信号(標準の周波数、水平走査周波数15.734
kHz,垂直走査周波数59.94Hz)を3倍の周波
数(水平走査周波数約47.20kHz,垂直走査周波
数約180Hz)に変換するとして説明する。周波数変
換器35出力信号はドラム回転数が標準の3倍で回転し
、テープ走行速度が標準の3倍のVTR38へ供給され
記録される。同期信号発生器36は、スローモーション
カメラ装置のすべてを同期関係を保って動作させるため
のものであり、同期信号発生器36の出力信号は周波数
変換器35,プロセス回路29〜34およびCCD駆動
パルス発生器37,VTR38へ供給される。CCD駆
動パルス発生器37の出力信号はプリアンプ23〜28
にも供給される。CCD駆動パルス発生器,CCD駆動
回路37からはCCDの駆動に必要な各種のパルスが出
力されている。CCD駆動回路37の出力信号はCCD
17〜CCD22に供給され、CCDは標準の1.5倍
の周波数で駆動される。
In FIG. 1, 1 is a subject, 2 is an imaging lens, 16 is a prism group, 17 to 22 are CCD solid-state image sensors, 23 to 28 are preamplifiers, 29 to 34 are process circuits, 35 is a frequency conversion circuit, and 36 is a synchronization signal generator, 3
7 is a CCD drive pulse generator and a CCD drive circuit, 3
8 is a VTR. A subject image from a subject 1 is focused by an imaging lens 2. A prism group 16 is arranged on the exit surface side of the imaging lens, and the prism group 16 separates the light from the object (subject image) focused by the imaging lens 2 into red, green, and blue light. , green, blue light by about 1/
The light is split into two parts. C on the exit surface of the prism group 16
CD image sensors 17 to 22 are arranged, and the subject images output from the prism group 16 are CCDB1 and CCDB2.
, CCDG1, CCDG2, CCDR1, and CCDR2 to form an image. The CCDs 17 to 22 perform photoelectric conversion using photodiodes placed in their respective light receiving sections. The signal charge obtained by photoelectric conversion by the photodiode is transferred to vertical and horizontal transfer stages, taken out from the CCD as a voltage signal, supplied to preamplifiers 23 to 28, and after removing unnecessary noise components, it is converted to an arbitrary amplitude signal. is amplified. The preamplifier output signals are supplied to process circuits 29 to 34, respectively, and subjected to signal processing. Each process circuit 2
After converting the output signals 9 to 34 into standard video signals (television camera output signals), they are supplied to the frequency converter 35. The frequency converter consists of a memory and a memory control circuit. In this example, to simplify the explanation, the input signal (standard frequency, horizontal scanning frequency 15.734
kHz, vertical scanning frequency 59.94 Hz) to three times the frequency (horizontal scanning frequency approximately 47.20 kHz, vertical scanning frequency approximately 180 Hz). The output signal of the frequency converter 35 is supplied to a VTR 38 whose drum rotation speed is three times the standard speed and whose tape running speed is three times the standard speed and is recorded. The synchronization signal generator 36 is for operating all of the slow motion camera devices in a synchronized manner, and the output signal of the synchronization signal generator 36 is used for the frequency converter 35, the process circuits 29 to 34, and the CCD drive pulse. The signal is supplied to a generator 37 and a VTR 38. The output signal of the CCD drive pulse generator 37 is sent to the preamplifiers 23 to 28.
Also supplied. The CCD drive pulse generator and CCD drive circuit 37 output various pulses necessary for driving the CCD. The output signal of the CCD drive circuit 37 is the CCD
17 to CCD 22, and the CCD is driven at a frequency 1.5 times the standard frequency.

【0023】ところが、3倍速のカメラ出力信号を得る
にはCCDB1,CCDG1,CCDR1から成る第1
のカメラ系統とCCDB2,CCDG2,CCDR2か
ら成る第2のカメラ系統を各々1/2フィールドずつタ
イミングをずらして駆動するとともに、CCD17〜C
CD28の各フォトダイオードに蓄積させる蓄積時間を
標準周波数で駆動する場合の蓄積時間の1/3としなけ
ればならない。
However, in order to obtain a triple-speed camera output signal, the first
and a second camera system consisting of CCDB2, CCDG2, and CCDR2 are driven with timings shifted by 1/2 field, and CCD17 to C
The accumulation time for each photodiode of the CD 28 must be set to 1/3 of the accumulation time when driven at the standard frequency.

【0024】以下、図2を用いてCCD17,CCD1
9,CCD21から成る第1のカメラ系列とCCD18
,CCD20,CCD22から成る第2のカメラ系列の
駆動タイミングおよび信号のタイミングを説明する。 図2において(a)は通常のテレビジョン方式(本実施
例ではNTSC方式)のフィールド期間を示すものであ
り、1Fは第1フィールド2Fは第2フィールドの期間
を示す。図2(b),(c)は各々第1のカメラ系列お
よび第2のカメラ系列のCCDの動作タイミングを示す
ものである。本実施例では周知のCCD固体撮像素子を
用いている。CCD固体撮像素子は周知であるのでその
説明は省略する。図中、蓄積と記した期間は固体撮像素
子のフォトダイオードへの信号電荷蓄積期間を示し、読
み出しと記したタイミングで、フォトダイオードに蓄積
された信号電荷を垂直転送段に読み出している。転送と
記した期間に信号電荷を垂直転送,水平転送を行ないC
CDから電圧信号として取り出している。図2(d),
(e)は第1のカメラ系列および第2のカメラ系列のC
CDに印加するシャッタパルスのタイミングを示してい
る。CCD固体撮像素子は周知のようにCCDの基板に
高い電圧のパルスを印加することにより、フォトダイオ
ードに蓄積されていた信号電荷を基板に抜き出す、つま
り捨てることが可能である。したがって、CCD撮像素
子のフォトダイオードに信号電荷を蓄積する蓄積期間は
、シャッタパルスを印加するタイミングを操作すること
により制御可能である。信号電荷の蓄積期間は、シャッ
タパルス印加後からCCDの読み出しパルスがCCDに
印加されるまでの期間となる。
Hereinafter, using FIG. 2, CCD17, CCD1
9. First camera series consisting of CCD21 and CCD18
, CCD 20, and CCD 22 will now be explained. In FIG. 2, (a) shows a field period of a normal television system (NTSC system in this embodiment), where 1F represents a first field period and 2F represents a second field period. FIGS. 2(b) and 2(c) show the operation timings of the CCDs of the first camera series and the second camera series, respectively. In this embodiment, a well-known CCD solid-state image sensor is used. Since the CCD solid-state image sensor is well known, its explanation will be omitted. In the figure, the period marked as accumulation indicates the period of signal charge accumulation in the photodiode of the solid-state image sensor, and at the timing marked as readout, the signal charge accumulated in the photodiode is read out to the vertical transfer stage. Vertical and horizontal transfer of signal charges is performed during the period marked as transfer.
It is extracted from the CD as a voltage signal. Figure 2(d),
(e) is C of the first camera series and the second camera series
It shows the timing of the shutter pulse applied to the CD. As is well known, in a CCD solid-state image sensing device, by applying a high voltage pulse to the substrate of the CCD, signal charges accumulated in the photodiode can be drawn out to the substrate, that is, discarded. Therefore, the accumulation period for accumulating signal charges in the photodiode of the CCD image sensor can be controlled by manipulating the timing of applying the shutter pulse. The signal charge accumulation period is the period from after the shutter pulse is applied until the CCD read pulse is applied to the CCD.

【0025】図2(f),(g)はCCD17,19,
21つまり第1のカメラ系列およびCCD18,20,
22つまり第2のカメラ系列の出力信号、すなわちプロ
セス回路(29)〜(34)の出力信号である。第1の
カメラ系列と第2のカメラ系列のCCDは相対的に18
0°の位相を持たせて(1/2フィールドずつタイミン
グをずらせて)駆動している。したがって、第1のカメ
ラ系列と第2のカメラ系列は通常のフィールド周期(N
TSCの場合59.94Hz)に対して出力信号は1/
3フィールドずつタイミングがずれて得られる。ただし
、信号電荷の蓄積は第1のCCD系列→第2のCCD系
列→第1のCCD系列と順次変化するように、シャッタ
およびCCDの駆動タイミングを変化させている。CC
D17〜CCD22の出力信号はプリアンプ,プロセス
回路を介して信号処理を施した後、周波数変換器35に
供給している。周波数変換器35は3個のフィールドメ
モリおよびメモリ制御回路から構成されており、入力の
周波数と出力の周波数を変換している。つまり、メモリ
への記憶の際は通常の周波数で記憶し(図2(f)(g
)の周波数で記憶し)、メモリから読み出す際は記憶す
る(メモリに書き込む)周波数の2倍の周波数で読み出
し、3つのフィールドメモリの信号を切り換えることに
より、第1のカメラ系列、第2のカメラ系列、第1のカ
メラ系列の順に標準の周波数の3倍の周波数の画像を得
ることができる。VTR38では標準の3倍のドラム回
転数および3倍速のテープ走行を行ない、周波数変換器
35の出力信号をビデオテープに記録する。記録された
ビデオテープを標準速度で再生すれば1/3倍速のスロ
ーモーション画像を得ることができる。
FIGS. 2(f) and 2(g) show CCDs 17, 19,
21, that is, the first camera series and CCDs 18, 20,
22, that is, the output signal of the second camera series, that is, the output signal of the process circuits (29) to (34). The CCDs of the first camera series and the second camera series are relatively 18
It is driven with a phase of 0° (timing shifted by 1/2 field). Therefore, the first camera series and the second camera series have a normal field period (N
(59.94Hz for TSC), the output signal is 1/
The timing is shifted by three fields at a time. However, the drive timings of the shutter and CCD are changed so that the accumulation of signal charges changes sequentially from the first CCD series to the second CCD series to the first CCD series. C.C.
The output signals of D17 to CCD22 are supplied to the frequency converter 35 after being subjected to signal processing via a preamplifier and a process circuit. The frequency converter 35 is composed of three field memories and a memory control circuit, and converts the input frequency and output frequency. In other words, when storing in memory, it is stored at the normal frequency (Fig. 2 (f) (g
), and when reading from the memory, it is read at a frequency twice the frequency to be stored (written to the memory), and by switching the signals of the three field memories, the first camera series and the second camera images with a frequency three times the standard frequency can be obtained in the order of the first camera series and the first camera series. In the VTR 38, the drum rotates at three times the standard speed and the tape runs at three times the standard speed, and the output signal of the frequency converter 35 is recorded on a video tape. If a recorded videotape is played back at standard speed, slow motion images at 1/3 speed can be obtained.

【0026】このように本発明の実施例のスローモーシ
ョンカメラ装置によれば、被写体像を2系列の撮影素子
に結像させ、それら撮影素子には標準動作速度の1/3
の期間のみ信号電荷を蓄積させ、その出力を標準の3倍
の周波数に変換して標準の3倍で回転するドラムおよび
3倍速度のテープ送りで記録し、そうして記録したテー
プを標準状態で再生し1/3倍速のスローモーション画
像を得る。
As described above, according to the slow motion camera device according to the embodiment of the present invention, an object image is formed on two series of photographing elements, and these photographing elements have a speed of 1/3 of the standard operating speed.
The signal charge is accumulated for only a period of Play back to get slow motion images at 1/3x speed.

【0027】なお、本実施例では被写体像を3色に分解
した後、その分解された色の被写体像を振幅分離して2
系列の被写体像に分離した場合の説明を行なったが、プ
リズム群により被写体像を振幅分離し、その振幅分離さ
れた被写体像を単板式カメラで撮像しても同様の効果が
得られることは言を待たない。また記録媒体としてVT
Rを例に取って説明したが、記録媒体は半導体メモリや
光ディスクのようなものでもよい。
In this embodiment, after the subject image is separated into three colors, the subject image of the separated colors is amplitude-separated and divided into two.
Although we have explained the case where the subject image is separated into a series of images, it cannot be said that the same effect can be obtained by separating the amplitude of the subject image using a prism group and capturing the amplitude-separated subject image with a single-chip camera. Don't wait. Also, VT as a recording medium.
Although the description has been made using R as an example, the recording medium may be a semiconductor memory or an optical disk.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上の実施例から明らかなように、本発
明によれば動的解像度が高く、画像の輪郭が尖鋭で、画
像歪のないスローモーション画像を得ることができるス
ローモーションカメラ装置を提供できる。
As is clear from the above embodiments, the present invention provides a slow motion camera device that can obtain slow motion images with high dynamic resolution, sharp image contours, and no image distortion. Can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】本発明によるスローモーションカメラ装置の構
成を示すブロック図
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a slow motion camera device according to the present invention.

【図2】同装置における固体撮像素子および映像信号の
タイミングチャート
[Figure 2] Timing chart of the solid-state image sensor and video signals in the device

【図3】同装置においてCCD固体撮像素子を用いて動
く物体を撮像した時の画像を示す模式図
[Figure 3] A schematic diagram showing an image when a moving object is imaged using the CCD solid-state image sensor in the same device.

【図4】従来の
スローモーションカメラ装置の構成を示すブロック図
[Figure 4] Block diagram showing the configuration of a conventional slow motion camera device

【図5】同装置における再生画像を示す模式図[Figure 5] Schematic diagram showing reproduced images in the same device

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2  撮像レンズ 16  プリズム群 17〜22  CCD固体撮像素子 37  CCD駆動パルス発生器,CCD駆動回路36
  同期信号発生器
2 Imaging lens 16 Prism group 17-22 CCD solid-state image sensor 37 CCD drive pulse generator, CCD drive circuit 36
synchronous signal generator

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】被写体像を複数の撮像素子の受光面に結像
するための撮像レンズと、前記撮像レンズと前記複数の
撮像素子の結像面の間に前記撮像レンズにより集光され
た被写体像を複数の像に振幅分離する光学系を備え、前
記振幅分離された被写体像を前記複数の撮像素子より各
々時間をずらせて前記被写体像を撮像し、かつ前記撮像
素子への信号電荷の蓄積時間を前記撮像素子の信号電荷
転送時間よりも短くしたスローモーションカメラ装置。
1. An imaging lens for forming a subject image on a light-receiving surface of a plurality of image sensors, and a subject whose light is focused by the imaging lens between the imaging lens and the imaging surface of the plurality of image sensors. comprising an optical system that amplitude-separates an image into a plurality of images, captures the amplitude-separated subject images from the plurality of image pickup elements at different times, and accumulates signal charges in the image pickup elements; A slow motion camera device in which the time is shorter than the signal charge transfer time of the image sensor.
JP3147421A 1991-06-19 1991-06-19 Slow motion camera Pending JPH04369977A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3147421A JPH04369977A (en) 1991-06-19 1991-06-19 Slow motion camera

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3147421A JPH04369977A (en) 1991-06-19 1991-06-19 Slow motion camera

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04369977A true JPH04369977A (en) 1992-12-22

Family

ID=15429936

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3147421A Pending JPH04369977A (en) 1991-06-19 1991-06-19 Slow motion camera

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04369977A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005072806A (en) * 2003-08-21 2005-03-17 Sysmex Corp Imaging apparatus, particle image capturing apparatus, and particle image analyzer
US20100165145A1 (en) * 2003-10-31 2010-07-01 Sony Corporation Image pickup apparatus and method, image processing apparatus and method, image display system, recording medium and program

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005072806A (en) * 2003-08-21 2005-03-17 Sysmex Corp Imaging apparatus, particle image capturing apparatus, and particle image analyzer
JP4490061B2 (en) * 2003-08-21 2010-06-23 シスメックス株式会社 Particle image analyzer
US20100165145A1 (en) * 2003-10-31 2010-07-01 Sony Corporation Image pickup apparatus and method, image processing apparatus and method, image display system, recording medium and program
US8345131B2 (en) * 2003-10-31 2013-01-01 Sony Corporation High-frame rate image acquisition, processing and display to produce smooth movement

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4047943B2 (en) Digital image data recording apparatus and method, digital image data reproducing apparatus and method, solid-state electronic imaging apparatus, and signal charge reading method thereof
JPH10210367A (en) Electronic image-pickup device
JPS58119278A (en) Solid-state image pickup device
JPH01253372A (en) Television camera
JP2000106678A (en) Image pickup device
JP2000201355A (en) Solid-state image pickup device, driving method therefor and camera system
JPH01300685A (en) Drive method for solid-state image pickup element
JPH04369977A (en) Slow motion camera
JPH07212657A (en) High speed image pickup device and recording and reproducing device
JPS5972283A (en) Video signal processor of electronic still camera
JP2861384B2 (en) Slow motion color camera device
JPH04172790A (en) Slow motion camera device
JPH0250675B2 (en)
JPH05191711A (en) Slow motion camera equipment
JPS63318876A (en) Solid-state image pickup device
JP3193557B2 (en) Video signal recording and playback device
JPH04207289A (en) Slow motion camera device
JPH0591416A (en) Solid-state image pickup device and its driving method
JPS6324781A (en) Electronic still camera
JP3193558B2 (en) Video signal recording and playback device
JPH08307776A (en) Image pickup device
JP2000013686A (en) Image pickup device
JPH06284327A (en) Driving method for solid-state image pickup element
JPH07303203A (en) Recording/reproducing part incorporated type still picture image pickup device
JPH0530519A (en) Three-board type color image pickup device