JPH0460539A - 高速度撮像カメラ - Google Patents
高速度撮像カメラInfo
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- JPH0460539A JPH0460539A JP2172077A JP17207790A JPH0460539A JP H0460539 A JPH0460539 A JP H0460539A JP 2172077 A JP2172077 A JP 2172077A JP 17207790 A JP17207790 A JP 17207790A JP H0460539 A JPH0460539 A JP H0460539A
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- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 28
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 19
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 14
- 238000003491 array Methods 0.000 claims description 7
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 11
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
Ｃ産業上の利用分野〕
本発明は固体撮像素子を使用した高速度撮像カメラに関
する。
する。
ホームビデオや工業用に広く使われているＭＯＳやＣＣ
ＤＣ固形撮像素子を用いたビデオカメラの高速度撮像の
手段としては水平・垂直駆動周波数を増加し、高速度で
走査し順次読み出す方式がある。また画面を複数のブロ
ックに分け、各ブロック内の光電変換素子列を並列に同
時に走査することを各ブロックについて順次に行って高
速度を得る方式もある。
ＤＣ固形撮像素子を用いたビデオカメラの高速度撮像の
手段としては水平・垂直駆動周波数を増加し、高速度で
走査し順次読み出す方式がある。また画面を複数のブロ
ックに分け、各ブロック内の光電変換素子列を並列に同
時に走査することを各ブロックについて順次に行って高
速度を得る方式もある。
上述した公知の読み出し方式において
（１）上記第１の方式は標準テレビ方式と同様な読み出
し方式であり固体撮像素子を高速度に駆動する。実用的
な画素数として２５万個素以上を考えると走査回路を構
成するＭＯＳシフトレジタは段数が多くなり、・クロッ
ク周波数の走査速度に比例して高くなる。その結果、ク
ロック回路の配線容量の増加やクロックパルス自体の立
ち上がり時間が影響し、シフトレジスタが追従しなくな
る。さらにＭＯＳ形の場合、水平・垂直信号線容量に起
因する問題、またＣＣＤ形の場合は転送効率の低下によ
り高速走査に限界がある。
し方式であり固体撮像素子を高速度に駆動する。実用的
な画素数として２５万個素以上を考えると走査回路を構
成するＭＯＳシフトレジタは段数が多くなり、・クロッ
ク周波数の走査速度に比例して高くなる。その結果、ク
ロック回路の配線容量の増加やクロックパルス自体の立
ち上がり時間が影響し、シフトレジスタが追従しなくな
る。さらにＭＯＳ形の場合、水平・垂直信号線容量に起
因する問題、またＣＣＤ形の場合は転送効率の低下によ
り高速走査に限界がある。
（２）上記第２の方式は例えば公表特許昭５６−５０１
７０４号公報に示されているように、１つの画面を複数
のブロックに分割し、１つのブロックにおける全ての光
電変換素子列を並列に同時に読み出し、以後複数のブロ
ックを順次読み出す方式である。然るにこの方法では、
ブロック内の全ての光電変換素子列を並列に同時に走査
する機能と走査された全ての信号を並列に同時に取りだ
すための多数の機構と、増幅・処理回路とを備えた特殊
な固体撮像素子を必要とする。さらに信号を読み出した
後の記録のための電子的手段が複雑になり、且つ製造上
の困難を伴う。
７０４号公報に示されているように、１つの画面を複数
のブロックに分割し、１つのブロックにおける全ての光
電変換素子列を並列に同時に読み出し、以後複数のブロ
ックを順次読み出す方式である。然るにこの方法では、
ブロック内の全ての光電変換素子列を並列に同時に走査
する機能と走査された全ての信号を並列に同時に取りだ
すための多数の機構と、増幅・処理回路とを備えた特殊
な固体撮像素子を必要とする。さらに信号を読み出した
後の記録のための電子的手段が複雑になり、且つ製造上
の困難を伴う。
従って上述した従来技術における上記第１の方式では標
準テレビ（標準テレビの走査速度は６０または５０フイ
ールド・毎秒）の走査速度の２〜３倍の走査が限界であ
り、これ以上の高速度走査は標準テレビ用固体撮像素子
を使用することによって得ることは不可能であった。ま
た、上記第２方式では、特殊な固体撮像素子を必要とす
る欠点があった。
準テレビ（標準テレビの走査速度は６０または５０フイ
ールド・毎秒）の走査速度の２〜３倍の走査が限界であ
り、これ以上の高速度走査は標準テレビ用固体撮像素子
を使用することによって得ることは不可能であった。ま
た、上記第２方式では、特殊な固体撮像素子を必要とす
る欠点があった。
本発明は、標準テレビの３倍以上の高速度走査を標準テ
レビ用固体撮像素子を使用して達成し、前述の欠点を解
決した低価格の高速度ビデオカメラを提供することを目
的とする。
レビ用固体撮像素子を使用して達成し、前述の欠点を解
決した低価格の高速度ビデオカメラを提供することを目
的とする。
本発明の高速度撮像カメラは所定数の光電変換素子列を
夫々有する第１．第２の固体撮像素子と、この第１．第
２の固体撮像素子に互に等しく被写体を投影する機構と
、上記第１の固体撮像素子における上記複数の光電変換
素子列における任意の数の列を走査する第１の走査機構
と、上記走査される第１の固体撮像素子における列に対
応する上記第２の固体撮像素子における光電変換素子の
列とは異なる任意の数の列を上記第１の走査機構の作動
に同期して走査する第２の走査機構と、上記第１．第２
の走査機構から得た信号を１つの画面に合成する機構と
より成ることを特徴とする。
夫々有する第１．第２の固体撮像素子と、この第１．第
２の固体撮像素子に互に等しく被写体を投影する機構と
、上記第１の固体撮像素子における上記複数の光電変換
素子列における任意の数の列を走査する第１の走査機構
と、上記走査される第１の固体撮像素子における列に対
応する上記第２の固体撮像素子における光電変換素子の
列とは異なる任意の数の列を上記第１の走査機構の作動
に同期して走査する第２の走査機構と、上記第１．第２
の走査機構から得た信号を１つの画面に合成する機構と
より成ることを特徴とする。
本発明の高速度撮像カメラにおいては、夫々の固体撮像
素子に互に等しく被写体が投影され、この夫々の固体撮
像素子における光電変換素子列が夫々に対応する走査機
構によって同時に走査され、この走査される各固体撮像
素子における光電変換素子列は互に対応しない任意の数
のものとされ、得られた各信号から１つの画面が合成さ
れるようになる。
素子に互に等しく被写体が投影され、この夫々の固体撮
像素子における光電変換素子列が夫々に対応する走査機
構によって同時に走査され、この走査される各固体撮像
素子における光電変換素子列は互に対応しない任意の数
のものとされ、得られた各信号から１つの画面が合成さ
れるようになる。
以下図面によって本発明の詳細な説明する。
第１図は２個の固体撮像素子を使用した本発明の高速度
撮像カメラの基本ブロック図である。
撮像カメラの基本ブロック図である。
第１図において、１は被写体、２ａは入射光を２個の固
体撮像素子３ａ・３ｂに分ける光学装置、例えばハーフ
ミラ−１２ｂは全反射ミラー、４ａ・４ｂは各固体撮像
素子３ａ・３ｂからの信号を読み出し、増幅処理する取
り出し・増幅・処理回路、５はこの回路４ａ・４ｂから
の信号を合成し、１つの画面とするための機能を含む合
成回路である。
体撮像素子３ａ・３ｂに分ける光学装置、例えばハーフ
ミラ−１２ｂは全反射ミラー、４ａ・４ｂは各固体撮像
素子３ａ・３ｂからの信号を読み出し、増幅処理する取
り出し・増幅・処理回路、５はこの回路４ａ・４ｂから
の信号を合成し、１つの画面とするための機能を含む合
成回路である。
第２図（ａ）、（ｂ）は夫々第１図における固体撮像素
子３ａ・３ｂを分割走査している状況を示す。分割走査
し得る標準的な固体撮像素子としては、例えばＴ Ｓ
Ｌ （Ｔｒａｎｓｖｅｒｓａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｌｉｎ
ｅ）ＭＯ５形撮像素子がある。このような固体撮像素子
に関しては、例えばテレビジョン学会技術報告、ＥＤ８
７−１１．１９８７年発行“可変電子シャフタ付きＴＳ
Ｌ撮像素子”に詳細に述べられている。この撮像素子は
マトリックス状に配置された光電変換素子からの信号を
夫々読み出すために、垂直シフトレジスタに高い周波数
のクロック信号を供給して読み出し不要なラインの走査
時間を実質的に零にすることが出来る。
子３ａ・３ｂを分割走査している状況を示す。分割走査
し得る標準的な固体撮像素子としては、例えばＴ Ｓ
Ｌ （Ｔｒａｎｓｖｅｒｓａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｌｉｎ
ｅ）ＭＯ５形撮像素子がある。このような固体撮像素子
に関しては、例えばテレビジョン学会技術報告、ＥＤ８
７−１１．１９８７年発行“可変電子シャフタ付きＴＳ
Ｌ撮像素子”に詳細に述べられている。この撮像素子は
マトリックス状に配置された光電変換素子からの信号を
夫々読み出すために、垂直シフトレジスタに高い周波数
のクロック信号を供給して読み出し不要なラインの走査
時間を実質的に零にすることが出来る。
第２図（ａ）において、固体撮像素子３ａは撮像面の上
部領域、即ち走査線１〜１２０までは垂直シフトレジス
タに垂直クロックパルスを入力し、例えば通常のＮＴＳ
Ｃ方式の場合のフィールド走査時間に相当する速度で走
査する。走査線１２１に対応するタイミングでは垂直シ
フトレジスタにリセットパルスを入力することにより、
上記シフトレジスタをクリヤし強制的に且つ瞬間的に走
査を走査線１にもどす。この結果撮像面の下部領域、即
ち斜線部分の走査線１２１〜２４０は走査されないこと
になり、固体撮像素子３ａの走査時間は全撮像面を標準
テレビの走査速度で走査する場合に比べて、当然１／２
となる。
部領域、即ち走査線１〜１２０までは垂直シフトレジス
タに垂直クロックパルスを入力し、例えば通常のＮＴＳ
Ｃ方式の場合のフィールド走査時間に相当する速度で走
査する。走査線１２１に対応するタイミングでは垂直シ
フトレジスタにリセットパルスを入力することにより、
上記シフトレジスタをクリヤし強制的に且つ瞬間的に走
査を走査線１にもどす。この結果撮像面の下部領域、即
ち斜線部分の走査線１２１〜２４０は走査されないこと
になり、固体撮像素子３ａの走査時間は全撮像面を標準
テレビの走査速度で走査する場合に比べて、当然１／２
となる。
これに対して、第２図（ｂ）において固体撮像素子３ｂ
は斜線部分、即ち走査線１−１２０までは、走査線１に
対応するタイミングで垂直シフトレジスタに水平クロッ
クパルスを入力し、走査線１２０に対応するタイミング
までは高速で走査する。通常垂直クロックパルスは１５
．７５ＫＨｚであるのに対して、水平クロックパルスは
これより数ＭＨｚ以上高い周波数である。したがって高
速走査に要する時間は瞬間であり、実質的に無視できる
。つぎに、上記垂直シフトレジスタの走査線１２１に対
応するタイミングに至った時点で上記垂直シフトレジス
タに垂直クロックパルスを入力することにより、撮像面
の下部領域、即ち走査線１２１〜２４０を標準テレビの
走査速度で走査する。この結果、固体撮像素子３ｂの走
査時間も固体撮像素子３ａの場合と同様全撮像面を標準
テレビの走査速度で走査する場合に比べて１／２となる
。この両信号は取り出し・増幅・処理回路４ａ・４ｂに
て適正な信号レベルに整えられ、一つの画面とするため
の記録機能を含む合成回路５にて合成される。
は斜線部分、即ち走査線１−１２０までは、走査線１に
対応するタイミングで垂直シフトレジスタに水平クロッ
クパルスを入力し、走査線１２０に対応するタイミング
までは高速で走査する。通常垂直クロックパルスは１５
．７５ＫＨｚであるのに対して、水平クロックパルスは
これより数ＭＨｚ以上高い周波数である。したがって高
速走査に要する時間は瞬間であり、実質的に無視できる
。つぎに、上記垂直シフトレジスタの走査線１２１に対
応するタイミングに至った時点で上記垂直シフトレジス
タに垂直クロックパルスを入力することにより、撮像面
の下部領域、即ち走査線１２１〜２４０を標準テレビの
走査速度で走査する。この結果、固体撮像素子３ｂの走
査時間も固体撮像素子３ａの場合と同様全撮像面を標準
テレビの走査速度で走査する場合に比べて１／２となる
。この両信号は取り出し・増幅・処理回路４ａ・４ｂに
て適正な信号レベルに整えられ、一つの画面とするため
の記録機能を含む合成回路５にて合成される。
以上、固体撮像素子３ａ、３ｂを上部領域、下部領域の
２つの領域に分割して、その各々の走査領域を相互に重
複しないように走査する実施例について詳細に説明した
が、第３図（ａ）、 （ｂ）に示す如く複数の走査領
域と走査不要領域（斜線部分）とを交互に設け、且つ固
体撮像素子３ａ。
２つの領域に分割して、その各々の走査領域を相互に重
複しないように走査する実施例について詳細に説明した
が、第３図（ａ）、 （ｂ）に示す如く複数の走査領
域と走査不要領域（斜線部分）とを交互に設け、且つ固
体撮像素子３ａ。
３ｂの対応する領域を相互に重複しないように分割して
走査することも可能である。この例では走査不要領域の
読み出し動作は前述した如く垂直シフトレジスタに水平
クロックパルスを供給し実質的に走査時間を零にし、走
査領域では再び標準テレビ走査速度で走査することによ
り、全撮像面を例えば１／１２０秒、即ち標準テレビ走
査速度の２倍の高速度で読み出すことが出来る。
走査することも可能である。この例では走査不要領域の
読み出し動作は前述した如く垂直シフトレジスタに水平
クロックパルスを供給し実質的に走査時間を零にし、走
査領域では再び標準テレビ走査速度で走査することによ
り、全撮像面を例えば１／１２０秒、即ち標準テレビ走
査速度の２倍の高速度で読み出すことが出来る。
第４図は３個の固体撮像素子３ａ〜３ｃを使用する別の
実施例を示す。この例では各固体撮像素子３ａ、３ｂお
よび３ｃは走査線１〜８０．８１〜１６０．および１６
１〜２４０の如く分割走査する。ここで標準テレビ走査
速度で各領域を走査すれば、合成後は３倍の高速度が、
また標準テレビの２倍の走査速度で各領域を走査すれば
、合成後は６倍の高速度が得られることは容易に理解さ
れる。
実施例を示す。この例では各固体撮像素子３ａ、３ｂお
よび３ｃは走査線１〜８０．８１〜１６０．および１６
１〜２４０の如く分割走査する。ここで標準テレビ走査
速度で各領域を走査すれば、合成後は３倍の高速度が、
また標準テレビの２倍の走査速度で各領域を走査すれば
、合成後は６倍の高速度が得られることは容易に理解さ
れる。
本発明は同様にして４個以上の固体撮像素子と用い、そ
の光電変換素子列を４つ以上のブロツクに分割する場合
にも適用できるが、あまりその数が増えるとコストが上
昇し、且つバードウエヤが複雑になる。
の光電変換素子列を４つ以上のブロツクに分割する場合
にも適用できるが、あまりその数が増えるとコストが上
昇し、且つバードウエヤが複雑になる。
本発明によれば、固体撮像素子として標準テレビ用の素
子が使用出来、従来装置のような特殊な固体撮像素子を
使用せずに高速度ビデオカメラを得ることが出来る大き
な利益がある。
子が使用出来、従来装置のような特殊な固体撮像素子を
使用せずに高速度ビデオカメラを得ることが出来る大き
な利益がある。
第１図は本発明の高速度描像カメラの基本ブロック図、
第２図〜第４図は夫々分割走査の状況を示す説明図であ
る。 １・・・被写体、２ａ・・・ハーフミラ−１２ｂ・・・
全反射ミラー、３ａ、３ｂ・・・固体撮像素子、４ａ、
４ｂ・・・取り出し・増幅・処理回路、５・・・合成回
路。
第２図〜第４図は夫々分割走査の状況を示す説明図であ
る。 １・・・被写体、２ａ・・・ハーフミラ−１２ｂ・・・
全反射ミラー、３ａ、３ｂ・・・固体撮像素子、４ａ、
４ｂ・・・取り出し・増幅・処理回路、５・・・合成回
路。
Claims (3)
- （１）所定数の光電変換素子列を夫々有する第１、第２
の固体撮像素子と、この第１、第２の固体撮像素子に互
に等しく被写体を投影する機構と、上記第１の固体撮像
素子における上記複数の光電変換素子列における任意の
数の列を走査する第１の走査機構と、上記走査される第
１の固体撮像素子における列に対応する上記第２の固体
撮像素子における光電変換素子の列とは異なる任意の数
の列を上記第１の走査機構の作動に同期して走査する第
２の走査機構と、上記第１、第２の走査機構から得た信
号を１つの画面に合成する機構とより成ることを特徴と
する高速度撮像カメラ。 - （２）上記各走査機構は上記任意の数の列を走査した後
直ちにこの列に接しない他の列を走査するため移動され
る請求項（１）記載の高速度撮像カメラ。 - （３）所定数の光電変換素子列を夫々有する第１、第２
、第３の固体撮像素子と、この第１、第２、第３の固体
撮像素子に互に等しい被写体を投影する機構と、上記第
１の固体撮像素子における上記複数の光電変換素子列に
おける任意の数の列を走査する第１の走査機構と、上記
第１の固体撮像素子における列に対応する上記第２の固
体撮像素子における光電変換素子の列とは異なる任意の
数の列を上記第１の走査機構の作動に同期して走査する
第２の走査機構と、上記第１、第２の固体撮像素子にお
ける上記第１、第２の走査機構が走査する上記光電変換
素子の列と対応する上記第３の固体撮像素子における光
電変換素子の列とは異なる任意の数の列を上記第１、第
２走査機構の作動に同期して走査する第３の走査機構と
、上記第１、第２、第３の走査機構から得た信号を１つ
の画面に合成する機構とより成ることを特徴とする高速
度撮像カメラ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2172077A JPH088667B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | 高速度撮像カメラ |
| US07/716,630 US5157499A (en) | 1990-06-29 | 1991-06-17 | High-speed video camera using solid-state image sensor |
| EP91305583A EP0473259B1 (en) | 1990-06-29 | 1991-06-20 | High-speed video camera |
| DE69113375T DE69113375T2 (de) | 1990-06-29 | 1991-06-20 | Hochgeschwindigkeits-Videokamera. |
| KR1019910010991A KR970011536B1 (ko) | 1990-06-29 | 1991-06-29 | 고속 비디오 카메라 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2172077A JPH088667B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | 高速度撮像カメラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0460539A true JPH0460539A (ja) | 1992-02-26 |
| JPH088667B2 JPH088667B2 (ja) | 1996-01-29 |
Family
ID=15935112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2172077A Expired - Fee Related JPH088667B2 (ja) | 1990-06-29 | 1990-06-29 | 高速度撮像カメラ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH088667B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005244399A (ja) * | 2004-02-25 | 2005-09-08 | Olympus Corp | 障害物認識補助装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0318186A (ja) * | 1989-06-14 | 1991-01-25 | Nec Corp | テレビカメラ |
-
1990
- 1990-06-29 JP JP2172077A patent/JPH088667B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0318186A (ja) * | 1989-06-14 | 1991-01-25 | Nec Corp | テレビカメラ |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005244399A (ja) * | 2004-02-25 | 2005-09-08 | Olympus Corp | 障害物認識補助装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH088667B2 (ja) | 1996-01-29 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |