JPH07312717A - カメラ装置 - Google Patents

カメラ装置

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JPH07312717A
JPH07312717A JP6103877A JP10387794A JPH07312717A JP H07312717 A JPH07312717 A JP H07312717A JP 6103877 A JP6103877 A JP 6103877A JP 10387794 A JP10387794 A JP 10387794A JP H07312717 A JPH07312717 A JP H07312717A
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JP
Japan
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image
ccd
signal
screen
image data
Prior art date
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Pending
Application number
JP6103877A
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English (en)
Inventor
Takeshi Miyagawa
毅 宮川
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPH07312717A publication Critical patent/JPH07312717A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 通常規格の読取り周期を有するカメラを用い
て高速の画像データを得る。 【構成】 外部から入射した光を光分岐器4で複数に分
岐し、分岐された各光の像を各CCD撮像素子3a.3
bで撮像する。各CCD駆動回路4a,4bにて各CC
D撮像素子に対して垂直同期信号の周期に対応する規定
周期TV でデータ読出信号を送出して、CCD撮像素子
から像の各1画面分の画像信号を順次取出す。そして、
各CCD駆動回路におけるデータ読出信号の出力タイミ
ングを、規定周期を光の分岐数で除算した時間づつ遅延
させる。各CCD駆動回路から出力される各1画面分の
画像信号を光の分岐数で分割して、分割して得られた各
部分画像信号における同一時間帯に所属するものどうし
を合成して1画面分の画像データを得る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は通常の読取り速度で読取
るCCD撮像素子及びCCD駆動回路を用いたカメラを
用いて2倍以上の読取り速度で像を読取ることが可能な
カメラ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】通常のテレビジョンセット(TVセッ
ト)に接続可能なCCD撮像素子が組込まれたカメラに
おいては、一つの動画像を撮像する場合に、1秒間に複
数枚の静止画像を得て、得られた各静止画像を順番にT
V画面に表示させる。
【0003】1秒間に何枚の静止画像を表示するかは、
フレーム(画面)数と言われ、NTSC規格又はPAL
規格によって予め定められている。例えばNTSC規格
において、ノンインターレス(順次走査)方式において
は30フレーム(画面),走査線本数525本であり、
インターレス(飛越し走査)方式を採用した場合は30
フレームでかつ60フイールドである。
【0004】したがって、TV画面上で1枚の画像が得
られるまでに、ノンインターレス方式においては約33
msが必要である。また、インターレス方式においては約
16.7msである。なお、たとえインターレス方式を採
用した場合であつても、1ラインおきに走査されるの
で、TV画面上における一つの点(画素)に注目する
と、該当点はノンインターレス方式の場合と同様に、約
33ms毎に新規の画像データに更新される。このような
TV画面に表示中の画像の更新周期はPAL規格を採用
した場合であっても基本的にはNTSC規格を採用した
場合と同じである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した約33msであ
るTV画面の更新周期は人間が通常に見ている限りにお
いては、特に問題となることはない。しかし、高速で移
動している動画像をTV放送規格を採用したカメラで撮
影して、この動画像に対して、コンピュータ等を用い画
像解析を実行して、高速位置決処理や、移動速度,形状
変化率等の算出処理を行う場合には、上述した約33ms
の更新周期では十分な解析精度が得られない場合が生じ
る。
【0006】このような不都合を解消するためには、T
Vセットにおける垂直同期信号の周期TV に対応するカ
メラの1画面(フレーム)分の画像の読取り周期を短く
すればよい。
【0007】しかし、このカメラにおける読取り周期を
短くするためには、CCD撮像素子を含む全ての電子回
路モジュールを全面的に改造する必要がある。特に、C
CD撮像素子においては、各CCD素子における電荷の
蓄積時間が大幅に短くなるので、画像データ精度等の問
題も生じて、CCD撮像素子自体を新規の読出周期に適
合するものに交換する必要がある。
【0008】したがって、カメラにおける画像の読取り
周期を短縮することは多大の費用と時間が必要であっ
た。本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであ
り、同一像を複数のCCD撮像素子でそれぞれ異なるタ
イミングで撮像することによって、読取り周期を何等短
縮することなく、結果的に更新周期が短い画像データを
得ることができるカメラ装置を提供することを目的とす
る。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記課題を解消するため
に本発明のカメラ装置においては、外部から入射した光
を複数に分岐する光分岐器と、この光分岐器にて分岐さ
れた各光の光路に配設され、入射された光の像を撮像す
る複数のCCD撮像素子と、各CCD撮像素子に対して
垂直同期信号の周期に対応する規定周期でデータ読出信
号を送出して、CCD撮像素子から像の各1画面分の画
像信号を順次取出す複数のCCD駆動回路と、各CCD
駆動回路におけるデータ読出信号の出力タイミングを、
規定周期を光の分岐数で除算した時間づつ遅延させる読
出タイミング制御部と、各CCD駆動回路から出力され
る各1画面分の画像信号を光の分岐数で分割して、分割
して得られた各部分画像信号における同一時間帯に所属
するものどうしを合成して1画面分の画像データを得る
信号処理部とで構成している。
【0010】
【作用】このように構成されれたカメラ装置において
は、複数のCCD撮像素子でもって同一の撮像対象に対
する同一方向からの同一像が撮像される。そして、各C
CD撮像素子における各1画面分の画像信号は例えば従
来からあるNTSC規格に定められた規定周期で読出さ
れる。
【0011】しかし、各CCD撮像素子における読出開
始タイミングを互いに故意にずらせている。例えば、2
つのCCD撮像素子の場合は、前記規定周期の1/2の
時間だけずらせている。したがって、一つの時刻を想定
すると、該当時刻においては、各CCD撮像素子は1画
面分の像におけるそれぞれ異なる位置の画像データを出
力していることになる。
【0012】規定周期の1/2の同一時間帯における各
CCD撮像素子から出力される各1/2周期分の画像デ
ータを合成すれば1画面分の画像データが得られる。こ
のように、規定周期の1/2の時間で1画面分の画像デ
ータが得られるので、規定周期の1/2の時間毎に、新
規の1画面分の画像データが得られ、結果的に、CCD
撮像素子及びCCD駆動回路における読出周期を何等変
更することなく、画面の更新速度を2倍にできる。な
お、光の分岐数を3,4,5…に増加すれば、分岐数に
応じて、画像の更新速度を上昇できる。
【0013】
【実施例】以下本発明の一実施例を図面を用いて説明す
る。図1は実施例のカメラ装置の概略構成図である。撮
影対象1からの入射光2はカメラ装置のレンズ15を介
して例えばビームスプリッタ等で構成された光分岐器4
で互いに直交する2つの光2a,2bに分岐される。分
岐された各光2a,2bはそれぞれ2次元のCCD撮像
素子3a,3bに入射される。CCD撮像素子3a,3
bは撮影対象1の同一画像が得られるように位置決めさ
れている。各CCD撮像素子3a,3bはそれぞれCC
D駆動回路4a,4bで駆動される。
【0014】各CCD駆動回路4a,4bにはクロック
発生回路5からクロック信号CLKが印加されている。
また、このクロック信号CLKはタイミング制御部6へ
入力される。タイミンググ制御部6は、クロック信号C
LKのクロック数を計数して、各CCD駆動回路4a,
4bに対して、それぞれ異なるタイミングで垂直同期信
号SVA,SVBを出力する。また、この垂直同期信号
VA,SVBは信号処理部7内の各信号分割回路8a,8
bへも入力される。
【0015】この垂直同期信号SVA,SVBは、図2に示
すように、例えばNTSC規格で定められた、同一の規
定周期TV を有している。そして、互いの出力タイミン
グが1/2周期(TV /2)だけずれている。
【0016】各CCD駆動回路4a,4bは、垂直同期
信号SVA,SVBが入力する毎に、クロック発生回路5か
らのクロック信号CLKに同期してCCD撮像素子3
a,3bから1画面分の画像データを順次読出してアナ
ログの画像信号VA ,VB として次の信号処理部7の各
信号分割回路8a,8bへ送出する。したがって、この
画像信号VA ,VB には、図2に示すように、通常のT
Vの画像信号と同様にそれぞれ垂直同期信号SVA,SVB
のパルスが重畳されている。
【0017】各垂直同期信号SVA,SVBは互いに1/2
周期(TV /2)だけ出力タイミングがずれているの
で、各画像信号VA .VB も1/2周期(TV /2)だ
けずれている。
【0018】一方のCCD駆動回路4aから出力された
画像信号VA は、信号分割回路8aへ入力されるととも
に、通常のNTSC規格を有したモニタTV9へ入力さ
れる。モニタTV9は入力した画素信号VA をそのまま
ブラウン管へ印加する。その結果、モニタTV9の画面
には撮影対象1がそのまま表示される。この表示画面の
更新周期は通常のNTSC規格に対応する33msであ
る。
【0019】信号分割回路8aは入力した画像信号VA
を、各1画面毎に、それぞれ前半信号部分と後半信号部
分に分割して、それぞれA/D変換器10a,10dへ
送出する。A/D変換器10a,10dは入力した前半
信号部分,後半信号部分をデジタルの画像データDAF
ABに変換して、それぞれ第2の画像メモリ11b及び
第1の画像メモリ11aへ送出する。
【0020】同様に、信号分割回路8bは入力した画像
信号VB を、各1画面毎に、それぞれ前半信号部分と後
半信号部分に分割して、それぞれA/D変換器10c,
10bへ送出する。A/D変換器10c,10bは入力
した前半信号部分,後半信号部分をデジタルの画像デー
タDBF,DBBに変換して、それぞれ第1の画像メモリ1
1a及び第2の画像メモリ11bへ送出する。
【0021】第1,第2の画像メモリ11a,11b
は、例えばモニタTV9に表示する1画面分の画像デー
タをデジタル値で記憶する記憶容量を有している。第1
の画像メモリ11aは、A/D変換器10cから出力さ
れた画像信号VB の前半信号部分の画像データDBFを各
1画面分のデータ記憶領の前半部分(左部分)に書込
み、A/D変換器10dから出力された画像信号VA
後半信号部分の画像データDABを同一1画面分のデータ
記憶領の後半部分(右部分)に書込むことによって、各
1画面分の画像データ(DBF+DAB)を得る。
【0022】一方、第2の画像メモリ11bは、A/D
変換器10aから出力された画像信号VA の前半信号部
分の画像データDAFを各1画面分のデータ記憶領の前半
部分(左部分)に書込み、A/D変換器10cから出力
された画像信号VB の後半信号部分の画像データDBB
同一1画面分のデータ記憶領の後半部分(右部分)に書
込むことによって、各1画面分の画像データ(DAF+D
BB)を得る。
【0023】したがって、第1の画像メモリ11aに対
する1画面分の画像データ(DBF+DAB)の書込みが完
了するタイミングと、第2の画像メモリ11bに対する
1画面分の画像データ(DAF+DBB)の書込みが完了す
るタイミングとは1/2周期(TV /2)だけずれる。
【0024】したがって、第1,第2の画像メモリ11
a,11bに対する各1画面分の画像データ(DBF+D
AB),(DAF+DBB)の各書込みが完了するタイミング
はNTSC規格で定められた33msの半分の時間16.
7msずれている。
【0025】第1,第2の画像メモリ11a,11bに
書込まれた各1画面分の画像データ(DBF+DAB),
(DAF+DBB)はそれぞれの書込みが完了したタイミン
グで画像処理装置12へ取込まれる。
【0026】画像処理装置12は、例えばコンピュータ
等で構成されており、16.7ms毎に入力される撮影対
象1に対する各1画面分の画像データに対して、前述し
た高速位置決処理や、移動速度,形状変化率等の算出処
理を実行する。
【0027】このように構成されたカメラ装置において
は、撮影対象1を2台のCCD撮像素子3a,3bで同
一画像を得て、それぞれ垂直同期周期TV の1/2周期
(TV /2)ずれて、同一位置の画像データを読出して
いる。
【0028】したがって、図2のタイムチャートに示す
ように、一方の映像信号VA の各1画面分の画像データ
A1,DA2,DA3,…の各前半分の画像データDA1F
A2F ,DA3F …と、他方の映像信号VB の各1画面分
の画像データDB1,DB2,DB3,…の各後半部分の画像
データDB1B ,DB2B ,DB3B を第2の画像メモリ11
b上でそれぞれ合成すれば、NTSC規格の33ms経過
する毎に順次1画面分の画像データが得られる。
【0029】同様の手法によって、一方の映像信号VA
の後半部分の各画像データと他方の映像信号VB の前半
部分の各画像データとを第1の画像メモリ11a上で合
成すれば、33ms経過する毎に順次1画面分の画像デー
タが得られる。
【0030】第1.第2の画像メモリ11a,11b上
で合成された各1画面分の画像データの各CCD撮像素
子3a,3bから読出すタイミングが(TV /2)だけ
ずれているので、結果的に、映像処理装置12へ取込ま
れた撮影対象1の1画面分の画像データの更新周期はN
TSC規格の更新周期33msの半分である16.7msと
なる。
【0031】よって、たとえ従来のNTSC規格に準拠
したCCD撮像素子3a,3bや各CCD駆動回路4
a,4bを使用したとしても、撮影対象1に対する高速
位置決処理や、移動速度,形状変化率等の算出処理の精
度を大幅に向上できる。
【0032】したがって、簡単にかつ低製造費でもって
撮影対象の動作を高速で撮影できるカメラ装置を提供で
きる。なお、本発明は上述した実施例に限定されるもの
ではない。例えば図3に示すように、レンズやCCD撮
像素子及びCCD駆動回路を内蔵した通常のカメラ13
a,13bを用いて撮像対象1を撮影することも可能で
ある。
【0033】さらに、図4に示すように、3つの光分岐
器4,4a,4bを用いて入射光2を4つの光に分岐し
て、分岐した4つの各光の像を撮像する4つのCCD撮
像素子14a〜14dを設けることが可能である。この
場合、CCD撮像素子14a〜14dから得られる各1
画面分の画像信号をそれぞれ4等分して、それぞれ同一
時間帯における分割された各画像信号部分を合成すれ
ば、従来のNTSC規格の画面の更新周期に比較して1
/4に短縮された更新周期の画像が得られる。このよう
に、入射光の分岐数を増加すれば、任意の更新周期を有
する画像を得ることが可能である。さらに、実施例にお
いては、光分岐器としてビームスプリッタを用いたが、
ハーフミラー等を用いることも可能である。
【0034】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のカメラ装
置によれば、同一像を複数のCCD撮像素子でそれぞれ
異なるタイミングで撮像して、得られた各1画面分の各
画像信号を分割して、同一時間帯における各信号部分を
合成して新規の1画面分の画像データを得ている。した
がって、CCD撮像素子及びCCD駆動回路における読
取り周期を何等短縮することなく、結果的に画像の更新
周期が短い画像データを得ることができ、撮影対象を従
来のカメラに比較してより高速で撮影できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係わるカメラ装置の概略
構成を示す図
【図2】 同実施例装置の動作を示すタイムチャート
【図3】 本発明の他の実施例に係わるカメラ装置の概
略構成を示す図
【図4】 本発明のさらに別の実施例に係わるカメラ装
置の要部を取出して示す図
【符号の説明】
1…撮影対象、2…入射光、3,14a〜14d…CC
D撮像素子、4,4a,4b…光分岐器、5…クロック
発生回路、6…タイミング制御部、7…信号処理部、8
a,8b…信号分割回路、9…モニタTV、10a〜1
0d…A/D変換器、11a…第1の画像メモリ、11
b…第2の画像メモリ、12…画像処理装置、15…レ
ンズ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 外部から入射した光を複数に分岐する光
    分岐器と、 この光分岐器にて分岐された各光の光路に配設され、前
    記入射された光の像を撮像する複数のCCD撮像素子
    と、 前記各CCD撮像素子に対して垂直同期信号の周期に対
    応する規定周期でデータ読出信号を送出して、前記CC
    D撮像素子から前記像の各1画面分の画像信号を順次取
    出す複数のCCD駆動回路と、 前記各CCD駆動回路における前記データ読出信号の出
    力タイミングを、前記規定周期を前記光の分岐数で除算
    した時間づつ遅延させる読出タイミング制御部と、 前記各CCD駆動回路から出力される各1画面分の画像
    信号を前記光の分岐数で分割して、分割して得られた各
    部分画像信号における同一時間帯に所属するものどうし
    を合成して1画面分の画像データを得る信号処理部とを
    備えたカメラ装置。
JP6103877A 1994-05-18 1994-05-18 カメラ装置 Pending JPH07312717A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6103877A JPH07312717A (ja) 1994-05-18 1994-05-18 カメラ装置

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JP6103877A JPH07312717A (ja) 1994-05-18 1994-05-18 カメラ装置

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JPH07312717A true JPH07312717A (ja) 1995-11-28

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ID=14365674

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JP6103877A Pending JPH07312717A (ja) 1994-05-18 1994-05-18 カメラ装置

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JP (1) JPH07312717A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6204910B1 (en) 1998-09-03 2001-03-20 Toshiba Tec Kabushiki Kaisha Image processing system operable at high speed

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6204910B1 (en) 1998-09-03 2001-03-20 Toshiba Tec Kabushiki Kaisha Image processing system operable at high speed

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