JPS61121674A - 高速度画像録画再生方式 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は主レンズを通した被写体の実像を搬像面に結像
させ高速度搬像して記録／再生する高速度画像録画再生
方式に関する。

従来の技術 従来、高速度で移動または変化する被写体を高速度のシ
ャッタ速度で画像して記録／再生する高速度画像録画再
生方式としては、標準方式（ＮＴＳＣ方式）により撮像
して記録／再生するものと、標準方式よりも高速度でＲ
像して記録／再生するナック方式、ＮＨＫ方式、コダッ
ク方式と呼ばれる特殊方式により撮像するものとがある
。

■標準方式の場合、主レンズと１ｌｉｌｉｌｉ面との間
にシャッタ速度が１７６０秒の回転シャッタを設けて１
／６０秒ごとに露光し１／６０秒ごとに一画面が走査さ
れて毎秒６０フイールドまたは３０フレームの画面がｌ
１ｉ３Ｉｉ！され、標準方式で記録／再生される。また
、特殊方式の場合、例えば■ビデオカメラの８１１２面
の水平、垂直走査を夫々標準方式の３倍にし、このビデ
オカメラにより出力される撮像信号を、標準方式のビデ
オテープレコーダのものよりもドラム回転数及びテープ
走行速度が３倍である特殊なビデオテープレコーダによ
り記録して毎秒１８０フイールドの画面を顕像して記録
し、標準方式で再生すると標準方式の１／３の遅い速度
のスローモーション再生画または静止したスチル再生画
を再生するいわゆるナック方式と、■ビデオカメラのｌ
ｌｌｆｌｌ面の垂直、水平走査を標準方式の３倍の速度
で行って毎秒１８０フイールドの画面を撮像し、この撮
像信号を３個のヘッドを有する特殊なビデオテープレコ
ーダを用いて回転ドラムに添接する磁気テープに各ヘッ
ドよりの３信号を並列記録し、同一の画像を複数回ずつ
再生するいわゆるコマ落しにより任意のスローモーショ
ン再生画を再生するいわゆるＮ１−ＩＫ方式と、■固体
撮像素子を有するビデオカメラにより撮像した画面をモ
ニタテレビジョンの１９６本の水平走査線を垂直方向に
３２本ずつ６グループに分け、一画面を３２本の水平走
査線で並列記録する特殊なビデオテープレコーダで最高
１秒間に２０００フイールドの画面を記録し１／２００
０秒ごとの画像をスローモーション再生あるいはスチル
再生するいわゆるコダック方式とがある。

さらに、別の方式として、■例えば２台のビデオカメラ
をワイプして同一の被写体を１／６０秒で撮像し、この
２台のビデオカメラよりの各撮像信号を交互に１／１２
０秒間隔で夫々特殊効実装置により一台のモニタ画面上
に並列再生することにより１／１２０秒ごとの画像をス
ローモーション再生あるいはスチル再生する構成の方式
があった。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記従来の高速度画像録画再生方式では
、■標準方式の場合、標準のビデオテープレコーダある
いはディスクレコーダ等を使用して同一フィールドまた
は同一フレームの画面を数回ずつ再生することによりス
ローモーション画が得られるため、即時再生が出来、ビ
デオカメラ及び記録／再生装置が安価であるが撮像間隔
がフィールド周波数の１７６０秒また１／３０秒に限定
されてしまい、これ以上の高速度でｍ像された画像を再
生することが出来ないという欠点があった。

また、特殊方式の■ナック方式、■ＮＨＫ方式。

■コダック方式では夫々標準方式よりも高速度で撮像し
て記録／再生しつるが、夫々特殊カメラと特殊記録／再
生装置とを組み合せて使用するため、標準方式のビデオ
テープレコーダあるいはディスクレコーダを使用出来ず
、製造コストが極めて高価であるという欠点を有してい
る。

また、■別の方式では２台のビデオカメラをカメラによ
り搬像するため、被写体を撮像する向きがビデオカメラ
によって異なって視差が生じ、即ち、同一の被写体が異
なる向きで記録／再生されるといった欠点があり、また
、複数のビデオカメラの距離、絞り等を夫々のレンズで
調整を行うためその操作に手間がかかるという欠点があ
った。

そこで、本発明は上記諸欠点を除去したビデオカメラを
提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段及び作用 本発明は主レンズを通した被写体の実像を複数の同じ像
分割し、分割された複数個の実像のうち順次異なる一の
像を時系列的に通過させてＲ＠面に結像させる構成のビ
デオカメラにより高速度撮像し、ビデオカメラよりの撮
像信号を記録／再生装置により石像信号の画像をスロー
モーション再生あるいはスチル再生モードで再生してモ
ニタするようにしたものである。

実施例 第１図に本発明になる高速度画像録画再生方式の一実施
例を示す。第１図中、１はビデオカメラで、後述するよ
うに主レンズを通した被写体の実像を複数の同じ像に分
割し、分割された複数叫の実像のうち順次異なるーの像
を時系列的に通過させて撮像面に結像させる構成とされ
ている。１６は記録／再生装置で、ビデオカメラ１より
の撮像信号を標準方式で記録媒体等に記録し、また高速
度撮像された画像を標準再生よりも遅く再生するスロー
モーション再生及び連続して高速度撮像された画像の各
フィールドのうち一のフィールドを静止させて静止画を
再生するスチル再生モードの機能を有するものであり、
例えばテープ状の磁性面にビデオカメラ１からのｌ１ｉ
ｌ像信号を磁気記録するビデオテープレコーダあるいは
円盤状の磁性面にビデオカメラ１により高速度撮像され
た撮像信号を同心円状に磁気記録するビデオディスクレ
コーダ等である。

１７はモニタテレビで、記録／再生装置１６よりの各再
生モードに応じた再生信号を供給されてビデオカメラ１
により搬像された画像を表示する。

第２図に示す如く、ビデオカメラ１で被写体２をｒｉｍ
すると、被写体２は主レンズ３を通してアパーチャ４の
位置で結像する。アパーチャ４にはｍ像するのに必要な
大きさに画郭を制限する開口４ａが設けである。したが
って、主レンズ３を通して結像した実像の周囲の余分な
部分はアパーチャ４の開口４ａを通過せず、所定の画郭
の範囲内の画像が撮像される。

なお、主レンズ３はＣマウントレンズで一般に１６ｎ＋
ｍシネカメラ用のレンズであり、焦点距離の異るる他の
Ｃマウントレンズと容易に交換しうる。

第３図に示す如く、５は回転シャッタで、扇形状の４個
の開口５ａ〜５ｄを９０度間隔で配設されており、回転
すると開口５８〜５ｄが順次アパーチャ４の開口４ａに
対向し開口５８〜５ｄの開口角度によって任意の露光時
間が得られるよう支承されている。回転シャッタ５の開
口５ａが中心より２０度の開口角度で形成されており、
回転シャッタ５を例えば毎秒６０回転で回転させると、
各１７８０５　ａ〜５ｄは１／１０８０秒のシャッタ速
度で露光する。６は開口４”ａ、５ａを通過し゛た被写
体２の入射光を平行光線として出射するレンズである。

また、７は瞳合せ用のレンズで、主レンズ３とレンズ６
との瞳位置のズレを補ｉＥ　シ瞳合せを行うよう設けら
れている。

なお、瞳合せ用のレンズ７・はアパーチャ４の後側に設
けられているが、アパーチャ４の前に設けても良く、主
レンズ３とレンズ６との瞳の位置に応じて凸レンズある
いは凹レンズを用いる。

第４図に示す如く、８はレンズ６よりの被写体２の実像
を複数個に分割投影する分割投影レンズで、４個のレン
ズ８ａ〜８ｄが同一平面上に枠９により一体的に固定さ
れている。各レンズ８８〜８ｄの焦点距離はレンズ６の
焦点距離の１／２である。また、レンズ６と分割投影レ
ンズ８とによりリレーレンズ系１０が構成されている。

したがって、回転シャッタ５のシャッタ速度で露光され
た被写体２の実像はリレーレンズ系１０により各辺が１
／２の大きさの画郭に縮小され、４つの画像に分割され
る。なお、レンズ６により被写体２の実像が平行光線と
なって分割投影レンズ８に入射するため、視差のない４
個の画像を投影しえ、また主レンズ３にズームレンズを
使用すれば４個の画像を夫々の中心点を中心としてズー
ムアツプできる。また、アパーチャ４の開口４ａにより
予め画郭が所定の大きさに制限されているので、撮像面
１１ａに投影された４個の画像が互いに重なり合うとい
った不都合がない。

なお、分割ｍ像レンズ８は互いに近接した状態で設けら
れているため、レンズ８８〜８ｄの直径が大きい場合、
レンズ８ａ〜８ｄの互いに接合する部分を切欠き、互い
に切欠いた部分を当接させて接合する。この場合、画像
間の光の洩れが生じるため、各レンズ間の接合部分で光
を遮ぎる遮光部材を設けて遮光する必要がある。また、
リレーレンズ系１０のレンズ６を前玉として、分割投影
レンズ８を後玉として説明したが、両レンズの位置を逆
にして分割投影レンズ８を前玉に、レンズ６を後玉とし
ても良い。

第５図に示す如く、１２はレンズ切替回転シャッタで、
開口角度９０度あるいはこれより若干広い１１０度の扇
形の開口１２ａを有しており、分割投影レンズ８とｓＷ
Ａ面１１ａとの間でレンズ８の中心と同軸的に支承され
ている。また、レンズ切替回転シャッタ１２は開口１２
ａが毎秒６０回転する回転シャッタ５の開口５８〜５ｄ
のいずれかに対向するように同期して回転する。即ち、
レンズ切替回転シャッタ１２は回転シャッタ５と同じ回
転数（毎秒６０回転）で回転し、開口１２ａが１／２４
０秒のシャッタ速度で分割投影レンズ８の各レンズ８８
〜８ｄに順次対向するとき、回転シャッタ５の開口５ａ
〜５ｄが同期してｌ／１０８０秒のシャッタ速度で７バ
ーチヤ４よりの被写体２の実像をリレーレンズ系１０に
露光する。

したがって、例えばレンズ切替回転シャッタ１２の開口
１２ａが１／２４０秒のシャッタ速度で分割投影レンズ
８のレンズ８ａに対向するとき回転シャッタ５の開口５
ａが１／１０８０秒のシャッタ速度で対向し、次に開口
１２ａがレンズ８ｂに対向するとき間口５ｂが対向し、
順次間口１２ａがレンズ８Ｃに対向とき間口５Ｃが対向
し、開口１２ａがレンズ８ｄに対向するとき間口５ｄが
対向する。

回転シャッタ５は開口を２個としてレンズ切替回転シャ
ッタ１２の２１Ｂの速度で回しても同等の効果かえられ
、このときは開口角度を２倍にしないと１／１０８０秒
と等価にならない。

このようにして、分割投影レンズ８の各レンズ８８〜８
ｄに分割された複数個の実像のうちレンズ切替回転シャ
ッタ１２により順次異なる１／２４０秒ごとの４つの像
を１／６０秒の間に時系列的に撮像面１１ａに結像させ
る。したがって、撮像面１２ａを１／６０秒で走査する
標準方式（ＮＴＳＣ方式）で１／２４０秒ごとの画像を
撮像しえ、固体撮像素子及びａｍ信号を記録する記録／
再生装置１６も標準方式のものを使用できる。また、上
記光学系の構成により高速度ａｍするため、特別な陽像
方式の装置は不要である。

なお、上記実施例では固体撮像素子を用いて説明したが
これに限らず、固体撮像素子の代りに蓄積型踊像管を用
いても良いのは勿論である。

また、上記実施例では１／６０秒の間に４つの１／２４
０秒ごとの画像を高速度ｍ＠する場合につき説明したが
、例えば１／４８０秒の高速度搬像を行う場合には８個
のレンズを環状に配設してなる分割投影レンズ８と、開
口角度４５度の開口を有するレンズ切替回転シャッタと
、このレンズ切替回転シャッタと同期して回転する８個
の開口を有する回転シャッタとを設け、１／６０秒の間
に８つの１／４８０秒ごとの画像を撮像するようにすれ
ば良い。また、同様にして１／４８０秒よりも速いシャ
ッタ速度でも撮像しうる。

したがって、ビデオカメラ１により高速ｒＩＩｉ＊して
得られた撮像信号を記録／再生装置１ｔ１６で記録した
後、装置１６をスチル再生モードにすると第６図に示す
如く、モニタテレビ１７は１／２４０秒ごとの４つの再
生画像を表示する。即ち、１／２４０秒ごとの４つの静
止画像■〜■を時系列的にモニタテレビ１７で見ること
が出来、特に被写体２が高速で移動したり、あるいは変
形する場合、４つの画像■〜■より被写体２の動作の比
較が出来、被写体２の動作を分析するのに好都合である
。また、装置１６をスローモーション再生モードにする
と、モニタテレビ１７で１／２４０秒間隔のスローモー
ション再生画像を見ることが出来ると共に、ｉ／２４０
秒ずつズした４つのスローモーション再生画像■〜■を
同時に見比べることも出来るので被写体２の連続した動
作を見るのに好都合である。

第７図に本発明になる高速度画像録画再生方式に適用さ
れる別のビデオカメラの構成を示す。

第７図及び第８図に示す如く、１４は多面プリズムで、
４つの傾′斜したプリズム面１４８〜１４ｄを有してお
り、各プリズム面１４８〜１４ｄごとに回転シャッタ５
により露光された被写体２の実像を４つの象に分割投影
する。また、多面プリズム１４はレンズの切替回転シャ
ッタ１２の前に設けられている。このため、レンズ切替
回転シャッタ１２の開口１２ａが各プリズム面１４８〜
１４ｄに順次１／２４０秒のシャッタ速度で対向し、プ
リズム面１４ａ〜１４ｄで分割された複数個の実像のう
ち異なる一の像を順次露光し、１／２４０秒ごとの４つ
の像が１／６０秒の間に撮像面１１ａに時系列的に結像
される。

１５は接写レンズで、多面プリズム１４により分割投影
され、レンズ切替回転シャッタ１２により順次露光され
た像の各辺を１／２に縮小して撮像面１１ａに結像させ
る。

発明の効果 上述の如く、本発明になる高速度画像録画再生方式は主
レンズを通した被写体の実像を複数の同じ像に分割し、
分割された複数個の実像のうち順次異なる一の像を時系
列的に通過させて撮像面に結像させる構成のビデオカメ
ラにより高速度泥除し、ビデオカメラよりの１ｌｌｌｒ
ａ信号を記録／再生装置によりｌ１ｔｉｌｌｌｌ信号の
画像をスローモーション再生あるいはスチル再生モード
で再生するため、従来の標準方式よりも高速度間隔で振
作された撮像信号を標準方式で記録して、高速度間隔の
画像を順次時系列的にスローモーション再生あるいはス
チル再生できるので、フィールド周波数より数倍速い速
度の間隔で撮像された画像を遅い速度あるいは静止させ
て見ることが出来、また、従来の特殊方式に比べて特殊
なビデオカメラ及び特殊な記録／再生装置を使用せずに
済み、標準方式の記録／再生装置を使用できるので使用
機材が安価で済み、しかも複数台のビデオカメラで撮像
せず１つの主レンズを通して結像した実像を分割投影す
るので時系列的に撮像された複数の画像が視差のない状
態でモニタ出来、被写体との距離及び絞り等のレンズの
調整が容易でり、さらに、一台のモニタ画面上に高速度
間隔で搬像された複数の画像を同時に見ることができる
ので被写体の動作等を分析するのに好都合である等の特
長を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる高速度画像録画再生方式の一実施
例を説明するための概略構成図、第２図は第１図に示す
高速度画像録画再生方式に適用されるビデオカメラを説
明するための図、第３図は回転シャッタの平面図、第４
図は分割投影レンズの平面図、第５図はレンズ切替回転
シャッタの平面図、第６図はモニタテレビジョンに表示
された複数の画像を示す図、第７図は高速度搬像しうる
別のビデオカメラを説明するための図、第８図は多面プ
リズムの平面図である。 １・・・ビデオカメラ、２・・・被写体、３・・・主レ
ンズ、４・・・アパーチャ、５・・・回転シャッタ、５
ａ〜５ｄ・・・開口、８・・・分割投影レンズ、８８〜
８ｄ・・・レンズ、１１・・・固体搬像素子、１１ａ・
・・撮像画、１２・・・レンズ切替回転シャッタ、１４
・・・多面プリズム、１４ａ〜１４ｄ・・・プリズム面
、１６・・・記録／再生装置、１７・・・モニタテレビ
ジョン。 特許出願人　日本ビクター株式会社 第２図 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ビデオカメラにおいて、主レンズを通した被写体の実像
   を複数の同じ像に分割し、該分割された複数個の実像の
   うち順次異なる一の像を時系列的に通過させて撮像面に
   結像させ高速度撮像する構成とし、該ビテオカメラより
   の撮像信号を記録／再生装置により該撮像信号の画像を
   スローモーシヨン再生あるいはスチル再生モードで再生
   することを特徴とする高速度画像録画再生方式。