JPS63250286A

JPS63250286A - 高速撮像装置

Info

Publication number: JPS63250286A
Application number: JP62084106A
Authority: JP
Inventors: Katsuhide Hasegawa; 勝英長谷川
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1987-04-06
Filing date: 1987-04-06
Publication date: 1988-10-18

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、高速撮像装置に関する。

〔従来の技術とその問題点〕

ビデオ・カメラによる高速撮像装置としては、撮像部へ
の垂直走査周波数ｆｖｓと水平走査部′波数ｆＨ８の両
方を同一の倍率だけ高める方法が公知である。しかし、
単純にｆｖ、、ｆ□を高くしたのでは、信号周波数も同
様に高くなってしまうため、カメラの信号処理回路を広
帯域化しなければならない。また、出力されるビデオ信
号を記録したい場合には、広帯域の記録装置を用いなけ
ればならず、非常に高価な記録装置を必要とするという
欠点がある。例えばＮＴＳＣ方式のテレビジョン信号で
は、映像信号周波数帯域は約θ〜４ＭＨｚであり、これ
を５倍に高速化するとすればＯ〜２０ＭＨｚの信号を処
理しうるカメラ及び記録装置を必要工する。

より低い信号帯域での記録を可能にするために、映像信
号を複数の記録チャンネルに分割して記録するという方
法もあるが、信号の分割に伴う信号処理が複雑になり、
また、再生の際の信号処理もそれに応じて複雑になるた
め、記録装置ひいては再生装置も依然として高価になる
。

また、このように信号周波数を全体的に高くした場合に
、その映像信号をモニタ装置で表示しようとすると、モ
ニタ装置は、その信号周波数に応答しうる高速動作のも
のでなければならず、高価な装置にならざるをえない。

そこで、本発明は、ビデオ記録装置やモニタ装置として
安価なものを利用できるビデオ信号を出力する高速撮像
装置を提示することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る高速撮像装置は、描像手段に印加する垂直
走査信号の周波数が、垂直同期信号周波数のｎ　（２以
上の整数）倍であり、垂直同期信号に重ならない（ｎ−
１）個の垂直帰線期間に所定信号を挿入したことを特徴
とする。

〔作用〕

本発明では、垂直走査信号の周波数を垂直同期信号周波
数のｎ倍にすることにより、画像情Ｉｕｆｆｌを１／Ｈ
にする代わり、に、時間分解能をｎ倍にする。この時、
垂直同期信号及び水平同期信号の周波数を従来のビデオ
カメラ、ビデオ記録再生システム及び表示システムで取
り扱う周波数とすれば、本発明により高速撮影されたビ
デオ信号をこれら従来の装置で取り扱う、ことができる
。また、垂直同期信号に重ならない（ｎ−１）個の垂直
帰線期間が生じるが、ここにブランク・バースト等の所
定信号を挿入することにより、モニタ表示時の映像間の
区分を明確にできる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明する。第
１図は本発明の一実施例の概略ブロック図である。

第１図において、１０は基準発振回路であり、１２は高
速度撮影の速度倍率ｎを指定する速度信号を発生する速
度信号発生回路である。ｎは整数である。ｎが１のとき
は通常速度の撮影を行うことになり、高速撮影ではｎ＞
ｌである。水平同期信号発生回路１４は、基準発振回路
１０からの基準信号に基づき水平同期信号ｆＨを形成し
、垂直同期信号発生回路１６は、基準発振回路１０から
の基準信号及び速度信号発生回路１２からの速度信号に
基づき、通常の垂直同期信号周波数ｆｖの信号と、その
ｎ倍の周波数の垂直同期信号ｎｆｖとを発生する。水平
走査信号形成回路１８は、水平同期信号ｆＭに同期して
後述する撮像素子２２への水平走査信号ｆＨ３を発生し
、垂直走査信号発生回路２０は、通常撮影用垂直同期信
号ｒｖ又は高速撮影用垂直同期信号ｎｆｖに同期して撮
像素子２２への垂直走査信号ｆＶｓを発生する。

２２は、水平走査信号ｆ。と垂直走査信号ｆＶ３に従い
、搗像面の光電変換信号を出力する撮像素子である。こ
のような撮像素子は、ビジコン等の撮像管又は、ＣＣＤ
やＭ２Ｓ式の固体撮像素子として広く使用されている。

このような撮像素子２２自体は公知である。撮像素子２
２が撮像管である場合には、上記走査信号ｆ　Ｈ！＋　
　ｆＶＳは同期信号ｆ）Ｉ、ｆｖ又はｎｆｖに同期して
鋸歯状に電圧が変化する信号であり、撮像素子２２が固
体撮像素子である場合には相応する転送パルスである。

撮像管の場合の、水平走査信号ｒ、ｓ、垂直走査信号ｆ
Ｖｓ及び垂直同期信号ｆｖの間のタイミング関係を第２
図に図示した。但しｆ　Ｖ！１３は３倍速の場合の垂直
走査信号、ｆＶｓｌは通常速度での撮影の場合の垂直走
査信号であり、ｆ　ＶＳ：ｌの振幅をｆＶｓｌの１／３
としている。

信号処理回路２４は、撮像素子２２から出力される映像
信号にシェーディング補正、色処理等の公知の処理を施
し、クランプ回路２６に供給する。

クランプ回路２６は水平同期信号ｆＨ及び垂直同期信号
ｆ、を付加する。詳細は後述するが、本実施例では、モ
ニタ装置での再生画面イメージでは、例えば３倍速の場
合垂直方向に３個の小映像が並ぶことになる。この小映
像間の区切りを明確にするために、クランプ回路２６で
は、垂直同期信号ｎｆｖに応じて、第２図のＢで指示す
るタイミングの数水平同期期間（即ち垂直帰線期間及び
／又はその近辺）にわたりブラック・バーストや１００
χ白信号等の一定輝度レベルに対応する振幅の信号を挿
入するのが好ましい。これはモニタ画面走査の垂直帰線
部のノイズを除去すると共に、画面に枠を付けて再生映
像を見易くすることにもなる。

通常速度撮影と３倍速撮影とで、撮像素子２２の撮像面
、即ち光電変換面のインターレース走査の比較を第３図
に示す。第３図（ａ）が通常速度での撮影による場合を
示し、（ｂ）が３倍速での撮影の場合を示す。ＮＴＳＣ
方式では２６２．５Ｈ／１フイールドであるため、３倍
速撮影の場合には８７．５Ｈ／１フイールドとなる。撮
影速度や信号方式によってはインターレースの条件が満
たされない場合が生じるが、その場合には垂直同期信号
ｎｆｖに相当するタイミング（第２図のＢのタイミング
）のパルスを、インターレース条件が満たされるように
水平同期信号ｆＨに同期させればよい。

第３図から分かるように、高速度撮影時には撮像素子２
２の光電面の上下の少なくとも一方に、走査されない部
分が生じる。この部分にも光は入射しているので、そこ
から電荷が滲み出し、走査領域の端の数水平周期につい
ては、信号が損傷を受けることがある。この損傷信号部
分は、第２図のＢのタイミングで一定振幅信号を挿入す
ることにより見えなくすることができる。

第３図（ｂ）は撮像素子２２の光電変換面の最上部を使
用しているが、垂直走査信号発生回路２０からの垂直走
査信号ｒｖｓに適当な直流バイアス又は転送パルスを加
えることにより、光電変換面の任意の位置を利用できる
。

上記説明は、カラー用３管式撮像管であっても固体撮像
素子であっても基本的に同じである。

撮像素子２２駆動用の垂直同期信号ｎｆｖに同期してス
リット式等の各種シャッタやストロボを作動させれば、
動く画像のブレを減らし、高速化の効果を高めうる。

このようにしてクランプ回路２６から出力される映像信
号を通常のテレビジョン装置に印加すると、画面垂直方
向にｎ個の類似する画像が並ぶ映像が表示される。即ち
、垂直走査線数が約１／ｎで時間分解能がｎ倍の映像が
得られる。例えば３倍速撮影の場合には、第４図に示す
ようになる。

この映像信号は、そのまま通常のビデオ・テープ・レコ
ーダ（ＶＴＲ）で記録できる。

（ｎ−１）個の垂直帰線期間（第２図のＢのタイミング
）には、次の種々の情報信号を付加してもよい。例えば
、撮影速度倍率ｎに応じて輝度信号レベルを変えてもよ
い。この例を第５図（ａ）に示す。３倍速の場合には輝
度信号レベルをＶ、とし、５倍速の場合には一点鎖線で
示す輝度信号レベルＶｔとする。このようにすると、モ
ニタ装置や記録装置（より具体的にはその記録信号の再
生時）で信号中から撮影速度情報を知ることが可能にな
る。

この撮影速度情報は後段の装置において、高速撮影され
たビデオ信号と、通常撮影されたビデオ信号とで別の信
号処理を行わせたい場合、その処理モードの切換に利用
される。

このような撮影速度情報信号としては、第５図（ｂ）に
示すようなパルス・コード信号や、第５図（Ｃ）に示す
ような複合色信号の位相や振幅を利用する信号を採用で
きる。この撮影速度情報信号は、第２図のタイミングＢ
の全てでも、一部に挿入するだけでもよい。更には、垂
直同期信号の期間を利用してもよい。

また、各種のデータ、日付、時間等を表す文字情報をタ
イミングＢの部分に挿入してもよい。そうすると、有効
画面を減らさずに、これらの情報を同時記録できる。

〔発明の効果〕

以上の説明から容易に理解出来るように、本発明によれ
ば、極めて簡単な回路構成で時間分解能がｎ倍の高速撮
影を実現でき、しかも得られるビデオ信号はそのまま通
常性能のモニタ装置又はビデオ記録装置で表示又は記録
できる。また、出力ビデオ信号に含まれるｎ個の高速撮
影映像の境界は明確となり、後の信号処理も容易である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の概略ブロック図、第２図は
第１図図示装置のタイミング・チャート、第３図は通常
速度の場合と高速度の場合とでの第１図の撮像素子２２
のインターレース走査の比較図、第４図は第１図の回路
により得られる映像信号の表示画面の一例、第５図は垂
直帰線期間に付加する撮影速度情報の例を示す。ｌＯ−・−基準発振器　１２・−・速度信号発生回路　
１４−・水平同期信号発生回路　１６−・−垂直同期信
号発生回路　１８−・−水平走査信号発生回路　２−０
・・−垂直走査信号発生回路　２２・−・撮像素子　２
４−信号処理回路　２６−・クランプ回路第１図第２図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）撮像手段に印加する垂直走査信号の周波数が、垂
直同期信号周波数のｎ（２以上の整数）倍であり、垂直
同期信号に重ならない（ｎ−１）個の垂直帰線期間に所
定信号を挿入したことを特徴とする高速撮像装置。
（２）前記所定信号が一定輝度レベルに対応する信号で
ある特許請求の範囲第（１）項に記載の装置。
（３）前記所定信号が文字信号を含む特許請求の範囲第
（１）項又は第（２）項に記載の装置。
（４）前記垂直同期信号の近傍及び前記（ｎ−１）個の
垂直帰線期間の少なくとも一部に、前記ｎを表す信号を
重畳した特許請求の範囲第（１）項乃至第（３）項の何
れか一項に記載の装置。