JPS63261966A - 撮像方法 - 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） 本発明は電荷転送型の二次元固体撮像素子を用いた撮像
方法の改良に関する。

〈従来の技術〉 昨今、特に家庭用ビデオカメラを中心として、その画像
撮像部に撮像管に代え、ＭＯＳ型撮像素子やＣＯＤ　（
電荷結合デバイス）、ＣＩＤ（電荷注入デバイス）、Ｃ
ＰＤ　（電荷呼び未転送デバイス）等、各種の電荷転送
型固体撮像素子を用いるものが増えてきており、またこ
れら固体撮像素子において二次元アレイ状に形成された
各光電変換部からの画素データの転送方法にもＸ−Ｙア
ドレス方式、ライン転送方式、フレーム転送方式、イン
ターライン転送方式等、各種の方式が提案されている。

しかしいずれの撮像素子、転送方式によろうとも、我が
国で採用している現行のＮＴＳＣ方式に従う限り、これ
ら固体撮像素子を介して撮像され、通常のテレビジョン
モニタないしビデオディスプレイにて再生される画像は
、通常の映画フィルムに対応させて“コマ”と言う概念
を導入すると、毎秒６０コマの連続画像となる。

もフとも物の考え方として、周知の飛び越し走査方式に
鑑み、奇数フィールドと偶数フィールドを対とした二枚
の連続フィールド画面をして一コマとし、したがって毎
秒３０コマの連続画面と見る場合もあるが、本書におい
ては原則としてフィールドに着目し、フィールド期間＝
　１／Ｉ＞０秒で再生される画面を１コマとする。これ
は、既存のビデオ装置等においても、静止画像を出力す
る場合には奇数フィール゛ドまたは偶数フィールドのみ
を出力し続けるものがあることに符合する。

しかるに従来、こうした各コマは、一般にそれが再生さ
れるに要する時間１７６０秒とほぼ等しい時間を掛けて
撮像されたものである。換言すれば、あるフィールド期
間中に撮像された画像情報が次のフィールド期間中に再
生されることになる。

これはもちろん、シャッタ速度という観点からすればか
なり遅く、通常のスティールカメラで言えば１７６０秒
（ないしフレーム画像としては１７３０秒）でシャッタ
を切った場合に相当するから、高速とは言わず人が歩く
程度の速度で移動する物体を撮像した場合でもいわゆる
“ブレ”ないし“ボケ″（以下１ブレ”に統一）を生じ
てしまう。

もっともこれを通常の再生モード、すなわち標準モード
で再生している分にはそうした“ブレ“も余り目に付く
ことはない。目に付くのは特殊再生としてスローモーシ
ョン再生とか静止再生を行なったときである。

そこで従来からも、基本的なテレビジョンモードには変
更を及ぼさず、再生系における１フイ一ルド期間＝１７
６０秒を保ったまま、シャッタ速度（撮像時間）を例え
ば１７１０００秒程度に高速比するいわゆる高速電子シ
ャッタ技術が提供された。

これは各フィールド期間中に固体撮像素子の各光電変換
部に蓄積された電荷情報はほとんど掃き捨て、垂直帰線
期間中の例えば１／１０００秒間に蓄積された電荷情報
をのみ、次のフィールド期間中において転送、再生する
もので、当然のことながら感度は落ちる（必要最低照度
を高く採れない）ものの、スローモーションや静止画再
生には圧倒的に有利で、このようにして撮像、記録され
た連続フィールドの中、選択された１フイールドをのみ
出力し続ければ、相当高速で移動する物体もブレなく十
分鮮明に再生することができる。

なお、選択された１フイールドのみを出力し続ける技術
はほぼ確立されており、磁気テープを記録媒体とするビ
デオデツキでは特殊再生専用ヘッドにより選択された１
トラツクのみを続けて繰返しトレースすることによりな
し得るし、ビデオディスクにおいては１トラツクのみを
読み続けることによりなし得、また流行のデジタルフィ
ールドメモリないしフレームメモリを利用したものでは
こうした操作はそれこそ簡単になる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 上記のように、ことシャッタ速度だけに鑑みれば、動画
の“ブレ”を防ぐためにも既に提供されている高速電子
シャッタ技術で十分と考えられる。現時点においてもさ
らに１７１００００秒を越える製品の提案すらなされて
おり、感度を余り落とすことなく高速シャッタ速度化を
図る試みには益々拍車が掛かると思われる。

しかし既存のテレビジョン方式に従う限り、このような
高速電子シャッタ技術によっても“時間分解能”の悪さ
は克服することができない。上記のようにシャッタ速度
が例え１７１０００秒と高速ではあっても、それはｌ／
６０秒ごとにｌ／１０００秒でシャッタが切れるという
意味でしかなく、したがって当該１７１０００秒で採っ
たあるコマと次の１７１０００秒で採ったコマとの間に
は実質的に１７６０秒の時間間隔があり、したがってそ
の間に発生した事象はこれを撮像することができない。

本発明は基本的にこの問題を解決すべくなされたもので
、既存の撮像方式に改良を施し、動画像の“ブレ”のあ
るなしは一応、さて置くとしても、少なくとも時間分解
能を高め得る新たな原理の撮像方法を提供せんとするも
のである。

この目的を端的に言うならば、従来、高速電子シャッタ
を用いるか否かにはかかわらず、いずれにしてもｌ／６
０秒間隔ないし１７３０秒間隔でしか対象物を撮像でき
なかったものを、同じ時間内でより多くの枚数の画像な
いしコマを得ることができるようにするものである。

〈問題点を解決するための手段〉 しかるに、本発明の目的を達成するに際し、最も単純な
方法として先ず考え付くのは、単に１フイ一ルド期間な
いし１フレ一ム期間を短縮するという考えである。例え
ば１フイ一ルド期間を１７１２０秒とか１７１８０秒に
すれば、既存の１フイ一ルド期間＝１７６０秒中に得ら
れる画面数ないしコマ数は二枚ないし三枚になる。

が、これは当然、固体撮像素子の駆動周波数も二倍ない
し二倍に挙げなければならないことを意味する。もしこ
れが可能であれば、単にソフト的な対策だけで時間分解
能を向上した撮像、再生系を得ることができる。

しかし実際上、現状において入手し得る固体撮像素子は
、その駆動系も含めて全体として見ると周波数応答性に
劣り、特にフレーム転送方式やインターライン転送方式
を採用する場合、フレーム蓄積部や水平レジスタとか出
力段等の周波数応答は現状の１フレ一ム＝ｌ／３０秒用
または１フイールド＝　ｌ／６０秒用としても最早精一
杯な所にあり、Ｘ−Ｙアドレス方式においてもやはり倍
速、二倍速駆動には無理がある。

そこで本発明者は、こうした制約条件を加味しながらも
かつ、上記目的を達成し得る構成として、次のような撮
像方法を提供するに至フた。

固体撮像素子を含む画像撮像部を複数個用意し； 該複数個の画像撮像部で同一対象物を同一視野で撮像可
能に撮像光学系を構成すると共に：各画像撮像部中の固
体撮像素子の駆動タイミングを他の画像撮像部中の固体
撮像素子の駆動タイミングとはずらして撮像すること； を特徴とする撮像方法。

（作用および効果〉 本発明においては、同一の撮像対象物を複数個（Ｎ個と
する）の固体撮像素子を含む画像撮像部で同一視野で撮
像する。したがって仮に、全ての画像撮像部を同一のタ
イミング、同一の位相で駆動した場合には当然、空間的
にも時間的にも全く同じ撮像情報が全ての画像撮像部用
力として得られるに過ぎないが、本発明においてはここ
で、こうしたＮ個の画像撮像部を互いに異なるタイミン
グで駆動する。そのため仮に、各画像撮像部の固体撮像
素子を従来と同程度の速度で駆動しても、従来の１フイ
一ルド期間中に複数枚の画像ないしコマを得ることがで
きる。

これが本発明の基本的な作用でもあり、また得られた基
本的な効果でもある。時間分解能が従来の方法に比し大
いに向上するのである。

したがってまた、こうして得られる画像情報の処理の仕
方のいかんとか既述の高速電子シャッタ技術の援用等々
により、各種の付帯的な効果を得ることができる。

ここで従来例との対比を良く出すための都合上、当該従
来例における１フイ一ルド期間＝１７６０秒を以下では
“標準速フィールド期間”と呼ぶ。

例えば本発明の比較的基本的な一応用例として、各画像
撮像部中のＮ個の固体撮像素子の駆動速度は全て、従来
通りの標準速フィールド期間に対応する速度で行なって
も、駆動位相を一番目の固体撮像素子からＮ番目の固体
撮像素子に至るまで、順に１７（６０・Ｎ）秒づつずら
して行くようにし、換言すればｉ番目の固体撮像素子の
撮像開始から次の（ｉｌｌ）番目の固体撮像素子の撮像
開始までの間には１／（６０・Ｎ）秒の間隔が空くよう
にした上で、各固体撮像素子の撮像時間を当該間隔以下
とすれば、適当なるメモリ回路構成の援用により、各固
体撮像素子の出力を時系列上の順番に従ってＮ倍速読出
しを図り、直列合成して標準速フィールド期間の１７Ｎ
を１フイールドとするＮ倍速再生すると、従来−コマし
か得られなかった標準速モードでのフィールド期間と同
じ１／６ｏ秒間にＮ枚のコマを再生することができ、時
間分解能を従来のＮ倍に向上したテレビジョンシステム
ないしビデオシステムを提供することができる。

ここで重要なことは、結果としてＮ倍速系になっている
とは言え、各固体撮像素子にしてみれば従来と何等変わ
らない速度で無理なく動作しているということである。

逆に言えば、再生系やビデオ信号の処理系においてＮ倍
速にすることは簡単であったが、固体撮像素子の動作速
度を向上させることが困難であった所、本発明によれば
矛盾なく撮像部をも実効的にＮ倍速駆動したのと等価な
結果を得ることができるのである。

また特にこの応用例においては、既述した高速電子シャ
ッタ技術に類似の技術を採用したことになる。何となら
ば、個々の固体撮像素子に与えられている撮像可能な期
間ｌ／６０秒中、実際に有効な撮像時間はＮ倍速に関す
る１フイールドである１／（６０）　ｘ　（１／Ｎ）秒
以下に限フているからである。

このため、本発明方法により撮像された画像情報を上記
のように処理する回路装置系においては、このＮ倍速に
関して既存のスローモーション再生技術や静止画像再生
技術を援用した場合、得られる画像の“ブレ”は十分小
さく抑えられることになる。

また上記において各固体撮像素子の撮像期間を１７（６
０・Ｎ）秒以下に限るということは、それ以下なら必要
最低照度を考えなければいくらでも短くて良いことを意
味するから、それこそ１７１０００秒等に選択すること
も差支えない。

例えばＮ＝３の二倍速駆動の場合、最大１７１８０秒以
下に限れば上記した撮像、再生系は満足されるが、それ
以下にすればそれだけ静止画像再生としたとき等、“ブ
レ”の少ない良質な画面を得ることができる。

こうしたことからすると、既述した公知の高速電子シャ
ッタ技術も、本発明を組合せることにより、始めてその
真価を発揮するものと言うことすらできる。いくら瞬間
的な動画像の静止再生が可能であっても、コマ間隔が空
き過ぎていては例えばスポーツにおけるフオーム解析等
の要求には良く応え得ないからである。

一方でまた本発明撮像方法は、スローモーション再生専
用の撮像装置として標準テレビジョンモードに従うモニ
タに適用することもできる。

すなわち、Ｎ個の固体撮像素子がやはり従来例における
標準速モードの１フイ一ルド期間にわたって互いに異な
る位相で蓄積した画像情報をそれぞれ専用のメモリに蓄
えるようにし、スイッチで交互に切換え出力するよう図
れば、この出力を受けるモニタ系が通常の標準速モード
駆動型であった場合、再生画像はＮ倍の時間を掛けて再
生されることになり、結局、　１／Ｎ倍速のスローモー
ション再生が得られる。

なお、上記においてはＮ個の固体撮像素子の位相のずら
しの程度をそれぞれ等間隔と考え、また高速電子シャッ
タを導入する場合にもそれら各固体撮像素子に関するシ
ャッタ速度は全て等しいとした。もちろん、実際に製品
化する上ではこうすることが最も普通であるが、原理的
にはこれに限らない。位相差は等間隔でなくても良いし
、また各固体撮像素子ごとに定められているシャッタ速
度が異なっていても良い。

もちろん、各画像撮像部は白黒撮影用でもカラー用でも
良い。昨今のカラーカメラにおいては単板式が採用され
ることが多く、したがってこの場合には物理的な光学系
における構成上は白黒用とさして変わりのないものとな
る。しかし三板式、三板式の採用も何等否定するもので
はなく、その場合、Ｒ，Ｇ、Ｈの各コンポーネント用の
計二つないし三つの固体撮像素子を総括的に考えて本発
明要旨構成中で言う一つの画像撮像部中の固体撮像素子
と考えれば良い。

く実　施　例〉 第１図および第２図は本発明を実施するための撮像装置
の第一、第二の実施例を示しており、第１図示の撮像装
置は二つくすなわちＮ＝２）の電荷転送型固体撮像素子
ＣＴＤを、また第２図示の撮像装置は三つ（Ｎ＝３）の
電荷転送型固体撮像素子ＣＴＤを用いたものである。

電荷転送型固体撮像素子ＣＴＤとしては、最も普通には
電荷結合デバイス（ＣＣＤ）が考えられるので、以下の
説明では一応、これを用いたものとし、また簡単のため
、図示回路系は白黒撮像を対象とするものとして置く。

撮像対象物からの撮像光情報は対物レンズ系１１を介し
た後、近赤外フィルタ等を含むローパスフィルタ１２に
通され、ビームスプリッタ１３に入力して第１図示実施
例の場合には二つ、第２図示実施例の場合には三つの固
体撮像素子ＣＴＤにほぼ等しい条件で与えられる。換言
すれば少なくとも全ての固体撮像素子ＣＴＤは同一の対
象物を同一の視野で撮像可能なようにされている。

なおビームスプリッタ１３としては公知の三板式ないし
三板式カラーカメラ用ダイクロイック・プリズム構成を
採用することができる。ただしここでは白黒撮像を予定
しているので、色分解用ダイクロイック・フィルタ膜の
分光特性は失わせ、汎色性に変更するのが望ましい。も
ちろんこのダイクロイック・プリズム型のビームスプリ
ッタを始め、他の構造のビームスプリッタを使う場合に
も、個々の固体撮像素子ＣＴＤが同一の対象物を極力同
一の撮像条件で撮像できるように図る。

各固体撮像素子の出力は、通常、この種のビデオ処理技
術に見られると同様な回路系による撮像部２１　、２２
　、２３に与えられる。個々の撮像部の内部構成も全く
同様で良く、したがって特に第２図においては中間の第
二撮像部２２を残し、他の二つを単に枠で囲って示すに
留めた。これは本発明においては固体撮像素子の駆動手
順に特徴があり、回路的には従来技術の援用で特に問題
がないからである。

そこで簡単に述べると、同期発生器ＳＧやタイミングジ
ェネレータＴＧの制御の下、各固体撮像素子ＣＴＤの出
力は周知のサンプル−ホールド回路Ｓ／Ｈからプリアン
プＰＡを介し、この種のビデオ処理技術において通例の
処理をなすプロセス増幅器ＰＲを通った後、出力バッフ
ァＢＰから出力される。もちろんタイミングジェネレー
タＴＧによる制御を受け、固体撮像素子ＣＴＤを直接に
駆動する水平ドライバＨ，ＤＲＶ、や垂直ドライバＶ、
ＤＲＶ、も設けられている。

ただし、こうした公知、既存の回路構成に準する構成要
素に加え、本発明に従う駆動方法に関与する追加の構成
として、各固体撮像素子ＣＴＤの駆動位相を互いに所定
量ずらすため、同期信号に関する遅延回路ＯＬが設けら
れ、他の撮像部との間に時間的な相関関係が持たされて
おり、また各撮像部の出力は適当なるビデオメモリ３０
に入力されるようになっている。

このような装置構成の下では本発明による撮像方法は次
のような応用が可能である。ただし比較のため、標準速
モードにおける１フイ一ルド期間１７６０秒ないし１フ
レ一ム期間１７３０秒を時間の基準とする。

第３図は第２図示の三撮像部型の撮像装置の駆動例を示
しており、第１図示の二撮像部型装置の動作はこの三撮
像部型装置の以下の動作説明から推して明らかになる。

第３図（八）の駆動モードは、それぞれの固体撮像素子
ＣＴＤにしてみれば従来例の撮像方法と全く同一の動作
をしている。すなわち標準速モードの１フイ一ルド期間
ｌ／６０秒中に取り込んだ二次元画像情報（二次元蓄積
電荷分布）を読出しパルスＰｒの指令に応じ垂直レジス
タに転送した後、次の１フイ一ルド期間にわたって第１
図中のバッファＢＦから後述するような適当な構成のビ
デオメモリ３０に出力されて行く。

しかし、三つの撮像部２１　、２２　、２３の互いの関
係において見ると、その固体撮像素子ＣＴＤの駆動位相
はずれており、図示の場合、標準速フィールド期間のｌ
／３の時間だけ、順次ずれている。

したがってこの第３図（Ａ）に示されている駆動モード
の場合には、少なくとも従来例の撮像方法に比し、標準
速の１フレ一ム期間に換算して互いに異なる三枚以上の
コマ情報が得られていることが分かる。

しかし、このモードでは画像間に互いに重なり合う部分
があり、実効的なシャツタ開時間としては標準速モード
の１フイ一ルド期間に等しいので、コマ数を増し、時間
分解能を高めるという本発明の基本的な効果は満足して
いることはもちろんであっても、固体撮像素子数が増え
ているのであるから、従来の標準速モード装置と同程度
の“ブレ”抑止機能しか得られないというのは少しもっ
たいない（ただし後述のように時間圧縮操作を受けた場
合には見掛は上、“ブレ”量は少なくなる）。

そこでこれを解消するには例えば第３図（Ｂ）に示され
るような駆動モードに変えることができる。この第二の
駆動モードにおいては既述した高速電子シャッタ技術に
類似の思想により、各撮像部における各固体撮像素子の
有効電荷蓄積期間、すなわちシャツタ開時間を各撮像部
間の駆動位相の遅延時間に等しくし、この場合には標準
速モードの１フイ一ルド期間の１７３に設定している。

詳しく言うと、当該標準速１フイ一ルド期間の１７３時
間中に蓄積された有効電荷分布情報は読出しパルスＰ「
により垂直レジスタに一斉に読出された後、標準速モー
ドの次の１フイ一ルド期間に相当する時間にわたりバッ
ファ肛からビデオメモリ３０に送られて行くが、各有効
蓄積期間後の読出しパルスＰｒに引き続く残りのほぼ２
／３標準速フイ一ルド期間中に蓄積された電荷は、当該
はぼ２／３標準速フイ一ルド期間の経過後、掃捨パルス
Ｐｆにより、例えば垂直レジスタで逆転送され、基板に
掃き捨てられる。こうしたことから、この不要な電荷蓄
積期間は第３図（Ｂ）中において“掃捨期間”と付記さ
れている。

このような駆動モードに従うと、各固体撮像素子ＣＴＤ
は標準速フィールド期間の１７３のシャツタ開時間によ
り対象物を撮像するものとなり、これだけでも標準速モ
ードに比して動画の“ブレ”をかなり効果的に抑圧でき
ることになる。

この考えは、既に作用の項等で述べたように、撮像部の
駆動遅延時間よりさらにシャツタ開時間を短くすること
で、高速電子シャッタ機能を併せ有する撮像装置に展開
することができる。

ただし上記の各駆動モード説明は模式的に行なったもの
であり、実際の製品化に当たっては例えば掃捨期間と有
効蓄積期間の関係は時間的に順序が逆転する場合等もあ
る。

いずれにしてもこのようにして、本発明の撮像方法によ
れば時間分解能の高い時系列フィールド画像情報群を得
ることができるので、例えばこれを標準モードに比して
の三倍速で１フイールドを１７１８０秒とする再生系で
連続画像として再生、表示する場合には、例えばビデオ
メモリ３０の構成例として第４図に示すような構成を採
用し、第５図示のような動作をさせると、撮像対象の移
動速度に対して等速関係の連続画像（通常のビデオ表示
）を再生することができる。

すなわち、第４図示のビデオメモリ３０は、それぞれの
撮像部２１　、２２　、２３の発する１画像出力を１フ
イールドずつ連続２フィールド分、記録可能なフィール
ドメモリ４１　、４２　；　５１　、５２　；　６１　
、６２を有して成り、入出力に設けられているスイッチ
５Ｎの１フイールドごとの交互切換え操作により、第５
図（Ａ）に示されているように、あるフィールド画像が
一方のフィールドメモリ４２　；　５２　、６２に標準
速モードの１フイ一ルド期間と等しい時間を掛けてゆっ
くり記録されているときには他のフィールドメモリ４１
　；　５１　；　６１は順次三倍速でその内容が読出さ
れ、そのようにして読出された信号が並直変換部７０に
て第５図（Ｂ）に示されるような時系列直列信号に合成
、出力される。

もちろん既に説明し、また第５図に明示されているよう
に、各撮像部２１　、２２　、２３の動作は位相におい
て所定の時間分、この場合標準速モードの１フイ一ルド
期間のｌ／３づつずれているので、上記の各フィールド
メモリ対４１　、４２　；　５１　、５２　；　６１　
、６２に関する記録、読出動作も時間的にそうした所定
のずれ量を保っている。

もう少し具体的に述べると、例えば第−撮像部２１用の
二つのフィールドメモリ４１　、４２の中、第二フィー
ルドメモリ４２において標準速モードの１フイールド前
に書込まれていた画像データ■がタイミングＴ、にて三
倍速に相当する時間（この場合１７１８０秒）で読出し
開始となったときには、他方のフィールドメモリ４１で
は次の標準速フィールド期間後に再生されるべきフィー
ルド画像■′の書込みが開始し、当該第一撮像部２１に
おける第二フィールドメモリ４２からの画像データ■の
読出し後、タイミングＴ２にて第二撮像部２２に関する
第二フィールドメモリ５２からの画像データ■が読出さ
れるに伴っては、次の画像データ■°がこの第二撮像部
２２用の第一フィールドメモリ５１に書込まれ始め、同
様にタイミングＴ３にて第三撮像部２３に関する画像デ
ータ■が第二フィールドメモリ６２から読出され始めた
ときには、次の標準速フィールド期間後に再生されるべ
き画像データ■′が他方のフィールドメモリ６１に格納
されて行く。

このような動作を繰返すことにより、並直変換部７０の
出力には第５図（Ｂ）に示されるように、標準速モード
の１７３を１フイールドとする高速モードにおいて、連
続した時系列直列画像データ信号■−■−■−■°−■
°−■゛−■°°・・・・・・・が得られる。

ここで注意したいのは、例えば第３図（Ａ）に示される
駆動モードに従って撮像された画像データの場合には、
ｌ／６０秒時間を掛けて撮像した画像が実効的には１７
１８０秒間で読出されるため、一種の時間圧縮を受けて
いるということである。しかし、これが当該１７１８０
秒を１フイールドとする二倍速モード駆動の再生系で再
生されるのであるから、標準速モードにおける１フイ一
ルド期間での再生画像として見ると何部視聴者は違和感
を感じず、ために本発明の基本的な効果である時間分解
能の向上効果は何等損われることなく達成されるのであ
る。したがってスローモーション再生等を行なうときに
は従来例の装置に比し、同じ時間間隔１７６０秒内にお
いての情報量（コマ数）は当然に増加している上に、見
掛は上、動画像の“ブレ”量も抑圧される。

もちろん第３図（Ｂ）に示される駆動モードによった場
合には実際に“ブレ”抑止効果が認められ、　ｌ／３に
短縮されたシャッタ時間で撮像された高画質画像群を二
倍のコマ数で得ることができる。

さらに高速電子シャッタ技術を援用し、例えば１７１０
００秒程速比上にシャッタ速度を高めた撮像画像を第４
，５図示の手法により再生し、かつ公知の静止技術によ
りどれか一つのフィールド（画像■、■、■、■゛、・
・・・のどれか−っ）を繰返し再生したり、コマ送りを
したりすれば、極めて良好な静止およびスローモーショ
ン再生を得ることができる。

なお、上記のように各撮像部間に位相差を持たせる場合
には、第１．２図に示されているように、どれか一つの
撮像部（例えば第二撮像部２２）をマスクとし、その同
期発生器ＳＧの発生する同期信号に対し、他の撮像部２
１（および２３）に対し所定の時間遅れ量を持たせる遅
延回路＋）Ｌを挿入するようにして、これら他の撮像部
をスレーブとして動作させるのが合理的である。

ところで上記のようなＮ倍速再生系を例えばインターレ
ース走査する場合には、Ｎ＝２の場合、すなわち第１図
示のように固体撮像素子ＣＴＤが二つ等、偶数個の場合
には、第６図（Ａ）に示されているように、どちらか一
方の固体撮像素子ＣＴＤを奇数フィールド（ＯＤＤ）専
用にし、他方を偶数フィールド（ＥＶＥＮ）専用とすれ
ば良いが、固体撮像素子ＣＴＤを三つ用いた第２図示の
ような撮像装置のように、奇数個の固体撮像素子を用い
る場合には、第６図（Ｂ）図示のように、各固体撮像素
子は奇数フィールド、偶数フィールドを順次交互に担当
するようにしなければならない。もっとも、本発明は走
査方式を限定するものではなく、順次走査方式であって
も良いので、その場合には当然、こうした問題は考慮の
外となる。

また、ビデオメモリの構成法も、他に種々のものが考え
られるし、目的に応じての特殊な再生も許されるべきで
ある。そうした一つの特殊な方法としては、再生系には
既存の標準テレビジョンモードに従うモニタを使用し、
本発明撮像方法をスローモーション再生等、特殊再生専
用として利用するというものがある。

これは例えば第７図に示されているように、第１図示構
成の撮像装置におけるビデオメモリ３０を互いに独立な
各撮像部専用のフィールドメモリまたはフレームメモリ
８１　、８２から構成し、当該メモリからはスイッチ９
０を介して交互に、ただし第５図に即して説明したよう
な高速読出しは行なわずに通常の標準テレビジョンモー
ド、すなわち１フイールドｌ／６０秒または１フレーム
１７３０秒での読出しを行なって通常の標準テレビジョ
ンモードに従って駆動されるモニタ９１により再生を図
れば、メモリ８Ｉまたはメモリ８２の各１７６０秒ない
し１７３０秒にわたる画像情報が交互再生される結果、
高時間分解能による半速のスローモーション再生が得ら
れる。固体撮像素子の数をＮ個と一般化すれば１７Ｎ速
のスローモーション再生となる。

もちろん、各メモリ８１　、８２を複数のフィールドな
いしフレーム記憶可能なように構成して置き、スイッチ
ＳＷの切換え周期を適当に操作すれば、静止ないしコマ
送り再生も高時間分解能で可能となる。

このような場合、固体撮像素子の駆動モードは第３図（
Ａ）　、　（Ｂ）のいずれの駆動モードに従っても良い
が、既に説明した理由により、当然、第３図（Ｂ）図示
の駆動モードの方が“ブレ”の少ないより良質なスロー
モーション画像を得ることができるし、さらに高速電子
シャッタモードを採用すればなお良い。

最後に本発明装置をカラーカメラ化する場合につき簡単
に説明して置く。

原則として本発明を適用すると言ってもそれがカラー用
であるか白黒用であるかに関しては回路上の特殊な配慮
は必要なく、公知既存の白黒カメラとカラーカメラとの
間に見られる程度の回路構成上の相違しか必要としない
。

本発明に従って改変を受ける所は、主として物理的に固
体撮像素子の数を増し、それぞれに同一視野で同一対象
を撮像させる機械的な撮像光学系部分である。

しかしこれについても、用いるカラー用固体撮像素子が
単板式のものの場合には、第１．２図示のビームスプリ
ッタ１３に関して述べた構成とほとんど同様の構成を採
用することができる。ただし各カラー用固体撮像素子へ
の人力以前の段階で色分解がされていてならないのは当
然である。

三板式、三板式の場合には、それぞれの色分解装置への
入力以前の段階でビームスプリッタ１３を挿入してやれ
ば良い。

が実際上、三板式、三板式では本発明で言う各撮像部２
１　、２２　、２３用の各固体撮像素子がそれぞれＲ，
Ｇ、Ｂ各コンポーネント用として複数個で構成されるの
で、装置としてはかなりかさばったものになる可能性が
あり、一般には単板式が最も望ましいと考えられる。

またカラー化の場合、先に説明したような装置構成を採
るに際し、フィールドメモリないしフレームメモリへの
書込み、読出しはＲ、Ｇ　、”Ｂ各コンポーネントで行
なうのが望ましいが、単純に構成すると白黒用の二倍の
メモリ容量を必要とする。昨今のメモリ用集積回路の集
積度の向上度合にかんがみるとそれで差支えないとも言
えるが、適当なる工夫を施せば白黒用と大して変わらな
い程度の容量で済ませることもできる。このこと自体は
本発明にとっては直接の関係がないため、説明を省略す
る。

なお、将来、既存の標準速モードに対して高速モードで
駆動可能な固体撮像素子が提供された場合にも、本発明
の価値はいささかも損われることがない。そうした固体
撮像素子をさらにＮ倍の高速モードで動作させたと等価
な結果を得られるからである。

また、既述の実施例中においては固体撮像素子ＣＴＤと
してＣＯＤ　（電荷結合デバイス）の採用を例にとった
が、本発明は他のＭＯ３型撮像素子やＣＩＤ　（電荷注
入デバイス）、ＣＰＤ　（電荷呼び未転送デバイス）等
、各種の電荷転送型固体撮像素子に適用可能であり、そ
れらの転送方式に関しても既述のインターライン転送方
式以外、Ｘ−Ｙアドレス方式、ライン転送方式、フレー
ム転送方式等を採用することもできる。

テレビジョン方式自体もＮＴＳＣ方式の外、ＰＡＬやＳ
ＥＣＡＭ方式に従うも可能である。

さらに、実施例中においてはＮ個の固体撮像素子ＣＴＤ
の駆動位相のずらしの程度をそれぞれ等間隔と考え、ま
た高速電子シャッタを導入する場合にもそれら各固体撮
像素子に関するシャッタ速度は全て等しいとした。もち
ろん、実際に製品化する上ではこうすることが最も普通
であるが、原理的にはこれに限らない。位相差は等間隔
でなくても良いし、また各固体撮像素子ごとに定められ
ているシャッタ速度が異なフていても良い。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明撮像方法を実施ないし応用
する装置例の概略構成図、第３図は固体撮像素子駆動モ
ード例の説明図、第４図は本発明方法によって撮像した
画像を処理する場合に適当なビデオメモリ構成例の説明
図、第５図は第４図示ビデオメモリの動作例の説明図、
第６図は本発明の撮像方法とインターレース走査の関係
の説明図、第７図は標準テレビジョンモードに従って動
作する再生系に本発明撮像方法により得られた画像信号
を利用する場合の概念図、である。 図中、１１は対物レンズ系、１３はビームスプリッタ、
２１　、２２　、２３は各撮像部、３０はビデオメモリ
、４１　、４２　、５１　、５２　；　６１　、６２は
フィールドメモリ、７０は並直変換部、８１　、８２は
フィールドないしフレームメモリ、９０はスイッチ、９
１は標準テレビジョンモードで動作するモニタ装置、　
ＣＴＤは固体撮像素子、　ＣＣＤは固体撮像素子の一例
として電荷結合デバイス、である。 出　願　人　　　　　　トキナー光学株式会社第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 固体撮像素子を含む画像撮像部を複数個用意し； 該複数個の画像撮像部で同一対象物を同一視野で撮像可
   能に撮像光学系を構成すると共に；各画像撮像部中の固
   体撮像素子の駆動タイミングを他の画像撮像部中の固体
   撮像素子の駆動タイミングとはずらして撮像すること； を特徴とする撮像方法。