WO2007094438A1 - 面順次方式カラーカメラシステム - Google Patents

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image
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Takami Hasegawa
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Jai Corporation
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    • H04N2209/048—Picture signal generators using solid-state devices having several pick-up sensors

Definitions

  • the present invention relates to a field-sequential color television camera, and more particularly to a field-sequential color camera system that generates a color image in two frames in synchronization with the surface-sequential light emission of invisible light and visible light.
  • Background Art-Conventional frame sequential color cameras synthesize a color video signal by combining frame sequential color signals obtained by rotating a color separation filter with a motor or by emitting light emission strobes or light emitting diodes in frame sequential order. It has gained.
  • infrared or near-infrared light is added to the emission colors of R, G, and B (red, green, and blue) to correct flaws in the photo film, observe the surface of the human skin and the inside of the skin, or apply ultraviolet light.
  • color sequential color cameras are used for semiconductor pattern inspection.
  • the present inventor has solved the above problems by the following means.
  • a spectroscopic optical system that splits an optical image of a subject incident from a lens in two directions, two solid-state imaging elements that convert each of the optical images split in two directions into electrical signals, and two Electronic shutter control means that sequentially controls the exposure of each solid-state image sensor within a time corresponding to 1 Z 2 frames per frame period and at intervals that do not overlap with each other, and sequential exposure control of the electronic shirt control means
  • a color camera having a light emission synchronization signal output means for outputting a light emission synchronization signal, and receiving the light emission synchronization signal of the same color camera in synchronization with exposure control of the solid-state imaging device.
  • a lighting device that sequentially switches and emits light of a plurality of colors This is a field sequential system.
  • the electronic shirt evening control means is configured to sequentially expose the two solid-state imaging devices at equal intervals within one frame period and perform exposure control with the same exposure time.
  • a field sequential color camera system according to any one of ⁇ (3).
  • the above-mentioned spectroscopic optical system comprises a two-piece color separation prism having a dichroic film that splits into blue and green wavelength regions and red and infrared wavelength regions.
  • the field sequential color camera system according to any one of) to (5).
  • the above-mentioned spectroscopic optical system comprises a two-piece color separation prism provided with a dichroic film that splits into an ultraviolet and blue wavelength region and a red and green wavelength region (1)
  • the frame sequential color camera system according to any one of to (5).
  • the color camera includes two frame memories for simultaneously recording a still image output from each of the two solid-state image sensors and a synchronization signal for light emission from the electronic shutter control unit.
  • Memory output switching means for identifying and controlling and outputting the synchronization signal for light emission as a still image having a time length that can be repeatedly read and observed multiple times from a still image recorded in the frame memory, and a time length that allows the plurality of colors to be observed.
  • the field sequential method of claim 1 further comprising: an image compositing unit that synthesizes a still image of the image and outputs the image to a video output terminal as a color image. Camera system.
  • the image synthesizing unit outputs the plurality of color still images by correcting the time differences of the imaging timings and matching the images.
  • the surface sequential color power mela system is
  • the memory output switching means reads out any one of the still images recorded in the plurality of frame memories a plurality of times, or switches to the imaging order for a time-long instantaneous still image that can be observed.
  • the frame sequential color camera system as described in (9) or (10) above, characterized in that it is repeatedly read out and output as multiple times. According to the field sequential color power mela system of the present invention, the following effects can be exhibited.
  • An electronic shirt evening control means for sequentially controlling the exposure of the two solid-state imaging devices within a time corresponding to 1 Z 2 frames for each frame period and at intervals that do not overlap each other, and the electronic shirt evening control means
  • a light emission synchronization signal output means for outputting a light emission synchronization signal in synchronization with the sequential exposure control, and a plurality of colors having different wavelength bands in synchronization with the exposure control of the solid-state imaging element receiving the light emission synchronization signal. For example, a subject image illuminated with four colors of light in synchronization with light of a plurality of colors with different wavelength bands emitted by the lighting device.
  • 2 colors in 2 frames and 4 colors in 2 frames can be captured as a field sequential power image, so it is twice as fast as a conventional frame sequential color camera, and is higher by a solid-state image sensor for monochrome.
  • Inexpensive with resolution Double-speed field sequential build a system power color camera system.
  • a color video signal of an instantaneous still image corresponding to the color of the subject can be obtained with only 2 frames at twice the speed of a conventional frame sequential color camera, so measurement and selection corresponding to the color of the subject can be performed.
  • the measurement / sorting device and imaging device to be performed can be sped up.
  • the color filter and its rotation drive device are installed in order to obtain a surface-sequential image using a monochrome solid-state imaging device in synchronization with the illuminating color of an illumination device that can emit light by sequentially switching multiple colors of light in different wavelength bands.
  • a monochrome solid-state imaging device in synchronization with the illuminating color of an illumination device that can emit light by sequentially switching multiple colors of light in different wavelength bands.
  • the illumination device is synchronized with the exposure time within the number of solid-state imaging devices s to 1/2 frame by receiving a sync signal for light emission from the electronic shutter control means of the sequential power of the present invention.
  • the light-emitting strobe or the light-emitting diode can be controlled by blinking, so that an optical image can be efficiently captured within the entire exposure time of the solid-state imaging device.
  • R two-color short-time flashes ⁇ short-time exposure is performed immediately before the end of the frame, and immediately after the start of the frame G (excluding IR) Short-time flashing ⁇
  • Short-time exposure enables output of B, R, and G signals in a very short time, including the vertical blanking time, and waits for one frame as a measurement signal.
  • the three colors B, R, and G can be measured extremely quickly.
  • a plurality of visible lights having different wavelength bands are received in synchronization with exposure control of the solid-state imaging device in response to a sync signal for light emission from the power camera.
  • the invisible light such as infrared or ultraviolet light is sequentially switched and emitted, for example, as an imaging device for an automatic printing device for detecting and correcting scratches on a subject such as a photographic film using infrared light.
  • the conventional NTSC color camera and two infrared cameras only one frame-sequential power camera and more than twice as fast as the conventional camera.
  • An inexpensive surface-order color camera system that can be constructed can be constructed.
  • an NTSC-type power camera and an ultraviolet camera are mounted on two separate tubes.
  • the equipment is complex and tends to be large, it is possible to construct an inexpensive surface sequential UV microscope color force camera system that is downsized with only one frame sequential color camera of the present invention.
  • the visible light of the illumination device corresponds to the three primary color lights of red, green and blue color television, so the color of the subject within 2 frame periods Can be captured faithfully as a still image.
  • the electronic shutter control means sequentially exposes the two solid-state imaging devices at equal intervals within one frame period, and with the same exposure time.
  • a video signal captured by exposure control with the maximum sensitivity of the exposure time within the time equivalent to 1 Z 2 frames at equal intervals of 1/2 frame for a stationary subject a subject that moves at a high speed by performing exposure control for a very short time can be captured as a still image at a fixed interval, and a video signal at a level corresponding to the illuminance of the subject can be obtained.
  • the electronic shutter control means sequentially exposes the two solid-state image sensors at equal intervals within one frame period, and at an arbitrary exposure time. Since exposure control is used, for example, channels required for measurement, UV light component channels where emission brightness, CCD sensitivity, etc. are severe, and blue component channels, the exposure time is lengthened, and other color component channels. However, by controlling the exposure so that a signal of the same level can be obtained, a video signal with an excellent SZN ratio can be obtained for each channel.
  • the spectroscopic optical system includes a dichroic film that separates into blue and green wavelength regions and red and infrared wavelength regions, respectively. Since the prism is configured, the optical image of the subject incident from the lens can be efficiently dispersed into the solid-state image sensor for each wavelength region, and infrared light is emitted into the R, G, and B emission colors. In addition, it is possible to construct a surface sequential color force mela system that corrects scratches on photographic film, observes the surface of the human skin and the inside of the skin, etc. with a single surface sequential color force mela.
  • the two-piece color separation prism provided with a dichroic film in which the spectroscopic optical system separates into an ultraviolet and blue wavelength region and a red and green wavelength region, respectively.
  • the optical image of the subject incident from the lens can be efficiently dispersed into the solid-state image sensor for each wavelength region, and ultraviolet light is added to the R, G, and B emission colors. This makes it possible to construct a surface sequential UV microscope power camera system that performs a pattern inspection of semiconductors with a single surface sequential color camera.
  • the spectroscopic optical system is Since a half mirror that splits light at an arbitrary value is used, an inexpensive optical system can be provided.
  • the still images output from each of the two solid-state imaging devices are recorded in two frame memories together with data relating to the luminescent color. Therefore, it is easy and accurate to perform multiple-time repeated readout control of still images recorded in the frame memory by the memory output switching means and still-image synthesis control of a color image that can be observed by the image synthesis means. Can be done.
  • a still image of multiple colors that can be observed is synthesized by the image synthesis means and output to the synthesized video output terminal as a color image, and the subject image can be faithfully reproduced and observed with a standard power monitor. .
  • the electronic shotter control means when imaging a moving subject such as moving or rotating, exposes two solid-state imaging devices within 1/2 frame within one frame period. If necessary, the difference in imaging timing caused by sequential exposure control at intervals is corrected by reading out the multiple color still images recorded in the frame memory from the frame memory. Since it can be used as a surface-sequential color camera for signal input of a selection device or observation device, it can be used for measurement and selection corresponding to the color of the subject. A frame sequential color camera system can be constructed easily and inexpensively.
  • any one of the still images recorded by the plurality of frame memories is selected a plurality of times based on the data regarding the emission color. Repeated readout, output video signals with the same color signal to the video output terminal, and create a still image with a length of time that can be observed on an external video monitor, or switch to the order of imaging and measure all color signals for measurement It can also be supplied to the equipment.
  • FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of a frame sequential color camera system of the present invention.
  • FIG. 2 shows two stationary frames within one frame period from the solid-state image sensor of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an explanatory diagram of the operation during long-time light emission and long-time exposure in a frame sequential color camera system that outputs an image.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the operation during short-time light emission and short-time exposure in a frame sequential color camera system that outputs two still images within one frame period from the solid-state imaging device of the embodiment of the present invention. Explanation of symbols
  • FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the frame sequential color camera system of the present invention
  • FIG. 2 is a frame sequential color that outputs two still images within one frame period from the solid-state imaging device of the embodiment of the present invention.
  • Fig. 3 is a sequential sequential color power system that outputs two still images within one frame period from the solid-state image sensor of the embodiment of the invention.
  • FIG. 6 is an explanatory diagram of operation during short-time light emission / short-time exposure in FIG.
  • 1 is a frame sequential color camera
  • 2 is a spectral prism
  • 3a and 3b are CCDs
  • 4a, 4a ', 4b and 4b are 1-frame memories
  • 5 is an image compositing means
  • 6 is an electronic device.
  • Shirt evening control means 7 Memory output switching means
  • 8 Lens 9 a, 9 a ', 9 b, 9 b' Video output terminal
  • 10 External trigger input terminal 11
  • 11 Sync signal output terminal for light emission 15 is a recording / reproducing device
  • 18 is a trigger generating means
  • 19 is A composite video output terminal 20 is a lighting device.
  • FIG. 1 shows a configuration diagram of an embodiment of a color sequential color camera system according to the present invention.
  • a frame sequential color camera 1 includes a lens 8 that captures an optical image from a subject, a spectral prism 2 that splits the optical image of the subject that has entered from the lens 8 in two directions, and is split in two directions.
  • Two CCDs (solid-state image sensors) 3a, 3b that photoelectrically convert each of the optical images, and the sweep pulses SUB 1, SUB 2 and transfer pulses shown in Fig. 2 on the CCDs 3a, 3b Apply SG 1 and SG2 and select and control either sweeping out the charge accumulated on the photocathode of CCD3a or 3b or transfer to vertical transfer register within the same frame period.
  • Electronic shirt evening control means 6 that sequentially controls exposure within a time corresponding to Z2 frame and at intervals that do not overlap with each other, and a synchronization signal for light emission in synchronization with the sequential exposure control of the electronic shirt evening control means 6
  • a light emission synchronization signal output means (not shown) for outputting, the C Four 1-frame memories 4a, 4a ', 4b each recording one still image in one frame period output from CD 3a, 3b and one still image in the next frame respectively 4b 'and the still images recorded in the four 1-frame memories 4a, 4a ⁇ 4b, 4b' are repeatedly read out a plurality of times to obtain instantaneous still images having a length of time that can be observed, or
  • Memory output switching means 7 that outputs still images that can be observed by switching still images in the order of imaging, and outputs from each memory 4 a, 4 a ′, 4 b, 4 b ′ controlled by the memory output switching means 7
  • the optical image of the object incident from the lens 8 is divided into the blue and green wavelength regions and the red and infrared wavelength regions, respectively. The light is split in two directions by the two-piece color separation spectroscopic prism 2 equipped with the dichroic film to be imaged on the photoelectric surfaces of the two CCDs 3a and 3b.
  • the frame sequential color camera 1 of this embodiment uses this electronic shutter function.
  • a means is used that allows two instantaneous still images to be taken in 1/60 seconds (or 1 30 seconds) at a rate of 1 shot in 1 Z 60 seconds (or 1 Z30).
  • the means for capturing two still images in 1Z60 seconds will be described based on Fig. 2 for long-time emission and long-time exposure within the time equivalent to 1Z2 frame. As shown in Fig.
  • the charge sweeping pulses SUB 1 and SUB 2 are always applied to the CCDs 3a and 3b to sweep away the charges accumulated in the photo diode on the photocathode.
  • an external trigger is input to the ⁇ rigger generating means 18 via the external trigger input terminal 10 of the frame sequential color camera 1 and the CCD 3a of the charge sweep pulse SUB1, SUB2 3 The application to b is stopped sequentially.
  • the first charge accumulation to the CCD 3 a is synchronized with the first emission 1 B (blue) emission a— 1 is performed for any time within 1 Z 2 frames, and then transfer charge SG 1 is added to CCD 3 a to transfer the charge accumulation a-1 from the photodiode on the photocathode to the vertical transfer register, and video signal 1 Then a— 1 B.
  • the first charge accumulation b-1 is applied to CCD 3b within 1/2 frame in synchronization with the emission of R (red), the second emission 2
  • transfer charge SG 2 is added to CCD 3 b, and the charge accumulation b-1 is transferred from the photo diode on the photocathode to the vertical transfer register, and b-1 R on video signal 2
  • a-1 B is generated in the video signal 1
  • b-1 R is generated in the video signal 2 within one frame period of the frame 1, and each still image is converted into a digital signal by an analog Z digital conversion means (not shown). Then, it is recorded in one frame memory 4a, 4b (see FIG.
  • the second charge accumulation b-2 is set to 1 for the CCD3 b in synchronization with the emission of IR (infrared light or near infrared light), which is the fourth light emission 4 Z Perform an arbitrary time within 2 frames, and then add the transfer pulse SG 2 to CCD 3 b to transfer the charge accumulation b-2 from the photo diode on the photocathode to the vertical transfer register.
  • IR infrared light or near infrared light
  • the digital signal is converted into a digital signal by the digital signal conversion means and recorded in the one frame memory 4 a ′ and 4 b ′ together with the light emission synchronization signal output from the light emission synchronization signal output means in the electronic shutter control means 6.
  • the image composition means 5 synthesizes three color signals such as the NT SC system corresponding to the three primary colors of R + G + B color TV, and outputs a continuous power error composite video signal to the composite video output terminal 19 .
  • the electronic shirt evening control means 6 sequentially exposes the two CCDs 3a and 3b at equal intervals within one frame period and continuously controls the exposure with the same exposure time, for example, it stops still.
  • the image signal is captured at the maximum sensitivity of the exposure time within the time equivalent to 1/2 frame at an equal interval of 1Z2 frames, or the exposure speed is controlled at a very short time. It is possible to capture still images of moving objects and instants of natural phenomena that change at high speed as still images at regular intervals, and obtain a video signal at a level corresponding to the illuminance of the subject.
  • the electronic shirt evening control means 6 can sequentially expose the two solid-state imaging devices at regular intervals within one frame period and continuously control the exposure at an arbitrary exposure time.
  • Video signals with excellent SZN ratio can be obtained for each channel.
  • a half mirror that divides the spectroscopic prism 2 into two directions equally or at an arbitrary value may be used.
  • the electronic shirt evening control means 6 causes a shift in imaging timing caused by sequential exposure control of two CCDs 3a, 3 within an exposure interval of 1 to 2 frames within one frame period.
  • Image synthesizing means for correcting and matching the time differences of the imaging timing by reading out the still images of the plurality of colors recorded in the frame memory from the frame memories 4a, 4a ', 4b, 4b' Has five.
  • the short-time emission / short-time exposure for capturing two still images in one frame will be described.
  • the charge sweeping pulses SUB 1 and SUB 2 are always added to the CCDs 3a and 3b to sweep away the charges accumulated in the photodiodes on the photocathode.
  • an external trigger is input to the trigger generation means 18 via the external trigger input terminal 10 of the frame sequential color camera 1, and the CCD 3a of the charge sweep pulse SUB 1, SUB 2 3 Sequentially stop the application to b.
  • the first light is emitted to the CCD 3a for the first time in sync with B (blue) for a short time.
  • Short-time charge accumulation a—1 ′ is performed, and then transfer pulse SG1 is applied to CCD 3a to transfer the short-time charge accumulation a—1 ′ from the photodiode on the photocathode to the vertical transfer register.
  • Signal 1 becomes a- 1 'B.
  • the first short-time charge accumulation b-1 is performed on the CCD3 b in synchronization with the short-time emission of R (red), the second emission 2, then
  • the transfer pulse SG 2 is added to the CCD 3 b to transfer the short-time charge accumulation b ⁇ 1 ′ from the photodiode on the photocathode to the vertical transfer register, and b ⁇ 1′R is obtained by the video signal 2.
  • a—1 ′ B is generated in the video signal 1
  • b—1 ′ R is generated in the video signal 2 within one frame period of the frame 1 ′, and each still image is not shown in the analog / digital conversion means.
  • the second short-time charge accumulation a-2' is performed on the CCD 3a in synchronization with the short-time emission of G (green), which is the third emission 3,
  • the transfer pulse SG 1 is added to the CCD 3 a to transfer the short-time charge accumulation a ⁇ 2 ′ from the photodiode on the photocathode to the vertical transfer register, and the video signal 1 becomes a ⁇ 2′G.
  • B, R, and G signals can be output in a very short time, including the vertical blanking time. As a signal, B, R, and G colors can be measured very quickly without waiting for one frame.
  • the above-described spectroscopic prism 2 has been described as using a two-piece color separation prism provided with a dichroic film that splits into the blue and green wavelength regions and the red and infrared wavelength regions. It may be a two-piece color separation prism with a dichroic film that splits into the ultraviolet and blue wavelength regions and the red and green wavelength regions. In that case, it should be read as G-UV (purple), IR ⁇ G in the description of FIG. 1, FIG. 2 and FIG.
  • the color video signal of the instantaneous still image corresponding to the color of the subject at twice the speed within the period of 2 frames.
  • infrared or near-infrared light is added to the emission colors of R, G, and B (red, green, and blue) to correct flaws in photographic films and observe the surface of human skin and the inside of the skin.
  • ultraviolet light it is possible to construct a high-speed surface sequential type color camera system such as semiconductor pattern inspection.

Landscapes

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Abstract

赤、緑、青の可視光と赤外光又は紫外光の不可視光を加えた発光ストロボ又は発光ダイオードを面順次に発光する照明装置と組み合わせ、２フレームで完結し高精細な画像が得られる面順次方式カラーカメラシステムを提供する。　レンズ（８）から入射する被写体の光学像を２方向に分光する分光光学系と、２方向に分光された光学像のそれぞれを電気信号に変換する２個の固体撮像素子（ＣＣＤ）（３ａ、３ｂ）と、同２個の固体撮像素子（３ａ、３ｂ）を１フレーム期間ごとに１／２フレームに相当する時間以内で、かつ相互に重複しない間隔で順次露光制御する電子シャッタ制御手段（６）と、同電子シャッタ制御手段（６）の順次露光制御に同期して発光用同期信号を出力する発光用同期信号出力手段とを備えたカラーカメラ（１）と、同カラーカメラ（１）の前記発光用同期信号を受け前記固体撮像素子（３ａ、３ｂ）の露光制御に同期して波長帯域の異なる複数色の光を順次切り替えて発光する照明装置（２０）とで構成されている。

Description

明 細 書
面順次方式力ラー力メラシステム 技術分野
本発明は面順次カラ一テレビカメラに係わり、 特に不可視光と可視光の面順 次発光照明に同期し 2フレームでカラ一画像を生成する面順次方式カラーカメ ラシステムに関する。 背景技術 - 従来の面順次カラーカメラは、 色分解フィルタをモータで回転したり、 発光 ストロボ又は発光ダイォードを面順次に発光させることによつて得た面順次色 信号を合成してカラー映像信号を得ている。
また、 R、 G, B (赤、 緑、 青） の発光色に赤外光又は近赤外光を加え、 写 真フィルムのキズ補正、 人肌の表面及び皮膚内部の観察、 あるいは紫外光を加 えて半導体のパターン検查等に面順次カラーカメラが使用されている。
参考文献：公開特許公報 2 0 0 3— 3 3 3 6 0 8号 しかし、 1枚の画像を出力するのに 1 Z 6 0 (又は 1 Z 3 0 ) 秒を要するテ レビカメラでは、 R、 G、 Bの可視光と赤外光又は紫外光の不可視光を加えて 発光し、 これを面順次で撮像するには 4フレームを要し、 カメラ又は被写体が 動いて画像がぼけたり、 計測に時間を要するなど問題がある。 本発明は、 このような事情に鑑みてなされたもので、 R、 G、 Bの可視光と 赤外光又は紫外光の不可視光を加えた発光ストロボ又は発光ダイォードを面順 次に発光する照明装置と組み合わせ、 2フレームで完結し高精細なカラー画像 が得られる面順次方式力ラーカメラシステムを提供する。 発明の開示
本発明者は上記課題を下記の手段によって解決した。
( 1 ) レンズから入射する被写体の光学像を 2方向に分光する分光光学系と、 2方向に分光された光学像のそれぞれを電気信号に変換する 2個の固体撮像素 子と、 同 2個の固体撮像素子を 1フレーム期間ごとに 1 Z 2フレームに相当す る時間以内で、 かつ相互に重複しない間隔で順次露光制御する電子シャッタ制 御手段と、 同電子シャツ夕制御手段の順次露光制御に同期して発光用同期信号 を出力する発光用同期信号出力手段とを備えたカラーカメラと、 同カラーカメ ラの前記発光用同期信号を受け前記固体撮像素子の露光制御に同期して波長帯 域の異なる複数色の光を順次切り替えて発光する照明装置とで構成されてなる ことを特徴とする面順次方式カラ一力メラシステム。
(2) 前記照明装置が、 波長帯域の異なる複数の可視光と、 赤外又は紫外線等 の不可視光を順次切り替えて発光してなることを特徴とする前項 （1) に記載 の面順次方式カラーカメラシステム。
(3) 前記照明装置の可視光が、 赤、 緑、 青のカラーテレビの 3原色光に対応 するものであることを特徴とする前項 （2) に記載の面順次方式カラーカメラ システム。
(4) 前記電子シャツ夕制御手段が、 前記 2個の固体撮像素子を 1フレーム期 間内に等間隔で順次露光し、 かつ同一露光時間で露光制御してなることを特徴 とする前項 （1) ~ (3) のいずれか 1項に記載の面順次方式カラーカメラシ ステム。
(5) 前記電子シャツ夕制御手段が、 前記 2個の固体撮像素子を 1フレーム期 間内に等間隔で順次露光し、 かつ任意の露光時間で露光制御してなることを特 徴とする前項 （1) 〜 （3) のいずれか 1項に記載の面順次方式カラーカメラ ンステム o
(6) 前記分光光学系が、 青及び緑波長領域と、 赤及び赤外波長領域とに分光 するダイクロイツク膜を備えた 2ピース色分解プリズムを構成してなることを 特徴とする前項 （1) 〜 （5) のいずれか 1項に記載の面順次方式カラーカメ ラシステム。
(7) 前記分光光学系が、 紫外及び青波長領域と、 赤及び緑波長領域とに分光 するダイクロイツク膜を備えた 2ピース色分解プリズムを構成してなることを 特徴とする前項 （1) 〜 （5) のいずれか 1項に記載の面順次方式カラーカメ ラシステム。
(8) 前記分光光学系が、 2方向へ任意値で分光するハーフミラーを備えてな ることを特徴とする前項 （1) 〜 （5〉 のいずれか 1項に記載の面順次方式力 ラー力メラシステム。
(9) 前記カラーカメラが、 前記 2個の固体撮像素子それぞれから出力される 静止画像と、 前記電子シャッ夕制御手段からの発光用同期信号とを同時に記録 するそれぞれ 2個のフレームメモリと、 同フレームメモリに記録された静止画 像を複数回繰り返し読み出して観察可能な時間長の静止画像として前記発光用 同期信号を識別し制御出力するメモリ出力切替手段と、 前記複数色の観察可能 な時間長の静止画像を合成してカラー画像として映像出力端子に出力する画像 合成手段とを備えてなることを特徴とする前項 （1) 〜 （8) のいずれか 1項 に記載の面順次方式力ラーカメラシステム。
(10) 前記画像合成手段が、 前記複数色の静止画像をそれぞれ撮像タイミン グの時間差を補正して一致させ出力してなることを特徴とする前項 （9) に記 載の面順次方式カラー力メラシステム。
( 1 1 ) 前記メモリ出力切替手段が、 前記複数個のフレームメモリが記録した 静止画像のうちのいずれか 1つを複数回繰り返し読み出し、 又は撮像順に切り 替えて観察可能な時間長の瞬間静止画像として複数回繰り返し読み出して出力 してなることを特徴とする前項 （9 ) 又は （1 0 ) に記載の面順次方式カラー カメラシステム。 本願発明の面順次方式カラー力メラシステムによれば、 下記のような効果が 発揮できる。
1 . 請求の範囲第 1項の発明によれば、
前記 2個の固体撮像素子を 1フレーム期間ごとに 1 Z 2フレームに相当する時 間以内で、 かつ相互に重複しない間隔で順次露光制御する電子シャツ夕制御手 段と、 同電子シャツ夕制御手段の順次露光制御に同期して発光用同期信号を出 力する発光用同期信号出力手段と、 前記発光用同期信号を受け前記固体撮像素 子の露光制御に同期して波長帯域の異なる複数色の光を順次切り替えて発光す る照明装置とで構成されているので、 前記照明装置が発光する波長帯域の異な る複数色の光に同期して、 例えば、 4色の光に照明された被写体像を 1フレー ム期間に 2色、 2フレームで 4色の力ラー画像を面順次力ラー画像として取り 込めるので、 従来の面順次カラーカメラの 2倍の速度で、 かつモノクローム用 固体撮像素子により高解像度で安価な 2倍速面順次方式力ラーカメラシステム を構築できる。 また、 従来の面順次カラ一カメラの 2倍の速度の 2フレームのみで被写体の 色彩色に応じた瞬間静止画像のカラー映像信号が得られるので、 被写体の色彩 色に対応した計測 ·選別等を行う計測 ·選別装置や撮像装置の高速化が図れ る。 さらに、 波長帯域の異なる複数色の光を順次切り替えて発光できる照明装置 の発光色に同期し、 モノクローム用固体撮像素子により面順次の画像を得るよ うにしたため、 カラーフィル夕とその回転駆動装置を排除した、 高信頼性で高 品質のカラー画像が得られる小型の 2倍速面順次方式カラ一力メラシステムを 構築できる。 さらにまた、 照明装置として、 発光ストロボ又は発光ダイオードを面順次に 発光させれば、他に照明装置を必要とせず、特に発光ダイォードを使用すれば、 照明装置の形状 *配置の自由度に優れ、 コンパクトで、 かつ高信頼性 ·高品質 のカラー画像が得られる 2倍速面順次方式カラーカメラシステムを構築でき る。
同時に、 前記照明装置を本願発明の順次方式力ラ一力メラの前記電子シャッ 夕制御手段からの発光用同期信号を受け前記固体撮像素子の数 s〜 1 / 2フ レーム内の露光時間に同期して発光ストロボ又は発光ダイオードを点滅制御し て照明できるので、 前記固体撮像素子の全露光時間内に効率よく光学像を取り 込むことができる。 特に、 数 sの短時間発光 ·短時間露光時においては、 フレームの終了直前 に Rの 2色短時間発光 ·短時間露光を行い、 フレームの開始直後に G (伹 し、 I Rは除く） の短時間発光 ·短時間露光を行えば、 垂直帰線消去時間を含 めてはいるが極めて短時間に B、 R、 G各信号を出力することができ、 計測用 信号としては 1フレーム待つことなく B、 R、 Gの 3色を極めて高速に計測可 能となる。
2 . 請求の範囲第 2項の発明によれば、
前記請求の範囲第 1項の効果に加えて、 前記力ラーカメラからの発光用同期信 号を受け前記固体撮像素子の露光制御に同期して前記照明装置が波長帯域の異 なる複数の可視光と、 赤外又は紫外線等の不可視光を順次切り替えて発光すれ ば、 例えば、 赤外光を利用して写真フィルム等被写体のキズ等を検知し補正す るための自動プリント装置用の撮像装置として利用すれば、 従来の N T S C方 式等のカラー力メラと赤外光用カメラ 2台の併用に代えて、 1台のみの面順次 方式力ラーカメラで、 かつ従来の 2倍以上の高速処理が可能となる安価な面順 次方式カラーカメラシステムを構築することができる。 また、 他の例として、 紫外線顕微鏡装置を使用した半導体デバイスのバタ一 ン検查装置では、 2つに分離された鏡筒に N T S C方式等の力ラーカメラと紫 外線用カメラをそれぞれ搭載するなど、 装置が複雑で、 大型化しやすい傾向に あつたが、 本願発明の 1台のみの面順次方式カラーカメラで小型化され、 かつ 安価な面順次方式紫外線顕微鏡カラー力メラシステムを構築することができ る。
3 . 請求の範囲第 3項の発明によれば、
前記請求の範囲第 2項の効果に加えて、 前記照明装置の可視光が、 赤、 緑、 青 のカラ一テレビの 3原色光に対応しているので、 被写体の色彩色を 2フレーム 期間内の静止画像として忠実に撮像することができる。
4 . 請求の範囲第 4項の発明によれば、 前記請求の範囲第 1項〜第 3項の効果に加えて、前記電子シャッ夕制御手段が、 前記 2個の固体撮像素子を 1フレーム期間内に等間隔で順次露光し、 かつ同一 露光時間で露光制御しているので、 例えば、 静止している被写体の場合、 1 / 2フレームの等間隔で、 1 Z 2フレームに相当する時間内の露光時間の最大感 度の露光制御で撮像した映像信号、 あるいは、 ごく短時間の露光制御を行い髙 速度で移動する被写体を一定間隔の静止画像として捉えることができ、 かつ被 写体の照度に応じたレベルの映像信号が得られる。
5 . 請求の範囲第 5項の発明によれば、
前記請求の範囲第 1項〜第 3項の効果に加えて、前記電子シャッタ制御手段が、 前記 2假の固体撮像素子を 1フレーム期間内に等間隔で順次露光し、 かつ任意 の露光時間で露光制御しているので、 例えば、 計測に必要なチャンネル、 ある いは発光輝度、 C C Dの感度等が厳しい紫外光成分チャンネルや、 青成分チヤ ンネルでは露光時間を長くし、 他の色成分のチャンネルも同等レベルの信号が 得られるように露光制御することにより、 各チヤンネル共に同等な S ZN比に 優れた映像信号が得られる。
6 . 請求の範囲第 6項の発明によれば、
前記請求の範囲第 1項〜第 5項の効果に加えて、 前記分光光学系が、 青及び緑 波長領域と、 赤及び赤外波長領域とにそれぞれ分光するダイクロイック膜を備 えた 2ピース色分解プリズムを構成しているので、 レンズから入射する被写体 の光学像を各波長領域ごとに効率よく固体撮像素子に分光することができ、 か つ、 R、 G、 Bの発光色に赤外光を加えることによって、 1台の面順次カラー 力メラで写真フィルムのキズ補正、 人肌の表面及び皮膚内部の観察等を行う面 順次カラー力メラシステムを構築することができる。
7 . 請求の範囲第 7項の発明によれば、
前記請求の範囲第 1項〜第 5項の効果に加えて、 前記分光光学系が、 紫外及び 青波長領域と、 赤及び緑波長領域とにそれぞれ分光するダイクロイック膜を備 えた 2ピース色分解プリズムを構成しているので、 レンズから入射する被写体 の光学像を各波長領域ごとに効率よく固体撮像素子に分光することができ、 か つ、 R、 G、 Bの発光色に紫外光を加えることによって、 1台の面順次カラー カメラで半導体のパ夕一ン検査等を行う面順次方式紫外線顕微鏡力ラーカメラ システムを構築することができる。
8 . 請求の範囲第 8項の発明によれば、
前記請求の範囲第 1項〜第 5項の効果に加えて、 前記分光光学系が、 2方向へ 任意値で分光するハーフミラーを使用しているので、 安価な光学系を提供でき る。
9 . 請求の範囲第 9項の発明によれば、
前記請求の範囲第 1項〜第 8項の効果に加えて、 前記 2個の固体撮像素子それ ぞれから出力された静止画像は、 発光色に関するデータと共に 2個のフレーム メモリに記録されているで、 メモリ出力切替手段によるフレームメモリに記録 された静止画像の複数回繰り返し読み出し制御、 及び画像合成手段によるカラ 一画像の観察可能な時間長の静止画像の合成制御を、 容易に、 がつ正確に行う ことができる。 また、 画像合成手段により複数色の観察可能な時間長の静止画像を合成して カラー画像として合成映像出力端子に出力し、 標準方式の力ラーモニタで忠実 に被写体像を再現 ·観察することができる。
1 0 . 請求の範囲第 1 0項の発明によれば、
前記請求の範囲第 9項の効果に加えて、 移動又は回転など動く被写体の撮像時 において、 前記電子シャツタ制御手段によって 2個の固体撮像素子を 1フレー ム期間内に 1 / 2フレーム以内の露光間隔で順次露光制御することによって生 ずる撮像タイミングのずれを、 必要に応じて、 前記フレームメモリに記録され た前記複数色の静止画像を前記フレームメモリからの読み出しによりそれぞれ 撮像タイミングの時間差を補正して一致させ出力する画像合成手段とを備えて いるので、 被写体の色彩色に対応した計測 ·選別等を行う計測 ·選別装置や観 測装置の信号入力用面順次方式カラーカメラとして使用できるため、 容易にか つ安価に面順次方式カラーカメラシステムを構築できる。
1 1 . 請求の範囲第 1 1項の発明によれば、
前記請求の範囲第 9項及び第 1 0項の効果に加えて、 前記複数個のフレームメ モリが記録した静止画像のうちのいずれか 1つを前記発光色に関するデ一夕に 基づいて複数回繰り返し読み出し、 映像出力端子にそれぞれ同一色信号が連続 した映像信号を出力し外部ビデオモニタで観察可能な時間長の静止画像とした り、 又は撮像順に切り替えて計測のための全色信号を外部計測装置に供給する こともできる。 図面の簡単な説明
第 1図は本発明の面順次方式カラーカメラシステムの実施例の構成図であ る。
第 2図は本発明実施例の固体撮像素子から 1フレーム期間内に 2枚の静止 画像を出力する面順次方式カラ一カメラシステムにおける長時間発光 .長時間 露光時の動作説明図である。
第 3図は本発明実施例の固体撮像素子から 1フレーム期間内に 2枚の静止 画像を出力する面順次方式カラーカメラシステムにおける短時間発光 .短時間 露光時の動作説明図である。 符号の説明
1 ：面順次方式カラーカメラ
2 ：分光プリズム
3 a、 3 b ： CCD
4 a、 4 a，、 4b、 4b' : 1フレームメモリ
5 ：画像合成手段
6 ：電子シャツ夕制御手段
7 ：メモリ出力切替手段
8 ： レンズ
9 a、 9 a' 9 b、 9 b ' ：映像出力端子
10 ：外部卜リガ入力端子
11 ：発光用同期信号出力端子
15 ：記録 ·再生装置 .
18 ： トリガ発生手段
19 ：合成映像出力端子
20 ：照明装置 発明を実施するための最良の形態
本発明の実施の形態を実施例の図に基づいて説明する。
第 1図は本願発明の面順次方式カラーカメラシステムの実施例の構成図、 第 2図は同発明実施例の固体撮像素子から 1フレーム期間内に 2枚の静止画像を 出力する面順次方式カラーカメラシステムにおける長時間発光 ·長時間露光時 の動作説明図、 第 3図は同発明実施例の固体撮像素子から 1フレーム期間内に 2枚の静止画像を出力する面順次方式カラ一力メラシステムにおける短時間発 光 ·短時間露光時の動作説明図である。
図において、 1は面順次方式カラ一カメラ、 2は分光プリズム、 3 a、 3b は CCD、 4 a、 4 a'、 4b、 4b， は 1フレームメモリ、 5は画像合成手 段、 6は電子シャツ夕制御手段、 7はメモリ出力切替手段、 8はレンズ、 9 a、 9 a'、 9 b、 9 b' は映像出力端子、 10は外部トリガ入力端子、 11は発 光用同期信号出力端子、 15は記録再生装置、 18はトリガ発生手段、 19は 合成映像出力端子、 20は照明装置である。
(実施例）
第 1図に本願発明になる面順次方式カラーカメラシステムの実施例の構成図 を示す。
第 1図において、 面順次方式カラーカメラ 1は、 被写体からの光学像を取り 入れるレンズ 8と、 レンズ 8から入射した被写体の光学像を 2方向に分光する 分光プリズム 2と、 2方向に分光された光学像のそれぞれを光電変換する 2個 の CCD (固体撮像素子） 3 a、 3 bと、 前記 CCD 3 a、 3 bに第 2図に示 す掃き捨てパルス SUB 1、 SUB 2及び転送パルス S G 1、 SG2を印加し、 前記 CCD3 a、 3 bの光電面に蓄積される電荷の掃き捨て、 又は垂直転送レ ジス夕への転送のいずれかを選択制御して同一の 1フレーム期間内に 1 Z2フ レームに相当する時間以内で、 かつ相互に重複しない間隔で順次露光制御する 電子シャツ夕制御手段 6と、 同電子シャツ夕制御手段 6の順次露光制御に同期 して発光用同期信号を出力する図示しない発光用同期信号出力手段と、 前記 C CD 3 a, 3 bから出力される 1フレーム期間内の各 1枚と、 それぞれ次のフ レームの各 1枚の静止画像をそれぞれ記録する 4個の 1フレームメモリ 4 a、 4 a'、 4b、 4b' と、 前記 4個の 1フレームメモリ 4 a、 4 a\ 4b、 4 b ' に記録された静止画像をそれぞれ複数回繰り返し読み出して観察可能な時 間長の瞬間静止画像とし、 又は前記静止画像を撮像順に切り替えて観察可能な 動画像として出力するメモリ出力切替手段 7と、 同メモリ出力切替手段 7によ つて制御された各メモリ 4 a、 4 a'、 4b、 4 b ' から出力された映像信号 の各映像出力端子 9 a、 9 a' 9b、 9 b' と、 メモリ 4 a、 4 a' と 4b、 4b' から出力された映像信号を合成してカラー画像として出力する画像合成 手段 5及び合成映像出力端子 19と、 前記電子シャツ夕制御手段 6に始動の夕 イミングを与えるトリガ発生手段 18と、 外部トリガ入力端子 10とで構成さ れている。 さらに、 前記面順次方式カラーカメラ 1から出力された発光用同期信号を受 け、 前記面順次方式カラーカメラ 1の電子シャツ夕制御に同期して波長の異な る複数色の光を順次切り替えて発光する照明器を備えた照明装置 20と、 面順 次方式カラーカメラ 1の映像出力信号の記録媒体である記録 ·再生装置 15と で構成されている。 本実施例 1の面順次方式カラーカメラ 1では、 前記レンズ 8から入射した被 写体の光学像は、 青及び緑波長領域と、 赤及び赤外波長領域とにそれぞれ分光 するダイクロイック膜を備えた 2ピース色分解分光プリズム 2によって 2方向 へ分光され、 2個の CCD 3 a、 3 bの光電面にそれぞれ結像される。 従来技術の項で述べたように、 CCDの光電面は常時受光状態にあり、 変化 が速い被写体の撮像ではその出力画像に残像によるぼけが生じる。 そのため C CDを用いたカラーカメラには、 鮮明な画像を得るための電子シャツタ機能が 具備されているので、 本実施例の面順次方式カラーカメラ 1では、 この電子シ ャッ夕機能を利用して、 通常 1Z60秒間 （又は 1Z30) に 1枚の割合で撮 像されている瞬間静止画像を、 1/60秒間 （又は 1 30) に 2枚撮像可能 とする手段を用いている。 この 1Z60秒間に 2枚の静止画像を撮像する手段について、 第 2図に基づ いて 1Z2フレームに相当する時間以内の長時間発光 ·長時間露光時について 説明する。 第 2図に見られるように、 常時は前記 CCD 3 a、 3 bに電荷掃き 捨てパルス S U B 1、 SUB 2を加えて光電面のフォトダイォードに蓄積され た電荷を掃き捨てておき、 駒撮り撮影を行う時点で前記面順次方式カラーカメ ラ 1の外部トリガ入力端子 10を介して前記卜リガ発生手段 18に外部トリガ を入力して前記電荷掃き捨てパルス SUB 1、 SUB 2の前記 CCD 3 a、 3 bへの印加を順次停止し、 まず、 図のフレーム 0の期間内に 1回目の発光 1で ある B (青） の発光に同期して前記 CCD 3 aに対し 1回目の電荷蓄積 a— 1 を 1 Z 2フレーム以内の任意の時間行い、 その後 C CD 3 aに転送パルス S G 1を加えて前記電荷蓄積 a— 1を光電面のフォトダイオードから垂直転送レジ スタへ転送し、 映像信号 1で a— 1 Bとなる。
CCD 3 aの電荷蓄積-転送終了後に、 2回目の発光 2である R (赤） の発 光に同期して前記 CCD 3 bに対し 1回目の電荷蓄積 b— 1を 1/2フレーム 以内の任意の時間行い、 その後 C CD 3 bに転送パルス S G 2を加えて前記電 荷蓄積 b— 1を光電面のフォトダイォードから垂直転送レジス夕へ転送し、 映 像信号 2で b— 1 Rとする。 この結果、 前記フレーム 1の 1フレーム期間内に映像信号 1に a— 1 Bと、 映像信号 2に b— 1 Rが生成され、 それぞれの静止画像が図示しないアナログ Zデジタル変換手段でデジタル信号化され、 前記電子シャツ夕制御手段 6内部 の発光用同期信号出力手段から出力された発光用同期信号と共に 1フレームメ モリ 4 a、 4 b (第 1図参照） にそれぞれ記録される。 引き続き、 図のフレーム 2の期間内に 3回目の発光 3である G (緑） の発光 に同期して前記 C C D 3 aに射し 2回目の電荷蓄積 a— 2を 1 Z 2フレーム以 内の任意の時間行い、 その後 CCD 3 aに転送パルス SGIを加えて前記電荷 蓄積 a— 2を光電面のフォトダイオードから垂直転送レジス夕へ転送し、 映像 信号 1で a— 2 Gとなる。
CCD 3 aの電荷蓄積.転送終了後に、 4回目の発光 4である I R (赤外光 又は近赤外光） の発光に同期して前記 CCD3 bに対し 2回目の電荷蓄積 b— 2を 1 Z 2フレーム以内の任意の時間行い、 その後 C CD 3 bに転送パルス S G 2を加えて前記電荷蓄積 b— 2を光電面のフォトダイォードから垂直転送レ ジス夕へ転送し、 映像信号 2で b— 2 I Rとする。 この結果、 前記フレーム 1と同様に、 フレーム 2の 1フレーム期間内に映像 信号 1に a— 2 Gと、 映像信号 2に b— 2 I Rが生成され、 それぞれの静止画 像が図示しないアナログ Zデジ夕ル変換手段でデジ夕ル信号化され、 前記電子 シャッ夕制御手段 6内部の発光用同期信号出力手段から出力された発光用同期 信号と共に 1フレームメモリ 4 a '、 4b' にそれぞれ記録される。 以降同様に、 発光 1〜4を繰り返し、 同時にそれぞれの発光色に同期して電 荷蓄積、 転送、 記録を行い、 前記電子シャツ夕制御手段 6からの発光用同期信 号色に従ってメモリ出力切替手段 7を制御して前記フレームメモリ 4 a、 4 a '、 4b、 4b' から複数回繰り返し読み出し、 映像出力端子 9 a、 9 a'、 9 b、 9 b' にそれぞれ同一色信号が連続した映像信号として出力し外部モニタ で観察可能な時間長の静止画像としたり、又は撮像順に切り替えて B、 GZR、 I R順とし、 計測のための全色信号を外部計測装置に供給することもできる。 同時に、 画像合成手段 5によって R + G + Bのカラ一テレビの 3原色に対応 する NT S C方式等 3つの色信号が合成され連続した力ラー合成映像信号を合 成映像出力端子 19へ出力する。 ここで、 前記電子シャツ夕制御手段 6が、 前記 2個の CCD3 a、 3bを 1 フレーム期間内に等間隔で順次露光し、 かつ同一露光時間で連続して露光制御 すれば、 例えば、 静止している被写体の場合、 1Z2フレームの等間隔で、 1 /2フレームに相当する時間内の露光時間の最大感度の露光制御で撮像した映 像信号、 あるいは、 ごく短時間の露光制御を行い高速度で移動する物体の静止 画像や、 高速で変化する自然現象の瞬時のタイミングを一定間隔の静止画像と して捉えることができ、 かつ被写体の照度に応じたレベルの映像信号が得られ る。 他の方法として、 前記電子シャツ夕制御手段 6が、 前記 2個の固体撮像素子 を 1フレーム期間内に等間隔で順次露光し、 かつ任意の露光時間で連続して露 光制御できるので、 例えば、 計測に必要なチャンネル、 あるいは発光輝度、 C CDの感度等が厳しい青成分チャンネルでは露光時間を長くし、 他の色成分の チヤンネルも同等レベルの信号が得られるように露光制御することにより、 各 チャンネル共に同等な SZN比に優れた映像信号が得られる。 また、 分光光の利用効率は劣るが、 前記分光プリズム 2を 2方向へ等分又は 任意値で分光するハーフミラーを使用してもよい。 移動又は回転など動く被写体の撮像時において、 前記電子シャツ夕制御手段 6によって 2個の CCD3 a、 3 を1フレーム期間内に 1ノ 2フレーム以内 の露光間隔で順次露光制御によって生ずる撮像タイミングのずれを、 前記フレ ームメモリに記録された前記複数色の静止画像を前記フレームメモリ 4 a、 4 a'、 4b、 4b' からの読み出しによりそれぞれ撮像タイミングの時間差を 補正して一致させ出力する画像合成手段 5を備えている。 第 3図において、 同様に、 1フレームに 2枚の静止画像を撮像する短時間発 光 ·短時間露光時について説明する。 第 3図に見られるように、 常時は前記 CCD 3 a、 3 bに電荷掃き捨てパル ス SUB 1、 SUB 2を加えて光電面のフォトダイオードに蓄積された電荷を 掃き捨てておき、 駒撮り撮影を行う時点で前記面順次方式カラーカメラ 1の外 部トリガ入力端子 10を介して前記トリガ発生手段 18に外部トリガを入力し て前記電荷掃き捨てパルス SUB 1、 SUB 2の前記 CCD 3 a、 3 bへの印 加を順次停止し、 まず、 図のフレーム 0' の期間内に 1回目の発光 1である B (青） の短時間発光に同期して前記 CCD 3 aに対し 1回目の短時間電荷蓄積 a— 1 ' を行い、 その後 C CD 3 aに転送パルス S G 1を加えて前記短時間電 荷蓄積 a— 1 ' を光電面のフォトダイオードから垂直転送レジス夕へ転送し、 映像信号 1で a— 1' Bとなる。
CCD 3 aの電荷蓄積 ·転送終了後に、 2回目の発光 2である R (赤） の短 時間発光に同期して前記 CCD3 bに対し 1回目の短時間電荷蓄積 b— 1， を 行い、 その後 C CD 3 bに転送パルス S G 2を加えて前記短時間電荷蓄積 b— 1 ' を光電面のフォトダイオードから垂直転送レジス夕へ転送し、 映像信号 2 で b— 1' Rとする。 この結果、 前記フレーム 1 ' の 1フレーム期間内に映像信号 1に a— 1 ' B と、 映像信号 2に b— 1 ' Rが生成され、 それぞれの静止画像が図示しないァ ナログ/デジタル変換手段でデジタル信号化され、 前記電子シャッ夕制御手段 6内部の発光用同期信号出力手段から出力された発光用同期信号と共に 1フレ ームメモリ 4 a、 4 bにそれぞれ記録される。 引き続き、 図のフレーム 2' の期間内に 3回目の発光 3である G (緑〉 の短 時間発光に同期して前記 CCD 3 aに対し 2回目の短時間電荷蓄積 a— 2' を 行い、 その後 C CD 3 aに転送パルス S G 1を加えて前記短時間電荷蓄積 a― 2' を光電面のフォトダイオードから垂直転送レジスタへ転送し、 映像信号 1 で a— 2' Gとなる。
CCD 3 aの電荷蓄積 ·転送終了後に、 4回目の発光 4である I R (赤外光 又は近赤外光） の短時間発光に同期して前記 CCD 3 bに対し 2回目の短時間 電荷蓄積 b— 2' を行い、 その後 CCD 3 bに転送パルス SG 2を加えて前記 短時間電荷蓄積 b— ' を光電面のフォトダイオードから垂直転送レジス夕へ転 送し、 映像信号 2で b— 2， I Rとする。 この結果、 前記フレーム 1， と同様に、 フレーム 2' の 1フレーム期間内に 映像信号 1に a— 2 ' Gと、 映像信号 2に b— 2 ' I Rが生成され、 それぞれ の静止画像が図示しないアナログ /デジタル変換手段でデジタル信号化され、 前記電子シャッ夕制御手段 6内部の発光用同期信号出力手段から出力された発 光用同期信号と共に 1フレームメモリ 4 a'、 4b' にそれぞれ記録される。 以降同様に、 発光 1〜4を繰り返し、 同時にそれぞれの発光色に同期して電 荷蓄積、 転送、 記録を行い、 前記電子シャツ夕制御手段 6からの発光用同期信 号色に従ってメモリ出力切替手段 7を制御して前記フレームメモリ 4 a、 4 a '、 4b、 b' から複数回繰り返し読み出し、 映像出力端子 9 a、 9 a'、 9 b、 9 b' にそれぞれ同一色信号が連続した映像信号として出力し外部モニタ で観察可能な時間長の静止画像としたり、又は撮像順に切り替えて B、 G/R、 I R順とし、 計測のための全色信号を外部計測装置に供給することもできる。 特に、 sの短時間発光 ·短時間露光時においては、 フレームの終了直前 に B、 Rの 2色短時間発光 ·短時間露光を行い、 フレームの開始直後に G (但 し、 I Rは除く） の短時間発光 ·短時間露光を行えば、 垂直帰線消去時間を含 めてはいるが極めて短時間に B、 R、 G各信号を出力することができ、 計測用 信号としては 1フレーム待つことなく B、 R、 Gの 3色を極めて高速に計測可 能となる。 上記の実施例において、 前記分光プリズム 2が、 青及び緑波長領域と、 赤及 び赤外波長領域とに分光するダイクロイック膜を備えた 2ピース色分解プリズ ムを使用した実施例を記述したが、 紫外及び青波長領域と、 赤及び緑波長領域 とに分光するダイクロイツク膜を備えた 2ピース色分解プリズムとしてもよ い。その場合は、第 1図、第 2図及び第 3図の説明において、 G—UV (紫 )、 I R→Gに読替えればよい。 以上において、 C C Dとの組み合わせ使用時に分光プリズム 2の前後に配設 されるモアレ防止用水晶ローパスフィルタ、 余分な色をカットし色再現性を向 上させるトリミングフィルタや、 C C Dの信号増幅回路に必要な相関二重サン プリング回路、 ガンマ補正回路等、 通常 C C Dカラーカメラに必要とされるが 本願発明に関与しない公知技術については説明及び図中において省略してあ る。 産業上の利用可能性
本願発明では、 従来の面順次カラー力メラが 4フレームで 1画面を得ること に対し、 2フレームの期間内で、 2倍の速度で被写体の色彩色に応じた瞬間静 止画像のカラー映像信号が得られ、 特に R、 G、 B (赤、 緑、 青） の発光色に 赤外光又は近赤外光を加え、 写真フィルムのキズ捕正、 人肌の表面及び皮膚内 部の観察に、 又は紫外光を加えて半導体のパターン検查等の高速面順次方式力 ラーカメラシステムを構築できる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . レンズから入射する被写体の光学像を 2方向に分光する分光光学系と、 2 方向に分光された光学像のそれぞれを電気信号に変換する 2個の固体撮像素子 と、 同 2個の固体撮像素子を 1フレーム期間ごとに 1 / 2フレームに相当する 時間以内で、 かつ相互に重複しない間隔で順次露光制御する電子シャッ夕制御 手段と、 同電子シャツ夕制御手段の順次露光制御に同期して発光用同期信号を 出力する発光用同期信号出力手段とを備えた力ラーカメラと、 同カラ一カメラ の前記発光用同期信号を受け前記固体撮像素子の露光制御に同期して波長帯域 の異なる複数色の光を順次切り替えて発光する照明装置とで構成されてなるこ とを特徵とする面順次方式カラーカメラシステム。
2 . 前記照明装置が、 波長帯域の異なる複数の可視光と、 赤外又は紫外線等の 不可視光を順次切り替えて発光してなることを特徴とする請求の範囲第 1項に 記載の面順次方式カラ一カメラシステム。
3 . 前記照明装置の可視光が、 赤、 緑、 青のカラーテレビの 3原色光に対応す るものであることを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の面順次方式力ラー力 メラシステム。
4. 前記電子シャツ夕制御手段が、 前記 2個の固体撮像素子を 1フレーム期間 内に等間隔で順次露光し、 かつ同一露光時間で露光制御してなることを特徴と する請求の範囲第 1項〜第 3項のいずれか 1項に記載の面順次方式カラー力メ ラシステム。
5 . 前記電子シャッ夕制御手段が、 前記 2個の固体撮像素子を 1フレーム期間 内に等間隔で順次露光し、 かつ任意の露光時間で露光制御してなることを特徴 とする請求の範囲第 1項〜第 3項のいずれか 1項に記載の面順次方式力ラ一力 メラシステム。
6 . 前記分光光学系が、 青及び緑波長領域と、 赤及び赤外波長領域とに分光す るダイクロイツク膜を備えた 2ピース色分解プリズムを構成してなることを特 徴とする請求の範囲第 1項〜第 5項のいずれか 1項に記載の面順次方式カラー カメラシステム。
7 . 前記分光光学系が、 紫外及び青波長領域と、 赤及び緑波長領域とに分光す るダイクロイツク膜を備えた 2ピ一ス色分解プリズムを構成してなることを特 徵とする請求の範囲第 1項〜第 5項のいずれか 1項に記載の面順次方式カラー カメラシステム。
8 . 前記分光光学系が、 2方向へ任意値で分光するハーフミラーを備えてなる ことを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 5項のいずれか 1項に記載の面順次方 式カラ一カメラシステム。
9 . 前記カラ一カメラが、 前記 2個の固体撮像素子それぞれから出力される静 止画像と、 前記電子シャツタ制御手段からの発光用同期信号とを同時に記録す るそれぞれ 2個のフレームメモリと、 同フレームメモリに記録された静止画像 を複数回繰り返し読み出して観察可能な時間長の静止画像として前記発光用同 期信号を識別し制御出力するメモリ出力切替手段と、 前記複数色の観察可能な 時間長の静止画像を合成して力ラー画像として映像出力端子に出力する画像合 成手段とを備えてなることを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 8項のいずれか 1項に記載の面順次方式力ラーカメラシステム。
1 0 . 前記画像合成手段が、 前記複数色の静止画像をそれぞれ撮像タイミング の時間差を補正して一致させ出力してなることを特徴とする請求の範囲第 9項 に記載の面順次方式力ラーカメラシステム。
1 1 . 前記メモリ出力切替手段が、 前記複数個のフレームメモリが記録した静 止画像のうちのいずれか 1つを複数回繰り返し読み出し、 又は撮像順に切り替 えて観察可能な時間長の静止画像として複数回繰り返し読み出して出力してな ることを特徴とする請求の範囲第 9項又は第 1 0項に記載の面順次方式カラー カメラシステム。
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