JP2006295854A - マルチカメラシステム、撮像装置およびコントローラ、並びに、撮像制御方法、撮像装置制御方法および撮像方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の撮像装置の撮像フレームを同期させる。
【解決手段】 タイミング信号発生部２５は、同期基準信号に基づき、映像フレームを読み出すタイミングを指定するタイミング信号を生成する。システムコントローラ２７は、コントローラ１０から供給されたフレーム比とフレームシーケンス番号とに基づき、映像フレーム内の画素位置とライン位置とを示すリセット位相を決定する。撮像タイミング信号発生部２６は、リセット位相が示す画素位置およびライン位置と、タイミング信号により示される映像フレーム内の画素位置およびライン位置とが一致すると、撮像タイミング信号を生成し、撮像部２１は、撮像タイミング信号により１撮像フレーム毎に撮像を開始する。このように、撮像フレームの先頭位置を、同期基準信号に同期した映像フレームの所定の位置に合わせることで、複数の撮像装置の撮像フレームを同期させることができる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、可変速撮像が可能なマルチカメラシステム、撮像装置およびコントローラ、並びに、撮像制御方法、撮像装置制御方法および撮像方法に関する。

放送局やスタジオで用いられる撮像装置や編集装置などの放送機器には、その放送局内やスタジオ内で共通の同期信号が供給され、この同期信号に基づき各機器の同期をとっている。従来の放送システムは、複数の撮像装置を用いて被写体を撮影した場合でも、再生時に、各撮像装置から出力された映像信号を切り替えた際に、映像のタイミングがずれることなく再生することが可能であった。

このように、放送局やスタジオで用いられる複数の放送機器に対して、共通の同期信号を供給し、各機器の同期をとる技術が非特許文献１に記載されている。

長坂 進夫、小野 義一、渡辺 詔二、小山 賢二共著「よくわかるテレビ・放送技術」オーム社出版局、平成１０年１月２０日、ｐ．６９−７４

ところで、特殊撮影などでは、撮影した被写体が撮影時の速度よりも速く動いて見えることを想定して撮影する可変速撮影を行うことがある。例えば、フィルムを用いた撮影の場合、撮影時に、フィルムの回転速度を通常の撮影時よりも遅くした状態で撮影を行い、映写時に、通常の速度でフィルムを回転させることにより、高速映写を実現することができる。

また、例えば、撮像映像をディジタルビデオデータにより記録する場合、通常通り撮影および記録を行い、記録されたディジタルビデオデータの中から所定間隔で映像フレームを取り出し、取り出した映像フレームを連続的に再生することにより、高速再生を実現している。

しかしながら、従来方法によるディジタルビデオデータを用いた可変速撮影の場合、再生に用いる映像フレーム数に対して、記録される映像フレーム数が多く、再生に必要のない映像フレームまで記録することになり、再生映像フレームのデータ容量よりも大容量の記録媒体が必要となっていた。

この問題を解決するために、撮影時の映像フレームのフレーム周波数を再生時の映像フレームのフレーム周波数よりも低く設定して被写体を撮影し、再生時に規定のフレーム周波数の映像信号として再生することにより、高速再生を実現するようにした可変速撮像が可能な撮像装置が提案されている。

このような可変速撮像が可能な撮像装置を複数台用いて可変速撮像を行う場合について考える。この場合、撮影時の撮像フレームのフレーム周波数と、再生時の映像フレームのフレーム周波数とが異なるため、撮像装置から出力される映像フレームの同期をとるだけでなく、撮影のタイミングを合わせるために、撮像フレームについても同期をとる必要がある。

複数の撮像装置の可変速の撮像フレームを同期させる方法として、撮像フレームを同期させるための可変速に対応したタイミング信号を、現在の放送システムに用いられている同期信号に重畳させて、各撮像装置に供給する方法が考えられる。しかしながら、この場合、従来の同期信号と、可変速に対応したタイミング信号を重畳させた同期信号との互換性がとれなくなってしまうという問題点があった。

複数の撮像装置の可変速の撮像フレームを同期させる別の方法として、撮像装置を制御する制御コマンドを用いて、可変速の撮像フレームのタイミングを指定する方法も考えられる。しかしながら、制御コマンドは、非同期の信号であるため、正確なタイミングを指定するのは難しく、撮像フレームを同期させることが極めて困難であるという問題点があった。

このように、従来の放送システムにおいて、複数台の撮像装置を用いて可変速撮像を行う場合、複数の撮像装置の撮像フレームを同期させる方法がなかった。

したがって、この発明の目的は、可変速での撮像時に、複数の撮像装置の撮像フレームを同期させるようなマルチカメラシステム、撮像装置およびコントローラ、並びに、撮像制御方法、撮像装置制御方法および撮像方法を提供することにある。

上述した課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、同期基準信号に同期したフレーム内の位置を示すリセット位相を示す情報を、フレームの１つ前のフレームのフレーム周期内に１または複数の撮像装置にそれぞれ送信するリセット位相送信部を有するコントローラと、被写体からの光を撮像する撮像部と、コントローラから送信されたリセット位相を示す情報に基づき、１撮像フレーム分の撮像を開始するように撮像部を駆動する撮像駆動部と、撮像部で撮像された１撮像フレーム分の撮像データを、コントローラから送信された同期信号に基づき出力する出力部とを有する１または複数の撮像装置とを備えることを特徴とするマルチカメラシステムである。

また、請求項４に記載の発明は、同期基準信号に同期したフレーム内の位置を示すリセット位相を示す情報を、フレームの１つ前のフレームのフレーム周期内に１または複数の撮像装置にそれぞれ送信し、１または複数の撮像装置のそれぞれは、コントローラから送信されたリセット位相を示す情報に基づき１撮像フレーム分の撮像を開始し、撮像により得られた１撮像フレーム分の撮像データを、コントローラから送信された同期基準信号に基づき出力するようにしたことを特徴とする撮像制御方法である。

また、請求項５に記載の発明は、同期基準信号に同期したフレーム内の位置を示すリセット位相を示す情報を、フレームの１つ前のフレームのフレーム周期内に１または複数の撮像装置にそれぞれ送信するリセット位相送信部を有することを特徴とするコントローラである。

また、請求項６に記載の発明は、同期基準信号に同期したフレーム内の位置を示すリセット位相を示す情報を、フレームの１つ前のフレームのフレーム周期内に１または複数の撮像装置に対してそれぞれ送信するようにしたことを特徴とする撮像装置制御方法である。

また、請求項７に記載の発明は、被写体からの光を撮像する撮像部と、外部から送信された同期基準信号に同期したフレーム内の位置を示すリセット位相を示す情報に基づき、１撮像フレーム分の撮像を開始するように撮像部を駆動する撮像駆動部と、撮像部で撮像された１撮像フレーム分の撮像データを、外部から送信された同期基準信号に基づき出力する出力部とを有することを特徴とする撮像装置である。

また、請求項８に記載の発明は、外部から送信された同期基準信号に同期したフレーム内の位置を示すリセット位相を示す情報に基づき、１撮像フレーム分の撮像を開始するように撮像を行い、撮像により得られた１撮像フレーム分の撮像データを、外部から送信された同期基準信号に基づき出力するようにしたことを特徴とする撮像方法である。

上述したように、請求項１および４に記載の発明は、同期基準信号に同期したフレーム内の位置を示すリセット位相を示す情報を、フレームの１つ前のフレームのフレーム周期内に１または複数の撮像装置にそれぞれ送信し、１または複数の撮像装置のそれぞれは、コントローラから送信されたリセット位相を示す情報に基づき１撮像フレーム分の撮像を開始し、撮像により得られた１撮像フレーム分の撮像データを、コントローラから送信された同期基準信号に基づき出力するようにしているため、複数の撮像装置から出力されるそれぞれの撮像フレームを同期させることができる。

また、請求項５および６に記載の発明は、同期基準信号に同期したフレーム内の位置を示すリセット位相を示す情報を、フレームの１つ前のフレームのフレーム周期内に１または複数の撮像装置に対してそれぞれ送信するようにしているため、複数の撮像装置から出力されるそれぞれの撮像フレームを同期させることができる。

また、請求項７および８に記載の発明は、外部から送信された同期基準信号に同期したフレーム内の位置を示すリセット位相を示す情報に基づき、１撮像フレーム分の撮像を開始するように撮像を行い、撮像により得られた１撮像フレーム分の撮像データを、外部から送信された同期基準信号に基づき出力するようにしているため、複数の撮像装置を用いても、それぞれの撮像装置が出力する撮像フレームを同期させることができる。

この発明は、同期基準信号に基づき、映像フレームの読み出しタイミングを制御して、複数の撮像装置の映像フレームの同期をとるようにしている。そして、この映像フレームを基準として、映像フレームの所定の画素を読み出すタイミングを用いて、撮像フレームの先頭の位置が書き込まれるタイミングを指定するようにしているため、複数の撮像装置の撮像フレームの同期をとることができるという効果がある。

以下、この発明の実施の一形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、この発明の実施の一形態に適用可能な撮像装置１１の一例の構成を示す。撮像装置１１は、例えば、撮像部２１、Ａ／Ｄ変換部２２、ディジタル信号処理部２３、メモリ２４、タイミング信号発生部２５、撮像タイミング信号発生部２６、システムコントローラ２７および表示装置２８を有する。

タイミング信号発生部２５は、外部から供給された同期基準信号に基づき、タイミング信号を生成し、ディジタル信号処理部２３に供給すると共に、撮像タイミング信号発生部２６に供給する。この同期基準信号は、この撮像装置１１が放送局内やスタジオ内で用いられる場合は、放送局内やスタジオ内の放送機器で共通に用いられる信号である。例えば、放送局内やスタジオ内では、この同期基準信号を用いて、映像フレームの同期をとることができる。

システムコントローラ２７は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）からなり、図示されないＲＯＭ(Read Only Memory)に予め記憶されたプログラムに従い、図示されないＲＡＭ(Random Access Memory)をプログラム実行の際のワークメモリとして用いて、この撮像装置１１の各部を制御する。システムコントローラ２７は、外部から供給された制御コマンドに基づき、撮像信号の撮像フレームのフレーム周波数を決定するための信号を生成し、撮像タイミング信号発生部２６に供給する。

撮像タイミング信号発生部２６は、タイミング信号発生部２５から供給されたタイミング信号と、システムコントローラ２７から供給された撮像フレームのフレーム周波数を決定するための信号とに基づき、撮像部２１による撮像タイミングを決定する撮像タイミング信号を生成し、撮像部２１およびディジタル信号処理部２３に供給する。

撮像部２１は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）を撮像素子として用い、撮像素子に受光された光を光電変換により撮像信号に変換する。撮像素子は、例えば、２２００画素×１１２５ラインを有効画素とする。撮像部２１は、撮像タイミング信号発生部２６から供給された撮像タイミング信号に基づき、１フレーム分の撮像信号を出力する。撮像部２１から出力された撮像信号は、Ａ／Ｄ変換部２２に供給され、ディジタル撮像信号に変換され、ディジタル信号処理部２３に供給される。

ディジタル信号処理部２３は、供給されたディジタル撮像信号に対して、γ（ガンマ）補正やホワイトバランス調整といった所定の信号処理を施し、メモリ２４に書き込む。メモリ２４は、データを書き込む領域として、それぞれ少なくとも１フレーム分の映像信号を書き込むことができるバンクａ、バンクｂおよびバンクｃの少なくとも３バンクを有する。ディジタル信号処理部２３から供給されたディジタル撮像信号に基づく撮像フレームのデータは、３バンクのうち、所定に選択されたバンクに書き込まれる。メモリ２４のバンクに書き込まれた撮像フレームのデータは、タイミング信号発生部２５から供給されたタイミング信号に同期してメモリ２４のバンクから読み出され、読み出されたデータが映像信号として外部に出力されると共に、表示装置２８に供給される。

表示装置２８は、例えば、ビューファインダとして用いられ、ディジタル信号処理部２３から出力された映像信号を表示する。

次に、撮像装置１１により可変速撮像を行う方法について説明する。撮像部２１でＣＣＤに撮像され、所定の信号処理を施した後、Ａ／Ｄ変換部２２でディジタル撮像信号に変換された撮像フレームのデータがメモリ２４のバンクに書き込まれる。このメモリ２４に書き込まれた撮像フレームのデータは、１撮像フレーム分のデータが全て書き込まれ、当該撮像フレームのデータの書き込み完了後にくる、同期基準信号に同期した映像フレームの先頭の位置から読み出される。

なお、同期基準信号に同期した映像フレームは、フレーム周波数が３０Ｈｚ（ヘルツ）、１フレームあたりのライン数が１１２５ライン、１ラインあたりの画素数が２２００画素であるものとする。

ここで、例えば、再生時の速度が撮像時の速度の１．５倍となるようにする場合について考える。これは、例えば、２０Ｈｚのフレーム周波数で撮像した映像を、３０Ｈｚのフレーム周波数で再生することで実現できる。したがって、撮像フレームのフレーム周波数と、同期基準信号に同期した映像フレームのフレーム周波数との比をフレーム比とするとき、この値が２／３になる。ＣＣＤを駆動するクロック周波数と１フレームあたりのライン数とが固定的であるとき、撮像フレームの１ラインあたりの画素数は、撮像フレームのフレーム周波数が３０Ｈｚの場合の１ラインあたりの画素数である２２００画素に、フレーム比の逆数である３／２を乗じて、３３００画素となる。

すなわち、再生時の速度が撮像時の速度のＸ倍となるようにする場合には、フレーム比を１／Ｘとすればよいので、１ラインあたりの画素数は、同期基準信号に基づく撮像フレームのフレーム周波数における１ラインあたりの画素数である２２００画素に、フレーム比の逆数であるＸを乗じて、「２２００×Ｘ」画素となる。

一方、ＣＣＤを駆動するクロック周波数が固定的であると共に、ＣＣＤの１ラインあたりの有効画素数がフレーム周波数によらず固定的である。そのため、図２に示すように、撮像フレームのフレーム周波数に対応した１ラインあたりの画素数（この例では、３３００画素）と、ＣＣＤの１ラインあたりの画素数との差分である１１００画素分の時間については、例えば、何も撮像されないようにして、ブランキング部分とする。メモリ２４のバンクには、ブランキング部分を除いた、２２００画素×１１２５ラインの撮像フレームのデータが書き込まれる。

撮像装置１１により可変速撮像を行う方法について、図３を参照して、より具体的に説明する。図３Ａは、バンクａのデータの書き込みおよび読み出しのタイミングを示し、図３Ｂは、バンクｂのデータの書き込みおよび読み出しのタイミングを示し、図３Ｃは、バンクｃのデータの書き込みおよび読み出しのタイミングを示す。図３Ｄは、同期基準信号に基づくフレーム先頭位置に対応するタイミングを示す。

撮像フレームのデータは、例えば、メモリ２４の３つのバンクに順に書き込まれ、書き込みが完了した撮像フレームのデータは、映像フレームの先頭の位置で、データの読み出しが行われる。なお、映像フレームのデータの読み出しが終わっても、次の撮像フレームの書き込みが完了していない場合は、次の映像フレームの先頭で、当該映像フレームのデータが再度読み出される。

図３において、撮像フレーム＃１のデータがメモリ２４のバンクａに書き込まれる（図３Ａ）。バンクａに書き込まれた撮像フレーム＃１のデータは、撮像フレーム＃１のデータの書き込み完了後にくる、同期基準信号に基づくフレームの先頭の位置から映像フレーム＃１１として、同期基準信号に基づき読み出される。

撮像フレーム＃１のデータの書き込みが完了すると、撮像フレーム＃２のデータがメモリ２４のバンクｂに書き込まれる（図３Ｂ）。映像フレーム＃１１の読み出しが完了した時点では、撮像フレーム＃２のデータの書き込みが完了していないので、バンクａに書き込まれている撮像フレーム＃１のデータが、同期基準信号に基づくフレームの先頭の位置から、映像フレーム＃１２として再度読み出される。バンクｂに書き込まれた撮像フレーム＃２のデータは、撮像フレーム＃２のデータの書き込み完了後にくる、同期基準信号に基づくフレームの先頭の位置から映像フレーム＃１３として、同期基準信号に基づき読み出される。

撮像フレーム＃２のデータの書き込みが完了すると、撮像フレーム＃３のデータがメモリ２４のバンクｃに書き込まれる（図３Ｃ）。バンクｃに書き込まれた撮像フレーム＃３のデータは、撮像フレーム＃３のデータの書き込み完了後にくる、同期基準信号に基づくフレームの先頭の位置から映像フレーム＃１４として、同期基準信号に基づき読み出される。撮像フレーム＃３のデータの書き込みが完了すると、撮像フレーム＃４のデータがメモリ２４のバンクａに書き込まれる。映像フレーム＃１４の読み出しが完了した時点では、撮像フレーム＃４のデータの書き込みが完了していないので、バンクｃに書き込まれている撮像フレーム＃３のデータが、同期基準信号に基づくフレームの先頭の位置から、映像フレーム＃１５として再度読み出される。

映像フレーム＃１５の読み出しが完了した後、バンクａに書き込まれた撮像フレーム＃４のデータは、撮像フレーム＃４のデータの書き込み完了後にくる、同期基準信号に基づくフレームの先頭の位置から映像フレーム＃１６として、同期基準信号に基づき読み出される。

以下、上述と同様にして、メモリ２４の各バンクへの撮像フレームの書き込みおよび映像フレームの読み出しが行われる。

このように、フレーム周波数が２０Ｈｚの撮像フレームを、フレーム周波数が３０Ｈｚの映像フレームとして読み出し、重複した映像フレームを取り去ることにより、この映像信号を再生した場合に、被写体の速度が撮影時の速度よりも１．５倍速く見えるように再生することができる。

次に、上述した撮像装置１１を複数台用いたマルチカメラシステム１の一例の構成について、図４を参照して説明する。なお、図４では、４台の撮像装置１１、１１、・・・が接続されているが、これに限らず、さらに多数の撮像装置を用いてもよい。また、例えば、少数の撮像装置を用いてもよい。

コントローラ１０は、各撮像装置１１、１１、・・・を制御する制御コマンドを生成し、各撮像装置１１、１１、・・・へ供給すると共に、各撮像装置１１、１１、・・・に対して同期基準信号を供給する。また、撮像装置１１、１１、・・・から供給された映像信号は、コントローラ１０に供給される。

図５は、コントローラ１０の一例の構成を示す。信号処理部５０は、入力された映像信号に対して、所定の信号処理を施し、外部に出力する。制御部５１は、各撮像装置１１、１１、・・・を制御する制御コマンドを生成し、生成された制御コマンドを各撮像装置１１、１１、・・・に供給する。同期基準信号部５２は、同期基準信号を各撮像装置１１、１１、・・・に供給する。この同期基準信号は、例えば、同期基準信号部５２で生成してもよいし、外部から供給された同期基準信号を成形して出力するようにしてもよい。また、例えば、同期基準信号は、外部の機器から各撮像装置１１、１１、・・・に供給するようにしてもよい。コントローラ１０は、例えば、図示されないシステムコントローラにより、コントローラ１０全体が制御される。

ここで、各撮像装置１１、１１、・・・の撮像フレームを同期させる方法について考える。複数の撮像装置１１、１１、・・・を使用する場合、各撮像装置１１、１１、・・・がそれぞれ撮像を開始してしまい、各撮像装置１１、１１、・・・の撮像開始タイミングがずれてしまうことが考えられる。そのため、各撮像装置１１、１１、・・・の撮像フレームを同期させる必要がある。

そこで、この発明の実施の一形態では、各撮像装置１１、１１、・・・において、メモリ２４から読み出される映像フレームを基準として、映像フレームの所定の画素を読み出すタイミングを用いて、撮像が開始されるタイミングを撮像フレーム毎に指定することで、各撮像装置１１、１１、・・・の撮像フレームを同期させるようにした。

図６は、撮像装置１１におけるタイミング信号発生部２５および撮像タイミング信号発生部２６の一例の構成を示す。タイミング信号発生部２５は、例えば、同期信号分離部３０、第１のリセット信号発生部３１および第１のカウンタ３２を有する。同期信号分離部３０は、コントローラ１０から供給された同期基準信号から、垂直同期信号および水平同期信号を分離すると共に、クロックを抽出する。垂直同期信号、水平同期信号およびクロックは、第１のリセット信号発生部３１に供給される。クロックはまた、後述する第２のリセット信号発生部４０にも供給される。第１のリセット信号発生部３１は、同期信号分離部３０から供給された垂直同期信号および水平同期信号に基づきリセット信号を生成し、生成されたリセット信号と、同期信号分離部３０から供給されたクロックとを第１のカウンタ３２に供給する。

第１のカウンタ３２は、第１のリセット信号発生部３１から供給されたリセット信号に基づきリセットされ、同期基準信号に同期した画素位置およびライン位置をカウントする。第１のカウンタ３２でカウントされたライン中の画素位置を示す画素カウント値と、フレーム中のライン位置を示すラインカウント値は、メモリ２４からの映像フレームの読み出しタイミングを指示する読み出しタイミング信号としてディジタル信号処理部２３へ供給されると共に、撮像タイミング信号発生部２６に供給される。

一方、コントローラ１０は、撮像速度の設定に基づき、フレーム比と後述するフレームシーケンス番号とを生成する。このフレーム比およびフレームシーケンス番号は、制御コマンドとして各撮像装置１１、１１、・・・のそれぞれのシステムコントローラ２７に供給される。システムコントローラ２７は、コントローラ１０から供給されたフレーム比とフレームシーケンス番号とに基づき、撮像フレームの１ラインあたりの画素数を示す信号と、後述するリセット位相を示す情報とを生成し、撮像タイミング信号発生部２６に供給する。

撮像タイミング信号発生部２６は、例えば、第２のリセット信号発生部４０、第２のカウンタ４１および駆動パルス発生部４２を有する。第２のリセット信号発生部４０は、第１のカウンタ３２から供給された映像フレームの画素カウント値、ラインカウント値およびクロックと、システムコントローラ２７から供給されたリセット位相を示す情報とに基づき、第２のカウンタ４１の値をリセットするリセット信号を所定のタイミングで生成する。生成されたリセット信号は、第２のカウンタ４１に供給される。また、クロックも第２のリセット信号発生部４０から第２のカウンタ４１に供給される。

第２のカウンタ４１は、システムコントローラ２７から供給された、撮像フレームの１ラインあたりの画素数を示す信号に基づき、第２のカウンタ４１における画素カウント値の上限値をセットする。また、第２のカウンタ４１は、リセット部４０から供給されたリセット信号に基づきリセットされ、撮像フレームのライン中の画素位置および１撮像フレーム中のライン位置のカウントを開始する。すなわち、第２のカウンタ４１がリセットされることで、撮像フレームの先頭の位置が指定される。第２のカウンタ４１でカウントされたライン中の画素位置を示す画素カウント値と、フレーム中のライン位置を示すラインカウント値は、駆動パルス発生部４２に供給される。

駆動パルス発生部４２は、第２のカウンタ４１から供給された画素カウント値とラインカウント値とにしたがって、ＣＣＤを駆動させるための駆動パルスを生成し、撮像部２１に供給する。

この実施の一形態による撮像装置１１は、映像フレームの所定の位置に対して、フレーム比およびフレームシーケンス番号に応じて撮像フレームの先頭の位置を指定することにより、複数の撮像装置１１、１１、・・・の間で撮像タイミングを同期させた可変速撮像を可能としている。

図７は、フレーム比とフレームシーケンス番号と撮像フレームの先頭の位置との一例の対応関係を示す。画素数は、フレーム比に基づく撮像フレームの１ラインあたりの画素数を示す。例えば、フレーム比が２／３である場合、撮像フレームの１ラインあたりの画素数が３３００画素であることを示す。なお、この撮像フレームの１ラインあたりの画素数は、上述したように、映像フレームの１ラインあたりの画素数である２２００画素にフレーム比の逆数を乗じることによって算出できる。

フレームシーケンス番号は、撮像フレームの先頭の位置と、映像フレームの先頭の位置とが一致する映像フレームから、次に撮像フレームの先頭の位置と映像フレームの先頭の位置とが一致する映像フレームまでの時間を１周期として考え、１周期内の映像フレームに対して割り当てられる連続した番号を示す。例えば、フレーム比が２／３の場合は、３映像フレームで１周期であるので、１周期内の３映像フレームに対して、フレームシーケンス番号として、「０」、「１」および「２」が割り当てられる。なお、フレームシーケンス番号「０」は、撮像フレームと映像フレームとの先頭のタイミングが一致する映像フレームに設定される。

リセット位相は、撮像フレームの先頭の位置を指定するための同期基準信号内の位置を示し、映像フレームの読み出し位置に一致している。例えば、リセット位相が「ライン＝５６３、画素＝１１００」の場合は、カウンタ３２のラインカウント値が「５６３」となり、かつ、画素カウント値が「１１００」となった時に、カウンタ４１のカウント値をリセットして、撮像フレームの先頭の位置を指定する。また、リセット位相の記載がない欄は、カウンタ４１の値をリセットしないことを示す。

なお、図７に示す、フレーム比とフレームシーケンス番号と撮像フレームの先頭の位置との対応関係は、例えば、システムコントローラ２７に接続された図示されないＲＯＭに、予めテーブルとして記憶される。システムコントローラ２７は、制御コマンドが供給されたときに、制御コマンドに重畳されたフレーム比とフレームシーケンス番号とに基づき、このテーブルを参照し、撮像フレームにおける１ラインあたりの画素数とリセット位相とを求める。また、これに限らず、例えば、フレーム比とフレームシーケンス番号とに基づき、画素数とリセット位相を算出するようにしてもよい。

図７に示すフレーム比とフレームシーケンス番号と撮像フレームの先頭の位置との対応関係を用いて可変速撮像を行う方法について、図８を参照して説明する。図８Ａは、バンクａのデータの書き込みおよび読み出しのタイミングを示し図８Ｂは、バンクｂのデータの書き込みおよび読み出しのタイミングを示し、図８Ｃは、バンクｃのデータの書き込みおよび読み出しのタイミングを示す。図８Ｄは、フレーム比およびフレームシーケンス番号がコントローラ１０からシステムコントローラ２７に供給されるタイミングを示し、図８Ｅは、同期基準信号に基づくフレーム先頭位置に対応するタイミングを示す。

この例では、撮像開始時のフレーム比を２／３に設定し、その後、時点Ａでフレーム比を１／２に変更し、時点Ｂでフレーム比を１／３に変更するようにしている。すなわち、映像フレームのフレーム周波数を３０Ｈｚ、１ラインあたりの画素数を２２００画素とすると、地点Ａまでの撮像フレームのフレーム周波数が２０Ｈｚ、１ラインあたりの画素数が３３００画素となる。また、時点Ａから時点Ｂまでの撮像フレームのフレーム周波数が１５Ｈｚ、１ラインあたりの画素数が４４００画素となる。さらに、時点Ｂ以降の撮像フレームのフレーム周波数が１０Ｈｚ、１ラインあたりの画素数が６６００画素となる。

コントローラ１０は、指定された撮像速度に基づき、撮像フレーム毎にフレーム比およびフレームシーケンス番号を出力する。このフレーム比およびフレームシーケンス番号は、それぞれの撮像装置１１、１１、・・・のシステムコントローラ２７に供給され、同期基準信号の１フレーム内の任意のタイミングで、１フレームシーケンス番号毎に１つ送られる。

システムコントローラ２７は、フレーム比およびフレームシーケンス番号に基づき、上述のテーブルを参照してリセット位相および撮像フレームの１ラインあたりの画素数を決定する。同期基準信号のリセット位相で示されたタイミングで第２のカウンタ４１がリセットされ、さらに、撮像フレームの１ラインあたりの画素数に基づき、画素カウント値の上限値が設定されて撮像が開始される。撮像された撮像フレーム＃１のデータは、メモリのバンクａに書き込まれる（図８Ａ）。

一方、フレーム比およびフレームシーケンス番号（フレーム比＝２／３、フレームシーケンス番号＝０）がコントローラ１０から出力され、システムコントローラ２７に供給される（図８Ｄ）。このフレーム比およびフレームシーケンス番号が供給された直後の同期基準信号における先頭が、映像フレーム＃１１の先頭の位置になる。このフレーム比とフレームシーケンス番号とに基づくリセット位相の値により、第１のカウンタ３２のカウント値が「ライン＝０、画素＝１」となったときに、第２のカウンタ４１がリセットされて１撮像フレーム分の撮像が開始される。撮像された撮像フレーム＃２のデータは、メモリ２４のバンクｂに書き込まれる（図８Ｂ）。バンクａに書き込まれた撮像フレーム＃１のデータは、撮像フレーム＃１のデータの書き込み完了後にくる、同期基準信号に基づくフレームの先頭の位置から映像フレーム＃１１として、同期基準信号に基づき読み出される。

フレーム比およびフレームシーケンス番号（フレーム比＝２／３、フレームシーケンス番号＝１）がコントローラ１０から出力され、システムコントローラ２７に供給される。このフレーム比およびフレームシーケンス番号が供給された直後の同期基準信号における先頭が、映像フレーム＃１２の先頭の位置になる。このフレーム比とフレームシーケンス番号とに基づくリセット位相の値により、第１のカウンタ３２のカウント値が「ライン＝５６３、画素＝１１００」となったときに、第２のカウンタ４１がリセットされて１撮像フレーム分の撮像が開始される。撮像された撮像フレーム＃３のデータは、メモリ２４のバンクｃに書き込まれる（図８Ｃ）。映像フレーム＃１１の読み出しが完了した時点では、撮像フレーム＃２のデータの書き込みが完了していないので、バンクａに書き込まれている撮像フレーム＃１のデータが、映像フレーム＃１２として同期基準信号に基づき、再度読み出される。

フレーム比およびフレームシーケンス番号（フレーム比＝２／３、フレームシーケンス番号＝２）がコントローラ１０から出力され、システムコントローラ２７に供給される。このフレーム比およびフレームシーケンス番号が供給された直後の同期基準信号における先頭が、映像フレーム＃１３の先頭の位置になる。このフレーム比およびフレームシーケンス番号の場合は、リセット位相が設定されていないため、撮像は行われない。バンクｂに書き込まれた撮像フレーム＃２のデータは、撮像フレーム＃２のデータの書き込み完了後にくる、同期基準信号に基づくフレームの先頭の位置から映像フレーム＃１３として、同期基準信号に基づき読み出される。

フレーム比およびフレームシーケンス番号（フレーム比＝１／２、フレームシーケンス番号＝０）がコントローラ１０から出力され、システムコントローラ２７に供給される。このフレーム比およびフレームシーケンス番号が供給された直後の同期基準信号における先頭が、映像フレーム＃１４の先頭の位置になる。このフレーム比およびフレームシーケンス番号がシステムコントローラ２７に供給されると、時点Ａにおいて、フレーム比が２／３から１／２に変更され、第２のカウンタ４１にセットされている画素カウント値の上限値が３３００画素から４４００画素にセットされ、撮像速度が変更される。

以下、同様にして、フレーム比およびフレームシーケンス番号がシステムコントローラ２７に供給され、このフレーム比とフレームシーケンス番号とに基づき撮像が行われ、撮像フレームの書き込みおよび映像フレームの読み出しが行われる。

フレーム比およびフレームシーケンス番号（フレーム比＝１／３、フレームシーケンス番号＝０）がコントローラ１０から出力され、システムコントローラ２７に供給される。このフレーム比およびフレームシーケンス番号が供給された直後の同期基準信号における先頭が、映像フレーム＃２０の先頭の位置になる。このフレーム比およびフレームシーケンス番号がシステムコントローラ２７に供給されると、時点Ｂにおいて、フレーム比が１／２から１／３に変更され、第２のカウンタ４１にセットされている画素カウント値の上限値が４４００画素から６６００画素にセットされ、撮像速度が変更される。

このように、図５に示すフレーム比とフレームシーケンス番号と撮像フレームの先頭の位置との対応関係に基づき、同期基準信号に同期した映像フレームの所定の画素を読み出すタイミングを用いて、撮像フレームの先頭の位置を書き込むタイミングを指定することにより、複数の撮像装置１１、１１、・・・の撮像フレームの同期をとることができる。

なお、この例では、フレーム比を２／３、１／２および１／３とした場合の可変速撮像の方法について説明したが、これはこの例に限られない。例えば、フレーム比は、１／３０〜３０／３０の間の任意のフレーム比に対して適用可能である。すなわち、１〜３０倍速撮影に対応できる。また、映像フレームのフレームサイズが２２００画素×１１２５ラインである場合について説明したが、これは一例であって、他のフレームサイズである場合にも適用できる。

さらに、リセット位相は、コントローラ１０からシステムコントローラ２７に送られるフレーム比とフレームシーケンス番号とに基づき、決定されるように説明したが、これに限らず、例えば、コントローラ１０からシステムコントローラ２７に、リセット位相を示す情報を直接供給するようにしてもよい。

また、この発明の実施の一形態では、コントローラを用いて複数の撮像装置を制御するように説明したが、これはこの例に限られない。例えば、１台の撮像装置がコントローラ１０の代わりとなり、自身が動作しているフレーム比とフレームシーケンス番号を他の撮像装置に対して送信することによって、複数の撮像装置の撮像フレームを同期させるようにしてもよい。

この発明の実施の一形態に適用可能な撮像装置１１の一例の構成を示すブロック図である。 撮像フレームの一例を示す略線図である。 可変速撮像を行う際の撮像フレームおよび映像フレームのタイミングを示す略線図である。 マルチカメラシステムの一例の構成を示すブロック図である。 コントローラの一例の構成を示すブロック図である。 タイミング信号発生部２５および撮像タイミング信号発生部２６の一例の構成を示すブロック図である。 フレーム比とフレームシーケンス番号と撮像フレームの先頭の位置との一例の対応関係を示す略線図である。 撮像中に撮像フレームのフレーム周波数を変更して可変速撮像を行う際の撮像フレームおよび映像フレームのタイミングを示す略線図である。

符号の説明

１ マルチカメラシステム
１０ コントローラ
１１ 撮像装置
２３ ディジタル信号処理部
２４ メモリ
２５ タイミング信号発生部
２６ 撮像タイミング信号発生部
２７ システムコントローラ
３０ 同期信号分離部
３１ 第１のリセット信号発生部
３２ 第１のカウンタ
４０ 第２のリセット信号発生部
４１ 第２のカウンタ
４２ 駆動パルス発生部
５０ 信号処理部
５１ 制御部
５２ 同期基準信号部

Claims (8)

1. 同期基準信号に同期したフレーム内の位置を示すリセット位相を示す情報を、上記フレームの１つ前のフレームのフレーム周期内に１または複数の撮像装置にそれぞれ送信するリセット位相送信部を有するコントローラと、
   被写体からの光を撮像する撮像部と、
   上記コントローラから送信された上記リセット位相を示す情報に基づき、１撮像フレーム分の撮像を開始するように上記撮像部を駆動する撮像駆動部と、
   上記撮像部で撮像された１撮像フレーム分の撮像データを、上記コントローラから送信された上記同期信号に基づき出力する出力部と
   を有する１または複数の撮像装置と
   を備えることを特徴とするマルチカメラシステム。
2. 請求項１に記載のマルチカメラシステムにおいて、
   上記リセット位相を示す情報は、上記同期基準信号に基づくクロックで上記撮像フレームの１ラインあたりの画素をカウントしたときの映像フレームの１ラインあたりの画素に対する比を示すフレーム比と、
   撮像フレームの先頭の位置と映像フレームの先頭の位置とが一致する周期内の映像フレームに対して割り当てられる番号を示すフレームシーケンス番号と
   からなることを特徴とするマルチカメラシステム。
3. 請求項１に記載のマルチカメラシステムにおいて、
   上記撮像フレームは、上記同期基準信号に基づくフレームと異なるフレーム周期であることを特徴とするマルチカメラシステム。
4. 同期基準信号に同期したフレーム内の位置を示すリセット位相を示す情報を、上記フレームの１つ前のフレームのフレーム周期内に１または複数の撮像装置にそれぞれ送信し、
   上記１または複数の撮像装置のそれぞれは、コントローラから送信された上記リセット位相を示す情報に基づき１撮像フレーム分の撮像を開始し、
   上記撮像により得られた１撮像フレーム分の撮像データを、上記コントローラから送信された上記同期基準信号に基づき出力するようにした
   ことを特徴とする撮像制御方法。
5. １または複数の撮像装置を制御するコントローラにおいて、
   同期基準信号に同期したフレーム内の位置を示すリセット位相を示す情報を、上記フレームの１つ前のフレームのフレーム周期内に上記１または複数の撮像装置にそれぞれ送信するリセット位相送信部を有する
   ことを特徴とするコントローラ。
6. １または複数の撮像装置を制御する撮像装置制御方法において、
   同期基準信号に同期したフレーム内の位置を示すリセット位相を示す情報を、上記フレームの１つ前のフレームのフレーム周期内に１または複数の撮像装置に対してそれぞれ送信するようにした
   ことを特徴とする撮像装置制御方法。
7. 被写体からの光を撮像する撮像部と、
   外部から送信された同期基準信号に同期したフレーム内の位置を示すリセット位相を示す情報に基づき、１撮像フレーム分の撮像を開始するように上記撮像部を駆動する撮像駆動部と、
   上記撮像部で撮像された１撮像フレーム分の撮像データを、上記外部から送信された同期基準信号に基づき出力する出力部と
   を有することを特徴とする撮像装置。
8. 外部から送信された同期基準信号に同期したフレーム内の位置を示すリセット位相を示す情報に基づき、１撮像フレーム分の撮像を開始するように撮像を行い、
   上記撮像により得られた１撮像フレーム分の撮像データを、上記外部から送信された同期基準信号に基づき出力するようにした
   ことを特徴とする撮像方法。

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