JPS63309071A - 高速度ビデオ・カメラ - 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〕 本発明は高速撮影をする高速度ビデオ・カメラに関する
。

〔従来の技術とその問題点〕

高速度撮影を行う場合には、水平及び垂直走査の周波数
をｎ　（ｎｉｌ）倍に上げるのが最も一般的であるが、
映像信号自体の周波数帯域もｎ倍になるので、カメラ、
ＴＶモニタ装置、記録装置の全てが、その高い周波数帯
域を適合する専用装置でなければならず、非常に高価な
システムとなってしまう。また、撮影速度倍率の変更に
対して柔軟に対応できず、更には、標準（例えばＮＴＳ
Ｃ等）のテレビ方式との兼用が困難になるという欠点も
ある。

そこで本発明は、通常の周波数帯域のカメラ、ＴＶモニ
タ装置、記録装置等からなるシステムにも適用でき、撮
影速度の変更にも柔軟に対応できる高速度ビデオ・カメ
ラ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〕

本発明に係る高速度ビデオ・カメラは、映像信号を出力
する撮像手段と、ｐ、ｑ、ｎが正の整数でｎ＝ｐ×ｑと
して、垂直同期信号のｎ倍の周波数の垂直走査信号と水
平同期信号のｐ倍の周波数の水平走査信号により、当該
↑最像手段によって撮像されたｎ個の小画像の信号を、
水平方向にｐ個、垂直方向にｑ個となるように配置して
１個の画像となる映像信号に加工して出力する出力手段
とからなる高速度ビデオ・カメラであって、当該出力手
段から出力される映像信号に当該撮像手段の撮影速度情
報が含まれるようにする回路を設けたことを特徴とする
。

〔作用〕

出力映像信号に描影速度情報が含まれることにより、そ
の出力映像信号を一旦記録媒体に記録した後再生する際
に、その撮影速度に応じた適切な再生速度を自動設定で
きるようになる。また、出力手段から出力される映像信
号自体は、標準方式のものであるから、通常のビデオ機
器を利用できるので、経済的なシステムを構成できるこ
とになる。

〔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図は実施例の構成ブロック図を示し、第２図は高速度
撮影による小画像の映像信号と、編集され出力される映
像信号を示す。

第１図において、１０は基準発振回路、１２は高速度撮
影の速度倍率を指定するための操作部である。操作部１
２はそれぞれ垂直走査周波数の倍率ｎ、水平走査周波数
の倍率ｐを示す信号（図中ｎ、ｐで示す）を出力し、ｎ
＝１．ｐ＝１の時には通常速度の撮影を行うことになる
。本実施例の記録装置では、ｎ””１＋　　ｐ＝１の通
常撮影信号の記録と、ｎ＝４．ｐ−２の高速逼影信号の
記録とが可能なものとする。水平同期信号発生回路１４
は基準発振回路１０からの基準信号及び速度信号ｐに基
づき、周波数がｐｆＨ（ここではｆ）Ｉ又２ｆＨ）の信
号を発生し、垂直同期信号発生回路１６は基準信号及び
速度信号ｎに基づき周波数がｎｆｖ　（ここではｆｖ又
４ｆｖ）の信号を発生する。

水平走査信号発生回路１８は、ｐｆ）１に同期して後述
する撮像素子２２への水平走査信号ｆＨ５を発生し、垂
直走査信号発生回路２０は、ｎｆｖに同期して撮像素子
２２への垂直走査信号ｒｖｓを発生する。

撮像素子２２は、水平走査信号ｆ。と垂直走査信号ｆＶ
３に従い、撮像面の光電変換信号を出力する。このよう
な撮像素子としては、ビジコン等の撮像管又は、ＣＯＤ
やＭ２Ｓ式の固体撮像素子があり、広く使用されている
。このような描像素子２２自体は公知である。撮像素子
２２が撮像管である場合には、上記走査信号ｆ、Ｉ８．
ｆｖ３は同期信号ｆ９又は２ｆ、１．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。但し、高速撮影時の光電変換を行う面積は通常
撮影時の１／ｎ　（＝１／４）とするものとし、通常撮
影時に対し撮像素子２２が撮像管である場合の鋸歯状信
号の振幅は水平走査信号ｆＨ３についても垂直走査信号
ｆ’ｓについても１／２である。

このように水平方向で１／ｐ　（＝１／２）　、垂直方
向で１／ｑ　（＝１／２）に小さくした小画像Ａ、Ｂ、
Ｃ，Ｄ、・・・の映像信号を出力する。ここでｐ、ｑは
１以上の整数であり、ｎ　（＝ｐＸｑ）は２以上の整数
である。ｐ、ｑが共に２のとき、撮像素子２２からは第
２図（ａ）に示すような映像信号が得られる。第２図ｔ
ａ）のＶ、、ＨＨはそれぞれ高速撮影の垂直同期信号、
水平同期信号であり、それぞれ標準のテレビジョン信号
の垂直同期信号Ｖのｑ倍の周波数、水平同期信号Ｈのｐ
倍の周波数である。

Ａ／Ｄ変換器３２は、撮像素子２２の高速邊影時の出力
信号をディジタル信号に変換し、スイッチ３４を介して
１　／　ｎフィールド分の容量のメモリ３６Ａ、３６Ｂ
、３６Ｃ，３６Ｄに供給する。

スイッチ３４は、高速度撮影のための垂直同期信号■、
に応じて、Ｖ、毎に接点３４Ａ、３４Ｂ。

３４Ｇ、３４Ｄの順に切り換わる。スイッチ３８は出力
される映像信号の各画面の前半の２Ｖ）１においてはメ
モリ３６Ａ、３６Ｂからの続出出力を高速撮影の水平同
期信号Ｈ８毎に交互に出力し、後半の２Ｖｎにおいては
メモリ３６Ｃ，３６Ｄからの読出出力をＨＨ毎に交互に
出力する。これにより、スイッチ３８の出力からは、小
画像Ａ、Ｂ。

Ｃ，Ｄが第２図（ｂ）のように合成された画像となる標
準方式の１つの画像を形成するような信号が得られるよ
うにする。

スイッチ３８からのディジタル信号は、Ｄ／Ａ変換器４
０でアナログ信号に変換され、スイッチ４１のＨ側を介
して信号処理回路４２で色信号処理、各小画像間の位相
調整等を行い、同期付加回路２４で標準テレビ信号の水
平同期信号Ｈ及び垂直同期信号Ｖを付加する。同期付加
回路４４の出力はまた枠信号付加回路４８に供給され、
高速撮影時には各小画像間を区分けする枠を形成する水
平及び垂直の枠信号ＳＨ，ＳＶが付加される。この枠信
号Ｓ工、Ｓｖとしては、小画像の枠付けに加えて、ｐ、
ｑ、ｎの分割比を代表する値を示す情報を持たせる。同
期付加回路４４の出力はまさに、第２図（ｂｌに示す小
画像配置の画像を表示できる標準方式の映像信号となる
。

通常撮影を行う場合は、ｎ−１＋　　Ｉ）−１となるが
、スイッチ４１はＮ側に接続され、従来の装置と同様に
撮像素子２２の出力は信号処理回路４２に供給され、通
常の処理が行われる。

このように撮影速度情報を含む枠信号が付加された映像
信号はへラド４６で記録媒体に記録される。記録媒体は
、定速で搬送される磁気テープ、ヘッドは回転磁気ヘッ
ドとし、周知のビデオ・テープ・レコーダによって上記
映像信号が記録されるものとする。

第３図（ａｌ〜（Ｃ）に枠信号Ｓｖの信号例を示し、第
３図（ｄｌに枠信号Ｓ、の例を示す。第３図ｔａ＋は一
定輝度の無色信号を用いる例であり、例えば、ｐ＝２、
Ｑ−２，ｎ−４の場合には黒、即ち第３図（ａｌのＶ、
のレベルとし、ｐ−３＋　　ｑ”２＋　　ｎ−５の場合
には白、即ち第３図（ａｌのｖｔのレベルに定めておく
。また、第３図（ｂ）はｐ、ｑ、ｎのモードに対応した
波形を有するパルスを用いる例を示し、第３図（Ｃ１は
ｐ、ｑ、ｎのモードに対応した周波数又は位相の正弦波
形を用いる例を示す。即ちパルス数、振幅、周波数、位
相等により、ｐ、ｑ、ｎを指定できる。第３図（ｄｌに
示す枠信号Ｓ、の例では、小画像の境界部を一定電圧に
しており、その電圧レベルをｐ、ｑ、ｎに応じて変化さ
せる。

ｐ、ｑ、ｎのモード情報は、枠信号ｓｌｌ、ｓｖの両方
に重畳しても、その一方に重畳してもよい。

更には、枠信号Ｓｖには色信号を用い、枠信号Ｓ８には
輝度信号を用いるというふうに、利用する信号積により
、上記モード情報を担持させてもよい。ｐ、ｑ、ｎのモ
ード情報を同期付加回路２４の出力に担持させる方法は
、他にも種々あり、本発明は、上記例に限定されない、
但し、自然画像において存在しうる信号では誤動作を誘
発しかねないので、自然界には存在しないような言わば
人工的は信号、例えば黒レベルに大振幅の色信号を加え
た信号等を用いればよい。

また、このようなモード情報を表す信号を、水平同期信
号Ｈ１垂直同期信号■の近傍に挿入してもよいことは明
らかである。

このようにして得られた信号は、標準方式のＴＶモニタ
装置で表示でき、標準方式の記録再生装置で記録又は再
生が行えるが、同時に、撮影モード情報（具体的にはｐ
、ｑ、ｎに関する情報）を含んでいるので、これを検出
することにより、再生速度の切換、再生時の頭出しなど
の自動制御化を容易に実現できる。また、枠信号ＳＨ，
Ｓｖは、上記モード情報を運ぶか否かに関わらず、表示
画面を見易くする効果があり、撮影時刻、撮影データ等
の諸々のデータを表示するエリアとしても利用できる。

上記実施例では、信号処理回路４２をＤ／Ａ変換器４０
の後段に設けているが、これはＡ／Ｄ変換器３２の前段
であってもよいし、ディジタル信号処理を採用する場合
には、Ａ／Ｄ変換後、Ｄ／Ａ変換前でもよい。また、標
準の同期信号の付加も出力の直前に限定されない。枠信
号Ｓ工、Ｓｖは、Ｄ／Ａ変換前に画像信号の一部として
付加するようにしてもよく、この場合には、ディジタル
信号で枠信号を作成することになるので、複雑な信号で
あってもＲＯＭ等を用いて容易に作成できるという利点
がある。

メモリ３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃ，３６Ｄは、ファースト
イン・ファーストアウト型でも、ランダムア・アクセス
型でもよく、後者の場合には、１フイ一ルド分の容量の
画像メモリを分割利用すればよい、特に、カメラ一体型
ＶＴＲのように、カメラと記録再生装置が一体となって
いる装置では、再生時の時間軸補正、特殊再生に用いる
画像メモリを分割して図示メモリ３６Ａ、３６Ｂ、３６
Ｃ。

３６Ｄにも兼用できる。

上述の如くビデオ信号に多重して描像速度を示す情報が
記録されている信号を再生し、再生モードを自動的に切
り換える装置の一具体例を、第４図を参照して説明する
。ヘッド４６は第１図のヘッド４６に対応するヘッドで
あり、前述の枠信号の付加された映像信号を再生する。

同期分離回路５２はヘッド４６の再生信号中の垂直同期
信号及び水平同期信号を分離する回路であり、分離され
た同期信号は枠信号分離回路５４に供給され、枠信号の
分離タイミングを制御する。枠信号分離回路５４では前
述の枠信号を分離し、ＩＩｌ像速変速度信号デコードし
て出力する。枠信号分離回路５４から、再生している信
号が通常撮影のビデオ信号であることを示す信号が得ら
れた時、スイッチ７０はＮ側に接続され、ヘッド４６で
再生された信号は記録信号処理回路３１と逆の信号処理
を行う再生信号処理回路５０を介して直接、出力端子７
６に供給される。また、速度切換回路５８は記録時と同
一の速度で磁気テープが搬送されるようにキャプスタン
の回転速度を制御する。即ち、通常速度で撮影されたビ
デオ信号を再生する場合には、従来のＶＴＲと全く同様
の再生動作を行う。

次にデコーディング回路５４から、再生している信号が
高速撮影されたビデオ信号であることを示す信号が得ら
れた時の動作を説明する。スイッチ７０はＨ側に接続し
、速度切換回路５８は磁気テープを記録時の１／ｎの速
度で走行させるための速度制御信号をキャプスタン制御
回路６０に供給する。ヘッド４６はこれによって１つの
トラックにつきｎ回の再生を行うことになるが、このｎ
回の再生信号中量も良好な再生信号が、Ａ／Ｄ変換器６
２を介してフィールド・メモリ６４に記憶される。即ち
、書込制御回路７２は３フイールド毎に１フイールドの
間フィールド・メモリ６４を書込状態にする。

こうしてフィールド・メモリ６４にはｎ個の小画像が記
憶されるが、続出制御回路７４はこれらを１フイールド
につき１画像づつ、モニタ上で同一位置に表示されるタ
イミングで読み出すタイミング及びアドレス制Ｈ８号を
発生する。これによってフィールド・メモリ６４からは
、例えば第２図（ｂ）に示すような１フイールドのビデ
オ信号が、第２図（Ｃ）に示す如く表示されるタイミン
グで順次読み出される。第２図（Ｃ）において斜線部Ｇ
は画像が表示されない部分であり、この部分には背景付
加回路６８により所定の画像が与えられる。即ち、フィ
ールド・メモリ６４から読み出された信号は、Ｄ／Ａ変
換器６８を介して背景付加回路６８に供給され、信号の
続出が行われなかったタイミングで所定のビデオ信号で
Ｄ／Ａ変換器６６の出力信号を置換する。これによって
端子７６には１／ｎ倍達のスローモーション再生信号が
出力されることになる。

このように、第４図に示した再生装置によれば、記録媒
体の記録信号に応じて高速撮影されたビデオ信号につい
ては自動的に有効画面を１／ｎとし、スローモーション
再生を行うことになり、高速撮影の効果を充分に引き出
し得る構成としている。

〔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、高速度撮影でありながら、標準方式の映像信号が出
力されるので、標準の各種ビデオ機器を利用でき、また
、出力映像信号に、高速度撮影の撮影条件を示すモード
情報が含まれるので、撮影速度が変更されても、それに
応じて各小画像′を自動編集することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成ブロック図、第２図は
第１図の装置による映像信号を画面イメージで示す図、
第３図は撮影速度のモード信号を出力映像信号に付加し
た波形図、第４図は第１図の装置により記録された映像
信号を再生する装置のブロック図である。 ２２−・・撮像素子　３２・・・Ａ／Ｄ変換器　３４，
３８−・スイッチ　３６Ａ、３６Ｂ、３６Ｃ，３６Ｄ−
メモリ　４０−Ｄ／Ａ変換器　４２−信号処理回路　４
４・・・同期付加回路　枠信号付加回路　５４・・−枠
信号分離回路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）映像信号を出力する撮像手段と、ｐ、ｑ、ｎが正
   の整数でｎ＝ｐ×ｑとして、垂直同期信号のｎ倍の周波
   数の垂直走査信号と水平同期信号のｐ倍の周波数の水平
   走査信号により、当該撮像手段によって撮像されたｎ個
   の小画像の信号を、水平方向にｐ個、垂直方向にｑ個と
   なるように配置して１個の画像となる映像信号に加工し
   て出力する出力手段とからなる高速度ビデオ・カメラで
   あって、当該出力手段から出力される映像信号に当該撮
   像手段の撮影速度情報が含まれるようにする回路を設け
   たことを特徴とする高速度ビデオ・カメラ。
2. （２）前記撮影速度情報が画像表示部でない部分に重畳
   されている特許請求の範囲第（１）項に記載の高速度ビ
   デオ・カメラ。
3. （３）１画面内の小画像間に枠を設ける枠信号を付加し
   てあり、当該枠信号に前記撮影速度情報を重畳する特許
   請求の範囲第（１）項に記載の高速度ビデオ・カメラ。