JP3193019B2 - 記録再生装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、通常のＮ倍の高速撮影
を可能にした高速撮影装置を用いた記録再生装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、記録手段に変更を加えることなく
高速撮影を可能にした撮像装置は本願出願人が先に特開
平１−５１８７６号公報に提案している。

【０００３】しかしながら、上記従来回路では固体撮像
素子の水平転送クロックを通常のＮ倍にする必要がある
ため回路構成が複雑となるとともに水平駆動回路の消費
電力が大きくなるという欠点があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述の点に
鑑み為されたもので、水平転送クロックをＮ倍にするこ
となしにＮ倍の高速撮影を可能とする高速撮影装置を用
いた記録再生装置を提供するものである。

【０００５】また、本発明は、上記高速撮影装置により
撮影された映像信号を記録再生してスローモーション画
像を得る記録再生装置を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、Ｍ個の光電変
換素子と、該光電変換素子に蓄積された電荷を垂直方向
に転送する垂直転送ＣＣＤと、該垂直転送ＣＣＤにより
転送された電荷のうち１ライン分の電荷を１水平走査期
間に水平方向に転送するＬ本（Ｌは１以上の整数）の水
平転送ＣＣＤと、該水平転送ＣＣＤに平行に配置され、
前記水平転送ＣＣＤから制御ゲートを介して不要電荷を
掃き出すドレインとを設けてなる固体撮像素子と、前記
垂直転送ＣＣＤに読み出しパルスを供給して前記光電変
換素子に蓄積された電荷を前記垂直転送ＣＣＤに読み出
し、また水平ブランキング期間に垂直転送パルスを供給
し、１ライン分の電荷を前記水平転送ＣＣＤに転送する
垂直駆動回路と、前記水平転送ＣＣＤに転送された電荷
を水平転送クロックで転送する水平駆動回路と、前記水
平転送ＣＣＤから転送された電荷をカメラ処理し、同期
信号が付加される信号処理回路と、を有し、前記垂直駆
動回路が前記垂直転送ＣＣＤに前記読み出しパルスを１
フィールドに１回供給し、前記光電変換素子の電荷を読
み出す通常モードと、前記垂直駆動回路が前記垂直転送
ＣＣＤに前記読み出しパルスを１フィールドにＮ回供給
し、前記光電変換素子の電荷を読み出す高速撮影モード
と、を実行できるものにおいて、前記高速撮影モードで
は、前記垂直駆動回路は、１水平ブランキング期間毎に
前記垂直転送ＣＣＤへＮ個の垂直転送パルスを供給して
Ｎライン分の電荷を前記水平転送ＣＣＤへ転送し、また
前記水平駆動回路は、前記転送された電荷のうち１ライ
ン分の電荷を前記カメラ処理回路へ転送するとともに
（Ｎ−１）ライン分の電荷を前記制御ゲートに不要電荷
掃き出しパルスを供給して、前記ドレインへ掃き出す高
速撮影装置と、該高速撮像装置から出力される、１フィ
ールドにＮ画面分の映像信号を記録媒体に記録する記録
手段と、前記記録媒体を記録時の１／Ｎの速度で駆動す
る駆動手段と、前記記録媒体から１／Ｎ倍のスローモー
ション画像を再生する再生手段と、を備える記録再生装
置である。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面に
従って説明する。

【０００８】図１は本実施例に使用する２４０ラインの
固体撮像素子ユニットを示す図である。１、１…は光電
変換を行うＭ個のフォトダイオード、２、２…は垂直転
送ＣＣＤである。この垂直転送ＣＣＤは垂直駆動回路３
により駆動される。水平転送ＣＣＤ４は水平駆動回路５
により駆動される。また、６は本発明の特徴である電荷
掃きだし用のドレインであり、前記水平転送ＣＣＤ４に
並行に配置されている。また、７は水平転送ＣＣＤ４か
らの掃き出しを制御する掃きだし制御ゲートである。

【０００９】尚、上記固体撮像素子ユニットは垂直画素
数が４８０であるが、フォトダイオードから垂直転送Ｃ
ＣＤに電荷を読み出す際に垂直２画素の電荷を混合して
読み出すためライン数は２４０となっている。

【００１０】次に、上記固体撮像素子ユニットの動作に
ついて説明する。

【００１１】まず、通常撮影モードでは、図２に示すご
とく、フィールド蓄積モードで動作する。即ち、１フィ
ールドに１回、垂直駆動回路３から垂直転送ＣＣＤ２へ
電荷読み出しパルスが供給され、フォトダイオード１に
蓄積された電荷が垂直転送ＣＣＤ２に読み出される。そ
して、垂直転送ＣＣＤ２は垂直転送パルスに従って１Ｈ
（Ｈは水平走査期間）に１回、１ライン分の電荷を水平
転送ＣＣＤ４に転送する。水平転送ＣＣＤ４は水平駆動
回路５の所定周波数の水平転送クロックに従って１Ｈ期
間に１ライン分の電荷を出力する。

【００１２】これに対して、２倍の高速撮影モードで
は、図３に示すごとく、電荷読みだしパルスは１／２フ
ィールドに１回、垂直転送ＣＣＤ２に供給される。そし
て、垂直転送ＣＣＤ２は１水平ブランキング期間に連続
して２回発生する垂直転送パルスにより１Ｈにつき２ラ
イン分の電荷を水平転送ＣＣＤ４に転送することになる
が、この時、水平駆動回路５から供給される不要電荷掃
きだしパルスにより掃きだし制御ゲート７が解放され連
続する２ライン分のうち最初の１ライン分の電荷はドレ
イン６に掃き出され、後の１ライン分の電荷が水平転送
ＣＣＤ４で通常モードと同一の周波数の水平転送クロッ
クで転送される。即ち、水平転送ＣＣＤ４からは１ライ
ンおきの出力が得られる。

【００１３】従って、１フィールド期間に異なるタイミ
ングで蓄積された２つの画像が得られることになる。但
し、１フィールド期間に垂直方向に連続する２画面の映
像信号となるため再生画像は図４に示すごとく、垂直方
向に圧縮された画面となる。

【００１４】図５は本実施例装置の概略ブロック図であ
り、８は水平及び垂直駆動回路のタイミングを制御する
タイミングジェネレータ、９は通常のカメラの信号処理
を為すと共に通常の周期の同期信号が付加される信号処
理回路であり、この出力が記録回路へ供給される。

【００１５】一方、前述したようにこのままの再生画像
は垂直方向に圧縮されているため撮影時、ビューファイ
ンダーで観察する場合は見ずらいものとなる。このた
め、前記信号処理回路９出力の一部は垂直拡大回路１０
で垂直方向に拡大し、高速撮影モード時はスイッチ１１
でこの出力をこの信号をビューファインダーに供給して
いる。

【００１６】次に、４倍高速撮影時における実施例につ
いて説明する。

【００１７】本実施例に使用される固体撮像素子ユニッ
トは図１と同一である。この４倍の高速撮影モードで
は、図６に示すごとく、通常撮像時のＣＣＤ出力のうち
斜線で示す左上１／４の領域のみが取り出され使用され
る。

【００１８】そして、前記ＣＣＤの駆動は図７の如く行
われる。即ち、電荷読み出しパルスは１／４フィールド
に１回、垂直転送ＣＣＤ２に供給される。そして、垂直
転送ＣＣＤ２は、１／２Ｈに１個づつ且つ、１／４フィ
ールド毎の水平ブランキング期間に１２０個づつ出力さ
れる垂直転送パルスにより駆動される。従って、水平転
送ＣＣＤ４には１／２Ｈに１ライン分の電荷が転送され
ることになる。この水平転送ＣＣＤ４は通常モードと同
一の水平転送クロックで駆動されるため、１ラインの前
半の電荷を転送し終わって、後半の電荷がまだ残ってい
るとき、次のラインの電荷が垂直転送ＣＣＤより転送さ
れてしまうが、この時は不要電荷掃き出しパルスにより
１ラインの後半の電荷はドレイン６に掃き出される。よ
って、水平転送ＣＣＤ４からは１ラインの前半の信号の
みが出力される。そして、次のラインの前半の信号が引
き続いて出力される。

【００１９】更に、垂直転送ＣＣＤが１／４フィールド
分の１２０ラインを転送し終わると、１２０個の垂直転
送パルス及び不要電荷掃き出しパルスにより、残りの１
２０ライン分の電荷はドレイン６に掃き出される。

【００２０】従って、ＣＣＤ出力は図６に示すごとく、
被写体左上１／４の部分の画像が垂直方向に１／２に圧
縮された画像８個で１画面が構成される。ここで左右の
画像は同一時間軸上のそれぞれ奇数ラインと偶数ライン
で構成される画像である。

【００２１】図８は本実施例装置の概略ブロック図であ
り、１２は４倍高速撮影モード時に図６ａのＣＣＤ出力
を図６ｂの様に並び替える並び替え回路、１３は通常モ
ード時と４倍高速撮影モード時で切り換わるスイッチで
あり、この出力が記録回路へ供給される。

【００２２】一方、１４は４倍高速撮影モード時に、水
平及び垂直方向にそれぞれ２倍に拡大してビューファイ
ンダーに供給する拡大回路である。

【００２３】次に、前記並び替え回路１２について説明
する。この並び替え回路１２は８個のメモリａ１、ａ
２、ｂ１、ｂ２、ｃ１、ｃ２、ｄ１、ｄ２及びメモリ制
御回路１２０で構成される。各メモリは１／８画面分の
メモリであり、図６ａのＣＣＤ出力の８個の領域Ａ１、
Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２、Ｄ１、Ｄ２の信号がそ
れぞれ対応して記憶される。即ち、書き込み時は図１０
の如くライトイネーブル信号により、最初の１／４フィ
ールドはメモリａ１、ａ２に１／２Ｈ毎に交互に書き込
まれ、次の１／４フィールドはメモリｂ１、ｂ２に交互
に書き込まれる。以後同様にして全メモリに書き込まれ
る。

【００２４】そして、読み出し時は図１１に示すごとく
リードイネーブル信号により、最初の１／２フィールド
期間はメモリａ１、ｂ１、ａ２、ｂ２の順で繰り返し読
み出され、後半の１／２フィールドはメモリｃ１、ｄ
１、ｃ２、ｄ２の順で読み出される。よって、図６ｂの
様な出力が得られる。

【００２５】次に、４倍高速撮影の他の実施例について
説明する。

【００２６】本実施例に用いる固体撮像素子ユニットは
図１２に示すごとく、水平転送ＣＣＤ４は並行に２本備
えており、垂直画素数４８０と同数のライン数の信号を
読み出す。即ち、垂直２画素の電荷を混合することなく
全画素のデータを読み出すことにより解像度を向上させ
ることができる。このようなＣＣＤについては、本願出
願人が先に特願平５−１２５７８号（特開平６−２２５
１９５号公報）で提案している。

【００２７】そして、ＣＣＤの駆動は図１３の如く行わ
れる。図７との違いは垂直転送パルスは１／２Ｈに２個
づつ且つ、１／４フィールドごとの水平ブランキング期
間に２４０個づつ出力される点及び不要電荷掃き出しパ
ルスも同様に１／２Ｈに２個づつ且つ、１／４フィール
ド毎に２４０個づつ出力される点である。これによっ
て、ＣＣＤ出力１には１〜２３９の奇数ラインの信号
が、ＣＣＤ出力２には２〜２４０の偶数ラインの信号が
同時に得られる。

【００２８】尚、上記実施例では２倍、４倍の高速撮影
の例を示したが、それ以外の倍率の高速撮影も可能であ
ることは言うまでもない。

【００２９】次に、上記撮像装置で撮像された高速画像
信号からスローモーション画像を得るための記録再生装
置を図１４に示す。即ち、撮像出力は記録回路１５及び
録再スイッチ１６を経て磁気テープＴに記録される。再
生時は磁気テープＴは記録時の１／Ｎ倍の速度で間欠駆
動される。これにより図６ｂと同様の信号が得られる。
この信号は、メモリ制御回路１７により制御されるフレ
ームメモリ１８に書き込まれる。そして、読み出しが制
御されることによりＮ倍に拡大され且つ時間軸処理され
たＮ倍のスムーズなスロー再生画像が得られる。

【００３０】

【発明の効果】上述の如く本発明によれば、水平転送ク
ロックは通常撮影モードじと同一周波数で通常のＮ倍の
高速撮影が可能となるため、水平駆動回路の消費電力を
増やすことなくまた、簡単な回路構成でスローモーショ
ン再生を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における固体撮像素子ユニッ
トを示す図である。

【図２】通常撮影時のタイムチャートである。

【図３】２倍高速撮影時のタイムチャートである。

【図４】２倍高速撮影画像の模式図である。

【図５】本実施例におけるブロック図である。

【図６】４倍高速撮影時の模式図である。

【図７】４倍高速撮影時のタイムチャートである。

【図８】他の実施例におけるブロック図である。

【図９】並び替え回路を示す図である。

【図１０】メモリ書き込み制御のタイムチャートであ
る。

【図１１】メモリ読み出し制御のタイムチャートであ
る。

【図１２】本発明の他の実施例における固体撮像素子ユ
ニットを示す図である。

【図１３】他の実施例における４倍高速撮影のタイムチ
ャートである。

【図１４】記録再生装置のブロック図である。

【符号の説明】

１ フォトダイオード ２ 垂直転送ＣＣＤ ３ 垂直駆動回路 ４ 水平転送ＣＣＤ ５ 水平駆動回路 ６ ドレイン ７ 掃きだし制御ゲート １０ 垂直拡大回路 １２ 並び替え回路 １４ 拡大回路 １７ メモリ制御回路 １８ フレームメモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−250291（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−245773（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−235485（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−250289（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−11885（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/335,5/765 H04N 5/91 - 5/956

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｍ個の光電変換素子と、該光電変換素子
   に蓄積された電荷を垂直方向に転送する垂直転送ＣＣＤ
   と、該垂直転送ＣＣＤにより転送された電荷のうち１ラ
   イン分の電荷を１水平走査期間に水平方向に転送するＬ
   本（Ｌは１以上の整数）の水平転送ＣＣＤと、該水平転
   送ＣＣＤに平行に配置され、前記水平転送ＣＣＤから制
   御ゲートを介して不要電荷を掃き出すドレインとを設け
   てなる固体撮像素子と、前記垂直転送ＣＣＤに読み出し
   パルスを供給して前記光電変換素子に蓄積された電荷を
   前記垂直転送ＣＣＤに読み出し、また水平ブランキング
   期間に垂直転送パルスを供給し、１ライン分の電荷を前
   記水平転送ＣＣＤに転送する垂直駆動回路と、前記水平
   転送ＣＣＤに転送された電荷を水平転送クロックで転送
   する水平駆動回路と、前記水平転送ＣＣＤから転送され
   た電荷をカメラ処理し、同期信号が付加される信号処理
   回路と、を有し、前記垂直駆動回路が前記垂直転送ＣＣ
   Ｄに前記読み出しパルスを１フィールドに１回供給し、
   前記光電変換素子の電荷を読み出す通常モードと、前記
   垂直駆動回路が前記垂直転送ＣＣＤに前記読み出しパル
   スを１フィールドにＮ回供給し、前記光電変換素子の電
   荷を読み出す高速撮影モードと、を実行できるものにお
   いて、前記高速撮影モードでは、前記垂直駆動回路は、
   １水平ブランキング期間毎に前記垂直転送ＣＣＤへＮ個
   の垂直転送パルスを供給してＮライン分の電荷を前記水
   平転送ＣＣＤへ転送し、また前記水平駆動回路は、前記
   転送された電荷のうち１ライン分の電荷を前記カメラ処
   理回路へ転送するとともに（Ｎ−１）ライン分の電荷を
   前記制御ゲートに不要電荷掃き出しパルスを供給して、
   前記ドレインへ掃き出す高速撮影装置と、 該高速撮像装置から出力される、１フィールドにＮ画面
   分 の映像信号を記録媒体に記録する記録手段と、 前記記録媒体を記録時の１／Ｎの速度で駆動する駆動手
   段と、 前記記録媒体から１／Ｎ倍のスローモーション画像を再
   生する再生手段と、を備える記録再生装置。