JPH0865690A

JPH0865690A - カラー静止画像撮影装置

Info

Publication number: JPH0865690A
Application number: JP6224059A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Ichikawa; 哲雄市川
Original assignee: Sony Tektronix Corp
Current assignee: Tektronix Japan Ltd
Priority date: 1994-08-24
Filing date: 1994-08-24
Publication date: 1996-03-08

Abstract

(57)【要約】【目的】モノクロ・ビデオ・カメラの前にフィルタを
設けることなく、単一のモノクロ・ビデオ・カメラを用
いて静止対象物のカラー・ビデオ信号を発生する。【構成】光源１０が順次発光する赤、青及び緑の光に
より撮影対象物２２を照明し、この対象物をモノクロ・
ビデオ・カメラ１４で撮影する。取込み合成回路１６
は、光源が赤、青及び緑の光を発光した際のビデオ・カ
メラの出力ビデオ信号を順次取り込み、合成してカラー
・ビデオ信号とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１台のモノクロ・ビデ
オ・カメラを用いて、静止画のカラー・ビデオ信号を発
生するカラー静止画像撮影装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】カラー画像の撮影には、一般にカラー・
ビデオ・カメラが用いられている。カラー・ビデオ・カ
メラには、１個の撮像素子（例えば、ＣＣＤ）を赤、青
及び緑の３原色光に共通に用いる単板式と、３原色光の
夫々に専用の撮像素子を用いる３板式とがある。単板式
は、構成が簡単で安価であるという利点があるが、解像
度を高くするのが困難であるという欠点がある。一方、
３板式は、解像度が高いが、取り付け精度が高く構造が
複雑なために、高価であると共に、３個の撮像素子の特
性を一致させたりする調整が面倒であるという欠点があ
る。

【０００３】印刷などのためにビデオ・カメラにより入
力する画像は、静止画であるが、高解像度が要求され
る。そこで、モノクロ・ビデオ・カメラを用いて、カラ
ー静止画像を撮影することが従来から行われている。こ
の場合、モノクロ・ビデオ・カメラのレンズの前に、
赤、青及び緑の３原色のカラー・フィルタを順次配置
し、カラー画像の赤成分、青成分及び緑成分を順次撮影
し、撮影した３つのモノクロ・ビデオ信号を合成して、
カラー・ビデオ信号とする。なお、カラー画像の赤成
分、青成分及び緑成分の撮影時点はずれてしまうが、撮
影対象が静止画のため、時間経過に伴う画像変化がない
ので、撮影時点のずれには問題がない。一方、単一のモ
ノクロ・ビデオ・カメラでよいため、構成が簡単になり
安価となると共に、解像度は３板式と同様に高くなる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来のモノクロ・ビデ
オ・カメラを用いたカラー静止画像撮影装置では、赤、
青及び緑の３種類のカラー・フィルタが円板に取り付け
られ、この円板をステップ・モータで回転させて、カラ
ー・フィルタを切り替えていた。即ち、モノクロ・ビデ
オ・カメラの前で、機械的にフィルタを切り替えるため
に、この切り替えの際に振動が発生し、ビデオ・カメラ
の配置に影響を及ぼすことがある。よって、撮影対象物
とビデオ・カメラとの相対位置は、時間経過に伴って変
動する可能性があった。この場合、静止画であってもビ
デオ・カメラと撮影対象物との相対位置の変動により、
色ずれが生じる。これは、解像度が高いほど、影響が大
きい。

【０００５】また、モノクロ・ビデオ・カメラの前に、
電子フィルタを設け、この電子フィルタの特性を電気的
に変化させて、振動の影響を除く方法も、本願出願人は
検討中である。しかし、この方法の場合、電子フィルタ
が、赤、青及び緑の光を通過させるときの透過率が等し
くなく、電子フィルタの各光成分に対する光透過率に応
じて、ビデオ・カメラの出力ビデオ信号を補正しなけれ
ばならなかった。

【０００６】したがって、本発明の目的は、モノクロ・
ビデオ・カメラの前にフィルタを設けることなく、単一
のモノクロ・ビデオ・カメラを用いて静止対象物のカラ
ー・ビデオ信号を発生できるカラー静止画像撮影装置の
提供にある。本発明の他の目的は、光の３原色の各々に
対してモノクロ・ビデオ・カメラの出力ビデオ信号レベ
ルを補正する必要のないカラー静止画像撮影装置の提供
にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明のカラー静止画像
撮像装置は、モノクロ・ビデオ・カメラと、赤、青及び
緑の光を発光する光源と、この光源から赤、青及び緑の
光を順次発光するように制御する制御回路と、光源が
赤、青及び緑の光を発光した際のビデオ・カメラの出力
ビデオ信号を順次取り込み、合成してカラー・ビデオ信
号とする取込み合成回路とを具えている。モノクロ・ビ
デオ・カメラの前には、フィルタが設けられていないの
で、フィルタの機械的切り替えに伴う振動がビデオ・カ
メラに影響することがない。また、光源の発光する赤、
青及び緑の光の強度を等しくするのは、発光素子の発光
強度の調整により容易に達成できる。

【０００８】

【実施例】以下、添付図を参照して、本発明の実施例を
説明する。図１は、本発明のブロック図である。光源で
あるストロボ１０は、ストロボ制御回路１２からの制御
に応じて、輝度のほぼ等しい赤（Ｒ）、青（Ｂ）及び緑
（Ｇ）の光を順次発光する。この光は、撮影対象物２２
を照明する。また、モノクロ・ビデオ・カメラ１４は、
レンズを介して撮影対象２２を撮影する。画像取込み／
合成回路１６は、撮影スイッチ２０がオンされる度に、
ストロボ制御回路１２にストロボ１０を発光させると共
に、モノクロ・ビデオ・カメラ１４からのビデオ信号を
取り込み、赤、青及び緑の光が発光した際の３つのモノ
クロ・ビデオ信号を合成して、プリンタなどの利用回路
１８に出力する。なお、光源（ストロボ）１０、ビデオ
・カメラ１４及び撮影対象物２２を、閉ざされた暗室内
に配置するのが好ましいが、強い外光が入射しない部屋
でもよい。

【０００９】図１の実施例の動作を更に説明する。ま
ず、操作者がスイッチ２０をオンにすると、発光指示信
号が画像取込み／合成回路１６からストロボ制御回路１
２に供給され、赤の光を発光する。すると、赤の光が対
処物２２に照射され、対象物２２の赤色の部分のみが、
この赤の光を反射する。モノクロ・ビデオ・カメラ１４
は、対象物２２が反射した光を撮影するので、この対象
物の赤色の部分に対応するモノクロ・ビデオ信号を発生
する。画像取込み／合成回路１６は、スイッチ２０がオ
ンになった時点、即ち、ビデオ・カメラ１４が出力する
対象物の赤色の部分のモノクロ・ビデオ信号を取込み、
赤色メモリに蓄積する。

【００１０】操作者がスイッチ２０を再びオンにする
と、発光指示信号が画像取込み／合成回路１６からスト
ロボ制御回路１２に供給され、青の光を発光する。この
発光により対象物２２の青色の部分のみが、この青の光
を反射する。モノクロ・ビデオ・カメラ１４は、対象物
２２の青色の部分に対応するモノクロ・ビデオ信号を発
生し、画像取込み／合成回路１６は、この青色の部分の
モノクロ・ビデオ信号を取込み、青色メモリに蓄積す
る。同様に、操作者がスイッチ２０を３回目のオンにす
ると、画像取込み／合成回路１６からストロボ制御回路
１２への発光指示信号に応じて、ストロボ１０は緑の光
を発光する。モノクロ・ビデオ・カメラ１４は、対象物
２２の緑色の部分に対応するモノクロ・ビデオ信号を発
生し、画像取込み／合成回路１６は、この緑色の部分の
モノクロ・ビデオ信号を取込み、緑色メモリに蓄積す
る。

【００１１】画像取込み／合成回路１６は、光の３原色
に対応するビデオ信号を赤、青及び緑のメモリに取り込
むと、各メモリに蓄積されたビデオ信号を同時に読み出
して合成することにより、カラー・ビデオ信号を発生す
る。画像取込み／合成回路１６が３原色の各々のビデオ
信号を取り込む時点は夫々異なるが、撮影対象物２２が
静止しているので、この時間の相違は問題がない。合成
されたカラー・ビデオ信号は、利用回路１８に供給され
て、利用回路の目的に応じて処理される。一例として
は、利用回路１８が、カラー・ビデオ・プリンタであ
り、対象物２２のカラー画像プリント・アウトが得られ
る。なお、スイッチ２０を１回オンにすると、赤、青及
び緑の光が順次自動的に発光して、夫々を画像取込み／
合成回路１６が順次自動的に取り込むようにしてもよ
い。

【００１２】図２は、光源１０の第１具体例を示す図で
ある。この具体例では、ダイクロイック・プリズムを用
いている。発光素子である同一のストロボ２００、２０
２及び２０４を、プリズム２０６、２０８及び２１０の
１つの面に夫々対向して配置する。なお、ストロボ２０
０、２０２及び２０４の各々は、赤、青及び緑の光を含
む白色光である。また、プリズム２０６及び２１０は３
角プリズムであり、プリズム２０８は４角プリズムであ
り、図示のように配置する。赤反射ダイクロイック膜２
１２をプリズム２０８及び２１０の接触面に設け、青反
射ダイクロイック膜２１４をプリズム２０６のプリズム
２１０側に設ける。また、光を全反射させるために、プ
リズム２０６及び２１０の間に微小間隔のエア・ギャッ
プを設けている。

【００１３】ストロボ２００が発光すると、その光は、
プリズム２０６の右上がり傾斜面を通過し、垂直面で全
反射し、右下がり傾斜面での青反射ダイクロイック膜２
１４で青の光のみが反射して、外部に出力する。また、
ストロボ２０２が発光すると、その光は、プリズム２０
８の垂直面を通過し、赤反射ダイクロイック膜２１２
で、赤成分のみが反射して、残りの青及び緑成分がこの
赤反射ダイクロイック膜２１２を通過する。さらに、青
反射ダイクロイック膜２１４で青成分が反射されて、緑
成分のみが外部に出力する。さらに、ストロボ２０４が
発光すると、その光はプリズム２１０の水平面を通過し
て、エア・ギャップで全反射し、赤反射ダイクロイック
膜２１２で赤成分のみが反射して、プリズム２１０及び
２０６を通過して外部に出力する。よって、ストロボ２
００により青の光の発生を制御し、ストロボ２０２によ
り緑の光の発生を制御し、ストロボ２０４により赤の光
の発生を制御する。

【００１４】ところで、ダイクロイック膜２１２及び２
１４のみによる色分解では、この色分解が不完全な場
合、トリミング・フィルタを用いると、色分解を改善で
きる。この場合、青色用トリミング・フィルタ２１６を
ストロボ２００及びプリズム２０６の間に設け、緑用ト
リミング・フィルタ２１８をストロボ２０２及びプリズ
ム２０８の間に設け、赤用トリミング・フィルタ２２０
をストロボ２０４及びプリズム２１０の間に設ける。こ
れらトリミング・フィルタは、各色の分光特性を整える
作用があり、その出力光に対する特性は、図３に示すよ
うになる。この図３の特性図からも判る如く、各ストロ
ボの発光による出力する各色の光の特性が確実に分離し
ているので、青（Ｂ）、緑（Ｇ）及び赤（Ｒ）の色分け
が鮮明になり、画像の色彩の鮮明度を強調することがで
きる。よって、画像取込み／合成回路１６からのカラー
・ビデオ信号の色特性も、色分けが鮮明になる。

【００１５】図４は、光源の第２具体例を示す。この具
体例では、光源として、単一のストロボ１０Ａと、電子
フィルタとしての液晶シャッタ１０Ｂとを用いる。よっ
て、制御回路１２は、ストロボ１０Ａの発光と、液晶シ
ャッタ１０Ｂの特性を制御する。すなわち、電子フィル
タ１０Ｂを、赤色フィルタ、青色フィルタ及び緑色フィ
ルタとして使用する。この場合、電子フィルタ１０Ｂの
特性を変更した後に、ストロボ１０Ａを発光させる。ま
た、電子フィルタ１０Ｂの透過特性が、色により異なる
場合、透過特性に応じて、ストロボの供給電圧を調整し
て、ストロボの発光輝度を制御すればよい。

【００１６】次に、電子フィルタ１０Ｂの詳細を説明す
る。図５は、電子フィルタの分解斜視図である。この電
子フィルタは、図の左側からストロボ１０Ａの光が入射
し、偏光フィルタ４２、可変光学遅延器である液晶セル
５４、偏光フィルタ８２、可変光学遅延器である液晶セ
ル５６及び偏光フィルタ４４がこの順に配置されてい
る。偏光フィルタ４２は、赤、緑及び青の光を透過させ
る垂直偏光軸と、青の光を透過させる水平偏光軸４８を
有する。偏光フィルタ８２は、緑の光を透過させる垂直
偏光軸８４と、赤、青及び緑の光を透過させる水平偏光
軸８６を有する。偏光フィルタ４４は、赤の光を透過さ
せる垂直偏光軸５０と、赤、青及び緑の光を透過させる
水平偏光軸５２を有する。

【００１７】液晶セル５４の光伝達面６４及び６６上へ
の光軸の投影６２は、液晶セル５６の光伝達面７０及び
７２上への光軸の投影６８と直交し、これら投影が偏光
フィルタ４２、８２及び４４の各偏光軸に対して４５度
の角度になるように配置されている。液晶セル５４及び
５６は、信号線５８及び６０を介しての液晶制御回路２
４又は３６からの制御電圧に応じて、「オン」光学遅延
状態及び「オフ」光学遅延状態になる。オン光学遅延状
態では、入射光の偏光面を回転せずにそのまま通過させ
る。また、オフ光学遅延状態では、入射光の偏光面を９
０度回転させて通過させる。

【００１８】電子フィルタが第１状態の場合、制御回路
１２は、液晶セル５４及び５６を共にオン光学遅延状態
にし、入射光の偏光の向きを変えない。よって、偏光フ
ィルタ４２の垂直偏光軸４６及び水平偏光軸４８に付随
する光線は、夫々垂直及び水平方向に偏光され、液晶セ
ル５４及び５６の通過時には偏光の向きが変化しない。
したがって、赤Ｒ、緑Ｇ及び青Ｂの光線は、偏光フィル
タ４２、８２及び４４の垂直偏光軸の総てを通過しない
ので、偏光フィルタ４４の垂直偏光軸５０からは、光が
出力しない。しかし、青Ｂの光線が、偏光フィルタ４
２、８２及び４４の水平偏光軸を通過して、出力され
る。すなわち、この状態で、電子フィルタ１４は、青の
光を通過させる。

【００１９】電子フィルタが第２状態の場合、制御回路
１２は、液晶セル５４をオン光学遅延状態にし、液晶セ
ル５６をオフ光学遅延状態にする。よって、液晶セル５
４は、入射光の偏光の向きを変えないが、液層セル５６
は、入射光の偏光の向きを出力方向に向かって時計方向
に９０度変える。偏光フィルタ４８の垂直偏光軸４６に
付随する赤、緑及び青の光線は、液晶セル５４をそのま
ま通過し、偏光フィルタ８２の垂直偏光軸８４で、赤及
び青の光線が通過を阻止され、緑の光線のみが通過す
る。そして、この緑の光線は、液晶セル７２で９０度偏
光方向が変わり、偏光フィルタ４４の水平偏光軸５２を
通過する。一方、偏光フィルタ４２の水平偏光軸４８を
通過した青の光線は、偏光フィルタ８２の水平偏光軸８
６を通過するが、液層セル５６で偏光方向が９０度変化
した後、偏光フィルタ４４の垂直偏光軸５０でその通過
を阻止される。すなわち、この状態で、電子フィルタ１
４は、緑の光を通過させる。

【００２０】電子フィルタが第３状態の場合、電子フィ
ルタ制御回路１９は、液晶セル５４及び５６をオフ光学
遅延状態にする。よって、液晶セル５４及び５６は、入
射光の偏光の向きを出力方向に向かって時計方向に９０
度変える。偏光フィルタ４８の垂直偏光軸４６に付随す
る赤、緑及び青の光線は、液晶セル５４により偏光方向
が９０度変化し、偏光フィルタ８２の水平偏光軸８６
で、赤、緑及び青の光線がそのまま通過する。そして、
これら光線は、液晶セル７２で再び９０度偏光方向が変
わり、偏光フィルタ４４の垂直偏光軸５０により赤の光
線のみが通過する。一方、偏光フィルタ４２の水平偏光
軸４８を通過した青の光線は、液晶セル５４でその偏光
方向が９０度変化することにより、垂直偏光軸４２を通
過できない。すなわち、この状態で、電子フィルタ１４
は、赤の光を通過させる。

【００２１】図６は、液晶セル５４及び５６を厚さ方向
に拡大した断面図である。図５との関係では、図５で縦
の液晶セルが、図６で横になっている。ネマチック液晶
物質１０６は、透明電極構体１００、１０２と、スペー
サ１１４の間に挟まれる。各電極構体は、ガラス１０
８、ディレクタ配向フィルム層１１２及び導電層１１０
から構成される。導電層１１０は、導線１１３を介し
て、液晶制御回路２４又は３６からの制御電圧を受け
る。

【００２２】図７は、図６に示す液晶セルの導電層１１
０間に電位差を与えて、交番電界を加え、オン光学遅延
状態にした場合の説明図である。交番電界Ｅにより、正
の異方性である液晶物質１０６内の大多数の面非接触デ
ィレクタ１２０は、電極構体の表面に直角である電気力
線の方向１２１に沿ってほぼその端部を連ねて整列す
る。よって、液晶セルを通過する光がそのまま通過す
る。図８は、図６に示す液晶セル５４の導電層１１０間
の電位差を除去した場合の説明図である。面非接触ディ
レクタ１２０が図示のような方向になるため、液晶セル
を通過する光が９０度回転する。このように動作する液
晶はπ型液晶セルと呼ばれている。π型液晶セルでは、
中心分子にトルクが働かないために、高速応答（２ｍｓ
以下）が可能である。

【００２３】図９は、光源１０の第３具体例を示す。ス
トロボ１０Ａの全面に、回転板１０Ｃを設け、この回転
円板１０Ｃに赤、青及び緑のフィルタを設置する。よっ
て、回転板１０Ｃを回転させることにより、赤、青及び
緑のフィルタを順次選択できる。回転板１０Ｃの回転
は、ギア１０Ｄを介してステップ・モータ１０Ｅにより
制御する。また、ストロボ１０Ａの発光及びモータ１０
Ｅの回転は、ストロボ／モータ制御回路１２により制御
する。この場合も、フィルタの透過特性が異なる場合
は、ストロボの発光強度を調整して、各出力光の強度を
一定にできる。この場合、回転板１０Ｃの色フィルタの
切り替えの際の回転により光源１０が振動し、よって、
発する光と撮影対象物との相対的な位置がわずかに変動
することになるが、カメラが振動する場合と比較して撮
影画像に対する色ずれ等の影響がほとんどないことに注
意されたい。

【００２４】図１０は、図９における色フィルタ１１の
１実施例を示す。ここでは、各色のフィルタを通過する
光量の調整について説明する。この図では、色フィルタ
の一部を拡大して示している。拡大部１１ａ及び１１ｂ
に夫々示すように、点状又は網状模様を不透明な塗料又
はインク等で色フィルタ１１に印刷することにより、フ
ィルタを透過する光量を調整できる。即ち、印刷による
光の不透過面積によって、通過する光量を調整する。ま
た、拡大部１１ｃに示すように点及び網目模様を組み合
わせて使用しても良い。これら模様の印刷は、インクジ
ェット・プリンタや電子写真（コピー）等で容易に行え
る。この処理を赤、青及び緑のフィルタの夫々に、夫々
の対応する光の透過量を考慮して施す。例えば、パソコ
ンとインクジェット・プリンタと組み合わせれば、所望
の透過量に応じた模様を印刷し、各色毎の透過量を変更
できる。さらに赤、青及び緑のフィルタに模様を印刷せ
ず、別に用意した透明シートに模様を印刷し、これを各
色のフィルタに重ねて使用することにより、赤、青及び
緑のフィルタを通過する光の透過量を調整しても良い。
この場合、種々の光透過量を有する透明シートを複数用
意しておけば、必要に応じて各色の光の透過量をすばや
く変更できる。

【００２５】上述は、本発明の好適な実施例について説
明したが、本発明の要旨を逸脱することなく種々の変形
及び変更が可能である。例えば、画像取込み／合成回路
１６は、アップル社製マッキントッシュ（商標）パソコ
ンでもよい。この場合、取込んだデータを種々編集でき
る。モノクロ・ビデオ１４は、撮像素子としてＣＣＤ以
外に撮像管を使用したものでもよい。また、ビデオ・カ
メラは、モノクロとしているが、カラーのビデオ・カメ
ラをモノクロ・モードで使用しても良い。

【００２６】

【発明の効果】上述の如く、本発明によれば、モノクロ
・ビデオ・カメラの前にフィルタを設けることなく、単
一のモノクロ・ビデオ・カメラを用いて静止対象物のカ
ラー・ビデオ信号を発生できる。また、光の３原色の各
々に対してモノクロ・ビデオ・カメラの出力ビデオ信号
レベルを補正する必要がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施例のブロック図である。

【図２】本発明に用いる光源の一例を示す図である。

【図３】図２の光源の特性を示す図である。

【図４】本発明に用いる光源の他の例を示す図である。

【図５】図４の光源に用いる電子フィルタの説明図であ
る。

【図６】図５の電子フィルタに用いる液晶セルの説明図
である。

【図７】図６の液晶セルの動作を説明する図である。

【図８】図６の液晶セルの動作を説明する図である。

【図９】本発明に用いる光源の更に他の例を示す図であ
る。

【図１０】図９における色フィルタ及びその部分拡大図
である。

【符号の説明】

１０光源１２制御回路１４モノクロ・ビデオ・カメラ１６取込み／合成回路１８利用回路２０スイッチ２２撮影対象

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】モノクロ・ビデオ・カメラと、赤、青及び緑の光を発光する光源と、該光源から赤、青及び緑の光を順次発光するように制御
する制御回路と、上記光源が赤、青及び緑の光を発光した際の上記ビデオ
・カメラの出力ビデオ信号を順次取り込み、合成してカ
ラー・ビデオ信号とする取込み合成回路とを具えたカラ
ー静止画像撮影装置。
【請求項２】上記光源は、第１、第２及び第３発光素子と、該第１、第２及び第３発光素子からの光を受け、第１及
び第２の光を反射するダイクロイック膜により上記第
１、第２及び第３発光素子からの光から第１、第２及び
第３の色の光を抽出し、プリズムにより上記第１、第２
及び第３の光の光路を一致させるダイクロイック・プリ
ズムとを有することを特徴とする請求項１のカラー静止
画像撮影装置。
【請求項３】上記ダイクロイック・プリズムは、赤用
トリミング・フィルタ、青用トリミング・フィルタ及び
緑用トリミング・フィルタを有することを特徴とする請
求項２のカラー静止画像撮像装置。
【請求項４】上記光源は、発光素子と、該発光素子からの光を受ける偏光フィルタ及び液晶セル
を有し、上記光源からの光から青、赤及び緑の光を順次
通過させる電子フィルタと、を有することを特徴とする請求項１のカラー静止画像撮
影装置。
【請求項５】上記電子フィルタは、第１、第２及び第３色の光を選択する第１軸及び第３色
の光を選択し上記第１軸と直角の第２軸を有する第１偏
光フィルタと、選択的に９０度の偏光を行う第１液晶セルと、上記第２色の光を選択する第１軸及び上記第１、第２及
び第３色の光を選択し上記第１軸と直角の第２軸を有す
る第２偏光フィルタと、選択的に９０度の偏光を行う第２液晶セルと、上記第１色の光を選択する第１軸及び上記第１、第２及
び第３色の光を選択し上記第１軸と直角の第２軸を有す
る第３偏光フィルタとが順次配置されたことを特徴とす
る請求項４のカラー静止画像撮影装置。
【請求項６】上記光源は、発光素子と、該発光素子からの光を受け、赤、青及び緑のフィルタを
有する回転板とを含むことを特徴とする請求項１のカラ
ー静止画像撮影装置。