撮像デバイス技術

超高速度撮像技術

 超高速度撮像技術は、人間の目に見えない一瞬の現象をとらえ、スローモーション映像として可視化する技術です。
 
【特  長】
 ・最高で1秒間に200 万枚の高速度撮影が可能です。
 ・撮影速度によらず常に30 万画素のカラー映像を取得できます。
 ・感度が高いため従来不可欠であった強い照明を軽減することができます。

【利用分野】
 ・スポーツ番組、自然科学番組、教育番組などの番組制作
 ・学術、科学計測など高速現象の解析

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図 超高速度撮影技術


【技術解説】
 超高速度撮像技術は、肉眼でははっきり見ることのできない動きの速い現象をスローモーション映像として再現する技術で、放送分野をはじめとして学術や計測の分野でも盛んに利用されています。一般的な高速度撮影には、高速での撮影が可能CMOS(Complementary
Metal Oxide Semiconductor)撮像デバイスを用いた高速度カメラが用いられていますが、撮像デバイスの各画素で発生した信号を撮像デバイス外部にすべて読み出し終えるまでは次の信号を読み出すことができないため、撮影速度が速くなると信号を読み出すことのできる画素数が減少し、解像度が低下するという問題がありました。また、撮影速度が速くなると撮像デバイスに入射する光の量が減少するため、映像が暗くなるという課題がありました。

(1)超高速度CCD とそれを用いた超高速度カメラ
 上記の課題を解決するため、各画素にメモリーを備えた特殊な超高速度CCD を開発し、解像度の低下がなく最高1秒間に200 万枚の画像を撮影できる30 万画素の超高速度カラーカメラを開発しました。またこのカメラは、各画素の光を受けるフォトダイオードの面積を大きくすることで、通常の高速度カメラに比べて約10 倍の高感度を実現しています。

(2)超高速度カメラを用いた超高速度撮影技術
 超高速度カメラは、一瞬の現象を確実にとらえるために撮影する現象とのタイミングの調整など特殊な超高速度撮影技術を必要とします。NHK では、音、光や電磁波などを使った撮影タイミングの調整技術を構築し、数多くの超高速度現象をとらえ放送番組に活用しています。

【提供可能な技術】
 ・超高速度CCD とそれを用いたカメラの設計、駆動に関する技術
 ・超高速度CCD の映像化技術
 ・超高速度カメラを用いた特殊撮影技術

【関連特許】
 ・特許第5357807 号 撮影速度決定装置
(上記のリンクは開放特許DBにリンクしており、NHKエンジニアリングシステムのWebサイトから離れます)


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