JP4983729B2 - 撮影装置 - Google Patents

Description

本発明は、ビデオカメラ等のカメラ機を複数台備え、その複数台のカメラ機を同期させて被写体を撮影する撮影装置に関する。本発明は、特に、破裂、爆発、燃焼、衝突、放電、或いは物体の高速移動といった通常のカメラ機では捉えることが困難な高速の現象を撮影するカメラ機を用いた撮像装置に有用である。

例えば爆発、破壊、燃焼、衝突、放電などといった高速の現象を連続的に撮影するために、専用のビデオカメラが従来より開発されている（例えば非特許文献１など）。この高速撮影装置では、最高で１００万フレーム／秒のきわめて高速度の撮影が可能となっている。従来の一般的なＣＣＤ型やＣＭＯＳ型の撮像素子では、このような高速度での撮影には対応し得ない。そのため、上記高速ビデオカメラには、画素周辺記録型撮像素子（ＩＳ−ＣＣＤ＝image storage-CCD）と呼ばれる特殊な構造の撮像素子が利用されている。

この撮像素子は、光電変換部である各フォトダイオード毎にそれぞれ記録フレーム数（例えば１００フレーム程度）分の垂直転送を兼ねた蓄積用ＣＣＤを備え、撮影中にはフォトダイオードで光電変換された信号電荷を蓄積用ＣＣＤに順次転送し、撮影終了後に蓄積用ＣＣＤに記憶してある記録フレーム数分の信号電荷を順番に水平転送用ＣＣＤを通して読み出すことによって、画素信号を取得する。撮影中に記録フレーム数分を越えた信号電荷は廃棄され、常に最新の記録フレーム数分の信号電荷が蓄積用ＣＣＤに保持されるようにしているため、撮影終了時に蓄積用ＣＣＤでの信号転送を中止すれば、その時点から時間的に記録フレーム数分だけ遡った時点からの最新の所定フレーム数分の画像が得られることになる。

上記のような高速の現象を的確に捉えるために、複数台のビデオカメラ機を同期させた撮影を行いたいという要望がある。例えば、同一の被写体を異なる方向から撮影したり、連動した複数の被写体を同時に撮影したり、或いは、被写体の光学像を取り込むレンズに波長特性の相違する色フィルタを装着した複数台のビデオカメラ機を同期させて高速撮影を行うことにより、被写体を異なる波長の光によって同時に撮影したりする、といった様々な撮影手法が考えられる。こうした同期的な撮影を行うために、従来、特許文献１に記載の撮影装置が知られている。

図３は特許文献１に記載の撮影装置の概略構成を示すブロック図である。この撮影装置は、第１〜第３なる３台のカメラ機１Ａ〜１Ｃと、カメラ制御器２と、１台の同期撮影タイミング制御器３と、を備える。また、カメラ機１Ａ〜１Ｃとカメラ制御器２とを相互に接続するために信号ケーブル４ａ〜４ｃを、カメラ機１Ａ〜１Ｃと同期撮影タイミング制御器３とを相互に接続するために信号ケーブル５ａ〜５ｃを備え、そのほかに信号ケーブル６ａ、６ｂを備える。３台のカメラ機１Ａ〜１Ｃは同一構成を有する高速ビデオカメラ機である。カメラ制御器２は各カメラ機１Ａ〜１Ｃの撮影枚数や撮影間隔（撮影速度）或いは露光時間（シャッタ速度）や同期撮影等の撮影態様、さらには照明条件等の各種の撮影条件が撮影者等による入力操作等によって設定できるように構成されており、カメラ制御器２の側で設定された撮影条件は信号ケーブル４ａ〜４ｃ経由でそれぞれ対応する各カメラ機１Ａ〜１Ｃの側へ送られてセットされる。

同期撮影タイミング制御器３は２台以上のカメラ機で同期撮影を行う際に使われるものであり、画像１枚分の撮像を行う時の一連の撮影シーケンスを司る外部クロック信号、及び、撮影シーケンスに一旦スタートステートに戻るリセットをかける外部リセット信号と、各カメラ機による撮影を開始させる外部トリガ信号を各カメラ機１Ａ〜１Ｃに供給するように構成されている。同期撮影タイミング制御器３から信号ケーブル５ａ〜５ｃ経由で各カメラ機１Ａ〜１Ｃへそれぞれ各種信号が送られる。なお、信号ケーブル５ａ〜５ｃは長さが３本共すべて略同一の長さとされる。

３台の各カメラ機１Ａ〜１Ｃによる同期撮影の態様（同時並行撮影、リレー交替撮影、逐次交替撮影など）も撮影条件の１つであり、これがカメラ制御器２に設定されると、同期撮影の態様に応じて決定された同期撮影条件も信号ケーブル４ａ〜４ｃ経由でそれぞれ対応する各カメラ機１Ａ〜１Ｃの側へ送られるとともに、信号ケーブル６ｂ経由で同期撮影タイミング制御器３へと送られてセットされる。撮影開始のトリガとなる外部トリガ信号が同期撮影タイミング制御器３に入力されると、同期撮影タイミング制御器３は、セットされた同期撮影条件に従って外部クロック信号、外部リセット信号、外部トリガ信号を生成し、各カメラ機１Ａ〜１Ｃにそれら信号を供給する。全てのカメラ機１Ａ〜１Ｃを使用した同時並行同期撮影の場合には、各カメラ機１Ａ〜１Ｃに供給される同一種類の信号の間で時間差はない。つまり、それぞれ全く同じ外部クロック信号、外部リセット信号、及び外部トリガ信号が、同期撮影タイミング制御器３から各カメラ機１Ａ〜１Ｃへと供給される。

これにより、各カメラ機１Ａ〜１Ｃでは、同じタイミングで１フレーム分の撮像を行う動作を繰り返す一連の撮影シーケンスが開始され、また同じタイミングで撮影シーケンスがリセットされる。その結果、撮影シーケンスの進行状況が揃うので、３台のカメラ機１Ａ〜１Ｃでの同時並行撮影を達成することができる。

特開２００４−２６６４５８号公報 近藤ほか５名、「高速度ビデオカメラHyperVision HPV-1の開発」、島津評論、島津評論編集部、２００５年９月３０日発行、第６２巻、第１・２号、ｐ．７９−８６

しかしながら、上記従来の撮影装置では、同期撮影を行うために、複数台のカメラ機とは別に同期撮影タイミング制御器を設ける必要があるため、該制御器を配置するスペースが余分に必要であり、コストも高くなる。また、基本的に、同期撮影タイミング制御器と各カメラ機とを接続する信号ケーブルの長さをできるだけ揃えることが要求されるため、各カメラ機の配置が制約を受ける場合がある。

本発明はこうした課題に鑑みて成されたものであり、複数台のカメラ機で同期撮影を行う撮影装置において、省スペース化及びコストの低廉化を図るとともに、各カメラ機の配置の自由度を増すことを目的としている。

上記課題を解決するために成された本発明は、被写体の光学像を取り込んで光電変換し撮影画像用の電気信号として出力する撮像手段をそれぞれが具備する複数台のカメラ機を用いて同期撮影を行う撮影装置において、
複数台のカメラ機のうちの１台がマスター機であり、他が前記マスター機とそれぞれ信号線路で接続されたスレーブ機であって、
前記マスター機は、
当該マスター機と１乃至複数のスレーブ機に対しそれぞれ、それら全てが同期的な撮影動作を実行するように制御信号を生成する同期撮影タイミング制御手段と、
前記同期撮影タイミング制御手段により当該マスター機のために生成された制御信号に従って一連の撮影シーケンスで連続的な撮像を行うように撮像手段を制御する撮影制御手段と、を備え、
各スレーブ機はそれぞれ、
前記同期撮影タイミング制御手段により当該スレーブ機のために生成された制御信号に従って一連の撮影シーケンスで連続的な撮像を行うように撮像手段を制御する撮影制御手段、を備えることを特徴としている。

本発明に係る撮影装置では、複数のカメラ機のうちの１台が同期撮影タイミング制御手段を備えたマスター機であり、残りの１乃至複数のカメラ機は、マスター機から同期撮影のための制御信号（例えば外部トリガ信号、外部クロック信号、外部リセット信号など）を受け取って従動するスレーブ機である。例えば撮影開始などを指示するための外部トリガ信号はマスター機に供給され、そのときの同期撮影の態様などを含む同期撮影条件に従って、同期撮影タイミング制御手段はそのマスター機の内部で使用される制御信号と、各スレーブ機で使用される制御信号とをそれぞれ別々に生成する。

通常のビデオカメラ機程度の撮影速度（フレームレート）の場合には、信号ケーブル等の信号線路を通した信号伝送の遅延は殆ど問題とならないが、１００万フレーム／秒程度以上もの高速撮影の場合には、伝送遅延による制御信号の時間ずれが撮影の同期ずれをもたらす。この伝送遅延には２つの要素があり、１つはマスター機内部と外部のスレーブ機との間の遅延時間の相違、他の１つは複数のスレーブ機とマスター機とを接続する信号線路の長さや線路の種類の相違に起因する複数のスレーブ機間での遅延時間の相違である。

そこで、本発明に係る撮影装置の一態様において、好ましくは、
前記マスター機は、
１乃至複数のスレーブ機毎に信号線路を通した信号伝送の遅延時間を計測する遅延計測手段と、
計測された各スレーブ機に対応した遅延時間に基づいて、マスター機及び１乃至複数のスレーブ機による同期撮影を行うための補正情報を算出し、マスター機及びスレーブ機でそれぞれ使用される制御信号を前記補正情報に基づいて遅延させる補正手段と、
をさらに備える構成とするとよい。

上記遅延計測手段は、例えば、所定のパルス信号を信号線路上に送出し、信号線路の末端に接続されたスレーブ機により直接送り返されてきた返送パルス信号を受けて、パルス信号送出時点から返送パルス信号受信時点までの時間を計測し、その時間に基づいて遅延時間を算定するものとすることができる。これは信号線路の種類や形態に拘わらず、例えば有線、無線のいずれでも、利用することができる。

遅延計測手段による計測結果、又は、この計測結果に基づいて補正手段で算出された補正情報は、信号線路が交換されない限り、繰り返し使用することができる。したがって、各スレーブ機に対応して計測結果又は補正情報を不揮発性メモリに保存しておくようにすれば、遅延時間の計測を頻繁に行う必要はなくなる。一方、信号線路が交換された場合には遅延時間が変化している可能性があるから、例えば所定の操作がなされたときに遅延時間の計測を再実行し、メモリに保存し直すようにするとよい。

本発明に係る撮影装置によれば、従来、カメラ機の外部に用意する必要があった同期撮影のタイミング制御用装置を１台のカメラ機の中に取り込むようにしたので、省スペース化を図ることができるとともに、コストの低減に有利である。

またマスター機と各スレーブ機とを接続する信号線路を通した信号の伝送遅延を計測し、この時間遅延を補正するようにした構成によれば、複数のカメラ機を相互接続する複数の信号ケーブルの長さを揃える必要がなくなる。それによって、一部のカメラ機を極端に離して設置するなど、複数のカメラ機の配置の自由度が大きくなり、様々な形態の同期撮影が可能となる。また、複数本の信号ケーブルの長さを揃える必要がある場合には、最も長い信号ケーブルの長さに揃えざるをえないが、長い信号ケーブルは信号減衰・信号劣化も大きい。そのため、信号減衰等を抑えるために高価な高品質の信号ケーブルを用いることになる。これに対し、上記構成によれば、長さだけでなく信号ケーブルの種類も揃える必要がなく、比較的遅延量の大きな低廉な信号ケーブルを用いることもできる。

以下、本発明の一実施例である撮影装置について、添付の図１及び図２を参照して説明する。図２は本実施例による撮影装置の概略ブロック構成図、図１は図２中の１台のマスター機及び１台のスレーブ機の要部の構成を示す図である。図２中で既に説明した図３中の構成要素と同一のものについては同符号を付して説明を省略する。

図２に示すように、本実施例の撮影装置は、従来と同様に３台のカメラ機を備えるが、そのうちの１台をマスター機１０、他の２台を第１、第２なるスレーブ機１１Ａ、１１Ｂとする。２台のスレーブ機１１Ａ、１１Ｂは全く同一である。マスター機１０は撮影機能に関してはスレーブ機１１Ａ、１１Ｂと同じであるものの、後述するように、スレーブ機１１Ａ、１１Ｂにはない機能が付加されている。マスター機１０、スレーブ機１１Ａ、１１Ｂと、撮影条件などを設定するためのカメラ制御器２とは、従来と同様に、それぞれ信号ケーブル４ａ〜４ｃで接続されている。また、外部トリガ信号を供給するための信号ケーブル６ａはマスター機１０に接続され、マスター機１０とスレーブ機１１Ａ、１１Ｂとは、それぞれ同期用の信号ケーブル１２ａ、１２ｂで接続されている。

従来と同様に、カメラ制御器２は３台のカメラ機、つまり、マスター機１０、スレーブ機１１Ａ、１１Ｂの撮影枚数や撮影間隔（撮影速度）或いは露光時間（シャッター速度）や同期撮影の態様、さらには照明条件等の各種の撮影条件が、撮影者等による入力操作によって設定できるように構成されている。カメラ制御器２で設定された上記撮影条件は、信号ケーブル４ａ〜４ｃ経由でそれぞれ対応する各カメラ機へ送られ、そのカメラ機の内部にセットされる。

本実施例の撮影装置では、図３中の同期撮影タイミング制御器３の機能は、マスター機１０の内部に取り込まれており、図１中で、トリガ検知部２０及び同期タイミング信号生成部２１が相当する機能ブロックである。トリガ検知部２０は通常、撮影開始信号として供給される（場合によっては撮影終了信号等として供給されることもある）外部トリガ信号を検出する。また、同期タイミング信号生成部２１は、セットされた撮影条件に従って、撮像素子を駆動するための駆動回路を動作させる同期クロック信号、１フレーム毎の撮影のタイミングを同期させるための同期タイミング信号、撮影の開始などを指示する同期トリガ信号を生成する。

本実施例の撮像装置は従来の上記撮像装置と同様に、同時並行撮影、リレー交替撮影、逐次交替撮影など様々な同期撮影の態様を実行可能であるが、ここでは、複数台のカメラ機を使用した高速撮影において最も重要な同時並行撮影を行う場合について想定する。同時並行撮影の場合、３台のカメラ機１０、１１Ａ、１１Ｂは全く同じ（つまり時間ずれのない）タイミングで、且つ同じ撮影シーケンスで被写体を撮影することが理想的である。したがって、マスター機１０の内部で使用される各信号と外部のスレーブ機１１Ａ、１１Ｂで使用される同期クロック信号、同期タイミング信号、同期トリガ信号（以下、これら信号を合わせて「同期信号」と呼ぶ）は基本的に同じ信号である。

同期タイミング信号生成部２１により生成される同期信号は、遅延処理部２２を通してコネクタ３２ａ、３２ｂから信号ケーブル１２ａ、１２ｂに出力される。一方、同じ同期信号は、内部遅延処理部２３を通して撮影制御部２６に入力される。遅延処理部２２及び内部遅延処理部２３はそれぞれ遅延記憶部２５に予め保存されている遅延補正データに基づいて決まる時間遅延をもって、入力された各信号を遅延させて出力する。第１スレーブ機１１Ａに至る信号ケーブル１２ａに出力される同期信号と、第２スレーブ機１１Ｂに至る信号ケーブル１２ｂに出力される同期信号とは、それぞれ独立に遅延処理がなされるから、同一タイミングである場合もあるし、異なるタイミングである場合もある。遅延記憶部２５は電源オフ時にもその直前の記憶内容を保持するように、例えばフラッシュメモリなどの不揮発性メモリであることが望ましい。遅延計測部２４は撮影前に予め信号ケーブル１２ａ、１２ｂを通した信号伝送の遅延時間ｔをそれぞれ定量的に計測し、それに基づいて遅延補正データを作成して遅延記憶部２５に保存する。

マスター機１０は、被写体を撮影するカメラ機本来の機能として、撮影対象である被写体から到来する入射光を集光する撮像レンズ３０、光学像を電気信号に変換する撮像素子２７と、撮影された電気信号（画素信号）を処理する画像処理部２８と、処理された画像データを保存する画像記憶部２９と、撮像素子２７に入射する光を遮蔽するメカニカルなシャッタ３１と、撮影を実行するために各部を制御するべく種々の制御信号やクロック信号を供給する撮影制御部（本発明における撮影制御手段に相当）２６と、を備える。図示しないが、上記構成要素は、スレーブ機１１Ａ、１１Ｂにも内蔵されている。

撮像素子２７は前述した画素周辺記録型撮像素子（ＩＳ−ＣＣＤ）であり、二次元アレイ状に配列されたフォトダイオード等の光電変換部２７１と、各フォトダイオードに対応して設けられ、光電変換により生成された電気信号を所定フレーム数（例えば１００フレーム）分蓄積する蓄積用ＣＣＤ２７２と、蓄積用ＣＣＤ２７２に保持されている電気信号を順送りで読み出すための転送用ＣＣＤ２７３と、を含む。蓄積用ＣＣＤ２７２は垂直転送ＣＣＤの機能も持つため、蓄積用ＣＣＤ２７２と転送用ＣＣＤ２７３の一部は共通である。光電変換部２７１で得られた１フレーム分の画素信号は撮像素子２７の外部に読み出されることなく蓄積用ＣＣＤ２７２に１フレーム毎にまとめて順送りされ、撮影停止の指示がなければ１００フレームを超えた画素信号は廃棄される。したがって、撮影停止の指示が与えられて蓄積用ＣＣＤ２７２での信号の順送りを停止すると、その時点で最新の１００フレーム分の画素信号が蓄積用ＣＣＤ２７２に保持される。これを転送用ＣＣＤ２７３により順番に、通常シリアルで読み出す。但し、撮像素子２７はこれに限るものではなく、例えば１kfps程度以上の高速撮影が可能な撮像素子であればよい。

画像処理部２８はビデオアンプやＡ／Ｄ変換器等を含み、撮像素子２７から読み出されたアナログ画素信号を増幅して所定ビット数のデジタルデータに変換し、必要に応じてノイズ除去などの適宜のデータ処理を実施する。画像処理部２８により処理された画像データは所定フレーム数分の記憶領域を有する画像記憶部２９に格納され、図示しない出力端子を通して外部へと取り出される。

次に、遅延記憶部２５に予め保存される遅延補正データを作成するための元となる遅延時間ｔの計測手順の一例について説明する。遅延時間の計測は、例えばマスター機１０に設けられた図示しない操作部で撮影者が所定の操作を行うことで実行される。この操作は、当該装置が初めて使用される場合のほかは、信号ケーブル１２ａ、１２ｂが別のものに交換される等、装置の構成が変更される際に実行されるようにすればよい。

遅延時間の計測が指示されると、同期タイミング信号生成部２１は遅延時間測定用パルスを出力する。遅延時間測定用パルスは遅延計測部２４に入力されるとともに、コネクタ３２ａ、３２ｂから信号ケーブル１２ａ、１２ｂに送出される。例えば遅延時間測定用パルスは信号ケーブル１２ａの末端にコネクタ４１を介して接続された第１スレーブ機１１Ａに入力され、すぐに折り返されて信号ケーブル１２ａの別の信号線を経てマスター機１０に戻って来る。図１には示していないが、第２スレーブ機１１Ｂについても同様である。遅延計測部２４は、遅延時間測定用パルスが出力された時点から基準クロック信号の計数を開始し、スレーブ機１１Ａから戻って来た遅延時間測定用パルスを受け取ると計数を終了して計数値を取得し、その計数値から時間差Ｔを算出する。この時間差Ｔはパルスが信号ケーブル１２ａの信号線を往復した所要時間であるから、Ｔ／２を計算してこれを遅延時間ｔとする。第２スレーブ機１１Ｂに対しても同様にして信号ケーブル１２ｂを通した遅延時間を求めることができる。

遅延計測部２４では上記例とは別の手順に従って、遅延時間を計測するようにしてもよい。即ち、遅延計測部２４は上記例と同様に、第１スレーブ機１１Ａに送信して戻って来た遅延時間測定用パルスを受ける。一方、任意の遅延量を設定し、遅延時間測定用パルスをその遅延量だけ遅延させたパルスを生成し、このパルスと戻って来た遅延時間測定用パルスとのアナログ的な差分信号を求め、その差分信号を積分して差分の大きさに応じたアナログ電圧を求める。このアナログ信号をデジタル値に変換して一時メモリに記憶する。設定する遅延量を所定範囲内に徐々に変化させながら上記のような処理を繰り返すと、設定した遅延量が遅延時間ｔの２倍に最も近い状態になったときに差分の大きさを示すデジタル値が最小になる。そこで、最小値を与える遅延量を求めることで上記時間差Ｔを取得し、これを１／２にすることで遅延時間ｔを求める。

上述のようにして２台のスレーブ機１１Ａ、１１Ｂに対する遅延時間がそれぞれ求まると、遅延計測部２４は、当該マスター機１０、各スレーブ機１１Ａ、１１Ｂについての遅延補正データを作成する。同時並行撮影を実行するには、最も遅延時間が大きなスレーブ機にマスター機１０及び他のスレーブ機の撮影タイミングを合わせる必要がある。したがって、２台のスレーブ機１１Ａ、１１Ｂに対する遅延時間ｔの大きいほうをｔ１、小さなほうをｔ２とすると、遅延時間が大きなほうのスレーブ機についての遅延補正データをゼロ、遅延時間が小さなほうのスレーブ機についての遅延補正データをｔ２、マスター機１０の遅延補正データをｔ１とすればよい。これを遅延記憶部２５に記憶しておき、実際の撮影実行時に使用する。

次に、本実施例の撮影装置における同時並行撮影の動作を説明する。操作者がカメラ制御器２で各カメラ機１０、１１Ａ、１１Ｂの撮影枚数や撮影間隔、同時並行撮影などの撮影条件を入力設定すると、これら撮影条件は信号ケーブル４ａ〜４ｃを通して各カメラ機１０、１１Ａ、１１Ｂへ送信されセットされる。カメラ制御器２から同時並行撮影の条件がマスター機１０に設定されると、同期タイミング信号生成部２１はその条件設定に応じた同期クロック信号及び同期タイミング信号を生成し出力する。同期クロック信号及び同期タイミング信号は内部遅延処理部２３を介してマスター機１０自体の撮影制御部２６へ送られると同時に、遅延処理部２２を経て２台のスレーブ機１１Ａ、１１Ｂにそれぞれ送られ、各スレーブ機１１Ａ、１１Ｂでそれぞれ撮影制御部４２に入力される。このとき、遅延処理部２２及び内部遅延処理部２３は遅延記憶部２５に記憶されている遅延補正データを用い、それぞれ同期クロック信号及び同期タイミング信号を所定時間だけ遅延させる。信号ケーブル１２ａ、１２ｂを通過する際にこれら同期信号は遅延するが、上記遅延補正データは信号ケーブル１２ａ、１２ｂによる遅延を相殺するように決められている。このため、マスター機１０及び２台のスレーブ機１１Ａ、１１Ｂの撮影制御部２６、４２に入力される時点で同期クロック信号及び同期タイミング信号の時間差（位相差）は殆どなくなる。

マスター機１０及びスレーブ機１１Ａ、１１Ｂにおいて、撮影制御部２６、４２は同期クロック信号に従って１フレームの撮像を繰り返し行う一連の撮影シーケンスの動作を実行する。さらに撮影制御部２６、４２は同期タイミング信号を受けて、例えば撮影シーケンスを一旦スタートステートに戻すようにリセットを実行する。各撮影制御部２６、４２への同期クロック信号の供給タイミングは同じであるので、同一タイミングで供給される同期タイミング信号に基づくリセット後は、全てのカメラ機における撮影シーケンスの進行状況は完全に揃った状態となる。

例えば外部のセンサによる検知信号により生成される外部トリガ信号がマスター機１０に供給され、トリガ検知部２０がこれを検知すると、同期タイミング信号生成部２１は同期トリガ信号を生成し出力する。この同期トリガ信号も内部遅延処理部２３及び遅延処理部２２で上述したようにそれぞれ遅延処理されるため、マスター機１０及びスレーブ機１１Ａ、１１Ｂにおいて、撮影制御部２６、４２は同時に同期トリガ信号を受け取る。これを受けて、撮影制御部２６、４２は撮影条件に従って、例えば１００フレームの連続撮影を実行するように撮像素子２７を制御する。即ち、マスター機１０、スレーブ機１１Ａ、１１Ｂでは同時並行的に高速撮影が進められ、同期トリガ信号が入力された時点から１００フレームの画素信号を蓄積用ＣＣＤ２７２に取り込んだ後に撮像を停止する。上述したように時間ずれのない同期クロック信号及び同期タイミング信号により撮影シーケンスの進行状況は揃えられており、同期トリガ信号も同一タイミングで供給されるため、３台のカメラ機１０、１１Ａ、１１Ｂでは全く同一のタイミングで１００フレームの画像が得られることになる。

上記例では３台のカメラ機を同期的に動作させるようにしていたが、１台のマスター機に対し任意の数のスレーブ機を接続するができる。もちろん、同期用の信号ケーブルの長さや種類が相違すると信号伝送の遅延時間が相違するため、複数のスレーブ機毎に異なる遅延時間を設定できるように遅延処理部２２が対応していることが必要である。

また、上記実施例では、同期クロック信号、同期タイミング信号、同期トリガ信号により撮影のタイミングを制御していたが、その信号の種類を任意に変更することができる。また、撮影シーケンスも適宜に変更することができる。例えば、同期トリガ信号が入力されると所定フレーム数の撮影を開始するのではなく、撮影を終了するようにしてもよい。このような撮影の態様は、従来の撮影装置で実現されている各種の態様のいずれをも採用することができる。

また、それ以外の点についても、本発明の趣旨の範囲で適宜修正、変形、追加を行っても本願特許請求の範囲に包含されることは当然である。

本発明の一実施例による撮影装置における１台のマスター機及び１台のスレーブ機の要部の構成を示す図。 本実施例による撮影装置の概略ブロック構成図。 従来の同期撮影可能な撮影装置の概略ブロック構成図。

符号の説明

１０…マスター機
１１Ａ、１１Ｂ…スレーブ機
１２ａ、１２ｂ…同期用信号ケーブル
２０…トリガ検知部
２１…同期タイミング信号生成部
２２…遅延処理部
２３…内部遅延処理部
２４…遅延計測部
２５…遅延記憶部
２６、４２…撮影制御部
２７…撮像素子
２７１…光電変換部
２７２…蓄積用ＣＣＤ
２７３…転送用ＣＣＤ
２８…画像処理部
２９…画像記憶部
３０…撮像レンズ
３１…シャッタ
３２ａ、３２ｂ…コネクタ
４１…コネクタ
２…カメラ制御器
４ａ〜４ｃ、６ａ…信号ケーブル

Claims (1)

1. 被写体の光学像を取り込んで光電変換し撮影画像用の電気信号として出力する撮像手段をそれぞれが具備し、１００万フレーム／秒以上の速度で撮影が可能な複数台のカメラ機を用いて同期撮影を行う撮影装置において、
   複数台のカメラ機のうちの１台がマスター機であり、他が前記マスター機とそれぞれ信号線路で接続されたスレーブ機であって、
   前記マスター機は、
   当該マスター機と１乃至複数のスレーブ機に対しそれぞれ、それら全てが同期的な撮影動作を実行するように制御信号を生成する同期撮影タイミング制御手段と、
   前記同期撮影タイミング制御手段により当該マスター機のために生成された制御信号に従って一連の撮影シーケンスで連続的な撮像を行うように撮像手段を制御する撮影制御手段と、
   １乃至複数のスレーブ機毎に信号線路を通した信号伝送の遅延時間を計測する遅延計測手段と、
   計測された各スレーブ機に対応した遅延時間に基づいて、マスター機及び１乃至複数のスレーブ機による同期撮影を行うための補正情報を算出し、マスター機及びスレーブ機でそれぞれ使用される制御信号を前記補正情報に基づいて遅延させる補正手段と、を備え、
   前記遅延計測手段は、所定のパルス信号を信号線路上に送出し、該信号線路の末端に接続されたスレーブ機により返送されてきた返送パルス信号を受けて、パルス信号送出時点から返送パルス信号受信時点までの時間を計測し、該時間に基づいて遅延時間を算定するものであり、
   各スレーブ機はそれぞれ、
   前記同期撮影タイミング制御手段により当該スレーブ機のために生成された制御信号に従って一連の撮影シーケンスで連続的な撮像を行うように撮像手段を制御する撮影制御手段、を備えることを特徴とする撮影装置。

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