JPH0484573A - 移動物体観察装置 - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、高速移動する物体を観察するときに用いられ
る移動物体観察装置に関する。

（従来の技術） 周知のように、ストロボスコープを使うと、移動してい
る物体の瞬間的な状態を静止画像として観察することが
できる。ストロボスコープでは、光源から送出された閃
光を被観察移動物体に向けて照射し、被観察移動物体か
らの反射光を撮像装置で撮像することによって被観察移
動物体の静止画像を得るようにしている。

ストロボスコープでは、物体の移動速度が小さいときや
、観察倍率が小さいときには、閃光時間幅内での物体の
移動量を無視できる。したがって、物体像を鮮明な静止
画像として観察できる。

しかしながら、閃光時間幅内での物体の移動量が大きい
ときや、観察倍率が大きいときには、閃光時間幅内での
物体の移動量を無視できなくなる。

したがって、このような場合には物体の移動方向に観察
像が流れる、いわゆるぼけた画像しか観察できない。

そこで、このような不具合を解消するために、閃光時間
幅を短くすることが考えられる。しかし、閃光時間幅を
短くすると、反射光量が少なくなるため、光量の大きい
強力な閃光光源を使わない限り、観察の困難な暗い画像
しか得ることができない。

（発明が解決しようとする課題） 上述の如く、従来の移動物体観察装置では、閃光時間幅
を基準にして物体の移動速度か速いときや、観察倍率を
大きくしたときには、はけた静止画像しか得られないと
言う問題があった。

そこで本発明は、強力な閃光光源等を必要とせずに、し
かも高速移動する物体の観察時や、大きな観察イ１３率
での観察時においても像の流れの影響を受けずに鮮明な
静止画像を得ることができる移動物体観察装置を提供す
ることをＬＩ的としている。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明は、光源から送出さ
れた閃光を被観察移動物体に向けて照射し、上記被観察
移動物体からの反射光を撮像装置で撮像することによっ
て上記被観察移動物体の静止画像を得るようにした移動
物体観察装置において、前記閃光の閃光時間幅内での強
度変化と前記被観察移動物体の移動速度とに基いて前記
撮像装置で得られた画像信号に含まれている像の流れ成
分を補正する画像信号補正手段を備えている。

（作　用） 今、便宜上、ｙ軸およびｙ軸からなる直交座標上におけ
る被観察移動物体の位置をＸ＋Ｙとし、時間をｔとし、
被観察移動物体のＸ軸方向およびＸ軸方向の移動速度を
それぞれＶｘ、Ｖｙとし、閃光の閃光時間幅内での強度
変化をｕ　（ｔ）とし、撮像装置によって得られた被観
察移動物体の流れのある“ぼけ画像“をａ　（ｘ、ｙ）
とし、閃光時間幅が非常に短かければ冑られるであろう
被観察移動物体の流れのない“鮮明画像”をｂ　（ｘ、
ｙ）とする。観察者にとって真に観察したいものは″鮮
明画像“ｂ　（ｘ、ｙ）である。都合の良いことに、こ
れらの間には次の関係がある。

ａ（Ｘ、ｙ）＝Ｊ’ｕ（ｔ）ｂ（Ｘ−ＶＸｔ、ｙ−Ｖｙ
ｔ）ｄｉ　　　、・（１）この（１）式から判るように
、Ｖｘ、Ｖｙ。

ｕ　（ｔ）が判れば、撮像装置によって得られた“はけ
画像″ａ　（ｘ、ｙ）から流れのない“鮮明画像”ｂ　
（ｘ、ｙ）を求めることができる。画像信号補正手段は
、ａ　（Ｘ、　　ｙ）　　ＶＸ％　ＶＶｓｕ　（ｔ）か
らｂ　（ｘ、ｙ）を求めている。したがって、高速移動
物体を観察する場合や、高観察倍率で観察する場合にお
いても流れのない鮮明な画像を得ることが可能となる。

（実施例） 以下、図面を参照しながら実施例を説明する。

第１図には本発明の一実施例に係る移動物体観察装置を
使って直交座標上を高速移動する物体を観察する場合の
例が示されている。

同図において、１はｘ　ｆｔｂとｙ軸からなる直交座標
上を高速移動する被観察移動物体を示している。

被観察移動物体１の図中」三方には撮像装置としてのテ
レビカメラ２が配置されており、また被観察移動物体１
の下方には被観察移動物体１のＸ軸方向およびＸ軸方向
の速度Ｖｘ、Ｖｙを検出する速度センサ３が配置されて
いる。速度センサ３の出力は後述する画像信号補正装置
８に与えられる。

なお、速度Ｖｘ、Ｖｙが不変で、予め判明している場合
には後述するように速度センサ３を省略することもでき
る。

被観察移動物体１の斜め上方位置には照明用の光源４が
被観察移動物体１を照明できる関係に配置されており、
この光源４はコントローラ５によって適宜な時間間隔で
パルス駆動される。このパルス駆動によって、第２図に
示すように強度変化する閃光が光源４から送出される。

そして、光源４から送出される閃光の照射される領域で
、被観察移動物体１の動きに影響を与えない位置には、
フォトダイオードなどで形成されて前述した閃光の強度
変化ｕ　（ｔ）の測定に供される光センサ６が配置され
ている。なお、光センサ６の出力は後述する画像信号補
正装置８に与えられる。

テレビカメラ２で得られた映像信号、つまり画像信号は
、画像メモリ７に一旦格納される。この画像メモリ７に
格納された画像信号は、画像信号補正装置８に転送され
る。画像信号補正装置８は、入力された画像信号を“ぼ
け画像“ａ　（ｘ、ｙ）とし、速度センサ３で検出され
た速度Ｖｘ、Ｖｙおよび光センサ６で測定された強度変
化ｕ　（ｔ）を使い、（］）式に基いて”鮮明画像”ｂ
　（ｘ、ｙ）を算出する。そして、算出された“鮮明画
像“ｂ　（ｘ、ｙ）の信号は、画像メモリ７に転送され
て格納される。この画像メモリ７に格納された“鮮明画
像”ｂ　（ｘ、ｙ）の信号が時系列に読み出され、モニ
タテレビ９に映像信号として与えられる。

したかって、被観察移動物体］が高速移動する場合であ
っても、またテレビカメラ２のレンズ倍率を大きくして
観察する場合であっても、被観察移動物体１の移動量の
影響を受けない、鮮明な静止画像がモニタテレビ９に写
し出されることになる。

第３図には本発明の別の実施例に係る移動物体観察装置
を使ってビデオテープレコーダの回転ドラム上で磁気ヘ
ッドと磁気テープとがどのように接触しているかを観察
する場合の例が示されている。そして、この図では第１
図と同一部分が同一符号で示されている。したがって、
重複する部分の詳しい説明は省略する。

同図において、１１は中心軸Ｐを中心にして常に一定速
度で回転する回転ドラムを示し、１２は磁気テープを示
している。回転ドラム１−１には、通常、磁気テープに
摺接する磁気ヘッドが搭載されているが、この例では磁
気ヘッドの代りに透明のダミーヘッド１３が搭載されて
いる。ダミーヘッド１３は、先端部に磁気テープ］２に
摺接する摺接面］４を備え、また摺接面１４に対向する
位置に中心軸Ｐと平行する線に対して４５°の角度で交
わる反斜面１５を備えている。

反射面］４に対して４５°の角度で交わる線上には、こ
の線」二に光軸か位置する関係にテレビカメラ２が配置
されている。テレビカメラ２の前面には観察倍率を高く
するたの顕微鏡１６か取付けられている。顕微鏡１６の
光軸上には、光軸と４５°で交わる関係にハーフミラ−
１７が配置されている。このハーフミラ−］７と４５″
′て交わる線」二に光源４が配置されている。この光源
４はコン］・ローラ５ａによってパルス駆動される。コ
ントローラ５ａは、回転検出器１８から制御パルスが導
入されたときに光源４をパルス駆動する。

回転検出器］８は、ダミーヘッド］３の反斜面１５がテ
レビカメラ２の光軸上に位置する直前の位相角で制御パ
ルスを出力する。コントローラ５ａは、観察開始指令が
Ｉｊえられた直後で、かつ制御パルスが到来した時点の
１回たけ光源４をパルス駆動する。

一方、ハーフミラ−］７と光源４との間には、光源４か
ら送出された閃光の一部を光センサ６へ導くためのハー
フミラ−〕９か設けられている。

そ（２て、光セン１す６の出力は、画像ず。号補正装置
８ａに導入される。

画像信号補正装置８ａには、予め回転ドラム］１の最外
周の速度Ｖｘがセットされている。そして、この画像信
号補正装置８ａは、画像メモリ７を介して得られた“は
け画像“ａ　（ｘ）と、光センサ６で得られた閃光の強
度変化ｕ　（ｔ）およびセットされている速度Ｖｘとを
使って、（１）式に対応する計算処理を行って“鮮明画
像”ｂ　（ｘ）を求める。この求められたｂ　（ｘ）は
前記実施例と同様に画像メモリ７に格納される。

この実施例の場合、観察しようとしているものはダミー
ヘッド１Ｂと磁気テープ１２との接触によって起こる干
渉縞である。干渉縞は微小な領域に多数発生する。この
ため、実施例のように顕微鏡１６を用いて観察する。こ
の場合、回転ドラム１］の回転速度が高いときや、顕微
鏡１６の倍率を大きくしたときには干渉縞が回転ドラム
］１の回転方向に流れて不鮮明になる。しかし、実施例
のように、閃光の閃光時間幅内での強度変化および回転
ドラム］］の速度を使って画像１．−：号を捕市する補
正手段を設けることによって上述した不具合を解消でき
、鮮明な１」的画像を得ることかできる。

なお、本発明は」二連した実施例に限定されるものでは
ない。すなわち、上述した実施例では光センサを設けて
閃光の閃光時間幅内での強度変化Ｕ（１）を測定してい
るか、強度変化特性が安定しているときには、その特性
データを画像信号補正装置内に予めセットシておき、光
センサを省略することができる。速度についても同様で
ある。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、観察のために強力
な光源を必要とせずに、しかも被観察移動物体の移動速
度が大きい場合や、観察倍率を大きくした場合であって
も被観察移動物体の鮮明な静止画像を得ることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る移動物体観察装置のブ
ロック構成図、第２図は同装置に組み込まれた光源の閃
光強度変化特性の一例を示す図、］１ 第３図は本発明の別の実施例に係る移動物体観察装置の
ブロック構成図である。 １・・・被観察移動物体、２・・・テレビカメラ、３・
・・速度センサ、４・・・光源、５，５ａ・リコンｔ・
ｏ　−ラ、６・・・光センサ、７・・・画像メモリ、８
，８ａ・・・画像信号補正装置、９・・・モニタテレビ
、１１・・・回転ドラム、１２・・・磁気テープ、１３
・・・ダミーヘッド、］−６・・・顕微鏡、］８・・・
回転検山器。 出願人代理人　弁理士　鈴江武彦 ］　２

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光源から送出された閃光を被観察移動物体に向け
   て照射し、上記被観察移動物体からの反射光を撮像装置
   で撮像することによって上記被観察移動物体の静止画像
   を得るようにした移動物体観察装置において、前記閃光
   の閃光時間幅内での強度変化と前記被観察移動物体の移
   動速度とに基いて前記撮像装置で得られた画像信号に含
   まれている像の流れ成分を補正する画像信号補正手段を
   備えてなることを特徴とする移動物体観察装置。
2. （２）前記画像信号補正手段は、前記閃光の強度変化情
   報および前記被観察移動物体の移動速度情報の少なくと
   も１つをセットしておき、このセット情報を使用するも
   のであることを特徴とする請求項１に記載の移動物体観
   察装置。