JPH05100336A - 高速時間分解写真撮影装置 - Google Patents

高速時間分解写真撮影装置

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JPH05100336A
JPH05100336A JP26364791A JP26364791A JPH05100336A JP H05100336 A JPH05100336 A JP H05100336A JP 26364791 A JP26364791 A JP 26364791A JP 26364791 A JP26364791 A JP 26364791A JP H05100336 A JPH05100336 A JP H05100336A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 静止カメラ程度の消費電力であって、かつ非
常に短時間の現象変化も高速分解写真として明瞭に撮影
できる新規の高速時間分解写真撮影装置を提供するこ
と。 【構成】 高速時間分解写真撮影装置は、カメラ1と、
カメラ制御装置3とからなる。カメラ1は、複数のレン
ズ系11a〜11c、シャッター14a〜14c、デー
タ写込器16a〜16cと、フィルム巻上機構12とを
内蔵している。カメラ制御装置3は、前記各シャッター
14a〜14cを連続的に開閉させる開閉指令を生成す
るシャッター制御部30と、フィルム巻上指令を生成す
るモータードライブ制御部31と、撮影時刻等の撮影時
データを生成するデータ写込器制御部32と、これらを
統括制御する中央処理装置33とからなる。これらによ
り、高速で時間分解した写真を撮影することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、雷の発光現象やその他
高速で変化する現象について高速で時間分解した写真を
得ることができる高速時間分解写真撮影装置に係り、特
に運搬に便利で、かつ外部電源を使用しない高速時間分
解写真撮影装置に関する。
【0002】
【従来の技術】偶発現象である雷を研究するために、雷
の発光現象を撮影装置を使用して撮影することが一般に
行われている。かかる雷の発光現象は、1〔mS〕以内
で終了する短時間型から100〔mS〕を越える長時間
型までと非常に多様であることが知られている。このよ
うに多様な雷を撮影するために、従来、雷の撮影を目的
とする特殊な制御装置と、当該制御装置により撮影制御
されるカメラとを組み合わせた撮影装置が使用されてき
た。この撮像装置を使用して雷を撮影する場合、従来
は、雷の全体像の撮影を当面の目標としていたことか
ら、静止カメラを使用したときには、シャッター速度を
250〔mS〕程度に設定することにより、雷の発光現
象を撮影していた。また、上記制御装置は、上記カメラ
のシャッターを開閉制御するほかに、フィルムを巻上げ
制御し、かつ雷光検出時刻などのデータを生成してカメ
ラに与えるとともに、雷の事前検出も行っていた。
【0003】ところで、現在までのところ、雷の発光現
象は約500〔mS〕以内に終了し、細かな時間的変化
を伴うことが明らかになっている。しかしながら、上述
した撮影装置では既に述べたが発光現象全体の撮影を目
的としていることから、上述した細かな時間的変化を伴
う発光現象を撮影することができなかった。すなわち、
像が明瞭で高速のコマ撮りが可能であって、しかも安価
な雷撮影装置は未だ開発されていない。
【0004】そこで、従来、コマ撮りが可能な撮影装置
としては、ビデオカメラ及びビデオ記録再生装置からな
るビデオ装置と、8ミリカメラが考えられる。しかしな
がら、ビデオ装置は商用電源が必要であるため設置場所
が限定され、また8ミリカメラは電源に制限はないもの
の画質が不十分であるという不都合があった。したがっ
て、このような撮影装置を複数箇所に設置して長期間無
人観測するために使用することには適しておらず、あま
り普及していないのが現状である。
【0005】一方、フィルムを使った流しカメラは、雷
の発光現象の時間変化の観測に威力を発揮しているが、
原理的に像が重なるため明瞭な雷の発光現象の変化像を
撮影することは不可能であり、使用目的が限定されるこ
とになる。
【0006】このほか、静止カメラを複数台同一方向に
向けて設置し、それらのシャッターを高速で連続して開
閉することにより高速分解写真を撮影する方式が考案さ
れている。この方式により雷の発光現象を撮影すること
は、静止カメラの技術を応用できるため容易にかつ安価
に実現できるうえ、写真の分解能が高く、しかもバッテ
リー駆動で動かすことが可能なことから、多くのカメラ
を設置する必要のある送電線雷撃の観測には最適であ
る。
【0007】しかしながら、1コマ撮影するごとにフィ
ルムを送らないと次の撮影ができないため、カメラ自体
については、フィルム送りに要する時間が高速化の妨げ
になる。また、この方式では、カメラ設置スペースの問
題からカメラ台数に制限がある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】上述したようにビデオ
装置により雷の発光現象を撮影することは、コマ撮りは
可能となるものの、消費電力が大きいため商用電源ある
いは大容量のバッテリーが必要であるほか、画質が受光
素子の画素数で決まるため精細度に限度があり、加えて
コマ撮り速度に限界があるなどの欠点があった。したが
って、このビデオ装置による撮影装置では、複数箇所に
設置して長時間無人観測をするシステムに適用すること
は適さないという問題があった。
【0009】また、8ミリカメラにより雷の発光現象を
撮影することは、コマ撮りが可能であって、しかも電源
も静止型カメラと同程度でよいため、僻地での長時間無
人観測に適用されているものの、フィルムが小型である
ため画質が良くないほか、コマ撮り速度が一定であるた
め、1〜10〔mS〕程度の高速時間分解写真の撮影は
できないという欠点があった。
【0010】さらに、流しカメラにより雷の発光現象を
撮影することは、フィルムを流しながら撮影するため、
発光の時間変化に関する情報を得ることができるもの
の、原理的に像が重なるために雷の発光現象の明瞭な撮
影ができないという欠点があった。
【0011】加えて、静止カメラを複数台使用すること
により雷の発光現象を撮影することは、1コマ撮影する
ごとにフィルムを送っているためコマ撮り速度がフィル
ム送り速度で制限されること、フィルムの高速送りをす
ることは可能であるものの、撮影終了後に巻いてあるフ
ィルムを解くときに静電気が放電してフィルム感光面を
傷つけて画質の低下を招きコマ撮り速度を高速化ができ
ないこと、カメラ設置空間の問題からカメラ台数に制限
があることという欠点があった。
【0012】そこで、本発明は、このような問題に鑑み
てなされたものであって、その目的とするところは、静
止カメラ程度の消費電力であって、かつ非常に短時間の
現象変化も高速分解写真として明瞭に撮影できる新規の
高速時間分解写真撮影装置を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、複数のレンズ系、前記各レンズ系に設けられ外部か
らの開閉指令信号で開閉するシャッター、及び外部から
の巻上指令でフィルムを巻き上げるフィルム巻上機構を
内蔵するカメラと、前記各シャッターを連続的あるいは
断続的に開閉させる開閉指令を生成するとともに、最終
シャッターの閉指令に応じてフィルム巻上指令を生成
し、これらにより前記シャッター及びフィルム巻上機構
を駆動制御するカメラ制御装置とを備えたことを特徴と
する高速時間分解写真撮影装置としたのである。
【0014】また、複数のレンズ系、前記各レンズ系に
設けられ外部からの開閉指令信号で開閉するシャッタ
ー、及び外部からの巻上指令でフィルムを巻き上げるフ
ィルム巻上機構を内蔵するカメラを、複数台重ね合わせ
て構成した撮像手段と、前記撮像手段の前記各カメラの
各シャッターを連続的あるいは断続的に開閉させる開閉
指令を生成するとともに、前記各カメラ毎にフィルム巻
上指令を生成し、これらに信号より前記各シャッター及
び各フィルム巻上機構を駆動制御するカメラ制御装置と
を備えてもよい。
【0015】
【作用】上述した構成により、複数のシャッターは、そ
れぞれ独立に、制御装置から電気信号により自在に開閉
を制御することができるため、同一方向にセットされて
いる複数のシャッターを順に連続して開閉することによ
り、フィルム送りを行うことなく、シャッター個数分の
コマの雷のコマ撮り写真の撮影を行うことができること
になる。
【0016】カメラの重る数、及びレンズ系、シャッタ
ー、データ写込器の数により各カメラのフィルム巻き上
げ時間を実質的に無視できるようになり、撮影休止期間
を小さく、あるいはなくすことができ、連続撮影に近
く、あるいは連続撮影が可能になる。
【0017】
【実施例】以下、本発明について図示した実施例に基づ
いて詳細に説明する。
【0018】図3は、本発明の高速時間分解写真撮影装
置の一実施例であって、3組のレンズ系を備えた装置の
外観概要図である。
【0019】図3において、上記高速時間分解写真撮影
装置は、雷の発光現象を撮影するカメラ1と、このカメ
ラ1を撮影制御するカメラ制御装置3とからなり、カメ
ラ1とカメラ制御装置3とを制御線5で接続してある。
カメラ1は、薄型の立方体状をしており、正面に3組の
レンズ系11a,11b,11cを設けてある。また、
カメラ1の左側面にはモータドライブを備えたフィルム
巻上機構12が設けてあり、カメラ1の右側面には未撮
影のフィルムが収納されいてる収納部13が設けてあ
る。
【0020】図1は、本発明に係る高速時間分解写真撮
影装置の一実施例を示すブロック図である。
【0021】カメラ1は、3組のレンズ系11a,11
b,11cを有している。カメラ1における各レンズ系
11a,11b,11cのカメラ内部側には、外部から
の開閉指令信号で開閉するシャッター14a,14b,
14cがそれぞれ設けてある。また、各レンズ系11
a,11b,11cを通してフィルム15上に結ばれる
像の一部に撮影時刻等の撮影時データを写し込むため、
フィルム15の当該像部分の所定の位置であってフィル
ム15の裏側にデータ写込器16a,16b,16cを
それぞれ配設してある。また、フィルム15は、フィル
ム巻上機構12のモータドライブ17で収納部13から
フィルム巻上機構12に巻き上げられるようになってい
る。
【0022】カメラ制御装置3は、シャッター制御部3
0と、フィルム送り用のモータードライブ制御部31
と、データ写込器制御部32と、これらを統括制御する
中央処理装置33とからなる。シャッター制御部30
は、前記各シャッター14a,14b,14cを連続的
に開閉させる開閉指令を生成し、これら開閉指令を制御
線51a,51b,51cをそれぞれ介して各シャッタ
ー14a,14b,14cに与えることにより、シャッ
ター14a,14b,14cの開閉制御をする。フィル
ム送り用のモータードライブ制御部31は、フィルム巻
上指令を生成し、この巻上指令を制御線50を介してフ
ィルム巻上機構12のモータドライブ17に与えてモー
タドライブ17を回転駆動する。データ写込器制御部3
2は、撮影時刻等の撮影時データを生成し、これらデー
タを制御線52a,52b,52cをそれぞれ介してデ
ータ写込器16a,16b,16cに与える。また、中
央処理装置33は、上記各制御部30,31,32を統
括制御するとともに、雷の発生を事前に検出した際の各
動作をそれぞれコントロールする。
【0023】このように構成された一実施例の作用を説
明する。
【0024】図2は、本発明の一実施例の作用を説明す
るための各部のシーケンス図である。図2において、
(a)はシャッター14a,14b,14cの開閉動作
を示し、♯1がシャッター14aの開閉動作を、♯2は
シャッター14bの開閉動作を、♯3はシャッター14
cの開閉動作をそれぞれ示している。また、(b)はフ
ィルム15の巻き上げ動作を、(c)は撮影時間をそれ
ぞれ示す。図1を参照しながら図2に基づいて一実施例
の動作を説明する。
【0025】カメラ制御装置3が雷光を受信すると、中
央処理装置33は、シャッター制御部30を作動させ
て、3組のシャッター14a,14b,14cに対して
撮影時間(時刻t1〜t4、時間T)の内で、まずシャッ
ター14aを開閉し(時刻t1〜t2、時間T1)、つい
でシャッター14bを開閉し(時刻t2〜t3、時間
2)、最後にシャッター14cを開閉する(時刻t3
4、時間T3)。すなわち、シャッターの開閉は、1組
目のシャッター14aを開いて(時刻t1)、一組目の
レンズ系11aの撮影を行い(時間T1)、ついで1組
目のシャッター14aを閉じるのと同時に2組目のシャ
ッター14bを開き(時刻t2)、2組目のレンズ系1
1bによる撮影を行い(時間T2)、さらに2組目のシ
ャッター14bを閉じるのと同時に3組目のシャッター
14cを開き(時刻t3)、3組目のレンズ系11cに
よる撮影を行い(時間T3)、3組目のシャッター14
cを閉じることにより(時刻t4)、すべての動作を終
了する。
【0026】上述した撮影時間(時間T)の中で、各シ
ャッター14a,14b,14cの開く時間(時間
1,T2,T3)と同時に、データ写込器制御部32か
らデータ写込器16a,16b,16cに雷光検出時刻
などのデータを与える。これにより、フィルム15のコ
マの所定の位置に雷光検出時刻などのデータの写し込み
がなされる。この撮影時間(時間T)が経過した後に、
中央処理装置33は、フィルム送り用のモータードライ
ブ制御部31を作動させることにより、フィルム送り用
のモータードライブ制御部31はモータドライブ17を
動作させる(時刻t4〜t5、時間TW)。これにより、
フィルム15は一定距離だけ巻き上げられる) 上述同
様の動作が時刻t5以降に実行されることになる。
【0027】以上のような構成と制御により、3台のカ
メラによる雷のコマ撮り撮影と同様の撮影が可能にな
る。コマ撮りの時間分解能は、3組のシャッター14
a,14b,14cの開放時間で自在に設定が可能であ
る。ちなみに、最高時間分解能は使用するシャッター性
能にもよるが約1〔mS〕まで可能である。また、シャ
ッターの開放時間をTとすると、一回の撮影動作におけ
る撮影時間はシャッター組数に比例し、この実施例では
3Tとなる。したがって、一回のフィルム送りで3コマ
のコマ撮りが行われることになる。3台のカメラによる
コマ撮りと比較し、フィルム送り時間は3分の1に短縮
されることになるため、全体として高速化が図れること
になる。
【0028】さらに、シャッター時間を長くすると撮影
時間が長くなり長時間撮影が可能になる。
【0029】加えて、撮影時間はレンズ系の数に比例す
るので、レンズ系の数を増やすことによって撮影時間を
延長することができる。
【0030】また、個々のシャッター開閉のタイミング
を自在に変えることができるため、被写体の時間変化を
設定時間ごとにサンプリングしながら撮影することも可
能である。
【0031】なお、上記実施例では、3組のデータ写込
器16a,16b,16cにより、雷光検出時刻、レン
ズ系番号、撮影番号などを写し込むようにしておくこと
により、フィルム現像後の写真、及びデータの整理が確
実になるとともに作業の効率化を図ることができる。
【0032】図4ないし図6は、本発明の他の実施例を
示す図である。図4は1台の一体型カメラに5組のレン
ズ系等を内蔵した構成例を示す図である。また、図5は
上記一体型カメラを3台重ねた他の実施例を示す図であ
り、図6は図5の実施例の動作を説明するためのシーケ
ンス図である。
【0033】図4に示すカメラ1は、5組のレンズ系1
1a〜11e、5組のシャッター14a〜14e、5組
のデータ写込器16a〜16eを備え、かつフィルム巻
上機構12、収納部13、フィルム15、モータドライ
ブ17を備えている。なお、このカメラ1も、制御線5
により図示しないがカメラ制御装置3’に接続されてお
り、カメラ制御装置3’の制御下に撮影動作を実行す
る。
【0034】図5において、上述したカメラ1を3台上
下に重合わせて1台の撮像装置7を構成した例である。
カメラ1A,1B,1Cは、シャッター開閉時間フィル
ム巻き上げ速度などすべて同じ設定とする。したがっ
て、カメラ1Aについて、5組のレンズ系11Aa〜1
1Ae、5組のシャッター14Aa〜14Ae、5組の
データ写込器16Aa〜16Aeとし、かつフィルム巻
上機構12A、収納部13A、フィルム15A、モータ
ドライブ17Aとする。カメラ1Bについても、5組の
レンズ系11Ba〜11Be、5組のシャッター14B
a〜14Be、5組のデータ写込器16Ba〜16Be
とし、かつフィルム巻上機構12B、収納部13B、フ
ィルム15B、モータドライブ17Bとする。同様に、
カメラ1Cについても、5組のレンズ系11Ca〜11
Ce、5組のシャッター14Ca〜14Ce、5組のデ
ータ写込器16Ca〜16Ceとし、かつフィルム巻上
機構12C、収納部13C、フィルム15C、モータド
ライブ17Cとする。また、カメラ制御装置3’は、前
記撮像装置7の前記各シャッター14Aa〜14Ceを
連続的に開閉させる開閉指令を生成するとともに、最終
シャッター14Ae,14Be,または14Ceの閉指
令に応じてフィルム巻上指令を生成し、これらに信号よ
り前記シャッター14Aa〜14Be及びフィルム巻上
機構12A,12B,12Cを駆動制御する。
【0035】上述した他の実施例の作用を説明する。図
6に示すようにカメラ1A,1B,1Cの各1台1台の
巻き上げ時間はTWであるとする。
【0036】まず、例えばカメラ1A,1Bを2台重ね
て撮像装置7’を構成した実施例から動作を説明する。
このようなカメラ1A,1Bは、カメラ制御装置3’の
制御下に、シャッター14Aa〜14Aeの順で順次開
閉し(時刻t11〜t12)、ついでシャッター14Ba〜
14Beの順で順次開閉する(時刻t12〜t13)。この
間、カメラ1Aのフィルム巻上機構12Aは、時刻t12
から時間TWをかけてフィルム15Aを巻き上げ、次に
カメラ1Bのフィルム巻上機構12Bは、時刻t13から
時間TWをかけてフィルム15Bを巻き上げる。これに
より、順次連続して撮影がされてゆくことになる。この
とき、1回の撮影時間Tは、1組のシャッター14の開
放時間をTsとすると、図6(c)の(A+B)から分
かるように、T=Ts×5×2台となる。このため、カ
メラ1Aの撮影が終了し、フィルム15Aの巻き上げ時
間TWを経て、次の撮影状態に入るまでの期間において
(時刻t12〜t14)、時刻t12からカメラ1Bによる撮
影がされているので(時刻t12〜t13)、1台のカメラ
1Aのみで撮影した場合の休止時間(巻き上げ時間T
W)に比較し、カメラ1A,1Bの撮影により撮影休止
時間を小さくすることができる。
【0037】次に、カメラ1A,1B,1Cを3台重ね
た場合の実施例(図6)の場合について説明する。
【0038】このようなカメラ1A,1B,1Cは、カ
メラ制御装置3’の制御下に、シャッター14Aa,1
4Ab,…,14Aeの順で順次開閉し(時刻t11〜t
12)、ついでシャッター14Ba,14Bb,…,14
Beの順で順次開閉し(時刻t12〜t13)、最後にシャ
ッター14Ca,14Cb,…,14Ceの順で順次開
閉する(時刻t13〜t14)。この間、カメラ1Aのフィ
ルム巻上機構12Aは、時刻t12から時間TWをかけて
フィルム15Aを巻き上げ、次にカメラ1Bのフィルム
巻上機構12Bは、時刻t13から時間TWをかけてフィ
ルム15Bを巻き上げ、最後にカメラ1Cのフィルム巻
上機構12Cは、時刻t14から時間TWをかけてフィル
ム15Cを巻き上げる。これにより、各カメラ1A,1
B,1Cの一回の撮影サイクルが終了し、次の撮影サイ
クルに入ることになり、順次これを繰り返すことにな
る。
【0039】このような動作をした場合、連続撮影時間
Tは、図6(c)の(A+B+C)から分かるように、
T=Ts×5×3台となり、カメラ1を1台または2台
のときのようなフィルム巻き上げによる休止時間が全く
なくなり、連続撮影が可能となることが分かる。
【0040】このように、個々のシヤッター14の開放
時間を短くすると、コマ撮り速度が上昇し、高速分解写
真の撮影が可能になる反面、連続撮影を行わせるにはフ
ィルム巻き上げ速度を上げなければならないが、上述し
たカメラ1を複数台重ねることによって、高速分解写真
の連続撮影が可能になる。また、一体型カメラ1台に内
蔵させるレンズ系、シャッター、データ写込器の数を増
やすことによっても高速分解能力の向上を図ることが可
能である。
【0041】上記各実施例では、従来の静止カメラの技
術の多くをそのまま適用できるため、安価かつ容易に実
現が可能である。また、上記各実施例では、バッテリー
駆動であるため商用電源が不要であり、しかもフィルム
を使用するため解像度が高い、装置全体が小型であるな
どの静止カメラの長所を生かすことができ、多くの箇所
に多数のカメラを設置しなければならない送電線への雷
撃の撮影には最適である。 なお、上記各実施例では、
雷の発光現象を撮影することで説明したが、他の高速発
光現象、あるいは高速移動するものの撮影にも使用でき
ることはいうまでもない。
【0042】
【発明の効果】以上説明したように、レンズ系、シャッ
ター、データ写込器を複数組内蔵した一体型カメラと制
御装置を組み合わせることにより、個々のシャッターを
連続的に制御することにより、任意の時間間隔、シャッ
ター時間のコマ撮り撮影を可能にできる効果がある。
【0043】また、シャッター時間を1〜数10〔m
S〕に設定できるので、雷の発光現象の高速時間分解写
真の撮影ができる効果がある。
【0044】さらに、バッテリー駆動であるため、商用
電源が不要となり、しかもフィルムを使用するため解像
度が高く、かつ装置全体を小型化することが可能となる
効果がある。
【0045】加えて、各カメラのフィルム巻き上げ時間
を実質的に無視でき、撮影休止期間を小さく、あるいは
なくすことが可能となり、準連続撮影あるいは連続撮影
が可能になる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図2】本発明の一実施例の動作を説明するためのシー
ケンス図である。
【図3】本発明の一実施例の外観概略図である。
【図4】本発明の他の実施例で使用するカメラを示す概
略図である。
【図5】本発明の他の実施例を示す構成図である。
【図6】本発明の他の実施例の作用を説明するためのシ
ーケンス図である。
【符号の説明】
1 カメラ 3 カメラ制御装置 3’ カメラ制御装置 11 レンズ系 14 シャッター 15 フィルム 16 データ写込器 30 シャッター制御部 31 モータードライブ制御部 32 データ写込器制御部 33 中央処理装置

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数のレンズ系、前記各レンズ系に設け
    られ外部からの開閉指令信号で開閉するシャッター、及
    び外部からの巻上指令でフィルムを巻き上るフィルム巻
    上機構を内蔵するカメラと、前記各シャッターを連続的
    あるいは断続的に開閉させる開閉指令を生成するととも
    に、フィルム巻上指令を生成し、これらの指令信号より
    前記シャッター及びフィルム巻上機構を駆動制御するカ
    メラ制御装置とを備えたことを特徴とする高速時間分解
    写真撮影装置。
  2. 【請求項2】 複数のレンズ系、前記各レンズ系に設け
    られ外部からの開閉指令信号で開閉するシャッター、及
    び外部からの巻上指令でフィルムを巻き上げるフィルム
    巻上機構を内蔵するカメラを、複数台重ね合わせて構成
    した撮像手段と、前記撮像手段の前記各カメラの各シャ
    ッターを連続的あるいは断続的に開閉させる開閉指令を
    生成するとともに、前記各カメラ毎にフィルム巻上指令
    を生成し、これらの指令信号より前記各シャッター及び
    各フィルム巻上機構を駆動制御するカメラ制御装置とを
    備えたことを特徴とする高速時間分解写真撮影装置。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5429684A (en) * 1977-08-09 1979-03-05 Denriyoku Chuo Kenkyusho Automatic photographing device for lightning discharge
JPS60128099A (ja) * 1983-12-16 1985-07-08 日本電気株式会社 混合モ−メンタム方式三軸姿勢制御装置
JPS61250630A (ja) * 1985-04-30 1986-11-07 Central Res Inst Of Electric Power Ind 雷撮影装置における年月日などの同時記録方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2678243B2 (ja) 1997-11-17

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