JPH05336420A

JPH05336420A - 撮影装置

Info

Publication number: JPH05336420A
Application number: JP4144138A
Authority: JP
Inventors: Koji Eto; 剛治江藤
Original assignee: Kinki University
Current assignee: Kinki University
Priority date: 1992-06-04
Filing date: 1992-06-04
Publication date: 1993-12-17
Anticipated expiration: 2010-08-02
Also published as: JPH0773339B2

Abstract

(57)【要約】【目的】高速撮影しての撮影速度を維持しつつ、所望
の枚数の連続画像を得ること。【構成】入社光を分割する光分割手段を備える。撮像
手段は、光分割手段が分割した光線を電子流に変換する
と共に該電子流を増強する光増強手段と、撮像素子を備
える。撮像素子は、光増強手段から入射する電子流の強
度に応じて電気信号を発生するセンサ部を設けた複数の
画素と、画素内又は画素近傍に設けた複数の電気信号蓄
積部を備える。信号処理手段は、各画素から読出した信
号に急激な変化が生じたことを検出した場合に検出信号
を出力する。トリガー信号発生手段は、検出信号が入力
されると、各撮像手段の作動を停止させるトリガー信号
を発生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、撮影装置に関し、詳し
くは、光分割手段によりそれぞれ光線が入射される複数
の撮像手段を備えた撮影装置であって、高速撮影として
の撮影速度及び解像度を維持しつつ、動画を構成可能な
所望の枚数の連続画像を得ることができる撮影装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より提供されている高速撮影用の撮
影装置としては、例えば、いわゆるドラムカメラとミラ
ーの回転を組み合わせた撮影装置や、イメージコンバー
タ型マルチフレーミングカメラ（以下、イメージコンバ
ータ型カメラと称する。）がある。上記ドラムカメラと
ミラーの回転を組合わせた撮影装置は、現在最も高速の
撮影が可能なフィルム式カメラであって、その撮影速度
は、１０⁷枚／秒（pictureper second、以下ｐｐｓと略
称する。）程度である。また、この撮影装置で連続して
撮影することができる枚数（連続画像枚数）は、１００
枚程度である。

【０００３】一方、上記したイメージコンバータ型カメ
ラは、マイクロチャンネルプレート型イメージインテン
シファイヤ（以下、ＭＣＰ型ＩＩと称する。）を備え、
このＭＣＰ型ＩＩの光電面で電子に変換された光画像を
蛍光面に当てて画像としてみせる際に、蛍光面を複数の
画像に分割しておき、電圧を急変させて電子流を曲げ、
画面上に連続画像を写し出す方式を採用している。この
イメージコンバータ型カメラでは、撮影速度は３×１０
⁷ｐｐｓ程度であり、連続画像枚数は１０枚程度であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記のような撮影装置
において、ビデオカメラとして使用することができる程
度の動画像を得るためには、ある程度の連続画像枚数が
必要である。即ち、人間が連続運動と認識し得る最低速
度は、５ｐｐｓ程度であるが、撮影速度が５ｐｐｓであ
って、連続画像枚数が１００枚程度であれば、多少画像
がぎこちないとはいえ約２０秒間の動画像を得ることが
でき、一応ビデオカメラとして使用することができる。
従って、連続画像枚数が１００枚程度あることが、高速
撮影装置をビデオカメラとして使用するための条件とな
る。

【０００５】しかしながら、上記ドラムカメラとミラー
の回転を組合わせた装置では、連続枚数は１００枚程度
あるものの、光量が著しく不足してしまい、強い照明を
照射することができない現象の撮影が困難である等の不
都合がある。

【０００６】また、上記イメージコンバータ型カメラ
は、上記したようにＭＣＰ型ＩＩを備えるため光量の点
では問題がなく、また、撮影速度についても十分な値を
得ることができるが、連続画像枚数が１０枚程度であり
動画像を構成するために必要な枚数を得ることができ
ず、ビデオカメラとして使用することはできない。ま
た、このイメージコンバータ型カメラは、大型であると
共に、各連続画像間の相対的なひずみが生じるという問
題もある。

【０００７】一方、上記のような撮影装置では、十分な
解像度、光量が得られ、かつ、動画像を構成し得るよう
な連続画像枚数が得られても、所望の瞬間の画像を得る
ことができなければ、実用上問題がある。例えば、爆発
現象や破壊現象を撮影する場合に、この爆発や破壊の瞬
間を確実に撮影できる必要がある。

【０００８】また、上記のような撮影装置で科学計測を
目的とする撮影を行う場合、撮影対象に応じて、種々の
撮影条件を設定できることが好ましい。例えば、撮影対
象に応じて、カラー撮影とモノクローム撮影を使い分け
たり、一つの被写体を異なる波長で同時に撮影したり、
ある程度撮影速度が低くなっても高い解像力を得られる
ことが好ましい場合等がある。しかしながら、上記した
ドラムカメラ、イメージコンバータ等の従来の撮影装置
は、このような要求に応えることができなかった。

【０００９】本発明は、上記のような従来の高速撮影装
置における問題を解決するためになされたものであっ
て、高い撮影速度を維持しつつ、動画像を構成し得る連
続画像枚数を有し、かつ、所望の瞬間の画像を確実に得
ることができる撮影装置を提供することを目的としてな
されたものである。また、本発明は、被写体に応じて、
撮影する周波数等の撮影条件を種々に設定できるように
することを目的としてなされたものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】従って、本発明は、入射
光を複数に分割する光分割手段と、該光分割手段が分割
した光線を電子流に変換すると共に該電子流を増強する
光増強手段と、該光増強手段から入射する電子流の強度
に応じて電気信号を発生するセンサ部を設けた複数の画
素を備えると共に該画素内又は画素近傍に複数の電気信
号蓄積部を設けた撮像素子とを備え、上記センサ部に発
生した電気信号を電気信号蓄積部に上書きして蓄積する
複数の撮像手段と、上記撮像素子の画面の輝度に急激な
変化が生じたか否かを監視して、急激な変化が生じたこ
とを検出した場合に検出信号を出力する信号処理手段
と、上記信号処理手段から検出信号が入力されると、上
記撮像手段に対して電気信号の上書き停止を命令するト
リガー信号を発生するトリガー信号発生手段と、を備え
ることを特徴とする撮影装置を提供するものである。

【００１１】具体的には、各撮像手段は、それぞれ電気
信号蓄積部からの電気信号の排出、該電気信号を排出し
た電気信号蓄積部へのセンサ部に発生した電気信号の蓄
積、及び、全画素のセンサ部から電気信号を上記信号処
理手段にいっせい排出して画面の輝度の監視を行うモニ
タリングとを繰り返し、各撮像手段を所定の時間遅れを
持たせて同期させている。

【００１２】あるいは、各撮像手段は、電気信号蓄積部
の電気信号を保持する一方、各画素のセンサ部から電気
信号を上記信号処理手段にいっせい排出し、画面の輝度
の急激な変化の監視を行うモニタリングモードと、セン
サ部に発生した電気信号の電気信号蓄積部への蓄積を行
う書き込みモードと、電気信号蓄積部の電気信号を保持
する保持モードとを順次繰り返し、画面の輝度の急激な
変化が検出されてトリガー信号が入力されると、上記保
持モードの撮像手段は電気信号蓄積部の電気信号をその
まま保持し、上記モニタリングモードにある撮像手段は
モニタリングを停止すると共に、電気信号蓄積部から電
気信号を排出し、上記書き込みモードにある撮像手段は
信号の蓄積を継続し、書き込みモードにある撮像手段の
全電気信号蓄積部に電気信号を蓄積した後に上記モニタ
リングモードであった撮像手段を書き込みモードとする
構成としてもよい。

【００１３】また、本発明では、上記複数の撮像手段を
完全同期させると共に、撮像手段の全部又は一部にフィ
ルタ手段を装着してもよい。

【００１４】

【作用】本発明に係る撮影装置では、上記のような構成
としているため、撮影時には、撮像素子のセンサ部から
出力された信号を電気信号蓄積手段に順次上書きして蓄
積する一方、上記信号処理手段が急激な変化を検出して
トリガー信号発生手段がトリガー信号を発生すると、こ
の電気信号蓄積手段への上書きを停止する。そして、撮
影終了後に電気信号蓄積手段に蓄積した信号を読出し、
画像を構成する。

【００１５】また、本発明の撮影装置において、各撮像
手段が電気信号蓄積部からの電気信号の排出、該電気信
号を排出した電気信号蓄積部へのセンサ部に発生した電
気信号の蓄積、及び、全画素のセンサ部から電気信号を
上記信号処理手段にいっせい排出して画面の輝度の監視
を行うモニタリングとを繰り返し、かつ、各撮像手段を
所定の時間遅れを持たせて同期させた場合には、高速撮
影としての撮影速度を維持しつつ、所望の枚数の連続画
像を撮影することができる。即ち、Ａ個の撮像手段を備
え、各撮像素子の画素がそれぞれＢ個の電気信号蓄積部
を備える場合、Ａ×Ｂ枚の連続画像を得ることができ、
上記撮像素子の全部の画素をＣ個一組の画素の組に区分
とした場合には、Ａ×Ｂ×Ｃ枚数の連続画像を得ること
ができるため、撮像手段、電気信号蓄積部の数や一組の
画素の数を適宜設定することにより、ビデオ装置として
使用することができる約１００枚程度の連続画像枚数を
得ることができると共に、各撮像手段を時間遅れを持た
せて同期しているため、所望の撮影速度を達成すること
ができる。

【００１６】また、上記のように各撮像手段が、モニタ
リングモード、書き込みモード、保持モードを順次繰り
返す構成とした場合にも、上記の場合と同様に、Ａ個の
撮像手段の画素がそれぞれＢ個の電気信号蓄積部を備え
る場合、Ａ×Ｂ枚の連続画像を得ることができ、更に、
全画素をＣ個一組の画素の組に区分とした場合には、Ａ
×Ｂ×Ｃ枚数の連続画像を得る。また、この場合、書き
込みモードにある撮像手段はセンサ部から電気信号蓄積
部への電気信号の蓄積のみを行うため、撮像素子のシャ
ッタリングと同じ時間間隔で電気信号の蓄積を行うこと
が可能であり、所望の撮影速度を得ることができる。

【００１７】また、本発明の撮影装置では、上記複数の
撮像手段にフィルタ手段を装着すると共に、上記複数の
撮像手段を完全同期させた場合には、被写体の温度変化
の監視や流体の計測を行うことができる。

【００１８】例えば、一つの撮像手段に特定の長波長の
みを透過するフィルタ手段を装着し、他の撮像手段に、
特定の短波長の光線のみを透過するフィルタ手段を装着
した場合には、各画像毎にこれらの撮像手段により得ら
れた長波長と短波長の比率を求めることにより、被写体
の温度変化を監視することができる。

【００１９】一方、流体の計測を行う場合について説明
する。一つの撮像手段に波長が５００nm程度以下の光の
みを透過する特殊なフィルターを装着すると共に、他の
撮像手段に波長が５２０nm程度以上の光のみを透過する
特殊なフィルター９Ｃを装着する一方、計測を行う流体
には、微小な粒子を多数投入すると共に、蛍光染料を混
入し、Ａｒイオンレーザーを照射する。このＡｒイオン
レーザーを照射すると、粒子による散乱光が４７６ｎｍ
〜５１４ｎｍ程度でピークを有する一方、上記蛍光染料
による蛍光光線は、６００ｎｍ程度がピークとなる。一
つの撮像手段には、粒子によるＡｒレーザーの散乱光の
みを撮影することができるので、粒子の運動のみを確認
することができ、同時に他方の撮像手段は蛍光染料で色
付けされた流体の運動のみを撮影することができる。

【００２０】

【実施例】次に、図面に示す実施例に基づき本発明につ
いて詳細に説明する。図１から図６に示す本発明の第１
実施例に係る撮影装置は、カメラ部１、本体部２及びモ
ニタ手段３を備えている。

【００２１】上記カメラ部１では、撮像レンズ系４の後
方にビームスプリットプリズムからなる光分割手段５を
配置し、この光分割手段５内に設けた１／３反射膜６と
１／２反射膜７とによって、被写体から上記撮像レンズ
系４を介して入射した入射光を三等分する構成としてい
る。

【００２２】また、光分割手段５の出射面にはそれぞれ
第１、第２及び第３撮像手段８Ａ、８Ｂ、８Ｃを配置し
ており、光分割手段５により分割された入射光をそれぞ
れ第１、第２及び第３撮像手段８Ａ、８Ｂ、８Ｃに入射
させる構成としている。上記出射面には、所望のフィル
タ手段９Ａ、９Ｂ、９Ｃを着脱自在に取付けることがで
きる構成としており、第１、第２及び第３撮像手段８
Ａ、８Ｂ、８Ｃに、それぞれフィルタ手段９Ａ、９Ｂ、
９Ｃを透過した光線を入射させることができるようにし
ている。

【００２３】上記第１、第２及び第３撮像手段８Ａ、８
Ｂ、８Ｃはフレーミングカメラからなり、光分割手段５
から入射する光線を電子流に変換する撮像ユニット１１
と、この撮像ユニット１１を制御する制御ユニット１２
を備えている。

【００２４】上記撮像ユニット１１は、図２に詳細に詳
細に示すように、通常のＭＣＰ型イメージインテンシフ
ァイヤ（以下、「ＭＣＰ型ＩＩ」と略称する。）から蛍
光面を取り除いてなる光増強手段１３に撮像素子１４を
直接取付けた構成としている。

【００２５】上記光増強手段１３は、真空管１５の前部
に取付けた入射ファイバーガラス１６の後面に光電面１
７を設け、この光電面１７の後方に所要間隔を空けて、
マイクロチャンネルプレート１８（以下、「ＭＣＰ」と
略称する。）を配置し、このＭＣＰ１８に撮像素子１３
を直接取付けている。上記光電面１７及びＭＣＰ１８に
は制御ユニット１２を接続しており、この制御ユニット
１２からの信号によりゲーティングを行う構成としてい
る。

【００２６】図２中矢印で示す光増強手段１３に入射す
る光線は、入射ファイバーガラス１６を介して光電面１
７に達する。光電面１７に達した光線はその光量に応じ
て電子に変換され、この電子がＭＣＰ１８の多数の小孔
に入射する。ＭＣＰ１８の小孔内では、１個の光電子が
壁面と衝突して多数の二次電子を発生するアバランシュ
現象を生じ、この現象を繰り返して電子数が増加する。
ＭＣＰ１８から射出された光電子は、電界により加速さ
れた状態で撮像素子１４に入射する。

【００２７】図３から図６に示す第１実施例の撮像素子
１４は、２５６（行）×２５６（列）＝６５，６３６個
の画素２０からなる受光面２１を備えたＭＯＳ型の撮像
素子である。また、第１実施例では、図４及び図５に示
すように、これらの画素２０を回路上、図中上下左右４
個の画素を一組とする、１２８×１２８＝１６，３８４
組の画素の組に区分けしている。また、撮像素子１４の
受光面２１は、図中上半分の（１２８×６４）組×４＝
３２，７６８個の画素からなる第１区画ｌ１と、図中下
半分の同数の画素からなる第２区画ｌ２に区分してい
る。

【００２８】以下の説明のために、上記画素２０に対し
て、図４に示すように、図中左上から右にｉ＝１，２，
３，・・・，２５６、改行して、ｉ＝２５７，２５８，
・・・，５１２というように、ｉ＝１からｉ＝６５，５
３６までの番号を付す。また、上記した各画素の組につ
いては、図５に示すように、各画素の組内で、図中左上
の画素２０にｍ＝１、右上の画素２０にｍ＝２、左下の
画素２０にｍ＝３、右下の画素２０にｍ＝４という番号
を付す。従って、受光面２１上には、ｍ＝１，２，３，
４の画素がそれぞれ、６５，５３６÷４＝１６，３８４
個存在する。

【００２９】図６に示すように、各画素２０は、それぞ
れ光増強手段１３からの電子流を感知して電気信号を発
生する電極からなるセンサ部２３と、このセンサ部２３
の電気信号を蓄積するための電気信号蓄積部２４を備え
ている。第１実施例では、一つの画素２０はそれぞれ８
個の電気信号蓄積部２４を備えている。説明のため、各
電気信号蓄積部２４には、ｋ＝１，２，３，４，５，
６，７，８の番号を付すが、図６中には、ｋ＝１、ｋ＝
２及びｋ＝８の電気信号蓄積部２４のみを図示し、ｋ＝
３，４，５，６，７に対応する電気信号蓄積部について
は省略している。尚、第１実施例では、上記のように電
気信号蓄積部２４を画素２０の内部に設けているが、電
気信号蓄積部２４は画素２０の近傍に設けてもよい。

【００３０】上記ｋ＝１からｋ＝８の電気信号蓄積部２
４と上記センサ部２３との間には、それぞれ水平ＭＯＳ
トランジスタ２６と垂直ＭＯＳトランジスタ２７を介在
させている。また、上記垂直ＭＯＳトランジスタ２７と
センサ部２３との間から信号排出線２８を分岐させてお
り、この信号排出線２８に排出用水平ＭＯＳトランジス
タ２９を介在させている。

【００３１】各水平ＭＯＳトランジスタ２６は、図３に
のみ示す水平ゲート線３５を介して、信号蓄積用水平レ
ジスタ３６と接続している。また、上記水平ゲート線３
５には、分岐線３７を設けており、各水平ＭＯＳトラン
ジスタ２６を、この分岐線３７を介して信号読出用水平
レジスタ３８と接続している。以下、説明のために水平
ゲート線３５に対して図３中左側から順にａ＝１，２，
・・・，２５５，２５６と番号を付す。

【００３２】上記垂直ＭＯＳトランジスタ２７は、図３
にのみ示す垂直ゲート線４０を介して信号蓄積用垂直レ
ジスタ４１と接続している。また、上記垂直ゲート線４
０には分岐線４２を設けており、この分岐線４２を介し
て垂直用ＭＯＳトランジスタ２７を信号読出用垂直レジ
スタ４３と接続している。上記したように、各画素２０
はそれぞれ８個の電気信号蓄積部２４を備えているた
め、受光面２１全体では、８×２５６＝２０４８本の垂
直ゲート線４０を備えている。以下、説明のため、垂直
ゲート線４０に対して図中上方から順にｂ＝１，２，・
・・，２０４７，２０４８と番号を付す。

【００３３】また、上記第１区画ｌ１の画素２０、即
ち、ｉ＝１からｉ＝３２，７６８の画素２０は、その信
号排出線２８を第１信号読出線４５に接続する一方、第
２区画ｌ２の画素２０、即ち、ｉ＝３２，７６９からｉ
＝６５，５３６の画素２０は、その信号排出線２８を第
２信号読出線４６と接続している。

【００３４】更に、上記排出用水平ＭＯＳトランジスタ
２９は、図３にのみ示す排出用水平ゲート線４８を介し
て排出用水平レジスタ４９に接続している。以下、説明
のため、排出用水平ゲート線４８に対してｃ＝１，２，
３，・・・，２５４，２５５，２５６と番号を付す。

【００３５】第１実施例では、上記レジスタ３６、３
８、４１、４３、４９により、ＭＯＳトランジスタ２
６、２７、２９を下記のように制御する構成としてい
る。即ち、撮影及びモニタリング時には、まず、信号蓄
積用水平レジスタ３６から奇数の水平ゲート線３５、即
ち、ａ＝１，３，５，・・・２５１，２５３，２５５に
対応する水平ゲート線３５に信号を出力して各画素の組
のｍ＝１及びｍ＝３の画素２０について水平ＭＯＳトラ
ンジスタ２６を全部開く。

【００３６】この状態で、まず、第１ステップとして、
信号蓄積用垂直レジスタ４１からｂ＝１，１７，３３，
２００９，２０２５，２０４１の垂直ゲート線４０に信
号を出力して、各画素の組のｍ＝１の画素２０の、セン
サ部２３とｋ＝１の電気信号蓄積部２４との間に介在さ
せた垂直Ｍ０Ｓトランジスタ２７を開くと共に、信号排
出用水平レジスタ４９から奇数の信号排出用水平ゲート
線４６、即ち、ｃ＝１，３，５，・・・，２５１，２５
３，２５５に対応する信号排出用水平ゲート線４６に信
号を出力し、排出用水平ＭＯＳトランジスタ２９を開
き、ｍ＝１の画素２０のｋ＝１の電気信号蓄積部２４か
ら信号を排出し、電荷が蓄積されない空の状態とする。
この第１ステップで電気信号蓄積部２４から排出された
電気信号は、本体部２側に送られることなくドレンされ
る。

【００３７】次に、第２ステップとして信号蓄積用垂直
シフトレジスタ４１からｂ＝１，１７，３３，・・・２
００９，２０２５，２０４１の垂直ゲート線４０に信号
を出力して、各画素の組のｍ＝１の画素２０において、
ｋ＝１で示す第１の電気信号蓄積部２４とセンサ部２３
の間に介在させた垂直ＭＯＳトランジスタ２７を開き、
センサ部２３の電荷を上記ステップ１で空にしたｋ＝１
の電気信号蓄積部２４に蓄積する。

【００３８】次に、第３ステップとして、排出用垂直レ
ジスタ４９からｃ＝１，１７，３３，・・・，２００
９，２０２５，２０４１の排出用垂直ゲート線４８に信
号を出力して、ｍ＝１の画素２０のセンサ部２３から信
号をいっせいに排出する。このとき、上記したように第
１区画ｌ１の画素２０から排出された電気信号が第１信
号読出線４５から排出される一方、第２区画ｌ２の画素
２０から排出された電気信号は第２信号排出線４６から
排出される。この第３ステップで排出された信号は、モ
ニタリングを行うために、後述する第１アンプ手段５３
及び第１Ａ／Ｄ変換手段５４を介して信号処理手段５６
に送られる。

【００３９】次に、第４ステップでは、第１ステップと
同様にして各画素の組のｍ＝１の画素のｋ＝２の第２電
気信号蓄積部２４の電荷を排出し、第５ステップでは第
２ステップと同様にして、ｍ＝１の画素２０において、
センサ部２３の電荷をｋ＝２の電気信号蓄積部２４に蓄
積する。また、第６ステップでは、第３ステップと同様
にして、モニタリングのためにｍ＝１の画素２０のセン
サ部２３から信号をいっせいに排出する。

【００４０】以下、第７ステップから第２４ステップで
は、上記第１ステップから第６ステップと同様にして、
ｍ＝１の画素２０のｋ＝３の電気信号蓄積部２４からｋ
＝８の電気信号蓄積部２４に対して、信号の排出、電気
信号の蓄積、及び、センサ部２３からの信号のいっせい
排出を順次繰り返す。

【００４１】第２５ステップから第５０ステップでは、
信号蓄積用水平シフトレジスタ３６からａ＝２，４，
６，・・・，２５２，２５４，２５６で表される偶数の
水平ゲート線３５に信号を出力して各画素の組のｍ＝２
及びｍ＝４の画素２０について水平ＭＯＳトランジスタ
２６を全部開く。更に、この状態で、上記第１ステップ
から第２４ステップと同様にして、ｍ＝２の画素２０の
第１から第８の電気信号蓄積部２４からの信号の排出、
第１から第８の電気信号蓄積部２４への信号の蓄積、及
び、ｍ＝２の画素のセンサ部２３からモニタリングのた
めの信号の排出を順次繰り返す。

【００４２】また、以下同様に、ｍ＝３の画素２０及び
ｍ＝４の画素２０について、ｋ＝１からｋ＝８の電気信
号蓄積部２４からの信号の排出、ｋ＝１からｋ＝８の電
気信号蓄積部への信号の蓄積、及び、センサ部２３から
の信号のいっせい排出を順次に繰り返す。更に、ｍ＝４
の画素のｋ＝８電気信号蓄積部２４に信号を蓄積した
後、再び上記第１ステップにもどり、ｍ＝１の画素２０
のｋ＝１からｋ＝８の電気信号蓄積部２４への信号の上
書きとセンサ部２３からの信号の排出を繰り返す。

【００４３】上記のように第１実施例では、各撮像手段
８Ａ、８Ｂ、８Ｃでは、電気信号蓄積手段２４から電気
信号を排出するステップ（排出ステップ）、その電気信
号を排出した空の状態の電気信号蓄積部２４にセンサ部
２３から電気信号を上書き、蓄積するステップ（蓄積ス
テップ）、及び、モニタリングために受光面を構成する
全画素のセンサ部から電気信号をいっせい排出するステ
ップ（モニタリングステップ）を順次繰り返す構成とし
ている。

【００４４】一方、信号読出時には、Ｍ０Ｓトランジス
タ２６、２７、２９を以下のように制御する構成として
いる。まず、読出時には、信号排出用水平レジスタ４９
から信号を送り、ｉ＝１からｉ＝２５６の全部の画素２
０の排出用水平ＭＯＳトランジスタ２９を開く。

【００４５】この状態で、信号読出用水平及び垂直シフ
トレジスタ３８、４３より信号を送って、水平及び垂直
ＭＯＳトランジスタ２９、３０を開いて、ｍ＝１の画素
２０のｋ＝１の電気信号蓄積部２４からｋ＝８の電気信
号蓄積部２４、ｍ＝２の画素２０の第２の電気信号蓄積
部２４から第８の電気信号蓄積部２４、更に、同様にｍ
＝３、ｍ＝４の第１から第８電気信号蓄積部２４の順で
順次信号を読み出す。

【００４６】上記各撮像手段８Ａ、８Ｂ、８Ｃの制御ユ
ニット１２は、撮像ユニット１１に対して、所定のシャ
ッタリング速度及びシャッタリング間隔となるように、
撮像ユニット１１のＭＣＰ１８及び光電面１７に対して
ゲーティング信号を送信すると共に、撮像素子１３のレ
ジスタ３６、３８、４１、４３、４９に信号を出力して
ＭＯＳトランジスタの開閉を制御する構成としている。

【００４７】また、各制御ユニット１２には、同期信号
設定手段５２から同期信号を入力し、この同期信号によ
り、各撮像手段８Ａ、８Ｂ、８Ｃの撮像ユニット１１が
ゲーティング信号を出力するタイミング及びＭＯＳトラ
ンジスタの開閉のタイミングを調整して、各撮像手段８
Ａ、８Ｂ、８Ｃを完全に同期させるのか、所定の時間遅
れを持たせるのかを設定できる構成としている。

【００４８】各撮像手段８Ａ〜８Ｃは、それぞれ第１ア
ンプ手段５３、第１Ａ／Ｄ変換手段５４を介して信号処
理手段５６に接続しており、上記のようにモニタリング
時に、第１区画ｌ１及び第２区画ｌ２から出力された信
号の総和を増幅及びデジタル変換を行った後に、信号処
理手段５６に送る構成としている。

【００４９】上記信号処理手段５６は、上記のように各
撮像手段１２の第１及び第２区画ｌ１、ｌ２を構成する
センサ部２３が出力する信号の総和を監視し、第１及び
第２区画ｌ１、ｌ２のうちの一方に急激な変化が生じた
場合には、トリガー信号発生手段５７にトリガー信号の
出力を命令する信号を出力する。

【００５０】上記トリガー信号発生手段５７は、信号処
理手段５６からの信号を受けて、撮影及びモニタリング
の停止を命令するトリガー信号を上記第１から第３撮像
手段８Ａ、８Ｂ、８Ｃの制御手段１２に出力する構成と
している。

【００５１】また、第１から第３撮像手段８Ａ、８Ｂ、
８Ｃは、それぞれ第２アンプ手段５８を介して、第２Ａ
／Ｄ変換手段５９に接続しており、信号読出時に、各画
素２０の第１から第８の電子信号蓄積部２４から読出し
た信号を増幅及びＡ／Ｄ変換して、メインメモリ６０に
シリアルに入力する構成としている。

【００５２】更に、第１実施例では、上記メインメモリ
６０に送られた画像信号をバッファメモリ６１を備える
画像処理手段６２に送り、この画像処理手段６２で画像
信号を画像に形成した後、その内容を再びメインメモリ
６０に送り、画像データとして記憶する構成としてい
る。

【００５３】次に、上記の構成からなる本実施例の作動
的特徴について説明する。上記したように、第１実施例
では、各撮像手段８Ａ、８Ｂ、８Ｃのシャッタリング時
間、シャッタリング間隔を制御ユニット１２により制御
可能であり、各撮像手段８Ａ、８Ｂ、８Ｃの同期のさせ
方については同期信号設定手段５２により設定可能であ
る。また、本実施例では、出射面にフィルタ９を着脱す
ることができる構成としている。以下の説明では、これ
らの設定を異ならせた場合毎に分けて説明する。

【００５４】まず、上記したように各撮像手段８Ａ、８
Ｂ、８Ｃは上記したように排出ステップ、蓄積ステップ
及びモニタリングステップを繰り返すが、各ステップ間
の時間間隔、即ち、ＭＣＰ１８及び光電面１７のゲーテ
ィング間隔及びＭＯＳトランジスタのスイッチング間隔
（以下、ステップ間隔△ｔと称する。）を１／３×１０
^-7秒に設定する。また、図７で示すように、第１、第２
及び第３撮像手段８Ａ、８Ｂ、８Ｃを、上記ステップ間
隔△ｔと等しい時間遅れで、即ち、１／３×１０^-7秒の
間隔で順に遅延して同期させる。更に、フィルタ９はい
ずれの撮像手段８にも装着しないものとする。

【００５５】この場合、撮影及びモニタリング時には、
上記したように各撮像手段８Ａ、８Ｂ、８Ｃの撮像素子
２４は、電気信号蓄積部２４からの信号の排出、蓄積及
びセンサ部２３からのモニタリングのための信号の排出
を順次に行う構成としているため、各撮像手段８につい
て着目すると、図７に示すように、３×△ｔ間隔、即
ち、１×１０^-7秒間隔で、電気信号蓄積部２４への信号
の蓄積と、モニタリングのためのセンサ部２３からの信
号の排出が繰返される。

【００５６】また、上記のように各撮像手段８のゲーテ
ィング間隔を△ｔで遅延させているため、１／３×１０
^-7秒間隔で、第１撮像手段８Ａ、第２撮像手段８Ｂ、第
３撮像手段８Ｃの順で、また、第１から第３撮像手段８
Ａ〜８Ｃのぞれぞれについては、ｋ＝１からｋ＝８の順
で電気信号蓄積部２４に１つの画面に対応する電気信号
が蓄積される。また、このように電気信号蓄積部２４に
電気信号を蓄積する前のステップでは、その電気信号蓄
積部２４から電気信号を排出して電気信号蓄積部２４を
空の状態とされる。更に、１／３×１０^-7間隔で、第１
撮像手段８Ａ、第２撮像手段８Ｂ、第３撮像手段８Ｃの
順に画素２０の受光面２１の第１区画ｌ１及び第２区画
ｌ２の画素からモニタリングのための電気信号がいっせ
い排出される。

【００５７】上記のように撮像手段８Ａ、８Ｂ、８Ｃか
ら排出された信号は、第１アンプ手段５３、第１Ａ／Ｄ
変換手段５４を介して信号処理部５６に送られる。モニ
タリング中は上記の作動が繰り返され、各撮像手段８
Ａ、８Ｂ、８Ｃでは、ｍ＝１の画素２０のｋ＝１の電気
信号蓄積部２４からｍ＝４の画素のｋ＝８の電気信号蓄
積部２４に順次信号が上書されていく。

【００５８】上記信号処理手段５６が、第１区画ｌ１又
は第２区画ｌ２から排出される信号の総和に急激な変化
が生じたことを検出すると、トリガー信号発生手段５７
に信号が送られ、トリガー信号発生手段５７から各撮像
手段８Ａ、８Ｂ、８Ｃの制御手段１２に信号が送られ、
ゲーティング及びＭＯＳトランジスタの作動が停止さ
れ、このトリガー信号の入力と同時に、上記電気信号蓄
積部２４への信号の上書が停止する。

【００５９】この時、上記したように３台の撮像手段８
Ａ、８Ｂ、８Ｃの撮像素子１３の画素２０をｍ＝１から
ｍ＝４の４個の画素の組に分け、かつ、各画素２０はｋ
＝１からｋ＝８の８個の電気信号蓄積部２４を備えてい
るため、撮影装置全体としては、被写体の急変が生じる
直前の３（台）×４（個）×８（個）＝９６枚の連続画
像が記憶されていることになる。尚、上記トリガー信号
を各撮像手段８Ａ、８Ｂ、８Ｃの制御ユニット１２に入
力してから、電気信号蓄積部２４への信号の上書を停止
するまでの間の時間遅れを調整することにより、急変発
生前後又は急変発生後の連続画像を得ることができる。

【００６０】上記のように撮影が終了した後には、各撮
像手段１３の各画素２０の第１から第８の電気信号蓄積
部２４に蓄積された電気信号を第２アンプ手段５８、第
２Ａ／Ｄ変換手段５９を介してメインメモリ６０にシリ
アルに送る。メインメモリ６０に送られた信号は、画像
処理手段６２に送られ、第１から第３撮像手段８Ａ〜８
Ｃのｍ＝１の画素２０のｋ＝１の電気信号蓄積部２４か
らの信号、第１から第３撮像手段８Ａ〜８Ｃのｍ＝２の
画素２０のｋ＝１からｋ＝８の電気信号蓄積部２４から
読み出した信号、第１から第３撮像手段のｍ＝３の画素
２０のｋ＝１からｋ＝８の電気信号蓄積部２４から読出
した信号、第１から第３撮像手段８Ａ〜８Ｃのｍ＝４の
画素２０の電気信号蓄積部２４に蓄積された信号の順、
即ち、撮影された画像順に並べられ、この画像データは
再びメインメモリ６０に送られる。

【００６１】上記のように、第１実施例の撮像装置で
は、上記複数の撮像手段を所定の時間遅れを持たせて同
期させることにより、１台の撮像手段で撮影を行った場
合には、連続画像間の時間間隔が３×△ｔ＝１×１０^-7
秒、即ち、撮影速度が１×１０⁷ｐｐｓ、連続画像枚数
が３２枚であるのに対して、撮影速度が３倍の３×１０
⁷ｐｐｓ、連続画像枚数も３倍の９６枚となり、高速撮
影速度を維持しつつビデオ装置として使用することがで
きる。

【００６２】次に、上記第１から第３撮像手段８Ａ、８
Ｂ、８Ｃに特種なフィルタ手段を装着する場合について
説明する。第１撮像手段８Ａにはフィルタ手段を装着せ
ず、第２撮像手段８Ｂに装着するフィルタ手段９Ｂを、
特定波長のみを透過するフィルタ、第３撮像手段９Ｃに
装着するフィルタ手段９Ｃを、上記第２撮像手段に装着
したフィルタよりも短い波長の特定光線のみを透過する
フィルタとし、第１から第３撮像手段８Ａ〜８Ｃを図８
に示すように完全同期する。

【００６３】このような設定下において、例えば、炎を
撮影すると、第１撮影手段８Ａでは、通常の高速撮影に
よる撮影を行うことができる一方、第２撮像手段８Ｂで
撮影した画像と第３撮像手段８Ｃで撮影した画像の信号
の強度を比較して２つの波長での信号の強度の比を求め
ることにより炎の温度を求めることができる。

【００６４】次に、この第１実施例の撮影装置により、
特殊なフィルターを使用して流体の計測を行う場合につ
いて説明する。まず、第１撮像手段８Ａにはフィルター
を装着せず、第２撮像手段８Ｂには、波長が５２０nm程
度以下の光のみを透過する特殊なフィルター９Ｂを装着
すると共に、第３撮像手段８Ｃには、波長が５２０nm程
度以上の光のみを透過する特殊なフィルター９Ｃを装着
する。また、第１から第３撮像手段８Ａ〜８Ｃは完全同
期させる。

【００６５】一方、計測を行う流体には、微小な粒子を
多数投入すると共に、蛍光染料を混入する。また、これ
ら粒子及び蛍光染料を投入した流体に、Ａｒイオンレー
ザーを照射する。このＡｒイオンレーザーを照射する
と、粒子による散乱光が４７６ｎｍ〜５１４ｎｍ程度で
ピースを有する一方、上記蛍光染料による蛍光光線は、
５８８ｎｍ程度がピークとなる。

【００６６】上記のような粒子及び蛍光染料を投入した
流体を第１実施例の撮影装置で撮影すると、第２撮像手
段８Ｂは、粒子によるＡｒレーザーの散乱光のみ撮影す
ることができるため、粒子の運動のみ確認することがで
き、同時に第３撮像手段８Ｃは蛍光染料で色付けされた
流体の運動のみを撮影することができる。更に、第１撮
像手段８Ａでは通常の画像を得ることができる。従っ
て、液・液二相流の場合、蛍光染料で全体の流れパター
ン、粒子追跡により正確な流速場が得られる。また、固
体粒子の場合、流体運動と固体粒子の運動の相互干渉を
知ることができる。

【００６７】また、第１実施例において第１から第３撮
像手段８Ａ〜８Ｃのいずれにも、フィルタ手段を装着せ
ず、かつ、第１から第３撮像手段８Ａ〜８Ｃを完全同期
する設定した場合には、１台の撮像手段により撮影した
場合の３倍の解像度を得ることができる。即ち、本実施
例では、各撮像手段８の撮像素子１３は、４個一組の画
素の組を１６，３８４組備えているが、上記のような設
定とすると、１６，３８４×３＝４９，１５２個の画素
により撮影することになる。

【００６８】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。第２実施例の撮影装置は、光分割手段５、撮像手段
８Ａ〜８Ｃ等のカメラ部２、信号処理手段５６等の本体
部２及びモニタ手段３の構成は、上記第１実施例と同一
であって、各撮像手段８Ａ〜８Ｃの制御のみを異ならせ
ている。

【００６９】即ち、第２実施例では、モニタリング時に
は、３つの撮像手段８Ａ、８Ｂ、８Ｃのうち、１台を電
気信号の保持及びモニタリングのみを行う状態（以下、
「モニタリングモード」と称する。）、他の１台を電気
信号の電気信号蓄積部２４への上書き、蓄積のみを行う
状態（以下、「書き込みモード」と称する。）、残りの
１台を電気蓄積部２４に信号を保持した状態（以下、
「保持モード」と称する。）とし、図９に示すように、
これを３台の撮像手段８Ａ、８Ｂ、８Ｃで順次交代して
行う構成としている。即ち、１台の撮像手段８に着目す
ると、モニタリングモード、書き込みモード、保持モー
ドの順で各モードを繰り返すようにしている。また、上
記したように各撮像素子１３は画素２０をｍ＝１からｍ
＝４の４個一組としており、かつ、各画素２０はｋ＝１
からｋ＝８の８個の電気信号蓄積部２４を備えているた
め、各モードはＭＯＳトランジスタのスイッチング及び
ＭＣＰ１８のゲーティングを行う３２のステップからな
る。

【００７０】まず、“モニタリングモード”の撮像手段
８におけるＭＯＳトランジスタ２６、２７、２９の制御
について説明する。まず、このモードでは、水平及び垂
直ＭＯＳトランジスタ２６、２７は常時閉じた状態とす
る。そして、各ステップ毎に排出用水平レジスタ４９か
ら信号を送り、排出用水平ＭＯＳトランジスタ２９を開
いてセンサ部２３に蓄積された電気信号を排出線２８か
ら排出する。この排出線２８から排出される電気信号
は、上記第１実施例と同様に、受光面２１の第１区画ｌ
１にある画素２０から排出された電気信号の総和が第１
読出し線４５から信号処理部５６側に読み出される一
方、第２区画ｌ２にある画素２０から排出された電気信
号の総和が第２読出し線４６から信号処理部５６側に読
み出される。

【００７１】また、このモニタリングモードでは、撮影
開始直後の初回のモニタリングモードである場合を除
き、各画素２０のｋ＝１からｋ＝８までの電気信号蓄積
部２４には電荷が蓄積された状態であるが、上記したよ
うに水平及び垂直ＭＯＳトランジスタ２６、２７を閉鎖
して、第１番目のステップから第３１番目のステップま
では（書き込みモードにある第２撮像手段８Ｂのｍ＝４
の画素２０のｋ＝７の電気信号蓄積部２４に電気信号が
蓄積されるまで）、各電気信号蓄積部２４に蓄積された
電荷はそのまま保持される。

【００７２】そして、第３２番目のステップ、即ち、書
き込みモードにある第２撮像手段８Ｂのｍ＝４の画素２
０のｋ＝８の電気信号蓄積部２４に電気信号が蓄積され
るステップにおいて、第１撮像手段８Ａの各画素の信号
排出用水平ＭＯＳトランジスタ２９及び各水平及び垂直
ＭＯＳトランジスタ２６、２７をいっせいに開いて全画
素２０のｋ＝１からｋ＝８の電気信号蓄積部２４からの
電気信号を排出する。即ち、書き込みモードに入る直前
にその撮像手段８の各画素２０の各電気信号蓄積部２４
は空の状態となる。

【００７３】書き込みモードでは、各画素２０の信号排
出用水平ＭＯＳトランジスタ２９は常時閉じた状態であ
る。また、書き込みモードでは、まず、信号蓄積用水平
シフトレジスタ３６から奇数の水平ゲート線３５、即
ち、ａ＝１，３，５，・・・２５１，２５３，２５５に
対応する水平ゲート線３５に信号を出力して各画素の組
のｍ＝１及びｍ＝３の画素２０について水平ＭＯＳトラ
ンジスタ２６を全部開く。

【００７４】この状態で、第１のステップとして信号蓄
積用垂直シフトレジスタ４１からｂ＝１，１７，３３，
・・・，２００９，２０２５，２０４１の垂直ゲート線
４０に信号を出力して、各画素の組のｍ＝１の画素２０
において、ｋ＝１の電気信号蓄積部２４とセンサ部２３
の間に介在させた垂直ＭＯＳトランジスタ２７を開き、
センサ部２３の電荷をｋ＝１の電気信号蓄積部２４に蓄
積する。同様にして各ステップ毎にｍ＝１の画素２０の
ｋ＝２からｋ＝８の電気信号蓄積部２４に信号を蓄積す
る。

【００７５】次に、信号蓄積用水平シフトレジスタ３６
から偶数の水平ゲート線３５、即ち、ａ＝２，４，６，
・・・，２５２，２５４，２５６に対応する水平ゲート
線３５に信号を出力して各画素の組のｍ＝２及びｍ＝４
の画素２０について水平ＭＯＳトランジスタ２６を全部
開く。この状態で、信号蓄積用垂直シフトレジスタ４１
からｂ＝１，１７，３３，・・・，２００９，２０２
５，２０４１の垂直ゲート線４０に信号を出力して、各
画素の組のｍ＝２の画素２０において、ｋ＝１の電気信
号蓄積部２４とセンサ部２３の間に介在させた垂直ＭＯ
Ｓトランジスタ２７を開き、センサ部２３の電荷をｋ＝
１の電気信号蓄積部２４に蓄積する。更に、同様にして
各ステップ毎にｍ＝２の画素２０のｋ＝２からｋ＝８の
電気信号蓄積部２４に信号を蓄積する。

【００７６】以降は、同様にして各ステップ毎にｍ＝３
の画素のｋ＝１からｋ＝８の電気信号蓄積部２４、ｍ＝
４の画素のｋ＝１からｋ＝８の電気信号蓄積部２４の順
で順次信号を蓄積していく。

【００７７】即ち、“書き込みモード”では、各ステッ
プ毎にｍ＝１からｍ＝４の画素２０の順でｋ＝１からｋ
＝８の電気信号蓄積部２４に順次信号を蓄積していく。
書き込みモードにある撮像手段８のｍ＝４の画素のｋ＝
８の電気信号蓄積部２４に電荷が蓄積されると、その撮
像手段８は、“保持モード”となる。

【００７８】“保持モード”の撮像手段８では、光電面
１７及びＭＣＰ１８のゲーティングを行わず、かつ、各
画素２０のＭＯＳトランジスタ２６、２７、２９は全て
閉じた状態のみままであり、一つ前のモードである書き
込みモードで各電気信号蓄積部２４に蓄積された電気信
号は保持される。

【００７９】保持モードが終了すると、再び上記した
“モニタリングモード”となる。

【００８０】次に、第２実施例の作動を図１０に基づい
て説明する。尚、第２実施例においても上記した第１実
施例と同様に、第１、第２及び第３撮像手段８Ａ、８
Ｂ、８Ｃのシャッタリング時間及びシャッタリング間隔
を撮影速度が３×１０⁷ｐｐｓ、即ち、ＭＣＰ１８、光
電面１７のゲーティング間隔並びにＭＯＳトランジスタ
２６、２７、２９のスイッチング間隔であるステップ間
隔△ｔを１／３×１０^-7秒に設定する。また、各撮像手
段８Ａ、８Ｂ、８Ｃを完全同期させる。

【００８１】尚、以下の説明では、上記図１０に示すよ
うに、第１撮像手段８Ａを“モニタリングモード”、第
２撮像手段８Ｂを“書き込みモード”とし、更に、第３
撮像手段８Ｃを“保持モード”（以下、この状態を「第
１状態」と称する。）として、作動を開始する。

【００８２】第１状態では、第２撮像手段８Ｂのｍ＝１
からｍ＝４の画素２０のｋ＝１からｋ＝８の電気信号蓄
積部２４にステップ間隔△ｔと等しい時間間隔で、画像
に対応する電気信号が蓄積される。また、この間、第１
撮像手段８Ｃからステップ△ｔ間隔と等しい時間間隔で
受光面２１の第１区間ｌ１、第２区間ｌ２から電気信号
がモニタリング用に排出される。

【００８３】上記第２撮像手段８Ｂのｍ＝４の画素２０
のｋ＝８の電気信号蓄積部２４に電荷が蓄積されると、
第１状態が終了する。ここで撮像手段８は、ｍ＝１から
ｍ＝４の画素２０がそれぞれｋ＝１からｋ＝８の電気信
号蓄積部２４からなるため、３２ステップを費やすこと
になる。第１状態が終了するステップでは、モニタリン
グモードにあった第１撮像手段８Ａの電気信号蓄積部２
４から電気信号が一斉に排出、ドレンされる。

【００８４】次に、第１撮像手段８Ａが書き込みモー
ド、第２撮像手段８Ｂが保持モード、第３撮像手段８Ｃ
をモニタリングモードとなる（第２状態）。

【００８５】上記第２状態では、第１撮像手段８Ａのｍ
＝１からｍ＝４の画素２０のｋ＝１からｋ＝８の電気信
号蓄積部２４に電荷が蓄積されると、この時点でモニタ
リングモードにあった第３撮像手段８Ｃの電気信号蓄積
部２４から一斉に電荷が排出、ドレンされる。

【００８６】次に、第１撮像手段８Ａが保持モード、第
２撮像手段８Ｂがモニタリングモード、第３撮像手段８
Ｃが書き込みモードとなる（第３状態）。この状態で第
３撮像手段８Ｃのｍ＝１からｍ＝４の画素２０のｋ＝１
からｋ＝８の電気信号蓄積部２４に電荷が蓄積される
と、この時点でモニタリングモードにあった第３撮像手
段８Ｃの電気信号蓄積部２４から電荷が一斉に排出、ド
レンされる。以下、上記した第１状態に復帰し、第１、
第２及び第３状態を繰り返す。

【００８７】一方、各状態でモニタリングモードにある
撮像手段８から信号処理部５６に送られた電気信号の総
和により、上記した第１区画ｌ１又は第２区画ｌ２に急
激な輝度の変化が検出されると、各撮像手段８Ａ、８
Ｂ、８Ｃにトリガー信号が出力される。例えば、撮影開
始後２回目の第１状態の途中で、第１撮像手段８Ａのセ
ンサ部２３からいっせい排出された電気信号により信号
制御部５６が輝度に急激な変化が発生したことを検出
し、図中Ｘで示すようにトリガー信号出力された場合に
は、各撮像手段８Ａ、８Ｂ、８Ｃは下記のように作動す
る。

【００８８】まず、モニタリングモードにある第１撮像
手段８Ａでは、上記トリガー信号が入力された制御シス
テム１２から停止信号が送られ、ＭＯＳトランジスタ２
６、２７の作動、光電面１７及びＭＣＰ１８のシャッタ
リングが停止される。また、第１撮像手段８Ａでは、ゲ
ーティング及びシャッタリングの停止に続いて、図中Ｘ
２で示すように、全画素２０のＭＯＳトランジスタ２
６、２７、２９を開き、全画素２０のｋ＝１からｋ＝８
の電信号蓄積部２４から電気信号を排出し、作動を停止
する。

【００８９】次に、書き込みモードにある撮像手段８で
は、トリガー信号が入力されても信号の上書き、蓄積を
続行する。また、保持モードにある撮像手段８も、トリ
ガー信号が入力されても各画素２０の電気信号蓄積手段
２４に蓄積した電気信号をそのまま保持する。

【００９０】上記のように、書き込みモードにある撮像
手段において、ｍ＝１からｍ＝４の画素の第１から第８
の電気信号蓄積部２４、即ち、全電気信号蓄積部２４に
電気信号の蓄積が終了すると、図１０に示すように、こ
の撮像手段は保持モードとなる一方、上記モニタリング
モードにあった撮像手段が書き込みモードとなって書き
込みを継続する。そして、この撮像手段の全画素２０の
全電気信号蓄積部２４に電気信号が書き込まれた時点で
撮影が終了する。

【００９１】上記のように第２実施例では、トリガー信
号発生時に保持モードであった撮像手段（上記の例では
第３撮像手段８Ｃ）、トリガー信号発生時に書き込みモ
ードであった撮像手段（上記の例では第２撮像手段８
Ｂ）、トリガー信号発生時にモニタリングモードであっ
た撮像手段（上記の例では第３撮像手段８Ｃ）の順で電
気信号が蓄積される。

【００９２】第２実施例では、上記第１、第２及び第３
状態において、３台の撮像手段８Ａ、８Ｂ、８Ｃのうち
の１台が“書き込みモード”にあるため、ステップ間隔
△ｔと等しい間隔、即ち、１／３×１０^-7秒間隔で９６
枚の連続画像を電気信号蓄積手段２４に蓄積することが
できる。上記したように、１台の撮像手段で撮影を行っ
た場合には、連続画像間の時間間隔が３×△ｔ＝１×１
０^-7秒、即ち、撮影速度が１×１０⁷ｐｐｓ、連続画像
枚数が３２枚であるのに対して、第２実施例の撮影装置
では、撮影速度及び連続画像枚数を共に３倍とすること
ができる。

【００９３】本発明は、上記の実施例に限定されるもの
ではなく種々の変形が可能である。まず、上記した実施
例では、シャッタリング速度、シャッタリング間隔、同
期状態及びフィルタの有無を自由に設定することができ
る構成としているが、これらは、一つの設定の固定する
構成としてもよい。また、上記の実施例では、３台の撮
像手段を備えているが、撮像手段の数はこれに限定され
るものではなく、２個以上、即ち複数個であればよい。
また、上記の実施例では、３つの撮像手段のいずれで
も、信号の蓄積及びモニタリングのための排出を行って
いるが、複数の撮像手段のうちの１つをモニタリング専
用としてもよい。

【００９４】例えば、図１１に示すように、光分割手段
５として入射光を二分割するハーフミラーを採用すると
共に、２つの撮像手段８Ｄ、８Ｅを備え、一方の撮像手
段８Ｄをモニタリング専用として、画像信号を電気信号
蓄積部に蓄積することなく、処理手段５６に排出し、他
方の撮像手段８Ｅを撮影専用として信号を排出すること
なく、毎回のゲーティングにより得られた画像信号を全
て電気信号蓄積手段に、上書きしていく構成としてもよ
い。尚、図１１のその他の構成は、上記した実施例と同
様であるので、同一の部材には、同一の符号を付して説
明を省略する。

【００９５】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係る撮影装置では、上記光分割手段が分割した光線
を、撮像手段に入射させ、光増強手段で電子流に変化、
増強した後に、撮像手段の画素のセンサ部に入射させる
構成としているため、これら複数の撮像手段を遅延同期
して撮影することにより、高速度の撮影を達成すること
ができる。

【００９６】また、本発明では、上記撮像手段の撮像素
子は画素の内部又は近傍に複数の電気信号蓄積部を設け
ているため、センサ部に発生した信号を一旦この電気信
号蓄積部に蓄積し、撮影終了後に順次読み出すことによ
り、撮影の高速化を図ることができると共に、この電気
信号蓄積部の数を増やすことにより、上記のような高速
画像を連続して記憶することができる。即ち、本発明の
撮影装置は、複数の撮影手段を備えること及び画素が複
数の電気信号蓄積部を備えることにより、高速撮影とし
ての撮影速度を維持しつつ、所望の枚数の連続画像を得
ることができ、この連続画像枚数が１００枚程度となる
ように設定することによりビデオカメラとして使用する
ことができる。

【００９７】また、本発明では、信号処理手段が、各画
素から読出した電気信号に急激な変化が生じたか否かを
監視して急激な変化が生じたことを検出した場合に検出
信号を出力し、この検出信号を入力されたトリガー信号
発生手段がトリガー信号を発生する構成としているた
め、被写体に生じた変化を逃すことなく、上記高速かつ
所定枚数の連続画像を撮影することができる。

【００９８】また、本発明の撮影装置では、複数の撮像
手段の全部又は一部にフィルタ手段を装着することによ
り、カラー撮影等を行うことができる等の種々の利点を
有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す概略図である。

【図２】撮像ユニットを示す概略図である。

【図３】撮像素子を示す概略図である。

【図４】撮像素子の受光面を示す概略図である。

【図５】画素の組を示す概略図である。

【図６】画素の構造を示す概略図である。

【図７】時間を遅れを持たせて同期した場合の実施例
の作動を示す概略図である。

【図８】完全同期した場合の実施例の作動を示す概略
図である。

【図９】本発明の第２実施例における撮像手段の“モ
ード”のサイクルを示す概略図である。

【図１０】第２実施例の作動の一例を示す概略図であ
る。

【図１１】本発明の変形例を示す概略図である。

【符号の説明】

３モニタ手段５光分割手段８撮像手段９フィルタ手段１３光増強手段２０画素２１受光面２６，２７，２９，３０ＭＯＳトランジスタ５６信号処理手段５７トリガー信号発生手段６０メインメモリ６１バッファメモリ６２画像処理手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入射光を複数に分割する光分割手段と、該光分割手段が分割した光線を電子流に変換すると共に
該電子流を増強する光増強手段と、該光増強手段から入
射する電子流の強度に応じて電気信号を発生するセンサ
部を設けた複数の画素を備えると共に該画素内又は画素
近傍に複数の電気信号蓄積部を設けた撮像素子とを備
え、上記センサ部に発生した電気信号を電気信号蓄積部
に上書きして蓄積する複数の撮像手段と、上記撮像素子の画面の輝度に急激な変化が生じたか否か
を監視して、急激な変化が生じたことを検出した場合に
検出信号を出力する信号処理手段と、上記信号処理手段から検出信号が入力されると、上記撮
像手段に対して電気信号の上書き停止を命令するトリガ
ー信号を発生するトリガー信号発生手段と、を備えることを特徴とする撮影装置を提供するものであ
る。
【請求項２】各撮像手段は、それぞれ電気信号蓄積部
からの電気信号の排出、該電気信号を排出した電気信号
蓄積部へのセンサ部に発生した電気信号の蓄積、及び、
全画素のセンサ部から電気信号を上記信号処理手段にい
っせい排出して画面の輝度の監視を行うモニタリングと
を繰り返し、各撮像手段を所定の時間遅れを持たせて同
期させていることを特徴とする請求項１記載の撮影装
置。
【請求項３】各撮像手段は、電気信号蓄積部の電気信号を保持する一方、各画素のセ
ンサ部から電気信号を上記信号処理手段にいっせい排出
し、画面の輝度の急激な変化の監視を行うモニタリング
モードと、センサ部に発生した電気信号の電気信号蓄積部への蓄積
を行う書き込みモードと、電気信号蓄積部の電気信号を保持する保持モードとを順
次繰り返し、画面の輝度の急激な変化が検出されてトリガー信号が入
力されると、上記保持モードの撮像手段は電気信号蓄積
部の電気信号をそのまま保持し、上記モニタリングモー
ドにある撮像手段はモニタリングを停止すると共に、電
気信号蓄積部から電気信号を排出し、上記書き込みモー
ドにある撮像手段は信号の蓄積を継続し、書き込みモー
ドにある撮像手段の全電気信号蓄積部に電気信号を蓄積
した後に上記モニタリングモードであった撮像手段を書
き込みモードとすることを特徴とする請求項１記載の撮
影装置。
【請求項４】上記複数の撮像手段を完全同期させると
共に、撮像手段の全部又は一部にフィルタ手段を装着し
ていることを特徴とする請求項１記載の撮影装置。