KR100552331B1

KR100552331B1 - 촬영장치 및 동기 촬영 타이밍 제어기

Info

Publication number: KR100552331B1
Application number: KR1020040013457A
Authority: KR
Inventors: 도미나가히데키; 소야히데키; 곤도야수시; 에토오타케하루
Original assignee: 가부시키가이샤 시마즈세이사쿠쇼; 에토오 타케하루
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2004-02-27
Publication date: 2006-02-20
Also published as: EP1453318B1; CN100438575C; US20040183908A1; CA2458591A1; DE602004000090T2; CN1525748A; HK1068756A1; DE602004000090D1; KR20040077546A; JP2004266458A; EP1453318A1

Abstract

본 발명의 장치는, 동기 촬영을 행하는 각 카메라기에, 촬영 시퀀스의 진행을 담당하는 외부 클록신호도, 촬영 시퀀스 리셋용의 외부 리셋신호도, 각 카메라기에 고속촬영 개시용의 외부 트리거 신호도 전부 1대의 동기 촬영 타이밍 제어기가 총괄 공급한다. 그 결과, 공급중의 외부 클록신호끼리의 사이 및 외부 리셋신호끼리의 사이에서 경시적 대응관계가 유지되므로, 외부 리셋신호에 의한 촬영 시퀀스의 리셋동작에서 각 촬영 시퀀스도 경시적 대응관계를 유지하여 진행한다. 그리고, 카메라기의 고속촬영이 총괄 공급된 외부 트리거 신호에 의해 시작되므로, 카메라기의 고속촬영도 엄밀한 경시적 대응관계가 있는 상태에서 진행하고, 3대의 카메라기를 정확하게 동기시켜 고속촬영을 할 수 있다.

카메라, 카메라 제어기, 동기 촬영 타이밍 제어기, CCD, CCD 구동회로, 지연회로, 릴레이 인계 동기 촬영, 축지 교환 동기 촬영

Description

촬영장치 및 동기 촬영 타이밍 제어기{PHOTOGRAPHIC APPARATUS AND SYNCHRONOUS PHOTOGRAPHY TIMING CONTROLLER}

도1은 실시예의 고속촬영장치의 개략 구성을 나타내는 블록도이다.

도2는 실시예 장치가 장비하는 카메라기의 구성을 나타내는 블록도이다.

도3은 실시예의 동기 촬영 타이밍 제어기의 구성을 나타내는 블록도이다.

도4는 실시예 장치의 동시 평행 동기 촬영 프로세스를 나타내는 플로우차트이다.

도5는 동시 평행 촬영시의 각 외부 신호의 공급상황을 나타내는 신호 파형도이다.

도6은 실시예 장치의 릴레이 인계 동기 촬영 프로세스를 나타내는 플로우차트이다.

도7은 릴레이 인계 동기 촬영시의 각 외부 신호의 공급상황을 나타내는 신호 파형도이다.

도8은 실시예 장치의 축지 교환 동기 촬영 프로세스를 나타내는 플로우차트이다.

도9는 축지 교환 동기 촬영시의 각 외부 신호의 공급상황을 나타내는 신호 파형도이다.

본 발명은, 비디오 카메라 등의 카메라기를 복수대 구비한 촬영장치 및 이것에 이용되는 동기 촬영 타이밍 제어기에 관한 것으로, 특히 로켓 등의 고속이동물체, 폭발, 난류, 방전현상, 현미경 하에서의 미생물의 운동, 뇌·신경계의 신호전달 등의 과학 계측분야의 피사체를 복수대의 카메라기를 동기시켜 촬영하는 기술에 관한 것이다.

종래, 고속비디오 카메라기를 장비하고 있는 고속촬영장치의 경우, 일련의 촬영을 극히 빠른 속도로 연속하여 촬영하는, 즉 예를 들면 100장의 촬영화상을 극히 짧은 촬영간격으로 계속해서 얻을 수 있는 고속촬영이 가능하다. 본 명세서 중에서의 『촬영속도』란 단위 시간당 프레임 수를 나타내며, 예를 들면 1초당 100만장 정도가 구체적인 촬영속도로서 예시된다. 또 본 명세서 중에서의 『촬영간격』이란 화상 1장분의 촬상이 행해지는 시간, 다시말하면 단위 프레임 당의 시간(단위는, 초/프레임)을 나타내고 있으며, 예를 들면 백만분의 1초(1㎲)/프레임 정도가 구체적인 촬영간격으로서 예시된다. 따라서, 촬영속도는 촬영간격과 역수의 관계에 있다. 이와 같은 고속촬영에 의하면, 극히 짧은 시간에 상태가 연속해서 변화하는 피사체(예를 들면 폭발의 순간의 모습)를 연속해서 촬영하는 것이 가능하게 된다.

또한 복수대의 비디오 카메라기를 동기시켜 고속촬영하는 것도 가능하다. 예를 들면, 피사체의 광학상을 취입하는 렌즈에 파장특성이 다른 색 필터를 붙인 복 수대의 비디오 카메라기를 동기시켜 고속촬영을 행하는 것에 의해, 피사체를 다른 파장의 광에 의해 동시에 고속촬영할 수 있다.

복수대의 비디오 카메라기를 동기시켜 고속촬영을 행하는 경우, 고속촬영을 개시시키는 외부 트리거 신호(고속촬영 스타트 신호)를 각 비디오 카메라기에 카메라 외부에서 병렬로 공급하는 방식과, 외부 트리거 신호를 각 비디오 카메라기를 순서대로 경유시키는 형태로 직렬로 공급하는 방식이 있다.

그러나, 상기 종래의 고속촬영장치는, 복수대의 카메라기를 동기시켜 고속촬영을 행하는 경우, 정확하게 동기를 취할 수 없다는 문제가 있다.

촬영속도가 느린 경우는 동기가 정확하지 않더라도 특히 문제는 없지만, 특히 촬영속도가 상한(최고의 촬영속도)에 가까울 때에는 카메라기의 동기가 정확하게 취할 수 없게 된다.

동기 촬영에 사용되는 비디오 카메라기의 경우, 화상 1장분의 촬상을 행할 때의 일련의 촬영 시퀀스의 진행을 담당하는 개별의 내부 클록신호가 각각의 카메라에 내장되어 있으며, 비디오 카메라끼리의 사이에서는 내부 클록신호의 사이에 어떠한 대응관계가 있는 것은 아니므로, 각 비디오 카메라의 사이에서는 촬영 시퀀스의 진행상황이 서로 어긋나 있는 상태로 일치되어 있지는 않다.

동기 촬영 시에 외부 트리거 신호를 각 비디오 카메라기에 병렬 공급하는 전자의 방식의 경우, 외부 트리거 신호가 총괄적으로 공급되지 않고 따로 따로 공급된다. 또한 외부 트리거 신호의 병렬 공급으로 내부 클록신호 사이에 대응관계가 없는 상황이 해소될 이유도 없으므로, 비디오 카메라기끼리의 사이에서 촬영 시퀀 스의 진행상황을 일치시킬 수 없으며, 즉 임의시점의 촬영 시퀀스의 스테이지를 모든 비디오 카메라기에서 완전하게 동일하게 할 수 없어, 정확하게 동기를 취할 수는 없다.

동기 촬영 시에 외부 트리거 신호를 각 비디오 카메라기에 직렬 공급하는 후자의 방식의 경우도, 전단의 비디오 카메라기에서 수취하는 시점의 촬영 시퀀스의 스타트가 정해져 있지는 않으며, 후단의 비디오 카메라기가 외부 트리거 신호를 수신했을 때의 촬영 시퀀스의 상태에 따라 외부 트리거 신호의 수신에서 고속촬영 개시까지의 시간이 그 시시각각 다르므로, 역시 정확하게 동기를 취할 수 없다.

본 발명은, 이와 같은 사정을 감안하여 행해진 것으로, 복수대의 카메라기를 정확하게 동기시켜 촬영을 행할 수 있는 촬영장치 및 이것에 이용되는 동기 촬영 타이밍 제어기를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

발명을 설명하기 위해 현재에 알맞다고 생각되는 여러개의 형태가 도시되어 있지만, 발명이 도시된 바와 같은 구성 및 방책에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은, 이와 같은 목적을 달성하기 위해, 다음과 같은 구성을 취하고 있다. 즉 본 발명에서의 촬영장치는, 카메라기를 복수대 배설함과 동시에, 동기 촬영 타이밍 제어기를 1대 배설하고 있으며, 상기 카메라기는 (a) 피사체의 광학상을 취입하여 광전변환하고 촬영화상용의 전기신호로서 출력하는 촬상수단과, (b) 카메라 외부에서 공급되는 외부 클록신호에 따라 촬상수단이 일련의 촬영 시퀀스로 화상 1 장분의 촬상을 행하는 동작을 연속하여 반복하도록 촬상수단을 제어하고, 카메라 외부에서 공급되는 외부 리셋신호에 의해 촬영 시퀀스가 일단 스타트 상태로 되돌아가는 리셋이 걸리며, 카메라 외부에서 공급되는 외부 트리거 신호에 의해 촬상수단에 의한 촬영을 개시시키는 촬영 시퀀스 제어수단을 구비한 촬영장치로서, 상기 동기 촬영 타이밍 제어기는,

각 카메라기에 외부 클록신호를 공급하는 클록신호 공급수단과;

각 카메라기에 외부 리셋신호를 공급하는 리셋신호 공급수단과;

각 카메라기에 외부 트리거 신호를 공급하는 트리거 신호 공급수단을 포함하여 구비하며;

상기 동기 촬영 타이밍 제어기에서 공급되는 외부 클록신호 및 외부 리셋신호와 외부 트리거 신호에 따라 복수대의 카메라기에 의한 동기 촬영이 행해지도록 구성되어 있다.

본 발명의 촬영장치에 의하면, 복수대의 카메라기를 동기시켜 촬영을 행하는 경우, 동기 촬영 타이밍 제어기에서 각 카메라기에 외부 클록신호 및 외부 리셋신호와 외부 트리거 신호가 공급됨에 따라 다음과 같이 동기 촬영이 행해진다. 먼저 외부 클록신호가 공급되면 촬영 시퀀스 제어수단에서는 외부 클록신호에 따라 화상 1장분의 촬영을 행할 때의 일련의 촬영 시퀀스의 반복 진행이 시작된다. 다음에 외부 리셋신호가 공급되면 카메라기의 촬영 시퀀스 제어수단에서는 촬영 시퀀스를 일단 스타트 상태로 되돌리는 리셋이 걸린다. 그후, 외부 트리거 신호가 공급되면 촬영 시퀀스 제어수단이 카메라기의 촬상수단의 촬상동작이 시작되 고속 동기 촬영이 행해진다.

즉 본 발명의 경우, 동기 촬영을 실행하는 각 카메라기에는 화상 1장분의 촬상을 행할 때의 일련의 촬영 시퀀스의 진행을 담당하는 외부 클록신호도, 촬영 시퀀스를 리셋시키는 외부 리셋신호도, 각 카메라기에 촬영을 개시시키는 외부 트리거 신호도 모두 1대의 동기 촬영 타이밍 제어기가 총괄 공급하도록 구성되어 있으며, 각 카메라기에 총괄 공급되고 있는 외부 클록신호끼리의 사이 및 외부 리셋신호끼리의 사이에서 경시적 대응관계가 유지되므로, 외부 리셋신호에 의한 촬영 시퀀스의 리셋동작에 의해 각 촬영 시퀀스도 경시적 대응관계를 유지하여 진행한다. 그리고, 각 카메라기의 촬영이 총괄 공급된 외부 트리거 신호에 의해 시작되므로, 각 카메라기의 촬영도 엄밀함 경시적 대응관계가 있는 상태에서 진행하는 결과, 복수대의 카메라기를 정확하게 동기시켜 촬영을 행할 수 있다.

동기 촬영 타이밍 제어기가 각 신호를 공급하는 형태의 일예는, 이하와 같은 것이 있다. 즉 동기 촬영 타이밍 제어기는, 외부 클록신호 및 외부 리셋신호와 외부 트리거 신호를 각 신호 각각이 카메라기끼리의 사이에서 시간의 어긋남이 없는 동일 위상상태로 공급할 수 있도록 구성되어 있다.

이 구성으로 동기 촬영이 행해지는 경우, 각 카메라기에서는 동일한 타이밍에서 화상 1장분의 촬상을 행할 때의 일련의 촬영 시퀀스의 반복 진행이 시작되고, 동일한 타이밍에서 촬영 시퀀스가 리셋되어 촬영 시퀀스의 진행상황이 동일하게 일치되며, 그리고 동일한 타이밍에서 촬영이 시작되므로, 각 카메라기에 의한 촬영을 동시 평행하게 행할 수 있다.

또 동기 촬영 타이밍 제어기가 각 신호를 공급하는 형태의 다른 일예는, 이하와 같은 것이 있다. 즉 동기 촬영 타이밍 제어기는, 외부 클록신호와 외부 리셋신호를 각 신호 각각이 카메라기끼리의 사이에서 봐서, 시간의 어긋남이 없는 동일 위상상태에서 공급하고, 외부 트리거 신호가 카메라기끼리의 사이에서 봐서, 각 카메라기가 설정 매수의 화상을 계속해서 촬영하는 시간만큼 시간의 어긋남인 위상차를 가지도록 외부 트리거 신호를 공급할 수 있도록 구성되어 있다.

이 구성으로 동기 촬영이 행해지는 경우, 각 카메라기에서는, 동일한 타이밍에서 화상 1장분의 촬상을 행할 때의 일련의 촬영 시퀀스의 반복 진행이 시작되고, 동일한 타이밍에서 촬영 시퀀스가 리셋되어 촬영 시퀀스의 진행상황이 동일하게 일치된 후, 각 카메라기에 트리거 신호가 전단의 카메라기가 설정 매수의 화상을 계속해서 촬영하는 시간만큼 시간의 어긋남을 가지고 순서대로 공급됨에 따라 각 카메라기에서 설정 매수의 화상의 연속촬영이 차례차례 진행되므로, 각 카메라기의 설정 매수의 합계 매수분의 화상을 연속하여 촬영할 수 있다.

또 동기 촬영 타이밍 제어기가 각 신호를 공급하는 형태의 또 다른 일예는 이하와 같은 것이 있다. 즉 동기 촬영 타이밍 제어기는, 적어도 외부 리셋신호와 외부 트리거 신호의 각각이 카메라기끼리의 사이에서 봐서, 화상 1장분의 촬영이 행해지는 시간인 촬영간격을 t, 카메라기의 대수를 N으로 했을 때에 t÷N에 상응하는 시간만큼 시간의 어긋남인 위상차를 가지도록 외부 리셋신호와 외부 트리거 신호를 공급할 수 있도록 구성되어 있다.

이 구성으로 동기 촬영이 행해지는 경우, 외부 클록신호의 공급 개시에 따라 각 카메라기에서는, 촬영간격마다 화상 1장분의 촬영을 행할 때의 일련의 촬영 시퀀스의 반복 진행이 시작된 후, 〔(촬영간격)÷(카메라기의 대수)〕에 상응하는 시간만큼 시간의 어긋남을 가지고 외부 리셋신호가 공급됨에 따라 각 카메라기에서 축지로 촬영 시퀀스가 리셋되어 촬영 시퀀스의 진행상황이 일치된다. 그리고, 〔(촬영간격)÷(카메라기의 대수)〕에 상응하는 시간만큼 시간의 어긋남을 가지고 외부 트리거 신호가 공급됨에 따라 각 카메라기에서 축지로 촬영이 시작되며, 복수대의 카메라기 전체적으로 보면 〔(촬영간격)÷(카메라기의 대수)〕의 촬영간격으로 촬영이 진행하게 되므로, 촬영간격을 최소(즉 최고의 촬영속도)로 설정하면, 최고의 촬영속도를 카메라기의 대수배(臺數倍)로 더 업(up)할 수 있다.

상술한 발명에서는, 적어도 외부 리셋신호와 외부 트리거 신호의 각각이 카메라기끼리의 사이에서 봐서, 상기 t÷N에 상응하는 시간만큼의 시간의 어긋남인 위상차를 가지도록 각 신호를 공급할 수 있도록 구성되어 있으면 되므로, 외부 리셋신호와 외부 트리거 신호 이외의 신호, 예를 들면 외부 클록신호에 대해서도 t÷N에 상응하는 시간만큼의 시간의 어긋남인 위상차를 가지도록 외부 클록신호를 공급할 수 있도록 구성되어 있어도 된다.

전기 케이블의 길이의 불일치에 따른 시간의 어긋남인 위상차가 생기는 것을 회피하는 것을 고려하면, 동기 촬영 타이밍 제어기에서 각 카메라기에 외부 클록신호 및 외부 리셋신호와 외부 트리거 신호를 공급하는 각 전기 케이블이 모두 거의 같은 길이인 것이 바람직하다.

이와 같이 구성하면, 동기 촬영 타이밍 제어기에서 각 카메라기에 각각 거의 같은 길이의 전기 케이블로 외부 클록신호 및 외부 리셋신호와 외부 트리거 신호가 공급되므로, 각 외부 신호 각각에 카메라기의 사이에서 봐서, 전기 케이블의 길이의 불일치에 따른 시간의 어긋남인 위상차가 생기는 것을 회피할 수 있다.

또한 본 발명의 촬영장치의 일예로서, 각 카메라기의 각각이,

상기 촬상수단에 의한 일련의 촬영 시퀀스의 진행을 제어하는 내부 클록신호를 발생하는 내부 클록 발생수단과;

상기 촬영 시퀀스 제어수단에 공급하는 클록신호를 외부 클록신호와 내부 클록신호와의 사이에서 전환하는 공급 클록 전환수단을 포함한다.

이와 같이 구성하면, 공급 클록 전환수단에 의해, 내부 클록신호와 외부 클록의 전환을 행하는 것에 의해, 카메라기에서의 촬영 시퀀스를 내부 클록에 따라 진행시킬 수도 있으며, 외부 클록에 따라 진행시킬 수도 있다.

또 본 발명에서의 동기 촬영 타이밍 제어기는, (a) 피사체의 광학상을 취입하여 광전변환하고 촬영화상용의 전기신호로서 출력하는 촬상수단과, (b) 카메라 외부에서 공급되는 외부 클록신호에 따라 촬상수단이 일련의 촬영 시퀀스로 화상 1장분의 촬상을 행하는 동작을 연속하여 반복하도록 촬상수단을 제어하고, 카메라 외부에서 공급되는 외부 리셋신호에 의해 촬영 시퀀스가 일단 스타트 상태로 되돌아가는 리셋이 걸리며, 카메라 외부에서 공급되는 외부 트리거 신호에 의해 촬상수단에 의한 촬영을 개시시키는 촬영 시퀀스 제어수단을 구비한 카메라기를 복수대 배설하는 촬영장치에 이용되는 동기 촬영 타이밍 제어기로서,

본 발명의 동기 촬영 타이밍 제어기에 의하면, 촬영장치에 장비되는 동기 촬영 타이밍 제어기로서 이용할 수 있다.

상술한 발명의 각각의 일예는, 동기 촬영 타이밍 제어기에 관한 부분에 대해서는 본 발명에서의 촬영장치와 동일하다.

이하, 본 발명에 알맞은 실시예를 도면에 의거하여 상세하게 설명한다.

도1은 실시예에 관한 고속촬영장치의 개략 구성을 나타내는 블록도, 도2는 실시예 장치가 장비하는 카메라기의 구성을 나타내는 블록도, 도3은 실시예 장치가 장비하는 동기 촬영 타이밍 제어기의 구성을 나타내는 블록도이다.

도1의 실시예의 고속촬영장치는, 3대의 제1~제3 카메라기(1A~1C)와, 카메라 제어기(2)와, 1대의 동기 촬영 타이밍 제어기(3)를 구비하고 있는 이외, 전기신호의 송·수신용의 전기 케이블(4a~4c, 5a~5c, 6a, 6b) 등을 구비하고 있다. 제1~제3 카메라기(1A~1C)가 본 발명에서 카메라기에 상당하고, 동기 촬영 타이밍 제어기(3)가 본 발명에서 동기 촬영 타이밍 제어기에 상당한다.

3대의 제1~제3 카메라기(1A~1C)는 3대 모두 동일 구성을 가지는 고속비디오 카메라 타입이다(이하, 적절하게 「제1~제3」은 생략하고 단순히 카메라기(1A~1C)로 약기한다). 카메라 제어기(2)는 각 카메라기(1A~1C)의 촬영 매수와 촬영간격(촬영속도) 혹은 노광시간(셔터속도)과 동기 촬영 등의 촬영형태 또는 조명조건 등의 각종의 촬영 조건이 촬영자 등에 의한 입력 조작등에 의해 설정할 수 있도록 구성되어 있으며, 카메라 제어기(2)의 측에서 설정된 촬영 조건은 전기 케이블(4a~4c) 경유로 각각 대응하는 각 카메라기(1A~1C)의 측으로 보내져 셋트된다.

동기 촬영 타이밍 제어기(3)는 2대 이상의 카메라기로 동기 촬영을 행할 때에 사용되는 것으로, 이하에서는, 설명의 편의상, 3대의 카메라기(1A~1C)로 동기 촬영하는 경우에 대해서 설명한다. 동기 촬영 타이밍 제어기(3)는 화상 1장분의 촬상을 행할 때의 일련의 촬영 시퀀스를 담당하는 외부 클록신호 및 촬영 시퀀스에 일단 스타트 상태로 되돌아가는 리셋을 거는 외부 리셋신호와, 각 카메라기에 의한 촬영을 개시시키는 외부 트리거 신호를 각 카메라기(1A~1C)에 공급하도록 구성되어 있으며, 동기 촬영 타이밍 제어기(3)에서 전기 케이블(5a~5c) 경유로 각 카메라기(1A~1C)에 각각 각종 신호가 보내진다. 또한 실시예 장치의 경우, 전기 케이블(5a~5c)은 길이가 3개 모두 동일한 길이(거의 같은 길이)로 되어 있다.

카메라 제어기(2)는 3대의 각 카메라기(1A~1C)에 의한 동기 촬영의 형태의 종류(상세하게는 후술하는 동시 평행촬영, 릴레이 교환촬영, 축지 교환촬영)의 지정도 촬영 조건의 설정항목으로서 촬영자 등에 의한 입력 조건 등에 의해 설정되도록 구성되어 있으며, 카메라 제어기(2) 측에서 설정된 동기 촬영조건도 전기 케이블(4a~4c) 경유 내지 전기 케이블(6a) 경유로 각각 대응하는 각 카메라기(1A~1C)와 동기 촬영 타이밍 제어기(3)로 보내져 셋트된다. 동기 촬영 타이밍 제어기(3)는 셋트된 조건에 따라 외부 클록신호 및 외부 리셋신호와 외부 트리거 신호의 공급 등을 실행한다. 그리고, 각 카메라기(1A~1C)는 세트된 조건과 동기 촬영 타이밍 제어기(3)에서 공급되는 외부 클록신호, 외부 리셋신호, 외부 트리거 신호에 따라 동기 촬영을 행한다. 또한 실시예 장치의 경우, 동기 촬영한 촬영화상은 적당한 타이밍에서 촬영화상이 전기 케이블(4a~4c) 경유로 카메라 제어기(2)로 전송되고, 카메라 제어기(2)에 탑재 또는 별도 장치의 화상 모니터(도시생략)에서 수신된 촬영영상을 표시하도록 구성되어 있다. 이하, 실시예 장치의 각부 구성을 구체적으로 설명한다.

카메라기(1A~1C)는 도2에 나타내는 바와 같이, 광학렌즈(7), 이미지·인텐시파이어(8), 고체 CCD 촬상소자(이하, 『CCD』라 한다)(9), CCD 구동회로(10), 촬영 시퀀스 제어회로(11), PLL회로(12), 내부 클록용의 발진회로(13), 공급 클록 전환 스위치(14), 수신회로(15)로 구성되어 있다. CCD(9)와 CCD 구동회로(10)가 본 발명에서 촬상수단에 상당하고, 촬영 시퀀스 제어회로(11)가 본 발명에서 촬영 시퀀스 제어수단에 상당한다. 카메라기(1A~1C)의 외부에는, 조명등(16)이 각각 접속되어 있다. 또한 조명등(16)은 반드시 필요하지는 않다.

광학렌즈(7)로 취입된 피사체의 광학상은 이미지·인텐시파이어(8)에 의한 광전자 증배기능에 의해 광 증폭된 후 CCD(9)에 투영된다. 이 이미지·인텐시파이어(8)는 광 증폭에 의한 증감에 사용되는 것 이외에, 게이트의 온·오프 전환에 의한 셔터기능에 의해, 전하 판독시에 CCD를 차광하는 목적으로 사용된다. 증감이 필 요없는 경우는 통상의 메카니컬 셔터로 치환해도 된다.

CCD(9)는 광학상을 광전 변환하는 포토 다이오드군 및 전하전송 소자군을 구비하고 있으며, 광학상을 광전변환하여 전기신호로 출력하고, 광전 변환된 전하축적과 전하판독 시에, 셔터로서 작동하는 기능을 구비하고 있다. 또한 CCD(9)는 유한 매수(예를 들면 100매)의 촬영화상을 유지할 수 있는 화상 축적부(도시생략)를 가지고 있으며, 고속촬영 시는 셋트된 촬영간격으로 CCD 구동회로(10)의 컨트롤에 따라 촬영화상이 연속하여 차례차례로 화상 축적부에 수집 기억되며, 화상 축적부에 기억된 촬영화상은 촬영종료 후 등의 소정의 시점에서 빠르게 카메라 제어기(2)로 전송되도록 구성되어 있다.

카메라기(1A~1C)에 의한 고속촬영에서의 촬영간격(촬영속도)은, 예를 들면 백만분의 1초(1㎲)/프레임 정도(1초당 100만장 정도)가 예시되지만, 이것에 한정하지 않는 것은 말할 필요도 없다.

각 카메라기(1A~1C)에서는, 내부 클록용의 발진회로(13)에서 출력되는 16㎒의 내부 클록신호 및 카메라 외부에서 공급되는 16㎒의 외부 클록신호는 PLL회로(12)에서 32㎒로 변환된 후 촬영 시퀀스 제어회로(11)로 전송되고, 공급 클록 전환 스위치(14)에 의한 전환으로, 촬영 시퀀스 제어회로(11)로의 공급 클록이 외부 클록신호와 내부 클록신호와의 사이에서 전환되도록 구성되어 있다. 촬영 시퀀스 제어회로(11)에 내부 클록신호가 공급되는 경우, 카메라기(1A~1C)에서의 촬영 시퀀스가 내부 클록에 따라 진행하고, 촬영 시퀀스 제어회로(11)에 외부 클록신호가 공급되는 경우, 카메라기(1A~1C)에서의 촬영 시퀀스가 외부 클록에 따라 진행하 게 된다. 이와 같은 점에서, 내부 클록용의 발진회로(13)가 본 발명에서의 내부 클록 발생수단에 상당하고, 공급 클록 전환 스위치(14)는 공급 클록 전환수단에 상당한다.

또 수신회로(15)는 카메라 외부에서 송신되어 오는 외부 클록신호 및 외부 리셋신호와 외부 트리거 신호를 수신하여 촬영 시퀀스 제어회로(11)로 전송한다. 또한 조명등(16)은 촬영시에 조명이 필요한 경우에 촬영 시퀀스 제어회로(11)에 의한 제어에 따라 발광하여 피사체를 조명한다.

또한 촬영 시퀀스 제어회로(11)는 내부 클록신호 또는 외부 클록신호에 따라 CCD(9) 및 CCD 구동회로(10)가 일련의 촬영 시퀀스로 화상 1장분의 촬상을 행하는 촬영이 연속하여 반복하여 행해지도록 CCD(9) 및 CCD 구동회로(10)를 제어하고, 카메라 외부에서 공급되는 외부 리셋신호에 의해 촬영 시퀀스가 일단 스타트 상태로 되돌아가는 리셋이 걸리며, 카메라 외부에서 공급되는 외부 트리거 신호에 의해 CCD(9) 및 CCD 구동회로(10)에 의한 촬영을 개시시키도록 구성되어 있다.

한편, 동기 촬영 타이밍 제어기(3)는, 도3에 나타내는 바와 같이, 16㎒의 외부 클록신호를 발진하는 발진회로(17)와, 외부 클록신호 및 외부 리셋신호와 외부 트리거 신호의 공급 타이밍을 컨트롤하는 제어로직회로(18)와, 각 신호를 지연시키는 지연회로(19a~19c)와 각 신호를 송신하는 송신회로(20a~20c)와, PLL회로(21)로 이루어지며, 제어로직회로(18)는 PLL회로(21)에서 32㎒로 변환된 클록신호에 따라 동작하고, 외부 클록신호는 16㎒ 그대로 각 카메라기(1A~1C)에 공급되도록 구성되어 있다. 외부 클록신호를 촬영 시퀀스 제어회로(11)에 필요한 32㎒의 절반인 16㎒ 로 각 카메라기(1A~1C)에 공급함으로써, 방사 노이즈의 저감을 도모하고 있다.

실시예의 동기 촬영 타이밍 제어기(3)의 경우, 외부 클록용의 발진회로(17)와 지연회로(19a~19c)가 본 발명에서 클록신호 공급수단에 상당하고, 제어로직회로(18) 및 지연회로(19a~19c)가 본 발명에서 리셋신호 공급수단과 본 발명에서 트리거 신호 공급수단의 쌍방에 상당한다.

또한 실시예 장치의 경우, 거의 같은 길이의 전기 케이블(5a~5c)로 외부 클록신호 및 외부 리셋신호와 외부 트리거 신호가 각 카메라기(1A~1C)에 공급되므로, 각 외부 신호 각각에 카메라기의 사이에서 봐서, 전기 케이블의 길이의 불일치에 따른 시간의 어긋남이 생기는 것을 회피할 수 있다.

계속해서, 동기 촬영 타이밍 제어기(3)의 구성을 카메라기(1A~1C)에 의한 동기 촬영을 행하는 경우에 대해서 보다 구체적으로 설명한다. 실시예 장치의 경우, 동기 촬영 형태로서 동시 평행 동기 촬영, 릴레이 인계 동기 촬영, 축지 교환 동기 촬영을 카메라 제어기(2)에서 선택 지정하여 설정·실행할 수 있다. 3대의 카메라기의 동기 촬영은, 피사체의 동일 시야를 파장이 다른 광으로 동시 촬영하고 싶을 때, 혹은 피사체를 다른 방향에서 동시 촬영하고 싶을 때, 1대의 카메라기에 의해 고속연속촬영 가능한 매수를 초과한 매수의 촬영을 하고 싶을 때, 1대의 카메라기의 최고 촬영속도를 초과한 속도로 촬영을 하고 싶은 때 등에 행해진다.

먼저 동시 평행 동기 촬영부터 설명한다. 도4는 동시 평행 동기 촬영 프로세스를 나타내는 플로우차트, 도5는 동시 평행 촬영시의 각 외부 신호의 공급상황을 나타내는 신호 파형도이다.

(스텝 S1) 동시 평행 동기 촬영의 설정과 외부 클록신호의 공급

카메라 제어기(2)에서 동시 평행 동기 촬영의 조건이 설정됨에 따라, 도5에 나타내는 바와 같이, 동기 촬영 타이밍 제어기(3)로부터 시각 TA1에서 각 카메라기(1A~1C)에 동일한 외부 클록신호가 일제히 계속 공급되기 시작하면 동시에, 각 카메라기(1A~1C)에서 공급 클록 전환 스위치(14)가 작동하여 촬영 시퀀스 제어회로(11)로 외부 클록신호가 전송되며, 촬영 시퀀스 제어회로(11)에서 외부 클록신호에 따라 화상 1장분의 촬상을 행할 때의 일련의 촬영 시퀀스의 반복 진행이 시작된다. 이 동시 평행 동기 촬영의 경우에서는 지연회로(19a~19c)는 작동하지 않고 단순히 패스시킬 뿐이므로, 각 카메라기(1A~1C)에 공급되는 외부 신호의 사이에서 시간의 어긋남은 생기지 않는다.

(스텝 S2) 촬영조건의 설정

카메라 제어기(2)에서 각 카메라기(1A~1C)의 촬영 매수와 촬영간격 등의 촬영조건을 설정한 후, 각 카메라기(1A~1C)에 송신하여 세트하면, 각 카메라기(1A~1C)는 대기상태로 들어간다. 지금은 촬영 매수 100매가 세트됨과 동시에 최고의 촬영속도로 세트된 것으로 한다.

(스텝 S3) 외부 리셋신호의 공급과 촬영 시퀀스의 리셋

동기 촬영 타이밍 제어기(3)로부터, 도5에 나타내는 바와 같이, 시각 TA2에서 각 카메라기(1A~1C)에 외부 리셋신호가 동시 공급됨에 따라, 각 촬영 시퀀스 제어회로(11)에서는, 촬영 시퀀스를 일단 스타트 상태로 되돌리는 리셋이 일제히 걸린다. 각 촬영 시퀀스 제어회로(11)는 외부 클록신호의 공급 타이밍이 동일하므로 리셋 후는 촬영 시퀀스의 진행상황이 완전하게 일치한 상태가 된다. 외부 리셋신호의 공급 타이밍인 시각 TA2는 촬영 조건 세트시점에서 소정의 시간이 경과한 시점이 되도록 제어로직회로(18)가 컨트롤한다.

이와 같이, 촬영할 때마다 외부 리셋신호를 공급하고, 각 카메라기(1A~1C)의 촬영 데이터를 일치시키는 이유는, 스텝(S2)의 촬영 조건의 설정과 촬영 종료 후, 화상 데이터를 각 카메라기(1A~1C)에서 카메라 제어기(2)로 전송할 때 등 각 카메라기(1A~1C)와 카메라 제어기(2)와의 사이의 통신은, 예를 들면 송수신에 실패한 데이터의 재송·수복 등의 요인에 의해, 반드시 동일 시각에 종료하는 것은 아니기 때문이다.

(스텝 S4) 외부 트리거 신호의 공급과 촬영의 개시

동기 촬영 타이밍 제어기(3)로부터, 도5에 나타내는 바와 같이, 시각 TA3에서 각 카메라기(1A~1C)에 외부 트리거 신호가 동시 공급됨에 따라, 각 촬영 시퀀스 제어회로(11)가 CCD(9) 및 CCD 구동회로(10)에 촬영을 일제히 개시시킨다. 외부 트리거 신호의 공급 타이밍인 시각 TA3은, 촬영조건 세트시점에서 소정의 시간이 경과한 시점 혹은 동기 촬영 타이밍 제어기(3)가 전기 케이블(6b) 경유로 카메라 외부에서 촬영개시 지령신호(예를 들면 폭발생기 검지신호)를 수신한 시점이 되도록 제어로직회로(18)가 컨트롤한다.

(스텝 S5) 동시 평행 동기 촬영의 완료

각 카메라기(1A~1C)에서는 동시 평행하게 고속촬영이 진행되며, 촬영개시 시점의 1프레임~100프레임까지, 각 CCD(9)의 화상 축적부에 100장씩의 촬영화상이 수 집되므로, 동시 평행 동기 촬영에 의해 1프레임~100프레임에 걸쳐 1프레임당 3장씩 합계 300장의 촬영화상이 찍힌 것이 된다.

다음에 릴레이 인계 동기 촬영을 설명한다. 도6은 릴레이 인계 동기 촬영 프로세스를 나타내는 플로우차트, 도7은 릴레이 인계 동기 촬영시의 각 외부 신호의 공급상황을 나타내는 신호 파형도이다.

(스텝 Q1) 릴레이 인계 동기 촬영의 설정과 외부 클록신호의 공급

카메라 제어기(2)에서 릴레이 인계 동기 촬영의 조건이 설정됨에 따라, 도7에 나타내는 바와 같이, 동기 촬영 타이밍 제어기(3)로부터 시각 TB1에서 각 카메라기(1A~1C)에 동일한 외부 클록신호가 일제히 계속 공급되기 시작되면 동시에, 각 카메라기(1A~1C)에서 공급 클록 전환 스위치(14)가 작동하여 촬영 시퀀스 제어회로(11)로 외부 클록신호가 전송되며, 촬영 시퀀스 제어회로(11)에서 외부 클록신호에 따라 화상 1장분의 촬상을 행할 때의 일련의 촬영 시퀀스의 반복 진행이 시작된다. 이 릴레이 인계 동기 촬영의 경우도, 지연회로(19a~19c)는 동작하지 않고 단순히 패스시킬 뿐이므로, 각 카메라기(1A~1C)에 공급되는 외부 신호의 사이에서 시간의 어긋남은 생기지 않는다.

(스텝 Q2) 촬영 조건의 설정

카메라 제어기(2)에서 각 카메라기(1A~1C)의 촬영 매수와 촬영간격 등의 촬영 조건을 설정한 후, 각 카메라기(1A~1C)에 송신하여 세트하면, 각 카메라기(1A~1C)는 대기상태로 들어간다. 지금은 촬영 매수 100장이 셋트됨과 동시에 최고의 촬영속도로 세트된 것으로 한다.

(스텝 Q3) 외부 리셋신호의 공급과 촬영 시퀀스의 리셋

동기 촬영 타이밍 제어기(3)로부터, 도7에 나타내는 바와 같이, 시각 TB2에서 각 카메라기(1A~1C)에 외부 리셋신호가 동시 공급됨에 따라, 각 촬영 시퀀스 제어회로(11)에서는, 촬영 시퀀스를 일단 스타트 상태로 되돌리는 리셋이 일제히 걸린다. 각 촬영 시퀀스 제어회로(11)는 외부 클록신호의 공급 타이밍이 동일하므로 리셋 후는 촬영 시퀀스의 진행상황이 완전히 일치한 상태가 된다. 외부 리셋신호의 공급 타이밍인 시각 TB2도 촬영조건 세트시점에서 소정의 시간이 경과한 시점이 되도록 제어로직회로(18)가 컨트롤한다.

(스텝 Q4) 외부 트리거 신호의 공급과 촬영의 개시

동기 촬영 타이밍 제어기(3)에서, 도7에 나타내는 바와 같이, 시각 TB3에서 카메라기(1A)에 외부 트리거 신호가 공급됨에 따라 카메라기(A1)가 촬영을 개시하고, 카메라기(1A)의 촬영이 완료하는 시각 TB4에서 카메라기(1B)에 외부 트리거 신호가 공급됨에 따라 카메라기(1B)가 촬영을 개시하고, 카메라기(1B)의 촬영이 완료하는 시각 TB5에서 카메라기(1C)에 외부 트리거 신호가 공급됨에 따라 카메라기(1C)가 촬영을 개시한다. 외부 트리거 신호의 공급 타이밍인 시각 TB3은 촬영 조건 세트시점에서 소정의 시간이 경과한 시점 혹은 동기 촬영 타이밍 제어기(3)가 전기 케이블(6b) 경유로 카메라 외부에서 촬영개시 지령신호(예를 들면 폭발생기 검지신호)를 수신한 시점이 되도록 제어로직회로(18)가 컨트롤한다. 시각 TB4, TB5는 각각 카메라기(1A, 1B)의 촬영 매수(=100)×촬영간격(약 1㎲) = 약 100㎲ 정도의 시간이 경과한 시점이 되도록 제어로직회로(18)가 컨트롤한다.

(스텝 Q5) 릴레이 인계 동기 촬영의 완료

각 카메라기(1A~1C)에서 릴레이 인계식으로 촬영이 행해지므로, 촬영개시 시점의 1프레임~100프레임은 1프레임당 1장식 합계 100매의 촬영화상이 첫번째의 카메라기(1A)에서 수집되고, 다음의 101프레임~200프레임도 1프레임당 1장씩 합계 100매의 촬영화상이 두번째의 카메라기(1B)에서 수집되며, 그 다음의 201프레임~300프레임도, 1프레임당 1장씩 합계 100매의 촬영화상이 세번째의 카메라기(1C)에서 수집된다. 따라서, 3대의 카메라기(1A~1C)에서 300매의 카메라기의 최고 촬영속도로 연속촬영이 행해진 것이 된다.

마지막으로 축지 교환 동기 촬영을 설명한다. 또한 이 축지 교환 동기 촬영에서는 설명의 편의상, 4대의 카메라기(1A~1D)로 촬영을 행하는 것으로 한다. 도8은 축지 교환 동기 촬영 프로세스를 나타내는 플로우차트, 도9는 축지 교환 동기 촬영시의 각 외부 신호의 공급상황을 나타내는 신호 파형도이다.

(스텝 R1) 축지 교환 동기 촬영의 설정과 외부 클록신호의 공급

카메라 제어기(2)에서 카메라기의 대수(臺數) 지정을 포함하는 축지 교환 동기 촬영에서의 조건이 설정됨에 따라, 도9에 나타내는 바와 같이, 동기 촬영 타이밍 제어기(3)에서 시각 TC1에서 각 카메라기(1A~1D)에 외부 클록신호가 공급되기 시작함과 동시에, 각 카메라기(1A~1D)에서 공급 클록 전환 스위치(14)가 작동하여 촬영 시퀀스 제어회로(11)로 외부 클록신호가 전송되며, 촬영 시퀀스 제어회로(11)에서 외부 클록신호에 따라 화상 1장분의 촬상을 행할 때의 일련의 촬영 시퀀스의 반복 진행이 시작된다.

이 축지 교환 동기 촬영의 경우, 지연회로(19a~19d)에 의한 지연기능에 의해 카메라기(1A~1D)끼리의 사이에서 봐서, 〔(촬영간격)÷4(=카메라기의 대수) = 1/4촬영간격 = 0.25㎲〕의 시간만큼 시간의 어긋남(위상차), 즉 지연시간(Δt)을 가지고 외부 리셋신호 및 외부 트리거 신호가 공급된다.

(스텝 R2) 촬영 조건의 설정

카메라 제어기(2)에서 각 카메라기(1A~1D)의 촬영 매수와 촬영간격 등의 촬영 조건을 설정한 후, 각 카메라기(1A~1D)로 송신하여 세트하면, 각 카메라기(1A~1D)는 대기상태로 들어간다. 지금은 촬영 매수 100매가 세트됨과 동시에 최고의 촬영속도로 세트된 것으로 한다.

(스텝 R3) 외부 리셋신호의 공급과 촬영 시퀀스의 리셋

동기 촬영 타이밍 제어기(3)로부터, 도9에 나타내는 바와 같이, 시각 TC2에서 카메라기(1A)에 외부 리셋신호가 공급된다. 그것에 계속해서, 지연시간(Δt)만큼 지연되어 카메라기(1B)에 외부 리셋신호가 공급되고, 또 지연시간(Δt)만큼 지연되어 카메라기(1B)에 외부 리셋신호가 공급된다. 그것에 따라, 각 촬영 시퀀스에 외부 리셋신호가 공급된 시점에서 각각 리셋이 걸리며, 촬영 시퀀스의 진행상황이 카메라기(1A~1D)끼리의 사이에서 봐서, 지연시간(Δt)만큼 어긋남이 있는 상태가 된다. 외부 리셋신호의 공급 타이밍인 시각(TC2)도, 촬영조건 세트시점에서 소정의 시간이 결과한 시점이 되도록 제어로직회로(18)가 컨트롤한다. 외부 트리거 신호에 대한 지연시간(Δt)도 카메라기의 대수에 따라 제어로직회로(18)가 컨트롤한다.

(스텝 R4) 외부 트리거 신호의 공급과 촬영의 개시

동기 촬영 타이밍 제어기(3)로부터, 도9에 나타내는 바와 같이, 시각 TC3에서 카메라기(1A)에 외부 트리거 신호가 공급됨에 따라 카메라기(1A)가 촬영을 개시하는데 계속해서, 지연시간(Δt)만큼 지연되어 카메라기(1B)에 외부 트리거 신호가 공급됨에 따라 카메라기(1B)도 촬영을 개시한다. 그리고, 카메라기(1B)의 촬영의 개시에서 지연시간(Δt)만큼 더 지연되어 카메라기(1C)에 외부 트리거 신호가 공급됨에 따라 카메라기(1C)가 촬영을 개시한다. 카메라기(1C)의 촬영의 개시에서 지연시간(Δt)만큼 더 지연되어 카메라기(1D)에 외부 트리거 신호가 공급됨에 따라 카메라기(1D)가 촬영을 개시한다. 최초의 외부 트리거 신호의 공급 타이밍인 시각 TC3은, 촬영조건 세트시점에서 소정의 시간이 경과한 시점 혹은 동기 촬영 타이밍 제어기(3)가 전기 케이블(6b) 경유로 촬영개시 지령신호(예를 들면 폭발생기 검지신호)를 수신한 시점이 되도록 제어로직회로(18)가 컨트롤한다. 외부 트리거 신호에 대한 지연시간(Δt)도, 카메라기의 대수에 따라 제어로직회로(18)가 컨트롤한다.

(스텝 R5) 축지 교환 동기 촬영의 완료

카메라기(1A~1D)는 지연시간(Δt)의 차를 유지한 채 지연시간(Δt)마다 다음의 카메라기와 교환하는 형태로 촬영을 계속하는 것이 된다. 즉 1프레임~100프레임의 각 프레임 중에 4장의 촬영화상이 지연시간(Δt)분의 촬영간격으로 합계 400매 얻을 수 있다. 촬영속도가 최고속의 설정이므로, 최고속도의 4배의 빠르기의 고속촬영이 행해진 것이 된다.

이상과 같이, 실시예 장치의 경우, 동기 촬영을 실행하는 각 카메라기(1A~1C)에는, 외부 클록신호도, 외부 리셋신호도, 외부 트리거 신호도 전부 1대의 동기 촬영 타이밍 제어기(3)가 총괄 공급하도록 구성되어 있으며, 각 카메라기(1A~1C)에 총괄 공급되어 있는 외부 클록신호끼리의 사이 및 외부 리셋신호끼리의 사이에서 경시적 대응관계가 유지되므로, 외부 트리거 신호에 의한 촬영 시퀀스의 리셋동작에 의해 각 촬영 시퀀스도 경시적 대응관계를 유지하여 진행한다. 그리고, 각 카메라기(1A~1C)의 고속촬영이 총괄 공급된 외부 트리거 신호에 의해 시작되므로, 각 카메라기(1A~1C)의 고속촬영도 엄밀한 경시적 대응관계가 있는 상태로 진행하는 결과, 3대의 카메라기(1A~1C)를 정확하게 동기시켜 고속촬영을 행할 수 있다.

또한 실시예 장치에서는 1대의 동기 촬영 타이밍 제어기(3)에서 외부 클록신호 및 외부 리셋신호와 외부 트리거 신호를 총괄 공급할 때, 동기 촬영 타이밍 제어기(3) 내에서 발생시키는 외부 클록신호(내지 외부 클록신호의 원신호가 되는 기본 클록신호)에 의거하여 외부 리셋신호 및 외부 트리거 신호를 적절한 타이밍으로 발생시켜 공급할 수 있으므로, 각 카메라기의 촬영 시퀀스 및 고속촬영을 높은 레벨로 동기화하고, 초고속 레벨에서의 동기 촬영에서도 정확하게 동기를 취할 수 있다고 말할 수 있다.

또 실시예 장치의 경우, 3대의 카메라기(1A~1C)(축지 교환 동기 촬영의 경우에는 4대의 카메라기(1A~1D))에 의한 동기 촬영을, 동시 평행, 릴레이 인계, 축지 교환 중 어느 형태라도 행할 수 있으므로, 촬영 목적에 알맞은 고속 동기 촬영을 행할 수 있다.

또 동기 촬영 타이밍 제어기(3)를 제외하고, 개개의 카메라기(1)와 카메라 제어기(3)를 직접적으로 접속시켜, 통상의 카메라기로서 사용하는 것도 가능하는 등 범용성이 높은 카메라기로서 실현시킬 수 있다.

본 발명은, 상기의 실시예에 한정되는 것이 아니라, 이하와 같이 변형 실시하는 것도 가능하다.

(1) 실시예의 장치에서는, 카메라 제어기(2)와 동기 촬영 타이밍 제어기(3)가 별체의 구성이었지만, 카메라 제어기(2)와 동기 촬영 타이밍 제어기(3)가 일체화된 장치 또 카메라기(1A~1C)를 포함한 3자가 일체화된 장치를 변형예로서 들 수 있다.

(2) 실시예의 경우, 카메라기(1A~1C)에서는, 피사체의 광학상이 이미지·인데시파이어(8)를 통해서 CCD(9)에 투영되는 구성이었지만, 피사체의 광학상은 CCD(9)에 직접 투영되는 구성이라도 된다.

(3) 실시예의 경우, 동기 촬영을 행하는 카메라기의 대수가 3대 또는 4대이었지만, 본 발명에 있어서는, 동기 촬영을 행하는 카메라기의 대수는 3대나 4대에 한정되는 것이 아니라, 2대 이상이면 된다.

(4) 실시예의 축지 교환 동기 촬영의 경우, 4대의 카메라기(1A~1D)로 외부 클록신호는 32㎒(31.25㎱)에서 촬영간격은 1㎲/프레임이었지만, 동시 평행 동기 촬영이나 릴레이 인계 동기 촬영과 같이 3대의 카메라기(1A~1C)의 경우에는, 외부 클록신호와 동기를 취하려고 하면 각각의 지연시간(Δt)과의 사이에 어긋남이 생긴다.

즉 4대의 카메라기(1A~1D)의 경우에는, 카메라기(1A~1D)끼리의 사이에서 봐서, 〔(촬영간격)÷4(=카메라기의 대수) = 1/4촬영간격= 0.25㎲〕의 시간만큼 시간의 어긋남이 생기지만, 지연시간(Δt)이 클록펄스간격×정수가 됨으로(4대의 카메라기(1A~1D)의 경우에는 0.25㎲ = 31.25nS×8배), 외부 클록신호와 동기를 취할 수 있다. 그러나, 카메라기(1A~1C)의 경우에는, 카메라기(1A~1C)끼리의 사이에서 봐서, 외부 클록신호의 각각이 〔(촬영간격)÷3(=카메라기의 대수) = 1/3촬영간격= 0.33㎲정도〕의 시간만큼 시간의 어긋남이 생겨, 지연시간(Δt)이 클록펄스간격×정수로 나타낼 수 없다.

이러한 경우에는, 외부 클록신호도 지연시간(Δt)만큼 어긋나게 하면 된다. 즉 3대의 지연회로(19a~19c)가 작동하여, 각 카메라기(1A~1c)에 공급되는 외부 클록신호의 사이에서 시간의 어긋남(위상차)이 생긴다. 즉 지연회로(19a~19c)에 의한 지연기능에 의해 카메라기(1A~1D)끼리의 사이에서 봐서 외부 클록신호의 각각이 〔(촬영간격)÷3(=카메라기의 대수) = 1/3촬영간격= 0.33㎲ 정도〕의 시간만큼 시간의 어긋남(위상차), 즉 지연시간(Δt)을 가지고 외부 클록신호가 공급된다. 그리고, 외부 리셋신호 및 외부 트리거 신호에 대해서도, 지연회로(19a~19c)가 작동하여 지연시간(Δt)으로 공급된다.

(5) 실시예의 경우, 축지 교환 동기 촬영에서, 각 카메라기끼리의 사이에서 봐서, 〔촬영간격〕÷〔카메라의 대수〕의 시간, 즉 지연시간(Δt)을 가지고 외부 리셋신호 및 외부 트리거 신호를 공급했지만, 1대의 카메라기의 촬영간격을 t, 카메라기의 대수를 N으로 했을 때에, 1대의 카메라기에서 촬영간격을 〔촬영간격〕× 〔카메라의 대수〕, 즉 N×t의 간격으로 촬영을 행하여, 촬영간격(t)마다 각 카메라기에서 축지 교환으로 동기 촬영을 행해도 된다. 예를 들면 촬영간격이 1㎲/프레임(t=1㎲)이고 카메라의 대수가 4대(N=4)일 때, 1대의 카메라기에서 촬영간격을 4㎲로 연장하여, 촬영간격(1㎲)마다 각 카메라기에서 축지 교환으로 동기 촬영을 행해도 된다.

(6) 실시예의 경우, 1대의 카메라기에서 촬영조건을, 촬영간격이 촬영의 도중에 변하도록 프로그램하여 설정할 수도 있다. 예를 들면, 풍선의 폭발인 경우에는, 폭발의 직후는 변화가 급격하므로, 촬영간격을 좁게 취할 필요가 있지만, 폭발에서 조금 지난 후부터는 변화가 미세하게 되므로, 촬영간격은 좁지 않아도 된다. 그래서, 폭발의 직후부터 촬영간격을 1대의 카메라기에서 1㎲/프레임에서 1㎳/프레임 정도로 변경하도록 프로그램해도 된다. 또 카메라기가 3대인 경우에는, 촬영개시 지령신호(예를 들면 폭발생기 검지신호)를 외부 트리거 신호로서, 카메라(1A, 1B)에서 촬영간격을 1㎲/프레임로 촬영, 카메라(1C)에서 촬영간격을 1㎳/프레임이되도록, 각 카메라기에서 촬영조건을 설정 변경해도 된다.

(7) 실시예의 경우, 백만분의 1초(1㎲)/프레임 정도(1초당 100만장 정도)의 촬영이었지만, 1초에서 30프레임과 같이 비디오 레이트(0.033S/프레임 정도)로 촬영을 행하는 촬영장치에도, 본 발명을 적용할 수 있다.

본 발명은, 그 사상 또는 본질로부터 이탈하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시할 수 있으며, 따라서, 발명의 범위를 나타내는 것으로서, 이상의 설명이 아닌 부가된 청구항을 참조해야 한다.

이상의 설명에서 명백한 바와 같이, 청구항 1의 발명의 촬영장치에 의하면, 동기 촬영을 실행하는 각 카메라기에는 화상 1장분의 촬상을 행할 때의 일련의 촬영 시퀀스의 진행을 담당하는 외부 클록신호도, 촬영 시퀀스를 리셋시키는 외부 리셋신호도, 각 카메라기에 촬영을 개시시키는 외부 트리거 신호도 모두 1대의 동기 촬영 타이밍 제어기가 총괄 공급하도록 구성되어 있으며, 각 카메라기에 총괄 공급되어 있는 외부 클록신호끼리의 사이, 및 외부 리셋신호끼리의 사이에서 경시적 대응관계가 확고히 유지되므로, 외부 리셋신호에 의한 촬영 시퀀스의 리셋동작에 의해 각 촬영 시퀀스도 경시적 대응관계를 꼭 유지하여 진행하는데 더하여, 각 카메라기의 촬영이 총괄 공급된 외부 트리거 신호에 의해 시작되므로, 각 카메라기의 촬영도 엄밀한 경시적 대응관계가 있는 상태에서 진행하는 결과, 복수대의 카메라기를 정확하게 동기시켜 촬영을 행할 수 있다.

또 청구항 7의 발명의 동기 촬영 타이밍 제어기에 의하면, 그 대로 청구항 1의 촬영장치에 장비되는 동기 촬영 타이밍 제어기로서 이용할 수 있다.

Claims

카메라기를 복수대 배설함과 동시에, 동기 촬영 타이밍 제어기를 1대 배설하고 있으며, 상기 카메라기는 (a) 피사체의 광학상을 취입하여 광전변환하고 촬영화상용의 전기신호로서 출력하는 촬상수단과, (b) 카메라 외부에서 공급되는 외부 클록신호에 따라 촬상수단이 일련의 촬영 시퀀스로 화상 1장분의 촬상을 행하는 동작을 연속하여 반복하도록 촬상수단을 제어하고, 카메라 외부에서 공급되는 외부 리셋신호에 의해 촬영 시퀀스가 일단 스타트 상태로 되돌아가는 리셋이 걸리며, 카메라 외부에서 공급되는 외부 트리거 신호에 의해 촬상수단에 의한 촬영을 개시시키는 촬영 시퀀스 제어수단을 구비한 촬영장치로서, 상기 동기 촬영 타이밍 제어기는,

각 카메라기에 외부 클록신호를 공급하는 클록신호 공급수단과;

각 카메라기에 외부 리셋신호를 공급하는 리셋신호 공급수단과;

각 카메라기에 외부 트리거 신호를 공급하는 트리거 신호 공급수단을 포함하여 구비하며;

상기 동기 촬영 타이밍 제어기에서 공급되는 외부 클록신호 및 외부 리셋신호와 외부 트리거 신호에 따라 복수대의 카메라기에 의한 동기 촬영이 행해지도록 구성되어 있는 촬영장치.
제 1 항에 있어서,

상기 동기 촬영 타이밍 제어기는, 외부 클록신호 및 외부 리셋신호와 외부 트리거 신호를 각 신호 각각이 카메라기끼리의 사이에서 시간의 어긋남이 없는 동일 위상상태에서 공급할 수 있도록 구성되어 있는 촬영장치.
제 1 항에 있어서,

상기 동기 촬영 타이밍 제어기는, 외부 클록신호와 외부 리셋신호를 각 신호 각각이 카메라기끼리의 사이에서 봐서, 시간의 어긋남이 없는 동일 위상상태에서 공급하고, 외부 트리거 신호가 카메라기끼리의 사이에서 봐서, 각 카메라기가 설정 매수의 화상을 계속해서 촬영하는 시간만큼 시간의 어긋남인 위상차를 가지도록 외부 트리거 신호를 공급할 수 있도록 구성되어 있는 촬영장치.
제 1 항에 있어서,

상기 동기 촬영 타이밍 제어기는, 적어도 외부 리셋신호와 외부 트리거 신호의 각각이 카메라기끼리의 사이에서 봐서, 화상 1장분의 촬영이 행해지는 시간인 촬영간격을 t, 카메라기의 대수를 N으로 했을 때에 t÷N에 상응하는 시간만큼 시간의 어긋남인 위상차를 가지도록 외부 리셋신호와 외부 트리거 신호를 공급할 수 있도록 구성되어 있는 촬영장치.
제 1 항에 있어서,

동기 촬영 타이밍 제어기에서 각 카메라기에 외부 클록신호 및 외부 리셋신 호와 외부 트리거 신호를 공급하는 각 전기 케이블이 모두 거의 같은 길이인 촬영장치.
제 1 항에 있어서,

각 카메라기의 각각이,

상기 촬상수단에 의한 일련의 촬영 시퀀스의 진행을 제어하는 내부 클록신호를 발생하는 내부 클록 발생수단과;

상기 촬영 시퀀스 제어수단에 공급하는 클록신호를 외부 클록신호와 내부 클록신호와의 사이에서 전환하는 공급 클록 전환수단을 포함하는 촬영장치.
제 1 항에 있어서,

광전자 증배(增倍)기능을 가지고, 온·오프 전환을 조절하는 이미지·인텐시파이어를 구비하고,

상기 촬상수단은 고체 CCD 촬상소자이며,

상기 피사체의 광학상을 상기 이미지·인텐시파이어에 의한 광전자 증배기능에 의해 광 증폭한 후 상기 고체 CCD 촬상소자에 투영하는 촬영장치.
제 1 항에 있어서,

상기 촬상수단은 고체 CCD 촬상소자이며,

상기 피사체의 광학상을 상기 고체 CCD 촬상소자에 직접 투영하는 촬상장치.
제 1 항에 있어서,

촬영조건 세트시점으로부터 소정의 시간이 경과한 시점에서 외부 트리거 신호를 카메라기에 공급하는 촬영장치.
제 1 항에 있어서,

폭발이 일어나는 것을 검지한 폭발생기 검지신호를 상기 동기 촬영 타이밍 제어기가 수신한 시점에서 외부 트리거 신호를 카메라기에 공급하는 촬영장치.
제 4 항에 있어서,

상기 외부 클록신호가 카메라기끼리의 사이에서 봐서, 상기 t÷N에 상응하는 시간만큼 시간의 어긋남인 위상차를 가지도록 외부 클록신호를 공급할 수 있도록 구성되어 있는 촬영장치.
(a) 피사체의 광학상을 취입하여 광전변환하고 촬영화상용의 전기신호로서 출력하는 촬상수단과, (b) 카메라 외부에서 공급되는 외부 클록신호에 따라 촬상수단이 일련의 촬영 시퀀스로 화상 1장분의 촬상을 행하는 동작을 연속하여 반복하도록 촬상수단을 제어하고, 카메라 외부에서 공급되는 외부 리셋신호에 의해 촬영 시퀀스가 일단 스타트 상태로 되돌아가는 리셋이 걸리며, 카메라 외부에서 공급되는 외부 트리거 신호에 의해 촬상수단에 의한 촬영을 개시시키는 촬영 시퀀스 제어수 단을 구비한 카메라기를 복수대 배설하는 촬영장치에 이용되는 통기 촬영 타이밍 제어기로서,

각 카메라기에 외부 클록신호를 공급하는 클록신호 공급수단과;

각 카메라기에 외부 리셋신호를 공급하는 리셋신호 공급수단과;

각 카메라기에 외부 트리거 신호를 공급하는 트리거 신호 공급수단을 포함하여 구비하며;

상기 동기 촬영 타이밍 제어기에서 공급되는 외부 클록신호 및 외부 리셋신호와 외부 트리거 신호에 따라 복수대의 카메라기에 의한 동기 촬영이 행해지도록 구성되어 있는 동기 촬영 타이밍 제어기.
제 12 항에 있어서,

외부 클록신호 및 외부 리셋신호와 외부 트리거 신호를 각 신호 각각이 카메라기끼리의 사이에서 시간의 어긋남이 없는 동일 위상상태에서 공급할 수 있도록 구성되어 있는 동기 촬영 타이밍 제어기.
제 12 항에 있어서,

외부 클록신호와 외부 리셋신호를 각 신호 각각이 카메라기끼리의 사이에서 봐서, 시간의 어긋남이 없는 동일 위상상태에서 공급하고, 외부 트리거 신호가 카메라기끼리의 사이에서 봐서, 각 카메라기가 설정 매수의 화상을 계속해서 촬영하는 시간만큼 시간의 어긋남인 위상차를 가지도록 외부 트리거 신호를 공급할 수 있 도록 구성되어 있는 동기 촬영 타이밍 제어기.
제 12 항에 있어서,

적어도 외부 리셋신호와 외부 트리거 신호의 각각이 카메라기끼리의 사이에서 봐서, 화상 1장분의 촬상이 행해지는 시간인 촬영간격을 t, 카메라기의 대수를 N으로 했을 때 t÷N에 상응하는 시간만큼 시간의 어긋남인 위상차를 가지도록 외부 리셋신호와 외부 트리거 신호를 공급할 수 있도록 구성되어 있는 동기 촬영 타이밍 제어기.
제 12 항에 있어서,

촬영 조건 세트시점으로부터 소정의 시간이 경과한 시점에서 외부 트리거 신호를 카메라기에 공급하는 동기 촬영 타이밍 제어기.
제 12 항에 있어서,

폭발이 일어난 것을 검지한 폭발생기 검지신호를 상기 동기 촬영 타이밍 제어기가 수신한 시점에서 외부 트리거 신호를 카메라기에 공급하는 동기 촬영 타이밍 제어기.
제 15 항에 있어서,

상기 외부 클록신호가 카메라기끼리의 사이에서 봐서, 상기 t÷N에 상응하는 시간만큼 시간의 어긋남인 위상차를 가지도록 외부 클록신호를 공급할 수 있도록 구성되어 있는 동기 촬영 타이밍 제어기.