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JP2002040584A - 高速撮像カメラ - Google Patents

高速撮像カメラ

Info

Publication number
JP2002040584A
JP2002040584A JP2000229496A JP2000229496A JP2002040584A JP 2002040584 A JP2002040584 A JP 2002040584A JP 2000229496 A JP2000229496 A JP 2000229496A JP 2000229496 A JP2000229496 A JP 2000229496A JP 2002040584 A JP2002040584 A JP 2002040584A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
incident light
exit pupil
imaging camera
speed imaging
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000229496A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshio Isobe
良雄 磯部
Tsuyoshi Makino
強 牧野
Kazutaka Suzuki
一孝 鈴木
Takahiro Miyazaki
隆弘 宮崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hamamatsu Photonics KK
Original Assignee
Hamamatsu Photonics KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hamamatsu Photonics KK filed Critical Hamamatsu Photonics KK
Priority to JP2000229496A priority Critical patent/JP2002040584A/ja
Priority to EP01306471A priority patent/EP1176812A1/en
Publication of JP2002040584A publication Critical patent/JP2002040584A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/50—Constructional details
    • H04N23/54—Mounting of pick-up tubes, electronic image sensors, deviation or focusing coils
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene
    • H04N23/75—Circuitry for compensating brightness variation in the scene by influencing optical camera components

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高速或いは高品質の撮像を行うことが可能な
高速撮像カメラを提供することを目的とする。 【解決手段】 入射光束を瞳分割素子３ｂによって４つ
に分岐し、それぞれを４つのイメージインテンシファイ
ア１ａによって増倍した後、４つのＣＣＤ１ｃ1で撮像
する。４つのＣＣＤ１ｃ1の撮像タイミングはずらされ
ている。ＣＣＤ１ｃ1のフレームレートを上昇させるこ
とによって、露光時間が短くなるのをイメージインテン
シファイア１ａによって補助し、さらに、上記撮像タイ
ミングをずらすことにより、従来では為し得なかった高
速撮像を行うことができる。さらに、撮像素子１ｃ1又
は光電面と撮影レンズ２の射出瞳との間の光路長は可変
であり、射出瞳と瞳分割素子３ｂとの間の距離は固定さ
れているので、均一な分岐を行い、シェーディングを抑
制し、高品質の撮像が行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼、衝突、膨
張、収縮、変形、発光等の物理現象の撮像に用いられる
高速撮像カメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】高速現象を撮像するためのカメラが期待
されている。通常のテレビカメラにおいては、毎秒３０
コマ程度の撮像が行われている。更に高速な撮像を行う
撮像カメラは、特表平９−５０５６７２号公報に記載さ
れている。同公報においては、１つの画像を光学的に８
つの画像に分岐し、これを８つのＣＣＤによって撮像す
ることにより、毎秒３０コマ程度の撮像が行えるＣＣＤ
であれば、最大で２４０コマ／秒程度の撮像を行うこと
ができる旨を開示している。また、研究所等で衝突実験
を行う場合には、銀塩フィルムを高速にカメラに供給す
ることにより、毎秒１０００コマのフレームレートで撮
像を行っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
撮像カメラでは、例えば、毎秒2億コマの撮像を行うこ
とは到底できない。このような撮像カメラがあれば、更
なる物理現象の解析を詳細に行うことができる。また、
シェーディングが抑制された高品質の撮像を行うことが
できれば、その現象の解析が更に促進できる。本発明は
このような課題に鑑みてされたものであり、従来よりも
高速或いは高品質の撮像を行うことが可能な高速撮像カ
メラを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る高速撮像カメラは、入射光束を複数に
分岐する分岐手段と、分岐手段によって分岐された複数
の入射光束をそれぞれ撮像する複数の撮像素子とを備え
る高速撮像カメラにおいて、複数の入射光像をそれぞれ
増倍する複数の増倍手段を備えることを特徴とする。
【０００５】本発明のカメラによれば、まず、撮像素子
のフレームレートを上昇させる。フレームレートの上昇
に伴って、受光量が減少するが、これは増倍手段によっ
て増倍できるので、フレームレートを上昇させても、高
速の撮像を行うことができる。ここで、分岐手段が入射
光束を分岐しているので、個々の撮像素子の撮像タイミ
ングを相対的にずらせば、結果的にフレームレートを従
来に比して飛躍的に上昇させることが可能となる。
【０００６】本発明に係る高速撮像カメラは、前記入射
光束を分岐手段上に出射する撮影レンズを備え、増倍手
段はイメージインテンシファイアであって、このイメー
ジインテンシファイアは入射光像を電子像に光電変換す
る光電面と、該電子像を蛍光像に変換する蛍光発生材料
とを備え、入力された入射光像を増倍して前記撮像素子
に出射することを特徴とする。
【０００７】もちろん、入射光像を増倍する増倍手段と
しては上記撮像素子を真空中で光電面に対向させてなる
電子衝突型ＣＣＤを用いることもでき、この場合におい
ても、増倍手段は複数の入射光像をそれぞれ増倍するこ
ととなる。
【０００８】被写体と撮影レンズとの間の距離に応じて
撮影レンズによる入射光像の結像位置は変化する。そこ
で、本発明においては、光電面と撮影レンズの射出瞳と
の間の光路長は可変であることとし、被写体位置に合わ
せて光路長を変更することとした。
【０００９】このような場合において、分岐手段が射出
瞳から離隔して配置されると光束の分岐が不均一とな
る。また、これらの間の距離が変化すると、シェーディ
ングが生じる。そこで、本発明の高速撮像カメラにおい
ては、分岐手段は射出瞳に隣接して配置され、この射出
瞳と分岐手段との間の距離は固定されていることとし、
均一な分岐を行い、シェーディングを抑制して高品質の
撮像が行えることとした。なお、射出瞳と分岐手段との
間の距離は固定されているので、上記光路長を変化させ
ると、分岐手段は光電面に対して相対的に移動すること
となる。
【００１０】分岐手段としては、様々なものが考えられ
るが、分岐手段は、ピラミッド型ミラーであることが好
ましい。
【００１１】また、本発明に係る高速撮像カメラは、撮
影レンズに入射した入射光束を分岐手段によって複数の
入射光束に分岐し、分岐されたそれぞれの入射光像を撮
像する複数の撮像素子を備える高速撮像カメラにおい
て、前記撮像素子と前記撮影レンズの射出瞳との間の光
路長は可変であり、分岐手段は射出瞳に隣接して配置さ
れ、射出瞳と分岐手段との間の距離は固定されているこ
とを特徴とする。この場合、分岐手段によって入射光束
を分岐することにより、高速撮像が可能となる一方で、
上述のように、均一な分岐を行い、シェーディングを抑
制しての、高品質の撮像が行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、実施の形態に係る高速撮像
カメラについて説明する。同一要素には、同一符号を用
いることとし、重複する説明は省略する。 （第１実施形態）
【００１３】図１は高速撮像カメラの斜視図、図２は図
１に示したカメラの光軸に沿って切った高速撮像カメラ
のＩＩ−ＩＩ矢印線縦断面図、図３は図２に示したカメ
ラの光軸に垂直な平面で切った高速撮像カメラのＩＩＩ
−ＩＩＩ矢印線縦断面図、図４は図２に示したカメラを
矢印ＩＶによって示されるカメラの背面側から見た高速
撮像カメラの背面図である。なお、図２に示す断面図
は、図３に示したカメラのＩＩ−ＩＩ矢印線断面図でも
ある。
【００１４】本実施の形態に係る高速撮像カメラは、カ
メラボディ１と、撮影レンズ２と、撮影レンズ２が取付
けられると共にカメラボディ１に対して相対的に移動可
能な分岐用光学系ユニット３とを備えている。分岐用光
学系ユニット３は撮影レンズ２の光軸ＯＰに沿って移動
する。
【００１５】分岐用光学系ユニット３は、撮影レンズ２
が取付けられ、当該撮影レンズ２から出射された入射光
束が通過する開口部を有する支持部材３ａと、支持部材
３ａの開口部内に配置された瞳分割素子（分岐手段）３
ｂと、支持部材３ａの内面に固定されたミラー３ｃとを
備えている。撮影レンズ２は、射出瞳を瞳分割素子３ｂ
上に配置したものであり、本例ではＦ値３．２の１０５
ｍｍレンズを用いることとし、この撮影レンズ２は、無
限大から８００ｍｍの距離にある被写体ＯＢＪを結像さ
せることができる。
【００１６】瞳分割素子３ｂはスライド盤３ｄに固定さ
れ、スライド盤３ｄは支持部材３ａの開口部内面に固定
されているので、瞳分割素子３ｂは支持部材３ａに固定
されていることとなる。
【００１７】ミラー３ｃの数は複数である。瞳分割素子
３ｂは、ピラミッド型のミラーから構成されており、撮
影レンズ２の最も内側のレンズ内に位置する射出瞳ＥＰ
に隣接して配置されており、瞳分割素子３ｂを構成する
ミラーの各々は、撮影レンズ２から瞳分割素子３ｂに入
射した入射光束を分岐する（本例では４つ）。瞳分割素
子３ｂを構成するミラーの各々は、それぞれに対向配置
されたミラー３ｃに向けて、分岐した入射光束のそれぞ
れを反射する。ミラー３ｃは、これに入射した入射光束
をカメラボディ１方向に向けて反射し、反射された入射
光束はイメージインテンシファイア１ａ上に結像する。
【００１８】イメージインテンシファイア１ａは、イメ
ージインテンシファイア管（Ｉ．Ｉ．管）からなり、
Ｉ．Ｉ．管１ａの数は、上記分岐の数と同じであり、入
射光像を増倍（増強）して出射する。Ｉ．Ｉ．管１ａは
カメラボディ１内部に配置されており、Ｉ．Ｉ．管１ａ
から出射した入射光像は、これに対応するリレーレンズ
１ｂに入射する。リレーレンズ１ｂの数はＩ．Ｉ．管１
ａの数と同一である。
【００１９】リレーレンズ１ｂから出力された入射光像
は、これに対応するＣＣＤユニット１ｃ内に配置された
ＣＣＤ（半導体撮像素子）１ｃ1に入射する。ＣＣＤ１
ｃ1の数は、リレーレンズ１ｂの数と同一である。な
お、カメラボディ１と支持部材３ａとの間の空間は、こ
れらの間に介在する伸縮可能な遮光盤ＪＢによって遮光
されている。遮光盤ＪＢは蛇腹等から構成される。
【００２０】なお、Ｉ．Ｉ．管１ａについて詳説すれ
ば、Ｉ．Ｉ．管１ａは入射光像を電子像に光電変換する
光電面１ａ1と、該電子像を蛍光像に変換する蛍光発生
材料１ａ2とを備え、入力された入射光像を増倍してＣ
ＣＤ１ｃ1に出射している。光電面１ａ1は、例えばマル
チアルカリ(Na2KSb(Cs))等からなり、蛍光発生材料１ａ
2は例えばP43(Gd2O2S:Tb)等からなる。
【００２１】もちろん、入射光像を増倍する増倍手段と
しては、ＣＣＤを真空中で光電面に対向させてなる電子
衝突型ＣＣＤを用いることもでき、この場合において
も、増倍手段は複数の入射光像をそれぞれ増倍すること
となる。
【００２２】以上のように、被写体ＯＢＪからの光束は
撮影レンズ２に入射し、瞳分割素子３ｂによって複数に
分岐された後、これに対応するミラー３ｃ、Ｉ．Ｉ．管
１ａ、リレーレンズ１ｂを介して、ＣＣＤ１ｃ1に結像
され、それぞれのＣＣＤ１ｃ1は入射光像の映像信号を
出力する。
【００２３】ここで、ＣＣＤ１ｃ1の撮像タイミング、
すなわち、露光時間或いはシャッタータイミングは、個
々のＣＣＤ１ｃ1毎にずらしてあり、したがって、最終
的に得られる複数の映像信号（本例では４つ）を重畳す
ることにより、そのフレームレートを１つのＣＣＤ１ｃ
1によるフレームレートの複数倍（４倍）にすることが
できる。
【００２４】カメラボディ１は筒体１ｄ及びその両端開
口を塞ぐ支持板１ｅ，１ｆからなるハウジングを備えて
いる。筒体１ｄの背面側には支持板１ｅが固定されてい
る。筒体１ｄの前面側開口端は内側に屈曲したフランジ
部を構成し、このフランジ部に前面側支持板１ｆが背面
側からスペーサ１ｇを介して押付けられている。すなわ
ち、支持板１ｅ及び１ｆ間にはスペーサ１ｇが介在して
おり、これらは共に筒体１ｄに固定されていることとな
る。
【００２５】背面側支持板１ｅを貫通する調整ネジ（ピ
ント調整機構）１ｈを回転させると、支持板１ｅ及び１
ｆ間を貫通するように回転可能に設けられた軸１ｉが、
その軸周りに支持板１ｅ，１ｆに対して回転する。軸１
ｉの周囲にはネジ（雄ネジ）が形成されている。この雄
ネジにナット部（雌ネジ：微動ネジ）１ｊが螺合してお
り、ナット部１ｊの支持板に対する回転は規制されてい
るので、軸１ｉが回転すると、ナット部１ｊが軸１ｉの
長手方向に沿って移動する。
【００２６】ナット部１ｊは嵌合部材１ｋに固定されて
いる。嵌合部材１ｋはスプライン１ｍの軸周りの回転が
制限されるように、当該スプライン１ｍに嵌まり、且
つ、固定されている。スプライン１ｍは、その軸周りに
回転しないように、支持板１ｅ，１ｆに固定されたガイ
ド体１ｎ，１ｏに嵌まっているが、その軸方向に沿って
はスライド可能である。
【００２７】嵌合部材１ｋはスペーサ１ｐを介してスラ
イド盤３ｄに固定されている。スライド盤３ｄは、スプ
ライン１ｍにも固定されており、これらは一体として移
動する。すなわち、調整ネジ１ｈを回転させると、ナッ
ト部１ｊが軸１ｉの長手方向に沿って移動し、ナット部
１ｊに固定された嵌合部材１ｋが、スペーサ１ｐ、スプ
ライン１ｍ、スライド盤３ｄと共に一体的に、上記長手
方向に沿って移動する。この長手方向は光軸ＯＰと平行
であり、特に、スプライン１ｍの軸は光軸ＯＰに一致し
ている。
【００２８】スライド盤３ｄが上記の如く光軸ＯＰに沿
って移動すると、これに固定された撮影レンズ２、その
射出瞳ＥＰ、瞳分割素子３ｂ及びミラー３ｃが、カメラ
ボディ１に対して一体的に、光軸ＯＰに沿って移動す
る。
【００２９】本装置の使用時においては、ＣＣＤ１ｃ1
から出力された画像をモニタで観察しつつ、ピントが合
ったと判断された場合、すなわち、光電面１ａ1上に被
写体像が結像したと判断される場合に、調整ネジ１ｈの
回転を停止する。
【００３０】以上説明したように、上記実施形態の高速
撮像カメラは、入射光束を複数に分岐する瞳分割素子
（分岐手段）３ｂと、瞳分割素子３ｂによって分岐され
た複数の入射光像をそれぞれ撮像する複数の半導体撮像
素子１ｃ1とを備える高速撮像カメラにおいて、複数の
入射光像をそれぞれ増倍する複数のＩ．Ｉ．管（増倍手
段）１ａを備える。
【００３１】このカメラによれば、まず、半導体撮像素
子１ｃ1のフレームレートを上昇させる。フレームレー
トの上昇に伴って、その受光量が減少するが、これは
Ｉ．Ｉ．管１ａによって増倍できるので、フレームレー
トを上昇させても、高速の撮像を行うことができる。こ
こで、瞳分割素子３ｂが入射光束を分岐しているので、
個々の半導体撮像素子１ｃ1の撮像タイミングを相対的
にずらせば、結果的にフレームレートを従来に比して飛
躍的に上昇させることが可能となる。
【００３２】ここで、被写体ＯＢＪ、撮影レンズ２、瞳
分割素子３ｂ、Ｉ．Ｉ．管１ａの位置の関系について説
明する。
【００３３】図７は、無限遠に被写体がある場合のカメ
ラの状態を示す説明図である。撮影レンズ２には平行光
が入射し、これが射出瞳ＥＰを通って瞳分割素子３ｂに
入射し、瞳分割素子３ｂによって分岐された入射光束が
ミラー３ｃによって反射され、Ｉ．Ｉ．管１ａの光電面
１ａ1上に結像する。ここで、入射光像は電子像に変換
された後、蛍光発生材料１ａ2に入射し、その強度が増
倍されて出力される。しかる後、この増倍された入射光
像はリレーレンズ１ｂを介してＣＣＤ１ｃ1上に結像す
る。
【００３４】瞳分割素子３ｂとしては、様々なものが考
えられるが、本例ではピラミッド型ミラーである。な
お、ピラミッド型瞳分割素子３ｂの頂点は光軸ＯＰ上に
位置する。瞳分割素子３ｂの中心と光電面１ａ1との間
の光軸ＯＰに沿った距離をＺとする。
【００３５】図８は、被写体ＯＢＪが近くにある場合の
カメラの状態を示す説明図である。同図に示すように、
被写体ＯＢＪと撮影レンズ２との間の距離に応じて撮影
レンズ２による入射光像の結像位置、すなわち、上記距
離Ｚは変化する。そこで、光電面１ａ1と撮影レンズ２
の射出瞳ＥＰとの間の光路長、すなわち、これを間接的
に示す距離Ｚは可変であることとし、被写体ＯＢＪの位
置に合わせて光路長を変更することとした。
【００３６】このような場合において、瞳分割素子３ｂ
が射出瞳ＥＰから離隔して配置されると光束の分岐が不
均一となる。また、これらの間の距離が変化すると、シ
ェーディングが生じる。そこで、本高速撮像カメラにお
いては、瞳分割素子３ｂは射出瞳ＥＰに隣接して配置さ
れ、この射出瞳ＥＰと瞳分割素子３ｂとの間の距離は固
定されていることとし、均一な分岐を行い、シェーディ
ングを抑制して、高品質の撮像が行えることとした。な
お、射出瞳ＥＰと瞳分割素子３ｂとの間の距離は固定さ
れているので、上記光路長を変化させると、瞳分割素子
３ｂは光電面１ａ1及びＣＣＤ１ｃ1に対して相対的に移
動することとなる。
【００３７】このような点について付加的に説明する。
【００３８】図９は、上記光路長を撮影レンズ２側で調
整した場合のカメラの状態を示す説明図である。このよ
うな場合、撮影レンズ２のレンズ群が、被写体ＯＢＪが
近づくことによって前方へ突出し距離Ｚ’が可変する
が、この時、射出瞳ＥＰは瞳分割素子３ｂから離れてし
まい、均一な分岐が出来ない。
【００３９】本実施形態の高速撮像カメラは、撮影レン
ズ２に入射した入射光束を瞳分割素子３ｂによって複数
の入射光束に分岐し、分岐されたそれぞれの入射光像を
撮像する複数の撮像素子１ｃ1を備える高速撮像カメラ
において、撮像素子１ｃ1と撮影レンズ２の射出瞳ＥＰ
との間の光路長は可変であり、瞳分割素子３ｂは射出瞳
ＥＰに隣接して配置され、射出瞳ＥＰと瞳分割素子３ｂ
との間の距離は固定されている。この場合、瞳分割素子
３ｂによって入射光束を分岐することにより、高速撮像
が可能となる一方で、上述のように、均一な分岐を行
い、シェーディングを抑制しての、高品質の撮像が行う
ことができる。 （第２実施形態）
【００４０】図５は第２実施形態に係る高速撮像カメラ
の光軸に沿って切った高速撮像カメラの縦断面図、図６
は図５に示したカメラの光軸に垂直な平面で切った高速
撮像カメラのＶＩ−ＶＩ矢印線縦断面図である。なお、
第１実施形態と同一の要素及び構成については同一符号
を用いることにより説明を省略する。
【００４１】上述の第１実施形態に係るカメラにおいて
は、分岐用光学系ユニット３が撮影レンズ２と共にカメ
ラボディ１に対して、詳細には光電面１ａ1に対して相
対的に移動した。第２実施形態においては、分岐用光学
系ユニット３は撮影レンズ２と共にカメラボディ１に対
して固定されており、光電面１ａ1が撮影レンズ２に対
して相対的に移動する。
【００４２】なお、カメラボディ１内には、リレーレン
ズ１ｂを内含する共に前面側にＩ．Ｉ．管１ａを、背面
側にＣＣＤ１ｃ固定する鏡筒１ｕが設けられている。
【００４３】カメラボディ１の背面及び前面には支持板
１ｅ，１ｆが設けられており、これらの間にシャフト
（スプライン）１ｓが横架・固定されている。シャフト
１ｓの外周面にはスライダー（ピント調整機構）１ｔ
が、その軸方向に沿ってスライド可能に設けられてい
る。
【００４４】カメラボディ１の側面にはピント調整ステ
ージ１ｖが取付けられており、ステージ１ｖに設けられ
た調整ツマミ１ｗを回転させることにより、その回転駆
動力が連結部１ｘを介してスライダー１ｔに伝達され、
スライダー１ｔが光軸ＯＰに沿って移動する。このよう
な伝達機構としてはラックアンドピニオン方式等を用い
ることができる。
【００４５】スライダー１ｔを光軸ＯＰ、すなわちシャ
フト１ｓの長手方向に沿って移動させると、スライダー
１ｔに固定されたＩ．Ｉ．管１ａ、リレーレンズ１ｂ、
ＣＣＤ１ｃが一体的に移動し、したがって、撮影レンズ
２の射出瞳ＥＰと光電面１ａ 1との間の光路長が変化す
る。射出瞳ＥＰとＣＣＤ１ｃ1との間の光路長も変化し
ている。
【００４６】本装置の使用時においては、ＣＣＤ１ｃ1
から出力された画像をモニタで観察しつつ、ピントが合
ったと判断された場合、すなわち、光電面１ａ1上に被
写体像が結像したと判断される場合に、調整ツマミ１ｗ
の回転を停止する。
【００４７】本実施形態の高速撮像カメラも、入射光束
を複数に分岐する瞳分割素子（分岐手段）３ｂと、瞳分
割素子３ｂによって分岐された複数の入射光束をそれぞ
れ反射するミラー（面内微調機構）３ｃと、分岐された
複数の入射光像をそれぞれ撮像する複数の半導体撮像素
子１ｃ1とを備える高速撮像カメラにおいて、複数の入
射光像をそれぞれ増倍する複数のＩ．Ｉ．管（増倍手
段）１ａを備えており、個々の半導体撮像素子１ｃ1の
撮像タイミングは相対的にずらされる。
【００４８】また、光電面１ａ1と撮影レンズ２の射出
瞳ＥＰとの間の光路長Ｚは可変であり、瞳分割素子３ｂ
は射出瞳ＥＰに隣接して配置され、この射出瞳ＥＰと瞳
分割素子３ｂとの間の距離は固定されていることとし、
均一な分岐を行いシェーディングを抑制することが可能
で、したがって高品質の撮像を行うことができる。
【００４９】本高速撮像カメラのＣＣＤ１ｃ1として、
浜松ホトニクス（株）製のＣＣＤカメラ「C7300」を４
つ用いれば、2億（コマ／秒）のフレームレート、５
（ｎｓ）のシャッタ時間、解像度４３（ｌｐ／ｍｍ）を
達成することができ、接続するカメラの数により、フレ
ーム数は１，２，３，４に設定することができる。更
に、各CCDカメラにおけるフレームの切替タイミングを
外部から制御（PIV動作）させることにより、フレーム
数は、２，４，６，８に設定することが出来る。ＣＣＤ
１ｃ1の撮像タイミングはオーバラップさせることもで
きる。
【００５０】以上のように、本カメラにおいては、入射
光束を瞳分割素子３ｂによって４つに分岐し、それぞれ
を４つのイメージインテンシファイア１ａによって増倍
した後、４つのＣＣＤ１ｃ1で撮像し、４つのＣＣＤ１
ｃ1の撮像タイミングをずらし、ＣＣＤ１ｃ1のフレーム
レートを上昇させることによって、露光時間が短くなる
のをイメージインテンシファイア１ａによって補助し、
従来では為し得なかった高速撮像を行うことができる。
さらに、撮像素子１ｃ1又は光電面１ａ1と撮影レンズ２
の射出瞳ＥＰとの間の光路長は可変であり、射出瞳ＥＰ
と瞳分割素子３ｂとの間の距離は固定されているので、
均一な分岐を行い、シェーディングを抑制し、高品質の
撮像が行うことができる。
【００５１】
【発明の効果】本発明の高速撮像カメラによれば、高速
或いは高品質の撮像を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は高速撮像カメラの斜視図である。
【図２】図１に示したカメラの光軸に沿って切った高速
撮像カメラのＩＩ−ＩＩ矢印線縦断面図である。
【図３】図２に示したカメラの光軸に垂直な平面で切っ
た高速撮像カメラのＩＩＩ−ＩＩＩ矢印線縦断面図であ
る。
【図４】図２に示したカメラを矢印ＩＶによって示され
るカメラの背面側から見た高速撮像カメラの背面図であ
る。
【図５】第２実施形態に係る高速撮像カメラの光軸に沿
って切った高速撮像カメラの縦断面図である。
【図６】図５に示したカメラの光軸に垂直な平面で切っ
た高速撮像カメラのＶＩ−ＶＩ矢印線縦断面図である。
【図７】無限遠に被写体がある場合のカメラの状態を示
す説明図である。
【図８】被写体ＯＢＪが近くにある場合のカメラの状態
を示す説明図である。
【図９】光路長を撮影レンズ２側で調整した場合のカメ
ラの状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ｅ…支持板、ＥＰ…射出瞳、ＪＢ…遮光盤、ＯＢＪ…
被写体、１ａ…イメージインテンシファイア、１…カメ
ラボディ、１ｓ…シャフト、１ｖ…ステージ、１ｍ…ス
プライン、１ｇ…スペーサ、１ｐ…スペーサ、１ｔ…ス
ライダー、１ｊ…ナット部、１ｖ…ピント調整ステー
ジ、１ｃ…ＣＣＤユニット、１ｂ…リレーレンズ、１ａ
…Ｉ．Ｉ．管、１ｕ…鏡筒、１ａ2…蛍光発生材料、１
ａ1…光電面、１ｃ1…半導体撮像素子（ＣＣＤ）、１ｉ
…軸、１ｗ…調整ツマミ、１ｈ…調整ネジ、１ｄ…筒
体、１ｘ…連結部、１ｋ…嵌合部材、１ｎ，１ｏ…ガイ
ド体、２…撮影レンズ、３ｄ…スライド盤、３ｂ…ピラ
ミッド型瞳分割素子、３ｃ…ミラー、３ａ…支持部材、
３…分岐用光学系ユニット、１ｃ1…ＣＣＤ、ＯＰ…光
軸。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｖ Ｚ // Ｇ０１Ｊ 1/42 Ｇ０１Ｊ 1/42 Ｇ Ｈ０１Ｊ 31/50 Ｈ０１Ｊ 31/50 Ｚ (72)発明者 鈴木 一孝 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 (72)発明者 宮崎 隆弘 静岡県浜松市市野町1126番地の１ 浜松ホ トニクス株式会社内 Ｆターム(参考） 2G065 AA11 AB04 BA04 BA21 BA34 BB11 BB21 BC11 DA18 5C022 AA14 AA15 AB00 AC42 AC51 AC69 5C024 AX00 AX01 AX17 CX00 CX41 EX00 EX17 EX41 GY01 JX41

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 測定対象物からの入射光束を複数に分岐
    する分岐手段と、前記分岐手段によって分岐された複数
    の入射光束をそれぞれ撮像する複数の撮像素子とを備え
    る高速撮像カメラにおいて、前記複数の入射光束の像を
    それぞれ増倍する複数の増倍手段を備えることを特徴と
    する高速撮像カメラ。
  2. 【請求項２】 前記入射光束を前記分岐手段上に出射す
    る撮影レンズを備え、前記増倍手段はイメージインテン
    シファイアであって、このイメージインテンシファイア
    は入射光像を電子像に光電変換する光電面と、該電子像
    を蛍光像に変換する蛍光発生材料とを備え、入射光像を
    増倍して前記撮像素子に出射することを特徴とする請求
    項１に記載の高速撮像カメラ。
  3. 【請求項３】 前記光電面と前記撮影レンズの射出瞳と
    の間の光路長は可変であることを特徴とする請求項２に
    記載の高速撮像カメラ。
  4. 【請求項４】 前記分岐手段は前記射出瞳に隣接して配
    置され、前記射出瞳と前記分岐手段との間の距離は固定
    されていることを特徴とする請求項３に記載の高速撮像
    カメラ。
  5. 【請求項５】 前記分岐手段は、ピラミッド型ミラーで
    あることを特徴とする請求項４に記載の高速撮像カメ
    ラ。
  6. 【請求項６】 撮影レンズに入射した入射光束を分岐手
    段によって複数の入射光束に分岐し、分岐されたそれぞ
    れの入射光束を撮像する複数の撮像素子を備える高速撮
    像カメラにおいて、前記撮像素子と前記撮影レンズの射
    出瞳との間の光路長は可変であり、前記分岐手段は前記
    射出瞳に隣接して配置され、前記射出瞳と前記分岐手段
    との間の距離は固定されていることを特徴とする高速撮
    像カメラ。
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