(57)【要約】【課題】撮影速度に適した入射光度が容易に得られる高速ビデオカメラを提供する。【解決手段】被撮影体からの反射光を集光して結像する撮影レンズ機構部２と、前記結像の明暗に対応した電気信号を発生するＣＣＤ３と、前記ＣＣＤ３からの電気信号を映像信号に変換する信号処理部４と、前記映像信号を画面に写す画像表示部５と、撮像速度を設定する撮影速度設定機能と、前記撮影レンズ機構部２に前記被撮影体を照明する照明装置７と、前記被撮影体からの反射光の光度を測定する光度計８を一体化し、撮影速度に対応した光度となるよう制御する演算制御部９とを備える。これにより撮影速度を設定すると必要な光度設定値が算出され、演算制御部９により自動的に被撮影体からの反射光光度が調節される。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被撮影体からの反射光を集光して被撮影体を結像する撮影レンズ機構部と、結像の明暗に対応した電気信号を発生する撮像素子と、前記撮像素子からの電気信号を映像信号に変換する信号処理部と、前記映像信号を映像画面に変換する画像表示部と、撮影速度を設定する撮影速度設定機能を備えた高速ビデオカメラにおいて、前記撮影レンズ機構部に前記被撮影体を照光する照明装置と、前記被撮影体からの反射光の光度を測定する光度計を一体化し、撮影速度に対応した光度になるよう制御する光度制御手段とを備えたことを特徴とする高速ビデオカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
材料破壊撮影、スポーツの高速撮影、流体の高速撮影に使用される高速ビデオカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
汎用のビデオカメラでは、１秒間に３０枚の画面を記録するため、撮影速度は１／６０秒程度を基準としているが、材料破壊やスポーツでの高速撮影あるいは流体流れの変化などの高速撮影には、撮影速度（シャッター速度）を１／１０４秒〜１／１０６秒にした高速ビデオカメラが使用されている。この高速ビデオカメラを使用して、被撮影体を高速で撮影する場合、撮影速度に見合った光量を高速ビデオカメラの撮影レンズ機構部に入射させることが必要となるが、これまでの高速ビデオカメラでは、その周辺に別途照明装置を設置して被撮影体を照光して、高速撮影を行っていた。
【０００３】
被撮影体の撮影面を必要な照度に保持する手段としては、例えば特許文献１に示すような照明制御装置が考案されている。この方法では、映像信号を出力するテレビカメラと、映像情報を記録するディジタル映像記憶部及びディジタル映像記憶部に記憶された映像情報の輝度情報をもとに撮像領域の照度演算をする演算部を有する照度計測部と、この照度計測部からの出力にて所定の照明制御信号を生成し出力する照明制御部と、照明制御信号を入力し照明負荷を制御して所定の領域を照明する照明器具とを備えるとともに、テレビカメラの取付高さと取付角度の取付条件を入力する設定入力部を設けるとともに、演算部が取付条件情報をもとにテレビカメラによる撮像領域内の計測点までの距離を演算し、この演算結果にて輝度情報を補正して前記照度演算することにより、必要な照度が得られるようにしている。
【特許文献１】特開平１０−１６２９６７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、高速撮影のために被撮影体に光を照射する必要がある場合、図４に示すような別途配置した照明装置７ｃを光源として用い、これより光を被撮影体Ｓに照射していた。この場合、被撮影体Ｓが、例えば材料破壊試験における鏡面もしくは鏡面に近い高反射率を有する試験片であったり、スポーツ競技に用いられる高反射率を有するような球技用の白いボールのようなものであった場合、光は被撮影体面に対し斜め方向から入射するので、照明装置７ｃからの入射光１０ａに対する被撮影体Ｓからの反射光１０ｂは、図４に示されるような斜め方向に反射し、高速ビデオカメラ１ａへの必要な入射光量が不足し、露光不足になるという問題点があった。
【０００５】
また、撮影速度を変えて撮影する場合、その都度撮影を行ってみて露光具合をチェックする操作をトライアンドエラーで行わねばならず、撮影が非常に手間取る上に、常に照明装置７ｃを携帯したり撮影の都度設置を行わねばならないという問題点があった。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みてなされたもので、被撮影体が鏡面のような高反射率を有するようなものでも、高速度の撮影速度に対応した撮影光度が容易に得られる高速ビデオカメラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の高速ビデオカメラは、被撮影体からの反射光を集光して被撮影体を結像する撮影レンズ機構部と、前記結像の明暗に対応した電気信号を発生する撮像素子と、前記撮像素子からの電気信号を映像信号に変換する信号処理部と、前記映像信号を映像画面に変換する画像表示部と、撮影速度を設定する撮影速度設定機能を備えた高速ビデオカメラにおいて、前記撮影レンズ機構部に前記被撮影体を照明する照明装置と、前記被撮影体からの反射光の光度を測定する光度計を一体化し、撮影速度に対応した光度になるよう制御する光度制御手段とを備えている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の高速ビデオカメラは、光源としての照明装置及び被撮影体からの反射光量を測定する光度計をカメラの撮影レンズ機構部に一体化し、撮影速度に見合った光量を入射できるようにする光度制御機能を備えているので、光度設定が容易となるとともに、高反射面を有する被撮影体の撮影が容易になり、水中での現象の変化なども撮影することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の高速ビデオカメラについて、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の高速ビデオカメラの概略構成図、図２は、本発明の高速ビデオカメラからの出射光と被撮影体からの反射光の光路を示す図である。
【００１０】
図１に示すように、本発明の高速ビデオカメラ１は、集光レンズ２１、矢印方向に移動して像の拡大縮小を行うためのズームレンズ２２、後述のＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）３上に結像させるためのフォーカスレンズ２３及びモータでズームレンズ２２を移動させるズームレンズ駆動機構（図示せず）等からなる撮影レンズ機構部２と、前記撮影レンズ機構部２によって結像された被撮影体の映像を三原色の明暗度に対応した電荷を発生させるＣＣＤ３と、この三原色の明暗度に対応した電荷量をＡＤ変換した後、これを映像信号に変換する信号処理部４と、この映像信号を画像信号に変換して液晶画面に表示する画像表示部５と、この画像を記録しておく記録部６と、前記撮影レンズ機構部２の先端部周辺に固着させたリング状の照明装置７と、この照明装置７の周辺の一部に固着させた光度計８と、一連の撮影動作を制御するとともに、前記照明装置７の光度を制御する演算制御部９から構成されている。
【００１１】
前記照明装置７の光源としては、交流電源によるサイクリックな輝度変動を避けるため、例えばＬＥＤランプ、ハロゲンランプ、あるいはキセノンランプなどの直流電源で駆動可能な光源が使用され、単色光が必要な場合はＬＥＤランプ、昼光色が必要な場合はキセノンランプ等が選択される。図２（ａ）は、ＬＥＤ素子７１をリング状に配列してなる照明装置７ａであり、図２（ｂ）は、等間隔で複数個のハロゲンランプ７２を円周上に配列して組み込んだ照明装置７ｂを示すものである。
【００１２】
また、光度計８としては、光電池、フォトトランジスタ、もしくは光電管等を用いた電子式光度計が使用できる。そして、ＣＣＤ３と信号処理部４を構成する回路素子には、高速ビデオカメラ１の撮影速度に見合った高速動作特性の半導体部品が使用されている。
【００１３】
前記高速ビデオカメラ１は、図３に示すように被撮影体Ｓの撮影面の中心点を撮影レンズ機構部２の中心軸が通るようにして、被撮影体Ｓより一定間隔を置いて配置される。照明装置７から出射された入射光１０ａは、被撮影体Ｓの撮影面の中心点を中点とする一定の円形面積内にほぼ直角方向に照射されるので、被撮影体Ｓの表面が鏡面もしくは鏡面に近いものであれば、その反射光１０ｂも被撮影体Ｓに対し直角方向に近い角度に反射し、前記撮影レンズ機構部２の集光レンズ２１の先端面にほぼ直交して入射されるので、高速撮影に必要な光量の反射光を被撮影体Ｓに入射させることができる。
【００１４】
前記演算制御部９は、設定された撮影速度に該当する光度設定値を算出する光度設定値算出機能と、前記光度計８からの電気信号から光度測定値を算出する光度測定値算出機能と、前記光度測定値から光度設定値を引き算して光度偏差を算出する光度偏差算出機能と、算出された光度偏差を０にするために前記照明装置７の輝度を増減させる光度制御信号を発生するための光度制御信号発生機能を備えている。
【００１５】
上記高速ビデオカメラ１を図３のように配置して、高速ビデオカメラ１の撮影速度を設定すると、演算制御部９内の光度設定値が算出されて更新される。すると、光度測定値と光度設定値との間に光度偏差が生じ、光度偏差を無くすための光度制御信号が演算制御部９から照明装置７に送られる。これにより、光度偏差が修正され撮影速度に必要な光量の光が前記照明装置７から被撮影体Ｓに直交に近い角度で出射される。
【００１６】
また、照明装置７に用いられる光源は、その種類によって分光分布特性が大きく異なるので、撮影速度に対する光度設定値は、光源の種類によって変更する必要がある。そのため、使用しようとする光源については予め実際に撮影を行って最適な光度設定値を求めておき、使用する光源に対してその光度設定値を使用する。
【００１７】
上記のように前記高速ビデオカメラ１には、撮影速度に応じて、必要な撮影光度である光度設定値が設定されるようになっており、照明装置７から出射された出射光量に対応して撮影レンズ機構部２に反射された光量は、前記光度計８で反射光量値が検出され、演算制御部９で前記光度設定値と光度測定値が比較され、その光度偏差に基づいて前記出射光量値が自動的に修正されるようになっている。これにより、本実施例の高速ビデオカメラ１は、撮影速度を設定するだけで、高速撮影に必要な光量の光を被撮影体Ｓに照射するとともに、撮影レンズ機構部に入射させることができる。
【００１８】
なお、被撮影体Ｓの種類や被撮影体と高速ビデオカメラとの間隔の差による入射光量の違いを予め測定しておき、前記光度設定値を補正するようにしておくことにより、より正確な光度設定を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の概略構成図である。
【図２】実施例に係わる照明装置の斜視図である。
【図３】本発明の高速ビデオカメラと被撮影体間の光路を示す図である。
【図４】従来の高速ビデオカメラと被撮影体間の光路を示す図である。
【符号の説明】
【００２０】
１、１ａ  高速ビデオカメラ
２  撮影レンズ機構部
３  ＣＣＤ
４  信号処理部
５  画像表示部
６  記録部
７、７ａ、７ｂ、７ｃ  照明装置
８  光度計
９  演算制御部
１０ａ  入射光
１０ｂ  反射光
２１  集光レンズ
２２  ズームレンズ
２３  フォーカスレンズ
７１  ＬＥＤ素子
７２  ハロゲンランプ
Ｓ  被撮影体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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