摄影设备及同步摄影定时控制器制造技术

在按照本发明专利技术的设备中，单一的同步摄影定时控制器以协调的方式向用于同步摄影的摄影机提供：外部时钟信号，用于控制摄影序列的进程；外部复位信号，用于复位摄影序列；以及外部触发信号，用于启动高速摄影。因此，在所提供的外部时钟信号之间以及外部复位信号之间保持了时间对应关系。外部复位信号复位各台摄影机的摄影序列，从而摄影序列也按照时间对应关系进行。由按照协调方式提供的外部触发信号启动的摄影机的高速摄影按照严格的时间对应关系进行。从而，对摄影机进行精确的同步，以进行高速摄影。（*该技术在2024年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有如摄像机等多台摄影机的摄影设备，以及一种与此设备一起使用的同步摄影定时控制器。更具体地，本专利技术涉及一种通过同步多台摄影机对科学测量领域中的对象进行摄影的技术，这些对象包括如火箭、爆炸、湍流、放电等快速运动的物体、显微镜下微生物的运动、以及大脑和神经系统的信号传递。
技术介绍
具有高速摄像机的传统高速摄影设备能够以极高的速度进行一系列的摄影操作，例如，能够以非常短的时间间隔连续获得100张照片的高速摄影。在本说明书中所使用的术语“摄影速度”表示每单位时间的帧数(单位是帧每秒)。这里，摄影速度的特定示例为100万帧每秒的数量级。这里所使用的术语“摄影间隔”表示摄影一帧所需的时间，即，每单位帧的时间(单位是秒每帧)。摄影间隔的特定示例为百万分之一秒(1μS)每帧。因此，摄影速度是摄影间隔的倒数。利用这种高速摄影，能够连续摄影其状态在非常短的时间内连续变化的摄影对象(例如，在爆炸时所发生的现象)。也可以通过对多台摄像机进行同步来实现高速摄影。例如，多台摄像机具有附着在接收摄影对象的光学图像的透镜上的不同波长特性的滤色镜。可以对这些摄像机进行同步来实现高速摄影，通过不同波长的光同时对摄影对象进行摄影。对于通过同步多个摄像机进行的高速摄影，从外部向摄像机传输外部触发信号(高速摄影启动信号)，以启动高速摄影。可以按照并行方式同时向摄像机传输触发信号，或者按照串行方式连续地向摄像机传输触发信号。但是，在进行高速摄影时，上述提及的传统高速摄影设备可能不能精确地同步多台摄影机。在低摄影速度时，不精确的同步不会引起严重的问题。具体地，在摄影速度接近上限(最大摄影速度)时，不能精确地同步摄像机。在用在同步摄影中的摄像机的情况下，每台摄像机具有独立的内部时钟信号，用于在拾取一帧的图像时控制摄影序列的进程。在摄像机的内部时钟信号之间没有任何关系。因此，在摄影序列的进程上，摄像机彼此不同步。在进行同步摄影时并行向摄像机传输外部触发信号的模式下，分别地提供外部触发信号，而不进行协调。此外，外部触发信号的并行提供并未给出对内部时钟信号之间缺乏一致性的解决方案。在摄影序列的进程上，摄像机保持彼此不同步。即，对于并不满足所有摄像机的给定时间的摄影序列级，不能精确地同步摄像机。在进行同步摄影时串行向摄像机传输外部触发信号的模式下，在接收来自上游摄像机的触发信号时，摄影序列的状态是不确定的。这导致了从接收到外部触发信号到启动高速摄影之间的时间上的变化，依赖于在下游摄像机接收外部触发信号时的摄影序列的状态。因此，在这种情况下，精确的同步也是不可能的。
技术实现思路
考虑到上述问题，提出本专利技术，其目的在于提供一种能够利用多台精确同步的摄影机进行摄影的摄影设备以及一种用于此设备的同步摄影定时控制器。按照本专利技术，由一种具有多台摄影机和一个同步摄影定时控制器的摄影设备来实现上述目的，每台摄像机具有(a)图像拾取装置，用于接收摄影对象的光学图像，对其进行光电转换，并作为电信号输出所述图像，以形成摄影图像；以及(b)同步摄影定时控制装置，根据从摄影机外部提供的外部时钟信号，控制所述图像拾取装置重复的获得摄影序列中的一张照片操作，响应从摄影机外部提供的外部复位信号，对摄影序列进行一次复位以返回到开始状态，以及响应从摄像机外部提供的外部触发信号，启动摄影，其中所述同步摄影定时控制器包括时钟信号提供装置，用于向每台摄影机提供所述外部时钟信号；复位信号提供装置，用于向每台摄影机提供所述外部复位信号；以及触发信号提供装置，用于向每台摄影机提供所述外部触发信号；由此，根据由所述同步摄影定时控制器提供的所述外部时钟信号、所述外部复位信号和所述外部触发信号，利用多台摄影机进行同步摄影。利用按照本专利技术的摄影设备，当对多台摄影机进行同步以进行摄影时，同步摄影定时控制器向每台摄影机提供外部时钟信号、外部复位信号和外部触发信号。然后，如下进行同步摄影。当首先提供了外部时钟信号时，摄影序列控制装置根据外部时钟信号，开始重复用于获得一张照片的摄影序列，当接下来提供了外部复位信号时，每台摄影机的摄影序列控制装置对摄影序列进行一次复位，以返回到开始状态。然后，当提供了外部触发信号时，摄影序列控制装置使每台摄影机的图像拾取装置开始针对高速同步摄影的图像拾取操作。从而，在本专利技术中，单一的同步摄影定时控制器以协同的方式向用于同步摄影的摄影机提供外部时钟信号，用于控制用于获得照片的摄影序列的进程；外部复位信号，用于复位摄影序列；以及外部触发信号，用于使每台摄影机启动高速摄影。在以协同方式提供的外部时钟信号之间以及外部复位信号之间保持时间对应关系。外部复位信号复位各台摄影机的摄影序列，从而使摄影序列也按照时间对应关系进行。由以协同方式提供的外部触发信号启动的摄影机的摄影操作按照严格的时间对应关系进行。结果，精确地同步多台摄影机，以进行摄影。例如，同步摄影定时控制器可以提供如下信号。同步摄影定时控制器可以提供外部时钟信号、外部复位信号和外部触发信号，这些信号中的每一个在摄影机之间彼此同相，没有时间延迟。当利用这种结构进行同步摄影时，摄影机彼此同步地开始重复用于获得一张照片的摄影序列，并彼此同步地复位摄影序列。在摄像机之间，摄影序列以相同的步调前进，而且摄影同时启动。按照这种方式，可以同时而并行地进行各台摄影机的摄影操作。在提供信号的另一示例中，同步摄影定时控制器可以提供外部时钟信号和外部复位信号，这些信号中的每一个在摄影机之间彼此同相，没有时间延迟，而提供在摄影机之间具有相位差的外部触发信号，所述相位差是与每台摄影机连续获得预定数目的图像所花费的时间相对应的时间延迟。当利用这种结构进行同步摄影时，摄影机彼此同步地开始重复用于获得一张照片的摄影序列，并彼此同步地复位摄影序列。随后，按照与前一摄影机连续获得预定数目的图像所花费的时间相对应的时间延迟，向每台摄影机提供触发信号。利用以这种方式接连地提供给摄影机的触发信号，摄影机接连地进行连续的摄影以获得预定数目的图像。从而，可以连续地获得与摄影机所获得的预定数目的图像的总和相对应的数目的图像。在提供信号的另一示例中，同步摄影定时控制器可以至少提供外部复位信号和外部触发信号，从而使外部复位信号和外部触发信号中的每一个在摄影机之间具有相位差，所述相位差是与t÷N相对应的时间延迟，其中t是拾取一张图像所需的时间，而N是摄影机的数目。当利用这种结构进行同步摄影时，随着开始提供外部时钟信号，摄影机开始按照摄影间隔重复用于获得一张照片的摄影序列。然后，以与相对应的时间延迟提供外部复位信号，连续地复位每台摄影机的摄影序列，以统一摄影序列的进程。当以与相对应的时间延迟提供外部触发信号时，摄影机连续启动摄影。利用被看作整体的多台摄影机，摄影以的摄影间隔进行。从而，通过将摄影间隔设为最小值(即，最大摄影速度)，可以通过倍增摄影机的数目，来提高最大摄影速度。在上述专利技术中，足以提供以下信号至少外部复位信号和外部触发信号中的每一个在摄影机之间具有相位差，所述相位差是与t÷N相对应的时间延迟。也可以提供除了外部复位信号和外部触发信号以外的其他信号(例如，外部时钟信号)，以使其在摄影机之间具有相位差，所述相位差是与t÷N相对应的时间延迟。为了避免作为由于本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有多台摄影机和一个同步摄影定时控制器的摄影设备，每台摄像机具有：（ａ）图像拾取装置，用于接收摄影对象的光学图像，对其进行光电转换，并作为电信号输出所述图像，以形成摄影图像；以及（ｂ）同步摄影定时控制装置，根据从摄影机外部提供的外部时钟信号，控制所述图像拾取装置重复用于获得摄影序列中的一张照片的操作，响应从摄影机外部提供的外部复位信号，对摄影序列进行一次复位以返回到开始状态，以及响应从摄像机外部提供的外部触发信号，启动摄影，其中所述同步摄影定时控制器包括：时钟信号 提供装置，用于向每台摄影机提供所述外部时钟信号；复位信号提供装置，用于向每台摄影机提供所述外部复位信号；以及　触发信号提供装置，用于向每台摄影机提供所述外部触发信号；由此，根据由所述同步摄影定时控制器提供的所述外部时 钟信号、所述外部复位信号和所述外部触发信号，利用多台摄影机进行同步摄影。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：富永秀树，征矢秀树，近藤泰志，江藤刚治，
申请(专利权)人：株式会社岛津制作所，江藤则治，
类型：发明
国别省市：JP[日本]