JPH0576004A - トリガー信号発生装置及び該装置を備えた高速ビデオカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】顕微鏡下の撮影等の種々の条件下使用可能であ
って、被写体にセンサーを取付ける必要のなく、高速ビ
デオカメラでの使用に適したトリガー信号発生装置。 【構成】次のいずれかに応じて電気信号を発生する光量
計測手段を備える。第一にレンズを通して結合面に結像
された被写体の輝度、第二にモニター画面上の被写体の
輝度、第三に撮影中のテレビカメラの映像信号から読み
出される被写体の画像の輝度。光量計測手段からの電気
信号が急激な変化を生じたか否かを計算して、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
号処理手段を備える。信号処理手段からの検出信号によ
りトリガー信号を発生して高速ビデオカメラ等の外部機
器に出力するトリガー信号発生手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はトリガー信号発生装置に
関し、特に、被写体に急激な変化が生じた場合にトリガ
ー信号を発生させ、該トリガー信号発生時あるいは発生
直後に高速ビデオカメラのエンドレス記録を停止させて
急激な変化の発生時の現象の観察、画像解析を行えるよ
うにするものである。

【０００２】

【従来の技術】高速流体運動、爆発現象、破壊現象、ア
モルファスから結晶への急激な変化、高速で運動する機
械加工部品における突然の異変、あるいは、昆虫の飛び
立つ瞬間や精子が卵子に突入した瞬間のように急激に変
化する生物現象等を調べる場合には、高速ビデオカメラ
による観察、画像解析が有効である。

【０００３】上記のような高速ビデオカメラでは、フレ
ームレート(１秒当たりの撮影画像枚数）を上げて行く
と、ビデオテープによる録画では速度が足りずフレーム
レートに追従することができなくなるため、ＩＣメモリ
ーで構成した多数のフレームメモリー上に直接画像情報
を書き込む方式を採用している。

【０００４】しかしながら、上記ＩＣメモリーを使用す
るタイプの高速ビデオカメラは、ビデオテープを使用す
るタイプのものと比べると、録画可能な画面数、即ち、
フレームメモリーの枚数が少ないため、撮影時間が短時
間に限定されてしまう。例えば、フレームメモリー数が
１,０００枚の場合に５,０００枚／秒のフレームレート
で撮影すると０．２秒間しか撮影できない。

【０００５】そのため、上記ＩＣメモリーを使用するタ
イプの高速ビデオカメラでは、通常、新たに撮影された
画面をフレームメモリーに順次上書きし、連続的に古い
画像を新しい画像に更新するエンドレス記録方式を採用
している。

【０００６】このエンドレス記録方式ではトリガー信号
の入力時あるいは入力後所定時間を隔てて画像の更新を
停止すると、トリガー信号発生前あるいは発生前後の所
定時間の画像を得ることができる。例えば、上記のよう
にフレームメモリー数が１,０００枚、フレームレート
が５,０００枚／秒の場合に、トリガー信号の入力と同
時に画像の更新を停止すると、トリガー信号を入力する
直前の１,０００枚分の画像を得ることができる。ま
た、トリガー信号の入力後の０.１秒後に画像の更新を
停止すると、トリガー信号入力前後の各５００枚分の画
像を得ることができる。更に、トリガー信号の入力後
０．２秒後に画像の更新を停止するとトリガー信号入力
後の１,０００枚分の画像を得ることができる。

【０００７】上記のように、ＩＣメモリーを使用する高
速ビデオカメラではトリガー信号が撮影時間に大きな影
響を与え、その取扱いは重要である。例えば、上記した
爆発現象を撮影する場合、トリガー信号が正確に入力さ
れなければ、最も必要な爆発の瞬間の画像を得ることが
できず、爆発前もしくは爆発後の状態のみを撮影するこ
とになってしまう。

【０００８】同様に、突然発生する現象を通常のスチル
カメラで撮影する場合や、突然の異常に対処して作動す
る装置等でも、トリガー信号は撮影や作動のタイミング
を決定するために重要な役割を果す。

【０００９】上記トリガー信号としては、従来、上記高
速ビデオカメラ等では、例えば、異常発生時に生じる
音、物体がレーザー光を横切った瞬間の受光フォトトラ
ンジスタからの出力電気信号、撮影対象とする現象その
ものを発生させるための入力電気信号等が用いられてい
た。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような音等のトリガー信号を検出することが困難である
ことも多い。例えば、上記した精子が卵子に突入する現
象では、卵子の表面全体で急激な化学的変化を生じる。
従って、この現象を上記した高速ビデオカメラで撮影す
る場合には、上記急激な化学的変化をトリガー信号とす
ればよいのであるが、卵子を傷付けずにこの化学変化を
検出するセンサーを取付けるのは困難である。

【００１１】また、従来は、撮影等の対象とする現象の
種類に応じて上記音、電気信号の変化等を利用した別個
のトリガー信号発生装置を使用しており、コストの面等
で問題があった。

【００１２】本発明は、上記した従来のトリガー信号発
生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、種々の条件下で使用可能なトリガー信号発生装置
を提供することを目的としてなされたものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】従って、本発明は、レン
ズを通して結像面に結像された被写体の輝度、フレーム
メモリーに記録された被写体の画像の輝度、又は、モニ
ター画面上の被写体の輝度に応じて電気信号を発生する
光量計測手段と、光量計測手段からの電気信号が急激な
変化を生じたか否かを計算して、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の検出信号によりトリガー信
号を発生させるトリガー信号発生手段とを備えるトリガ
ー信号発生装置を提供するものである。

【００１４】上記光量計測手段は、被写体又は画像の全
部及び／又は一部の領域において、その輝度に応じて電
気信号を発生させるものである。具体的には、上記レン
ズを通して結像面に結像された被写体の輝度に応じて電
気信号を発生する手段としては、フォトトランジスタ、
フォトダイオード等のフォトセンサーや、高速ビデオカ
メラで画素からの並列読み出しを行う構成において１本
又は複数本の走査線上の信号を変換して輝度として読み
出す手段等がある。また、フレームメモリーに記録され
た被写体の画像の輝度に応じて電気信号を発生する手段
としては、超高速ビデオカメラシステムのようにフレー
ムメモリーがバッファーメモリーを持っている場合に、
その上の適当な領域のデジタル情報を輝度情報として直
接読み出す手段等がある。

【００１５】上記信号処理手段は、具体的には、上記光
量計測手段より入力させる電気信号から輝度の時間変化
を計算して、該時間変化が所定程度以上であるときに、
上記急激な変化が生じたとみなして上記検出信号を出力
する構成としている。

【００１６】更に具体的には、上記光量計測手段は、上
記被写体又は画像の全部及び／又は一部の領域の空間的
平均輝度に応じて電気信号を出力し、上記信号処理手段
は、上記電気信号から空間的平均輝度の時間平均と平均
偏差を計算して、空間的平均輝度と空間的平均輝度の時
間平均の差が平均偏差の所定倍よりも大きくなったとき
に、上記急激な変化が生じたと判定する構成とすること
が好ましい。また、信号処理手段において輝度の標準偏
差の変化を監視し、この標準偏差の変化が所定程度以上
となったときに急激な変化が生じたと判定する構成とし
てもよい。

【００１７】また、本発明は、エンドレス記録方式の高
速ビデオカメラであって、レンズを通して結像面に結像
された被写体の輝度、フレームメモリーに記録された被
写体の画像の輝度、又は、モニター画面上の被写体の輝
度に応じて電気信号を発生する光量計測手段と、光量計
測手段からの電気信号が急激な変化を生じたか否かを計
算して、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
の検出信号によりトリガー信号を発生させるトリガー信
号発生手段とからなるトリガー信号発生装置を備え、上
記トリガー信号発生手段よりトリガー信号が発生すると
同時又は所定時間を隔ててエンドレス記録を停止させる
構成としている高速ビデオカメラを提供するものであ
る。

【００１８】

【作用】上記のように本発明に係るトリガー信号発生装
置では、被写体の全部及び／又は一部の領域における輝
度に応じた電気信号を計算処理して、被写体に急激な変
化が生じたことを検出する場合にトリガー信号を発生す
る構成としているため、高速ビデオカメラ、スチールカ
メラ等で上記急激な現象を撮影する場合にも被写体にセ
ンサーを取付けることなく、被写体から離れた位置から
上記平均輝度を経時的に監視することができ、少なくと
も、局所的に視覚的な変化を伴う場合であれば顕微鏡下
の撮影等種々の条件で使用することができる。

【００１９】また、上記トリガー信号発生装置を備える
エンドレス記録方式の高速ビデオカメラでは、高速ビデ
オカメラのトリガー信号の入力時又は入力後所定時間を
隔てて画像更新を停止するため、限られたフレームメモ
リー数内で所望の画像を確実に得ることができる。

【００２０】尚、被写体の一部の領域での輝度を離れた
位置で測定する機器として、従来よりスポット露出計が
あるが、このスポット露出計は静的な露出又は比較的ゆ
っくりした輝度の変化を正確に測るものであり、経時的
に輝度を測定して出力するものではなく、また、顕微鏡
下等では被写体の一部分の輝度を直接測定するのは困難
である。これに対して、本発明に係るトリガー信号発生
装置では、上記したように、被写体から直接ではなく、
画像信号又はモニター画面上の相対的な輝度変化を離れ
た位置から測定可能であり、また、輝度に応じた電気信
号を計算処理してトリガー信号を発生するか否かを決定
する。

【００２１】

【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に示す本発明の第１実施例に
係るトリガー信号発生装置は、測光部１と、この測光部
１と電気的に接続する処理部２を備え、この処理部２を
外部機器を構成する高速ビデオカメラ(図示せず)に接続
している。

【００２２】上記測光部１は、本体３に対物レンズ部
４、センサー部５及び接眼部６を取外し可能に取付けて
構成している。

【００２３】上記対物レンズ部４は、上記高速ビデオカ
メラにより撮影する被写体(図示せず)からの光線が入射
する対物レンズ８と、この対物レンズ８からの入射光の
量を調節する絞り手段９を備えている。

【００２４】本体３は、上記対物レンズ部４からの入射
光が通過する鏡筒３aの後方にハーフミラー１１を設
け、このハーフミラー１１により上記入射光をセンサー
部５に反射される光とハーフミラー１１を透過して接眼
部６に到達する光に２分する構成としている。

【００２５】センサー部５は、上記ハーフミラー１１に
反射された入射光が結像する第１結像面１２を備えてい
る。この第１結像面１２上には、光量計測手段として、
入射光の光量に応じて電荷を発生するフォトダイオー
ド、フォトトランジスタ等のフォトセンサー１３を取付
けている。従って、センサー部５は、第１結像面１２に
結像する被写体の像のうち、フォトセンサー１３を取付
けた部分に対応する円形領域内での平均的な輝度(空間
的平均輝度)に応じてアナログ電気信号を処理部２に出
力する構成としている。

【００２６】接眼部６は、上記ハーフミラー１１を透過
した入射光が結像する第２結像面１５を備えている。ま
た、接眼部６では、上記第２結像面１５の後方に接眼レ
ンズ１７を備え、該接眼レンズ１７を介して、上記第２
結像面１５に結像した被写体の像を肉眼で目視すること
ができるようにしている。

【００２７】上記第２結像面１５で結像する像は、上記
ハーフミラー１１により２分された入射光によるもので
あるから、第１結像面１２で結像する像と同じである。
本実施例では、上記センサー部５の第１結像面１２のフ
ォトセンサー１３を取付けた円形領域に対応して第２結
像面１５上に円形１５aを描いている。そのため、フォ
トセンサー１３は、第２結像面１５に写る被写体の像の
上記円形１５aに囲まれる部分の空間的平均輝度を計測
していることになり、接眼レンズ１７を介して第２結像
面１５を目視すれば輝度を計測している領域を容易に認
識することができる。

【００２８】処理部２は、上記測光部１のセンサー部５
とプラグ１８を介して電気的に接続しており、この処理
部２に送られたアナログ電気信号が、フィルタ手段２
０、アンプ２１、電流モニター手段２２を介して、ＡＤ
変換器２３に送られてデジタル信号に変換され、このデ
ジタル信号を信号処理手段２４で処理し、この信号処理
の結果に基づいてトリガー信号発生手段２５がトリガー
信号を発生する構成としている。

【００２９】フィルタ手段２０は、上記測光部１のセン
サー部５から導入されたアナログ電気信号のうち、後述
するようにＡＤコンバータ２３がアナログ電気信号をデ
ジタル電気信号に変換する際のサンプリングの周期、或
いは、信号処理手段２４が測光部２からの信号を記録す
る周期(サンプリングレート)よりも高い周波数の変動を
平滑化する。例えば、上記サンプリングレートが３０Ｈ
zの場合には、後述するように１／３０秒毎に信号処理
手段２４のメモリーにデジタル電気信号を記録するた
め、この１／３０秒間は空間的平均輝度の強度を示すア
ナログ電気信号を平均化するようにアナログ電気信号の
変動を平滑化する。

【００３０】アンプ手段２１は、上記フィルタ手段２０
により平滑化されたアナログ電気信号を増幅する構成と
している。また、アンプ手段２１の増幅率は、処理部２
の外部に設けたつまみ等からなる調整手段２１aにより
調整可能としている。

【００３１】電流モニター手段２２は、電流計を備え、
上記アンプ手段２０で増幅されたアナログ電気信号を監
視し、よって、アンプ手段２２の出力がＡＤコンバータ
２３のレベルを越えないように絞り手段９及び調整手段
２１aを調整するようにしている。

【００３２】ＡＤコンバータ２３は、上記アンプ手段２
１の出力であるアナログ電気信号をデジタル電気信号に
変換する。本実施例では、ＡＤコンバータ２３の出力は
８ビットとしている。

【００３３】信号処理手段２４は、６０個のメモリーを
備え、１／３０秒毎(サンプリングレートを３０Ｈzに設
定した場合)又は１／５０秒毎(サンプリングレートを５
０Ｈｚに設定した場合）に上記ＡＤコンバータ２３から
送られるデジタル信号を、このメモリー上に記憶する構
成としている。即ち、信号処理手段２４のメモリーは、
サンプリングレートを３０Ｈz又は５０Ｈzに設定した場
合に、それぞれ２秒分及び１．２秒分の平均輝度のデー
タを常時記憶する構成としている。

【００３４】信号処理手段２４は、上記メモリーに記憶
した空間的平均輝度のデータであるデジタル電気信号を
処理して、上記フォトセンサー１３により計測した測光
領域内での空間的平均輝度の一定時間内での時間平均値
と、この時間内における空間的平均輝度の平均偏差とを
計算する。また、空間的平均輝度と空間的平均輝度の時
間平均の差が上記平均偏差の所定倍より大きくなった時
に画像が急激に変化したと判定して、トリガー信号発生
手段２５に検出信号を出力してトリガー信号発生の命令
を送る構成としている。

【００３５】本実施例では、上記したように３０Ｈzと
５０Ｈzのサンプリングレートを選択することができる
が、サンプリングレートを３０Ｈzとした場合につい
て、信号処理手段２４が上記空間的平均輝度のデータを
処理する方法について具体的に説明する。尚、上記した
ように、本実施例では、ＡＤコンバーター２３の出力は
８ビットであるから、信号処理手段２４での処理では、
桁落ちを防ぐためにＡＤコンバーター２３の出力である
８ビットのデジタル信号の前に“０"を８個付けて１６
ビットに直して計算処理するようにしている。

【００３６】図２に示すように、信号処理手段２４で
は、時刻Ｔiにサンプリングした空間的平均輝度のデー
タはi番目のメモリーに書き込まれる。ここで時刻Ｔiの
２秒前から時刻Ｔiの１秒前までの空間的平均輝度Ｘiの
時間平均Ｘaveiを下記の式より求める。

【００３７】

【数１】

【００３８】上記式(１)において、空間的平均輝度の時
間平均Ｘaveiの３０倍の値を求めたのは、桁落ち防止の
ためである。同様にして、時刻Ｔiの２秒前から時刻Ｔi
の１秒前までの空間的平均輝度Ｘiの平均偏差(空間的平
均輝度Ｘiの時間平均値Ｘaveiに対する偏差の絶対値)Ｓ
iを下記の式より求める。

【００３９】

【数２】

【００４０】上記式(２)において、平均偏差Ｓiの９０
０倍の値を求めたのは、上記式(１）と同様に桁落ち防
止のためである。

【００４１】また、信号処理手段２４は上記空間時間平
均Ｘａｖｅｉと平均偏差Ｓiを下記の式に基づき比較す
る。

【００４２】

【数３】

【００４３】上記式(３)において、Ｋは統計学的に明ら
かなように３〜５程度の常数であるが、本実施例では、
Ｋ＝５に設定している。信号処理手段２４は上記空間的
平均輝度の時間平均Ｘaveiと平均偏差Ｓiが上記式(３)
を満たす時に、被写体の一部が視覚的に急激に変化した
と判断してトリガー信号発生手段２４にトリガー信号を
出力するように検出信号を出力する。

【００４４】一方、空間的平均輝度の時間平均Ｘaveiと
平均偏差Ｓiが上記式(３)を満たさない時は、Ｔi+1(Ｔi
＋１／30秒)まで待って、次のデータを処理する構成と
している。このように、本実施例に係るトリガー信号発
生装置において、各時刻Ｔiの状態をその時刻Ｔiの２秒
前から１秒前までの空間的平均輝度の時間平均Ｘavei及
び空間的平均輝度Ｘiの平均偏差Ｓiで表し、これに基づ
き急激な変化が生じているか否かの判定を行う構成とし
ている。これは、平均的な状態は時間の経過とともに徐
々に変化しているため、平均的な状態の代表値を変化さ
せる必要がある一方、確実に異常であると判断された時
点の直前の画像には、既にその異常が現れている可能性
が高いので、各時点の数秒前から、その時点の１秒程度
前までの状態の時間的平均値でもって、平均的な状態を
代表させる必要があるからである。

【００４５】トリガー信号発生手段２５は、上記信号処
理手段２４からの検出信号に基づき、トリガー信号を発
生し、このトリガー信号を高速ビデオカメラからなる外
部機器に出力するようにしている。

【００４６】次に、本実施例に係るトリガー信号発生装
置に、上記したように外部機器として高速ビデオカメラ
を接続して、急激な変化が生じる被写体を高速撮影する
場合について、その作動的特徴について説明する。尚、
高速ビテオカメラは、ＩＣメモリーを使用するエンドレ
ス記録方式のものであって、フレームメモリー数が１,
０００枚、フレームレートが４,５００枚／秒とする。

【００４７】まず、被写体のうち急激な変化を生じる兆
候が現れる箇所が測光領域内に入り、この箇所の光がフ
ォトセンサー１３内に入射するように調整する。この
時、上記したように、センサー部５の第１結像面１２に
結像する被写体の像と同じ像が接眼部６の第２結像面１
５に結像し、かつ、第２結像面１５にはフォトセンサー
１３が測光を行う領域と同じ大きさの円形１５aを描い
ているため、接眼レンズ１７を覗きながら、被写体中の
光量を測定したい領域が円形１５aに写るように調整す
れば、フォトセンサー１３にこの領域の光を入射させる
ことができる。

【００４８】上記のように、トリガー信号発生装置を設
定すると共に、高速ビデオカメラはトリガー信号が入力
されると同時に画像の更新を停止する状態としておく。

【００４９】上記の状態で、本実施例のトリガー信号発
生装置をサンプルレート３０Ｈzで作動すると、１／３
０秒毎に被写体中の急激な変化が生じやすい箇所の状態
を、上記式(１)、式(２)、式(３)で示す方法により監視
し、空間的平均輝度に急激な変化が生じると、トリガー
信号を高速ビデオカメラに入力する。このトリガー信号
の入力と共に、高速ビデオカメラは画像の更新を停止
し、よって、トリガー信号入力直前の１,０００枚／分
の画像を得ることができる。

【００５０】この時、本実施例のトリガー信号発生装置
は、上記のように被写体の空間的平均輝度を監視し、こ
の空間的平均輝度の急激な変化を検知した場合にトリガ
ー信号を発生する構成としているため、被写体そのもの
にセンサー等を取り付ける必要がない。

【００５１】また、従来は音現象等の他の信号を受けて
トリガー信号を発生する装置を作成する必要があった
が、画像上で少なくとも局所的に大きな変化が生じてい
れば本実施例に係るトリガー信号発生装置を使用するこ
とができる。超高速ビデオカメラでは、このような画像
上の急激な変化を観察するために使うことが多ので、本
実施例により、殆んどの場合のトリガー信号発生装置を
代用でき、コスト的にも実験の段取り上も非常に有利に
なる。

【００５２】上記の例では、高速ビデオカメラで被写体
を撮影する一方、本実施例のトリガー信号発生装置によ
り被写体自体の一部分の空間的平均輝度を監視している
が、例えば、顕微鏡下の撮影等のように被写体の輝度を
トリガー信号発生装置により直接監視することができな
い場合には、高速ビデオカメラのモニターテレビ画面の
画像の一部の領域の相対的な輝度変化を監視すればよ
い。

【００５３】この場合、トリガー信号発生装置のサンプ
リングレートを高速ビデオカメラのモニター画面と同期
させる必要がある。

【００５４】例えば、上記の４,５００秒／毎の高速ビ
デオカメラにおいて、１５０秒に１枚ずつ画像をピック
アップして、それをＮＴＳＣ信号に直してモニターテレ
ビ画面に映す場合、このモニターテレビ画面の画像は３
０Ｈz、即ち、１／３０秒の周期で変化する。従って、
この場合、本実施例のトリガー信号発生装置のサンプリ
ングレートも３０Ｈzに設定する必要がある。

【００５５】また、被写体そのものの輝度を監視する場
合にも、トリガー信号発生装置の周波数を照明の電源の
周波数に同期させる必要がある。即ち、通常照明の電源
は５０Ｈz又は６０Ｈzの交流電源であるから、照明の時
間変動にこの周波数が入ってくることがあり、この傾向
は蛍光灯の場合特に顕著である。従って、この場合に
は、トリガー信号発生装置のサンプリングレートを５０
Ｈz又は６０Ｈz(３０Ｈzでもよい)にする必要がある。

【００５６】上記のようにモニターテレビ画面の周波
数、蛍光灯の周波数等にサンプリングレートを同期させ
た場合には、上記したようにフィルタ手段２０によりサ
ンプリングレートに応じて光を平均化する必要がある。
例えば、モニターテレビ画面の周波数及びサンプリング
レートを３０Ｈzに設定した場合には、センサー部５か
らのアナログ電気信号の３０Ｈz以上の周波数での変動
を、フィルタ手段２０により平滑化するように設定する

【００５７】図３に示す本発明の第２実施例では、高速
ビデオカメラ中にトリガー信号発生装置を設けている。
即ち、対物レンズ３１を通過した被写体からの入射光
は、結像面３２で結像し、この結像面３２上に設けた光
増強装置及び撮像素子を備える撮像装置３３により、上
記入射光の強度に応じてアナログ電気信号が出力される
構成としており、撮像装置３３の撮像素子を光量計測手
段としている。

【００５８】また、上記アナログ電気信号はアンプ手段
３４で増幅されると共に、ＡＤコンバータ３５でデジタ
ル信号に変換された後、ＩＣメモリーからなるメインメ
モリー３６に入力される構成としている。メインメモリ
ー３６には、画像の再生、処理を行う処理装置３７を接
続し、この処理装置３７にモニターディスプレー３８を
接続している。処理装置３７は、３０秒毎に一旦画像を
構成するバッファメモリー３９を備えている。

【００５９】更に、第２実施例では信号制御部４０をア
ンプ３４、ＡＤコンバータ３５等に接続して、この信号
制御部４０により高速ビデオカメラを制御する構成とし
てしいる。

【００６０】上記バッフアメモリー３９には、信号処理
手段４１を接続しており、この信号処理手段４１にはト
リガー信号発生手段４２を接続している。また、トリガ
ー信号発生手段４２は上記信号制御部４０に接続してい
る。

【００６１】第２実施例では、上記のような構成として
いるため、高速ビデオカメラの撮影時には、撮像装置３
３からの被写体の輝度を表す信号が、デジタル信号とし
てバッファメモリー３９に一旦記憶され、その後モニタ
ーディスプレー３８に送られる。この時、バッフアメモ
リー３９に記憶されたデジタル信号のうち、被写体の画
像の所要の領域に対応するデジタル信号を読み出し、こ
れを信号処理手段４１で処理して急激な変化を検出し
て、トリガー信号の発生を命令する検出信号をトリガー
信号発生手段４２に送る。更に、トリガー信号発生手段
４２はトリガー信号を信号制御部４０に送り、よって、
高速ビデオカメラの画像の更新が停止される。

【００６２】第２実施例の作動について具体的に説明す
る。尚、撮像素子の画素数は２５６行×２５６列である
とする。図４に示すように、撮像装置３３の撮像素子４
３は、２５６行×２５６列の画素を備え、その中央左側
の領域Ａ、即ち、(６５〜１２８行)×(６５〜１２８列)
の領域を監視する。信号処理手段４１は、上記したよう
にバッファメモリー３９において画像を構成する毎に、
領域Ａの各画素の輝度Ｚijkを加算していく。この時信
号処理手段４１は加算した信号の数も同時にカウントす
る。

【００６３】上記領域Ａ内の画素の輝度Ｚijkを加算し
た累積輝度をカウントした信号数で割って、１枚の画像
中の上記領域Ａにおける空間的平均輝度Ｘiを下記の式
より求める。

【００６４】

【数４】

【００６５】同様に、上記輝度Ｚijkの二乗平均Ｖi²を
下記の式より求める。

【００６６】

【数５】

【００６７】これらより、１枚の画像の領域Ａ内での輝
度Ｚijkのばらつき、即ち、標準偏差σiを下記の式より
求める。

【００６８】

【数６】

【００６９】第２実施例では、この１枚の画像の領域Ａ
における輝度の標準偏差σiの変動を上記した実施例１
における空間的平均輝度Ｘiと同様にして監視し、領域
Ａ内で急激な変化が生じたか否かを判断する。

【００７０】尚、第２実施例では、バッファメモリー３
９から信号を読み出す構成としているが、メインメモリ
ー３６から信号を信号読み出す構成としてもよい。

【００７１】高速ビデオカメラと本発明に係るトリガー
信号発生装置を一体にする場合には、図５に示すよう
に、ディスプレイ４４の画面の走査線４５の一部４５a
に対応するＮＴＳＣ信号を直接ＡＤ変換して上記走査線
４５の一部４５aの輝度を求め、上記第１実施例と同様
にその急激な変化を監視してトリガー信号を発信する構
成としてもよい。

【００７２】例えば、上記第２実施例と同様に、２５６
行×２５６列の画素を備え(６５〜１２８行)×(６５〜
１２８列)の領域を監視する場合には、１〜６４行及び
１２９〜２５６行を走査しているときは、輝度を計算せ
ず、６５〜１２８行目を走査するときに６５〜１２８列
目について輝度を求め、この求めた輝度から上記した第
２実施例と同様にして領域内での急激な変化を監視す
る。

【００７３】更に、高速ビデオカメラと本発明に係るト
リガー信号発生装置を一体にする場合において、図６に
示すように、撮像装置の固体撮像素子４６の画素４７の
並列読出を行う構成とした場合にも、一本又は複数本数
の走査線４８を監視してトリガー信号を発生する構成と
することができる。

【００７４】上記のようにバッファメモリー又は走査線
から輝度変化を検出し、急激な変化の発生を監視する構
成とした場合には、空間的平均輝度のみならず輝度の標
準偏差等の種々の指標を監視することができる。また、
空間的平均輝度と輝度の標準偏差のように、複数の指標
を同時に監視することも可能である。

【００７５】また、バッファメモリー又は走査線から輝
度変化を検出する構成とした場合には、最高でフレーム
レートで輝度等を監視することができる。

【００７６】本発明は、上記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。例えば、上記実施例
では、被写体の輝度の空間的平均を監視する構成として
いるが、被写体の輝度の標準偏差を監視する構成として
もよい。また、上記実施例では、被写体の一部の領域に
ついて空間的平均輝度を監視しているが、被写体全体に
ついて空間的平均輝度を監視する構成としてもよく、更
に、例えば被写体全体の広い領域と比較的狭い一部の領
域を並行して監視する構成としてもよい。

【００７７】また、上記実施例では、センサー部から送
信されるアナログ信号を、処理部においてデジタル信号
に変換して処理しているが、アナログ信号のまま処理す
る構成としてもよい。

【００７８】第１実施例では、外部機器として高速ビデ
オカメラを接続しているが、第１実施例に係るトリガー
信号発生装置は、通常のスチールカメラや、突然の異常
に対処するための装置等の他の機器を接続してもよい。
また、第１実施例のトリガー信号発生装置は、スポット
露出計(スポット輝度計)としても使用することができ
る。

【００７９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係るトリガー信号発生装置では、上記したように、被
写体又は画像の全体及び／又は一部の領域で空間的輝度
を被写体から離れた位置で監視して、急激な変化が生じ
たときに電気信号を発生する構成としているため、被写
体にセンサーを取付けることなく、視覚上の急激な変化
に反応してトリガー信号を発生することができる。

【００８０】また、従来、音等の他の信号を受けてトリ
ガー信号としていた場合にも、少なくとも局所的に視覚
的な変化を伴う場合であれば種々の条件で使用すること
ができるため、対象とする現象毎にトリガー信号発生装
置を作成する必要がなくなりコストを低減することがで
きる。

【００８１】更に、被写体の輝度等を直接監視すること
ができない場合にも、高速ビデオカメラ等のモニターテ
レビ画面の輝度等を監視すればよく、顕微鏡下の撮影等
の条件でも使用できる。特に、本発明に係るトリガー信
号検出装置をエンドレス記録方式の高速ビデオカメラに
取付けた場合には、限られたフレームメモリー数内で確
実に所望の画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１実施例を示す概略図である。

【図２】 フレームメモリー上の記憶を示す概略図であ
る。

【図３】 本発明に係るトリガー信号発生装置を備える
高速ビデオカメラを示す概略図である。

【図４】 第２実施例の作動を説明するための概略図で
ある。

【図５】 モニター画面の走査線の輝度を読み出す実施
例を説明するための概略図である。

【図６】 画素を並列読み出しする場合の実施例を説明
するための概略図である。

【符号の説明】

１ 測光部 ２ 処理部 ３ 本体 ４ 対物レンズ部 ５ センサー部 ６ 接眼部 ７ 接眼レンズ ８ 対物レンズ ９ 絞り部 １１ ハーフミラー １２,１５ 結像面 ２０ フィルタ手段 ２１ アンプ手段２１ ２１a 調整手段 ２２ 電流モニター手段 ２３,３５ ＡＤコンバータ ２４ 信号処理手段 ２５,４２ トリガー信号発生手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズを通して結像面に結像された被写
   体の輝度、フレームメモリーに記録された被写体の画像
   の輝度、又は、モニター画面上の被写体の輝度に応じて
   電気信号を発生する光量計測手段と、 光量計測手段からの電気信号が急激な変化を生じたか否
   かを計算して、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の検出信号によりトリガー信号を
   発生させるトリガー信号発生手段とを備えるトリガー信
   号発生装置。
2. 【請求項２】 上記光量計測手段は、被写体又は画像の
   全部及び／又は一部の領域において、その輝度に応じて
   電気信号を発生させるものである請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 上記信号処理手段は、上記光量計測手段
   より入力させる電気信号から輝度の時間変化を計算し
   て、該時間変化が所定程度以上であるときに、上記急激
   な変化が生じたとみなして上記検出信号を出力する構成
   としている請求項２記載の装置。
4. 【請求項４】 上記光量計測手段は、上記被写体又は画
   像の全部及び／又は一部の領域の空間的平均輝度に応じ
   て電気信号を出力し、 上記信号処理手段は、上記電気信号から空間的平均輝度
   の時間平均と平均偏差を計算して、空間的平均輝度と空
   間的平均輝度の時間平均の差が平均偏差の所定倍よりも
   大きくなったときに、上記急激な変化が生じたと判定す
   る請求項３記載の装置。
5. 【請求項５】 エンドレス記録方式の高速ビデオカメラ
   であって、 レンズを通して結像面に結像された被写体の輝度、フレ
   ームメモリーに記録された被写体の画像の輝度、又は、
   モニター画面上の被写体の輝度に応じて電気信号を発生
   する光量計測手段と、 光量計測手段からの電気信号が急激な変化を生じたか否
   かを計算して、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の検出信号によりトリガー信号を
   発生させるトリガー信号発生手段とからなるトリガー信
   号発生装置を備え、 上記トリガー信号発生手段よりトリガー信号が発生する
   と同時又は所定時間を隔ててエンドレス記録を停止させ
   る構成としている高速ビデオカメラ。