JPH0955889A

JPH0955889A - 撮影装置

Info

Publication number: JPH0955889A
Application number: JP8126034A
Authority: JP
Inventors: Koji Eto; 剛治江藤
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1995-06-06
Filing date: 1996-05-21
Publication date: 1997-02-25

Abstract

(57)【要約】【課題】高速撮影が可能であって、かつ、ビデオ・カ
メラとして使用成可能な連続画像枚数を得ることができ
る撮影装置を提供すること。【構成】入射光の輝度に応じて電気信号を発生するセ
ンサ部２３を備える複数の画素２０により受光面２１を
構成する。センサ部２３に複数個の電荷蓄積部２４ａ〜
２５ｆを備えて画素２０を跨いで延在する線状の信号蓄
積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆを接続し、各画
素２０の幅内に個並列的に配置する。撮影時には、セン
サ部に発生した電気信号を、複数の信号蓄積及び読出し
兼用ＣＣＤにより一方向に並列的に移送して、各信号蓄
積及び読出し兼用ＣＣＤの各電荷蓄積部にセンサ部に発
生した電気信号を蓄積する。信号読出し時には、各信号
蓄積及び読出し兼用ＣＣＤの各電荷蓄積部に蓄積された
電気信号を上記撮影時と同一方向に並列的に移送して受
光面外に読み出す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮影装置に関し、
特に、ロケット等の超高速移動物体、爆発、破壊、乱
流、放電現象、化学反応現象、顕微鏡下の微生物の運動
等の科学計測に適した高速撮影が可能な撮影装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の撮影装置として、例えば、イメ
ージコンバータ型マルチフレーミングカメラ（以下、イ
メージコンバータ型カメラと称する。）が、従来より提
供されている。このイメージコンバータ型カメラでは、
光電面において電子に変換された画像を電子銃で蛍光面
に照射して画像を得る際に、蛍光面を複数の領域に分割
しておき、この複数の領域に順に電子流を照射すること
により、一つの画面上に連続画像を写す方式を採用して
いる。また、このイメージコンバータ型カメラでは、ほ
とんどの場合、マイクロチャンネルプレート型イメージ
インテンシファイヤ（以下、ＭＣＰ型ＩＩと略称す
る。）を光電面の後方や蛍光面の前方に配置して入射光
を増強する構成としており、撮影速度が３×１０⁷枚／
秒程度であり、連続して撮影することができる画像の枚
数（連続画像枚数）が１０枚程度である。

【０００３】また、本出願人は、ＭＣＰ型ＩＩを備え、
画素から並列読出しした電気信号を画像を構成すること
なく、いわゆる垂れ流し方式でメモリに記憶し、このメ
モリに記憶した信号を撮影終了後に画像にすることによ
り、４，５００枚／秒の高速撮影を可能とした高速ビデ
オカメラを既に提供している。（“４５００枚／秒の高
速ビデオカメラ”；江藤剛治；テレビジョン学会誌Ｖｏ
ｌ．４６，Ｎｏ．５（１９９２））

【０００４】さらに、本出願人は、先に特開平５−３３
６４２０号公報において、受光面を構成する各画素内に
複数の電気信号蓄積部を設け、撮影時には入射光の輝度
に応じてセンサ部に発生する電気信号を電気信号蓄積部
に蓄積し、撮影終了後に読み出すことにより、高速撮影
を可能とした撮影装置を提案している。

【０００５】さらにまた、図２４及び図２５に示すよう
に、９個の電荷蓄積部３ａ〜３ｉを備える信号蓄積用Ｃ
ＣＤ１を設けた画素２を、マトリクス状に配置した撮像
素子を備えた撮影装置が提案されている。上記信号蓄積
用ＣＣＤ１は４回屈曲させて折り畳んでおり、各画素２
内に折れ線状に設けている。撮影時には、これら９個の
電荷蓄積部３ａ〜３ｉのうちの１個の電荷蓄積部３ａが
入射光を電気信号に変換するセンサ部として機能し、こ
の電荷蓄積部３ａに発生した電気信号が順次他の電荷蓄
積部３ｂ〜３ｉに移送、蓄積される。撮影終了後、各画
素２の電荷蓄積部３ａ〜３ｉに蓄積された電気信号は、
信号読出し用ＣＣＤ４Ａ，４Ｂにより読み出される。
（“THE STUDY OF A PHOTOSITE FOR SNAPSHOT VIDE
O”；M.Elloum,E.Fauvet,E.Goujou,P.Gorria,G.Cathebr
as；21st International congress on high speed phot
ography and photonics（AUG.29-SEPT.2,1994），TECHN
ICAL PROGRAM & ABSTRACTS）

【０００６】さらに、米国特許第５，３５５，１６５号
には、図２６に示すように、各画素６にセンサ部７とマ
トリックス状に配置した５×４個の電荷蓄積部８，８…
を備える信号蓄積用ＣＣＤ９とを設けた撮像素子を備え
る撮影装置が記載されている。撮影時に上記センサ部７
に発生した電気信号は、まず、矢印Ｘで示すように、図
において横方向（左右方向）に並設した４個の電荷蓄積
部８に移送される。次に、上記電気信号の移送方向が屈
曲し、上記４個の電荷蓄積部８から矢印Ｙで示すように
図において縦方向（上下方向）に移送され、各電荷蓄積
部８に蓄積される。また、読出し時には、各画素６の信
号蓄積用ＣＣＤ９の画素８に蓄積された電気信号は、受
光面外に設けられた信号読出し用ＣＣＤ１０に向けて、
上記矢印Ｙで示す縦方向に移送され、さらに、この信号
読出し用ＣＣＤにより矢印Ｘで示す方向に移送される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上記のような科学計測
用の撮影装置では、第１に高速撮影が可能であること、
第２にある程度の時間の動画像が得られること、すなわ
ちビデオカメラとして使用できることの２つの条件を満
たすことが要求される。

【０００８】まず、第１の条件については、本発明者
が、科学計測用の撮影装置のユーザーである研究者にア
ンケート調査を行った結果、図２７に示すように、１０
⁶枚／秒の撮影速度が得られれば、大多数のユーザー
（９５％以上）の要求が満たされることが確認された。
（“高速撮影の用途に関するアンケート調査と３，００
０万枚／秒のビデオカメラの提案”；江藤剛治，竹原幸
生，川尻みどり；高速撮影とフォトニクスに関する総合
シンポジウム１９９３（平成５年１２月１６日、１７
日）講演予稿集）

【０００９】次に、第２の条件については、一般のビデ
オカメラの再生速度は２５〜３０枚／秒であるが、人間
が連続運動と認識し得る最低速度は４〜５枚／秒程度で
あるので、３５〜５０枚程度の連続画像を４〜５枚／秒
程度の再生速度で再生すれば、画像内の動きの円滑さに
多少欠けるものの、１０秒程度の動画像を得ることがで
き、科学計測用のビデオカメラとして使用することがで
きる。このように、高速ビデオカメラとして使用する科
学計測用の撮影装置では、１０⁶枚／秒の撮影速度が得
られること、及び連続画像枚数が最低限３５〜５０枚程
度得られることが要求される。

【００１０】しかし、上記イメージコンバータ型カメラ
は、撮影速度は十分高速であるが、連続画像枚数が１０
枚程度でありビデオカメラとして使用するには連続画像
枚数が不足している。また、イメージコンバータ型カメ
ラの場合、装置が大型化すると共に、連続画像間に相対
的なひずみを生じるという問題もある。

【００１１】また、上記のように４，５００枚／秒の高
速ビデオカメラでは、上記撮影速度に関するユーザーの
要求に十分に応えることができない。

【００１２】さらに、上記特開平５−３３６４２０号公
報の撮影装置では、撮影時に電気信号蓄積部へ電気信号
を移送するために多数のトランジスタを一度に制御する
必要があるため、スイッチングの際の消費電力が大き
く、また、スイッチング時に発生するノイズが電気信号
に影響を与える。

【００１３】さらにまた、上記図２４及び図２５に示す
ような画素２を備えた撮影装置では、光量不足や連続画
像間の相対的なひずみは生じないが、連続画像枚数が９
枚であるためビデオカメラとして使用することができな
い。

【００１４】また、この撮影装置では、上記のように信
号蓄積用ＣＣＤ１の電荷蓄積部３ａ〜３ｉを折れ線状に
配置しているため、これら電荷蓄積部３ａ〜３ｉを作動
させるための駆動回路の構造が複雑になるという問題も
ある。すなわち、図２５に示すように、矢印Ｘ１で示す
電荷蓄積部３ａから電荷蓄積部３ｃへの電気信号の移送
及び電荷蓄積部３ｇから電荷蓄積部３ｉへの電気信号の
移送方向と、矢印Ｘ２で示す電荷蓄積部３ｄから電荷蓄
積部３ｆへの電気信号の移送方向は、反対向きであるた
め、Ｖ１及びＶ２で示すように互いに対称な波形の駆動
電圧を印加する必要がある。よって、電荷蓄積部３ａ〜
３ｃ及び電荷蓄積部３ｇ〜３ｉに駆動電圧を印加するた
めの電線５ａと、電荷蓄積部３ｇ〜３ｉに駆動電圧を印
加するための電線５ｂとは別の電線とし、それぞれに図
２５に示すような所要の波形の電圧を印加する必要があ
る。また、矢印Ｙで示す電荷蓄積部３ｃから電荷蓄積部
３ｄ及び電荷蓄積部３ｆから電荷蓄積部３ｇへの電気信
号の移送方向は、上記矢印Ｘ１，Ｘ２で示す方向と直交
しているため、電荷蓄積部３ｄ，３ｆに駆動電圧を印加
するための電線５ｃを上記電線５ａ，５ｂと別個に設け
る必要がある。

【００１５】さらに、上記のように信号蓄積用ＣＣＤ１
が折れ線状であるため、電気信号の移送方向が折れ曲が
る箇所があり、この移送方向の折れ曲がり箇所の電荷蓄
積部３ｃ，３ｄ，３ｆ，３ｇ，３ｉに電気信号が残留
し、画素の劣化の原因となる。

【００１６】さらにまた、この撮影装置では、上記信号
読出し用ＣＣＤ４Ａを受光面内に設ける必要がある。一
般に撮像素子の受光面の寸法は１０ｍｍ×１０ｍｍ程度
であり、一方、最低限の解像度を得るためには、画素数
をある程度の数より減らすことができず、１個の画素の
面積をある程度以上大きくすることができない。よっ
て、画素内に配置する信号蓄積用ＣＣＤ及び電荷蓄積部
の数を増やすためには、受光面内の構造をできるかぎり
簡単にして各画素内で信号蓄積用ＣＣＤを配置するため
の空間を確保する必要がある。よって、上記図２４及び
図２５の撮像装置のように、信号読出し用ＣＣＤ４Ａが
受光面内に配置され、かつ、信号蓄積用ＣＣＤ１の駆動
回路が複雑であると、ＣＣＤの寸法、形状を工夫して
も、信号蓄積ＣＣＤ１の電荷蓄積部３ａ〜３ｉの数を各
画素あたり３５〜５０個程度にするのは困難であり、所
望の連続画像枚数を得ることはできない。

【００１７】図２６に示す構造を採用すれば、各画素６
の信号蓄積用ＣＣＤ９の電荷蓄積部８の数を各画素６あ
たり３５〜５０個程度とすることが可能となる。しか
し、センサ部７で発生した電気信号は、矢印Ｘで示す方
向に移送された後、、これと直交する矢印Ｙで示す方向
に移送されるため、図２４及び図２５に示す撮影装置と
同様に信号蓄積用ＣＣＤの駆動回路が複雑となる。

【００１８】また、上記のようにセンサ部７で発生した
電気信号は、まず、矢印Ｘで示す方向に移送されの後、
矢印Ｙで示す方向に移送されるため、上記図２４及び図
２５に示す構造の場合と同様に、電気信号の移送方向が
急激に折れ曲がる箇所があり、この箇所の電荷蓄積部８
に電気信号が残留して画素の劣化が生じるという問題が
ある。

【００１９】一方、科学計測用の撮影装置では、十分な
撮影速度が得られ、かつ、動画像を構成し得るような連
続画像枚数が得られても、所望の瞬間の画像を得ること
ができなければ実用上問題がある。例えば、爆発現象や
破壊現象を撮影する場合には、この現象発生の瞬間前後
の映像を確実に撮影できなければ実用的でない。

【００２０】本発明は、上記のような従来の撮影装置に
おける問題を解決するためになされたものであって、科
学計測用に撮影装置を使用するユーザーの要求に十分に
応えられる程度の高速撮影が可能であり、かつ、動画像
を構成し得る連続画像枚数が得られビデオカメラとして
使用することができ、科学計測に適した撮影装置を提供
することを課題としている。また、本発明は、所望の瞬
間の画像を確実に得ることができる高速撮影装置を提供
することを課題としている。

【００２１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の撮影装置は、入射光の輝度に応じて電気信
号を発生するセンサ部を備える複数の画素により受光面
を構成し、各センサ部に複数個の電荷蓄積部を備え上記
複数の画素を跨いで延在する線状の信号蓄積及び読出し
兼用ＣＣＤを接続すると共に、各画素の幅内に上記線状
の信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤを複数個並列的に配置
し、撮影時には、上記各画素のセンサ部に発生した電気
信号を上記信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤにより一方向
に並列的に移送して、各信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ
の各電荷蓄積部にセンサ部に発生した電気信号を蓄積す
る一方、信号読出し時には、上記各信号蓄積及び読出し
兼用ＣＣＤの各電荷蓄積部に蓄積された電気信号を上記
蓄積時と同一方向に並列的に移送して受光面外に読み出
す構成とした撮像素子を備えている（請求項１）。

【００２２】本発明の撮影装置では、撮影時には並列的
に設けた信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤにより各画素の
センサ部に発生した電気信号を一方向に並列的に移送し
て各信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤの各電荷蓄積部に上
記電気信号を蓄積するため、１０⁶枚／枚程度の高速撮
影が可能である。また、上記センサ部に接続される信号
蓄積及び読出し兼用ＣＣＤの電荷蓄積部の総数を所望数
に設定することにより、所望の連続画像枚数を達成する
ことができる。すなわち、撮影時に一つの画素のセンサ
部に接続される信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤの電荷蓄
積部の総数がＡ個である場合には、Ａ枚の連続画像に相
当する電気信号を各信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ内に
蓄積される。よって、例えば、撮影時に一つの画素のセ
ンサ部に接続される信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤの電
荷蓄積部の総数３６個とすれば、連続画像枚数がビデオ
として使用可能な３６枚となる。さらに、信号読出し時
には、並列的に設けた信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤの
各電荷蓄積部に蓄積された電気信号を上記撮影時と同一
方向に並列的に移送して受光面外に読み出すため、受光
面内に信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤとは別に信号読出
し用のＣＣＤを設ける必要がない。さらにまた、上記の
ように複数の信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤを並列的に
設けており、かつ、撮影時と信号読出し時で電気信号の
移送方向が同一であるため、信号蓄積及び読出し兼用Ｃ
ＣＤを駆動する回路の構造が簡単である。

【００２３】上記信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤを、上
記センサ部を設けた面と異なる面に設ける面に設けるこ
とが好ましい（請求項２）。

【００２４】上記信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤに部分
的に蛇行部を設けることが好ましい（請求項３）。

【００２５】上記受光面の全領域又は一部の領域に入射
する入射光の輝度を監視し、該輝度に急激な変化が生じ
たことを検出した場合に検出信号を出力する輝度監視手
段と、該輝度監視手段から検出信号が入力されると、該
検出信号の入力と同時に又は所要時間経過後に撮影停止
又は撮影開始を命令するトリガー信号を撮像素子に出力
するトリガー信号発生手段とを備えることが好ましい
（請求項４）。

【００２６】この場合、受光面の全領域又は一部の領域
の輝度に急激な変化が生じるとトリガー信号発生手段か
らトリガー信号が撮影手段に出力されて撮影を停止又は
開始するため、輝度に急激な変化が生じた瞬間の前後を
含む画像を確実に得ることができる。

【００２７】さらに、上記撮像素子の受光面を構成する
画素のうちの少なくとも一部の画素内に、上記センサ部
に発生した電気信号を上記輝度監視手段に出力するため
の手段を設けることが好ましい（請求項５）。

【００２８】上記画素内に設けた電気信号を出力するた
めの手段は、センサ部を第１部分と第２部分とに分割
し、第１部分を上記信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ側に
接続する一方、第２部分を上記輝度監視手段に接続して
なることが好ましい（請求項６）。

【００２９】

【発明の実施の形態】次に、図面に示す実施形態に基づ
いて本発明をさらに詳細に説明する。図１から図１０
は、本発明の第１実施形態に係る撮影装置を示してい
る。この撮影装置は、レンズ１により結像させた入射光
を電気信号に変換する撮像ユニット２を本体３に備え、
この撮像ユニット２の出力するアナログ信号をアンプ４
で増幅した後、Ａ／Ｄコンバータ５によりデジタル信号
に変換してメインメモリ６に送る構成としている。この
メインメモリ６に接続した画像処理手段７は、バッファ
メモリ７ａを備えており、上記メインメモリ６に記憶さ
れたデジタル信号を処理して画像の再生を行う。図中９
は、画像処理手段７が再生した画像を表示するためのモ
ニターディスプレーである。また、上記撮像ユニット２
は、アンプ１１及びＡ／Ｄコンバータ１２を介して輝度
監視手段１３に接続され、この輝度監視手段１３はトリ
ガー信号発生手段１４に接続されている。さらに、この
撮影装置は、上記アンプ手段４、Ａ／Ｄコンバータ５、
メインメモリ６等に接続した制御手段１５を備え、この
制御手段１５により撮影装置全体を制御する構成として
いる。制御手段１５には、被写体に照明光を照射するた
めの照明手段１６を接続しており、撮影時に撮像ユニッ
ト２の作動に同期して照明手段１６から被写体に対して
照明光を照射するようにしている。

【００３０】上記撮像ユニット２は、図２及び図３に示
すような、撮像素子１８を備えている。この撮像素子１
８は、４６，６５６個の正方形状の画素２０を２１６行
×２１６列のマトリクス状に配置した受光面２１を備え
ている。図２では各画素２０にｎ_ij（ｉ＝１〜２１６，
ｊ＝１〜２１６）の番号を付しているが、添字ｉはその
画素２０が図において上側から何番目にあるか（行）を
示し、添字ｊはその画素２０が図２において左側から何
番目にあるか（列）を示している。例えば、ｎ₂，₂₁₅の
画素２０は、図中上側から２行目で図中左側から２１５
列目に位置している。

【００３１】図４に示すように、各画素２０はレンズ１
により結像した光線を、その輝度に応じたアナログの電
気信号に変換するセンサ部２３を備えている。また、各
画素２０には、画素２０の幅方向の寸法（図において横
方向の寸法）に収まるように、６個の信号蓄積及び読出
し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆを設けている。すなわち、
画素２０のセンサ部２３の図中右側に、第１信号蓄積及
び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ、第２信号蓄積及び読出し兼
用ＣＣＤ２４Ｂ及び第３信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ
２４Ｃの３個のＣＣＤを設けると共に、センサ部２３の
図中左側にも第４信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４
Ｄ、第５信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ｅ及び第６
信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ｆの３個のＣＣＤを
設けており、各画素２０内に合計６個のＣＣＤを配置し
ている。これら第１から第６信号蓄積及び読出し兼用Ｃ
ＣＤ２４Ａ〜２４Ｆは、後述するようにセンサ部２３に
発生した電気信号を蓄積、記憶すると共に、これらの電
気信号を移送する。さらに、各画素２０には、それぞれ
ＭＯＳ型トランジスタからなる第１及び第２スイッチン
グ手段３０Ａ，３０Ｂを設けている。

【００３２】上記第１から第６信号蓄積及び読出し兼用
ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆは、全て同一の構造であって、図
において上方側から順に第１から第６電荷蓄積部２５ａ
〜２５ｆの６個の電荷蓄積部を直列に設けた直線状のＣ
ＣＤである。また、図中センサ部２３の右側に設けた第
１から第３信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４
Ｃ及び左側に設けた第４から第６信号蓄積及び読出し兼
用ＣＣＤ２４Ｄ〜２４Ｆは、それぞれ互いに平行かつ等
間隔に配置されている。

【００３３】後述する撮影時に、図５に示すように、各
画素２０のセンサ部２３に６個の信号蓄積及び読出し兼
用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｃを直列に接続される一方、後述
する信号読出し時に、図６に示すように、図において上
下方向（第１から第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２
４Ａ〜２４Ｆの長さ方向）に連続する第１から第６信号
蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆがそれぞれ直
列に接続されるように、上下方向に隣接する画素２０間
の第１から第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜
２４Ｆをリード線２６により直列に接続し、所定箇所に
第１及び第２スイッチング手段３０Ａ，３０Ｂを介設し
ている。

【００３４】なお、図面では画素２０の構造を平面的に
表現しているが画素２０内の要素や電線を積層構造で構
成してもよく、また、第１及び第２スイッチング手段３
０Ａ，３０Ｂの位置も図示のものに限定されず、例え
ば、センサ部２３の図において下方側に配置してもよ
い。また、図面では、センサ部２３及び第１から第６信
号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆから画素２
０の境界までの距離等の寸法を誇張しており、実際に
は、画素２０内にこれらの要素が密集状態で配置されて
いる。

【００３５】以下、ｊ＝１の画素２０，２０…、すなわ
ち図２において受光面２１の最も左側の列を構成する画
素２０について第１から第６信号蓄積及び読出し兼用Ｃ
ＣＤ２４Ａ〜２４Ｆの接続構造について説明するが、ｊ
＝２からｊ＝２１６の列を構成する画素２０，２０…に
ついても同一の構造で上下方向に隣接する画素２０の第
１から第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４
Ｆを直列に接続している。また、以下の説明では、ｊ＝
１の画素２０，２０…をｉ＝１からｉ＝６の画素２０
（図２において受光面２１の上方領域Ｉを構成する画
素）、ｉ＝７からｉ＝２１０の画素（図２において受光
面２１の中央領域IIを構成する画素２０）及びｉ＝２１
１からｉ＝２１６の画素２０（図２において受光面２１
の下方領域IIIを構成する画素２０）に分けて接続構造
を説明する。

【００３６】まず、上記中央領域II（ｉ＝７からｉ＝２
１０の画素２０）では、図７に示すような構造で、画素
２０の第１から第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４
Ａ〜２４Ｆを接続している。

【００３７】この中央領域IIの最も上方側に位置する画
素２０（ｎ₇，₁の画素２０）及びこの画素２０から６個
目ごとに画素２０（ｉ＝７，１３…１９９，２０５の画
素２０）では、センサ部２３と第１信号蓄積及び読出し
兼用ＣＣＤ２４Ａの第１電荷蓄積部２５ａとをリード線
２８で接続している。また、これらｉ＝７，１３…１９
９，２０５の画素２０では、第２信号蓄積及び読出し兼
用ＣＣＤ２４Ｂの第６電荷蓄積部２５ｆと、図中縦方向
に隣接する画素２０（ｉ＝８，１４…２００，２０６の
画素２０）の第２信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ｂ
の第１電荷蓄積部２５ａとを接続するリード線２６にＭ
ＯＳ型トランジスタからなる第１スイッチング手段３０
Ａを介設している。また、ｉ＝７，１３…１９９，２０
５の画素２０内の第２信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２
４Ｂの第６電荷蓄積部２５ｆには、ＭＯＳ型トランジス
タからなる第２スイッチング手段３０Ｂを介設した信号
排出線３１を接続している。

【００３８】次に、中央領域IIの最も上方側から２番目
に位置する画素２０（ｎ₈，₁の画素）及びこの画素２０
から６個目ごとに画素２０（ｉ＝８，１４…２００，２
０６の画素２０）では、センサ部２３と第２信号蓄積及
び読出し兼用ＣＣＤ２４Ｂの第１電荷蓄積部２５ａとを
リード線２８で接続している。また、これらｉ＝８，１
４，…２００，２０６の画素２０内の第３信号蓄積及び
読出し兼用ＣＣＤ２４Ｃの第６電荷蓄積部２４ｆと、図
中縦方向に隣接する画素２０（ｉ＝９，１５…２０１，
２０７の画素２０）の第３信号蓄積及び読出し兼用ＣＣ
Ｄ２４Ｃの第１電荷蓄積部２５ａとを接続するリード線
２６に第１スイッチング手段３０Ａを介設している。ま
た、これらｉ＝８，１４…２００，２０６の画素２０の
第３信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ｃの第６電荷蓄
積部２５ｆには、第２スイッチング手段３０Ｂを介設し
た信号排出線３１を接続している。

【００３９】中央領域IIの最も上方側から３番目に位置
する画素２０（ｎ₉，₁の画素２０）及びこの画素２０か
ら６個目ごとに画素２０（ｉ＝９，１５…２０１，２０
７の画素２０）では、センサ部２３と第３信号蓄積及び
読出し兼用ＣＣＤ２４Ｃの第１電荷蓄積部２５ａとをリ
ード線２８で接続している。また、これらｉ＝９，１５
…２０１，２０７の画素２０内の第４信号蓄積及び読出
し兼用ＣＣＤ２４Ｄの第６電荷蓄積部２５ｆと、図中縦
方向に隣接する画素２０（ｉ＝１０，１６…２０２，２
０８の画素２０）の第４信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ
２４Ｄの第１電荷蓄積部２５ａとを接続するリード線２
６に第１スイッチング手段３０Ａを介設している。ま
た、ｉ＝９，１５…２０１，２０７の画素２０内の第４
信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ｄの第６電荷蓄積部
２５ｆには、第２スイッチング手段３０Ｂを介設した信
号排出線３１を接続している。

【００４０】中央領域IIの最も上方側から４番目に位置
する画素２０（ｎ₁₀，₁の画素）及びこの画素２０から
６個目ごとに画素２０（ｉ＝１０，１６…２０２，２０
８の画素２０）では、センサ部２３と第４信号蓄積及び
読出し兼用ＣＣＤ２４Ｄの第１電荷蓄積部２５ａとをリ
ード線２８で接続している。また、これらｉ＝１０，１
６…２０２，２０８の画素２０内の第５信号蓄積及び読
出し兼用ＣＣＤ２４Ｅの第６電荷蓄積部２５ｆと、図中
縦方向に隣接する画素２０（ｉ＝１１，１７…２０３，
２０９の画素２０）の第５信号蓄積及び読出し兼用ＣＣ
Ｄ２４Ｅの第１電荷蓄積部２５ａとを接続するリード線
２６に第１スイッチング手段３０Ａを介設している。ま
た、ｉ＝１０，１６…２０２，２０８の画素２０内の第
５信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ｅの第６電荷蓄積
部２５ｆには、第２スイッチング手段３０Ｂを介設した
信号排出線３１を接続している。

【００４１】中央領域IIの最も上方側から５番目に位置
する画素２０（ｎ₁₁，₁の画素）及びこの画素２０から
６個目ごとに画素２０（ｉ＝１１，１７…２０３，２０
９の画素２０）では、センサ部２３と第５信号蓄積及び
読出し兼用ＣＣＤ２４Ｅの第１電荷蓄積部２５ａとをリ
ード線２８で接続している。また、これらｉ＝１１，１
７…２０３，２０９の画素２０内の第６信号蓄積及び読
出し兼用ＣＣＤ２４Ｆの第６電荷蓄積部２５ｆと、図中
縦方向に隣接する画素２０（ｉ＝１２，１８…２０４，
２１０の画素２０）の第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣ
Ｄ２４Ｆの第１電荷蓄積部２５ａとを接続するリード線
２６に第１スイッチング手段３０Ａを介設している。ま
た、ｉ＝１１，１７…２０３，２０９の画素２０内の第
６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ｆの第６電荷蓄積
部２５ｆには、第２スイッチング手段３０Ｂを介設した
信号排出線３１を接続している。

【００４２】中央領域IIの最も上方側から６番目に位置
する画素２０（ｎ₁₂，₁の画素）及びこの画素２０から
６個目ごとの画素２０（ｉ＝１２，１８…２０４，２１
０の画素２０）では、センサ部２３と第６信号蓄積及び
読出し兼用ＣＣＤ２４Ｆの第１電荷蓄積部２５ａとをリ
ード線２８で接続している。また、これらｉ＝１２，１
８…２０４，２１０の画素２０内の第１信号蓄積及び読
出し兼用ＣＣＤ２４Ａの第６電荷蓄積部２５ｆと、図中
縦方向に隣接する画素２０（ｉ＝１３，１９…２０５，
２１１の画素２０）の第１信号蓄積及び読出し兼用ＣＣ
Ｄ２４Ａの第１電荷蓄積部２５ａとを接続するリード線
２６に第１スイッチング手段３０Ａを介設している。ま
た、ｉ＝１２，１８…２０４，２１０の画素２０の第６
信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ｆの第６電荷蓄積部
２５ｆには、第２スイッチング手段３０Ｂを介設した信
号排出線３１を接続している。

【００４３】後述するように撮影時には、上記画素２０
の第１スイッチング手段３０Ａが開成されるため、上記
図５に示すように、ｉ＝１，７，１３・・・１９９，２
０５，２１１の画素２０のセンサ部２３には、その画素
２０から図中縦方向に６個分の画素２０の信号蓄積及び
読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆが直列に接続される。
例えば、ｎ₇，₁の画素２０には、ｉ＝７〜１２までの６
個の画素２０の第１信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４
Ａが直列に接続される。このように撮影時には各画素２
０のセンサ部２３に、第１から第６信号蓄積及び読出し
兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆのいずれかが６個直列に接続
されようにしており、第１から第６信号蓄積及び読出し
兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆはそれぞれ６個の電荷蓄積部
２５ａ〜２５ｆを備えているため、撮影時には各画素２
０のセンサ部２３には合計３６個の電荷蓄積部２５ａ〜
２５ｆが接続される。

【００４４】図８に示すように、受光面２１の上方領域
Iの最も上方側に位置する画素２０（ｎ₁，₁）の画素に
は、第１信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａのみを設
け、第２から第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ｂ
〜２４Ｆを設けていない。また、上方領域Iの最も上方
側から２番目に位置する画素２０（ｎ₂，₁の画素）に
は、第１信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ及び第２
信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ｂを設けているが、
第３から第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ｃ〜２
４Ｆを設けていない。以下、同様に、ｎ₃，₁、ｎ₄，₁、
ｎ₅，₁、ｎ₆，₁の画素２０の順で１個ずつ信号蓄積及び
読出し兼用ＣＣＤを増加させている。上方領域Ｉの画素
２０をこのような構造としたのは、例えば、受光面２１
の最も上方側に位置するｎ₁，₁の画素２０の場合、この
ｎ₁，₁の画素２０の上方に画素２０が存在しないので、
第２信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ｂから第６信号
蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ｆは設ける必要がなく、
センサ部２３に接続される第１信号蓄積及び読出し兼用
ＣＣＤ２４Ａのみを設けていればよいからである。上方
領域Ｉにおける画素２０及びその接続構造は、この点を
除いて上記中央領域IIの画素２０と同様である。

【００４５】図９及び図１０に示す受光面２１の下方領
域IIIでは、この下方領域IIIの最も上方側（受光面２１
の最も下側から６番目）の画素２０（ｎ₂₁₁，₁の画素２
０）には、センサ部２３を設けているが、このｎ₂₁₁，₁
の画素２０よりも下側に位置するｎ₂₁₂，₁、ｎ₂₁₃，₁、
ｎ₂₁₄，₁、ｎ₂₁₅，₁及びｎ₂₁₆，₁の画素２０にはセンサ
部２３を設けていない。また、この下方領域IIIでは、
ｎ₂₁₂，₁の画素２０からｎ₂₁₆，₁の画素２０の順で１個
ずつ信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤを減らしており、例
えば、ｎ₂₁₆，₁の画素２０は、第１信号蓄積及び読出し
兼用ＣＣＤ２４Ａのみを設けている。下方領域IIIの画
素２０をこのような構造としたのは、受光面２１の最も
下方側に位置するｎ₂₁₆，₁の画素２０からｎ₂₁₂，₁の画
素２０までの画素には、その画素２０の下方側には５個
以下の画素２０しかないため、センサ部２３を設けても
６個の信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤを直列に接続でき
ないからである。

【００４６】図１０に示すように、受光面２１の外側の
下方位置には、第１から第６の走査用ＣＣＤ３２Ａ〜３
２Ｆを互いに平行に設けている。これら第１から第６走
査用ＣＣＤ３２Ａ〜３２Ｆは、それぞれ直線状であっ
て、受光面２１を構成する画素２０の列の数（ｊ＝１〜
２１６）に対応する２１６個の電荷蓄積部３３を備えて
おり、上記各画素２０内の第１から第６信号蓄積及び読
出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆの配置方向と直交する向
き、すなわち図において左右向きに配置されている。

【００４７】これら第１から第６走査用ＣＣＤ３２Ａ〜
３２Ｆの各電荷蓄積部３３には、ｉ＝２１６の列を構成
する画素２０の第１から第６信号蓄積及び読出し兼用Ｃ
ＣＤ２４Ａ〜２４Ｆの第６電荷蓄積部２５ｆを接続して
いる。例えば、ｎ₂₁₆，₁の画素２０の第１信号蓄積及び
読出し兼用ＣＣＤ２４Ａの第６電荷蓄積部２５ｆは、Ｍ
ＯＳ型トランジスタからなる第３スイッチング手段３０
Ｃを介設したリード線３４により第１走査用ＣＣＤ３２
Ａの図中左側から第１番目の電荷蓄積部３３に接続して
いる。また、上記のようにｎ₂₁₆，₁の画素２０には、第
２信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ｂ〜２４Ｆを設け
ていないが、このｎ₂₁₆，₁の画素と同じ列（ｊ＝１）を
構成する画素２０に設けた第２信号蓄積及び読出し兼用
ＣＣＤ２４Ｂのうち最も下方側に位置するもの
（ｎ₂₁₁，₁の画素２０の第２信号蓄積及び読出し兼用Ｃ
ＣＤ２４Ｂ）を第３スイッチング手段３０Ｃを介設した
リード線３４により第２走査用ＣＣＤ３２Ｂの図中左側
から第１番目の電荷蓄積部３３に接続している。以下、
同様に、ｊ＝１の列を構成する画素２０の第３から第６
信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ｃ〜２４Ｆのうち最
も下方側に位置するものの第６電荷蓄積部２５ｆを、そ
れぞれ第３スイッチング手段３０Ｃを介設したリード線
３４により、第３走査用ＣＣＤ３２Ｃから第６走査用Ｃ
ＣＤ３２Ｆの第１番目の電荷蓄積部３３に接続してい
る。同様に、ｉ＝２１６の行では、ｊ＝２〜２１６の画
素２０の第１から第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２
４Ａ〜２４Ｆの第６電荷蓄積部２５ｆを、第３スイッチ
ング手段３０Ｃを介設したリード線３４により、それぞ
れ第１から第６走査用ＣＣＤ３２Ａ〜３２Ｆの左側から
第２番目から第２１６番目の電荷蓄積部３３に接続して
いる。

【００４８】また、図２に示すように、第１から第６走
査用ＣＣＤ３２Ａ〜３２Ｆの第２１６番目の電荷蓄積部
３３（図において右端の電荷蓄積部３３）を、受光面２
１の外側に設けた読出し用ＣＣＤ３５の第１から第６電
荷蓄積部３６ａ〜３６ｆにそれぞれ接続している。さら
に、この読出し用ＣＣＤ３５の第６電荷蓄積部３６ｆを
リード線４０により、図１に示すアンプ４、Ａ／Ｄコン
バータ５を介してメインメモリ６に接続している。

【００４９】上記のようにｉ＝１，７，１３…の画素２
０の第２信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ｂ、ｉ＝
２，８，１４…の画素２０の第３信号蓄積及び読出し兼
用ＣＣＤ２４Ｃ、ｉ＝３，９，１５…の画素２０の第４
信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ｄ、ｉ＝４，１０，
１６…の画素２０の第５信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ
２４Ｅ、ｉ＝５，１１，１７…の画素２０の第６信号蓄
積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ｆの第６電荷蓄積部２５ｆ
には、信号排出線３１を接続している。図３に示すよう
に、受光面２１を縦方向（行方向）に４等分、横方向
（列方向）に４等分して、同数（２９１６個）の画素２
０を含む正方形状の１６個の領域Ａ１〜Ａ１６に分け
て、各領域Ａ１〜Ａ１６内に含まれる各画素２０の信号
排出線３１を、それぞれ１本のモニタ線３７に接続して
いる。例えば、受光面２１の最上段左端の領域Ａ１に
は、縦方向に５４個（ｉ＝１〜５４）に横方向に５４個
（ｊ＝１〜５４）で合計２，９１６個の画素２０が含ま
れ、これらの画素２０の信号排出線３１を１本のモニタ
線３７に接続している。

【００５０】受光面２１の外側の図３において右側に
は、１６個の電荷蓄積部３８を備える直線状のＣＣＤか
らなるモニタ用ＣＣＤ３９を設けており、領域Ａ１，Ａ
２，Ａ３…Ａ１５，Ａ１６のモニタ線３７を、それぞれ
モニタ用ＣＣＤ３９の図において上側の第１番目の電荷
蓄積部３８から第１６番目の電荷蓄積部３８に接続して
いる。

【００５１】上記モニタ用ＣＣＤ３９の第１６番目の電
荷蓄積部３８は、ＭＯＳ型トランジスタからなる第４ス
イッチング手段３０Ｄを介設した読出し線４１によりア
ンプ１１及びＡ／Ｄコンバータ１２を介して輝度監視手
段１３に接続している。また、上記モニタ用ＣＣＤ３９
の第１６番目の電荷蓄積部３８には、ＭＯＳ型トランジ
スタからなる第５スイッチング手段３０Ｅを介設したド
レン線４２を接続している。

【００５２】上記輝度監視手段１３は、後述するモニタ
リング時に上記１６個の各領域Ａ１〜Ａ１６内の画素２
０のセンサ部２３の出力の総和を監視し、これらの領域
Ａ１〜Ａ１６のうちのいずれかの領域Ａ１〜Ａ１６の輝
度に急激な変化が生じた場合に、検出信号をトリガー信
号発生手段１４に出力する。トリガー信号発生手段１４
は、検出信号を受信すると、モニタリングの停止を命令
するトリガー信号を撮像素子１８及び制御手段１５に出
力する。

【００５３】撮像素子１８は、図２に示すように、上記
各画素２０に設けた第１から第６信号蓄積及び読出し兼
用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆを撮影時に作動させる第１駆動
回路４４Ａ及び後述するセッティング時に信号蓄積及び
読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆを駆動する第２駆動回
路４４Ｂを備えている。本実施形態では、上記第１駆動
回路４４Ａは１０^-6秒間隔で電気信号が移送されるよう
に各画素２０の第１から第６信号蓄積及び読出し兼用Ｃ
ＣＤ２４Ａ〜２４Ｆを作動させる一方、第２駆動回路４
４Ｂは１０^-6よりも長い所要の時間間隔で電気信号が移
送されるように各画素２０の第１から第６信号蓄積及び
読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆを作動させる。また、
撮像素子１８は、第１から第６走査用ＣＣＤ３２Ａ〜３
２Ｆを作動させる第３駆動回路４５、読出し用ＣＣＤ３
５を作動させる第４駆動回路４６及びモニタ用ＣＣＤ３
９を作動させる第５駆動回路４７（図３に図示する。）
を備えている。

【００５４】上記のように各画素２０に設けた第１から
第６信号読出し用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆは、直線状であ
って互いに平行に配置されており、かつ、後述するよう
に撮影時も信号読出し時も、各画素２０のセンサ部２３
に発生した電気信号は、第１から第６信号蓄積及び読出
し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆの長さ方向、すなわち上下
方向（矢印Ｙで示す方向）に移送されるため、上記第１
及び第２駆動回路４４Ａ，４４Ｂの回路構造の簡易化を
図ることができる。すなわち、図４に示すように、一つ
の画素２０（例えば、ｎ₇，₁の画素２０）の第１から第
６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｄの第１
電荷蓄積部２５ａに駆動電圧を供給するには、これらの
第１電荷蓄積部２５ａに３本の電線２９ａ，２９ｂ，２
９ｃを接続し、各電線２９ａ，２９ｂ，２９ｃに所要の
波形の駆動電圧を印加すればよい。さらに、図４では図
示していないが、同じ列を構成する画素２０の第１から
第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆの第
１から第６電気蓄積部２５ａ〜２５ｆには、それぞれ同
じ３本の電線を接続して同じ波形の駆動電圧を印加すれ
ばよい。

【００５５】次に、第１実施形態に係る撮影装置の作動
について説明する。この撮影装置では、モニタリングを
行い、被写体に変化が生じたときにトリガー信号を出力
して撮影を開始する構成としている。

【００５６】まず、モニタリング中は、各画素２０の第
１スイッチング手段３０Ａを開成状態、第２スイッチン
グ手段３０Ｂを閉成状態とする。また、第４スイッチン
グ手段３０Ｄを閉成状態、第５スイッチング手段３０Ｅ
を開成状態とする。この状態では、図５に示すように、
受光面２１を構成する各画素２０のセンサ部２３には、
それぞれ第１から第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２
４Ａ〜２４Ｆのいずれかが６個直列に接続されると共
に、この６個の信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜
２４Ｆのうちの最も下方側に位置するものの第６電荷蓄
積部２５ｆが信号排出線３１、モニタ線３７を介してモ
ニタ用ＣＣＤ３９に接続している。例えば、図７に示す
ように、ｎ₇，₁の画素２０のセンサ部２３には、ｎ₇，₁
の画素２０からｎ₁₂，₁の画素２０の６個の第１信号蓄
積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａが直列に接続され、
ｎ₁₂，₁の画素２０の第１信号蓄積及び読出し兼用ＣＣ
Ｄ２４Ａの第６電荷蓄積部２５ｆが信号排出線３１、モ
ニタ線３７を介してモニタ用ＣＣＤ３９に接続されてい
る。

【００５７】この状態で、第１駆動回路４４Ａが各画素
２０の第１から第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４
Ａ〜２４Ｆを作動させると共に、第５駆動回路４７がモ
ニタ用ＣＣＤ３９を作動させる。また、上記第１から第
６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆの作動
と同期して照明手段１６から被写体に対して間欠的に光
線が照射される。レンズ１を介して受光面２１に入射し
た光の輝度に応じてセンサ部２３に発生したアナログの
電気信号は、そのセンサ部２３に直列に接続した６個の
信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆの第１か
ら第６電荷蓄積部２５ａ〜２５ｆを順に移送される。こ
の際、第１駆動回路４４Ａは１０^-6秒間隔で電気信号が
移送されるように、第１から第６信号蓄積及び読出し兼
用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆを作動させる。

【００５８】ｎ₇，₁の画素２０のセンサ部２３に発生し
た電気信号は、矢印Ｙで示すように、ｎ₇，₁の画素２０
の第１信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａの第１から
第６電荷蓄積部２５ａ〜２５ｆ、ｎ₈，₁の画素２０の第
１信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａの第１から第６
電荷蓄積部２５ａ〜２５ｆ、ｎ₉，₁の画素２０の第１信
号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａの第１から第６電荷
蓄積部２５ａ〜２５ｆ、ｎ₁₀，₁の画素２０の第１信号
蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａの第１から第６電荷蓄
積部２５ａ〜２５ｆ、ｎ₁₁，₁の画素の第１信号蓄積及
び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａの第１から第６電荷蓄積部２
５ａ〜２５ｆ、ｎ₁₂，₁の画素２０の第１信号蓄積及び
読出し兼用ＣＣＤ２４Ａの第１から第６電荷蓄積部２５
ａ〜２５ｆの順で移送され、ｎ₁₂，₁の画素２０の第１
信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａの第６電荷蓄積部
２５ｆから信号排出線３１に送られる。上記のように各
領域Ａ１〜Ａ１６に含まれる画素２０の信号排出線３１
は、それぞれ１本のモニタ線３７に接続されているた
め、上記ｎ₇，₁の画素２０のセンサ部２３から信号排出
線３１に送られた電気信号は、領域Ａ１に存在する他の
画素２０のセンサ部２３から信号排出線３１に送られた
電気信号と共に、モニタ線３７を介してモニタ用ＣＣＤ
３９の上方側から第１番目の電荷蓄積部３８に移送され
る。モニタ用ＣＣＤ３９に移送された電気信号はモニタ
線４１を介してアンプ１１、Ａ／Ｄコンバータ１２に送
られ、増幅及びＡ／Ｄ変換された後、輝度監視手段１３
に送信される。

【００５９】ｎ₇，₁の画素２０のセンサ部２３に発生し
た電気信号が、このｎ₇，₁の画素の第１信号蓄積及び読
出し兼用ＣＣＤ２４Ａの第１電荷蓄積部２５ａに送られ
ると、それまでｎ₇，₁からｎ₁₂，₁の画素２０の第１か
ら第６電荷蓄積部２５ａ〜２５ｆに蓄積されていた電気
信号は図において１個下側の電荷蓄積部２５ａ〜２５ｆ
に移送され、第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ
の第６電荷蓄積部２５ｆに蓄積されていた電気信号は、
ｎ₁₂，₁の画素２０の第１信号蓄積及び読出し兼用ＣＣ
Ｄ２４Ａの第６電荷蓄積部２５ｆから信号排出線３１、
モニタ線３７を介してモニタ用ＣＣＤ３９に送られる。

【００６０】上記輝度監視手段１３は、１６個の領域Ａ
１〜Ａ１６のいずれかに輝度の急激な変化が発生したと
判断すると、検出信号をトリガー信号発生手段１４に送
信し、トリガー信号発生手段１４は撮像ユニット２、制
御手段１５にトリガー信号を送信する。撮像ユニット２
がトリガー信号を受信すると、上記第４スイッチング手
段３０Ｄが開成状態、第５スイッチング手段３０Ｅが閉
成状態となり、撮影を開始する。この状態では、上記モ
ニタリング状態の場合と同様に、受光面２１を構成する
各画素２０のセンサ部２３には、それぞれ第１から第６
信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆのいずれ
かが６個直列に接続されると共に、この６個の信号蓄積
及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆのうちの最も図中
下方側に位置するもの第６電荷蓄積部２５ｆが信号排出
線３１、モニタ線３７を介してモニタ用ＣＣＤ３９に接
続し、モニタ用ＣＣＤ３９の上方より第１６番目の電荷
蓄積部３８がドレン線４２側と接続する。また、上記第
１駆動回路４４Ａが１０^-6秒間隔で各画素２０の第１か
ら第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆを
作動させる。

【００６１】レンズ１を介して受光面２１に入射した光
の輝度に応じて各画素２０のセンサ部２３に発生したア
ナログの電気信号は、上記モニタリング時と同様に、個
々のセンサ部２３に直列に接続した６個の信号蓄積及び
読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆの第１から第６電荷蓄
積部２５ａ〜２５ｆに並列的に移送され、信号排出線３
１、モニタ線３７及びモニタ用ＣＣＤ３９を介してドレ
ン線４２から排出される。

【００６２】この撮影時には、上記のように第１駆動回
路４４Ａにより１０^-6秒間隔で各画素２０の第１から第
６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２５ａ〜２４ｆを作動
させているため、１０^-6秒毎にセンサ部２３に発生した
電気信号が第１から第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ
２４Ａ〜２４Ｆの第１電荷蓄積部２５ａに移送され、撮
影速度は１０⁶枚／秒となる。また、撮影中は、画素２
０内に設けた第１及び第２スイッチング手段３０Ａ，３
０Ｂを作動させないため、これらの作動時に発生するノ
イズがセンサ部２３からの出力に影響を与えるのを防止
することができる。

【００６３】撮影を停止するときは、第１から第６信号
蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆの作動を停止
させると共に、第２スイッチング手段３０Ｂを開成状態
に切り換える。この状態では、各画素２０のセンサ部２
３に接続した第１から第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣ
Ｄ２４Ａ〜２４Ｆの第１から第６電荷蓄積部２５ａ〜２
５ｆには、撮影停止前の３６枚分の画像に対応する電気
信号が蓄積されている。例えば、上記したｎ₇，₁の画素
２０のセンサ部２３に接続した６個の画素２０の第１信
号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａには、ｎ₁₂，₁の画
素２０の第１信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａの第
６電荷蓄積部２５ｆから第１電荷蓄積部２５ａ、ｎ₁₁，
₁の画素２０の第１信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４
Ａの第６電荷蓄積部２５ｆから第１電荷蓄積部２５ａ、
ｎ₁₀，₁の画素２０の第１信号蓄積及び読出し兼用ＣＣ
Ｄ２４Ａの第６電荷蓄積部２５ｆから第１電荷蓄積部２
５ａ、ｎ₉，₁の画素２０の第１信号蓄積及び読出し兼用
ＣＣＤ２４Ａの第６電荷蓄積部２５ｆから第１電荷蓄積
部２５ａ、ｎ₈，₁の画素２０の第１信号蓄積及び読出し
兼用ＣＣＤ２４Ａの第６電荷蓄積部２５ｆから第１電荷
蓄積部２５ａ、ｎ₇，₁の画素２０の第１信号蓄積及び読
出し兼用ＣＣＤ２４Ａの第６電荷蓄積部２５ｆから第１
電荷蓄積部２５ａの順で撮影時刻の早い画像に対応する
電気信号から蓄積されている。

【００６４】次に、上記各画素２０の第１から第６信号
蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆ内に蓄積、記
憶された電気信号を読み出す場合には、各画素２０の第
１スイッチング手段３０Ａを閉成状態、第２スイッチン
グ手段３０Ｂを開成状態とすると共に、上記リード線３
４に介設した第３スイッチング手段３０Ｃを閉成状態と
する。この状態では、図６に示すように、上下方向に配
置された各画素２０の第１から第６信号蓄積及び読出し
兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆがすべて直列に接続される。
例えば、ｊ＝１の列では、ｎ₁，₁の画素２０から
ｎ₂₁₆，₁の画素２０までの第１から第６信号蓄積及び読
出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆがそれぞれ直列に接続さ
れる。

【００６５】第３駆動回路４５が第１から第６走査用Ｃ
ＣＤ３２Ａ〜３２Ｆを作動させると共に、第４駆動回路
４６が読出し用ＣＣＤ３５を作動させると、第１から第
６走査用ＣＣＤ３２Ａ〜３２Ｆの電荷蓄積部３３，３３
…に電荷が移送され、この移送された電荷は、第１から
第６走査用ＣＣＤ３２Ａ〜３２Ｆ内を、図２において矢
印Ｘで示すように、第２１６目の電荷蓄積部３３側へ移
送され、さらに、読出し用ＣＣＤ３５の第１から第６電
荷蓄積部３６ａ〜３６ｆに移送される。読出し用ＣＣＤ
３５に移送された電気信号は、さらに、図２中矢印Ｙで
示すように、第６電荷蓄積部３６ｆ側に移送され、アン
プ４及びＡ／Ｄコンバータ５を経て、増幅及びＡ／Ｄ変
換された後、メインメモリ６にデジタルの画像信号とし
て記憶される。このメインメモリ６に記憶された画像信
号は、画像処理手段７により１枚目から３６枚目までの
画像を構成するように並び変えられた後、モニタディス
プレー９で画像に形成される。

【００６６】このように第１実施形態の撮影装置では、
撮影時には、それぞれ６個の電荷蓄積部２５ａ〜２５ｆ
を備えた第１から第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２
４Ａ〜２４Ｆのうちのいずれかを一つのセンサ部２３に
直列に接続することにより、合計３６枚の連続画像が得
られ、かつ、第１から第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣ
Ｄ２４Ａ〜２４Ｆを第１駆動回路４４Ａで駆動すること
により、１０⁶枚／秒の撮影速度で撮影することができ
る。よって、この撮影装置は、科学計測用として十分使
用することができる撮影速度を得ることができると共
に、ビデオカメラとして使用することができる連続画像
枚数が得られる。例えば、画像処理手段７により４枚／
秒の速度で再生すれば、９秒間の動画像を得ることがで
きる。

【００６７】また、この撮影装置では、撮影時には上記
のように各画素２０のセンサ部２３に発生した電気信号
を第１から第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜
２４Ｆに同一方向に並列的に移送して蓄積、記憶する一
方、読出し時には、上記図６に示すように縦方向に位置
する第１から第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ
〜２４Ｆを直列に接続し、第１から第６信号蓄積及び読
出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆに蓄積された電気信号を
同一方向に並列的に移送して受光面２１の外側に設けた
第１から第６走査用ＣＣＤ３２Ａ〜３２Ｆに読み出す構
成としている。すなわち、この撮影装置では、撮影時と
信号読出し時ともセンサ部２３で発生した電気信号は同
一方向に並列的に移送され、かつ、撮影時と信号読出し
時で電気信号の移送方向が同一である。よって、この第
１から第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４
Ｆを作動させるための第１及び第２駆動回路４４Ａ，４
４Ｂの構造が構成が簡易であると共に、受光面２１には
信号読出し専用のＣＣＤを設ける必要がない。そのた
め、受光面２１内の面積を有効に利用することができ、
センサ部２３の面積を十分に確保しつつ、各画素２０毎
に第１から第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜
２４Ｆを設けることができる。さらに、撮影時及び信号
読出し時のいずれも、電気信号の移動方向が屈曲しない
ため、電気信号の残留による画素２０の劣化を防止する
ことができる。

【００６８】なお、第１実施形態の撮影装置を使用する
場合には、被写体（図示せず。）が撮影範囲に確実に入
るように、撮影範囲を調整する作業（セッティング作
業）を行う必要がある。このセッティング作業時には、
第１スイッチング手段３０Ａを閉成状態、第２スイッチ
ング手段３０Ｂを開成状態、第３スイッチング手段３０
Ｃを閉成状態とする。この状態で、第２駆動回路４４Ｂ
で第１から第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜
２４Ｆを作動させると共に、第３及び第４駆動回路４
５，４６により、走査用ＣＣＤ３２Ａ〜３２Ｆ及び読出
し用ＣＣＤ３５を作動させ、センサ部２３に発生した電
気信号を、第１から第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ
２４Ａ〜２４Ｆ、走査用ＣＣＤ３２Ａ〜３２Ｆ、読出し
用ＣＣＤ３５を介してアンプ手段４、Ａ／Ｄコンバータ
５に出力し、メインメモリ６内に記憶した画像信号を画
像処理手段７により画像に形成したモニタディスプレー
９に表示する。このように、本実施形態では、撮影した
画像をモニタディスプレー９に直ちに表示することによ
り、セッティング作業を容易に行うことができる。

【００６９】さらに、本実施形態では、センサ部２３に
発生した電気信号を電荷としてＣＣＤで蓄積、移送する
構成としているが、ＣＣＤに蓄積した電荷を電圧等の他
の電気信号として読み出すこともできる。

【００７０】次に、図１１に示す本発明の第２実施形態
に係る高速撮影装置について説明する。この第２実施形
態に係る撮影装置では、レンズ１の後方にビームスプリ
ットプリズムからなる光分割手段５０を配置し、この光
分割手段５０内に設けた１／３反射膜５１と１／２反射
膜５２とによって、被写体からレンズ１を介して入射し
た光線を三等分する構成としている。

【００７１】また、光分割手段５０の出射面側には、そ
れぞれ第１、第２及び第３撮影手段２Ａ，２Ｂ，２Ｃを
配置しており、光分割手段５０により分割した入射光を
各撮像手段２Ａ，２Ｂ，２Ｃに入射させる構成としてい
る。

【００７２】第１、第２及び第３撮影手段２Ａ，２Ｂ，
２Ｃは、それぞれ上記図１から図１０に示す第１実施形
態の撮影装置と同様の構成であり、２１６行×２１６列
の画素２０をマトリックス状に配置した受光面２１を備
え、各画素２０のセンサ部２３の両側に第１から第６電
荷蓄積部２５ａ〜２５ｆを備えた直線状の第１から第６
信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆを設けて
おり、この第１から第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ
２４Ａ〜２４Ｆに蓄積された電気信号を、第１から第６
走査用ＣＣＤ３２Ａ〜３２Ｆ及び読出し用ＣＣＤ３５に
より読出し、読出した電気信号をアンプ手段４及びＡ／
Ｄコンバータ５を介してメインメモリ６に記憶する構成
としている。

【００７３】また、この撮影装置は、上記第１実施形態
と同様に、受光面２１を１６個の領域Ａ１〜Ａ１６に分
けて、各領域Ａ１〜Ａ１６のモニタ線３７をモニタ用Ｃ
ＣＤ３９、アンプ１１及びＡ／Ｄコンバータ１２を介し
て、輝度監視手段１３及びトリガー信号発生手段１４に
接続している。また、各撮影手段２Ａ，２Ｂ，２Ｃに
は、制御手段１５から同期信号が入力され、この同期信
号により、各撮影手段２Ａ，２Ｂ，２Ｃの作動を後述す
るように所定の時間遅れを持たせて作動させる構成とし
ている。なお、第２実施形態のその他の構成は第１実施
形態と同一であり、図１１において第１実施形態と同一
の要素には、同一の符号を付している。

【００７４】次に、第２実施形態の作動について説明す
る。第２実施形態では、撮影中には、上記第１から第３
撮影手段２Ａ〜２Ｃの３つの撮影手段のうち、いずれか
一つの撮影手段２Ａ〜２Ｃをセンサ部２３に発生した電
気信号を第１から第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２
５Ａ〜２５Ｆへ蓄積する状態（撮影モード）とし、他の
一つの撮影手段２Ａ〜２Ｃをセンサ部２３に発生した電
気信号を第１から第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２
５Ａ〜２４Ｆへ蓄積しつつ、上記モニタ用ＣＣＤ３９か
ら輝度監視手段１３に電気信号を入力して入射光の輝度
を監視する状態（撮影／モニタリングモード）とし、さ
らに、残りの一つの撮影手段２Ａ〜２Ｃを各画素２０内
の第１から第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜
２４Ｆの第１から第６電荷蓄積部２５ａ〜２５ｆに蓄積
された電気信号を保持する状態（保持モード）とし、図
１２に示すように、３つの撮影手段２Ａ，２Ｂ，２Ｃで
交互に撮影モード、撮影／モニタリングモード及び保持
モードを行うことにより撮影を行う構成としており、１
つの撮影手段２Ａ〜２Ｂに着目すると、撮影モード→撮
影／モニタリングモード→保持モードの順で各モードを
繰り返すようにしている。

【００７５】また、上記したように各画素２０に、それ
ぞれ６個の電荷蓄積部２５ａ〜２５ｆを備える第１から
第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆを設
け、一つの画素２０のセンサ部２３に６個の信号蓄積及
び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆを直列に接続してお
り、一つのセンサ部２３に合計３６個の電荷蓄積部２５
ａ〜２５ｆを接続しているため、撮影モードまたは撮影
／モニタリングモードのときには、第１駆動回路４４Ａ
が第１から第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜
２４Ｆを３６回スイッチングする。

【００７６】上記撮影モードでは、第１スイッチング手
段３０Ａを開成状態、第２スイッチング手段３０Ｂを閉
成状態、第３スイッチング手段３０Ｃを開成状態、第４
スイッチング手段３０Ｄを開成状態、第５スイッチング
手段３０Ｅを閉成状態とし、この状態で第１駆動回路４
４Ａにより各画素２０の第１から第６信号蓄積及び読出
し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆを作動させると共に、第５
駆動回路４７によりモニタ用ＣＣＤ３９を作動させる。
入射光線の輝度に応じて各画素２０のセンサ部２３に発
生した電気信号は、センサ部２３に直列に接続した第１
から第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆ
の６個の第１から第６電荷蓄積部２５ａ〜２５ｆに順次
移送され、それ以前に第１から第６信号蓄積及び読出し
兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆの第１から第６電荷蓄積部２
５ａ〜２５ｆに蓄積されていた電気信号は、信号排出線
３１、モニタ線３７及びモニタ用ＣＣＤ３９を介してド
レン線４２に順に排出される。

【００７７】上記撮影／モニタリングモードでは、第１
スイッチング手段３０Ａを開成状態、第２スイッチング
手段３０Ｂを閉成状態、第３スイッチング手段３０Ｃを
開成状態、第４スイッチング手段３０Ｄを閉成状態、第
５スイッチング手段３０Ｅを開成状態とし、この状態で
第１から第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２
４Ｆを作動させると共に、モニタ用ＣＣＤ３９を作動さ
せる。各画素２０のセンサ部２３に発生した電気信号
は、そのセンサ部２３に直列に接続した６個の信号蓄積
及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆの第１から第６電
荷蓄積部２５ａ〜２５ｆに順次移送され、それ以前に第
１から第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４
Ｆの第１から第６電荷蓄積部２５ａ〜２５ｆに蓄積され
ていた電気信号は、信号排出線３１、モニタ線３７、モ
ニタ用ＣＣＤ３９、アンプ手段１１及びＡ／Ｄコンバー
タ１２を介して輝度監視手段１３に順に入力される。

【００７８】上記保持モードでは、上記第１スイッチン
グ手段３０Ａ及び第２スイッチング手段３０Ｂの両方を
開成状態とすると共に、各画素２０の第１から第６信号
蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆの作動を停止
し、これら第１から第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ
２４Ａ〜２４Ｆ内の第１から第６電荷蓄積部２５ａ〜２
５ｆに蓄積された電気信号を保持する。

【００７９】図１３は、第２実施形態の作動の一例を示
しているが、この例では、第１撮影手段２Ａを“撮影モ
ード”、第２撮影手段２Ｂを“撮影／モニタリングモー
ド”、第３撮影手段２Ｃを“保持モード”（以下、この
状態を「第１状態」と称する。）として作動を開始す
る。

【００８０】時刻ｔ₀に撮影装置が始動し、この時刻ｔ₀
から時刻ｔ₁までは第１状態である。この第１状態で
は、第１撮影手段２Ａの各画素２０のセンサ部２３で発
生した電気信号が第１から第６信号蓄積及び読出し兼用
ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆの第１から第６電荷蓄積部２５ａ
〜２５ｆへ順次移送される。また、この間に、第１から
第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆの第
６電荷蓄積部２５ｆから信号排出線３１、モニタ線３７
及びモニタ用ＣＣＤ３９を介してドレン線４２に電気信
号が順次排出される。

【００８１】一方、第１状態で撮影／モニタリングモー
ドにある第２撮影手段２Ｂでは、各画素２０のセンサ部
２３で発生した電気信号が第１から第６信号蓄積及び読
出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆの第１から第６電荷蓄積
部２５ａ〜２５ｆへ順次移送される。また、この間に、
第１から第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２
４Ｆの第６電荷蓄積部２５ｆから信号排出線３１、モニ
タ線３７、モニタ用ＣＣＤ３９、アンプ１１、Ａ／Ｄコ
ンバータ１２を介して輝度監視手段１３に電気信号が順
次入力される。

【００８２】さらに、第１状態では、保持モードにある
第３撮影手段２Ｃの各画素２０の第１から第６信号蓄積
及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆは非作動状態にあ
り、第１から第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ
〜２４Ｆの第１から第６電荷蓄積部２５ａ〜２５ｆに蓄
積された電気信号は移送されることなく保持される。

【００８３】次に、時刻ｔ₁から時刻ｔ₂までは、第１撮
影手段２Ａがモニタリングモード、第２撮影手段２Ｂが
保持モード、第３撮影手段２Ｃが撮影モードとなる（第
２状態）。この第２状態では、上記第１状態で撮影モー
ドにあった第１撮影手段２Ａが撮影／モニタリングモー
ドとなるため、センサ部２３で発生した電気信号が第１
から第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆ
の第１から第６電荷蓄積部２５ａ〜２５ｆに移送される
のに伴い、第１撮影手段２Ａの画素２０の第１から第６
信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆに保持さ
れている時刻ｔ₀〜ｔ₁の間に撮影した３６枚分の画像に
対応する電気信号がモニタ用ＣＣＤ３９を介して順次輝
度監視手段１３に入力される。また、この第２状態の間
の画像は、撮影モードにある第３撮影手段２Ｃの各画素
２０の第１から第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４
Ａ〜２４Ｆの第１から第６電気信号蓄積部２５ａ〜２５
ｆにも蓄積される。

【００８４】次に、時刻ｔ₂から時刻ｔ₃までは、第１撮
影手段２Ａが保持モード、第２撮影手段２Ｂが撮影モー
ド、第３撮影手段２Ｃが撮影／モニタリングモードとな
る（第３状態）。この第３状態では、上記第２状態で撮
影モードにあった第３撮影手段２Ｃがモニタリングモー
ドとなるため、この第３撮影手段２Ｃの画素２０のセン
サ部２３の発生した電気信号が第１から第６信号蓄積及
び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆに移送されるのに伴
って、上記ｔ₁からｔ₂の間に撮影された画像に対応する
電気信号が順次輝度監視手段１３に入力される。

【００８５】以下、第１状態から第３状態を繰り返して
撮影を継続するが、例えば、第３状態の開始時である時
刻ｔ₆から時間△ｔだけ経過した時刻ｔ’に、撮影／モ
ニタリングモードにある撮影手段２Ｂの受光面２１の１
６個の領域Ａ１〜Ａ１６のいずれかに急激な輝度の変化
が生じたと輝度監視手段１３が判断すると、輝度監視手
段１３が検出信号をトリガー信号発生手段１４に出力
し、トリガー信号発生手段１４がトリガー信号を第１か
ら第３撮影手段２Ａ〜２Ｃに出力する。第１撮影手段２
Ａは、トリガー信号が入力されると、撮影モードから保
持モードに切り替わる。第３撮影手段２Ｃは、トリガー
信号が入力されても、保持モードのままで維持される。
一方、第２撮影手段２Ｂにトリガー信号が入力される
と、撮影／モニタリングモードから撮影モードに切り替
わり、上記第３状態の終了する時刻ｔ₇から上記時間△
ｔだけ経過した時刻ｔ₇＋△ｔまで撮影モードとなる。
この時刻ｔ₇＋△ｔに撮影が終了し、第１から第３撮影
手段２Ａ〜２Ｃがすべて保持モードとなる。

【００８６】この撮影終了時点である時刻ｔ₇＋△ｔに
は、第１撮影手段２Ａには、時刻ｔ₄＋△ｔから時刻ｔ₅
及び時刻ｔ₆から時刻ｔ’に対応する３６枚の画像分の
電気信号が蓄積されている。また、第２撮影手段２Ｂに
は、時刻ｔ’から時刻ｔ₇＋△ｔの３６枚の画像分の電
気信号が蓄積されている。さらに、第３撮影手段２Ｃに
は、時刻ｔ₅から時刻ｔ₆の３６枚の画像分の電気信号が
蓄積されている。従って、時刻ｔ₇＋△ｔの時点では、
第１から第３撮影手段２Ａ〜２Ｃには、時刻ｔ₄＋△ｔ
から時刻ｔ₇＋△ｔの画像に相当する電気信号が得られ
る。トリガー信号が出力された時刻は上記のように時刻
ｔ₆から時刻ｔ₇の間の時刻ｔ’であるが、時刻ｔ₆から
時刻ｔ₇の間は、時刻ｔ₅から時刻ｔ₆の画像に相当する
電気信号が輝度監視手段１３に入力されているため、実
際に被写体に変化が生じたのは、この時刻ｔ₆から時刻
ｔ₇の間である。よって、上記のように時刻ｔ₄＋△ｔか
ら時刻ｔ₇＋△ｔの画像に相当する電気信号が得られれ
ば、輝度に急激な変化が生じた瞬間を含む１０８枚の連
続画像が得られる。

【００８７】信号読出し時には、第１から第３撮影手段
２Ａ〜２Ｃの画素２０の上記第１スイッチング手段３０
Ａを閉成状態、第２スイッチング手段３０Ｂを開成状
態、第３スイッチング手段３０Ｃを閉成状態として走査
用ＣＣＤ３２Ａ〜３２Ｆ及び信号読出し用ＣＣＤ３５を
作動させる。第１から第３撮影手段２Ａ〜２Ｃの各画素
２０の第１から第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４
Ａ〜２４Ｆに蓄積された電気信号は、ｉ＝２１６の行を
構成する画素２０の第１から第６信号蓄積及び読出し兼
用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆの第６電荷蓄積部２５ｆ、リー
ド線３４、走査用ＣＣＤ３２Ａ〜３２Ｆ及び読出し用Ｃ
ＣＤ３５を介してアンプ４及びＡ／Ｄコンバータ５へ出
力させ、増幅及びＡ／Ｄ変換後にメインメモリ６に蓄積
される。画像再生時には、上記のように画像処理手段７
によりメインメモリ６内の画像を信号を処理して、適切
な再生速度でモニターディスプレー３に表示する。

【００８８】撮影モード及び撮影／モニタリングモード
では、第１から第３撮影手段２Ａ〜２Ｃの第１から第６
信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２Ａ〜２Ｆを１０^-6秒間
隔で作動させるため、撮影速度は１０⁶枚／秒となり科
学計測に適した十分高速な撮影速度が得られる。また、
上記のように第１から第３撮影手段２Ａ〜２Ｃで撮影を
行う構成としているため、合計１０８枚の連続画像が得
られる。再生速度を４枚／秒に設定すれば、再生時間が
２７秒間となり、ビデオカメラとして十分使用すること
ができる。

【００８９】第２実施形態の撮影装置でセッティング作
業を行う場合には、第１から第３撮影手段２Ａ〜２Ｃの
いずれかを第１スイッチング手段３０Ａを閉成状態、第
２スイッチング手段３０Ｂを開成状態、第３スイッチン
グ手段３０Ｃを閉成状態とする。この状態で、第２駆動
回路４４Ｂで第１から第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣ
Ｄ２４Ａ〜２４Ｆを作動させると共に、第３及び第４駆
動回路４５，４６により、走査用ＣＣＤ３２Ａ〜３２Ｆ
及び読出し用ＣＣＤ３５を作動させ、センサ部２３に発
生した電気信号を、第１から第６信号蓄積及び読出し兼
用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆ、走査用ＣＣＤ３２Ａ〜３２
Ｆ、読出し用ＣＣＤ３５を介してアンプ手段４、Ａ／Ｄ
コンバータ５を介してメインメモリ６に入力し、このメ
インメモリ６内に記憶した画像信号を画像処理手段７に
より画像に形成してモニタディスプレー９に表示させ
る。

【００９０】なお、本実施形態の撮影装置において、各
撮影手段２Ａ，２Ｂ，２Ｃのそれぞれカラーフィルタを
取付けて、各撮影手段２Ａ，２Ｂ，２Ｃを完全同期させ
て撮影することにより、カラー撮影を行うこともでき
る。また、撮影手段２Ａ，２Ｂ，２Ｃとは別個にトリガ
ー信号発生手段を設け、トリガー信号が入力されると３
個の撮影手段２Ａ，２Ｂ，２Ｃで１個ずつ順に撮影を行
い、残りの撮影手段を停止状態として撮影を行ってもよ
い。

【００９１】図１４は、本発明の第３実施形態を示して
いる。この第３実施形態は、上記第１実施形態におい
て、第１スイッチング手段３０Ａ、第２スイッチング手
段３０Ｂをなくし、同じ列を構成する画素２０の第１か
ら第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆを
全て直列にしており、撮影時及び読出し時共に、上記図
５に示す状態となる。この第３実施形態では、撮影時に
は、撮影装置の外部に設けたトリガー信号発生手段から
のトリガー信号が入力されたときに、撮影を開始し、３
６枚数分の画像を取り終えた時点（各画素２０の第１か
ら第６信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆの
第１から第６電荷蓄積部２５ａ〜２５ｆのすべてにちょ
うど電荷が蓄積された時点）で撮影を停止する。信号読
出し時には、上記第１実施形態と同様に、第１から第６
走査用ＣＣＤ３２Ａ〜３２Ｆ及び信号読出し用ＣＣＤ３
５により各列毎に並列に電気信号を読み出せばよい。

【００９２】この第３実施形態では、上記のように同じ
列を構成する画素２０の第１から第６信号蓄積及び読出
し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆを全て直列にしているた
め、第１実施形態のような信号の上書きを行うことがで
きないため、トリガー信号を外部から入力する必要があ
るが、各人画素２０内にはスイッチング手段を全く設け
る必要がなく、画素２０の構造が一層簡易になる。

【００９３】図１５及び図１６は、本発明の第４実施形
態を示している。上記第１から第３実施形態では、同じ
列を構成する画素２０内にそれぞれ設けた第１から第６
信号蓄積及び読出し用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆをリード線
２６により直列に接続する構成としているが、この第４
実施形態では、多数の電荷蓄積部５５を備える長尺な直
線状の信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ５４Ａ〜５４Ｄが
画素２０を跨がって延在するように設けられている。

【００９４】すなわち、図１５に示すように、同じ列を
構成する各画素２０のセンサ部２３の図において右側に
第１信号蓄積及び読出し用ＣＣＤ５４Ａ及び第２信号蓄
積及び読出し用ＣＣＤ５４Ｂを設け、また、センサ部２
３の図において左側に第３信号蓄積及び読出し兼用ＣＣ
Ｄ５４Ｃ及び第４信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ５４Ｄ
を設けている。

【００９５】上記第１から第４信号蓄積及び読出し兼用
ＣＣＤ５４Ａ〜５４Ｄは、多数の電荷蓄積部５５を備え
る直線状のＣＣＤであって、同じ列を構成する画素２０
を跨いで受光面２１の上端側から下端側まで延在してい
る。また、第１から第４信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ
５４Ａ〜５４Ｄは互いに平行に設けられている。

【００９６】第１信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ５４Ａ
には、上下方向に４個目ごとの画素２０のセンサ部２３
をリード線２６により接続している。第１信号蓄積及び
読出し兼用ＣＣＤ５４Ａのセンサ部２３を接続した電気
蓄積部５５と、この電荷蓄積部５５の上方側又は下方側
に隣接するセンサ部２３を接続している電荷蓄積部５５
までの間には、それぞれ２７個の電荷蓄積部５５が存在
する。第２から第４信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ５４
Ｂ〜５４Ｄにも、上下方向に４個おきの画素２０のセン
サ部２３を接続しており、一つのセンサ部２３を接続し
た電荷蓄積部５５とこのセンサ部２３と上方側又は下方
側に隣接するセンサ部２３を接続した電荷蓄積部５５と
の間には、それぞれ２７個の電荷蓄積部５５が存在す
る。

【００９７】さらに、第１から第４信号蓄積及び読出し
兼用ＣＣＤ５４Ａ〜５４Ｄの上記センサ部２３を接続し
た電荷蓄積部５５から２個上方の電荷蓄積部５５にはＭ
ＯＳ型スイッチからなるスイッチング手段５７を介設し
た信号排出線３１を接続している。

【００９８】撮影時には、第１から第４信号蓄積及び読
出し兼用ＣＣＤ５４Ａ〜５４Ｄの電荷蓄積部５５のう
ち、上記リード線２６を接続した電荷蓄積部５５の図に
おいて上方側に１個目の電荷蓄積部５５（図１５におい
て斜線を付した画素）の電位を他の電荷蓄積部５５より
も高く設定しておき、この斜線を付した電荷蓄積部５５
を通って電気信号が移送されないようにする。そのた
め、撮影時には、図１６に概略的に示すように、各画素
２０のセンサ部２３には、第１から第４信号蓄積及び読
出し兼用ＣＣＤ５４Ａ〜５４Ｄのいずれかの電荷蓄積部
５５が２７個接続された状態となる。また、撮影時に
は、上記信号排出線３１に介設したスイッチング手段５
７を閉成する。

【００９９】撮影時にセンサ部２３に発生した信号は、
図１５において矢印Ｙで示すように上記各センサ部２３
に接続した第１から第４信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ
５４Ａ〜５４Ｄの電荷蓄積部５５を図において下方側へ
向けて並列的に順次移送される。上記のように斜線を付
した電荷蓄積部５５の高電位を上げているため、電気信
号は、この斜線を付した電荷蓄積部５５には移送されず
信号排出線３１から排出される。信号排出線３１は、上
記第１実施形態と同様にアンプ、Ａ／Ｄコンバータ等を
介して輝度監視手段（図示せず）に接続しており、この
輝度監視手段が輝度の変化を検出し、トリガー信号発生
手段がトリガー信号を出力すると、撮影が停止する。

【０１００】この撮影停止時には、第１から第４信号蓄
積及び読出し兼用ＣＣＤ５４Ａ〜５４Ｄには、２７枚分
の画像に対応する各画素のセンサ部２３で発生した電気
信号が蓄積されている。

【０１０１】信号読出し時には、上記信号排出線３１に
介設したスイッチング手段５７を開成すると共に、上記
撮影時に高電位とした斜線を付した電荷蓄積部５５を他
の電荷蓄積部５５と同電位に戻す。この状態では、第１
から第４信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ５４Ａ〜５４Ｄ
は、受光面２１の上方側から下方側まで延在する長尺な
直線状となっている。第１から第４信号蓄積及び読出し
兼用ＣＣＤ５４Ａ〜５４Ｄを作動させると、これらの電
荷蓄積部５５に蓄積された電気信号が図において矢印Ｙ
で示すように、上方側から下方側に向けて順次移送さ
れ、受光面２１の外側に設けた図示しない走査用ＣＣＤ
及び読出し用ＣＣＤからアンプ及びＡ／Ｄコンバータを
介してメインメモリに出力される。

【０１０２】この第４実施形態では、撮影時であっても
信号読出し時であっても、電気信号は上記のように互い
に平行な直線状の第１から第４信号蓄積及び読出し兼用
ＣＣＤ５４Ａ〜５４Ｄを上方側から下方側に向けて並列
的に移送され、かつ、電気信号の移送方向は撮影時と信
号読出し時で同一である。よって、この第４実施形態の
撮影装置も上記第１から第４信号蓄積及び読出し兼用Ｃ
ＣＤ５４Ａ〜５４Ｄを作動させる駆動回路の構造が簡単
である。

【０１０３】また、第１から第４信号蓄積及び読出し兼
用ＣＣＤ５４Ａ〜５４Ｄにより撮影時の電気信号の蓄積
と読出し時の電気信号の移送の両方を行うことができる
ため、受光面２１内に信号読出し用のＣＣＤを上記第１
から第４信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ５４Ａ〜５４Ｄ
と別に設ける必要がない。そのため、センサ部２３の面
積を十分な光量を得られる程度に確保しつつ、各信号蓄
積及び読出し兼用ＣＣＤ５４Ａ〜５４Ｄの電荷蓄積部５
５の数を増加することができる。さらに、画素２０内に
おける電気信号の移送方向が屈曲してないため、電気信
号の残留による画素２０の劣化を防止することができ
る。なお、第４実施形態では、撮影時に各画素２０のセ
ンサ部２３に対して２７個の電荷蓄積部５５が接続され
る構成としているが、この電荷蓄積部５５の数は、３５
〜５０個程度とすることが可能であり、この場合、上記
した動画像を構成するのに必要な連続画像枚数を実現す
ることができる。第４実施形態のその他の構造及び作用
は上記した第１実施形態と同一である。

【０１０４】図１７から図１９は、本発明の第５実施形
態を示している。上記第１実施形態から第４実施形態で
は、各画素２０のセンサ部２３にレンズ系１で収束させ
た光線を入射する構成としているが、この第５実施形態
では入射光を電子流に変換して増強したものを各画素２
０のセンサ部２３に入力する構成としている。

【０１０５】第５実施形態における撮像ユニット２は、
図１７（Ａ）に示すような構造であり、ＭＣＰ型ＩＩ６
０に撮像素子１８を取付けている。

【０１０６】ＭＣＰ型ＩＩ６０は、内部を真空とした管
部材６１の一端側の開口部にファイバーガラスからなる
入射窓部材６２を備え、この入射窓部６２側から順に光
電面６３とマイクロチャンネルプレート（ＭＣＰ）６５
とを設けている。また、上記管部材６１の他端側の開口
部には撮像素子１８のケーシング１８ａを取付けてお
り、撮像素子１８の受光面２１を上記ＭＣＰ６５に対し
て所要間隔離れた位置に対向させている。

【０１０７】レンズ１から撮像ユニット２に入射した光
線Ｌは、上記入射窓部材６２の前面から入射して光電面
６３に当たり、その光量に応じた強さの電子流Ｌ’に変
換され、ＭＣＰ６５に入射する。ＭＣＰ６５は公知の構
造であって、図１７（Ｂ）に示すように多数の孔６５
ａ，６５ａ…を設けており、また、前面６５ｂ側と後面
６５ｃ側との間に電位差を設けている。上記光電面６３
から入射された電子流を構成する光電子は、孔６５ａを
通過し、この際に孔６５ａの壁部と衝突して多数の二次
電子を放出するアバランシュ現象を起こし、これにより
電子数が増大する。また、光電子はＭＣＰ６５に設けた
電界により加速される。このようにして増強された電子
流が撮像素子１８の受光面２１に入射する。

【０１０８】図１８及び図１９に示すように、撮像素子
１８の受光面２１には、正方形の多数の画素２０をマト
リクス状に配置して構成している。また、センサ部２３
と信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ６４Ａ〜６３Ｄを異な
る面上に設けた積層構造とすることにより、センサ部２
３の面積を大きく設定している。すなわち、図１８に示
すように、受光面２１の電子流Ｌ’が入射する側（表
面）には、各画素２０にセンサ部２３を設けている。こ
のセンサ部２３は、金属電極からなり各画素２０とほぼ
同面積の正方形状である。

【０１０９】一方、図１９に示すように、受光面１９の
上記表面と反対側の面（裏面）には、第１から第８信号
蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ６４Ａ〜６４Ｄを設けてい
る。第１から第８信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ６４Ａ
〜６４Ｈは、それぞれ多数の電荷蓄積部５５を備える線
状であって、受光面２１の図において上下方向に画素２
０を跨いで延在するように設けている。すなわち、上下
方向に配置された同じ列を構成する複数の画素２０，２
０…のセンサ部２３の裏面側に左側から順に第１から第
８信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ６４Ａ〜６４Ｈを並設
している。

【０１１０】図１９に示すように、第１から第８信号蓄
積及び読出し兼用ＣＣＤ６４Ａ〜６４Ｈは、同じ列を構
成する画素２０の裏面のほぼ全体を覆っているが、後述
する第１及び第２スイッチング用電荷蓄積部７２Ａ，７
２Ｂを配置するための隙間部６９を設けるために、第２
から第８信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ６４Ｂ〜６４Ｈ
に部分的に蛇行部６８を設けている。この蛇行部６８は
小さな曲率で緩やかに曲がっている。

【０１１１】以下、ｊ＝１の列について第１から第８信
号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ６４Ａ〜６４Ｈの曲げ構造
を説明するが、ｊ＝２以降の列についても同様の構造で
第１から第８信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ６４Ａ〜６
４Ｈに蛇行部６８を設けている。まず、第１から第８信
号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ６４Ａ〜６４Ｈの曲げ構造
は、上下方向に配置された８個の画素２０，２０…を１
単位（単位ｕ）としており、同じ列を構成する画素２０
でこの単位ｕを繰り返す。

【０１１２】図２０に示すように、画素２０の横方向に
等しい幅の９個の区間ｓ１〜ｓ９に分け、各区間ｓ１〜
ｓ９毎に第１から第８信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ６
４Ａ〜６４Ｈを配置する。この９個の区間ｓ１〜ｓ９に
８個の信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ６４Ａ〜６４Ｈを
配置するため、区間ｓ１〜ｓ９が１個余ることになり、
この余った区間ｓ１〜ｓ９を利用して第２から第８信号
蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ信号蓄積及び読出し兼用ＣＣ
Ｄ６４Ｂ〜６４Ｈを部分的に斜めに配置している。

【０１１３】例えば、上記上下方向に配置された８個の
画素２０の単位ｕのうち図１９において最も上方側に位
置する画素２０では、図１９及び図２０に示すように、
第１信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ６４Ａは直線状で第
１の区間ｓ１を通る。また、第３から第８信号蓄積及び
読出し兼用ＣＣＤ６４Ｃ〜６４Ｈも直線状であって、そ
れぞれ第４から第９の区間ｓ４〜ｓ９を通る。一方、第
２信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ６４Ｂには、この画素
２０の上端側及び下端側にそれぞれ蛇行部６８，６８を
設け、この画素２０の上端側では第３区間ｓ３を通り、
下端側では第２区間ｓ２を通るようにしている。

【０１１４】また、上記上下方向に配置された８個の画
素２０の単位ｕのうち図１９において最も上方側から２
番目に位置する画素２０では、第１及び第２信号蓄積及
び読出し兼用ＣＣＤ６４Ａ，６４Ｂ及び第４から第８信
号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ６４Ｅ〜６４Ｈを直線状に
配置する一方、第３信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ６４
Ｃに蛇行部６８，６８を設けて画素２０の上端側では第
４区間ｓ４を通り下端側では第２区間ｓ５を通るように
している。以下、同様に、上記上下方向に配置された８
個の画素２０の単位ｕのうち、図１９において最も上方
側から第３番目から第７番目の画素２０…では、それぞ
れ第４から第８信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ６４Ｄ〜
６４Ｈの順に蛇行部６８，６８を設けて画素２０内に隙
間６９を設ける。さらに、上記上下方向に配置された８
個の画素２０の単位ｕのうち図１９において最も上方側
から第８番目に位置する画素２０では、第２から第８信
号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ６４Ｂ〜６４Ｈにそれぞれ
蛇行部６８，６８を設けて画素２０内に隙間６９を設け
ている。なお、上記第２から第８信号蓄積及び読出し兼
用ＣＣＤ６４Ｂ〜６４Ｈの蛇行部６８の曲がり角度θは
１０°以下であることが好ましい。

【０１１５】上記上下方向に配置された８個の画素２０
の単位ｕのうち上方側から第１番目から第７番目の画素
２０，２０…では、蛇行部６８を設けた信号蓄積及び読
出し兼用ＣＣＤ６４Ｂ〜６４Ｈの両側に隙間６９が形成
される。例えば、上記画素２０の単位ｕのうち最も上方
側の画素２０の場合、蛇行部６８，６８を設けて第２区
間ｓ２から第３区間ｓ３へ延在させた第２信号蓄積及び
読出し兼用ＣＣＤ６４Ｂの図において左右両側に隙間６
９，６９が形成される。上記上下方向に配置された８個
の画素２０の単位ｕのうち上方側から第８番目の画素２
０では、図１９において第２の信号蓄積及び読出し兼用
ＣＣＤ６４Ｂの左側及び第８の信号蓄積及び読出し兼用
ＣＣＤ６４の右側に隙間６９，６９が形成される。

【０１１６】上記１つの単位ｕの画素２０のうち第１番
目の画素２０には図２１で示すように上方側の隙間６９
においてセンサ部２３から画素２０の裏面側へ突出する
導電部７１を設けている。また、この隙間６９には、上
記第１信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ６４Ａの電荷蓄積
５５の一つから横方向に突出する第１スイッチング用電
荷蓄積部７２Ａを設けており、上記導電部７１をこの第
１スイッチング用電荷蓄積部７２Ａに接続している。

【０１１７】また、この単位ｕの画素２０のうち最も上
方側の画素２０の下方側の隙間部６９には、第２信号蓄
積及び読出し兼用ＣＣＤ６４Ｂの電気蓄積部６５の一つ
から横方向に突出する第２スイッチング用電荷蓄積部７
２Ａを設けている。この第２スイッチング用電荷蓄積部
７２Ａには、第１実施形態と同様に信号排出線３１（図
２０にのみ図示する）を接続しており、信号排出線３１
をモニタ線、モニタ用ＣＣＤ、アンプ及びＡ／Ｄコンバ
ータを介して輝度監視手段に接続している。

【０１１８】同様に、上記単位ｕの画素２０の第２から
第８信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ６４Ｂ〜６４Ｈに
は、各画素２０の図において上方側の隙間部６９に第１
スイッチング用電荷蓄積部７２Ａを設けると共に、下方
側の隙間部６９に第２スイッチング用電荷蓄積部７２Ｂ
を設けている。

【０１１９】よって、第１から第８信号蓄積及び読出し
兼用ＣＣＤ６４Ａ〜６４Ｈに着目すると、８個目ごとの
画素２０に第１スイッチング用電荷蓄積部７２Ａを介し
てセンサ部２３と接続されると共に、この第１スイッチ
ング用電荷蓄積部７２Ａを設けた画素２０の図において
一つ上方側の画素２０に第２スイッチング用電荷蓄積部
７２Ｂを設けている。

【０１２０】モニタリング中は、上記第１スイッチング
用電荷蓄積部７２Ａを閉成状態としてセンサ部２３から
第１から第８信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ６４Ａ〜６
４Ｈに電荷が移送されるようにすると共に、第１スイッ
チング用電荷蓄積部７２Ａを接続した電荷蓄積部５５と
第２スイッチング用電荷蓄積部７２Ａを接続した電荷蓄
積部５５との間に存在する１個の電荷蓄積部５５（図２
０において斜線を付した電荷蓄積部５５）の電圧を高く
して電気信号が移送されないようにする。また、第２ス
イッチング用電気蓄積部７２Ｂを閉成して輝度検出手段
に電気信号を出力する。この状態では、各画素２０のセ
ンサ部２３には、第１から第８信号蓄積及び読出し兼用
ＣＣＤ６４Ａ〜６４Ｈのうちのいずか１個の８個部の画
素２０に対応する電荷蓄積部５５が接続されている。第
１から第８信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ６４Ａ〜６４
Ｈは１画素２０について１１個の電荷蓄積部を備えてお
り、撮影時には各画素２０のセンサ部２３には合計８８
個の電荷蓄積部５５が接続されている。このうち、上記
したように図２０において斜線を付した電荷蓄積部５５
は高電位として電気信号が移送されないようにしている
ため、各画素２０のセンサ部２３に発生した８７枚分の
画像に対応する電気信号が第１から第８信号蓄積及び読
出し兼用ＣＣＤ６４Ａ〜６４に蓄積される。なお、モニ
タリング中は、第１から第８信号蓄積及び読出し兼用Ｃ
ＣＤ６４Ａ〜６４Ｈを作動させると共に、この作動と同
期してＭＣＰ型ＩＩ６０のＭＣＰ６５にかける電圧のオ
ン・オフを切り替えてゲーティングを行う。

【０１２１】モニタリング中に、輝度検出手段が輝度の
変化を検出すると撮影が開始される。この撮影時も上記
ゲーティング時と同様に、第１から第８信号蓄積及び読
出し兼用ＣＣＤ６４Ａ〜６４Ｈの作動と同期してＭＣＰ
型ＩＩ６０のＭＣＰ６５のゲーティングを行う。また、
撮影時には、１０^-6秒間隔で上記第１から第８信号蓄積
及び読出し兼用ＣＣＤ６４Ａ〜６４Ｈの駆動及びＭＣＰ
型ＩＩ６０のＭＣＰ６５のゲーティングを行う。

【０１２２】撮影終了後の信号読出し時には、上記第１
スイッチング手７２Ａを開成して各画素２０のセンサ部
２３より第１から第８信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ６
４Ａ〜６４Ｈに電気信号が移送されないようにする。ま
た、ＭＣＰ６５のゲーティングを停止する。さらに、上
記第２スイッチング手段７２Ｂを開成すると共に、上記
撮影時には高電位としていた図２０において斜線を付し
て示した電荷蓄積部５５を他の電荷蓄積部５５を同様の
電位とする。このとき、第１から第８信号蓄積及び読出
し兼用ＣＣＤ６４Ａ〜６４Ｈは、それぞれ受光面２１の
上端側から下端側まで電荷蓄積部５５が直列に接続され
る。

【０１２３】この状態で第１から第８信号蓄積及び読出
し兼用ＣＣＤ６４Ａ〜６４Ｈを作動させ、第１から第８
信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ６４Ａ〜６４Ｈの電荷蓄
積部５５に蓄積された電気信号を図において矢印Ｙで示
すように、上方側から下方側に向けて並列的に順次移送
する。受光面２１の下方には、第１実施形態と同様に走
査用ＣＣＤを設けており、第１から第８信号蓄積及び読
出し兼用ＣＣＤ６４Ａ〜６４Ｈの受光面２１の最も下側
に位置する電荷蓄積部５５から走査用ＣＣＤ、読出し用
ＣＣＤ、アンプ、Ａ／Ｄコンバータを介して電気信号を
メインメモリに移送する。

【０１２４】上記セッティング作業時には、１／３０秒
毎に１０^-6秒間だけ、電子流が受光面２１に入射するよ
うにＭＣＰ６５をゲーティングし、第１実施形態の場合
と同様のときの画像をモニタディスプレーで確認しなが
ら行う。この第５実施形態のように電子流を光に変換す
ることなく照射する構成とした場合、電子が衝突するセ
ンサ部２３の劣化が激しいため、センサ部２３が電子流
にさらされる時間ができるだけ短い方がよい。上記撮影
に要する時間は比較的短時間であるので撮像素子の劣化
にはそれほど影響はない。一方、モニタリング及びセッ
ティング作業は、撮影に要する時間と比較して長時間を
要するが、第５実施形態では、上記のようにモニタリン
グ及びセッティング作業時のゲーティンの時間間隔を長
くしているため、撮像素子１８の寿命を延ばすことがで
きる。なお、この第５実施形態において、上記第１から
第８信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ６４Ａ〜６４Ｈを直
線状としてもよい。

【０１２５】図２２は、本発明の第６実施形態を示して
いる。この第６実施形態は、上記第１実施形態と同様の
構造であるが、画素２０のセンサ部２３の構造が第１実
施形態と異なる。すなわち、この第６実施形態では、各
画素２０のセンサ部２３を撮影用の第１部分２３ａとモ
ニタリング用の第２部分２３ｂとに分割し、第２部分２
３ｂをそれぞれスイッチング手段７５を介設した信号排
出線７６ａに接続している。この信号排出線７６ａは、
第１実施形態と同様に受光面２１を分割した複数の領域
毎にモニタ線に接続しており、このモニタ線をモニタ用
ＣＣＤ、読出しライン、アンプ、Ａ／Ｄコンバータを介
して輝度監視手段に接続している。一方、第１部分２３
ａと接続した信号排出線７６ｂは第１から第６信号蓄積
及び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆのいずれかに接続
している。

【０１２６】この第６実施形態では、上記各センサ部２
３の第２部分２３ａの出力により輝度を監視することが
できるため、モニタリング中は第１から第６信号蓄積及
び読出し兼用ＣＣＤ２４Ａ〜２４Ｆを駆動させる必要が
ない。なお、受光面２１を構成するすべての画素２０の
センサ部２３を上記のような分割構造とする必要はな
く、マトリクス状に配置された全画素のうち所要間隔で
配置された所要数の画素のみを上記のようにセンサ部を
分割する構造としてもよい。また、受光面２１のすべて
の領域の輝度を監視するのではなく、例えば、図２３に
示すように、１６個の領域Ａ１〜Ａ１６のうち、斜線を
付した受光面２１の中央部分の領域（領域Ａ６，Ａ７，
Ａ１０，Ａ１１）に属する画素２０の信号排出線３６ａ
の出力を輝度監視手段に入力して輝度を監視する一方、
周辺領域の（Ａ１〜Ａ５，Ａ８，Ａ９，Ａ１２〜Ａ１
６）の輝度を監視しない構成としてもよい。

【０１２７】本発明は、以上説明した実施形態に限定さ
れるものではなく、種々の変形が可能である。例えば、
上記第１実施形態から第４実施形態において、上記した
ＭＣＰ型ＩＩで増強した光線を撮像素子に入射する構成
としてもよい。また、上記第１実施形態では、６個の走
査用ＣＣＤ３２Ａ〜３２Ｆにより、画素２０の電荷を読
み出す構成としているが、この走査用ＣＣＤは１個であ
っても、電荷の読出しは可能である。さらに、上記第１
実施形態では、第１及び第２スイッチング手段３０Ａ，
３０ＢをＭＯＳ型トランジスタとしているが第５実施形
態と同様にＣＣＤの電荷蓄積部によりスイッチング手段
を構成してもよい。

【０１２８】さらにまた、画素はマトリクス状する必要
はなく、段違い状あるいは市松格子状等であってもよ
い。また、上記第５実施形態において、隙間部６９にセ
ンサ部２３を設ける構成としてもよい。さらに、一般に
ＣＣＤは、残留電荷を排除するためのドレン線を備えて
いるため、このドレン線からの出力を輝度監視手段に入
力することにより輝度を監視してもよい。

【００１２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の撮影装置では、入射光の輝度に応じて電気信号を発生
するセンサ部の近傍に複数個の電荷蓄積部を備える線状
の信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤを複数個並列的に設
け、各画素のセンサ部を複数の信号蓄積及び読出し兼用
ＣＣＤのいずれかに接続しており、撮影時には並列的に
設けた信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤにより各画素のセ
ンサ部に発生した電気信号を一方向に並列的に移送して
各信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤの各電荷蓄積部に上記
電気信号を蓄積するため、１０⁶枚／枚程度の高速撮影
が可能である。

【０１３０】また、上記センサ部に接続される信号蓄積
及び読出し兼用ＣＣＤの電荷蓄積部の総数を所望数に設
定することにより、所望の連続画像枚数を達成すること
ができる。すなわち、撮影時に一つの画素のセンサ部に
接続される信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤの電荷蓄積部
の総数がＡ個である場合には、Ａ枚の連続画像に相当す
る電気信号が各信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ内に蓄積
されるため、Ａを例えば３６に設定すれば動画像を構成
するために必要な連続画像枚数を達成することができ
る。

【０１３１】さらに、信号読出し時には、並列的に設け
た信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤの各電荷蓄積部に蓄積
された電気信号を上記撮影時と同一方向に並列的に移送
して受光面外に読み出すため、受光面内に信号蓄積及び
読出し兼用ＣＣＤとは別に信号読出し用のＣＣＤを設け
る必要がない。

【０１３２】さらにまた、上記のように複数の信号蓄積
及び読出し兼用ＣＣＤを並列的に設けており、かつ、撮
影時と信号読出し時で電気信号の移送方向が同一である
ため、信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤを駆動する回路の
構造が簡単である。

【０１３３】上記受光面の全領域又はその一部に入射す
る入射光の輝度に急激な変化が生じたか否かを監視する
輝度監視手段と、輝度監視手段から検出信号が入力され
ると撮影停止を命令するトリガー信号を撮像素子に出力
するトリガー信号発生手段を設けた場合には、輝度に急
激な変化が生じた瞬間及びこの瞬間の前後の画像を確実
に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る撮影装置を示す
概略回路図である。

【図２】撮像素子を示す概略図である。

【図３】モニタ用ＣＣＤと信号排出線の接続を示す概
略図である。

【図４】図２の部分拡大図である。

【図５】撮影時の受光面を示す部分平面図である。

【図６】信号読出し時の受光面を示す部分平面図であ
る。

【図７】受光面の中央領域を示す図２の部分拡大図で
ある。

【図８】受光面の上方領域を示す図２の部分拡大図で
ある。

【図９】受光面の下方領域を示す図２の部分拡大図で
ある。

【図１０】受光面の下方領域を示す図２の部分拡大図
である。

【図１１】本発明の第２実施形態に係る撮影装置を示
す概略図である。

【図１２】第２実施形態の撮影手段のモードのサイク
ルを示すフローチャートである。

【図１３】第２実施形態の作動を説明するための線図
である。

【図１４】本発明の第３実施形態を示す部分拡大図で
ある。

【図１５】第４実施形態を示す部分拡大図である。

【図１６】第４実施形態の受光面の構造を説明するた
めの概略図である。

【図１７】（Ａ）第５実施形態のＭＣＰ型ＩＩを示す
概略断面図、（Ｂ）はアバランシュ効果を説明するため
の概略図である。

【図１８】第５実施形態に係る撮影装置の受光面の表
面を示す部分的拡大図である。

【図１９】第５実施形態に係る撮影装置の受光面の裏
面を示す部分拡大図である。

【図２０】図１９の部分拡大図である。

【図２１】図１９のXXI−XXI線での部分拡大断面図で
ある。

【図２２】第６実施形態に係る撮影装置の受光面を示
す部分拡大図である。

【図２３】トリガー信号出力のための監視を行う領域
を示す概略図である。

【図２４】従来の撮影装置を示す概略図である。

【図２５】図２４の部分拡大図である。

【図２６】従来の撮影装置の他の例を示す概略図であ
る。

【図２７】撮影装置の撮影速度とその撮影速度を要求
するユーザーの割合の関係を示す線図である。

【符号の説明】

４，１１アンプ５，１２Ａ／Ｄコンバータ６メインメモリ７画像処理手段１３輝度監視手段１４トリガー信号発生手段２０画素２３センサ部２４，６４信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ２５電荷蓄積部３２走査用ＣＣＤ３５読出し用ＣＣＤ３９モニタ用ＣＣＤ６８蛇行部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入射光の輝度に応じて電気信号を発生す
るセンサ部を備える複数の画素により受光面を構成し、
各センサ部に複数個の電荷蓄積部を備え上記複数の画素
を跨いで延在する線状の信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ
を接続すると共に、各画素の幅内に上記線状の信号蓄積
及び読出し兼用ＣＣＤを複数個並列的に配置し、撮影時
には、上記各画素のセンサ部に発生した電気信号を上記
信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤにより一方向に並列的に
移送して、各信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤの各電荷蓄
積部にセンサ部に発生した電気信号を蓄積する一方、信
号読出し時には、上記各信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤ
の各電荷蓄積部に蓄積された電気信号を上記蓄積時と同
一方向に並列的に移送して受光面外に読み出す構成とし
た撮像素子を備える撮影装置。
【請求項２】上記信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤを、
上記センサ部を設けた面と異なる面に形成したことを特
徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項３】上記信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤに部
分的に蛇行部を設けていることを特徴とする請求項１又
は請求項２に記載の撮影装置。
【請求項４】上記受光面の全領域又は一部の領域に入
射する入射光の輝度を監視し、該輝度に急激な変化が生
じたことを検出した場合に検出信号を出力する輝度監視
手段と、該輝度監視手段から検出信号が入力されると、
該検出信号の入力と同時に又は所要時間経過後に撮影停
止又は撮影開始を命令するトリガー信号を撮像素子に出
力するトリガー信号発生手段とを備えることを特徴とす
る請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の撮影装
置。
【請求項５】上記撮像素子の受光面を構成する画素の
うちの少なくとも一部の画素内に、上記センサ部に発生
した電気信号を上記輝度監視手段に出力するための手段
を設けたことを特徴とする請求項４に記載の撮影装置。
【請求項６】上記画素内に設けた電気信号を出力する
ための手段は、センサ部を第１部分と第２部分とに分割
し、第１部分を上記信号蓄積及び読出し兼用ＣＣＤに接
続する一方、第２部分を上記輝度監視手段に接続してな
ることを特徴とする請求項５に記載の撮影装置。