JP2004215210A - スポットズームccdカメラ - Google Patents
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Abstract
【課題】一般的な狭帯域バンドパスフィルターの光学特性を補正し、広角度な入射角特性を持つ光学機器や望遠レンズに応用することで、赤外線LED等、特定波長の発光体の位置検出を広い範囲で検出することを主な目的とする。
【解決手段】広い視野角からの入射角の光を一般的な光学レンズにより補正することで、狭帯域バンドパスフィルターへの光の入射角をほぼ直角方向になるように補正し、ターゲットである赤外線LEDや特定波長の発光体を広い視野角の広い範囲内から検出することを可能にし、広い視野角内の検出位置から狭い視野角の光学機器に切り換えて誘導し、狭い視野角用の光学機器による狭い範囲でターゲットの位置の検出精度を高めることで解決した。
【選択図】 図7
【解決手段】広い視野角からの入射角の光を一般的な光学レンズにより補正することで、狭帯域バンドパスフィルターへの光の入射角をほぼ直角方向になるように補正し、ターゲットである赤外線LEDや特定波長の発光体を広い視野角の広い範囲内から検出することを可能にし、広い視野角内の検出位置から狭い視野角の光学機器に切り換えて誘導し、狭い視野角用の光学機器による狭い範囲でターゲットの位置の検出精度を高めることで解決した。
【選択図】 図7
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
テレビカメラを画像センサーとして使用し、撮影したテレビ画面に写った特定のターゲットのテレビ画面内における位置を解析するために、テレビ画面内の特定したターゲットの発する固有の光の波長を識別し認識するために、ターゲット固有の光の波長のみを選択的にかつ効果的に透過させるために狭帯域バンドパスフィルターを使用した技術である。
【0002】
【従来の技術】
フィルムの感度特性を調整するために、カメラレンズの前面にカットフィルターやワイドバンドフィルターを取り付けてフィルムの感度特性の補正を行うことは広く行われている。この場合のフィルムの感度特性が比較的なめらかな特性を持つため、フィルターは特性のゆるやかなものでよく、光の波長のずれも特に問題にならなかった。
【0003】
また、テレビカメラに使用されている光の波長の帯域を補正するフィルターは、光の波長の短い波長を遮断する赤外線透過型フィルターが広く用いられており、CCD素子で電気信号に変換した後で電子回路やプログラムソフト等で電子的な各種の補正をするものもあった。
【0004】
図1は赤外線光の補正フィルターを使用した例の説明図であり、図2も同様である。図1は、CCDカメラ用光学系レンズの前面に赤外線透過フィルター1を取り付けたもので、レンズユニット2の光学系機器の外部に被せる場合が多く、レンズユニット2からの赤外線透過光は、CCD素子2表面で実像を得るように組み合わせ、回路基板4で電気信号に変換される。
【0005】
図2は、赤外線透過フィルター6をレンズユニット7の対物レンズ10に蒸着させたものであり、広い範囲の波長のワイドバンドカットフィルターや可視光線を遮断する赤外線透過フィルター用に用いられ、広い範囲の波長光を対象にしたものである。この場合も、光はレンズユニット7を通り、CCD素子8で実像を得て、回路基板9で電気信号に変える。
【0006】
図1及び図2に示すように、赤外線透過フィルターを使用する場合やその他の光学補正フィルターを使用する場合には、光の補正フィルターへの入射角の補正は行われることは無く、基本的に補正の必要のない使用方法が主であった。
【0007】
また、本発明で使用する狭帯域バンドパスフィルターの主な使用目的は、主に光学機器の実験や天体の観測、記録に使用され、狭帯域バンドパスフィルターへの光の入射角はほぼ直角(90度)での使用であり、狭帯域バンドパスフィルターへの広角からの光の入射角を使用した光学機器は無く、必要も多くは無かった。
【0008】
狭帯域バンドパスフィルターはガラス面に多数の誘電体を繰り返し蒸着して製造され、各膜の厚さは数百nm(ナノメーター)オーダーの積層となり、必要な狭帯域特性を得るためにガラス蒸着フィルターを数枚重ねる構造をとることで特定波長の透過光を得るものである。図3は狭帯域バンドパスフィルターの特性の説明図であり、図4は一例として赤外線狭帯域バンドパスフィルターの透過特性を示したグラフである。
【0009】
図5は、この赤外線狭帯域バンドパスフィルターの入射角特性を示した一例である。以上の例で解るように、一般的に透過帯域特性が狭くなるほど入射角の範囲が狭くなる特性がある。
【0010】
狭帯域バンドパスフィルターは、狭帯域バンドパスフィルターに光が入射すると、蒸着で作られた多層膜の間で光の反射や透過があり、特定の波長の光のみが透過し他の波長の光は干渉しあって消滅するように製作されており、入射する光は狭帯域バンドパスフィルターにほぼ直角に入射すると想定して製作されている。従って、入射する光が直角と異なる角度で入射する場合は、直角からずれるほど透過する特定の波長の光は減り、干渉して消滅する光の割合は多くなる。
【0011】
このことは、図6に説明するように狭帯域バンドパスフィルター16に合った波長の光でも、入射角が直角に対して30度または60度の傾きがある場合には、ほぼ完全に遮光される入射光となる。18は入射角90度の光であり、17は120度の入射角の光、19は入射角60度の光を示し、同一波長の光である。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の発明者が出願済みの特願2000−252714の追尾システムは、ターゲットとなる特定波長の光を広い範囲から精度の高い検出をする必要があるために、広い視野角のテレビ画面と狭いバンドパス特性のフィルターが必要であり、さらに望遠レンズを使用した狭い視野角のテレビ画面も追尾精度を得るために必要とし、これらの相反する事柄の解決が必要であった。
【0013】
また、本発明の発明者がすでに出願済みの特開2001−33212に記載されたテレビカメラの走査線から直接赤外線LEDによる特定の光のターゲットを検出しテレビ画面内のターゲットの位置を検出するためには、ターゲットになる特定波長の光のみを狭帯域で透過させる必要があった。
【0014】
さらに、本発明の発明者が出願した特願2000−252714での使用目的のためには、CCDカメラがターゲットをとらえる範囲は広いほうが望ましいために、広い視野角のレンズユニットを使用し広い範囲を検出範囲とすることであるが、特定波長の光のみを透過させる狭帯域バンドパスフィルターは、図5および図6の項で説明した光学的な特性上から、実際のレンズの視野角よりも検出範囲が狭くなる問題点があった。
【0015】
【課題を解決するための手段】
広い視野角からの入射角の光をレンズにより補正して、狭帯域バンドパスフィルターへの光の入射角をほぼ直角から25度以内になるように補正することで、赤外線LEDを広い視野角で広い範囲内での検出を可能にし、広い視野角内の検出位置から狭い視野角の光学機器に切替えて誘導し、狭い視野角用の光学機器による狭い範囲でターゲットの位置の検出精度を高めることで解決した。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明は、狭帯域バンドパスフィルターを使用した光学機器において、広い視野角のレンズユニットを使用し狭い入射角の狭帯域バンドパスフィルターを使用するための発明であり、狭帯域バンドパスフィルターをレンズユニット内に組み込み、対物レンズユニットに入射する光が、レンズユニットに組み込まれた狭帯域バンドパスフィルターを透過する所では、狭帯域バンドパスフィルターに対してほぼ直角から25度以内になるように光学レンズまたは反射鏡を使って補正した光学機器である。
【0017】
【実施例】
図7は、狭帯域バンドパスフィルターをレンズユニット内に組み込んだ光学機器の実施例の説明図である。20は狭帯域バンドパスフィルターであり、21は対物レンズユニット、22は接眼レンズユニット、23はCCD素子、24は回路基板、25は入射する光を示す。
【0018】
対物レンズユニット21に対してそれぞれの入射角をもって入射する光25は、対物レンズユニット21において狭帯域バンドパスフィルター20に対してほぼ直角から25度以内に入射するようにレンズの組み合わせでほぼ平行線光線とする。狭帯域バンドパスフィルター20は、狭い入射角の透過特性を持っているが、ほぼ直角から25度以内に入射する光に対しては特性通りの透過特性で特定の波長のみを透過することが出来る。透過した特定波長の光は、接眼レンズユニット22によりCCD素子23上で実像を得るようにレンズの組み合わせで調整してあり、回路基板24において透過した特定波長の光を電気信号に変えるものである。
【0019】
図19は狭帯域バンドパスフィルターをレンズユニット後部に組み込み、より広い範囲を撮影可能な光学機器の実施例の説明図である。128は狭帯域バンドパスフィルターであり、129は魚眼レンズユニット、130はCCD素子、131は回路基板、134は接眼レンズである。
【0020】
より広い範囲を撮影可能な魚眼レンズ129に対してそれぞれの入射角をもつて入射する光132は、接眼レンズ134側においてCCD素子130集光し、集光した光はCCD素子130に対して垂直よりほぼ25度以内の画角で集光するように魚眼レンズ129ユニットで調整されており、魚眼レンズの接眼レンズ側とCCD素子の間に狭帯域バンドパスフィルターを取り付けことにより、光132の入射する光に対しては特性通りの透過特性で特定の波長のみの光を透過させCCD素子で透過させた特定の光のみを電気信号に変えることが出来、魚眼レンズの特性を生かしてターゲットを効率よく検出することを可能とした。
【0021】
図8は、狭帯域バンドパスフィルターをズームレンズユニットに組み込んだ光学機器の実施例の説明図である。26は狭帯域バンドパスフィルターであり、27は対物レンズユニット、28は接眼レンズユニット、29はCCD素子、30は回路基板、31はズームレンズユニット、32はズーム用レンズユニット駆動機構、33はズームレンズユニット駆動ギヤ、34は入射する光を示す。
【0022】
狭帯域バンドパスフィルター26を組み込んだズームレンズユニット31の視野角を調整するために、対物レンズユニット27に入射した光34の角度を変えるようにズーム用レンズユニット駆動機構32の操作でズームレンズユニット駆動ギヤを動かしズームレンズユニット31を調整しても、対物レンズユニット27に入射する光34の狭帯域バンドパスフィルター26に入射する角度が常にほぼ直角から25度以内になるように対物レンズユニット27とズームレンズユニット31は組み合わされている。
【0023】
狭帯域バンドパスフィルター26を透過した特定の波長の光はズームレンズユニット31と接眼レンズ28によってCCD素子29上で実像を得るものである。
【0024】
この場合において、狭帯域バンドパスフィルター26に入射する光34の角度をほぼ直角から25度以内に保つことで、狭帯域バンドパスフィルター26を透過する光の透過特性の変化は無いために、CCD素子29から得られる回路基板30の電気特性に変化は無いものである。
【0025】
従って、本発明の狭帯域バンドパスフィルター26を組み込んだズームレンズユニット31はズーム操作による特定波長の透過光の特性を一定に保つことが出来るものである。
【0026】
図9は、ズームレンズユニットに赤外線狭帯域バンドパスフィルターを使用した、CCDカメラの映像を映したテレビ画面の説明図である。Aは本発明のズームレンズユニットのズームレンズを広角側にした場合の赤外線LED35を検出した画面図であり、Bは絞り込んだ場合の赤外線LED36を検出した画面図であり、Cはズームレンズを遠方側にした場合の赤外線LED37を検出した画面図であり、Dは近接側にした場合の赤外線LED38を検出した画面図である。検出した赤外線LED35、36、37、38は被写体がつけた同じ赤外線LEDである。画像は赤外線画像であり、赤外線LEDの発光以外写っていないが実際の位置関係を表すため、被写体及び背景を点線で表記している。
【0027】
上記のいずれの場合においても赤外線狭帯域バンドパスフィルターに入射する光の角度をほぼ直角から25度以内にすることで、従来は赤外線狭帯域バンドパスフィルターの特性により検出できなかった角度の位置にある赤外線LEDの特定波長の光を検出することが出来るものである。
【0028】
次に、狭帯域バンドパスフィルターを内蔵した広角レンズユニットと同じく狭帯域バンドパスフィルターを内蔵した望遠レンズユニットを組み合わせて、広い視野角で広い範囲を映し出せる広角レンズユニット付CCDカメラからの駆動誘導によって、狭い視野角の狭い範囲を映し出せる望遠レンズユニット付CCDテレビカメラによる、精度の高いテレビ画面の位置検出について説明する
【0029】
図10は、広角レンズユニットと望遠レンズユニットに同一帯域の赤外線狭帯域バンドパスフィルターを内蔵した装置の説明図である。Eは広角レンズユニットであり、39は赤外線帯域の狭帯域バンドパスフィルター、40は対物レンズユニット、41は接眼レンズユニット、42はCCD素子、43は回路基板、44は広角レンズユニットに入射する光を示し、Fは望遠レンズユニット、45は39と同一の赤外線帯域の狭帯域バンドパスフィルター、46は対物レンズユニット、47は接眼レンズユニット、48はCCD素子、49は回路基板、50は広角レンズユニットに入射する光を示し、広角レンズユニットに入射する光44と同一方向の光であり、121は広角レンズユニットEと望遠レンズユニットFを駆動する駆動機構である。
【0030】
広角レンズユニットEの対物レンズユニット40に入射する光44は、対物レンズユニット40で狭帯域バンドパスフィルター39に対してほぼ直角から25度以内に入射するように調整され、狭帯域バンドパスフィルター39は、ほぼ直角から25度以内に入射した光44を狭帯域バンドパスフィルターの特性通りに特定波長の赤外線LEDの光のみを透過させ、接眼レンズユニット41は透過した特定波長の赤外線LEDの光をCCD素子42上に結像し、回路基板43により電気信号に変換している。
【0031】
望遠レンズユニットFも同様に、対物レンズユニット46に入射する光50を対物レンズユニット46により狭帯域バンドパスフィルター45に対しほぼ直角から25度以内に入射するように調整し、狭帯域バンドパスフィルター45は同様に、特定波長の赤外線LEDの光のみを透過させ、接眼レンズユニット47は透過した特定波長の赤外線LEDの光をCCD素子48上に結像し、回路基板49により電気信号に変換している。
【0032】
図11は、図10に説明した広角レンズユニットEと望遠レンズユニットFが撮影した、特定波長の赤外線LEDを検出した映像をモニターテレビ画面に映し出した説明図であり、Gは広角レンズユニットEが撮影した映像を表し、51は検出した赤外線LEDの光である。Hは望遠レンズユニットFが撮影した映像を表し、52は検出した赤外線LEDの光であり51と同一の赤外線LEDである。画像は赤外線画像であるため、点線で示した人物及び背景は本来画面には見えていないが、画面内の位置関係を表すために表記している。
【0033】
本発明の目的である、特定のターゲットの位置検出を行うために、狭帯域バンドパスフィルター内蔵光学機器による広角レンズユニットEが撮影した広い視野角でのターゲット検出を可能とし、広角レンズユニットEが撮影した映像G内の赤外線LED51の位置を検出し駆動機構135で導き、続いて望遠レンズユニットFが撮影した画像H内の赤外線LED52の位置を検出し駆動機構135で導くことで、狭い視野角の画像である画像H内に検出した赤外線LED52の位置のより精度の高い位置解析と駆動を行うことが可能となるものである。
【0034】
次に、本発明の狭帯域バンドパスフィルターを内蔵した光学機器による、広角レンズユニットと望遠レンズユニットによる映像を利用したCCDカメラセンサーを本発明の発明者が出願した、特願2001−33212の追尾システムに応用した実施例を説明する。
【0035】
図12は赤外線LED用の狭帯域バンドパスフィルターを内蔵した広角レンズと望遠レンズを使用した、CCDカメラセンサー追尾システムを説明したシステム図である。(以降、文中及び図中の狭帯域バンドパスフィルターは、赤外線フィルターと記す。)53は赤外線フィルター内蔵広角レンズ付CCDカメラセンサーであり、54は赤外線フィルター内蔵望遠レンズ付CCDカメラセンサー、55は駆動機構、56はテレビカメラ、57はY軸駆動モーター、58はX軸駆動モーター、59は支点、60は広角レンズ撮影範囲、61は望遠レンズ撮影範囲、62はターゲットの赤外線LED、126はカラーテレビモニター、64はフィルター内蔵広角レンズ付CCDカメラセンサー位置解析回路、65は駆動機構データ算出回路、66は望遠レンズCCDカメラセンサー優先切替え回路、67は駆動機構データ算出回路、68はフィルター内蔵望遠レンズ付CCDカメラ位置解析回路、69はX軸Y軸モーター駆動ドライバー、115は広角レンズ撮影範囲60及び望遠レンズ撮影範囲61内にあるターゲットの赤外線LEDの設定位置、116はカラーテレビモニター画面内のターゲットである赤外線LED62の設定位置である。
【0036】
赤外線フィルター内蔵広角レンズ付CCDカメラセンサー53及び赤外線フィルター内蔵望遠レンズ付CCDカメラセンサー54は、赤外線LED62の波長にあわせた赤外線フィルターを内蔵している。
【0037】
赤外線フィルター内蔵広角レンズ付CCDカメラセンサー53と赤外線フィルター内蔵望遠レンズ付CCDカメラセンサー54及びテレビカメラ56は、同一の駆動機構55に取り付けられており、駆動機構55は支点59でX軸モーターと58Y軸モーター57とほぼ直角交差し、駆動機構55はX軸モーター58とY軸モーター57によって、ほぼ垂直方向から駆動される。設定位置116は、駆動機構データ算出回路65および駆動機構データ算出回路67に設定される。
【0038】
赤外線フィルター内蔵広角レンズ付CCDカメラセンサー53が、広角レンズ撮影範囲62に赤外線LED125を検出した場合において、赤外線フィルター内蔵望遠レンズ付CCDカメラセンサー54は望遠レンズ撮影範囲内61に赤外線LED62を検出できない場合に、赤外線フィルター内蔵広角レンズ付CCDカメラセンサー位置解析回路64は広角レンズ撮影範囲60内の赤外線LED62の位置を解析する。
【0039】
駆動機構データ算出回路65は、設定された設定位置116と赤外線フィルター内蔵広角レンズ付CCDカメラセンサー位置解析回路64が解析した赤外線LED125の位置とを比較して、設定位置116と赤外線LED62の解析位置が重なるように駆動機構データ算出回路65が駆動データを算出する。
【0040】
この駆動データは、赤外線フィルター内蔵望遠レンズ付CCDカメラセンサー54がターゲットの赤外線LED62の位置を検出していない場合は、望遠レンズ優先切替え回路60を通ってX軸Y軸駆動ドライバー69によってX軸モーター58とY軸モーター57を動かして駆動機構55が広角レンズ付CCDカメラセンサー53と赤外線フィルター内蔵望遠レンズ付CCDカメラセンサー54のアングルを上方に変える。
【0041】
つまり、ターゲットである赤外線LED62を広角レンズ撮影範囲60および望遠レンズ撮影範囲61内の設定位置115が移動することにより、赤外線LED62に重なる様にカメラアングルを駆動機構55が変えることにより、赤外線LED62が望遠レンズ撮影範囲61に撮影範囲が移動して赤外線LED62を望遠レンズ撮影範囲61内に映し出すことが出来る。
【0042】
赤外線LED62を望遠レンズ撮影範囲61内に映し出すことが出来、赤外線フィルター内蔵望遠レンズ付CCDカメラ位置解析回路68が赤外線LED62の位置を解析できた場合に、駆動機構データ算出回路67は赤外線フィルター内蔵望遠レンズ付CCDカメラ位置解析回路68が解析した赤外線LED62の位置を設定された設定位置116と比較し、赤外線フィルター内蔵望遠レンズ付CCDカメラ位置解析回路68が解析した赤外線LED62の位置と設定された設定位置116が重なる様に駆動データを算出する。
【0043】
このとき、望遠レンズ優先切替え回路65は、優先して駆動機構データ算出回路67の駆動データをX軸Y軸駆動ドライバー69に送り、X軸Y軸駆動ドライバー69は、X軸モーター58とY軸モーター57を動かして駆動機構55を駆動し望遠レンズ撮影範囲61内の設定位置116が移動して、赤外線LED62に重なる様に導くことにより、カラーテレビカメラ56により映し出されるカラーテレビモニター画面56内の設定位置116を広角レンズ撮影範囲60及び望遠レンズ撮影範囲61内の設定位置115に合わせておくことで、カラーテレビモニター画面126内の設定位置116に赤外線LED62を映し出すことが出来るものである。
【0044】
このように、広角レンズ撮影範囲60の広い画面でターゲットである赤外線LED62を検出し、望遠レンズ撮影範囲61の狭い画面内に赤外線LED62を検出できるように誘導し、望遠レンズ撮影範囲61の狭い画面内でターゲットである赤外線LED62を検出し位置解析を行うことにより、広い画面範囲内でターゲットである赤外線LEDを検出して誘導し、狭い望遠画面による精度の高い位置解析を行い誘導することを可能としたものである。
【0045】
広い撮影範囲でターゲットを検出し、狭い撮影範囲に誘導することによる精度の高い位置解析を行うことで、設定位置116への駆動データも精度の高い値を算出することが出来、カラーテレビモニター画面126内の設定位置116への赤外線LED62の移動も非常に精度の高いものとなり、移動速度も速く、人間が操作する速度より速く正確な追尾が可能である。
【0046】
本発明の発明者が出願した特願2000−252714に記載した追尾システムのターゲット位置解析にテレビ画面の走査線を利用している為に、出来るだけ狭い画面でのターゲットの位置解析による精度の高い位置解析が望ましいが、システム動作時や広い空間でのターゲットの位置解析および動作中にターゲットを見失った場合は、広い画面でのターゲットの位置解析が有効である事から狭帯域バンドパスフィルター内蔵広角レンズ付CCDカメラセンサーと狭帯域バンドパスフィルター内蔵望遠レンズ付CCDカメラセンサーの共用によるターゲット位置解析が必要であり、特に広い空間で使用する場合の有効な手段である。
【0047】
次に、本発明の赤外線フィルターを内蔵した電動ズームレンズを用いたCCDカメラセンサー追尾システムについて説明する。 図13は赤外線LED用の赤外線フィルター内蔵電動ズームレンズ付CCDカメラセンサーを本発明の発明者が出願した特願2000−252714に記載した追尾システムに応用したシステムの実施図であり、図14は図13の赤外線フィルター内蔵電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー70が撮影したズーム画面の説明図である。
【0048】
70は赤外線フィルター内蔵電動ズームレンズ付CCDカメラセンサーであり、71はカラーテレビカメラ、72は赤外線フィルター内蔵電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー70とカラーテレビカメラ71を同一面に取り付けて同一に駆動される駆動機構、73はY軸駆動モーター、74はX軸駆動モーター、75は駆動機構72を支える支点、76は電動ズームレンズ駆動モーター、77は電動ズームレンズ駆動ギヤ、78はターゲットである赤外線LEDであり図14の88赤外線LEDと同じである。79はカラーテレビモニターあり、80は赤外線フィルター内臓電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー位置解析回路、81は駆動機構データ算出回路、82はX軸Y軸モーター駆動ドライバー、83は電動ズームレンズ駆動データ算出回路、84は電動ズームレンズ駆動ドライバー、117は設定位置である。
【0049】
赤外線フィルター内臓電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー70に内蔵された赤外線フィルターは、赤外線LED78の波長に合わせてあり、ターゲットである赤外線LEDを撮影し赤外線フィルター内蔵電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー位置解析回路80により赤外線LED78の位置を解析する。
【0050】
解析されたデータにより、カラーテレビカメラ71の映像であるカラーテレビモニター79の画面内の設定位置117に赤外線LED78を重ね合わせるように、カラーテレビカメラ71の位置を適正な位置へ駆動機構72を駆動し、撮影アングルを変えるものである。
【0051】
また、設定位置117は、カラーテテレビモニター79画面内に任意に設定した位置であり、駆動機構データ算出回路81に事前に記憶し設定した設定位置である。
【0052】
赤外線フィルター内蔵電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー70の電動ズームレンズを広角側にし、図13内の赤外線LED78を図14に示す広角側画面85内の赤外線LED88の位置に映し出した場合、電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー位置解析回路80が赤外線LED78の位置を解析する。駆動機構データ算出回路81は設定した設定位置117と赤外線LED88の位置が異なる場合には、駆動機構72を駆動して赤外線フィルター内蔵電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー位置解析回路80が解析した赤外線LED88の位置と設定位置117位置が重なるように駆動データを算出する。
【0053】
この駆動データにより、X軸Y軸モーター駆動ドライバー82はX軸モーター74とY軸モーター73を駆動し、電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー70が撮影した画面内の赤外線LED88の解析位置と設定位置117とが重なるように駆動する。
【0054】
同時に、赤外線フィルター内蔵電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー位置解析回路80が赤外線LED78の位置検出が出来ている場合に、電動ズームレンズ駆動データ算出回路83のデータが図14に示す電動ズームレンズ設定範囲をあらかじめ設定しておいた電動ズームレンズ設定値118と比較して、電動ズームレンズ駆動算出回路83の設定範囲より内側にある場合には電動ズームレンズ駆動算出回路83は電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー70に内蔵した電動ズームレンズを望遠側に駆動する駆動するデータを算出し、電動ズームレンズ駆動ドライバー84により電動ズームレンズ駆動モーター76を駆動し、電動ズームレンズ駆動ギヤ77を駆動して電動ズームレンズを望遠側に駆動する。
【0055】
従って、赤外線フィルター内蔵電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー70の撮影したテレビ画面は、図14に示す広角画面85から電動ズーム画面86となり、赤外線LED88は設定位置117方向に移動し、赤外線フィルター内蔵電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー70の撮影するテレビ画面は同様に、望遠画面87へと移動し赤外線LED88はズームアップし大きく映し出される。
【0056】
撮影画面がズームアップし大きくなることにより、図12の項で説明した通り望遠画面87の画像から赤外線フィルター内蔵電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー位置解析回路80が解析する赤外線LED88の位置解析精度は高いものになる。
【0057】
従って、ターゲットである赤外線LED78の位置と動きを広角側画面で捕らえ、望遠側画面に誘導することで正確に追尾出来る物である。
【0058】
本発明の赤外線フィルター内蔵電動ズームレンズ付CCDカメラセンサーの使用により、広い範囲から赤外線LEDの位置を解析し、狭い範囲での赤外線LEDの正確な位置解析を誘導することを可能とするものである。
【0059】
また、逆に赤外線フィルター内蔵電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー70がターゲットの赤外線LEDを見失った場合には、赤外線フィルター内蔵電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー位置解析回路80は赤外線フィルター内蔵電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー70の電動ズームレンズを広角側に駆動するデータを出力し、図14に示す赤外線LED78を図14に示す電動ズーム画面86または広角画面85内に入るように誘導する。
【0060】
駆動機構データ算出回路81は設定位置117が電動ズーム画面86または広角画面85内の赤外線LED88へ誘導するためのデータを算出し、X軸Y軸駆動ドライバー82によりX軸モーター74及びY軸モーター73を駆動して駆動機構72を駆動し、電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー70を連続して傾けて赤外線LED78を追尾して、カラーテレビカメラ71の撮影画面であるカラーテレビモニター79の画面内に赤外線LED78を設定位置117に映し出すことが出来るものである。
【0061】
次に本発明の赤外線フィルター内蔵の光学機器を使用したデジタルズームCCDカメラセンサー追尾システムの実施例を図15で説明する。デジタルズームCCDカメラセンサーは、機械的な稼動部分が無い分ズーム操作が高速に行えるメリットがある。
【0062】
図15は赤外線フィルター内蔵広角レンズ付デジタルズームCCDカメラセンサーによる追尾システムの実施図であり、図16は同様に赤外線フィルター内蔵広角レンズ付デジタルズームCCDカメラセンサーの撮影画面の説明図である。89は赤外線フィルター内蔵広角レンズ付のデジタルズームCCDカメラセンサーであり、90はカラーCCDカメラ、91は赤外線フィルター内蔵デジタルズームCCDカメラセンサー89とカラーCCDカメラ90を同一面に取り付けた駆動機構、92はY軸駆動モーター、93はX軸駆動モーター、94は駆動機構の支点であり、95は被写体に付けたターゲットである赤外線LEDであり、図16の104赤外線LEDと同じである。96はカラーテレビモニターであり、97は赤外線フィルター内蔵デジタルズームCCDカメラセンサー位置解析回路、98は駆動データ算出回路、99はX軸Y軸モーター駆動ドライバー、100はデジタルズーム設定範囲回路、127はカラーテレビモニター96画面内に設定した赤外線LED127を映し出す設定位置である。
【0063】
Y軸駆動モーター92とX軸駆動モーター93は、支点94を中心にほぼ直交する様に取り付けており、駆動機構91を垂直方向から駆動する。また、赤外線フィルター内蔵デジタルズームCCDカメラセンサー89に内蔵した赤外線フィルターは、赤外線LED95の波長に合わせてあり、設定位置127は、カラーテテレビモニター96画面内に任意に設定した位置であり、駆動機構データ算出回路98に事前に記憶し設定した設定位置である。
【0064】
赤外線フィルター内蔵デジタルズームCCDカメラセンサー89が図16に示す広角画面101内に、赤外線LED104を検出した場合、デジタルズームCCDカメラセンサー位置解析回路97は、図16に示す広角画面101内の赤外線LED104の位置を解析する。
【0065】
このとき、駆動機構データ算出回路98は、前記の赤外線LED104を解析した位置と設定位置127を比較して赤外線LED104を解析した位置と設定位置127が重なるように駆動機構91のX軸モーター93及びY軸モーター92を駆動する駆動データを算出し、X軸Y軸駆動ドライバー回路によって駆動機構91を駆動する。
【0066】
また、デジタルズーム設定範囲回路100は、デジタルズーム設定範囲回路100内に設定した図16に示すデジタルズーム設定範囲120と、デジタルズームCCDカメラセンサー位置解析回路97の解析した赤外線LED104の解析位置とを比較し、デジタルズーム設定範囲120内に赤外線LED104がある場合は、赤外線フィルター内蔵デジタルズームCCDカメラセンサー89のデジタルズームを望遠側にする。
【0067】
従って、デジタルズームCCDカメラセンサー89の撮影した画面は、図16に示すデジタルズーム画面102となり、駆動機構91はデジタルズームCCDカメラセンサー89の向きを赤外線LED104へと駆動することにより望遠デジタルズーム画面103になる。
【0068】
この説明のように、赤外線フィルター内蔵デジタルズームCCDカメラセンサー89の画面は望遠側画面103を映し出すことになり、駆動機構91に取り付けたカラーCCDカメラ90がカラーテレビモニター96に映し出す画面内の設定位置127に赤外線LED95を重ね合わせて映し出すことが出来、図12の項で説明した事と同様に、広い範囲から赤外線LEDを検出し、狭い範囲へと誘導することで赤外線LEDの精度の高い位置検出を行うことが可能となり、正確な追尾が出来るものである。
【0069】
また、デジタルズームCCDカメラセンサー89が赤外線LED95を見失った場合においては、デジタルズーム設定範囲回路100による速いデジタルズーム操作により画面を広角側にしてターゲットの赤外線LED95の検出が可能であり、駆動機構91の駆動も素早い対応が可能となる。
【0070】
次に本発明の赤外線フィルターを内蔵した光学機器を使用したデジタルスポットズーム機能を持つCCDカメラセンサーを利用した追尾システムを説明する。図17は赤外線フィルター内蔵広角レンズ付デジタルスポットズームCCDカメラセンサー追尾システムの実施例であり、図18は赤外線フィルター内蔵広角レンズ付デジタルスポットズームCCDカメラセンサーの撮影画面の説明図である。105は赤外線フィルター内蔵広角レンズ付のデジタルスポットズームCCDカメラセンサーであり、106は広角レンズレンズ付デジタルスポットズームカラーCCDカメラ、107は被写体がつけたターゲットである赤外線LED、108は広角レンズレンズ付のデジタルスポットズームカラーCCDカメラ106の画像を映したカラーテレビモニター、109は赤外線フィルター内蔵デジタルスポットズームCCDカメラセンサー位置解析回路、110はスポット位置操作回路、111はデジタルスポットズーム設定回路、124はスポット設定位置である。
【0071】
赤外線フィルター内蔵デジタルスポットズームCCDカメラセンサー105は図18に示す様に狭帯域バンドパスフィルター内臓広角デジタルスポットズームCCDカメラセンサー105の撮影した画面内の任意のスポット位置にスポットズームが出来るCCDカメラセンサーであり、デジタルスポットズームカラーCCDカメラ106も同様の機能を持つカラーCCDカメラである。
【0072】
赤外線フィルター内蔵デジタルスポットズームCCDカメラセンサー105と広角レンズ付きデジタルスポットズームカラーCCDカメラ106は、CCD素子上の任意のポイントをスポットし、このポイントを中心に任意倍率でズームアップすることが可能なCCD素子を取り付けたCCDカメラであり、赤外線フィルター内臓広角レンズ付きデジタルスポットズームCCDカメラセンサー位置解析回路109の出力する解析位置を中心にデジタルスポットズーム設定回路が指示するスポットにズームインおよびアウトすることが出来る機能を持つCCD素子である。
【0073】
赤外線フィルター内蔵デジタルスポットズームCCDカメラセンサー105の赤外線フィルターは、赤外線LED107の波長に合わせてあり、赤外線フィルター内蔵デジタルスポットズームCCDカメラセンサー105とデジタルスポットズームカラーCCDカメラ106は同一の画角で同一の画面を撮影している。また、スポット設定位置124はカラーテレビモニター108の画面内に任意に設定した設定位置であり、スポット位置操作回路110に事前に設定し記憶している。
【0074】
赤外線フィルター内蔵デジタルスポットズームCCDカメラセンサー105及びデジタルスポットズームカラーCCDカメラ106の標準画面は、図18に示す広角画面112であり、赤外線LED107の位置を広角画面112内の赤外線LED123の位置に検出した場合に、赤外線フィルター内蔵デジタルスポットズームCCDカメラセンサー位置解析回路109は図18に示す広角画面112内の赤外線LED123の位置を解析し、デジタルスポットズーム設定回路111は赤外線LED123の解析位置に向かってデジタルスポットズーム動作を行う信号を赤外線フィルター内蔵デジタルスポットズームCCDカメラセンサー105およびデジタルスポットズームカラーCCDカメラ106に送る。
【0075】
このとき、赤外線フィルター内蔵デジタルスポットズームCCDカメラセンサー105およびデジタルスポットズームカラーCCDカメラ106は、デジタルスポットズームCCDカメラセンサー位置解析回路109が解析した赤外線LED123の解析位置とスポット設定位置124が重なるようにスポットズームを行い、広角画面112からズーム画面113、望遠側画面114を映し出す。
【0076】
このことは、広角側CCD画面112内の赤外線LED123の解析位置をスポット位置として設定することで可能であり、従って、デジタルスポットズーム設定回路111からの同一信号で操作されるデジタルスポットズームCCDカメラセンサー105の映像もデジタルスポットズームカラーCCDカメラ106と同じ映像を映し出すことが出来るものである。
【0077】
赤外線LED107のターゲットに対してデジタルスポットズームのデジタル画面の切替えは、赤外線フィルター内蔵デジタルスポットズームCCDカメラセンサー105の映像内に映し出された赤外線LED107の検出に従うものであり、赤外線フィルター内蔵デジタルスポットズームCCDカメラセンサー105内に赤外線LED107が検出さえすればデジタルスポットズームカラーCCDカメラ106は赤外線LED107を追尾した画面を映し出すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】レンズユニットに取り付けたフィルターの説明図である。
【図2】フィルターをレンズにコーティングしたレンズユニットの説明図である。
【図3】狭帯域バンドパスフィルターの特性図である。
【図4】狭帯域バンドパスフィルターの波長対透過特性図である。
【図5】狭帯域バンドパスフィルターの入射角特性図である。
【図6】狭帯域バンドパスフィルターへの透過光線の入射角の説明図である。
【図7】レンズユニット内に組み込んだ狭帯域バンドパスフィルターの説明図である。
【図8】ズームレンズユニット内に組み込んだ狭帯域バンドパスフィルターの説明図である
【図9】狭帯域バンドパスフィルターを使用したCCDカメラ画像の説明図である。
【図10】広角レンズユニットと望遠レンズユニットの説明図である。
【図11】広角レンズユニットと望遠レンズユニットで写した画像の説明図である
【図12】CCDカメラセンサー追尾システムの説明図である。
【図13】電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー追尾システムの説明図である。
【図14】電動ズームレンズ付CCDカメラセンサーの画像の説明図である。
【図15】デジタルズームCCDカメラセンサー追尾システムの説明図である
【図16】デジタルズームCCDカメラセンサーの画像の説明図である。
【図17】デジタルスポットズームCCDカメラセンサーシステムの説明図である
【図18】デジタルスポットズームCCDカメラセンサーの画像の説明図である
【図19】狭帯域バンドパスフィルターをレンズユニット後部に組み込んだ光学機器の説明図である。
【符号の説明】
1、6 赤外線透過フィルター
2、7 レンズユニット
3、8、23、29、42、48、130 CCD素子
4、9、24、30、43、49、131 回路基板
5、11、25、34、44、50、132 光
10、133 対物レンズ
134 接眼レンズ
12、16、20、26、39、45、128 狭帯域バンドパスフィルター
13 赤外線A
14 赤外線B
15 赤外線C
17 入射角120°
18 入射角90°
19 入射角60°
22、28、41、47 接眼レンズユニット
21、27、40、46 対物レンズユニット
31 ズーム用レンズユニット
32 ズームレンズ用駆動機構
33 ズームレンズ用駆動ギヤ
35、36、37、38、51、52、62、78、88、95、
104、107、123 赤外線LED
53 赤外線フィルター内蔵広角レンズ付CCDカメラセンサー
54 赤外線フィルター内蔵望遠レンズ付CCDカメラセンサー
55、72、91、121 駆動機構
56、79、71、90 カラーテレビカメラ
57、73、92 Y軸駆動モーター
58、74、93 X軸駆動モーター
59、75、94 支点
60 広角レンズ撮影範囲
61 望遠レンズ撮影範囲
115、116、117、119、127 設定位置
64 赤外線フィルター内蔵広角レンズ付CCDカメラセンサー位置解析回路
65、81 駆動機構データ算出回路
66 望遠レンズCCDカメラセンサー優先切替え回路
67 駆動機構データ算出回路
68 赤外線フィルター内蔵望遠レンズ付CCDカメラ位置解析回路
69、82、99 X軸Y軸モーター駆動ドライバー
70 赤外線フィルター内臓電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー
76 電動ズームレンズ駆動モーター
77 電動ズームレンズ駆動ギヤ
80 赤外線フィルター内蔵電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー位置解析回路
83 電動ズームレンズ駆動データ算出回路
84 電動ズームレンズ駆動ドライバー
85、101、112 広角画面
86 電動ズーム画面
87 望遠画面
89 赤外線フィルター内臓広角レンズ付デジタルズームCCDカメラセンサー
96、79、108、126 カラーテレビモニター
97 赤外線フィルター内臓広角レンズ付デジタルズームCCDカメラセンサー位置解析回路
98 駆動機構データ算出回路
100 デジタルズーム設定範囲回路
102 デジタルズーム画面
103 望遠デジタルズーム画面
114 望遠側画面
105 赤外線フィルター内臓デジタルスポットズームCCDカメラセンサー
106 広角レンズ付きデジタルスポットズームカラーCCDカメラ
109 赤外線フィルター内臓広角レンズ付デジタルスポットズームCCDカメラセンサー位置解析回路
110 スポット位置操作回路
111 デジタルスポットズーム設定回路
113 ズーム画面
118 電動ズームレンズ設定値内
120 デジタルズーム設定範囲
124 スポット設定位置
125、126 スポット位置
129 魚眼レンズユニット
A 広角側画像
B 広角側レンズでの絞り込み画像
C 望遠側画像
D 望遠側最大画像
E 広角レンズユニット
F 望遠レンズユニット
G 広角レンズユニットEのCCDカメラ画像
H 望遠レンズユニットFのCCDカメラ画像
【発明の属する技術分野】
テレビカメラを画像センサーとして使用し、撮影したテレビ画面に写った特定のターゲットのテレビ画面内における位置を解析するために、テレビ画面内の特定したターゲットの発する固有の光の波長を識別し認識するために、ターゲット固有の光の波長のみを選択的にかつ効果的に透過させるために狭帯域バンドパスフィルターを使用した技術である。
【0002】
【従来の技術】
フィルムの感度特性を調整するために、カメラレンズの前面にカットフィルターやワイドバンドフィルターを取り付けてフィルムの感度特性の補正を行うことは広く行われている。この場合のフィルムの感度特性が比較的なめらかな特性を持つため、フィルターは特性のゆるやかなものでよく、光の波長のずれも特に問題にならなかった。
【0003】
また、テレビカメラに使用されている光の波長の帯域を補正するフィルターは、光の波長の短い波長を遮断する赤外線透過型フィルターが広く用いられており、CCD素子で電気信号に変換した後で電子回路やプログラムソフト等で電子的な各種の補正をするものもあった。
【0004】
図1は赤外線光の補正フィルターを使用した例の説明図であり、図2も同様である。図1は、CCDカメラ用光学系レンズの前面に赤外線透過フィルター1を取り付けたもので、レンズユニット2の光学系機器の外部に被せる場合が多く、レンズユニット2からの赤外線透過光は、CCD素子2表面で実像を得るように組み合わせ、回路基板4で電気信号に変換される。
【0005】
図2は、赤外線透過フィルター6をレンズユニット7の対物レンズ10に蒸着させたものであり、広い範囲の波長のワイドバンドカットフィルターや可視光線を遮断する赤外線透過フィルター用に用いられ、広い範囲の波長光を対象にしたものである。この場合も、光はレンズユニット7を通り、CCD素子8で実像を得て、回路基板9で電気信号に変える。
【0006】
図1及び図2に示すように、赤外線透過フィルターを使用する場合やその他の光学補正フィルターを使用する場合には、光の補正フィルターへの入射角の補正は行われることは無く、基本的に補正の必要のない使用方法が主であった。
【0007】
また、本発明で使用する狭帯域バンドパスフィルターの主な使用目的は、主に光学機器の実験や天体の観測、記録に使用され、狭帯域バンドパスフィルターへの光の入射角はほぼ直角(90度)での使用であり、狭帯域バンドパスフィルターへの広角からの光の入射角を使用した光学機器は無く、必要も多くは無かった。
【0008】
狭帯域バンドパスフィルターはガラス面に多数の誘電体を繰り返し蒸着して製造され、各膜の厚さは数百nm(ナノメーター)オーダーの積層となり、必要な狭帯域特性を得るためにガラス蒸着フィルターを数枚重ねる構造をとることで特定波長の透過光を得るものである。図3は狭帯域バンドパスフィルターの特性の説明図であり、図4は一例として赤外線狭帯域バンドパスフィルターの透過特性を示したグラフである。
【0009】
図5は、この赤外線狭帯域バンドパスフィルターの入射角特性を示した一例である。以上の例で解るように、一般的に透過帯域特性が狭くなるほど入射角の範囲が狭くなる特性がある。
【0010】
狭帯域バンドパスフィルターは、狭帯域バンドパスフィルターに光が入射すると、蒸着で作られた多層膜の間で光の反射や透過があり、特定の波長の光のみが透過し他の波長の光は干渉しあって消滅するように製作されており、入射する光は狭帯域バンドパスフィルターにほぼ直角に入射すると想定して製作されている。従って、入射する光が直角と異なる角度で入射する場合は、直角からずれるほど透過する特定の波長の光は減り、干渉して消滅する光の割合は多くなる。
【0011】
このことは、図6に説明するように狭帯域バンドパスフィルター16に合った波長の光でも、入射角が直角に対して30度または60度の傾きがある場合には、ほぼ完全に遮光される入射光となる。18は入射角90度の光であり、17は120度の入射角の光、19は入射角60度の光を示し、同一波長の光である。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の発明者が出願済みの特願2000−252714の追尾システムは、ターゲットとなる特定波長の光を広い範囲から精度の高い検出をする必要があるために、広い視野角のテレビ画面と狭いバンドパス特性のフィルターが必要であり、さらに望遠レンズを使用した狭い視野角のテレビ画面も追尾精度を得るために必要とし、これらの相反する事柄の解決が必要であった。
【0013】
また、本発明の発明者がすでに出願済みの特開2001−33212に記載されたテレビカメラの走査線から直接赤外線LEDによる特定の光のターゲットを検出しテレビ画面内のターゲットの位置を検出するためには、ターゲットになる特定波長の光のみを狭帯域で透過させる必要があった。
【0014】
さらに、本発明の発明者が出願した特願2000−252714での使用目的のためには、CCDカメラがターゲットをとらえる範囲は広いほうが望ましいために、広い視野角のレンズユニットを使用し広い範囲を検出範囲とすることであるが、特定波長の光のみを透過させる狭帯域バンドパスフィルターは、図5および図6の項で説明した光学的な特性上から、実際のレンズの視野角よりも検出範囲が狭くなる問題点があった。
【0015】
【課題を解決するための手段】
広い視野角からの入射角の光をレンズにより補正して、狭帯域バンドパスフィルターへの光の入射角をほぼ直角から25度以内になるように補正することで、赤外線LEDを広い視野角で広い範囲内での検出を可能にし、広い視野角内の検出位置から狭い視野角の光学機器に切替えて誘導し、狭い視野角用の光学機器による狭い範囲でターゲットの位置の検出精度を高めることで解決した。
【0016】
【発明の実施の形態】
本発明は、狭帯域バンドパスフィルターを使用した光学機器において、広い視野角のレンズユニットを使用し狭い入射角の狭帯域バンドパスフィルターを使用するための発明であり、狭帯域バンドパスフィルターをレンズユニット内に組み込み、対物レンズユニットに入射する光が、レンズユニットに組み込まれた狭帯域バンドパスフィルターを透過する所では、狭帯域バンドパスフィルターに対してほぼ直角から25度以内になるように光学レンズまたは反射鏡を使って補正した光学機器である。
【0017】
【実施例】
図7は、狭帯域バンドパスフィルターをレンズユニット内に組み込んだ光学機器の実施例の説明図である。20は狭帯域バンドパスフィルターであり、21は対物レンズユニット、22は接眼レンズユニット、23はCCD素子、24は回路基板、25は入射する光を示す。
【0018】
対物レンズユニット21に対してそれぞれの入射角をもって入射する光25は、対物レンズユニット21において狭帯域バンドパスフィルター20に対してほぼ直角から25度以内に入射するようにレンズの組み合わせでほぼ平行線光線とする。狭帯域バンドパスフィルター20は、狭い入射角の透過特性を持っているが、ほぼ直角から25度以内に入射する光に対しては特性通りの透過特性で特定の波長のみを透過することが出来る。透過した特定波長の光は、接眼レンズユニット22によりCCD素子23上で実像を得るようにレンズの組み合わせで調整してあり、回路基板24において透過した特定波長の光を電気信号に変えるものである。
【0019】
図19は狭帯域バンドパスフィルターをレンズユニット後部に組み込み、より広い範囲を撮影可能な光学機器の実施例の説明図である。128は狭帯域バンドパスフィルターであり、129は魚眼レンズユニット、130はCCD素子、131は回路基板、134は接眼レンズである。
【0020】
より広い範囲を撮影可能な魚眼レンズ129に対してそれぞれの入射角をもつて入射する光132は、接眼レンズ134側においてCCD素子130集光し、集光した光はCCD素子130に対して垂直よりほぼ25度以内の画角で集光するように魚眼レンズ129ユニットで調整されており、魚眼レンズの接眼レンズ側とCCD素子の間に狭帯域バンドパスフィルターを取り付けことにより、光132の入射する光に対しては特性通りの透過特性で特定の波長のみの光を透過させCCD素子で透過させた特定の光のみを電気信号に変えることが出来、魚眼レンズの特性を生かしてターゲットを効率よく検出することを可能とした。
【0021】
図8は、狭帯域バンドパスフィルターをズームレンズユニットに組み込んだ光学機器の実施例の説明図である。26は狭帯域バンドパスフィルターであり、27は対物レンズユニット、28は接眼レンズユニット、29はCCD素子、30は回路基板、31はズームレンズユニット、32はズーム用レンズユニット駆動機構、33はズームレンズユニット駆動ギヤ、34は入射する光を示す。
【0022】
狭帯域バンドパスフィルター26を組み込んだズームレンズユニット31の視野角を調整するために、対物レンズユニット27に入射した光34の角度を変えるようにズーム用レンズユニット駆動機構32の操作でズームレンズユニット駆動ギヤを動かしズームレンズユニット31を調整しても、対物レンズユニット27に入射する光34の狭帯域バンドパスフィルター26に入射する角度が常にほぼ直角から25度以内になるように対物レンズユニット27とズームレンズユニット31は組み合わされている。
【0023】
狭帯域バンドパスフィルター26を透過した特定の波長の光はズームレンズユニット31と接眼レンズ28によってCCD素子29上で実像を得るものである。
【0024】
この場合において、狭帯域バンドパスフィルター26に入射する光34の角度をほぼ直角から25度以内に保つことで、狭帯域バンドパスフィルター26を透過する光の透過特性の変化は無いために、CCD素子29から得られる回路基板30の電気特性に変化は無いものである。
【0025】
従って、本発明の狭帯域バンドパスフィルター26を組み込んだズームレンズユニット31はズーム操作による特定波長の透過光の特性を一定に保つことが出来るものである。
【0026】
図9は、ズームレンズユニットに赤外線狭帯域バンドパスフィルターを使用した、CCDカメラの映像を映したテレビ画面の説明図である。Aは本発明のズームレンズユニットのズームレンズを広角側にした場合の赤外線LED35を検出した画面図であり、Bは絞り込んだ場合の赤外線LED36を検出した画面図であり、Cはズームレンズを遠方側にした場合の赤外線LED37を検出した画面図であり、Dは近接側にした場合の赤外線LED38を検出した画面図である。検出した赤外線LED35、36、37、38は被写体がつけた同じ赤外線LEDである。画像は赤外線画像であり、赤外線LEDの発光以外写っていないが実際の位置関係を表すため、被写体及び背景を点線で表記している。
【0027】
上記のいずれの場合においても赤外線狭帯域バンドパスフィルターに入射する光の角度をほぼ直角から25度以内にすることで、従来は赤外線狭帯域バンドパスフィルターの特性により検出できなかった角度の位置にある赤外線LEDの特定波長の光を検出することが出来るものである。
【0028】
次に、狭帯域バンドパスフィルターを内蔵した広角レンズユニットと同じく狭帯域バンドパスフィルターを内蔵した望遠レンズユニットを組み合わせて、広い視野角で広い範囲を映し出せる広角レンズユニット付CCDカメラからの駆動誘導によって、狭い視野角の狭い範囲を映し出せる望遠レンズユニット付CCDテレビカメラによる、精度の高いテレビ画面の位置検出について説明する
【0029】
図10は、広角レンズユニットと望遠レンズユニットに同一帯域の赤外線狭帯域バンドパスフィルターを内蔵した装置の説明図である。Eは広角レンズユニットであり、39は赤外線帯域の狭帯域バンドパスフィルター、40は対物レンズユニット、41は接眼レンズユニット、42はCCD素子、43は回路基板、44は広角レンズユニットに入射する光を示し、Fは望遠レンズユニット、45は39と同一の赤外線帯域の狭帯域バンドパスフィルター、46は対物レンズユニット、47は接眼レンズユニット、48はCCD素子、49は回路基板、50は広角レンズユニットに入射する光を示し、広角レンズユニットに入射する光44と同一方向の光であり、121は広角レンズユニットEと望遠レンズユニットFを駆動する駆動機構である。
【0030】
広角レンズユニットEの対物レンズユニット40に入射する光44は、対物レンズユニット40で狭帯域バンドパスフィルター39に対してほぼ直角から25度以内に入射するように調整され、狭帯域バンドパスフィルター39は、ほぼ直角から25度以内に入射した光44を狭帯域バンドパスフィルターの特性通りに特定波長の赤外線LEDの光のみを透過させ、接眼レンズユニット41は透過した特定波長の赤外線LEDの光をCCD素子42上に結像し、回路基板43により電気信号に変換している。
【0031】
望遠レンズユニットFも同様に、対物レンズユニット46に入射する光50を対物レンズユニット46により狭帯域バンドパスフィルター45に対しほぼ直角から25度以内に入射するように調整し、狭帯域バンドパスフィルター45は同様に、特定波長の赤外線LEDの光のみを透過させ、接眼レンズユニット47は透過した特定波長の赤外線LEDの光をCCD素子48上に結像し、回路基板49により電気信号に変換している。
【0032】
図11は、図10に説明した広角レンズユニットEと望遠レンズユニットFが撮影した、特定波長の赤外線LEDを検出した映像をモニターテレビ画面に映し出した説明図であり、Gは広角レンズユニットEが撮影した映像を表し、51は検出した赤外線LEDの光である。Hは望遠レンズユニットFが撮影した映像を表し、52は検出した赤外線LEDの光であり51と同一の赤外線LEDである。画像は赤外線画像であるため、点線で示した人物及び背景は本来画面には見えていないが、画面内の位置関係を表すために表記している。
【0033】
本発明の目的である、特定のターゲットの位置検出を行うために、狭帯域バンドパスフィルター内蔵光学機器による広角レンズユニットEが撮影した広い視野角でのターゲット検出を可能とし、広角レンズユニットEが撮影した映像G内の赤外線LED51の位置を検出し駆動機構135で導き、続いて望遠レンズユニットFが撮影した画像H内の赤外線LED52の位置を検出し駆動機構135で導くことで、狭い視野角の画像である画像H内に検出した赤外線LED52の位置のより精度の高い位置解析と駆動を行うことが可能となるものである。
【0034】
次に、本発明の狭帯域バンドパスフィルターを内蔵した光学機器による、広角レンズユニットと望遠レンズユニットによる映像を利用したCCDカメラセンサーを本発明の発明者が出願した、特願2001−33212の追尾システムに応用した実施例を説明する。
【0035】
図12は赤外線LED用の狭帯域バンドパスフィルターを内蔵した広角レンズと望遠レンズを使用した、CCDカメラセンサー追尾システムを説明したシステム図である。(以降、文中及び図中の狭帯域バンドパスフィルターは、赤外線フィルターと記す。)53は赤外線フィルター内蔵広角レンズ付CCDカメラセンサーであり、54は赤外線フィルター内蔵望遠レンズ付CCDカメラセンサー、55は駆動機構、56はテレビカメラ、57はY軸駆動モーター、58はX軸駆動モーター、59は支点、60は広角レンズ撮影範囲、61は望遠レンズ撮影範囲、62はターゲットの赤外線LED、126はカラーテレビモニター、64はフィルター内蔵広角レンズ付CCDカメラセンサー位置解析回路、65は駆動機構データ算出回路、66は望遠レンズCCDカメラセンサー優先切替え回路、67は駆動機構データ算出回路、68はフィルター内蔵望遠レンズ付CCDカメラ位置解析回路、69はX軸Y軸モーター駆動ドライバー、115は広角レンズ撮影範囲60及び望遠レンズ撮影範囲61内にあるターゲットの赤外線LEDの設定位置、116はカラーテレビモニター画面内のターゲットである赤外線LED62の設定位置である。
【0036】
赤外線フィルター内蔵広角レンズ付CCDカメラセンサー53及び赤外線フィルター内蔵望遠レンズ付CCDカメラセンサー54は、赤外線LED62の波長にあわせた赤外線フィルターを内蔵している。
【0037】
赤外線フィルター内蔵広角レンズ付CCDカメラセンサー53と赤外線フィルター内蔵望遠レンズ付CCDカメラセンサー54及びテレビカメラ56は、同一の駆動機構55に取り付けられており、駆動機構55は支点59でX軸モーターと58Y軸モーター57とほぼ直角交差し、駆動機構55はX軸モーター58とY軸モーター57によって、ほぼ垂直方向から駆動される。設定位置116は、駆動機構データ算出回路65および駆動機構データ算出回路67に設定される。
【0038】
赤外線フィルター内蔵広角レンズ付CCDカメラセンサー53が、広角レンズ撮影範囲62に赤外線LED125を検出した場合において、赤外線フィルター内蔵望遠レンズ付CCDカメラセンサー54は望遠レンズ撮影範囲内61に赤外線LED62を検出できない場合に、赤外線フィルター内蔵広角レンズ付CCDカメラセンサー位置解析回路64は広角レンズ撮影範囲60内の赤外線LED62の位置を解析する。
【0039】
駆動機構データ算出回路65は、設定された設定位置116と赤外線フィルター内蔵広角レンズ付CCDカメラセンサー位置解析回路64が解析した赤外線LED125の位置とを比較して、設定位置116と赤外線LED62の解析位置が重なるように駆動機構データ算出回路65が駆動データを算出する。
【0040】
この駆動データは、赤外線フィルター内蔵望遠レンズ付CCDカメラセンサー54がターゲットの赤外線LED62の位置を検出していない場合は、望遠レンズ優先切替え回路60を通ってX軸Y軸駆動ドライバー69によってX軸モーター58とY軸モーター57を動かして駆動機構55が広角レンズ付CCDカメラセンサー53と赤外線フィルター内蔵望遠レンズ付CCDカメラセンサー54のアングルを上方に変える。
【0041】
つまり、ターゲットである赤外線LED62を広角レンズ撮影範囲60および望遠レンズ撮影範囲61内の設定位置115が移動することにより、赤外線LED62に重なる様にカメラアングルを駆動機構55が変えることにより、赤外線LED62が望遠レンズ撮影範囲61に撮影範囲が移動して赤外線LED62を望遠レンズ撮影範囲61内に映し出すことが出来る。
【0042】
赤外線LED62を望遠レンズ撮影範囲61内に映し出すことが出来、赤外線フィルター内蔵望遠レンズ付CCDカメラ位置解析回路68が赤外線LED62の位置を解析できた場合に、駆動機構データ算出回路67は赤外線フィルター内蔵望遠レンズ付CCDカメラ位置解析回路68が解析した赤外線LED62の位置を設定された設定位置116と比較し、赤外線フィルター内蔵望遠レンズ付CCDカメラ位置解析回路68が解析した赤外線LED62の位置と設定された設定位置116が重なる様に駆動データを算出する。
【0043】
このとき、望遠レンズ優先切替え回路65は、優先して駆動機構データ算出回路67の駆動データをX軸Y軸駆動ドライバー69に送り、X軸Y軸駆動ドライバー69は、X軸モーター58とY軸モーター57を動かして駆動機構55を駆動し望遠レンズ撮影範囲61内の設定位置116が移動して、赤外線LED62に重なる様に導くことにより、カラーテレビカメラ56により映し出されるカラーテレビモニター画面56内の設定位置116を広角レンズ撮影範囲60及び望遠レンズ撮影範囲61内の設定位置115に合わせておくことで、カラーテレビモニター画面126内の設定位置116に赤外線LED62を映し出すことが出来るものである。
【0044】
このように、広角レンズ撮影範囲60の広い画面でターゲットである赤外線LED62を検出し、望遠レンズ撮影範囲61の狭い画面内に赤外線LED62を検出できるように誘導し、望遠レンズ撮影範囲61の狭い画面内でターゲットである赤外線LED62を検出し位置解析を行うことにより、広い画面範囲内でターゲットである赤外線LEDを検出して誘導し、狭い望遠画面による精度の高い位置解析を行い誘導することを可能としたものである。
【0045】
広い撮影範囲でターゲットを検出し、狭い撮影範囲に誘導することによる精度の高い位置解析を行うことで、設定位置116への駆動データも精度の高い値を算出することが出来、カラーテレビモニター画面126内の設定位置116への赤外線LED62の移動も非常に精度の高いものとなり、移動速度も速く、人間が操作する速度より速く正確な追尾が可能である。
【0046】
本発明の発明者が出願した特願2000−252714に記載した追尾システムのターゲット位置解析にテレビ画面の走査線を利用している為に、出来るだけ狭い画面でのターゲットの位置解析による精度の高い位置解析が望ましいが、システム動作時や広い空間でのターゲットの位置解析および動作中にターゲットを見失った場合は、広い画面でのターゲットの位置解析が有効である事から狭帯域バンドパスフィルター内蔵広角レンズ付CCDカメラセンサーと狭帯域バンドパスフィルター内蔵望遠レンズ付CCDカメラセンサーの共用によるターゲット位置解析が必要であり、特に広い空間で使用する場合の有効な手段である。
【0047】
次に、本発明の赤外線フィルターを内蔵した電動ズームレンズを用いたCCDカメラセンサー追尾システムについて説明する。 図13は赤外線LED用の赤外線フィルター内蔵電動ズームレンズ付CCDカメラセンサーを本発明の発明者が出願した特願2000−252714に記載した追尾システムに応用したシステムの実施図であり、図14は図13の赤外線フィルター内蔵電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー70が撮影したズーム画面の説明図である。
【0048】
70は赤外線フィルター内蔵電動ズームレンズ付CCDカメラセンサーであり、71はカラーテレビカメラ、72は赤外線フィルター内蔵電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー70とカラーテレビカメラ71を同一面に取り付けて同一に駆動される駆動機構、73はY軸駆動モーター、74はX軸駆動モーター、75は駆動機構72を支える支点、76は電動ズームレンズ駆動モーター、77は電動ズームレンズ駆動ギヤ、78はターゲットである赤外線LEDであり図14の88赤外線LEDと同じである。79はカラーテレビモニターあり、80は赤外線フィルター内臓電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー位置解析回路、81は駆動機構データ算出回路、82はX軸Y軸モーター駆動ドライバー、83は電動ズームレンズ駆動データ算出回路、84は電動ズームレンズ駆動ドライバー、117は設定位置である。
【0049】
赤外線フィルター内臓電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー70に内蔵された赤外線フィルターは、赤外線LED78の波長に合わせてあり、ターゲットである赤外線LEDを撮影し赤外線フィルター内蔵電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー位置解析回路80により赤外線LED78の位置を解析する。
【0050】
解析されたデータにより、カラーテレビカメラ71の映像であるカラーテレビモニター79の画面内の設定位置117に赤外線LED78を重ね合わせるように、カラーテレビカメラ71の位置を適正な位置へ駆動機構72を駆動し、撮影アングルを変えるものである。
【0051】
また、設定位置117は、カラーテテレビモニター79画面内に任意に設定した位置であり、駆動機構データ算出回路81に事前に記憶し設定した設定位置である。
【0052】
赤外線フィルター内蔵電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー70の電動ズームレンズを広角側にし、図13内の赤外線LED78を図14に示す広角側画面85内の赤外線LED88の位置に映し出した場合、電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー位置解析回路80が赤外線LED78の位置を解析する。駆動機構データ算出回路81は設定した設定位置117と赤外線LED88の位置が異なる場合には、駆動機構72を駆動して赤外線フィルター内蔵電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー位置解析回路80が解析した赤外線LED88の位置と設定位置117位置が重なるように駆動データを算出する。
【0053】
この駆動データにより、X軸Y軸モーター駆動ドライバー82はX軸モーター74とY軸モーター73を駆動し、電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー70が撮影した画面内の赤外線LED88の解析位置と設定位置117とが重なるように駆動する。
【0054】
同時に、赤外線フィルター内蔵電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー位置解析回路80が赤外線LED78の位置検出が出来ている場合に、電動ズームレンズ駆動データ算出回路83のデータが図14に示す電動ズームレンズ設定範囲をあらかじめ設定しておいた電動ズームレンズ設定値118と比較して、電動ズームレンズ駆動算出回路83の設定範囲より内側にある場合には電動ズームレンズ駆動算出回路83は電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー70に内蔵した電動ズームレンズを望遠側に駆動する駆動するデータを算出し、電動ズームレンズ駆動ドライバー84により電動ズームレンズ駆動モーター76を駆動し、電動ズームレンズ駆動ギヤ77を駆動して電動ズームレンズを望遠側に駆動する。
【0055】
従って、赤外線フィルター内蔵電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー70の撮影したテレビ画面は、図14に示す広角画面85から電動ズーム画面86となり、赤外線LED88は設定位置117方向に移動し、赤外線フィルター内蔵電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー70の撮影するテレビ画面は同様に、望遠画面87へと移動し赤外線LED88はズームアップし大きく映し出される。
【0056】
撮影画面がズームアップし大きくなることにより、図12の項で説明した通り望遠画面87の画像から赤外線フィルター内蔵電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー位置解析回路80が解析する赤外線LED88の位置解析精度は高いものになる。
【0057】
従って、ターゲットである赤外線LED78の位置と動きを広角側画面で捕らえ、望遠側画面に誘導することで正確に追尾出来る物である。
【0058】
本発明の赤外線フィルター内蔵電動ズームレンズ付CCDカメラセンサーの使用により、広い範囲から赤外線LEDの位置を解析し、狭い範囲での赤外線LEDの正確な位置解析を誘導することを可能とするものである。
【0059】
また、逆に赤外線フィルター内蔵電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー70がターゲットの赤外線LEDを見失った場合には、赤外線フィルター内蔵電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー位置解析回路80は赤外線フィルター内蔵電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー70の電動ズームレンズを広角側に駆動するデータを出力し、図14に示す赤外線LED78を図14に示す電動ズーム画面86または広角画面85内に入るように誘導する。
【0060】
駆動機構データ算出回路81は設定位置117が電動ズーム画面86または広角画面85内の赤外線LED88へ誘導するためのデータを算出し、X軸Y軸駆動ドライバー82によりX軸モーター74及びY軸モーター73を駆動して駆動機構72を駆動し、電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー70を連続して傾けて赤外線LED78を追尾して、カラーテレビカメラ71の撮影画面であるカラーテレビモニター79の画面内に赤外線LED78を設定位置117に映し出すことが出来るものである。
【0061】
次に本発明の赤外線フィルター内蔵の光学機器を使用したデジタルズームCCDカメラセンサー追尾システムの実施例を図15で説明する。デジタルズームCCDカメラセンサーは、機械的な稼動部分が無い分ズーム操作が高速に行えるメリットがある。
【0062】
図15は赤外線フィルター内蔵広角レンズ付デジタルズームCCDカメラセンサーによる追尾システムの実施図であり、図16は同様に赤外線フィルター内蔵広角レンズ付デジタルズームCCDカメラセンサーの撮影画面の説明図である。89は赤外線フィルター内蔵広角レンズ付のデジタルズームCCDカメラセンサーであり、90はカラーCCDカメラ、91は赤外線フィルター内蔵デジタルズームCCDカメラセンサー89とカラーCCDカメラ90を同一面に取り付けた駆動機構、92はY軸駆動モーター、93はX軸駆動モーター、94は駆動機構の支点であり、95は被写体に付けたターゲットである赤外線LEDであり、図16の104赤外線LEDと同じである。96はカラーテレビモニターであり、97は赤外線フィルター内蔵デジタルズームCCDカメラセンサー位置解析回路、98は駆動データ算出回路、99はX軸Y軸モーター駆動ドライバー、100はデジタルズーム設定範囲回路、127はカラーテレビモニター96画面内に設定した赤外線LED127を映し出す設定位置である。
【0063】
Y軸駆動モーター92とX軸駆動モーター93は、支点94を中心にほぼ直交する様に取り付けており、駆動機構91を垂直方向から駆動する。また、赤外線フィルター内蔵デジタルズームCCDカメラセンサー89に内蔵した赤外線フィルターは、赤外線LED95の波長に合わせてあり、設定位置127は、カラーテテレビモニター96画面内に任意に設定した位置であり、駆動機構データ算出回路98に事前に記憶し設定した設定位置である。
【0064】
赤外線フィルター内蔵デジタルズームCCDカメラセンサー89が図16に示す広角画面101内に、赤外線LED104を検出した場合、デジタルズームCCDカメラセンサー位置解析回路97は、図16に示す広角画面101内の赤外線LED104の位置を解析する。
【0065】
このとき、駆動機構データ算出回路98は、前記の赤外線LED104を解析した位置と設定位置127を比較して赤外線LED104を解析した位置と設定位置127が重なるように駆動機構91のX軸モーター93及びY軸モーター92を駆動する駆動データを算出し、X軸Y軸駆動ドライバー回路によって駆動機構91を駆動する。
【0066】
また、デジタルズーム設定範囲回路100は、デジタルズーム設定範囲回路100内に設定した図16に示すデジタルズーム設定範囲120と、デジタルズームCCDカメラセンサー位置解析回路97の解析した赤外線LED104の解析位置とを比較し、デジタルズーム設定範囲120内に赤外線LED104がある場合は、赤外線フィルター内蔵デジタルズームCCDカメラセンサー89のデジタルズームを望遠側にする。
【0067】
従って、デジタルズームCCDカメラセンサー89の撮影した画面は、図16に示すデジタルズーム画面102となり、駆動機構91はデジタルズームCCDカメラセンサー89の向きを赤外線LED104へと駆動することにより望遠デジタルズーム画面103になる。
【0068】
この説明のように、赤外線フィルター内蔵デジタルズームCCDカメラセンサー89の画面は望遠側画面103を映し出すことになり、駆動機構91に取り付けたカラーCCDカメラ90がカラーテレビモニター96に映し出す画面内の設定位置127に赤外線LED95を重ね合わせて映し出すことが出来、図12の項で説明した事と同様に、広い範囲から赤外線LEDを検出し、狭い範囲へと誘導することで赤外線LEDの精度の高い位置検出を行うことが可能となり、正確な追尾が出来るものである。
【0069】
また、デジタルズームCCDカメラセンサー89が赤外線LED95を見失った場合においては、デジタルズーム設定範囲回路100による速いデジタルズーム操作により画面を広角側にしてターゲットの赤外線LED95の検出が可能であり、駆動機構91の駆動も素早い対応が可能となる。
【0070】
次に本発明の赤外線フィルターを内蔵した光学機器を使用したデジタルスポットズーム機能を持つCCDカメラセンサーを利用した追尾システムを説明する。図17は赤外線フィルター内蔵広角レンズ付デジタルスポットズームCCDカメラセンサー追尾システムの実施例であり、図18は赤外線フィルター内蔵広角レンズ付デジタルスポットズームCCDカメラセンサーの撮影画面の説明図である。105は赤外線フィルター内蔵広角レンズ付のデジタルスポットズームCCDカメラセンサーであり、106は広角レンズレンズ付デジタルスポットズームカラーCCDカメラ、107は被写体がつけたターゲットである赤外線LED、108は広角レンズレンズ付のデジタルスポットズームカラーCCDカメラ106の画像を映したカラーテレビモニター、109は赤外線フィルター内蔵デジタルスポットズームCCDカメラセンサー位置解析回路、110はスポット位置操作回路、111はデジタルスポットズーム設定回路、124はスポット設定位置である。
【0071】
赤外線フィルター内蔵デジタルスポットズームCCDカメラセンサー105は図18に示す様に狭帯域バンドパスフィルター内臓広角デジタルスポットズームCCDカメラセンサー105の撮影した画面内の任意のスポット位置にスポットズームが出来るCCDカメラセンサーであり、デジタルスポットズームカラーCCDカメラ106も同様の機能を持つカラーCCDカメラである。
【0072】
赤外線フィルター内蔵デジタルスポットズームCCDカメラセンサー105と広角レンズ付きデジタルスポットズームカラーCCDカメラ106は、CCD素子上の任意のポイントをスポットし、このポイントを中心に任意倍率でズームアップすることが可能なCCD素子を取り付けたCCDカメラであり、赤外線フィルター内臓広角レンズ付きデジタルスポットズームCCDカメラセンサー位置解析回路109の出力する解析位置を中心にデジタルスポットズーム設定回路が指示するスポットにズームインおよびアウトすることが出来る機能を持つCCD素子である。
【0073】
赤外線フィルター内蔵デジタルスポットズームCCDカメラセンサー105の赤外線フィルターは、赤外線LED107の波長に合わせてあり、赤外線フィルター内蔵デジタルスポットズームCCDカメラセンサー105とデジタルスポットズームカラーCCDカメラ106は同一の画角で同一の画面を撮影している。また、スポット設定位置124はカラーテレビモニター108の画面内に任意に設定した設定位置であり、スポット位置操作回路110に事前に設定し記憶している。
【0074】
赤外線フィルター内蔵デジタルスポットズームCCDカメラセンサー105及びデジタルスポットズームカラーCCDカメラ106の標準画面は、図18に示す広角画面112であり、赤外線LED107の位置を広角画面112内の赤外線LED123の位置に検出した場合に、赤外線フィルター内蔵デジタルスポットズームCCDカメラセンサー位置解析回路109は図18に示す広角画面112内の赤外線LED123の位置を解析し、デジタルスポットズーム設定回路111は赤外線LED123の解析位置に向かってデジタルスポットズーム動作を行う信号を赤外線フィルター内蔵デジタルスポットズームCCDカメラセンサー105およびデジタルスポットズームカラーCCDカメラ106に送る。
【0075】
このとき、赤外線フィルター内蔵デジタルスポットズームCCDカメラセンサー105およびデジタルスポットズームカラーCCDカメラ106は、デジタルスポットズームCCDカメラセンサー位置解析回路109が解析した赤外線LED123の解析位置とスポット設定位置124が重なるようにスポットズームを行い、広角画面112からズーム画面113、望遠側画面114を映し出す。
【0076】
このことは、広角側CCD画面112内の赤外線LED123の解析位置をスポット位置として設定することで可能であり、従って、デジタルスポットズーム設定回路111からの同一信号で操作されるデジタルスポットズームCCDカメラセンサー105の映像もデジタルスポットズームカラーCCDカメラ106と同じ映像を映し出すことが出来るものである。
【0077】
赤外線LED107のターゲットに対してデジタルスポットズームのデジタル画面の切替えは、赤外線フィルター内蔵デジタルスポットズームCCDカメラセンサー105の映像内に映し出された赤外線LED107の検出に従うものであり、赤外線フィルター内蔵デジタルスポットズームCCDカメラセンサー105内に赤外線LED107が検出さえすればデジタルスポットズームカラーCCDカメラ106は赤外線LED107を追尾した画面を映し出すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】レンズユニットに取り付けたフィルターの説明図である。
【図2】フィルターをレンズにコーティングしたレンズユニットの説明図である。
【図3】狭帯域バンドパスフィルターの特性図である。
【図4】狭帯域バンドパスフィルターの波長対透過特性図である。
【図5】狭帯域バンドパスフィルターの入射角特性図である。
【図6】狭帯域バンドパスフィルターへの透過光線の入射角の説明図である。
【図7】レンズユニット内に組み込んだ狭帯域バンドパスフィルターの説明図である。
【図8】ズームレンズユニット内に組み込んだ狭帯域バンドパスフィルターの説明図である
【図9】狭帯域バンドパスフィルターを使用したCCDカメラ画像の説明図である。
【図10】広角レンズユニットと望遠レンズユニットの説明図である。
【図11】広角レンズユニットと望遠レンズユニットで写した画像の説明図である
【図12】CCDカメラセンサー追尾システムの説明図である。
【図13】電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー追尾システムの説明図である。
【図14】電動ズームレンズ付CCDカメラセンサーの画像の説明図である。
【図15】デジタルズームCCDカメラセンサー追尾システムの説明図である
【図16】デジタルズームCCDカメラセンサーの画像の説明図である。
【図17】デジタルスポットズームCCDカメラセンサーシステムの説明図である
【図18】デジタルスポットズームCCDカメラセンサーの画像の説明図である
【図19】狭帯域バンドパスフィルターをレンズユニット後部に組み込んだ光学機器の説明図である。
【符号の説明】
1、6 赤外線透過フィルター
2、7 レンズユニット
3、8、23、29、42、48、130 CCD素子
4、9、24、30、43、49、131 回路基板
5、11、25、34、44、50、132 光
10、133 対物レンズ
134 接眼レンズ
12、16、20、26、39、45、128 狭帯域バンドパスフィルター
13 赤外線A
14 赤外線B
15 赤外線C
17 入射角120°
18 入射角90°
19 入射角60°
22、28、41、47 接眼レンズユニット
21、27、40、46 対物レンズユニット
31 ズーム用レンズユニット
32 ズームレンズ用駆動機構
33 ズームレンズ用駆動ギヤ
35、36、37、38、51、52、62、78、88、95、
104、107、123 赤外線LED
53 赤外線フィルター内蔵広角レンズ付CCDカメラセンサー
54 赤外線フィルター内蔵望遠レンズ付CCDカメラセンサー
55、72、91、121 駆動機構
56、79、71、90 カラーテレビカメラ
57、73、92 Y軸駆動モーター
58、74、93 X軸駆動モーター
59、75、94 支点
60 広角レンズ撮影範囲
61 望遠レンズ撮影範囲
115、116、117、119、127 設定位置
64 赤外線フィルター内蔵広角レンズ付CCDカメラセンサー位置解析回路
65、81 駆動機構データ算出回路
66 望遠レンズCCDカメラセンサー優先切替え回路
67 駆動機構データ算出回路
68 赤外線フィルター内蔵望遠レンズ付CCDカメラ位置解析回路
69、82、99 X軸Y軸モーター駆動ドライバー
70 赤外線フィルター内臓電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー
76 電動ズームレンズ駆動モーター
77 電動ズームレンズ駆動ギヤ
80 赤外線フィルター内蔵電動ズームレンズ付CCDカメラセンサー位置解析回路
83 電動ズームレンズ駆動データ算出回路
84 電動ズームレンズ駆動ドライバー
85、101、112 広角画面
86 電動ズーム画面
87 望遠画面
89 赤外線フィルター内臓広角レンズ付デジタルズームCCDカメラセンサー
96、79、108、126 カラーテレビモニター
97 赤外線フィルター内臓広角レンズ付デジタルズームCCDカメラセンサー位置解析回路
98 駆動機構データ算出回路
100 デジタルズーム設定範囲回路
102 デジタルズーム画面
103 望遠デジタルズーム画面
114 望遠側画面
105 赤外線フィルター内臓デジタルスポットズームCCDカメラセンサー
106 広角レンズ付きデジタルスポットズームカラーCCDカメラ
109 赤外線フィルター内臓広角レンズ付デジタルスポットズームCCDカメラセンサー位置解析回路
110 スポット位置操作回路
111 デジタルスポットズーム設定回路
113 ズーム画面
118 電動ズームレンズ設定値内
120 デジタルズーム設定範囲
124 スポット設定位置
125、126 スポット位置
129 魚眼レンズユニット
A 広角側画像
B 広角側レンズでの絞り込み画像
C 望遠側画像
D 望遠側最大画像
E 広角レンズユニット
F 望遠レンズユニット
G 広角レンズユニットEのCCDカメラ画像
H 望遠レンズユニットFのCCDカメラ画像
Claims (7)
- 光学レンズまたは反射鏡を使って、光の狭帯域バンドパスフィルターへの入射角を補正することによって、特定の波長の光を選択的に透過させることを目的にした光学機器。
- CCDカメラのCCD素子(CCD=チャージカップルデバイスの略、以下同様)に集光させる映像光線のCCD素子に対して、垂直から25度以内の画角になるように調整された光学機器とCCD素子との間に、特定の波長を選択的に透過する狭帯域バンドパスフィルターを設置した光学機器。
- ズームレンズユニットに組み込んだ、請求項1、請求項2記載の光学機器。
- 請求項1、請求項2記載の光学機器を使用した、デジタルズームCCDカメラ。
- 請求項4記載のデジタルズームCCDカメラで、スポットズームを可能とするデジタルスポットズームCCDカメラ。
- スポットズーム機能を可能にした、デジタルスポットズームCCDカメラ。
- 請求項1記載の光学機器で、広い視野角を持つ光学機器の視野角内を狭い視野角で映し出し、特定の波長の光を選択的に透過させるために広い視野角から狭い視野角を導くことを特徴とする光学機器。
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Cited By (3)
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JP2007264116A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Mitsumi Electric Co Ltd | 赤外線センサ用カメラモジュール |
US8125630B2 (en) | 2005-12-05 | 2012-02-28 | Gvbb Holdings S.A.R.L. | Automatic tracking camera |
EP3879314B1 (en) * | 2018-11-06 | 2024-04-10 | FUJIFILM Corporation | Imaging lens and imaging device |
-
2003
- 2003-01-08 JP JP2003035809A patent/JP2004215210A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8125630B2 (en) | 2005-12-05 | 2012-02-28 | Gvbb Holdings S.A.R.L. | Automatic tracking camera |
JP2007264116A (ja) * | 2006-03-27 | 2007-10-11 | Mitsumi Electric Co Ltd | 赤外線センサ用カメラモジュール |
EP3879314B1 (en) * | 2018-11-06 | 2024-04-10 | FUJIFILM Corporation | Imaging lens and imaging device |
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