JP2001186513A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 航法支援の目的に用いられる画像はヘッドア
ップディスプレイ等に表示するため、機体に対して固定
され、視野も限定されている。このため、目標の捜索、
探知、識別など、事物の視認、確認を含む運用が要求さ
れる場合には、他のカメラ部を設け、視野走査可能な複
雑な機械的可動機構を設ける必要があった。 【解決手段】 画像信号を格納するフレームメモリと、
フレームメモリから画像データを読み出すアドレスを制
御する読み出しアドレス制御回路と、その読み出す位置
を計算する読み出し位置算出回路と、これにより指令さ
れたアドレスから読み出された第二の画像出力、第一の
画像出力の表示領域に対して画素数に換算して少なくと
も４倍以上の領域を前記検知器上に結像させうる光学系
および２次元光学検知器を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、航空機に搭載さ
れ、目標の捜索・探知・追尾を行うと共に、ヘッド・ア
ップ・ディスプレイ等に表示し、航法支援に用いる赤外
線等の画像を提供する撮像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】まず、従来の撮像装置について説明す
る。図１３は従来の撮像装置の一例を示す構成図であ
る。図１３において、１はカメラ部、２は俯仰駆動機
構、３はジャイロ、４は旋回駆動機構、５は視軸駆動機
構、６は捜索光学系、７は信号処理部、８はカメラ部、
９は固定視野光学系、１０は信号処理部である。

【０００３】また、図１４は従来の撮像装置の機能ブロ
ック図であり、１，３、および５〜１０は図１３におい
て示すのと同一のものである。１１は空間安定化回路、
１２は検知器、１３はＡ／Ｄ変換器、１４は画像補正回
路、１５は追尾処理回路、１６は検知器、１７はＡ／Ｄ
変換器、１８は画像補正回路である。

【０００４】図１３および図１４に示す従来の撮像装置
は前記のように構成され、以下のように動作する。カメ
ラ部１は視軸駆動機構５内部に搭載され、前記視軸駆動
機構５の俯仰駆動機構２によって俯仰方向に、旋回駆動
機構４によってロール方向に回転可能に取り付けられて
いる。ジャイロ３は機体の運動の加速度を検出し、信号
処理機７内部の空間安定化回路１１によって空間安定化
され機体の動揺等の外乱の影響を補償して常に一定の方
向に向くよう視軸駆動機構５に制御信号を出力する。捜
索光学系６により検知器１２上に外界の物体が結像さ
れ、検知器１２は結像された画像信号を電気信号に変換
し、信号処理部７に出力する。信号処理部に送られた画
像信号はＡ／Ｄ変換器１３によりデジタル信号に変換さ
れ、画像補正回路１４はデジタル信号に変換された画像
信号をより均一でバランスのとれた画像とするため像面
照度や素子の感度のばらつきを補正する。追尾処理回路
１５は補正された画像補正回路１４の出力画像を用いて
目標を抽出すると共に、得られた目標に対して追尾処理
を施し、継続的に目標を補足できるように追尾誤差信号
を空間安定化処理回路にフィードバックし、視軸駆動機
構５に駆動指令を与える。一方、カメラ部２は前記カメ
ラ部１と異なり、視軸駆動機構には搭載されておらず、
機体に直接固定されている。固定視野光学系９は検知器
１６上に外界の物体の像を結像する。信号処理部１０、
および前記信号処理部１０の内部のＡ／Ｄ変換器１７、
画像補正処理回路１８はカメラ部１に対する信号処理部
７、画像補正回路７と同等であり、カメラ部１の出力に
対して画像補正回路１８で補正をかけ、像面照度や素子
の感度のばらつきを補正し、より均一でバランスのとれ
た画像を得る。

【０００５】上記のように構成される従来の撮像装置に
おいて、機体に対して視野が固定されたカメラ部２の画
像はコックピットのヘッドアップディスプレイ（図示せ
ず）等に表示し、航法支援の目的に用いる。このため固
定視野光学系９はヘッドアップディスプレイと等しい視
野をもつ。一方、視軸駆動機構に搭載されているカメラ
部１の画像はヘッドダウンのマルチファンクションディ
スプレイ（図示せず）やオペレータ席の専用モニター
（図示せず）に表示され、目標の捜索、探知、識別、追
尾など、事物の視認、確認を含む運用に供される。捜索
光学系６は通常、固定視野光学系９より高倍率の視野を
もち、また、必要に応じてより広い画角を持つ視野への
切換やズーミング等の機能を持たせる場合もある。これ
らの目的に用いられるカメラ部１の画像はオペレータの
操作器（図示せず）の操作により、視軸駆動機構５の可
動範囲内で自由にその視野を変えたり、設定された走査
パターンで視野を連続的に変化させて目標を捜索した
り、一度補足した目標を継続的に補足し続けるため得ら
れた画像情報に追尾処理を施し、目標が視野内に納まる
ように自動的に視野を変化させることができる等々の機
能を持っている。また、航空機の前方に加えて、特に航
空機の斜め下方、すなわち地上に在る目標の捜索や、探
知、識別、追尾などを行い易くするため、捜索光学系６
の光軸は、通常斜め下方に向けてある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような従来の飛翔体誘導装置には以下のような問題があ
る。第１の問題点として、航法支援の目的に用いられる
カメラ部２の画像はヘッドアップディスプレイ等に表示
し、外界の視野に合わせて表示するため、機体に対して
固定されている必要があり、また、その表示領域もヘッ
ドアップディスプレイによって決まる視野に限定されて
いた。このため、目標の捜索、探知、識別など、事物の
視認、確認を含む運用が要求される場合には、この目的
に対応したもう一つのカメラ部１を設け、この視野を自
由に走査するために視野駆動機構５の内部に設置する必
要があった。視野駆動機構５は前述のように俯仰駆動機
構２および旋回駆動機構４等からなる複雑な機械的可動
機構を有しているため、特に小型、軽量化が必要な航空
機の搭載品として更なる小型化・軽量化を図る上での障
害となっていた。また、前記のような複雑な機構を有す
るため、装置としての信頼性も大幅には向上が望めない
主要因となっていた。

【０００７】第２の問題点として、ヘッドアップディス
プレイ等に表示される領域は、前方のごく限られた角度
範囲に限定されるため、カメラ部２のみで目標の捜索、
探知、識別など、事物の視認、確認を含む運用が要求さ
れる場合には、より広い領域の画像データが必要である
という問題があった。

【０００８】第３の問題点として、ヘッドアップディス
プレイ等に表示される画像は機体に対して固定されてい
るため、カメラ部２のみで目標の捜索、探知、識別な
ど、事物の視認、確認を含む運用が要求される場合に
は、機体の姿勢角の変化に応じてその視野が変わるた
め、事物の視認、確認の妨げになるという問題があっ
た。

【０００９】第４の問題点として、前記のようにカメラ
部２の画像は機体に対して固定されており、表示領域も
ヘッドアップディスプレイによって決まる視野に限定さ
れているため、得られた画像情報から目標を抽出しても
機体の目標の相対的な位置関係が時々刻々と変化する状
況下においては目標がすぐ視野外に出てしまうという問
題があった。

【００１０】第５の問題点として、前記カメラ部２の視
野内の領域を走査中、あるいは目標を追尾中に機体の旋
回等により走査または追尾継続のために必要な領域が視
野内に納められないため、走査、または追尾等が継続で
きず、またそのことをオペレータが認知できないため対
応が遅れるという問題があった。

【００１１】第６の問題点として、前記カメラ部２の光
学系により結像される画像において、画面中心に対する
物体の像の画面上での位置と、光軸に対する物体の存在
する角度の間に生ずる幾何学的な誤差があるという問題
があった。

【００１２】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係わる撮像
装置は前記第１の問題点を改善するためになされたもの
であり、航空機に光軸が固定されて搭載され、視野内の
像を２次元光学検知器上に結像させ、画像信号を出力す
るカメラ部と、前記カメラ部の出力画像信号をディジタ
ル信号として格納するフレームメモリと、前記フレーム
メモリから特定の領域の画像データを読み出すアドレス
を制御する読み出しアドレス制御回路と、画像の取得目
的に応じて予め設定されたアルゴリズムに則って前記フ
レームメモリに格納された画像データの内の一部を読み
出す位置を計算し、前記読み出しアドレス制御回路に指
令する読み出し位置算出回路と、第一の画像出力手段
と、前記読み出し位置算出回路により指令されたアドレ
スから読み出された信号を出力する第二の画像出力手段
とを備えたものである。

【００１３】第２の発明に係わる撮像装置は前記第２の
問題点を改善するためになされたものであり、第一の画
像出力手段からの出力画像を表示するための表示領域に
対して画素数に換算して少なくとも４倍以上の領域を前
記検知器上に結像させうる光学系および２次元光学検知
器を設けたものである。

【００１４】第３の発明に係わる撮像装置は前記第２の
問題点を改善するためになされたものであり、航空機の
姿勢角を検出する慣性センサの姿勢角の変化量の情報に
より結像された画面の視野のずれ量を算出し、慣性空間
座標に座標変換し、前記慣性空間座標系において空間安
定化させるための指令を前記読み出し位置算出回路に出
力する空間安定化処理回路を設けたものである。

【００１５】第４の発明に係わる撮像装置は前記第２の
問題点を改善するためになされたものであり、前記カメ
ラ部の視野内の目標を追尾するために前記第二の画像出
力手段からの出力画像における中心を仮想追尾点とし、
仮想追尾点からの目標の誤差を追尾誤差として、追尾誤
差を０にするように読み出しアドレスを制御する追尾処
理回路を設けたものである。

【００１６】第５の発明に係わる撮像装置は前記第３の
問題点を改善するためになされたものであり、前記カメ
ラ部の視野内の領域を走査中、あるいは目標を追尾中に
走査または追尾継続のために必要な領域が前記視野内に
納められない場合、このことを検出し、表示画面にこの
ことを警告として表示する警告表示手段を設けたもので
ある。

【００１７】第６および第７のの発明に係わる撮像装置
は、前記第５の問題点を改善するためになされたもので
あり、第６の発明においては前記カメラ部の画像を結像
させる光学系として等距離射影の光学系を用いるもので
あり、第７の発明においては、前記カメラ部の光学系に
より結像される画像において、画面中心に対する物体の
像の画面上での位置と、光軸に対する物体の存在する角
度の間に生ずる幾何学的な誤差を補正する角度誤差補正
回路を設けたものである。

【００１８】

【発明の実施の形態】実施の形態１．この発明に係る撮
像装置の実施の形態１を図１および図２において説明す
る。図において、２および９から１４は従来の技術に於
いて説明したものと同様のものであり、その機能も従来
の技術と同等である。１９は検出器１２の検出した全視
野の画像をディジタルの信号データとして格納するフレ
ームメモリ、２０は格納された画像データから所望の視
野に相当する位置の画像データを読み出すアドレスを制
御するアドレス制御回路、２１は機体の姿勢角を検出す
る慣性センサ、２２は任意の設定に応じて視野を変更さ
せる際に、フレームメモリ１９から読み出す視野を計算
する読み出し位置算出回路、２７はオペレータの操作に
よりヘッドダウンディスプレイ２６に出力する画像の視
野を変化させる操作器である。

【００１９】また、この実施の形態においては固定視野
光学系９は従来の技術にて示されるより広い範囲の視
野、すなわち、ヘッドアップディスプレイ２５の視野に
比較して画素数に換算して少なくとも４倍の広さの視野
を検知器１２上に結像させる。また、検知器１２は従来
の技術に比べて多くの画素を持っており、解像度の高い
画像を提供することが可能である。

【００２０】この実施の形態の撮像装置は前記のように
構成され、航空機の機首周辺において視野を前方に向け
て、あるいは尾翼周辺において視野を後方に向ける等し
て航空機に搭載されて以下のように動作する。固定視野
光学系９により検知器１２上に外界の物体が結像され、
検知器１２は結像された画像信号を電気信号に変換し、
信号処理部１０に出力する。信号処理部１０に送られた
画像信号はＡ／Ｄ変換器によりディジタル信号に変換さ
れ、画像補正回路１４はディジタル信号に変換された画
像信号をより均一でバランスのとれた画像とするため像
面照度や素子の感度のばらつきを補正する。以上は従来
の技術と同等である。画像補正回路１４において補正さ
れた画像はディジタルの信号データとしてフレームメモ
リ１９に格納される。フレームメモリ１９に格納される
画像データは前記の通り、固定視野光学系が従来の技術
に比較して広い視野を持っているため、ヘッドアップデ
ィスプレイ２５に表示されるのはフレームメモリ１９に
格納される画像データのごく一部である。このフレーム
メモリ１９における常に一定の決められた位置（アドレ
ス）から画像データが読み出され、第一の画像出力２３
として例えばヘッドアップディスプレイ２５に供給され
る。図３はその表示領域の一例を示す図である。２８は
フレームメモリ１９に格納された全視野の領域、２９は
ヘッドアップディスプレイ２５に表示するために読み出
される画像の領域を示す。図に示すように、全視野２８
における領域２９の位置は、例えば中央より上方になる
ように配置する。すなわち、搭載する航空機の機軸に対
して、固定視野光学系９の光軸を斜め下方に向けて配置
し、また領域２９の中央の位置が航空機の機軸上の像に
対応するように設定する。

【００２１】読み出しアドレス制御回路２０はフレーム
メモリ１９に格納された画像データから所望の視野に相
当する位置の画像データを読み出すアドレスを制御す
る。読み出し位置算出回路２２は任意の設定に応じてヘ
ッドダウンディスプレイに出力する画像の視野を変更さ
せる際に、フレームメモリ１９から読み出す視野の大き
さと位置を計算する。操作器２７をオペレータが操作す
ることによって読み出し位置算出回路２２の設定を有意
に行い、ジョイスティックやトラックボール等を用いて
全視野２８の範囲内で任意に視野を変えたり、設定され
た走査パターンで視野を連続的に変化させて目標を捜索
したり、全視野２８内の特定の視野に固定する等の各種
の動作モードに応じてフレームメモリから読み出す視野
を計算する。

【００２２】図４は走査パターンにしたがってヘッドダ
ウンディスプレイ２５に出力する第二の画像出力２４の
視野の時間的変化を示す図である。３０ａは時刻ａにお
ける視野、３０ｂは時刻ｂにおける視野、３０ｃは時刻
ｃにおける視野である。この図に示す操作パターンの例
では第二の画像出力２４の視野は時間と共に３０ａ→３
０ｂ→３０ｃ→３０ｂ→３０ａのように移動する。これ
によって、全視野２８内でより大きな倍率で順次走査す
ることができる。図に示すように、第二の画像出力２４
の視野は第一の画像出力２３の視野に対して異なる位置
であって構わないし、また、重なり合う部分があっても
良い。すなわち第二の画像出力２４における視野の画面
内における位置は全視野２８の範囲内であれば運用上の
要求によってのみ決められる。このように読み出し位置
算出回路２２は全視野２８内で時々刻々位置が変わる画
面の読み出し位置を計算する機能を有する。また、第二
の画像２４の視野は、全視野の領域２８の中央部を中心
として四方に移動できる。このとき、固定視野光学系９
の光軸が航空機の機軸に対して斜め下方となっているた
め、視野３０の可動範囲は、特に地上に在る目標の捜索
範囲を広くとれるようになっており、遭難船や遭難者の
捜索に有用である。

【００２３】ところで本発明のカメラ部２は機体に固定
されているため、機体の姿勢角によって検知器１２上に
結像される画像の視野は機体の姿勢角の変化分だけずれ
が生じる。視野内において特定の事物を視認しようとす
る場合、このずれを補正することは視認性を高める上で
重要である。図５はある時刻ａにおけるフレーム画像２
８ａと次のフレーム２８ｂにおける全視野の位置ずれを
示す図である。第二の画像出力３０はここでは慣性空間
に対して固定されているものとして想定している。図に
示すように、時刻ａにおけるフレーム画像２８ａと次の
フレーム２８ｂはフレームレートに相当する時間を経た
機体の姿勢角の変化分だけピッチ・ヨー方向にそれぞれ
δｘ，δｙずれる。したがって第二の画像出力を慣性空
間に対して固定させる場合、第二の画像出力として読み
出すべき画像データのアドレスは図６に示すように２８
ａにおいては３ｄ〜７ｆ、２８ｂにおいては２ｃ〜６ｅ
となる。図２において、慣性センサ２１がフレームレー
トに相当する時間間隔における機体の姿勢角の変化量
（δｘ，δｙ）を検出し、この変化量に相当する画素
数、すなわち、図６の例ではδｘ＝１画素、δｙ＝１画
素を空間安定化処理回路１１で計算し、Ｘ方向に１画
素、Ｙ方向に１画素座標変換を行うことによって、慣性
空間の座標系に変換し、読み出し位置算出回路２２に送
る。読み出し位置算出回路２２では図４に示すような走
査パターンが指定されている場合はその分を加算し、ま
た、操作器２７からの指令がある場合はその分を加算
し、読み出しアドレス制御回路２０へ指令して読み出す
アドレスを変更する。

【００２４】図７は図４に示すような走査パターンが指
定されてい場合の第一および第二の画像出力のために読
み出される画像の位置の変化を慣性空間基準で示す図で
ある。時刻ａにおいて全視野２８ａ内で第一の画像出力
は領域２９ａから読み出され第二の画像出力は領域３０
ａから読み出される。時刻ｂにおいて機体の姿勢角の変
化により、第一の画像出力は移動した全視野２８ｂに対
して固定された位置、すなわち領域２９ｂから読み出さ
れ、第二の画像出力は慣性空間座標系において操作パタ
ーンにしたがって１フレーム分の時間分移動した領域３
０ｄから読み出される。

【００２５】以上のような操作を各フレーム毎に連続し
て行うことによって空間的に安定した視野領域３０を連
続的にヘッドダウンディスプレイ２６に出力することが
でき、視認性の高い安定した画像を得ることができる。

【００２６】なお、以上の説明においては、固定視野光
学系９の光軸を、搭載する航空機の斜め下方に向けた例
について示したが、航空機の運用形態によっては他の形
態をとっても良い。例えば、前方の目標の捜索、追尾等
が特に必要となる場合は、固定視野光学系９の光軸を、
航空機の機軸方向に合わせても良い。

【００２７】実施の形態２．以下、この発明に係る撮像
装置の実施の形態２を図８において説明する。図８にお
いて１１〜１４，１９〜２７は図２に付した同番号部分
と同じ機能を有する部分である。また、３１は追尾処理
回路である。

【００２８】この実施の形態の撮像装置は前記のように
構成され、以下のように動作する。追尾処理回路３１は
補正された画像補正処理回路１４の出力画像が格納され
たフレームメモリ１９の画像データを用いて目標を抽出
し、得られた目標に対して追尾処理を施して画面内にお
ける目標の位置を検出する。さらに、第二の画像出力２
４の中心を、仮想追尾点とし、仮想追尾点からの目標の
誤差を追尾誤差として、継続的に目標を補足するために
追尾誤差を０にするように読み出し位置を設定する指令
を読み出し位置算出回路２２に送る。実施の形態２にお
いては装置が目標追尾動作に入っているときは追尾処理
回路３１による指令が空間安定化処理回路１１による指
令に優先し、画面内の目標の位置を常に中心にするよう
読み出し位置を変更していくが、操作器による指令は割
り込み指令として受け付け、仮想追尾点の位置をずらす
ことができる。このことによって追尾目標を画面中心に
対してオフセットさせた位置に継続的に補足できるよう
な指令を与える。

【００２９】実施の形態３．以下、この発明に係る撮像
装置の実施の形態３を図９において説明する。図９にお
いて１１〜１４，１９〜２７および３１は図８に付した
同番号部分と同じ機能を有する部分である。また、３２
は警告表示手段である。

【００３０】この実施の形態の撮像装置は前記のように
構成され、以下のように動作する。読み出し位置算出回
路２２は読み出しアドレス制御回路２０に読み出し位置
の指令を送ると共に警告表示手段３２に同様の信号を送
る。警告表示手段３２は読み出し位置算出回路２２で算
出された読み出し位置がフレームメモリに格納されてい
る領域の端部付近に予め設定された範囲を超えて近づい
たら、そのことを検知し、第二の画像出力２４に警告シ
ンボルを重畳してヘッドダウンディスプレイ２６に表示
する。警告の手段としては表示画面以外に別途設けられ
た警告ランプに点灯することも可能である。この警告表
示により、第二の画像出力の画面において走査、追尾
中、もしくは操作器からの指令によって読み出し位置算
出回路で算出された読み出し位置がフレームメモリに格
納されている領域を越えそうな場合、オペレータがそれ
を認知することができ、状況に応じて操作する等の対応
がとれる。

【００３１】実施の形態４．図１０は実施の形態４を示
す図である。図１０において、１および６は第１の発明
と同じ機能を有する部分である。３３は等距離射影光学
系である。図１１は最も一般的な中心射影光学系と等距
離射影光学系における画角と像高の関係を示す図であ
る。等距離射影光学系は画角と像高が比例関係にあるた
め、等距離射影光学系３３により結像され、フレームメ
モリに格納されたデータは画素数に対して角度が均等で
あり、フレームメモリ内のどの位置においても同じ見込
み角のものが同じ大きさに見える。このことにより、例
えば機体が機首方向を変えたときに同じ物体が歪んで見
えるということがない。また、この等距離射影からのず
れ量をｆ＝ω±１％の範囲内に納めることにより、例え
ば１００画素の画面内における誤差を１画素以下のレベ
ルに抑えることができる。また、全視野内を走査する場
合、その走査角速度が一定に保たれるため、読み出し位
置算出回路における計算アルゴリズムを単純にすること
ができる。

【００３２】実施の形態５．図１２は撮像装置の１手段
を示す図である。以下、この発明に係る撮像装置の実施
の形態５を図１２において説明する。図１２において１
１〜１４，１９〜２７および３１は図８に付した同番号
部分と同じ機能を有する部分である。また、３４は角度
誤差補正回路である。

【００３３】この実施の形態５の撮像装置は前記のよう
に構成され、以下のように動作する。画像補正回路１４
によって均一にされた画像となったデータに対し、角度
誤差補正回路３４は光学系の持つ歪曲による像高と画角
の誤差を補正する。すなわち、中心射影光学系の場合、
図１１に示すように像高と画角が比例関係でないため、
光学系により結像された全視野の画像には歪みがある。
角度誤差補正回路３４は予め測定された光学系の像高と
画角のデータをメモリにもたせ、それを用いて各画素の
データに演算処理を行うことにより、像高と画角が比例
関係になるように補正をかけ、その補正後のデータをフ
レームメモリ１９に格納する。フレームメモリに格納さ
れたデータは画素数に対して角度が均等になり、フレー
ムメモリ内のどの位置においても同じ見込み角のものが
同じ大きさになるため、実施の形態４と同様の効果を得
ることができる。

【００３４】

【発明の効果】この発明は、以上に説明したように構成
されているので、以下のような効果がある。

【００３５】第１の発明によれば、目標の捜索、探知、
識別など、事物の視認、確認を含む運用が要求される場
合においても、一つのカメラ部で、航法支援に用いる機
体固定の視野と、目標の捜索、探知、識別などの画像の
取得目的に応じたアルゴリズムに従って走査可能な視野
を得ることができ、複雑な機械的可動機構を設ける必要
がないため、大幅な小型化・軽量化を図ることができ、
特に小型・軽量化が必要な航空機の搭載品として大きな
利点となる。また、装置としての信頼性も大幅な向上が
できる。

【００３６】また、第２の発明によれば、第一の画像出
力手段からの出力画像の表示領域に対して画素数に換算
して少なくとも４倍以上の領域を前記検知器上に結像さ
せうる光学系および２次元光学検知器を設けることによ
り、ヘッドアップディスプレイ等に表示される前方のご
く限られた角度範囲に限定されることなく、第二の画像
出力手段からの出力画像によって目標の捜索、探知、識
別など、事物の視認、確認を含む運用要求に答えること
ができる。

【００３７】また、第３の発明によれば、空間安定化処
理回路によって、航空機の姿勢角変化による視野のずれ
量を算出し、慣性空間座標に座標変換し、前記慣性空間
座標系において空間安定化させることにより、機体の姿
勢角の変化に対しても視野を慣性空間に対して一定に保
つことができ、画面上での目標の視認性を高め、目標の
捜索、探知、識別など、事物の視認、確認を含む運用要
求に答えることができる。

【００３８】また、第４の発明によれば、追尾処理回路
で目標を抽出し、得られた目標に対して追尾処理を施し
て画面内における目標の位置を検出し、仮想追尾点から
の追尾誤差を０にするように読み出し位置を設定する指
令を読み出し位置算出回路に送ることにより、追尾目標
を継続的に補足し続けることができる。

【００３９】また、第５の発明によれば、警告表示手段
によりフレームメモリに格納されている領域の端部付近
に予め設定された範囲を超えて近づいたことを検知し、
第二の画像出力手段からの出力画像に警告シンボルを重
畳することにより、第二の画像出力手段からの出力画像
を表示する画面において、走査、追尾中、もしくは操作
器からの指令によって読み出し位置算出回路で算出され
た読み出し位置がフレームメモリに格納されている領域
を越えそうな場合、オペレータがそれを認知することが
でき、状況に応じて操作する等の対応がとれる。

【００４０】また、第６の発明によれば、等距離射影光
学系を用いることによって、光学系により結像され、フ
レームメモリに格納されたデータは画素数に対して角度
が均等であり、フレームメモリ内のどの位置においても
同じ見込み角のものが同じ大きさに見えることにより、
例えば機体が機首方向を変えたときに同じ物体が歪んで
見えるということがない。また、この等距離射影からの
ずれ量をｆ＝ω±１％の範囲内に納めることにより、１
００画素の画面内における誤差を１画素以下のレベルに
抑えることができる。また、全視野内を走査する場合、
その走査角速度が一定に保たれるため、読み出し位置算
出回路における計算アルゴリズムを単純にすることがで
きる。

【００４１】また、第７の発明によれば、角度誤差補正
回路によって光学系の持つ歪曲による像高と画角の誤差
を補正することによって像高と画角が比例関係にし、そ
の補正後のデータをフレームメモリに格納することによ
り、フレームメモリに格納されたデータは画素数に対し
て角度が均等になり、フレームメモリ内のどの位置にお
いても同じ見込み角のものが同じ大きさになるため、第
６の発明と同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の撮像装置の実施の形態１を示す図
である。

【図２】 この発明の撮像装置の実施の形態１を示す図
である。

【図３】 第一の画像出力の表示領域の一例を示す図で
ある。

【図４】 第二の画像出力の視野の走査パターンの一例
を示す図である。

【図５】 ある時刻のフレームと次のフレームにおける
全視野の位置ずれを示す図である。

【図６】 第二の画像出力として読み出すべき画像デー
タのアドレスを示す図である。

【図７】 走査パターンが指定されている場合の第一お
よび第二の画像出力のために読み出される画像の位置の
変化を慣性空間基準で示す図である。

【図８】 この発明の撮像装置の実施の形態２を示す図
である。

【図９】 この発明の撮像装置の実施の形態３を示す図
である。

【図１０】 この発明の撮像装置の実施の形態４を示す
図である。

【図１１】 中心射影光学系と等距離射影光学系におけ
る画角と像高の関係を示す図である。

【図１２】 この発明の撮像装置の実施の形態５を示す
図である。

【図１３】 従来の撮像装置の一例を示す構成図であ
る。

【図１４】 従来の撮像装置の機能ブロック図である。

【符号の説明】

１ カメラ部、２ 俯仰駆動機構、３ ジャイロ、４
旋回駆動機構、５ 視軸駆動機構、６ 捜索光学系、７
信号処理部、８ カメラ部、９ 固定視野光学系、１
０ 信号処理部、１１ 空間安定化回路、１２ 検知
器、１３ Ａ／Ｄ変換器、１４ 画像補正回路、１５
追尾処理回路、１６ 検知器、１７ Ａ／Ｄ変換器、１
８ 画像補正回路、１９ フレームメモリ、２０ アド
レス制御回路、２１ 慣性センサ、２２ 読み出し位置
算出回路、２３ 第一の画像出力、２４ 第二の画像出
力、２５ ヘッドアップディスプレイ、２６ ヘッドダ
ウンディスプレイ、２７ 操作器、２８ 全視野、２９
第一の画像出力が読み出される領域、３０ 第二の画
像出力が読み出される領域、３１ 追尾処理回路、３２
警告表示手段、３３ 等距離射影光学系、３４ 角度
誤差補正回路。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 航空機に光軸が固定されて搭載され、視
   野内の像を２次元光学検知器上に結像させ、画像信号を
   出力するカメラ部と、前記カメラ部の出力画像信号をデ
   ィジタル信号として格納するフレームメモリと、前記フ
   レームメモリから特定の領域の画像データを読み出すア
   ドレスを制御する読み出しアドレス制御回路と、画像の
   取得目的に応じて予め設定されたアルゴリズムに則って
   前記フレームメモリに格納された画像データの一部を読
   み出す位置を計算し、前記読み出しアドレス制御回路に
   指令する読み出し位置算出回路と、前記フレームメモリ
   から前記カメラ部の視野内における所定領域に対応する
   信号を出力する第一の画像出力手段と、前記読み出し位
   置算出回路により指令されたアドレスから読み出された
   信号を出力する第二の画像出力手段とを備えた撮像装
   置。
2. 【請求項２】 前記第一の画像出力手段からの出力画像
   を表示するための表示領域に対して画素数に換算して少
   なくとも４倍以上の領域を前記検知器上に結像させうる
   光学系および２次元光学検知器を有することを特徴とす
   る請求項１記載の赤外線撮像装置。
3. 【請求項３】 航空機の姿勢角を検出する慣性センサの
   姿勢角の変化量の情報により結像された画面の視野のず
   れ量を算出し、慣性空間座標に座標変換し、前記慣性空
   間座標系において空間安定化させるための指令を前記読
   み出し位置算出回路に出力する空間安定化処理回路を有
   することを特徴とする請求項１記載の赤外線撮像装置。
4. 【請求項４】 前記カメラ部の視野内の目標を追尾する
   ために前記第二の画像出力手段からの出力画像における
   中心を仮想追尾点とし、仮想追尾点からの目標の誤差を
   追尾誤差として、追尾誤差を０にするように読み出しア
   ドレスを制御する追尾処理回路を有することを特徴とす
   る請求項１記載の赤外線撮像装置。
5. 【請求項５】 前記カメラ部の視野内の領域を走査中、
   あるいは目標を追尾中に走査または追尾継続のために必
   要な領域が前記視野内に納められない場合、このことを
   検出し、表示画面にこのことを警告として表示する警告
   表示手段を有することを特徴とする請求項１記載の赤外
   線撮像装置。
6. 【請求項６】 前記カメラ部の画像を結像させる光学系
   として等距離射影の光学系を用い、また、特にこの光学
   系の等距離射影からのずれ量をｆ＝ω±１％の範囲内に
   納めたことを特徴とする請求項１記載の赤外線撮像装
   置。
7. 【請求項７】 前記カメラ部の光学系により結像される
   画像において、画面中心に対する物体の像の画面上での
   位置と、光軸に対する物体の存在する角度の間に生ずる
   幾何学的な誤差を補正する角度誤差補正回路を有するこ
   とを特徴とする請求項１記載の赤外線撮像装置。