JP2002335435A - 映像撮影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】低解像度の撮像素子を使用して同一光軸により
全体映像と高解像度の詳細映像を同時に撮影して出力す
る。 【解決手段】集光レンズ系１４で集光した撮影対象から
の光を入射して分光器１６により２方向に分光し、分光
された一方の光を全体映像撮影部１８の第１結像レンズ
系２８により第１エリア撮像素子３０に結像して得た撮
影対象の全体像を撮像して全体映像信号を出力する。同
時に分光器１６で分光された他方の光を詳細映像撮影部
２０の第２結像レンズ系３６により第１エリア撮像素子
３０と同じ低解像度の第２エリア撮像素子３８に結像し
て得た撮影対象の一部を撮像して高解像度の詳細映像信
号を出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ビデオレートで撮
影対象を撮影して映像信号を出力する映像撮影装置に関
し、特に、撮影対象の全体の低解像度映像と撮影対象の
部分的な高解像度映像とを同時かつ高速に撮影する映像
撮影装置に関する。

【０００２】

【従来技術】従来、広範囲な撮影と詳細映像の撮影とを
同時に行う方法として、ズーム比の異なる複数のカメラ
を用いる方法と、高解像度カメラを用いる方法がある。

【０００３】ズーム比の異なる複数のカメラを用いるの
方法は、図１７のように、広角カメラ１００と望遠カメ
ラ１０２の２つのカメラを用いて、広角カメラ１００で
対象の領域全体の映像を取得し、詳細映像は望遠カメラ
１０２に取り付けられた電動雲台を制御して、必要な部
分の方向に望遠カメラ１０２を向けてから撮影する方法
である。これにより、全体映像と所望の部分的な望遠
（拡大）映像とが得られる。

【０００４】また高解像度カメラを用いる方法では、解
像度が非常に高いカメラを用いて撮影して、必要個所だ
けでなく全体を高解像度で撮影する。このような高解像
度映像を得るための従来の取り組みとして、撮像デバイ
スの素子そのものを微細化して全体の素子数を増やし高
解像度を実現する方法と、複数撮像デバイスで区分的に
撮影した映像を１つの大きな像として合成する区分映像
合成方法の２通りの方法がある。

【０００５】撮像デバイス素子を微細化する方法では、
近年、デジタルカメラの普及を背景にＣＣＤ撮像デバイ
スやＣＭＯＳ撮像デバイス共に開発が加速してきており
素子数の増加は目覚しく、民生用や産業用いずれも３０
０万画素を超えるものも市販されている。

【０００６】次に区分映像合成方法について、田邉らに
よる撮像装置（特開平９−２８９６０５号）を例として
説明すると、カメラのレンズで集光した光線を、レンズ
の後段に設けた分岐手段によってＮ分岐させ、分岐した
それぞれの光線に対してそれぞれＣＣＤなど撮像デバイ
スを設置して撮影する。

【０００７】このとき、各撮像デバイスは元の像の互い
に異なる一部分を受光するように配置する。この配置で
撮影することで、対象の部分映像群が取得できる。その
後、得られた部分映像を合成して１つの大きな高解像度
映像を作成する。もし４分岐したならば、最終的には元
の４倍の素子数を持つ撮像デバイスで撮影された映像と
同等の高分解能の映像が得られることになる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の対象の全体映像と詳細画像を同時に撮影する
装置にあっては、次の問題がある。

【０００９】まず、図１７の広角カメラ１００と望遠カ
メラ１０２の２台のカメラを用いる方法では、異なる位
置に置いた２つのカメラ１００，１０２を用いているの
で、必要個所を向くように望遠カメラ１０２を制御する
際に、その方向が対象物体１０４，１０６の距離により
異なることが問題になる。

【００１０】即ち、図１のように、対象物体１０４，１
０６が異なる場所にあっても、広角カメラ１００側で見
た場合は同一方向（場所）に観測される。ところが、望
遠カメラ１０２の向くべき方向は対称物体１０４，１０
６の距離（位置）によって異なる。

【００１１】このように、望遠カメラ１０２の向くべき
方向は対象物体１０４，１０６の位置によって異なる
が、対象物体１０４，１０６の距離は広角カメラ１００
だけでは知り得ないため、距離を知るために望遠カメラ
１０２を向けようとしても、向ける方向が分からないと
いう問題がある。この問題は、視点位置の異なる複数の
カメラを用いると、必ず複数の光軸が存在するために発
生する問題である。

【００１２】次に、高解像度カメラを用いる方法の問題
点について説明する。第１に、映像全体を高解像度化す
るため、映像の持つ情報量が膨大となり高速に映像を転
送できない問題がある。例えば、撮像デバイス素子の高
密度化により得た３００万画素の画像を転送する場合、
通常のＮＴＳＣのテレビ映像に比べて１１倍の情報量が
あり、ＮＴＳＣ信号の転送レートでは２.７フレーム／
秒（ｆＰＳ）となる。

【００１３】また、パーソナルコンピュータを処理装置
とする画像処理システムを考えると、パーソナルコンピ
ュータで一般に用いられているＰＣＩバスの転送レート
は最大で１３３ＭＢ/秒なので、１バイト/画素として３
００万画素の映像を計算機に取り込めるレートは２.３
フレーム／秒とやはり転送レートが少ない。

【００１４】このように、撮影範囲全体を高解像度化す
る方法では、映像の転送速度が不足することからビデオ
レート（３０フレーム／秒）での画像取得が困難であ
り、移動する物体を対象とした動画像処理システムへの
適用ができない。

【００１５】第２の問題として、更なる解像度の増加が
必要になった場合に、所望の高解像度化を行なうのが困
難である点が挙げられる。一般に画像処理で必要となる
解像度は撮影対象によって異なり、場合によっては非常
に高い解像度での撮影が必要とされる場合もある。

【００１６】ところが、撮像デバイスの高密度化による
方法では、向上できる解像度はデバイスの持つ解像度で
制限されてしまう。解像度を向上するには、さらなる高
密度の撮像素子を作成する必要となるが、微細化による
素子の受光量の減少によりＳ/Ｎ比の悪化は避けられ
ず、実用性に問題がある。また、微細加工は生産の困難
さからコストの極端な増加を招く点も実用的でない。

【００１７】同様に、複数撮像素子で区分撮影した映像
を合成する区分映像号合成方法でも、必要に応じた解像
度の向上が困難である。これは、解像度を上げるには、
一つの映像を分割する数、即ち使用する撮像デバイスの
数を多くする必要がある。しかし、撮像デバイスの数が
非常に多くなってくると、実際にカメラ内に撮像デバイ
スを配置する空間を確保するのが不可能になる。例え
ば、全体映像に対して縦横を１０倍の解像度に向上させ
るには、１００個の撮像デバイスを配する必要があり、
実現は不可能に近い。

【００１８】本発明は、低解像度の撮像素子を使用して
同一光軸により全体映像と高解像度の詳細映像を同時に
撮影して出力する映像撮影装置を提供することを目的と
する。

【００１９】

【課題を解決するための手段】図１は本発明の原理説明
図である。本発明の映像撮影装置は、集光レンズ系１４
で集光した撮影対象からの光像を入射して２方向に分光
する分光器１６と、分光器１６で分光された一方の光像
を第１結像レンズ系２８を配置した結像面に結像し、第
１エリア撮像素子３０により撮影対象の全体像を撮像し
て全体映像信号を出力する全体映像撮影部１８と、分光
器１６で分光された他方の光像を、第２結像レンズ系３
６により第１エリア撮像素子３０と同程度の解像度を持
つ第２エリア撮像素子３８を配置した結像面に結像し、
第２エリア撮像素子により全体像の撮影対象の一部を撮
像して高解像度の詳細映像信号を出力する詳細映像撮影
部２０とを備えたことを特徴とする。

【００２０】このように本発明では，全体映像を撮影し
ながら、同時に全体映像の必要な個所については部分的
な高解像度映像を高速（実時間）に得ることができるた
め、広範囲な撮像範囲を移動する比較的小さな対象があ
り、撮像範囲を常に観測しながら、対象物体がある場合
には対象の詳細な映像（情報）も必要とするといった相
反する条件を有す画像処理システム全般に対して、映像
入力装置として適用可能である。

【００２１】このような画像処理システムの一例として
は、広範囲にあるコンベア上を流れる物体に貼られた小
さなシールに書かれた文字を読み取ることで配送管理を
行なう物流管理システムや、領域内への侵入物の有無を
全体映像（低解像度）で監視しながら部分高解像度映像
として得た侵入物の詳細映像を蓄積あるいは画像識別し
て対象に応じて適切な警報を発する監視システムなどが
挙げられる。

【００２２】また、その他にも、撮影範囲全体の各々の
位置で部分的な高解像度映像を撮影し、それら映像を合
成して撮影範囲全体の超高解像度の映像を作成すること
で、超高解像度静止画カメラの入力装置にも適用でき
る。

【００２３】また全体映像は低解像度とし、詳細映像は
低解像度のエリア撮像素子を用いながらも必要部分に限
ることで等価的に高解像度の映像を得ているため、全体
映像と詳細映像はいずれも出力される映像信号の情報量
を抑えることができ、高速な画像転送が可能である。

【００２４】例えば撮像素子をＮＴＳＣ程度の解像度の
映像が得られるものを用いれば、容易にビデオレートで
ある３０フレーム／秒（ｆＰＳ）での転送が可能とな
る。

【００２５】ここで第１結像レンズ系２８は、所定の縮
小倍率αにより分光器１６からの光を縮小して第１エリ
ア撮像素子３０に対象物の全体映像を結像し、第２結像
レンズ系３６は、所定の拡大倍率βにより分光器１６か
らの光を拡大して第２エリア撮像素子３８を配置した結
像面４０の位置に対象物の全体映像を結像し、縮小倍率
α、拡大倍率β、第１及び第２エリア撮像素子３０，３
８の撮像サイズＬ１，Ｌ２に基づいて、全体映像に対し
高解像度となる詳細映像の解像度比Ｋを設定する。

【００２６】全体映像に対し高解像度となる詳細映像の
解像度比Ｋは、第１エリア撮像素子３０の撮影サイズＬ
１と第２エリア撮像素子３８の撮像サイズＬ２とのサイ
ズ比（Ｌ１／Ｌ２）をγとした場合、 Ｋ＝（β／α）・γ として設定される。

【００２７】また、全体映像に対する高解像度となる詳
細映像の解像度比Ｋは、第１及びエリア撮像素子３０，
３８の撮影サイズが同じ場合（Ｌ１＝Ｌ２）、 Ｋ＝（β／α） として設定される。

【００２８】このため詳細映像撮影部で使用する第２エ
リア撮像素子として解像度が全体映像撮影部の第１エリ
ア撮像素子と同じ例えばＮＴＳＣカメラ用など比較的低
解像度の撮像素子を用いても、全体像から比較してＫ倍
の解像度を持つ詳細映像を撮影することができる。

【００２９】詳細映像撮影部２０は、第２エリア撮像素
子３８を結像面４０に結像された全体映像の任意の位置
に移動させる移動部４２を備える。この移動部４２は、
外部から指示された全体映像中の目標位置に前記第２エ
リア撮像素子３８を移動させる位置制御部を備える。

【００３０】このため詳細映像撮影部で一度に撮影でき
る範囲は限られているが、移動部により詳細映像撮影用
の第２エリア撮像素子は結像面上の領域内を自由に移動
でき、任意位置の高解像度映像が得られる。このため、
外部指示による目標位置として位置、軌跡、軌跡とその
速度などを行うことで、遠隔的な詳細映像の撮影ができ
る。

【００３１】また詳細映像撮影部２０は、複数の第２エ
リア撮像素子を移動部に固定配置し、外部から指示され
た全体映像の中の目標位置に最も近い第２エリア撮像素
子を選択して移動させる位置制御部を備える。このため
全体画像の中の目標位置への移動が高速にでき、移動部
の移動範囲も狭くて良いため、詳細映像撮影部を小型化
できる。

【００３２】更に詳細映像撮影部２０は、全体映像撮影
部１８から出力される全体映像信号から特定の移動体を
検出して移動部により第２エリア撮像素子３８を追従移
動させる位置制御部を備える。このため全体映像の中の
移動体をターゲットとした自動追跡によりその詳細画像
を継続的に撮影できる。

【００３３】本発明の別の形態に合っては、集光レンズ
系の光軸に沿って、分光器と詳細映像撮影部の複数組を
多段階に配置し、最終段の分光器からの一方の光像を全
体映像撮影部に入射させ、複数の詳細映像撮影部から出
力される詳細映像信号の解像度が異なるように全体映像
に対し異なった解像度比が設定されており、更に外部か
らの解像度の選択指示により複数の詳細映像撮影部の内
の対応する解像度の詳細映像信号を選択して出力する解
像度選択部を設けたことを特徴とする。

【００３４】このため複数の詳映像撮影部によりそれぞ
れ異なる解像度で撮影し、必要に応じて所望の解像度を
持つ詳細映像だけを選択して同一光軸から生成される全
体映像と同時に出力できる。

【００３５】ここで、多段構成をとる複数の分光器は、
複数の詳細映像撮影部および全体映像撮影部に入射させ
る光量が同一となるように入射光を分光させる。このた
め全体画像および詳細画像のＳ／Ｎを光量的に合わせる
ことができ、エリア撮像素子で撮影して得られる映像信
号の調整が容易になる。

【００３６】更に本発明の映像撮影装置は、所定映像サ
イズの全体画像信号を圧縮する共に、同じ所定映像サイ
ズの詳細映像信号を全体映像信号の圧縮で空きとなった
映像サイズとなるように圧縮し、圧縮された全体映像信
号と詳細映像信号を合わせた所定サイズの合成映像信号
を生成して外部に出力する映像合成部を設けたことを特
徴とする。

【００３７】このため全体映像と詳細映像が各々異なる
映像信号として出力するには適さない場合には、両者を
圧縮合成して例えば２フレーム分を１フレームに合成
し、１つの映像信号として出力できる。

【００３８】

【発明の実施の形態】図２は本発明による撮影装置の実
施形態を示した説明図である。図２において、本発明の
撮影装置１０は、撮影対象１２からの光を集光する集光
レンズ系１４に続いて分光器１６を配置し、集光レンズ
１４からの入射光像を２つに分光している。

【００３９】分光器１６としては光学プリズムやハーフ
ミラーなどの入射光を２方向に分光できる光学機器を使
用する。またこの場合、分光器１６で分光した光の光量
は５０％ずつの分光とする。

【００４０】分光器１６で分光された一方の光像は全体
映像撮影部１８に入射され、全体映像撮影部１８で撮影
対象１２の全体映像を撮影して全体映像信号Ｅ１を出力
する。

【００４１】一方、分光器１６で分光された他方の光像
は詳細映像撮影部２０に入射される。詳細映像撮影部２
０は、撮影対象１２の全体画像における一部の映像を撮
影して高解像度の詳細映像信号Ｅ２を出力する。

【００４２】詳細映像撮影部２０にあっては、全体映像
の任意の位置について詳細映像を撮影できるようにする
ため、外部から詳細映像の撮影位置を位置決めするため
の目標位置信号Ｅ３が与えられている。この詳細映像信
号を撮影する全体映像の位置については位置検出が行わ
れ、外部に位置検出信号Ｅ４として出力される。

【００４３】図３は、図２の撮影装置１０における全体
映像撮影部及び詳細映像撮影部の光学系及び構造を集光
レンズ系並びに分光器１６と共に示した説明図である。

【００４４】分光器１６で分光された一方の光２４を入
射する全体映像撮影部１８は、第１結像レンズ系２８、
第１エリア撮像素子３０及び取付部３４で構成される。
取付部３４に固定された第１エリア撮像素子３０として
は、例えばＮＴＳＣ用テレビカメラに使用している比較
的解像度の低いＣＣＤ撮像デバイスやＣＭＯＳ撮像デバ
イスなどが使用され、解像度としては例えば５１２画素
×５１２画素あるいは６４０画素×４８０画素程度の低
解像度のものが使用される。

【００４５】この第１エリア撮像素子３０の撮像面と同
一位置となる全体映像用結像面３２に対し、第１結像レ
ンズ系２８によって分光器１６で分光された一方の光２
４による撮影対象１２の全体映像が結像され、このため
第１エリア撮像素子３０は撮影対象１２の全体映像を撮
影して、図２に示したように全体映像信号Ｅ１を例えば
３０フレーム／秒（ｆＰＳ）のビデオレートで出力す
る。

【００４６】また第１結像レンズ系２８は縮小レンズ系
を構成しており、集光レンズ系１４により分光器１６を
介して第１結像レンズ系２８の結像面に結像された撮影
対象１２の全体映像を予め定めた縮小倍率αで縮小し
て、第１エリア撮像素子３０の結像面３２上に撮影対象
１２の全体映像を結像している。ここで第１エリア撮像
素子３０の例えば縦方向のサイズをＬ１としている。

【００４７】一方、分光器１６で分光された他方の光２
６を入射した詳細映像撮影部２０は、第２結像レンズ系
３６、第２エリア撮像素子３８及び移動部４２で構成さ
れる。第２エリア撮像素子３８は、この実施形態にあっ
ては第１エリア撮像素子３０と同じものを使用してい
る。

【００４８】例えば第１エリア撮像素子３０としてＮＴ
ＳＣ用テレビカメラに使用しているＣＣＤ撮像デバイス
として５１２画素×５１２画素を使用していた場合に
は、同じＣＣＤ撮像デバイスで５１２画素×５１２画素
のものを第２エリア撮像素子３８として使用している。
このため第２エリア撮像素子３８のサイズＬ２は、この
実施形態にあっては第１エリア撮像素子３８のサイズＬ
１と同じである。

【００４９】第２結像レンズ系３６は拡大レンズ系を構
成している。即ち分光器１６を介して集光レンズ系１４
で第２結像レンズ系３６の結像面に結像された撮影対象
１２の全体映像を予め定めた拡大倍率βにより拡大し
て、第２エリア撮像素子３８の撮像面に一致した結像面
４０に撮像対象１２の全体映像を結像している。第２エ
リア撮像素子３８は、移動部４２により結像面４０に拡
大して結像された全体映像の任意の位置に移動させるこ
とができる。

【００５０】尚、第２結像レンズ系３６による拡大倍率
βは、β＞αの関係にあればよく、例えばα＝０．５と
した場合、絶対的な倍率としてはβには１≧β＞０．５
の倍率がふくまれている。

【００５１】ここで、全体映像撮影部１８及び詳細映像
撮影部２０のそれぞれにおける結像サイズを見ると、分
光器１６を介して集光レンズ系１４により第１結像レン
ズ系２８及び第２結像レンズ系３６のそれぞれに結像さ
れた像のサイズはＬ０であり、これが第１結像レンズ系
２８により第１エリア撮像素子３０上に縮小倍率αによ
りサイズＬ１に縮小して結像されている。また第２結像
レンズ系３６によりサイズＬ０の像は、第２エリア撮像
素子３８が配置されている結像面４０上に拡大倍率βに
よりサイズＬ１´の全体映像として拡大して結像されて
いる。

【００５２】図４は図３の全体映像撮影部１８の第１エ
リア撮像素子３０と詳細映像撮影部２０の第２エリア撮
像素子３８のそれぞれにおける全体映像と素子の位置関
係を表している。図４（Ａ）は第１エリア撮像素子３０
の撮像面を示しており、この縦サイズＬ１をもつ第１エ
リア撮像素子３０に撮影対象１２の全体映像が結像され
ている。

【００５３】これに対し図４（Ｂ）は詳細映像撮影部２
０の結像面４０であり、この結像面４０に拡大された撮
影対象１２の全体映像が結像されており、その中に第２
エリア撮像素子３８が配置されている。ただし、第２エ
リア撮像素子３８の縦サイズをＬ２とする。

【００５４】この図４（Ａ）（Ｂ）から明らかなよう
に、第２エリア撮像素子３８に対しては拡大された全体
映像が結像面４０のサイズの全体映像として結像されて
おり、この全体映像の拡大によって第１エリア撮像素子
３０と同じサイズの第２エリア撮像素子３８で拡大全体
映像を撮像すると、第１エリア撮像素子３０の結像面サ
イズに対し結像面４０に全体映像を拡大した割合分、第
１エリア撮像素子３０に対する第２エリア撮像素子３８
の解像度を高めることができる。

【００５５】ここで第１エリア撮像素子３０で撮影する
全体映像に対し、第２エリア撮像素子３８で撮影する部
分的な詳細映像の高解像度となる解像度の比率を解像度
比Ｋと定義する。この解像度比Ｋは全体映像に対し詳細
映像の解像度が何倍高いかを示す値となる。解像度比Ｋ
は次のようにして求まる。

【００５６】まず図３の光学系について次のパラメータ
を定義する。

【００５７】Ｌ０：第１レンズ系及び第１レンズ系で結
像する全体映像のサイズ Ｌ１：第１エリア撮像素子のサイズ Ｌ1'：第２エリア撮像素子の結像面における全体映像の
サイズ Ｌ２：第２エリア撮像素子のサイズ α ：第１レンズ系の倍率 β ：第２レンズ系の倍率 γ ：第１及び第２エリア撮像素子のサイズ比（Ｌ１／
Ｌ２） まず、解像度比Ｋは、詳細映像撮影部２０の第２エリア
撮像素子３８のサイズＬ２により拡大した結像面４０の
拡大全体映像のサイズＬ１´を割った値である。

【００５８】Ｋ＝Ｌ１´／Ｌ２ （１） ここで全体映像撮影部１８の第１エリア撮像素子３０の
結像面３２における全体映像のサイズＬ１及び詳細映像
撮影部２０の結像面４０における全体映像のサイズＬ１
´を、集光レンズ系１４により第１結像レンズ系２８及
び第２結像レンズ系３６に結像した全体映像のサイズＬ
０、縮小倍率α及び拡大倍率βを用いて表すと次のよう
になる。

【００５９】 Ｌ１＝α・Ｌ０ （２） Ｌ1'＝β・Ｌ０ （３） 続いて詳細映像撮影部２０の結像面４０に拡大して結像
した全体映像のサイズＬ１´を、全体映像撮影部１８の
結像面３２に縮小して結像した全体映像のサイズＬ１で
表すと、（２）式から Ｌ０＝Ｌ１／α となり、これを（３）式に代入して Ｌ1'＝（β／α）・Ｌ１ （４） となり、これを（１）式に代入すると Ｋ＝（β／α）・（Ｌ１／Ｌ２） （５） が求まる。

【００６０】ここで前記のパラメータのようにγ＝Ｌ１
／Ｌ２であることから Ｋ＝（β／α）・γ （６） となる。そしてγは第１及び第２エリア撮像素子３０，
３８のサイズにより固定的に決まる定数であり、これが
解像度比Ｋの一般式である。

【００６１】また図３の実施形態にあっては、第１エリ
ア撮像素子３０と第２エリア撮像素子３８のサイズをＬ
１＝Ｌ２と等しくしていることから γ＝Ｌ１／Ｌ２＝１ となり、解像度比Ｋは Ｋ＝（β／α） （７） となる。

【００６２】このため図３の実施形態にあっては、第１
結像レンズ系２８の縮小倍率αと第２結像レンズ系３６
の拡大倍率βを任意に決めることで、必要とする第１エ
リア撮像素子３０の全体映像に対し、適宜の解像度比Ｋ
を第２エリア撮像素子３８の部分的な詳細映像について
設定することができる。

【００６３】例えば全体映像の解像度に対し１０倍の解
像度比Ｋをもつ詳細映像を撮影したい場合には、例えば
縮小倍率α＝０．５に対し拡大倍率β＝５を設定し、こ
れによってＫ＝（β／α）＝５／０．５＝１０となる解
像度比が実現できる。

【００６４】実際の装置では第１エリア撮像素子３０に
対する第１結像レンズ系２８による縮小倍率αは固定的
に定めておき、第２エリア撮像素子３８の結像面４０に
対する第２結像レンズ系３６による拡大倍率βを任意の
値に設定すれば良い。この場合、全体映像に対し１以上
の解像度比Ｋの詳細映像を得るためには β＞α となる関係を設定すれば良い。もちろん、α＝βとすれ
ば、全く同じ解像度の全体映像が２系統で得られること
になる。

【００６５】更に倍率βを可変できるように第２結像レ
ンズ系３６をズームレンズ系とし、必要に応じて適宜の
倍率設定により解像度比Ｋを可変することも可能であ
る。

【００６６】図５は本発明の撮影装置における全体映像
撮影部１８と詳細映像撮影部２０の他の実施形態であ
り、この実施形態にあっては全体映像撮影部１８と詳細
映像撮影部２０に使用するエリア撮像素子としてサイズ
の異なる素子を使用するようにしたことを特徴とする。

【００６７】図５において、集光レンズ系１４及び分光
器１６に続いて設けられた全体映像撮影部１８及び詳細
映像撮影部２０の構成は基本的に図３の実施形態と同じ
であるが、この実施形態にあっては全体映像撮影部１８
に設けた第１エリア撮像素子４４は詳細映像撮影部２０
に設けている第２エリア撮像素子３８と異なるサイズの
ものを使用している。

【００６８】第２エリア撮像素子３８は例えば図３の実
施形態と同じサイズＬ２であるが、第１エリア撮像素子
４４はサイズＬ１が例えば２倍の大きさを持ったものを
使用している。

【００６９】ここでサイズは異なっても第１エリア撮像
素子４４と第２エリア撮像素子３８は例えば５１２画素
×５１２画素といった同じ解像度のものを使用する。こ
れは素子の解像度が同じであることで同じ駆動回路を使
用できる利点があるからである。もちろん、必要があれ
ば第１エリア撮像素子と第２エリア撮像素子は異なる解
像度、例えば一方が５１２画素×５１２画素、他方が６
４０画素×４８０画素のものを使用してもよい。

【００７０】図６は図５のサイズの異なる第１エリア撮
像素子４４と第２エリア撮像素子３８における全体映像
の結像面のサイズと素子、撮像面の関係を表しており、
素子サイズが異なる以外は図４の場合と同じである。

【００７１】この図５，図６の実施形態のように、第１
エリア撮像素子４４と第２エリア撮像素子３８のサイズ
Ｌ１，Ｌ２が異なっている場合には、その場合の解像度
比Ｋとして（５）式もしくは（６）式に従って解像度比
Ｋを決定する。

【００７２】もちろん撮影装置のサイズＬ１，Ｌ２は固
定であることからγが固定的な定数として決まり、結局
は（６）式の一般形で解像度比Ｋを求めることができ
る。

【００７３】図７は図３及び図５の実施形態における詳
細映像撮影部２０に設けている移動部４２の実施形態で
ある。図７において、移動部４２にはＸＹステージ４８
が設けられ、このＸＹステージ４８上に第２エリア撮像
素子３８が固定され、モータ及びギアトレインを備えた
位置可変器５０により、結像面４０に沿って第２エリア
撮像素子３８を結像面４０の範囲内で水平方向に移動で
きるようにしている。

【００７４】ＸＹステージ４８により結像面４０上で移
動される第２エリア撮像素子３８の位置は位置検出器５
２で検出される。位置検出部５２としては、ＸＹステー
ジ４８のＸ方向及びＹ方向のそれぞれの動きを検出する
エンコーダ等を使用する。ＸＹステージ４８は位置可変
器５０を介して取付部５４上に配置されている。

【００７５】また移動部４２には位置制御部５６が設け
られる。位置制御部５６に対しては、外部より全体映像
の任意の位置に第２エリア撮像素子３８を移動して部分
的な全体映像を撮影するための目標位置信号Ｅ３が与え
られている。

【００７６】この目標位置信号Ｅ３を受けた際に、位置
制御部５６は位置検出器５２からの現在の第２エリア撮
像素子３８の全体映像に対する位置を示す位置信号Ｅ４
を入力し、目標位置信号Ｅ３に対する検出位置信号Ｅ４
の偏差をなくすサーボ制御のための位置制御信号Ｅ５
を、位置可変器５０、具体的にはＸＹステージ４８のＸ
駆動モータ、Ｙ駆動モータに出力し、目標位置信号Ｅ３
で指示された全体映像の目標位置に第２エリア撮像素子
３８を位置決め制御する。

【００７７】この位置制御部５６による目標位置に対す
る位置制御の際の第２エリア撮像素子３８の位置検出信
号Ｅ４は、目標位置を指示した外部装置に対し出力さ
れ、全体映像における実際の位置決め状態がモニタでき
るようにしている。

【００７８】ここで位置制御部５６に対する外部からの
目標位置信号Ｅ３としては、撮影した全体映像の中の特
定の部分の位置情報以外に、全体映像の中のある決まっ
た軌跡を通る位置信号、更には軌跡を通るときの速度を
含む信号であってもよい。

【００７９】例えば本発明の撮影装置１０により全体映
像として広範囲にあるベルトコンベアを撮影し、詳細映
像としてベルトコンベア上を流れる物体に貼られた小さ
なシールに書かれた文字を読み取るように位置決めし
て、詳細映像を全体映像と同時に得るような使い方がで
きる。

【００８０】図８は本発明の撮影装置１０の詳細映像撮
影部２０に設けられる移動部４２の他の実施形態であ
り、この実施形態にあっては部分的な詳細映像を撮影す
るための第２エリア撮像素子を複数設けるようにしたこ
とを特徴とする。

【００８１】図８において、詳細映像撮影部２０におけ
る第２結像レンズ系３６の結像面４６の像を拡大して結
像した結像面４０に対し、移動部４２のＸＹステージ４
８上に、この実施形態にあっては例えば図９に示すよう
に４つの第２エリア撮像素子３８−１〜３８−４を配置
している。

【００８２】ＸＹステージ４８は位置可変器５０で結像
面４０の任意の位置に移動することができ、また移動位
置は位置検出器５２により位置検出信号Ｅ４として出力
される。

【００８３】４つの第２エリア撮像素子３８−１〜３８
−４はビデオレートで並列的に駆動されており、それぞ
れより詳細映像信号Ｅ２１〜Ｅ２４が並列的に出力さ
れ、詳細映像選択部６０に入力されている。位置可変器
５０は位置制御部５８からの位置制御信号Ｅ４を受け、
ＸＹステージ４８を駆動して４つの第２エリア撮像素子
３８−１〜３８−４のいずれか１つを目標位置に位置決
め制御する。

【００８４】この位置制御部５８による位置決め制御の
方法は、目標位置信号Ｅ４が指示された時点で、指示さ
れた目標位置に最も近い位置にある第２エリア撮像素子
を目標位置に移動させる制御手順を行う。

【００８５】例えば図９のＸＹステージ４８上の第２エ
リア撮像素子３８−１〜３８−４の現在の位置状態で目
標位置信号Ｅ３により目標位置６２が指示されるとす
る。この目標位置６２に対し、まず最も近い位置にある
第２エリア撮像素子３８−１が選択される。そして最も
近い位置にある第２エリア撮像素子３８−１を指示され
た目標位置６２に移動させる位置制御を行う。

【００８６】同時に位置制御部５８は、目標位置６２に
最も近い第２エリア撮像素子３８−１の選択結果に基づ
き詳細映像選択信号Ｅ７を詳細映像選択部６０に出力す
る。このため目標位置６２に移動しようとしている第２
エリア撮像素子３８−１からの詳細映像信号Ｅ２１を選
択し、これを外部に対し詳細映像信号Ｅ２として出力す
ることができる。

【００８７】このようにＸＹステージ４８上に複数の第
２エリア撮像素子を配置したことで、結像面４０に結像
している全体映像上の目標位置の外部による指示に対し
最も近い第２エリア撮像素子を目標位置に移動すること
から、短時間で目標位置の詳細映像の撮影状態に移行で
きる。

【００８８】また第２エリア撮像素子の数を多くした
分、それぞれの撮影素子が移動する範囲が狭くなり、そ
の結果、位置可変器５０によるＸＹステージ４８の移動
範囲を狭くでき、これによってＸＹステージ４８の装置
内における移動のためのスペースが小さくでき、移動部
４２自体の小型化のに加え、撮影装置１０全体としての
小型化を図ることができる。

【００８９】図１０は本発明の撮影装置１０の他の実施
形態であり、この実施形態にあっては複数の分光器と詳
細映像撮影部を多段構成し、複数の詳細映像撮影部につ
いて異なった解像度比を設定し、必要に応じて任意の解
像度となる詳細映像信号を得られるようにしたことを特
徴とする。

【００９０】図１０において、撮影対象１２からの光を
集光する集光レンズ系１４に続いて、その光軸上に、こ
の実施形態にあってはｎ台の分光器１６−１，１６−
２，・・・１６−ｎを配置し、最終段の分光器１６−ｎ
で分光した一方の光像を全体映像撮影部１８に入射し、
全体映像の撮影により全体映像信号Ｅ１を出力してい
る。

【００９１】分光器１６−１〜１６−ｎのそれぞれで分
光された他方の光像は、詳細映像撮影部２０−１，２０
−２，・・・２０−ｎのそれぞれに入射され、詳細映像
撮影部２０−１〜２０−ｎには、全体映像撮影部１８で
撮影する全体映像に対し異なる高解像度となる解像度比
Ｋ１，Ｋ２，・・・Ｋｎが設定されている。

【００９２】詳細映像撮影部２０−１〜２０−ｎは、シ
ングル構成の場合の図３，図５，図７、更には図８のい
ずれかの実施形態と同じものを使用することができる。

【００９３】詳細映像撮影部２０−１〜２０−ｎに対し
ては解像度選択部６４が設けられる。解像度選択部６４
は外部からの解像度選択信号Ｅ６により任意の解像度の
詳細映像撮影部を選択し、選択した詳細映像撮影部に対
し外部からの目標位置信号Ｅ３を供給すると共に、その
詳細映像撮影部からの位置検出信号Ｅ４を取り出して外
部に出力し、更にその詳細映像撮影部２０−１〜２０−
ｎから選択した詳細映像信号を取り込んで詳細映像信号
Ｅ２として外部に出力する。

【００９４】このため詳細映像撮影部２０−１〜２０−
ｎと解像度選択部６４の間には、目標位置信号Ｅ３１〜
Ｅ３ｎ、位置検出信号Ｅ４１〜Ｅ４ｎ、詳細映像信号Ｅ
２１〜Ｅ２ｎのそれぞれの信号線接続が行われている。

【００９５】また図１０の多段構成の撮影装置１０にお
ける分光器１６−１〜１６−ｎによる集光像の分光とし
ては、全体映像撮影部１８とｎ個の詳細映像撮影部２０
−１〜２０−ｎに入射する分光した光の光量が同一とな
るように分光することが望ましい。

【００９６】具体的には、分光器の数をｎ台とすると詳
細映像撮影部側に対する分光量を１−（ｎ＋１）とすれ
ばよい。例えばｎ＝２となる２段構成の場合には、最初
の入射光量に対し、１段目で１／３を詳細映像撮影部に
分光し、残り２／３を透過し、２段目で１／２を詳細映
像撮影部に分光し、残り１／２を透過して全体映像撮影
部１８に入射することで、全ての分光量を入射光量の３
分の１にすることができる。

【００９７】これをパーセントで表わすと、１段目は詳
細映像撮影部への分光量は３３．３％、次段への透過量
は６６．６％、２段目については詳細映像撮影部側及び
全体映像撮影部側への分光量は共に５０％となる。

【００９８】また図１０の実施形態にあっては、詳細映
像撮影部の数で決まる段数を任意のｎ段としているが、
実際には段数が増えるほど分光による光量減少が起きる
ことから、実用的には２段構成あるいは３段構成が望ま
しい。

【００９９】図１１は本発明による撮影装置の他の実施
形態であり、この実施形態にあっては全体映像撮影部で
撮影された全体映像を利用して、詳細映像撮影部におけ
る詳細映像を撮影するための位置制御を行うようにした
ことを特徴とする。

【０１００】図１１において、撮影装置１０は、集光レ
ンズ系１４、分光器１６、全体映像撮影部１８及び詳細
映像撮影部６５で構成されている。全体映像撮影部１８
は図３または図５の実施形態と同じであり、撮影対象１
２の全体映像を撮影して全体映像信号Ｅ１を出力する。

【０１０１】この実施形態にあっては、全体映像撮影部
１８で撮影された全体映像信号Ｅ１を詳細映像撮影部６
５に入力し、詳細映像を撮影するための位置制御を全体
映像を利用して行う。

【０１０２】図１２は、図１１の詳細映像撮影部６５の
詳細である。詳細映像撮影部６５には第２結像レンズ系
３６と第２エリア撮像素子３８が設けられ、第２エリア
撮像素子３８は移動部４２により結像面４０に拡大して
結像された全体映像の任意の位置に移動することができ
る。

【０１０３】移動部４２はＸＹステージ４８、位置可変
器５０、位置検出器５２及び取付部５４で構成され、こ
れは図７の実施形態と同じである。また移動部４２には
位置制御部６６が設けられており、この位置制御部６６
に対しては外部からの目標位置信号Ｅ３に加え、図１１
の全体映像撮影部１８からの全体映像信号Ｅ１と第２エ
リア撮像素子３８からの部分詳細映像信号Ｅ２が入力さ
れている。なお位置検出器５２からの位置検出信号Ｅ４
は、そのまま外部に出力されている。

【０１０４】位置制御部６６は、全体映像信号Ｅ１によ
り得られた全体映像の固定的な情景の中を移動する物体
の位置及び移動速度を検出し、その移動量と現在の検出
位置に基づいて算出した位置制御信号Ｅ５を位置可変器
５０に出力し、ＸＹステージ４８を駆動して第２エリア
撮像素子３８を結像面４０上の全体映像の中の移動する
物体に追従するように位置制御する。

【０１０５】これによって全体映像の中で移動する物体
を常に捕らえて、その移動物体の詳細映像となる詳細映
像信号Ｅ２を外部に出力することができる。全体映像の
中の移動物体の検出は、全体画像のフレーム差分から求
める方法等がある。

【０１０６】この図１２の実施形態の用途としては、例
えば建物などの監視領域への侵入物の有無を低解像度の
全体映像で監視しながら全体映像の中で移動する侵入物
の位置を追跡して、高解像度の詳細映像を取得して蓄積
あるいは画像認識し、侵入物に対し警報などを発する監
視システムでの利用に適している。

【０１０７】図１３は、図１１，図１２のシングル構成
について図１０の実施形態と同様、多段構成とした場合
の実施形態である。この多段構成とした撮影装置１０に
あっても、詳細映像撮影部２０−１〜２０−ｎのそれぞ
れには図１２に示す全体映像の中の移動物体の位置と速
度を検出して追従制御させるための位置制御部６６−１
〜６６−ｎがそれぞれ設けられている。他の構成は図１
０の実施形態と同じになる。

【０１０８】この多段構成の撮影装置１０にあっては、
外部からの解像度選択信号Ｅ６により任意の解像度に対
応した詳細映像撮影部２０−１〜２０−ｎのいずれかを
選択し、且つ全体映像信号から得られる全体映像信号に
ついて選択した詳細映像撮影部の位置制御部により移動
する物体を検出して追従させることで、移動物の詳細映
像を継続して得ることができる。

【０１０９】図１４は、図２〜図１３の実施形態で示し
た本発明の撮影装置１０から出力される全体映像信号Ｅ
１と詳細映像信号Ｅ２を１つの映像信号に合成して出力
するための実施形態である。

【０１１０】図１４において、撮影装置１０からの撮影
対象１２を撮影した全体映像信号Ｅ１と詳細映像信号Ｅ
２は映像合成器７０に入力され、２つの映像信号が合成
されて１つの合成映像信号Ｅ８として外部に出力され
る。また撮影装置１０に対しては外部より目標位置信号
Ｅ３が入力され、また外部に対し位置検出信号Ｅ４を出
力している。

【０１１１】図１５は図１４の映像合成器７０のブロッ
ク図である。映像合成器７０は、全体映像縮小部７２、
詳細映像縮小部７４及び映像合成部７６で構成される。

【０１１２】この映像合成器７０の処理動作を図１６を
参照して説明すると次のようになる。全体映像縮小部７
２に入力する全体映像信号Ｅ１により例えば図１６の全
体映像７８が得られ、また詳細映像縮小部７４に入力す
る詳細映像信号Ｅ２により同時に詳細映像８０が得られ
ている。

【０１１３】ここで１つの映像量を１００％とすると、
この１００％の映像情報量を任意の比率で分割し、全体
映像７８についての分割割合をＡ％、詳細映像８０につ
いての分割割合をＢ％とする。もちろんＡ％＋Ｂ％は１
００％となる。

【０１１４】このような映像情報量の分割比率に基づ
き、全体映像縮小部７０は図１６のように全体映像７８
を、設定したＡ％の全体縮小映像８２に圧縮する。この
圧縮は元の全体映像信号７８の画素を縦あるいは横方向
に間引きする処理により実現できる。

【０１１５】同様に詳細映像縮小部７４も、元の詳細映
像８０を割り当てられたＢ％となる縮小詳細映像８６に
同じく、縦あるいは横方向に間引き処理などにより圧縮
する。そして最終的に映像合成部７６で、Ａ％に圧縮し
た縮小全体映像８２とＢ％に圧縮した縮小詳細映像８４
を合わせて１００％の合成映像８６を作り出し、この合
成映像８６を適宜のレートを読み出して合成映像信号Ｅ
８として外部に出力する。

【０１１６】この結果、同時に得られた全体映像と詳細
映像のの２フレーム分の映像信号は、圧縮により同じく
１フレームの合成映像信号に圧縮されて外部に出力で
き、１系統の信号ラインで同時に得られた全体映像と詳
細映像を伝送することができる。

【０１１７】また図１５，図１６以外の映像合成として
例えばインターレス方式がある。インターレス方式は全
体映像７８と詳細映像８０をそれぞれ縦に２分の１に縮
小（間引き）して画像の転送時間の前半半分の時間で縮
小された全体映像を転送し、転送時間の残り半分で縮小
された詳細映像を転送する。もちろん、逆に前半で詳細
映像を転送し後半で全体映像を転送してもよい。

【０１１８】このような映像合成を用いることにより、
縦方向あるいは横方向のいずれかの解像度は低下するも
のの全体映像と部分的な詳細映像を同時に１つの映像信
号として転送することが可能となる。

【０１１９】なお、本発明は上記の実施形態に限定され
ず、その目的と利点を損なうことのない適宜の変形を含
む。また本発明は上記の実施形態に示した数値による限
定は受けない。

【０１２０】（付記１）集光レンズ系で集光した撮影対
象の光像を入射して２方向に分光する分光器と、前記分
光器で分光された一方の光像を第１結像レンズ系により
第１エリア撮像素子を配置した結像面に前記撮影対象の
全体像を結像し、前記第１エリア撮像素子により前記全
体像を撮影して全体映像信号を出力する全体映像撮影部
と、前記分光器で分光された他方の光像を第２結像レン
ズ系により前記第１エリア撮像素子と同程度の解像度を
持つの第２エリア撮像素子を配置した結像面に結像し、
前記第２エリア撮像素子により前記全体像の一部を撮像
して高解像度の詳細映像信号を出力する詳細映像撮影部
と、を備えたことを特徴とする映像撮影装置。（１）

【０１２１】（付記２）付記１記載の映像撮影装置にお
いて、前記第１結像レンズ系は、所定の縮小倍率αによ
り前記分光器からの光像を縮小して前記第１エリア撮像
素子に前記対象物の全体映像を結像し、前記第２結像レ
ンズ系は、所定の拡大倍率βにより前記分光器からの光
を拡大して前記第２エリア撮像素子を配置した結像面の
位置に前記対象物の全体映像を結像し、前記縮小倍率
α、拡大倍率β、前記第１及び第２エリア撮像素子の撮
像サイズに基づいて、前記全体映像に対し高解像度とな
る前記詳細映像の解像度比を設定したことを特徴とする
映像撮影装置。（２）

【０１２２】（付記３）付記２記載の映像撮影装置にお
いて、前記全体映像に対し高解像度となる前記詳細映像
の解像度比Ｋは、前記第１エリア撮像素子の撮影サイズ
Ｌ１と第２エリア撮像素子の撮像サイズＬ２とのサイズ
比（Ｌ１／Ｌ２）をγとした場合、 Ｋ＝（β／α）・γ として設定されることを特徴とする映像撮影装置。
（３）

【０１２３】（付記４）付記３記載の映像撮影装置にお
いて、前記全体映像に対する高解像度となる前記詳細映
像の解像度比Ｋは、前記第１及びエリア撮像素子の撮影
サイズが同じ場合、 Ｋ＝（β／α） として設定されることを特徴とする映像撮影装置。

【０１２４】（付記５）付記１記載の映像撮影装置にお
いて、前記詳細映像撮影部は、前記第２エリア撮像素子
を結像面に結像された全体映像の任意の位置に移動させ
る移動部を備えたことを特徴とする映像撮影装置。
（４）

【０１２５】（付記６）付記５記載の映像撮影装置にお
いて、前記移動部は、外部から指示された全体映像中の
目標位置に前記第２エリア撮像素子を移動させる位置制
御部を備えたことを特徴とする映像撮影装置。

【０１２６】（付記７）付記５記載の映像撮影装置にお
いて、前記詳細映像撮影部は、複数の第２エリア撮像素
子を前記移動部に固定配置し、外部から指示された全体
映像の中の目標位置に最も近い第２エリア撮像素子を選
択して移動させる位置制御部備えたことを特徴とする映
像撮影装置。

【０１２７】（付記８）付記５記載の映像撮影装置にお
いて、前記詳細映像撮影部は、前記全体映像撮影部から
出力される全体映像信号から特定の移動体を検出して前
記移動部により前記第２エリア撮像素子を追従移動させ
る位置制御部を備えたことを特徴とする映像撮影装置。

【０１２８】（付記９）付記１乃至８記載のいずれかに
映像撮影装置において、前記集光レンズ系の光軸に沿っ
て、前記分光器と詳細映像撮影部の複数組を多段階に配
置し、最終段の分光器からの一方の光像を前記全体映像
撮影部に入射させ、前記複数の詳細映像撮影部から出力
される詳細映像信号の解像度が異なるように前記全体映
像に対し異なった解像度比が設定されており、更に外部
からの解像度の選択指示により複数の詳細映像撮影部の
うちの対応する解像度の詳細映像信号を選択して出力す
る解像度選択部を設けたことを特徴とする映像撮影装
置。（５）

【０１２９】（付記１０）付記９記載の映像撮影装置に
おいて、前記複数の分光器は、前記複数の詳細映像撮影
部および前記全体映像撮影部に入射させる光量が同一と
なるように入射光を分光させることを特徴とする映像撮
影装置。

【０１３０】（付記１１）付記１乃至１０いずれかに記
載の映像撮影装置において、所定映像サイズの全体画像
信号を圧縮する共に、同じ所定映像サイズの詳細映像信
号を前記全体映像信号の圧縮で空きとなった映像サイズ
となるように圧縮し、前記圧縮された全体映像信号と詳
細映像信号を合わせた前記所定サイズの合成映像信号を
生成して外部に出力する映像合成部を設けたことを特徴
とする映像撮影装置。

【０１３１】

【発明の効果】以上説明してきたように本発明によれ
ば、次に列挙する効果が得られる。第１に、入射した集
光像を分光器で２つに分け、一方の集光像を全体映像撮
影部で撮影することで、全体映像を取得しながら同時に
他方の集光像については全体映像の任意の一部分だけを
撮影して、効果的に解像度を高めた詳細映像として同時
に高速に撮影することができる。

【０１３２】第２に、全体映像と部分的な詳細映像を撮
影するためのエリア撮像素子の解像度を通常のＮＴＳＣ
ビデオカメラで用いられる程度の例えば５１２画素×５
１２画素や６４０画素×４８０画素といった比較的低い
解像度の素子で実現できるため、全体映像及び詳細映像
の出力レートを３０フレーム／秒（ｆＰＳ）やそれ以上
の高速による映像出力ができる。

【０１３３】第３に、詳細映像撮影部に複数のエリア撮
像素子を設置することで、撮影したい全体映像の部分に
最も近い位置のエリア撮像素子を目標位置に移動でき、
エリア撮像素子の移動量を低減し且つ任意の部分の詳細
映像を得るまでの時間を短縮することができる。

【０１３４】第４に、詳細映像撮影部における部分的な
詳細映像の位置の設定に全体映像を利用することで、全
体映像中を移動する物体を追跡して常に詳細映像として
捕らえるような追跡、監視ができる。

【０１３５】第５に、分光器と詳細映像撮影部を多段構
成とすることで、複数の詳細映像撮影部に全体映像撮影
部に対する異なる高解像度の解像度比を設定し、外部か
らの制御で必要な高解像度の詳細映像撮影部を任意に選
択して、適切な解像度を持つ部分的な詳細映像を得るこ
とができる。

【０１３６】第６に、撮影装置で得られた全体映像と部
分的な詳細映像とを１つの画像に合成することで、撮影
装置の出力を１つの映像信号として扱うことができる。

【０１３７】第７に、集光した対象物の像を分光器で２
つに分けて全体映像と部分的な詳細映像を得ているた
め、本発明の撮影装置全体から見た場合の撮影光軸は１
つであり、従来のように複数のカメラを用いて全体映像
と詳細映像を得る場合のような複数の光軸が存在しない
ため、詳細映像の撮影について撮影対象の距離や位置に
依存せずに常に安定して詳細映像を撮影することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の原理説明図

【図２】本発明による撮影装置の実施形態の説明図

【図３】同一サイズのエリア撮像素子を用いた全体映像
撮影部と詳細映像撮影部の実施形態の説明図

【図４】図３の全体映像撮影部と詳細映像撮影部におけ
る結像面と撮像エリアとの関係の説明図

【図５】サイズの異なるエリア撮像素子を用いた全体映
像撮影部と詳細映像撮影部の実施形態の説明図

【図６】図５の全体映像撮影部と詳細映像撮影部におけ
る結像面と撮像エリアとの関係の説明図

【図７】詳細映像撮影部に設けた移動部の実施形態の説
明図

【図８】複数のエリア撮像素子を移動部に配置した詳細
映像撮影部の他の実施形態の説明図

【図９】図８でＸ−Ｙステージに複数のエリア撮像素子
を配置した説明図

【図１０】分光器と詳細影像撮影部を多段構成した本発
明の他の実施形態の説明図

【図１１】詳細影像撮影部のエリア撮像素子の移動制御
に全体影像信号を利用する本発明における他の実施形態
の説明図

【図１２】図１１における詳細影像撮影部の実施形態の
説明図

【図１３】多段構成した詳細影像撮影部におけるエリア
撮像素子の移動制御に全体影像信号を利用する本発明に
おける他の実施形態の説明図

【図１４】撮影装置から出力された全体影像信号と詳細
影像信号を合成して出力する実施形態のブロック図

【図１５】図１４の映像合成部のブロック図

【図１６】図１５による映像合成処理の説明図

【図１７】広角カメラと望遠カメラを用いた従来装置の
説明図

【符号の説明】

１０：撮影装置 １２：撮影対象 １４：集光レンズ系 １６，１６−１〜１６−ｎ：分光器 １８：全体映像撮影部 ２０、２０−１〜２０−ｎ，６５：詳細映像撮影部 ２８：第１結像レンズ系 ３０、４４：第１エリア撮像素子 ３２：全体映像用結像面 ３４：取付部 ３６：第２結像レンズ系 ３８：第２エリア撮像素子 ４０：詳細映像用結像面 ４２：移動部 ４６：レンズ系結像面 ４８：Ｘ−Ｙステージ ５０：位置可変器 ５２：位置検出器 ５４：取付部 ５６，５８，６６，６６−１〜６６−ｎ：位置制御部 ６０：詳細映像選択部 ６２：目標位置 ６４：解像度選択部 ７０：映像合成器 ７２：全体映像縮小部 ７４：詳細映像縮小部 ７６：映像合成部 ７８：全体映像 ８０：詳細映像 ８２：縮小全体映像 ８４：縮小詳細映像 ８６：合成映像

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H054 AA01 5C022 AA01 AA13 AB11 AB46 AB63 AB66 AC42 CA02

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】集光レンズ系で集光した撮影対象の光像を
   入射して２方向に分光する分光器と、 前記分光器で分光された一方の光像を第１結像レンズ系
   により第１エリア撮像素子を配置した結像面に前記撮影
   対象の全体像を結像し、前記第１エリア撮像素子により
   前記全体像を撮影して全体映像信号を出力する全体映像
   撮影部と、 前記分光器で分光された他方の光像を第２結像レンズ系
   により前記第１エリア撮像素子と同程度の解像度を持つ
   の第２エリア撮像素子を配置した結像面に結像し、前記
   第２エリア撮像素子により前記全体像の一部を撮像して
   高解像度の詳細映像信号を出力する詳細映像撮影部と、
   を備えたことを特徴とする映像撮影装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の映像撮影装置において、 前記第１結像レンズ系は、所定の縮小倍率αにより前記
   分光器からの光像を縮小して前記第１エリア撮像素子に
   前記対象物の全体映像を結像し、 前記第２結像レンズ系は、所定の拡大倍率βにより前記
   分光器からの光を拡大して前記第２エリア撮像素子を配
   置した結像面の位置に前記対象物の全体映像を結像し、 前記縮小倍率α、拡大倍率β、前記第１及び第２エリア
   撮像素子の撮像サイズに基づいて、前記全体映像に対し
   高解像度となる前記詳細映像の解像度比を設定したこと
   を特徴とする映像撮影装置。
3. 【請求項３】請求項２記載の映像撮影装置において、前
   記全体映像に対し高解像度となる前記詳細映像の解像度
   比Ｋは、前記第１エリア撮像素子の撮影サイズＬ１と第
   ２エリア撮像素子の撮像サイズＬ２とのサイズ比（Ｌ１
   ／Ｌ２）をγとした場合、 Ｋ＝（β／α）・γ として設定されることを特徴とする映像撮影装置。
4. 【請求項４】請求項１記載の映像撮影装置において、前
   記詳細映像撮影部は、前記第２エリア撮像素子を結像面
   に結像された全体映像の任意の位置に移動させる移動部
   を備えたことを特徴とする映像撮影装置。
5. 【請求項５】請求項１乃至４記載のいずれかに映像撮影
   装置において、前記集光レンズ系の光軸に沿って、前記
   分光器と詳細映像撮影部の複数組を多段階に配置し、最
   終段の分光器からの一方の光像を前記全体映像撮影部に
   入射させ、 前記複数の詳細映像撮影部から出力される詳細映像信号
   の解像度が異なるように前記全体映像に対し異なった解
   像度比が設定されており、 更に外部からの解像度の選択指示により複数の詳細映像
   撮影部の内の対応する解像度の詳細映像信号を選択して
   出力する解像度選択部を設けたことを特徴とする映像撮
   影装置。