JP2003510666A - トラッキングカメラ - Google Patents

トラッキングカメラ

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JP2003510666A
JP2003510666A JP2001527559A JP2001527559A JP2003510666A JP 2003510666 A JP2003510666 A JP 2003510666A JP 2001527559 A JP2001527559 A JP 2001527559A JP 2001527559 A JP2001527559 A JP 2001527559A JP 2003510666 A JP2003510666 A JP 2003510666A
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ダミアン エム リオンス
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高品質画像及び低トラッキング逸脱率を得るようなトラッキングシステムを提供すること。 【解決手段】 高解像度の画像と低トラッキング逸脱率とを提供するトラッキングシステムが開示されている。該システムは、情景の広角画像と狭角画像との両方を得るような二重角度レンズ（又は他の二重角度合焦系）を備えるカメラを使用する。上記狭角画像は当該情景の高解像度視野を提供する。トラッキングされる物体が上記狭角画像の視野から外れると、該物体を見つけるために前記広角画像が使用される。次いで、上記物体が上記狭角画像内に再び現れるように該カメラの照準が調整される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【技術分野】
本発明は、狭角視野の第１画像と広角視野の第２画像との発生を可能にする二
重視野（dual-view）光学系を用いたトラッキングカメラに関する。狭角画像は
高品質出力画像を生成するために使用され、広角画像はトラッキング系のトラッ
キング性能を改善するために使用される。両画像は互いに連続した論理的整合状
態に維持され、上記トラッキング系は一方の画像における物体が他方の画像にお
いて如何に現れるべきかを判定することができる。
【０００２】
【背景技術】
カメラトのラッキングシステムは、被写体をカメラの視界内に自動的に維持す
るシステムである。これは、目標を捕らえ、該目標をトラッキングカメラの中央
視界領域内に維持することにより達成される。種々の種類のトラッキングシステ
ムが既知である。トラッキングシステムによるカメラの視界内での目標の維持は
、何らかの人工知能的機構を用いたトラッキングされる被写体の定義に基づいて
、手動により、音声命令を介して、又はこれらの組合せにより達成することがで
きる。
【０００３】 従来のトラッキングシステムは、典型的には、物体の画像を捕捉する画像検出
器を備えるカメラを用いて、移動する物体をトラッキングする。これらの捕捉さ
れた画像は、次いで、物体を見つけ且つトラッキングするために処理される。画
像を捕捉するために比較的狭い視野のカメラが用いられ、且つ、トラッキングさ
れる物体（ＯＢＴ）がカメラの視野の中心から遠ざかる場合、該カメラの照準は
トラッキング処理を継続するために調整されなければならない。例えば、ＯＢＴ
が右に移動すると、当該カメラの照準は右に調整されるであろう。
【０００４】 従来のトラッキングシステムの場合、ＯＢＴがカメラの視野から完全に動き去
る前に該カメラの照準を調整するのが最善である。何故なら、ＯＢＴの画像が一
旦失われると、該物体を再び捕らえなければならないからである。しかしながら
、高速で移動する物体の場合、トラッキングシステムにとり、ＯＢＴが画像の縁
から外れる前にカメラの照準を調整するのは困難なことがある。ＯＢＴが画像の
縁から外れるような斯かる状況を、ここでは、“トラッキング逸脱（tracking d
ropout）”と呼ぶ。
【０００５】 従来のトラッキングシステムにおいてトラッキング逸脱が発生した場合、該シ
ステムはカメラを所定の検索パターンに沿ってパンニング及び傾動（チルト）す
ることによりＯＢＴを再捕捉しようと試みることができる。しかしながら、ＯＢ
Ｔを再捕捉することは、特に該ＯＢＴが素早く動き回るような場合には困難又は
不可能な場合がある。その間、ＯＢＴが再捕捉されるまで、トラッキングシステ
ムは該ＯＢＴの位置が分からないままとなる。或る分野においてはトラッキング
逸脱は許容することができるかもしれないが、セキュリティシステム及びスポー
ツ興行においてボールを追従するカメラシステムのような他の分野においてはト
ラッキング逸脱は許容することはできない。
【０００６】 トラッキング用の広角焦点調整光学系を用いることは、トラッキング逸脱を防
止する助けとなり得る。何故なら、斯かる光学系により得られる一層広い視野が
該トラッキングシステムに、ＯＢＴがカメラの視野から離れる前に該カメラの照
準を調整するための付加的な時間を与えるからである。事実、全ての可能性のあ
るＯＢＴの最大速度が予め分かる場合、充分に広い視野を備える光学系を使用す
ることによりトラッキング逸脱を完全に取り除くことができる。
【０００７】 残念ながら、トラッキング逸脱を防止するために広角レンズを用いることは２
つの望ましくない副作用を伴う。第１に、さほどでもない広さの広角光学系を用
いて得られる画像の解像度でさえ、狭角レンズを用いて得られる画像の解像度よ
り低い。この低下した解像度は、或る分野にとっては適切に鮮鋭な画像が得られ
ない結果となる。例えば、セキュリティシステムにおいては、管理者は常時目標
の鮮明な歪みのない画像を必要とするであろう。
【０００８】 広角光学系の第２の望ましくない副作用は、広角レンズを用いて得られる画像
の上部、下部及び側部の近傍で発生する歪みである。この歪みはレンズの視野が
広くなるにつれて増加し、魚眼光学系の場合に特に顕著である。
【０００９】 画像品質を犠牲にすることなく広角光学系の優れたトラッキング性能を呈する
ような或る従来のシステムは、２つのカメラ、即ち固定位置の広角低解像度カメ
ラ及び照準可能な狭角カメラを使用している。このシステムでは、ＯＢＴが何処
へ又は如何に速く移動しようとも、該ＯＢＴの位置は広角カメラから得られる画
像データを用いて常に突きとめることができる。この場合、トラッキング系は上
記広角画像から得られる位置データを用いて、狭角カメラをＯＢＴに照準合わせ
することができる。かくして、ＯＢＴの高解像度画像が該狭角カメラを用いて得
ることができる。
【００１０】 この２カメラの従来の構成によれば、トラッキング逸脱は防止することができ
るか又は最小にすることができる。何故なら、ＯＢＴが狭角レンズの視野から外
れたとしても、該ＯＢＴは広角画像カメラにより捕捉された画像情報を用いて再
獲得することができるからである。残念ながら、この２カメラの方法は、２つの
独立したカメラを使用するので、比較的高価であって嵩張る。
【００１１】 従来技術においては、広角視野及び狭角視野を生成する多数のシステムが解説
されている。これらのシステムは特別な効果のため又は複数の画像形式を生成す
るために設計されているが、ビデオトラッキングに関してのものではない。例え
ば、或るシステムは同一のシステムにおいてパノラマ視野と直の視野とを生成し
ている。パノラマ視野は固定したままであり、直の視野は変更することができる
。単一のカメラが、パノラマ的な視野と直の狭角視野との両方を単一のＣＣＤ画
像上で捕捉する。
【００１２】 特別な効果の光学系を記載した種々の他の文献もある。その一つは特開平09-1
39878号の要約書であり、該要約書は背景被写体上に合焦するように設計された
第１焦点距離を持つ第１区域と、前景被写体上に合焦するように設計された第２
焦点距離を持つ第２区域とを備えるレンズを解説している。同様に、特開平03-1
94502号の要約書は、単一の物体の通常の視野と拡大された視野とを同時に形成
するために第１焦点距離を持つ第１レンズと第２焦点距離を持つ第２レンズとの
使用について解説している。また、カナダ特許出願第2,147,333号は、対物系の
前の全てのものの広角画像を生成する魚眼レンズを含み、該画像を当該カメラの
背後にある物体の画像と合成するような光学系を述べている。上記光学系は特別
な効果のために設計されており、通常、ビデオトラッキングとは関係がない。
【００１３】 トラッキングの目的のための広い視野と狭角光学系によって得られるような優
れた画像品質との利点を利用するシステムが望ましい。同一の画像装置上で複数
の視野を発生する種々の光学系が存在するが、いずれのものもビデオトラッキン
グの分野に関するものではなく、この問題を述べてはいない。ビデオトラッキン
グの分野においては、ビデオトラッキングシステムにおける被写体をトラッキン
グすることと高品質画像を形成することとの競合する問題に対する良い解決策は
解説されてはいない。
【００１４】
【発明の開示】
本発明の一つの目的は、高品質画像及び低トラッキング逸脱率を得るようなト
ラッキングシステムを提供することにある。この目的のため、本発明は独立請求
項に記載したようなトラッキングシステムを提供する。従属請求項は、有利な実
施例を記載している。好ましい実施例においては、当該システムは情景の広角画
像と狭角画像との両方を得るために二重角度（dual-angle）光学系を備えたカメ
ラを使用する。狭角画像は当該情景の高解像度視野を提供し、広角画像はＯＢＴ
を見つけ且つ追従するために使用される。ＯＢＴが高解像度領域から外れると、
該ＯＢＴを見つけるために、広角の低解像度画像を用いて得られる情報が使用さ
れる。次いで、上記ＯＢＴが狭角画像内に再び現れるように当該カメラの照準が
調整される。
【００１５】 本発明の一つの態様は、画像センサと一連の光学系とを含むカメラに関するも
のである。該カメラが情景の或る点に照準を合わされると、上記光学系は該点と
当該画像センサの中央区域上における該点を囲むの中央領域との狭角画像を形成
すると共に、該画像センサの周辺区域上における上記中央領域を囲む領域の広角
画像を形成する。
【００１６】 本発明の他の態様は被写体を光学的にトラッキングする装置に関するものであ
る。該装置は、カメラ、光学系、可動基台及びトラッキング系を含んでいる。上
記カメラは第１区域と、第２区域と、出力とを備える画像センサを有している。
上記光学系の中央部分は狭角視野を生成し、該光学系の周辺部分は広角視野を生
成する。該カメラが或る点に照準を合わされると、上記光学系の中央部分は上記
点と当該画像センサの第１区域上における上記点を囲む中央領域との画像を形成
し、上記光学系の周辺部分は上記画像センサの第２区域上において上記中央領域
を囲む領域の画像を形成する。該カメラは上記可動基台上に装着され、該基台は
少なくとも１つの入力端に供給される駆動信号に応答して該カメラを照準合わせ
するように構成されている。上記トラッキング系は、これら駆動信号を上記画像
センサの出力に基づいて発生する。所望の被写体が上記画像センサの第２区域に
より結像されると、上記トラッキング系により発生された駆動信号が、上記可動
基台により当該カメラが上記所望の被写体に照準を合わせるようにさせる。
【００１７】 本発明の他の態様は、被写体を光学的にトラッキングする装置に関する。該装
置は画像センサと、光学系と、可動基台と、トラッキング系とを含んでいる。上
記画像センサは第１区域と、第２区域と、出力とを有している。例えばレンズ及
び／又はミラーを含むことができる上記光学系は、狭角視野を備える第１部分と
、広角視野を備える第２部分とを有している。該光学系が被写体に照準を合わさ
れると、該光学系の上記第１部分は被写体の画像を上記画像センサの第１区域上
に形成し、該光学系の上記第２部分は画像を上記画像センサの第２区域上に形成
する。該光学系は上記可動基台上に装着され、該基台は光学系を駆動信号に応答
して照準合わせする。上記画像センサの出力に基づいて、上記トラッキング系は
、これら駆動信号を発生する。被写体が当該画像センサの第２区域により結像さ
れると、上記トラッキング系により発生された駆動信号が上記基台により当該光
学系が被写体に照準を合わせるようにさせる。
【００１８】 本発明の他の態様は、情景内の物体を、照準可能な広角撮像系と照準可能な狭
角撮像系とを用いてトラッキングする方法に関するものである。該方法は、広角
撮像系を用いて情景の広角画像を得ると共に、この広角画像に基づいて情景内の
物体の位置を見つけることにより動作する。次いで、上記狭角撮像系及び広角撮
像系の両者が、見つけられた位置に照準合わせされる。
【００１９】 本発明の他の態様は、被写体を光学的にトラッキングする装置に関するもので
ある。該装置は、パン・チルト・ズーム（ＰＴＺ）基台を備えるカメラと、トラ
ッキング系とを有している。上記カメラは出力と、狭角設定及び広角設定を備え
るズームレンズとを有し、これら設定のうちの一方がズーム信号に応答して選択
される。ズーム設定と狭角設定との間の切り換えは、ＯＢＴの喪失を防止するた
めに可能な限り迅速でなければならない。該カメラは照準信号に応答して照準さ
れる。上記ズームレンズが狭角視野に設定されている場合、上記トラッキング系
はカメラ出力に基づいて被写体をトラッキングする。このトラッキング系が被写
体の追跡を逃した場合、該トラッキング系はズーム信号を発生し、該信号はズー
ムレンズを広角視野に設定して、被写体の位置をカメラ出力に基づいて突きとめ
る。次いで、該トラッキング系は照準信号を発生し、該信号は当該カメラを上記
被写体の突きとめられた位置に照準合わせすると共にズーム信号を発生し、該ズ
ーム信号がズームレンズを狭角視野に戻す。
【００２０】 本発明の他の態様はカメラに関するものである。該カメラは結像面を備える平
らな画像センサと、少なくとも１つの第１レンズと、少なくとも１つの第２レン
ズとを含んでいる。第１レンズ（又は複数のレンズ）は第１光学軸と第１焦点距
離とを有し、上記少なくとも１つの第２レンズは第２光学軸と第２焦点距離とを
有する。第２焦点距離は第１焦点距離よりも長く、第１及び第２光学軸は略共直
線的（collinear）である。第１及び第２レンズは各画像を上記画像センサ上に
結像するように配置される。
【００２１】 本発明の、これら及び他の特徴は添付図面から明らかとなるであろうし、これ
ら図面を参照して解説されるであろう。
【００２２】
【発明を実施するための最良の形態】
図１及び２Ｂを参照すると、合成レンズ要素１０はカメラ１７により看取され
る視野を歪ませて、情景の同軸的な広角視野と狭角視野とを生成する。情景から
反射された光線２０Ａないし２０Ｄはレンズ要素１０により屈折される。レンズ
要素１０は第１部分１１を有し、該第１部分は当該カメラ内の光学系との組合せ
で情景の視野ΘＮなる狭角視野を生成する。レンズ要素１０は第１のものと同軸
的な第２部分１２を有し、該第２部分は当該カメラ内の光学系との組合せで情景
の視野ΘＷなる広角視野を生成する。図示した実施例においては、第１部分１１
は弱いレンズ又は平板であり、第２部分は環状（トロイダル状）要素である。
【００２３】 図２Ｃも参照すると、光線２０Ｂの円錐内の視野はレンズ１０の狭角部分１１
により屈折され、当該カメラ１７により通常のように撮像される。カメラ１７内
の合焦光学系は、この光を画像センサ４３（図２Ｃに図示）の中央区域２６上に
合焦させる。光線２０Ｄ及び２０Ｂの円錐の間の環状視野は、レンズ要素１０の
広角部分１２により屈折される。カメラ１７の合焦光学系は、この光を画像セン
サ４３上の環状の、即ち周辺の区域２７上に合焦させる。
【００２４】 カメラ１７は、所要に応じて、当業者に周知の技術により構成することができ
る。例えば、上記第２部分１２は通常は画像を生成しないと理解される。何故な
ら、該部分は放射及び接線方向の面において異なる焦点距離を有するからである
。かくして、斯様な装置により画像を形成するために、他の光学系及び／又は画
像処理装置を使用することができる。上記第２部分により導入される歪みは以下
に述べるように画像の反転を含むことにも注意すべきである。カメラ１７の焦点
調整は如何なる従来の方法によっても実施化することができ、中央区域２６又は
周辺区域２７の何れかに形成される画像を常に優勢とするよう構成することがで
きる。他の例として、カメラ１７の焦点は、ＯＢＴが現在中央区域２６に結像さ
れているか否かに応じて、区域２６、２７の一方を選択的に優勢にするよう調整
することもできる。
【００２５】 画像における幾らかの誤差は許容されることにも注意すべきである。何故なら
、上記広角視野の目的は、喪失した物体を探索することであって、完全な画像を
生成することではないからである。実際の応用においては、設計は、色度収差問
題、非合焦画像部分等によりかなり複雑になり得る。焦点及び収差の問題は、複
数レンズ要素により、又は何れかの従来の方法により画像処理コンピュータ２２
２を用いた空間デコンボリュージョンを使用してコンピュータによりセンサデー
タから数学的に処理することができる。センサ４３は電荷結合装置（ＣＣＤ）画
像センサ、能動画素ＣＭＯＳ画像センサ及び／又は他の適用可能な画像化技術を
含むことができる。
【００２６】 環状区域に関する画像が光学的焦点合わせの目的で優勢とされ、画像処理コン
ピュータ２２２によっては中央区域２６に対してのみ計算上の補正が適用される
ようにすることができることにも注意すべきである。この場合にも、当該カメラ
は環状の第２部分１２の特性のため完全な画像を生成することができないかも知
れないが、この歪みは許容することができるか又は計算手段により改善すること
ができる。
【００２７】 例えば、図示の通常のレンズに代えてフレネルレンズを使用する実施例、及び
広角視野を得るために凹レンズを使用する実施例を含むような他の実施例も、当
業者にとり明らかであろう。上記第２部分は、種々の他の形状を有することがで
き、それでいて広い視野を当該カメラにより見ることが可能な狭い区域に“集め
る”機能を実行することができることに注意すべきである。
【００２８】 図２Ｄを参照すると、広角区域４２と狭角区域４１との両方を含む他のレンズ
要素４０を図１の実施例に使用することができる。この実施例においては、狭角
区域４１は平坦な部分か又は弱いレンズである。この部分は図１の実施例におけ
る第１部分１１に相当する。狭角部分４１の光軸に対して略共直線的（collinea
r）な光軸を持つ広角区域４２は、当該カメラ内の光学系と共動して情景の広角
視野を生成する。後者の部分は、図１の実施例の第２部分１２に相当する。この
形式の合成レンズ４０が使用されると、画像センサ４３上に形成される結果的画
像は、レンズ４０の狭角区域４１に対応する大きな狭角区域と、レンズ４０の広
角区域４２に対応する方形の広角区域とを有するようになる。図２Ｅを参照する
と、図１のレンズ要素１０の他の代替例は、広角レンズ１０３の極アレイである
。これらは、画像センサ４３上に複数の画像を生成し、各画像は各々の軸Ａない
しＦを持つ広角視野に各々対応する。後者の代替例においては、各広角視野はか
なり重なっている。この設計の改良例が図２Ｆに示され、該改良例においては各
広角レンズ要素３０１及び３０２の光軸（２つが図示されている）Ｐ及びＲは、
カメラ１７の光軸Ｑと平行な成分と、放射状の成分とを有している。軸Ｐ及びＲ
（及び当該極アレイ内のある限りの他のもの）は、各レンズ要素３０１及び３０
２に対して対応するプリズム１３２を使用して曲げることができる。斯様な構成
においては、各視野は実質的に重ならなくなる。他の例として、当業者にとり理
解されるであろう様に、上記広角区域に対して図１の環状形状の代わりに他の形
状を使用することもできる。上記は解説的な実施例であって、実際の実施化に関
しての当業者にとり既知であるような設計の細部は明示的には説明していない。
かくして、単一の要素が図示されている箇所では、特定の設計目標に応じて、例
えば１８０度なる立体角のような極端に広い角度の視野を得るために複数の要素
が必要であることは明らかであろう。
【００２９】 図３Ａを参照すると、中央に少女２１、該少女２１の両側に一組の男性２２、
これら男性２２の両側に一対の木２３及び前景に犬２１Ａの像を含む情景例が示
されている。図３Ａの情景が、破線２８に対応する寸法を持つ方形の画像センサ
４３上に結像されると、方形２８により囲まれた情景の部分のみが画像センサ４
３上に結像されるであろう。破線２８の外側の追加の情景情報も広角レンズを用
いることにより撮像することもできるが、画像センサ４３上の結果としての画像
は、より低い解像度及び増加した歪みを有するであろう。図３Ｂも参照すると、
図１に図示した装置は、図３Ｂに図示したように、上記情景の中央部分（図３Ａ
に示す破線２９の内側）を画像センサ４３の中央区域２６上に完全な解像度で結
像し、該情景の周辺部分（破線２９の外側）を画像センサ４３の周辺区域２７上
に低解像度で結像する。
【００３０】 画像センサ４３の中央区域２６に対応する該画像センサ４３からの出力信号１
４Ｂは、当業者に周知の種々の技術の何れかを用いて出力画像信号（例えば、Ｖ
ＧＡ互換出力信号及びコンポジットアナログビデオ出力信号）を発生するために
使用される。次いで、これらの出力画像信号は、例えば該信号の通常のビデオモ
ニタへの入力等を含み如何なる態様においても使用することができる。
【００３１】 画像センサ４３の周辺区域２７に対応する該画像センサ４３からの出力信号１
３Ｂは、出力画像形成アルゴリズムにより無視され、その結果、破線２９により
囲まれた小さな歪みのない画像が得られる。他の例として、画像センサ４３によ
り発生される周辺区域２７に対応する出力信号１３Ｂは出力画像形成アルゴリズ
ムに供給され、その結果、図３Ｂに示すような歪みのない中央区域と歪んだ外側
区域とを持つ大きな出力画像が得られる。更に他の例として、画像センサ４３に
より発生された周辺区域２７に対応する出力信号１３Ｂは、レンズ１０の広角部
分１２により導入される歪みを補正するように処理することができる。この処理
の結果、低解像度の外側区域により囲まれた歪みのない高解像度の中央区域を持
つ大きな出力画像が得られる。この場合、結果としての画像は、破線２９の外側
の区域が低解像度を持つであろうことを除き、図３Ａに示した元の情景に類似し
たものとなる。
【００３２】 図３Ａ及び３Ｂを更に参照して、レンズ要素１０の第２部分１２が半径方向に
反転された画像を画像センサ４３上に生成することに注意すべきである。即ち、
元の情景の中央に近い物体は、画像においては中央から遠くに現れる。このよう
に、木２３及び男性２２は位置が入れ替わり、犬２１Ａは上下が反転する。また
、物体（及びそれらの間の空間）はレンズ要素１０により半径方向に一緒に集め
られ、これらを中央の周りに湾曲させる。
【００３３】 また、図１を参照すると、画像センサ４３の周辺区域２７に対応する出力信号
１３Ｂはトラッキング系１５に供給されている。これらの出力信号１３Ｂ基づい
て、トラッキング系１５は、ＯＢＴの画像が、該ＯＢＴが画像センサ４３の中央
区域２６により結像されない位置に移動した場合を判定する。次いで、トラッキ
ング系１５は駆動信号１５Ｂを発生し、該信号は当該カメラ１４が装着されたパ
ン・チルト基台１６に供給されて、カメラ１４を上記ＯＢＴの画像が画像センサ
４３の中央区域２６上に戻るように再照準合わせする。
【００３４】 好ましくは、駆動信号１５Ｂは、パン・チルト基台（ＰＴ基台）１６内のモー
タを駆動してカメラ１４の照準を所望の方向に調整することにより、再照準を実
行する。画像をトラッキングするのに要する制御技術、画像処理技術、視野歪み
のマッピング等の詳細は従来既知であり、ここでは詳細には説明しない。トラッ
キング系１５からの駆動信号１５Ｂは、通常のＰＴ基台を駆動するように構成さ
れる。従来のＰＴ基台の例は、ＰＴＺ基台（パン、チルト及びズーム基台）、ブ
ーム機構、又は照準合わせ、焦点合わせ及び倍率の変更が可能な如何なる他の装
置も含む。
【００３５】 任意選択事項として、上記トラッキング系に画像センサ４３の周辺区域２７及
び中央区域２６の両方に対応する出力信号１３Ｂを供給することによりトラッキ
ング性能を改善することができる。この構成によれば、上記トラッキング系はＯ
ＢＴの小さな動き（例えば、ＯＢＴが中央区域２６から完全に外れることなく、
該中央区域２６の中心から離れる場合）を補償することができる。この構成によ
れば、画像センサ４３の周辺区域２７に対応する出力信号１３Ｂのみに依存する
トラッキング系と比較して、より滑らかなトラッキング動作を得ることができる
。
【００３６】 図４Ａないし４Ｄを参照すると、組み合わされたカメラ及び合成光学系の他の
実施例は、画像面１４２上の狭い視野画像１４０と、該狭い視野画像１４０の周
囲のパターンとして広角画像１３０のアレイとを生成する。この実施例は、カメ
ラ内の画像光学系に依存することなく実施化することができる。何故なら、この
実施例における光学系は実像を生成するからである。合焦光学系１７５（概念的
に図示されており、実際には１以上の要素からなる）は、図示のように広角視野
１１０を持つ画像１３０を生成する。合焦光学系１７０（これも、概念的に図示
されている）は、図示のように狭角視野１０４を持つ画像１４０を生成する。図
４Ａは図４Ｂに示す部分断面の断面図であることに注意されたい。図４Ｃは各視
野を平面的展開として図示している。
【００３７】 図４Ａないし４Ｄの実施例の変形例である図５Ａ及び５Ｂを参照すると、広角
視野１１０（図４Ｃに示す）に対応する画像領域１３０が狭角視野１０４（図４
Ｃに示す）に対応する画像領域１４０と重なり合うのを防止するためにマスク１
４４が付加されている。図５Ｂに示されるように、該マスクの使用は、広角視野
１１０に対応する画像領域１３０を面積的に一層大きくするのを可能にするので
、画像センサ４３の一層大きな部分が使用されるのを可能にする。
【００３８】 図６Ａを参照すると、別個の組の光学系（図１の実施例のカメラ１７における
ような）の必要性をなくすような他の実施例は、同軸的な広角光学系３２と狭角
光学系３１とを使用する。これらの同軸的な要素は、図５Ｂに図示すように、画
像センサ４３上に単一の連続的な画像を形成することができる。要素３１は凸レ
ンズであり、狭角視野を持つ画像を画像センサ４３の中央区域２６（図５Ｂに示
す）上に形成する。要素３２は環状（トロイダル状）の凸レンズであり、中心を
介して孔が穿たれた通常の凸レンズに類似している。この環状レンズ要素３２は
、広角情景の画像を画像センサ４３の周辺区域２７（図５Ｂに示す）上に合焦さ
せる。
【００３９】 図５Ｂの図示は、当該図６Ａ／５Ｂの実施例においては広角画像が半径方向に
おいて反転されない点を除いて、図３Ｂのものと同様である。２つのレンズ要素
３１及び３２は、画像センサ４３に一致する画像面から異なる距離に配置される
。これは、両者が同時に合焦状態になるのを可能にする。光学的焦点合わせを可
能にするために、当該システムは上記要素の少なくとも一方が他方に対して移動
されることを要するであろう。他の例として、要素３１及び３２の一方又は両者
を固定焦点レンズとするか、又は焦点補正を画像処理により実行するようにする
こともできる。マスク３８は、狭角視野から拾われる光が、広角レンズ３２によ
り結像されるのを防止する。
【００４０】 図７Ａ及び７Ｂを参照すると、発散光学系１７２又は１７５をカメラと組み合
わせて採用し、図６Ａ及び６Ｂの実施例におけるような環状広角画像と狭角画像
とを生成するような他の実施例が示されている。図７Ａの実施例においては、広
角視野をカメラ１７０の中間角度視野へと半径方向に集める（圧縮する）ために
フレネルレンズ１７２が使用されている。結果として、カメラ１７０の画像セン
サ（図示略）上に生成される画像は、図６Ｂに図示したように、広角視野と狭角
視野との両方を含んでいる。発散光学系１７２又は１７５は、当該カメラの自身
の合焦光学系（図示略）の実効焦点距離を変化させて、環状の広角視野又は中央
の狭角視野のいずれか（又は両方）を合焦状態となるようにすることができるこ
とに注意すべきである。前述したように、不完全な焦点は画像処理、追加の光学
系により補正することができるか、単に許容することもできる。ここでも、画像
処理が使用される場合は、中央の狭角画像の焦点は環状の広角画像を優勢にする
よう犠牲にされ、狭角画像が数値的に補正されるようにするのが好ましい。
【００４１】 図８Ａ及び８Ｂは、広角合焦光学系１７５及び狭角合焦光学系１７０が同一の
面内にあることを除き、図４Ａないし４Ｄのものと類似の他の実施例を示してい
る。上記広角画像は光ファイバ束１８０の面１８１上に形成され、該光ファイバ
束は該画像を画像センサ４３の画像面４３Ａの面上に写像する。図４Ａないし４
Ｄの実施例におけるのと同様に、この実施例はカメラの補助合焦光学系は必要と
しない。他の代替例においては、レンズの各部分に対して個々の画像センサを設
けることができる。当業者にとっては、数々の他の代替え合焦装置が自明であろ
う。
【００４２】 ＯＢＴを追従するトラッキング系１５により実施される第１処理は、以下のよ
うに説明することができる。この処理において、トラッキング系１５はＯＢＴを
、画像センサ４３の中央区域２６と周辺区域２７との両方に対応する出力信号１
３Ｂを使用して追従する。
【００４３】 先ず、当該トラッキング系は、画像センサ４３の周辺区域２７から入力された
データに対して逆歪みアルゴリズムを実行する。中央及び周辺区域からの出力は
、歪みのない複合画像へと処理される。この逆歪みアルゴリズムは、例えばヨー
ロッパ特許出願公開第0610863A1号、米国特許第5563650号及びカナダ特許第2147
333号に記載された技術を含む当業者にとり良く知られた種々の技術のうちの何
れを使用して実施化してもよい。好ましくは、該逆歪みアルゴリズムは、必要に
応じて、追加の画素を満たすように補間を実行する。該逆歪みアルゴリズムは、
画像センサ４３の周辺区域２７により捕捉された画像を、中央に空白区域を伴う
歪みのない画像に変換する。次いで、画像センサ４３の中央区域２６に対応する
画像が上記空白区域を満たすように使用され、結果として、歪みのない複合画像
が得られる。
【００４４】 次に、該複合画像においてＯＢＴが見つけられる。該ＯＢＴの発見は、当業者
により知られて種々の技術のうちの何れかを用いて達成することができる。ＯＢ
Ｔが一旦見つかると、カメラ照準調整が必要かを決定するための判定が実行され
る。照準調整が必要であるかを決定する一つの方法は、ＯＢＴが当該画像の中央
区域の中心から所定距離以上離れて見つかったかを判定することである。照準調
整が必要ない場合は、このルーチンでは更なる処理は実行されない。一方、照準
調整が必要な場合は、処理は次のステップに進み、該ステップにおいてトラッキ
ング系１５はＰＴ基台１６に駆動信号１５Ｂを送出し、カメラ１４を上記ＯＢＴ
が当該複合画像の中心に向かって移動するように照準合わせさせる。例えば、Ｏ
ＢＴが当該複合画像の中心の下で且つ右で見つかった場合は、トラッキング系１
５は、ＰＴ基台１６がカメラ１４を下方向及び右にパン及びチルトさせるような
駆動信号１５Ｂを発生する。カメラ１４の照準が斯様に調整された後、このルー
チンでは更なる処理は実行されない。
【００４５】 他の実施例においては、トラッキング系１５は、周辺区域２７により捕捉され
た画像データの部分に逆歪みアルゴリズムを適用することなく、画像センサ４３
の中央区域２６及び周辺区域２７の両方からの出力を用いてＯＢＴを追従する。
結果として、トラッキングは、中央においては歪んでいないが周辺においては歪
んでいるような複合画像に基づいて実行される。
【００４６】 上記逆歪みアルゴリズムの省略は、この他の実施例における画像処理を簡略化
するが、複合画像におけるＯＢＴを見つける処理を複雑化する可能性もある。こ
の複雑さは、ＯＢＴが上記周辺区域へと更に一層移動するにつれて発生する該Ｏ
ＢＴの外観の変化の結果である。しかしながら、ＯＢＴが当該画像内における唯
一の動く物体である場合は、該ＯＢＴを見つけるのは依然として比較的容易であ
ろう。何故なら、全ての検出される画素値の変化は、該ＯＢＴで又はその近くで
発生するであろうからである。同様に、ＯＢＴが、撮像される情景の残部では現
れないような固有の色を有しているような場合には、該ＯＢＴを見つけるのは比
較的容易である。何故なら、該固有の色を持つ画素は常に該ＯＢＴに対応するか
らである。
【００４７】 複合画像内でＯＢＴが一端見つかると、当該ＯＢＴの真の位置と歪んだ画像の
周辺区域における該ＯＢＴの見かけ上の位置との間の関係における非直線性を補
償するために、好ましくは照準調整が非線形な態様で修正される点を除き、上述
した図５の実施例と同様の方法で照準調整が実施される。
【００４８】 ＯＢＴを追従するためにトラッキング系１５により使用することが可能な他の
処理は、以下のように説明することができる。この処理においては、トラッキン
グ系１５は画像センサ４３の中央区域２６のみに対応する出力信号１５Ｂを用い
てＯＢＴを追従する。先ず、トラッキング系１５は、画像センサ４３の周辺区域
２７から入力されるデータを調べることによってのみ、該周辺区域内のＯＢＴを
探索する。この周辺区域内のみでの探索により、特に前述したようにＯＢＴが当
該情景内での唯一の動く物である場合、又は該ＯＢＴが固有の色を有するような
場合に、処理のオーバーヘッドを大幅に低減することができる。次に、該ＯＢＴ
が周辺区域内で見つかったかを決定するために判定がなされる。該ＯＢＴが見つ
からなかった場合は、このルーチン内ではそれ以上の処理は実行されない。一方
、ＯＢＴが見つかった場合は、処理は次のステップに進み、該ステップにおいて
カメラの照準が前述した実施例と同様の方法で調整される。
【００４９】 図９は、単一のＰＴ基台５６上に２つの独立したカメラ５１、５２が取り付け
られ、両カメラ５１、５２が同一の点に照準されるような更に他の実施例を示し
ている。狭角カメラ５１は撮像される情景の部分の高品質画像を得るために使用
され、広角カメラ５２は該情景の広角画像を得るために使用される。好ましくは
、広角カメラ５２及び狭角カメラ５１の両者は、同一のＰＴ基台５６上に装着さ
れ、同一の方向に照準合わせされる。結果として、上記ＰＴ基台が狭角カメラ５
１を照準合わせさせると、広角カメラ５２の照準も、同一の点に照準されるよう
に、それに従う。広角カメラ５２の出力はトラッキング系５５に供給され、当業
者に良く知られて数々の既述のうちの何れかを用いて、該広角画像に基づいてト
ラッキングを実施する。他の例として、狭角カメラ５１及び広角カメラ５２は独
立した基台上に装着され、これら２つのカメラの照準は、当業者により良く知ら
れた種々の技術（例えば、歯車、サーボ又は単一のコントローラの制御下で動作
する１対の独立した照準モータ等を含む）の何れかを用いて同期させることがで
きる。
【００５０】 図１０Ａは、上述した実施例と同様の効果を達成するような、カメラ５１０と
ミラー５００とを使用する他の実施例を示している。ミラー５００は平坦な区域
５０１を含んでいる。情景からの光は、この部分５０１により反射されてカメラ
５０１に到達し、結果として該情景の歪みのない狭角視野が得られる。ミラー５
００は、広角画像を生成する凹部５０２、５０３も含み、該広角画像はカメラ５
１０により捕捉される。カメラ５１０はミラー５００の前側にあるので、該カメ
ラ自体の画像も、撮像される情景に現れるであろう。好ましくは、カメラ５１０
はミラー５００の平坦部分５０１の直ぐ前方には配置せず、該カメラ自体の画像
の大きさを最小にする。任意選択的に、ミラー５００の種々の凹状部分５０２、
５０３の曲率半径は、図示のように異なるものとすることができる。他の例とし
て、そのようには図示されてはいないが、上記種々の凹状部分５０２、５０３の
曲率半径は同一とすることもできる。任意選択的に、１以上の凸状気泡（図示略
）を上記ミラー上に配置して同一の情景の複数の画像を生成し、これによりミラ
ー５００内でのカメラ５１０の反射がＯＢＴの反射を妨害しないようにする。当
該ミラー・カメラ・アセンブリ全体を回動するよりは、上記ミラー自体を回動す
ることができることに注意されたい。
【００５１】 図９Ｂは、カメラが画像内に現れるという問題を防止する他のミラー型実施例
を示している。この実施例において、カメラ５１０は中心に孔を持つ凸面鏡５３
０の背後に配置される。当該カメラの直ぐ前方で狭角視野（光線Ｍにより境界と
される）内にある被写体からの光は、凸面鏡５３０の上記孔を介して当該カメラ
に到達する。撮像される情景の残部からの光は、凸面鏡５３０の前面から、環状
反射鏡５４０へ、更にカメラ５１０へと反射する。前記狭角区域からの光はカメ
ラ５１０内の画像センサ５５５の中央区域上に結像され、環状反射鏡５４０から
の光は画像センサ５５５の周辺区域上に結像される。任意選択的に、上記凸面鏡
５３０は、光線Ｋにより示されるように情景のうちの反射鏡５４０の背後に位置
する部分を撮像することができるように構成された特別な反射面５３１を含むこ
ともできる。他の例として、環状反射鏡５４０の代わりに円形ハーフミラー（図
示略）を使用することもでき、その場合には凸面鏡５３０上の特別な反射面５３
１は必要ではないであろう。
【００５２】 図１１は、広角及び狭角画像を得るためにカメラ５１上のズームレンズ６５を
使用する更に他の実施例を示している。カメラ５１は、パン・チルト・ズーム（
ＰＴＺ）基台５６上に装着されている。この実施例では、ＯＢＴはズームレンズ
６５が狭角視野に設定されている場合にカメラ５１により撮像される。カメラ５
１の画像センサ（図示略）からの出力はトラッキングコントローラ６７に供給さ
れ、該コントローラはパン・チルト・ズーム基台５６に対する制御信号を発生す
る。トラッキング逸脱が発生しない限り、トラッキングは通常の態様で達成され
、その際にズームレンズ６５は狭角設定状態に設定されている。
【００５３】 図１１の実施例の動作は以下のように説明することができる。先ず、ＯＢＴが
喪失されたかを決定する判定がなされる。ＯＢＴが喪失されていない場合は、ズ
ーム又は照準調整は必要ではなく、処理はルーチンの開始点に戻る。ＯＢＴが喪
失された（即ち、トラッキング逸脱が発生した）場合は、トラッキングコントロ
ーラ６７が制御信号を発生し、該制御信号はＰＴＺ基台５６をカメラ５１上のズ
ームレンズ６５が広角設定にズームするようにさせる。一旦広角設定が達成され
ると、ＯＢＴが該広角画像内で突きとめられる。次いで、カメラ５１の照準が、
上記ＯＢＴが該広角画像の中央に現れるように再調整される。最後に、制御信号
が発生されて、カメラ５１上のズームレンズ６５を狭角視野に戻させ、上記ＯＢ
Ｔの高品質画像が得られるようにする。
【００５４】 以上、本発明を上述した実施例に関して説明したが、当業者にとって明らかで
あろうように、本発明の範囲から逸脱することなく、これら実施例に対しては種
々の変更が可能であると共に、種々の均等物の置換が可能であると理解されたい
。
【００５５】 尚、請求項において、括弧内の如何なる符号も請求項を限定するものとみなし
てはならない。また、“有する”なる用語は、請求項に記載されたもの以外の構
成要素又はステップの存在を排除するものではない。また、単数で記載された構
成要素は、複数の斯様な構成要素の存在を排除するものではない。また、本発明
は、幾つかの別個の構成要素を有するハードウェアにより、及び適切にプログラ
ムされたコンピュータにより実施化することもできる。また、幾つかの手段を記
載した装置の請求項において、これら手段のうちの幾つかは単一且つ同一のハー
ドウェア項目により実施化することもできる。幾つかの構成が互いに異なる従属
請求項に記載されているという単なる事実は、これらの構成の組合せが有利に使
用することができないということを示すものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１は、合成型広角及び狭角トラッキングシステムの概要図であり、光学系が
断面図で示されている。
【図２】 図２Ｂは、図１の合成レンズ要素の軸断面である。 図２Ｃは、図１のカメラにより生成される撮像区域を図示している。 図２Ｄは、他の合成レンズ要素の説明図である。 図２Ｅは、更に他のレンズ要素の説明図である。 図２Ｆは、図２Ｅのレンズ要素の変形例の断面図である。
【図３】 図３Ａは、図１のカメラにより撮られる情景を図示している。 図３Ｂは、図１の実施例により生成された画像を図示している。
【図４】 図４Ａは、広角検索フィールドを形成するための広角光学構成要素の円形状ア
レイを用いた他の実施例の半径方向部分断面半概要図である。 図４Ｂは、図４Ａの実施例の軸部分断面図である。 図４Ｃは、図１のカメラの視野の図４Ａ〜４Ｂの代替実施例の場合の平面展開
図である。 図４Ｄは、図４Ａ〜４Ｂの実施例に関連する画像センサの撮像区域を示してい
る。
【図５】 図５Ａは、画像センサ上で広角画像が狭角画像と重なり合うのを防止するよう
にマスクが付加された図４Ａのものと類似の実施例である。 図５Ｂは、図５Ａの実施例により画像センサ上に生成された画像を図示してい
る。
【図６】 図６Ａは、光学系の他の実施例の断面で示された概要図である。 図６Ｂは、図６Ａの実施例に関連する画像センサ上の撮像区域を示す。
【図７】 図７Ａは、フレネルレンズに基づく発散型光学系とカメラとを使用して、カメ
ラに対する広角及び狭角視野を生成するような実施例である。 図７Ｂは、発散型の従来のレンズとカメラとを使用して、該カメラに対する広
角及び狭角視野を生成する実施例である。
【図８】 図８Ａは、光ファイバ束を使用して画像を画像センサに写像する他の実施例の
半径方向断面半概要図である。 図８Ｂは、図８Ａの実施例の軸断面図である。
【図９】 図９は、単一のパン・チルト基台上に装着された広角カメラ及び狭角カメラを
使用する他の実施例の概要図である。
【図１０】 図１０Ａは、狭角及び広角視野を得るためにミラーを使用する実施例の断面図
である。 図１０Ｂは、狭角及び広角視野を得るためにミラーを使用する他の実施例の断
面図である。
【図１１】 図１１は、広角及び狭角視野を得るためにズームレンズを使用する実施例であ
る。
【符号の説明】 １０…レンズ要素 １１…第１部分（狭角部分） １２…第２部分（広角部分） １３Ｂ…出力信号 １４…カメラ １５…トラッキング系 １５Ｂ…駆動信号 １６…基台 １７…カメラ ２６…中央区域 ２７…周辺区域 ４３…画像センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０２Ｂ 13/00 Ｇ０２Ｂ 13/00 17/08 17/08 Ｚ Ｇ０３Ｂ 17/56 Ｇ０３Ｂ 17/56 Ｂ Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｈ０４Ｎ 5/225 Ｄ 5/232 5/232 Ａ Ｃ Ｆターム(参考） 2H044 DA01 DA02 DA04 DB02 2H087 KA01 KA14 MA03 RA01 TA01 TA04 2H105 AA11 AA13 AA14 EE05 EE35 5C022 AA00 AB23 AB30 AB45 AB66 AC27 AC54 AC69 CA00

Claims (25)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 中央区域と、周辺区域と、出力とを有する画像センサと、 情景の或る点に照準された場合に、該点と前記画像センサの前記中央区域上で
    前記点を囲む中央領域との狭角画像と、前記画像センサの前記周辺区域上で前記
    中央領域を囲む領域の広角画像とを生成するように作用する共直線的光学系と、
    を有し、 前記広角画像が非パノラマ的画像であることを特徴とするカメラ。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のカメラにおいて、前記光学系は該光学系の
    狭角画像部分と広角画像部分とに各々対応する円形中央部分と環状区域とを備え
    るレンズを含んでいることを特徴とするカメラ。
  3. 【請求項３】 請求項２に記載のカメラにおいて、前記画像センサの前記周
    辺区域は該画像センサの前記中央区域を囲み、前記画像センサにおける前記中央
    区域の画素密度は該画像センサにおける前記周辺区域の画素密度と略同一である
    ことを特徴とするカメラ。
  4. 【請求項４】 被写体を光学的にトラッキングする装置において、該装置が
    、 第１区域と、第２区域と、出力とを有する画像センサを含むカメラと、 狭角視野を生成するよう構成された中央部分と、広角視野を生成するよう構成
    された前記中央部分を囲む周辺部分とを有する光学系であって、前記カメラが或
    る点に照準された場合に、（ｉ）前記光学系の前記中央部分が該点と前記画像セ
    ンサの前記第１区域上で前記点を囲む中央領域との画像を形成し、（ii）前記光
    学系の前記周辺部分が前記画像センサの前記第２区域上で前記中央領域を囲む領
    域の画像を形成するように構成された光学系と、 前記カメラが装着されると共に、該カメラを少なくとも１つの入力端に供給さ
    れる駆動信号に応答して照準合わせするように構成及び配置された可動基台と、 前記可動基台の前記少なくとも１つの入力端に供給される駆動信号を、前記画
    像センサの前記出力に基づいて発生するトラッキング系と、 を有し、 所望の被写体が前記画像センサの前記第２区域により撮像される場合に、前記
    トラッキング系により発生される前記駆動信号が、前記可動基台を前記カメラが
    前記所望の被写体に照準を合わせるようにさせることを特徴とする装置。
  5. 【請求項５】 請求項４に記載の装置において、前記トラッキング系は前記
    画像センサの前記出力を処理して、前記光学系の前記周辺部分により導入された
    画像歪みを補償することを特徴とする装置。
  6. 【請求項６】 請求項４に記載の装置において、前記所望の被写体が前記画
    像センサの前記第１区域における中心に結像されない場合に、前記トラッキング
    系により発生される前記駆動信号が、前記可動基台を前記カメラが前記所望の被
    写体に照準を合わせるようにさせることを特徴とする装置。
  7. 【請求項７】 請求項４に記載の装置において、前記光学系の前記中央部分
    と前記周辺部分とが共直線的であることを特徴とする装置。
  8. 【請求項８】 請求項４に記載の装置において、前記光学系は該光学系の前
    記中央部分と前記周辺部分とに各々対応する円形中央部分と環状区域とを備える
    レンズを含んでいることを特徴とする装置。
  9. 【請求項９】 請求項８に記載の装置において、前記画像センサの前記第２
    区域は該画像センサの前記第１区域を囲み、前記画像センサにおける前記第１区
    域の画素密度は該画像センサにおける前記第２区域の画素密度と略同一であるこ
    とを特徴とする装置。
  10. 【請求項１０】 被写体を光学的にトラッキングする装置において、該装置
    が、 第１区域と、第２区域と、出力とを有する画像センサと、 狭角視野を持つ第１部分と、広角視野を持つ第２部分とを有する光学系であっ
    て、該光学系が被写体に照準された場合に、（ｉ）前記光学系の前記第１部分が
    前記画像センサの前記第１区域上に前記被写体の画像を形成し、（ii）前記光学
    系の前記第２部分が前記画像センサの前記第２区域上に画像を形成するように構
    成及び配置された光学系と、 前記光学系が装着されると共に、該光学系を少なくとも１つの入力端に供給さ
    れる駆動信号に応答して照準合わせするように構成及び配置された可動基台と、 前記可動基台の前記少なくとも１つの入力端に供給される駆動信号を、前記画
    像センサの前記出力に基づいて発生するトラッキング系と、 を有し、 前記被写体が前記画像センサの前記第２区域により撮像される場合に、前記ト
    ラッキング系により発生される前記駆動信号が、前記可動基台を前記光学系が前
    記被写体に照準を合わせるようにさせることを特徴とする装置。
  11. 【請求項１１】 請求項１０に記載の装置において、前記光学系の前記第１
    部分と前記第２部分とが共直線的であることを特徴とする装置。
  12. 【請求項１２】 請求項１０に記載の装置において、前記光学系は狭角視野
    を備える第１部分と広角視野を備える第２部分とを持つレンズを有していること
    を特徴とする装置。
  13. 【請求項１３】 請求項１０に記載の装置において、前記光学系は狭角視野
    を備える第１部分と広角視野を備える第２部分とを持つミラーを有していること
    を特徴とする装置。
  14. 【請求項１４】 請求項１０に記載の装置において、前記トラッキング系は
    前記画像センサの前記出力を処理して、前記光学系の前記第２部分により導入さ
    れた画像歪みを補償することを特徴とする装置。
  15. 【請求項１５】 請求項１０に記載の装置において、前記画像センサの前記
    第２区域が該画像センサの前記第１区域を囲んでいることを特徴とする装置。
  16. 【請求項１６】 請求項１０に記載の装置において、前記被写体が前記画像
    センサの前記第１区域における中心に結像されない場合に、前記トラッキング系
    により発生される前記駆動信号が、前記可動基台を前記光学系が前記被写体に照
    準を合わせるようにさせることを特徴とする装置。
  17. 【請求項１７】 請求項１０に記載の装置において、前記画像センサにおけ
    る前記第１区域の画素密度が該画像センサにおける前記第２区域の画素密度と略
    同一であることを特徴とする装置。
  18. 【請求項１８】 情景中における物体を照準可能な広角撮像系と照準可能な
    狭角撮像系とを用いてトラッキングする方法において、該方法が、 前記情景の広角画像を前記広角撮像系を用いて得るステップと、 前記情景中における前記物体の位置を前記得るステップにおいて得られた前記
    広角画像に基づいて見つけるステップと、 前記狭角撮像系と前記広角撮像系との両方を、前記見つけるステップにおいて
    見つけられた前記位置に照準合わせするステップと、 を有していることを特徴とする方法。
  19. 【請求項１９】 請求項１８に記載の方法において、前記照準可能な広角撮
    像系と前記照準可能な狭角撮像系とが、共用基台上に装着されると共に、該共用
    基台を移動させることにより照準合わせされることを特徴とする方法。
  20. 【請求項２０】 請求項１８に記載の方法において、前記情景の狭角画像を
    前記狭角撮像系を用いて得るステップを更に有し、前記広角撮像系と前記狭角撮
    像系とが単一の画像センサの異なる区域上に画像を生成することを特徴とする方
    法。
  21. 【請求項２１】 請求項２０に記載の方法において、前記広角撮像系により
    生成された前記画像が前記狭角撮像系により生成された前記画像と同軸的であっ
    て且つ該狭角撮像系により生成された前記画像を囲むことを特徴とする方法。
  22. 【請求項２２】 被写体を光学的にトラッキングする装置において、該装置
    が、 パン・チルト・ズーム基台を備えるカメラであって、ズームレンズと出力とを
    有し、前記ズームレンズは狭角視野を持つ第１ズーム設定と広角視野を持つ第２
    ズーム設定とを有し、供給されるズーム信号が前記狭角ズーム設定と前記広角ズ
    ーム設定との一方を選択し、供給される照準信号が当該カメラの照準を制御する
    ようなカメラと、 前記ズームレンズが前記狭角視野に設定されている場合に、前記カメラの出力
    に基づいて被写体をトラッキングするトラッキング系と、 を有し、 前記トラッキング系が前記被写体のトラッキングを喪失した場合に、前記トラ
    ッキング系が、（ｉ）前記ズームレンズを前記広角視野に設定するズーム信号を
    発生し、（ii）前記ズームレンズが前記広角視野に設定されている間に、前記被
    写体の位置を前記カメラの出力に基づいて突きとめ、（iii）前記カメラを前記
    被写体の前記突きとめられた位置に照準合わせする照準信号を発生し、（iv）前
    記ズームレンズを前記狭角視野に戻すズーム信号を発生することを特徴とする装
    置。
  23. 【請求項２３】 中央区域と、周辺区域と、出力とを有する画像センサと、 情景の或る点に照準された場合に、該点と前記画像センサの前記中央区域上で
    前記点を囲む中央領域との狭角画像と、前記画像センサの前記周辺区域上で前記
    中央領域を囲む領域の広角画像とを生成するように作用する共直線的光学系と、
    を有し、 前記広角画像の視野が、前記狭角画像の視野の少なくとも２倍大きいことを特
    徴とするカメラ。
  24. 【請求項２４】 請求項２３に記載のカメラにおいて、前記光学系は該光学
    系の前記狭角画像部分と前記広角画像部分とに各々対応する円形中央部分と環状
    区域とを備えるレンズを含んでいることを特徴とするカメラ。
  25. 【請求項２５】 請求項２４に記載のカメラにおいて、前記画像センサの前
    記周辺区域は該画像センサの前記中央区域を囲み、前記画像センサにおける前記
    中央区域の画素密度は該画像センサにおける前記周辺区域の画素密度と略同一で
    あることを特徴とするカメラ。
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