JP2013198154A - 画像安定化および追跡システム - Google Patents

Abstract

【課題】画像を追跡し安定化させるためのシステムを提供すること。
【解決手段】画像安定化および追跡システムは、主撮像検出器と、安定化および追跡検出器と、画像処理および補正コマンド制御装置と、適応光学デバイスとを含む。主撮像検出器は、視野内で、光学像における主対象の画像を検出するように構成される。安定化および追跡検出器は、視野の外側に配置され、光学像における追跡対象の画像を検出するように構成される。画像処理および補正コマンド制御装置は、画像を受け取るように結合され、追跡対象の相対的な動きを検出するように構成される。適応光学デバイスは、補正コマンドを受け取るように結合され、この補正コマンドに応答して、移動し、それによって光学像の位置を変えるように構成される。
【選択図】図１

Description

[0001]本発明は、一般に画像安定化に関し、より詳細には画像を追跡し安定化させるためのシステムに関する。

[0002]撮像デバイスを使用して、（スチル画像であろうとビデオ画像であろうと）画像を取り込むとき、撮像デバイス、被写体、またはその両方が動いている場合は、取り込み画像がぼける可能性がある。撮像デバイスおよび被写体の動きは、広い周波数範囲にわたる多くの成分から構成され得る。例えば、機械システムの比較的高い周波数の振動から、撮像デバイスと被写体間の相対的な幾何学的な動きなどの比較的低い周波数の動きなどがある。

[0003]そうした動きに関連する画像のぼけを除去する、または少なくとも低減するために、画像安定化技術が開発された。現在のリアルタイム画像安定化技術は、光学的な画像安定化とデジタル的な画像安定化の２つに概ね分類される。光学的な画像安定化は、その高画質ゆえに高性能システムにとって好ましい手法である。現在の光学的な画像安定化技術は、撮像システムに対する外乱を検出して補正するために速度センサを使用するが、対象そのもののいかなる動きをも検出して補償するようには構成されていない。したがって、被写体が動いている場合、画像のぼけが依然として生じることがある。デジタル的な画像安定化技術は、通常、画像そのものの一部分に対してデジタル変換を実施する。これらの技術は、ビデオ画像の振動を低減し、またはスチル画像の品質を改善することはできるが、取り込み画像のノイズを増加させる可能性がある。また、現在の画像安定化技術は、対象指定および追跡機能を提供するレーダまたはレーザ追跡装置に依存する場合がある。これらの追跡装置は、かなり複雑で、重く、高価になる場合がある。

[0004]ミサイル、航空機、宇宙船、周回する宇宙船からの惑星表面、および天体などの移動対象を追跡および撮像しようとする場合、またはスポーツイベント写真および法執行撮像などのより多くの地球上での用途では、これは問題である。このことは、撮像システムそのものが移動して、他の静止対象または移動対象を追跡し撮像している場合、等しく問題である。

[0005]上記の問題は、フィルタに依存する撮像用途では、悪化する可能性がある。いくつかの例示的な用途には、偏光、ＲＧＢ、測光、ＵＶ、ＩＲ、および狭帯域フィルタ撮像が含まれる。安定化および／または追跡がフィルタ撮像と共に使用される場合、安定化および追跡検出器（複数可）に当たる光の強さが減少する可能性がある。これは、安定化および追跡検出器（複数可）が主撮像検出器とフィルタされる照明領域を共有する場合があるからである。これにより、信号対雑音比が低下し、安定化および追跡性能が劣化する可能性がある。この問題を軽減しようとするために、一部のシステムは、別個の追跡光学部品および撮像装置を含むことがあり、このため全体的なシステムの複雑さおよびコストが増加する可能性がある。

[0006]したがって、フィルタされる、およびフィルタされない両方の撮像用途に対して、相当に複雑で、重くおよび／もしくは高価な追跡装置、ならびに／または、別個の追跡光学部品もしくは撮像装置に依存しない、画像安定化および追跡システムが必要である。撮像デバイスおよび被写体の両方に対して、（すべてではないにしても）ほとんどの周波数で動き成分すべてを同時に補償する画像安定化および追跡システムが必要である。本発明は、少なくともこれらの必要性に対処する。

[0007]一実施形態において、画像安定化および追跡システムは、主撮像検出器、安定化および追跡検出器、画像処理および補正コマンド制御装置、ならびに適応光学デバイスを含む。主撮像検出器は、視野を有し、視野内で、光学像における主対象の画像を検出するように構成される。安定化および追跡検出器は、主撮像検出器の視野の外側に配置され、光学像における追跡対象の画像を検出するように構成される。画像処理および補正コマンド制御装置は、安定化および追跡検出器から追跡対象の画像を受け取るように結合され、追跡対象の相対的な動きを検出し、補正コマンドを供給するように構成される。適応光学デバイスは、補正コマンドを受け取るように結合され、このコマンドに応答して、移動し、それによって光学像の位置を変えるように構成される。

[0008]別の実施形態において、画像安定化および追跡システムは、主撮像検出器、安定化および追跡検出器、光学フィルタ、画像処理および補正コマンド制御装置、適応光学デバイス、ならびにデカップリング焦点距離縮小光学系を含む。主撮像検出器は、視野を有し、視野内で、光学像における主対象の画像を検出するように構成される。安定化および追跡検出器は、主撮像検出器の視野の外側に配置され、光学像における追跡対象の画像を検出するように構成される。光学フィルタは、主撮像検出器と安定化および追跡検出器との間に配置され、光学像の一部をフィルタするように構成される。画像処理および補正コマンド制御装置は、安定化および追跡検出器から追跡対象の画像を受け取るように結合され、追跡対象の相対的な動きを検出し、補正コマンドを供給するように構成される。適応光学デバイスは、補正コマンドを受け取るように結合され、この補正コマンドに応答して、移動し、それによって光学像の位置を変えるように構成される。デカップリング焦点距離縮小光学系は、適応光学デバイスと安定化および追跡検出器との間に配置される。デカップリング焦点距離縮小光学系は、（ｉ）主撮像検出器の視野内の第１の焦点距離、および（ｉｉ）主撮像検出器の視野の外側の第２の焦点距離であって、第１の焦点距離とは異なる第２の焦点距離を提供するように構成される。

[0009]さらに別の実施形態において、画像安定化および追跡システムは、撮像光学部品、多自由度のプラットホーム、主撮像検出器、複数の安定化および追跡検出器、画像処理および補正コマンド制御装置、ならびに適応光学デバイスを含む。撮像光学部品は、電磁放射を受け取るようになされ、電磁放射を受け取ると、光学像を形成するように構成される。多自由度のプラットホームは、位置調整コマンドを受け取るようになされ、位置調整コマンドを受け取ると、移動するように構成される。主撮像検出器は、視野を有し、視野内で、光学像における主対象の画像を検出するように構成される。複数の安定化および追跡検出器は、多自由度のプラットホーム上に取り付けられ、主撮像検出器の視野の外側に配置される。安定化および追跡検出器はそれぞれ、光学像における１つまたは複数の追跡対象の画像を検出するように構成される。画像処理および補正コマンド制御装置は、安定化および追跡検出器から、１つまたは複数の追跡対象の画像を受け取るように結合され、追跡対象の１つの相対的な動きを検出し、多自由度のプラットホームへ位置調整コマンドを、および補正コマンドを供給するように構成される。適応光学デバイスは、補正コマンドを受け取るように結合され、補正コマンドに応答して、移動し、それによって光学像の位置を変えるように構成される。

[0010]さらに、画像安定化および追跡システムの他の望ましい特徴および特性は、添付の図面および前述の背景と併せて得られる、以降の詳細な説明および添付された特許請求の範囲から明らかになるであろう。

[0011]以降、本発明は、以下の図面と共に説明され、同様の数字は、同様の要素を指す。

[0012]画像安定化および追跡システムの一実施形態を示す概略図である。 [0013]矢印２−２によって規定された方向から見た、図１に示されたシステムの一部を示す図である。 [0014]フィルタ撮像用途に使用することができる画像安定化および追跡システムの別の実施形態を示す概略図である。 [0015]矢印４−４によって規定された方向から見た、図３に示されたシステムの一部を示す図である。

[0016]以下の詳細な説明は、本来、単に例示であって、本発明、または、本発明の用途および使用を限定することは意図されていない。本明細書で使用されるように、「例示的」という用語は「例、事例または実例として役立つ」ことを意味する。したがって、「例示的」として本明細書に記載されるいかなる実施形態も、他の実施形態に対して好ましい、または有利であると、必ずしも解釈されるべきではない。本明細書に記載される実施形態はすべて、当業者が本発明を行い、または使用することができるように提供される例示的な実施形態であって、特許請求の範囲で規定される本発明の範囲を限定するものではない。さらに、前述の技術分野、背景、概要または以下の詳細な説明において提示される、いかなる明示される、または暗示される理論によっても束縛される意図はない。

[0017]まず、図１を参照すると、画像安定化および追跡システム１００の一実施形態の概略図が示されており、撮像光学部品１０２、主撮像検出器１０４、複数の安定化および追跡検出器１０６（１０６−１、１０６−２、１０６−３、１０６−４）、画像処理および補正制御装置１０８、ならびに適応光学デバイス１１０が含まれる。撮像光学部品１０２は、電磁放射を受け取るようになされ、電磁放射を受け取ると、光学像を、焦点面に、および画定された光学フィールド２０２内に形成する（図２を参照されたい）。図示された実施形態では、撮像光学部品１０２は、レンズを用いて実施されている。しかし、撮像光学部品１０２は、対象から受け取るおよび／または対象に送る電磁放射を収集し、拡大し／縮小し、集束し／発散し、補正し、または修正し、対象の光学像を形成する数多くのデバイス、またはそれらの組合せのいずれか１つであってよいことを理解されよう。

[0018]図２において、より明確に示されるように、主撮像検出器１０４は、視野を画定する感光性領域２０４を含む。主撮像検出器１０４は、取付け表面１１２上に取り付けられ、焦点面に、および画定された光学フィールド２０２内に配置されている。焦点面が、撮像光学部品１０２に面している主撮像検出器１０４の表面に位置づけられていることに留意されたい。主撮像検出器１０４は、その視野内で、撮像光学部品１０２によって形成される光学像における主対象の画像を検出するように構成される。主撮像検出器１０４は、様々に実施され得て、主撮像検出器の視野２０４をカバーする１つまたは複数の（アレイ状の）検出器を備えてよいことを理解されよう。例えば、この主撮像検出器１０４は、電磁放射を受け取り、それを観測器または計器によって読み出し可能な信号に変換するように構成されたＣＣＤ（電荷結合デバイス）、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）デバイス、または未知のもしくは将来開発される数多くの他のデバイスのいずれか１つを使用して、実施されてよい。

[0019]また、図２で最も明確に示されているように、安定化および追跡検出器１０６は、それぞれ、主撮像検出器１０４の視野の外側に配置されているが、少なくとも、図示される実施形態においては、取付け表面１１２上にも取り付けられ、焦点面に、および画定された光学フィールド２０２内に配置されている。また、安定化および追跡検出器１０６のそれぞれは、視野を画定する感光性領域２０６を含む。以下でより詳細に説明されるように、安定化および追跡検出器１０６は、それぞれの視野内で、撮像光学部品１０２によって形成される光学像における１つまたは複数の追跡対象の画像を検出するようにそれぞれ構成される。

[0020]安定化および追跡検出器１０６は、その感光性領域２０６が光学系軸芯１１６に垂直に配置されるように取り付けられてよい。この取付け構成によって、追跡および安定化検出器１０６は、主撮像検出器１０４の視野の外側の１つまたは複数の目標対象を検出することができる。この取付け構成は、望遠鏡星追跡用途にとって有利となり得る。あるいは、図１に示されるように、安定化および追跡検出器１０６は、感光性領域２０６が光学系軸芯１１６に向かって内向きに配置されるように取り付けられてよい。この取付け構成によって、追跡および安定化検出器１０６は、主撮像検出器１０４によって検出されるのと同じ主対象を検出して追跡対象として用いることができる。この取付け構成は、撮像フレーム内で注目する対象を中心に置き、安定化させるのが望ましい場合がある、ミサイル追跡あるいはスポーツ写真用途に有利となり得る。安定化および追跡検出器１０６は、多自由度（ＤＯＦ）（例えば、６ＤＯＦまで）のプラットホーム上に取り付けられて、安定化および追跡検出器１０６の位置調整をリアルタイムで行うことができることをさらに理解されよう。

[0021]図示されたシステム１００は、４つの安定化および追跡検出器１０６を使用して実施されているが、システム１００は、この数よりも多いまたは少ない安定化および追跡検出器１０６を使用して実施され得ることを理解されよう。主撮像検出器１０４と同様に、安定化および追跡検出器１０６は、様々に実施されてよい。例えば、安定化および追跡検出器１０６はそれぞれ、電磁放射を受け取り、この電磁放射を観測器または計器によって読取り可能な信号に変換するよう構成されたＣＣＤ（電荷結合デバイス）、ＣＭＯＳ（相補型金属酸化膜半導体）デバイス、または未知のもしくは将来開発される数多くの他のデバイスのいずれか１つを使用して実施することができる。安定化および追跡検出器１０６がどのように取り付けられ実施されようとも、それぞれは、検出した画像を画像処理および補正コマンド制御装置１０８に提供する。

[0022]画像処理および補正コマンド制御装置１０８は、安定化および追跡検出器１０６から１つまたは複数の追跡対象の画像を受け取るように結合されている。画像処理および補正制御装置１０８は、追跡対象の１つまたは複数の相対的な動きを検出し、適応光学デバイス１１０に補正コマンドを供給するように構成される。また、画像処理および補正コマンド制御装置１０８は、ユーザが１つまたは複数の追跡対象を選択することができるよう構成されるのが好ましい。さらに、安定化および追跡検出器１０６が多自由度のプラットホーム上に取り付けられているこれらの実施形態に対して、画像処理および補正コマンド制御装置１０８は、安定化および追跡検出器１０６の事前位置調整またはリアルタイム位置調整を制御するようにさらに構成される。画像処理および補正コマンド制御装置１０８は、１つまたは複数のプログラムされたプロセッサ、デジタル信号処理装置（ＤＳＰ）、マイクロコントローラ、および／または特定用途デバイスを使用して実施されてよいことを理解されよう。

[0023]適応光学デバイス１１０は、画像処理および補正コマンド制御装置１０８によって供給される補正コマンドを受け取るように結合される。適応光学デバイス１００は、補正コマンドに応答して、移動し、それによって撮像光学部品１０２によって形成される光学像の位置を変えるよう構成される。適応光学デバイス１１０は、この機能を実行するために様々に構成され、実施されてよい。しかし、図示された実施形態では、適応光学デバイス１１０は、複数のアクチュエータ１１８−１、１１８−２および光学デバイス１２２、例えばチップ／チルト光学デバイスを備える。アクチュエータ１１８−１、１１８−２は、数多くの知られている駆動デバイスのいずれか１つを使用して実施されてよく、画像処理および補正コマンド制御装置１０８からの補正コマンドを受け取るように結合されている。アクチュエータ１１８−１、１１８−２は、補正コマンドに応答して、光学デバイス１２２に駆動力を供給し、この駆動力により、光学デバイス１２２を移動させ光学像の位置を変えさせる。光学デバイス１２２は、光学的に透過するデバイスまたは光学的に反射するデバイスを使用して実施されてよい。

[0024]上で指摘したように、図１に示されるシステム１００に関して、１つまたは複数の安定化および追跡検出器１０６は、主撮像検出器１０４の視野の外側ではあるが、画定された光学フィールド２０２の内部に配置される。１つまたは複数の安定化および追跡検出器１０６は、主撮像検出器１０４の視野内部の、主撮像検出器１０４の視野の外側の、またはその両方の組合せの、１つまたは複数の目標像を検出するようにさらに配置されてよい。この構成により、１つまたは複数の安定化および追跡検出器１０６は、画像安定化および追跡の目的のために、主撮像検出器１０６の視野の内部であろうが外側であろうが、画定された光学フィールド２０２の内側の任意の１つまたは複数の対象を使用することができる。

[0025]上記の画像安定化および追跡システム１００によって、レーダまたはレーザをベースとしたシステムなどの高価で複雑な追跡システムを必要とせず、比較的簡単な小型のパッケージで、ユーザ規定の対象に関し比較的高性能の光学像安定化および追跡が実現される。また、説明したシステム１００によって、撮像システムの外乱および動き、ならびに対象の外乱および動きを同時に補償し、撮像デバイスおよび被写体の両方に対して（すべてではないにしても）ほとんどの周波数で動き成分すべてを同時に補償する能力が提供される。

[0026]上で指摘したように、安定化および／または追跡の性能は、フィルタ撮像用途において実施される場合、問題を抱える可能性がある。図３に示される画像安定化および追跡システム３００は、この性能劣化を、排除しないにしても、緩和する。図示されるシステム３００は、撮像光学部品１０２、主撮像検出器１０４、複数の安定化および追跡検出器１０６（１０６−１、１０６−２、１０６−３、１０６−４）、画像処理および補正制御装置１０８、ならびに適応光学デバイス１１０を含む。図示されるシステム３００は、光学フィルタ３０２およびデカップリング焦点距離縮小光学系３０４をさらに含む。撮像光学部品１０２、主撮像検出器１０４、安定化および追跡検出器（複数可）１０６、画像処理および補正制御装置１０８、ならびに適応光学デバイス１１０は、図１に示されるものと全く同一にではないにしても、同様に実施され得る。したがって、その詳しい説明は繰り返さない。しかし、１つまたは複数の安定化および追跡検出器１０６が、主撮像検出器１０４と同じ焦点面ではなく、画定された光学フィールド２０２内に配置されていることに留意されたい。この理由は、以降の説明から明らかになるであろう。

[0027]光学フィルタ３０２は、主撮像検出器１０４と１つまたは複数の安定化および追跡検出器１０６との間に配置され、撮像光学部品１０２によって形成される光学像の一部をフィルタするように構成される。光学フィルタ３０２は、現在知られている、または将来開発される数多くの光学フィルタデバイスのいずれか１つを使用して実施されてよい。システム３００および光学フィルタ３０２は、様々なタイプの光学フィルタ３０２を相互に交換できるように構成されるのが好ましい。

[0028]デカップリング焦点距離縮小光学系３０４は、適応光学デバイス１１０と１つまたは複数の安定化および追跡検出器１０６との間に配置される。デカップリング焦点距離縮小光学系３０４は、主撮像検出器１０４の視野内部に第１の焦点距離（ｆ_１）、および主撮像検出器１０４の視野の外側に第２の焦点距離（ｆ_２）を提供するように構成される。図３から容易に明らかとなり得るように、第２の焦点距離は、第１の焦点距離とは異なり、より具体的には第１の焦点距離よりも短い。デカップリング焦点距離縮小光学系３０４は、様々に構成され、実施されてよいが、図示された実施形態において、および図４においてより明確に示されるように、デカップリング焦点距離縮小光学系３０４は、その一部４０２が除去された焦点距離縮小光学系を使用して実施される。除去部分４０２は、主撮像検出器１０４の感光性領域２０４と同じ形状であるのが好ましい。除去部分４０２は、主撮像検出器１０４に第１の焦点距離（ｆ_１）を提供し、残りの部分が、１つまたは複数の安定化および追跡検出器１０６に第２の焦点距離（ｆ_２）を提供する。

[0029]図３に示される実施形態などの一部の実施形態では、撮像光学部品１０２は、第１のハウジング３０６内部に配置され、１つまたは複数の安定化および追跡検出器１０６、画像処理および補正制御装置１０８、適応光学デバイス１１０、光学フィルタ２０２、ならびにデカップリング焦点距離縮小光学系３０４は、第２のハウジング３０８内部に配置されてよく、主撮像検出器１０４は、第３のハウジング３１２内部に配置されてよい。ハウジングのこの数により、実用性、構成可能性およびモジュール性を最大化することができる。他の実施形態において、最大限小型化をはかり、重量を最小限にするために単一のハウジング内に構成要素すべてを配置することが可能であることを理解されよう。

[0030]図３で示し、上記したシステム３００は、画定された光学フィールド２０２を、主撮像検出器１０４に専用の部分と、１つまたは複数の安定化および追跡検出器１０６に専用の部分とに分割する。したがって、フィルタされた光学像は、主撮像検出器１０４に提供され得て、フィルタされない光学像が、１つまたは複数の安定化および追跡検出器１０６に提供される。これにより、単一の比較的小さい、小型のパッケージ内で、最大の信号対雑音比および高い安定化および追跡性能が同時に実現される。また、画像安定化および追跡システム３００によって、レーダまたはレーザをベースとしたシステムなどの高価で複雑な追跡システムを必要とすることなく、比較的簡単な小型のパッケージで、ユーザ規定の対象に関し比較的高性能の光学像安定化および追跡が実現される。説明したシステム３００により、撮像システムの外乱および動き、ならびに対象の外乱および動きを同時に補償する能力がさらに提供され、撮像デバイスおよび被写体の両方に対して、（すべてではないにしても）ほとんどの周波数で動き成分すべてが同時に補償される。

[0031]当業者は、本明細書に記載した実施形態に関連して説明された様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップが、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェアまたはその両方の組合せとして実施されてもよいことを理解されよう。実施形態および実施態様の一部は、機能、および／または論理ブロック構成要素（もしくはモジュール）ならびに様々な処理ステップの点から上で説明されている。しかし、そうしたブロック構成要素（もしくはモジュール）は、指定された機能を実行するように構成された任意の数のハードウェア、ソフトウェア、および／またはファームウェア構成要素よって実現され得ることを理解されたい。ハードウェアおよびソフトウェアのこの互換性を明瞭に示すために、様々な例示的な構成要素、ブロック、モジュール、回路およびステップが、全体としてそれらの機能性の点から上で説明された。そうした機能性がハードウェアまたはソフトウェアとして実施されるかどうかは、具体的な用途および全体のシステムに課された設計制約に依存する。当業者は、それぞれの特定の用途に対して様々な方法で説明された機能性を実施することができるが、そうした実施の決定が、本発明の範囲からの逸脱をもたらすと解釈されるべきでない。例えば、システムまたは構成要素の実施形態は、様々な集積回路部品、例えばメモリ素子、デジタル信号処理素子、論理素子、ルックアップテーブルなどを用いることができ、これらは１つまたは複数のマイクロプロセッサあるいは他の制御デバイスの制御の下で様々な機能を実行することができる。加えて、当業者は、本明細書で説明された実施形態が単に例示的な実施態様であることを理解されよう。

[0032]本明細書で開示される実施形態に関連して説明された様々な例示的な論理ブロック、モジュールおよび回路は、汎用プロセッサ、デジタル信号処理装置（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）もしくは他のプログラマブルロジックデバイス、ディスクリートゲートもしくはトランジスタロジック、ディスクリートハードウェア部品、または本明細書に記載された機能を実行するように設計されたこれらの任意の組合せを用いて、実施または実行され得る。汎用プロセッサは、マイクロプロセッサであってよいが、代わりに、プロセッサは任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであってよい。また、プロセッサは、コンピュータデバイスの組合せ、例えばＤＳＰとマイクロプロセッサの組合せ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアと連動する１つまたは複数のマイクロプロセッサ、あるいは他の任意のそうした構成として実施されてよい。

[0033]本明細書では、例えば第１のおよび第２のなどの関係語は、ある要素および行為を、そうした要素間または行為間のいかなる実際のそうした関係または順序を必ずしも必要とせずにまたは意味することなく、別の要素および行為と単に区別するために使用されることがある。例えば、「第１の」、「第２の」、「第３の」など数の序数は、単に複数のうちの様々な単数を示しており、請求項の文言によって具体的に規定されていなければ、いかなる順番または順序をも意味しない。特許請求の範囲のいずれかにおける文章の順序は、請求項の文言によって具体的に規定されていなければ、処理のステップが、そうした順序に従って一時的または論理的な順番で行われなければならないということを意味しない。処理のステップは、交換が請求項の文言と矛盾せず、論理的に無意味でない限り、本発明の範囲から逸脱せずに、任意の順番で交換されてよい。

[0034]さらに、文脈に応じて、様々な要素間の関係を説明するのに使用された「接続する」または「に結合されている」などの言葉は、これらの要素間で、直接物理的な接続がなされなければならないということを意味しない。例えば、２つの要素が、１つまたは複数の追加要素を介して、互いに物理的に、電子的に、論理的にまたは他の方法で接続されてよい。

[0035]少なくとも１つの例示的な実施形態を本発明の前述の詳細な説明において提示したが、膨大な数の変形形態が存在することを理解されたい。また、例示的な実施形態は、単に例であって、本発明の範囲、適用性または構成を限定することは決して意図されてないことを理解されたい。むしろ、前述の詳細な説明は、本発明の例示的な実施形態を実施するために当業者に便利なロードマップを提供するであろう。添付された特許請求の範囲で説明されるような本発明の範囲から逸脱せずに、例示的な実施形態において説明された要素の機能および構成において、様々な変更がなされ得ることを理解されたい。

１００ 画像安定化および追跡システム
１０２ 撮像光学部品
１０４ 主撮像検出器
１０６ 安定化および追跡検出器
１０６−１ 安定化および追跡検出器
１０６−２ 安定化および追跡検出器
１０６−３ 安定化および追跡検出器
１０６−４ 安定化および追跡検出器
１０８ 画像処理および補正制御装置
１１０ 適応光学デバイス
１１２ 取付け表面
１１６ 光学系軸芯
１１８−１ アクチュエータ
１１８−２ アクチュエータ
１２２ 光学デバイス
２０２ 光学フィールド
２０４ 感光性領域
２０６ 感光性領域
３００ 追跡システム
３０２ 光学フィルタ
３０４ デカップリング焦点距離縮小光学系
３０６ ハウジング
３０８ ハウジング
３１２ ハウジング
４０２ 除去部分
ｆ_１ 第１の焦点距離
ｆ_２ 第２の焦点距離

Claims (3)

1. 視野を有し、前記視野内で、光学像における主対象の画像を検出するように構成された主撮像検出器と、
   前記主撮像検出器の前記視野の外側に配置された安定化および追跡検出器であって、前記光学像における追跡対象の画像を検出するように構成された安定化および追跡検出器と、
   前記安定化および追跡検出器から前記追跡対象の前記画像を受け取るように結合された画像処理および補正コマンド制御装置であって、前記追跡対象の相対的な動きを検出し、補正コマンドを供給するように構成された画像処理および補正コマンド制御装置と、
   前記補正コマンドを受け取るように結合され、前記補正コマンドに応答して、移動し、それによって前記光学像の位置を変えるように構成された適応光学デバイスと
   を備える、画像安定化および追跡システム。
2. 視野を有し、前記視野内で、光学像における主対象の画像を検出するように構成された主撮像検出器と、
   前記主撮像検出器の前記視野の外側に配置された安定化および追跡検出器であって、前記光学像における追跡対象の画像を検出するように構成された安定化および追跡検出器と、
   前記主撮像検出器と前記安定化および追跡検出器との間に配置された光学フィルタであって、前記光学像の一部をフィルタするように構成された光学フィルタと、
   前記安定化および追跡検出器からの前記追跡対象の前記画像を受け取るように結合された画像処理および補正コマンド制御装置であって、前記追跡対象の相対的な動きを検出し、補正コマンドを供給するように構成された画像処理および補正コマンド制御装置と、
   前記補正コマンドを受け取るように結合され、前記補正コマンドに応答して、移動し、それによって前記光学像の位置を変えるように構成された適応光学デバイスと、
   前記適応光学デバイスと前記安定化および追跡検出器との間に配置されたデカップリング焦点距離縮小光学系であって、（ｉ）前記主撮像検出器の前記視野内の第１の焦点距離、および（ｉｉ）前記主撮像検出器の前記視野の外側の第２の焦点距離であって、第１の焦点距離と異なる第２の焦点距離を提供するように構成されたデカップリング焦点距離縮小光学系と
   を備える、画像安定化および追跡システム。
3. 電磁放射を受け取るようになされ、この電磁放射を受け取ると、光学像を形成するように構成された撮像光学部品と、
   位置調整コマンドを受け取るようになされ、この位置調整コマンドを受け取ると、移動するように構成された多自由度のプラットホームと、
   視野を有し、前記視野内で、前記光学像における主対象の画像を検出するように構成された主撮像検出器と、
   前記多自由度のプラットホーム上に取り付けられ、前記主撮像検出器の前記視野の外側に配置された複数の安定化および追跡検出器であって、それぞれが前記光学像における１つまたは複数の追跡対象の画像を検出するように構成された複数の安定化および追跡検出器と、
   前記安定化および追跡検出器から、前記１つまたは複数の追跡対象の前記画像を受け取るように結合された画像処理および補正コマンド制御装置であって、前記追跡対象の１つの相対的な動きを検出し、（ｉ）前記多自由度のプラットホームへ位置調整コマンドを、および（ｉｉ）補正コマンドを供給するように構成された画像処理および補正コマンド制御装置と、
   前記補正コマンドを受け取るように結合され、前記補正コマンドに応答して、移動し、それによって前記光学像の位置を変えるように構成された適応光学デバイスと
   を備える、画像安定化および追跡システム。

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