JPH11122526A

JPH11122526A - 追尾撮影装置

Info

Publication number: JPH11122526A
Application number: JP9280537A
Authority: JP
Inventors: Takahiro Oda; 高広小田; Kenji Kadota; 健志門田
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 1997-10-14
Filing date: 1997-10-14
Publication date: 1999-04-30

Abstract

(57)【要約】【課題】動く被写体を撮像倍率を変えながら追尾して
撮影できる追尾撮影装置を提供する。【解決手段】撮像素子１２と、撮影倍率を変える撮像
光学部１と、撮影方向を変える追尾部２と、被写体の特
徴部分の形状の画像データであって広角撮影と拡大撮影
において設定される撮影倍率に応じて決められた特徴画
像データを記憶する記憶部５６と、ＣＰＵ５０とを有す
る。ＣＰＵ５０は、設定された撮影倍率におけ特徴画像
データを記憶部５６から読み出し、撮像素子１２から出
力される画像信号に基づく画像データから特徴画像デー
タに対応する画像データを繰り返し検出することによっ
て、撮像素子１２による撮影範囲に対する被写体の特徴
部分の位置及び移動量を算出し、被写体の特徴部分を追
尾しながら撮影がなされるように、撮影倍率及び追尾部
２の動作を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被写体の移動に合
わせて撮影光学部の光軸を移動させることによって、動
く被写体を追尾しながら撮影する追尾撮影装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、セキュリティ分野等の用途におい
て、動く被写体を撮像倍率を変えながら追尾して撮影す
る追尾撮影装置への要求が強まっている。このような追
尾撮影装置の具体的な用途としては、（１）動く自動車
を広角撮影で追尾し、拡大撮影に切り替えて追尾しなが
らナンバープレートのナンバーを認識すること、（２）
提示された運転免許証を広角撮影で追尾し、拡大撮影に
切り替えて追尾しながら顔写真の顔を識別すること、
（３）ゲートを通行する人（社員）の上半身を広角撮影
で追尾し、拡大撮影に切り替えて追尾しながら胸につけ
た社員カードを識別すること、（４）ＡＴＭ（現金支払
い機）に近づく顧客（又は会員）の顔を広角撮影で追尾
し、拡大撮影に切り替えて追尾しながら目の虹彩パター
ンによる個人識別を行うこと等が考えられる。ここで、
広角撮影とは、撮影画角を広くしてある程度広い範囲を
撮影する方法をいい、拡大撮影とは撮影画角を狭くして
広角撮影された画像の一部を光学的に拡大して撮影する
方法をいう。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、動く被
写体を撮像倍率を変えながら追尾して撮影する追尾撮影
装置は実用化されていない。これは、被写体を撮影範囲
から外すことなく且つ画像ぶれを生じさせることなく撮
像倍率を広角撮影から拡大撮影に切り替えることが技術
的に困難だからである。具体的には、広角撮影時の最小
回転量のまま拡大撮影時に撮影光学部のパン及びチルト
方向の回転を制御すると、最小回転量が大き過ぎるため
に被写体が撮影範囲から外れてしまい、また、拡大撮影
時には、モータや減速機構の振動に起因する画像ぶれの
影響が顕著になるという困難がある。

【０００４】そこで、本発明の目的は、動く被写体を撮
像倍率を変えながら追尾して撮影できる追尾撮影装置を
提供することにある。

【０００５】また、本発明の他の目的は、画像ぶれを低
減させることができる追尾撮影装置を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１の追尾撮影装置
は、被写体を撮影して画像信号を出力する撮影手段と、
上記撮影手段による撮影倍率を光学的に変える撮影倍率
変更手段と、上記撮影手段による撮影方向を変える撮影
方向変更手段とを有し、被写体の特徴部分の形状の画像
データであって、上記撮影倍率変更手段により設定され
る撮影倍率に応じて決められた特徴画像データを記憶す
る記憶手段と、上記撮影倍率変更手段により設定された
撮影倍率における被写体の特徴部分の形状の特徴画像デ
ータを上記記憶手段から読み出し、上記撮影手段から出
力される画像信号に基づく画像データから上記特徴画像
データに対応する画像データを繰り返し検出することに
よって、上記撮影手段による撮影範囲に対する被写体の
特徴部分の位置及び移動量を算出し、被写体の特徴部分
を追尾しながら上記撮影手段による撮影がなされるよう
に、上記算出された位置及び移動量に基づいて上記撮影
倍率変更手段及び上記撮影方向変更手段の動作を制御す
る制御手段とを有することを特徴としている。

【０００７】また、請求項２の追尾撮影装置は、上記記
憶手段が、複数の被写体のそれぞれについて、被写体の
特徴部分の形状の特徴画像データを記憶し、上記制御手
段が、撮影前に指定された被写体に応じた特徴画像デー
タを上記記憶手段から読み出すことを特徴としている。

【０００８】また、請求項３の追尾撮影装置は、上記撮
影方向変更手段が、上記撮影手段による撮影方向をチル
ト方向に変更するチルト方向変更手段と、上記撮影手段
による撮影方向をパン方向に変更するパン方向変更手段
とを有することを特徴としている。

【０００９】また、請求項４の追尾撮影装置は、上記チ
ルト方向変更手段が、チルトフレームと、上記チルトフ
レームに回転可能に支持され、上記撮影手段を支持する
チルトシャフトと、上記チルトシャフトに固定された第
１の出力ギヤと、上記第１の出力ギヤを回転させる第１
のモータギヤと、上記第１のモータギヤを回転させるチ
ルトモータとを有することを特徴としている。

【００１０】また、請求項５の追尾撮影装置は、上記チ
ルト方向変更手段が、チルトフレームと、上記チルトフ
レームに回転可能に支持され、被写体の像を上記撮影手
段に入射させる反射鏡と、上記反射鏡を支持するチルト
シャフトと、上記チルトシャフトに固定された第１の出
力ギヤと、上記第１の出力ギヤを回転させる第１のモー
タギヤと、上記第１のモータギヤを回転させるチルトモ
ータと、を有することを特徴としている。

【００１１】また、請求項６の追尾撮影装置は、上記第
１のモータギヤの回転駆動力を、上記第１の出力ギヤに
伝達する第１の伝達部を有し、上記第１の伝達部が、上
記第１のモータギヤに噛み合う第１のバックラッシュ調
整用ギヤ部と上記第１の出力ギヤに噛み合う第２のバッ
クラッシュ調整用ギヤ部とを有し、上記第１のバックラ
ッシュ調整用ギヤ部が、同軸に重ねられ、同じ径と同じ
歯数を有し、一方の歯を他方の歯に対して１歯以下ずら
した第１の基準ギヤ及び第１の調整ギヤと、上記第１の
基準ギヤ及び第１の調整ギヤの歯のずれを縮める方向の
力を上記第１の調整ギヤに付与する第１のバックラッシ
ュ調整用バネとを有し、上記第２のバックラッシュ調整
用ギヤ部が、同軸に重ねられ、同じ径と同じ歯数を有
し、一方の歯を他方の歯に対して１歯以下ずらした第２
の基準ギヤ及び第２の調整ギヤと、上記第２の基準ギヤ
及び第２の調整ギヤの歯のずれを縮める方向の力を上記
第２の調整ギヤに付与する第２のバックラッシュ調整用
バネとを有し、第１のバックラッシュ調整用バネにより
上記第１の調整ギヤに付与される力により、上記第１の
モータギヤの歯を上記第１の基準ギヤ及び第１の調整ギ
ヤの歯の両方で挟み付けるように、上記第１のモータギ
ヤと上記第１の第１のバックラッシュ調整用ギヤ部とを
噛み合わせ、第２のバックラッシュ調整用バネにより上
記第２の調整ギヤに付与される力により、上記第１の出
力ギヤの歯を上記第２の基準ギヤ及び第２の調整ギヤの
歯の両方で挟み付けるように、上記第１の出力ギヤと上
記第２のバックラッシュ調整用ギヤ部とを噛み合わせる
ことを特徴としている。

【００１２】また、請求項７の追尾撮影装置は、上記第
１の出力ギヤが、中心部付近を空洞にした円環状の第１
の基部と、上記第１の基部の中心部に設けられ、上記チ
ルトシャフトを支持する第１の支持部と、上記第１の基
部と上記第１の支持部とを同軸的に且つ微動可能に連結
する第１の連結部とを有し、上記チルト方向変更手段
が、上記第１の基部と上記第１の支持部との間に備えら
れ、上記第１の支持部を上記第１の基部に対して微動回
転させる第１の圧電素子と、上記第１の圧電素子を駆動
させる第１の駆動回路とを有することを特徴としてい
る。

【００１３】また、請求項８の追尾撮影装置は、上記パ
ン方向変更手段が、パンフレームと、上記パンフレーム
に回転可能に支持され、上記チルトフレームを支持する
パンシャフトと、上記パンシャフトに固定された第２の
出力ギヤと、上記第２の出力ギヤを回転させる第２のモ
ータギヤと、上記第２のモータギヤ回転させるパンモー
タとを有することを特徴としている。

【００１４】また、請求項９の追尾撮影装置は、上記第
２のモータギヤの回転駆動力を、上記第２の出力ギヤに
伝達する第２の伝達部を有し、上記第２の伝達部が、上
記第２のモータギヤに噛み合う第３のバックラッシュ調
整用ギヤ部と上記第２の出力ギヤに噛み合う第４のバッ
クラッシュ調整用ギヤ部とを有し、上記第３のバックラ
ッシュ調整用ギヤ部が、同軸に重ねられ、同じ径と同じ
歯数を有し、一方の歯を他方の歯に対して１歯以下ずら
した第３の基準ギヤ及び第３の調整ギヤと、上記第３の
基準ギヤ及び第３の調整ギヤの歯のずれを縮める方向の
力を上記第３の調整ギヤに付与する第３のバックラッシ
ュ調整用バネとを有し、上記第４のバックラッシュ調整
用ギヤ部が、同軸に重ねられ、同じ径と同じ歯数を有
し、一方の歯を他方の歯に対して１歯以下ずらした第４
の基準ギヤ及び第４の調整ギヤと、上記第４の基準ギヤ
及び第４の調整ギヤの歯のずれを縮める方向の力を上記
第４の調整ギヤに付与する第４のバックラッシュ調整用
バネとを有し、第３のバックラッシュ調整用バネにより
上記第３の調整ギヤに付与される力により、上記第２の
モータギヤの歯を上記第３の基準ギヤ及び第３の調整ギ
ヤの歯の両方で挟み付けるように、上記第２のモータギ
ヤと上記第３のバックラッシュ調整用ギヤ部とを噛み合
わせ、第４のバックラッシュ調整用バネにより上記第４
の調整ギヤに付与される力により、上記第２の出力ギヤ
の歯を上記第４の基準ギヤ及び第４の調整ギヤの歯の両
方で挟み付けるように、上記第２の出力ギヤと上記第４
のバックラッシュ調整用ギヤ部とを噛み合わせることを
特徴としている。

【００１５】また、請求項１０の追尾撮影装置は、上記
第２の出力ギヤが、中心部付近を空洞にした円環状の第
２の基部と、上記第２の基部の中心部に設けられ、上記
パンシャフトを支持する第２の支持部と、上記第２の基
部と上記第２の支持部とを同軸的に且つ微動可能に連結
する第２の連結部とを有し、上記パン方向変更手段が、
上記第２の基部と上記第２の支持部との間に備えられ、
上記第２の支持部を上記第２の基部に対して微動回転さ
せる第２の圧電素子と、上記第２の圧電素子を駆動させ
る第２の駆動回路とを有することを特徴としている。

【００１６】また、請求項１１の追尾撮影装置は、上記
撮影手段と被写体との間に備えられた第１のハーフミラ
ーと、上記第１のハーフミラーに向けて光を照射する光
源とを有し、上記撮影手段の光軸に上記光源の光軸を一
致させ、上記光源からの光を上記第１のハーフミラーを
通して被写体に照射し、上記撮影手段が、上記第１のハ
ーフミラーを介して被写体を撮影することを特徴として
いる。

【００１７】また、請求項１２の追尾撮影装置は、第２
のハーフミラーと、上記第１のハーフミラーで反射さ
れ、上記第２のハーフミラーを通過した光を検出する４
分割された受光素子とを有し、上記光源からの光が上記
第２のハーフミラー及び上記第１のハーフミラーで反射
して被写体に入射し、被写体からの反射光が上記第１の
ハーフミラーで反射し、上記第２のハーフミラーを通過
して上記４分割された受光素子に照射され、上記４分割
された受光素子の分割されたそれぞれ部分の検出値が等
しくなるように上記撮影方向変更手段の動作を制御する
ことを特徴としている。

【００１８】また、請求項１３の追尾撮影装置は、被写
体が目であり、上記光源が、点状の赤色光光源と、円環
状の近赤外光光源とを有し、上記第１のハーフミラーと
上記撮影手段との間に、赤色光を透過させず、近赤外光
を透過させる第１のカットフィルタを備え、上記第２の
ハーフミラーと上記４分割された受光素子との間に、近
赤外光を透過させず、赤色光を透過させる第２のカット
フィルタを備え、上記赤色光光源と上記近赤外光光源と
を同時に点滅させて、目の瞳孔に上記赤色光を照射し、
目の虹彩に赤外光を照射し、瞳孔から反射された赤色光
を検出する上記４分割された受光素子の出力に基づいて
上記撮影方向変更手段の方向を変更すると共に、虹彩か
ら反射された赤外光を上記撮影手段により撮影すること
を特徴としている。

【００１９】また、請求項１４の追尾撮影装置は、上記
撮影手段の振動を電気信号に変換する振動検出手段を有
し、上記振動検出手段の出力信号に基づいて、上記撮影
手段による撮影画像の振動を減らすように、上記撮影方
向変更手段を動作させることを特徴としている。

【００２０】また、請求項１５の追尾撮影装置は、上記
振動検出手段が、積層型圧電素子であることを特徴とし
ている。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
の図面に基づいて詳細に説明する。

【００２２】実施の形態１図１は、本発明の実施の形態１による追尾撮影装置の構
成を示すブロック図である。また、図２は、実施の形態
１の追尾撮影装置を概略的に示す外観斜視図であり、図
３は、図２の追尾撮影装置の撮影光学部の構成を示す一
部切欠き斜視図である。さらに、図４は、図２の追尾撮
影装置をＡ方向に見た正面図である。

【００２３】図１に示されるように、実施の形態１の追
尾撮影装置は、撮影光学部１と、撮影方向（即ち、撮影
光学部１の光軸の方向）を変更する追尾部２と、撮影光
学部１及び追尾部２の動作を制御する制御回路部３とを
有する。尚、図１において、４は撮影された画像を表示
するモニタである。

【００２４】図１又は図３に示されるように、撮影光学
部１は、筒状のケース１０と、このケース１０の一方の
端部に備えられた対物レンズ１１と、他方の端部に備え
られた撮像素子１２とを有する。また、撮影光学部１
は、ケース１０の中に対物レンズ１１側から順に、光軸
ＡＸ方向（Ｂ方向）に移動可能なズームレンズ１３と、
絞り上部１４ａ及び絞り下部１４ｂにより絞り孔の大き
さを変える絞り１４と、ケース１０に固定された中間レ
ンズ１５と、光軸ＡＸ方向に移動可能なフォーカスレン
ズ１６とを有する。

【００２５】さらに、撮影光学部１は、ケース１０の中
に、ズームレンズ１３を対物レンズ１１の光軸ＡＸ方向
に移動させる送りネジ機構１７と、この送りネジ機構１
７の送りネジを回転させるズームレンズ調整モータ１８
と、このズームレンズ調整モータ１８の回転量を電気信
号に変換して出力する回転量センサ１９とを有する。こ
の場合、ズームレンズ１３を対物レンズ１１に近づける
と、広角撮影となり、反対に対物レンズ１１から遠ざけ
ると、拡大撮影となる。

【００２６】さらにまた、撮影光学部１は、ケース１０
の中に、絞り上部１４ａ及び絞り下部１４ｂを対物レン
ズ１１の光軸ＡＸ方向に垂直なＣ方向に移動させる送り
ネジ機構２０と、この送りネジ機構２０の送りネジを回
転させる絞り調整モータ２１と、この絞り調整モータ２
１の回転量を電気信号に変換して出力する回転量センサ
２２とを有する。送りネジ機構２０の送りネジは、ネジ
溝のねじり方向が中央部を境に反対になっており、送り
ネジの上部に絞り上部１４ａが噛み合い、送りネジの下
部に絞り下部１４ｂが噛み合っている。このため、送り
ネジの一方向の回転で絞り上部１４ａと絞り下部１４ｂ
とが反対方向へ移動し、送りネジ回転方向を反転させる
ことによって絞り孔の開閉ができる。このように、送り
ネジ機構２０は、絞り上部１４ａを上に、絞り下部１４
ｂを下に移動させて絞り孔を大きくする動作、又は、絞
り上部１４ａを下に、絞り下部１４ｂを上に移動させて
絞り孔を小さくする動作を行う。

【００２７】また、撮影光学部１は、ケース１０の中
に、フォーカスレンズ１６を対物レンズ１１の光軸ＡＸ
方向に移動させる送りネジ機構２３と、この送りネジ機
構２３の送りネジを回転させるフォーカス調整モータ２
４と、このフォーカス調整モータ２４の回転量を電気信
号に変換して出力する回転量センサ２５とを有する。フ
ォーカスレンズ１６は、ズームレンズ１３の移動によっ
てずれた焦点位置を撮像素子１２上に移動させる機能を
持つ。

【００２８】また、図２又は図４に示されるように、追
尾部２は、撮影光学部１をチルト方向（Ｄ方向）に回転
させるチルト回転部３０と、パン方向（Ｅ方向）に回転
させるパン回転部４０とを有する。

【００２９】チルト回転部３０は、コの字上に折り曲げ
られたチルトフレーム３１と、撮影光学部１のケース１
０の側面に固定され、チルトフレーム３１に回転可能に
支持されたチルトシャフト３２と、このチルトシャフト
３２に固定された大径の出力ギヤ３３と、この出力ギヤ
３３に噛み合う小径のモータギヤ３４と、このモータギ
ヤ３４を回転させるチルトモータ３５と、このチルトモ
ータ３５の回転量を電気信号に変換して出力する回転量
センサ３６とを有する。尚、図２において、３７は、チ
ルトモータ３５をチルトフレーム３１に固定するネジで
ある。また、チルトシャフト３２の軸線（チルト軸）３
２ａは撮像光学部１の重心を通る位置に設定されている
ので、チルト軸３２ａが撮影光学部１の重心を通り、チ
ルト回転における慣性モーメントは最小になり、回転時
の応答性を良好にしている。

【００３０】また、パン方向追尾部４０は、コの字上に
折り曲げられたパンフレーム４１と、チルトフレーム３
１の底面に固定され、パンフレーム４１に回転可能に支
持されたパンシャフト４２と、このパンシャフト４２に
固定された大径の出力ギヤ４３と、この出力ギヤ４３に
噛み合う小径のモータギヤ４４と、このモータギヤ４４
を回転させるパンモータ４５と、このパンモータ４５の
回転量を電気信号に変換して出力する回転量センサ４６
とを有する。尚、図２において、４７は、パンモータ４
５をパンフレーム４１に固定するネジである。また、パ
ンシャフト４２の軸線（パン軸）４２ａ（図４に示す）
は撮像光学部１の重心を通る位置に設定されているの
で、パン軸が撮影光学部の重心を通り、パン回転におけ
る慣性モーメントは最小になり、回転時の応答性を良好
にしている。

【００３１】また、図１に示されるように、制御回路部
３は、ＣＰＵ５０と、ズームレンズ調整モータ１８の駆
動回路５１と、絞り調整モータ２１の駆動回路５２と、
フォーカス調整モータ２４の駆動回路５３と、チルトモ
ータ３５の駆動回路５４と、パンモータ４５の駆動回路
５５と、記憶部５６と、データ出力部５７と、電源部５
８とを有する。

【００３２】ＣＰＵ５０は、例えば、回転量センサ１
９，２２，２５，３６，４６からの信号に基づいて撮影
光学部１における各モータ１８，２１，２４及び追尾部
２における各モータ３５，４５の回転制御を行うととも
に、撮像素子１２からの画像信号を処理してモニタ４に
被写体の映像を出力させたり、撮影画像のデータを記憶
部５６に登録された特徴画像データと比較すること等を
行う。尚、各動作を実行させるためのプログラムは記憶
部５６に保存されている。

【００３３】実施の形態１においては、撮影する被写体
の種類が予めわかっており、追尾撮影を行う前に、被写
体の種類が入力されている。従って、撮影された画像の
どこを写し、どこを見て追尾するかが予め決まってい
る。表１に、記憶部５６に記憶されている被写体に関す
る情報の一例を示す。

【００３４】

【表１】

【００３５】表１に示されるように、記憶部５６には、
被写体の種類ごとに、さらに広角撮影か拡大撮影かに応
じて、撮影画像、特徴画像、特徴形状の画像データが記
憶されている。表１における撮影倍率の欄に示されるよ
うに、実施の形態１の追尾撮影装置においては、撮影画
像、特徴画像、特徴形状を、広角撮影か拡大撮影かによ
って切り替えている。広角撮影か拡大撮影かの識別は、
表１の撮影画像を写したときに、ズームレンズ調整モー
タ１８の回転量センサ１９から得られる電気的信号に基
づいてＣＰＵ５０が行う。このため、撮影時には、回転
量センサ１９からの電気的信号を検出することによっ
て、撮影倍率を電気的に確認することができる。ここ
で、撮影画像とは、指定した撮影倍率で撮影したときに
撮像素子１２に結像した画像を指す。

【００３６】また、特徴画像とは、撮影画像の中で、輝
度の高低で周りの背景から分離できる画像を指す。ある
範囲で周りの背景から電気的な信号で分離できる画像デ
ータに指定できるものであれば表１に示した具体例に限
定されない。実施の形態１の追尾撮影装置は、特徴画像
を被写体の移動量を検出するために利用する点を特徴と
している。つまり、ある時間間隔で繰り返し被写体を撮
影しながら、特徴画像が撮像素子１２のどの位置で撮影
されたかを撮影画像の画像データの中から検出し、過去
に（即ち、ある時間間隔前に）撮影された特徴画像の位
置と比較することによって、被写体の移動量を検出す
る。

【００３７】さらに、特徴画像の移動に合わせて、追尾
部２のチルト回転部３０及びパン回転部４０により撮影
光学部１の光軸ＡＸの方向を変え、撮影画像が撮影範囲
外に外れることを防止する。このように、撮影した画像
内にある特徴画像の移動をフィードバック信号として利
用することによって、実施の形態１の追尾撮影装置は、
外部に別のセンサを実装することなく、被写体を撮影し
ながら高速で高精度な追尾を可能としている。例えば、
表１において、被写体が会員であり、撮影画像が顔であ
る場合（広角撮影の場合）には、顔全体の明るさに対し
て、目、眉毛、鼻の穴等は黒くなるため、画像データを
単純に黒と白の２値化した際、目、眉毛、鼻の穴等は特
徴画像として指定することができる。

【００３８】また、特徴形状とは、特徴画像を撮影画像
から検索するときの検索範囲の指定形状をいう。つま
り、特徴画像が周りの背景から分離できる最小範囲の形
状である。そのため、被写体が予め指定されていれば、
撮影倍率と特徴画像から、特徴形状のサイズを設定する
ことができる。また、実施の形態１の追尾撮影装置にお
いては、撮影光学部１の撮影倍率に対応してチルトモー
タ３５及びパンモータ４５の最小回転量の大きさを変更
する。

【００３９】ここで、撮影倍率とは撮像素子１２に結像
した像サイズを被写体サイズで割った値をいう。従っ
て、被写体から追尾撮影装置までの距離を同じにして比
べると、広角撮影の方が拡大撮影よりも撮影倍率は小さ
くなる。

【００４０】また、被写体が含まれる平面である撮影平
面の撮影分解能は、撮像素子１２の画素ピッチを撮影倍
率で割ることによって求められる。従って、撮影倍率が
小さいほど、撮影分解能は大きく（荒く）なる。言い換
えれば、広角撮影のほう拡大撮影に比べて撮影分解能は
荒い。

【００４１】具体的に言えば、撮像素子サイズを３．６
［ｍｍ］とし、撮像素子の画素ピッチを６［μｍ］
（０．００６［ｍｍ］）とし、撮影距離を５００［ｍ
ｍ］とした場合に、広角撮影の撮影倍率を０．０１２と
すれば、撮影範囲は３．６［ｍｍ］／０．０１２＝３０
０［ｍｍ］となり、撮影画角は２＊ｔａｎ^-1（３００／
（２＊５００））＝３３．４６°となり、撮影分解能は
０．００６［ｍｍ］／０．０１２＝０．５［ｍｍ］とな
り、このときの回転量はｔａｎ^-1（０．５／５００）＝
０．０５７６°となる。

【００４２】一方、拡大撮影の撮影倍率を０．１５とす
れば、撮影範囲は３．６［ｍｍ］／０．１５＝２４［ｍ
ｍ］となり、撮影画角は２＊ｔａｎ^-1（２４／（２＊５
００））＝２．７５°となり、撮影分解能は０．００６
［ｍｍ］／０．１５＝０．０４［ｍｍ］となり、このと
きの回転量はｔａｎ^-1（０．０４／５００）＝０．００
４６°となる。

【００４３】このように、拡大撮影時に広角撮影の撮影
分解能で被写体を追尾すれば、撮像素子１２に結像した
画像は一瞬で撮影範囲を超えてしまう。そこで、実施の
形態１の追尾撮影装置においては、追尾部２のチルトモ
ータ３５及びパンモータ４５の最小回転量を、各回転量
センサ３６，４６の分解能とモータギヤ３４，４４と出
力ギヤ３３，４３との減速比により０．００４６°に設
定する。これは、回転量センサ３６，４６からの１回の
信号が出力ギヤ３３，４３の回転量を０．００４６°に
することを意味する。よって、広角撮影の場合には、回
転量センサ３６，４６からの電気的信号を約１２．４回
に１回の割合で検出するようにして、出力ギヤ３３，４
３の回転量を０．０５７°（≒０．００４６°×１２．
４回）で制御し、拡大撮影の場合には、回転量センサ３
６，４６からの１回の信号を検出して、出力ギヤ３３，
４３の回転量を０．００４６°で制御する。

【００４４】次に、ＣＰＵ５０からの指令に基づく実施
の形態１の追尾撮影装置の動作を説明する。

【００４５】実施の形態１の追尾撮影装置においは、Ｃ
ＰＵ５０は指定された被写体を確認し、記憶部５６に記
憶されている表１の分類表から、撮影条件に関するデー
タを読み出す。次に、広角と拡大の撮影条件を回転量セ
ンサ３６，４６からの電気的信号を検出して設定し、広
角撮影及び拡大撮影における撮影画像を撮像素子１２に
よって取得する。取得された画像データは、それぞれの
撮影時の回転量センサ３６，４６からの電気信号を追加
して、記憶部５６に保存する。尚、回転量センサ３６，
４６からの電気信号の値ではなく、広角撮影及び拡大撮
影が電気的に識別できる信号コードを、取得されたそれ
ぞれの倍率の画像データに追加してもよい。具体的に言
えば、広角撮影の場合に、画像データの先頭に１を付加
し、拡大撮影の場合に、画像データの先頭に０を付加し
てもよい。

【００４６】次に、記憶部５６に保存された撮像素子１
２からの画像データの中から、表１に登録されている特
徴画像に対応する部分（特徴画像データ）を検索する。
この検索処理は、撮像素子１２の縦横のマトリックス配
置に沿って画素単位で出力される電気的信号の大小を比
較することによって行われる。特徴画像の画像パターン
が、撮像素子１２からの画像データから検索できた段階
で、撮影範囲内における特徴画像の位置を確認する。即
ち、撮影範囲内に特徴画像の全サイズが存在するか否か
を確認する。この処理が完了した後、先の検索処理で使
用した撮像素子１２の縦横のマトリックス配置のデータ
を用いて、特徴画像の位置を定義する。この場合、あら
かじめ、撮像素子１２の縦横の画素の配列に番号を設定
しておくことで、特徴画像の位置を定義できる。例え
ば、縦の画素の配列数を４００とすれば、配列番号を１
から４００で表示する。同様に、横の画素の配列数を６
００とすれば、配列番号を１から６００で表示できる。
一例をあげれば、特徴画像は、縦配列番号２０〜１０
０、横配列番号１００〜２００に存在するといった認識
がなされる。

【００４７】尚、以上の説明では、特徴画像を１画素単
位で順に検索した場合を説明したが、必ずしもこのよう
な検索をする必要はない。例えば、縦横ともに、配列番
号１番から順に検索をし、最初に特徴画像の画像パター
ンと認識できるパターンが検索できならば、予め記憶部
５６に保存されている特徴画像の特徴形状のサイズ相当
にあたる画素数を上記検索できた最初の画素番号に追加
して、中間の画像データを読み飛ばして検索を行っても
よい。この場合には、追加された画素において、特徴画
像の画像パターンであることが確認できた場合に、前述
のように、特徴画像の位置を各配列番号で定義する。以
上のようにして得られた特徴画像の位置情報は、記憶部
５６に保存される。保存のタイミングは、撮像素子１２
からＣＰＵ５０に画像データが転送される時間と特徴画
像を検索する時間等を考慮して決めればよい。

【００４８】次に、被写体が移動している場合には、上
記の検索で得られた特徴画像の位置も移動する。そこ
で、再度上記と同じように、撮影した画像から特徴画像
の位置を検索することで、移動した特徴画像の位置を確
認する。そして、被写体の移動前後の特徴画像の位置ず
れを画素数で求め、前述の撮影分解能に関する計算式を
用いて、チルトモータ３５及びパンモータ４５の回転量
を算出する。例えば、特徴画像の位置ずれが縦及び横方
向にそれぞれ最大１００画素とすると、拡大撮影の場
合、チルトモータ３５及びパンモータ４５を０．４５°
回転させることで、追尾できる。一方、広角撮影の場合
には、チルトモータ３５及びパンモータ４５を５．７°
回転させることで追尾できる。尚、拡大撮影における回
転分解能は０．００４６°であり、広角撮影における回
転分解能は０．０５７°であることから、拡大撮影にお
けるセンサ信号数は０．４５°／０．００４６°≒９８
であり、広角撮影におけるセンサ信号数は５．７°／
０．０５７°≒１００となる。しかし、広角撮影におけ
る実際のセンサ信号数は５．７°／０．００４６°≒１
２４０である。従って、広角撮影においては、実際のセ
ンサ信号を１２．４回に１回の読み取ることにより（即
ち、読み飛ばしを行うことにより）、被写体の動きに対
応した回転量で被写体を追尾することができる。

【００４９】尚、被写体の移動前後における特徴画像の
位置ずれは、モニタ４に写る画像を目視する際には、特
徴画像の輪郭のずれとして判断できる。このため、以上
に説明したように、撮像素子１２の配列番号の小さい方
から順に画像データを検索して最初に特徴画像と判断で
きる輪郭を検索することによって、特徴画像の位置ずれ
を求めることができる。しかし、常に登録した特徴画像
のサイズで撮影がなされるとは限らなず、また、照明の
影響によって被写体が移動することによって輪郭が変化
することもあるので、撮影された画像から特徴画像に相
当する画像パターンが検索できたときに、特徴画像の中
心位置を算出してもよい。このように特徴画像の中心位
置を算出し、この値を特徴画像の位置情報をして用いる
ことにより、照明などの種々の要因に基づく影響を回避
し（これらの影響は特徴画像の輪郭の両端で同様に現れ
ていると考えられるので、中心位置を算出することによ
って、これらの影響を相殺することができる。）、特徴
画像の移動を正確に求めることができる。

【００５０】具体的に言えば、縦配列番号２０から１０
０、横配列番号１００から２００の位置に特徴画像が存
在する場合には、特徴画像の中心位置の縦配列番号は
（２０＋１００）／２＝６０で算出され、特徴画像の中
心位置の横配列番号は（１００＋２００）／２＝１５０
で算出される。被写体が移動することで、上記特徴画像
の縦配列番号が１０から８０、横配列番号が４００から
６００の位置に変化したとすると、上記と同様に中心位
置を求めると、中心位置の縦配列番号は（１０＋８０）
／２＝４５で算出され、中心位置の横配列番号は（４０
０＋６００）／２＝５００で算出される。よって、特徴
画像の中心位置は縦方向へ−４０、横方向へ＋３５０画
素分だけ移動したことになる。これらの移動量を先の撮
影条件を用いて、追尾部２におけるチルト方向及びパン
方向の回転量として求めると、以下のようになる。

【００５１】まず、撮像素子１２上における配列数と移
動量との関係を求める。縦方向移動量Ｙは、Ｙ＝（画素ピッチ）＊（移動配列数）＝０．００６［ｍｍ］＊（−４０）＝０．２４［ｍｍ］となる。

【００５２】また、横方向移動量Ｘは、Ｘ＝（画素ピッチ）＊（移動配列数）＝０．００６［ｍｍ］＊（＋３５０）＝２．１［ｍｍ］となる。

【００５３】次に、広角撮影の場合、撮影倍率は０．０
１２であり、撮影距離は５００［ｍｍ］、縦方向はチル
ト回転、横方向はパン回転であるから、チルト回転量θ
_t（１）は、 θ_t（１）＝ｔａｎ^-1［１０．２４／（０．０１２＊５００）］ ≒２．２９０６° となり、パン回転量θ_p（１）は、 θ_t（１）＝ｔａｎ^-1［２．１／（０．０１２＊５００）］ ≒１９．２９００° となる。

【００５４】一方、拡大撮影の場合には撮影倍率は０．
１５であるから、チルト回転量θ_t（２）は、 θ_t（２）＝ｔａｎ^-1［０．２４／（０．１５＊５００）］ ≒０．１８３３° となり、パン回転量θ_p（２）は、 θ_p（２）＝ｔａｎ^-1［２．１／（０．１５＊５００）］ ≒１．６０３９° となる。

【００５５】尚、追尾部２の回転分解能は、広角撮影で
０．０５７°であり、拡大撮影で０．００４６°である
ことから、チルト方向信号数Ｎ_t（１）は、Ｎ_t（１）＝２．２９０６／０．０５７≒４０となり、パン方向信号数Ｎ_p（１）は、Ｎ_p（１）＝１９．２９００／０．０５７≒３３８となる。

【００５６】一方、チルト方向信号数Ｎ_t（２）は、Ｎ_t（２）＝０．１８３３／０．００４６≒４０となり、パン方向信号数Ｎ_p（２）は、Ｎ_p（２）＝１．６０３９／０．００４６≒３４９となる。

【００５７】また、広角撮影では回転量センサ３６，４
６からの信号を１２．４回に１回だけ読み取る（即ち、
読み飛ばしを行う）ことで回転分解能を０．０５７°と
しているので、実際の回転量センサ３６，４６から出力
される信号数は以下のチルト方向信号数Ｎ_t1（１）とパ
ン方向信号数Ｎ_p1（１）で表され、Ｎ_t1（１）＝２．２９０６／０．００４６≒４９８Ｎ_p1（１）＝１９．２９００／０．００４６≒４１９３となる。

【００５８】以上説明したように、実施の形態１の追尾
撮影装置によれば、チルト方向信号数及びパン方向信号
数を広角撮影か拡大撮影かによって切り替えて追尾部２
のチルトモータ３５及びパンモータ４５の回転制御を実
施しているので、撮影倍率が切り替えられても被写体の
動きに対応した適切な最小回転量で被写体を追尾して撮
影することができる。このため、動く被写体を撮影範囲
から外すことなく、撮像倍率を変えながら追尾して撮影
することができる。

【００５９】実施の形態２図５は、本発明の実施の形態２による追尾撮影装置の構
成を示すブロック図であり、図６は、実施の形態２の追
尾撮影装置の一部切欠き斜視図である。また、図７
（ａ）及び（ｂ）は、実施の形態２の追尾撮影装置で使
用するバックラッシュ調整減速ギヤ機構の動作原理図で
あり、図８は、図７（ｂ）をＪ方向に見た図である。さ
らに、図９（ａ）及び（ｂ）は、バックラッシュ調整減
速ギヤ機構の平面図と正面図であり、図１０（ａ）、
（ｂ）、（ｃ）は、図９（ａ）のＳ_10a−Ｓ_10a線断面図
と、図９（ｂ）のＳ_10b−Ｓ_10b線断面図と、図１０
（ｂ）の動作説明図である。

【００６０】図５及び図６において、図１乃至図４に示
される実施の形態１における構成と同一又は対応する構
成には、同一の符号を付す。実施の形態２の追尾撮影装
置は、追尾部２のチルト回転部３０及びパン回転部４０
のそれぞれに、バックラシュ調整用ギヤを含む伝達部６
３，６６を組み込むことによってバックラッシュ調整減
速ギヤ機構を構成した点、チルトモータ３５及びパンモ
ータ４５としてステッピングモータを採用した点、並び
に、チルトモータ３５及びパンモータ４５の回転量セン
サをなくした点が、実施の形態１の追尾撮影装置と相違
する。

【００６１】一般に、少ない部品点数で大きな減速比を
得ようとする場合、ウォームとウォームホイールからな
るウォームギヤ列を使用するが、ギヤ面に発生する滑り
摩擦により、高速回転時に摩擦熱が発生するためグリス
等で摩擦力を低減する必要がある。また、ウォームギヤ
は入力軸であるウォームが回転停止した場合に、出力軸
であるウォームホイールの回転量を保持できる特性を持
つが、反対にウォームを回転させない限りウォームホイ
ールを回転させることができない。さらに、ウォームギ
ヤ列においては、入力軸と出力軸とが直交するために、
モータ等の質量物をチルト方向及びパン方向の回転中心
に位置させる実装設計が困難になることも考えられる。
そこで、実施の形態２の追尾撮影装置においては、チル
ト回転部３０及びパン回転部４０のそれぞれに、平歯車
による減速とアイドルギヤ機構によるバックラッシュ調
整とを行うバックラッシュ調整減速ギヤ部を備えた。

【００６２】図６に示されるように、実施の形態２の追
尾撮影装置は、間隔をあけてチルトフレーム３１に対向
する支持板６１（図６において、一部が切欠いて描かれ
ている。）と、チルトフレーム３１に支持板６１を固定
する複数のビーム６２と、チルトフレーム３１と支持板
６１との間に備えられ、チルトモータ３６の回転駆動力
を出力ギヤ３３に伝達する伝達部６３とを有する。ま
た、図６に示されるように、実施の形態２の追尾撮影装
置のパンフレーム４１には、パンモータ４６の回転駆動
力を出力ギヤ４３に伝達する伝達部６６が備えられてい
る。

【００６３】また、実施の形態２の追尾撮影装置におい
ては、チルトモータ３６及びパンモータ４６のそれぞれ
に実施の形態１に示されるような回転量センサは備えら
れておらず、その代わりに、チルトモータ３６及びパン
モータ４６のそれぞれを、ステップ回転がオープン制御
できるステッピングモータとしている。このようにオー
プン制御が可能になった理由は、モータ３６，４６の回
転駆動力を出力ギヤ３３，４３に伝達する伝達部６３，
６６のそれぞれに備えられた後述のバックラッシュ調整
機構により、バックラッシュを最小限に小さく抑制する
ことができるためである。実施の形態２の追尾撮影装置
は、このようにステッピングモータを採用してオープン
制御を実施しているので、制御回路部３の構成を簡略化
できる。

【００６４】また、図６乃至図１０に示されるように、
チルト回転部３０において、伝達部６３は、シャフト６
３ａと、歯数に差がある大径の大ギヤ部６４及び小径の
小ギヤ部６５とを有し、それぞれはバックラッシュを調
整するため、２枚の同形状ギヤ６４ａ，６４ｂ及び６５
ａ，６５ｂを重ねて且つ半歯ずつずらして構成してい
る。そして、大ギヤ部６４は、チルトモータ３６の回転
駆動軸に固定されたモータギヤ３４に噛み合い、小ギヤ
部６５は、チルトシャフト３２に固定された出力ギヤ３
３に噛み合っている。このような構成により、チルトモ
ータ３６の回転量は、モータギヤ３４、大ギヤ部６４、
小ギヤ部６５、出力ギヤ３３を介してチルトシャフト３
２に伝達され、撮影光学部１をチルト方向（Ｄ方向）に
回転させる。尚、チルト回転部３０においては、パン回
転部４０に慣性モーメントが影響しないようにパン軸
（図６におけるＥ方向の回転中心軸）上にチルトモータ
３６の重心が通るように構成する。

【００６５】また、図６乃至図１０に示されるように、
パン回転部４０において、伝達部６６は、シャフト６６
ａと、歯数に差がある大径の大ギヤ部６７及び小径の小
ギヤ部６８とを有し、それぞれはバックラッシュを調整
するため、２枚の同形状ギヤ６７ａ，６７ｂ及び６８
ａ，６８ｂを重ねて且つ半歯ずつずらして構成してい
る。そして、大ギヤ部６７は、パンモータ４６の回転駆
動軸に固定されたモータギヤ４４に噛み合い、小ギヤ部
６８は、チルトフレーム３１を支持するパンシャフト
（図６には示さないが、図１の符号４２に対応するシャ
フト）に固定された出力ギヤ４３に噛み合っている。こ
のような構成により、パンモータ４６の回転量は、モー
タギヤ４４、大ギヤ部６７、小ギヤ部６８、出力ギヤ４
３を介してパンシャフト４２（図６には示されていない
が、図２及び図４に示されている。）に伝達され、チル
トフレーム３１をパン方向（Ｅ方向）に回転させる。

【００６６】ここで、チルトモータ３６とパンモータ４
６としては、例えば、１．２°／ｓｔｅｐの最小回転量
を持つステッピングモータを使用する。この場合に、撮
影光学部１の回転分解能として、０．００４６°（実施
の形態１における回転分解能）を実現することを考察す
る。先ず、単純にステッピングモータのステップ角度を
分割しないで回転制御を行うと、減速比は１．２／０．
００４６≒２６０とかなり大きな値となり、ギヤのサイ
ズが大きくなる。また、大きなサイズのギヤを用いない
ためには、ギヤ自体の個数を多くしなければならず、バ
ックラッシュの調整が困難になる。そこで、先ずステッ
ピングモータのステップ角度を分割した回転制御を使用
する。分割比を１／８程度とすると、減速比は、１．２
／（８＊０．００４６）≒３２．６となる。ここで、図
６に示されるような２列ギヤを考察する。例えば、モジ
ュールｍを０．５とし、出力ギヤ３３と伝達部６３との
軸線間の間隔Ｌ₁を４２［ｍｍ］とし、伝達部６３とモ
ータギヤ３４との軸線間の間隔Ｌ₂を１８［ｍｍ］とす
ると、モータギヤ３４の歯数Ｚ₁を１６とし、大ギヤ部
６４の歯数Ｚ₂を５６とし、小ギヤ部６５の歯数Ｚ₃を１
６とし、出力ギヤ３３の歯数Ｚ₄を１５２とする組み合
わせが考えられる。この場合の減速比ｉは、ｉ＝（Ｚ₁／Ｚ₂）＊（Ｚ₃／Ｚ₄）＝（１６／５６）＊（１６／１５２）＝１／３３．２５となる。

【００６７】従って、回転分解能△θは、 △θ＝１．２／（８＊３３．２５）≒０．００４５° となる。このこのとは、実施の形態２の追尾撮影装置
が、実施の形態１の場合と同等の回転分解能で被写体を
追尾できる機構であることを示している。

【００６８】図７及び図８において、６５ａはバックラ
ッシュ調整減速機能を構成する伝達部６３の小ギヤ部６
５の基準ギヤであり、６５ｂは小ギヤ部６５の調整ギヤ
である。基準ギヤ６５ａと調整ギヤ６５ｂとは、同じ歯
数と同じ径を有し、同じ回転軸を持つように重ね合わさ
れている。小ギヤ部６５が、出力ギヤ３３と噛み合わな
い状態では、後述のバックラッシュ調整バネ（図１０の
７０）の作用により、図７（ａ）のように、基準ギヤ６
５ａと調整ギヤ６５ｂとは概ね半歯ずれた状態にある。
基準ギヤ６５ａと調整ギヤ６５ｂとを重ねた厚みよりも
幅広の出力ギヤ３３を小ギヤ部６５に噛み合わせる際に
は、バックラッシュ調整バネの力に抗して、調整ギヤ６
５ｂを基準ギヤ６５ａに対してＧ方向へ回転させて両ギ
ヤ６５ａ，６５ｂの歯を同じ位置に並べ、出力ギヤ３３
の歯をＦ方向に挿入して、調整ギヤ６５ｂから手を離す
と、両ギヤ６５ａ，６５ｂと出力ギヤ３３とが噛み合
う。このとき、調整ギヤ６５ｂに、基準ギヤ６５ａに対
してＧ方向の反対方向であるＨ方向へ戻る復元力が存在
すると、図７（ｂ）に示されるように、出力ギヤ３３の
歯は、調整ギヤ６５ｂと基準ギヤ６５ａの両歯で挟み付
けられた状態となる。調整ギヤ６５ｂのＨ方向への復元
力の大きさにもよるが、出力ギヤ３３と両ギヤ６５ａ，
６５ｂの両歯面間で発生したバックラッシュは調整ギヤ
６５ａの復元力により調整される。尚、図７の構成にお
いは、バックラッシュの調整に調整ギヤ６５ａの復元力
を利用するため、歯面が摩耗しても出力ギヤ３３が基準
ギヤ６５ａと調整ギヤ６５ｂとの間に挟み付けられた状
態にあり（即ち、図７（ａ）に示される半歯ずれた状態
（出力ギヤ３３が噛み合っていない状態）よりもＧ方向
に回転させられており）、常に出力ギヤ３３の歯面には
調整ギヤ６５ａの復元力が作用し続ける。

【００６９】尚、基準ギヤ６５ａと調整ギヤ６５ｂとの
初期ずれ量（出力ギヤ３３を噛み合わせていなときのず
れ）は、使用するギヤのモジュールｍと伝達トルクＴに
応じて設定する必要がある。モジュールｍが、ｍ＜０．
５を満足する小さい値である場合には、ずれ量は１／３
歯以下であり、モジュールｍが、ｍ≧１を満足する大き
い値である場合には、ずれ量は１歯としても同様な効果
を得ることができる。ただし、ずれ量が１歯である場合
には、外見上基準ギヤ６５ａと調整ギヤ６５ｂとは１枚
のギヤのようになるので、図７（ａ）に示されるよう
に、調整ギヤ６５ａをＧ方向へ１歯移動させてから出力
ギヤ３３を挿入させることを忘れ、調整ギヤ６５ａをＧ
方向に移動させずに噛み合わせてしまう可能性がある。
従って、モジュールｍに関係なく、初期ずれ量は１歯よ
りも小さくして、外見上からバックラッシュを調整する
ためのギヤであることを確認できるようにすることが望
ましい。

【００７０】図９及び図１０において、６４ａはバック
ラッシュ調整減速機能を持つ伝達部６３の大ギヤ部６４
の基準ギヤであり、６４ｂは大ギヤ部６４の調整ギヤで
ある。基準ギヤ６４ａと調整ギヤ６４ｂとは、同じ歯数
と同じ径を有し、同じ回転軸を持つように重ね合わされ
ている。大ギヤ部６４が、モータギヤ３４と噛み合わな
い状態では、バックラッシュ調整バネ（図１０の６９）
の作用により、基準ギヤ６４ａと調整ギヤ６４ｂとは概
ね半歯ずれた状態にある。基準ギヤ６４ａと調整ギヤ６
４ｂとを重ねた厚みよりも幅広のモータギヤ３４を大ギ
ヤ部６４に噛み合わせる際には、バックラッシュ調整バ
ネの力に抗して、調整ギヤ６４ｂを基準ギヤ６４ａに対
して回転させて両ギヤ６４ａ，６４ｂの歯を同じ位置に
並べ、モータギヤ３４の歯を挿入して、調整ギヤ６４ｂ
から手を離すと、両ギヤ６４ａ，６４ｂとモータギヤ３
４とが噛み合う。このとき、調整ギヤ６４ｂに、基準ギ
ヤ６４ａに対して復元力（図７（ｂ）のＨ方向の復元力
に相当する。）が存在すると、モータギヤ３４の歯は、
調整ギヤ６４ｂと基準ギヤ６４ａの両歯で挟み付けられ
た状態となる。調整ギヤ６４ｂの復元力の大きさにもよ
るが、モータギヤ３４と両ギヤ６４ａ，６４ｂの両歯面
間で発生したバックラッシュは調整ギヤ６４ａの復元力
により調整される。

【００７１】また、図１０に示されるように、バックラ
ッシュ調整バネ６９，７０は、円形断面を持つ棒状のス
プリングシャフトである。但し、バネ６９，７０の形状
は、これには限定されず、図１０（ｂ）に示した、基準
ギヤ６５ａの中に形成されたバネ回避穴７１の範囲内に
おける曲げ変形により弾性特性を失わない形状及び材質
であれば、断面が四角形の板バネ等の他の形状のもので
あってもよい。

【００７２】尚、バックラッシュ調整用バネ７０は、一
端７０ａを調整ギヤ６５ｂに固定し、他端７０ｂを調整
ギヤ６５ｂの回避穴６５ｃ内に配置している。この場
合、調整ギヤ６５ｂは、Ｋ方向又はＰ方向に、基準ギヤ
６５ａに形成されたバネ回避穴７１の大きさによって規
制される範囲内で、回転することができる。例えば、図
１０（ｃ）の調整ギヤ６５ｂをＰ方向に回転させると、
図１０（ｃ）のようになり、バネ７０の弾性復元力によ
って図１０（ｂ）の状態に戻そうとする力が調整ギヤ６
５ｂに作用する。

【００７３】以上のような構成により、図７で説明した
ように、大ギヤ部６４及び小ギヤ部６５のそれぞれにお
いてバックラッシュを調整することができる。また、同
様の構成は、パン回転部４０におけるバックラッシュ調
整機構６６の大ギヤ部６７（基準ギヤ６７ａ及び調整ギ
ヤ６７ｂ）及び小ギヤ部６８（基準ギヤ６８ａ及び調整
ギヤ６８ｂ）についても採用されている。よって、パン
回転部４０及びチルト回転部３０におけるバックラッシ
ュに起因する回転遅れ及び回転振動は発生しない。

【００７４】尚、実施の形態２において、上記以外の点
は、上記実施の形態１と同一である。

【００７５】実施の形態３図１１は、本発明の実施の形態３による追尾撮影装置の
構成を示すブロック図であり、図１２は、微動回転部を
示す構成図である。

【００７６】実施の形態３の追尾撮影装置は、チルト回
転部３０及びパン回転部４０のそれぞれを、粗動回転部
と微動回転部とから構成しており、広角撮影の際には粗
動回転部を動作させ、拡大撮影の際には微動回転部を動
作させることが、上記実施の形態１及び２と相違する。
従って、実施の形態３の説明においては、図２及び図４
をも参照する。

【００７７】一般に、被写体を拡大撮影すると、追尾撮
影装置内に設けられている各種の駆動部や追尾撮影装置
が設置されている装置の振動の影響を受けやすくなる。
これは、被写体が動いてなくても、追尾撮影装置の撮像
光学部１が振動することにより、撮像素子１２によって
撮影される画像が動くことで被写体が動いたときと同じ
現象になるためである。しかし、振動を被写体の移動と
認識し、追尾部２の粗動回転部（実施の形態１又は２で
説明したチルト回転部３０及びパン回転部４０）が、被
写体を追尾しようとして、チルトモータやパンモータを
動作させると、モータ等の振動により、撮像光学部１の
振動がますます大きくなり、被写体の追尾動作が完了し
ない状態になることが有り得る。また、一般に、回転機
構を精密に回転制御する場合には、減速比を大きくする
方法を採用するので、出力軸（チルトシャフト及びパン
シャフト）の回転量を稼ぐためにチルトモータやパンモ
ータの回転量を多くすることが必要となり、結局はモー
タ自身からの振動を大きくすることになる。

【００７８】そこで、実施の形態３の追尾撮影装置にお
いては、チルト回転部３０の出力ギヤ３３及びパン回転
部４０の出力ギヤ４３に微動回転部を追加し、拡大撮影
のときには微動回転部を動作させ、粗動回転部を動作さ
せないことにより、モータからの振動の影響を回避して
いる。

【００７９】実施の形態３の追尾撮影装置におけるチル
ト回転部３０及びパン回転部４０のそれぞれにおける微
動回転部８０及び９０は、出力ギヤ、即ち、図２におけ
る出力ギヤ３３，４３の内部に備えられている。

【００８０】図１２に示されるように、実施の形態３の
出力ギヤ３３（４３）の内部には、ギヤを備えた外側の
第１の部分８１（９１）と、シャフト３２（４２）に支
持された内側の第２の部分８２（９２）と、第１の部分
８１（９１）と第２の部分８２（９２）とを同軸的に且
つ微動可能に連結する１対の連結部８３（９３）と、第
１及び第２の部分８１，８２（９１，９２）の間に備え
られ、第２の部分８２（９２）を第１の部分８１（９
１）に対して微動回転させる１対の積層型圧電素子８４
（９４）とを有する。尚、図１１において、８５（９
５）は、積層型圧電素子８４（９４）を駆動させる駆動
回路である。尚、実施の形態３の粗動回転部は、実施の
形態１又は２で示したモータとギヤ列からなる駆動機構
と同一である。

【００８１】微動回転部８０（９０）においては、積層
型圧電素子８４（９４）がＱ方向及びＲ方向に伸びるに
より回転部である第２の部分８２（９２）がＳ方向に回
転する。第２の部分８２（９２）は連結部８３（９３）
で支持され、連結部８３（９３）は積層型圧電素子８４
（９４）による回転トルクで変形する。図１２において
は、２つの積層型圧電素子８４（９４）を回転部を中心
に対称に配列している。これにより、それぞれを同時に
伸ばすことによる回転変形の変形中心を出力ギヤ３３
（４３）の回転中心と一致させることができる。

【００８２】また、連結部８３（９３）の曲げ剛性を弱
くして、回転アーム部８２ａ（９２ａ）の変形を小さ
し、積層型圧電素子８４（９４）の伸び量が効率よく回
転部の回転量に利用できるように、構成することが望ま
しい。しかし、連結部８３（９３）の曲げ剛性を弱くす
ると、粗動回転部による出力ギヤ３３（４３）の回転動
作によってシャフト３２（４２）が容易に振動してしま
う。そこで、チルト回転部３０とパン回転部４０の動的
な共振点を確認し、粗動回転動作によってチルト回転部
３０とパン回転部４０が共振しないように構成する。具
体的には、出力ギヤ３３（４３）の材質、回転支持部の
断面形状（幅＊厚み）を共振を生じにくい値に設定す
る。

【００８３】微動回転部８０（９０）は、撮影倍率が大
きいとき、すなわち拡大撮影を行うときに使用する。粗
動回転部との駆動切り替えのタイミングは、ズームレン
ズ調整部に構成された回転量センサからの電気的信号を
監視することで決める。

【００８４】図１３は、実施の形態３の微動回転部８０
（９０）の積層型圧電素子８４（９４）への印加電圧と
積層型圧電素子８４（９４）の伸び量δとの関係を示す
グラフであり、図１４は、微動回転部８０（９０）の積
層型圧電素子８４（９４）の伸び量を示す説明図であ
る。

【００８５】微動回転部８０（９０）による出力ギヤ３
３（４３）の回転量θ_bは、積層型圧電素子８４（９
４）の伸び量をδとし、アーム８２ａ（９２ａ）のアー
ム長をｒとすると、θ_b＝ｔａｎ^-1（δ／ｒ）で表わさ
れる。

【００８６】積層型圧電素子８４（９４）は、図１３の
グラフに示されるように、印加電圧の大きさに比例して
伸び量δが大きくなる。ここで、印加電圧が１００[Ｖ]
のときに伸び量δが０．０３［ｍｍ］となる積層型圧電
素子を使用する場合を考察する。実装上、アーム８２ａ
（９２ａ）のアーム長ｒを２０［ｍｍ］とすると、先の
関係式より、回転量θ_bは、 θ_b＝ｔａｎ^-1（０．０３／２０）≒０．０８５９° となる。

【００８７】このため、積層型圧電素子８４（９４）へ
の印加電圧を０［Ｖ］から１００［Ｖ］まで変化させる
ことで、出力ギヤ３３（４３）の回転部は、図１４の矢
印方向（時計回り方向）に０°から０．０８５９°まで
回転できる。つまり、前述した実施の形態２において
は、ギヤによる減速とステップ角度の分割によって０．
００４９°の回転分解能を達成していたが、本実施の形
態３においては、０．０８５９°よりも大きい回転分解
能を用いる場合には粗動回転部を動作させ、これより小
さい回転分解能を用いる場合には積層型圧電素子８４
（９４）からなる微動回転部８０（９０）を動作させる
ことによって、０．００４６°以下の回転分解能を達成
できる。

【００８８】尚、微動回転部８０（９０）の積層型圧電
素子８４（９４）の伸びのみを使用するように積層型圧
電素子８４（９４）の初期電圧を０[Ｖ]とした場合に
は、被写体の移動方向によっては、微動追尾ができなく
なる。そこで、撮影倍率が広角から拡大に切り替わると
きに、積層型圧電素子８４（９４）の初期長さが図１３
のδ0になるように、印加される初期電圧をＶ₀に設定す
る。これにより、微動回転部により、回転部を時計方向
及び反時計方向の両方に回転させることが可能になる。
つまり、印加電圧を図１３のＶ₀より小さくすれば、伸
び量δはδ₀よりも小さくなり、回転部は図１４におけ
る反時計方向に回転できる。

【００８９】また、逆に、印加電圧を図１３のＶ₀より
も大きくすると、伸び量δはδ₀よりも大きくなり、回
転部は図１４の矢印方向である時計方向に回転する。こ
こで、印加電圧が１００[Ｖ]のときの伸び量δが０．０
３［ｍｍ］である積層型圧電素子を使用する場合を考察
する。印加電圧Ｖ₀を５０[Ｖ]とすると、伸び量δ₀は、
０．０１５［ｍｍ］と考えられる。よって、アーム８２
ａ（９２ａ）のアーム長ｒを２０［ｍｍ］とすると、伸
び量δ₀のときの回転量θ_b0は、 θ_b0＝ｔａｎ^-1（０．０１５／２０）≒０．０４３° となる。

【００９０】粗動回転部の回転分解能をθ_b0で設計すれ
ば、上記した微動回転部の初期伸び位置を粗動回転部で
制御することができる。つまり、撮影倍率が切り替わる
ときに、微動回転部を構成する積層型圧電素子８４（９
４）の初期伸び位置に相当する回転量を見越して、粗動
回転部は時計方向の回転量に上記分解能分だけ少ない状
態で停止し、同時に積層型圧電素子８４（９４）の印加
電圧Ｖ₀に復帰させる。これにより、積層型圧電素子８
４（９４）の伸びにより時計方向及び反時計方向への微
動回転制御が可能となる。

【００９１】また、チルトモータ３５とパンモータ４５
に１．２°／ｓｔｅｐのステッピングモータを使用し
て、回転分解能θ_b0＝０．０４３°を実現するときの減
速比を考察する。ステップ角度の分割比を１／８とする
と、減速比は、１．２／（８＊０．０４３）≒３．４９
となる。

【００９２】ここで、前述した実施の形態２の図６に示
されるような２列のバックラッシュ調整ギヤを持つ場合
を考察する。モジュールｍを０．５とし、出力ギヤ３３
（４３）とバックラッシュ調整減速ギヤ部（例えば、図
６の小ギヤ部６５の軸線）との間隔Ｌ₁を４０．５［ｍ
ｍ］とし、バックラッシュ調整減速ギヤとモータギヤと
の間隔Ｌ₂を１８［ｍｍ］とすると、モータギヤの歯数
Ｚ₁を３６とし、バックラッシュ調整減速ギヤの大ギヤ
部の歯数Ｚ₂を３６とし、小ギヤ部の歯数Ｚ₃を３６と
し、出力ギヤの歯数Ｚ₄を１２６とする組み合わせが考
えられ、そのときの減速比ｉは、ｉ＝（３６／３６）＊（３６／１２６）＝１／３．５となる。

【００９３】このときの回転分解能△θは、 △θ＝１．２／（８＊３．５）≒０．０４３° となり、粗動回転部は回転分解能θ_b0相当で追尾できる
機構にできる。

【００９４】以上説明したように、実施の形態３の追尾
撮影装置によれば、実施の形態１又は２と同じチルト回
転部３０及びパン回転部４０のそれぞれに、微動回転部
８０及び９０を追加して、撮影光学部１を直接駆動する
ことがきるので、モータの回転による振動を発生させる
ことなく撮影方向を微調整することができる。また、微
動回転部は積層型圧電素子８４（９４）を用いた直接駆
動方式を採用しているので、高速駆動が可能である。

【００９５】尚、実施の形態３において、上記以外の点
は、上記実施の形態１又は２と同一である。

【００９６】実施の形態４図１５は、本発明の実施の形態４による追尾撮影装置の
構成を示すブロック図である。図１６は、実施の形態４
の追尾撮影装置に関するものであり、同図（ａ）は撮像
光学部１の構成図、同図（ｂ）は光源を示す平面図であ
る。

【００９７】図１５又は図１６に示されるように、実施
の形態４の追尾撮影装置は、撮像素子１２と被写体であ
る人間の目との間に備えられた第１のハーフミラー１１
０と、第１のハーフミラー１１０に向けて光を照射する
点光源１１１及びその駆動回路１１１ａと、第１のハー
フミラー１１０に向けて光を照射する円環光源１１２及
びその駆動回路１１２ａとを有する。また、点光源１１
１及び円環光源１１２は、撮像素子１２の光軸に点光源
１１１及び円環光源１１２の光軸が一致するように、配
置されている。そして、点光源１１１又は円環光源１１
２からの光を第１のハーフミラー１１０を通して目に照
射し、撮像素子１２が、第１のハーフミラー１１０を通
して目を撮影する。

【００９８】一般に、人間の顔を撮影した場合、目は顔
よりも黒く撮影できるため、特徴画像として使用でき
る。しかし、この黒く撮影された目を単純に拡大撮影し
ただけでは、目全体が黒く撮影されているため、輝度の
高低変化では目と瞳孔及び虹彩等の判別が困難となる。

【００９９】実施の形態４の追尾撮影装置においては、
被写体への照明光源の光軸と撮影光軸を一致させ、ハー
フミラー１１０を介して撮像素子１２の光軸と直交する
光軸を持つように点光源１１１及び円環光源１１２を設
置する。このような構成により、撮影光学部１の撮影画
角を変更すれば、変更された撮影画角の値に応じて点光
源１１１及び円環光源１１２から被写体への照射角度も
変更される。

【０１００】実施の形態４において、広角撮影時の撮影
画像が人間の顔であり、特徴画像が目である場合には、
照明光は大きな入射角度で顔全体を均一に照射するた
め、撮像素子１２には顔表面は白く目は黒く写る。一
方、拡大撮影時に、目、瞳孔を特徴画像とする場合に
は、本装置のズームレンズ調整部が移動する。よって、
撮影画角は小さくなる。撮像素子１２の光軸と点光源１
１１及び円環光源１１２の光軸が一致しているため、照
明光の照射角度は小さくなり、目に対してほぼ垂直に照
明光が入射される。このとき、ほとんどの照明光は角膜
で屈折し瞳孔１０１を通過しながら眼底部に到達し、乱
反射をしながら再び瞳孔１０１を通過し角膜で屈折しほ
ぼ入射光束と同一の経路を通って反射光として戻ってい
く。

【０１０１】実施の形態４の追尾撮影装置によれば、反
射光の光軸上に撮像素子１２が配置されているため、瞳
孔１０１は明るく輝いた像として撮影される。つまり、
目１００のきょう膜（白い部分）１０３と瞳孔１０１の
輝度の高低差が大きくなり、目１００のきょう膜１０３
と瞳孔１０１の区別が容易になり、瞳孔１０１を特徴画
像として利用できるようになる。

【０１０２】ここで、瞳孔１０１の周りにある虹彩１０
２は瞳孔１０１ときょう膜（白い部分）１０３の反射光
が強いため黒くなり、目全体の輝度の高低分布は、高い
順に、瞳孔１０１、きょう膜（白い部分）１０３、虹彩
１０２となる。現在、虹彩パターンを個人識別手段に利
用する研究があり、具体的な識別装置も開発されてい
る。この場合には、上記の撮影状態では、目標とする虹
彩が黒くなってしまうため、虹彩のパターン認識は不可
能になる。しかし、瞳孔１０１を特徴画像にできたこと
は追尾精度を高めることで有効な方法である。よって、
実施の形態４において、照明光を点光源１１１と円環光
源１１２の２種類にして、追尾時には点光源１１１で瞳
孔１０１を明るくし、パターン認識時には円環光源１１
２で虹彩１０２を明るくする。一般に、結像光学系にお
いて、焦点面に点光源をおいた投影した場合、投影光が
結像する部分では点光源と同じ輝度分布を示す。よっ
て、焦点面に円環光源をおいて投影した場合には投影光
が結像する部分において円環光源と同じ輝度分布を示す
と考えられる。そこで、円環光源１１２の輝度が高い部
分に虹彩１０２がくるように配置すれば、瞳孔１０１よ
りも虹彩１０２を明るくすることができる。

【０１０３】また、人間の顔及び目を撮影する場合、目
に可視光を照射すると人間はまぶしさを感じるため、目
標の目を閉じてしまうおそれがある。そこで、照明光源
として、目に見えない近赤外光を用いることで、目を閉
じさせないようにすることができる。

【０１０４】また、ハーフミラー１１０の反射面から撮
像素子１２までの距離と、この反射面から照明部（点光
源１１１及び円環光源１１２）までの距離を同じにして
いる。

【０１０５】次に、人間の顔から虹彩のパターン撮影ま
での一連の動作を説明する。まず、ズームレンズ１３を
対物レンズ１１に近づけ、それに伴いフォーカスレンズ
１６を移動させ、広角撮影の光学設定をする。これによ
り、人間の顔全体を撮影する。このとき、点光源１１１
のみを点灯させる。これは広角撮影のため撮影画角があ
る程度大きいため、点光源１１１でも十分顔全体に光を
照射することが可能だからである。しかし、対物レンズ
１１と被写体までの撮影距離により、十分な輝度が得ら
れない場合には、点光源１１１と同時に円環光源１１２
をも点灯させる。このときには、目を特徴画像とする。
これは、顔に対して目は黒く撮影されるので、特徴画像
として適しているからである。目の位置を撮像素子１２
の縦横の画素配列番号から検索する。このときの検索方
法は、実施の形態１で説明したものと同一である。

【０１０６】次に、目を拡大撮影する。上記の検索から
目の位置が判明しているので、撮影光学部１の光軸を目
の位置に一致するように、実施の形態１又は２で説明し
た追尾部２を駆動させる。このとき、ズームレンズ１３
を対物レンズ１１から遠ざける方向へ移動させて、拡大
撮影の光学設定を行う。このとき、被写体が動いていな
いとすれば、撮像素子１２に目全体が撮影される。

【０１０７】目全体が拡大撮影されると、被写体の微妙
な動きが影響し、撮像範囲から目が外れてしまう。そこ
で、点光源１１１のみを点灯させ、瞳孔１０１を明るく
撮影させる。実施の形態５においては、瞳孔１０１を特
徴画像とするので、先の目１００の位置の検索と同じ方
法で、瞳孔１０１の位置を検索する。検索ができれば、
後は実施の形態１で説明した方法と同じ方法により特徴
画像の追尾を行う。よって、上記のような目が撮影範囲
から外れることを防止できる。さらに、瞳孔１０１を撮
影範囲の中央部に位置合わせすることもできる。

【０１０８】最後に、目全体を撮影できた後に、点光源
１１１を消灯し円環光源１１２を点灯させる。これによ
り、虹彩１０２を明るく撮影できる。このときの映像
は、撮像素子１２から映像信号として出力されて、図１
５に示したＣＰＵ５０で保存される。保存後は、あらか
じめ登録された虹彩パターンと照合する。照合回数や虹
彩パターンの撮影回数等は、個人識別時の識別精度に関
係する。つまり、回数が多いほど正確な識別が可能であ
る。一方、回数が多くなれば、それだけ撮影から照合結
果がでるまでの一連の処理時間が増加することになるの
で、応用する識別装置の識別レベルに応じて設定する。
本発明では、こうした一連の処理を実行するに必要なプ
ログラムはすべて図１５の記憶部５６に保存されてい
る。

【０１０９】また、拡大撮影時の追尾方法については、
実施の形態３の微動回転部を使用しても同様な効果を得
ることができる。

【０１１０】尚、実施の形態４において、上記以外の点
は、実施の形態１乃至３のいずれかと、同一である。

【０１１１】実施の形態５図１７は、本発明の実施の形態５による追尾撮影装置の
構成を示すブロック図である。図１８は、実施の形態５
の追尾撮影装置に関するものであり、同図（ａ）は撮像
光学部１の構成図、同図（ｂ）は４分割受光素子を示す
平面図である。また、図１９は、図１８（ｂ）の４分割
受光素子及び処理部を示す説明図である。

【０１１２】実施の形態５において、被写体を目に限定
し、目の瞳孔を検索追尾するための手段として４分割さ
れた受光素子１２０を用いる。瞳孔１０１がある程度の
面積をもつ明るい物体となるため、４分割受光素子１２
０の４つの受光面１２１，１２２，１２３，１２４の輝
度を比較し、各受光面１２１，１２２，１２３，１２４
からの出力信号が均一になるように追尾部２を駆動させ
ることで、瞳孔１０１を受光素子１２０の中央に位置合
わせすることができる。このとき、特徴画像データに基
づく画像処理は行っていないので、高速追尾が可能にな
る。また、図１８において、１１３は、４分割受光素子
１２０と第１のハーフミラー１１０との間に備えられた
第２のハーフミラーである。また、第１のハーフミラー
１１０の反射面から撮像素子１２までの光路長と、この
反射面から４分割受光素子１２０までの光路長と、反射
面から点光源１１１までの光路長とを同じにしている。

【０１１３】また、図１９において、１２１ａ，１２２
ａ，１２３ａ，１２４ａは増幅器（アンプ）、１２５は
Ａ／Ｄ変換部、１２６は信号処理部を示す。撮影光学部
１を拡大撮影の光学設定にすると、図１９の４分割受光
素子１２０の表面には、図示したように目が結像する。
点光源１１１を点灯させている場合は、瞳孔１０１が虹
彩１０２やきょう膜１０３よりも十分明るいので、瞳孔
１０１の輝度値に合わせた白黒の２値化の判定値を設定
すると、瞳孔１０１のみに受光素子１２０が反応するこ
とができる。これにより、瞳孔１０１の検索精度が高く
なる。また、４分割受光素子１２０の受光面１２１，１
２２，１２３，１２４のそれぞれは入力光の強さに比例
した電圧が発生する。発生した電圧を増幅器１２１ａ，
１２２ａ，１２３ａ，１２４ａで増幅し、Ａ／Ｄ変換部
１２５でデジタル信号に変換する。変換された各受光面
からの電気的信号は信号処理部１２６で各受光面の番号
を追加されてＣＰＵ５０へ転送される。白黒の２値化の
判定値はこのＡ／Ｄ変換部１２５に設定しておくと、瞳
孔１０１が結像した受光面のみ白と判定できる。

【０１１４】次に、４分割受光素子１２０による瞳孔位
置の検索原理を説明する。検索目的は、瞳孔１０１が受
光面１２１，１２２，１２３，１２４のどこにあるかを
確認することであり、追尾目的は図１９の瞳孔１０１の
ように、４分割受光素子１２０の中央位置に位置合わせ
することである。信号処理部１２６での判定方法は、各
受光面１２１，１２２，１２３，１２４からの出力電圧
を、瞳孔１０１の１／４が各受光面に結像したときの光
量相当で発生する出力電圧と比較し、大きい場合は白
（１）、低い場合は黒（０）とする。

【０１１５】よって、図１９に示されるように、瞳孔１
０１が４分割受光素子１２０の中央にある場合には、各
受光面１２１，１２２，１２３，１２４はすべて白
（１）となる。瞳孔１０１が左上の受光面１２２に移動
すると、受光面１２２のみが白（１）で残りの受光面１
２１，１２３，１２４はすべて黒（０）となる。信号処
理部１２６では、こうした信号を例えば、受光面１２
１，１２２，１２３，１２４の順に［（受光面１２
１）：（信号）、（受光面１２２）：（信号）、（受光
面１２３）：（信号）、（受光面１２４）：（信号）］
の信号配列でＣＰＵ５０へ転送する。但し、これは一例
であり、単純に、転送順を予めどの受光面からとするか
決めていれば、転送データの始めと終わりの区別だけを
つけて、信号を連続で転送してもよい。この方法を採用
すると、以下の信号コードで瞳孔位置を認識できる。

【０１１６】瞳孔が中央にある：［１１１１］瞳瞳孔が受光面ａにある：［１０００］瞳孔が受光面ａとｂの境界付近にある：［１１００］に瞳孔が受光面ｂにある：［０１００］瞳瞳孔が受光面ａとｄの境界付近にある：［１０１
０］瞳孔が受光面ｄにある：［００１０］瞳孔が受光面ｂとｃの境界付近にある：［０１０１］瞳孔が受光面ｃにある：［０００１］瞳孔が４分割受光素子面にない：［００００］

【０１１７】以上説明した追尾方法を、例えば、拡大撮
影時に採用すれば、瞳孔１０１の位置検索が実施の形態
１等で述べたような画像データから検索する方法より、
簡単で高速になる。

【０１１８】尚、上記した瞳孔１０１の位置検索と瞳孔
１０１の位置合わせが完了した後、点光源１１１を消灯
し円環光源１１２を点灯し、虹彩パターンを撮影して、
個人識別を行うことができる。また、撮影後の処理は実
施の形態４で説明した内容と同じである。

【０１１９】また、実施の形態５において、上記以外の
点は、上記実施の形態１乃至４と同一である。

【０１２０】実施の形態６図２０は、本発明の実施の形態６による追尾撮影装置に
関するものであり、同図（ａ）は撮像光学部１の構成
図、同図（ｂ）は４分割受光素子を示す平面図である。

【０１２１】実施の形態６の追尾撮影装置は、第１のハ
ーフミラー１１０と撮影素子１２との間に、赤色光を透
過させず、近赤外光を透過させる第１のカットフィルタ
１３１を備えた点、第２のハーフミラー１１３と４分割
受光素子１２０との間に、近赤外光を透過させず、赤色
光を透過させる第２のカットフィルタ１３２を備えた
点、及び、赤色光点光源１１１と近赤外光円環光源１１
２とを同時に点滅させて、目の瞳孔１０１に赤色光を照
射し、目の虹彩１０２に近赤外光を照射し、瞳孔１０１
から反射された赤色光を検出する受光素子１２０の各受
光面の出力に基づいて撮影方向を変更すると共に、虹彩
１０２から反射された近赤外光を撮影素子１２により撮
影する点が上記実施の形態５の追尾撮影装置と相違す
る。

【０１２２】点光源１１１は、波長が６００［ｎｍ］か
ら７００［ｎｍ］までの赤色ＬＥＤで構成し、円環光源
１１２は、波長が８２０［ｎｍ］から８８０［ｎｍ］ま
で近赤外光ＬＥＤで構成する。また、カットフィルタ１
３１は波長８２０［ｎｍ］以下の光をカットし、カット
フィルタ１３２は波長８２０［ｎｍ］以上の光をカット
する。

【０１２３】実施の形態６の追尾撮影装置においては、
４分割受光素子１２０の表面にカットフィルタ１３２を
設置することにより、４分割受光素子１２０には、赤外
光が照射される瞳孔１０１のみの映像が入射し、また、
撮像素子１２の表面にカットフィルタ１３１を設置する
ことにより、撮像素子１２には近赤外光が照射される虹
彩１０２の映像が結像される。これにより、点光源１１
１と円環光源１１２との切り替え点灯や画像データから
の特徴画像検索等の画像処理が不要になり、高速・高精
度に虹彩を追尾撮影が可能になる。また、虹彩パターン
の撮影は、瞳孔追尾に関係なく任意に撮影が可能にな
る。

【０１２４】このように瞳孔１０１と虹彩１０２を同時
に撮影しているので、点光源１１１から円環光源１１２
へ切り替えるときに、瞳孔１０１の移動が速く、撮影範
囲から目が外れてしまうという不都合を回避することが
できる。

【０１２５】尚、実施の形態６において、上記以外の点
は、上記実施の形態５と同一である。

【０１２６】実施の形態７図２１は、本発明の実施の形態７による追尾撮影装置の
構成を示すブロック図であり、図２２は、この追尾撮影
装置の外観斜視図である。

【０１２７】実施の形態７の追尾撮影装置は、撮影光学
部１のケース１０に、撮影光学部１のチルト方向の振動
を検出するチルト検出部１４１を備えた点、撮影光学部
１のパン方向の振動を検出するパン検出部１４２を備え
た点、及びこれらチルト方向検出部１４１及びパン方向
検出部１４２の出力信号に基づいてチルト回転部３０及
びパン回転部４０の動作を制御する点が、上記実施の形
態１の追尾撮影装置と相違する。尚、図２２において
は、撮像光学部１のケース１０に振動検出部１４１，１
４２を備えた場合を示したが、小型の振動検出部を撮像
素子１２に直接固定するように構成してもよい。

【０１２８】次に、実施の形態７の追尾撮影装置の動作
を説明する。追尾部２がパン方向（Ｅ方向）に回転する
と、撮影光学部１には主にＴ方向の振動が発生する。一
方、チルト方向（Ｄ方向）に回転すると、撮影光学部１
には主にＵ方向の振動が発生する。図２２においては、
Ｔ方向とＵ方向の各振動だけを検出できるようにパン振
動検出部１４２とチルト振動検出部１４１を配置してい
る。また、図２２の追尾撮影装置が取り付けられた土台
が振動した場合でも、撮像光学部１に影響した振動はパ
ン方向とチルト方向に分割されて測定できる。

【０１２９】振動検出部１４１，１４２は、被写体の動
きに撮影光学部１の光軸を合わせようとしてチルト回転
部３０とパン回転部４０を駆動させているときに、各回
転部のメカニズムによる規則性のある振動を検出する。
これらは、装置を取り付けた土台が振動しない限り、ほ
ぼ一定した振動波形と考えられる。よって、この振動波
形（基準振動波形）を検出部により電気的信号に変換
し、記憶部５６に予め保存しておく。

【０１３０】次に、被写体を追尾しているときに、土台
がゆれると、土台の振動波形も振動検出部１４１，１４
２で測定される。土台がゆれたときの振動波形を検出部
で電気的信号に変換して、あらかじめ保存された基準振
動波形と比較する波形照合をＣＰＵ５０で実施する。土
台がゆれたときの振動と、回転部の駆動による信号波形
は異なる野で、両者の振動を区別できる。また、追尾部
２の駆動を停止して被写体を撮影するときにも、振動検
出部１４１，１４２にて撮像光学部１の振動を測定して
いるため、振動検出部１４１，１４２から振動波形が検
出されれば、被写体が動いているのではなく、装置が土
台等の振動からゆれていると判断できる。被写体が動い
ていない場合には、振動を検出してから、追尾部２の各
回転部３０，４０を振動の位相と逆位相に同じ周波数と
変位で動かすことで、撮影光学部１に作用した振動を減
衰あるいは停止させることができる。言い換えれば、振
動検出部１４１，１４２からの電気的信号を回転部３
０，４０の回転制御のためのフィードバック信号にし
て、振動検出部１４１，１４２の出力信号が０に近づく
ように制御することで上記の効果を得ることができる。

【０１３１】尚、上記のような外的な振動で撮影不良に
なったことが判明した場合、上記原因の振動が停止後、
あるいは先の方法で振動を減衰あるいは停止させたこと
が確認できた後に再度撮撮影を実施する。

【０１３２】また、外的な振動を減衰させる方法として
は、実施の形態１及び２において説明したギヤ系の回転
部ではバックラッシュやモータの応答性から減衰性能に
限界がある。そこで、実施の形態３で説明した、積層型
圧電素子から構成された微動回転部を使用すれば、回転
量を積層型圧電素子で発生するため、先のメカニズムに
よるロスはなくなり、応答性の高い振動減衰効果を得る
ことができる。

【０１３３】図２３に実施の形態７で使用する振動検出
部の構成を示す。ここで、１４３はメインフレーム、１
４４は積層型圧電素子、１４５は積層型圧電素子１４４
の先端に取り付けられた重り、１４６は積層型圧電素子
１４４の出力端子を示す。このような構成において、メ
インフレーム１４３が撮像光学部１の振動を受けて、Ｗ
方向に振動したとする。ここで、重り１４５の慣性によ
り、重り１４５とメインフレーム１４３との間に速度差
が発生する。この速度差は加速度として重り１４５の質
量が追加された加速度力となり、両者を連結している積
層型圧電素子１４４に作用する。積層型圧電素子１４４
では圧電効果から加速度力に比例した電圧が発生し、出
力端子１４６を通して出力される。よって、振動検出部
１４１，１４２により撮像光学部１に発生する機械的な
振動が電気的な振動に変換され、振動を電気的に認識で
きる。ここで、積層型圧電素子１４４の代わりに、圧電
素子の単板を採用してもよいが、積層型圧電素子１４４
を採用した方が、同じ振動で発生する電圧が大きいの
で、振動検出の感度を高めることができる。

【０１３４】尚、実施の形態７において、上記以外の点
は、上記実施の形態１乃至６と同一である。

【０１３５】実施の形態８図２４は、本発明の実施の形態８による追尾撮影装置を
示す外観斜視図であり、図２５は、図２４をＳ₂₅−Ｓ₂₅
線で切る断面図である。

【０１３６】実施の形態８の追尾撮影装置は、撮像光学
部１が対物レンズ１１を上に向けてパンフレーム４１に
固定されている点、チルトフレーム３１に回転自在に支
持されたチルトシャフト３２が被写体からの光をパンフ
レーム４１に形成された円形の孔１５１を介して撮像光
学部１の対物レンズ１１に導くミラー（反射鏡）１５２
を備えた点、及び大径の出力ギヤ４３がその中心部に円
形の孔１５３を備えた円環形状であり、出力ギヤ４３が
ベアリング１５４を介して回転可能にパンフレーム４１
の軸受部１５５に支持されていることが上記実施の形態
１の追尾撮影装置と相違する。

【０１３７】図２４及び図２５に示されるように、実施
の形態８においては、撮影光学部１の光軸をパン方向回
転軸と一致させている。また、撮影光学部１の光軸は、
円環型の出力ギヤ４３の中心軸とも一致している。

【０１３８】ミラー１５２は、チルトモータ３５及びパ
ンモータ４５により、チルト方向（Ｄ方向）及びパン方
向（Ｅ方向）に回転できる。ミラー１５２は、アルミ板
の表面を鏡面仕上げしたものである。尚、照明部の波長
が近赤外光領域の場合には、ゴールドめっきをして赤外
光の透過量を押さえる処理を行う。さらに、各駆動機構
に対して、図２の実施の形態２の構成や図５の微動回転
部、あるいは図１１の振動検出部を構成することで、撮
影光学部自身を追尾回転していたときと同じ性能でミラ
ー９９を回転させることができる。

【０１３９】実施の形態８の追尾撮影装置においては、
撮影光学部１の構成として、上記実施の形態１乃至７の
いずれの構成を採用してもよい。

【０１４０】以上説明したように、実施の形態８の追尾
撮影装置によれば、撮影光学部１のの奥行き長が１５
［ｃｍ］以上と大型になった場合であっても、撮影光学
部１を回転させるときに発生する慣性力の問題がなく、
追尾性能が撮影光学部の大きさに影響しないようにでき
る。

【０１４１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１乃至１５
の発明によれば、撮影倍率に応じて予め決められた特徴
画像の移動量に応じて撮影方向変更手段及び撮影倍率変
更手段の動作を制御しているので、撮影倍率が切り替え
られても被写体の動きに対応して被写体を追尾して撮影
することができる。このため、動く被写体を撮影範囲か
ら外すことなく、撮像倍率を変えながら追尾して撮影す
ることができるという効果がある。

【０１４２】また、請求項５の発明によれば、撮影光学
部が大型になった場合であっても、良好な追尾性能を実
現できるという効果がある。

【０１４３】また、請求項６又は８の発明によれば、バ
ックラッシュを調整できるので、例えば、ステッピング
モータを用いたオープン制御により追尾動作を行うこと
ができ、制御回路の構成を簡素化することができるとい
う効果がある。

【０１４４】また、請求項７又は１０の発明によれば、
微動回転部を備えたので、高速で且つ正確な撮影方向の
制御が可能になるという効果がある。

【０１４５】また、請求項１１乃至１３の発明によれ
ば、ハーフミラーを介して光源からの光を照射するよう
にしたので、撮像素子と同じ方向から光を照射でき、追
尾性能を向上させることができるという効果がある。

【０１４６】また、請求項１２の発明によれば、４分割
受光素子の出力信号に基づいて追尾を行うので、高速で
正確な追尾を行うことができるという効果がある。

【０１４７】また、請求項１３の発明によれば、受光素
子の前面と、受光素子の前面にカットフィルタを備えた
ので、瞳孔を証明する点光源と虹彩を照明する円環光源
とを同時に点灯させて、追尾動作と虹彩パターンによる
識別動作を同時に行うことができるという効果がある。

【０１４８】また、請求項１４又は１５の発明によれ
ば、振動検出手段の出力に基づいて追尾部を制御するこ
とにより、振動による撮影画像への影響を抑制すること
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１による追尾撮影装置の
構成を示すブロック図である。

【図２】実施の形態１の追尾撮影装置を概略的に示す
外観斜視図である。

【図３】図２の追尾撮影装置の撮影光学部の構成を示
す一部切欠き斜視図である。

【図４】図２の追尾撮影装置をＡ方向に見た正面図で
ある。

【図５】本発明の実施の形態２による追尾撮影装置の
構成を示すブロック図である。

【図６】図５の追尾撮影装置の一部切欠き斜視図であ
る。

【図７】（ａ）及び（ｂ）は、実施の形態２の追尾撮
影装置で使用するバックラッシュ調整減速ギヤ部の動作
原理図である。

【図８】図７（ｂ）をＪ方向に見た図である。

【図９】（ａ）及び（ｂ）は、バックラッシュ調整減
速ギヤ部の平面図と正面図である。

【図１０】（ａ）（ｂ）（ｃ）は、図９（ａ）のＳ
_10a−Ｓ_10a線断面図と、図９（ｂ）のＳ_10b−Ｓ_10b線断
面図と、図１０（ｂ）の動作説明図である。

【図１１】本発明の実施の形態３による追尾撮影装置
の構成を示すブロック図である。

【図１２】実施の形態３の追尾撮影装置の微動回転部
を示す図である。

【図１３】実施の形態３の微動回転部の圧電素子への
印加電圧と積層型圧電素子の伸び量δとの関係を示すグ
ラフである。

【図１４】実施の形態３の、微動回転部の積層型圧電
素子の伸び量を示す説明図である。

【図１５】本発明の実施の形態４による追尾撮影装置
の構成を示すブロック図である。

【図１６】（ａ）は実施の形態４の追尾撮影装置の撮
像光学部１の構成図であり、（ｂ）は光源を示す平面図
である。

【図１７】本発明の実施の形態５による追尾撮影装置
の構成を示すブロック図である。

【図１８】（ａ）は実施の形態５の追尾撮影装置の撮
像光学部１の構成図であり、（ｂ）は受光部を示す平面
図である。

【図１９】図１８（ｂ）の受光部を示す説明図であ
る。

【図２０】（ａ）は本発明の実施の形態６による追尾
撮影装置の撮像光学部の構成図であり、（ｂ）は４分割
受光素子を示す平面図である。

【図２１】本発明の実施の形態７による追尾撮影装置
の構成を示すブロック図である。

【図２２】図２１の追尾撮影装置の外観斜視図であ
る。

【図２３】図２２の振動検出部の構成を示す図であ
る。

【図２４】本発明の実施の形態８による追尾撮影装置
を示す外観斜視図である。

【図２５】図２４をＳ₂₅−Ｓ₂₅線で切る断面図であ
る。

【符号の説明】

１撮影光学部、２追尾部、３制御回路部、
４モニタ、１０ケース、１１対物レンズ、１
２撮像素子、１３ズームレンズ、１４ａ絞り
上部、１４ｂ絞り下部、１４絞り、１５中
間レンズ、１６フォーカスレンズ、１７送りネジ
機構、１８ズームレンズ調整モータ、１９回転
量センサ、２０送りネジ機構、２１絞り調整モ
ータ、２２回転量センサ、２３送りネジ機構、
２４フォーカス調整モータ、２５回転量セン
サ、３０チルト回転部、３１チルトフレーム、
３２チルトシャフト、３３出力ギヤ、３４モ
ータギヤ、３５チルトモータ、３６回転量セン
サ、４０パン回転部、４１パンフレーム、４
２パンシャフト、４３出力ギヤ、４４モータ
ギヤ、４５パンモータ、４６回転量センサ、５
０ＣＰＵ、５１，５２，５３，５４，５５駆動回
路、５６記憶部、６３，６６伝達部、６４
大ギヤ部、６５小ギヤ部、６７大ギヤ部、６
８小ギヤ部、６９，７０バックラッシュ調整用バ
ネ、８０，９０微動回転部、１１０第１のハー
フミラー、１１１点光源、１１２円環光源、
１１３第２のハーフミラー、１２０４分割受光素
子、１４１チルト振動検出部、１４２パン振動
検出部１５２ミラー。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体を撮影して画像信号を出力する撮
影手段と、上記撮影手段による撮影倍率を光学的に変える撮影倍率
変更手段と、上記撮影手段による撮影方向を変える撮影方向変更手段
と、を有する追尾撮影装置において、被写体の特徴部分の形状の画像データであって、上記撮
影倍率変更手段により設定される撮影倍率に応じて決め
られた特徴画像データを記憶する記憶手段と、上記撮影倍率変更手段により設定された撮影倍率におけ
る被写体の特徴部分の形状の特徴画像データを上記記憶
手段から読み出し、上記撮影手段から出力される画像信
号に基づく画像データから上記特徴画像データに対応す
る画像データを繰り返し検出することによって、上記撮
影手段による撮影範囲に対する被写体の特徴部分の位置
及び移動量を算出し、被写体の特徴部分を追尾しながら
上記撮影手段による撮影がなされるように、上記算出さ
れた位置及び移動量に基づいて上記撮影倍率変更手段及
び上記撮影方向変更手段の動作を制御する制御手段とを
有することを特徴とする追尾撮影装置。
【請求項２】上記記憶手段が、複数の被写体のそれぞ
れについて、被写体の特徴部分の形状の特徴画像データ
を記憶し、上記制御手段が、撮影前に指定された被写体に応じた特
徴画像データを上記記憶手段から読み出すことを特徴と
する請求項１記載の追尾撮影装置。
【請求項３】上記撮影方向変更手段が、上記撮影手段による撮影方向をチルト方向に変更するチ
ルト方向変更手段と、上記撮影手段による撮影方向をパン方向に変更するパン
方向変更手段と、を有することを特徴とする請求項１又は２のいずれかに
記載の追尾撮影装置。
【請求項４】上記チルト方向変更手段が、チルトフレームと、上記チルトフレームに回転可能に支持され、上記撮影手
段を支持するチルトシャフトと、上記チルトシャフトに固定された第１の出力ギヤと、上記第１の出力ギヤを回転させる第１のモータギヤと、上記第１のモータギヤを回転させるチルトモータと、を有することを特徴とする請求項３記載の追尾撮影装
置。
【請求項５】上記チルト方向変更手段が、チルトフレームと、上記チルトフレームに回転可能に支持され、被写体の像
を上記撮影手段に入射させる反射鏡と、上記反射鏡を支持するチルトシャフトと、上記チルトシャフトに固定された第１の出力ギヤと、上記第１の出力ギヤを回転させる第１のモータギヤと、上記第１のモータギヤを回転させるチルトモータと、を有することを特徴とする請求項３記載の追尾撮影装
置。
【請求項６】上記第１のモータギヤの回転駆動力を、
上記第１の出力ギヤに伝達する第１の伝達部を有し、上記第１の伝達部が、上記第１のモータギヤに噛み合う
第１のバックラッシュ調整用ギヤ部と上記第１の出力ギ
ヤに噛み合う第２のバックラッシュ調整用ギヤ部とを有
し、上記第１のバックラッシュ調整用ギヤ部が、同軸に重ね
られ、同じ径と同じ歯数を有し、一方の歯を他方の歯に
対して１歯以下ずらした第１の基準ギヤ及び第１の調整
ギヤと、上記第１の基準ギヤ及び第１の調整ギヤの歯の
ずれを縮める方向の力を上記第１の調整ギヤに付与する
第１のバックラッシュ調整用バネとを有し、上記第２のバックラッシュ調整用ギヤ部が、同軸に重ね
られ、同じ径と同じ歯数を有し、一方の歯を他方の歯に
対して１歯以下ずらした第２の基準ギヤ及び第２の調整
ギヤと、上記第２の基準ギヤ及び第２の調整ギヤの歯の
ずれを縮める方向の力を上記第２の調整ギヤに付与する
第２のバックラッシュ調整用バネとを有し、第１のバックラッシュ調整用バネにより上記第１の調整
ギヤに付与される力により、上記第１のモータギヤの歯
を上記第１の基準ギヤ及び第１の調整ギヤの歯の両方で
挟み付けるように、上記第１のモータギヤと上記第１の
バックラッシュ調整用ギヤ部とを噛み合わせ、第２のバックラッシュ調整用バネにより上記第２の調整
ギヤに付与される力により、上記第１の出力ギヤの歯を
上記第２の基準ギヤ及び第２の調整ギヤの歯の両方で挟
み付けるように、上記第１の出力ギヤと上記第２のバッ
クラッシュ調整用ギヤ部とを噛み合わせることを特徴と
する請求項４又は５のいずれかに記載の追尾撮影装置。
【請求項７】上記第１の出力ギヤが、中心部付近を空洞にした円環状の第１の基部と、上記第１の基部の中心部に設けられ、上記チルトシャフ
トを支持する第１の支持部と、上記第１の基部と上記第１の支持部とを同軸的に且つ微
動可能に連結する第１の連結部と、を有し、上記チルト方向変更手段が、上記第１の基部と上記第１の支持部との間に備えられ、
上記第１の支持部を上記第１の基部に対して微動回転さ
せる第１の圧電素子と、上記第１の圧電素子を駆動させる第１の駆動回路と、を有することを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに
記載の追尾撮影装置。
【請求項８】上記パン方向変更手段が、パンフレームと、上記パンフレームに回転可能に支持され、上記チルトフ
レームを支持するパンシャフトと、上記パンシャフトに固定された第２の出力ギヤと、上記第２の出力ギヤを回転させる第２のモータギヤと、上記第２のモータギヤ回転させるパンモータと、を有することを特徴とする請求項４乃至７のいずれかに
記載の追尾撮影装置。
【請求項９】上記第２のモータギヤの回転駆動力を、上
記第２の出力ギヤに伝達する第２の伝達部を有し、上記第２の伝達部が、上記第２のモータギヤに噛み合う
第３のバックラッシュ調整用ギヤ部と上記第２の出力ギ
ヤに噛み合う第４のバックラッシュ調整用ギヤ部とを有
し、上記第３のバックラッシュ調整用ギヤ部が、同軸に重ね
られ、同じ径と同じ歯数を有し、一方の歯を他方の歯に
対して１歯以下ずらした第３の基準ギヤ及び第３の調整
ギヤと、上記第３の基準ギヤ及び第３の調整ギヤの歯の
ずれを縮める方向の力を上記第３の調整ギヤに付与する
第３のバックラッシュ調整用バネとを有し、上記第４のバックラッシュ調整用ギヤ部が、同軸に重ね
られ、同じ径と同じ歯数を有し、一方の歯を他方の歯に
対して１歯以下ずらした第４の基準ギヤ及び第４の調整
ギヤと、上記第４の基準ギヤ及び第４の調整ギヤの歯の
ずれを縮める方向の力を上記第４の調整ギヤに付与する
第４のバックラッシュ調整用バネとを有し、第３のバックラッシュ調整用バネにより上記第３の調整
ギヤに付与される力により、上記第２のモータギヤの歯
を上記第３の基準ギヤ及び第３の調整ギヤの歯の両方で
挟み付けるように、上記第２のモータギヤと上記第３の
バックラッシュ調整用ギヤ部とを噛み合わせ、第４のバックラッシュ調整用バネにより上記第４の調整
ギヤに付与される力により、上記第２の出力ギヤの歯を
上記第４の基準ギヤ及び第４の調整ギヤの歯の両方で挟
み付けるように、上記第２の出力ギヤと上記第４のバッ
クラッシュ調整用ギヤ部とを噛み合わせることを特徴と
する請求項４乃至８のいずれかに記載の追尾撮影装置。
【請求項１０】上記第２の出力ギヤが、中心部付近を空洞にした円環状の第２の基部と、上記第２の基部の中心部に設けられ、上記パンシャフト
を支持する第２の支持部と、上記第２の基部と上記第２の支持部とを同軸的に且つ微
動可能に連結する第２の連結部と、を有し、上記パン方向変更手段が、上記第２の基部と上記第２の支持部との間に備えられ、
上記第２の支持部を上記第２の基部に対して微動回転さ
せる第２の圧電素子と、上記第２の圧電素子を駆動させる第２の駆動回路と、を有することを特徴とする請求項８又は９のいずれかに
記載の追尾撮影装置。
【請求項１１】上記撮影手段と被写体との間に備えら
れた第１のハーフミラーと、上記第１のハーフミラーに向けて光を照射する光源と、を有し、上記撮影手段の光軸に上記光源の光軸を一致させ、上記
光源からの光を上記第１のハーフミラーを通して被写体
に照射し、上記撮影手段が、上記第１のハーフミラーを
介して被写体を撮影することを特徴とする請求項１乃至
１０のいずれかに記載の追尾撮影装置。
【請求項１２】第２のハーフミラーと、上記第１のハーフミラーで反射され、上記第２のハーフ
ミラーを通過した光を検出する４分割された受光素子
と、を有し、上記光源からの光が上記第２のハーフミラー及び上記第
１のハーフミラーで反射して被写体に入射し、被写体か
らの反射光が上記第１のハーフミラーで反射し、上記第
２のハーフミラーを通過して上記４分割された受光素子
に照射され、上記４分割された受光素子の分割されたそ
れぞれ部分の検出値が等しくなるように上記撮影方向変
更手段の動作を制御することを特徴とする請求項１１記
載の追尾撮影装置。
【請求項１３】被写体が目であり、上記光源が、点状の赤色光光源と、円環状の近赤外光光
源とを有し、上記第１のハーフミラーと上記撮影手段との間に、赤色
光を透過させず、近赤外光を透過させる第１のカットフ
ィルタを備え、上記第２のハーフミラーと上記４分割された受光素子と
の間に、近赤外光を透過させず、赤色光を透過させる第
２のカットフィルタを備え、上記赤色光光源と上記近赤外光光源とを同時に点滅させ
て、目の瞳孔に上記赤色光を照射し、目の虹彩に赤外光
を照射し、瞳孔から反射された赤色光を検出する上記４
分割された受光素子の出力に基づいて上記撮影方向変更
手段の方向を変更すると共に、虹彩から反射された赤外
光を上記撮影手段により撮影することを特徴とする請求
項１２記載の追尾撮影装置。
【請求項１４】上記撮影手段の振動を電気信号に変換
する振動検出手段を有し、上記振動検出手段の出力信号に基づいて、上記撮影手段
による撮影画像の振動を減らすように、上記撮影方向変
更手段を動作させることを特徴とする請求項１乃至１３
のいずれかに記載の追尾撮影装置。
【請求項１５】上記振動検出手段が、積層型圧電素子
であることを特徴とする請求項１４記載の追尾撮影装
置。