JPH11275567A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 構成の大形化および更新周期の長期化を防止
した広視野角および高分解能を有する撮像装置を提供す
ること。 【解決手段】 予め定める分解能で撮像して得られた画
像に基づいて物体Ａ１〜Ａ３の位置情報を形成し、この
位置情報に基づいて前記第１撮像手段１５よりも高い分
解能を有する第２撮像手段の撮像方向を前記物体Ａ１〜
Ａ３の画像が中心に配置されるように設定した状態で、
物体Ａ１〜Ａ３を前記高い分解能で撮像する。これによ
って広視野角を第１撮像手段１５で撮像し、必要な情報
すなわち物体Ａ１〜Ａ３の詳細な画像を高い分解能を有
する第２撮像手段１６によって得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、広い視野領域を高
い分解能で撮像するために用いられる撮像装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】飛しょう体を搭載し、予め定める地上領
域に予め定める目標物が存在するときに、その目標物に
向けて飛しょう体を発射する車両が知られている。この
車両を操作する操作者は、地上領域に目標物の存在を認
めたときに、換言すれば地上領域に存在する物体を識別
してその物体が目標物であると認めたときに、その目標
物に向けて飛しょう体を発射している。この車両には、
操作者が物体を識別するために用いる撮像装置が搭載さ
れており、操作者は、この撮像装置によって撮像される
画像を目視して、その画像から得られる物体の形状、大
きさおよび輝度などの情報に基づいて、撮像されている
物体が目標物であるか否かを判断している。

【０００３】このような撮像装置は、操作者が広い地上
領域を全域にわたって迅速に物体を識別することがで
き、かつ真に目標物か否かを高い精度で判断できるよう
にするために、広視野角および高分解能を有することが
望ましい。広視野角および高分解能を有する撮像装置と
して、（１）大口径レンズを用いる装置と、（２）パノ
ラマ撮像装置との２つがある。

【０００４】前者の（１）大口径レンズを用いる撮像装
置１では、図９に示すように、受光した光学像を結像光
学系３によって検知器４の受光部に結像させ、この検知
器４によって光学像を画像信号に変換する撮像手段２
と、この撮像手段２に光学像を導くためのアフォーカル
光学系５とを備えており、アフォーカル光学系５を構成
するレンズとして、大口径のレンズ６が用いられてい
る。この撮像装置１は、大口径レンズ６を有するアフォ
ーカル光学系５によって、撮像手段２に導く光学像の光
量を多くして信頼性の高い光学像を撮像手段２に導くこ
とによって、広視野角の撮像範囲にわたって高分解能で
撮像することができる。

【０００５】また後者の（２）パノラマ撮像装置は、図
９に示した撮像装置１の撮像手段２と同様の撮像手段を
用いて、広い地上領域を複数の領域に分割してその分割
された領域毎に、撮像方向を変更して順次的に撮像し、
このようにして得られた複数の画像を１つの画像として
合成し、広視野角にわたって高分解能で撮像した画像と
同様の画像を得ることができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような（１）大口径レンズ６を用いる装置１では、大
口径レンズ６によって装置１の構成が大形化してしまう
という問題を有する。また（２）パノラマ撮像装置で
は、上記（１）の装置１と比較して、大口径のレンズ６
を必要としないので、構成が大形化することはないけれ
ども、撮像方向を変更しなければならないので、得られ
る画像の更新周期が長期化してしまうという問題を有す
る。また撮像方向の変更の必要および不必要に拘わら
ず、撮像対象からの光学像を画像信号に変換するために
要する時間が装置１よりも長くなってしまうので、結果
的に前記更新周期が長期化することになる。

【０００７】本発明の目的は、構成の大形化および更新
周期の長期化を防止し、広視野角で高分解能を有する撮
像装置を提供することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、予め定める分解能を有し、受光した光学像を画像信
号に変換する第１撮像手段と、前記予め定める分解能よ
りも高い分解能を有し、受光した光学像を画像信号に変
換する第２撮像手段と、前記光学像の光経路を、第１お
よび第２撮像手段のいずれか一方に選択的に切換える切
換手段と、第１撮像手段から出力される画像信号を画像
処理して、予め定める目標画像を含む画像領域を抽出す
る目標画像抽出手段と、前記切換手段と第２撮像手段と
の間に介在され、第２撮像手段に導かれる光学像の光経
路を目標画像抽出手段による抽出画像領域に対応する撮
像方向に変更する光経路変更手段と、第１および第２撮
像手段からそれぞれ出力される各画像信号に基づいて、
第１撮像手段による画像の第２撮像手段による画像に対
応する領域を、第２撮像手段による画像に置換えるよう
に第１および第２撮像手段による画像を合成した画像を
表す合成画像信号を出力する画像制御手段とを含むこと
を特徴とする撮像装置である。

【０００９】本発明に従えば、撮像対象から放射される
光の一部が、切換手段によって第１および第２撮像手段
に選択的に切換えられて導かれる。第１撮像手段は、受
光した光学像を予め定める分解能で画像信号に変換し、
この画像信号は、目標画像抽出手段および画像制御手段
へそれぞれ出力される。目標画像抽出手段は、第１撮像
手段からの画像信号を画像処理し、第１撮像手段をによ
って得られた画像から予め定める目標画像を含む画像領
域を抽出する。この画像領域を抽出する方法としては、
たとえばコントラストボックス法があり、この方法は、
中央部とその外周部との輝度差が大きい領域を前記目標
画像を含む画像領域として抽出する方法であり、たとえ
ば赤外線光学像を利用して、前記撮像対象の比較的温度
が高い部分を撮像した画像を含む画像領域を、前記目標
を含む画像領域として抽出する場合などに有用な方法で
ある。

【００１０】第２撮像手段は、受光した光学像を第１撮
像手段よりも高い分解能で画像信号に変換する。この第
２撮像手段と切換手段との間には、光経路変更手段が介
在されており、この光経路変更手段によって第２撮像手
段に導かれる光学像の光経路が変更される。これによっ
て第２撮像手段は、第２撮像手段自体の向きを変更する
ことなく、光経路変更手段による光経路の変更に伴って
撮像方向が変更された状態で撮像することができる。

【００１１】光経路変更手段は、第２撮像手段による撮
像方向を、目標画像抽出手段による抽出画像領域に対応
する撮像方向となるように、光学像の光経路の変更して
第２撮像手段に導く。このように、第２撮像手段に導か
れる光学像の光経路が変更され、これによって撮像対象
の前記抽出画像領域に対応した領域が第２撮像手段によ
って撮像される。一例として挙げると、目標画像抽出手
段は、第１撮像手段による画像に座標軸を設定し、第１
撮像手段による画像の前記抽出画像領域の中心座標を表
す信号を光経路変更手段に出力する。光経路変更手段
は、この信号に基づいて第２撮像手段に導かれる光学像
の光経路を、抽出画像領域の中心となるように変更す
る。

【００１２】このようにして撮像される第２撮像手段に
よる画像の画像信号は、画像制御手段に出力される。画
像制御手段は、第１撮像手段による画像の第２撮像手段
による画像と対応する部分を、第２撮像手段による画像
に置換えるように、第１および第２撮像手段からの画像
を合成することができる。この合成画像を表す合成画像
信号は、たとえばモニタなどの表示手段に出力可能であ
り、合成画像を表示手段によって表示することができ
る。

【００１３】分解能が比較的低い第１撮像手段は、所定
の撮像範囲を有する撮像対象から受光した光学像を画像
信号に変換するために要する時間が比較的短く、画像の
更新周期は短い。これに対して分解能が比較的高い第２
撮像手段は、所定の撮像範囲を有する撮像対象から受光
した光学像を画像信号に変換するために要する時間が長
くなり、画像の更新周期が長くなるけれども、信頼性が
比較的高い画像を得ることができる。本発明に従う撮像
装置は、これら第１および第２撮像手段の長所をそれぞ
れ生かし、前述のように画像を合成することによって、
広視野角の撮像範囲の撮像対象を高分解能で撮像するこ
とが可能であり、しかも装置の大形化を抑制し、かつ画
像の更新周期の長期化を抑制することができる。

【００１４】さらに詳しく述べると、第１撮像手段は、
分解能が比較的低いので、画像の信頼性は低くなるけれ
ども、光学像を画像信号に変換するために要する時間が
短いので、広視野角の撮像範囲にわたって、たとえば広
い地上領域を撮像対象として撮像しても、短い周期、た
とえばほぼリアルタイムで撮像することができる。画像
制御手段は、このような第１撮像手段による画像の一部
領域、すなわち抽出された抽出画像領域を、第２撮像手
段による画像に置換えることができ、これによって前記
抽出画像領域では、比較的高分解能で撮像した信頼性を
高い画像とすることができる。つまり、第１撮像手段に
よって広視野角で撮像し、得られる画像中の抽出画像領
域の画像を高分解能で撮像される第２撮像手段による画
像に置換えることによって、最終的に得られる画像を第
１撮像手段だけによる画像と比較して高分解能で撮像さ
れた画像とすることができ、かつ最終的に得られる画像
の更新周期が、第２撮像手段だけによって撮像される画
像のように長くなり過ぎることを防止することができ
る。すなわち広視野の撮像対象を高分解能で撮像するこ
とができる。さらに従来のような大口径のレンズを必要
としないので装置が大形化することがない。

【００１５】このように構成が大形化したり、または画
像の更新周期が長くなるという問題が生じることなく、
広視野領域の撮像対象、たとえば広い地上領域を迅速に
撮像することができる。しかも地上領域などの撮像対象
のうち、高分解能で撮像する必要がある領域は、目標画
像抽出手段によって所定の抽出条件に基づいて抽出する
ことができ、高分解能で撮像することができる。また撮
像対象のうち、高分解能で撮像する必要がある領域は、
目標画像抽出手段によっていわば自動的に抽出されるの
で、操作者は、第１撮像手段からの画像を目視して、所
定の条件を満たす画像領域を、高分解能で撮像すべき領
域として選出する作業をする必要がなく、作業性が優れ
ている。

【００１６】請求項２記載の本発明は、第２撮像手段か
ら出力される画像信号をフレームメモリに記憶し、光経
路変更手段が光経路を変更しているときに、第１撮像手
段による画像のフレームメモリに記憶された画像に対応
し、かつ第２撮像手段による画像に対応する領域を、フ
レームメモリに記憶された画像に置換えて、フレームメ
モリに記憶された光経路変更前の画像をフリーズ状態で
表示させるようにしたことを特徴とする。

【００１７】本発明に従えば、第２撮像手段によって撮
像された画像は、フレームメモリに記憶される。光経路
変更手段が前記光経路を変更したときには、フレームメ
モリに記憶された画像信号、すなわち光経路変更手段が
光経路を変更する前に、第２撮像手段によって撮像され
た画像を、表示手段によってフリーズ状態で表示させる
ことができる。

【００１８】これによって第１撮像手段による画像中
に、目標画像抽出手段による抽出画像領域が複数存在す
るときに、たとえば光経路変更手段によって光経路を周
期的に変更して各抽出画像領域に対応した地上領域を第
２撮像手段によって個別に撮像するようにし、複数の抽
出画像領域のうち１つの領域については、第２撮像手段
によって撮像されるほぼリアルタイムの詳細な連続画像
を表示し、残余の抽出画像領域については、前記フレー
ムメモリに記憶された画像信号の画像をフリーズ状態で
表示することが可能である。

【００１９】これによって操作者は、複数の抽出画像領
域が存在するときに、１つの抽出画像領域に関して、第
２撮像手段が他の抽出画像領域を撮像しているときであ
っても、フリーズ状態の過去の画像ではあるが第２撮像
手段による詳細な画像を目視することができる。またこ
のフレームメモリに記憶された画像は、第２撮像手段に
よるリアルタイムの画像が表示される領域を除く領域に
表示されるので、複数の抽出画像領域が相互に重なって
いる場合であっても、第２撮像手段からの画像を優先し
て表示することができる。したがって第２撮像手段から
得られるほぼリアルタイムの新しい画像情報を、できる
だけ表示させることができる。

【００２０】またフレームメモリに記憶される画像信号
が表す画像を、フリーズ状態で表示することができるの
で、たとえば、予め定める地上領域に存在する物体が目
標物であるか否かを判断するために撮像装置を用いたと
き、物体の詳細な画像をフリーズ状態で表示することが
可能となる。このようにした場合には、操作者は、物体
を撮像した前記フリーズ状態の画像を目視して、その物
体が目標物であるか否かの判断を容易に行うことができ
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の実施の一形態であ
る撮像装置１１の概略的な構成を示す系統図であり、図
２は撮像装置１１が搭載される車両１３を示す斜視図で
ある。図１は撮像装置１１における光学像を導くための
構成を原理的に示し、図２は車両１３から飛しょう体１
２を発射した状態を示す図である。撮像装置１１は、基
本的に、第１撮像手段１５と、第２撮像手段１６と、切
換手段１７と、目標画像抽出手段１８と、光経路変更手
段１９と、画像合成手段２０とを含み、さらにアフォー
カル光学系３５を含む。

【００２２】この撮像装置１１は、低分解能ではあるけ
れども、広視野にわたって撮像可能な第１撮像手段１５
と、撮像可能な視野は狭いけれども、高分解能で撮像可
能な第２撮像手段１６とによってそれぞれ撮像される画
像を合成することによって、広視野の撮像対象としてた
とえば広い地上領域を、高分解能で撮像するための装置
である。本実施形態においては、撮像装置１１は、たと
えば、飛しょう体１２を搭載し、その飛しょう体１２を
操作者が目標物Ａ１〜Ａ３に向けて発射するための車両
１３に備えられる。このような撮像装置１１によって撮
像された画像は、操作者が地上領域３８内に物体が存在
するか否かの確認、および確認された物体が目標物Ａ１
〜Ａ３であるか否かの識別などのために用いられる。

【００２３】第１撮像手段１５は、第１結像光学系２１
と、第１検知器２２とを有する。第１結像光学系２１
は、１または複数のレンズによって、予め定める結像倍
率を有するように構成され、撮像対象である地上領域３
８からの赤外線による光学像を第１検知器２２で結像さ
せる。第１検知器２２は、走査形の光検知器によって実
現され、前記赤外線光学像を、アナログ電気信号に変換
し、さらにアナログ電気信号をデジタル電気信号に変換
し、このデジタル電気信号を画像信号として、目標画像
抽出手段１８および画像制御手段２０に出力する。

【００２４】第２撮像手段１６は、第２結像光学系２３
と、第２検知器２４とを有する。第２結像光学系２３
は、１または複数のレンズによって、前記第１結像光学
系２１よりも高い結像倍率を有するように構成され、地
上領域３８からの赤外線による光学像を第２検知器２４
で結像させる。第２検知器２４は、第１検知器２２と同
様の構成を有し、この第２検知器２４によって受光した
赤外線光学像から変換された画像信号は、画像制御手段
２０に出力される。

【００２５】このように第２撮像手段１６は、第１検知
器２２と同様の第２検知器２４を有するとともに、第２
結像光学系２３が第１結像光学系２１よりも高い結像倍
率となるように構成される。これによって第２撮像手段
１６は、第１撮像手段１５と比較して、撮像範囲は小さ
くなるけれども、同一の視野角度の領域から受光する赤
外線光学像を、高い受光素子密度、すなわち高い画素密
度で画像信号に変換することができる。換言すれば、第
２撮像手段１６は第１撮像手段１５と比較して、１画素
当たりの視野角度、すなわち瞬時視野角度を小さくする
ことによって、高い分解能で撮像された詳細な画像を得
ることができる。つまり、第１撮像手段１５では、撮像
装置１１が受光した赤外線光学像のほぼ全体を所定の画
素数で画像信号に変換し、第２撮像手段１６では、撮像
装置１１が受光した赤外線光学像の一部を拡大した状態
で、第１撮像手段と同一画素数で画像信号に変換してお
り、第２撮像手段１６は、第１撮像手段１５よりも詳細
な画像を得ることができる。

【００２６】切換手段１７は、略円板状であり、周方向
１ケ所に、２つの半径線で切り取られる扇状の切欠き２
７が形成される反射ミラー２５と、この反射ミラー２５
を回転駆動する駆動部２６とを有する。撮像装置１１に
は、この切換手段１７よりも、光学像が導かれる方向上
流側に、撮像対象からの赤外線光学像を、たとえば１０
分の１に縮小するために、複数のレンズ３３，３４から
成るアフォーカル光学系３５が設けられており、このア
フォーカル光学系３５を介して、切換手段１７に、撮像
対象からの赤外線光学像が導かれる。

【００２７】アフォーカル光学系３５と切換手段１７と
は、アフォーカル光学系によって縮小された光学像が、
反射ミラー２５の外周を含む円内の中心から半径方向外
方にずれた位置に導かれるように、配置されている。反
射ミラー２５は、アフォーカル光学系３５に臨む平坦な
反射面２５ａに対して垂直な回転軸線Ｏまわりに、駆動
部２６によって回転駆動される。この回転軸線Ｏは、ア
フォーカル光学系３５を通過した直後の光学像の光軸Ｃ
に対して角度θだけ傾斜している。アフォーカル光学系
３５からの赤外線光学像は、反射ミラー２５の角度位置
に対応して、反射面２５ａで反射されるか、または切欠
き２７を通過する。

【００２８】赤外線光学像は、反射ミラー２５の反射面
２５ａに照射されたときには、この反射面２５ａで反射
され、第１撮像手段１５の第１結合光学系２１へ導かれ
る。また赤外線光学像は、反射ミラー２５の切欠き２７
を通過したときには、光経路変更手段１９を介して第２
撮像手段１６へ導かれる。

【００２９】駆動部２６は、たとえばステッピングモー
タによって実現され、反射ミラー２５を、たとえば１０
〜３０Ｈｚ、好ましくは３０Ｈｚで回転駆動する。した
がって駆動部２６によって反射ミラー２５が回転駆動さ
れると、アフォーカル光学系３５を通過した赤外線光学
像は、その光経路が第１および第２撮像手段１５，１６
のいずれか一方に、１０〜３０Ｈｚの周期で選択的に切
換えられる。また切欠き２７の大きさは、第１および第
２撮像手段１５，１６に光学像を導く時間的な配分によ
って適宜選択される。

【００３０】目標画像抽出手段１８は、第１撮像手段１
５による画像信号が与えられ、この画像信号を画像処理
し、第１撮像手段１５による画像中の予め定める抽出条
件を満たす目標画像を含む画像領域を抽出し、この画像
領域の座標を表す信号を発生する。この抽出画像領域の
座標を表す信号は、光経路変更手段１９に与えられる。

【００３１】光経路変更手段１９は、切換手段１７と、
第２撮像手段１６との間に介在されている。前述のよう
に、第１撮像手段１５には、アフォーカル光学系３５を
通過した光学像のほぼ全体が導かれるのに対して、第２
撮像手段１６には、アフォーカル光学系３５を通過した
光学像のうち、一部の方向の光経路を経た光学像だけが
導かれる。光経路変更手段１９は、第２撮像手段１６に
導かれる光学像の光経路の方向を変更するための手段で
あり、これによって、地上領域３８うちどの方向の一部
領域からの光学像を、第２撮像手段１６に導くかを変更
する。

【００３２】光経路変更手段１９は、ピッチ方向変更部
７０と、ヨー方向変更部７１と、光経路制御部３２とを
備える。ピッチ方向変更部７０は、ピッチ方向変更ミラ
ー２８と、このピッチ方向変更ミラー２８を角変位駆動
する駆動部３０とを有し、ピッチ方向変更ミラー２８
は、平坦な矩形状のミラーであり、反射面２８ａに反射
ミラー２５の切欠き２７を通過した光学像が照射される
位置に設けられ、この照射された光学像を反射する。駆
動部３０は、ピッチ方向変更ミラー２８を、水平な角変
位軸線まわりに高精度で角変位駆動する。ヨー方向変更
部７１は、ヨー方向変更ミラー２９と、このヨー方向変
更ミラー２８を角変位駆動する駆動部３１とを有し、ヨ
ー方向変更ミラー２９は、平坦な矩形状のミラーであ
り、反射面２９ａにピッチ方向変更ミラー２８によって
反射された光学像が照射される位置に設けられ、この照
射された光学像を反射する。駆動部３１は、ヨー方向変
更ミラー２９を垂直な角変位軸線まわりに高精度で角変
位駆動する。

【００３３】ピッチ方向変更部７０によって、第２撮像
手段１６に導かれる光学像の光経路の方向が、ピッチ方
向に関して選択され、ヨー方向変更部７１によって、第
２撮像手段１７に導かれる光学像の光経路の方向がヨー
方向に関して選択される。これらのピッチおよびヨー方
向変更部７０，７１を組み合わせて、第２撮像手段１６
に導かれる光学像の光経路の方向が選択される。

【００３４】光経路制御部３２は、目標画像抽出手段１
８から抽出画像領域の座標を表す信号が与えられ、この
信号に基づいて、地上領域３８の抽出画像領域に対応す
る一部領域からの光学像が、第２撮像手段１６に導かれ
るように、ピッチ方向変更部７０およびヨー方向変更部
７１に指令信号を出力する。すなわち、光経路制御部３
２からの指令信号に応答して、前記各駆動部３０，３１
がピッチ方向変更ミラー２８およびヨー方向変更ミラー
２９を、それぞれ角変位駆動し、これによって、第２撮
像手段１６の撮像方向が変更される。

【００３５】画像制御手段２０は、第１および第２撮像
手段１５，１６からの画像信号が与えられ、これらの画
像信号に基づいて、第１撮像手段１５による画像の第２
撮像手段１６による画像と対応する領域を第２撮像手段
１６による画像に置換えるように、第１および第２撮像
手段１５，１６からの画像信号を合成処理する。この合
成処理によって得られた合成画像を表す合成画像信号
は、表示手段５２に与えられ、表示手段５２によって合
成画像を表示することができる。

【００３６】図３は、撮像装置１１の電気的構成を示す
ブロック図である。図３において、光学像の光経路は、
破線で示す。撮像対象である地上領域３８からの赤外線
光学像は、たとえば前述したようなアフォーカル光学系
３５を介して切換手段１７に導かれ、この切換手段１７
によって光学像の光経路が、第１撮像手段１５および第
２撮像手段１６に、選択的に切換えられる。切換手段１
７から光学像は、第１撮像手段１５には、直接導かれ、
第２撮像手段１６には、光経路変更手段１９を介して導
かれる。

【００３７】目標画像抽出手段１８は、第１撮像手段１
５から出力される画像信号に基づいて、コントラストボ
ックス画像処理を行う。このコントラストボックス画像
処理は、まず、図４に示す手順でコントラストボックス
処理画像４３を生成する。詳しく述べると、図４（１）
に示される第１撮像手段１５からの画像３９に、図４
（２）に示されるような第１比較領域４０とその第１比
較領域４０を囲む第２比較領域４１とを有する複数の輝
度比較領域４２ａ１，４２ａ２を、最も上の行の左から
右に移動し、その行における設定が終了すると下の行に
移動して左から右に移動するように、順次的に移動して
マトリクス状に設定する。このとき各輝度比較領域４２
ａ１，４２ａ２，４２ａ３…；４２ｂ１，４２ｂ２，４
２ｂ３…；４２ｃ１，４２ｃ２，４２ｃ３…；４２ｄ１
……（以下、任意の輝度比較領域を指す場合、または総
称する場合には、「輝度比較領域４２」と記す場合があ
る）毎に、第１比較領域４０の平均輝度と第２比較領域
４１の平均輝度との差であるローカルコントラスト値を
それぞれ演算して求め、図４（３）に示されるコントラ
ストボックス処理画像４３を生成する。すなわちコント
ラストボックス処理画像４３は、各輝度比較領域４２が
相互に隙間なく隣接して成り、各輝度比較領域４２毎に
それぞれのローカルコントラスト値を表す信号であり、
このコントラストボックス処理画像４３を表す信号は、
図示しないメモリに記憶されている。

【００３８】このようにしてコントラストボックス処理
画像４３を生成した後、次に図５（１）に示される３×
３の９つの領域ＳＡ，ＳＢ，ＳＣ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＦ，
ＳＧ，ＳＨ，ＳＬに分割されるフィルタ４４を、図５
（２）に示すように、フィルタ４４の各領域ＳＡ〜ＳＨ
およびＳＬと各輝度比較領域４２とがそれぞれ対応する
ように、適用する。このフィルタ４４は、上述の輝度比
較領域４２の設定と同様に、左上部分から右下部分に、
１つの輝度比較領域４２ずつ移動しながら適応され、以
下の条件式（１）を満たす輝度比較領域４２を抽出す
る。さらに第１撮像手段１５による画像に対してＸＹ座
標を設定し、抽出される輝度比較領域４２のＸＹ座標に
おける中心座標値を求める。

【００３９】 （Ｌ＞Ａ）ａｎｄ（Ｌ＞Ｂ）ａｎｄ（Ｌ＞Ｃ）ａｎｄ（Ｌ＞Ｄ） ａｎｄ（Ｌ≧Ｅ）ａｎｄ（Ｌ≧Ｆ）ａｎｄ（Ｌ≧Ｇ）ａｎｄ（Ｌ≧Ｈ） …（１） ここで、Ａ〜ＨおよびＬには、図５（１）に示すフィル
タ４４の各領域ＳＡ〜ＳＨおよびＳＬに対応した輝度比
較領域４２のローカルコントラスト値が代入される。

【００４０】図５（２）に示されるように、前記フィル
タ４４の中心に位置する目標候補判定領域ＳＬをコント
ラストボックス処理画像の最も左上の輝度比較領域４２
から、最も右下の輝度比較領域４２まで順次走査して、
当て嵌める。このとき条件式（１）を満たすか否かを判
定する。すなわち目標候補判定領域ＳＬのローカルコン
トラスト値が、目標候補判定領域ＳＬよりも走査方向上
流側に隣接する第１比較判定領域ＳＡ〜ＳＤの各ローカ
ルコントラスト値よりも大きく、かつ目標候補判定領域
ＳＬの走査方向下流側に隣接する第２比較判定領域ＳＥ
〜ＳＨの各ローカルコントラスト値以上であるか否かを
判定し、両者の条件を満たすときの目標候補判定ＳＬ
を、目標画像を含む画像領域として抽出する。

【００４１】このようにして第１撮像手段１５から出力
される画像信号をコントラストボックス画像処理するこ
とによって、局部的に輝度差の大きい輝度比較領域４２
が存在する場合に、その輝度比較領域４２の中心座標を
抽出画像領域の中心座標して抽出することができる。こ
のように第１撮像手段１５による画像に対応するコント
ラストボックス処理画像４２中の最も輝度差の大きい輝
度比較領域４２の中心座標を抽出画像領域の中心座標と
するのではなく、フィルタ４４を用いて、局部的に輝度
差の大きい輝度比較領域４２の中心座標を抽出画像領域
の中心座標とするので、第１撮像手段１５による画像か
ら複数の抽出画像領域を抽出することが可能であり、地
上領域３８に、目標物または目標物と同様の条件を満た
す物体など、本形態では、周囲と比較して輝度差が高い
物体などが存在する場合に、それらの物体などを第２撮
像手段１５によって高分解能で撮像することができる。

【００４２】またローカルコントラスト値が所定の値以
上となる輝度比較領域４２の中心座標を抽出画像領域の
中心座標とするのではなく、局部的に輝度差の大きい輝
度比較領域４２の中心座標を抽出画像領域の中心座標と
し、さらに条件式（１）に従って判定するので、比較的
輝度差が大きい輝度比較領域４２が、隣接して存在し、
目標候補判定領域ＳＬおよびこの目標候補判定領域ＳＬ
に隣接する第１および第２比較領域ＳＡ〜ＳＨから成る
比較判定エリア、すなわちフィルタ４４が適用されるエ
リア内に複数存在する場合であっても、同一のローカル
コントラスト値の輝度比較領域が隣接していて抽出でき
ない、または抽出画像領域として複数抽出するなどの不
具合が生じることなく、１つの抽出画像領域を、最も輝
度差の大きい輝度比較領域４２の中心座標を抽出画像領
域の中心座標として、抽出することができる。

【００４３】これによって本形態のように、赤外線の輝
度差によって抽出画像領域を抽出する構成、たとえば周
囲と比較して温度の高い物体などの画像を目標画像して
抽出画像領域を抽出する構成において、たとえばその物
体が、図２に示されるような車両Ａ１であり、第１撮像
手段１５による車両Ａ１の画像が、比較判定エリアと同
程度の大きさである場合に、車両Ａ１のエンジン、マフ
ラおよび車両の搭乗者など、複数の発熱源の基づいて、
比較判定エリア内に、比較的大きい輝度差の比較判定領
域４２が複数存在するけれども、この車両Ａ１について
は、１つの抽出画像領域として抽出し、地上領域３８に
複数の目標物である物体Ａ１〜Ａ３が存在するにも拘わ
らず、１つの物体、たとえば物体Ａ１を第２撮像手段１
６によって集中的に撮像する不具合を無くすことができ
る。

【００４４】目標画像抽出手段１８は、このコントラス
トボックス処理によって求められた座標を、目標画像を
含む画像領域の中心座標とし、その中心座標を表す目標
候補座標信号として、光経路制御部３２に出力する。

【００４５】光経路変更手段１７の光経路制御部３２
は、第２撮像手段１６による画像の前記ＸＹ座標におけ
る中心座標値（Ｘ１，Ｙ１）が、目標画像抽出手段１８
からの出力された目標候補座標信号が表す抽出画像領域
の中心座標（Ｘ２，Ｙ２）と一致するように、ピッチ方
向変更ミラー２８、およびヨー方向変更ミラー２９を角
変位駆動させる指令を表す指令信号を、各駆動部３０，
３１にそれぞれ出力する。より具体的には、ピッチ方向
変更ミラー２８およびヨー方向変更ミラー２９の角度位
置が、図示しない角度位置検出器によって検出されて、
これに基づいて第２撮像手段１６による画像の前記ＸＹ
座標における中心座標値（Ｘ１，Ｙ１）を表す視野中心
座標信号が、光経路制御部３２に与えられる。この視野
中心座標信号と、目標画像抽出手段１８からの目標候補
座標信号とに応答して、各座標信号の表す座標値を用い
て、ヨー方向の必要変更量ΔＸおよびピッチ方向の必要
変更量ΔＹを、 ΔＸ＝Ｘ１−Ｘ２ ΔＹ＝Ｙ１−Ｙ２ …（２） によって演算し、 ΔＸ＝０ ΔＹ＝０ …（３） のように各必要変更量ΔＸ，ΔＹが０となるように、各
変更ミラー２８，２９を駆動する指令信号を各駆動部３
０，３１に出力する。

【００４６】また上述した目標画像抽出手段１８によっ
て複数の目標画像領域が抽出される場合、光経路制御部
３２は、視野中心座標を各目標候補座標に周期的に順次
一致させるように、指令信号を出力する。これによって
第１撮像手段１５による画像中に複数の抽出画像領域が
存在する場合には、地上領域３８のこれら各抽出画像領
域に対応する一部領域を、第２撮像手段１６によって、
周期的に順次撮像することができる。

【００４７】光経路制御部３２には、反射ミラー２５の
角度位置を検出する検出器によって検出される反射ミラ
ー２５の角度位置を表す検出角度位置信号が与えられ
る。光経路制御部３２は、検出角度位置信号に応答し
て、反射ミラー２５が、アフォーカル光学系３５を通過
した光学像が反射ミラー２５の切欠き２７を通過する角
度位置にあるときを避け、アフォーカル光学系３５を通
過した光学像が反射ミラー２５で反射されて第１撮像手
段１５に導かれているときに、各駆動部３０，３１に、
各変更ミラー２８，２９を駆動する指令信号を出力す
る。

【００４８】これによって、各変更ミラー２８，２９
は、地上領域３８からの赤外線光学像が導かれていない
時間だけを利用して角変位され、第２撮像手段１６が撮
像可能なときに、その撮像方向が変更されることがな
く、第２撮像手段１６は、いわばブレを起こすことな
く、鮮明な光学像を撮像することができる。すなわち、
第２撮像手段１６に地上領域３８からの赤外線光学像が
導かれているにもかかわらず、光経路変更手段１７が光
経路を変更中であり、第２撮像手段１６によって得られ
る画像がブレた画像となって無駄な画像になることを防
ぐことができる。

【００４９】画像制御手段２０は、画像補正演算部４６
と、画像合成部４７とを有する。画像補正演算部４６
は、光方向制御部３２からの現在の第２撮像手段１６の
視野中心の中心座標を表す視野中心座標信号が与えら
れ、この信号に基づいて、たとえば第２撮像手段１６で
の撮像中にピッチ方向変更ミラー２８および／またはヨ
ー方向変更ミラー２９が不所望に動揺して、いわゆる像
流れが発生した場合に、その動揺を前記角度位置検出器
で検出し、その角度位置検出器からの検出信号を取込ん
で、この像流れを補正するための補正信号を画像合成部
４７に出力する。

【００５０】この各変更ミラー２８，２９の動揺による
像流れの補正は、たとえば前記角度検知器によって各ミ
ラー２８，２９の動揺を検知し、第２撮像手段１６によ
る画像において、各画素毎に、輝度および色彩を表す映
像信号から、前記動揺した方向の上流側の画素の映像信
号に基づいて、不必要な輝度および色彩を表す映像信号
を差し引くことによって、前記像流れによる画像の乱れ
を補正することができる。

【００５１】また画像補正演算部４６は、アフォーカル
光学系３５の各レンズ３３，３４の中央部と周辺部との
収差、いわゆる周辺収差によって生じる赤外線光学像の
歪みに起因する画像歪みを補正するための演算式を算出
し、この演算式を画像合成部４７へ与える。特にこの各
レンズ３３，３４の周辺収差による歪みは、詳細な画像
を得るための第２撮像手段１６による画像においては、
その重要性が高くなる。本形態では、この周辺収差の補
正は、第１および第２撮像手段１５，１６による画像に
ついてそれぞれ行われるけれども、その重要性が高い第
２撮像手段１６による画像だけを補正するようにして、
補正処理効率を向上するようにしてもよい。この周辺収
差の補正のための演算式は、アフォーカル光学系３５の
特性に基づいて、画像に対して歪みの逆変換を行う式で
ある。この演算式は、たとえば図示しない記憶手段に記
憶しておき、補正時に呼び出してすようにしてもよく、
また第２撮像手段１６による画像だけを補正する場合に
は、アフォーカル光学系３５の特性だけを記憶手段に記
憶しておき、補正時に特性を呼出し、第２撮像手段１６
の撮像方向に対応する部分だけ、演算式を作成するよう
にしてもよい。

【００５２】このような各変更ミラー２８，２９の動揺
による像流れの補正、およびアフォーカル光学系３５の
周辺収差による画像歪みの補正をするための情報を表す
信号は、画像合成部４７に与えられる。この画像合成部
４７において、画像を再構成するときに、前記像流れお
よび画像歪みの補正が行われる。

【００５３】画像合成部４７は、フレームメモリ５０を
有し、このフレームメモリ５０は、画像合成信号を適宜
更新記憶する合成信号記憶領域と、第１撮像手段１５か
らの画像信号を適宜更新記憶する第１記憶領域と、第２
撮像手段１６からの画像信号を適宜更新記憶する第２記
憶領域とを有する。この画像合成部４７では、第１およ
び第２撮像手段１５，１６からの画像信号をフレームメ
モリ５０の第１および第２記憶領域に記憶し、第１およ
び第２撮像手段１５，１６からの画像信号の同期信号に
基づいて、第１および第２記憶領域に記憶された画像信
号を適宜呼び出して合成し、画像合成信号として合成信
号記憶領域に記憶させる。記憶された合成画像信号は、
適宜呼び出されて表示手段５２に出力される。

【００５４】第１および第２撮像手段１５，１６から画
像信号は、たとえば以下のようにして合成される。ま
ず、各変更ミラー２８，２９の角度位置検出器から出力
される検出信号に基づいて、第１撮像手段１５による画
像の第２撮像手段１６の撮像範囲に対応する領域の中心
座標を算出する。次に、フレームメモリ５０の第１領域
に記憶されている第１撮像手段１５による画像の画像信
号のアドレス情報に基づいて、第１撮像手段１５の画像
の画像信号の映像情報のうち第２撮像手段１６の撮像範
囲に対応する領域の映像情報を削除し、この削除された
映像情報に代えて、第２記録領域に記憶されている第２
撮像手段１６からの画像の画像信号を呼出して、その映
像情報を嵌込む。このように合成して得られた画像合成
信号を合成信号記憶領域に記憶し、適宜呼び出して、表
示手段５２に出力する。

【００５５】また画像合成部４７では、各角度位置検出
器からの検出信号に基づいて、光経路変更手段１９が前
記光経路を変更したときは、フレームメモリ５０の第２
領域に記憶された画像信号、すなわち光経路変更手段１
９が光経路を変更する前に第２撮像手段１６が撮像して
いた画像の画像信号を、第１および第２記憶領域ならび
に合成信号記憶領域とは異なる第３記憶領域に記憶す
る。この第３記憶領域には、第２撮像手段１６による画
像の画像信号を、複数記憶することができ、抽出画像領
域が複数存在する場合などに、第２撮像手段１６によっ
て撮像される各抽出画像領域に対応する画像の画像信号
を、所定数記憶することができる。

【００５６】また第３記憶容量が一杯になった状態で、
さらに新たな画像信号を記憶する必要があるときには、
最も古い画像信号を削除して記憶するように更新記憶さ
れる。

【００５７】このように第２撮像手段１６の撮像方向が
変更されたときには、上述した第１および第２撮像手段
１５，１６による画像の一部を、第３記憶領域に記憶さ
れた画像信号の画像に置換えるように、画像が合成され
る。第１および第２撮像手段１５，１６からの画像を表
す画像信号と、フレームメモリ５０の第３記憶領域に記
憶される画像信号とを合成するにあたって、各画像のア
ドレス情報に基づいて、第２撮像手段１６による画像と
第３記憶領域に記憶される画像とが相互に近接して重な
っている場合には、第３記憶領域から呼び出した画像信
号の第２記憶領域に記憶される画像信号の画像と重なる
部分の映像信号を削除した状態で、第２撮像手段１６に
よって撮像された新しい、第２記憶領域に記憶される画
像信号を優先して合成する。またフレームメモリ５０の
第３記憶領域に記憶される画像信号の画像が相互に重な
る場合には、この相互に重なる部分について、新しい方
の画像信号を優先させて合成する。

【００５８】たとえば第１撮像手段１５による画像中に
抽出画像領域が複数存在するときに、上述のように光経
路変更手段１９によって光経路を周期的に変更して各抽
出画像領域に対応する地上領域を、第２撮像手段１６に
よって順次撮像する場合、画像合成部４７では、複数の
抽出画像領域のうち、第２撮像手段１６が現在撮像中の
１つの領域は、ほぼリアルタイムの画像を合成し、残余
の抽出画像領域は、フレームメモリ５０の第３記憶領域
に記憶された画像信号の画像を合成する。つまり、この
ように複数の抽出画像領域が存在する場合に、合成され
た画像を表示手段５２によって表示するときには、１つ
の抽出画像領域は、ほぼリアルタイムの連続画像が表示
され、残余の抽出画像領域は、記憶された画像がフリー
ズ状態で表示される。これによって操作者は、１つの抽
出画像領域に関して、第２撮像手段１６が他の抽出画像
領域を撮像しているときであっても、第２撮像手段１６
が撮像した詳細な画像をフリーズ状態ではあるけども目
視することができるとともに、フレームメモリ５０の第
３領域から呼び出される画像信号の画像は、第２撮像手
段１６からのほぼリアルタイムの画像が表示される領域
を除く領域に表示されるので、複数の抽出領域が相互に
重なっている場合であっても、第２撮像手段１６による
新しいリアルタイムの画像を優先して表示することがで
きる。これによってできる限り新しい画像を表示手段５
２によって表示させることができる。

【００５９】表示手段５２は、第２撮像手段１６によっ
て高分解能で撮像された詳細な画像を、その情報量を損
なうことなく詳細に表示することができる表示能力を有
している。この表示手段５２には、前述のように合成画
像信号が与えられ、この信号の表す合成画像が表示され
る。

【００６０】再び図２を参照して、このような撮像装置
１１を搭載する車両１３には、伸縮自在な柱状体１３ａ
と、飛しょう体１２を発射するための発射台１３ｂ，１
３ｃとが備えられる。柱状体１３ａの先端部に撮像装置
１１が、柱状体１３ａの軸線まわりに角変位可能に設け
られる。撮像装置１１は、図示しないモータなどの駆動
手段によって柱状体１３ａまわりに角変位駆動すること
ができる。操作者は、駆動手段に指令を与えて、撮像手
段１１を角変位駆動し、車両１３を動かすことなく、撮
像装置１１を角変位させてその撮像方向を変更すること
ができる。

【００６１】また柱状体１３ａは伸縮自在になってお
り、車両１３と、撮像対象である地上領域３８との間
に、隆起した領域３７および／または建物などの視界を
遮る遮蔽物がある場合には、柱状体１３ａを伸長させ
て、遮蔽物が邪魔にならない位置に撮像装置だけを移動
させて、地上領域３８を撮像可能とすることができる。

【００６２】図６は、撮像装置１１の動作の一例を示す
フローチャートである。車両１３が所定の位置に配置さ
れ、反射ミラー２５の回転駆動が開始され、各変更ミラ
ー２８，２９のミラーの角度位置が初期位置、たとえ
ば、第１撮像手段１５の視野中心座標、すなわち第１撮
像手段による画像の中心座標と第２撮像手段１６による
視野中心座標とが一致する角度位置に設定されるととも
に、第１および第２撮像手段１５，１６に電力が供給さ
れて、第１および第２検知器２２，２４が駆動され、撮
像準備が完了する。

【００６３】この状態で撮像動作が開始され、ステップ
ａ１では、第１撮像手段１５によって地上領域３８の撮
像が行われる。すなわち切換手段１７が撮像対象３８か
らの赤外線光学像を、第１撮像手段１５に導いたとき
に、第１検知器２２が、その赤外線光学像を画像信号に
変換する。

【００６４】次にステップａ２では、第１撮像手段１５
からの画像信号に基づいて、たとえば上述のコントラス
トボックス処理によって、所定の条件を満たす画像を目
標画像として、この目標画像を含む画像領域を抽出す
る。具体的には、図２に示すように地上領域３８に物体
Ａ１〜Ａ３が存在する場合に、それら物体Ａ１〜Ａ３の
画像を含む画像領域を抽出する。

【００６５】次にステップａ３では、第１撮像手段１５
によって撮像された画像中に抽出画像領域が存在するか
否かが判定される。このステップａ３での判定が肯定さ
れた場合、すなわち地上領域３８の画像に、目標物およ
び目標物と同様の条件を満たす画像、たとえば物体Ａ１
〜Ａ３の画像が存在すると判定された場合には、ステッ
プａ４に移行し、この判定が否定された場合には、ステ
ップａ１０に移行する。

【００６６】ステップａ４では、抽出画像領域が１つで
あるか否かが判定され、この判定が肯定される場合に
は、ステップａ５に移行し、逆に判定が否定される場合
には、ステップａ１１に移行する。ステップａ５では、
第１撮像手段１５からの画像における抽出画像領域の中
心座標の演算が行われる。次にステップａ６では、演算
された中心座標に基づいて第２撮像手段１６に導かれる
光学上の光経路を、前記抽出画像領域の中心となるよう
に、すなわち抽出画像領域の中心座標と第２撮像手段１
６の視野中心座標とが一致するように、光経路変更手段
１９によって変更する。この状態で、ステップａ７にお
いて、第２撮像手段１６によって、地上領域３８の一部
が撮像が行われる。すなわち切換手段１７が撮像対象３
８からの赤外線光学像を、第２撮像手段１６に導いたと
きに、第２検知器２２が、その赤外線光学像を画像信号
に変換する。

【００６７】次にステップ８では、第１および第２撮像
手段１５，１６からの画像信号に対して、像流れおよび
像歪みの補正をするための信号が画像補正演算部４６に
よって生成され、画像合成部４８に与えられる。ステッ
プａ９では、画像合成部４８において、第１および第２
撮像手段１５，１６からの各画像信号およびフレームメ
モリ５０の第３記憶領域に記憶される画像信号とを合成
するとともに、画像補正演算部４６によって演算された
画像補正のための信号に基づいて、合成画像を再構成し
て補正し、フレームメモリ５０の合成信号記憶領域に記
憶させる。また画像を合成するときに、フレームメモリ
５０の第３記憶領域に画像信号が記憶されている場合に
は、フレームメモリ５０の第２記憶領域に記憶される画
像信号の画像を除く領域を、第３記憶領域に記憶される
画像信号の画像に置換えるように画像を合成する。ステ
ップａ９では、前記フレームメモリ５０に記憶される画
像合成信号を表示手段５２に出力する。

【００６８】ステップａ３で、判定が否定されて、ステ
ップａ１０に移行したときには、第１撮像手段１５によ
る画像だけを、アフォーカル光学系３５の周辺収差によ
る画像だけを補正して、その画像信号をフレームメモリ
５０の合成信号記憶領域に記憶させ、適宜呼び出して表
示手段５２に出力する。

【００６９】またステップａ４で判定が否定されて、ス
テップａ１１に移行したときには、第１撮像手段１５か
らの画像における各抽出画像領域の中心座標の演算がそ
れぞれ行われる。次にステップａ１２で、演算された各
抽出画像領域の各中心座標の中に、第２撮像手段１６の
視野中心座標よりも走査方向下流側の座標が存在するか
否かが判定される。ステップａ１２での判定が肯定され
た場合には、ステップａ１３に移行して視野中心座標
と、この視野中心座標の走査方向下流側で、かつ最も走
査方向上流側の抽出画像領域の中心座標とを一致させる
ように、第２撮像手段１６に導かれる光学上の光経路を
変更する。またステップａ１２での判定が否定された場
合には、ステップａ１４に移行して視野中心座標と、最
も走査方向上流側の抽出画像領域の中心座標とを一致さ
せるように、第２撮像手段１６に導かれる光学上の光経
路を変更する。このようにステップａ１２からステップ
ａ１３またはステップａ１４を経た後、ステップａ７に
移行され、第２撮像手段１６によって撮像される。

【００７０】このようにして、合成画像信号を表示手段
５２に出力して、撮像手段１１の１サイクル動作が終了
する。このような動作が切換手段１７による光経路の切
換と同一の周期で繰り返され、操作者は、表示手段５２
による表示画像を確認してその表示画像に飛しょう体１
２を誘導すべき物体が存在するか否かの識別を行ってい
る。

【００７１】図７は、撮像装置１１によって撮像される
画像の表示画像の推移を示す図である。図７（１）は、
第１撮像手段１５によって予め定める分解能で撮像され
た地上領域３８の画像を表示手段５２によって表示した
画像である。この１回目のサイクルでは、この第１撮像
手段１５からの画像中には、目標物および目標物と同様
の条件の、すなわち周囲と輝度差が異なる画像が存在
し、これらの目標画像を含む画像領域Ｃ１〜Ｃ３が、抽
出される。これら抽出画像領域Ｃ１〜Ｃ３の中心座標を
上述した目標画像抽出手段１８によって求める。

【００７２】次のサイクルにおいて、各抽出画像領域の
中心座標のうちの１つ、たとえばまず走査方向上流側に
ある抽出画像領域Ｃ１の中心座標を視野中心に一致させ
て、本形態では、抽出画像領域と対応する領域を、第２
撮像手段１６によって撮像し、この画像を優先させて、
第１および第２撮像手段１５，１６の画像を合成して表
示する。これによって図７（２）に示すように、抽出画
像領域Ｃ１は、第１撮像手段１５によって得られる画像
よりも高い分解能のリアルタイム画像が得られる。

【００７３】所定のサイクル数だけこのような画像を表
示した後、現在の第２撮像手段１６の視野中心よりも走
査方向下流側に中心座標が存在する抽出画像領域Ｃ２の
中心座標を視野中心に一致させて、本形態では、抽出画
像領域と対応する領域を、第２撮像手段１６によって撮
像し、この画像を最優先させるとともに、１つ前のサイ
クルで撮像した第２手段からの画像信号をフレームメモ
リ５０の第３記憶領域に記憶し、この第３記憶領域に記
憶される画像信号の画像を第１撮像手段１５の画像より
も優先させて、第１および第２撮像手段の画像ならびに
フレームメモリ５０の第３記憶領域に記憶される画像を
合成して表示する。これによって図７（３）に示すよう
に、抽出画像領域Ｃ２は、第１撮像手段１５によって得
られる画像よりも高い分解能のリアルタイム画像が得ら
れるとともに、抽出画像領域Ｃ１は、第１撮像手段１５
によって得られる画像よりも高い分解能のフリーズ画像
が得られる。

【００７４】ここからさらに所定のサイクル数だけこの
ような画像を表示した後、現在の第２撮像手段１６の視
野中心よりも走査方向下流側に中心座標が存在する抽出
画像領域Ｃ３の中心座標を視野中心に一致させて、本形
態では、抽出画像領域と対応する領域を、第２撮像手段
１６によって撮像し、この画像を最優先させるととも
に、１つ前のサイクルで撮像した第２手段からの画像信
号を、現在記憶されている抽出画像領域Ｃ１の画像信号
とともに、フレームメモリ５０の第３記憶領域に記憶
し、この第３記憶領域に記憶される画像信号の画像を第
１撮像手段１５の画像よりも優先させて、第１および第
２撮像手段１５，１６の画像ならびにフレームメモリ５
０の第３記憶領域に記憶される画像を合成して表示す
る。これによって図７（４）に示すように、抽出画像領
域Ｃ３は、第１撮像手段１５によって得られる画像より
も高い分解能のリアルタイム画像が得られるとともに、
抽出画像領域Ｃ１，Ｃ２は、第１撮像手段１５によって
得られる画像よりも高い分解能のフリーズ画像が得られ
る。

【００７５】このとき第２撮像手段１６によって撮像中
の抽出画像領域Ｃ３と、第３記憶領域に画像信号が記憶
されている抽出画像領域Ｃ２とが部分的に重なってお
り、この場合、最も新しい画像情報である抽出画像領域
Ｃ３の画像が、フレームメモリ５０の第３記憶領域に記
憶される画像信号の画像よりも優先して表示される。

【００７６】このようにして第１撮像手段１５で広視野
角で撮像し、得られる画像から抽出される一部の抽出画
像領域を高分解能で撮像される第２撮像手段１６の画像
に置換えることによって、最終的に得られる画像を、第
１撮像手段１５だけによる画像と比較して、高分解能で
撮像された画像とすることができる。このように、所定
の条件を満たす画像Ｃ１〜Ｃ３を高分解能で撮像するこ
とができるので操作者は表示手段５２の表示画像を目視
することによって、高精度で物体Ａ１〜Ａ３が飛しょう
体１２を誘導すべき目標物であるか否かを識別すること
ができる。

【００７７】また第１撮像手段１５によって、広い地上
領域３８全体の画像をほぼリアルタイムで得ることがで
きるので、最終的に合成されて得られる画像の更新周期
が、第２撮像手段１６だけによる画像の更新周期に対し
て長くなることを抑制することができる。これによって
上述した従来技術のような大口径レンズを用いたアフォ
ーカル光学系を備える必要がないので、撮像装置１１
を、小形化することができる。

【００７８】また一般に、広視野角および高分解能を有
する撮像装置において、アフォーカル光学系は最も小形
化が困難である構成品であり、第１撮像手段１５と第２
撮像手段１６とに、アフォーカル光学系を個別にそれぞ
れ設ける構成では、撮像装置が大形化してしまうけれど
も、本発明では、アフォーカル光学系を１つにして、切
換手段１７を用いて、光学像を第１および第２撮像手段
１５，１６に選択的に換えて導く構成とミラー２５を駆
動部２６によって回転駆動し、切欠き２７間から光経路
が導かれるまでの間に光経路が変更するように構成さ
れ、この切換手段１７は、アフォーカル光学系よりも小
さく構成することが可能であり、アフォーカル光学系を
１つとして、撮像装置１１の小形化を実現することがで
きる。このような撮像装置１１を小形化することができ
るので、撮像装置１１は目立つことがなく、撮像装置１
１が不所望に発見されることを可及的に少なくすること
ができるという効果を達成することができる。

【００７９】また第２撮像手段１６によって撮像すべき
領域に対応する画像抽出領域Ｃ１〜Ｃ３は、目標画像抽
出手段１８によって、いわば自動的に抽出されるので、
操作者は第１撮像手段１５による画像を目視して、抽出
画像領域を選出する必要がなく、得られた画像による物
体の識別に専念することができる。また、選出作業を操
作者が行うような構成と比較して、操作者の経験や反応
速度によって、抽出画像領域に差異が生じたり、抽出画
像領域の選出に要する時間が異なることがない。

【００８０】図８は、本発明の実施の他の形態の目標画
像抽出手段の画像処理方法を説明するための図である。
図８（１）で第１撮像手段１５内からの画像６０内に物
体ＡＡの画像が存在する場合を想定する。たとえば第１
撮像手段１５における撮像中において、Ｓ−Ｓで示す水
平走査線の輝度は図８（２）に示すように変化する。す
なわち、電圧値で示す輝度６２の分布は、予め設定され
るスレッショルドレベル６３を超える部分を生じる。水
平走査線Ｓ−Ｓ毎に高輝度部位を検出し、画像処理によ
って二次元の２値化画像に変化した画像は、たとえば図
８（３）に示すようなものとなる。画面の中央が第２撮
像手段１６の撮像方向中心６４であり、高輝度部位６５
は、水平方向でΔＸ１，垂直方向でΔＹ１だけ変位して
いる。この変位が０となるように第２撮像手段１６の撮
像方向を変更すると、図８（４）の状態となる。このよ
うにして高輝度部位に第２撮像手段１６がその撮像方向
を変更したときの２値化画像に対応する輝度分布から、
図８（１）の物体ＡＡが存在する領域を高分解能で撮像
することができる。

【００８１】この実施形態では、輝度６２の分布を用い
て、予め定めるスレッショルドレベル６３を超える領域
を抽出することができる。したがって、図１〜図７に示
す実施形態と比較して、適切なスレッショルドレベルを
設定することによって、確実に目標画像を含む画像領域
を抽出することができる。

【００８２】上述した各実施形態では、地上領域３８を
撮像するために赤外線を利用していたけれども、これに
限定されることはなく可視光線を利用してもよく、この
場合、表示手段５２によって表示される画像は、一般の
人が通常肉眼で見ている画像情報と同一のものとなり、
操作者は表示手段５２を目視して、その画像の情報を理
解しやすい。

【００８３】また上述した各実施形態では、撮像装置１
１は、飛しょう体１２を発射するための車両１３に搭載
する構成を説明したけれども、これに限られることはな
く、たとえばヘリコプタなどに搭載し、地上領域１３を
上空から観察するために用いられる構成、および港湾な
どを監視するための監視カメラとして用いられる構成で
あってもよい。

【００８４】

【発明の効果】請求項１記載の本発明によれば、分解能
が比較的低い第１撮像手段は、所定の撮像範囲を有する
撮像対象から受光した光学像を画像信号に変換するため
に要する時間が比較的短く、画像の更新周期は短い。こ
れに対して分解能が比較的高い第２撮像手段は、所定の
撮像範囲を有する撮像対象から受光した光学像を画像信
号に変換するために要する時間が長くなり、画像の更新
周期が長くなるけれども、信頼性が比較的高い画像を得
ることができる。本発明に従う撮像装置は、これら第１
および第２撮像手段の長所をそれぞれ生かし、前述のよ
うに画像を合成することによって、広視野角の撮像範囲
の撮像対象を高分解能で撮像することが可能であり、し
かも装置の大形化を抑制し、かつ画像の更新周期の長期
化を抑制することができる。

【００８５】さらに詳しく述べると、第１撮像手段は、
分解能が比較的低いので、画像の信頼性は低くなるけれ
ども、光学像を画像信号に変換するために要する時間が
短いので、広視野角の撮像範囲にわたって、たとえば広
い地上領域を撮像対象として撮像しても、短い周期、た
とえばほぼリアルタイムで撮像することができる。画像
制御手段は、このような第１撮像手段による画像の一部
領域、すなわち抽出された抽出画像領域を、第２撮像手
段による画像に置換えることができ、これによって前記
抽出画像領域では、比較的高分解能で撮像した信頼性を
高い画像とすることができる。つまり、第１撮像手段に
よって広視野角で撮像し、得られる画像中の抽出画像領
域の画像を高分解能で撮像される第２撮像手段による画
像に置換えることによって、最終的に得られる画像を第
１撮像手段だけによる画像と比較して高分解能で撮像さ
れた画像とすることができ、かつ最終的に得られる画像
の更新周期が、第２撮像手段だけによって撮像される画
像のように長くなり過ぎることを防止することができ
る。すなわち広視野の撮像対象を高分解能で撮像するこ
とができる。さらに従来のような大口径のレンズを必要
としないので装置が大形化することがない。

【００８６】このように構成が大形化したり、または画
像の更新周期が長くなるという問題が生じることなく、
広視野領域の撮像対象、たとえば広い地上領域を迅速に
撮像することができる。しかも地上領域などの撮像対象
のうち、高分解能で撮像する必要がある領域は、目標画
像抽出手段によって所定の抽出条件に基づいて抽出する
ことができ、高分解能で撮像することができる。また撮
像対象のうち、高分解能で撮像する必要がある領域は、
目標画像抽出手段によっていわば自動的に抽出されるの
で、操作者は、第１撮像手段からの画像を目視して、所
定の条件を満たす画像領域を、高分解能で撮像すべき領
域として選出する作業をする必要がなく、作業性が優れ
ている。

【００８７】請求項２記載の本発明によれば、第２撮像
手段によって撮像された画像は、フレームメモリに記憶
される。光経路変更手段が前記光経路を変更したときに
は、フレームメモリに記憶された画像信号、すなわち光
経路変更手段が光経路を変更する前に、第２撮像手段に
よって撮像された画像を、表示手段によってフリーズ状
態で表示させることができるので、第１撮像手段による
画像中に、目標画像抽出手段による抽出画像領域が複数
存在するときに、たとえば光経路変更手段によって光経
路を周期的に変更して各抽出画像領域に対応した地上領
域を第２撮像手段によって個別に撮像するようにし、複
数の抽出画像領域のうち１つの領域については、第２撮
像手段によって撮像されるほぼリアルタイムの詳細な連
続画像を表示し、残余の抽出画像領域については、前記
フレームメモリに記憶された画像信号の画像をフリーズ
状態で表示することが可能である。

【００８８】これによって操作者は、複数の抽出画像領
域が存在するときに、１つの抽出画像領域に関して、第
２撮像手段が他の抽出画像領域を撮像しているときであ
っても、フリーズ状態の過去の画像ではあるが第２撮像
手段による詳細な画像を目視することができる。またこ
のフレームメモリに記憶された画像は、第２撮像手段に
よるリアルタイムの画像が表示される領域を除く領域に
表示されるので、複数の抽出画像領域が相互に重なって
いる場合であっても、第２撮像手段からの画像を優先し
て表示することができる。したがって第２撮像手段から
得られるほぼリアルタイムの新しい画像情報を、できる
だけ表示させることができる。

【００８９】またフレームメモリに記憶される画像信号
が表す画像を、フリーズ状態で表示することができるの
で、たとえば、予め定める地上領域に存在する物体が目
標物であるか否かを判断するために撮像装置を用いたと
き、物体の詳細な画像をフリーズ状態で表示することが
可能となる。このようにした場合には、操作者は、物体
を撮像した前記フリーズ状態の画像を目視して、その物
体が目標物であるか否かの判断を容易に行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態である撮像装置１１の概
略的な構成を示す系統図である。

【図２】撮像装置１１を搭載した車両１３を示す斜視図
である。

【図３】撮像装置１１の電気的構成を示すブロック図で
ある。

【図４】目標画像抽出手段１８におけるコントラストボ
ックス処理画像の生成動作を説明するための図である。

【図５】目標画像抽出手段１８におけるコントラストボ
ックス処理画像上の局所的なコントラスト最大値の抽出
動作を説明するための図である。

【図６】第１撮像手段１５の動作を説明するために示す
フローチャートである。

【図７】図６の動作に対応する画像処理の進行状態を示
す模式図である。

【図８】本発明の実施の他の形態の画像処理の進行状態
を示す模式図である。

【図９】典型的な従来技術の概略的な構成を示す系統図
である。

【符号の説明】

１５ 第１撮像手段 １６ 第２撮像手段 １７ 切換手段 １９ 光経路変更手段 ２０ 画像制御手段 Ａ１〜Ａ３ 物体 ３８ 地上領域

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１１年５月２８日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項１

【補正方法】変更

【補正内容】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００８

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の本発明
は、撮像対象からの光学像を縮小するアフォーカル光学
系と、予め定める分解能を有し、受光した光学像を画像
信号に変換する第１撮像手段と、前記予め定める分解能
よりも高い分解能を有し、受光した光学像を画像信号に
変換する第２撮像手段と、前記アフォーカル光学系によ
って縮小された光学像の光経路を、第１および第２撮像
手段に選択的に時間配分して切換える切換手段と、第１
撮像手段から出力される画像信号を画像処理して、予め
定める目標画像を含む画像領域を抽出する目標画像抽出
手段と、前記切換手段と第２撮像手段との間に介在さ
れ、アフォーカル光学系を通過した光学像の光経路を目
標画像抽出手段による抽出画像領域に対応する撮像方向
に変更して、前記アフォーカル光学系を通過した光学像
の一部を第２撮像手段に導く光経路変更手段と、第１お
よび第２撮像手段からそれぞれ出力される各画像信号に
基づいて、第１撮像手段による画像の第２撮像手段によ
る画像に対応する領域を、第２撮像手段による画像に置
換えるように第１および第２撮像手段による画像を合成
した画像を表す合成画像信号を出力する画像制御手段と
を含むことを特徴とする撮像装置である。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】本発明に従えば、撮像対象の光学像がアフ
ォーカル光学系によって縮小され、この縮小された光学
像が、切換手段によって第１および第２撮像手段に選択
的に切換えられて導かれる。第１撮像手段は、受光した
光学像を予め定める分解能で画像信号に変換し、この画
像信号は、目標画像抽出手段および画像制御手段へそれ
ぞれ出力される。目標画像抽出手段は、第１撮像手段か
らの画像信号を画像処理し、第１撮像手段によって得ら
れた画像から予め定める目標画像を含む画像領域を抽出
する。この画像領域を抽出する方法としては、たとえば
コントラストボックス法があり、この方法は、中央部と
その外周部との輝度差が大きい領域を前記目標画像を含
む画像領域として抽出する方法であり、たとえば赤外線
光学像を利用して、前記撮像対象の比較的温度が高い部
分を撮像した画像を含む画像領域を、前記目標を含む画
像領域として抽出する場合などに有用な方法である。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４３】これによって本形態のように、赤外線の輝
度差によって抽出画像領域を抽出する構成、たとえば周
囲と比較して温度の高い物体などの画像を目標画像して
抽出画像領域を抽出する構成において、たとえばその物
体が、図２に示されるような車両Ａ１であり、第１撮像
手段１５による車両Ａ１の画像が、比較判定エリアと同
程度の大きさである場合に、車両Ａ１のエンジン、マフ
ラおよび車両の搭乗者など、複数の発熱源に基づいて、
比較判定エリア内に、比較的大きい輝度差の比較判定領
域４２が複数存在するけれども、この車両Ａ１について
は、１つの抽出画像領域として抽出し、地上領域３８に
複数の目標物である物体Ａ１〜Ａ３が存在するにも拘わ
らず、１つの物体、たとえば物体Ａ１を第２撮像手段１
６によって集中的に撮像する不具合を無くすことができ
る。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５１】また画像補正演算部４６は、アフォーカル
光学系３５の各レンズ３３，３４の中央部と周辺部との
収差、いわゆる周辺収差によって生じる赤外線光学像の
歪みに起因する画像歪みを補正するための演算式を算出
し、この演算式を画像合成部４７へ与える。特にこの各
レンズ３３，３４の周辺収差による歪みは、詳細な画像
を得るための第２撮像手段１６による画像においては、
その重要性が高くなる。本形態では、この周辺収差の補
正は、第１および第２撮像手段１５，１６による画像に
ついてそれぞれ行われるけれども、その重要性が高い第
２撮像手段１６による画像だけを補正するようにして、
補正処理効率を向上するようにしてもよい。この周辺収
差の補正のための演算式は、アフォーカル光学系３５の
特性に基づいて、画像に対して歪みの逆変換を行う式で
ある。この演算式は、たとえば図示しない記憶手段に記
憶しておき、補正時に呼び出すようにしてもよく、また
第２撮像手段１６による画像だけを補正する場合には、
アフォーカル光学系３５の特性だけを記憶手段に記憶し
ておき、補正時に特性を呼出し、第２撮像手段１６の撮
像方向に対応する部分だけ、演算式を作成するようにし
てもよい。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５８】たとえば第１撮像手段１５による画像中に
抽出画像領域が複数存在するときに、上述のように光経
路変更手段１９によって光経路を周期的に変更して各抽
出画像領域に対応する地上領域を、第２撮像手段１６に
よって順次撮像する場合、画像合成部４７では、複数の
抽出画像領域のうち、第２撮像手段１６が現在撮像中の
１つの領域は、ほぼリアルタイムの画像を合成し、残余
の抽出画像領域は、フレームメモリ５０の第３記憶領域
に記憶された画像信号の画像を合成する。つまり、この
ように複数の抽出画像領域が存在する場合に、合成され
た画像を表示手段５２によって表示するときには、１つ
の抽出画像領域は、ほぼリアルタイムの連続画像が表示
され、残余の抽出画像領域は、記憶された画像がフリー
ズ状態で表示される。これによって操作者は、１つの抽
出画像領域に関して、第２撮像手段１６が他の抽出画像
領域を撮像しているときであっても、第２撮像手段１６
が撮像した詳細な画像をフリーズ状態ではあるけれども
目視することができるとともに、フレームメモリ５０の
第３領域から呼び出される画像信号の画像は、第２撮像
手段１６からのほぼリアルタイムの画像が表示される領
域を除く領域に表示されるので、複数の抽出領域が相互
に重なっている場合であっても、第２撮像手段１６によ
る新しいリアルタイムの画像を優先して表示することが
できる。これによってできる限り新しい画像を表示手段
５２によって表示させることができる。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６６

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６６】ステップａ４では、抽出画像領域が１つで
あるか否かが判定され、この判定が肯定される場合に
は、ステップａ５に移行し、逆に判定が否定される場合
には、ステップａ１１に移行する。ステップａ５では、
第１撮像手段１５からの画像における抽出画像領域の中
心座標の演算が行われる。次にステップａ６では、演算
された中心座標に基づいて第２撮像手段１６に導かれる
光学上の光経路を、前記抽出画像領域の中心となるよう
に、すなわち抽出画像領域の中心座標と第２撮像手段１
６の視野中心座標とが一致するように、光経路変更手段
１９によって変更する。この状態で、ステップａ７にお
いて、第２撮像手段１６によって、地上領域３８の一部
の撮像が行われる。すなわち切換手段１７が撮像対象３
８からの赤外線光学像を、第２撮像手段１６に導いたと
きに、第２検知器２２が、その赤外線光学像を画像信号
に変換する。

【手続補正８】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６７】次にステップａ８では、第１および第２撮
像手段１５，１６からの画像信号に対して、像流れおよ
び像歪みの補正をするための信号が画像補正演算部４６
によって生成され、画像合成部４８に与えられる。ステ
ップａ９では、画像合成部４８において、第１および第
２撮像手段１５，１６からの各画像信号およびフレーム
メモリ５０の第３記憶領域に記憶される画像信号とを合
成するとともに、画像補正演算部４６によって演算され
た画像補正のための信号に基づいて、合成画像を再構成
して補正し、フレームメモリ５０の合成信号記憶領域に
記憶させる。また画像を合成するときに、フレームメモ
リ５０の第３記憶領域に画像信号が記憶されている場合
には、フレームメモリ５０の第２記憶領域に記憶される
画像信号の画像を除く領域を、第３記憶領域に記憶され
る画像信号の画像に置換えるように画像を合成する。ス
テップａ１０では、前記フレームメモリ５０に記憶され
る画像合成信号を表示手段５２に出力する。

【手続補正９】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７３

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７３】所定のサイクル数だけこのような画像を表
示した後、現在の第２撮像手段１６の視野中心よりも走
査方向下流側に中心座標が存在する抽出画像領域Ｃ２の
中心座標を視野中心に一致させて、本形態では、抽出画
像領域と対応する領域を、第２撮像手段１６によって撮
像し、この画像を最優先させるとともに、１つ前のサイ
クルで撮像した第２撮像手段１２からの画像信号をフレ
ームメモリ５０の第３記憶領域に記憶し、この第３記憶
領域に記憶される画像信号の画像を第１撮像手段１５の
画像よりも優先させて、第１および第２撮像手段の画像
ならびにフレームメモリ５０の第３記憶領域に記憶され
る画像を合成して表示する。これによって図７（３）に
示すように、抽出画像領域Ｃ２は、第１撮像手段１５に
よって得られる画像よりも高い分解能のリアルタイム画
像が得られるとともに、抽出画像領域Ｃ１は、第１撮像
手段１５によって得られる画像よりも高い分解能のフリ
ーズ画像が得られる。

【手続補正１０】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００７４

【補正方法】変更

【補正内容】

【００７４】ここからさらに所定のサイクル数だけこの
ような画像を表示した後、現在の第２撮像手段１６の視
野中心よりも走査方向下流側に中心座標が存在する抽出
画像領域Ｃ３の中心座標を視野中心に一致させて、本形
態では、抽出画像領域と対応する領域を、第２撮像手段
１６によって撮像し、この画像を最優先させるととも
に、１つ前のサイクルで撮像した第２撮像手段１２から
の画像信号を、現在記憶されている抽出画像領域Ｃ１の
画像信号とともに、フレームメモリ５０の第３記憶領域
に記憶し、この第３記憶領域に記憶される画像信号の画
像を第１撮像手段１５の画像よりも優先させて、第１お
よび第２撮像手段１５，１６の画像ならびにフレームメ
モリ５０の第３記憶領域に記憶される画像を合成して表
示する。これによって図７（４）に示すように、抽出画
像領域Ｃ３は、第１撮像手段１５によって得られる画像
よりも高い分解能のリアルタイム画像が得られるととも
に、抽出画像領域Ｃ１，Ｃ２は、第１撮像手段１５によ
って得られる画像よりも高い分解能のフリーズ画像が得
られる。

【手続補正１１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 予め定める分解能を有し、受光した光学
   像を画像信号に変換する第１撮像手段と、 前記予め定める分解能よりも高い分解能を有し、受光し
   た光学像を画像信号に変換する第２撮像手段と、 前記光学像の光経路を、第１および第２撮像手段のいず
   れか一方に選択的に切換える切換手段と、 第１撮像手段から出力される画像信号を画像処理して、
   予め定める目標画像を含む画像領域を抽出する目標画像
   抽出手段と、 前記切換手段と第２撮像手段との間に介在され、第２撮
   像手段に導かれる光学像の光経路を目標画像抽出手段に
   よる抽出画像領域に対応する撮像方向に変更する光経路
   変更手段と、 第１および第２撮像手段からそれぞれ出力される各画像
   信号に基づいて、第１撮像手段による画像の第２撮像手
   段による画像に対応する領域を、第２撮像手段による画
   像に置換えるように第１および第２撮像手段による画像
   を合成した画像を表す合成画像信号を出力する画像制御
   手段とを含むことを特徴とする撮像装置。
2. 【請求項２】 第２撮像手段から出力される画像信号を
   フレームメモリに記憶し、光経路変更手段が光経路を変
   更しているときに、第１撮像手段による画像のフレーム
   メモリに記憶された画像に対応し、かつ第２撮像手段に
   よる画像に対応する領域を、フレームメモリに記憶され
   た画像に置換えて、フレームメモリに記憶された光経路
   変更前の画像をフリーズ状態で表示させるようにしたこ
   とを特徴とする請求項１記載の撮像装置。