JPH01126880A - 特にシーンをビデオモニターの画面に再生する目的でシーンを撮影する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は−特にジーンをビデオモニターの画面に再生す
る目的でシーンを撮影する装置に関する。

この装置は、ハウジングと、ハウジングに取り付けられ
、結像面にシーンを結像するレンズと、ハウジング内に
配設され、かつ前記結像面上にあり、そして像の一部の
個々の画素の輝度および場合によっては色相を電気信号
に変換する為の、平面状に構成された撮像素子を有し、
前記撮像素子は摺動可能に取り付けられ、かつ像より小
さく構成されている。又、この装置は撮像素子を結像面
内で摺動させる為の駆動機構も有している。

（従来の技術および発明が解法しようとする課題）この
種の装置（ドイツ特許明細書第３２２３９７１号、ドイ
ツ特許公開明細書第３６０６７６５号）は普通テレビカ
メラと呼ばれ、又そうしたものとして利用され、数多く
の実施態様において知られている。その撮像素子を通常
構成するＣＣＤラインセンサ、すなわぢ半導体電荷結合
素子（ｃｈａｒｇｅ　ｃｏｕｐｌｅｄ　ｄｅｖｉｃｅ）
は走査線に沿って配設した複数の小さなＣＣＤセルを有
し、セルの電荷は光によりアナログ制御することができ
、又セルの長さは数恥である。走査線形撮像索子は結像
したシーンの各走査線に付属して設けてあり、駆動機構
により走査線方向に垂直に移動してシーン全体を走査す
ること力ｙできる。かかるＣＣＤ素子の利点として、Ｃ
ＣＤ素子に入射する画像情報が電気信号の形でレジスタ
に引き渡され、レジスタを読み出すことにより画像信号
若しくは影像信号を直接、すなわち走査用電子ビームを
利用することなく獲得することができる。だが多くの実
際的適用事例にとって、少なくともラインセンサがシー
ン全体を一度走査するまでの間、カメラ全体を固定配設
しておかねばならない点が不適である。

ラインセンサに加えて、かかるテレビカメラに、ＣＣＤ
エリアセンサを付加的に装備することもでき（ドイツ特
許公開明細書第３６０６７６５号、第３６１６４００号
）、例えば固定式に取付けられて記録すべきシーンの位
置を捜し出ずファインダーとして働いたり、又は本来の
撮像素子と一緒に移動するように設けられ、本来の撮像
素子を補足して微調整を行うことができる。

それと並んで、撮像索子をエリアセンサで構成し、そし
て従来のテレビカメラの撮像素子（ビジコン、アイコノ
スコープ、オルシコン等）と同様にカメラボデー内に固
定式に取り付けたＣＣＤ技術のテレビカメラがある。か
かるカメラは移動するシーンの撮影にも適している。

周知装置に共通する点としてレンズ、撮像素子及びこれ
と結合した装置はカメラにより捕捉可能な、カメラの「
視野」に一致した全シーンを撮像素子が常に走査するよ
うカメラボデー内に配設して取り付けである。結像すべ
きシーンが視野に一致したシーンより大きいとか又は結
像すべきシーンがこの視野の外にくると、カメラ内にあ
る全部品とともにカメラ全体が旋回及び回転運動を行わ
ねばならない。例えば移動する対象物をカメラで「追跡
」する場合にも同じことが言える。両方ともかなりの質
量を移動させねばならず、又旋回及び回転運動を行うの
に十分な空間を用意しなければならないので、しばしば
かなりの身体的又は構造上の支出と結びついている。

こうした運動を避けるため、好適なレンズ（広角レンズ
、いわゆる魚眼レンズ）を選択することにより、ごく大
きなシーンでもカメラで完全に捕捉し又は移動する対象
物が常にカメラの視野内に留まるのを確保することはで
きよう。しかしこれは、大きくなった視野を解像するの
も常に個々の撮像素子にすぎないので、再生品質を損う
ことになろう。

与えられたこの条件に基づき、冒頭述べた種類の装置は
あらゆる種類の監視目的に、或いは例えばスポーツ大会
等の場合にしばしばそうであるようなシーン転換の激し
いライブ撮影にも、条件付きでのみ使用することができ
る。テレビカメラを例えば広い入口ホール又は窓口ホー
ルを監視するため銀行やホテル等の建物のなかに配設し
た場合には視野が限定されるか又は視野内の対象物をご
くぼんやりとしか見ることができず、カメラを旋回可能
又は回転可能に支承する高価な措置を講じ、そして場合
によっては付加的に好適な駆動システムを設けるか又は
カメラを数台使用しなければならない。旋回及び回転可
能なテレビカメラを例えば道路交通を監視するため交差
点や道路等の屋外に配設した場合、カメラを旋回及び回
転させる装置は更に、高価な密封装置を設けないかぎり
風雪、粉塵等により激しい摩耗を受ける。カメラを全て
又は一部平で動かす場合には、なかんずく移動させるべ
き大きな質量が障害となり、カメラマンはしばしば、特
にカメラをすばやく移動させねばならないとき、解決で
きない問題に直面する。最後に、かかるカメラを車両又
は飛行物体に取り付は且つそれを同時にガタッキなしに
安定させて選択した対象物に整列させることは殆ど不可
能である。

本発明は、冒頭述べた種類の装置を、それが全体として
移動することなく、特に旋回又は傾動することなくシー
ンの細部を従来より大きく撮影し再生し、そして７′又
はシーン内部の移動する対象物を追跡することができる
よう構成することを目的とする。

（課題を解決する為の手段および効果）本発明の装置は
ハウジングと、ハウジングに取り付けられ、結像面にシ
ーンを結像するレンズと、ハウジング内に配設され、か
つ前記結像面上にあり、そして像の一部の個々の画素の
輝度および場合によっては色相を電気信号に変換する為
の、平面状に構成された撮像素子を有し、前記撮像素子
は摺動可能に取付けられ、かつ像より小さく構成され、
そして撮像素子を結像面内で摺動させる為の駆動機構を
有している装置であって、前記撮像素子が、シーン内部
で選択した対象物を撮影し、観測し、そして場合によっ
ては追跡する為に、像全体にわたって摺動可能に支承し
てあり、前記駆動機構が異なる方向で動作する駆動装置
を含んでいることを特徴としている。

本発明がもたらす利点として、任意に移動可能ではある
がシーン内に留まる対象物を追跡する場合、装置のレン
ズ及びハウジングは固定式に配設することができ、撮像
素子のみ、そして場合によってはその走査に必要な幾つ
かの装置を移動させるだけでよい。これにより、移動す
べき質量が著しく減少する。更に一方でレンズの有効開
口角度に一致した装置の見掛けの視野が比較的大きく、
他方でしかし実際の視界、すなわち撮像素子を顆りにい
ずれかの時点に観測する、そして場合によっては画面全
体に現れる画像部分は、それに匹敵する周知のシステム
では視界が常に視野に等しいのに対し、比較的小さい点
でも有利である。その際、その都度表示された画像部分
がきわめて良好な再生品質と高い解像能で表示されると
いう付加的利点がある。というのもこれには撮像素子の
感光面全体及び画面全体が用意されているからである。

本発明のその他の有利な特徴は従属請求項から明らかと
なる。

（実施例） 本発明を以下添付図面を参考に実施例について詳しく説
明する。

第１図に概略を示す本発明装置１は塔２上に取り付け、
建物３を観測又は監視するのに使われる。

装置１は選択的に、符号４で示唆したように建物３内に
取り付けて建物の前の空間を観測又は監視するのに使う
こともできよう。

第２．３図に示すように、装置１に収めた密閉ハウジン
グ５が前面に穴を有し、そのなかにレンズ６が交換可能
に組込んである。レンズ６は通常どおり絞り７を有し、
付加的に絞り開口及び焦点合わせを調整する手動又は自
動制御可能な装置８．９を装備することができる。レン
ズ６は、従来のテレビカメラで一般に行われているよう
にシーン１０を、概略示唆した好ましくは平らな結像面
ｌｌ上に鮮明に結像し、結像面と絞り７との距離はレン
ズ６の有する焦点距離に依存する。その際ジーン１０が
装置１の見掛けの視野を表し、この視野は鋭角βの円錐
形光線束により形成される。

ハウジング５内でレンズ６の背後に信号板１２が配設し
てあり、信号板は平面状に構成した感光撮像素子１４を
支える。信号板１２は好ましくは＝　　１０− ＣＣＤチップ（ＣＣＤ−電荷結合素子）からなり、これ
に、多数の感光素子又はセルを例えば行と列とに配設し
て形成した撮像素子１４が設けてあり、素子又はセルは
光を照射すると光の輝度値、又は色相値に一致したアナ
ログ電気信号を発生する光電変換器として働く。その際
すべての感光素子又はセルは結像面に対応した平らな又
は湾曲した感光面を形成する。その外、信号板１２は後
面に所要の配線、増幅器、メモリ等を装備することがで
き、これらが基板を形成し、しばしば信号板１２及び撮
像素子１４と一緒に集積半導体素子にまとめである。撮
像素子１４又は基板が撓みケーブル１６を介して接続し
である装置ｆ　１７は撮像素子１４の走査に必要な制御
回路等と走査により得られた電気信号の処理に必要な電
子素子とを含み、出力端子１８から通常の（例えば国際
無線通信諮問委員会により）標準化された画像信号若し
くは映像信号を出力する。信号板１２の感光面は結像面
１１より小さく、好ましくは本質的に小さい。

第４図に示すように信号板１２を固着したホルダ１９は
好ましくは長方形の枠からなり、両側端が各−つのＹ軸
ガイド２０．２１内で支承され摺動可能である。Ｙ軸ガ
イド２０．２１は互いに平行、又、結像面１１（第２．
３図）とも平行に配設しである。両Ｙ軸ガイド２０，２
１は更に上端及び下端が平行な横材２２．２３により結
合してあり、この横材とで互いに平行且つ結像面１１と
平行、但しＹ軸ガイド２０．２１に垂直に配設した上下
のＸ軸ガイド２４．２５内で摺動可能に配設した別の枠
を形成する。Ｘ軸ガイド２４．２５を横支柱により結合
して更に別の枠２６を形成し、これがハウジング５内に
強固に取り付けである。

ガイド２０の側面に設けた突部２７に駆動機構が結合し
である。駆動機構は例えば、突部２７に固着されたＹ軸
方向に有効な直線駆動袋ｗ２８を含み、これが連接棒２
９に作用する。連接棒は腕板３０を介しホルダ１つと強
固に結合しである。

それ故、連接棒２９が駆動装置２８により矢印Ｙと平行
に進入進出するとホルダ１９はＹ軸方向に移動する。同
様に枠２６が下面に突部３１を有し、＝　１２− これが別の駆動機構と結合しである。この駆動機構は例
えば、突部３１に固着されＸ軸方向に有効な直線駆動装
置３２を含み、これが連接棒３３を有し、該連接棒は腕
板３４を介しＹ軸ガイド２０又は突部２７と強固に結合
しである。連接棒３３が駆動装置３２により矢印Ｘと平
行に進入進出するとホルダ１９はＹ軸方向の運動に必要
な部材と一緒にＸ軸方向に摺動する。ちなみに、Ｘ軸方
向およびＹ軸方向でのホルダ１９の運動は撮像素子１４
の全感光面が常に結像面１１に留まるよう起きる。結像
面は、レンズ６により鮮明に結像可能な第２．３図に角
度βにより表した全シーンを結像した場合に生じ、且つ
撮像素子１４の感光面より本質的に大きい領域として円
３５（第４図）で示唆しである。

撮像素子１４用駆動機構は、連接棒２９．３３を直線往
復動させる駆動装置２８．３２として好ましくは電気制
御可能なりニアモータを含む。或いは、ねじスピンドル
として構成したその駆動軸を各１個の、腕板３０．３４
に構成した雌ねじ付きナツト内で回転可能に支承した別
の任意な駆動装置、例えば可逆直流モータであってもよ
い。更に、連接棒２９．３３は空圧式又は油圧式シリン
ダ・ピストン配置のピストンロッドとして構成すること
もできよう。例えばハウジング５から張り出して手で把
持することのできる端部を連接棒２９．３３に備えるだ
けで、手動操作可能な駆動機構を設けることも可能であ
る。

第５図には駆動機構により移動させる部品がブロック３
８として概略水してあり、これはＸ軸方向若しくはＹ軸
方向での運動がレバー要素４０又は玉要素４１等の手動
操作可能な部材により制御できるよう制御回路３９と接
続しである。更に第５図は装Ｗ１に接続した電源４２と
、出力端子１８に接続され画像信号が供給されるビデオ
モニター４３とを示す。或いは出力端子１８に磁気記録
装置等を接続しておくこともできよう。

第６図に概略示唆したレンズ６は円錐形の見掛けの視野
βを有する。撮像素子１４が摺動するレンズの結像面１
１にこの視野全体が結像される。

第６図に示唆したのはＸ軸方向での摺動性のみである。

第６図が示すように結像面１１上に結像されるν・ンズ
６の視野は撮像素子１４の寸法より本質的に大きい。又
は、レンズ６より見た空間の結像面１１に結像される像
より本質的に小さい寸法の撮像素子１４が使用される。

その結果、撮像素子１４が結像された像全体のうちその
都度捕捉するのは第６図にハツチングした鋭角αの円錐
部４５ａ、４５ｂ、４５ｃにより示唆した小部分にすぎ
ず、これは装Ｗ１の実際の視界と呼ばねばならない。

それ故、撮像素子１４は第６ａ図に示すように一方の端
位置にあるとき円錐部４５ａを捕捉する。

撮像素子１４を矢印Ｘの方向に徐々に前進させて第６Ｃ
図に示す他方の端位置に移動させると、撮像素子はこの
位置において円錐部４５ｃを、そしてその途中では端位
置間にある円錐部、例えば第６ｂ図に示す円錐部４５ｂ
を捕捉する。撮像素子１４をＹ軸方向で摺動させる場合
にも同様である。

撮像素子１４の感光素子はテレビジョン技術若しくはビ
デオ技術の通常の手段を使って行及び列ごとに走査して
画像信号に変換される。画像信号は、結像面１１に結像
された画像のうち撮像素子１４の感光面に入射する画素
の輝度値若しくは色相値に対応した情報を含む。前記感
光面は通常のテレビジョン電子部品もしくはビデオ電子
部品を使ってビデオモニター４３（第５図）の画面にそ
れぞれフレームとして再生されるので、一方画面にその
都度見られるのはレンズ６の視野のうち第６図に鋭角α
の円錐部４５ａ〜４５ｃにより定義した小部分であり、
それ故、実際の視界に一致する。他方、視野βの表示さ
れる部分は結像面１１上で撮像素子１４を摺動させるだ
けで予め任意に選択することができ、その際レンズ６、
ハウジング５又は装置１７を何らかの方法で移動させる
必要はない。捕捉したシーンにより移動する対象物を追
跡する場合にも同じことが言える。それ故「実際の視界
」とは画面にその都度現れる部分であるのに対し、「見
掛けの視界」とは結像面１１に現れはするが画面上に現
れないシーンのことである。

本発明で得られる利点は特に第１図から明らかとなる。

従来、テし・ビカメラは大きな対象物、例えば建物３を
部分ごとにはっきり再生するため傾動若しくは旋回可能
且つ回転可能に塔２の上又は符号４の箇所に配設する必
要があった。このため塔２の上に配設する場合、旋回軸
受及び回転軸受を塔の先端に配設し塔２内を通して制御
可能とする必要がある一方、符号４の箇所に配設する場
合にはカメラの運動を可能とする十分に大きな開口を外
壁に設けねばならなかった。それに対し、本発明装置１
を使用すると、レンズ６と摺動部品及び駆動機構とを収
めただけの比較的小さくて平らなハウジングを塔２の上
又は符号４の箇所に固定式に配設することができ、この
ハウジングは電線を介しその他の、地面又建物３内に取
り付けた装置と接続するだけでよく、密封等の問題は何
ら発生しない。

更に可動部品の重量軽減により駆動機構の自動制御のと
きかなりエネルギーが節約されると考えることができ、
これは本発明装置１を自動車、船等の移動物体の内部又
は表面に使用するとき特に有利である。最後に、好適な
広角レンズを選択することによりβ＝１８０°の見掛け
の視野、或いはそれ以上の視野さえ得ることができ、そ
して特に特定の観測依頼又は監視依頼に、理想的な歪み
のない画像再生が必要ではないとき、いわゆる魚眼レン
ズの使用さえ可能である。

２方向での撮像素子１４の運動性は撮影可能なシーン内
部にある対象物を捕捉し、又場合によっては追跡するの
に利用可能なばかりでなく、前述の装置１全体がそれ自
身移動する場合にビデオモニター４３（第５図）上で対
象物を安定させるのに利用することも簡単に可能である
。これは例えば装置１を自動車、船、飛行機又はその他
の飛行物体に取り付ける場合に問題になる。装Ｗ１を取
り付けた物体が不安定であることから装置が動くと、カ
メラで捕捉したシーンの別の部分がビデオモニター４３
上に現れることになろう。この欠点を取り除くため、例
として挙げたＸ軸方向とＹ軸方向とにおいてカメラが動
くにも拘らず表示又は記録した対象物が常に同一に留ま
るよう撮像素子１４をこの両方向に移動させることも可
能である。

言い換えるなら、Ｘ軸方向又はＹ軸方向におけるカメラ
のあらゆる方向偏差はそれに合わせて撮像素子１４をＸ
軸方向若しくはＹ軸方向で逆に移動させることで補償す
ることができる。

かかる安定化の最も簡単な態様は船、飛行機等のなかに
通常膜けであるジャイロ台により得られ、これが第５図
にブロック４７で概略示唆しである。

かかるジャイロ台は通常の慣性航行システムの一部であ
り、空間的に固定したと想定されるＸ軸若しくはＹ軸、
すなわち空間的に固定した座標系からの船、飛行機等の
偏差に一致した電気信号を発生する。こうして得られた
信号は次に駆動装置２８．３２に供給される。この目的
のなめ、ジャイロ台の出力信号に代え、第５図にブロッ
ク４８により概略示唆した通常のバックグラウンド・ト
ラッカー（ｂａｃｋｇｒｏｕｎｄ−ｔｒａｃｋｅｒ）ノ
出力信号を利用することもできる。これは選択した固定
点を、Ｘ軸方向若しくはＹ軸方向における船、飛行機等
の位置偏差を計算する空間的に固定した標準点として利
用したコンピュータ制御システムである。或いは、両方
の機器を組合わせて、例えばブロック４７を租安定化に
、そしてブロック４８を微細安定化に利用することも考
えられよう。

説明した種類の安定化は、装置１がＸ軸若しくはＹ軸を
中心に旋回可能であるがＸ軸方向では固定配設された使
用目的や、Ｘ軸を中心に旋回不可能ではあるがＸ軸上を
移動するような使用目的には十分な２方向安定化である
。Ｘ軸を中心とした回転又は旋回も可能である場合、Ｘ
軸及びＹ軸の安定化は画面内でその都度観測した対象物
を安定させるのに十分ではある。しかしこの対象物が２
軸に対して傾動するのを避ける手段はない。

それ故、本発明の第一実施態様によれば、撮像素子１４
はＸ軸及びＹ軸と平行に移動可能に配設しであるだけで
なくＸ軸を中心に回転可能に支承しである。更に、信号
板１２はホルダ１９に固定式に固着しであるのでなく、
別の駆動機構により　２０　一 回転可能にホルダで支承しである。この別の駆動機構は
例えば駆動装置５０を含み、該駆動装置５０はホルダ１
９の背面に固着してあり、ケーブル１６に類似した図示
省略した撓みクープルを介し装置１７と接続しておくこ
とができる。これにより、ホルダ１９を、そしてそれと
ともに駆動装置５０をＸ軸方向若しくはＹ軸方向に摺動
させ、そして同時にＸ軸を中心に撮像素子１４を回転さ
せることが可能となる。それ故、装置１を取り付けた物
体が回動することで装置全体がＸ軸を中心に回動しても
これは撮像素子１４を逆方向に適宜に回すことで補償す
ることができ、得られる画像部分はあらゆる点で安定し
ている。駆動装Ｗ５Ｑ用動作信号は、駆動装置２８．３
２のそれと同様、ブロック４７及び／又は４８の出力端
子から取り出すことができる。

回転して進む飛行物体、すなわちＸ軸を中心に任意の回
数だけ３６０°回転可能な飛行物体のなかで静止画像を
得ることが時として望まれることもある。かかる適用事
例は例えば、装置１を第７図に概略示唆したヘリコプタ
−５１に取り付け、Ｘ軸を垂線（＝線５２）と仮定する
場合に生じる。

ヘリコプタ−５１をＸ軸を中心に任意の回数同一回転方
向に転向させる場合、それに対応した回数　　　　゛だ
け撮像素子がＸ軸を中心に回転可能でなければならない
。その際撓みケーブル１６（第２．３図）のよじれやか
らみ付きを避けるため、第８図に示すように信号板１２
を、好ましくはミクロ楕遣に構成したスリップリング配
列５３により支承するようにすることができる。

この目的のためホルダ１９を例えばスリーブとして構成
し、これにフランジ５４が設けてあり、該フランジに、
Ｘ軸と平行若しくはＸ軸上に配設した回転可能な駆動軸
５５を有する駆動装置５０、好ましくは回転モータが固
着しである。ホルダ１９を同軸で取り囲んだシリンダ５
６が駆動装置５０から離れた方の末端に正面壁５７を備
え、これが駆動軸５５に固着しである。この正面壁５７
は信号板１２の背面に取り付けた基板５８用の支持体と
して働き、基板内にはケーブル１６に至る電線等が含ま
れている。

シリンダ５６は内周面に、第８図に概略示唆した多数の
ブラシ５９を有する。ブラシ５つは、基板５８からくる
そして必要なら正面壁５７に通した各１本の導線６０と
結ばれ、各１つのスリップリング６１に当接する。スリ
ップリング６１はすべてホルダ１９の外周面に取り付け
てあり、軸方向で互いに離間している。スリップリング
６１はホルダ１９及びそのフランジ５４に通した各１本
の導線６２を介し引き出してあり、そこで第２．３図に
見られるケーブル１６にまとめである。ちなみにブラシ
５９及びスリップリング６１は良導電物質からなり、ス
リップリング６１は駆動軸５５を同軸で取り囲む。これ
により駆動軸５５の回転時各導線６０はそれに付属した
ブラシ５つとスリップリング６１とのペアを介し付属の
導線６２と常に接続しである。導線６０が正面壁５７及
び信号板１２と一緒に回転する一方、導線６２は、従っ
てケーブル１６も回転不可能に保持されていて、ホルダ
１つと一緒にＸ軸方向若しくはＹ軸方向に移動できるに
すぎない。それ故、図示したスリップリング配列５３に
より駆動軸５５は、ケーブル１６のよじれやからみ付き
を起すことなく、任意の回数同一方向に各３６０°回転
することができる。

本発明装置は、信号板１２がＸＹ直角座標系の座標と平
行に移動する場合に限定されてはいない。

例えば、Ｘ軸若しくはＹ軸方向での移動を９０”以外角
度の下で行うことも可能であろう。／更に、信号板を一
方で円弧上を移動させ、他方で円弧の半径を変更し、す
なわち運動をデカルト座標に沿ってではなく極座標に沿
って制御することも可能である。この実施態様でもＺ軸
を中心に、すなわち信号板が２方向に移動する面に垂直
な軸を中心に、信号板が付加的に回転するようにするこ
とができる。

本発明のこの第二実施態様が第９図に概略水してあり、
この場合装置１全体が例えば飛行物体等の物体６４に取
り付けであると仮定してあり、装置のうち図示しである
のは撮像素子１４を動かすのに必要な部品のみである。

物体６４に第一駆動機構が駆動袋ｗ６５としての回転モ
ータでもって固定式に取り付けてあり、モータの駆動軸
に取付ブロック６６が固着しである。取付ブロック６６
に固定式に取り付けた第二の駆動機構が駆動装置６７を
有する。これは例えば回転モータからなり、取付ブロッ
ク６６に固着してあり、駆動軸を有する。この駆動軸は
アングル歯車６７ａを介し、回転可能に取付ブロック６
６内で支承したねじスピンドル６８と結合しである。駆
動装置６５の駆動軸の軸線は好ましくはねじスピンドル
６８の軸線に垂直である。

取付ブロック６６に、少なくとも１本の案内棒６９がね
しスピンドル６８と平行に固着してあり、該案内棒はね
じスピンドル６８をねじ込むねじ穴をも有する別の取付
ブロック７０の案内穴から突出している。取付ブロック
７０の前面に固着した第三の駆動機構が駆動装置７１を
有し、これが好ましくはやはり回転モータからなり、そ
の駆動軸がアングル歯車７１ａを介して取付ブロック７
〇の前面に配設した信号板１２又はこれを支える基板と
強固に結合しである。両駆動装Ｗ６５．７１は好ましく
は軸線が互いに平行となるよう配設しである。

ねじスピンドル６８が回転すると駆動装置６５の軸線か
ら出発した半径の方向で運動が発生する一方、駆動装置
６５の回転は取付ブロック６６が、従って信号板１２も
、回転角度１だけ回転することと結びついているので、
駆動装置６５．６７は平面的極座標系内で信号板１２の
摺動を可能とする。撮像素子１４で再生した対象物が前
記回転に伴って傾動するが、これは、駆動装置７１を投
入し、そしてこれにより信号板１２を回転角度Ａに一致
した角度だけ逆方向に回転させて補償することができる
。これにより一方で装置１を固定配置した場合、撮影し
たシーンから選出した対象物、場合によっては移動する
対象物は表示又は撮影した画像のなかで対象物を回すこ
となく、極座標の使用時にも追跡することが可能となる
。他方、第７図に示す適用事例では駆動装置７１は垂直
軸を中心として回しながら観測する対象物の画像を安定
させるのに利用することができる。この制御を実行する
のには第５図に示したブロック４７．４８を利用するこ
とができ、その際、付加的に極座標内で制御信号を換算
する必要があろう。

ちなみに、第２〜４図及び第９図を参考に説明した制御
はすべて純機械的に手動で実行することができる。更に
第９図の実施態様では、第８図の場合におけるように信
号板１２又は基板に接続するケーブル１６のからみ付き
を避けるため、例えばフランジ５４に延長部を設け、こ
れを取付ブロック７０に固着することにより、スリップ
リング７２を介し駆動装置７１を信号板１２と結合する
ようにすることもできる。更にケーブル１６は別の適宜
なスリップリング配列７３を介し案内することができ、
取付ブロック６６も任意に回転できるよう、該スリップ
リング配列を介し、駆動装置６５を取付ブロック６６と
結合する。

第１０．１１図は、第２〜４図に示す本発明装Ｗ１の動
作様式を概略示す。第１０図には図示平面に９０°旋回
した円でもってレンズ７５の視野７４、すなわぢ捕捉可
能なシーンが示唆してあり、そのなかに円７６、矢印７
７及び棒７８により特徴付けた対象物が装置１の設置場
所で観測者が見るように配設しである。この対象物のう
ち、例えば４つの各１つの長方形で囲んだ特徴的細部７
９ａ〜７９ｄがモニター上に表示されるべき部分である
。レンズ７５がこの対象物を結像面１１に、第１０図に
図示平面に９０°旋回した円８０により示唆したように
鏡映反転して結像する。対象物の部分７６．７７．７８
は結像面１１の背後に配設した撮像素子１４の方向から
、又は装置１７の側、すなわち後方から、例えば結像面
１１上に配設したピントグラスの方を見る観測者がそれ
らを見たときのように図示しである。

ビデオモニター４３（第５図）の画面に鏡映反転した画
像が現れることのないようネガ・ポジ変換を行わねばな
らない。これはテレビジョン技術の通常の手段を使って
装Ｗ１７内のいずれかで、又は撮像素子１４とビデオモ
ニター４３の画面と＝　２８− の間の信号路中の任意の別の箇所で行われる。それ故、
細部７９ａ〜７９ｄ（第１０図）はビデオモニター４３
では、撮像素子１４の大きさが第１０図の細部７９ａ〜
７９ｄを囲んだ長方形とＴ度量し大きさであると前提す
ると、拡大細部７９ａ〜７９ｄ（第１１図）としてポジ
で可視可能とされる。

第２〜４図に相当する実際的実施例では、幅４゜５Ｍ、
高さ６ｍｍ、対角線の長さ７．５ｒＩ１ｍの撮像素子を
有するＣＣＤチップが使用され、撮像素子はこの面に６
０４（Ｈ）Ｘ５７５（Ｖ）の感光素子（画素）を備えて
いる。レンズは焦点距幇が２４ｍｍ、絞り値が２．８で
あり、対角線の長さ約４３．３晒、寸法２４ｍｍＸ　３
６ｎ＋ｍのカメラ用に設計しである。これにより、レン
ズから比較的大きぐ離れた対象物を概ねレンズの焦点面
に結像するとの仮定の下、レンズにより捕捉可能なそし
て２４ｍｍｘ３６ｍｍ寸法内に結像可能な視野は鋭角的
８４．１゜の円錐部に一致する。撮像素子が７．５ｍｍ
の対角線を有するので、撮像素子でその都度捕捉できる
のは鋭角的１７，８°の円錐部内にある視野部分にすぎ
ない。２４ｍｍＸ３６ｍｍ寸法に合わせて視野全体を捕
捉するには、撮像素子の対角線により形成したその中心
点は２４ｍｍＸ３６ｍｍ寸法の対角線の半分より概ね３
．７５ｒｎｍ小さい半径、つまり概ね半径１７．９ｍｍ
の円形平面の内部を移動可能でなければならない。

本発明は、従来の技術でも実施可能であろうが、好まし
くは通常のＣＣＤ技術で実現される。例えば、アクバ社
（ａｑｕａ　Ｇｅ５ｅｌｌｓｃｈａｆｔｆｕｒ　Ｉｎｄ
ｕｓｔｒｉｅｋａｍｅｒａｓ　ｕｎｄ　Ｍｉｋｒｏｅｌ
ｅｋｔｒｏｎｉｋ　ＧｍｂＨ８９６Ｇゲンプテン／西ド
イツ）のＣＣＤ高分解能カラーカメラＨＲ６００Ｃ又は
同社のＣＣＤ超小型ロボットアイ５Ｍ７２に使用される
ＣＣＤチップが適している。

両機器ともＣＣＩＲテレビジョン規格、走査線本数６２
５本、５０ラスタ／秒、２：１飛越し走査方式に適合し
ている。ロボットアイ５Ｍ７２には信号板を含む３０ｍ
ｍＸ４０ｍｍＸ　３０ｔｎｍ　（幅×高さ×奥行き）の
センサヘッドが設けてあり、これが撓みケーブルを介し
エレクトロニクス部品に接続してあり、後者は別のケー
ブルを介しモニタ及び電源（１２ｖ）に接続可能である
。或いはその他の会社のＣＣＤ信号板、例えばトムソン
社（Ｔｈｏｍｓｏｎ−Ｃ３Ｆ　Ｄｉｖｉｓｉｏｎ　Ｔｕ
ｂｅｓ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｑｕｅ、ブーローニュ”ビ
ャンクールＣｅｄｅｘ／フランス）のＴＨ７８６１型Ｃ
ＣＤ信型板ＣＤ信号板社（Ｖａｌｖｏ　ＧｍｂＨＵ。

Ｂ、Ｂａｕｅｌｅｍｅｎｔｅ　ｄｅｒ　Ｐｈ１ｌｉｐｓ
　ＧｍｂＨ、ハンブルク、／西ドイツ）のＲＧＳ撮像素
子も使用することができる。

第１２図はＣＣＤ素子の通常のブロック図を示す。レン
ズ８１の背後に配設された信号板８２がＣＣＤ撮像素子
８３を有し、ＣＣＤ撮像素子は必要なら集積技術でマト
リックス状蓄積板及びその読出しに必要なレジスタとま
とめてＣＣＤ画像変換ブロック８４としである。信号板
８２に各１個の水平ドライバ８５及び垂直ドライバ８６
が接続してあり、これがクロック発生器８７の制御下に
あり、クロック発生器は撮像素子８３若しくは蓄積板を
行及び列ごとに読出すのに必要な水平及び垂直走査パル
ス若しくはタロツクパルスを発生す−３１＝ る。読出した信号が増幅ブロック８８を介し供給される
処理ブロック８９はタロツク発生器８７により制御され
、更にタロツク発生器８７により制御された同期ブロッ
ク９０から処理ブロックに所要の同期信号が供給される
。制御用プログラムは例えばＲＯＭとして構成したプロ
グラムメモリ９１に記憶される。

信号板８２が前面に有する光学フィルタ９２は、例えば
撮像素子８３を短波長の放射線から保護する保護フィル
タを含む。更に、撮像素子８３の前面に直接配設するこ
とのできるカラーラスタフィルタ９３はカラー画像を伝
送する場合、撮像素子８３の各素子若しくは各走査線（
画素）に赤、緑又は青のフィルタエレメントを割当てる
。撮像素子８３により得られた信号は処理ブロック８つ
において各ビデオモニターに依存してテレビ用に処理さ
れ、これに接続した出力端子９４から画像信号として出
力される。最後に鎖線９５は可動モジュールとハウジン
グ内に固定式に配設したモジュールとの間の好ましい分
離箇所であり、部分８２、−３２　＝ ８５．８６．８８は可動ブロック、そして部分８１．８
７．８９．９０．９１は固定ブロックを形成する。

本発明は上述の実施例に限定されるものでなく、さまざ
まに変形することができる。第５図を基に説明したブロ
ック４７．４８に代え、例えば第２．３図に示唆したよ
うに装置１のハウジング内に組込んだジャイロ９６．９
７．９８を使用することもでき、これらは安定化及び制
御用回路９９に接続する。これにより、安定化に必要な
、そして希望する目標位置からの偏差を表示する信号は
ずべて装置そのもののなかで突き止められ、駆動装置２
８．３２．５０の運動用動作信号に換算され、そして観
測する画像部分を安定させるのに利用される。ジャイロ
９６はＸ軸ジャイロ、ジャイロ９７はＹ軸ジャイロ、そ
してジャイロ９８はＺ軸を中心として回転運動を突き止
めるジャイロとすることができる。

更に、写真技術及びテレビジョン技術で一般に　　７行
われているように本発明装置に各種のレンズを選択して
設け、撮影した対象物を画面上で白黒又はカラーで表示
することが可能である。その外、本発明は可視光線の適
用に限定されるのでなく、適宜に変形して対象物を赤外
線技術、Ｘ線技術又は紫外線技術で撮影するのに使用す
ることもできる。最後に、信号板１２又はこれと結合し
た基板に付加的にマイクロ波送信器を取り付けることに
より、スリップリング配列を省くことができる。

このマイクロ波送信器はこれまでケーブル１６を介し伝
送されてきた信号すべてを装置１７に送信する。この場
合、装置１７は受信した信号を、例えば出力端子１８又
はこれに接続した増幅器に転送する適宜な受信器を備え
ることになろう。これにより得られる利点として、ケー
ブル１６が供給しなければならないのは信号板若しくは
その基板用の動作電圧だけとなり、しかもこれは複雑に
構成したスリップリング配列を使用することなく簡単に
実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の適用態様を示す概要図、第２図は本発
明装置を第４図の断面線Ｉ［−ＩＩに沿って平面図とし
て示す縦断面概要図、第３図は第２図の装置を第４図の
断面線■−■に沿って側面図として示す縦断面概要図、
第４図は第３図のＩＶ　−ＩＶ線に沿った断面図、第５
図は第２〜４図に示す装置のブロック図、第６ａ〜６０
図は第２〜５図の装置を使った視界のセクタ走査の概略
を示す図、第７図は第２〜４図の装置の適用可能性の概
略を示す図、第８図は第２〜４図に示す装置のスリップ
リング配列の縦断面図、第９図は第２〜４図に示す装置
用駆動機構の第二実施態様の概略斜視図、第１０図と第
１１図は第２〜５図に示す装置の視野内にある対象物の
細部をビデオデイスプレィの画面上に再生した概要図、
第１２図は本発明装置に接続することのできる回路配置
のブロック図である。 ５・・・ハウジング　　　６・・・レンズ１１・・・結
像面　　　　１４・・・撮像素子４３・・・ビデオモニ
ター ２８．３２．６５．６７・・・駆動装置〜・２・ 　　ｉ９ 〜・３・ Ｆｔｇ、７７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ハウジングと、ハウジングに取り付けられ、結像面
   にシーンを結像するレンズと、ハウジング内に配設され
   、かつ前記結像面上にあり、そして像の一部の個々の画
   素の輝度および場合によっては色相を電気信号に変換す
   る為の、平面状に構成された撮像素子を有し、前記撮像
   素子は摺動可能に取付けられ、かつ像より小さく構成さ
   れ、そして撮影素子を結像面（１１）内で摺動させる為
   の駆動機構を有している、特にシーンをビデオモニター
   の画面に再生する目的でシーンを撮影する装置において
   、前記撮像素子（１４）が、シーン内部で選択した対象
   物を撮影し、観測し、そして場合によっては追跡する為
   に、像全体にわたって摺動可能に支承してあり、前記駆
   動機構が異なる方向で動作する駆動装置（２８、３２又
   は６５、６７）を含んでいることを特徴とする装置 ２　駆動機構が更に撮像素子（１４）を回転させる駆動
   装置（５０、７１）を含むことを特徴とする請求項１記
   載の装置 ３　撮像素子（４０）がＣＣＤ素子の感光素子又はセル
   からなることを特徴とする請求項１又は２記載の装置 ４　撮像素子（１４）がホルダ（１９）に固着してあり
   、ホルダ（１９）が直線駆動装置（２８）の連接棒（２
   ９）と結合してあることを特徴とする請求項１〜３のい
   ずれか記載の装置 ５　ホルダ（１９）が、駆動装置（２８）を支え且つ第
   二駆動装置（３２）と結合した枠（２０、２１、２３、
   ２４）のガイド（２０、２１）内で支承してあることを
   特徴とする請求項４記載の装置 ６　結像面（１１）が平面であることを特徴とする請求
   項１〜５いずれか記載の装置 ７　別の駆動装置（５０、７１）用の駆動機構に付属し
   てスリップリング配列（５３）が設けてあることを特徴
   とする請求項２〜６のいずれか記載の装置