(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ズームレンズ系と、該ズームレンズ系を通過した光を可視光と赤外光とに分離してそれぞれ射出する光波分離手段と、該光波分離手段の前記可視光を射出する部分の後段に配され、該光波分離手段からの前記可視光により形成された可視光画像を撮像する可視光用カメラ本体と、該光波分離手段の前記赤外光を射出する部分の後段に配され、該光波分離手段からの前記赤外光により形成された赤外光画像を撮像する赤外光用カメラ本体とを備え、前記可視光画像と前記赤外光画像を同時に撮像する可視赤外撮像カメラにおいて、
前記赤外光用カメラ本体を、前記光波分離手段からの前記赤外光の軸方向に沿って移動可能に支持する移動支持手段が設けられてなり、該移動支持手段により前記赤外光用カメラ本体を移動させることによって前記赤外光画像のピント調整を行なうことを特徴とする可視赤外撮像カメラ。
【請求項２】
外部からの切替操作を許容する切替手段が設けられてなり、該切替手段に対する前記切替操作に応じて、前記赤外光用カメラ本体を前記ズームレンズ系のズーム値に適応した位置に移動させることを特徴とする請求項１記載の可視赤外撮像カメラ。
【請求項３】
前記移動支持手段が、前記光波分離手段に対して相対的に固定された固定ステージと、該固定ステージに対し移動可能に取り付けられた、前記赤外光用カメラ本体を保持する移動ステージと、該移動ステージを駆動するモータとを備えてなることを特徴とする請求項１または２記載の可視赤外撮像カメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、被写体からの光を可視光と赤外光とに分離して、被写体の可視光画像と赤外光画像とを同時に撮像することが可能な可視赤外撮像カメラに関し、詳しくは、カメラのズーム値に応じて赤外光画像のピント調整を行ない得る可視赤外撮像カメラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、バーチャルスタジオと称される室内において、背景に青いシート等を配置した状態で被写体の撮影を行ない、被写体の画像のみを抽出して他の背景画像との合成等に利用できるようにする、バーチャルスタジオシステムと称される撮影方法が知られている。
【０００３】
近年、バーチャルスタジオにおける新しい撮影システムが考案され、注目を集めている。この撮影システムは、被写体に赤外光（近赤外光）を照射しながら、可視赤外撮像カメラによって被写体の可視光画像と赤外光画像を同時に撮像し、撮像した赤外光画像よりカメラから被写体までの距離情報を得て、この得られた距離情報に基づき、撮像された可視光画像全体の中から、カメラから任意の距離にある被写体の可視光画像のみを選択して抽出し得るように構成されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
現在、一般的に用いられている可視赤外撮像カメラは、１つのズームレンズ系を通過した被写体からの光を、色分解プリズム等によって可視光と赤外光とに分離し、可視光を可視光用カメラ本体に、赤外光を赤外光用カメラ本体にそれぞれ入射させて、それぞれの画像を撮像するように構成されており、用いられるズームレンズ系は、被写体までの距離やズーム値が変わった場合でも、可視光画像の結像距離を略一定に保つことができるように設定されている。これに対し、赤外光画像の結像距離は、被写体までの距離やズーム値を変えた場合にずれが生じてしまう。特にズーム値を大きく変えた場合にこのずれ量が大きくなり、ズームレンズ系のフォーカシング調整のみでは赤外光画像のピントを正しく合わせることができなくなるという問題があった。
【０００５】
このような問題は、上述した新しい撮影システム用の可視赤外撮像カメラでも生じる。赤外光画像のピントを正しく合わせることができないと、上述した新しい撮影システムにおいては、撮像された赤外光画像に基づいてカメラから被写体までの正確な距離情報を得ることが不可能となり、撮影システムそのものが十分に機能しない虞がある。
【０００６】
ズーム値が変わった場合でも、赤外光画像の結像距離が略一定に保たれるようなズームレンズ系を開発すれば、上記問題は解決されることになるが、このようなズームレンズ系の開発には、多大なコストがかかることが予想され困難である。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、ズーム値を変えた場合でも赤外光画像のピントを正しく合わせることが可能な低コストの可視赤外撮像カメラを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明による可視赤外撮像カメラは、ズームレンズ系と、該ズームレンズ系を通過した光を可視光と赤外光とに分離してそれぞれ射出する光波分離手段と、該光波分離手段の前記可視光を射出する部分の後段に配され、該光波分離手段からの前記可視光により形成された可視光画像を撮像する可視光用カメラ本体と、該光波分離手段の前記赤外光を射出する部分の後段に配され、該光波分離手段からの前記赤外光により形成された赤外光画像を撮像する赤外光用カメラ本体とを備え、前記可視光画像と前記赤外光画像を同時に撮像する可視赤外撮像カメラにおいて、
前記赤外光用カメラ本体を、前記光波分離手段からの前記赤外光の軸方向に沿って移動可能に支持する移動支持手段が設けられてなり、該移動支持手段により前記赤外光用カメラ本体を移動させることによって前記赤外光画像のピント調整を行なうことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明による前記可視赤外撮像カメラは、外部からの切替操作を許容する切替手段が設けられてなり、該切替手段に対する前記切替操作に応じて、前記赤外光用カメラ本体を前記ズームレンズ系のズーム値に適応した位置に移動させるものとすることができる。
【００１０】
前記移動支持手段としては、前記光波分離手段に対して相対的に固定された固定ステージと、該固定ステージに対し移動可能に取り付けられた、前記赤外光用カメラ本体を保持する移動ステージと、該移動ステージを駆動するモータとを備えてなるものとすることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る可視赤外撮像カメラの構成およびその撮影システムを概略的に示す図である。
図示した可視赤外撮像カメラ１０は、映画の特殊撮影等に利用されるバーチャルスタジオ撮影用のカメラであり、鏡胴内に配置された図示せぬ光学レンズ群からなるズームレンズ系１１と、色分解プリズムからなる光波分離手段１２と、可視光画像を撮像する可視光用カメラ本体１３と、赤外光画像を撮像する赤外光用カメラ本体１４とを備えている。また、カメラ先端部には、被写体に向け赤外光（近赤外光）を照射する赤外光照射装置１５を備えており、さらに、光波分離手段１２と可視光用カメラ本体１３との間にはリレーレンズ系１６を備えている。
【００１２】
この可視赤外撮像カメラ１０においては、赤外光照射装置１５から被写体１に向けて赤外光を照射しながら撮影が行なわれる。被写体１より反射してズームレンズ系１１に入射し、ズームレンズ系１１を通過した光は、光波分離手段１２において可視光と赤外光とに２分割されてそれぞれ射出される。射出された可視光はリレーレンズ系１６を通過して可視光用カメラ本体１３に入射され、赤外光は赤外光用カメラ本体１４に入射される。
【００１３】
可視光用カメラ本体１３は、リレーレンズ系１６を介して光波分離手段１２の可視光を射出する部分の後段に配されており、図示せぬ可視光用撮像素子や可視光画像形成回路などの可視光画像撮像用の機構を備え、入射された可視光による可視光画像Ｉａを撮像してその画像情報を出力するように構成されている。一方、赤外光用カメラ本体１４は、光波分離手段１２の赤外光を射出する部分の直近後段に配されており、図示せぬ赤外光用撮像素子や赤外光画像形成回路などの赤外光画像撮像用の機構を備え、入射された赤外光による赤外光画像Ｉｂを撮像してその画像情報を出力するように構成されている。
【００１４】
可視光用カメラ本体１３および赤外光用カメラ本体１４からの各画像情報は、共に画像処理装置１７に入力される。画像処理装置１７は、赤外光用カメラ本体１４からの画像情報により各被写体１までの距離情報を得ると共に、この距離情報に基づき、可視光用カメラ本体１３からの可視光画像情報に対して所定の画像処理を施し、可視光画像Ｉａの全体から所定の被写体像のみを削除したり、抽出したりした処理画像Ｉｃを作成するように構成されている。
【００１５】
可視赤外撮像カメラ１０においては、電動によりズーム値を変えられるように構成されており、ズームレンズ系１１による可視光画像Ｉａの結像距離は、被写体までの距離やズーム値が変わった場合でも、略一定（例えば、48mm in air）に保たれるように設定されている。一方、赤外光画像Ｉｂの結像距離は、被写体までの距離やズーム値を変えた場合にずれが生じてしまい、特にズーム値を大きく変えた場合には、ズームレンズ系１１のフォーカシング調整のみでは赤外光画像Ｉｂのピントを正しく合わせることができない。このズーム値の変化に応じて赤外光画像Ｉｂのピント調整を行なうため、可視赤外撮像カメラ１０は、赤外光用カメラ本体１４用の移動支持手段２０を備えている。
【００１６】
以下、この移動支持手段２０について説明する。移動支持手段２０は、図１に示すように、光波分離手段１２に対して相対的に固定された固定ステージ２１と、この固定ステージ２１に対し赤外光の軸Ｌに沿って移動可能に取り付けられた移動ステージ２２と、この移動ステージ２２を駆動するモータ２３と、このモータ２３からの駆動力を移動ステージ２２に伝達する駆動力伝達機構（不図示）とを備えてなり、移動ステージ２２に取り付けられた赤外光用カメラ本体１４を光波分離手段１２からの赤外光の軸方向に沿って移動可能に構成されている。
【００１７】
なお、光波分離手段１２の赤外光を射出する部分と、赤外光用カメラ本体１４の赤外光が入射する部分との間には、赤外光の軸回りの空間内に塵埃等が侵入するのを防止するために、赤外光用カメラ本体１４の移動に対応できるような可撓性を有しているリング状の防塵部材（不図示）が取り付けられている。
【００１８】
また、移動支持手段２０には、図２に示すような切替手段３０が設けられている。ここで、図２は切替手段３０の構成を概略的に示す図である。図２に示すように切替手段３０は、撮影者等が操作可能な位置に配された操作部３１と、この操作部３１への切替操作に応じてモータ２３の駆動を制御するコントローラ３４とを備えている。
【００１９】
操作部３１は、複数個（図２に示す例では４個）の切替操作ボタン３２Ａ〜３２Ｄと、どのボタンが現在選択されているのかを表示する表示ランプ３３Ａ〜３３Ｄとを備えており、撮影者等によって切替操作された時に、どのボタンが選択されたのかを示す選択信号をコントローラ３４に出力するように構成されている。一方、コントローラ３４は、ＣＰＵ、所定のプログラムを格納されたメモリおよびモータ駆動ドライバを含む構成とされており、操作部３１からの選択信号に応じて、該モータ駆動ドライバからモータ２３を駆動させる所定の駆動電流を出力するようになっている。
【００２０】
このコントローラ３４から出力された駆動制御信号に応じて、モータ２３は移動ステージ２２を駆動し、移動ステージ２２に保持された赤外光用カメラ本体１４を所定の位置に移動させる。ズームレンズ系１１のズーム値によって、どの位置に赤外光用カメラ本体１４を移動させれば赤外光画像のピントが合うかは予め測定されており、また、操作部３１の４個の切替操作ボタン３２Ａ〜３２Ｄが、それぞれズームレンズ系１１のどの範囲のズーム値に対応しているのかが定められている。このため、撮影者等がズームレンズ系１１のズーム値を確認し、そのズーム値に応じて４個の切替操作ボタン３２Ａ〜３２Ｄのうちズーム値に適応したボタンを選択することにより、赤外光用カメラ本体１４がズームレンズ系１１のズーム値に適応した位置まで赤外光の軸Ｌに沿って移動し、これにより、赤外光画像のピント調整を行なえるようになっている。
【００２１】
なお、上述した例では、撮影者等がズームレンズ系１１のズーム値を確認した上で、切替手段３０を切替操作することによって、赤外光画像のピント調整を行なうようになっているが、ズームレンズ系１１のズーム値を自動検出するズーム値検出手段を設け、このズーム値検出手段により検出されたズーム値に基づいて、赤外光用カメラ本体１４の移動制御が自動的に行なわれるように構成することも可能である。
【００２２】
また、赤外光画像のピント状態をモニタによって確認しながら、赤外光用カメラ本体１４の位置調整を行ない、赤外光画像のピント調整を行なえるように構成することも可能である。
【００２３】
以上、本発明をバーチャルスタジオ撮影用の可視赤外撮像カメラに適用した実施形態について説明したが、本発明は１つのレンズ系に対して可視光用カメラ本体と赤外光用カメラ本体とを備えた他の可視赤外撮像カメラ、例えば夜間監視用や交通違反車両取り締まり用等の種々の可視赤外撮像カメラに適用することが可能である。
【００２４】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明による可視赤外撮像カメラによれば、光波分離手段の赤外光を射出する部分の後段に配された赤外光用カメラ本体を、赤外光の軸方向に沿って移動可能に支持する移動支持手段を備え、この移動支持手段により赤外光用カメラ本体を移動させることによって赤外光画像のピント調整を行なうようにしているので、次のような効果を奏する。
【００２５】
すなわち、ズームレンズ系のズーム値を変えることによって赤外光画像の結像距離が変化しても、移動支持手段によって赤外光用カメラ本体を赤外光の軸に沿って移動させることにより、赤外光画像を常に適正なピント状態で結像させることが可能となる。
【００２６】
また、本発明における赤外光用カメラ本体の移動手段は、簡易な構成で実現可能であるので、赤外光画像のピント調整機構を備えた可視赤外撮像カメラを低コストで製品化することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る可視赤外撮像カメラの概略構成図
【図２】図１に示す移動支持手段が備えた切替手段の概略構成図
【符号の説明】
１                被写体
１０              可視赤外撮像カメラ
１１              ズームレンズ系
１２              光波分離手段
１３              可視光用カメラ本体
１４              赤外光用カメラ本体
１５              赤外光照射装置
１６              リレーレンズ系
１７              画像処理装置
２０              移動支持手段
２１              固定ステージ
２２              移動ステージ
２３              モータ
３０              切替手段
３１              操作部
３２              切替操作ボタン
３３              表示ランプ
３４              コントローラ
Ｉａ              可視光画像
Ｉｂ              赤外光画像
Ｉｃ              処理画像
Ｌ                赤外光の軸
【図１】
0004030002.tif 000002
【図２】
0004030002.tif 000003