JP5620036B1 - パノラマ撮影用デジタルカメラ及び、パノラマ撮影システム - Google Patents

Abstract

【課題】 パノラマ画像を生成するために向きの異なる複数の画像を簡便にかつ、ケラレを生じることなく撮影するためのパノラマ撮影用デジタルカメラとそれを用いた撮影システムを提供すること。【解決手段】 パノラマ撮影用デジタルカメラにおいて、視野角が１８０度を超える広角レンズ１１、広角レンズ１１よりも後方側で視野角内に入らない位置にあるカメラ本体１０、カメラ本体に内蔵されるデジタル撮像素子、デジタル撮像素子で撮像した画像データを処理し、所定の画像形式で出力又は保存する画像処理手段、カメラ本体の水平を確認するための水準器１０１、撮影時の設置に用いる脚台と連結するための第1連結手段、を備え、広角レンズ１１の節点がパノラマ撮影時の回転中心に位置すると共に、カメラ本体１０の上面に設けられる水準器１０１と、カメラ本体１０の下面に設けられる第１連結手段とが、上方から見て回転中心を通る同一線上に位置するように配置する。【選択図】図１

Description

本発明は、パノラマ画像の生成に用いる複数の画像を撮影するためのデジタルカメラとその撮影システムに関し、特に撮影に際してケラレを防止しながら容易に高画質な撮影を実現するための技術に関する。

デジタルカメラによって向きの異なる複数の画像を撮影し、その画像データを組み合わせる画像処理によって１つの画像よりも画角の広いパノラマ画像を生成する技術が知られている。このようなパノラマ画像は、従来のように俯瞰的な画像表現に留まらず、不動産の広告として物件の内部や周辺の様子を分かりやすく表現したり、博物館において空間を視覚的に再現する展示を行う場合など、利用方法が広がっている。

また、スマートフォンをはじめとするデジタル撮影機能を備えた高機能な端末の普及により、画像を撮影してインターネット等で発表することが誰でも簡単に行えるようになっており、魅力的なコンテンツの作成に対する一般的な要求も非常に高まっている。
スマートフォンでパノラマ画像が撮影できる機能を提供するアプリケーションとして、Occipital Inc.製「360 Panorama」（非特許文献１参照）が挙げられる。本アプリケーションではデジタル撮影機能によって上下左右に隣接する多数の画像を連続して撮影し、本体の画像処理でそれらを仮想的な球体の内面に貼り合わせることで、撮影点からの任意の方向の画像を再現することができる。

一方、このように簡易なパノラマ画像生成機能は、趣味として楽しむには十分であっても、商用広告や博物館の展示用としては画像品質が低い問題がある。そのため、このような用途の撮影には広角レンズを装着したデジタル一眼レフカメラと、特殊な雲台を組み合わせた機材を用いることが一般的である。例えば、Fanotec社製の「Nodal Ninja 4」（非特許文献２）は、三脚上に装着する雲台であり、デジタル一眼レフカメラを任意の角度で保持すると共に、レンズの節点（ノーダルポイント）を回転の中心となるように固定することができる。

パノラマ画像を撮影するための器具として次のような特許文献が開示されている。
まず、特許文献１では、レンズの第１主点位置に回転中心を有する回転用治具が配設されてなることを特徴とするパノラマ写真撮影用カメラが提案されている。この回転用治具は、パノラマ写真の撮影を容易にする技術であり、カメラ本体を回転用治具によって手で回転させ、順次撮影を行う。回転角度は、回転角度検出計や、設定回転角からのカメラの回転を防止するストッパなどを利用して向きを決めることが開示されている。

特許文献２は、カメラ自体に設けられた三脚取付ネジ穴の位置を主レンズのノーダルポイントとすることを提案する技術である。ノーダルポイントを回転中心に合わせるための特別な冶具を必要とせず、パノラマ雲台と三脚があれば視差のない正確なパノラマ写真素材を撮影できる、としている。

カメラ本体の従来技術としては次のような特許文献が開示されている。
特許文献３には、１コマずつ３６０度の正確な写真画像を確保し、写真画像を繋げ合わせるステッチ編集作業を容易にすることを目的とした撮影装置が開示されている。
また、パノラマ撮影の際にカメラ本体の垂直水平が正確に保たれることが重要であることから、特許文献４のように液晶表示器と水準器とを備えたデジタルカメラも開示されている。水準器に関しては特許文献５のように、三脚に水準器を取り付けられたものも周知である。

特許文献６には魚眼レンズを備えた撮像装置が開示されている。本文献では前方に魚眼レンズを突出させた撮像装置本体が開示されている。本装置は、距離計測に利用する複数の周辺領域の画像を同時に撮像するため、魚眼レンズの前方周辺にミラーを配置している。撮像した結果として円周魚眼画像を示している。

特開平５−１８８５０６号 特開２００６−１７８０９７号 特開２００４−１０１７６２号 特開２０１０−１５１９１５号 特開平０５−０１０４９６号 特開２０１０−２７６４３３号

インターネットＵＲＬ（http://occipital.com/360/app） 2013年3月9日検索 インターネットＵＲＬ（http://shop.nodalninja.com/nodal-ninja-4-1/） 2013年3月9日検索

上記の従来技術において、レンズの節点の鉛直線上で回転するための治具が提案されているが、デジタル一眼レフカメラで用いる雲台は構造が複雑で取り扱いに難点がある。また、三脚取付ネジ穴の位置を節点の鉛直線上にする構成は、持ち運びにはよいが三脚上に設置しなければ回転しながらの撮影はできず、使用方法が限定される問題がある。

これまでのパノラマ撮影用の機材は、商用写真など高精度な画像を撮影しようとすると、従来技術で挙げたような大掛かりな装置、カメラが必要となっており、誰もが簡単に撮影できるものではなかった。一方、一般的なデジタルカメラやカメラ機能付きのスマートフォンなどでもパノラマ画像は生成することができるが、画質が悪く、あくまでも個人的に楽しむ程度の画像しか撮影することができなかった。

特に、視野角が１８０度を超えるような超広角のレンズを用いる場合には、カメラの形状や撮影姿勢を工夫しないと、治具や三脚、撮影者の身体などが写り込むケラレの発生が大きな問題である。
そこで、専門家でなくても簡便に高画質なパノラマ画像を撮影することのできる機材が求められている。

本発明は上記従来技術の有する問題に鑑みて創出されたものであり、パノラマ画像を生成するために向きの異なる複数の画像を簡便にかつ、ケラレを生じることなく撮影するためのパノラマ撮影用デジタルカメラとそれを用いた撮影システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明は次のような手段を提供する。
すなわち、請求項１に記載の発明は、パノラマ画像を生成するために用い、回転中心から向きの異なる複数の画像を撮影するためのパノラマ撮影用デジタルカメラであって、少なくとも視野角が１８０度を超える広角レンズと、その広角レンズよりも後方側に配置され、視野角内に入らない位置にあるカメラ本体と、カメラ本体に内蔵されるデジタル撮像素子と、デジタル撮像素子で撮像した画像データを処理し、所定の画像形式で出力又は保存する画像処理手段と、カメラ本体の水平を確認するための水準器と、撮影時の設置に用いる脚台と連結するための第１連結手段とを備える。
そして、広角レンズの節点が回転中心に位置すると共に、カメラ本体の上面に設けられる水準器と、カメラ本体の下面に設けられる第１連結手段とが、上方から見て回転中心を通る同一線上に位置するように配置する。

上記のパノラマ撮影用デジタルカメラにおいて、デジタル撮像素子が、一辺が第１の長さ、他の一辺が相対的に長い第２の長さの長方形状であり、広角レンズから入射する円形の像のうち、第１の長さ方向では円形の直径よりも短い像をデジタル撮像素子に入射すると共に、第２の長さ方向では円形の直径と略同一又はそれよりも長い像をデジタル撮像素子に入射するように配置したことを特徴とする。

上記構成において、上記の広角レンズの視野角が２００度以上であって、第１の長さ方向についてデジタル撮像素子で取得する視野角が１８０度以上であることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、上記のパノラマ撮影用デジタルカメラにおいて、撮影時の状態に係る撮影情報を生成する撮影情報生成手段を備え、画像処理手段において、円形の像よりも外周の像外部位に撮影情報を画像として記録することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、上記の撮影情報が、可読文字記号の画像として記録されることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、上記の撮影情報が、撮影情報をバーコード化された画像として記録されることを特徴とする。
請求項５に記載の発明は、上記の撮影情報に撮影時の位置及び／又は方位の情報を含むことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、上記のパノラマ撮影用デジタルカメラにおいて、撮影者が把持する把持部を、把持状態で手指が視野角に入らない位置までカメラ本体の後部に偏位させたことを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、上記のパノラマ撮影用デジタルカメラにおいて、カメラ本体の上面に水準器を備えると共に、カメラ本体の側面に撮影画像を確認する画像表示手段を備えたことを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、上記のパノラマ撮影用デジタルカメラにおいて、動画の撮影機能を備えたことを特徴とする。

本発明は次のようなパノラマ撮影システムを提供することもできる。
すなわち、請求項９に記載の発明は、パノラマ画像を生成するために用いる、向きの異なる複数の画像を撮影するためのパノラマ撮影システムであって、デジタル画像を撮影可能なデジタルカメラと、カメラ本体の下面と連結するパノラマ撮影用雲台を上部に備えた脚台とからなる。
そして、デジタルカメラには、少なくとも視野角が１８０度を超える広角レンズと、その広角レンズよりも後方側に配置され、視野角内に入らない位置にあるカメラ本体と、カメラ本体に内蔵されるデジタル撮像素子と、デジタル撮像素子で撮像した画像データを処理し、所定の画像形式で出力又は保存する画像処理手段と、カメラ本体の水平を確認するための水準器と、撮影時の設置に用いる脚台と連結するための第１連結手段とを備える。
本構成において、広角レンズの節点の鉛直下方位置に脚台の回転中心が位置するようにパノラマ撮影用雲台が形成されると共に、カメラ本体の上面に設けられる水準器が、上方から見て回転中心を通る同一線上に位置するように配置する。

そして、上記のパノラマ撮影システムのデジタルカメラにおいて、デジタル撮像素子が、一辺が第１の長さ、他の一辺が相対的に長い第２の長さの長方形状であり、広角レンズから入射する円形の像のうち、第１の長さ方向では円形の直径よりも短い像をデジタル撮像素子に入射すると共に、第２の長さ方向では円形の直径と略同一又はそれよりも長い像をデジタル撮像素子に入射するように配置する。

上記の広角レンズの視野角が水平方向に２００度以上であってかつ、第１の長さ方向についてデジタル撮像素子で取得する垂直方向の視野角が１８０度以上である構成において、両端が重複する２枚の撮像画像から全周方向のパノラマ画像を生成するパノラマ撮影システムを提供することができる。
請求項１０に記載の発明は、上記の全周方向のパノラマ画像を動画として撮影することを特徴とする。

本発明は上記構成により次のような効果を奏する。
本発明に係るパノラマ撮影用デジタルカメラは、広角レンズの節点が回転中心に位置すると共に、水準器と、脚台との第１連結手段とが、上方から見て回転中心を通る同一線上に位置するように配置されるので、特別な技能を要求されることなく適切に連続したパノラマ画像を撮像することができる。特に、節点を回転中心上に配置するだけでなく、水準器を同一線上としたことで、水平垂直を適切に合わせることができる。

また、デジタル撮像の用い方として、広角レンズから入射する円形の像のうち、第１の長さ方向では円形の直径よりも短い像を該デジタル撮像素子に入射すると共に、第２の長さ方向では円形の直径と略同一又はそれよりも長い像を入射するように配置することで、デジタル映像素子の水平方向の長さを有効に用いて広角レンズから入射する像を高い解像度で捉えることができる。

本発明に係る広角レンズにおいて、円周魚眼画像が入射する場合に、従来黒色となっていた部分に、撮影情報を書き込むことができるので、画像の閲覧と同時に撮影情報を確認することができる。また、撮像画像をデータ保存する際に、保存形式を問わずに撮影情報を保持できる点でも効果を奏する。
さらに、撮影時の位置や方位を含むことで、パノラマ画像を生成する際に、当該情報を利用した処理が可能となる。

パノラマ撮影用デジタルカメラにおいて、把持状態で手指や撮影者自身が視野角に入らない位置までカメラ本体の後部に偏位させた把持部を備えることにより、撮影者は特別な注意を払わなくてもケラレのない撮像を行うことができる。
さらに、上面に水準器、側面に画像表示手段と配置する構成では、特に初心者に対して水準器だけに注意して撮影するように促すことができるので、自然に垂直・水平が適切に保たれた撮像を得ることができ、一枚の撮影画像から作成するパノラマ画像の撮影をも容易にする。

本発明に係るデジタルカメラでは動画撮影パノラマ変換機能を備えることができるので、パノラマの動画像を撮像することもできる。これにより、例えば水平２００度以上のパノラマ動画を視聴しながら、任意の方位の映像を見ることができる。また、２００度以上の円周魚眼画像だけの動画記録でもよい。

さらに、パノラマ撮影用雲台を用いて、節点と回転中心が鉛直線上に位置するパノラマ撮影システムを提供するので、デジタルカメラと脚台とを組み合わせるだけで容易に節点を回転中心としたパノラマ画像の生成に用いる複数の画像を撮像することができる。

本発明に係るパノラマ撮影用デジタルカメラの斜視図である。 同、左側面図である。 同、正面図である。 同、右側面図である。 同、背面図である。 同、平面図及び底面図である 視野角２２０度の撮像から全周のパノラマ画像を生成する説明図である。 一般的なデジタル撮像素子への入射像の説明図である。 本発明に係るデジタル撮像素子への入射像の説明図である。 円周魚眼画像の周辺の黒部分に撮影情報を記録する実施例である。 本発明に係るパノラマ撮影システムの斜視図である。 同、正面図である。 本発明に係るケラレ防止延設体の長さを定める実験例である。

以下、本発明の実施形態を、図面に示す実施例を基に説明する。なお、実施形態は下記に限定されるものではない。
図１は、本発明に係るパノラマ撮影用デジタルカメラ（１）の斜視図である。また、図２ないし図５はそれぞれ左側面図、正面図、右側面図、背面図であり、図６には平面図及び底面図を示している。

デジタルカメラ（１）には、少なくとも視野角が２００度を超え、本実施例では２２０度の広角レンズ（１１）と、その広角レンズ（１１）よりも後方側に配置され、該視野角内に入らない位置にあるカメラ本体（１０）とから形成される。カメラ本体（１０）には、図示されないデジタル撮像素子と、そのデジタル撮像素子で撮像した画像データを処理し、所定の画像形式で出力又は保存する画像処理回路が内蔵されている。また、パノラマに直接変換する画像処理回路により、直接変換データを所定のファイルやファイル形式で保存してもよい。

このようなデジタル撮像素子は、ＣＣＤイメージセンサーやＣＭＯＳイメージセンサーとして周知であり、本発明では素子の種類は限定されない。また画像処理回路についても公知のデジタルカメラやスマートフォンなどに実装されており周知技術を適宜使用することができる。

カメラ本体（１０）の上面には撮像を行うためのシャッターボタン（１００）、気泡によってカメラ本体（１０）の傾斜を測るための水準器（１０１）を備える。また、代わりに液晶などを使った電子式水準器でも良い。
シャッターボタン（１００）の上面にはＬＥＤ（１０２）を配設し、電源の入切状態や、カメラの中にある電子装置、例えばＧＰＳや電子コンパス、モーションセンサ等の動作状態を表示するようにしている。

デジタルカメラ（１）の前面は視野角が２２０度の広角レンズ（１１）が配置される。このような撮影者から見て手前側まで視野があるレンズを用いる場合、従来のカメラのように撮影者が持つと、その手指まで写り込んでしまう問題がある。
そこで本発明では、把持部（１０３）を把持状態で手指が視野角に入らない位置までカメラ本体（１０）の後部に偏位させている。把持部（１０３）の前方には広角レンズ（１１）に向けて隆起するケラレ防止隆起部（１０４）が形成され、撮影者はケラレ防止隆起部（１０４）に手指がかかると違和感を感じるため、自然に把持部（１０３）の正しい位置を把持できるようになる。

カメラ本体（１０）の右側面（図４）側には、撮影画像データを保存するメモリーカードのスロット（１０５）、ＰＣとの接続や充電などに用いるＵＳＢポート（１０６）などが備えられている。

さらにカメラ本体（１０）の背面（図５）側には、撮影画像を確認する画像表示手段である液晶モニタ（１０７）と、カメラの各機能を操作する操作ボタン（１０８）が配置される。
本発明では、カメラ本体（１０）の上面に水準器（１０１）を備える一方で、液晶モニタ（１０７）を側面に設けることにより、撮影者が水準器（１０１）の調整に集中できるように配置している。
このように液晶モニタ（１０７）を配置することで、撮影済みの画像確認やカメラの動作、設定変更等の際に便利である。
もっとも、本発明に係るカメラではカメラの前面側の画像は全て撮影範囲となるため、これらの確認、設定変更などが不要の場合には搭載しなくてもよい。

カメラ本体（１０）の下面には一脚や三脚との接続用の取付ネジ孔（１０９）が抉設されており、本発明における第１連結手段を構成する。取付ネジ孔（１０９）は多くのカメラ本体（１０）に備えられているが、本発明においては、この取付ネジ孔（１０９）と広角レンズ（１１）の節点（ノーダルポイント）（１１１）との位置関係は重要な要素である。

すなわち、広角レンズ（１１）の節点（１１１）は、取付ネジ孔（１０９）との関係において向きの異なる画像を撮影する際の回転中心に位置している。この点は脚台の構成と合わせて後述する。
本発明では、カメラ上方から見てこの節点（１１１）を通る直線（Ｃ）上に、水準器（１０１）、取付ネジ孔（１０９）を配置している。節点を回転中心上に配置するだけでなく、水準器を同一線上としたことで、水平垂直を適切に合わせることができる。

ここで、デジタルカメラ（１）の広角レンズ（１１）及びデジタル撮像素子について詳述する。
本実施例の広角レンズ（１１）は２２０度の視野角を有する超広角のレンズを用いている。従来、監視カメラなどでは水平画角が１８０度を超えるような魚眼レンズも実用的に用いられているが、一般的なカメラの構造上、パノラマ撮影に用いられるカメラの水平画角は１８０度程度のものが多かった。
近年、技術の発達により視野角を大きくしながら高画質化が図られているが、２２０度以上の視野角でパノラマ撮影用の撮像を行うデジタルカメラは知られていない。

本実施例では、視野角を２２０度として、図７に示すような撮影方法を可能にしている。図示されるように、２２０度の視野角で、互いに反対向きの２枚の撮像を行うと、４０度分の重なりをもって３６０度全周のパノラマ画像を得ることができる。
公知のように、パノラマ画像の生成処理では、重なり部分の一致を検出して複数枚の画像を合成する。その際、この重なりが多いほど正確に合成することができる。

また、２枚の画像から生成できる場合、節点（１１１）を中心に前後を撮影する時、水準器（１０１）で中心を出すことにより、さらに正確な節点を出すことができる。正確な節点を基準とすれば、各画像において不用意に脚台が写り込む問題も最小限にする事が可能で、さらに画像処理の際の修正の必要も抑制することができる。

１８０度の視野角のレンズで全周のパノラマ画像を作成する場合には、２枚では重なりが取れないため、少なくとも３枚（３方向）の画像を合成する必要がある。枚数が多ければ専用の雲台を使用しないと向きの誤差も生じやすく、合成の際に画像の重ね合わせや、色合いや周差に起因する困難性も高まる。
従って、視野角が大きいほどパノラマ画像の生成の容易さと、高画質化に寄与すると言える。

一方、２００度以上の視野角のレンズを用いる場合、デジタル撮像素子の有効利用も課題となる。一般的にデジタル撮像素子は長方形のものが多いので、図８のように縦方向に２００度以上の画像が入射するように構成すると、円周魚眼画像の周囲の黒部分が多くなる。デジタル撮像素子における使われない画素が多く、また実際の画像部分に使われる画素が少なくなる問題がある。
とくに、垂直方向に２００度以上の画像を取得しても、下方向は脚台などが写り込んでトリミングをする場合も多く、横長で閲覧するパノラマ画像では無意味である場合が多い。

そこで、図９に示すように、本発明では相対的に短い縦方向（第１の長さ）と、相対的に長い横方向（第２の長さ）のデジタル撮像素子において、縦方向では円周魚眼画像の円形の直径よりも短い像をデジタル撮像素子に入射すると共に、横方向では円形の直径と略同一又はそれよりも長い像を該デジタル撮像素子に入射するように構成している。図示の例では、横方向には２２０度の視野角全体が入射しているが、縦方向では１９７度分だけ入射させている。

縦方向では１９７度入射させているのは、パノラマ合成の際、上側の撮影において、セットバックさせる事により、何枚か撮影する際に重なりを取るためである。よって、撮影者によっては、正確に撮影が行えるのであれば、２から３度位の余裕でも良い。そうなれば、１８５度の位置でも良いことになり、少しでも多くのセンサーの面積を有効利用できる。

本構成によって、図８との比較からも明らかなようにデジタル撮像素子を無駄なく使用することができ、撮影画像の高画質化に寄与する。広角レンズ（１１）の水平画角は完全に入射するので、パノラマ画像の生成時に上述した重なり部分を十分にとることができる。

本発明では第１の長さ方向より円形の直径よりも短い像を入射させることを特徴とするので、どれだけの角度分を入射させるかは任意であるが、垂直方向にも全方向を取得するためには１８０度以上とする必要がある。
このような使い方をするためにも、広角レンズ（１１）の視野角は２００度以上が特に好ましい。

さらに、本発明では円周魚眼画像の周辺の黒部分に係る利用方法も提供する。
デジタルカメラ（１）に、撮影時の状態に係る撮影情報を生成する撮影情報生成手段を備える。本手段は一般的なデジタルカメラにおいて、例えばjpeg形式の画像データにおけるExifに記録する撮影情報の生成手段として周知であるから説明を省略する。

生成された撮影情報は、図１０に示すように像外部位（黒部分）に記録される。
撮影情報としては、例えば、ＧＰＳ等によって測位された位置（１２０）、電子コンパス等によって取得された方位（１２１）、撮影日時（１２２）を記録する。
撮影情報は、可読性の文字や記号によって記録してもよいし、バーコード化された画像等として記録してもよい。

可読文字記号で記録する場合、画像を閲覧する時に同時に撮影情報を確認することができる。特に、円周魚眼画像は被写体によって画像内容が把握しにくい場合があり、像外部分に撮影情報を書き込むことができることはパノラマ画像の生成時、及び閲覧時の利便性の向上に寄与する。
また、Exif情報のように情報を抽出する必要もないので、画像形式に対応した閲覧アプリケーションがあれば、簡便に撮影情報を確認することができる。

バーコード等で記録する場合には、特に撮影情報を自動的に取得するときに好適である。すなわち、画像内に情報を記録するとテキストデータではないので、撮影情報をコンピュータの自動処理で用いる際にはＯＣＲ（光学的文字認識）によって情報を取得する必要がある。撮影情報をバーコード等で記録すれば、コンピュータは容易に読み取ることができる。
バーコードとしては２次元、３次元のいずれのバーコードでも用いることができる。３次元バーコード、例えばＱＲコード（登録商標）によれば、多くのデータを少ないスペースに書き込むことができる。

撮影情報として格納するデータとしては、上記の他、撮影機器のメーカー名・モデル名、画像全体の解像度、水平・垂直方向の単位あたり解像度、シャッタースピード、絞り（F値）、ISO感度、測光モード、フラッシュの有無、露光補正ステップ値、焦点距離、色空間（カラースペース）、サムネイル画像などを含んでもよい。

さらに、撮影情報としてモーション情報を含むこともできる。デジタルカメラ（１）の撮影時の傾きを検出するモーションセンサを内蔵し、取得されたモーション情報を記録することで、パノラマ画像の生成時に使用することができる。該モーション情報と、上記の方位の情報とを組み合わせることで、画像合成の高精度化に寄与する。

パノラマ撮影では、複数枚の画像を組み合わせて用いるため、上記のように記録された撮影情報はパノラマ画像の生成時にも有効に活用することができる。例えば、同じ位置（１２０）で撮影された画像で異なる方位（１２１）の画像群を生成に用いる画像として抽出することができる。方位（１２１）の情報はさらに各画像の合成処理においてどの範囲が重なりあうかを検出するためにも用いることができる。例えば、重なり部分が単色のベタ画像の場合には重なり合いの検出は困難であったが、本方法を組み合わせることで高精度な生成が可能となる。

本発明に係るデジタルカメラでは動画撮影機能を備えることもできる。デジタルカメラにおける動画像の撮影に関しては公知技術であるので説明を省略するが、本実施例のような超広角レンズを用いることで、真下にレンズが向くように設置したり、鉛直上向きに設置する事で全周方向のパノラマ動画を容易に取得することができる。
撮影したパノラマ動画は、閲覧ソフトの機能によって、時間経過と同時に、任意の方位の映像を見ることもできるので、動きのある環境では臨場感のある画像として提供できる。

パノラマ動画の生成時にも、本発明に係る撮影情報は有用である。特に、ＧＰＳによる測位情報、電子コンパスによる方位情報、モーションセンサによるモーション情報に基づいて動画の傾きや方向を修正し、安定した動画生成を実現することができる。

（別実施例）
次に、本発明に係るパノラマ撮影システム（以下、本システムと呼ぶ。）について説明する。図１１は、本システム（２０１）の一部分を示した斜視図、図１２は同、正面図である。

本システムは、雲台（２１０）の他、前端に所定の画角、特に視野角が１８０度を超えるような超広角のレンズ（２２１）を備えるデジタルカメラ本体（２２０）と、雲台（２１０）の下面に連結する一脚（２３０）とからなる。
一脚（２３０）の構成については周知であるから、本実施例では説明を省略する。

デジタルカメラ本体（２２０）の下面には一脚や三脚との接続用の取付ネジ孔（２２３）が抉設されており、本発明における第１連結手段を構成する。
デジタルカメラ本体（２２０）は、雲台（２１０）の上板体（２１１）の上面に配置され、第２連結手段である取付ネジ（３１０）によってネジ固定される。図６（ｂ）の取付ネジ孔（１０９）の両側に設けられた凸部（１１０）（１１０）と同様に取付ネジ（３１０）の両側には線状の凸部が設けられており、デジタルカメラ本体（２２０）の下面に設けた図示しない凹部と嵌合することで雲台（２１０）とデジタルカメラ本体（２２０）との方向関係が一定するように構成している。

パノラマ撮影システムにおいて、両者が不意に回転してしまうと、正しい方向の撮影ができず、必要な視野角の画像が不足する恐れもあることから、第１連結手段、第２連結手段において凹凸を嵌合させることで回転不能に連結する点は重要である。

上板体（２１１）はカメラ後方に向かって横架し、その後端で下方に向けて屈曲する。屈曲部位（３１３）からはケラレ防止延設体（２１２）がやや前方に傾斜しながら延設されている。
この傾斜によって、ケラレ防止延設体（２１２）を撮影者が把持する場合に、デジタルカメラ本体（２２０）を上方にも構えやすく、しかもこの部位を把持する限り写り込みを心配せずに撮影を行うことができる。
このように、本発明では、ケラレ防止延設体（２１２）にグリップ部としての機能を持たせることも好適である。

ケラレ防止延設体（２１２）は、上板体（２１１）と下端で連設された下板体（２１３）との間で所定の間隔を確保し、下板体（２１３）や一脚（２３０）がパノラマ画像に写り込むことを防いでいる。

図１３には本発明に係る雲台と一脚、視野角が１８０度のデジタルカメラ本体を用いた場合の写り込む範囲の実験例を示している。一脚の上端から雲台の上端までが６０ｍｍの場合、一脚（２３０）と下板体（２１３）との直径３１ｍｍの連結部が写り込み、設置面では半径１３７ｍｍがケラレとなる。一方、２００ｍｍの場合には、半径６２ｍｍであり、この差は３６０度のパノラマ画像を撮影する場合には大きな違いである。本実施例では、本実験に基づいて、ケラレ防止延設体（２１２）を約１３ｃｍの長さとしている。
なお、本発明の実施において、この長さは任意に変更可能であるが、上記実験の結果から６０ｍｍないし２００ｍｍの範囲である。また、上述したようにグリップ部として機能させる場合には、概ね１２０ｍｍないし２００ｍｍが好適である。

ケラレ防止延設体（２１２）は、上板体（２１１）と略等幅の板体であり、下部から下板体（２１３）にかけて補強のために前方にリブ（３２０）が形成されている。本リブ（３２０）によってケラレ防止延設体（２１２）と下板体（２１３）との間の角度が狂うこと無く、向きの安定した撮影を行うことができる。
ケラレ防止延設体（２１２）におけるリブ（３２０）は強度によって形成しなくてもよい。

ケラレ防止延設体（２１２）の下端から略水平かつ前方に向けて下板体（２１３）が形成される。本実施例では下板体（２１３）と一体的に、ケラレ防止延設体（２１３）より後方に支持板体（２１４）が延設される。

下板体（２１３）の前端部下面は、一脚と連結する脚台連結手段として脚台ネジ孔（３３０）が設けられ、一脚（２３０）から上方に突設した脚台ネジで固定される。脚台連結手段と脚台と回転不能となるまで螺合し、一脚には回転自在な自由雲台を備えないことが望ましい。

本発明において最も重要な点として、この連結状態において、脚台連結手段がデジタルカメラ本体に備えたレンズ（２２１）の節点（ノーダルポイント）（２２４）の鉛直下方位置にあることである。
本実施例では一脚を用いるのでその中心軸上に脚台ネジ、脚台ネジ孔（３３０）が配置されているとし、この延長線（Ｌ）上に節点が位置するように、上板体（２１１）、下板体（２１３）を配置している。
公知のように、節点（２２４）を中心に回転し、撮影を行うことで、歪みのない高品質なパノラマ画像を生成することができる。

レンズ（２２１）によって節点は異なるので、本発明の実施においてはデジタルカメラ、又はレンズごとに取付ネジ（３１０）の位置は定める必要がある。従って、雲台（２１０）は専用の設計にすることが好ましく、これによって簡便に使用することができる。

あるいは、例えば２種類のカメラに対応するために、取付ネジ（３１０）は２箇所を選択的に取り付けられるようにしておき、レンズの節点の違うカメラによってどちらの孔で固定するかを選ぶ構成でもよい。
図１２の図中一点鎖線はその例であり、他のデジタルカメラ（２２０’）のネジ取付孔（２２３’）に対しては、元の取付ネジ（３１０）から前方に偏位した取付ネジ（３１０’）で連結するようにする。

また別の実施例として、上板体（２１１）とケラレ防止延設体（２１２）とを脱着可能に構成し、上板体（２１１）だけをデジタルカメラやレンズに応じて交換可能とする構成でもよい。この場合、カメラ等に合わせて上板体だけを取り替えれば済むので、省資源、低コストな雲台の提供に寄与する。

本実施例において支持板体（２１４）がグリップ（２１５）を回転可能に支持している。グリップ（２１５）は表面にスポンジ状の滑りにくい被覆を施し、撮影者が確実に把持できるように構成している。
なお、グリップ（２１５）は回転せず、支持板体と固定される構成でもよい。

支持板体（２１４）の上面に水準器（３４０）を備えることもできる。パノラマ画像の撮影において、カメラは正確に水平を保つ必要があり、従来から水準器を備えるカメラや三脚等は提案されている。
しかし、水準器を確認しながら安定した撮影姿勢を取りにくいことが多く、本実施例のように一脚の場合にカメラの傾きや手振れの原因となっていた。
本実施例では、グリップ（２１５）の直上面に水準器を備えることで、直感的に水平合わせを行うことができ、精度の高い撮影に寄与する。
このほか、水準器の位置としては下板体（２１３）の上面、ケラレ防止延設体（２１２）の後側面でもよい。

本発明では、デジタルカメラ本体（２２０）には超広角のレンズ（２２１）を用いることを想定しており、レンズ（２２１）の直下方から反射光が入射したり、ケラレが生じるのを防ぐための構造としている。
第１に、上板体（２１１）の角部（３１４）（３１５）は角丸に形成している。これにより角部（３１４）（３１５）が画像に写り込んだり、角部（３１４）（３１５）の上面の反射光が入射するのを防いでいる。

第２に、下板体（２１３）の上面側は、外方に向けて下がるように傾斜させている。図１から明らかなように、ケラレ防止延設体（２１２）との接続部より前方は左右両側に山側の傾斜部（３３１）（３３２）を設けると共に、前端部も左右前方に向けた傾斜部（３３３）を設けている。
これによって下板体に太陽や照明が上方から入射しても反射光は外方に反射し、レンズ（２２１）への入射を防ぐことができる。

同様に反射を防ぐ観点から、雲台は低反射性の塗料や表面仕上げを行うことが望ましく、塗色も黒など反射しにくい色を用いることが好ましい。

１ パノラマ撮影用デジタルカメラ
１０ カメラ本体
１１ 広角レンズ
１００ シャッターボタン
１０１ 水準器
１０２ ＬＥＤ
１０３ 把持部
１０４ 隆起部

Claims (10)

1. パノラマ画像を生成するために用い、回転中心から向きの異なる複数の画像を撮影するためのパノラマ撮影用デジタルカメラであって、
   少なくとも視野角が２００度以上の超える広角レンズと、
   該広角レンズよりも後方側に配置され、該視野角内に入らない位置にあるカメラ本体と、
   該カメラ本体に内蔵されるデジタル撮像素子と、
   該デジタル撮像素子で撮像した画像データを処理し、所定の画像形式で出力又は保存する画像処理手段と、
   該カメラ本体の水平を確認するための水準器と、
   撮影時の設置に用いる脚台と連結するための第１連結手段と
   を備え、
   該広角レンズの節点が該回転中心に位置すると共に、
   該カメラ本体の上面に設けられる該水準器と、該カメラ本体の下面に設けられる該第１連結手段とが、上方から見て該回転中心を通る同一線上に位置するように配置した構成において、
   該デジタル撮像素子が、一辺が第１の長さ、他の一辺が相対的に長い第２の長さの長方形状であり、
   該広角レンズから入射する円形の像のうち、第１の長さ方向では円形の直径よりも短い像を該デジタル撮像素子に入射すると共に、第２の長さ方向では円形の直径と略同一又はそれよりも長い像を該デジタル撮像素子に入射するように配置し、該第１の長さ方向についてデジタル撮像素子で取得する視野角が１８０度以上である
   ことを特徴とするパノラマ撮影用デジタルカメラ。
2. 前記パノラマ撮影用デジタルカメラにおいて、撮影時の状態に係る撮影情報を生成する撮影情報生成手段を備え、
   前記画像処理手段において、前記円形の像よりも外周の像外部位に該撮影情報を画像として記録する
   請求項１に記載のパノラマ撮影用デジタルカメラ。
3. 前記撮影情報が、可読文字記号の画像として記録される
   請求項２に記載のパノラマ撮影用デジタルカメラ。
4. 前記撮影情報が、撮影情報をバーコード化された画像として記録される
   請求項２に記載のパノラマ撮影用デジタルカメラ。
5. 前記撮影情報に撮影時の位置及び／又は方位の情報を含む
   請求項２ないし４のいずれかに記載のパノラマ撮影用デジタルカメラ。
6. 前記パノラマ撮影用デジタルカメラにおいて、
   撮影者が把持する把持部を、把持状態で手指が視野角に入らない位置までカメラ本体の後部に偏位させた
   請求項１ないし５のいずれかに記載のパノラマ撮影用デジタルカメラ。
7. 前記パノラマ撮影用デジタルカメラにおいて、
   カメラ本体の上面に水準器を備えると共に、
   カメラ本体の側面に撮影画像を確認する画像表示手段を備えた
   請求項１ないし６のいずれかに記載のパノラマ撮影用デジタルカメラ。
8. 前記パノラマ撮影用デジタルカメラにおいて、
   動画の撮影機能を備えた
   請求項１ないし７のいずれかに記載のパノラマ撮影用デジタルカメラ。
9. パノラマ画像を生成するために用いる、向きの異なる複数の画像を撮影するためのパノラマ撮影システムであって、
   デジタル画像を撮影可能なデジタルカメラと、
   該カメラ本体の下面と連結するパノラマ撮影用雲台を上部に備えた脚台と
   からなる構成において、
   該デジタルカメラには、
   少なくとも視野角が２００度以上の広角レンズと、
   該広角レンズよりも後方側に配置され、該視野角内に入らない位置にあるカメラ本体と、
   該カメラ本体に内蔵されるデジタル撮像素子と、
   該デジタル撮像素子で撮像した画像データを処理し、所定の画像形式で出力又は保存する画像処理手段と、
   該カメラ本体の水平を確認するための水準器と、
   撮影時の設置に用いる脚台と連結するための第１連結手段と
   を備え、
   該広角レンズの節点の鉛直下方位置に該脚台の回転中心が位置するように該パノラマ撮影用雲台が形成されると共に、
   該カメラ本体の上面に設けられる該水準器が、上方から見て該回転中心を通る同一線上に位置するように配置した構成において、
   該デジタル撮像素子が、一辺が第１の長さ、他の一辺が相対的に長い第２の長さの長方形状であり、
   該広角レンズから入射する円形の像のうち、第１の長さ方向では円形の直径よりも短い像を該デジタル撮像素子に入射すると共に、第２の長さ方向では円形の直径と略同一又はそれよりも長い像を該デジタル撮像素子に入射するように配置し、該第１の長さ方向についてデジタル撮像素子で取得する垂直方向の視野角が１８０度以上とし、両端が重複する２枚の撮像画像から全周方向のパノラマ画像を生成する
   ことを特徴とするパノラマ撮影システム。
10. 前記全周方向のパノラマ画像を動画として撮影する
    請求項９に記載のパノラマ撮影システム。

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