JP2000134563A - ディジタル撮像装置および撮像方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 動画および静止画に加えて高精細静止画およ
び高精細パノラマ画像を撮影する。 【解決手段】 モードスイッチ２３で静止画モード、動
画モード、高精細静止画モード、高精細パノラマモード
が選択される。レンズブロック３とＣＣＤ撮像素子５か
らなるカメラブロック２２が本体２１から外に向けると
き、被写体１が直接ブロック２２に入射されるので、動
画、静止画が撮影される。ブロック２２が本体２１に収
納されているとき、ミラーブロック２を介してブロック
２２に被写体１が入射されるので、高精細静止画、高精
細パノラマ画像に用いられる複数の部分画が撮影され
る。ブロック２２が４５度回動するので、通常モードと
高精細モードとの光軸の入射角は、４５度となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、動画および／ま
たは静止画と、高精細静止画および／または高精細パノ
ラマ画像とを撮影することができるディジタル撮像装置
および撮像方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、動画と静止画を撮影できるカメラ
一体型ディジタルカセットレコーダ（以下、ディジタル
カメラと称する）がある。

【０００３】しかしながら、このディジタルカメラで静
止画を撮影する場合、ディジタルカメラに用いられてい
るＣＣＤ撮像素子の画素数より、多い画素数となる高精
細静止画を得ることはできなかった。これに対して、本
出願人は、高精細静止画を得ることができる特願平８−
３００４７８号を提案している。

【０００４】また、同じディジタルカメラを用いてパノ
ラマ画像を得ようとする場合、ユーザは、ディジタルカ
メラを水平方向に回転させながら撮影を行う。例えば、
ユーザの周囲３６０°を連続的に撮影する。得られた部
分画を、重複部分に適当な処理を加えながらフレーム毎
に繋ぐことで、横長のパノラマ画像を得ることができ
る。

【０００５】しかしながら、撮影される部分画は、１フ
レームまたは１フィールドの静止画であり、その部分画
を複数用いて１枚のパノラマ画像を得ても、高精細パノ
ラマ画像を得ることはできなかった。これに対して、本
出願人は、高精細パノラマ画像を得ることができる特願
平９−２１６３１７号を提案している。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、実際に
は、高精細静止画および／または高精細パノラマ画像を
撮影できるモードに加え、通常の撮像装置と同様に動画
および／または静止画を撮像できることが望まれる。

【０００７】従って、この発明の目的は、動画および／
または静止画に加えて高精細静止画および／または高精
細パノラマ画像を撮影することができるディジタル撮像
装置および撮像方法を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、記録時には、光軸を縦横に素早く変化させながら複
数の画像を撮像素子で撮影し、撮像信号をディジタル画
像圧縮して各種のサブデータと共に記録媒体に記録し、
再生時には、画像伸長して画像データ処理手段にデータ
を送信する方式のディジタル撮像装置であって、光軸走
査ブロックと、レンズブロックと、入射された被写体の
像を電気信号に変換する撮像手段およびレンズブロック
から構成され、回動するカメラブロックとを有し、光軸
走査ブロックを介さずに直接カメラブロックに被写体の
像を入射する第１のモードと、光軸走査ブロックを介し
てカメラブロックに被写体の像を入射する第２のモード
とからなることを特徴とするディジタル撮像装置であ
る。

【０００９】請求項４に記載の発明は、記録時には、光
軸を縦横に素早く変化させながら複数の画像を撮像素子
で撮影し、撮像信号をディジタル画像圧縮して各種のサ
ブデータと共に記録媒体に記録し、再生時には、画像伸
長して画像データ処理手段にデータを送信する方式のデ
ィジタル撮像装置を使用した撮像方法であって、光軸走
査ブロックと、レンズブロックと、入射された被写体の
像を電気信号に変換する撮像手段およびレンズブロック
から構成され、回動するカメラブロックとを有し、第１
のモードは、光軸走査ブロックを介さずに直接カメラブ
ロックに被写体の像を入射し、第２のモードは、光軸走
査ブロックを介してカメラブロックに被写体の像を入射
するようにしたことを特徴とする撮像方法である。

【００１０】この発明では、ミラーブロックの隣に設け
られたレンズブロックとＣＣＤ撮像素子からなるカメラ
ブロックが回動する。カメラブロックを回動させ、本体
から外に出すことによって、動画および静止画を撮影で
き、カメラブロックを回動させ本体に収納することによ
って、高精細静止画および高精細パノラマ画像を撮影で
きる。この高精細静止画および高精細パノラマ画像を撮
影するときには、ミラーブロックによって光軸を縦横に
変化させ、複数の部分画が撮影される。また、カメラブ
ロックを２つ設けることによって、動画を撮影している
間に、高精細静止画を撮影することもできる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態につ
いて図１を参照して説明する。１で示す被写体は、レン
ズブロック３またはミラーブロック２を介してレンズブ
ロック３へ入射される。ミラーブロック２は、後述する
ように光軸の方向を変えることができるものである。レ
ンズブロック３は、フォーカスサーボ４によって駆動さ
れる。ミラーブロック２およびフォーカスサーボ４は、
シスコン（システムコントローラ）１６によって制御さ
れる。レンズブロック３に入射された被写体１の像は、
ＣＣＤ撮像素子５へ供給される。

【００１２】後述するように、この一実施形態では、レ
ンズブロック３およびＣＣＤ撮像素子５からなるカメラ
ブロックを回動させることによって、カメラブロックを
本体の外に出すことができる。カメラブロックが本体に
収納されているときに、被写体１の像がミラーブロック
２を介してＣＣＤ撮像素子３に入射され、高精細静止画
または高精細パノラマ画像が撮影される。また、カメラ
ブロックが本体の外に出されているときに、被写体１の
像は、ミラーブロック２を介さず直接ＣＣＤ撮像素子５
へ入射され、通常の動画または静止画が撮影される。

【００１３】また、高精細静止画および高精細パノラマ
画像が撮影されるときには、レンズブロック３が望遠の
設定とされる。そして、高精細静止画が撮影されるとき
と、高精細パノラマ画像が撮影されるときとでは、後述
するようにミラーブロック２の動作が異なる。例えば、
高精細静止画が撮影されるときには、２５枚の部分画を
撮影するように、縦横にミラーブロック２が制御され、
高精細パノラマ画像が撮影されるときには、縦方向に５
枚または６枚の部分画が撮影されるように、ミラーブロ
ック２が制御され、またディジタルカメラを横方向に回
転させる。

【００１４】ＣＣＤ撮像素子５では、被写体１からの入
射光が電荷として蓄積される。電子シャッター駆動回路
６には、シスコン１６からの制御信号が供給され、電子
シャッター駆動回路６によって、ＣＣＤ撮像素子５の電
子シャッターのオン／オフが制御される。これによっ
て、ＣＣＤ撮像素子５の電子シャッターが駆動され、供
給された被写体１の像が取り込まれる。取り込まれた被
写体１の像は、Ａ／Ｄ変換器（図示せず）によりディジ
タル化され、ディジタル撮像信号（以下、画像信号と称
する）として、圧縮回路７を介して一旦画像メモリ８に
記憶されると共に、スイッチ回路１３の記録端子（Ｒｅ
ｃ）にも供給される。

【００１５】スイッチ回路１３を介して画像信号は、電
子ビューファインダ（ＥＶＦ）１４へ表示されると共
に、ビデオ出力端子１５を介して、例えば外部のパソコ
ン（パーソナルコンピュータ）またはＴＶモニタへ出力
される。電子ビューファインダ１４は、一例として液晶
ディスプレイからなる。

【００１６】画像メモリ８は、数フィールドまたは数フ
レームの画像を記憶する容量を有する。この画像メモリ
８に記憶された画像信号は、圧縮回路７によって順次圧
縮処理が施される。一例として、静止画として取り込ま
れた画像に対してＪＰＥＧ（Joint Photographic Exper
ts Group）が施され、動画として取り込む画像に対して
ＭＰＥＧ（Moving Picture Experts Group）が施され
る。生成された圧縮画像信号に対して、サブデータ付加
回路９からのサブデータが付加される。サブデータが付
加された圧縮画像信号は、記録媒体１０に供給される。

【００１７】サブデータ付加回路９から供給されるサブ
データは、例えば日付、時刻、フォーカス状態、シャッ
ター速度、絞りの状態、総枚数、何枚目、光軸の方向、
・・・等の画像信号が撮影されたときの情報である。記
録媒体１０に供給された圧縮画像信号とサブデータは、
シスコン１６の制御に従って記録される。この記録媒体
１０の一例として、テープ、ディスクまたは半導体メモ
リなどからなる記録媒体が用いられる。

【００１８】操作系１７からの指定に応じたシスコン１
６の制御によって、記録媒体１０から圧縮画像信号が読
み出される。読み出された圧縮画像信号は、伸長回路１
１を介して一旦画像メモリ８へ記憶され、伸長回路１１
によって、順次伸長処理が施される。すなわち、この伸
長回路１１では、ＪＰＥＧまたはＭＰＥＧの復号がなさ
れる。さらに、圧縮画像信号から分離されたサブデータ
が伸長回路１１からサブデータ読み取り回路１２へ供給
される。伸長された画像信号は、伸長回路１１からスイ
ッチ回路１３の再生端子（ＰＢ）へ供給される。サブデ
ータ読み取り回路１２では、供給されたサブデータから
日付、時刻、フォーカス状態、シャッター速度、絞りの
状態、総枚数、何枚目、光軸の方向、・・・等の情報が
読み取られ、その情報は、シスコン１６へ供給される。

【００１９】ここで、この一実施形態を実現するための
外観図の第１の実施形態を図２に示す。まず、図２Ａに
示すように、本体２１の表側に設けられた大きい窓の中
にミラーブロック２が設けられている。カメラブロック
２２は、本体２１から４５度の角度を付けられ外に向け
られる。上述したようにカメラブロック２２は、レンズ
ブロック３およびＣＣＤ撮像素子５から構成される。

【００２０】図３に示すように、カメラブロック２２が
本体２１に収納されているときには、カメラブロック２
２ａに示す位置に配置され、ミラーブロック２を介して
光軸Ｌ１がＣＣＤ撮像素子５に入射される。また、カメ
ラブロック２２が本体２１の外に出されているときに
は、カメラブロック２２ｂに示す位置に配置され、光軸
Ｌ２が直接ＣＣＤ撮像素子５に入射される。この光軸Ｌ
１およびＬ２がＣＣＤ撮像素子５に入射される角度を４
５度となるように、カメラブロック２２は、回動可能と
される。

【００２１】モードスイッチ２３には、静止画（PHOTO
）モード、動画（MOVIE ）モード、高精細静止画（Hig
h Resolution PHOTO ）モードおよび高精細パノラマ（H
igh Resolution PANORAMA）モードの４つのモードが設
けられている。モードスイッチ２３において、高精細パ
ノラマモード（図４Ａ）および高精細静止画モード（図
４Ｂ）、すなわち高精細モードが選択されているときに
は、ミラーブロック２を介して被写体１の像がカメラブ
ロック２２に入射される。また、モードスイッチ２３に
おいて、動画モード（図４Ｃ）および静止画モード（図
４Ｄ）が選択されているときには、ミラーブロック２を
介さず直接被写体１の像がカメラブロック２２に入射さ
れる。

【００２２】動画モードでは、動画の記録が行われる。
静止画モードでは、静止画の記録が行われる。この静止
画モードでは、瞬時に撮影するため、動いている被写体
でも良い。高精細静止画モードでは、一つの被写体を約
１秒の間に２５枚の部分画に分けて撮影し、これらを繋
ぎ合わせて画素数が１０倍〜１５倍の高精細静止画を生
成する。高精細パノラマモードでは、例えば縦を６枚に
分けて撮影しながら、横に本体を回すことによって３６
０度までの被写体が数１０枚〜数１００枚の部分画に分
けて撮影される。撮影された複数の部分画を繋ぎ合わせ
て画素数が数１０倍〜数１００倍の高精細静止画を生成
する。

【００２３】図に示すように、動画モードおよび静止画
モードのときには、カメラブロック２２は、本体２１に
対して４５度の角度で傾く。モードスイッチ２３は、２
２．５度のステップで４つの状態を持つ。この一例で
は、モードスイッチ２３が高精細静止画モードから動画
モードへ回動したときに、カメラブロック２２が本体２
１から４５度傾き、動画モードから高精細静止画モード
へ移ったときに、カメラブロック２２が本体２１に収納
される。

【００２４】モードスイッチ２３は、しゃへい板３１と
結合され、モードスイッチ２３を回転させることによっ
て、しゃへい板３１も回転する。しゃへい板３１は、一
例として図４Ｅに示すような形状であり、フォトインタ
ラプタ３２および３３をさえぎるか否かで、２ビットか
らなる信号を出力する。フォトインタラプタ３２および
３３をさえぎると「１」となり、さえぎらないと「０」
となる。よって、このフォトインタラプタ３２および３
３から０、１、２、３の４値を出力することができ、モ
ードスイッチ２３の位置を検出することができる。

【００２５】図２Ｂに示すように、本体２１の裏側に電
子ビューファインダ１４が設けられる。この電子ビュー
ファインダ１４には、撮影された画像が直ちに表示さ
れ、全体を見たり、拡大・スクロールして見たりでき
る。シャッタースイッチ２５は、画像を撮影するときに
押されるスイッチである。スイッチ群２６およびスイッ
チ群２７は、各種設定のためのスイッチおよび撮影され
た画像を再生するためのスイッチなどである。上述の操
作系１７には、モードスイッチ２３、シャッタースイッ
チ２５、スイッチ群２６およびスイッチ群２７が含まれ
る。

【００２６】このように、カメラブロック２２が収納さ
れる高精細静止画モードのとき、レンズブロック３は、
望遠の状態となる。そして、シャッタースイッチ２５が
押されると、ミラーブロック２が縦横に動き、１つの被
写体が約１秒で２５枚に分けて撮影される。

【００２７】また、高精細パノラマモードのとき、本体
２１を立てて使用する。シャッタースイッチ２５を押し
ながら、ゆっくり横に回転させることにより、広い範囲
のパノラマ画像を生成するための複数の部分画を撮影す
ることができる。こうして撮影された画像は、電子ビュ
ーファインダ１４に直ちに表示され、全体を見たり、拡
大・スクロールして見たりででる。

【００２８】また、動画モードまたは静止画モードのと
きは、図２に示すように、カメラブロック２２が４５度
回動して、本体２１の外に向けらる。このとき、動画モ
ード（図４Ｃ）および静止画モード（図４Ｄ）の何方か
一方がモードスイッチ２３によって選択される。ミラー
ブロック２は、使用されず、従って高精細モードを選択
することができないようになっている。また、カメラブ
ロック２２が単独で外に向いているため広角撮影まで可
能である。

【００２９】再生時には、本体２１の電子ビューファイ
ンダ１４で以下の表示が可能である。まず、動画モード
で撮影された動画を表示する。そして、動画モードおよ
び静止画モードで撮影された静止画を表示する。さら
に、高精細モードで撮影された静止画の全体を間引きフ
ィルタに通して表示する。また、高精細モードで撮影さ
れた静止画の１部を拡大して表示する。その拡大して表
示された静止画を上下左右にスクロールして表示する。
なお、これらの表示は、ビデオ出力端子１５からパソコ
ンまたはＴＶモニタへ出力し、表示することができる。

【００３０】上述した高精細静止画モードが選択された
ときに、ミラーブロック２を駆動させる一例を図５に示
す。この図５は、例えばレンズブロック３の設定を望遠
にしてミラーブロック２を装着した状態を上から見たも
のである。ミラー３６に反射された被写体の像がレンズ
ブロック３を介してＣＣＤ撮像素子５に取り込まれる。
ミラーブロック２のミラー３６が緯度経度とも中心にあ
るとき、Ａの位置の被写体が撮影される。ただし、ミラ
ー３６で１回反射しているため画像は、左右反対になる
ので電気的に処理を行う必要がある。

【００３１】ここで、一方のコイルに電流を流し、ミラ
ー３６を時計方向に５°動かすと光軸は、１０°右へず
れて、Ｂの位置の被写体が撮影される。反時計方向に５
°動かすと光軸は、１０°左へずれて、Ｃの位置の被写
体が撮影される。

【００３２】次に、経度は、センターにしておき、他方
のコイルに電流を流し、ミラー３６が５°上を向くと光
軸は、上へ回転しながらずれて、Ｄの位置の被写体が撮
影される。緯度も経度も５°ずらすとＥの位置の被写体
またはＦの位置の被写体が撮影される。

【００３３】このようにして、ミラー３６の緯度と経度
を制御することによって水平位置と垂直位置をずらしな
がら図６に示すように２５枚の部分画を互いに１部分が
重なるようにして撮影する。こうして部分画の集合とし
ての全体像が得られる。この図６に示す２５枚の部分画
は、コイルに対して電圧を等間隔に与えることによって
得られたものであり、扇形の重複関係となる。これは、
垂直方向の感度が水平方向に依存するためである。

【００３４】図５に示す部分画Ａは、図６に示す中央の
位置の部分画であり、部分画Ｂは、中央の列の右端の部
分画であり、部分画Ｃは、中央の列の左端の部分画であ
る。また、部分画Ｄは、図６に示す上の列の真ん中の部
分画であり、部分画Ｅは、上の列の右端の部分画であ
り、部分画Ｆは、上の列の左端の部分画である。

【００３５】上述した高精細モードで用いられる画像合
成処理の一例を説明する。まず、複数の部分画を合成す
るときの前処理として行う画歪補正の一例を図７を用い
て説明する。上述した図５に示すようにミラー３６を動
かして作った部分画は、中央の部分画Ａを除いて歪を伴
っている。この歪は、ミラー３６の緯度と経度に強く依
存している。図７Ａは、被写体の（ｘ，ｙ）平面を示
し、その（ｘ，ｙ）平面上で歪んだ範囲Ｆは、図７Ｂに
示すように、ＣＣＤ撮像素子５の（ｉ，ｊ）平面に正し
い長方形として投影される。ＣＣＤ撮像素子５の任意の
画素Ｐ（ｉ，ｊ）は、（ｘ，ｙ）平面上では、式（１）
および式（２）に示す２本の直線の交点として与えられ
る。

【００３６】 ｙ＝ａ１ｘ＋ｂ１ （１） ｙ＝ａ２ｘ＋ｂ２ （２） ただし、ａ１およびｂ１は、ｉに依存しないｊの関数で
あり、ａ２およびｂ２は、ｊに依存しないｉの関数であ
る。

【００３７】図８において、被写体を示す（ｘ，ｙ）平
面の任意の画素のデータＱ（ｘ，ｙ）をＣＣＤ撮像素子
５上の画素データＰ（ｉ，ｊ）から求める方法の一例を
示す。まず、式（１）および式（２）の直線の中から点
（ｘ，ｙ）を最も小さく囲む４本の直線を選択する。こ
の４本の直線の交点の画素値をＰ（ｉ，ｊ）、Ｐ（ｉ＋
１，ｊ）、Ｐ（ｉ，ｊ＋１）、Ｐ（ｉ＋１，ｊ＋１）と
する。これらの画素値から比例配分でＱ（ｘ，ｙ）を求
めることができる。この方法は、高い周波数成分のゲイ
ンが低いきらいがあるが、歪成分は、充分に補正され
る。この比例配分で求める一例として２次元補間フィル
タを使用しても良い。

【００３８】次に、境界処理の一例を図９を用いて説明
する。画歪処理の終わった複数の部分画は、互いの位置
関係が不明瞭である。これは、角度センサの分解能が画
素精度に比して少ないことによる。そこで、互いの位置
関係を正確に決める必要がある。この一例では、説明を
容易とするため２画面のみの場合について考える。図９
に示すＰ１およびＰ２の部分画は、画歪補正が終わって
いるので、縦横の位置関係がずれているだけである。大
きさは、同一であり、傾きもない。図９Ａに示すよう
に、部分画Ｐ１の原点を（ｈ，ｖ）平面の（ｈ１，ｖ
１）に固定し、部分画Ｐ２の原点を仮に（ｈ２，ｖ２）
に置く。ｈ２およびｖ２は、ミラーの経度および緯度の
情報に基づいて決定する。

【００３９】部分画Ｐ１およびＰ２の共通部分の画素に
ついて、

【００４０】

【数１】

【００４１】この式（３）を用いて計算する。

【００４２】ｓの値は、部分画Ｐ１およびＰ２が一致し
ていると大きな正の数になる性質を持っている。ｈ２お
よびｖ２を考え得る範囲で動かし、最もｓが大きくなる
ときのｈ２およびｖ２が部分画Ｐ２の置かれるべき位置
である。ｈ２およびｖ２の範囲が広いときは、ｓの極大
値が複数存在してしまうので、これを防ぐためｓの計算
の前にローパスフィルタで部分画Ｐ１およびＰ２の高域
成分を除いておく。このようにして求めた原点（ｈ
２’，ｖ２’）に部分画Ｐ２の画像を置くと図９Ｂに示
すように、ほぼ画像が一致する。

【００４３】しかしながら、部分画Ｐ１およびＰ２の画
像は、同一でなないため、図９Ｂに示す斜線部分を水平
方向に数画素に恒って、図９Ｃに示すように、加重平均
によって、重畳された部分画を作る。このようにするこ
とで、ＤＣレベルがずれていても部分画がスムーズにつ
ながる。

【００４４】 Ｑ（ｈ３＋ｉ）＝（１−ａ）×Ｐ１（ｈ３＋ｉ）＋ａ×Ｐ２（ｈ３＋ｉ） （４） ただし、ａ＝ｉ／ｎであり、ｉ＝０〜ｎとなる。

【００４５】これらの処理をパソコンを用いて専用ソフ
トウェアで行う一例を図１０のフローチャートを用いて
説明する。ステップＳ１では、撮影された画像に対し
て、後述するように平面座標から円筒座標への変換処理
が行われる。ステップＳ２では、円筒座標に変換された
画像に対して画歪補正が行われる。ステップＳ３では、
縦方向に例えば６枚の画像をシームレスに繋ぐ境界処理
が行われる。ステップＳ４では、境界処理が施された縦
長の画像に対して右隣の画像の縦方向の境界処理が終了
したか否かが判断され、縦方向の境界処理が終了してい
ない場合、ステップＳ１に制御が戻り、終了している場
合、ステップＳ５へ制御が移る。

【００４６】ステップＳ５では、２つの縦長の画像同志
を横方向にシームレスに繋ぐ境界処理が行われる。ステ
ップＳ６では、３６０度分の横方向の境界処理が終了し
たか否かが判断され、３６０度分の横方向の境界処理が
終了していない場合、ステップＳ１に制御が戻り、終了
している場合、ステップＳ７へ制御が移る。ステップＳ
７では、一周したところでエンドレスに繋ぐための境界
処理が行われ、その結果、３６０度全周のパノラマ画像
が生成される。ステップＳ８では、生成された１枚のパ
ノラマ画像をファイルとして保存する。

【００４７】画面上の表示について説明する。撮影時に
１枚の画像は、水平画角３．７５（ｄｅｇ）で４８０画
素の解像度を有している。これを全周にわたってシーム
レス処理を行うと、（３６０／３．７５）×４８０＝４
６０８０画素となる。縦方向には、５枚のマルチ画面で
重複による有効率を８０％とすると６４０×５×０．８
＝２５６０画素となって、全体で１１７９６４８００画
素となる。縦横比は、１：１８である。

【００４８】全体表示をすると３段階に分かれて表示さ
れる。方位の目盛が同時に表示される。始点が０度で終
点が３６０度になる。必要に応じて４００度まで表示す
ることができる。左上と右下は本来連続しているもので
あるが、ファイル内では、始点と終点になっている。カ
ラープリントをする場合、始点を自由に設定でき、表示
もそれに応じて変わる。すなわち、相対方位の設定がで
きる。例えば、ある特定の位置を０度とし、右へ＋１８
０度まで表示し、左へ−１８０度まで表示することがで
きる。

【００４９】また、絶対方位を設定することもできる。
東西南北の方向がわかっているときそれを設定すると方
位目盛と東西南北が表示される。これらの方位目盛は、
カラープリント時に併記することも削除することもでき
る。さらに、パソコンの画面上で、拡大ボタンを左クリ
ックすると１ステップ拡大し、縮小ボタンを左クリック
すると１ステップ縮小される。拡大された状態では画面
上をドラッグすると縦横にスクロールすることができ
る。

【００５０】ここで、マルチ画面の基礎として、被写体
とＣＣＤ撮像素子の関係を図１１を用いて説明する。図
１１に示すようにＣＣＤ撮像素子からＬ（ｍｍ）の距離
にある横サイズ２Ｌ_H 、縦サイズ２Ｌ_V （ｍｍ）、アス
ペクト比Ａの長方形の平面被写体が正しく撮影できる。
水平画角２θ_H （ｒａｄ）のディジタルカメラがある。
すると、 Ｌ_H ＝Ｌ・ｔａｎ（θ_H ） （５） Ｌ_V ＝Ｌ_H ／Ａ （６） のように式が成り立つ。

【００５１】この平面をｈ−ｖ平面とし、図１２Ａに示
すように中心に原点（０，０）を配置する。ｈ−ｖ平面
上のＬ_H ×Ｌ_V の領域を６４０×４８０に分けた網目の
中心が図１２ＢにようにＣＣＤ撮像素子上のｉ＝０〜６
３９、ｊ＝０〜４７９に投影される。従って、座標
（ｉ，ｊ）と（ｈ１，ｖ１）の関係は、 ｈ１＝（ｉ−３１９．５）・（Ｌ_H ／３２０） （７） ｖ１＝（ｉ−２３９．５）・（Ｌ_V ／２４０） （８） となる。但し、ｉ、ｊは整数であり、ｈ１、ｖ１は実数
である。

【００５２】また、ＣＣＤ撮像素子上の座標と光の方向
との関係を図１３を用いて説明する。図１３に従って、
ＣＣＤ撮像素子のｉ−ｊ平面内の任意の点（ｉ，ｊ）に
対応している点（ｈ１，ｖ１）と光軸からの偏移との関
係を求める。経度は、ｈ１のみの関数であり、これをＰ
１とすれば、 Ｐ１＝ｔａｎ^-1（Ｌ／ｈ１） （９） となり、図１３中のＡＢ間の距離はＬｉは、 Ｌｉ＝Ｌ／ｓｉｎ（Ｐ１） （１０） であり、緯度はｈ１、ｖ１の関数となる。これをＱ１と
すれば、 Ｑ１＝ｔａｎ^-1（ｖ１／Ｌｉ） （１１） となる。このようにｉ、ｊが決まれば、それに対応する
経度Ｐ１と緯度Ｑ１が決まる。

【００５３】次に、求められた経度Ｐ１と緯度Ｑ１の方
向を３次元ベクトルで表す。（Ｐ１，Ｑ１）の方向ベク
トルＤ１（長さ１）を直交座標（ｘ，ｙ，ｚ）で表すと
図１４に示すように、 ｘ１＝ｃｏｓ（Ｐ１）・ｃｏｓ（Ｑ１） （１２） ｙ１＝ｓｉｎ（Ｐ１）・ｃｏｓ（Ｑ１） （１３） ｚ１＝ｓｉｎ（Ｑ１） （１４） となる。

【００５４】直交座標内でレンズを−ｙの方向にＬ２だ
け平行移動したときレンズの位置Ｏ２は、 ｏｘ２＝０ ｏｙ２＝−Ｌ２ ｏｚ２＝０ となる。

【００５５】そして、方向ベクトルの先端Ｄ２も−ｙの
方向にＬ２だけ移動すると、 ｘ２＝ｘ１ ｙ２＝ｙ１−Ｌ２ ｘ２＝ｚ１ となる。

【００５６】ここでディジタルカメラをｘ軸のまわりに
Ｑａだけ回転したときレンズの中心Ｏ３と方向ベクトル
の先端Ｄ３は、 ｏｘ３＝ｏｘ２ ｏｙ３＝ｏｙ２・ｃｏｓ（Ｑａ）＋ｏｚ２・ｓｉｎ（Ｑ
ａ） ｏｚ３＝−ｏｙ２・ｓｉｎ（Ｑａ）＋ｏｚ２・ｃｏｓ
（Ｑａ） ｘ３＝ｘ２ ｙ３＝ｙ２・ｃｏｓ（Ｑａ）＋ｚ２・ｓｉｎ（Ｑａ） ｚ３＝−ｙ２・ｓｉｎ（Ｑａ）＋ｚ２・ｃｏｓ（Ｑａ） となる。

【００５７】さらに、ディジタルカメラをｚ軸まわりに
Ｐａだけ回転したときレンズの中心Ｏ４と方向ベクトル
の先端Ｄ４は、 ｏｘ４＝ｏｘ３・ｃｏｓ（Ｐａ）＋ｏｙ３・ｓｉｎ（Ｐ
ａ） ｏｙ４＝−ｏｘ３・ｓｉｎ（Ｐａ）＋ｏｙ３・ｃｏｓ
（Ｐａ） ｏｚ４＝ｏｚ３ ｘ４＝ｘ３・ｃｏｓ（Ｐａ）＋ｙ３・ｓｉｎ（Ｐａ） ｙ４＝−ｘ３・ｓｉｎ（Ｐａ）＋ｙ３・ｃｏｓ（Ｐａ） ｚ４＝ｚ３ となる。

【００５８】そして、さらに３方向にそれぞれｘｘ、ｙ
ｙ，ｚｚだけ平行移動すると、 ｏｘ５＝ｏｘ４＋ｘｘ （１５） ｏｙ５＝ｏｘ４＋ｙｙ （１６） ｏｚ５＝ｏｚ４＋ｚｚ （１７） ｘ５＝ｘ４＋ｘｘ （１８） ｙ５＝ｘ４＋ｙｙ （１９） ｚ５＝ｚ４＋ｚｚ （２０） となる。

【００５９】このようにして得られたＯ５、Ｄ５はレン
ズの前方Ｌ２（ｍｍ）の点を中心に方向を変え、さらに
上下前後左右に移動したときのレンズの中心と方向を示
している。

【００６０】ここで、図１５を用いて、直方体の部屋の
中にディジタルカメラがあることを想定して、壁や天井
の模様がどのように見えるかシュミレーションを行う。
図１５Ａに示す６つの面の模様を、図１５Ｂに示すよう
に全て白地に黒の格子とする。メモリ上の黒線の幅をｂ
ｌ＝２とし、白部分の幅をｗｈ＝８とし、ｘ方向の黒線
の数をｘｌｉｎ＝９とし、ｙ方向の黒線の数をｙｌｉｎ
＝１１とし、ｚ方向の黒線の数をｚｌｉｎ＝７とする。
するとメモリ上の３方向のサイズは、 ｘｓｉｚ＝ｘｌｉｎ・（ｂｌ＋ｗｈ）−ｗｈ＝８２ ｙｓｉｚ＝ｙｌｉｎ・（ｂｌ＋ｗｈ）−ｗｈ＝１０２ ｚｓｉｚ＝ｚｌｉｎ・（ｂｌ＋ｗｈ）−ｗｈ＝６２ となる。

【００６１】縦横の区別がわかるようにするため各面の
１つの隅の白レベルを少し下げて目印とする。一方、実
際のサイズを得るため２本の黒線の間隔ｋｙｏｒｉ＝１
０００．０（ｍｍ）を与えると実サイズの半値ｘｍａｘ
とメモリサイズｘｓｉｚの比は、ｋ２＝ｋｙｏｒｉ／
（２・（ｂｌ＋ｗｈ））であり、部屋のサイズは、 ｘｍａｘ＝ｋ２・ｘｓｉｚ＝４１００ ｙｍａｘ＝ｋ２・ｙｓｉｚ＝５１００ ｚｍａｘ＝ｋ２・ｚｓｉｚ＝３１００ となる。

【００６２】この直方体の中心を原点にとり、各方向の
サイズをそれぞれ±ｘｍａｘ、±ｙｍａｘ、±ｚｍａｘ
とする。そして、式（１５）、式（１６）、式（１
７）、式（１８）、式（１９）、式（２０）のＯ５から
Ｄ５に向かう直線がこの直方体に交わる点のメモリの値
を出力画像とすることによって、見た通りの画像が生成
できる。あとは各パラメータを変えながら表示すればア
ニメーション的な動きを見ることができる。

【００６３】図１６Ａ、図１６Ｂ、図１６Ｃ、図１６Ｄ
は、正面、真後ろ、左、右のそれぞれの壁から水平サイ
ズが丁度になる位置にディジタルカメラを置いたときの
画像である。具体的には、図１６Ａは、ディジタルカメ
ラから供給される正面の壁の画像であり、図１６Ｂは、
真後ろの壁の画像である。図１６Ｃは、左の壁の画像で
あり、図１６Ｄは、右の壁の画像である。図１６Ｅは、
正面の壁に対して右に２ｍ平行移動したディジタルカメ
ラから得られた画像であり、図１６Ｆは、正面の壁に対
して上に２ｍ平行移動したディジタルカメラから得られ
た画像である。

【００６４】そして、各画像が撮影されたときのパラメ
ータは、 （gnum:sel:thh: xx: yy: zz: pa: qa:imax:jmax:l2） 図１６Ａ：（ 0: 0: 45: 0: 1000: 0: 0: 0: 256: 192: 0） 図１６Ｂ：（ 1: 0: 45: 0:-1000: 0: 180: 0: 256: 192: 0） 図１６Ｃ：（ 2: 0: 45: 1000: 0: 0: 90: 0: 256: 192: 0） 図１６Ｄ：（ 3: 0: 45:-1000: 0: 0: 270: 0: 256: 192: 0） 図１６Ｅ：（ 4: 0: 45: 2000: 1000: 0: 0: 0: 256: 192: 0） 図１６Ｆ：（ 5: 0: 45: 0: 1000: 2000: 0: 0: 256: 192: 0） となる。

【００６５】但し、ｇｎｕｍ：ファイル番号、ｓｅｌ：
０：平面、１：円筒面、ｔｈｈ：水平画角の半分
（度）、ｘｘ：ｙｙ：ｚｚ：平行移動（ｍｍ）、ｐａ：
経度（０度が正面で左が正）、ｑａ：緯度（０度が正面
で上が正）、ｉｍａｘ：ｊｍａｘ：画素数とする。ま
た、ｌ２は視点からミラーブロックまでの距離であり、
実際には、視点からｌ２の点を中心に光軸が回転するの
で、視差の影響がある。しかしながら、この一例では、
擬似的に０として計算する。

【００６６】図１７Ａは、正面の壁に対して上に４５度
回転したディジタルカメラから得られた画像であり、図
１７Ｂは、正面の壁に対して下に４５度回転したディジ
タルカメラから得られた画像であり、図１７Ｃは、正面
の壁に対して左に４５度回転したディジタルカメラから
得られた画像であり、図１７Ｄは、正面の壁に対して右
に４５度回転したディジタルカメラから得られた画像で
ある。図１７Ｅは、正面の壁に対して左上に４５度回転
したディジタルカメラから得られた画像であり、図１７
Ｆは、正面の壁に対して右上に４５度回転したディジタ
ルカメラから得られた画像であり、図１７Ｇは、正面の
壁に対して左下に４５度回転したディジタルカメラから
得られた画像であり、図１７Ｈは、正面の壁に対して右
下に４５度回転したディジタルカメラから得られた画像
である。

【００６７】このときのパラメータは、 （gnum:sel:thh: xx: yy: zz: pa: qa:imax:jmax:l2） 図１７Ａ：（ 6: 0: 45: 0: 0: 0: 0: 45: 256: 192: 0） 図１７Ｂ：（ 7: 0: 45: 0: 0: 0: 0:-45: 256: 192: 0） 図１７Ｃ：（ 8: 0: 45: 0: 0: 0: 45: 0: 256: 192: 0） 図１７Ｄ：（ 9: 0: 45: 0: 0: 0: -45: 0: 256: 192: 0） 図１７Ｅ：（ 10: 0: 45: 0: 0: 0: 45: 45: 256: 192: 0） 図１７Ｆ：（ 11: 0: 45: 0: 0: 0: 45:-45: 256: 192: 0） 図１７Ｇ：（ 12: 0: 45: 0: 0: 0: -45: 45: 256: 192: 0） 図１７Ｈ：（ 13: 0: 45: 0: 0: 0: -45:-45: 256: 192: 0） となる。

【００６８】ディジタルカメラの方向を変えて撮った複
数の画像をシームレスに繋ぐ場合、横軸を直線距離とす
るより角度とした方が便利である。そこで、平面画像を
円筒面に投影する変換を行う。上述と同様に、水平画角
２θ_H （ｒａｄ）、アスペクト比Ａのディジタルカメラ
がある。図１８Ｂに示すようにＬ（ｍｍ）の距離のｈ−
ｖ平面がＬ_H ×Ｌ_V のサイズで撮れるようになってい
る。式（５）、式（６）で示すように、この光線を半径
Ｌ（ｍｍ）の円筒面に投影し、これを単に平面状に拡げ
たものをｘ−ｙ平面とする（図１８Ａ）。これを整数ｔ
ｍａｘ×ｖｍａｘの網目状の画素（ｔ，ｖ）に投影する
（図１８Ｃ）。

【００６９】ｔ、ｖを決めるとそれに対応するｘ、ｙ
は、 ｘ＝（ｔ−（ｔｍａｘ−１）／２）・（２・θ_H ／ｔｍａｘ） （２１） ｙ＝（ｖ−（ｖｍａｘ−１）／２）・（２・Ｌ_V ／ｖｍａｘ） （２２） となる。

【００７０】経度Ｐ１を図１８Ｂのように決めると、 Ｐ１＝π／２−ｘ （２３） となる。

【００７１】緯度Ｑ１は、 Ｑ１＝ｔａｎ^-1（ｙ／Ｌ） （２４） となる。

【００７２】式（２１）、式（２２）、式（２３）、式
（２４）は、任意の画素（ｔ，ｖ）に対応する方向（Ｐ
１，Ｑ１）を求める方法を示している。一方、（Ｐ１，
Ｑ１）の方向がｈ−ｖ平面と交わる座標（ｈ４，ｖ４）
は、 ｈ４＝Ｌ／ｔａｎ（Ｐ１） ｖ４＝Ｌ・ｔａｎ（Ｑ１）／ｓｉｎ（Ｐ１） である。

【００７３】これとＣＣＤ撮像素子の画素（ｉ，ｊ）と
の関係は式（７）、式（８）から得られ、 ｉ＝（ｈ４・ｔｍａｘ／Ｌ_H ＋ｔｍａｘ−１）／２ （２５） ｊ＝（ｖ４・ｖｍａｘ／Ｌ_V ＋ｖｍａｘ−１）／２ （２６） となる。

【００７４】これらの式は、方向（Ｐ１，Ｑ１）に対応
するＣＣＤ撮像素子上の座標を実数に拡張した点（ｉ，
ｊ）を求める式である。整数（ｔ，ｖ）を与えて方向
（Ｐ１，Ｑ１）を求め、さらに実数（ｉ，ｊ）が求まっ
たら、次はその点を囲む整数の何点かから補完演算を行
い、この値を円筒座標の点（ｔ，ｖ）のデータとする。

【００７５】図１９および図２０に実際に円筒座標への
変換を行った一例を示す。図１９Ａは、原点にディジタ
ルカメラを設置し、正面の壁の画像を撮影したものであ
り、図１９Ｂは、右の壁の画像を撮影したものであり、
図１９Ｃは、真後ろの壁を撮影したものである。このよ
うに、図１９Ａ、図１９Ｂ、図１９Ｃは、正面、右、真
後ろと画像を並べたものであるが、各画像のつなぎ目が
不自然である。そこで、それぞれを円筒座標に変換した
ものが図１９Ｄ、図１９Ｅ、図１９Ｆである。

【００７６】このときのパラメータは、 （gnum:sel:thh: xx: yy: zz: pa: qa:imax:jmax:l2） 図１９Ａ：（ 40: 0: 45: 0: 0: 0: 0: 0: 256: 192: 0） 図１９Ｂ：（ 46: 0: 45: 0: 0: 0: 270: 0: 256: 192: 0） 図１９Ｃ：（ 44: 0: 45: 0: 0: 0: 180: 0: 256: 192: 0） 図１９Ｄ：（ 20: 1: 45: 0: 0: 0: 0: 0: 256: 192: 0） 図１９Ｅ：（ 26: 1: 45: 0: 0: 0: 270: 0: 256: 192: 0） 図１９Ｆ：（ 24: 1: 45: 0: 0: 0: 180: 0: 256: 192: 0） となる。

【００７７】図２０Ａは、原点にディジタルカメラを設
置し、正面の壁に対して右に４５度回転して得られた画
像であり、図２０Ｂは、真後ろの壁に対して左に４５度
回転して得られた画像であり、図２０Ｃは、真後ろの壁
に対して右に４５度回転して得られた画像である。この
ように、図２０Ａ、図２０Ｂ、図２０Ｃは、正面、右、
真後ろと画像を並べたものであるが、上述と同様に、各
画像のつなぎ目が不自然である。そこで、それぞれを円
筒座標に変換したものが図２０Ｄ、図２０Ｅ、図２０Ｆ
である。

【００７８】このときのパラメータは、 （gnum:sel:thh: xx: yy: zz: pa: qa:imax:jmax:l2） 図２０Ａ：（ 47: 0: 45: 0: 0: 0: -45: 0: 256: 192: 0） 図２０Ｂ：（ 45: 0: 45: 0: 0: 0:-135: 0: 256: 192: 0） 図２０Ｃ：（ 43: 0: 45: 0: 0: 0: 135: 0: 256: 192: 0） 図２０Ｄ：（ 27: 1: 45: 0: 0: 0: -45: 0: 256: 192: 0） 図２０Ｅ：（ 25: 1: 45: 0: 0: 0:-135: 0: 256: 192: 0） 図２０Ｆ：（ 23: 1: 45: 0: 0: 0: 135: 0: 256: 192: 0） となる。

【００７９】このように、全方位撮影した場合、円筒変
換または球面変換のため本来真っ直ぐな線が歪曲して表
示される。しかしながら、円筒座標に変換すると境界が
滑らかにつながり、境界処理が可能になる。

【００８０】次に、円筒座標の画像から平面座標の画像
への変換の一例を説明する。上述した円筒状の画像があ
り、その画素（ｔ，ｖ）が ｔ＝０〜ｔｍａｘ−１ ｖ＝０〜ｖｍａｘ−１ の２次元メモリ空間に入っている。

【００８１】サイズは、角度が−θ_H 〜θ_H （ｄｅｇ）
であり、高さが−Ｌ_v 〜Ｌ_v （ｍｍ）である。今、 ｉｂ＝０〜ｉｂｍａｘ−１ ｊｂ＝０〜ｊｂｍａｘ−１ の２次元メモリ空間に平面画像を出力することを考え
る。

【００８２】アスペクト比は、Ａｂ＝ｉｂｍａｘ／ｊｂ
ｍａｘとし、円筒の半径を仮にＬ（値は何でも良い）と
する。するとＬの距離にあるｈ−ｖ平面のサイズは、 Ｌｈｂ＝Ｌ・ｔａｎ（ｔｈｂ） Ｌｖｂ＝Ｌｈｂ／Ａｂ となる。

【００８３】ｉｂ、ｊｂを決めるとそれに応じてｈ−ｖ
平面との交点（ｈｂ１，ｖｂ１）が式（７）、式（８）
と同様にして、 ｈｂ１＝（ｉｂ−ｉｂｍａｘ／２＋０．５）・（２・Ｌ
ｈｂ／ｉｂｍａｘ） ｖｂ１＝（ｊｂ−ｊｂｍａｘ／２＋０．５）・（２・Ｌ
ｖｂ／ｊｂｍａｘ） のように決まる。

【００８４】すると、経度Ｐ１と緯度Ｑ１とも上述した
式（９）、式（１０）、式（１１）のように決まる。そ
して、（Ｐ１，Ｑ１）の方向ベクトルを直交座標（ｘ，
ｙ，ｚ）で表すと、上述した式（１２）、式（１３）、
式（１４）で求められる。

【００８５】ここで、ディジタルカメラがｘ軸のまわり
をＱｂだけ回転したとき方向ベクトルの先端は、 ｘ２＝ｘ１ ｙ２＝ｙ１・ｃｏｓ（Ｑｂ）＋ｚ１・ｓｉｎ（Ｑｂ） ｚ２＝−ｙ１・ｓｉｎ（Ｑｂ）＋ｚ１・ｃｏｓ（Ｑｂ） となる。

【００８６】さらに、ディジタルカメラがｚ軸のまわり
をＰｂだけ回転したたとき方向ベクトルの先端は、 ｘ３＝ｘ２・ｃｏｓ（Ｐｂ）＋ｙ２・ｓｉｎ（Ｐｂ） ｙ３＝−ｘ２・ｓｉｎ（Ｐｂ）＋ｙ２・ｃｏｓ（Ｐｂ） ｚ３＝ｚ２ となる。

【００８７】この方向ベクトルの延長線が円筒に交わる
点の垂直位置ｖ２と経度Ｐ２は、 ｖ２＝Ｌ・ｚ３／ｓｑｒｔ（ｘ３³ ＋ｙ３² ） Ｐ２＝π／２−ｔａｎ^-1（ｙ３／ｘ３） となる。

【００８８】さらに、これがメモリ空間（ｔ，ｖ）のど
こに相当するかは式（２５）、式（２６）と同様にし
て、 ｉ＝（Ｐ２・ｔｍａｘ／ｔｈｈ＋ｔｍａｘ−１）／２ ｊ＝（ｖ２・ｖｍａｘ／Ｌ_v ＋ｖｍａｘ−１）／２ となる。

【００８９】これらの式は、方向（Ｐ１，Ｑ１）に対応
する出力画面の座標を実際に拡張した点（ｉ，ｊ）を求
める式である。整数（ｉｂ，ｊｂ）を与えて方向（Ｐ
１，Ｑ１）を求め、さらに実数（ｉ，ｊ）が求まったら
次はその点を囲む整数の何点かから補完演算を行い、こ
の値を円筒座標の点（ｉｂ，ｊｂ）のデータとする。

【００９０】図２１および図２２に実際に円筒座標への
変換を行った一例を示す。図２１Ａは正面の壁を画角９
０°ｐ−ｐで撮った画像であり、図２１Ｂは、図２１Ａ
の画像を円筒座標に変換したものである。図２１Ｃ〜図
２１Ｇは、何れも図２１Ｂを入力として平面に逆変換し
たものである。図２１Ｃは、図２１Ａと全く同一の画像
になっている。図２１Ｄは、４５°左を見たように変換
されている。図２１Ｅは、２０°上を見たように変換さ
れ、図２１Ｆは、２０°下を見たように変換された画像
である。図２１Ｇは、２０°左および２０°上であっ
て、画角を４０°ｐ−ｐに狭くして見た画像である。

【００９１】図２２Ａは、４５°右に向いて撮った画像
であり、図２２Ｂは、図２２Ａの画像を円筒座標に変換
したものである。図２２Ｃ〜図２２Ｇは、何れも図２２
Ｂを入力として平面に逆変換したものである。図２２Ｃ
は、図２２Ａと全く同一の画像になっている。図２２Ｄ
は、４５°左を見たように変換されている。図２２Ｅ
は、２０°上を見たように変換され、図２２Ｆは、２０
°下を見たように変換された画像である。図２２Ｇは、
２０°左および２０°上であって、画角を４０°ｐ−ｐ
に狭くして見た画像である。

【００９２】このように斜めから撮った壁の画像を正面
から見たように変換することもできる。この方法は、メ
モリを重複して占有しない利点があるが、２回変換を行
うため画質劣化が多い欠点がある。

【００９３】このように、全体を表示する場合はやむを
えないが、拡大表示のときは、円筒画像から平面画像に
戻して表示する。すなわち、スクロールの度にまたは拡
大縮小の度にそのときの画角に合った平面変換を行って
表示する。こうすると、どの場面を見てもあたかもその
場所からその画角で見ているかのように見える。

【００９４】このように、高精細モードで撮影された複
数の部分画に対して画像合成処理を施すことによって、
生成された１枚の高精細な静止画をプリンタに出力する
ことができる。同様に、動画モードおよび静止画モード
で撮影された静止画もプリンタに出力することができ
る。

【００９５】ここで、この一実施形態を実現するための
外観図の第２の実施形態を図２３に示す。図２３Ａは動
画モードおよび静止画モードを撮影するときの外観図で
あり、図２３Ｂは高精細静止画モードを撮影するときの
外観図であり、図２３Ｃは高精細パノラマモードを撮影
するときの外観図である。また、図２３Ｄはこの本体２
１の裏側を示す。

【００９６】図２３Ａと図２３Ｂまたは図２３Ｃとの切
り換えは、カメラブロック２２を９０度回し、スライド
蓋３８を左右に摺動することで切り換えられる。図２３
Ａに示すように、カメラブロック２２が本体２１の外に
出たときは、動画モードおよび静止画モードであり、図
２３Ｂまたは図２３Ｃに示すように、カメラブロック２
２がスライド蓋３８に隠され、ミラーブロック２が見え
るときは、高精細モードである。また、図２３Ｃに示す
ように、高精細パノラマモードを撮影するときには、三
脚３９に固定するほうが良い。

【００９７】上述した外観図の第１の実施形態では、本
体を薄くするために、カメラブロック２２の回動する角
度を４５度としたが、この第２の実施形態では、カメラ
ブロック２２に入射される被写体の方向を動画モードお
よび静止画モードと高精細モードとで同一にするため、
小さいカメラブロックを使って９０度回動するようにす
る。

【００９８】次に、この一実施形態を実現するための外
観図の第３の実施形態を図２４に示す。この図２４は、
カメラブロック２２を２つ備えたものであり、図２４Ａ
に示すように、高精細モード用のカメラブロック２２ｈ
と、動画モードおよび静止画モード用のカメラブロック
２２ｎとが設けられている。カメラブロック２２ｈは、
常に望遠の状態に設定され、その前には、ミラーブロッ
ク２が配置される。動画モードで動画を撮影しながら、
必要な部分の静止画を高精細モードで撮影することがで
きる。図２４Ｂに示すように、カメラブロック２２ｎで
撮影される画像が電子ビューファインダ１４に表示さ
れ、カメラブロック２２ｈで撮影できる領域がその電子
ビューファインダ１４中に点線で表示される。

【００９９】また、電子ビューファインダ１４上の位置
を指定することにより、その範囲を詳細（高精細）に撮
影するように、カメラブロック２２ｈを動作させるよう
にしてもよい。

【０１００】ここで、ミラーブロック２の第１の例とし
て、２軸可動ミラーからなるミラーブロックの構造の一
例を図２５に示す。４１は、平面鏡であり、その平面鏡
４１の左右に回転軸４２があり、可動フレーム４３の軸
受けを中心として回転することができる。平面鏡４１の
上下にコイル４４が固定されている。このコイルの左右
にマグネット系４５が可動フレーム４３に固定されてい
て磁力線がコイル４４をよぎるように配置されている。
コイル４４に電流を流すと平面鏡４１を上に向けたり、
下に向けたりすることができる。すなわち、緯度の制御
ができる。

【０１０１】可動フレーム４３の上下に回転軸４６があ
り、固定フレーム４７の軸受けを中心として回転するこ
とができる。また、可動フレーム４３の左右にコイル４
８が固定されている。このコイル４８の上下にマグネッ
ト系４９が固定フレーム４７に固定されていて磁力線が
コイル４８をよぎるように配置されている。コイル４８
に電流を流すと平面鏡４１を左に向けたり、右に向けた
りすることができる。すなわち、経度の制御ができる。

【０１０２】上述した高精細パノラマモードが選択され
たときに、この２軸可動ミラーを用いて光軸を経度・緯
度に素早く変化させて複数の部分画を撮影する一例を図
２６を用いて説明する。撮影される複数の部分画は、２
軸可動ミラーを経度・緯度に駆動させて撮影される。こ
の一例では、説明を容易とするために、１フィールド毎
に光軸の向きの静止（部分画の撮影）と動作を繰り返す
ものとする。また、この一例では、縦に５枚の部分画を
撮影するものとする。

【０１０３】撮影中に２軸可動ミラーの光軸は、１フィ
ールド単位で図２６Ａに示す１〜１０の位置に向く動作
を繰り返す。ミラーがこの動作をしている間にディジタ
ルカメラ全体が右方向に回転するので撮影された被写体
は図２６Ｂに示すようになり、全ての画面が重複部分を
保ちながら、記録される。

【０１０４】回転する速さが適正のときは図２６Ｂに示
すように部分画が撮影されるが、回転する速さが遅いと
きは図２６Ｃに示すようになる。このときは重複部分が
多くなり、記録媒体４の消費量が増えるだけで問題はな
い。しかしながら、回転する速さが早すぎると図２６Ｄ
に示すようになり、重複部分が確保できなくなり、欠落
部分を生じてしまう。そこで、角速度センサを利用して
撮影中の回転の速さを検出し、画像が欠落した可能性が
高いときは取り直しを促す警告を表示する。

【０１０５】次に、マグネット部と、ミラー部から構成
されるミラーブロック２の第３の例を図２７に示す。ま
ず、図２７Ａにマグネット部の上面図を示し、図２７Ｂ
に図２７Ａ中のＡ−Ａ’部分の断面図を示す。このよう
に、中央に穴８２が設けられたフレーム８１に４組のマ
グネット８３が設置される。このマグネット８３は、２
つの形状のマグネットから構成される。１つは中央の円
柱状のマグネットと、もう１つはその円柱を囲む輪状の
マグネットとからなり、溝が形成される。それぞれのマ
グネットは、ヨーク８５がマグネット８４を介してフレ
ーム８１と連結される。このとき、円柱状のマグネット
は、フレーム側がＳ極となり、ヨーク側がＮ極となる。
また、輪状のマグネットは、フレーム側がＮ極となり、
ヨーク側がＳ極となる。

【０１０６】図２８Ａにミラー部の底面図を示し、図２
８Ｂに図２８Ａ中のＢ−Ｂ’部分の断面図を示す。ミラ
ー裏面９１には、４つのコイル９２が設けられている。
その裏は、ミラー表面９３となる。４つのコイル９２
は、図２７中のマグネット８３の溝に合い、ミラー部が
駆動してもマグネット部とぶつからないように配置され
ている。すなわち、上述のマグネット部にこのミラー部
を合わせることによって、アクティブミラーが構成され
る。

【０１０７】図２９は、軸受けの主要部の一例である。
可動支点１０１は、ミラー裏面９１の中央に固定され、
固定支点１０３は、フレーム８１に固定される。可動軸
受け１０２は、可動支点１０１および固定支点１０３の
中間に押しつけられた状態で位置する。可動軸受け１０
２の円形くぼみおよびＶ字溝が設けられ、可動支点１０
１または固定支点１０３の２つの針状の支点が入り、可
動軸受け１０２は、固定支点１０３に対して前後に傾斜
することができ、可動支点１０１は、可動軸受け１０２
に対して左右に傾斜することができる。すなわち、可動
支点１０１に固定された可動ミラーは、前後左右に傾斜
することができる。しかしながら、回転はできない。

【０１０８】図３０は、図２９の可動軸受け１０２が可
動支点１０１と固定支点１０３に押しつけられた状態に
するためのものである。金具１１１は、可動支点１０１
に固定されている。プレート１１２は、引張りコイルバ
ネ１１３によって下に引張られて金具１１１のＶ字溝に
一点で接している。このため、金具１１１が可動支点１
０１と同じ動きをしたとき、プレート１１２は殆ど動か
ない。

【０１０９】この一例では、図２９の可動支点１０１の
支点と固定支点１０３の支点とが同じ高さにあり、かつ
図３０の金具１１１とプレート１１２の接点も同じ高さ
になるようにしている。ピン１１４は、可動軸受け１０
２の脱落を防ぐために使用される。可動軸受け１０２の
溝の深さは約０．５ｍｍであり、ピン１１４を固定支点
１０３の横からプレート１１２の穴１１５を通して貫通
させて可動軸受け１０２を固定させる。穴１１５の穴径
は、ピン１１４の直径より太いので通常時の動作中は接
触しない。しかしながら、可動支点１０１を上に引っ張
ったときピンの下側が穴１１５の下側に当り、可動軸受
け１０２が脱落しないようになっている。このため、ピ
ン１１４の下と穴１１５の下とのすきまは０．５ｍｍよ
り小さくなるように選ばれている。

【０１１０】この一例では、左右方向および前後方向に
可動するアクティブミラーとしたが、例えば光軸が垂直
方向のみに変化するように可動するアクティブミラーと
しても良い。この場合、垂直方向に対応する２組のマグ
ネット８３とそれに対応する２つのコイル９２だけで良
く、軸受けは、固定支点１０３および固定軸受け１０２
のみで構成されるもので良い。

【０１１１】図３１に可動支点１０１、可動軸受け１０
２および固定支点１０３の変形例を示す。図３１Ａに示
すように、可動支点１０２および固定支点１０３の針状
の支点をナイフエッジ状の支点としても良い。このナイ
フエッジ状の支点とした可動支点１０５および固定支点
１０７を適用する場合、可動軸受け１０６は、図３１Ｂ
または図３１Ｃに示すような形状とすることで、同様の
効果を得ることができる。

【０１１２】次に、複数の部分画を撮影する第１の例を
図３２を用いて説明する。一例として、光軸の方向を静
止状態から次の静止状態に変化させるために必要な時間
を約７msecとする。図３２において、フレームパルスに
同期して時点Ａで光軸の方向が静止状態から次の部分画
の撮影位置へ変化する。そして、時点Ｂまでに光軸の方
向が静止状態となる。この時点Ａから約７msec後の時点
Ｂまでの間、光軸の方向が移動しているので、時点Ｂで
は、排出パルスに基づいてＣＣＤ撮像素子５に蓄積され
た電荷が基板に排出される。そして、時点Ｂから時点Ｃ
までの間、光軸の方向が静止状態となり、ＣＣＤ撮像素
子５に電荷が蓄積される。フィールドの終わりとなる時
点Ｃで読み出しパルスに基づいてＣＣＤ撮像素子５に蓄
積された電荷が垂直ＣＣＤに転送される。垂直ＣＣＤに
転送された電荷は、時点Ｃから始まるフィールド（時点
Ｃから時点Ｅ）の間に、ＣＣＤ撮像素子５から出力され
る。

【０１１３】そして、次の第２フィールドでは、光軸の
方向を静止状態としたまま、露光の条件を同じにするた
め、時点Ｃから時点Ｄまでの間に、ＣＣＤ撮像素子５に
蓄積された電荷が時点Ｄで排出パルスに基づいて基板に
排出される。そして、時点Ｄから時点Ｅまでの間に、Ｃ
ＣＤ撮像素子５に蓄積された電荷がフィールドの終わり
となる時点Ｅで読み出しパルスに基づいて垂直ＣＣＤに
転送される。垂直ＣＣＤに転送された電荷は、時点Ｅか
ら始まるフィールドの間に、ＣＣＤ撮像素子５から出力
される。このように、１フレームの部分画が撮影され
る。また、この時点Ｅでは、光軸の方向を静止状態から
次の光軸の方向へ変化させる。このようにして１フレー
ムからなる１枚の部分画が１秒間に３０枚撮影され、記
録される。

【０１１４】この一実施形態において、複数の部分画を
撮影する第２の例を図３３を用いて説明する。上述の第
１の例と同じく、光軸の方向を変化させるために必要な
時間を約７msecとする。図３３において、垂直同期信号
ＶＤに同期して時点ａで光軸の方向が静止状態から次の
光軸の方向へ変化する。そして、時点ｂまでに光軸の方
向が静止状態となる。この時点ａから約７msec後の時点
ｂまでの間、光軸の方向が移動しているので、時点ｂで
は、排出パルスに基づいてＣＣＤ撮像素子５に蓄積され
た電荷が基板に排出される。

【０１１５】そして、時点ｂから時点ｃまでの間、光軸
の方向が静止状態となり、ＣＣＤ撮像素子５に電荷が蓄
積される。フィールドの終わりとなる時点ｃでは、読み
出しパルスに基づいてＣＣＤ撮像素子５に蓄積された電
荷が垂直ＣＣＤに転送される。垂直ＣＣＤに転送された
電荷は、時点ｃから始まるフィールドの間に、ＣＣＤ撮
像素子５から出力される。このように、１フィールドの
部分画が撮影される。また、時点ｃでは、光軸の方向を
静止状態から次の部分画の光軸の方向へ変化させる。こ
のようにして、１フィールドからなる１枚の部分画が１
秒間に６０枚撮影され、記録される。

【０１１６】このように、フレーム毎またはフィールド
毎に、光軸の方向を変え、複数の部分画を撮影する方法
を説明したが、２フレーム毎または２フィールド毎に、
光軸の方向を変え、複数の部分画を撮影するようにして
も良い。

【０１１７】また、被写体が明るいときには、フレーム
毎またはフィールド毎に、光軸の方向を変え、複数の部
分画を撮影し、被写体が暗いときには、２フレーム毎ま
たは２フィールド毎に光軸の方向を変え、複数の部分画
を撮影するようにしても良い。

【０１１８】この一実施形態において、複数の部分画を
撮影する第３の例を図３４を用いて説明する。この図３
４では、２フレーム毎に光軸の方向を変え、複数の部分
画を撮影するようにした例であり、上述の第１および第
２の例と同じく、光軸の方向を変化させるために必要な
時間を約７msecとする。フレームパルスに同期して光軸
の方向が移動する。図３４では、区間Ａの始まりで光軸
の方向が静止状態から次の光軸の方向へ変化する。この
区間Ａでは、光軸の方向が移動しているので、排出パル
スに基づいてＣＣＤ撮像素子５に蓄積された電荷が基板
に排出される。

【０１１９】そして、区間Ｂで光軸の方向が静止状態と
なり、ＣＣＤ撮像素子５に電荷が蓄積される。区間Ｂの
終わりでは、読み出しパルスに基づいてＣＣＤ撮像素子
５に蓄積された電荷が垂直ＣＣＤに転送される。垂直Ｃ
ＣＤに転送された電荷は、次のフレームの間に、ＣＣＤ
撮像素子５から出力される。このように、２フレームか
らなる１枚の部分画が１秒間に７．５枚撮影され、記録
される。

【０１２０】この実施形態では、上述した画像合成処理
によって生成される高精細静止画または高精細パノラマ
画像は、ディジタルカメラの内部で画像合成処理を行っ
ても良いし、ディジタルカメラからパソコンへ伝送した
のち、パソコンで画像合成処理を行うようにしても良
い。

【０１２１】

【発明の効果】この発明に依れば、カメラブロックを回
動可能とすることによって、通常の動画および／または
静止画、さらに高精細静止画および／または高精細パノ
ラマ画像を撮影することができる。また、高精細静止画
モードおよび高精細パノラマモードの一方を有するとき
に、他方を実現するために構成を新たに加える必要がな
いので、高精細静止画モードおよび高精細パノラマモー
ドの両方を有するようにすることが容易にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態のブロック図である。

【図２】この発明に適用される第１の実施形態の外観図
である。

【図３】この発明の光軸の入射を説明するための略線図
である。

【図４】この発明に適用されるスイッチを説明するため
の略線図である。

【図５】ミラーブロックを用いて複数枚の部分画の撮影
を説明するための略線図である。

【図６】２５枚の部分画を撮影したときの説明に用いる
略線図である。

【図７】この発明に適用される画歪補正を説明するため
の略線図である。

【図８】この発明に適用される画歪補正を説明するため
の略線図である。

【図９】この発明に適用される境界処理を説明するため
の略線図である。

【図１０】この発明が適用される画像合成処理の一例の
フローチャートである。

【図１１】マルチ画面の説明をするための略線図であ
る。

【図１２】マルチ画面の説明をするための略線図であ
る。

【図１３】ＣＣＤ撮像素子の座標と光の方向との関係を
説明するための略全図である。

【図１４】３次元ベクトルを説明するための略線図であ
る。

【図１５】この発明が適用される部屋の内壁を撮影する
ための一実施形態を示す略線図である。

【図１６】この発明が適用される撮影された内壁の一実
施形態を示す略線図である。

【図１７】この発明が適用される撮影された内壁の一実
施形態を示す略線図である。

【図１８】平面座標から円筒座標へ変換を説明するため
の略線図である。

【図１９】この発明が適用される平面座標から円筒座標
へ変換された一実施形態を示す略線図である。

【図２０】この発明が適用される平面座標から円筒座標
へ変換された一実施形態を示す略線図である。

【図２１】この発明が適用される円筒座標から平面座標
へ変換された一実施形態を示す略線図である。

【図２２】この発明が適用される円筒座標から平面座標
へ変換された一実施形態を示す略線図である。

【図２３】この発明に適用される第２の実施形態の外観
図である。

【図２４】この発明に適用される第３の実施形態の外観
図である。

【図２５】この発明に適用される２軸可動ミラーの一例
の概略図である。

【図２６】この発明の一例の全周の撮影方法を説明する
ための略線図である。

【図２７】この発明に適用されるマグネットの一例の説
明に用いる略線図である。

【図２８】この発明に適用される可動ミラーの一例の説
明に用いる略線図である。

【図２９】この発明に適用される軸受けの一例の説明に
用いる略線図である。

【図３０】この発明に適用される軸受けを固定する一例
の説明に用いる略線図である。

【図３１】この発明に適用される軸受けの他の例の説明
に用いる略線図である。

【図３２】この発明に適用される高速撮像モードを説明
するためのタイミングチャートである。

【図３３】この発明に適用される高速撮像モードを説明
するためのタイミングチャートである。

【図３４】この発明に適用される高速撮像モードを説明
するためのタイミングチャートである。

【符号の説明】

１・・・被写体、２・・・ミラーブロック、３・・・レ
ンズブロック、４・・・フォーカスサーボ回路、５・・
・ＣＣＤ撮像素子、６・・・電子シャッター回路、７・
・・圧縮回路、８・・・画像メモリ、９・・・サブデー
タ付加回路、１０・・・記録媒体、１１・・・伸長回
路、１２・・・サブデータ読み取り回路、１３・・・ス
イッチ回路、１４・・・電子ビューファインダ、１６・
・・シスコン、１７・・・操作系、２１・・・本体、２
２・・・カメラブロック、２３・・・モードスイッチ、
２５・・・シャッタースイッチ、２６、２７・・・スイ
ッチ群

フロントページの続き (72)発明者 近藤 嘉男 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 釜谷 直樹 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 5C022 AA13 AB62 AB68 AC27 AC42 AC54 AC69 AC74 AC80 5C053 FA09 FA14 FA17 FA27 GA11 GB21 HA33 JA16 KA03

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 記録時には、光軸を縦横に素早く変化さ
   せながら複数の画像を撮像素子で撮影し、撮像信号をデ
   ィジタル画像圧縮して各種のサブデータと共に記録媒体
   に記録し、再生時には、画像伸長して画像データ処理手
   段にデータを送信する方式のディジタル撮像装置であっ
   て、 光軸走査ブロックと、 レンズブロックと、 入射された被写体の像を電気信号に変換する撮像手段お
   よび上記レンズブロックから構成され、回動するカメラ
   ブロックとを有し、 上記光軸走査ブロックを介さずに直接上記カメラブロッ
   クに被写体の像を入射する第１のモードと、 上記光軸走査ブロックを介して上記カメラブロックに被
   写体の像を入射する第２のモードとからなることを特徴
   とするディジタル撮像装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 上記第１のモードは、 動画を撮影する動画モードおよび／または静止画を撮影
   する静止画モードからなることを特徴とするディジタル
   撮像装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、 上記第２のモードは、 画素数がより多い高精細静止画を生成するために、複数
   の部分画を撮影し、上記複数の部分画から画像合成処理
   により高精細静止画が得られる高精細静止画モードおよ
   び／または所望の周囲を撮影するために、複数の部分画
   を撮影し、上記複数の部分画から画像合成処理により高
   精細パノラマ画像が得られる高精細パノラマモードとか
   らなることを特徴とするディジタル撮像装置。
4. 【請求項４】 記録時には、光軸を縦横に素早く変化さ
   せながら複数の画像を撮像素子で撮影し、撮像信号をデ
   ィジタル画像圧縮して各種のサブデータと共に記録媒体
   に記録し、再生時には、画像伸長して画像データ処理手
   段にデータを送信する方式のディジタル撮像装置を使用
   した撮像方法であって、 光軸走査ブロックと、 レンズブロックと、 入射された被写体の像を電気信号に変換する撮像手段お
   よび上記レンズブロックから構成され、回動するカメラ
   ブロックとを有し、 第１のモードは、上記光軸走査ブロックを介さずに直接
   上記カメラブロックに被写体の像を入射し、 第２のモードは、上記光軸走査ブロックを介して上記カ
   メラブロックに被写体の像を入射するようにしたことを
   特徴とする撮像方法。