JP2001154097A - 風景の画像を異なる解像度で取り込むことを可能にするイメージング装置 - Google Patents

風景の画像を異なる解像度で取り込むことを可能にするイメージング装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 画像の少なくとも一部が、データ処理を行え
るほど十分高い解像度でデジタル化されることを可能に
する。 【解決手段】 光が画像から投射され、その投射光は、
各々、第１と第２の焦点領域に合焦する第１と第２の光
束に分離される。第１の焦点領域の光は、第１の解像度
で検知される。第２の焦点領域の光は、第１の解像度と
は異なる第２の解像度で検知される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、風景から受け取る
光を取り込める種類のイメージング装置、および、風景
の画像を、特に、異なる解像度で取り込む方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、周囲３６０oのパノラマ風景を見
るために、パノラマ式イメージング装置が普及してき
た。昔のパノラマ式イメージング装置は、一般的に、回
転式展望鏡のような構造から成り、それは、回転させる
ために比較的複雑な機構を有している。さらに最近で
は、固定パノラマ式イメージング装置が開発された。固
定パノラマ式イメージング装置は、一般的に、各々が垂
直の回転軸をもつ１以上のレンズを有する。そのレンズ
は、周囲３６０oのパノラマ風景から受け取る光を屈
折、または、反射するために使用される。そのレンズは
光の方向を変化させ、その後、その光は、重ねて垂直に
位置された一連のレンズを通る。さらにそのレンズは、
例えば、光を合焦する、または、光の強度を変えること
によって、その光を操作する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記種類のイメージン
グ装置では、かなり広い景色の画像が、デジタルイメー
ジング検知アレイ上に取り込める。デジタルイメージン
グ検知アレイは、一般的に、その画像のデータを送った
りそのデータを処理するために、画像が見るためにふさ
わしい必要な解像度でデジタル化されるように、画像が
必要以上に高い解像度でデジタル化されないように、相
互に相対的に位置される複数の画素を有する。
【０００４】ソフトウェアは、画像の特定の部分を分離
して、その後、よりよく見るために、その部分を拡大す
ることに使用できる。そのような領域が拡大される場合
には、画像がデジタル化される解像度が原因で、大抵、
その目に見える画像の部分の詳細さの程度は制限され
る。それ故、ある場合には、一部の画像からの光が、よ
り高い解像度で取り込まれることが要求されてもよい。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１は、風景から光
を受け取ってその光を投射するレンズシステムと、その
投射された光を受け取るように位置された光学部品と、
風景の第１の画像がその上に形成されるように第１の焦
点領域に位置された第１の検知アレイと、風景の少なく
とも一部の第２の画像がその上に形成されるように第２
の焦点領域に位置された第２の検知アレイとを含み、そ
の光学部品が、その投射された光を、第１の焦点領域に
合焦する第１の光束と、第２の焦点領域に合焦する第２
の光束とに分離し、その第１の検知アレイが、風景の第
１の画像を第１の解像度で検知するように相互に相対的
に位置された複数の検知器のアレイを有し、その第２の
検知アレイが、風景の第２の画像を第１の解像度より高
い第２の解像度で検知するように相互に相対的に位置さ
れた複数の検知器のアレイを有するイメージング装置で
ある。
【０００６】請求項２は、風景が周囲３６０oのパノラ
マ風景である請求項１に記載のイメージング装置であ
る。
【０００７】請求項３は、風景が水平線下から水平線上
まである請求項２に記載のイメージング装置である。
【０００８】請求項４は、光学部品が、投射された光
を、そのいくらかを透過し、そのいくらかを反射するこ
とによって分離する一部透過性のミラーである請求項１
に記載のイメージング装置である。
【０００９】請求項５は、第２の検知アレイが第２の焦
点領域よりも小さく、第２の検知アレイが第２の焦点領
域の必要とされる部分内に選択的に位置できるように、
第２の焦点領域と第２の検知アレイが相互に相対的に可
動である請求項１に記載のイメージング装置である。
【００１０】請求項６は、第２の焦点領域と第２の検知
アレイが、第２の光束の進行方向にある軸の周りに、相
互に相対的に回転できる請求項５に記載のイメージング
装置である。
【００１１】請求項７は、第２の光束を受け取るように
位置された光学部品を含み、その光学部品が、第２の光
束を、その軸の周りに、調節できる角度単位で角変位さ
せることができる請求項６に記載のイメージング装置で
ある。
【００１２】請求項８は、光学部品が、その軸の周りに
回転できるぺカンプリズムである請求項７に記載のイメ
ージング装置である。
【００１３】請求項９は、周囲３６０oのパノラマ風景
からの光を受け取って、その光を投射できるレンズシス
テムと、投射された光を受け取るように位置された一部
透過性のミラーと、周囲３６０oのパノラマ風景の第１
の画像がその上に形成されるように、第１の焦点領域に
位置された第１の検知アレイと、周囲３６０oのパノラ
マ風景の一部のみを表わす第２の画像がその上に形成さ
れるように、第２の焦点領域に位置された、第１の検知
アレイよりも小さい第２の検知アレイとを含むパノラマ
式イメージング装置であって、その一部透過性のミラー
は、その投射された光を、そのいくらかを透過し、その
いくらかを反射することによって、第１の光束と第２の
光束とに分離でき、その第１の光束は第１の焦点領域に
合焦され、第２の光束は第２の焦点領域に合焦され、そ
の第１の検知アレイは、第１の解像度で周囲３６０oの
パノラマ風景の画像を検知するように相互に相対的に位
置された複数の検知器のアレイを有し、その第２の検知
アレイは、第１の解像度より高い第２の解像度で第２の
画像を検知するように相互に相対的に位置された複数の
検知器のアレイを有し、リングとその第２の検知アレイ
が、その第２の検知アレイをリングの異なる位置に選択
的に位置できるように相互に相対的に回転されうるイメ
ージング装置である。
【００１４】請求項１０は、画像を見る方法であって、
その画像からの光を投射するステップと、その投射され
た光を、第１と第２の焦点領域上に各々合焦する第１と
第２の光束に分離するステップと、第１の解像度で第１
の焦点領域に形成される画像を検知するステップと、第
１の解像度より高い第２の解像度で第２の焦点領域に形
成される画像を検知するステップとを含む方法である。
【００１５】請求項１１は、第２の焦点領域で検知され
る画像のサイズが、第１の焦点領域で検知される画像の
サイズよりも小さい請求項１０に記載の画像を見る方法
である。
【００１６】請求項１２は、第２の焦点領域内で検知さ
れる画像の位置決めの調節を含む請求項１１に記載の画
像を見る方法である。
【００１７】請求項１３は、その画像の位置決めが、ぺ
カンプリズムを回転することによって調節される請求項
１２に記載の画像を見る方法である。
【００１８】請求項１４は、支持構造と、その支持構造
に取付けられ、風景からの光を受け取ってその光を投射
できる一連のレンズと、モジュールとを含むイメージン
グ装置であって、ここに、一連のレンズを出た光が、第
１の角度から第２の角度までの第１の包含角全体からの
光を含み、その第１の角度は、その一連のレンズから風
景の第１の位置までであり、その第２の角度は、その一
連のレンズから風景の第２の位置までであり、そのモジ
ュールは、支持フレームと、その支持フレームに取付け
られたレンズセットを含み、その支持フレームは、その
レンズセットが一連のレンズを出た光の少なくとも一部
を受け取る位置で、支持構造に着脱可能に取付けられ、
その後、その光は、そのレンズセットを透過し、レンズ
セットを出ていき、そのレンズセットは、そのレンズセ
ットを出た光が、第１の包含角よりも小さく、第１の包
含角内に位置される第２の包含角のみからの光を含むよ
うに構成されるイメージング装置である。
【００１９】請求項１５は、風景が周囲３６０oのパノ
ラマ風景である請求項１４に記載のイメージング装置で
ある。
【００２０】請求項１６は、第１の角度が水平線下に位
置され、その第２の角度が水平線上に位置される請求項
１５に記載のイメージング装置である。
【００２１】請求項１７は、第１の包含角が、少なくと
も９０oである請求項１６に記載のイメージング装置で
ある。
【００２２】請求項１８は、第２の包含角が、第１の包
含角より、少なくとも２０o小さい請求項１７に記載の
イメージング装置である。
【００２３】請求項１９は、第２の包含角が、第１の包
含角よりも、少なくとも２０o小さい請求項１４に記載
のイメージング装置である。
【００２４】請求項２０は、レンズセットが、光を、実
質的に平坦な平面に合焦させる請求項１４に記載のイメ
ージング装置である。
【００２５】請求項２１は、支持構造とその支持構造に
取付けられた一連のレンズとを含むイメージング装置に
おいて、モジュールの支持フレームをその支持構造に着
脱可能で取付けるステップを含む方法であって、そのモ
ジュールが、その支持フレームに取付けられた一連のレ
ンズを含み、ここに、その一連のレンズが、風景からの
光を受け取ってその光を投射でき、その一連のレンズを
出た光は、第１の角度から第２の角度まである第１の包
含角全体からの光を含み、その第１の角度は、その一連
のレンズから風景の第１の位置までであり、その第２の
角度は、その一連のレンズから風景の第２の位置までで
あり、レンズセットが、その一連のレンズを出た光の少
なくとも一部を受け取る位置に位置され、その後、その
光は、そのレンズセットを透過して出ていき、そのレン
ズセットは、そのレンズセットを出た光が、第１の包含
角よりも小さく、第１の包含角内に位置される第２の包
含角のみからの光を含むように構成される方法である。
【００２６】請求項２２は、風景が周囲３６０oのパノ
ラマ風景であり、その第１の角度が水平線下に位置さ
れ、その第２の角度が水平線上に位置される請求項２１
に記載の方法である。
【００２７】請求項２３は、支持構造に取付けられた一
連のレンズに光を投射すること、および、その光の少な
くとも一部を、一連のレンズを出た後にレンズセットに
透過させることを含む、風景の画像を作成する方法であ
って、ここに、その一連のレンズを出た光が、第１の角
度から第２の角度まである第１の包含角全体からの光を
含み、その第１の角度は、その一連のレンズから風景の
第１の位置までであり、その第２の角度は、その一連の
レンズから風景の第２の位置までであり、レンズセット
が、支持構造に着脱可能で取付けられる支持フレームに
取付けられ、そのレンズセットを出た光が、第１の包含
角よりも小さく、第１の包含角内に位置された第２の包
含角のみからの光を含む方法である。
【００２８】
【発明の実施の形態】本発明は、さらに、添付の図面に
関した実施例によって説明される。
【００２９】添付の図面の図１は、本発明の実施の形態
による、パノラマ風景を取り込む装置１０を説明する。
その装置１０は、垂直な支持構造１２と、その支持構造
１２の上端１６に固定されたパノラマ式イメージング装
置１４とを含む。
【００３０】その支持構造１２は、パノラマ風景の観察
地点を提供するための十分高い上端１６を有する任意の
装置であってよい。支持構造１２は、一般的に、パノラ
マ式イメージング装置１４のハウジングの一部であり、
例えば、垂直の柱、三脚スタンド、または、建築構造の
一部を含んでもよい。
【００３１】パノラマ式イメージング装置１４は、第１
の上部レンズブロック１８、第２の下部レンズブロック
２０、および、第２のレンズブロック２０の下に位置さ
れた装置２２を含む。その装置２２は、光の必然的な収
差を補正し、その光を合焦させるように光を処理する装
置である（以下、一般的に、「光処理装置２２」とい
う。）。
【００３２】図２は、第１のレンズブロック１８と第２
のレンズブロック２０の拡大図である。
【００３３】第１のレンズブロック１８は、実質的に球
形の凸状下部外面２６と実質的に球形の凹状上部内面２
８とを有する、透過部品すなわち屈折レンズ２４を含
む。透過レンズ２４の凸状外面２６と凹状内面２８の中
心点は、互いに実質的に一致する。
【００３４】凹状内面２８は、反射性材料の薄膜３０で
覆われる。反射性材料３０が装着された後、実質的に球
形の凸状反射面３２（この文書において時々、一般的
に、「凸状反射レンズ」という。）が、透過レンズ２４
に対して提供される。従って、透過レンズ２４は、凸状
反射面３２を覆い、それによって、環境条件から凸状反
射面３２を保護するシールドとなる。もしそうでなけれ
ば、環境条件は、凸状反射面３２に損傷を与える原因と
なりうる。
【００３５】透過レンズ２４の凸状外面２６と凸状反射
面３２は、共通の、実質的に垂直な回転軸３４を有す
る。
【００３６】第２のレンズブロック２０は、円筒形の透
過材料から作られる。第２のレンズブロック２０の上端
３６は、透過レンズ２４の凸状外面２６に適合する、実
質的に球形の凹状表面を有する。
【００３７】透過レンズ２４と第２のレンズブロック２
０は、第２のレンズブロック２０の上端３６と透過レン
ズ２４の凸状外面２６との間に位置された光学セメント
（図示されない）によって互いに固定される。上記種類
の透過性光学セメントは、当該技術分野において既知で
ある。
【００３８】再び図１を参照すると、光処理装置２２
は、レンズシステム３８、デジタル検知アレイ４０、お
よび、デジタル画像補正器４２を含む。
【００３９】レンズシステム３８は、第１のレンズセッ
ト４４、第２のレンズセット４６、および、第３のレン
ズセット４８を含む。そのレンズは、光の収差を補正す
るために一体となって作用する。おおざっぱにいうと、
第１のレンズセット４４は非点収差を減少させるため
に、第２のレンズセット４６は色補正を行うために、第
３のレンズセット４８は適当な規模の画像を作成して必
然的な他のシステム収差を微調整するために、設計され
構成される。それらは、この明細書中で、さらに説明さ
れる。光学分野の当業者は、この実施形態を実施するに
あたり、レンズセット４４、４６、および、４８の全体
の効果は独特であるけれども、それらの各々が従来の種
類であることを高く評価するだろう。そのようなレンズ
のさらなる詳細は、例えば、ウォーレンＪ．スミスによ
る「現代光工学」（マグロ−ヒル社；１９９０年）のよ
うな現代光学の手引書で知ることができる。
【００４０】パノラマ式イメージング装置１４は、第２
のレンズブロック２０を支持構造１２の上端１６に直接
取付けることによって、支持構造１２の上端１６に固定
される。それ故、金属または他の部品は、第１のレンズ
ブロック１８に、全く固定されない。
【００４１】使用する際には、光が、第１のレンズブロ
ック１８の周囲の３６０oパノラマ風景から、横方向に
受け取られる（図２参照）。パノラマ風景からの光は、
第１のレンズブロック１８の透過レンズ２４の凸状外面
２６に、垂直面内に位置される途切れない連続した包含
角５２の間で入射する。その包含角５２は、半球体以上
を覆う約１１０oであり、水平線下に約５５oである角度
５４から、水平線上に約４５oである角度５６まであ
る。（従って、その包含角５２は、少なくとも６０o、
好ましくは９０oであり、故に、水平線下および水平線
上の角度５４と５６は、各々、水平線下および水平線上
に少なくとも３０oである。）
【００４２】レンズブロック１８と２０は、パノラマ風
景からの光が支持構造１２の上端１６を避けて通るよう
に、すなわち、支持構造がパノラマ風景からの光を遮ら
ないように支持構造１２に取付けられることに注意する
べきである。
【００４３】パノラマ風景からの光は、透過レンズ２４
に入射するとき、少し上向きに屈折させられる。それか
ら、その光は透過レンズ２４を透過して、凸状反射面３
２から、下向きに反射される。その後、光は透過レンズ
２４を下向きに透過し、凸状外面２６を通って、下向き
に透過レンズ２４を出ていく。
【００４４】その後、その光は、第１と第２のレンズブ
ロック１８と２０の間に位置された透過性光学セメント
を透過し、それから、第２のレンズブロック２０に、そ
の上端３６を通って入射する。その第２のレンズブロッ
ク２０は、包含角５２全体からの光が、凸状反射面３２
によって反射された後、その上端３６を通って第２のレ
ンズブロック２０に入射するほど、十分に大きい直径を
有する。その後、その光は、第２のレンズブロック２０
を透過し、その下端６０を通って第２のレンズブロック
を出ていく。図では特に詳細に示されていないが、第２
のレンズブロック２０の円筒形の外面は、一般的に、光
が第２のレンズブロック２０に横方向に侵入することを
防ぐために覆われている。これは、図１に示された支持
構造の上端１６と共になされてもよい。
【００４５】第２のレンズブロック２０を出ていった
後、その光を合焦する試みがなされるなら、必然的な収
差が注意される。これらの収差は、非点収差、色の異
常、平面の平坦度の欠如、および、１以下のｆθの値を
含む。ｆθ値は、画像ビューの垂直方向にビュー圧縮が
どれほど発生するかを示す。そのビュー圧縮の発生は、
画像ビューのある領域が、画像ビューの他の領域より
も、より垂直方向に圧縮される原因となる。ｆθの値
は、１の割合として示される、故に、１に近いｆθの値
は、より一様な圧縮を示し、１のより小さな割合のｆθ
の値は、より一様でない圧縮を示す。
【００４６】多くの要因が、単独で、および、組合わさ
れて、これらの収差の一因となる。その要因は、比較的
大きいサイズの包含角５２、比較的小さい傾きの水平下
の角度５４、比較的大きい傾きの水平上の角度５６、お
よび、レンズの個々の選択を含む。その選択は、透過レ
ンズ２４の実質的に球形の凸状外面２６や実質的に球形
の凸状反射性外面３２の選択を含む。これらの収差は、
たとえ屈折面よりも色収差が小さい反射面３２が使用さ
れるとしても、および、たとえ透過レンズ２４が収差の
減少を大いに助ける凸状外面２６を有するとしても発生
する。
【００４７】しかし、光処理装置２２（図１参照）は、
これらの収差を補正、または、少なくとも減少させるよ
うに作用する。
【００４８】特に、第１のレンズセット４４は、第２の
レンズブロック２０からの光が第１のレンズセット４４
を透過するように位置される。このとき、第１のレンズ
セット４４は、一般的に、光の非点収差を許容レベルま
で補正する、または、少なくとも減少させる。
【００４９】第２のレンズセット４６は、第１のレンズ
セット４４を透過した後の光を受け取るように位置さ
れ、一般的に、光の色補正をするように作用する。
【００５０】第３のレンズセット４８は、第２のレンズ
セット４６を透過した後の光を受け取るように位置さ
れ、一般的に、圧縮効果を減少させるように作用する。
故に、ｆθ値は１に近づくように、一般的には、０．５
より大きい値に調節される。また、第３のレンズセット
４８は、画面を平坦化し、その画像をデジタル検知アレ
イ４０に合焦するように作用する。
【００５１】光がレンズシステム３８を透過した後で
も、必然的な収差がいまだ存在しうる。例えば、ｆθの
値は、１に近づくように調節されるけれども、まだ１よ
りいくらか小さいことがある。
【００５２】デジタル画像補正器４２が、デジタル検知
アレイ４０によって取り込まれる画像を受け取るため
に、デジタル検知アレイ４０に結合される。デジタル画
像補正器４２は、いまだ存在する必然的な収差を補正す
るために、その画像を調節できる。例えば、デジタル画
像補正器４２は、ｆθを、１に近づく、または、実質的
に等しくなるように調節できる。当業者は、そのデジタ
ル画像補正器４２が、一般的に、関連する光の収差を補
正する実行可能なプログラムと共に、プロセッサとメモ
リとを有することを評価するだろう。
【００５３】前述されたように、１つの独特の機能は、
実質的に球形の凸状反射面３２が使用されることであ
る。その凸状反射面３２は、環境条件から保護され、も
しそうでなければ、反射面３２が損傷することになる。
反射性レンズは、一般的に、それらが、反射光の色収差
がほとんどない、または、全くないように光を反射する
という効果をもち、凸状反射性レンズは、それらが、例
えば、凹状反射性レンズよりもパワーを必要としないと
いう付加効果をもつ。
【００５４】また、前述の説明から明らかなように、も
う１つの効果は、パノラマ式イメージング装置１４が、
ある方法で支持構造１２に取付けできることである。こ
こに、支持構造１２は、パノラマ風景からの光が、第１
のレンズブロック１８に到達することを妨げない。
【００５５】本発明のさらなる効果は、実質的に球面を
もつレンズが使用されることである。球面は、放物面、
双曲面、楕円面、または、その他の非球面よりも製造す
ることが容易であり、それ故、製造するための費用が安
い。
【００５６】その上、さらなる効果は、水平線下の比較
的大きな角度５４から、水平線上の比較的大きな角度５
６までの比較的大きな包含角５２が、受け入れられるこ
とである。
【００５７】少なくとも１つが反射面を有する複数の球
面が使用されるとはいえ、角度５２、５４、および、５
６の選択にかかわらず、非点収差や色が補正され、画面
が平坦化され、ｆθの値が制御された最終画像が作成さ
れる。
【００５８】図１からわかるように、上部レンズブロッ
ク１８は、最大、水平線上約４５oの角度５６まで、周
囲のパノラマ風景からじかに光を受け取ることができ
る。それ故、上部レンズブロック１８は、角度５６より
上に位置される約９０oの「死角」を有する。それ故、
第１のレンズブロック１８は、第１の、周囲３６０oの
パノラマ風景から光を受け取ることができるが、パノラ
マ風景よりも上に位置される第２の風景、おそらく空と
いったものから、光を受け取ることができない。図３
は、パノラマ式イメージング装置１４の側断面図であ
り、ここに、上部レンズブロック１８は、上部レンズブ
ロック１８よりも上に位置されるレンズ６６、６８、７
０、および、７２のシステムによって補足される。各々
のレンズは、凸状外面２６と凸状反射面３２の回転軸３
４に実質的に一致する、垂直の回転軸を有する。
【００５９】レンズ６６は、レンズ６８、７０、およ
び、７２よりも上に位置され、パノラマ風景より上に位
置される第２の風景からじかに光を受け取るように位置
される。そのレンズ６６は、第２の風景から、途切れな
い包含角７４の間で光を受け取る。その包含角７４は、
垂直下約４５oに位置される角度７６から、垂直位置を
越えて、垂直下約４５oの反対側の角度７８まである、
回転軸３４の約９０oの面内に位置される。それ故に、
レンズ６６は、上部レンズブロック１８の死角から光を
受け取る。従って、第１のレンズブロック１８とレンズ
６６とによって受け取られる光の全角度は、３１０
o（約１１０oの途切れない包含角５２の２倍と約９０o
の途切れない包含角７４との和）である。
【００６０】第２の風景からの光は、レンズ６６を透過
して屈折させられた後、レンズ６８、７０、および、７
２を透過して屈折させられる。そのレンズ６６、６８、
７０、および、７２は、概念的にのみ細かく図示でき
る。しかし、平均的な当業者であれば、レンズ６６、６
８、７０、および、７２の構造が、通常の種類であり、
通常の広角レンズ配置と類似であってよいことを評価す
るだろう。
【００６１】図４は、特に、反射面３２と、レンズ６
６、６８、７０、および、７２のシステムとの間の領域
を説明する拡大図である。反射面３２以下の透視図か
ら、反射面３２とレンズ６６、６８、７０、および、７
２のシステムとの間に位置される平面領域８０に、周囲
のパノラマ風景の仮想画像が認められる。反射面３２に
よって反射された光が、その後、さらに上述されたよう
に処理されるならば、まるで仮想画像からじかに受け取
る光がさらに処理されるように、同じであるだろう。
【００６２】レンズ６６、６８、７０、および、７２の
システムは、第２の風景からの光を、仮想画像の平面領
域８０に一致する、または、領域８０内に位置される、
仮想平面領域８２上に投射して合焦させるように構成さ
れる。その領域８２は、平坦なものとして図示されるけ
れども、おそらく、周囲のパノラマ風景の領域８０の仮
想画像と一致するように曲げられていると理解するべき
である。その後、第２の風景からの光はさらに屈折させ
られ、さらに、反射面３２から反射された光と共に、そ
の光に対するのと同様の方法で、合わせて処理され、従
って、第１の周囲のパノラマ風景、第２の風景の両方か
らの光の最終的な合焦を容易にする。
【００６３】再び図３を参照すると、穴８４が、反射面
３２を形成する反射性材料３０に形成され、レンズ７２
を出ていった後の光は、その穴を通って透過レンズ２４
に入射できる。その後、第２の風景からの光は、透過レ
ンズ２４と第２のレンズブロック２０とを透過し、第２
のレンズブロック２０の下部面６０を通って、第２のレ
ンズブロック２０を出ていく。
【００６４】その後、第２の風景からの光は、第１の周
囲のパノラマ風景からの光と共に、各々のレンズセット
４４、４６、４８を透過する。非点収差または他の収差
の補正をより必要とする光は、一般的に、レンズセット
４４、４６、４８の端領域を透過し、補正をあまり必要
としない光は、一般的に、レンズセット４４、４６、４
８の中央領域を透過する。例えば、水平線上の角度５６
からの光は、水平線下の角度５４からの光よりも、反射
面３２から反射された後で、補正をより必要とする。従
って、水平線下の角度５４からの光よりも、レンズセッ
ト４４、４６、４８を、さらにその端に向かって透過す
る。レンズ６６、６８、７０、および、７２のシステム
からの光は、反射面３２から反射される光よりも必要と
する補正は少ない。よって、全てのレンズセット４４、
４６、４８の中心領域を透過し、収差の補正は比較的少
ない。その後、第２の風景からの光は、第１の周囲のパ
ノラマ風景からの光と共に画像取り込み装置４０に合焦
される。
【００６５】図５は、第１の周囲のパノラマ風景からの
光と第２の風景からの光が、デジタル検知アレイ４０に
合焦される方法を説明する。第１の周囲のパノラマ風景
からの光は、水平下約５５oに位置された角度５４に相
当するリング８６の内部端と、水平下約４５oに位置さ
れた角度５６に相当するリング８６の外部端とをもつ外
側リング８６に合焦する。第２の風景からの光は、垂直
下約４５oに位置する角度７６、７８に相当する円８８
の外部端と、垂直に相当する円の中心とをもつ、リング
８６内に位置される円８８に合焦する。
【００６６】図６は、図１のパノラマ式イメージング装
置１０の１つの変形を説明する。それは、追加して、パ
ノラマ風景の解像度の高い画像を取り込む装置１１０を
含む。その装置１１０は、半銀めっきミラー１１２、電
気モータ１１４、および、ぺカン（Ｐｅｃｈａｎ）プリ
ズム１１６を含み、第１のデジタルイメージング検知ア
レイ４０に加えて、第２のデジタルイメージング検知ア
レイ１１８も含む。
【００６７】電気モータ１１４は支持構造１２に取付け
られ、ぺカンプリズム１１６は、回転できるように支持
構造１２に取付けられる。電気モータ１１４は、電気モ
ータ１１４を操作できる外部コントロール１２０に接続
され、故に、電気モータ１１４は、ぺカンプリズム１１
６を回転させる。
【００６８】半銀めっきミラー１１２は、第３のレンズ
セット４８と第１のデジタルイメージング検知アレイ４
０との間の位置で、水平線に関して約４５oの角度で位
置される。その半銀めっきミラー１１２は一部透過性で
あり、故に、第３のレンズセット４８を出た光は、第１
の光束１２２と、第２の光束１２４とに分離される。第
１の光束は、半銀めっきミラー１１２を透過する光の一
部であり、第２の光束は、半銀めっきミラー１１２によ
って、ぺカンプリズム１１６に対して実質的に水平方向
に反射される光の一部である。
【００６９】第１の光束１２２は、図１に関して前に説
明されたように、第１のデジタルイメージング検知アレ
イ４０に合焦される。第１のデジタルイメージング検知
アレイ４０は、包含角５２全体でそれに合焦された、周
囲３６０oのパノラマ風景の全体画像を取り込めるほど
十分大きく、それに合焦された画像のデータが出力１２
８に提供できるように出力１２８に接続される。一般的
に、出力１２８は、全体のパノラマ風景、または、少な
くともその実質的な一部が見られるスクリーンを含む。
そのような大面積のパノラマ風景がみられるので、高い
解像度で、パノラマ風景のより小さい部分を見る必要が
ない。それ故、第１のデジタルイメージング検知アレイ
４０は、一般的に、そのＸ軸について約１０００ピクセ
ルの解像度と、そのＹ軸について１０００ピクセルの解
像度を有する。それは、パノラマ風景全体を、妥当な解
像度で見るのに十分である。しかし、第１のデジタルイ
メージング検知アレイの解像度は、それに形成された画
像データのデータ伝送やデータ処理を実質的に負わせる
ほど高くはない。
【００７０】第２の光束１２４はぺカンプリズム１１６
を透過し、第２のデジタルイメージング検知アレイ１１
８の面内の焦点領域１２６に合焦する。
【００７１】第２のデジタルイメージング検知アレイ１
１８は、第１のデジタルイメージング検知アレイ４０よ
りもずっと高い解像度を有し、一般的に、そのＸ軸につ
いて約２０００ピクセルと、そのＹ軸について約２００
０ピクセルを有する。それは、周囲３６０oのパノラマ
風景の分離された領域を、高い解像度でみるために使用
される。また、第２のデジタルイメージング検知アレイ
１１８は出力１２８に接続され、故に、周囲３６０oの
パノラマ風景の分離された領域がそのスクリーン上で見
られる。従って、第１のデジタルイメージング検知アレ
イ４０は、第１の解像度で周囲３６０oのパノラマ風景
の画像を検知するように相互に相対的に位置された複数
の検知器のアレイを有し、第２のデジタルイメージング
検知アレイ１１８は、第１の解像度より高い第２の解像
度で周囲３６０oのパノラマ風景の一部のみを検知する
ように相互に相対的に位置された複数の検知器のアレイ
を有する。
【００７２】第２の光束１２４の焦点領域１２６は、第
２のデジタルイメージング検知アレイよりも大きい。そ
の外部コントロール１２０を操作することによって、電
気モータ１１４は、第２の光束１２４の進行方向にある
軸１２９の周りに、ぺカンプリズム１１６を回転させる
ことができる。ぺカンプリズム１１６の回転は、焦点領
域１２６に形成される画像の回転を引き起こす。
【００７３】図７は、焦点領域１２６に形成される画像
１３０の位置決めと、第２のデジタルイメージング検知
アレイ１１８の位置決めとを説明する。第１のデジタル
イメージング検知アレイ４０上に形成される画像と同様
に、画像１３０もリングの形状をしている。ぺカンプリ
ズム１１６の回転は、ぺカンプリズム１１６の回転角の
２倍の角度で、画像１３０のその中心点の周りの回転
と、第２の光束１２４の軸１２９の周りの角変位とを引
き起こす。高い解像度で見られる周囲３６０oのパノラ
マ風景の一部は、画像１３０を回転させることによっ
て、第２のデジタルイメージング検知アレイ１１８上に
選択的に位置できる。よって、デジタルイメージング検
知アレイ１１８は、周囲３６０oのパノラマ風景の必要
とされる一部を高い解像度で検知し、画像データを出力
１２８に提供できる。
【００７４】図８は、周囲３６０oのパノラマ風景の画
像をより高い解像度で取り込むことを考慮した、図１ま
たは図６のパノラマ式イメージング装置のもう１つの変
形を説明する。図８は、支持構造１２の一部、および、
支持フレーム１５２と第３のレンズセット４８とを含む
モジュール１５０を含むパノラマ式イメージング装置の
一部を説明する。
【００７５】第３のレンズセット４８は、支持フレーム
１５２に着脱不可の状態で取付けられる。支持フレーム
１５２は、実質的に、支持構造１２に着脱可能で取付け
られる。前述したように、支持構造は、一般的に、パノ
ラマ式イメージング装置のハウジングの一部である。そ
の支持フレーム１５２は、ハウジング内に位置され、着
脱可能でそれに取付けられる、または、ハウジングの延
長という形であってよい。
【００７６】図９で説明され、図５に関して前述された
ように、水平線下５５oから水平線上４５oまでの光を含
むリング形状の画像が、デジタルイメージング検知アレ
イ４０上に形成される。そのように形成された画像は、
垂直面内に大きな包含角を含む風景の画像を取り込むこ
とが必要とされるとき効果的でありうる。
【００７７】他の実施例において、より高い解像度で、
より小さい包含角を見ることが必要とされてもよい。図
１０は、図８のモジュール１５０と交換できる代替モジ
ュール１５０Ａを説明する。そのモジュール１５０Ａ
は、図８の支持フレーム１５２と同一の支持フレーム１
５２Ａと、支持フレーム１５２Ａに取付けられる代替の
第３のレンズセット４８Ａと含む。その支持フレーム１
５２Ａが支持構造１２に取付けられるとき、代替の第３
のレンズセット４８Ａは、ある位置に位置される。その
ある位置では、代替の第３のレンズセット４８Ａが上部
レンズブロック１８、下部レンズブロック２０、第１の
レンズセット４４、および、第２のレンズセット４６を
含む一連のレンズを透過した光の一部を受け取る。代替
の第３のレンズセット４８Ａは、代替の第３のレンズセ
ット４８Ａを出る光が、図１の包含角５２よりも小さ
く、包含角５２内に位置される包含角からの光のみを含
むように作られる。
【００７８】例えば、図１１は、代替の第３のレンズセ
ット４８Ａが、デジタルイメージング検知アレイ４０上
に、水平線下３５oから水平線上３５oまでの光を含むリ
ング形状の画像を形成することを説明する。従って、風
景の画像のより小さい部分がデジタルイメージング検知
アレイ４０上に形成される。図１１のリングは、図９の
リングと実質的に同じ大きさである。故に、図１１で取
り込まれた画像は、図９で取り込まれた画像と同じ解像
度で取り込まれるけれども、より小さい部分の画像が、
図９と同じ面積に渡って図１１で取り込まれる。従っ
て、図１１で取り込まれた画像の部分は、図９で取り込
まれた同じ画像の部分よりも高い解像度で取り込まれ
る。
【００７９】同じ方法で、もう１つの変形が使用でき
る。それは、例えば、必要に応じて、水平線下４５oか
ら水平線上４５oまで、または、水平線下４０oから水平
線上４０oまである包含角からの光だけが取り込まれる
ことを確実にする。
【００８０】必然的な具体例としての実施の形態が、添
付の図面において図示および説明されるが、そのような
実施の形態は、単に本発明を説明するものであって、限
定するものではない。本発明は、通常の知識を有する当
業者によって変形が考えられるので、図示および説明さ
れた特定の構造や装置に限定されない。
【００８１】
【発明の効果】本発明によるイメージング装置によっ
て、風景の画像を異なる解像度で取り込むことができ、
一様な解像度のために制限される画質を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態による、パノラマ風景に
おける取り込み装置を説明する側面図。
【図２】 図１の装置の一部を形成する第１と第２のレ
ンズブロックの拡大図。
【図３】 パノラマ風景の上部に位置される第２の風景
から光を受け取るように位置されたレンズシステムによ
って補足される、図１のパノラマ風景を取り込む装置の
一部を形成するパノラマ式イメージング装置の側面図。
【図４】 第１のレンズブロックによって生成される仮
想画面と、レンズシステムの合焦面との位置決めを示す
拡大図。
【図５】 光がどのようにパノラマ式イメージング装置
の一部を形成するデジタル検知アレイに合焦されるのか
を説明する図。
【図６】 高い解像度の画像を取り込むための装置を含
むように変形された図１のパノラマ式イメージング装置
の断面図。
【図７】 どのように光が合焦されて、図６の実施の形
態で使用されるもう１つのデジタル検知アレイ上で回転
されるかを説明する図。
【図８】 レンズセットが交換可能なモジュール形式で
支持フレームに取付けられるように変形されたパノラマ
式イメージング装置の一部の側断面図。
【図９】 図８のレンズセットを使用するパノラマ式イ
メージング装置のデジタルイメージング検知アレイに、
画像がどのように合焦されるかを説明する平面図。
【図１０】 代替のレンズセットを含む代替モジュール
の側断面図。
【図１１】 図１０の代替モジュールが使用されると
き、画像がどのようにデジタルイメージング検知アレイ
上に形成されるかを説明する平面図。
【符号の説明】
１０ パノラマ風景取り込み装置 １２ 支持構造 １４ パノラマ式イメージング装置 １８ 第１のレンズブロック ２０ 第２のレンズブロック ３８ レンズシステム ４０ 第１の検知アレイ ４４ 第１のレンズセット ４６ 第２のレンズセット ４８ 第３のレンズセット １１６ ぺカンプリズム １１８ 第２の検知アレイ １１２ 一部透過性のミラー １５０ モジュール １５２ 支持フレーム
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エドワード・シー・ドリスコール・ジュニ ア アメリカ合衆国94028カリフォルニア州ポ ートラ・バレー、サンドストーン11番 (72)発明者 ウィラード・シー・ロマックス アメリカ合衆国94087カリフォルニア州サ ニーベイル、ピーコック・アベニュー1563 番

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 風景から光を受け取ってその光を投射す
    るレンズシステムと、その投射された光を受け取るよう
    に位置された光学部品と、風景の第１の画像がその上に
    形成されるように第１の焦点領域に位置された第１の検
    知アレイと、風景の少なくとも一部の第２の画像がその
    上に形成されるように第２の焦点領域に位置された第２
    の検知アレイとを含み、 前記の光学部品が、前記の投射された光を、第１の焦点
    領域に合焦する第１の光束と、第２の焦点領域に合焦す
    る第２の光束とに分離し、 前記の第１の検知アレイが、風景の第１の画像を第１の
    解像度で検知するように相互に相対的に位置された複数
    の検知器のアレイを有し、 前記の第２の検知アレイが、風景の第２の画像を第１の
    解像度より高い第２の解像度で検知するように相互に相
    対的に位置された複数の検知器のアレイを有するイメー
    ジング装置。
  2. 【請求項２】 風景が、周囲３６０oのパノラマ風景で
    ある請求項１に記載のイメージング装置。
  3. 【請求項３】 風景が、水平線下から水平線上まである
    請求項２に記載のイメージング装置。
  4. 【請求項４】 光学部品が、投射された光を、そのいく
    らかを透過し、そのいくらかを反射することによって分
    離する一部透過性のミラーである請求項１に記載のイメ
    ージング装置。
  5. 【請求項５】 第２の検知アレイが第２の焦点領域より
    も小さく、第２の検知アレイが第２の焦点領域の必要と
    される部分内に選択的に位置できるように、第２の焦点
    領域と第２の検知アレイが相互に相対的に可動である請
    求項１に記載のイメージング装置。
  6. 【請求項６】 第２の焦点領域と第２の検知アレイが、
    第２の光束の進行方向にある軸の周りに、相互に相対的
    に回転できる請求項５に記載のイメージング装置。
  7. 【請求項７】 第２の光束を受け取るように位置された
    光学部品を含み、その光学部品が、第２の光束を、その
    軸の周りに、調節できる角度単位で角変位させることが
    できる請求項６に記載のイメージング装置。
  8. 【請求項８】 光学部品が、その軸の周りに回転できる
    ぺカンプリズムである請求項７に記載のイメージング装
    置。
  9. 【請求項９】 周囲３６０oのパノラマ風景からの光を
    受け取って、その光を投射できるレンズシステムと、投
    射された光を受け取るように位置された一部透過性のミ
    ラーと、周囲３６０oのパノラマ風景の第１の画像がそ
    の上に形成されるように、第１の焦点領域に位置された
    第１の検知アレイと、周囲３６０oのパノラマ風景の一
    部のみを表わす第２の画像がその上に形成されるよう
    に、第２の焦点領域に位置された、第１の検知アレイよ
    りも小さい第２の検知アレイとを含むパノラマ式イメー
    ジング装置であって、 前記の一部透過性のミラーは、その投射された光を、そ
    のいくらかを透過し、そのいくらかを反射することによ
    って、第１の光束と第２の光束とに分離でき、その第１
    の光束は第１の焦点領域に合焦され、第２の光束は第２
    の焦点領域に合焦され、 前記の第１の検知アレイは、第１の解像度で周囲３６０
    oのパノラマ風景の画像を検知するように相互に相対的
    に位置された複数の検知器のアレイを有し、 前記の第２の検知アレイは、第１の解像度より高い第２
    の解像度で第２の画像を検知するように相互に相対的に
    位置された複数の検知器のアレイを有し、リングとその
    第２の検知アレイが、その第２の検知アレイをリングの
    異なる位置に選択的に位置できるように相互に相対的に
    回転されうるイメージング装置。
  10. 【請求項１０】 画像を見る方法であって、 その画像からの光を投射するステップと、 その投射された光を、第１と第２の焦点領域上に各々合
    焦する第１と第２の光束に分離するステップと、 第１の解像度で第１の焦点領域に形成される画像を検知
    するステップと、 第１の解像度より高い第２の解像度で第２の焦点領域に
    形成される画像を検知するステップとを含む方法。
  11. 【請求項１１】 第２の焦点領域で検知される画像のサ
    イズが、第１の焦点領域で検知される画像のサイズより
    も小さい請求項１０に記載の画像を見る方法。
  12. 【請求項１２】 第２の焦点領域内で検知される画像の
    位置決めの調節を含む請求項１１に記載の画像を見る方
    法。
  13. 【請求項１３】 その画像の位置決めが、ぺカンプリズ
    ムを回転することによって調節される請求項１２に記載
    の画像を見る方法。
  14. 【請求項１４】 支持構造と、その支持構造に取付けら
    れ、風景からの光を受け取ってその光を投射できる一連
    のレンズと、モジュールとを含むイメージング装置であ
    って、 ここに、一連のレンズを出た光が、第１の角度から第２
    の角度までの第１の包含角全体からの光を含み、その第
    １の角度は、その一連のレンズから風景の第１の位置ま
    でであり、その第２の角度は、その一連のレンズから風
    景の第２の位置までであり、 前記のモジュールは、支持フレームと、その支持フレー
    ムに取付けられたレンズセットを含み、 その支持フレームは、そのレンズセットが一連のレンズ
    を出た光の少なくとも一部を受け取る位置で、支持構造
    に着脱可能に取付けられ、 その後、その光は、そのレンズセットを透過し、レンズ
    セットを出ていき、 そのレンズセットは、そのレンズセットを出た光が、第
    １の包含角よりも小さく、第１の包含角内に位置される
    第２の包含角のみからの光を含むように構成されるイメ
    ージング装置。
  15. 【請求項１５】 風景が、周囲３６０oのパノラマ風景
    である請求項１４に記載のイメージング装置。
  16. 【請求項１６】 第１の角度が水平線下に位置され、そ
    の第２の角度が水平線上に位置される請求項１５に記載
    のイメージング装置。
  17. 【請求項１７】 第１の包含角が、少なくとも９０oで
    ある請求項１６に記載のイメージング装置。
  18. 【請求項１８】 第２の包含角が、第１の包含角より、
    少なくとも２０o小さい請求項１７に記載のイメージン
    グ装置。
  19. 【請求項１９】 第２の包含角が、第１の包含角より
    も、少なくとも２０o小さい請求項１４に記載のイメー
    ジング装置。
  20. 【請求項２０】 レンズセットが、光を、実質的に平坦
    な平面に合焦させる請求項１４に記載のイメージング装
    置。
  21. 【請求項２１】 支持構造とその支持構造に取付けられ
    た一連のレンズとを含むイメージング装置において、モ
    ジュールの支持フレームをその支持構造に着脱可能で取
    付けるステップを含む方法であって、 そのモジュールが、その支持フレームに取付けられた一
    連のレンズを含み、ここに、その一連のレンズが、風景
    からの光を受け取ってその光を投射でき、その一連のレ
    ンズを出た光は、第１の角度から第２の角度まである第
    １の包含角全体からの光を含み、その第１の角度は、そ
    の一連のレンズから風景の第１の位置までであり、その
    第２の角度は、その一連のレンズから風景の第２の位置
    までであり、レンズセットが、その一連のレンズを出た
    光の少なくとも一部を受け取る位置に位置され、その
    後、その光は、そのレンズセットを透過して出ていき、
    そのレンズセットは、そのレンズセットを出た光が、第
    １の包含角よりも小さく、第１の包含角内に位置される
    第２の包含角のみからの光を含むように構成される方
    法。
  22. 【請求項２２】 風景が、周囲３６０oのパノラマ風景
    であり、その第１の角度が水平線下に位置され、その第
    ２の角度が水平線上に位置される請求項２１に記載の方
    法。
  23. 【請求項２３】 支持構造に取付けられた一連のレンズ
    に光を投射すること、および、その光の少なくとも一部
    を、一連のレンズを出た後にレンズセットに透過させる
    ことを含む、風景の画像を作成する方法であって、 ここに、その一連のレンズを出た光が、第１の角度から
    第２の角度まである第１の包含角全体からの光を含み、
    その第１の角度は、その一連のレンズから風景の第１の
    位置までであり、その第２の角度は、その一連のレンズ
    から風景の第２の位置までであり、レンズセットが、支
    持構造に着脱可能で取付けられる支持フレームに取付け
    られ、そのレンズセットを出た光が、第１の包含角より
    も小さく、第１の包含角内に位置された第２の包含角の
    みからの光を含む方法。
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