JP2001257924A - 広画角撮像装置 - Google Patents
広画角撮像装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ３次元空間の任意の一点から広画角で画像を
撮影する広画角撮像装置に関し、ある視点位置から見た
３６０度周囲や全天周の動画広画角映像を特別な画像処
理をすることなく簡単に生成できるようにする。 【解決手段】 円周から外側周囲の画像を撮影するｎ台
の撮像装置１〜４が、それぞれ２π／ｎ（θＡ〜θＤ）
の撮影画角を有し、同一円周上に光軸を円の径方向の外
側に向けて等間隔に配置してあることを特徴としてい
る。
撮影する広画角撮像装置に関し、ある視点位置から見た
３６０度周囲や全天周の動画広画角映像を特別な画像処
理をすることなく簡単に生成できるようにする。 【解決手段】 円周から外側周囲の画像を撮影するｎ台
の撮像装置１〜４が、それぞれ２π／ｎ（θＡ〜θＤ）
の撮影画角を有し、同一円周上に光軸を円の径方向の外
側に向けて等間隔に配置してあることを特徴としてい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、２次元撮像素子を
用いる撮像装置の複数台を空間配置し３次元空間の任意
の一点から広画角で画像を撮影する広画角撮像装置に関
する。
用いる撮像装置の複数台を空間配置し３次元空間の任意
の一点から広画角で画像を撮影する広画角撮像装置に関
する。
【０００２】［発明の概要］本発明は、３次元空間の任
意の一点から広画角で画像を撮影する広画角撮像装置に
関するものであり、円周上または球面上に複数個の撮像
装置を、それらの撮像領域が互いに交差しないように配
置したものである。また、本発明の広画角撮像装置は、
同心円周上または同心球面上に撮像装置及び凹面鏡の組
の複数個を、それらの撮像領域の境界線が互いに一致す
るように配置したものである。これにより、ある視点位
置から見た３６０度周囲や全天周を撮影した画像から特
別の画像処理を要せずに簡単に滑らかな連続映像を取得
できる。
意の一点から広画角で画像を撮影する広画角撮像装置に
関するものであり、円周上または球面上に複数個の撮像
装置を、それらの撮像領域が互いに交差しないように配
置したものである。また、本発明の広画角撮像装置は、
同心円周上または同心球面上に撮像装置及び凹面鏡の組
の複数個を、それらの撮像領域の境界線が互いに一致す
るように配置したものである。これにより、ある視点位
置から見た３６０度周囲や全天周を撮影した画像から特
別の画像処理を要せずに簡単に滑らかな連続映像を取得
できる。
【０００３】
【従来の技術】周囲の画像を広画角に撮像する方法に
は、撮像装置（以下「カメラ」という）のレンズに魚眼
レンズなどの広角レンズや広角プリズムを用いる方法が
古くから用いられている。
は、撮像装置（以下「カメラ」という）のレンズに魚眼
レンズなどの広角レンズや広角プリズムを用いる方法が
古くから用いられている。
【０００４】また、３６０度全周の静止画像を撮影する
方法として、１台のカメラをそのレンズの主点位置を中
心に回転可能な機能を設け、回転中心から見た全周囲画
像を撮影できるようにしたものが既に開発されている。
方法として、１台のカメラをそのレンズの主点位置を中
心に回転可能な機能を設け、回転中心から見た全周囲画
像を撮影できるようにしたものが既に開発されている。
【０００５】さらに、全天周の動画像を撮影する方法と
して、複数台のカメラを用いて撮影できる画角を拡大す
る方法がいくつか提案されている。図９は、従来の広画
角撮像装置の構成例である。
して、複数台のカメラを用いて撮影できる画角を拡大す
る方法がいくつか提案されている。図９は、従来の広画
角撮像装置の構成例である。
【０００６】図９に示すように、この広画角撮像装置
は、複数台のカメラ９０，９０，・・を同一円周上に光
軸を円の径方向の外側に向けて、かつ各カメラの撮像領
域をオーバーラップして配置し、撮影画角を広げるよう
にしたものである。この図９に示す方法では、各カメラ
９０は、隣接したカメラの撮像領域をオーバーラップし
て撮像し、全撮影画角内を漏れなく撮像することを可能
にしている。
は、複数台のカメラ９０，９０，・・を同一円周上に光
軸を円の径方向の外側に向けて、かつ各カメラの撮像領
域をオーバーラップして配置し、撮影画角を広げるよう
にしたものである。この図９に示す方法では、各カメラ
９０は、隣接したカメラの撮像領域をオーバーラップし
て撮像し、全撮影画角内を漏れなく撮像することを可能
にしている。
【０００７】なお、図１０は、図９に示した方法の原理
を説明する模式図である。図１０において、カメラＡと
Ｂは、撮影画角（水平画角）θｈを有し、撮像領域がオ
ーバーラップするように、間隔ｄを置いて配置される。
また、撮像面の水平方向のサイズをｂとし、光学系の焦
点距離をｆとする。そうすると、水平画角θｈは、θ ｈ
＝２tan−１（ｂ／２ｆ）である。また、カメラレンズ
系の主点から水平画角が交わる点までの距離Ｄ０は、Ｄ
０＝（ｆｄ）／ｂである。
を説明する模式図である。図１０において、カメラＡと
Ｂは、撮影画角（水平画角）θｈを有し、撮像領域がオ
ーバーラップするように、間隔ｄを置いて配置される。
また、撮像面の水平方向のサイズをｂとし、光学系の焦
点距離をｆとする。そうすると、水平画角θｈは、θ ｈ
＝２tan−１（ｂ／２ｆ）である。また、カメラレンズ
系の主点から水平画角が交わる点までの距離Ｄ０は、Ｄ
０＝（ｆｄ）／ｂである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図９に示した
動画用に開発された撮像方法では、隣接したカメラ間の
映像を滑らかに合成することが非常に困難であるという
問題点がある。具体的には、図１０に示すように、隣接
カメラ撮像領域のオーバーラップ部分の任意点に存在す
る被写体１，２を撮影した場合、カメラと被写体の距離
によって隣接カメラ間で、これら被写体１，２に対応す
る像の受光面での位置が異なってくるので、この対応点
を求めることが困難である。
動画用に開発された撮像方法では、隣接したカメラ間の
映像を滑らかに合成することが非常に困難であるという
問題点がある。具体的には、図１０に示すように、隣接
カメラ撮像領域のオーバーラップ部分の任意点に存在す
る被写体１，２を撮影した場合、カメラと被写体の距離
によって隣接カメラ間で、これら被写体１，２に対応す
る像の受光面での位置が異なってくるので、この対応点
を求めることが困難である。
【０００９】このような対応点を探す方法として１つの
カメラで撮像した映像のうち、隣接カメラと撮影領域が
オーバーラップしていると考えられる領域を小領域に分
割し、各小領域毎に隣接カメラで撮像した映像の中から
相関性の高い映像領域を探し出すパターンマッチングに
より対応点を求める方法を用いることが考えられる。
カメラで撮像した映像のうち、隣接カメラと撮影領域が
オーバーラップしていると考えられる領域を小領域に分
割し、各小領域毎に隣接カメラで撮像した映像の中から
相関性の高い映像領域を探し出すパターンマッチングに
より対応点を求める方法を用いることが考えられる。
【００１０】しかし、この方法では、小領域を１画素毎
にずらしながら相関係数を求めることになるので、処理
時間の問題から動画像のリアルタイム処理には適してい
ない。
にずらしながら相関係数を求めることになるので、処理
時間の問題から動画像のリアルタイム処理には適してい
ない。
【００１１】また、魚眼レンズなどの方法では、全天周
の画像を１つの撮像素子上に投影するため、十分な解像
度のある映像が得られないという問題点がある。
の画像を１つの撮像素子上に投影するため、十分な解像
度のある映像が得られないという問題点がある。
【００１２】本発明は、このような従来の課題を解決す
べく創作されたものであり、複数台の撮像装置または複
数台の撮像装置及び凹面鏡の組をそれらの撮像領域が重
ならないように円周上または球面上に配置することによ
り、ある視点位置から見た３６０度周囲や全天周の動画
広画角映像を特別な画像処理をすることなく簡単に生成
することができる広画角撮像装置を提供することを目的
としている。
べく創作されたものであり、複数台の撮像装置または複
数台の撮像装置及び凹面鏡の組をそれらの撮像領域が重
ならないように円周上または球面上に配置することによ
り、ある視点位置から見た３６０度周囲や全天周の動画
広画角映像を特別な画像処理をすることなく簡単に生成
することができる広画角撮像装置を提供することを目的
としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に記載の発明に係る広画角撮像装置は、円
周から外側周囲の画像を撮影するｎ台の撮像装置が、そ
れぞれ２π／ｎの撮影画角を有し、同一円周上に光軸を
円の径方向の外側に向けて等間隔に配置してあることを
特徴としている。
に、請求項１に記載の発明に係る広画角撮像装置は、円
周から外側周囲の画像を撮影するｎ台の撮像装置が、そ
れぞれ２π／ｎの撮影画角を有し、同一円周上に光軸を
円の径方向の外側に向けて等間隔に配置してあることを
特徴としている。
【００１４】かかる請求項１に記載の発明の構成によれ
ば、同一円周上に等間隔に配置されるｎ台の撮像装置の
撮影領域は、それぞれ、隣接の撮像装置の撮影領域と平
行するように形成されるので、重なることがない独自の
撮影領域で撮像が行える。しかも、隣接の撮像装置の撮
影領域との間に形成される撮影されない領域の間隔は、
使用する２次元撮像素子の結像画像において１画素以内
の間隔とすることができ、無視できる。したがって、ｎ
台の撮像装置が撮像した３６０度周辺の画像から、特別
の画像処理を要さずに簡単に滑らかな動画広画角映像を
生成できる。
ば、同一円周上に等間隔に配置されるｎ台の撮像装置の
撮影領域は、それぞれ、隣接の撮像装置の撮影領域と平
行するように形成されるので、重なることがない独自の
撮影領域で撮像が行える。しかも、隣接の撮像装置の撮
影領域との間に形成される撮影されない領域の間隔は、
使用する２次元撮像素子の結像画像において１画素以内
の間隔とすることができ、無視できる。したがって、ｎ
台の撮像装置が撮像した３６０度周辺の画像から、特別
の画像処理を要さずに簡単に滑らかな動画広画角映像を
生成できる。
【００１５】請求項２に記載の発明に係る広画角撮像装
置は、球面から外側周囲の画像を撮像する複数台の撮像
装置が、同一球面上に光軸を球の径方向の外側に向けて
等間隔に、かつ１つの撮像装置の撮像領域の境界線が隣
り合った撮像装置の撮像領域の境界線と平行となるよう
に配置してあることを特徴としている。
置は、球面から外側周囲の画像を撮像する複数台の撮像
装置が、同一球面上に光軸を球の径方向の外側に向けて
等間隔に、かつ１つの撮像装置の撮像領域の境界線が隣
り合った撮像装置の撮像領域の境界線と平行となるよう
に配置してあることを特徴としている。
【００１６】かかる請求項２に記載の発明の構成によれ
ば、同一球面上に等間隔に配置されるｎ台の撮像装置
は、撮影領域が、それぞれ、隣接の撮像装置の撮影領域
と平行するように配置される。また、隣接の撮像装置の
撮影領域との間に形成される撮影されない領域の間隔
は、無視できる。したがって、ｎ台の撮像装置が撮像し
た全天周の画像から、特別の画像処理を要さずに簡単に
滑らかな全天周映像を生成できる。
ば、同一球面上に等間隔に配置されるｎ台の撮像装置
は、撮影領域が、それぞれ、隣接の撮像装置の撮影領域
と平行するように配置される。また、隣接の撮像装置の
撮影領域との間に形成される撮影されない領域の間隔
は、無視できる。したがって、ｎ台の撮像装置が撮像し
た全天周の画像から、特別の画像処理を要さずに簡単に
滑らかな全天周映像を生成できる。
【００１７】請求項３に記載の発明に係る広画角撮像装
置は、２つの同心円の小半径円の周上に凹面を円の径方
向の外側に向けて隙間なく配置されるｎ個の凹面鏡と、
２つの同心円の大半径円の周上に前記凹面鏡のうち対応
する凹面鏡に向いて配置されるｎ台の撮像装置と、で構
成され、各凹面鏡及び撮像装置の組み合わせで撮影でき
る撮影画角が、２π／ｎであることを特徴としている。
置は、２つの同心円の小半径円の周上に凹面を円の径方
向の外側に向けて隙間なく配置されるｎ個の凹面鏡と、
２つの同心円の大半径円の周上に前記凹面鏡のうち対応
する凹面鏡に向いて配置されるｎ台の撮像装置と、で構
成され、各凹面鏡及び撮像装置の組み合わせで撮影でき
る撮影画角が、２π／ｎであることを特徴としている。
【００１８】かかる請求項３に記載の発明の構成によれ
ば、同心円上に配置される凹面鏡及び撮像装置の組み合
わせで撮影できる撮像領域は、それぞれ隣接する凹面鏡
及び撮像装置の組み合わせで撮影できる撮像領域と重な
ることなく、境界が一致するように形成される。したが
って、複数個の凹面鏡及び撮像装置の組み合わせで撮像
した３６０度周辺の画像から、特別の画像処理を要さず
に簡単に滑らかな動画広画角映像を生成できる。
ば、同心円上に配置される凹面鏡及び撮像装置の組み合
わせで撮影できる撮像領域は、それぞれ隣接する凹面鏡
及び撮像装置の組み合わせで撮影できる撮像領域と重な
ることなく、境界が一致するように形成される。したが
って、複数個の凹面鏡及び撮像装置の組み合わせで撮像
した３６０度周辺の画像から、特別の画像処理を要さず
に簡単に滑らかな動画広画角映像を生成できる。
【００１９】請求項４に記載の発明に係る広画角撮影装
置は、２つの同心球の小半径球の球面上に凹面を球の径
方向の外側に向けて隙間なく配置される複数個の凹面鏡
と、２つの同心球の大半径球の球面上に前記複数個の凹
面鏡のうち対応する凹面鏡に向いて配置される複数個の
撮像装置と、で構成され、各凹面鏡及び撮像装置の組み
合わせで撮影できる撮像領域の境界線が隣り合った凹面
鏡及び撮像装置の組み合わせで撮影できるの撮像領域の
境界線と一致することを特徴としている。
置は、２つの同心球の小半径球の球面上に凹面を球の径
方向の外側に向けて隙間なく配置される複数個の凹面鏡
と、２つの同心球の大半径球の球面上に前記複数個の凹
面鏡のうち対応する凹面鏡に向いて配置される複数個の
撮像装置と、で構成され、各凹面鏡及び撮像装置の組み
合わせで撮影できる撮像領域の境界線が隣り合った凹面
鏡及び撮像装置の組み合わせで撮影できるの撮像領域の
境界線と一致することを特徴としている。
【００２０】かかる請求項４に記載の発明の構成によれ
ば、２つの同心球の面上に配置される凹面鏡及び撮像装
置の組み合わせで撮影できる撮像領域は、それぞれ隣接
する凹面鏡及び撮像装置の組み合わせで撮影できる撮像
領域と重なることなく、境界線が一致するように形成さ
れる。したがって、複数個の凹面鏡及び撮像装置の組み
合わせで撮像した全天周の画像から、特別の画像処理を
要さずに簡単に滑らかな全天周映像を生成できる。
ば、２つの同心球の面上に配置される凹面鏡及び撮像装
置の組み合わせで撮影できる撮像領域は、それぞれ隣接
する凹面鏡及び撮像装置の組み合わせで撮影できる撮像
領域と重なることなく、境界線が一致するように形成さ
れる。したがって、複数個の凹面鏡及び撮像装置の組み
合わせで撮像した全天周の画像から、特別の画像処理を
要さずに簡単に滑らかな全天周映像を生成できる。
【００２１】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係る広画角撮像
装置の第１の実施形態を示す構成図である。また図２
は、広画角撮像装置の構成を模式的に示す説明図であ
る。なお、第１の実施形態は、請求項１に対応する。
装置の第１の実施形態を示す構成図である。また図２
は、広画角撮像装置の構成を模式的に示す説明図であ
る。なお、第１の実施形態は、請求項１に対応する。
【００２２】図１、図２において、第１の実施形態の広
画角撮像装置は、同一円周上に光軸を円の径方向の外側
に向けて等間隔に配置される４台のカメラ１，２，３，
４と、４台のカメラ１，２，３，４がそれぞれ撮影した
画像から３６０度周囲の映像を生成する信号処理装置５
とで構成される。
画角撮像装置は、同一円周上に光軸を円の径方向の外側
に向けて等間隔に配置される４台のカメラ１，２，３，
４と、４台のカメラ１，２，３，４がそれぞれ撮影した
画像から３６０度周囲の映像を生成する信号処理装置５
とで構成される。
【００２３】４台のカメラ１〜４は、それぞれ２次元撮
像素子を有する。４台のカメラ１〜４は、レンズの主点
位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが半径ｒの円周上に互いに９０度の
角度を持つよう配置されている。また、４台のカメラ１
〜４は、撮影画角θＡ、θＢ、θＣ、θＤが、それぞれ
９０度となるようなレンズを用いている。なお、各カメ
ラの結像位置は、ＩＡ，ＩＢ，ＩＣ，ＩＤとなる。
像素子を有する。４台のカメラ１〜４は、レンズの主点
位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄが半径ｒの円周上に互いに９０度の
角度を持つよう配置されている。また、４台のカメラ１
〜４は、撮影画角θＡ、θＢ、θＣ、θＤが、それぞれ
９０度となるようなレンズを用いている。なお、各カメ
ラの結像位置は、ＩＡ，ＩＢ，ＩＣ，ＩＤとなる。
【００２４】このような条件のもとでは、各カメラで撮
影される領域（斜線部分）６の境界線は、隣接したカメ
ラの撮影領域６の境界線と平行になる。その結果、カメ
ラ間に発生する撮影されない領域の幅Ｌは、カメラから
被写体までの距離Ｒに拘わらず一定で、√２×ｒと表さ
れる。また、カメラの中心から距離Ｒだけ離れた被写体
を撮影した場合の撮影されない領域の画角は、約sin
−１（√2×ｒ／Ｒ）となる。
影される領域（斜線部分）６の境界線は、隣接したカメ
ラの撮影領域６の境界線と平行になる。その結果、カメ
ラ間に発生する撮影されない領域の幅Ｌは、カメラから
被写体までの距離Ｒに拘わらず一定で、√２×ｒと表さ
れる。また、カメラの中心から距離Ｒだけ離れた被写体
を撮影した場合の撮影されない領域の画角は、約sin
−１（√2×ｒ／Ｒ）となる。
【００２５】したがって、被写体までの距離Ｒが４台の
カメラ１〜４のレンズ主点位置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが配置さ
れた円周の半径ｒよりも十分大きく、撮影されない領域
Ｌの画角が１画素で撮影される画角よりも十分小さい場
合には、撮影されない領域Ｌは無視できる。
カメラ１〜４のレンズ主点位置Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄが配置さ
れた円周の半径ｒよりも十分大きく、撮影されない領域
Ｌの画角が１画素で撮影される画角よりも十分小さい場
合には、撮影されない領域Ｌは無視できる。
【００２６】具体的には、例えばカメラ１〜４を配置し
ている円周の半径ｒが１０ｍｍとなるような小型のカメ
ラを使用したとすると、カメラ間に生じる撮影されない
領域の幅Ｌは、１４ｍｍとなる。このとき当該広画角撮
像装置の視点中心から１０ｍ離れた部分の全周画像を撮
影した場合、撮影されない領域の画角は０．０８度とな
りほぼ無視できることがわかる。
ている円周の半径ｒが１０ｍｍとなるような小型のカメ
ラを使用したとすると、カメラ間に生じる撮影されない
領域の幅Ｌは、１４ｍｍとなる。このとき当該広画角撮
像装置の視点中心から１０ｍ離れた部分の全周画像を撮
影した場合、撮影されない領域の画角は０．０８度とな
りほぼ無視できることがわかる。
【００２７】したがって、４台のカメラ１〜４が撮像し
た３６０度周辺の画像から、特別の画像処理を要さずに
簡単に滑らかな動画広画角映像を生成できる。
た３６０度周辺の画像から、特別の画像処理を要さずに
簡単に滑らかな動画広画角映像を生成できる。
【００２８】次に、図３は、本発明の第２の実施形態に
係る広画角撮像装置の構成図である。なお、第２の実施
形態は、請求項１に対応する。
係る広画角撮像装置の構成図である。なお、第２の実施
形態は、請求項１に対応する。
【００２９】図３に示すように、第２の実施形態の広画
角撮像装置は、第１の実施形態の構成を一般的な構成で
示したものである。即ち、第２の実施形態の広画角撮像
装置は、ｎ台のカメラ１１（１〜ｎ）を同一円周上に光
軸を円の径方向の外側に向けて、配置角度β＝２π／ｎ
の間隔で配置したものである。また、ｎ台のカメラ（１
〜ｎ）の撮影画角（θ１、θ２、・・、θｎ−１、
θｎ）は、それぞれ配置角度βと同じ２π／ｎである。
角撮像装置は、第１の実施形態の構成を一般的な構成で
示したものである。即ち、第２の実施形態の広画角撮像
装置は、ｎ台のカメラ１１（１〜ｎ）を同一円周上に光
軸を円の径方向の外側に向けて、配置角度β＝２π／ｎ
の間隔で配置したものである。また、ｎ台のカメラ（１
〜ｎ）の撮影画角（θ１、θ２、・・、θｎ−１、
θｎ）は、それぞれ配置角度βと同じ２π／ｎである。
【００３０】これにより、上記４台のカメラの場合と同
様に、ｎ台の各カメラで撮影できる領域６の境界線を、
隣接したカメラのそれと平行となるよう設定することが
できる。そして、上記の撮影されない部分に関しては、
カメラの台数を多くすることによってより狭くすること
ができるので、近距離の被写体においても撮影されない
部分を無視することができる。
様に、ｎ台の各カメラで撮影できる領域６の境界線を、
隣接したカメラのそれと平行となるよう設定することが
できる。そして、上記の撮影されない部分に関しては、
カメラの台数を多くすることによってより狭くすること
ができるので、近距離の被写体においても撮影されない
部分を無視することができる。
【００３１】したがって、第２の実施形態によれば、第
１の実施形態よりも一層簡単に、３６０度周辺の画像か
ら滑らかな動画広画角映像が生成できる。
１の実施形態よりも一層簡単に、３６０度周辺の画像か
ら滑らかな動画広画角映像が生成できる。
【００３２】次に、図４は、本発明に係る広画角撮像装
置の第３の実施形態を示す構成図である。なお、第３の
実施形態は、請求項２に対応する。
置の第３の実施形態を示す構成図である。なお、第３の
実施形態は、請求項２に対応する。
【００３３】図４に示すように、第３の実施形態の広画
角撮像装置は、複数台のカメラ１２を同一球面上に光軸
を球の径方向の外側に向けて等間隔に、かつ１つのカメ
ラ１２の撮像領域の境界線が隣り合ったカメラ１２の撮
像領域の境界線と平行となるように配置し、広画角画像
を撮影できるようにしたものである。なお、これらのカ
メラ１２が接続される信号処理装置は、図示省略した。
角撮像装置は、複数台のカメラ１２を同一球面上に光軸
を球の径方向の外側に向けて等間隔に、かつ１つのカメ
ラ１２の撮像領域の境界線が隣り合ったカメラ１２の撮
像領域の境界線と平行となるように配置し、広画角画像
を撮影できるようにしたものである。なお、これらのカ
メラ１２が接続される信号処理装置は、図示省略した。
【００３４】各カメラ１２の撮影領域は、具体的には、
次のようにして設定される。図４において、球面の中心
Ｐを頂点として任意の隣接した４つのカメラ１２（Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄ）で作られる四角錐の立体角をαとすると、
各カメラ１２の撮影画角θをこの四角錐の立体角と同じ
α（θ＝α）とする。そうすると、各カメラ１２が撮影
できる領域の境界線を、隣接したカメラ１２のそれと平
行となるよう設定することができる。
次のようにして設定される。図４において、球面の中心
Ｐを頂点として任意の隣接した４つのカメラ１２（Ａ、
Ｂ、Ｃ、Ｄ）で作られる四角錐の立体角をαとすると、
各カメラ１２の撮影画角θをこの四角錐の立体角と同じ
α（θ＝α）とする。そうすると、各カメラ１２が撮影
できる領域の境界線を、隣接したカメラ１２のそれと平
行となるよう設定することができる。
【００３５】したがって、上記第１、第２の実施形態と
同様に、ある一定距離以上離れた被写体に対しては、各
カメラ間に生じる撮影されない領域を無視することがで
きるため、連続した全天周の画像を撮影することができ
る。
同様に、ある一定距離以上離れた被写体に対しては、各
カメラ間に生じる撮影されない領域を無視することがで
きるため、連続した全天周の画像を撮影することができ
る。
【００３６】次いで、図５は、本発明に係る広画角撮像
装置の第４の実施形態を示す構成図である。なお、この
第４の実施形態は、請求項３に対応する。
装置の第４の実施形態を示す構成図である。なお、この
第４の実施形態は、請求項３に対応する。
【００３７】図５に示すように、第４の実施形態の広画
角撮像装置は、同心円周上に８個の凹面鏡２１及び８台
のカメラ２２を設置し、周辺３６０度の画像を撮像する
ようにしたものである。なお、これらのカメラ２２が接
続される信号処理装置は、図示省略した。
角撮像装置は、同心円周上に８個の凹面鏡２１及び８台
のカメラ２２を設置し、周辺３６０度の画像を撮像する
ようにしたものである。なお、これらのカメラ２２が接
続される信号処理装置は、図示省略した。
【００３８】８個の凹面鏡２１は、半径ｒ１、ｒ２（ｒ
１＜ｒ２）の２つの同心円のうち小半径ｒ１の円周上に
その凹面を当該円の径方向の外側に向けて隙間なく配置
されている。また、各凹面鏡２１に対し、カメラ２２が
対応する凹面鏡２１の視野を撮像領域とするように同心
円の大半径ｒ２の円周上に等間隔に配置されている。
１＜ｒ２）の２つの同心円のうち小半径ｒ１の円周上に
その凹面を当該円の径方向の外側に向けて隙間なく配置
されている。また、各凹面鏡２１に対し、カメラ２２が
対応する凹面鏡２１の視野を撮像領域とするように同心
円の大半径ｒ２の円周上に等間隔に配置されている。
【００３９】このとき、凹面鏡２１及びカメラ２２のレ
ンズの焦点距離は、１つの凹面鏡２１及びカメラ２３の
組み合わせで撮影画角α＝２π／８で撮影できるように
設定する。
ンズの焦点距離は、１つの凹面鏡２１及びカメラ２３の
組み合わせで撮影画角α＝２π／８で撮影できるように
設定する。
【００４０】このような条件のもとでは、各カメラ２２
で撮影される領域（斜線部分）２３の境界線は、隣接し
たカメラの撮影領域２３の境界線と一致する。したがっ
て、各カメラが撮影した画像を図示しない信号処理装置
で連続的に処理することにより、当該同心円の中心にあ
る仮装的な視点位置Ｐから見ることのできる３６０度の
全周画像の連続した映像が得られる。
で撮影される領域（斜線部分）２３の境界線は、隣接し
たカメラの撮影領域２３の境界線と一致する。したがっ
て、各カメラが撮影した画像を図示しない信号処理装置
で連続的に処理することにより、当該同心円の中心にあ
る仮装的な視点位置Ｐから見ることのできる３６０度の
全周画像の連続した映像が得られる。
【００４１】次に、図６は、本発明に係る広画角撮像装
置の第５の実施形態を示す構成図である。なお、第５の
実施形態は、請求項３に対応する。
置の第５の実施形態を示す構成図である。なお、第５の
実施形態は、請求項３に対応する。
【００４２】図６に示すように、第５の実施形態の広画
角撮像装置は、第４の実施形態の構成を一般的な構成で
示したものである。即ち、第５の実施形態の広画角撮像
装置は、２つの同心円の小半径円の周上に凹面を円の径
方向の外側に向けて隙間なく配置されるｎ個の凹面鏡３
１と、２つの同心円の大半径円の周上にｎ個の凹面鏡３
１のうち対応する凹面鏡３１に向いて配置されるｎ台の
カメラ３２と、ｎ台のカメラ３２が接続される図示しな
い信号処理装置とで構成され、周辺３６０度の画像を撮
像するようにしたものである。
角撮像装置は、第４の実施形態の構成を一般的な構成で
示したものである。即ち、第５の実施形態の広画角撮像
装置は、２つの同心円の小半径円の周上に凹面を円の径
方向の外側に向けて隙間なく配置されるｎ個の凹面鏡３
１と、２つの同心円の大半径円の周上にｎ個の凹面鏡３
１のうち対応する凹面鏡３１に向いて配置されるｎ台の
カメラ３２と、ｎ台のカメラ３２が接続される図示しな
い信号処理装置とで構成され、周辺３６０度の画像を撮
像するようにしたものである。
【００４３】このとき、各凹面鏡３１及びカメラ３２の
組み合わせで撮影できる撮影画角αをα＝２π／ｎと
し、凹面鏡３１及びカメラ３２のセットを同心円上に等
間隔に配置してある。
組み合わせで撮影できる撮影画角αをα＝２π／ｎと
し、凹面鏡３１及びカメラ３２のセットを同心円上に等
間隔に配置してある。
【００４４】これにより、上記第４の実施形態の場合と
同様に、各カメラで撮影できる領域３３の境界線が隣接
したカメラのそれと一致するように設定することがで
き、当該同心円の中心にある仮装的な視点位置から見る
ことのできる３６０度の全周画像の連続した映像が得ら
れる。
同様に、各カメラで撮影できる領域３３の境界線が隣接
したカメラのそれと一致するように設定することがで
き、当該同心円の中心にある仮装的な視点位置から見る
ことのできる３６０度の全周画像の連続した映像が得ら
れる。
【００４５】次いで、図７は、本発明に係る広画角撮像
装置の第６の実施形態を示す構成図である。なお、第６
の実施形態は、請求項４に対応する。
装置の第６の実施形態を示す構成図である。なお、第６
の実施形態は、請求項４に対応する。
【００４６】図７において、第６の実施形態の広画角撮
像装置は、２つの同心球の小半径球の球面上に凹面を球
の径方向の外側に向けて隙間なく配置される複数個の凹
面鏡４１と、２つの同心球の大半径球の球面上に前記複
数個の凹面鏡４１のうち対応する凹面鏡に向いて配置さ
れる複数台のカメラ４２と、複数台のカメラ４２が接続
される図示しない信号処理装置とで構成され、各凹面鏡
４１及びカメラ４２の組み合わせで撮影できる撮像領域
４３の境界線が隣り合った凹面鏡４１及びカメラ４２の
組み合わせで撮影できる撮像領域４３の境界線と一致す
るようになっている。
像装置は、２つの同心球の小半径球の球面上に凹面を球
の径方向の外側に向けて隙間なく配置される複数個の凹
面鏡４１と、２つの同心球の大半径球の球面上に前記複
数個の凹面鏡４１のうち対応する凹面鏡に向いて配置さ
れる複数台のカメラ４２と、複数台のカメラ４２が接続
される図示しない信号処理装置とで構成され、各凹面鏡
４１及びカメラ４２の組み合わせで撮影できる撮像領域
４３の境界線が隣り合った凹面鏡４１及びカメラ４２の
組み合わせで撮影できる撮像領域４３の境界線と一致す
るようになっている。
【００４７】各凹面鏡４１及びカメラ４２の組み合わせ
は、具体的には、図８に示すようにして設定される。図
８は、図７における１個の凹面鏡及びカメラの組み合わ
せによる撮像範囲の説明図である。
は、具体的には、図８に示すようにして設定される。図
８は、図７における１個の凹面鏡及びカメラの組み合わ
せによる撮像範囲の説明図である。
【００４８】図８において、四角形の凹面鏡５１は、凹
面が球面状になっている。この四角形の凹面鏡５１に対
し、この凹面鏡５１の視野を撮像領域とする小型のカメ
ラ５２を光軸を同一にして適宜距離を置いて配置したも
のを１ユニットの撮像装置と考える。そうすると、この
撮像装置で撮影できる領域は、カメラ５２の背後に図中
の斜線の四角形領域５３のように形成される。
面が球面状になっている。この四角形の凹面鏡５１に対
し、この凹面鏡５１の視野を撮像領域とする小型のカメ
ラ５２を光軸を同一にして適宜距離を置いて配置したも
のを１ユニットの撮像装置と考える。そうすると、この
撮像装置で撮影できる領域は、カメラ５２の背後に図中
の斜線の四角形領域５３のように形成される。
【００４９】そこで、図７にした広画角撮像装置は、２
つの同心球のうち小半径球の球面を、球面状の凹面を有
する四角形の凹面鏡４１を互いの視野領域の境界線が一
致するように張り合わせて形成し、この凹面鏡４１の前
面に、小型のカメラ４２を隣接したカメラ４２の撮影領
域がオーバーラップしないように配置したものである。
このようにして配置したカメラ４２の配置面は、凹面鏡
４１の配置球面と同心の球面となる。これが、上記大半
径球の球面である。
つの同心球のうち小半径球の球面を、球面状の凹面を有
する四角形の凹面鏡４１を互いの視野領域の境界線が一
致するように張り合わせて形成し、この凹面鏡４１の前
面に、小型のカメラ４２を隣接したカメラ４２の撮影領
域がオーバーラップしないように配置したものである。
このようにして配置したカメラ４２の配置面は、凹面鏡
４１の配置球面と同心の球面となる。これが、上記大半
径球の球面である。
【００５０】そうすると、第５の実施形態と同様に、同
心球の中心位置にある仮装視点位置から見た全天周の連
続した映像を特別の画像処理をすることなく取得するこ
とができる。
心球の中心位置にある仮装視点位置から見た全天周の連
続した映像を特別の画像処理をすることなく取得するこ
とができる。
【００５１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
各撮像装置を撮像領域が重ならないように配置したの
で、特別の画像処理を要さずに簡単に、ある一点から見
た３６０度の全周映像、または全天周の画像を動画像の
形式で連続的に撮影することができる。
各撮像装置を撮像領域が重ならないように配置したの
で、特別の画像処理を要さずに簡単に、ある一点から見
た３６０度の全周映像、または全天周の画像を動画像の
形式で連続的に撮影することができる。
【図１】本発明に係る広画角撮像装置の第１の実施形態
に係る広画角撮像装置の構成図である。
に係る広画角撮像装置の構成図である。
【図２】第１の実施形態の広画角撮像装置の模式図であ
る。
る。
【図３】本発明に係る広画角撮像装置の第２の実施形態
に係る広画角撮像装置の構成図である。
に係る広画角撮像装置の構成図である。
【図４】本発明に係る広画角撮像装置の第３の実施形態
に係る広画角撮像装置の構成図である。
に係る広画角撮像装置の構成図である。
【図５】本発明に係る広画角撮像装置の第４の実施形態
に係る広画角撮像装置の構成図である。
に係る広画角撮像装置の構成図である。
【図６】本発明に係る広画角撮像装置の第５の実施形態
を示す広画角撮像装置の構成図である。
を示す広画角撮像装置の構成図である。
【図７】本発明に係る広画角撮像装置の第６の実施形態
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図８】１個の凹面鏡及び撮像装置の組み合わせによる
撮像範囲の説明図である。
撮像範囲の説明図である。
【図９】従来の複数台の撮像装置を同心円上に配置した
広画角撮像装置の構成例である。
広画角撮像装置の構成例である。
【図１０】従来の広画角撮像装置の原理説明図である。
１〜４，１１，１２，２２，３２，４２，５２ カメラ
（撮像装置） ５ 信号処理装置 ６，２３，４３，５３ 撮像領域 ２１，３１，４１．５１ 凹面鏡
（撮像装置） ５ 信号処理装置 ６，２３，４３，５３ 撮像領域 ２１，３１，４１．５１ 凹面鏡
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 菅原 正幸 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本放 送協会放送技術研究所内 (72)発明者 三谷 公二 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本放 送協会放送技術研究所内 Ｆターム(参考） 5B047 AA07 BB06 BC09 5C022 AB61 AB68 AC26 AC41 AC78 CA02
Claims (4)
- 【請求項１】 円周から外側周囲の画像を撮影するｎ台
の撮像装置が、それぞれ２π／ｎの撮影画角を有し、同
一円周上に光軸を円の径方向の外側に向けて等間隔に配
置してある、 ことを特徴とする広画角撮像装置。 - 【請求項２】 球面から外側周囲の画像を撮像する複数
台の撮像装置が、同一球面上に光軸を球の径方向の外側
に向けて等間隔に、かつ１つの撮像装置の撮像領域の境
界線が隣り合った撮像装置の撮像領域の境界線と平行と
なるように配置してある、 ことを特徴とする広画角撮像装置。 - 【請求項３】 ２つの同心円の小半径円の周上に凹面を
円の径方向の外側に向けて隙間なく配置されるｎ個の凹
面鏡と、 ２つの同心円の大半径円の周上に前記凹面鏡のうち対応
する凹面鏡に向いて配置されるｎ台の撮像装置と、 で構成され、各凹面鏡及び撮像装置の組み合わせで撮影
できる撮影画角が、２π／ｎである、 ことを特徴とする広画角撮像装置。 - 【請求項４】 ２つの同心球の小半径球の球面上に凹面
を球の径方向の外側に向けて隙間なく配置される複数個
の凹面鏡と、 ２つの同心球の大半径球の球面上に前記複数個の凹面鏡
のうち対応する凹面鏡に向いて配置される複数台の撮像
装置と、 で構成され、各凹面鏡及び撮像装置の組み合わせで撮影
できる撮像領域の境界線が隣り合った凹面鏡及び撮像装
置の組み合わせで撮影できるの撮像領域の境界線と一致
する、 ことを特徴とする広画角撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000070670A JP3872250B2 (ja) | 2000-03-14 | 2000-03-14 | 広画角撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000070670A JP3872250B2 (ja) | 2000-03-14 | 2000-03-14 | 広画角撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001257924A true JP2001257924A (ja) | 2001-09-21 |
| JP3872250B2 JP3872250B2 (ja) | 2007-01-24 |
Family
ID=18589372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000070670A Expired - Fee Related JP3872250B2 (ja) | 2000-03-14 | 2000-03-14 | 広画角撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3872250B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007288569A (ja) * | 2006-04-18 | 2007-11-01 | Funai Electric Co Ltd | パノラマ撮像装置 |
| US7486325B2 (en) | 2002-06-05 | 2009-02-03 | Sony Corporation | Method and apparatus for taking an image, method and apparatus for processing an image, and program and storage medium |
| JP2017108387A (ja) * | 2015-10-28 | 2017-06-15 | トッパノ カンパニ, リミテッド.Toppano Co., Ltd. | パノラマ魚眼カメラの画像較正、スティッチ、および深さ再構成方法、ならびにそのシステム |
| JP2020173461A (ja) * | 2014-05-06 | 2020-10-22 | ザカリヤ ニアジＺａｋａｒｉｙａ Ｎｉａｚｉ | 撮像システム、方法及び用途 |
-
2000
- 2000-03-14 JP JP2000070670A patent/JP3872250B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7486325B2 (en) | 2002-06-05 | 2009-02-03 | Sony Corporation | Method and apparatus for taking an image, method and apparatus for processing an image, and program and storage medium |
| JP2007288569A (ja) * | 2006-04-18 | 2007-11-01 | Funai Electric Co Ltd | パノラマ撮像装置 |
| JP2020173461A (ja) * | 2014-05-06 | 2020-10-22 | ザカリヤ ニアジＺａｋａｒｉｙａ Ｎｉａｚｉ | 撮像システム、方法及び用途 |
| JP2017108387A (ja) * | 2015-10-28 | 2017-06-15 | トッパノ カンパニ, リミテッド.Toppano Co., Ltd. | パノラマ魚眼カメラの画像較正、スティッチ、および深さ再構成方法、ならびにそのシステム |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3872250B2 (ja) | 2007-01-24 |
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