JP2002158912A - 広視野映像撮像装置 - Google Patents
広視野映像撮像装置Info
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Abstract
像を高解像度で簡易に撮像することを可能にする。 【解決手段】 1次元撮像素子において、撮像素子を該
撮像素子の走査方向を回転軸として撮像素子を回転する
手段を備え、周回パノラマ映像を2次元映像に展開する
広視野映像撮像装置である。
Description
係わり、特に、周回パノラマ映像撮像装置の映像品質向
上及び簡易化に適用して有効な技術に関するものであ
る。
し、信号処理によってレンズの歪みを補正するものがあ
る。例えば、Interactive Pictures Corporation社
(米国テネシー州)の製品、又はインターナショナル・
ビジネス・マシーンズ・コーポレイションの特許(特開
平8−55215号公報)。
せて水平全周部を1つのカメラで一度に撮像し、リング
状に撮像された映像を信号処理によってパノラマ映像へ
展開するものがある。例えば、「360度視覚システム
(ODV)」(三菱電機 先端技術総合研究所1997
年)。
1つの広視野角レンズで実現したものがある。例えば、
「360度カメラシステム(PAL360システム)」
(立山科学グループ1998年2月26日、朝日新聞1
3面、1998年3月12日、読売新聞夕刊など)。
させ、複数の映像を撮像し、信号処理によって合成する
ものがある。例えば、カメラ雲台及びパノラマ画像・全
天周画像作成装置(NHK技研 山内結子)(特願平1
0-326506号)。
メラから得られた画像を信号処理によって合成するもの
がある。例えば、「全方向ステレオシステムの開発」(ソ
フトピアジャパン、棚橋秀掛、第6回画像センシングシ
ンポジウム講演論文集D−19)。
軸に沿って回転させ周回映像を得るものがある。例え
ば、ピカー インターナショナル インコーポレイテッド
の特許(特開平6-222481号公報)。
来技術(1)では、得られた映像は、レンズによって大
幅に歪んでおり、歪み補正処理が必要であるとともに、
撮像面積に対する無駄な領域が多く、補正によって特に
画像周辺部の解像度が著しく低下する。また、超広角の
魚眼レンズなど高価な光学系が必要である。また、映像
信号の補正処理が複雑であり高度の信号処理装置が必要
である。
映像が得られない(特に天頂部分)。また、得られた映像
は反射鏡によって大幅に歪んでおり、歪み補正処理が必
要であるとともに、撮像面積に対する無駄な領域が多
く、補正によって特に画像周辺部の解像度が著しく低下
する。また、反射鏡など特殊な光学系が必要である。ま
た、映像信号の補正処理が複雑であり、高度の信号処理
装置が必要である。
天周の映像を得るためには同時又は時系列的な複数の映
像を用い、得られた映像の精密なつなぎ目処理が必要で
ある。
全天周回パノラマ映像を高解像度で簡易に撮像すること
が可能な技術を提供することにある。本発明の前記なら
びにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び
添付図面によって明らかにする。
発明の概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。 (1)1次元撮像素子において、該撮像素子の走査方向
を回転軸として前記撮像素子を回転させる手段を備え、
周回パノラマ映像を2次元映像に展開する広視野映像撮
像装置である。 (2)前記手段(1)の広視野映像撮像装置において、
映像入力装置又はモニタ装置等のフレーム周波数に同期
して前記撮像素子を回転させる手段を備え、連続的に周
回パノラマ映像を撮像するものである。
像撮像装置において、前記撮像素子上にレンチキュラー
レンズを有するものである。 (4)前記手段(1)又は(2)の広視野映像撮像装置
において、前記撮像素子の1画素ごとに平行光を集光す
る微小レンズを有するものである。 (5)前記手段(3)又は(4)の1次元撮像素子が回
転球面上に沿って配置されている広視野映像撮像装置で
ある。
査方向を回転軸として前記1次元撮像素子(ラインセン
サ)を回転させ、全方位映像を動画で撮像し、また、前
記1次元撮像素子(ラインセンサ)を回転球面上に沿う
ように配置し、周回パノラマ映像を2次元映像に展開す
る広視野映像撮像装置である。
施形態(実施例)とともに図面を参照して詳細に説明す
る。本実施例を説明する全図において、同一機能を有す
るものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略す
る。
施例1の広視野映像撮像装置の概略構成を示す模式図で
ある。図1において、1は支持部、2はラインセンサ、
3はラインセンサの受光部、4はレンチキュラーレン
ズ、5は回転部、6は信号処理部、7はテレビジョンモ
ニタ、Aは球面中心部の点、Bは球面である。
に示すように、支持部1の球面中心部のA点を中心とし
た球面Bと同じ曲率の面上に対して垂直方向に、一直線
上にラインセンサ2を配置する。ラインセンサ2は支持
部1により回転部5と連結し、回転部5により球面Bに
沿って回転する。ラインセンサ2からの読み出し信号
は、信号処理部(A/D変換及びフレームメモリ、D/
A変換など)6を経てテレビジョンモニタ7に表示され
る。
じ曲率でレンチキュラーレンズ4を配置する。図2にラ
インセンサ2及びレンズの断面図(図1のC−C’にお
ける切断面)を示す。被写体からの入射光はレンチキュ
ラーレンズ4によってラインセンサ2の受光部3に集光
される。図3に図1の点線で囲んだDの部分の横手方向
の断面拡大図を示す。
うために、回転軸中心の上方から下方に走査させるとと
もに、回転部5により一定速度で回転させると、読み出
された信号は空間的に異なる位置の受光映像を次々と出
力することになる。このラインセンサ2から読み出され
た信号を入力信号と同期させて、テレビジョンモニタ等
の2次元画面上に表示した場合、信号処理を施すことな
くパノラマ展開した映像が得られる。このときのパノラ
マ画像の空間的な配置の様子を図4に示す。上部が天頂
部分、中部が地平線部分、下部が地下部分となる。この
とき垂直方向の解像度は、ラインセンサ2の画素数によ
り定まり、水平方向の解像度は、回転部5が1回転する
間のラインセンサ2の走査回数により定まる。例えば、
ラインセンサ2の画素数が1080画素であり、1回転
する間に1920回走査した場合、1周回の画像の垂直
解像度は1080画素、水平解像度は1920画素とな
る。
の書き込み順と読み出し順の例を示す。ラインセンサ2
からの読み出し信号をAD変換しフレームメモリ上にW
1〜Wmの順に書き込み、R1〜Rnの順に読み出すこ
とにより、テレビジョンモニタ7の走査方向と同様の信
号に変換することができる。例えば、回転部を毎秒60
回転させ、ラインセンサ2の画素数を1080画素と
し、1回転する間のラインセンサ2の走査回数を192
0回とすると、フレームメモリより出力される信号は、
水平1920画素、垂直1080ライン、60フレーム
/秒のテレビジョン信号となり、動画像としてテレビジ
ョンモニタに表示できる。
広視野映像撮像装置の概略構成を示す模式図である。本
実施例2の広視野映像撮像装置は、図6に示すように、
前記実施例1のラインセンサ2において、レンチキュラ
ーレンズ4の代わりに微小光学レンズ(オンチップレン
ズ)8をラインセンサ2の各受光部(受光素子)3上に
配置する。図6のE−E’における断面図を図7に示
し、図8に図6のE−E'部分の横手方向の断面拡大図
を示す。このように構成することにより、前記図2及び
図3に示したものと同様に被写体からの入射光をライン
センサ2の各受光部(受光素子)3上に集光することが
できる。オンチップレンズ8を使用することで、センサ
受光部の開口率をレンチキュラーレンズよりも高くする
ことが可能となる。
広視野映像撮像装置の概略構成を示す模式図である。本
実施例3の広視野映像撮像装置は、図9に示すように、
前記図1の球面B上に配置するラインセンサ2は1つだ
けに限る必要はなく、複数のラインセンサ2を図1と同
様に球面に沿って垂直方向に配置したものである。
た場合を天頂部分から観察した様子を示している。ライ
ンセンサLS1〜LS4は、それぞれ同じ方向に回転す
る。この場合、4つのラインセンサLS1〜LS4によ
って撮像空間は、4分割されるため、全天周映像を得る
ためには回転部は1/4回転するだけでよい。
映像を2次元画面上に表示したときの様子を図10に示
す。本実施例3の場合の撮像映像蓄積時間と前記実施例
1の場合の撮像映像蓄積時間との違いは、前記実施例1
の場合:1/60*1/1920であるのに対して、本
実施例3の場合:1/60*1/480である。
ば、4つのラインセンサLS1〜LS4によって撮像さ
れた空間を合成することにより、1/4回転するだけで
1枚の全天周パノラマ映像を得ることができる。
め、ラインセンサが1つのときと同じ解像度を得るため
には、各ラインセンサLS1〜LS4の走査速度も1/
4に遅くすることができる。従って各ラインセンサLS
1〜LS4の受光部(受光素子)3の電荷蓄積時間(露
光時間)は4倍となり、撮像感度の向上が可能となる。
前記実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は、
前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸
脱しない範囲において種々変更可能であることは勿論で
ある。
られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。 (1)高精細センサーを要せず簡易に高精細・広視野映
像が得られる。 (2)撮像された映像は既にパノラマ展開されたものな
ので、パノラマ映像に展開するための画像変換処理が不
要である。 (3)パノラマ展開の画像処理による画像周辺部の補間
処理などによる画質劣化がない。 (4)使用するレンズは小型で安価で済む。
構成を示す模式図である。
ンズの断面図である。
拡大図である。
を2次元画面上に表示したときのパノラマ空間的な配置
の様子を示す図である。
リの書き込み順と読み出し順の例を示す図である。
構成を示す模式図である。
ある。
構成を示す模式図である。
を2次元画面上に表示したときの様子を示す図である。
ーレンズ 5…回転部 6…信号処理部 7…テレビジョンモニタ 8…微小光学レン
ズ(オンチップレンズ) LS1〜LS4…ラインセンサ A…球面中心部の
点 B…球面
Claims (5)
- 【請求項1】 1次元撮像素子において、該撮像素子の
走査方向を回転軸として前記撮像素子を回転させる手段
を備え、周回パノラマ映像を2次元映像に展開すること
を特徴とする広視野映像撮像装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の広視野映像撮像装置にお
いて、映像入力装置又はモニタ装置等のフレーム周波数
に同期して前記撮像素子を回転させる手段を備え、連続
的に周回パノラマ映像を撮像することを特徴とする広視
野映像撮像装置。 - 【請求項3】 請求項1又は2記載の広視野映像撮像装
置において、前記撮像素子上にレンチキュラーレンズを
有することを特徴とする広視野映像撮像装置。 - 【請求項4】 請求項1又は2記載の広視野映像撮像装
置において、前記撮像素子の1画素ごとに平行光を集光
する微小レンズを有することを特徴とする広視野映像撮
像装置。 - 【請求項5】 請求項3又は4記載の1次撮像素子が回
転球面上に沿って配置されていることを特徴とする広視
野映像撮像装置。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009521826A (ja) * | 2005-12-14 | 2009-06-04 | トライント、アンドレアス | 双方向画像記録および再生のためのシステム |
CN102566245A (zh) * | 2010-12-10 | 2012-07-11 | 财团法人工业技术研究院 | 环场图像的建立方法及系统 |
WO2017010440A1 (ja) * | 2015-07-10 | 2017-01-19 | 株式会社ニコン | 撮像装置、撮像光学系、撮像装置の製造方法および撮像方法 |
JP2018005080A (ja) * | 2016-07-06 | 2018-01-11 | 株式会社ニコン | 撮像装置 |
-
2000
- 2000-11-16 JP JP2000349980A patent/JP3888847B2/ja not_active Expired - Fee Related
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US10587786B2 (en) | 2015-07-10 | 2020-03-10 | Nikon Corporation | Imaging device, imaging optical system, method for manufacturing imaging device, and imaging method |
JP2018005080A (ja) * | 2016-07-06 | 2018-01-11 | 株式会社ニコン | 撮像装置 |
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