JP2002271675A - Imaging unit - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は撮像装置に関し、半
天球撮影用の撮像装置を改良して全天球撮影用の撮像装
置を得るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup apparatus, and more particularly to an image pickup apparatus for photographing a whole celestial sphere by improving the image pickup apparatus for photographing a celestial sphere.
【0002】[0002]
【従来の技術】半天球の空間の広範囲映像を得るため
に、図5に示すような撮像装置が提案されている(特開
平11−174603号公報)。2. Description of the Related Art An imaging device as shown in FIG. 5 has been proposed for obtaining a wide-range image in a semi-celestial sphere (Japanese Patent Laid-Open No. 11-174603).
【0003】図中、2はCCDカメラ、6はCCDカメ
ラ2のレンズと対応する窓孔7を有するリング板、3は
透明筒、5は透明筒3の上端を塞ぐ支持板、1は回転対
称体形状を有する凸面鏡、4は透明筒3の内周面で反射
した光が凸面鏡1を介してCCDカメラ2に入射するの
を防止する遮光ロッドである。In the figure, reference numeral 2 denotes a CCD camera, 6 denotes a ring plate having a window hole 7 corresponding to a lens of the CCD camera 2, 3 denotes a transparent tube, 5 denotes a support plate for closing the upper end of the transparent tube 3, and 1 denotes rotational symmetry. The convex mirror 4 having a body shape is a light shielding rod for preventing light reflected on the inner peripheral surface of the transparent tube 3 from entering the CCD camera 2 via the convex mirror 1.
【0004】斯かる撮像装置では、支持板5と同一面よ
りも下方から凸面鏡1へ向かう光が凸面鏡1で反射して
CCDカメラ2のレンズに集まるため、主として支持板
5よりも下方の半天球の空間の広範囲映像(CCDカメ
ラ2により死角となる部分は除く)が得られる。一方、
図6に示すように外部から直接に凸面鏡1へ向かう光a
とは異なって透明筒3の内周面で反射して凸面鏡1へ向
かう光bは必ず軸心位置を通るため、光bは遮光ロッド
4の存在により遮断されることになり、透明筒3の内周
面で反射した光がCCDカメラ2に入射することはな
い。従って、像が重複して撮影されるのが防止される。In such an image pickup apparatus, light traveling from below the same plane as the support plate 5 to the convex mirror 1 is reflected by the convex mirror 1 and collected on the lens of the CCD camera 2, so that the hemisphere below the support plate 5 is mainly used. (Excluding the area that becomes a blind spot by the CCD camera 2). on the other hand,
As shown in FIG. 6, light a directly traveling from outside to the convex mirror 1
Unlike the above, the light b reflected on the inner peripheral surface of the transparent tube 3 and traveling toward the convex mirror 1 always passes through the axial center position, so that the light b is cut off by the presence of the light-shielding rod 4. The light reflected on the inner peripheral surface does not enter the CCD camera 2. Therefore, it is possible to prevent images from being photographed repeatedly.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところが、斯かる撮像
装置は、主として凸面鏡1より下方の半天球の広範囲映
像が得られるだけであり、凸面鏡1の上方を撮影するこ
とはできない。However, such an imaging apparatus can only obtain a wide-range image of the hemisphere below the convex mirror 1 and cannot photograph the area above the convex mirror 1.
【0006】そこで本発明は、斯かる課題を解決した撮
像装置を提供することを目的とする。Accordingly, an object of the present invention is to provide an image pickup apparatus which solves the above problem.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成するた
めの請求項1に係る撮像装置の構成は、凸面鏡と、当該
凸面鏡に対向して配置されるとともに凸面鏡より前面側
の被撮影部を撮る第一撮像手段と、凸面鏡の背面側に配
置される広角レンズと、当該広角レンズを介して凸面鏡
より背面側の被撮影部を撮る第二撮像手段とを設け、夫
々の撮像手段からの映像を貼りあわせて広範囲映像を得
る撮像装置であって、前記第一撮像手段による映像と前
記第二撮像手段による映像とがオーバーラップするよう
に設定したことを特徴とし、請求項2に係る撮像装置の
構成は、請求項1において、前記第一,第二撮像手段
は、対物レンズと撮像素子とで構成したことを特徴と
し、請求項3に係る撮像装置の構成は、請求項2におい
て、前記第二撮像手段に設けられる絞りの中心を通る主
光線の中で、ガウス領域を通る主光線を選択し、当該主
光線における物空間での直線成分を延長して光軸と交わ
る点をNP点とするとともにNP点を中心とする球の内
部をNP点領域として設定し、前記凸面鏡の焦点が前記
広角レンズのNP点領域に配置されるように設定したこ
とを特徴とし、請求項4に係る撮像装置の構成は、請求
項3において、前記NP点領域の半径寸法を略20mm
としたことを特徴とし、請求項5に係る撮像装置の構成
は、請求項4において、前記凸面鏡から前記第一撮像手
段の対物レンズへ向かって突出する遮光ロッドを設け、
前記第二撮像手段の撮像素子に接続された配線を前記遮
光ロッドの内部に収容したことを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided an image pickup apparatus comprising: a convex mirror; and an imaging unit disposed to face the convex mirror and located on the front side of the convex mirror. A first imaging unit for taking an image, a wide-angle lens disposed on the back side of the convex mirror, and a second imaging unit for taking an image of an object to be photographed on the back side of the convex mirror via the wide-angle lens, and images from the respective imaging units are provided. 3. An imaging apparatus for obtaining a wide-range image by pasting together images, wherein an image obtained by the first imaging unit and an image obtained by the second imaging unit are set so as to overlap with each other, and the imaging apparatus according to claim 2. Is characterized in that, in claim 1, the first and second image pickup means are constituted by an objective lens and an image pickup element, and the constitution of the image pickup apparatus according to claim 3 is that in claim 2, Second imaging means A principal ray passing through the Gaussian region is selected from principal rays passing through the center of the provided aperture, and a point intersecting the optical axis by extending a linear component in the object space of the principal ray is set as an NP point and an NP point is set. The center of the sphere is set as an NP point area, and the focal point of the convex mirror is set so as to be disposed in the NP point area of the wide-angle lens. 4. The method according to claim 3, wherein a radius of the NP point region is approximately 20 mm.
The imaging device according to claim 5, wherein in the configuration of claim 4, a light-shielding rod that protrudes from the convex mirror toward the objective lens of the first imaging unit is provided,
A wiring connected to an image pickup device of the second image pickup means is housed inside the light shielding rod.
【0008】前記のNP点およびNP点領域について
は、以下に定義する。図4は図示しない被写体で反射し
た光が等価凸レンズ300を介して撮像部301へ至
り、撮像部301の上に像を結ぶ状態を示したものであ
る。等価凸レンズ300はレンズ302〜レンズ308
によって構成され、絞り309がレンズ304とレンズ
305との間に設けられている。絞り309の中心を通
る無数の主光線のうちの、光軸310に近いガウス領域
を通ってレンズの収差が無視できる主光線311を選択
し、選択した主光線311のうちの物空間312におけ
る直線成分を延長して光軸310と交わる点をNP(ノ
ンパララックス)点313とし、当該NP点を中心とす
る半径20mm以内の球の内部をNP点領域314とす
る。NP点領域をNP点を中心とする半径20mmの球
内としたのは、いずれか一つの撮像手段におけるNP点
を中心とする半径20mmの球内に他の撮像手段のNP
点が位置する位に、NP点どうしが接近しておれば、パ
ララックスの発生を無視できる程度にに抑えることが出
来るからである。なお、315は像空間である。The NP point and the NP point area are defined below. FIG. 4 illustrates a state in which light reflected by a subject (not shown) reaches the imaging unit 301 via the equivalent convex lens 300 and forms an image on the imaging unit 301. The equivalent convex lens 300 includes lenses 302 to 308
And an aperture 309 is provided between the lens 304 and the lens 305. Among the innumerable chief rays passing through the center of the stop 309, a chief ray 311 whose lens aberration is negligible is selected through a Gaussian region near the optical axis 310, and a straight line in the object space 312 among the selected chief rays 311 is selected. A point where the component is extended and intersects with the optical axis 310 is defined as an NP (non-parallax) point 313, and the inside of a sphere having a radius of 20 mm or less centered on the NP point is defined as an NP point area 314. The reason why the NP point area is set in the sphere having a radius of 20 mm centered on the NP point is that the NP point area of any one of the imaging units is set within the sphere having a radius of 20 mm centered on the NP point.
This is because if the NP points are close to each other where the points are located, the occurrence of parallax can be suppressed to a negligible level. 315 is an image space.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明による撮像装置の実
施の形態を説明する。なお、この実施の形態は従来の撮
像装置の一部を改良したものなので、従来と同一部分に
は同一符号を付して説明を省略し、異なる部分のみを説
明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of an imaging apparatus according to the present invention will be described. In this embodiment, since a part of the conventional image pickup apparatus is improved, the same parts as those in the related art are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Only different parts will be described.
【0010】(a)実施の形態1 まず、実施の形態1を図1に基づいて説明する。図のよ
うにマクロレンズ(対物レンズ)12aと図示しないC
CD撮像素子を有するCCDカメラ(第一撮像手段)12
が設けられている。凸面鏡1の上の支持板5が除去さ
れ、凸面鏡1の背面側である凸面鏡1の上方を撮影する
ための広角レンズ10と、図示しない対物レンズとCC
D撮像素子とからなるCCDカメラ(第二撮像手段)11
とが凸面鏡1の上に設けられている。(A) First Embodiment First, a first embodiment will be described with reference to FIG. As shown, a macro lens (objective lens) 12a and a C (not shown)
CCD camera (first imaging means) 12 having a CD imaging device
Is provided. The support plate 5 on the convex mirror 1 is removed, and a wide-angle lens 10 for photographing above the convex mirror 1 on the back side of the convex mirror 1, an objective lens (not shown) and a CC
CCD camera (second imaging means) 11 including D imaging element
Are provided on the convex mirror 1.
【0011】ここで、凸面鏡1の画角はαである一方、
広角レンズ10の画角はβであり、映像どうしが点を付
して示す部分でオーバーラップするように設定されてい
る。また、CCDカメラ12,11による映像どうしを
合成したときにオーバーラップする部分でパララックス
が生じないように、凸面鏡1の焦点Pと広角レンズ10
のNP点Qとが一致するように設定されている。Here, while the angle of view of the convex mirror 1 is α,
The angle of view of the wide-angle lens 10 is β, and the images are set so that the images overlap each other at the portions indicated by dots. Further, the focal point P of the convex mirror 1 and the wide-angle lens
NP point Q is set to match.
【0012】斯かる撮像装置では、CCDカメラ12に
より図3(a)に示すように画角αで360度の広範囲
映像が得られる一方、CCDカメラ11により図3
(b)に示すように画角βの略半天球の広範囲映像が得
られるので、双方のCCDカメラの映像を一部補正して
コンピュータで合成することにより、下方のCCDカメ
ラ12によって死角となる部分(図3(a)の中央部)を
除いた略全天球の広範囲映像が得られる。そして、焦点
PとNP点Qとが同一点になるように設定されているの
で、映像どうしがオーバーラップする部分でパララック
スが生じることもない。In such an image pickup apparatus, a wide-range image having an angle of view α of 360 degrees can be obtained by the CCD camera 12 as shown in FIG.
As shown in (b), a wide-angle image of a substantially hemispherical ball with an angle of view β can be obtained. A wide-area image of a substantially celestial sphere excluding a portion (the central portion in FIG. 3A) can be obtained. Since the focal point P and the NP point Q are set to be the same point, parallax does not occur at a portion where images overlap each other.
【0013】(b)実施の形態2 次に、実施の形態2を図2に示す。これは、実施の形態
1における一部を改良したものである。(B) Second Embodiment Next, a second embodiment is shown in FIG. This is a modification of the first embodiment.
【0014】実施の形態1におけるCCDカメラ12,
11には給電及び出力用の配線が接続されている。図1
では、CCDカメラ11に接続された配線(図示せず)
は、透明筒3の外側から下方へ導かれるが、実施の形態
2では図2のように遮光ロッド4が凸面鏡1と一体かつ
中空に形成され、CCDカメラ11に接続された配線1
3が遮光ロッド4の内部とCCDカメラ12の孔12b
とに挿通されている。The CCD camera 12 according to the first embodiment,
11 is connected to power supply and output wiring. Figure 1
Now, the wiring connected to the CCD camera 11 (not shown)
Are guided downward from the outside of the transparent tube 3. In the second embodiment, the light-shielding rod 4 is formed integrally and hollow with the convex mirror 1 as shown in FIG.
3 is the inside of the light shielding rod 4 and the hole 12b of the CCD camera 12.
And has been inserted.
【0015】斯かる撮像装置では凸面鏡1の背面側のC
CDカメラ11に接続した配線13を遮光ロッド4の中
に配設したので、撮影に支障が生じることはない。In such an image pickup apparatus, C on the rear side of the convex mirror 1 is used.
Since the wiring 13 connected to the CD camera 11 is arranged in the light-shielding rod 4, there is no problem in taking a picture.
【0016】その他の構成、作用は実施の形態1と同じ
なので、説明を省略する。The other configuration and operation are the same as those of the first embodiment, and the description is omitted.
【0017】なお、実施の形態では、凸面鏡の焦点が広
角レンズのNP点と一致する場合を示したが、凸面鏡の
焦点が広角レンズのNP点領域に配置されておれば、パ
ララックスの発生を無視できる程度に抑えることができ
る。In the embodiment, the case where the focal point of the convex mirror coincides with the NP point of the wide-angle lens has been described. However, if the focal point of the convex mirror is arranged in the NP point area of the wide-angle lens, parallax will not occur. It can be suppressed to a negligible level.
【0018】[0018]
【発明の効果】以上の説明からわかるように、請求項1
〜5に係る撮像装置によれば凸面鏡の背面側の被撮影部
を撮影する広角レンズ及び第二撮像手段を設けるととも
に凸面鏡の焦点が広角レンズのNP点領域に配置される
ように設定したので、パララックスのない略全天球の広
範囲映像が得られる。As can be seen from the above description, claim 1
According to the imaging apparatus according to any one of the first to fifth aspects, since the wide-angle lens and the second imaging unit for photographing the object to be photographed on the rear side of the convex mirror are provided and the focal point of the convex mirror is set to be located in the NP point region of the wide-angle lens, A wide-angle image of almost the whole celestial sphere without parallax can be obtained.
【0019】請求項5に係る撮像装置によれば、CCD
撮像素子の配線を遮光ロッドの内部に収容したので、配
線を外部に配設することの煩雑さが解消される。According to the image pickup apparatus of the fifth aspect, the CCD
Since the wiring of the imaging element is housed inside the light shielding rod, the complexity of arranging the wiring outside is eliminated.
【図1】本発明による撮像装置の実施の形態1を示す構
成図。FIG. 1 is a configuration diagram showing Embodiment 1 of an imaging device according to the present invention.
【図2】本発明による撮像装置の実施の形態2の要部を
示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a main part of an imaging device according to a second embodiment of the present invention.
【図3】本発明による撮像装置の実施の形態1における
CCDカメラで撮影した映像。FIG. 3 is an image captured by a CCD camera according to the first embodiment of the imaging apparatus according to the present invention.
【図4】本発明に係り、等価凸レンズのNP点とNP点
領域とを定義するための説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram for defining an NP point and an NP point region of the equivalent convex lens according to the present invention.
【図5】従来の撮像装置の構成図。FIG. 5 is a configuration diagram of a conventional imaging device.
【図6】従来の撮像装置の作用説明図。FIG. 6 is a diagram illustrating the operation of a conventional imaging device.
1…凸面鏡 12,11…CCDカメラ 12a…マクロレンズ 10…広角レンズ P…焦点 Q…NP点 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Convex mirror 12, 11 ... CCD camera 12a ... Macro lens 10 ... Wide-angle lens P ... Focus Q ... NP point
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G03B 15/00 G03B 15/00 W 37/00 37/00 A (72)発明者 田島 茂 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 吉村 司 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 市野 安彦 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 古賀 禎治 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 猪狩 達也 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 鈴木 清介 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 加藤 伸一 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) 2H044 AE10 2H059 BA01 BA15 2H087 KA01 TA03 5C022 AB61 AB68 AC42 AC51 AC54 AC77 AC78 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G03B 15/00 G03B 15/00 W 37/00 37/00 A (72) Inventor Shigeru Tajima Shinagawa-ku, Tokyo 6-7-35 Kita-Shinagawa Sony Corporation (72) Inventor Tsukasa Yoshimura 6-7-35 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Inside Sony Corporation (72) Inventor Yasuhiko Ichino Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo 6-7-35 Inside Sony Corporation (72) Inventor Sadaharu Koga 6-7-35 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo (72) Inventor Tatsuya Inogari 6-chome Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo 7-35 Inside Sony Corporation (72) Inventor Seisuke Suzuki 6-7-7 Kita Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo 7-35 Inside Sony Corporation (72) Shinichi Kato 6-7, Kita Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo No. 35 Over Co., Ltd. in the F-term (reference) 2H044 AE10 2H059 BA01 BA15 2H087 KA01 TA03 5C022 AB61 AB68 AC42 AC51 AC54 AC77 AC78
Claims (5)
れるとともに凸面鏡より前面側の被撮影部を撮る第一撮
像手段と、凸面鏡の背面側に配置される広角レンズと、
当該広角レンズを介して凸面鏡より背面側の被撮影部を
撮る第二撮像手段とを設け、夫々の撮像手段からの映像
を貼りあわせて広範囲映像を得る撮像装置であって、前
記第一撮像手段による映像と前記第二撮像手段による映
像とがオーバーラップするように設定したことを特徴と
する撮像装置。1. A convex mirror, first imaging means arranged to face the convex mirror and photographing a portion to be photographed on the front side of the convex mirror, and a wide-angle lens arranged on the back side of the convex mirror;
An imaging device for obtaining a wide-range image by pasting the images from the respective imaging units, the second imaging unit being provided with an imaging unit on the back side of the convex mirror via the wide-angle lens; An image pickup apparatus characterized in that the setting is made such that the image of the second imaging means and the image of the second imaging means overlap.
と撮像素子とで構成したことを特徴とする請求項1に記
載の撮像装置。2. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein said first and second image pickup means comprise an objective lens and an image pickup device.
心を通る主光線の中で、ガウス領域を通る主光線を選択
し、当該主光線における物空間での直線成分を延長して
光軸と交わる点をNP点とするとともにNP点を中心と
する球の内部をNP点領域として設定し、 前記凸面鏡の焦点が前記広角レンズのNP点領域に配置
されるように設定したことを特徴とする請求項2に記載
の撮像装置。3. A principal ray passing through a Gaussian region is selected from principal rays passing through the center of the stop provided in the second imaging means, and a linear component in the object space of the principal ray is extended to form an optical axis. A point that intersects with the NP point, and the inside of a sphere centered on the NP point is set as an NP point area, and the focal point of the convex mirror is set to be located in the NP point area of the wide-angle lens The imaging device according to claim 2.
としたことを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。4. The radius dimension of the NP point region is approximately 20 mm
The imaging device according to claim 3, wherein:
ンズへ向かって突出する遮光ロッドを設け、前記第二撮
像手段の撮像素子に接続された配線を前記遮光ロッドの
内部に収容したことを特徴とする請求項4に記載の撮像
装置。5. A light-shielding rod protruding from the convex mirror toward the objective lens of the first image pickup means, wherein a wiring connected to an image pickup element of the second image pickup means is housed inside the light-shielding rod. The imaging device according to claim 4, wherein:
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2001069688A JP2002271675A (en) | 2001-03-13 | 2001-03-13 | Imaging unit |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2012090398A1 (en) * | 2010-12-28 | 2012-07-05 | 公立大学法人公立はこだて未来大学 | Imaging device and image presentation system |
-
2001
- 2001-03-13 JP JP2001069688A patent/JP2002271675A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2012090398A1 (en) * | 2010-12-28 | 2012-07-05 | 公立大学法人公立はこだて未来大学 | Imaging device and image presentation system |
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