JP2003101830A - 撮影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 周囲の物体画像と、特定の物体画像とを、そ
れぞれ粗くおよび密に撮影できる撮影装置を１つの撮像
手段で得ること。 【解決手段】 撮影装置１０は、回転体形状の曲面鏡１
と、該曲面鏡の中央部に設けられた平面鏡２とを備え、
それぞれの反射面で反射したそれぞれの被写体像を１つ
の撮像手段３により合成して取り込むようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、撮影装置に関し、
特に曲面鏡と平面鏡とを備え、それぞれ別々の画像を同
時に撮像手段によって１つの画像として取り込む撮影装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１の（１）のように、回転体形状
（例として、円錐、球面の一部など）の曲面反射鏡に被
写体像を反射させて撮像することにより図１１の（２）
に示すように、広い範囲を撮影することができる。図１
２の（１）のような被写体が曲面鏡を四方から囲んだと
すると、図１２の（２）のように撮影される。曲面形状
により、撮影像の歪みかたは違ってくる。図１１の
（１）、図１１の（２）の上下を反転させるように、天
井に曲面反射鏡を取り付け、カメラを上向きになるよう
に設置し、撮影するようにする方法も過去に提案されて
いる。また、装置を一体化するために、図１３の（１）
のように反射鏡を複数枚用いる方法も提案されている。
図１３の（２）は、図１３の（１）のような装置にした
場合の中央断面を示したものである。

【０００３】しかし、どちらの構成であっても、回転体
状の反射鏡に反射した像を撮像する撮影装置は、図１２
の（２）のように画像は記録されるので、歪みが大きい
ので、画像処理による補正ができたとしても、通常の撮
影手段に画像と比較すると、画質が劣る。特に撮像素子
の中心付近では、撮影装置の像が反射されるので、一般
に像性能がもっとも優れているにもかかわらず、撮像面
の中心には、使用者が求めない像が結像されることにな
り、無駄になる。

【０００４】そのような構成の撮影装置の１例として特
開平５−３００４２４号公報発明は、撮影レンズの物体
側に複数の凸面鏡を配置して撮像素子面上の異なる領域
に各々物体像を形成する撮像手段を設け、該撮像手段か
らの複数の物体像を利用して物体距離情報を求めてい
る。しかしながら、同発明によっても撮像面の中心部分
の像についての改良は開示されていない。

【０００５】また、特開平６−１５３０６０号公報発明
は、反射鏡を設け反射鏡及びかレンズブロックを回転動
作させることによりレンズブロツクに取り込まれた画像
をパンニング及びチルテイング移動させる電子映像カメ
ラを開示している。しかしながら、同発明においては、
中心部を詳細な画像とし、周辺部の画像を広角画像とし
て、その特性に応じて別々に画像を取り込む構成は開示
されていない。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】いずれにしても従来例
においては、曲面鏡を利用した際に、レンズの中心部を
通った像を有効に利用する構成は開示されていない。上
記事情に鑑みて本発明はなされ、曲面鏡と平面鏡とを合
わせて利用して、曲面鏡による広角画像と平面鏡による
収差のきわめて少ない画像とを同時に１つまたは複数の
撮像手段によって１つの画像として得ることのできる撮
影装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題解決のための手段】請求項１の発明は、回転体形
状の曲面鏡と、該曲面鏡の中央部に設けられた平面鏡と
を備え、それぞれの反射面で反射したそれぞれの被写体
像を１つの撮像手段により撮影することを特徴とする撮
影装置である。この構成によって、レンズの中心部に平
面鏡による画像を、周辺部に曲面鏡による広角画像を配
置することができる。

【０００８】請求項２の発明は、前記平面鏡を撮影光軸
に平行な軸廻りに回転させる回転手段が設けられたこと
を特徴とする請求項１に記載の撮影装置である。この構
成によって、鮮明な画像を撮りたい被写体を、平面鏡を
回転させて向けることによって撮影することができる。

【０００９】請求項３の発明は、前記撮像手段には焦点
距離切替手段が設けられ、焦点距離の切り替えによる画
角変化により、前記平面鏡に反射した被写体像のみを撮
影する平面鏡撮影モードを備えたことを特徴とする請求
項１または２に記載の撮影装置である。この構成によ
り、撮影画角を変化させられるようにしておくことによ
って、望遠撮影に切り替えれば撮像面全体で平面反射鏡
で反射した像のみを入射させ、撮影することができる。

【００１０】請求項４の発明は、前記平面鏡を該撮影光
軸に垂直な軸廻りに回転させる回転手段が設けられたこ
とを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１に記載の撮
影装置である。請求項５の発明は、撮影画像中で所定値
以上の画像変化量を検出する画像変化量検出手段と、前
記所定値以上の変化が画面内のどの位置で生じているか
を判定する変化位置判定手段とを備えたことを特徴とす
る請求項１乃至４のいずれか１に記載の撮影装置であ
る。この構成によって、動きベクトル検出手段や画像の
変化を検出する検出手段を備えて、曲面に反射した像の
なかで、所定量以上の動きや、色、形などの変化を検出
した場合、平面鏡の回転手段によって平面鏡を動かし
て、その部分を平面鏡の反射像で撮影したり、その部分
に動きがある場合には更に回転させて、動きを追尾する
ことができる。

【００１１】請求項６の発明は、前記曲面鏡の反射像の
撮影部分と、前記平面鏡の反射像の撮影部分とを、それ
ぞれ独立に光路を変化させる手段を備えたことを特徴と
する請求項１に記載の撮影装置である。この構成によっ
て、平面反射鏡に反射した像の画角やピント調整を、曲
面鏡からの入射光に影響を与えずに行うことができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】（請求項１）図２のように回転体
状のレンズの中心に平面鏡を設ける。そして、図１のよ
うにレンズ撮像部の中心では、平面鏡に反射した像を結
像させる。図２、図１で示すようにすると、周辺には全
方位画像が写り、中央部には反射鏡に反射した、歪みの
ない被写体像が撮影される。画質が要求される部分に、
図３のように曲面鏡を複数用いる形態でも、曲面鏡の中
央に平面鏡を配置することは可能であり、図４のように
結像される。それらの２種類の撮影画像となる被写体
を、１つの撮像手段で行うことが可能になる。また、複
数の撮像手段を用いることもできる。

【００１３】ここで用いる平面鏡は、歪みのない被写体
を映し出すためであるが、歪みが少なくても良く、平面
鏡ほど詳細な像でなくても良い場合は、前記曲面鏡より
も曲率半径の大なる他の曲面鏡を適用しても良い。ま
た、用途に応じてはより詳細に映し出すために、凹面鏡
を適用しても良い。即ち、いずれにしても前記曲面鏡と
異なった曲率半径を有する他の曲面鏡を適用可能であ
る。また、前記曲面鏡は、複数の平面によって構成され
てもよい。

【００１４】また、撮像手段は図４に示すように、曲面
鏡より下に備えられても良い。図５のように平面鏡の向
きを示すマークをつけておくのもよい。回転体状の反射
鏡に反射した被写体像を撮像する方法は、歪みが大きく
ある程度の補正処理、補間処理を行ったとしても、平面
鏡に反射させた像の画質に及ばなく、また、回転体状鏡
面の中心では、撮影レンズ自体が映り、使えない像が結
像されるという、従来例を改良したものである。

【００１５】（請求項２）図６のように、請求項１での
平面反射鏡が撮影光軸を中心に回転させられるようにし
ておき、平面反射鏡の向きを変えることにより、どの方
向でも撮影できるようにしておく。必要に応じて、平面
鏡を撮影光軸廻りに回転させ、所望の被写体を撮影でき
るようにする。平面鏡で反射された像ば歪みが無いの
で、特に画質の劣化が問題となる被写体が、どちらの方
向にあったとしても問題にせず撮影を行うことができ
る。平面鏡の方向が固定されていると、被写体像の歪み
なしに撮れる向きが最初の設置した状態に限られてしま
うという点を改良したものである。

【００１６】（請求項３）撮影光学系の焦点距離を替
え、撮影画角を変化させられるようにしておく。望遠撮
影に切り替えれば撮像面全体で、平面反射鏡にで反射し
た像のみが入射されるようにすることもできる。焦点距
離の切り替え手段としては、ズーム機構、コンバータレ
ンズの挿入などが考えられる。全方位の画像を必要とせ
ず、特定の向きで高解像の撮影をする必要があるときに
は、対応できないという点を改良したものである。

【００１７】（請求項４）図７のように平面反射鏡を撮
影光軸とは垂直な軸廻りに回転させられるようにしてお
き、平面反射鏡の向きを変えることにより、撮影範囲の
高さを調整できるようにしておく。必要に応じて、平面
鏡を回転させ、所望の被写体を撮影できるようにする。
請求項２との組み合わせで、歪みのない像を撮影するた
めにパン・チルトができることになる。

【００１８】また、撮像素子の撮像領域を部分ごとに露
光制御する部分露光制御手段を備えてもよい。例えば、
裏表両面に鏡面を作っておけば、請求項２の手段で１８
０°回転させなくてはならない場合、この方法で９０°
回転させるだけで良くなり、所望の撮像が早く開始でき
る。また、撮影画面の周辺は、周辺光量落ちがあるの
が、一般的であり、また、広範囲を一度に撮影するの
で、撮影画面内で照明条件差が大きくなる。そこで撮像
素子をＣＣＤのような電荷転送型の素子ではなく、図８
のようなＸＹアドレス型の撮像素子にしておき、撮像面
のそれぞれフォトダイオードからの読み出しタイミング
（出力ゲートのオン・オフのタイミング）を変えること
により。露光ムラを調整できるようにしておく。１画素
ごとにタイミング管理をするのが大変であれば、複数画
素ごとに分けて、そのブロックごとにタイミング管理を
するようにしても効果がある。

【００１９】ＣＣＤのような電荷転送型の素子を用いる
場合は、それぞれのフォトダイオードの前に透過率を制
御できるフィルタを設け、それぞれの入射光を制御する
ようにする。こちらの場合も、１画素ごとにフィルタを
設けるのではなく、一つのフィルタ制御で複数の画素の
入射光量を制御するようにすることも考えられる。周辺
光量落ちや、照明条件のばらつきなどの影響があるの
で、曲面ミラーに反射した像は露光不足になる可能性が
あるという点を改良したものである。

【００２０】（請求項５）動きベクトル検出手段や画像
の変化を検出する検出手段を備えておき、曲面に反射し
た像のなかで、所定量以上の動きや、色、形などの変化
検出したら、請求項２、４の平面鏡の回転手段によって
平面鏡を動かして、その部分を平面鏡の反射像で撮影す
る。その部分に動きがある場合には更に回転させて、動
きを追尾する。自動的に平面鏡を向ける方向を決定する
ための判定手段である。

【００２１】（請求項６）図９の（１）のような、透明
な平行平板の中央部がレンズ部になっている部材を撮影
光学系に少なくとも１枚組み込んでおき、駆動手段によ
り、光軸方向に進退可能にしておく。この部材は、常
に、曲面鏡に反射した入射光は、平行平板部を透過し、
平面反射鏡に反射した入射光が中央のレンズ部を透過す
るように配置する。図９の（２）のように、この部材が
撮影光軸方向に進退することによって、曲面反射鏡に反
射した入射光の光路をほとんど変えることなく、平面反
射鏡に反射した入射光の光路のみが変化させられる。こ
れにより、平面反射鏡に反射した像の画角やピント調整
を、曲面鏡からの入射光に影響を与えずに行える。平面
鏡に反射した入射光に影響を与えずに、曲面鏡に反射し
た入射光の光路を変化させる場合は、図９の（３）のよ
うにレンズの中央部を平行平面にするか、図９の（４）
のように中央部に開口部を設ければよい。曲面反射鏡に
反射した像と、平面反射鏡に反射した像で、要求される
撮影条件が違うので、同じ焦点距離またはピント位置で
充分であるとはかぎらないため、周辺と中央で別個に光
学系のレンズ制御を行う必要があるためである。

【００２２】また、撮影光学系内に少なくとも一方の面
を弾性変形可能に構成した二つ光透過性面と、該光透過
性面間に密封充填され光学的に透明な液体材料からなる
光路切替え手段と、該液体材料の充填量を制御する制御
手段とを備え、該平面反射鏡に反射した入射光の光路切
替えを該光路切替え手段、該制御手段によって行うこと
を特徴とする撮影装置が考えられる。図１０の（１）の
ように、中空平行平板の中央に透明な膜状の弾性部材を
張り、内部への液体の注入量を替える手段を備える。レ
ンズ内の液体の注入量を変えて、中央部の厚みや、弾性
部材の曲率を変化させることにより、焦点距離や焦点位
置を変化させる。この場合、曲面ミラーに反射した像
は、液体の出し入れにより変形しない平板部分を透過し
て、撮像面に結像するので、撮影光学系の中央付近の光
学性能が変化するときに、影響を受けない。また、図１
０の（２）のように周辺部が平行平板ではなく、光路を
変えるレンズとなるようにしてもよい。周辺と中央で別
個に光学系のレンズ制御を行うと、レンズ駆動機構が複
雑になるという点を改良したものである。

【００２３】（実施例１）本発明による撮影装置を用い
て、会議、式典、催しの記録を行う記録装置が考えられ
る。出席者の顔と一部を検出する手段を備える。回転体
形状の反射鏡で、全体の像を撮影し、平面鏡で、発言者
の姿をとらえる。発言者を特定する方法としては、請求
項５で述べたような動き検出によって検出し、動きの多
い人を発言者とみなして、平面鏡の反射で撮影するよう
にしても良い。また、音声を取り込むためのマイクをな
どによって発言者やその方向を特定し、平面鏡の向きを
発言者に向ける。

【００２４】（実施例２）本発明による撮影装置によ
り、監視を行うことを特徴とする監視カメラ装置が考え
られる。曲面ミラーの反射像で、監視範囲全体の画像を
記録し、平面ミラーの反射像で、特定範囲のクリアな画
像を記録する。たとえば、店内全体など、監視範囲全体
を曲面ミラーの反射像で取り込み、高額商品が展示して
ある場所や、店員の目の届きにくいところの映像を平面
鏡部分で反射させるようにすれば、少数のカメラで広い
範囲を効率よく監視できる。あるいは、人通りの少ない
ところの監視では、請求項６の画像変化手段や、動きベ
クトル検出手段を使って、撮影像の変化を検出できるよ
うにしておき、変化が生じた場所を平面鏡の反射で撮影
するようにしてもよい。

【００２５】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、広角で広範囲
の撮影と、狭い範囲ながらも歪みの少ない若しくはない
画像の撮影が、一つの撮影手段で行える撮影装置を提供
できる。請求項２の発明によれば、どの方向でも、歪み
の少ない若しくはない画像で撮影することができる撮影
装置を提供できる。請求項３の発明によれば、特定方向
の拡大画像のみを撮像することができる撮影装置を提供
できる。請求項４の発明によれば、注目したい被写体の
角度に合わせて撮影できる撮影装置を提供できる。請求
項５の発明によれば、平面ミラーをどの方向に向けて撮
影するかを判定する判定手段を備える撮影装置を提供で
きる。請求項６の発明によれば、周辺部（曲面鏡に反射
した像）と中央部（平面鏡に反射した像）の画角調整や
ピント調整をそれぞれ別に行える撮影装置を提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】（１）は、本発明による撮影装置を説明するた
めの模式的断面図であり、（２）はその部分拡大図であ
る。

【図２】本発明による撮影装置を説明するための模式的
斜視図である。

【図３】本発明による撮影装置を説明するための模式的
斜視図である。

【図４】本発明による撮影装置を説明するための模式的
断面図である。

【図５】本発明による撮影装置を説明するための模式的
斜視図である。

【図６】本発明による撮影装置を説明するための模式的
斜視図である。

【図７】本発明による撮影装置を説明するための模式的
斜視図である。

【図８】本発明による撮影装置の部分露光制御手段を表
す模式図である。

【図９】（１）〜（４）は、本発明による撮影装置に用
いるレンズの一例を示す模式的断面図である。

【図１０】（１）および（２）は、本発明による撮影装
置が用いる、光路を変化可能なレンズを示す模式的断面
図である。

【図１１】曲面鏡を利用した従来例の撮影装置を示す模
式図であり、（１）はその斜視図、（２）はその断面図
である。

【図１２】曲面鏡を利用した従来例の撮影画像を示す模
式図であり、（１）は写し込まれる人物であり、（２）
はその人物が４人円形に並んだ状態を撮影した画像を示
す平面図である。

【図１３】曲面鏡を利用した他の従来例の撮影装置を示
す模式図であり、（１）はその斜視図、（２）はその断
面図である。

【符号の説明】

１：曲面鏡 ２：平面鏡 ３：撮像手段 ４：レンズ １０：撮影装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H087 KA01 LA07 LA21 MA00 MA08 RA27 TA04 TA05 TA06 TA08 UA09 5C022 AA01 AB62 AB68 AC42 AC51 AC78

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転体形状の曲面鏡と、該曲面鏡の中央
   部に設けられた平面鏡とを備え、それぞれの反射面で反
   射したそれぞれの被写体像を１つの撮像手段により撮影
   することを特徴とする撮影装置。
2. 【請求項２】 前記平面鏡を撮影光軸に平行な軸廻りに
   回転させる回転手段が設けられたことを特徴とする請求
   項１に記載の撮影装置。
3. 【請求項３】 前記撮像手段には焦点距離切替手段が設
   けられ、焦点距離の切り替えによる画角変化により、前
   記平面鏡に反射した被写体像のみを撮影する平面鏡撮影
   モードを備えたことを特徴とする請求項１または２に記
   載の撮影装置。
4. 【請求項４】 前記平面鏡を該撮影光軸に垂直な軸廻り
   に回転させる回転手段が設けられたことを特徴とする請
   求項１乃至３のいずれか１に記載の撮影装置。
5. 【請求項５】 撮影画像中で所定値以上の画像変化量を
   検出する画像変化量検出手段と、前記所定値以上の変化
   が画面内のどの位置で生じているかを判定する変化位置
   判定手段とを備えたことを特徴とする請求項１乃至４の
   いずれか１に記載の撮影装置。
6. 【請求項６】前記曲面鏡の反射像の撮影部分と、前記平
   面鏡の反射像の撮影部分とを、それぞれ独立に光路を変
   化させる手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載
   の撮影装置。