JP2003162018A - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/06—Panoramic objectives; So-called "sky lenses" including panoramic objectives having reflecting surfaces
Landscapes
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Closed-Circuit Television Systems (AREA)
- Studio Devices (AREA)
- Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 パララックスの発生を抑制することにより、
複数のカメラから広い範囲の画像を得ることができる撮
像装置を提供する。 【解決手段】 広範囲の被写体を分割した複数の各分割
被写部をそれぞれ個別に複数の撮像手段によって撮影
し、各撮像手段からの映像情報を入力した処理手段によ
って１つの映像に張り合わせ処理する撮像装置であっ
て、撮像手段が、レンズ２１及びこのレンズ２１を通過
した光線を検知する撮像素子２３を備え、撮像手段のレ
ンズ２１の開口絞り２２の中心を通る主光線中、ガウス
領域に位置する主光線を選択し、この選択された主光線
の物空間における直線成分を延長して光軸と交わる点を
ＮＰ点２６と定義したときに、各撮像手段においてＮＰ
点２６が撮像素子２３より後方に設定され、かつ複数の
撮像手段の各ＮＰ点２６を１つのＮＰ点２６を中心とし
た所定の半径領域内に集合させた構成とする。
複数のカメラから広い範囲の画像を得ることができる撮
像装置を提供する。 【解決手段】 広範囲の被写体を分割した複数の各分割
被写部をそれぞれ個別に複数の撮像手段によって撮影
し、各撮像手段からの映像情報を入力した処理手段によ
って１つの映像に張り合わせ処理する撮像装置であっ
て、撮像手段が、レンズ２１及びこのレンズ２１を通過
した光線を検知する撮像素子２３を備え、撮像手段のレ
ンズ２１の開口絞り２２の中心を通る主光線中、ガウス
領域に位置する主光線を選択し、この選択された主光線
の物空間における直線成分を延長して光軸と交わる点を
ＮＰ点２６と定義したときに、各撮像手段においてＮＰ
点２６が撮像素子２３より後方に設定され、かつ複数の
撮像手段の各ＮＰ点２６を１つのＮＰ点２６を中心とし
た所定の半径領域内に集合させた構成とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、全天（全方位）等
の広い範囲を撮像することができる撮像装置に係わる。
の広い範囲を撮像することができる撮像装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】周知のように、多数のビデオカメラを１
つの筐体に収納して、全方位或いは全周を同時に撮影す
るカメラが種々開発されている。
つの筐体に収納して、全方位或いは全周を同時に撮影す
るカメラが種々開発されている。
【０００３】即ち、例えば空間のある一点を視点として
水平面上でその周囲を撮像してパノラマ画像等の広範囲
の画像を得るには、図８及び図９に示すように、点Ｉを
中心としてその周囲に４個のビデオカメラ１，２，３，
４を等間隔に配置する共に、それぞれのビデオカメラ
１，２，３，４のレンズ５，６，７，８の光軸を放射方
向に向けて固定している。
水平面上でその周囲を撮像してパノラマ画像等の広範囲
の画像を得るには、図８及び図９に示すように、点Ｉを
中心としてその周囲に４個のビデオカメラ１，２，３，
４を等間隔に配置する共に、それぞれのビデオカメラ
１，２，３，４のレンズ５，６，７，８の光軸を放射方
向に向けて固定している。
【０００４】これら４つのカメラ１，２，３，４によ
り、撮影領域９の一部１０をオーバーラップさせて、オ
ーバーラップした個所をつなぎ合わせることにより、全
周３６０度の画像を撮影することを可能にする。
り、撮影領域９の一部１０をオーバーラップさせて、オ
ーバーラップした個所をつなぎ合わせることにより、全
周３６０度の画像を撮影することを可能にする。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来の撮像装置にあっては、ビデオカメラ１，２，３，
４の水平画角は９０°以上必要であり、図９に示す２つ
のビデオカメラ３，４の撮像領域９がオーバーラップし
た領域１０で、いわゆるパララックス（視差）を発生す
る。
従来の撮像装置にあっては、ビデオカメラ１，２，３，
４の水平画角は９０°以上必要であり、図９に示す２つ
のビデオカメラ３，４の撮像領域９がオーバーラップし
た領域１０で、いわゆるパララックス（視差）を発生す
る。
【０００６】カメラから被写体までの距離により、この
パララックスの値が異なるので、カメラ３とカメラ４で
それぞれ撮像した画像を張り合わせる際には、オーバー
ラップした領域１０内の画像のどの位置を基準とするか
によって、張り合わせて得られる画像が変わってくる。
即ちパララックスのある画像において、実用的な張り合
わせを実施するには、画像のどの部分が重要であるかを
編集者が眼で見て判断して、その位置を基準とする必要
がある。このため、動画の張り合わせを自動化すること
は困難であり、撮像した画像の処理の自動化の大きな障
害となっている。
パララックスの値が異なるので、カメラ３とカメラ４で
それぞれ撮像した画像を張り合わせる際には、オーバー
ラップした領域１０内の画像のどの位置を基準とするか
によって、張り合わせて得られる画像が変わってくる。
即ちパララックスのある画像において、実用的な張り合
わせを実施するには、画像のどの部分が重要であるかを
編集者が眼で見て判断して、その位置を基準とする必要
がある。このため、動画の張り合わせを自動化すること
は困難であり、撮像した画像の処理の自動化の大きな障
害となっている。
【０００７】上述した問題の解決のために、本発明にお
いては、パララックスの発生を抑制することにより、複
数のカメラから広い範囲の画像を得ることができる撮像
装置を提供するものである。
いては、パララックスの発生を抑制することにより、複
数のカメラから広い範囲の画像を得ることができる撮像
装置を提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の撮像装置は、広
範囲の被写体を分割した複数の各分割被写部をそれぞれ
個別に複数の撮像手段によって撮影し、各撮像手段から
の映像情報を入力した処理手段によって１つの映像に張
り合わせ処理するものであって、撮像手段が、レンズ及
びこのレンズを通過した光線を検知する撮像素子を備
え、撮像手段のレンズの開口絞りの中心を通る主光線
中、ガウス領域に位置する主光線を選択し、この選択さ
れた主光線の物空間における直線成分を延長して光軸と
交わる点をＮＰ点と定義したときに、各撮像手段におい
てＮＰ点が撮像素子より後方に設定され、かつ複数の撮
像手段の各ＮＰ点を１つのＮＰ点を中心とした所定の半
径領域内に集合させたものである。
範囲の被写体を分割した複数の各分割被写部をそれぞれ
個別に複数の撮像手段によって撮影し、各撮像手段から
の映像情報を入力した処理手段によって１つの映像に張
り合わせ処理するものであって、撮像手段が、レンズ及
びこのレンズを通過した光線を検知する撮像素子を備
え、撮像手段のレンズの開口絞りの中心を通る主光線
中、ガウス領域に位置する主光線を選択し、この選択さ
れた主光線の物空間における直線成分を延長して光軸と
交わる点をＮＰ点と定義したときに、各撮像手段におい
てＮＰ点が撮像素子より後方に設定され、かつ複数の撮
像手段の各ＮＰ点を１つのＮＰ点を中心とした所定の半
径領域内に集合させたものである。
【０００９】上述の本発明の撮像装置の構成によれば、
各撮像手段においてＮＰ点が撮像素子より後方に設定さ
れていることにより、各撮像手段の光学系が他の撮像手
段の光路をさえぎらない。また、複数の撮像手段の各Ｎ
Ｐ点を１つのＮＰ点を中心とした所定の半径領域内に集
合させたことにより、各撮像手段の間のパララックスを
なくすことが可能になる。
各撮像手段においてＮＰ点が撮像素子より後方に設定さ
れていることにより、各撮像手段の光学系が他の撮像手
段の光路をさえぎらない。また、複数の撮像手段の各Ｎ
Ｐ点を１つのＮＰ点を中心とした所定の半径領域内に集
合させたことにより、各撮像手段の間のパララックスを
なくすことが可能になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明は、広範囲の被写体を分割
した複数の各分割被写部をそれぞれ個別に複数の撮像手
段によって撮影し、各撮像手段からの映像情報を入力し
た処理手段によって１つの映像に張り合わせ処理する撮
像装置であって、撮像手段が、レンズ及びこのレンズを
通過した光線を検知する撮像素子を備え、撮像手段のレ
ンズの開口絞りの中心を通る主光線中、ガウス領域に位
置する主光線を選択し、この選択された主光線の物空間
における直線成分を延長して光軸と交わる点をＮＰ点と
定義したときに、各撮像手段においてＮＰ点が撮像素子
より後方に設定され、かつ複数の撮像手段の各ＮＰ点を
１つのＮＰ点を中心とした所定の半径領域内に集合させ
た撮像装置である。
した複数の各分割被写部をそれぞれ個別に複数の撮像手
段によって撮影し、各撮像手段からの映像情報を入力し
た処理手段によって１つの映像に張り合わせ処理する撮
像装置であって、撮像手段が、レンズ及びこのレンズを
通過した光線を検知する撮像素子を備え、撮像手段のレ
ンズの開口絞りの中心を通る主光線中、ガウス領域に位
置する主光線を選択し、この選択された主光線の物空間
における直線成分を延長して光軸と交わる点をＮＰ点と
定義したときに、各撮像手段においてＮＰ点が撮像素子
より後方に設定され、かつ複数の撮像手段の各ＮＰ点を
１つのＮＰ点を中心とした所定の半径領域内に集合させ
た撮像装置である。
【００１１】また本発明は、上記撮像装置において、所
定の半径領域を、１つのＮＰ点を中心とした約２０ｍｍ
に設定した構成とする。
定の半径領域を、１つのＮＰ点を中心とした約２０ｍｍ
に設定した構成とする。
【００１２】また本発明は、上記撮像装置において、各
撮像手段において、レンズ及び撮像素子とを有する光学
系が、ＮＰ点とレンズの各方向の外周部とを通る直線か
らなる空間に内包されるように配置された構成とする。
撮像手段において、レンズ及び撮像素子とを有する光学
系が、ＮＰ点とレンズの各方向の外周部とを通る直線か
らなる空間に内包されるように配置された構成とする。
【００１３】まず、本発明の具体的な実施の形態に先立
ち、本発明の概要を説明する。
ち、本発明の概要を説明する。
【００１４】ビデオカメラ等に用いられているレンズ
は、複数のレンズを組み合わせて色収差や像面湾曲、フ
レアなどの収差をできるだけ少なくするように設計され
ている。このようなレンズは、原理的には図１に示すよ
うな薄い１枚の凸レンズ２０１で構成されており、この
凸レンズ２０１の焦点位置に、ＣＣＤやＭＯＳ等の固体
撮像素子によるビデオ用撮像デバイス、あるいは銀塩カ
メラの場合であればフィルムである撮像素子２０２が配
置されている。そして、このような基本構造の撮像装置
において、画角αは、凸レンズ２０１による屈折分を無
視すると、ほぼ撮像素子２０２の直径ｄ１と、凸レンズ
２０１と撮像素子２０２との間の距離ｄ４（焦点距離）
により決定され、ｔａｎ（α／２）＝（ｄ１／２）／
（ｄ４）の式で表すことができる。
は、複数のレンズを組み合わせて色収差や像面湾曲、フ
レアなどの収差をできるだけ少なくするように設計され
ている。このようなレンズは、原理的には図１に示すよ
うな薄い１枚の凸レンズ２０１で構成されており、この
凸レンズ２０１の焦点位置に、ＣＣＤやＭＯＳ等の固体
撮像素子によるビデオ用撮像デバイス、あるいは銀塩カ
メラの場合であればフィルムである撮像素子２０２が配
置されている。そして、このような基本構造の撮像装置
において、画角αは、凸レンズ２０１による屈折分を無
視すると、ほぼ撮像素子２０２の直径ｄ１と、凸レンズ
２０１と撮像素子２０２との間の距離ｄ４（焦点距離）
により決定され、ｔａｎ（α／２）＝（ｄ１／２）／
（ｄ４）の式で表すことができる。
【００１５】従って、このようなカメラを用いて被写体
を撮影するときに、仮に凸レンズ２０１の内部中心に位
置する後述のＮＰ点（ノンパララックス点）２０３を中
心として回転させながら撮像すれば、それにより得られ
た複数の画像間にパララックスは発生しない。
を撮影するときに、仮に凸レンズ２０１の内部中心に位
置する後述のＮＰ点（ノンパララックス点）２０３を中
心として回転させながら撮像すれば、それにより得られ
た複数の画像間にパララックスは発生しない。
【００１６】ここでＮＰ点とは、本願の発明者らが光学
系の基本的な考えに基づいて、複数の画像をつなぎ合わ
せた場合に生じるパララックスを如何に減少させること
ができるかを多くの実験を積み重ねた結果として検出さ
れたもので、図２に示すように、物体で反射した光が等
価凸レンズ３００を介して撮像部３０１に像を結ぶ状態
の場合で説明する。
系の基本的な考えに基づいて、複数の画像をつなぎ合わ
せた場合に生じるパララックスを如何に減少させること
ができるかを多くの実験を積み重ねた結果として検出さ
れたもので、図２に示すように、物体で反射した光が等
価凸レンズ３００を介して撮像部３０１に像を結ぶ状態
の場合で説明する。
【００１７】即ち等価凸レンズ３００は、複数のレンズ
３０２〜３０８によって構成され、開口絞り３０９がレ
ンズ３０４とレンズ３０５の間に設けられている。尚、
図２中３２１は鏡胴を示し、３２２はカメラを示す。
３０２〜３０８によって構成され、開口絞り３０９がレ
ンズ３０４とレンズ３０５の間に設けられている。尚、
図２中３２１は鏡胴を示し、３２２はカメラを示す。
【００１８】そして、開口絞り３０９の中心を通る無数
の主光線のうち、光軸３１０に最も近い領域、つまり収
差が最も小さいガウス領域を通る主光線３１１を選択す
る。この主光線３１１のうちの物空間３１２における直
線部分を延長して光軸３１０と交わる点をＮＰ点（ノン
パララックス点）３１３として設定したものである。
の主光線のうち、光軸３１０に最も近い領域、つまり収
差が最も小さいガウス領域を通る主光線３１１を選択す
る。この主光線３１１のうちの物空間３１２における直
線部分を延長して光軸３１０と交わる点をＮＰ点（ノン
パララックス点）３１３として設定したものである。
【００１９】そして、このＮＰ点３１３の存在を検証し
た上で、さらに複数のカメラを用いた場合即ち１つのカ
メラを回転させる代わりに、同時に複数のカメラを用い
て撮像する場合に応用した。図１に示した１つの凸レン
ズ２０１ではＮＰ点２０３の位置は制約されたポイント
のみとなるため、複数のカメラをそれぞれのＮＰ点２０
３を共通するように配置することは物理的に不可能であ
る。これに対して、図２に示す等価凸レンズ３００のよ
うに複数のレンズを組み合わせることによって、ＮＰ点
３１３をほぼ光軸３１０の延長線上の任意の位置に設定
することが可能になることを見出した。
た上で、さらに複数のカメラを用いた場合即ち１つのカ
メラを回転させる代わりに、同時に複数のカメラを用い
て撮像する場合に応用した。図１に示した１つの凸レン
ズ２０１ではＮＰ点２０３の位置は制約されたポイント
のみとなるため、複数のカメラをそれぞれのＮＰ点２０
３を共通するように配置することは物理的に不可能であ
る。これに対して、図２に示す等価凸レンズ３００のよ
うに複数のレンズを組み合わせることによって、ＮＰ点
３１３をほぼ光軸３１０の延長線上の任意の位置に設定
することが可能になることを見出した。
【００２０】同時に複数のカメラを用いて撮像する場合
に、それぞれのＮＰ点を一致させる構成としては、例え
ば図２に示した複数のレンズ間（３０２−３０３）の空
中にＮＰ点３１３を位置させる構成、あるいは図示しな
いがレンズの前段にミラーを設置してミラーで反射させ
た光をカメラで撮像すると共に各カメラのＮＰ点の虚像
の位置を一致させる構成が考えられる。
に、それぞれのＮＰ点を一致させる構成としては、例え
ば図２に示した複数のレンズ間（３０２−３０３）の空
中にＮＰ点３１３を位置させる構成、あるいは図示しな
いがレンズの前段にミラーを設置してミラーで反射させ
た光をカメラで撮像すると共に各カメラのＮＰ点の虚像
の位置を一致させる構成が考えられる。
【００２１】しかしながら、いずれの構成でもカメラの
撮像素子と信号処理回路部が物理的障害となり、全方位
を撮影することが不可能となっていた。即ちＮＰ点が図
２に示したようにレンズの中にある場合に、図３に示す
ように各カメラのＮＰ点１２を一点に一致させたとす
る。図３は、４つのカメラのそれぞれの便宜的な画角１
４，１５，１６，１７とその境界線１０，１１を示して
いる。
撮像素子と信号処理回路部が物理的障害となり、全方位
を撮影することが不可能となっていた。即ちＮＰ点が図
２に示したようにレンズの中にある場合に、図３に示す
ように各カメラのＮＰ点１２を一点に一致させたとす
る。図３は、４つのカメラのそれぞれの便宜的な画角１
４，１５，１６，１７とその境界線１０，１１を示して
いる。
【００２２】この場合、図３に示す１つのカメラ１３
（画角１４）の撮像素子や信号処理回路部が入った部分
が他のカメラの撮像範囲（画角１６）と物理的に干渉し
てしまう。このため、干渉する部分の画像が得られず、
全方位の画像を得ることができなくなってしまう。
（画角１４）の撮像素子や信号処理回路部が入った部分
が他のカメラの撮像範囲（画角１６）と物理的に干渉し
てしまう。このため、干渉する部分の画像が得られず、
全方位の画像を得ることができなくなってしまう。
【００２３】尚、カメラの光軸をずらして、カメラを縦
方向に重ねることは可能であるが、これでは画像が垂直
方向にずれたものとなってしまう。
方向に重ねることは可能であるが、これでは画像が垂直
方向にずれたものとなってしまう。
【００２４】そこで、本発明は、各カメラにおいてその
ＮＰ点を撮像素子より後方に配置すると共に、所定の半
径領域（球形領域）内に全てのカメラのＮＰ点を位置さ
せるようにしたものである。これによって、カメラ画像
間にパララックスは発生しない。
ＮＰ点を撮像素子より後方に配置すると共に、所定の半
径領域（球形領域）内に全てのカメラのＮＰ点を位置さ
せるようにしたものである。これによって、カメラ画像
間にパララックスは発生しない。
【００２５】そして、上述のようにＮＰ点を撮像素子よ
り後方にするには、複数のレンズを組み合わせて、テレ
フォト型（望遠型）の光学系を構成すればよい。テレフ
ォト型の光学系を構成して、ＮＰ点を撮像素子より後方
にするには、例えば物空間側（被写体側）に凸レンズ作
用（収束作用）を有するレンズを配置すると共に、像空
間側（撮像素子側）に凹レンズ作用（発散作用）を有す
るレンズを配置すればよい。
り後方にするには、複数のレンズを組み合わせて、テレ
フォト型（望遠型）の光学系を構成すればよい。テレフ
ォト型の光学系を構成して、ＮＰ点を撮像素子より後方
にするには、例えば物空間側（被写体側）に凸レンズ作
用（収束作用）を有するレンズを配置すると共に、像空
間側（撮像素子側）に凹レンズ作用（発散作用）を有す
るレンズを配置すればよい。
【００２６】続いて本発明の具体的な実施の形態を説明
する。本発明の撮像装置の一実施の形態として、撮像装
置を構成する単位の撮像部の概略構成図を図４に示す。
この撮像部は、複数のレンズから成る撮像レンズ群２１
と、開口絞り２２と、撮像素子２３と、信号処理部２４
とを有してなり、撮像レンズ群２１及び開口絞り２２が
鏡筒（鏡胴）２５内に収納されて構成されている。
する。本発明の撮像装置の一実施の形態として、撮像装
置を構成する単位の撮像部の概略構成図を図４に示す。
この撮像部は、複数のレンズから成る撮像レンズ群２１
と、開口絞り２２と、撮像素子２３と、信号処理部２４
とを有してなり、撮像レンズ群２１及び開口絞り２２が
鏡筒（鏡胴）２５内に収納されて構成されている。
【００２７】そして、撮像レンズ群２１のうち、物空間
側（被写体側）にある前玉のレンズ群２８が凸レンズ作
用（収束作用）を有し、前述したテレフォト型（望遠
型）の光学系を構成している。これにより、ＮＰ点２６
を撮像素子２３より後方に位置させることができる。
側（被写体側）にある前玉のレンズ群２８が凸レンズ作
用（収束作用）を有し、前述したテレフォト型（望遠
型）の光学系を構成している。これにより、ＮＰ点２６
を撮像素子２３より後方に位置させることができる。
【００２８】さらに、前玉のレンズ２８ａの外周部とＮ
Ｐ点２６とを直線２７Ａ，２７Ｂで結んだ空間内に鏡筒
（鏡胴）２５及び信号処理部２４が収まるように設計す
ることにより、この空間内にビデオカメラを配置するこ
とが可能となる。
Ｐ点２６とを直線２７Ａ，２７Ｂで結んだ空間内に鏡筒
（鏡胴）２５及び信号処理部２４が収まるように設計す
ることにより、この空間内にビデオカメラを配置するこ
とが可能となる。
【００２９】従って、図４に示した撮像部を、それぞれ
のＮＰ点２６を略一致させるように複数配置させること
により、撮像素子２３及び信号処理部分２４が他のカメ
ラの光路を遮ることがなくなり、上下左右全方位３６０
度の映像をパララックスなしで撮影することが可能にな
る。
のＮＰ点２６を略一致させるように複数配置させること
により、撮像素子２３及び信号処理部分２４が他のカメ
ラの光路を遮ることがなくなり、上下左右全方位３６０
度の映像をパララックスなしで撮影することが可能にな
る。
【００３０】各撮像部のＮＰ点を略一致させることは、
具体的には所定の半径領域（球体）内に各撮像部のＮＰ
点を設定することに相当する。パララックスをなくして
各撮像部が撮像した画像を張り合わせるためには、少な
くとも各撮像部のＮＰ点が半径約５０ｍｍの領域（球
体）内に配置されるように構成し、より好ましくは各撮
像部のＮＰ点が半径約２０ｍｍの領域（球体）内に配置
されるように構成する。
具体的には所定の半径領域（球体）内に各撮像部のＮＰ
点を設定することに相当する。パララックスをなくして
各撮像部が撮像した画像を張り合わせるためには、少な
くとも各撮像部のＮＰ点が半径約５０ｍｍの領域（球
体）内に配置されるように構成し、より好ましくは各撮
像部のＮＰ点が半径約２０ｍｍの領域（球体）内に配置
されるように構成する。
【００３１】図４に示した撮像部を、それぞれのＮＰ点
２６を略一致させるように複数配置させた構成の撮像装
置の一形態を図５に示す。図５に示す撮像装置は、前玉
のレンズ２８の外周が五角形となっているテレフォト型
の光学系を組み立てて、正１２面体とした場合を示す。
この撮像装置は、正１２面体の１２面のうち、底面は支
柱４３の取り付けや各カメラの信号線（図示せず）の引
き出しに用い、残りの１１面の各面に１個ずつ合計１１
個の光学系（図４参照）を配置して構成されている。
２６を略一致させるように複数配置させた構成の撮像装
置の一形態を図５に示す。図５に示す撮像装置は、前玉
のレンズ２８の外周が五角形となっているテレフォト型
の光学系を組み立てて、正１２面体とした場合を示す。
この撮像装置は、正１２面体の１２面のうち、底面は支
柱４３の取り付けや各カメラの信号線（図示せず）の引
き出しに用い、残りの１１面の各面に１個ずつ合計１１
個の光学系（図４参照）を配置して構成されている。
【００３２】この構成から明らかなように、多面体上に
光学系を配置することにより、ほとんど全天球を撮像す
るカメラシステムが構成できる。
光学系を配置することにより、ほとんど全天球を撮像す
るカメラシステムが構成できる。
【００３３】尚、多面体としては図５に示した正１２面
体に限らず、正６面体（立方体）や正２０面体でもよ
い。また、多面体は正多面体が設計しやすいが、光学系
の設計により、必ずしも正多面体でなくともよい。
体に限らず、正６面体（立方体）や正２０面体でもよ
い。また、多面体は正多面体が設計しやすいが、光学系
の設計により、必ずしも正多面体でなくともよい。
【００３４】上述の本実施の形態の構成によれば、複数
の撮像部のＮＰ点２６を略一致させることにより、各撮
像部の画像のパララックスをなくすことができる。ま
た、複数の撮像部により、広い範囲、図５の構成によれ
ばほぼ全方位を撮像することが可能になる。従って、パ
ララックスをなくし、かつ全方位を撮影することができ
る。
の撮像部のＮＰ点２６を略一致させることにより、各撮
像部の画像のパララックスをなくすことができる。ま
た、複数の撮像部により、広い範囲、図５の構成によれ
ばほぼ全方位を撮像することが可能になる。従って、パ
ララックスをなくし、かつ全方位を撮影することができ
る。
【００３５】また、複数の撮像部により撮像領域を分担
して撮像するため、各カメラにおいて高い解像度で撮像
することにより、広い範囲を高い解像度で撮像すること
が可能になる。
して撮像するため、各カメラにおいて高い解像度で撮像
することにより、広い範囲を高い解像度で撮像すること
が可能になる。
【００３６】本発明の撮像装置の他の実施の形態とし
て、撮像装置を構成する単位の撮像部の概略構成図を図
６に示す。この撮像部は、凹面鏡５０と、凹レンズ５１
と、開口絞り５５と、撮像素子５２と、信号処理部５３
とを有して構成されている。そして、外部からの光を凹
面鏡５０で反射させて凹レンズ５１に入射させるように
している。
て、撮像装置を構成する単位の撮像部の概略構成図を図
６に示す。この撮像部は、凹面鏡５０と、凹レンズ５１
と、開口絞り５５と、撮像素子５２と、信号処理部５３
とを有して構成されている。そして、外部からの光を凹
面鏡５０で反射させて凹レンズ５１に入射させるように
している。
【００３７】この撮像部の構成によれば、凹面鏡５０に
より外部からの光が反射されると共に収束されるので、
この凹面鏡５０は凸レンズ作用（収束作用）を有してい
る。従って、凹面鏡５０と凹レンズ５１他の屈折光学系
とによって、テレフォト型の光学系を構成することがで
き、ＮＰ点５６を凹面鏡５０より後ろに位置させること
が可能になる。この構成により、１つの撮像装置が占有
する空間は、凹面鏡５０の外周部と、ＮＰ点５６を結ん
だ空間内、つまり直線５４ａ，５４ｂの内側の空間にな
る。
より外部からの光が反射されると共に収束されるので、
この凹面鏡５０は凸レンズ作用（収束作用）を有してい
る。従って、凹面鏡５０と凹レンズ５１他の屈折光学系
とによって、テレフォト型の光学系を構成することがで
き、ＮＰ点５６を凹面鏡５０より後ろに位置させること
が可能になる。この構成により、１つの撮像装置が占有
する空間は、凹面鏡５０の外周部と、ＮＰ点５６を結ん
だ空間内、つまり直線５４ａ，５４ｂの内側の空間にな
る。
【００３８】そして、この図６に示す撮像部がＮＰ点５
６を略一致するように複数配置されることにより、撮像
素子５２及び信号処理部分５３が他のカメラの光路を遮
ることなく、上下左右全方位３６０度の映像をパララッ
クスなしで撮影することができる。
６を略一致するように複数配置されることにより、撮像
素子５２及び信号処理部分５３が他のカメラの光路を遮
ることなく、上下左右全方位３６０度の映像をパララッ
クスなしで撮影することができる。
【００３９】図６に示した撮像部を、それぞれのＮＰ点
５６を略一致させるように複数配置させた構成の撮像装
置の一形態を図７に示す。図７に示す撮像装置は、正五
角形の凹面鏡５８と屈折光学系６０（レンズ）を有する
テレフォト型の光学系を組み立てて、正１２面体とした
場合を示す。この撮像装置は、正１２面体の１２面のう
ち、底面は支柱５７の取り付けや各カメラの信号線（図
示せず）の引き出しに用い、残りの１１面の各面に１個
ずつ合計１１個の光学系（図６参照）を配置して構成さ
れている。図中５９は屈折光学系６０を支えるステー、
６１はビデオカメラ６２を支えるステーである。
５６を略一致させるように複数配置させた構成の撮像装
置の一形態を図７に示す。図７に示す撮像装置は、正五
角形の凹面鏡５８と屈折光学系６０（レンズ）を有する
テレフォト型の光学系を組み立てて、正１２面体とした
場合を示す。この撮像装置は、正１２面体の１２面のう
ち、底面は支柱５７の取り付けや各カメラの信号線（図
示せず）の引き出しに用い、残りの１１面の各面に１個
ずつ合計１１個の光学系（図６参照）を配置して構成さ
れている。図中５９は屈折光学系６０を支えるステー、
６１はビデオカメラ６２を支えるステーである。
【００４０】この構成から明らかなように、多面体上に
光学系を配置することにより、ほとんど全天球を撮像す
るカメラシステムが構成できる。
光学系を配置することにより、ほとんど全天球を撮像す
るカメラシステムが構成できる。
【００４１】尚、多面体としては図７に示した正１２面
体に限らず、正６面体（立方体）や正２０面体でもよ
い。また、多面体は正多面体が設計しやすいが、光学系
の設計により、必ずしも正多面体でなくともよい。
体に限らず、正６面体（立方体）や正２０面体でもよ
い。また、多面体は正多面体が設計しやすいが、光学系
の設計により、必ずしも正多面体でなくともよい。
【００４２】上述の本実施の形態によれば、先の実施の
形態と同様に、複数の撮像部のＮＰ点５６を略一致させ
ることにより、各撮像部の画像のパララックスをなくす
ことができ、かつ広い範囲、図７の構成によればほぼ全
方位を撮像することが可能になる。従って、パララック
スをなくし、かつ全方位を撮影することができる。
形態と同様に、複数の撮像部のＮＰ点５６を略一致させ
ることにより、各撮像部の画像のパララックスをなくす
ことができ、かつ広い範囲、図７の構成によればほぼ全
方位を撮像することが可能になる。従って、パララック
スをなくし、かつ全方位を撮影することができる。
【００４３】また、複数の撮像部により撮像領域を分担
して撮像するため、各カメラにおいて高い解像度で撮像
することにより、広い範囲を高い解像度で撮像すること
が可能になる。
して撮像するため、各カメラにおいて高い解像度で撮像
することにより、広い範囲を高い解像度で撮像すること
が可能になる。
【００４４】また、本実施の形態では、撮像素子５２及
び信号処理部５３を多面体の内部に設けず多面体の外部
に配置しているため、多面体の大きさの制約が緩和さ
れ、多面体の小型化を図ることができる。
び信号処理部５３を多面体の内部に設けず多面体の外部
に配置しているため、多面体の大きさの制約が緩和さ
れ、多面体の小型化を図ることができる。
【００４５】上述の各実施の形態では、ＮＰ点を略一致
させた各撮像部により、多面体を構成して、ほぼ全天の
撮像を行う構成を示したが、その他の構成にも本発明を
適用することができる。
させた各撮像部により、多面体を構成して、ほぼ全天の
撮像を行う構成を示したが、その他の構成にも本発明を
適用することができる。
【００４６】例えば全天のうち一部例えば前方の半球領
域をＮＰ点を略一致させた複数の撮像部により撮像する
構成としてもよい。また、さらに他の方向はＮＰ点の位
置が異なる撮像部により撮像するように組み合わせても
よい。
域をＮＰ点を略一致させた複数の撮像部により撮像する
構成としてもよい。また、さらに他の方向はＮＰ点の位
置が異なる撮像部により撮像するように組み合わせても
よい。
【００４７】また、例えば、各撮像部を水平面に配置し
て、水平方向の帯状の領域を３６０度撮像するように構
成してもよい。
て、水平方向の帯状の領域を３６０度撮像するように構
成してもよい。
【００４８】本発明は、上述の実施の形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他
様々な構成が取り得る。
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他
様々な構成が取り得る。
【００４９】
【発明の効果】上述の本発明によれば、各撮像部間にお
いてパララックスをなくし、かつ他の撮像部の光路をさ
えぎらないようにすることができる。これにより、広い
範囲例えば全方位を撮影することができる。
いてパララックスをなくし、かつ他の撮像部の光路をさ
えぎらないようにすることができる。これにより、広い
範囲例えば全方位を撮影することができる。
【００５０】また、複数のレンズ及びカメラを使用して
撮像領域を分担して撮像するため、各カメラで高い解像
度で撮像することにより、広い範囲を高い解像度で撮像
することが可能になる。
撮像領域を分担して撮像するため、各カメラで高い解像
度で撮像することにより、広い範囲を高い解像度で撮像
することが可能になる。
【図１】本発明の撮像装置の原理を説明するための図で
ある。
ある。
【図２】本発明の撮像装置の原理を説明するための図で
ある。
ある。
【図３】ＮＰ点がレンズの中にある場合を示した平面図
である。
である。
【図４】本発明の一実施の形態の撮像装置を構成する撮
像部の概略構成図である。
像部の概略構成図である。
【図５】図４の撮像部を複数配置させた構成の撮像装置
の一形態を示す図である。
の一形態を示す図である。
【図６】本発明の他の実施の形態の撮像装置を構成する
撮像部の概略構成図である。
撮像部の概略構成図である。
【図７】図６の撮像部を複数配置させた構成の撮像装置
の一形態を示す図である。
の一形態を示す図である。
【図８】従来の撮像装置の概略構成図である。
【図９】図８の撮像装置の平面図である。
２２，５５ 開口絞り、２３，５２ 撮像素子、２４，
５３ 信号処理部、２６，５６ ＮＰ点、２８ （前玉
の）レンズ、５０，５８ 凹面鏡、６２ ビデオカメラ
５３ 信号処理部、２６，５６ ＮＰ点、２８ （前玉
の）レンズ、５０，５８ 凹面鏡、６２ ビデオカメラ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
Ｆターム(参考） 2H059 BA01 BA11
5C022 AB61 AB68 AC26 AC42 AC54
5C054 AA05 CA04 CF03 FD02
Claims (3)
- 【請求項１】 広範囲の被写体を分割した複数の各分割
被写部をそれぞれ個別に複数の撮像手段によって撮影
し、該各撮像手段からの映像情報を入力した処理手段に
よって１つの映像に張り合わせ処理する撮像装置であっ
て、 上記撮像手段が、レンズ及び該レンズを通過した光線を
検知する撮像素子を備え、 上記撮像手段の上記レンズの開口絞りの中心を通る主光
線中、ガウス領域に位置する主光線を選択し、該選択さ
れた主光線の物空間における直線成分を延長して光軸と
交わる点をＮＰ点と定義したときに、 各上記撮像手段において、上記ＮＰ点が上記撮像素子よ
り後方に設定され、 かつ上記複数の撮像手段の各ＮＰ点を１つのＮＰ点を中
心とした所定の半径領域内に集合させたことを特徴とす
る撮像装置。 - 【請求項２】 上記所定の半径領域を、１つのＮＰ点を
中心とした約２０ｍｍに設定したことを特徴とする請求
項１に記載の撮像装置。 - 【請求項３】 上記各撮像手段において、上記レンズ及
び上記撮像素子とを有する光学系が、上記ＮＰ点と上記
レンズの各方向の外周部とを通る直線からなる空間に内
包されるように配置されていることを特徴とする請求項
１に記載の撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002237559A JP4211319B2 (ja) | 2001-08-17 | 2002-08-16 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001-248100 | 2001-08-17 | ||
| JP2001248100 | 2001-08-17 | ||
| JP2002237559A JP4211319B2 (ja) | 2001-08-17 | 2002-08-16 | 撮像装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003162018A true JP2003162018A (ja) | 2003-06-06 |
| JP4211319B2 JP4211319B2 (ja) | 2009-01-21 |
Family
ID=26620623
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002237559A Expired - Fee Related JP4211319B2 (ja) | 2001-08-17 | 2002-08-16 | 撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4211319B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP2005283616A (ja) * | 2004-03-26 | 2005-10-13 | Softopia Japan Foundation | 撮像装置 |
| WO2006009088A1 (ja) | 2004-07-16 | 2006-01-26 | Sony Corporation | 撮像装置 |
| JP2007110228A (ja) * | 2005-10-11 | 2007-04-26 | Sony Corp | 撮像装置 |
| US8305424B2 (en) | 2007-03-09 | 2012-11-06 | Sony Corporation | System, apparatus and method for panorama image display |
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| WO2018193713A1 (ja) * | 2017-04-21 | 2018-10-25 | ソニー株式会社 | 撮像装置 |
Citations (6)
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| JPH0767020A (ja) * | 1993-08-24 | 1995-03-10 | Olympus Optical Co Ltd | 複眼式光学系 |
| JPH10145657A (ja) * | 1996-11-15 | 1998-05-29 | Canon Inc | 複眼撮像装置 |
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-
2002
- 2002-08-16 JP JP2002237559A patent/JP4211319B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US10341559B2 (en) | 2014-05-06 | 2019-07-02 | Zakariya Niazi | Imaging system, method, and applications |
| KR20200013800A (ko) * | 2014-05-06 | 2020-02-07 | 자카리야 니야지 | 다중 카메라 파노라마식 촬상 시스템 |
| US10659688B2 (en) | 2014-05-06 | 2020-05-19 | Zakariya Niazi | Imaging system, method, and applications |
| 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 |
| KR102234981B1 (ko) * | 2014-05-06 | 2021-04-01 | 자카리야 니야지 | 다중 카메라 파노라마식 촬상 시스템 |
| US11363194B2 (en) | 2014-05-06 | 2022-06-14 | Zakariya Niazi | Imaging system, method, and applications |
| JP2022116089A (ja) * | 2014-05-06 | 2022-08-09 | ニアジ ザカリヤ | 撮像システム、方法及び用途 |
| US11743591B2 (en) | 2014-05-06 | 2023-08-29 | Circle Optics, Inc. | Imaging system, method, and applications |
| WO2018193713A1 (ja) * | 2017-04-21 | 2018-10-25 | ソニー株式会社 | 撮像装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4211319B2 (ja) | 2009-01-21 |
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