JP2003189289A - 室内映像転送システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 曲面像を高速に平面像に変換する方法に基づ
く室内映像転送システムを提供する。 【解決手段】 室内映像転送システムは、ＣＣＤ装置４
と、このＣＣＤ装置４によって撮像された映像を伝送す
る伝送手段５と、ＡＳＰ１０内に設置され、伝送手段５
によって伝送された映像情報を受信して平面画像に変換
するコンピュータ装置７と、を備える。ＣＣＤ装置４
は、広視野角の曲面画像を取り込み自在な魚眼レンズや
ＰＡＬ映出体等を備える。伝送手段５は、インターネッ
ト９を介して上記曲面画像をコンピュータ装置７に送信
自在である。上記ＣＣＤ装置４や伝送手段５は、室内Ｒ
内に設置されたテレビＴＶ等の物品に組み込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明に係る室内映像転送
システムは、例えば監視装置等に応用されるもので、魚
眼レンズ等の半球反射鏡や魚眼レンズ等の射影系レンズ
或はＰＡＬ（Ｐａｎｏｒａｍｉｃ Ａｎｎｕｌａｒ Ｌ
ｅｎｓ）システムのレンズに映し出された室内の状態の
曲面像を、上記魚眼レンズ等の半球反射鏡や魚眼レンズ
等の射影系レンズ或はＰＡＬレンズが設置された場所と
は遠隔の地で、平面像に変換された状態で表示自在とす
る室内映像転送システムに関する。

【０００２】

【従来技術とその課題】近年、コンピュータ関連技術の
進歩が著しい。なかでも、コンピュータグラフィックス
に関する技術（ソフトウエア）は、コンピュータ自体の
高速処理化、大記憶容量化に伴って長足の進歩を遂げて
いる。このような図形処理に係るソフトウエアを用いる
ことにより、例えばコンピュータに取り込んだ図形を拡
大・縮小することは勿論、任意に変形させることも可能
になっている。コンピュータに取り込んだ図形を変形す
るには、当該図形をピクセルごとに分解し、これらピク
セルごとに複雑な計算を施して所望の変形図形を得るよ
うにしている。

【０００３】ところが、上述したような図形の変形処理
においては、上述したようにピクセルごとに複雑な計算
処理を行う必要があるため、描画等には利用されること
はあっても実社会での応用は限られたものであった。す
なわち、図形の変形処理を応用する場合、従来の処理ソ
フトでは上記複雑な計算をピクセルごとに行う必要があ
るため、処理に時間が嵩んでしまう。このため、実社会
への応用が限られたものであった。例えば、上述のよう
な図形の変形処理を迅速に処理できるようになれば、通
常のレンズよりも広い範囲を撮像できる魚眼レンズ等で
映し出した映像を平面図形に変換して表示させられる。
これにより、少ない撮像回数でより広範囲を監視できる
監視システムを築くことが可能になると考えられる。

【０００４】更には、このような技術をベースとして、
遠隔の地において一の室内等を容易に監視するための技
術を築けるものと考えられる。

【０００５】この発明に係る室内映像転送システムは、
上述したような事情に鑑み、鋭意研究の末に創案された
もので、曲面像を平面像に変形する処理を迅速に行える
ようにし、更に遠隔の地において他の場所を容易に認識
可能とし、更には、特定の人物等を拡大若しくは縮小し
て出力したり、これらを追跡して出力したりすることを
可能とした室内映像転送システムを提供するものであ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明に係る室内映像
転送システムは、請求項１に記載したように、撮像手段
が撮像した室内映像を、この撮像手段が設置された室内
から離れた場所において映し出す室内映像転送システム
である。

【０００７】この請求項１に記載の室内映像転送システ
ムにおいては、室内の任意の位置に設置された上記撮像
手段と、この撮像手段によって撮像された映像を伝送す
る伝送手段と、上記撮像手段が設置された場所から離れ
た位置に設置され、この伝送手段によって伝送された映
像情報を出力手段で表示可能な状態に変換する変換手段
と、この変換手段によって変換された映像情報を表示す
る上記出力手段と、を備えている。上記撮像手段は、広
視野角の曲面画像を取り込み自在な映出体を備えてい
る。上記伝送手段は、有線若しくは無線により、上記撮
像手段で取り込んだ画像情報を上記出力手段に向けて送
信自在である。上記変換手段は、上記画像情報を平面画
像に変換するものであり、上記映出体の射影特性に基づ
いて上記曲面像の上のサンプリング点を算出して上記曲
面像を平面像に変換するものである。上記出力手段は、
上記変換手段により変換された平面画像を出力するモニ
タを備えたものである。

【０００８】尚、上記変換手段としては、請求項２に記
載したように、上記映出体の射影特性に基づいて球面状
のポリゴンモデルを構築し、このポリゴンモデルに対し
て上記曲面像上の各サンプリング点を、複数の三角形に
分割した上記ポリゴンモデルの各頂点に対応させ、更に
ジオメトリ変換によりカメラ視野系に変換した後に各種
投影変換を施し、ラスタライズして上記映出体に映し出
された曲面像を平面像に変換するものを採用できる。

【０００９】また、上記出力手段としては、請求項３に
記載したように、インターネットを介して上記伝送手段
から上記変換手段に送信され、更に上記平面画像に変換
処理された画像情報を、上記インターネットを介して取
り込み可能とした構成を採用できる。

【００１０】更に、上記変換手段としては、請求項４に
記載したように、上記インターネット上のアプリケーシ
ョン・サービス・プロバイダ内に設けられており、上記
出力手段は、インターネットを介して上記アプリケーシ
ョン・サービス・プロバイダに接続することにより上記
平面画像を受け取り、上記モニタに出力する構成を採用
しても良い。

【００１１】また、請求項５に記載したように、上記出
力手段には入力手段が設けられており、この入力手段を
介して前記モニタに出力された平面画像のうちの任意の
範囲を選択することにより、当該範囲の映像を拡大若し
くは縮小して表示自在とした構成を採用できる。

【００１２】更に、請求項６に記載したように、上記出
力手段に入力手段を設け、この入力手段を介して上記モ
ニタに出力された平面画像のうちの任意の範囲を選択す
ることにより、該選択後には当該範囲に映し出されてい
る部分を追跡して表示させるようにすることもできる。

【００１３】また、請求項７に記載したように、上記映
出体の射影特性としては、該映出体の曲率半径に係るパ
ラメータを含むものとすることができる。

【００１４】上記映出体としては、一般的には、請求項
８に記載したように、半球反射鏡若しくは射影系レンズ
を採用できるが、本発明に係る装置では、特に、請求項
１１に記載した上記ＰＡＬレンズを用いることで、周囲
３６０度のパノラマ映像を、歪みのない鮮明でフラット
な環状画像としての得ることができ、しかも、レンズ面
直近から無源遠に至るまで、所望の鮮明な映像を取り出
すことができるため好適である。

【００１５】上記半球反射鏡としては、請求項９に記載
したように、凸面鏡若しくは凹面鏡を採用でき、上記射
影系レンズとしては、請求項１０に記載したように、魚
眼レンズ若しくは広角レンズを採用できる。

【００１６】また、ＰＡＬシステムでは、請求項１１に
記載したように、上記映出体を、周囲３６０度の３次元
空間をフラットな環状画像として平面に投影する極座標
表示方式の光学システムで構成されており、屈折面と反
射面を合わせ持つ球形に近い１個の透明体で構成したこ
とを特徴とするものである。

【００１７】この場合、上記透明体は、請求項１２に記
載したように、北半球部分が北極部分を除いて光を透過
する屈曲面を有し、該北極部分は赤道環に対して平行か
つ凸形状の反射面を形成して構成されていると共に、赤
道を挟んで、南半球部分は南極部分をのぞいて全域に反
射面が形成されており、南極部分は赤道環に対して平行
にカットされた屈折面を形成して構成されていることを
特徴とするものである。

【００１８】さらに、この発明にあっては、請求項１３
に記載したように、上記透明体内に結像した虚像をイメ
ージセンサーに結像させるために、前記透明体とイメー
ジセンサーとの間にリレーレンズを配置したことを特徴
とするものである。

【００１９】また、請求項１４に記載したように、上記
出力手段としてはコンピュータ装置を利用できる。ま
た、この出力手段としては、請求項１５に記載したよう
に、携帯電話とすることもできる。

【００２０】更に、請求項１６に記載したように、上記
撮像手段は、上記室内に設置されている物品に設けられ
ている構成とすることもできる。上記物品としては、請
求項１７に記載したように、電気機器とし、上記撮像手
段の電源を当該電気機器の電源と共有するものとするこ
とができる。或いは、上記物品として、請求項１８に記
載したように、照明機器としてもよい。この場合、請求
項１９に記載したように、上記伝送手段を上記照明機器
の制御部に搭載することができる。更には、上記物品と
して、請求項２０に記載したように、玄関扉を採用した
り、請求項２１に記載したように、室内テーブルを採用
することができる。

【００２１】また、この発明にあっては、前記伝送手段
を、請求項２２に記載したように、前記撮像手段で取り
込んだ画像情報を、一定時間間隔で、或は、予めプログ
ラムされた定時間に前記出力手段に向けて送信すること
で、ランニングコストを低減させることもできる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
例に基づき、この発明を詳細に説明すると、図１は、こ
の発明を、魚眼レンズ１を用いた室内監視装置として利
用した例を示しており、該室内監視装置は、監視すべき
室内Ｒに設置されたテレビＴＶ、照明灯Ｌ、玄関扉Ｄ、
テーブルＴＥに、それぞれ設けられたＣＣＤ装置４と、
このＣＣＤ装置４によって撮像された映像を伝送する伝
送手段５と、上記ＣＣＤ装置４が設置された場所から離
れた位置に設けられたＡＰＳ（アプリケーション・サー
ビス・プロバイダ）１０内に設置され、上記伝送手段５
によって伝送された映像情報を受信自在なコンピュータ
装置７と、を備えて構成されている。上記ＣＣＤ装置４
が、特許請求の範囲に記載した撮像手段に相当する。

【００２３】上記伝送手段５としては、図示のような無
線伝送を行なうものを採用している。更に、室内Ｒの適
宜の位置には焦電センサ２０と上記伝送手段５とを設
け、上記テレビＴＶ等に設けたＣＣＤ装置４等とともに
室内監視を行なうようにしている。上記焦電センサ２０
も、特許請求の範囲に記載した撮像手段に相当する。
尚、伝送手段５は、図示のような無線装置に加え、上記
コンピュータ装置７と相互に通信するためのモデムを備
えている。

【００２４】上記ＣＣＤ装置４は、図２乃至図６に示す
ように、映出体である魚眼レンズ１と、光学フィルタ
（図示せず）と、光学レンズ（図示せず）と、ＣＣＤカ
メラからなる上記ＣＣＤ装置４と、を備えている。上記
魚眼レンズ１に映し出された像（曲面像）は、上記光学
フィルタ及び光学レンズを介してＣＣＤ装置４に取り込
まれる。

【００２５】上記ＣＣＤ装置４は、図示しない第一の制
御器（ＣＰＵ）と接続されており、ＣＣＤ装置４が取り
込んだ曲面像は、この第一の制御器に送られる。この場
合、ＣＣＤ装置４が取り込んだ曲面画像は、一定時間間
隔で、或は、予めプログラムされた定時間に第一の制御
器へと送信することで、ランニングコストを低減させる
こともできる。尚、この形態例において、上記曲面像と
は、魚眼レンズ１に映し出された像を指す。但し、後述
するように、魚眼レンズ１に代えて凸面鏡や凹面鏡や広
角レンズ或はＰＡＬを採用した場合には、これら凸面鏡
や凹面鏡や広角レンズ或はＰＡＬに映し出された像を指
す。

【００２６】また、上記伝送手段５は、図示しない第二
の制御装置（ＣＰＵ）によりインターネット９に接続自
在としており、上記ＣＣＤ装置４から取り込んだ画像情
報を、インターネット９上のアプリケーション・サービ
ス・プロバイダ（ＡＳＰ）１０に送信するようにしてい
る。上記ＡＰＳ１０は、インターネット経由でソフトウ
エアの機能を提供するサービス全般を指す。一方、出力
手段をなす携帯電話（ＰＨＳを含む）１１、画像を出力
自在な電話機（例えば、Ｌモード：商品名）１２、ＰＤ
Ａ１３、コンピュータ装置も、モデムやターミナルアダ
プタ（ＴＡ）をはじめとする通信装置を介して上記ＡＳ
Ｐ１０に接続自在である。そして、上記画像情報を、上
記ＡＳＰ１０を介して入手し、最終的に上記携帯電話１
１やコンピュータ装置を構成するモニタ上に表示させる
ようにしている。

【００２７】上記室内Ｒ内に設置されているテレビＴＶ
等の各物品に対する上記ＣＣＤ装置４等の取り付けは、
それぞれ図２乃至図６に示すように行なうことができ
る。

【００２８】先ず、図２では、テレビＴＶに上記ＣＣＤ
装置４等を取り付ける場合を示しており、テレビＴＶの
表示画面の下方前面に上記魚眼レンズ１を取り付けると
ともに、テレビＴＶ内部に上記ＣＣＤ装置４、伝送手段
５を組み込む。この際、上記ＣＣＤ装置４、伝送手段５
を駆動するための電源は、上記テレビＴＶの電源と共用
する。

【００２９】次に、図３は、室内Ｒ内に設置されている
照明灯Ｌに上記ＣＣＤ装置４等を取り付ける場合を示し
ており、蛍光灯のカバーの下方に小型ＣＣＤ装置４及び
魚眼レンズ１を吊り下げる。これら小型ＣＣＤ装置４及
び魚眼レンズ１には別途カバーを設け、照明灯Ｌから吊
り下げられたアクセサリとしての機能をも持たせるのが
好ましい。また、上記ＣＣＤ装置４の制御部分や伝送装
置５は、照明灯の制御部分が固定される天井部分Ｕ等に
設ける。

【００３０】図４は、室内Ｒ内に設置されている玄関扉
Ｄに上記ＣＣＤ装置４等を取り付ける場合を示してお
り、従来から知られている覗き窓と同様に、魚眼レンズ
１を玄関扉Ｄの内外を連通する状態で取り付ける。ま
た、上記ＣＣＤ装置４や伝送装置５は、玄関扉Ｄ内部若
しくは内側（室内側）下方部分等に設置する。

【００３１】図５は、上記室内Ｒ内に設置されているテ
ーブルＴＥに上記ＣＣＤ装置４等を取り付ける場合を示
しており、テーブルＴＥの表面中央部に上記ＣＣＤ装置
４等を設置する。魚眼レンズ１は上向きに配置し、室内
Ｒの内部状況を捉えられるようにする。上記ＣＣＤ装置
４や伝送装置５は、テーブルＴＥの裏面に設置する。
尚、上記魚眼レンズ１はテーブルＴＥに置かれたライト
や花瓶等の物品に内蔵しても良い。

【００３２】次に、上記室内Ｒ内に焦電センサ２０を設
置する場合には、図示は省略したが適宜の位置に該焦電
センサ２０及びＣＣＤ装置４を一体的に取り付ける。

【００３３】また、本形態例の場合、上記ＡＳＰ１０内
に設けられたコンピュータ装置７に、上記画像情報を変
換するための変換手段（図示せず）を組み込んでいる。
尚、上記インターネット９に接続する場合に、無線の他
にも電話回線やブロードバンド等を採用できる。

【００３４】上記変換手段は、上記ＣＣＤ装置４に取り
込んだ曲面像を平面像に変換する変換処理プログラムで
ある。尚、上記平面像とは、我々の目に映る像を指す。

【００３５】上記変換処理プログラムは、曲面像を映し
出す魚眼レンズ１に映し出された上記曲面像を平面像に
変換するためのもので、魚眼レンズ１の射影特性に基づ
いて上記曲面像の上のサンプリング点を算出して該曲面
像を平面像に変換するものである。すなわち、上記魚眼
レンズ１の曲率半径に係る特性をはじめとする射影特性
に基づいて球面状のポリゴンモデルを構築し、このポリ
ゴンモデルに対して上記曲面像上の各サンプリング点
を、複数の三角形に分割した上記ポリゴンモデルの各頂
点に対応させ、更にジオメトリ変換によりカメラ視野系
に変換した後に各種投影変換を施し、ラスタライズして
上記映出体に映し出された曲面像を平面像に変換するも
のである。尚、上記射影特性は、手動により若しくは自
動的に求めるようにする。

【００３６】上記魚眼レンズ１の射影特性は、半球状若
しくは多角錐形状（例えば、ピラミッド形状）を有し、
予め各サンプリング点を記したサンプリングモデルを上
記魚眼レンズ１に映し出す。上記魚眼レンズ１が上記サ
ンプリングモデルを覆う状態をＣＣＤ装置４等で撮影す
ることにより、各サンプリング点の平面画像（２次元画
像）上への射影先を求める。これとともに、上記サンプ
リングモデルと同形状若しくは近似形状のポリゴンモデ
ルをコンピュータ上に構築する。そして、上記魚眼レン
ズ１に映し出されたサンプリングモデルの各サンプリン
グ点を、上記ポリゴンモデルのそれぞれ対応する頂点に
対応付ける。これにより、上記射影特性が導き出され
る。尚、上記射影特性は、一度求めればよい。また、す
でに魚眼レンズ１の射影特性が知られている場合は、サ
ンプリングモデルを用いることなく、各サンプリング点
と対応するポリゴンモデル上の頂点を計算によって求め
る。

【００３７】そして、この得られた魚眼レンズ１の射影
特性を基にして、上記ポリゴンモデル上における複数の
三角形の頂点をジオメトリ変換することによりカメラ座
標系にし、並行投影や透視投影等の各種投影処理を施
す。これにより、上記各頂点の平面上への投影先ピクセ
ルを求める。次いで、上述のようにして求められた平面
上の三角形領域に対し、対応する曲面像上の三角形のサ
ンプリング領域を適宜に変形し、ラスタライズする。す
なわち、平面上の三角形領域の各ピクセルごとに、曲面
像上の参照すべき画素を定める。これらの処理は、厳密
な計算ではなく、近似計算であるため、処理速度を向上
させることができる。

【００３８】換言すれば、上記魚眼レンズ１に映し出さ
れたサンプリングモデルの各サンプリング点を複数の三
角形に分解した各頂点に対応させ、ジオメトリ変換して
カメラ視野系にし、上記各種投影処理を施す。すなわ
ち、３次元空間上に、視線方向と視野角とクリッピング
面とバンク角とを考慮した仮想的なカメラを想定し、ポ
リゴンモデルの原点に置いた上記カメラを介して見渡す
と、曲面画像から平面画像に変換された画像を得られ
る。実際には、上記仮想的なカメラを介して各サンプリ
ング点の２次元画像上への変換先を求め、各サンプリン
グ点の三角形領域をアフィン変換により隙間なく埋めて
いく。このため、従来方法のような多数のピクセルごと
に複雑な計算を施す必要がなく、高速に変換可能にな
る。上述した変換処理方法は、本出願人により先に出願
された特願２００１− 号等で詳細に説明して
いるため、本明細書においては詳細な説明を省略する。

【００３９】ところで、本形態例に係る方法によって得
られる平面画像は、近似された画像であるが、ポリゴン
モデルのポリゴン数を増やしてサンプリングモデルによ
り近いものとしたり、ポリゴンモデルの密度を工夫した
りすることによって実際の画像に近づけることができ
る。

【００４０】上述したように構成される本形態例の作用
は次のとおりである。すなわち、上記魚眼レンズ１に
は、図６（Ａ）に示すような映像（曲面像）が映し出さ
れている。このような像を上記ＣＣＤ装置４によって取
り込み、この取り込んだ像をインターネット９を介して
ＡＳＰ１０に備えられたコンピュータ装置７に受け渡
す。そして、このコンピュータ装置７に組み込まれた上
記変換処理プログラムを介して平面像に変換する。尚、
このような平面像への変換は、所定角度（例えば９０
度）ごとに行なうことで、コンピュータ装置７の負担を
軽減させることができる。

【００４１】上述したとおり、この変換は従来方法に比
較して高速に処理される。変換された平面像は、上記出
力手段を構成する携帯電話１１等がインターネット９経
由で上記ＡＳＰ１０に接続し、上記インターネット９を
介して受け渡される。このようにして携帯電話１１等に
受け渡された上記平面像は、携帯電話１１等に付設のデ
ィスプレイ装置（モニタ）によって表示される。図６
（Ｂ）は、モニタに表示された平面像を示している。

【００４２】尚、本形態例において出力手段としてコン
ピュータ装置を採用した場合、上記出力手段を構成する
コンピュータ装置に付設するマウス等の入力手段を介し
て上記モニタに出力された平面画像のうちの任意の範囲
を選択することにより、当該範囲の映像を拡大若しくは
縮小して表示可能としている。このような構成とするた
めには、従来から知られた手法を採用できる。

【００４３】また、上記マウス等の入力手段を介して上
記モニタに出力された平面画像のうち、任意の範囲を選
択することにより、該選択後に当該範囲に映し出されて
いる部分を追跡して表示させるようにしている。この追
跡は、例えば選択した範囲内における画像データを上記
ＡＳＰ１０のコンピュータ装置７に連続的に、或は、一
定時間毎に、又は、定時間に送信し、このコンピュータ
装置７により上記画像データに対応する部分を選択して
出力手段をなすコンピュータ装置に送信することで実施
できる。このため、上記ＡＳＰ１０に設けたコンピュー
タ装置７には、送信されてきた画像データを記憶してお
く記憶手段（例えば半導体メモリ）と、上記出力手段を
なすコンピュータ装置から伝送手段５を介して順次送信
されてくる曲面像のうち、上記画像データに一致する部
分を判断し選択する判断プログラムと、を設けておく。

【００４４】上記図６の記載から明らかなように、本形
態例においては単一の魚眼レンズ１及び単一のＣＣＤ装
置４によって該ＣＣＤ装置４が捕えた、周囲のほぼ全域
の映像をモニタ８に表示させることが可能になる。した
がって、従来の監視装置のように、多数の監視カメラを
設置する必要がなくなる。しかも、本形態例において
は、インターネット９を介して映像を取り込むため、監
視すべき室内Ｒから遠い場所から当該室内Ｒの状況をリ
アルタイムに監視できる。更に、上記魚眼レンズ１等
は、室内Ｒに設置されているテレビＴＶ内等に組み込ま
れているため、侵入者に発見されがたく、確実な室内監
視を行なえるようになる。

【００４５】尚、上述した形態例においては、映出体と
して魚眼レンズ１を採用しているが、同じく射影系レン
ズである広角レンズや、半球状反射鏡である凸面鏡や凹
面鏡を採用することができる。

【００４６】また、上記映出体としては、本発明では、
上記魚眼レンズ１等に代えて、上記ＰＡＬ映出体５０を
用いるのが好適である。

【００４７】このＰＡＬ映出体５０は、周囲３６０度の
パノラマ映像を、従来の一連のデカルト座標で描写する
のではなく、円筒座標で描写する光学システムで構成さ
れており、該光学システムの配置を３次元の風景を描写
する座標系の外側ではなく、座標系の中心に配置するこ
とで３次元空間認識の特性を２次元映像に変換するシス
テムとして知られている。

【００４８】即ち、このＰＡＬ映出体５０は、屈折面と
反射面とを併せ持つ球形に近い透明体で形成されてお
り、該透明体を、説明の便宜上、地球を例にとり説明す
ると、図７に示すように、北半球は北極圏をのぞいて光
を透過する屈曲面５４を形成し、北極圏は赤道環に対し
て平行かつ凸形状の反射面５２を形成している。一方、
赤道を挟んで南半球は南極大陸を除いて全域に反射面５
１を形成しており、南極大陸は赤道環に対して平行にカ
ットされた屈折面５５を形成して構成されている。

【００４９】従って、このＰＡＬ映出体５０では、例え
ば、北半球のアイルランドで入射した光は、南半球のニ
ュージーランド付近に到達し、ここで反射した光は、北
極の凸形状面で再度反射し、南半球を透過してイメージ
センサー（ＣＣＤ等）５９面で結像する。この場合、正
しくは、北半球を透過した像は、ＰＡＬ映出体内に虚像
を結ぶので、これをイメージセンサー５９に結像させる
ために、ＰＡＬ映出体とイメージセンサー５９との間に
リレーレンズ５７を配置する。

【００５０】このＰＡＬ映出体５０の設計は、光束など
のシグナルを搬送する波の伝播速度がＰＡＬ映出体５０
内部で大きいか、又は、外側で大きいかを考慮し、ＣＭ
Ｉ（Ｃｅｎｔｒｉｃ Ｍｉｎｄｅｄ Ｉｍａｇｉｎｇ）
コンセプトに基づく映像形成時に許容される画像品質に
関しての譲歩の割合と、画像形成誤差との相関に基づい
て、ＰＡＬ映出体５０の反射面は、 Ｘ＝ｙ²／４ｆ の関数で得られる。このようにして得られた曲面は、殆
ど無欠点の映像形成が可能である。尚、同式において、
Ｘは面５１，５２の基点５３，５３‘から測った表面上
の点までの距離を、ｙは対称軸（光軸）から測った表面
上の点までの距離を、ｆは反射面５１，５２の焦点距離
を夫々示している。

【００５１】しかしながら、この関数で得られる曲面が
非球面であり製作が容易ではないため、実質的な製造コ
ストの増加を抑え、かつ、適用対象に対して十分満足で
きる映像品質が得られるように、ＰＡＬ映出体５０の屈
折面及び反射面の曲率半径Ｒを次式１で得る。

【００５２】

【式１】

【００５３】ここで、式１中、ｙｍａｘは反射面の半径
を、ｋはＰＡＬ映出体の材料によって決まる定数を、△
は映像形成の目的の範囲内で許容される理想的な曲面か
らの偏差を示している。

【００５４】このように構成されてなるＰＡＬ映出体５
０を用いて室内映像転送システムを構成することで、周
囲３６０度のパノラマ映像を鮮明でフラットな環状映像
として得ることができ、しかも、フラットな環状画像と
して平面状に形成される周囲３６０度の３次元パノラマ
画像は歪みがなく、さらには、ＰＡＬ映出体５０では、
虚像をそのレンズ内に結像されると共に、レンズ面直近
から無限遠に至るまで鮮明な映像を映し出すことができ
る。

【００５５】尚、この発明にあっては、上記ＡＳＰ１０
に設けたコンピュータ装置７に変換手段を設けるのに代
えて、この変換手段（変換プログラム）を、上記ＣＣＤ
装置４を構成する第一の制御器或いは上記伝送手段５を
構成する第二の制御器若しくは携帯電話１１等の出力手
段に設けても良く、さらには、適用されるシステムも、
室内監視装置に限定されるものではなく、その他の室内
情報の転送システムにも適用することができる。

【００５６】

【発明の効果】この発明は上述のように構成され作用す
るため、曲面像を高速に平面像に変換でき、侵入者に発
見されにくい監視システム等の室内映像転送システムを
構築できる。しかも、多数のテレビカメラを設置する必
要がないにも拘わらず、室内全域を監視できるため、セ
キュリティ向上に果たす役割が大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施の第１形態例に係る室内監視装
置の概略的な構成を示す略図である。

【図２】同室内監視層を構成するＣＣＤ装置等をテレビ
に組み込んだ例を示す略図である。

【図３】同ＣＣＤ装置等を照明灯に組み込んだ例を示す
略図である。

【図４】同ＣＣＤ装置等を玄関扉に組み込んだ例を示す
略図である。

【図５】同ＣＣＤ装置等をテーブルに組み込んだ例を示
す略図である。

【図６】（Ａ）は魚眼レンズに映し出された曲面像を、
（Ｂ）は変換処理プログラムにより変換された平面像
を、それぞれ示す図である。

【図７】この発明の第２形態例に係る室内監視装置に用
いられるＰＡＬ映出体の構造と映写空間の模式図であ
る。

【図８】同ＰＡＬ映出体の曲面断面図である。

【図９】同ＰＡＬ映出体における光束の伝播経路を示す
説明図である。

【符号の説明】

１ 魚眼レンズ ４ ＣＣＤ装置 ５ 伝送手段 ７ コンピュータ装置 ９ インターネット １０ ＡＳＰ １１ 携帯電話 １２ 電話 １３ ＰＤＡ ５０ ＰＡＬ映出体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H087 KA03 TA01 TA04 TA06 5B057 BA02 BA15 CA12 CA16 CB12 CB16 CD11 CD20 5C022 AA00 AB62 AC11 AC54 AC69 CA02 5C054 AA01 CC05 DA09 EA01 EA05 FA00 FD02 FD03 FE00 HA14 HA18

Claims (22)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像手段が撮像した室内映像を、この撮
   像手段が設置された室内から離れた場所において映し出
   す室内映像転送システムであって、室内の任意の位置に
   設置された上記撮像手段と、この撮像手段によって撮像
   された映像を伝送する伝送手段と、上記撮像手段が設置
   された場所から離れた位置に設置され、この伝送手段に
   よって伝送された映像情報を出力手段で表示可能な状態
   に変換する変換手段と、この変換手段によって変換され
   た映像情報を表示する上記出力手段と、を備え、上記撮
   像手段は、広視野角の曲面画像を取り込み自在な映出体
   を備えており、上記伝送手段は、有線若しくは無線によ
   り、上記撮像手段で取り込んだ画像情報を上記出力手段
   に向けて送信自在であり、上記変換手段は、上記画像情
   報を平面画像に変換するものであって、上記映出体の射
   影特性に基づいて上記曲面像の上のサンプリング点を算
   出して上記曲面像を平面像に変換するものであり、上記
   出力手段は、上記変換手段により変換された平面画像を
   出力するモニタを備えたものであることを特徴とする室
   内映像転送システム。
2. 【請求項２】 前記変換手段は、前記映出体の射影特性
   に基づいて球面状のポリゴンモデルを構築し、このポリ
   ゴンモデルに対して前記曲面像上の各サンプリング点
   を、複数の三角形に分割した上記ポリゴンモデルの各頂
   点に対応させ、更にジオメトリ変換によりカメラ視野系
   に変換した後に各種投影変換を施し、ラスタライズして
   上記映出体に映し出された曲面像を平面像に変換するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の室内映像転送システ
   ム。
3. 【請求項３】 前記出力手段は、インターネットを介し
   て前記伝送手段から前記変換手段に送信され、前記平面
   画像に変換処理された画像情報を、上記インターネット
   を介して取り込み可能としたことを特徴とする請求項１
   または請求項２に記載の室内映像転送システム。
4. 【請求項４】 前記変換手段が、前記インターネット上
   のアプリケーション・サービス・プロバイダ内に設けら
   れており、上記出力手段は、インターネットを介して上
   記アプリケーション・サービス・プロバイダに接続する
   ことにより上記平面画像を受け取り、前記モニタに出力
   することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の
   室内映像転送システム。
5. 【請求項５】 前記出力手段には入力手段が設けられて
   おり、この入力手段を介して前記モニタに出力された平
   面画像のうちの任意の範囲を選択することにより、当該
   範囲の映像を拡大若しくは縮小して表示自在としたこと
   を特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の
   室内映像転送システム。
6. 【請求項６】 前記出力手段には入力手段が設けられて
   おり、この入力手段を介して前記モニタに出力された平
   面画像のうちの任意の範囲を選択することにより、該選
   択後には当該範囲に映し出されている部分を追跡して表
   示させるようにしたことを特徴とする請求項１乃至請求
   項４のいずれかに記載の室内映像転送システム。
7. 【請求項７】 前記映出体の射影特性が、該映出体の曲
   率半径に係るパラメータを含むことを特徴とする請求項
   １乃至請求項６のいずれかに記載の室内映像転送システ
   ム。
8. 【請求項８】 前記映出体が半球反射鏡若しくは射影系
   レンズであることを特徴とする請求項１乃至請求項７の
   いずれかに記載の室内映像転送システム。
9. 【請求項９】 前記半球反射鏡が、凸面鏡若しくは凹面
   鏡であることを特徴とする請求項８に記載の室内映像転
   送システム。
10. 【請求項１０】 前記射影系レンズが魚眼レンズ若しく
    は広角レンズであることを特徴とする請求項８に記載の
    室内映像転送システム。
11. 【請求項１１】 前記映出体は、周囲３６０度の３次元
    空間をフラットな環状画像として平面に投影する極座標
    表示方式の光学システムで構成され、屈折面と反射面を
    合わせ持つ球形に近い１個の透明体であることを特徴と
    する請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の室内映像
    転送システム。
12. 【請求項１２】 前記透明体は、北半球部分が北極部分
    を除いて光を透過する屈曲面を有し、該北極部分は赤道
    環に対して平行かつ凸形状の反射面を形成して構成され
    ていると共に、赤道を挟んで、南半球部分は南極部分を
    のぞいて全域に反射面が形成されており、南極部分は赤
    道環に対して平行にカットされた屈折面を形成して構成
    されていることを特徴とする請求項１１に記載の室内映
    像転送システム。
13. 【請求項１３】 前記透明体内に結像した虚像をイメー
    ジセンサーに結像させるために、前記透明体とイメージ
    センサーとの間にリレーレンズを配置したことを特徴と
    する請求項１１又は請求項１２のいずれかに記載の室内
    映像転送システム。
14. 【請求項１４】 前記出力手段がコンピュータ装置であ
    ることを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか
    に記載の室内映像転送システム。
15. 【請求項１５】 前記出力手段が携帯電話であることを
    特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載の
    室内映像転送システム。
16. 【請求項１６】 前記撮像手段が、前記室内に設置され
    ている物品に設けられていることを特徴とする請求項１
    乃至請求項１５のいずれかに記載の室内映像転送システ
    ム。
17. 【請求項１７】 前記物品が電気機器であり、前記撮像
    手段の電源が当該電気機器の電源と共有するものである
    ことを特徴とする請求項１６に記載の室内映像転送シス
    テム。
18. 【請求項１８】 前記物品が照明機器であることを特徴
    とする請求項１６に記載の室内映像転送システム。
19. 【請求項１９】 前記伝送手段が前記照明機器の制御部
    に搭載されていることを特徴とする請求項１８に記載の
    室内映像転送システム。
20. 【請求項２０】 前記物品が玄関扉であることを特徴と
    する請求項１６に記載の室内映像転送システム。
21. 【請求項２１】 前記物品が室内テーブルであることを
    特徴とする請求項１６に記載の室内映像転送システム。
22. 【請求項２２】 前記伝送手段は、前記撮像手段で取り
    込んだ画像情報を、一定時間間隔で、或は、定時間に前
    記出力手段に向けて送信することを特徴とする請求項１
    乃至請求項２１のいずれかに記載の室内映像転送システ
    ム。