JP2005151206A - 撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 アレイ状に並べたカメラにより撮像された複数の映像をつなげて1つの映像とした場合に、カメラ間の繋ぎ目が目立たず、かつ、撮影装置の感度が低下しない撮像装置を提供する。
【解決手段】 被写体から所定距離を隔てて配置された第1レンズ1と、この第1レンズ1から所定距離隔てて、かつ、前記第1レンズ1から出射される光の光路上に配置された結像手段5と、この結像手段5から所定距離隔てて、かつ、前記結像手段5に結像された前記被写体の像に対向した同一平面上に配置された複数の第2レンズ2からなるレンズ群3と、このレンズ群3から所定距離隔てて、かつ、前記レンズ群3に対向した同一平面上に配置された複数の撮像手段4とを備える。
【選択図】 図1
【解決手段】 被写体から所定距離を隔てて配置された第1レンズ1と、この第1レンズ1から所定距離隔てて、かつ、前記第1レンズ1から出射される光の光路上に配置された結像手段5と、この結像手段5から所定距離隔てて、かつ、前記結像手段5に結像された前記被写体の像に対向した同一平面上に配置された複数の第2レンズ2からなるレンズ群3と、このレンズ群3から所定距離隔てて、かつ、前記レンズ群3に対向した同一平面上に配置された複数の撮像手段4とを備える。
【選択図】 図1
Description
本発明は、複数のカメラを用いた撮像装置に関し、特に、複数のカメラをアレイ状に並べた撮像装置に関する。
従来、複数のカメラをアレイ状に並べた撮像装置により、3次元空間を撮像して、2次元画像を取得する技術がある。前記技術は、例えば、複数のカメラの撮像領域として互いにオーバーラップする部分を設けて撮像し、パターンマッチングなどの信号処理を用いて各カメラ間の繋ぎ目を両方のカメラ映像から検出し、連続的に映像を繋げるものである(例えば、特許文献1)。
また、レンズの後ろに3つの等しい光学像を形成するプリズム設け、3台のカメラにより、この光学像を3分の1ずつ、オーバーラップ領域を含めて撮像して、その撮像した画像を繋げて1つの映像とする技術も知られていた(例えば、非特許文献1)。
特開2001−94857号公報(段落番号0008〜0010)
映像情報メディア学会誌Vol、56、No、8、pp1226〜1229
しかしながら、複数のカメラを用いて、3次元空間を撮像しようとする場合に、複数のカメラを隣り合わせて配置してもカメラレンズの光軸位置が異なるため、各カメラの撮像映像に視差が発生し、同じ3次元空間を撮像しても、この視差により、各カメラにおいてオクルージョン(カメラ毎の映像内の見え隠れ)が発生し、同じ映像を撮像することが困難であった。従って、各カメラで、オーバーラップ領域を含めて撮像して、その撮像した画像を繋げるための対応点がオクルージョンにより正確に検出できないため、各カメラで撮像した映像を繋げて1つの映像としても、カメラ間の繋ぎ目が目立ってしまうという問題があった。
また、被写体、撮像条件を変更する場合にすべてのカメラのアイリス量、画角及びフォーカス位置を変更する必要があったため、非常に手間と時間がかかっていた。
また、非特許文献1に記載のプリズムを用いた撮像装置では、レンズへ入射される入射光の一部しか撮像素子における光電変換に使用されていなかったので、感度が低かった。
また、非特許文献1に記載のプリズムを用いた撮像装置では、レンズへ入射される入射光の一部しか撮像素子における光電変換に使用されていなかったので、感度が低かった。
本発明は、前記問題点に鑑み創案されたもので、映像内のカメラ間の繋ぎ目が目立たず、かつ、撮像装置の感度が低下しない撮像装置を提供することを目的とする。
請求項1に係る撮像装置は、被写体から所定距離を隔てて配置された第1レンズと、この第1レンズから所定距離隔てて、かつ、前記第1レンズから出射される光の光路上に配置された結像手段と、この結像手段から所定距離隔てて、かつ、前記結像手段に結像された前記被写体の像に対向した同一平面上に配置された複数の第2レンズからなるレンズ群と、このレンズ群から所定距離隔てて、かつ、前記レンズ群に対向した同一平面上に配置された複数の撮像手段とを備える。
請求項1に係る撮像装置によれば、被写体の像が、第1レンズにより、結像手段に結像され、この結像手段に結像された被写体の像が、複数の第2レンズにより、複数の撮像手段に結像され、複数の撮像手段により撮像される。
ここで、レンズ群が被写体の像に対向するとは、被写体の像が結像される結像手段と、レンズ群を構成する複数の第2レンズが配置される平面が平行な場合だけでなく、レンズ群が、結像手段に結像された被写体の像から出射される光を入射することができれば、被写体の像が結像される結像手段と、レンズ群を構成する複数の第2レンズが配置される平面がなす角度は問わない。また、レンズ群が、結像手段に結像された被写体の像から出射される光の一部を入射することができる場合であっても、被写体の像が結像される結像手段と、レンズ群を構成する複数の第2レンズが配置される平面がなす角度は問わない。
また、被写体の像が結像される結像手段とレンズ群が対向するとは、レンズ群が、結像手段に結像された被写体の像から出射される光を入射することができればよく、また、レンズ群が、結像手段に結像された被写体の像から出射される光の一部を入射することができる場合であってもよい。
また、撮像手段がレンズ群に対向するとは、レンズ群を構成する複数の第2レンズが配置される平面と、複数の撮像手段が配置される平面が平行な場合だけではなく、複数の撮像手段にレンズ群を構成する複数の第2レンズから出射される光が入射することができれば、レンズ群を構成する複数の第2レンズが配置される平面と、撮像手段が配置される平面がなす角度は問わない。また、複数の撮像手段にレンズ群を構成する複数の第2レンズから出射される光の一部が入射することができる場合であっても、レンズ群を構成する複数の第2レンズが配置される平面と、撮像手段が配置される平面がなす角度は問わない。
また、撮像手段と第2レンズが対向するとは、撮像手段がレンズ群を構成する複数の第2レンズから出射される光を入射することができればよく、撮像手段がレンズ群を構成する複数の第2レンズから出射される光の一部を入射することができる場合であってもよい。
請求項2に係る撮像装置は、請求項1に記載の撮像装置であって、前記結像手段が、透過型スクリーンであることを特徴とする。
請求項2に係る撮像装置によれば、透過型スクリーンに結像された被写体の像が、透過型スクリーンからみて第1レンズとは反対側に配置された第2レンズにより、透過型スクリーンからみて第1レンズとは反対側に配置された撮像手段に結像され、撮像手段により撮像される。
ここで、透過型スクリーンとは、観察者が、被写体を結像した面とは反対側の方向から、被写体を結像した面とは反対側の面を見ても、結像した被写体の像を観察することができるスクリーンをいう。
請求項3に係る撮像装置は、請求項1に記載の撮像装置であって、前記結像手段が、反射型スクリーンであることを特徴とする。
請求項3に係る撮像装置によれば、反射型スクリーンに結像された被写体の像が、反射型スクリーンからみて、第1レンズと同じ側に配置された第2レンズにより、反射型スクリーンからみて、第1レンズと同じ側に配置された撮像手段に結像され、撮像手段により撮像される。
ここで、反射型スクリーンとは、観察者が、被写体を結像した面と同一の方向から被写体を結像した面を見た場合に、結像した被写体の像を観察することができるスクリーンをいう。
請求項4に係る撮像装置は、請求項1に記載の撮像装置であって、前記結像手段が、ファイバーオプティックプレートであることを特徴とする。
請求項4に係る撮像装置によれば、結像手段がファイバーオプテックプレートであるので、第1レンズにより被写体の像が結像されるファイバーオプテックプレートの面と、第2レンズに光が出射されるファイバーオプテックプレートの面を平行にする必要をなくすことができる。
ここで、ファイバーオプティックプレートとは、数ミクロンの光ファイバを束にした光学デバイスで、レンズに代わる光学素子として、光や像を高効率、低歪みで伝達するものである。
ここで、ファイバーオプティックプレートとは、数ミクロンの光ファイバを束にした光学デバイスで、レンズに代わる光学素子として、光や像を高効率、低歪みで伝達するものである。
請求項5に係る撮像装置は、請求項1または請求項2に記載の撮像装置であって、前記結像手段と前記レンズ群の間にあって、前記結像手段からの光路上に像側テレセントリック光学系を備えた。
請求項5に係る撮像装置によれば、像側テレセントリック光学系を備えたことにより、主光線がレンズ光軸に対し像側で平行にすることができる。従って、複数のカメラを隣り合わせて配置しても各カメラの撮像映像に視差が生じない。
ここで、像側テレセントリック光学系とは、像側の主光線がレンズ光軸に対して平行である光学系をいう。
ここで、像側テレセントリック光学系とは、像側の主光線がレンズ光軸に対して平行である光学系をいう。
請求項6に係る撮像装置は、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の撮像装置であって、前記結像手段が、イメージインテンシファイヤを備えた。
請求項6に係る撮像装置によれば、イメージインテンシファイヤにより、結像手段に結像された被写体の像について光電効果で生じた電子を増幅することができる。
ここで、イメージインテンシファイヤとは、一端に感光性の電子放出器を、他端に蛍光板を持った電子管である。また、イメージインテンシファイヤは、管の内側の電子レンズが像をリレーして、受光した光を数万倍に増幅する装置である。
ここで、イメージインテンシファイヤとは、一端に感光性の電子放出器を、他端に蛍光板を持った電子管である。また、イメージインテンシファイヤは、管の内側の電子レンズが像をリレーして、受光した光を数万倍に増幅する装置である。
請求項7に係る撮像装置は、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の撮像装置であって、前記撮像手段で撮像された画像をアフィン変換するアフィン変換手段と、このアフィン変換手段でアフィン変換された画像について隣接する画像同士を合成する画像合成手段とを備える。
請求項7に係る撮像装置によれば、撮像手段に撮像された画像をアフィン変換し、隣接する撮像手段よりに撮像された画像との対応点を検出して、検出した対応点に基づいて、隣接する撮像手段により撮像された画像を合成する。
請求項1、請求項2または請求項3に係る発明によれば、第1レンズにより、結像手段に、3次元空間を2次元画像として結像して、この結像手段に結像された2次元画像を、第2レンズにより撮像手段に結像して、撮像手段が撮像するので、2次元画像では、レンズと撮像手段を備えるカメラの撮像位置が異なっていても、オクルージョンの問題が発生しないので、映像のカメラ間の繋ぎ目が目立たなくすることができる。
また、請求項1、請求項2及び請求項3に係る発明によれば、被写体、撮像条件を変更しても、第1レンズと結像手段についてアイリス量を変更して、結像手段に結像される被写体の像の明るさを一定にすれば、第2レンズと撮像手段についてアイリス量を変更する必要をなくすことができる。また、第1レンズと結像手段について画角及びフォーカス位置を変更して、結像手段に結像される被写体の像の大きさを一定にして、被写体にピントを合わせれば、被写体が結像される結像手段と第2レンズ及び撮像手段の位置は一定であるので、第2レンズと撮像手段について画角及びフォーカス位置を変更する必要をなくすことができる。従って、手間と時間を大幅に短縮することができる。さらに、第1レンズに入射する光を効率よく撮像手段に入射させることができるので、撮像装置の感度が低下しない。
請求項4に係る発明によれば、第1レンズにより被写体の像が結像される面と、第2レンズに光が出射する面を平行にする必要がないので、撮像装置の小型化などを図ることができる。
請求項5に係る発明によれば、主光線がレンズの光軸に対し被写体の像側で平行にすることができる。つまり、画角が限り無く0度に近いため被写体が上下しても、寸法変動や位置変動がなく測定誤差を発生させない。
請求項6に係る発明によれば、イメージインテンシファイヤが、光電効果により生じた電子を増幅するので、撮像装置の感度をより向上させることができる。
請求項7に係る発明によれば、対応点を正確に検出することができ、正確な対応点に基づいて、各カメラで撮像した映像を繋げることができるので、映像内のカメラ間の繋ぎ目をより目立たなくすることができる。
[第1の実施形態]
以下、本発明の第1の実施形態である撮像装置について、図面を参照して説明する。なお、本実施の形態では、静止画像を撮像する場合について説明する。参照する図1は、第1の実施形態である撮像装置を示す概略図である。図1に示すように、撮像装置10は、第1レンズ1、レンズ群3、撮像手段4、透過型スクリーン(結像手段)5及び画像処理手段7を備える。
以下、本発明の第1の実施形態である撮像装置について、図面を参照して説明する。なお、本実施の形態では、静止画像を撮像する場合について説明する。参照する図1は、第1の実施形態である撮像装置を示す概略図である。図1に示すように、撮像装置10は、第1レンズ1、レンズ群3、撮像手段4、透過型スクリーン(結像手段)5及び画像処理手段7を備える。
第1レンズ1は、本実施の形態では、凸レンズであり、被写体から出射される光の光路上にあって、被写体から所定距離隔てて配置されている。透過型スクリーン5は、第1レンズ1に対向しており、かつ、第1レンズ1から出射される光の光路上にあって、第1レンズ1から所定距離隔てて配置されている。また、透過型スクリーン5は、第1レンズ1により被写体の像を結像されるものである。ここで、被写体から第1レンズ1までの距離をL1、第1レンズ1から透過型スクリーン5までの距離をL2、第1レンズ1の焦点距離をf1とすると以下の式(1)を満たす。ただし、式(1)を正確には満たさなくても、透過型スクリーン5が焦点深度内に配置され、被写体が被写界深度内に配置されていればよい。
1/L1+1/L2=1/f1・・・(1)
レンズ群3は、同一平面上に配置された、同一の焦点距離を有する複数の第2レンズ2からなる。またレンズ群3は、透過型スクリーン5に対向しており、かつ、透過型スクリーン5に結像されて被写体の像から出射される光の光路上にあって、透過型スクリーン5から所定距離隔てて配置されている。また、第2レンズ2は、本実施の形態では凸レンズである。
撮像手段4は、レンズ群3に対向しており、かつ、レンズ群3から出射される光の光路上にあって、レンズ群3から所定距離隔てて配置されている。また、撮像手段4は、レンズ群3により結像される被写体の像を、オーバーラップ領域を含めて撮像するものであり、本実施の形態では、CCD(Charge Coupled Device)センサである。また、第2レンズ2と撮像手段4の数は同じである。ここで、透過型スクリーン5からレンズ群3までの距離をL3、レンズ群3から撮像手段4までの距離をL4、第2レンズ2の焦点距離をf2とすると、以下の式(2)を満たす。ただし、式(2)を正確には満たさなくても、撮像手段4が焦点深度内に配置され、透過型スクリーン5が被写界深度内に配置されていればよい。
1/L3+1/L4=1/f2・・・(2)
画像処理手段7は、各第2レンズにより各撮像手段4により撮像された画像を合成して合成画像とするものである。以下画像処理手段7について図2を用いて説明する。ここで、図2は、画像処理手段を示すブロック図である。
図2に示すように、画像処理手段7は、アフィン変換手段7a、画像合成手段7bからなる。アフィン変換手段7aは、各撮像手段4により撮像された画像をアフィン変換することにより画像を補正して画像の対応点を検出しやすくして対応点を検出するものである。
ここで対応点とは、隣接する2枚の画像が対応する境界線上の点をいう。画像合成手段7bは、アフィン変換手段7aにより対応点が検出された画像を、この対応点に基づいて、隣接する画像同士を合成して合成画像とするものである。画像データ処理手段7は、パーソナルコンピュータなどである。
次に、図3を参照して、本実施の形態に係る撮像装置10の動作について説明する。参照する図3は、第1の実施形態に係る撮像装置の動作を示すフローチャートである。撮像装置10の第1レンズ1が、被写体の像を透過型スクリーン5に結像する(ステップS1)。次に、レンズ群3の第2レンズ2が、透過型スクリーン5に結像された被写体の像を撮像手段4に結像して、撮像手段4がオーバーラップ領域を含めて、被写体の像を撮像する(ステップS2)。
撮像手段4で撮像された画像が、画像処理手段7のアフィン変換手段7aに出力され、出力された画像を、アフィン変換手段7aがアフィン変換することにより出力された画像の補正を行う(ステップS3)。アフィン変換手段7aがアフィン変換された画像について隣接する画像の対応点を検出する(ステップS4)。また、画像合成手段7bが検出された対応点に基づいて隣接する画像を合成する(ステップS5)。そして、すべての画像を合成したかどうか判断する(ステップS6)。すべての画像を合成したと判断した場合(Yes)には処理を終了し、すべての画像を合成していないと判断した場合(No)にはステップS4に戻って処理を続ける。
第1の実施形態に係る撮像装置によれば、3次元の被写体が第1レンズ1により、透過型スクリーン5に、2次元の被写体の像として結像され、この透過型スクリーン5に結像された2次元の被写体の像を、第2レンズ2により撮像手段4に結像して、撮像手段4が撮像するので、2次元画像では、第2レンズ2と撮像手段4を備えるカメラの撮像位置が異なっていても、オクルージョンの問題が発生しないので、映像のカメラ間の繋ぎ目を目立たなくすることができる。
また、被写体、撮像条件が変わっても、第1レンズ1と透過型スクリーン5についてのみアイリス量、画角及びフォーカス位置を変更する必要があり、第2レンズ2と撮像手段4についてアイリス量、画角及びフォーカス位置を変更する必要がないので、手間と時間を大幅に短縮することができる。さらに、レンズに入射される入射光の利用効率を大幅に向上できるので、撮像装置10の感度が低下しない。
なお、本実施の形態では静止画像を撮像する場合について説明したが、動画像についても撮像することができる。また、同一の被写体について、第2レンズ毎の撮像タイミングをずらして撮像手段により撮像して、撮像された画像を撮像順に並べて再生することにより、高速度の動きを有する被写体を鮮明に再生することができる。
また、透過型スクリーンにイメージインテンシファイヤを設けてもよい。イメージインテンシファイヤを設けることにより、撮像感度が向上する。また、本実施の形態では、撮像手段をCCDセンサとしたが、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサなどであってもよい。また、第1レンズ、第2レンズは、複数のレンズを組み合わされたレンズ系などであってもよい。また、本実施の形態では、第2レンズを5個としたが、複数であればよい。
[第2の実施形態]
以下、本発明の第2の実施形態である撮像装置について、図面を参照して説明する。なお、第1の実施形態に係る撮像装置と同一の構成については同一の符号を付して、その説明は省略する。ここで参照する図4は、第2の実施形態に係る撮像装置を示す概略図である。
以下、本発明の第2の実施形態である撮像装置について、図面を参照して説明する。なお、第1の実施形態に係る撮像装置と同一の構成については同一の符号を付して、その説明は省略する。ここで参照する図4は、第2の実施形態に係る撮像装置を示す概略図である。
図4に示すように、撮像装置20は、第1レンズ1、ファイバーオプティックプレート(結像手段)25、レンズ群3、撮像手段4及び画像処理手段7を備えている。ファイバーオプティックプレート25は、第1レンズ1により被写体の像が結像される面とレンズ群3に対して被写体の像の光を出射する面とを備える。ファイバーオプティックプレート25の第1レンズ1側の面は、第1レンズ1に対向しており、かつ、第1レンズ1から出射される光の光路上にあって、第1レンズ1から所定距離隔てて配置されている。また、レンズ群3は、ファイバーオプティックプレート25のレンズ群3側の面と対向しており、ファイバーオプティックプレート25のレンズ群3側の面から出射される光の光路上にあって、ファイバーオプティックプレート25のレンズ群3側の面から所定距離隔てて配置されている。
ここで、被写体から第1レンズ1までの距離をL5、第1レンズ1からファイバーオプティックプレート25の第1レンズ1側の面までの距離をL6、第1レンズ1の焦点距離をf3とすると以下の式(3)を満たす。ただし、式(3)を正確には満たさなくても、ファイバーオプティックプレート25の第1レンズ1側の面が焦点深度内にあり、被写体が被写界深度内に配置されていればよい。
1/L5+1/L6=1/f3・・・(3)
また、ファイバーオプティックプレート25のレンズ群3側の面からレンズ群3までの距離をL7、レンズ群3から撮像手段4までの距離をL8、第2レンズ2の焦点距離をf4とすると以下の式(4)を満たす。ただし、式(4)を正確には満たさなくても、撮像手段4が焦点深度内にあり、ファイバーオプティックプレート25のレンズ群3側の面が被写界深度内にあればよい。
1/L7+1/L8=1/f4・・・(4)
ファイバーオプティックプレート25は、被写体の像を結像する面と被写体の像からの光を出射する面とが平行でなくてもよいので、結像手段にファイバーオプティックプレート25を用いることにより第1レンズ1により被写体の像が撮像される面と、第2レンズ2に光を出射する面を平行にする必要がないので、撮像装置の小型化などを図ることができる。
[第3の実施形態]
以下、本発明の第3の実施形態である撮像装置について、図面を参照して説明する。なお、第1の実施形態に係る撮像装置と同一の構成については同一の符号を付して、その説明は省略する。ここで参照する図5は、第3の実施形態に係る撮像装置を示す概略図である。
以下、本発明の第3の実施形態である撮像装置について、図面を参照して説明する。なお、第1の実施形態に係る撮像装置と同一の構成については同一の符号を付して、その説明は省略する。ここで参照する図5は、第3の実施形態に係る撮像装置を示す概略図である。
図5に示すように、撮像手段30は、第1レンズ1、第1フィールドレンズ31(結像手段)、像側テレセントリック光学系39、第2フィールドレンズ32、レンズ群3、撮像手段4及び画像処理手段7を備える。
第1フィールドレンズ31は、像側テレセントリック光学系39の開口部38bに被写体から出射される光を集光するものである。また、第1フィールドレンズ31は、像側テレセントリック光学系39の開口部38bに被写体から出射される光を効率よく集めるためのものである。また、第1フィールドレンズ31は、第1レンズ1により被写体の像を結像されるものである。また、第1フィールドレンズ31は、第1レンズ1に対向しており、かつ、第1レンズ1から出射される光の光路上にあって、第1レンズ1から所定距離隔てて配置されている。ここで、被写体から第1レンズ1までの距離をL9、第1レンズ1から第1フィールドレンズ31までの距離をL10、第1レンズ1の焦点距離をf5とすると以下の式(5)を満たす。ただし、式(5)を正確に満たさなくても、第1フィールドレンズ31が焦点深度内にあり、被写体が被写界深度内に配置されていればよい。
1/L9+1/L10=1/f5・・・(5)
像側テレセントリック光学系39は、開口部38bを有する遮蔽物38aと凸レンズ38cからなる。遮蔽物38aは、第1フィールドレンズ31に対向しており、第1フィールドレンズ31に結像された被写体の像から出射される光の光路上にあって、第1フィールドレンズ31から所定距離隔てて配置されている。また、遮蔽物38aの開口部38bは第1レンズ1、第1フィールドレンズ31、凸レンズ38c及び第2フィールドレンズ32の光軸上に開口されている。
第1レンズ1から第1フィールドレンズ31までの距離をL10、第1フィールドレンズ31から遮蔽物38aまでの距離をL11、第1フィールドレンズ31の焦点距離をf6とすると以下の式(6)を満たす。ただし、式(6)を正確に満たさなくても、遮蔽物38aが焦点深度内にあり、第1フィールドレンズ31が被写界深度内に配置されていればよい。
1/L10+1/L11=1/f6・・・(6)
凸レンズ38cは、遮蔽物38aに対向しており、かつ、開口部38bから出射される光の光路上にあって、開口部38bから凸レンズ38cの焦点距離f7隔てて配置されている。また、第2フィールドレンズ32は、撮像手段4(レンズ群3)に、像側テレセントリック光学系39から出射される光を集光するためのものである。また、第2フィールドレンズ32は、撮像手段4に、像側テレセントリック光学系39から出射される光を効率良く集光するためのものである。また、第2フィールドレンズ32は、凸レンズ38cに対向しており、かつ、凸レンズ38cから出射される光の光路上にあって、凸レンズ38cから所定距離隔てて配置されている。ここで第1フィールドレンズ31から凸レンズ38cまでの距離をL12、凸レンズ38cから第2フィールドレンズ32までの距離をL13、凸レンズ38cの焦点距離をf7とすると以下の式(7)を満たす。ただし、式(7)を正確に満たさなくても、第1フィールドレンズ31が焦点深度内にあり、第2フィールドレンズ32が被写界深度内に配置されていればよい。
1/L12+1/L13=1/f7・・・(7)
本実施の形態に係る撮像装置は、像側テレセントリック光学系39により、凸レンズ38cと第2フィールドレンズ32との間で、主光線をレンズ光軸に対し平行にすることができる。つまり、複数のカメラを隣り合わせて配置しても各カメラの撮像映像に視差が生じない。
なお、本実施の形態では、第1フィールドレンズ31と第2フィールドレンズ32を設けたが、第1フィールドレンズ31と第2フィールドレンズ32を設けなくてもよい。また、凸レンズ38c、第1フィールドレンズ31及び第2フィールドレンズ32は複数のレンズを組み合わせたレンズ系であってもよい。また、本実施の形態では、第2レンズ2を3個としているが、複数であればよい。
[第4の実施形態]
以下、本発明の第4の実施形態である撮像装置について、図面を参照して説明する。なお、第1の実施形態である撮像装置と同一の構成については同一の符号を付して、その説明は省略する。ここで参照する図6は、第4の実施形態に係る撮像装置を示す概略図である。
以下、本発明の第4の実施形態である撮像装置について、図面を参照して説明する。なお、第1の実施形態である撮像装置と同一の構成については同一の符号を付して、その説明は省略する。ここで参照する図6は、第4の実施形態に係る撮像装置を示す概略図である。
図6に示すように、撮像装置40は、凸レンズ47、第1レンズ1、反射型スクリーン(結像手段)45、レンズ群3、撮像手段4及び画像処理手段7を備える。凸レンズ47は、被写体から出射される光を屈折させて第1レンズ1に入射させるものであって、被写体から出射される光の光路上にあって、被写体から所定距離隔てて配置されている。第1レンズ1は、凸レンズ47から出射される光を屈折させて反射型スクリーン45に入射させるものであって、凸レンズ47に対向しており、かつ、凸レンズ47から出射される光の光路上にあって、凸レンズ47から所定距離隔てて配置されている。
反射型スクリーン45は、第1凸レンズ1から出射される光を反射させて、レンズ群3に反射した光を入射させるものであって、第1凸レンズ1に対向しており、かつ、第1凸レンズ1から出射される光の光路上にあって、第1凸レンズ1から所定距離隔てて配置されている。レンズ群3は、反射型スクリーン45に対向しており、かつ、反射型スクリーン45が反射する光の光路上にあって、反射型スクリーン45から所定距離隔てて配置されている。撮像手段4は、レンズ群3からの光路上にあって、レンズ群3から所定距離隔てて配置されている。
ここで、被写体から凸レンズ47までの距離をL14、凸レンズ47から、凸レンズ47と第1レンズ1の間の被写体の像までの距離をL15、凸レンズ47の焦点距離をf8とすると以下の式(8)を満たす。ただし、式(8)を正確には満たさなくても、凸レンズ47と第1レンズ1の間の被写体の像が焦点深度内に配置され、被写体が被写界深度内に配置されていればよい。
1/L14+1/L15=1/f8・・・(8)
また、凸レンズ47と第1レンズ1の間の被写体の像から第1レンズ1までの距離をL16、第1レンズ1から反射型スクリーン45までの距離をL17、第1レンズ1の焦点距離をf9とすると以下の式(9)を満たす。ただし、式(9)を正確に満たさなくても、反射型スクリーン45が焦点深度内に配置され、凸レンズ47と第1レンズ1の間の被写体の像が被写界深度内に配置されていればよい。
1/L16+1/L17=1/f9・・・(9)
また、反射型スクリーン45からレンズ群3までの距離をL18、レンズ群3から撮像手段4までの距離をL19、第2レンズ2の焦点距離をf10とすると以下の式(10)を満たす。ただし、式(10)を正確に満たさなくても、撮像手段4が焦点深度内に配置され、反射型スクリーン45が被写界深度内に配置されていればよい。
1/L18+1/L19=1/f10・・・(10)
第4の実施形態に係る撮像装置によれば、被写体の像が、反射型スクリーン45からみて、第1レンズ1と同じ側に配置された第2レンズ2により、反射型スクリーン45からみて、第1レンズ1と同じ側に配置された撮像手段4に結像され、撮像手段4により撮像されるので、3次元空間を2次元画像として撮像しても、レンズと撮像手段を備える各カメラの撮像位置が異なることによるオクルージョンの問題が発生せず、映像内のカメラ間の繋ぎ目を目立たなくすることができる。
なお本実施の形態では、凸レンズ47を1枚の凸レンズとしたが、2以上の凸レンズを設けて、被写体から出射される光を徐々に屈折させてもよい。また、凸レンズ47を複数のレンズからなるレンズ系としてもよい。
1 第1レンズ
2 第2レンズ
3 レンズ群
4 撮像手段
5 透過型スクリーン
7 画像処理手段
7a アフィン変換手段
7b 画像合成手段
10、20、30、40 撮像装置
25 ファイバーオプティックプレート
31 第1フィールドレンズ
39 像側テレセントリック光学系
45 反射型スクリーン
47 凸レンズ
2 第2レンズ
3 レンズ群
4 撮像手段
5 透過型スクリーン
7 画像処理手段
7a アフィン変換手段
7b 画像合成手段
10、20、30、40 撮像装置
25 ファイバーオプティックプレート
31 第1フィールドレンズ
39 像側テレセントリック光学系
45 反射型スクリーン
47 凸レンズ
Claims (7)
- 被写体から所定距離を隔てて配置される第1レンズと、
この第1レンズから所定距離隔てて、かつ、前記第1レンズから出射される光の光路上に配置された結像手段と、
この結像手段から所定距離隔てて、かつ、前記結像手段に結像された前記被写体の像に対向した同一平面上に配置された複数の第2レンズからなるレンズ群と、
このレンズ群から所定距離隔てて、かつ、前記レンズ群に対向した同一平面上に配置された複数の撮像手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。 - 前記結像手段が、透過型スクリーンであることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記結像手段が、反射型スクリーンであることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記結像手段が、ファイバーオプテックプレートであることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
- 前記結像手段と前記レンズ群の間にあって、前記結像手段からの光路上に像側テレセントリック光学系を設けたことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の撮像装置。
- 前記結像手段が、イメージインテンシファイヤを備えたことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の撮像装置。
- 前記撮像手段で撮像された画像をアフィン変換するアフィン変換手段と、
このアフィン変換手段でアフィン変換された画像について隣接する画像同士を合成する画像合成手段と、
を備えることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の撮像装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003386474A JP2005151206A (ja) | 2003-11-17 | 2003-11-17 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003386474A JP2005151206A (ja) | 2003-11-17 | 2003-11-17 | 撮像装置 |
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JP2003386474A Pending JP2005151206A (ja) | 2003-11-17 | 2003-11-17 | 撮像装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2005151206A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007181184A (ja) * | 2005-12-02 | 2007-07-12 | Sony Corp | 撮像装置および撮像方法、並びに撮像装置の設計方法 |
WO2009072596A1 (ja) * | 2007-12-07 | 2009-06-11 | Sony Corporation | 画像処理装置、動画再生装置、これらにおける処理方法およびプログラム |
-
2003
- 2003-11-17 JP JP2003386474A patent/JP2005151206A/ja active Pending
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US8570390B2 (en) | 2007-12-07 | 2013-10-29 | Sony Corporation | Image processing apparatus, dynamic picture reproduction apparatus, and processing method and program for the same |
US9402015B2 (en) | 2007-12-07 | 2016-07-26 | Sony Corporation | Image processing apparatus, dynamic picture reproduction apparatus, and processing method and program for the same |
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