JP2006014291A - 撮影システムおよび撮影方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】本発明の撮影システムは、所定の撮影時空間を撮影するための撮影システムであり、所定の撮影時空間を撮像する少なくとも2つの焦点距離が異なる撮像モジュールを有し、各撮像モジュールは、各撮像モジュールは、焦点距離が短い撮像モジュールより、焦点距離が長い撮像モジュールの方が高倍率に撮影倍率が設定されている。
【選択図】図1
Description
このように広角レンズまたは魚眼レンズを用いることにより、広い範囲の領域内の撮影対象や被写体を撮影することができるので、広い範囲の撮影対象の全情報を記録することが可能である。
特に、撮影システムにおいて超高精細画像を得るために、ズームレンズを取り付けたカメラをパン軸回転ステージおよびチルト軸回転ステージを用いてパンおよびチルト方向に回転させるとともに、ズーム動作およびフォーカス動作を行い、広い撮影範囲で撮影し、撮影された複数の画像を合成して空間画像を得ることも行われている(特許文献1参照)。
また、スポーツイベントの撮影または中継のために複数台のカメラを設置する場合には、各カメラにオペレータが必要である。また、選手の動きなどに、オペレータが追従できない場合には、シーンの情報が得られないという問題点がある。
さらに、カメラを自動またはオペレータによりチルトまたはパニングさせて広い範囲の空間を撮影する場合、広範囲な空間の画像、特に、特許文献1に開示の撮影システムにおいては、ズームレンズを取り付けたカメラを用いるので、広範囲な高精細な画像を得ることができるが、同時に撮影可能な視野が広くなるわけではない。このため、このような場合には、特許文献1に開示の撮影システムも含め、カメラがチルトまたはパニングにより撮影される範囲内であっても、それぞれ別箇所で発生した事象を捉えることができないという問題点がある。
ここで、本発明においては、前記各撮像モジュールは、前記撮影時空間内において、同一対象物を撮影した場合、同じ大きさの対象物画像となるように配置してもよい。
さらに、本発明においては、合焦範囲は、同一対象物が鮮明に撮像できるものであってもよい。
また、本発明においては、前記各撮像モジュールは、焦点距離毎に複数設けられ、焦点距離が異なる撮像モジュール毎に前記撮影方向と直交する方向に2次元的に広がる撮影範囲を撮影することが好ましい。
また、本発明においては、前記撮像モジュールのうち、焦点距離が長い撮像モジュールは、焦点距離が短い撮像モジュールに比して密に配置されていることが好ましい。
本発明においては、例えば、前記各撮像モジュールは、前記撮影時空間内において、同一対象物を撮影した場合、同じ大きさの対象物画像となるように撮影倍率を設定してもよい。
また、本発明においては、前記撮像モジュールは、焦点距離毎に撮影距離が設定されていることが好ましい。
また、本発明においては、前記焦点距離が短い第1の撮像モジュールによる第1の撮影範囲は、前記焦点距離が長い第2の撮像モジュールによる第2の撮影範囲よりも大きいことが好ましい。
また、本発明においては、前記撮像モジュールは、撮影対象の画像を光電変換して前記撮影対象の画像データを取得する光電変換素子を有することが好ましい。
ここで、本発明においては、前記各撮像モジュールは、前記撮影時空間内において、同一対象物を撮影した場合、同じ大きさの対象物画像となるように配置してもよい。
これにより、本発明の撮影システムおよび撮影方法によれば、最適のシャッターチャンスを逃すことがなくなる。また、ズーム機構およびオートフォーカス機構などのレンズの駆動機構が不要になるため、構成を簡素化することができる。このように、本発明の撮影システムおよび撮影方法によれば、画像記録を容易に行うことができる。
図1は、本発明の第1の実施例に係る撮影システムによる撮影領域を示す模式図である。図2は、本発明の第1の実施例に係る撮影システムを示す模式的ブロック図である。
図1に示すように、撮影システム10には、撮影画像を表示するためのモニタ24が設けられている。
なお、本実施例の撮影システム10においては、所定の撮影空間Sを、後述するように、例えば、14個の撮像モジュール26を用いて、例えば、3種類の撮影距離d1、d2、d3で撮影するものを例にして説明するが、本発明は、特にこれに限定されるものではない。
なお、本実施例においては、撮影領域D2〜D5は、それぞれ1つの撮像モジュールにより撮影される範囲であり、面積が同じである。また、各撮像モジュール26により、撮影距離d1、d2、d3で焦点が合った鮮明な画像が得られることは言うまでもない。
ここで、撮影部12および一時記憶部14は、それぞれ、複数の撮像ユニット12aおよびこれに対応する複数のメモリ14aを備えるものである。
図2に示す撮影システム10は、撮影部12および一時記憶部14を備える撮影手段と、合成部16、記録部18、外部I/F20および制御部22とを備えるデータ処理部とが一体化されている。
さらに、全ての撮像ユニット12aは、撮影タイミングが同期されており、同じタイミングで撮影空間Sを撮影している。この撮影タイミングは、例えば、制御部22による発生されたクロックなどにより同期されている。
撮像モジュール26は、上述したように、撮像ユニット12aが予め設定された合焦位置および撮影対象領域または空間を持ち、この撮影対象領域(空間)内の撮影対象の画像を撮影し、画像信号として得るためのもので、撮像ユニット12aの持つ合焦位置および撮影対象領域または空間を設定するための、所定の焦点距離を持つ結像レンズ34と、結像レンズ34によって結像された撮影対象領域内の撮影画像(画像情報を担持する光を光電変換して)を、画像情報(画像信号)として読み取る撮像素子36とを備える。
なお、撮影部12の詳細な構成、撮像モジュール26、結像レンズ34および撮像素子36の具体的な構成については図5を用いて後に詳細に説明する。
こうして、一時記憶部14は、各メモリ14aに対応する各撮像ユニット12aの撮影画像のデジタル画像データを動画データとして順次連続して取り込むことができる。
このメモリ14aとしては、例えば、SRAM、またはDRAMなどの半導体メモリ、またはこれらを組み合わせたものが用いることができる。
なお、制御部22は、一時記憶部14(メモリ14a)に一時記憶された画像データについて画像処理する画像処理機能を有していても良い。
また、モニタ24は、合成部16で合成されて出力された合成画像のデジタル画像データが入力されて、合成画像の少なくとも一部もしくは全部を表示させるものでもある。
なお、本実施例の撮影システム10においては、撮像モジュール26が複数設けられている。このため、一時記憶部14(メモリ14a)に一時記憶された画像データに基づいて、制御部22の制御により、例えば、モニタ24に、各撮像ユニット12a毎に連続してまたは間欠的にメモリ14aを切り換えて、各撮像ユニット12a(各撮像モジュール26)により得られた画像を表示させる。
撮像ユニット12aにより得られた全ての画像を合成部16により繋げてモニタ24に表示させてもよい。また、合成部16により撮影範囲A1〜A3毎の画像を作成し、これらの合成画像を連続または間欠的にモニタ24に表示させることもできる。
この撮像モジュール26においては、撮像素子36がフレキシブルプリント基板(以下、FPCという)40の表面40a上に実装されている。この撮像素子36を囲むように鏡筒60が設けられている。
また、基板44と、FPC40とは、例えば、ワイヤーボンディング、またはタブボンディングの実装手段により接続されている。
さらに、撮像素子36において、カバーガラス50の上面には、赤外線カットフィルタ52が設けられている。
なお、中心軸Cは、結像レンズ34の光軸と一致している。このように、図5に示す撮像モジュール26は、実質的に撮像ユニット12aを示している。
これ以外にも、このCCDセンサの製造方法としては、シリコンウエハに多数のCCDセンサに対応する受光領域等を形成した後、各CCDセンサに対応して隔壁を、例えば、碁盤目状に形成し、全てのCCDセンサを覆ってカバーガラスを貼着した後に、隔壁48を半分に切断するようにダイシングを行って製造する方法もある。
なお、撮像素子36は、固体撮像素子であれば、特に限定されるものではなく、CMOSセンサを用いることもできる。この撮像素子36に、固体撮像素子を用いることにより、撮像モジュール26を小型化することができる。
ここで、図6は、本発明の第1の実施例に係る撮影システムの撮影モジュールの配置を説明するための模式図である。
本発明においては、撮影部12の撮像ユニット12a(撮像モジュール26)は、例えば、3種類の焦点距離f1〜f3を有するものを用いる。本実施例において、焦点距離f1〜f3は、例えば、f1<f2<f3の関係にある。この場合、撮影倍率も、焦点距離f1<焦点距離f2<焦点距離f3の順に高倍率に設定されている。
このように、本実施例においては、撮影空間Sを撮影するために、合計14個の撮像ユニット12aが設けられており、撮像モジュール12aは、焦点距離が長いものほど密に配置されている。なお、撮影範囲A2、A3における各撮像領域D2〜D14は、撮像領域D1を撮影する撮像ユニット12aの画角に基づく範囲を撮影することができれば、一部が重なっていてもよい。この場合、合成部16により撮影画像が画像処理されて、1枚の画像とされる。
この合焦範囲は、例えば、焦点距離f1〜f3に応じて異なるものである。例えば、図6に示すように、撮影距離d1(焦点距離f1)を撮影する撮像ユニット12aは、合焦範囲δ1を有する。また、撮影距離d2(焦点距離f2)を撮影する撮像ユニット12aは、合焦範囲δ2を有する。撮影距離d3(焦点距離f3)を撮影する撮像ユニット12aは、合焦範囲δ3を有する。
また、本実施例の撮影システム10においては、得られた画像をモニタ24に種々の形態で表示することができ、記録することもできる。さらには、本実施例の撮影システム10においては、撮像モジュール26により撮影された画像を合成することもでき、得られた合成画像をモニタ24に表示させることもできる。
図7は、本発明の第2の実施例に係る撮影システムを示す模式的ブロック図である。
なお、図7に示す撮影システム10aは、図2に示す第1の実施例の撮影システム10と、一時記億部14と合成部16との間に記録部38を備えている点、および撮影手段11aとデータ処理部13aとが分離されている点を除いて、同様の構成を有するものであるので、同一の構成要素には、同一の参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
撮影手段11aは、撮影部12および一時記億部14を備え、データ処理部13aは、記録部38、合成部16、記録部18、外部I/F20および制御部22を備える。
ここで、データ処理部13aの記録部38は、撮影手段11aの一時記憶部14の各メモリ14aに一時的に記憶されたデジタル画像データを読み出して、読み出し書き込み可能に保存するためのものである。
図8は、本発明の第3の実施例に係る撮影システムを示す模式的ブロック図である。
なお、図8に示す撮影システム10bは、記録部38が撮影手段11b側に備えられていて、データ処理部13b側に備えられていない点を除いて、図7に示す第2の実施例の撮影システム10aと、同様の構成を有するものであるので、同一の構成要素には、同一の参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
撮影手段11bは、撮影部12、一時記億部14および記録部38を備え、データ処理部13bは、合成部16、記録部18、外部I/F20および制御部22を備える。
ここで、撮影手段11bの記録部38は、一時記憶部14の各メモリ14aに一時的に記憶されたデジタル画像データを読み出して、読み出し書き込み可能に保存するためのものである。
このため、データ処理部13bの合成部16は、撮影手段11bの記録部38から、複数の撮像モジュールの各々で撮影された画像のデジタル画像データを読み出して、撮影システム10bの撮影空間の撮影方向に対して異なる合焦位置を持つ複数の撮像モジュールで撮影された所定の撮影対象の画像を連続した合成画像として合成する。
従って、例えば、本発明の撮影システム10bをコンビニエンスストアなどの店舗の防犯用として用いる場合に、さらに有効な防犯監視システムとして用いることができる。
本発明の第4の実施例は、本発明の撮影システムをコンビニエンスストアなどの店舗の防犯用の監視システムに適用したものである。
図9は、本発明の第4の実施例に係る撮影システムを示す模式的ブロック図である。
なお、図9に示す撮影システム10cは、図2に示す第1の実施例の撮影システム10と、合成部16および記録部18が設けられていない点、警報部23が設けられている点、一時記憶部14の機能が異なる点、および制御部22の機能が異なる点を除いて、同様の構成を有するものであるので、同一の構成要素には、同一の参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
本実施例の一時記憶部14は、第1の実施例の撮影システム10の記憶部18(図2参照)の機能も兼ねるものである。また、一時記憶部14に記憶された画像データは、制御部22に出力される。一時記憶部14のメモリ14aとしては、例えば、SRAM、またはDRAMなどの半導体記憶素子、ハードディスク、磁気記録テープ、またはこれらを組み合わせたものが用いられる。
本実施例において、画像登録機能を用いて、画像登録する場合には、スキャナまたは各種の記録媒体から登録したい画像を入力し、登録する。このとき、制御部22においては、登録画像の画像特徴量を算出し、登録画像と画像特徴量とを対応付けて保存される。画像特徴量としては、例えば、二値化処理により得られた輪郭画像、または濃度パターンが用いられる。
警報部23において、音声信号を発生するものは、例えば、スピーカであり、このスピーカから警告音が発せられる。また、光信号を発生するものは、例えば、ライトまたはLEDなどの発光素子であり、この発光素子が点灯または点滅させられる。
図10に示すように、撮影システム10cは、撮影部12(図9参照)、および一時記憶部14(図9参照)が、例えば、半球状のシェル構造体である筐体70に収納されて構成されているものである。この筐体70は、例えば、店舗の天井72に取り付けられる。また、各撮像ユニット12aに、接続された各メモリ14a(図9参照)が筐体70内に設けられている。
本実施例においては、極から遠くなるにつれて、撮像ユニット12a(撮像モジュール26)は、焦点距離が長いものが用いられている。例えば、撮像ユニット12aの撮影倍率は、焦点距離が短い撮像モジュールよりも焦点距離が長い撮像モジュールの方が高倍率に設定されている。
なお、本発明においては、一時記憶部14は、必ずしも筐体70内に設ける必要はない。例えば、無線または有線により筐体70の外部に一時記憶部14を設けて接続してもよい。
撮影システム10cにおいて、極(最下部)に設けられた撮影ユニット12aの撮影範囲は、撮影範囲S1である。また、平面αに設けられた撮影ユニット12aの撮影範囲は、撮影範囲S2である。平面βに設けられた撮影ユニット12aの撮影範囲は、撮影範囲S3である。平面γに設けられた撮影ユニット12aの撮影範囲は、撮影範囲S4である。
本実施例においては、例えば、焦点距離が4段階に異なる撮像モジュールが用いられている。撮影範囲S1から撮影範囲S4に向かうにつれて、撮像モジュールは、焦点距離が長いものが用いられている。また、撮影範囲S1から撮影範囲S4に向かうにつれて、撮影範囲が広くなるため、撮影モジュールの数を多く配置する必要がある。さらに、不要な撮像領域の重なりを減らすために、焦点距離が長いものは、焦点距離が短いものよりも上方に配置する必要がある。
また、各平面における撮像モジュールの焦点距離が同じであるため、各モジュールは、中心線Vに対して等距離、すなわち、同一平面の縁部に円状または円弧状に配置する必要がある。
図13に示すように、本実施例においては、各平面α、β、γの縁部に所定のピッチdα、dβ、dγで配置されている。撮像ユニット12aは、焦点距離によらず、各ピッチdα、dβ、dγを同じにし、同じ数均等に配置することより、本発明の効果を達成することができる。しかしながら、この場合、撮像領域の重なりが増加するとともに、撮像モジュールの数が多くなり、記録手段の容量を増やす必要がある。これにより、制御部の負担も多くなる。このため、遠く撮影範囲S4を撮像する撮像ユニット12aの数を多くして、ピッチdγを小さくする。すなわち、撮像モジュールを密に配置する。近くの撮影範囲S2を撮像する撮像ユニット12aの数を少なくして、ピッチdγを大きくする。すなわち、撮像モジュールを疎に配置する。このように、撮影範囲に応じて、撮像モジュールの数を適宜設定することにより、撮像モジュールの数を、死角が生じない状態で最も少なくすることができる。
さらには、玄関の軒先を撮影システムの撮影範囲として、家族について画像登録しておくことにより、家族以外の人が玄関に来た場合には、警報部を作動させるようにしてもよい。また、隣接する家に撮影システムを設置して、相互に不審人物の監視を行うようにすることもできる。
さらに、撮像ユニット(撮像モジュール)を円状に配置しているが、撮像モジュールの配列は、これに限定されるものではない。例えば、エスカレータ、またはエレベータホール、または長方形状の通路を撮影するような場合には、撮像モジュールを直線状に配置しても、本実施例と同様の効果を得ることができる。このように、本発明においては、撮像ユニットは、焦点距離毎に円弧状または直線状に配列されるピッチおよび長さは、撮影対象領域に応じて定めることができる。
また、筐体70の形状も、特に限定されるものではない。撮像モジュールを筐体に直接取り付けるものでなければ、設置する場所に応じた形状にすることができる。
また、本実施例においては、特定の選手を追う場合にも、予め選手の特徴などを入力しておくことにより、複数の撮像モジュールにわたって撮影されても、容易に追跡処理が行える。これにより、視聴者の好みに応じた映像を容易に提供することができる。また、記録された画像を編集し、CD、DVD、またはビデオテープなどの記憶媒体に記録して提供することもできる。
11a,11b 撮影手段
12 撮影部
12a 撮像ユニット
14 一時記億部
14a メモリ
16 合成部
18,38 記録部
20 外部インターフェース(外部I/F)
22 監視部
24 モニタ
26 撮像モジュール
30 アンプ
32 A/D変換器
34 結像レンズ
36 撮像素子
40 フレキシブルプリント基板(FPC)
44 基板
46 受光領域
46a 受光面
50 カバーガラス
60 鏡筒
62 筐体
64 フランジ部
A1〜A3 撮影範囲
D1〜D14 撮影領域
Claims (13)
- 所定の撮影時空間を撮影するための撮影システムであって、
前記所定の撮影時空間を撮像する少なくとも2つの焦点距離が異なる撮像モジュールを有し、
前記各撮像モジュールは、焦点距離が短い撮像モジュールより、焦点距離が長い撮像モジュールの方が高倍率に撮影倍率が設定されていることを特徴とする撮影システム。 - 前記異なる焦点距離を持つ撮像モジュールの各々は、前記撮影時空間内の任意の時点において同じ大きさの対象物を撮影した場合、前記同じ大きさの対象物を鮮明に撮像できる合焦範囲を有するものであり、
前記異なる焦点距離を持つ撮像モジュールの各々は、前記撮影方向における前記合焦範囲が連続するか、または一部が重なるように配置されている請求項1に記載の撮影システム。 - 前記各撮像モジュールは、焦点距離毎に複数設けられ、焦点距離が異なる撮像モジュール毎に前記撮影方向と直交する方向に2次元的に広がる撮影範囲を撮影する請求項1または2に記載の撮影システム。
- さらに、前記各撮像モジュールにより撮影された画像を表示する表示部を有する請求項1に記載の撮影システム。
- 前記撮像モジュールのうち、焦点距離が長い撮像モジュールは、焦点距離が短い撮像モジュールに比して密に配置されている請求項1〜4のいずれか1項に記載の撮影システム。
- 前記各撮像モジュールは、前記撮影時空間内の任意の時点において同じ大きさの対象物を撮影した場合、同じ大きさの対象物画像となるように撮影倍率が設定されている請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮影システム。
- 前記撮像モジュールは、焦点距離毎に撮影距離が設定されている請求項1〜6のいずれか1項に記載の撮影システム。
- 前記焦点距離が同じ全ての撮像モジュールによる撮影範囲が、前記焦点距離毎の前記撮影範囲の各中心が同一線上に位置するように、前記各撮像モジュールが配置されている請求項1〜7のいずれか1項に記載の撮影システム。
- 前記焦点距離が短い第1の撮像モジュールによる第1の撮影範囲は、前記焦点距離が長い第2の撮像モジュールによる第2の撮影範囲よりも小さい請求項8に記載の撮影システム。
- 前記焦点距離が短い第1の撮像モジュールによる第1の撮影範囲は、前記焦点距離が長い第2の撮像モジュールによる第2の撮影範囲よりも大きい請求項8に記載の撮影システム。
- 前記各撮像モジュールは、撮影タイミングが同期している請求項1〜10のいずれか1項に記載の撮影システム。
- 前記撮像モジュールは、撮影対象の画像を光電変換して前記撮影対象の画像データを取得する光電変換素子を有する請求項1〜12のいずれか1項に記載の撮影システム。
- 所定の撮影時空間を撮影するための撮影方法であって、
焦点距離が短い撮像モジュールより、焦点距離が長い撮像モジュールの方が高倍率に撮影倍率が設定されている撮像モジュールを用いて、前記所定の撮影時空間を撮影することを特徴とする撮影方法。
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