JP2008197540A - Wide-angle imaging apparatus - Google Patents

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Kouichi Kugo
耕一 久後
Yoshizumi Nakao
良純 中尾
Takashi Toyoda
孝 豊田
Yasuo Masaki
康生 政木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a panoramic image whose image quality at both ends equals that in the central portion and which is excellent in appearance, in a wide-angle imaging apparatus imaging the panoramic image. <P>SOLUTION: The wide-angle imaging apparatus includes: a center lens 8c receiving light entering from a front area at a field angle of 40°; right and left side lenses 8l and 8r receiving the light entering from right and left areas at a field angle of approximately 40°; right and left 45-degree right-angle prisms 16l and 16r bending the light entering from the right and left areas at a field angle of approximately 40°, to make the light coincide with the optical axis L of the respective side lens 8l or 8r, and guiding the light; diaphragm apertures 13l and 13r limiting the amount of the light entering the right and left side lenses 8l and 8r; and a diaphragm aperture 13c limiting the amount of the light entering the center lens 8c. The wide-angle imaging apparatus is configured so that the diameter of the diaphragm aperture 13c of the center lens 8c is set to be smaller than the diameters of the diaphragm apertures 13l and 13r of the side lenses 8l and 8r and the brightnesses of images formed on a light receiving element 3 by the respective lenses are made almost equal to each other. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、広角撮像装置に関する。   The present invention relates to a wide-angle imaging device.

従来から、画角が120°を超えるようなパノラマ画像や立体画像を得るために、レンズとCCD受光素子等から構成される複数の撮像光学系を備え、その複数の撮像光学系によって撮像された画像を合成してパノラマ画像や立体画像を得る撮像装置が知られている。   Conventionally, in order to obtain a panoramic image or a stereoscopic image with an angle of view exceeding 120 °, a plurality of imaging optical systems including a lens and a CCD light receiving element are provided, and images are captured by the plurality of imaging optical systems. An imaging device that obtains a panoramic image or a stereoscopic image by synthesizing images is known.

例えば、4つの撮影光学系と、該撮影光学系によって結像された被写体像を撮像するCCDと、4つの撮影光学系ごとに透過率の異なったフィルタと、を備え、撮像された4つの像を合成して高ダイナミックレンジの被写体像を得る多眼式カメラが知られている(例えば、特許文献1参照)。   For example, four captured optical systems, a CCD that captures a subject image formed by the photographed optical system, and filters having different transmittances for each of the four captured optical systems, and four captured images. There is known a multi-lens camera that obtains a subject image with a high dynamic range by combining (see, for example, Patent Document 1).

また、複数の撮像部によって撮像された複数の画像間の像の大きさやピント合わせの状態が異ならないようにするために、対象物(被写体)までの距離を計測する距離計測手段を備え、距離計測手段によって計測された距離に基づいて複数の撮像部のピント等を別々に調整する画像入力装置が知られている(例えば、特許文献2参照)。   In addition, in order to prevent the image size and the focusing state between the plurality of images captured by the plurality of imaging units from being different, a distance measuring unit that measures the distance to the object (subject) is provided, and the distance An image input device that separately adjusts the focus and the like of a plurality of imaging units based on the distance measured by the measuring means is known (see, for example, Patent Document 2).

一方、複数の光学ブロックによって構成された複眼光学系と、複数の光学ブロックによって形成される複数の像を撮像する撮像素子と、を備える複眼撮像装置が知られている(例えば、特許文献3及び特許文献4参照)。   On the other hand, a compound-eye imaging device including a compound-eye optical system configured by a plurality of optical blocks and an imaging element that captures a plurality of images formed by the plurality of optical blocks is known (for example, Patent Document 3 and (See Patent Document 4).

さらに、自動車の後方確認用等に用いられるプリズムを備えた全方位画像キャプチャ装置が知られている(例えば、特許文献5参照)。
特開2002−281361号公報 特開2001−148866号公報 特開2005−167443号公報 特開2002−171430号公報 実用新案登録第3118678号公報
Furthermore, an omnidirectional image capture device including a prism used for confirming the rear of an automobile is known (see, for example, Patent Document 5).
JP 2002-281361 A JP 2001-148866 A JP 2005-167443 A JP 2002-171430 A Utility Model Registration No. 3118678

ところで、120°を超える広角の被写角度からの光を1つの光学系によって集光してパノラマ画像を撮像するには、魚眼レンズのような超広角のレンズが必要であり、撮像した画像に大きな樽状の歪が生じるという問題がある。   By the way, in order to pick up a panoramic image by condensing light from a wide-angle object angle exceeding 120 ° by one optical system, a super-wide-angle lens such as a fisheye lens is necessary, and the captured image is large. There is a problem that barrel distortion occurs.

そこで、歪曲収差が小さい画角が40°程度の通常のレンズを用い、少ない光学系によって120°程度の被写角度を撮像するためには、被写角度を略40°ずつ角度がずれた正面領域と正面領域の左右の領域(以下、左右領域という)の3つの領域に分割し、各領域からの光を別々の光学系によって集光することが考えられる。   Therefore, in order to capture a shooting angle of about 120 ° with a small optical system using a normal lens with a small distortion angle of view of about 40 °, the front angle with the shooting angle shifted by about 40 ° is used. It is conceivable that the light is divided into three regions, that is, the left and right regions of the region and the front region (hereinafter referred to as the left and right regions), and the light from each region is collected by separate optical systems.

集光する角度が略40°ずつずれた光学系を構成するためには、各光学系のレンズ自体の向きが互いに40°ずつ傾斜して取付けられた構造が考えられるが、撮像装置全体を小型に設計する上で、微小なレンズを正確に40°ずつ傾斜させて設けることは困難である。撮像装置全体を容易に小型に設計でき、かつ集光する角度が略40°ずつずれた光学系を備える構造としては、特許文献3及び特許文献4に記載されたような複眼撮像装置にプリズムが組合わされた構造が考えられる。   In order to construct an optical system in which the condensing angle is shifted by approximately 40 °, a structure in which the directions of the lenses of each optical system are inclined by 40 ° with respect to each other can be considered. Therefore, it is difficult to provide a minute lens with an inclination of exactly 40 °. As a structure including an optical system in which the entire imaging apparatus can be easily designed to be small and the angle of light collection is shifted by approximately 40 °, a prism is added to the compound-eye imaging apparatus described in Patent Document 3 and Patent Document 4. A combined structure is possible.

具体的には、複眼撮像装置が備える光学レンズアレイの被写体側に集光路を屈曲させるプリズムを配置し、左右領域からの光は、それぞれ該プリズムを経て光学レンズアレイの複数のレンズのうちの2つのレンズに入射させ、正面領域からの光は、プリズムを経ずに他の1つのレンズに入射させる構造が考えられる。   Specifically, a prism that bends the condensing path is disposed on the subject side of the optical lens array provided in the compound eye imaging device, and light from the left and right regions passes through the prism, and 2 of the plurality of lenses of the optical lens array. A structure in which light is incident on one lens and light from the front region is incident on another lens without passing through a prism is conceivable.

ところが、上記構造の撮像装置では、プリズムを経て複眼撮像装置に入射された光によって形成される左右領域の画像と、プリズムを経ずに複眼撮像装置に入射された光によって形成される正面領域の画像とでは、明るさに差異が生じるので、3つの画像を接合するディジタル処理の過程で明るさ補正を施し、3つの画像の明るさをほぼ同等に調整する必要が生じる。   However, in the imaging device having the above structure, the left and right region images formed by the light incident on the compound eye imaging device through the prism and the front region formed by the light incident on the compound eye imaging device without passing through the prism are obtained. Since there is a difference in brightness between images, it is necessary to perform brightness correction in the process of digital processing for joining the three images, and to adjust the brightness of the three images substantially equally.

つまり、プリズムに入射した光は、プリズムの外周面における反射やプリズム内部における散乱によって光量が減少するので、プリズムを経て複眼撮像装置に入射した光によって形成される左右領域の画像の方が、プリズムを経ずに複眼撮像装置に入射した光によって形成される正面領域の画像よりも明るさが少なく、3つの画像を接合して一連のパノラマ画像に再生するためには、左右領域の画像の明るさを補う補正を施す必要がある。   In other words, the amount of light incident on the prism is reduced due to reflection on the outer peripheral surface of the prism and scattering inside the prism, so the left and right image formed by the light incident on the compound-eye imaging device via the prism is more prismatic. In order to join three images and reproduce them into a series of panoramic images, the brightness of the images in the left and right regions is lower than the image in the front region formed by light incident on the compound-eye imaging device without passing through It is necessary to make corrections to compensate for this.

具体的には、ディジタル処理の過程における明るさの補正は、画像の明るさのデータに予め設定された補正定数(通常、1より大きい値)を乗じることによって行われるが、画像の濃度階調は、補正定数に反比例して減少してしまうので、より大きな補正定数が適用される左右領域の画像については、正面領域の画像に比べて濃度階調が大きく低下してしまい、パノラマ画像として3つの画像が接合されたときに、左右領域の画質が正面領域の画質よりも粗く見栄えの悪い画像になってしまう虞がある。   Specifically, brightness correction in the course of digital processing is performed by multiplying image brightness data by a preset correction constant (usually a value greater than 1). Is reduced in inverse proportion to the correction constant, the density gradation of the image in the left and right areas to which a larger correction constant is applied is greatly reduced as compared with the image in the front area. When two images are joined, the image quality in the left and right areas may be coarser than the image quality in the front area, resulting in a poor-looking image.

そこで、本発明は、パノラマ画像を撮像するための広角撮像装置において、広角レンズを使用することなく極力少ない光学系により装置を構成でき、異なる被写角度から入射する光によって形成される別々の画像に明るさを調整するための補正を施した後の画像において濃度階調の大きな差異が生じず、接合部分が目立たずに見栄えのよいパノラマ画像を得ることができ、しかも装置全体が嵩張らずに薄型に構成できる広角撮像装置を提供することを目的とする。   Accordingly, the present invention provides a wide-angle imaging device for capturing a panoramic image, which can be configured with as few optical systems as possible without using a wide-angle lens, and separate images formed by light incident from different shooting angles. In the image after the correction for adjusting the brightness, a large difference in density gradation does not occur, and a good-looking panoramic image can be obtained without conspicuous joint portions, and the entire apparatus is not bulky. It is an object to provide a wide-angle imaging device that can be configured to be thin.

上記目的を達成するために、請求項1の発明は、広角の被写角度から入射する光を、所定の被写角度ごとに集光して焦点平面に複数の像を形成させるレンズ光学系と、前記焦点平面に配置され前記レンズ光学系によって形成される複数の像を電子的な画像情報へ変換する撮像手段と、前記撮像手段によって変換された複数の像の画像情報に明るさ補正を施した上で接合してパノラマ画像に再生する画像再生手段と、を備える広角撮像装置において、前記レンズ光学系が、前記被写角度の正面略40°の領域から入射する光を受光するセンタレンズと、該センタレンズの左右両側に配置され該センタレンズと光軸が平行であって前記被写角度のうち左右のそれぞれ略40°の領域から入射する光を受光する左右のサイドレンズとが一平面上に形成された光学レンズアレイと、前記左右のサイドレンズの光入射側に配置され、前記被写角度のうち左右略40°の領域から入射する光を、前記各サイドレンズの光軸に一致するように屈曲させて前記各サイドレンズへ案内する左右の45°直角プリズム、又は60°−30°直角プリズムと、前記左右の45°直角プリズム、又は60°−30°直角プリズムを経て前記左右のサイドレンズへ入射する光の量を制限するサイドレンズ絞りと、前記センタレンズへ入射する光の量を、前記サイドレンズ絞りよりも大きく制限するセンタレンズ絞りと、を備え、前記撮像手段が、前記光学レンズアレイから所定距離隔てて前記光学レンズアレイに平行に配置され、前記センタレンズ及び左右のサイドレンズによりそれぞれ形成される像を撮像する受光素子アレイから構成され、前記画像再生手段が、前記受光素子アレイによって画像情報に変換された前記被写角度の正面略40°の領域の画像、及び前記被写角度の左右略40°の領域の画像にそれぞれ明るさ補正を施し、明るさ補正を施した画像同士を合成して画角が120°以上のパノラマ画像に再生することを特徴とする。   In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is a lens optical system that collects light incident from a wide angle of view for each predetermined angle of view to form a plurality of images on a focal plane. Imaging means for converting a plurality of images formed on the focal plane and formed by the lens optical system into electronic image information, and performing brightness correction on the image information of the plurality of images converted by the imaging means. And a center lens that receives light incident from a region of approximately 40 ° in front of the object angle. The left and right side lenses, which are disposed on both the left and right sides of the center lens and receive the light incident from approximately 40 ° on the left and right sides of the subject angle, are parallel to the center lens. Formed on The optical lens array is arranged on the light incident side of the left and right side lenses so that light incident from a region of about 40 ° on the left and right sides of the subject angle coincides with the optical axis of each side lens. Left and right 45 ° right-angle prism or 60 ° -30 ° right-angle prism bent and guided to each side lens and the left and right side lenses via the left-right 45 ° right-angle prism or 60 ° -30 ° right-angle prism A side lens aperture that limits the amount of light incident on the center lens, and a center lens aperture that limits the amount of light incident on the center lens larger than the side lens aperture, and the imaging means includes the optical lens. A light receiving device that is arranged in parallel to the optical lens array at a predetermined distance from the array and that captures images formed by the center lens and the left and right side lenses, respectively. The image reproducing means includes an image of a region of approximately 40 ° in front of the shooting angle converted into image information by the light receiving element array, and a region of approximately 40 ° to the left and right of the shooting angle. Each image is subjected to brightness correction, and the images subjected to brightness correction are combined and reproduced as a panoramic image having an angle of view of 120 ° or more.

請求項2の発明は、広角の被写角度から入射する光を、所定の被写角度ごとに集光して焦点平面に複数の像を形成させるレンズ光学系と、前記焦点平面に配置され前記レンズ光学系によって形成される複数の像を電子的な画像情報へ変換する撮像手段と、前記撮像手段によって変換された複数の像の画像情報に明るさ補正を施した上で接合してパノラマ画像に再生する画像再生手段と、を備える広角撮像装置において、前記レンズ光学系が、前記被写角度の正面領域から入射する光を受光するセンタレンズと、該センタレンズの左右両側に配置され該センタレンズと光軸が平行であって前記被写角度内の左右の領域から入射する光を受光する左右のサイドレンズとが一平面上に形成された光学レンズアレイと、前記左右のサイドレンズの光入射側に配置され、前記被写角度内の左右の領域から入射する光を、前記各サイドレンズの光軸に一致するように屈曲させて前記各サイドレンズへ案内するプリズムと、前記プリズムにより案内され前記サイドレンズを経て前記撮像手段へ集光される光の量を制限するサイド光量制限手段と、前記プリズムを経ずに前記センタレンズに直接入射して前記撮像手段へ集光される光の量を、前記サイド光量制限手段よりも大きく制限するセンタ光量制限手段と、を備え、前記撮像手段が、前記光学レンズアレイから所定距離隔てて前記光学レンズアレイに平行に配置され、前記センタレンズ及び左右のサイドレンズによりそれぞれ形成される像を撮像する受光素子アレイから構成され、前記画像再生手段が、前記受光素子アレイによって画像情報に変換された前記被写角度の正面領域の画像、及び前記被写角度の左右領域の画像にそれぞれ明るさ補正を施し、明るさ補正を施した画像同士を合成してパノラマ画像に再生することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a lens optical system that collects light incident from a wide angle of field for each predetermined field angle to form a plurality of images on a focal plane, and is disposed on the focal plane. A panoramic image obtained by joining a plurality of images formed by the lens optical system to electronic image information and image information of the plurality of images converted by the imaging unit after performing brightness correction. In the wide-angle imaging device, the lens optical system is disposed on both the left and right sides of the center lens, and a center lens that receives light incident from a front area at the object angle. An optical lens array in which a lens and an optical axis are parallel, and left and right side lenses that receive light incident from the left and right regions within the angle of field are formed on one plane, and the light of the left and right side lenses Enter And a prism that guides the light incident from the left and right regions within the field angle to the side lenses by bending the light to coincide with the optical axis of the side lenses, and guided by the prisms. Side light quantity limiting means for limiting the amount of light condensed on the imaging means through the side lens, and the amount of light that is directly incident on the center lens and condensed on the imaging means without passing through the prism A center light amount limiting unit that limits the amount of light more than the side light amount limiting unit, and the imaging unit is disposed in parallel to the optical lens array at a predetermined distance from the optical lens array, and A light receiving element array for picking up images formed by the side lenses, and the image reproducing means converts image information into image information by the light receiving element array. Brightness correction is performed on the converted image of the front area at the shooting angle and the image of the left and right areas at the shooting angle, and the images subjected to the brightness correction are combined and reproduced as a panoramic image. Features.

請求項3の発明は、請求項2の発明において、前記サイド光量制限手段及び前記センタ光量制限手段が、それぞれ前記サイドレンズ及び前記センタレンズに近接して配置された絞り開口であることを特徴とする。   According to a third aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, the side light amount limiting unit and the center light amount limiting unit are diaphragm apertures disposed close to the side lens and the center lens, respectively. To do.

請求項4の発明は、請求項2の発明において、前記サイド光量制限手段及び前記センタ光量制限手段が、それぞれ前記サイドレンズ及び前記センタレンズの表面にコーティングされたフィルタであることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, in the second aspect of the invention, the side light amount limiting unit and the center light amount limiting unit are filters coated on the surfaces of the side lens and the center lens, respectively.

請求項1の発明によれば、被写角度の正面略40°の領域から入射する光をセンタレンズで受光し、被写角度のうち左右のそれぞれ略40°の領域から入射する光を左右のサイドレンズで受光するので、広角レンズを使用することなく極力少ない光学系により装置を構成できる。また、左右の45°直角プリズム、又は60°−30°直角プリズムを経て左右のサイドレンズへ入射する光の量を制限するサイドレンズ絞りと、センタレンズへ直接入射する光の量を、サイドレンズ絞りよりも大きく制限するセンタレンズ絞りを備えるので、ディジタル処理の過程において正面領域の画像と左右領域の画像の明るさを調整するための補正定数の値を大差のない値にすることができ、明るさの補正を施した後の正面領域と左右領域の画像間に濃度階調の大きな差が生じず、接合部分が目立たずに見栄えのよいパノラマ画像を得ることができる。   According to the first aspect of the present invention, light incident from a region of approximately 40 ° in front of the shooting angle is received by the center lens, and light incident from approximately 40 ° left and right of the shooting angle is Since the light is received by the side lens, the apparatus can be configured with as few optical systems as possible without using a wide-angle lens. In addition, a side lens aperture that limits the amount of light that enters the left and right side lenses via the left and right 45 ° right angle prisms or 60 ° -30 ° right angle prisms, and the amount of light that is directly incident on the center lens, Since it has a center lens aperture that restricts more than the aperture, the value of the correction constant for adjusting the brightness of the image in the front area and the image in the left and right areas in the process of digital processing can be made a value that does not differ greatly. A large difference in density gradation does not occur between the image of the front area and the left and right areas after the brightness correction is performed, and a panoramic image having a good appearance can be obtained without conspicuous joint portions.

請求項2の発明によれば、被写角度の正面領域から入射する光をセンタレンズで受光し、被写角度のうち左右領域から入射する光を左右のサイドレンズで受光するので、広角レンズを使用することなく極力少ない光学系により装置を構成できる。また、プリズムを経て撮像手段へ集光される光の量を制限するサイド光量制限手段と、センタレンズへ直接入射して撮像手段へ集光される光の量を、サイド光量制限手段よりも大きく制限するセンタ光量制限手段を備えるので、ディジタル処理の過程において正面領域の画像と左右領域の画像の明るさを調整するための補正定数の値を大差のない値にすることができ、明るさの補正を施した後の正面領域と左右領域の画像間に濃度階調の大きな差が生じず、接合部分が目立たずに見栄えのよいパノラマ画像を得ることができる。   According to the second aspect of the present invention, the light incident from the front area of the shooting angle is received by the center lens, and the light incident from the left and right areas of the shooting angle is received by the left and right side lenses. The apparatus can be configured with as few optical systems as possible without using it. Further, the side light quantity limiting means for limiting the amount of light condensed on the imaging means via the prism, and the amount of light directly incident on the center lens and condensed on the imaging means are larger than those of the side light quantity limiting means. Since the center light quantity limiting means for limiting is provided, the value of the correction constant for adjusting the brightness of the image in the front area and the image in the left and right areas in the process of digital processing can be set to a value that does not differ greatly. A large difference in density gradation does not occur between the image of the front area and the left and right areas after the correction, and a panoramic image having a good appearance can be obtained without conspicuous joint portions.

(第1の実施形態)
以下、本発明に係る第1の実施形態について、図1乃至図6を参照して説明する。本実施形態の広角撮像装置1は、図1及び図2に示されるように、120°の被写角度から入射する光を集光して所定の焦点平面に結像させるレンズ光学系2と、レンズ光学系2の焦点平面に配置されレンズ光学系2によって結像される像を電子的な画像情報へ変換する受光素子アレイ(撮像手段)3と、受光素子アレイ3によって変換された画像情報をADコンバータ4を介してディジタル信号として取込むDSP(Digital Signal Processor)5と、DSP5に取込まれた画像情報に歪除去や明るさ補正等の画像処理を施してパノラマ画像に再生するマイクロプロセッサ(画像再生手段)6と、マイクロプロセッサ6によって再生された画像を表示する液晶パネル等の表示装置7とを備える。
(First embodiment)
A first embodiment according to the present invention will be described below with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 and 2, the wide-angle imaging device 1 of this embodiment includes a lens optical system 2 that collects light incident from a shooting angle of 120 ° and forms an image on a predetermined focal plane, A light receiving element array (imaging means) 3 that is arranged on the focal plane of the lens optical system 2 and converts an image formed by the lens optical system 2 into electronic image information, and image information converted by the light receiving element array 3 A DSP (Digital Signal Processor) 5 that is captured as a digital signal via the AD converter 4, and a microprocessor that performs image processing such as distortion removal and brightness correction on the image information captured by the DSP 5 to reproduce a panoramic image ( An image reproducing means) 6 and a display device 7 such as a liquid crystal panel for displaying an image reproduced by the microprocessor 6.

本実施形態のレンズ光学系2は、図1及び図3に示されるように、光軸Lが互いに平行な3行3列の9個の光学レンズ8が1枚の透明基板9の一平面上に形成された光学レンズアレイ11と、光学レンズアレイ11の支持枠12と、支持枠12の上面に形成された絞り開口13l、13c、13rと、各光学レンズ8から出射する光が互いに干渉しないように区画する遮光枠14と、受光素子アレイ3の上方に配置された光学フィルタ15と、光学レンズアレイ11の光入射側において、左右の列の光学レンズ8l、8rにそれぞれ対向して配置された45°直角プリズム16l、16rと、を備える。9個の光学レンズ8は、全て40°の画角を有する。   As shown in FIGS. 1 and 3, the lens optical system 2 of the present embodiment includes nine optical lenses 8 in three rows and three columns whose optical axes L are parallel to each other on one plane of one transparent substrate 9. The optical lens array 11, the support frame 12 of the optical lens array 11, the aperture openings 13l, 13c, 13r formed on the upper surface of the support frame 12, and the light emitted from the optical lenses 8 do not interfere with each other. The light shielding frame 14 partitioned in this way, the optical filter 15 disposed above the light receiving element array 3, and the light incident side of the optical lens array 11 are disposed to face the left and right optical lenses 8 l and 8 r, respectively. And 45 ° right-angle prisms 16l and 16r. The nine optical lenses 8 all have an angle of view of 40 °.

45°直角プリズム16l、16rは、断面が直角二等辺三角形であり、図2に示されるように、光学レンズアレイ11に対して傾斜して配置される。具体的な配置については、後に詳述する。   The 45 ° right-angle prisms 16l and 16r have a right-angled isosceles triangle, and are inclined with respect to the optical lens array 11 as shown in FIG. The specific arrangement will be described in detail later.

光学レンズアレイ11の中央の列の3個の光学レンズ(以下、センタレンズという)8cは、被写角度の正面略40°の領域から入射する光を直接受光し、左右の列の各3個の光学レンズ(以下、サイドレンズという)8l、8rは、被写角度の左右のそれぞれ略40°の領域から入射する光を45°直角プリズム16l、16rを介して受光する。   Three optical lenses (hereinafter referred to as a center lens) 8c in the center row of the optical lens array 11 directly receive light incident from a region of approximately 40 ° in front of the object angle, and each of the three lenses in the left and right rows. The optical lenses (hereinafter referred to as side lenses) 8l and 8r receive light incident from the regions of approximately 40 ° on the left and right of the object angle via 45 ° right-angle prisms 16l and 16r, respectively.

45°直角プリズム16l、16rは、直角を挟む2つの辺16la、16lb、16ra、16rbのうち外側向きの一辺16la、16raから光が入射し、入射した光が斜辺16lc、16rcによって反射されて他の一辺16lb、16rbから出射するように配置される。なお、本明細書においては、プリズムの光が入射する面、光が出射する面等を、光の進行経路を示す側面図(図2)と対比させて説明する都合上、「一辺」、「斜辺」等の用語を用いて示す。   The 45 ° right-angle prisms 16l and 16r receive light from one side 16la and 16ra facing outward from the two sides 16la, 16lb, 16ra and 16rb across the right angle, and the incident light is reflected by the oblique sides 16lc and 16rc. It arrange | positions so that it may radiate | emit from one side 16lb and 16rb. In the present specification, for convenience of describing the light incident surface, the light emitting surface, and the like of the prism in comparison with the side view (FIG. 2) showing the light traveling path, “one side”, “ This is indicated using terms such as “slope side”.

具体的には、45°直角プリズム16l、16rは、図2に示されるように、サイドレンズ8l、8rに対向する一辺16lb、16rbが光学レンズアレイ11に対して25°の角度に傾斜するように配置され、斜辺16lc、16rcが光学レンズアレイ11に対して70°の角度に傾斜するように配置される。これによって、センタレンズ8cから向かって正面方向への略40°の範囲には、45°直角プリズム16l、16rが存在せず、センタレンズ8cへ入射する光が遮られないように構成される。   Specifically, as shown in FIG. 2, the 45 ° right-angle prisms 16l and 16r are arranged such that the sides 16lb and 16rb facing the side lenses 8l and 8r are inclined at an angle of 25 ° with respect to the optical lens array 11. The oblique sides 16 lc and 16 rc are arranged so as to be inclined at an angle of 70 ° with respect to the optical lens array 11. Accordingly, the 45 ° right-angle prisms 16l and 16r do not exist in a range of approximately 40 ° in the front direction from the center lens 8c, and the light incident on the center lens 8c is configured not to be blocked.

45°直角プリズム16l、16rの直角を挟む2つの辺16la、16lb、16ra、16rb、のうち外側向きの一辺16la、16raから入射する光のうち略40°の角度の範囲の光がサイドレンズ8l、8rによって集光され、受光素子アレイ3上に結像される。   Among the two sides 16la, 16lb, 16ra, 16rb sandwiching the right angle of the 45 ° right-angle prisms 16l, 16r, light in an angle range of about 40 ° is incident on the side lens 8l. , 8r and focused on the light receiving element array 3.

そして、45°直角プリズム16l、16rに遮られずに被写体からの光が直接入射するセンタレンズ8cの絞り開口13c(センタ光量制限手段)は、被写体からの光が45°直角プリズム16l、16rを介して入射するサイドレンズ8l、8rの絞り開口13l、13r(サイド光量制限手段)よりも小径に形成されて、受光素子アレイ3に到達する光量がより大きく制限されるように構成されている(図3参照)。   The diaphragm aperture 13c (center light amount limiting means) of the center lens 8c into which the light from the subject directly enters without being blocked by the 45 ° right-angle prisms 16l and 16r allows the light from the subject to pass through the 45 ° right-angle prisms 16l and 16r. Are formed with a smaller diameter than the apertures 13l and 13r (side light quantity limiting means) of the side lenses 8l and 8r that are incident on the side lenses 8l and 8r, so that the quantity of light reaching the light receiving element array 3 is more restricted (see FIG. (See FIG. 3).

具体的には、各絞り開口13c、13l、13rの径は、センタレンズ8c、及びサイドレンズ8l、8rから出射して受光素子アレイ3に到達する光量がほぼ等量になるように設定される。   Specifically, the diameters of the apertures 13c, 13l, and 13r are set so that the amount of light emitted from the center lens 8c and the side lenses 8l and 8r and reaching the light receiving element array 3 is substantially equal. .

次に受光素子アレイ3について説明する。受光素子アレイ3は、光学レンズアレイ11に対して平行であって、かつ光学レンズアレイ11の各光学レンズ8の焦点平面に配置された固体撮像素子であり、基板上に形成されたCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサから構成される。固体撮像素子は、CCD(Charge Coupled Device)であってもよい。   Next, the light receiving element array 3 will be described. The light receiving element array 3 is a solid-state image sensor that is parallel to the optical lens array 11 and is disposed on the focal plane of each optical lens 8 of the optical lens array 11, and is a CMOS (Complementary) formed on the substrate. (Metal Oxide Semiconductor) image sensor. The solid-state imaging device may be a CCD (Charge Coupled Device).

受光素子アレイ3上には3行3列の光学レンズ8によって3行3列の個眼像が結像される。受光素子アレイ3上に形成される個眼像17の態様について、図4を参照して詳細に説明する。いま、広角撮像装置1の前方に、図4に示されるように120°の被写角度に亘って40°ごとの等間隔に「L」「C」「R」と表示された被写体Bが配置されている場合を想定する。この場合、中央の「C」(中央40°の領域)は、センタレンズ8cによって上下及び左右が反転されて受光素子アレイ3の中央の列に3個の個眼像17として結像される。   On the light receiving element array 3, an individual image of 3 rows and 3 columns is formed by the optical lens 8 of 3 rows and 3 columns. A mode of the monocular image 17 formed on the light receiving element array 3 will be described in detail with reference to FIG. Now, in front of the wide-angle imaging device 1, subjects B displayed as “L”, “C”, and “R” are arranged at equal intervals of 40 ° over a 120 ° field angle as shown in FIG. It is assumed that In this case, the center “C” (region of 40 ° in the center) is inverted vertically and horizontally by the center lens 8 c and is formed as three single-eye images 17 on the center row of the light receiving element array 3.

また、左の「L」(左側40°の領域)と右の「R」(右側40°の領域)は、45°直角プリズム16r、16lによって左右反転された後にそれぞれサイドレンズ8r、8lによって上下及び左右が反転されて受光素子アレイ3の左右の列に各3個の個眼像17として結像される。   The left “L” (left 40 ° region) and the right “R” (right 40 ° region) are vertically reversed by the 45 ° right-angle prisms 16r and 16l and then vertically moved by the side lenses 8r and 8l, respectively. In addition, the left and right sides are inverted, and three individual images 17 are formed on the left and right columns of the light receiving element array 3.

これら9個の個眼像17が受光素子アレイ3によって画像情報に変換された後、マイクロプロセッサ6が、それらの画像情報を順に読出して、上記のように上下左右が反転された画像を正しい向きに修正して正面領域の画像「C」と、左右領域の画像「L」「R」を接合すると共に明るさの補正を施す。   After these nine single-eye images 17 are converted into image information by the light receiving element array 3, the microprocessor 6 sequentially reads out the image information, and the image in which the top, bottom, left and right are inverted as described above is correctly oriented. The image “C” in the front area and the images “L” and “R” in the left and right areas are joined and the brightness is corrected.

次に、マイクロプロセッサ6によって実施される画像情報のパノラマ画像Pへの再生と、画像の明るさの補正について、図5及び図6(a)、(b)を参照して説明する。なお、図5における画像は、図4において被写体B側から見た像を表し、図5の左側の像は、受光素子アレイ3上に結像された状態を示し、図5の中央及び右側の画像は、マイクロプロセッサ6に取り込まれ、マイクロプロセッサ6内で処理される途中の状態を示す。   Next, the reproduction of the image information to the panoramic image P and the correction of the brightness of the image performed by the microprocessor 6 will be described with reference to FIGS. 5, 6A, and 6B. 5 represents an image viewed from the object B side in FIG. 4, and the image on the left side of FIG. 5 shows a state of being formed on the light receiving element array 3, and the image at the center and the right side of FIG. The image is captured by the microprocessor 6 and shows a state in the middle of being processed in the microprocessor 6.

マイクロプロセッサ6によって順に読出された画像情報は、受光素子アレイ3からの読出し順序によって図5の中央に示されるように、左右の列が逆位置になり、かつ左右の列の画像17自体が左右反転している。この画像情報が、マイクロプロセッサ6によって、左右の列の像17の位置を入替えられると共に、画像自体が左右反転されて図5の右側に示されるように120°の画角のパノラマ画像Pに再生される。   As shown in the center of FIG. 5, the image information sequentially read by the microprocessor 6 has the left and right columns in opposite positions and the left and right column images 17 themselves are left and right as shown in the center of FIG. 5. Inverted. This image information is interchanged by the microprocessor 6 in the positions of the left and right rows of images 17, and the image itself is horizontally reversed and reproduced as a panoramic image P with an angle of view of 120 ° as shown on the right side of FIG. Is done.

具体的には、マイクロプロセッサ6は、中央の行の3個の個眼像(図5の中央において太枠18で示された部分)の画像情報について画像処理を行う。マイクロプロセッサ6は、まず左右反転された「L」(左側40°領域の画像)と「R」(右側40°領域の画像)の個眼像17をミラー反転して正常な画像に戻し、その正常に戻した画像「L」と「R」を、中央40°領域の画像「C」と合成して120°のパノラマ画像Pに再生する。   Specifically, the microprocessor 6 performs image processing on image information of three single-eye images (portions indicated by thick frames 18 in the center of FIG. 5) in the center row. The microprocessor 6 first mirror-inverts the left-right inverted “L” (left 40 ° region image) and “R” (right 40 ° region image) single-eye image 17 to return it to a normal image. The restored images “L” and “R” are combined with the image “C” in the central 40 ° region and reproduced as a 120 ° panoramic image P.

また、マイクロプロセッサ6は、上記のようにして位置及び向きを正常に戻した画像「L」「C」「R」を接合するに際して、次の順序で明るさの補正を施す。   Further, the microprocessor 6 performs brightness correction in the following order when joining the images “L”, “C”, and “R” whose positions and orientations have been returned to normal as described above.

マイクロプロセッサ6は、マイクロプロセッサ6自体が有するROM6a内に、画像上の位置(x、y)の関数である明るさ補正用の補正定数C(x、y)を予め記憶している。   The microprocessor 6 stores in advance a correction constant C (x, y) for brightness correction, which is a function of the position (x, y) on the image, in the ROM 6a of the microprocessor 6 itself.

本実施形態における補正定数C(x、y)は、図6(b)に示されるように、画像の横方向に対してx座標が割当てられ、縦方向に対してy座標が割当てられ、画像中の補正すべき平面位置(x、y)に対して一義的に定数が定められているものである。図6(b)に示された画像は、図5の右側の画像に相当する。   As shown in FIG. 6B, the correction constant C (x, y) in the present embodiment is assigned an x coordinate in the horizontal direction of the image and a y coordinate in the vertical direction. A constant is uniquely determined for the plane position (x, y) to be corrected. The image shown in FIG. 6B corresponds to the image on the right side of FIG.

いま、y座標がy1であるとき(図6(b)の画像における縦方向の中央位置)の補正定数C(x、y1)が図6(a)に示される。   Now, the correction constant C (x, y1) when the y coordinate is y1 (vertical center position in the image of FIG. 6B) is shown in FIG. 6A.

つまり、図6(a)、(b)に示されるように、左領域の画像「L」の中間線部分(y=y1)に対しては、曲線Clで示される補正定数が適用され、正面領域の画像「C」の中間線部分(y=y1)に対しては、曲線Ccで示される補正定数が適用され、右領域の画像「R」の中間線部分(y=y1)に対しては、曲線Crで示される補正定数が適用されて各画像中の画素の明るさのデータにそれぞれ補正定数が乗じられる。   That is, as shown in FIGS. 6A and 6B, the correction constant indicated by the curve Cl is applied to the middle line portion (y = y1) of the image “L” in the left region, and the front surface The correction constant indicated by the curve Cc is applied to the middle line portion (y = y1) of the image “C” in the region, and the middle line portion (y = y1) of the image “R” in the right region. Is applied with the correction constant indicated by the curve Cr, and the brightness constant of the pixel in each image is multiplied by the correction constant.

例えば、画像「L」の中間線部分(y=y1)の左端の画素p1に対しては、補正定数=2が適用されて明るさが2倍に補正され、中央の画素p2に対しては、補正定数=1が適用されて明るさがそのまま据え置かれ、画像「C」の中間線部分(y=y1)の左端の画素p3に対しては、補正定数=1.5が適用されて明るさが1.5倍に補正され、中央位置の画素p4に対しては、補正定数=1が適用されて明るさがそのまま据え置かれる。   For example, the correction constant = 2 is applied to the pixel p1 at the left end of the middle line portion (y = y1) of the image “L”, and the brightness is corrected by a factor of 2, and the pixel p2 at the center is corrected. , The correction constant = 1 is applied and the brightness is left as it is, and the correction constant = 1.5 is applied to the leftmost pixel p3 of the middle line portion (y = y1) of the image “C”. Is corrected to 1.5 times, and the correction constant = 1 is applied to the pixel p4 at the center position, and the brightness is left unchanged.

なお、各画像「L」「C」「R」に対する補正定数がいずれも下向きの二次曲線状の曲線を描くのは、各画像「L」「C」「R」がいずれも光学レンズ8の集光作用によって形成されていることによる。つまり、各画像の周縁部分は、中央部分に比べて明るさが不足するので、比較的大きな補正定数が適用される。   It should be noted that the correction constants for the images “L”, “C”, and “R” are all drawn in a quadratic curve having downwards because the images “L”, “C”, and “R” are all of the optical lens 8. This is because it is formed by the light collecting action. That is, the peripheral portion of each image is less bright than the central portion, so a relatively large correction constant is applied.

以上のように、マイクロプロセッサ6は、各画像「L」「C」「R」に対して明るさ補正を施すときには、各画像中の全ての画素に対して、その明るさデータに、画素位置(x、y)に応じた補正定数C(x、y)をディジタル値として乗じて補正後の画像を生成する。   As described above, when the microprocessor 6 performs the brightness correction on each of the images “L”, “C”, and “R”, the pixel position is included in the brightness data for all the pixels in each image. A corrected constant C (x, y) corresponding to (x, y) is multiplied as a digital value to generate a corrected image.

そして、本実施形態の広角撮像装置1では、被写体Bからの光が直接入射するセンタレンズ8cの絞り開口13cが、被写体Bからの光が45°直角プリズム16l、16rを介して入射するサイドレンズ8l、8rの絞り開口13l、13rよりも小径に形成されて、受光素子アレイ3に到達する光量がより大きく制限されているので、受光素子アレイ3上に形成される正面領域、及び左右領域の画像17自体が大きな明るさの差を有しない画像に形成され、正面領域の画像「C」に対する補正定数(曲線Cc)と左右領域の画像「L」「R」に対する補正定数(曲線Cl、Cr)が大きな差を有しないものになっている。   In the wide-angle imaging device 1 of the present embodiment, the aperture 13c of the center lens 8c into which light from the subject B directly enters is a side lens through which light from the subject B enters through 45 ° right-angle prisms 16l and 16r. Since the light amount reaching the light receiving element array 3 is more greatly limited by being formed in a smaller diameter than the aperture openings 13l and 13r of 8l and 8r, the front area formed on the light receiving element array 3 and the left and right areas The image 17 itself is formed into an image having no large brightness difference, and the correction constant (curve Cc) for the image “C” in the front area and the correction constants (curves Cl, Cr for the images “L” and “R” in the left and right areas. ) Does not have a big difference.

ここで、比較のために、センタレンズ8cの絞り開口13c、及びサイドレンズ8l、8rの絞り開口13l、13rが同一径の場合(以下、比較例という)の補正定数Ct(x、y1)を図6(a)において曲線Clt、Crt(二点鎖線)で示す。比較例の場合には、正面領域の画像「C」に対して左右領域の画像「L」「R」の明るさが相対的に低下するので、その明るさの低下を補正するために、左右領域の画像「L」「R」用の補正定数(曲線Clt、Crt)は、本実施形態における補正定数(曲線Cl、Cr)に比べて大きい値になる。   Here, for comparison, a correction constant Ct (x, y1) when the apertures 13c of the center lens 8c and the apertures 13l and 13r of the side lenses 8l and 8r have the same diameter (hereinafter referred to as a comparative example) is used. In FIG. 6A, curves Ct and Crt (two-dot chain lines) are shown. In the case of the comparative example, the brightness of the images “L” and “R” in the left and right regions is relatively decreased with respect to the image “C” in the front region. The correction constants (curves Clt, Crt) for the images “L” and “R” in the region are larger than the correction constants (curves Cl, Cr) in the present embodiment.

具体的には、画像「L」「R」に対する比較例における補正定数Ct(x、y1)は、1.5から3に亘る値になる。(例えば、画像「L」中の画素p1に対する補正定数≒3、画素p2に対する補正定数≒1.5)   Specifically, the correction constant Ct (x, y1) in the comparative example for the images “L” and “R” is a value ranging from 1.5 to 3. (For example, the correction constant for the pixel p1 in the image “L” ≈3, the correction constant for the pixel p2≈1.5)

ここで、表示装置7に表示される階調数は、濃度階調/補正定数値で与えられるので、濃度階調が256である場合には、比較例における画像「L」の画素p1周辺の階調数は、256/3≒85程度にまで低下する。   Here, since the number of gradations displayed on the display device 7 is given by density gradation / correction constant value, when the density gradation is 256, the area around the pixel p1 of the image “L” in the comparative example is The number of gradations decreases to about 256 / 3≈85.

これに対して、本実施形態の広角撮像装置1における表示装置7に表示される階調数は、補正定数の大きさが各画像「L」「C」「R」について1から2までの範囲の値であるので、256から128程度が得られる。従って、各画像「L」「C」「R」が接合されて再生されたパノラマ画像Pにおいて両側の領域の画像の画質が大きく低下して見栄えが悪いパノラマ画像Pになってしまうことが防止される。   On the other hand, the number of gradations displayed on the display device 7 in the wide-angle imaging device 1 of the present embodiment is such that the magnitude of the correction constant ranges from 1 to 2 for each of the images “L”, “C”, and “R”. Therefore, a value of about 256 to 128 is obtained. Accordingly, it is possible to prevent the panoramic image P that is reproduced by joining the images “L”, “C”, and “R” from being greatly deteriorated in the panoramic image P on both sides and thus becoming a poor-looking panoramic image P. The

なお、各画像「L」「C」「R」は、略40°の領域の画像であるので接合部の重なり部分をほとんど生じることなく3枚の画像が接合される。また、センタレンズ8c及びサイドレンズ8l、8rが画角40°のレンズであるのでいわゆる広角レンズと異なり、各画像の外周部の歪はほとんど生じず、画像同士の接合時に各画像に対する複雑な歪補正の処理が必要とされることがない。   Note that each of the images “L”, “C”, and “R” is an image of a region of approximately 40 °, and therefore, three images are joined together with almost no overlapping portion of the joined portions. Further, since the center lens 8c and the side lenses 8l and 8r are lenses having an angle of view of 40 °, unlike the so-called wide-angle lens, the distortion of the outer peripheral portion of each image hardly occurs, and the complex distortion with respect to each image at the time of joining the images. No correction process is required.

(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について、図7を参照して説明する。第2の実施形態の広角撮像装置1は、第1の実施形態とほぼ同一の構成であり、同一の構成部分については同一番号を付して説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. The wide-angle imaging device 1 of the second embodiment has almost the same configuration as that of the first embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

第2の実施形態が第1の実施形態と相違する部分は、光学レンズアレイ11の光入射側に配置されるプリズムとして45°直角プリズム16l、16rの代わりに、60°−30°直角プリズム26l、26rが配置される点である。60°−30°直角プリズム26l、26rは、図7に示されるように、断面が直角三角形であり、直角に対向する2つの角が60°と30°に形成されたプリズムである。   The second embodiment is different from the first embodiment in that a 60 ° -30 ° right-angle prism 26l is used instead of 45 ° right-angle prisms 16l, 16r as prisms arranged on the light incident side of the optical lens array 11. , 26r are arranged. As shown in FIG. 7, the 60 ° -30 ° right-angle prisms 26l and 26r are prisms having a cross section of a right triangle and two angles facing at right angles formed at 60 ° and 30 °.

60°−30°直角プリズム26l、26rは、直角を挟む2つの辺26la、26lb、26ra、26rbのうちの短辺26lb、26rbが光学レンズアレイ11に対して平行であり、直角を挟む長辺26la、26raが外側向きに垂直になるように配置される。従って、斜辺26lc、26rcは、光学レンズアレイ11に対して60°の傾斜を有する。   The 60 ° -30 ° right-angle prisms 26l, 26r have long sides that sandwich the right angle, with the short sides 26lb, 26rb of the two sides 26la, 26lb, 26ra, 26rb sandwiching the right angle parallel to the optical lens array 11. 26la and 26ra are arranged so as to be perpendicular to the outside. Therefore, the oblique sides 26 lc and 26 rc have an inclination of 60 ° with respect to the optical lens array 11.

そして、被写角度120°の左右40°の領域からの光が60°−30°直角プリズム26l、26rの長辺26la、26raから入射し、斜辺26lc、26rcによって反射され、短辺26lb、26rbから出射してサイドレンズ8l、8rによって集光され、受光素子アレイ3上に左右略40°の領域の画像として結像される。   Then, light from a region of 40 ° left and right with an object angle of 120 ° is incident from the long sides 26la and 26ra of the 60 ° -30 ° right-angle prisms 26l and 26r, reflected by the oblique sides 26lc and 26rc, and the short sides 26lb and 26rb. And is condensed by the side lenses 8l and 8r and formed on the light receiving element array 3 as an image of a region of approximately 40 ° on the left and right.

この第2の実施形態においても、センタレンズ8cの絞り開口13cは、サイドレンズ8l、8rの絞り開口13l、13rよりも小径に形成されて、受光素子アレイ3上に形成される各像の明るさがほぼ同等になるように構成され、明るさの補正を施した後の正面領域と左右領域の画像間に濃度階調の大きな差が生じず、接合部分が目立たずに見栄えのよいパノラマ画像Pを得ることができる。   Also in the second embodiment, the diaphragm aperture 13c of the center lens 8c is formed with a smaller diameter than the diaphragm apertures 13l and 13r of the side lenses 8l and 8r, and the brightness of each image formed on the light receiving element array 3 is increased. The panorama image is configured to be almost the same, and does not cause a large difference in density gradation between the image of the front area and the left and right areas after brightness correction, and the appearance of the panoramic image is excellent without any conspicuous joints. P can be obtained.

(第3の実施形態)
次に、略180°の画角のパノラマ画像を撮像できる第3の実施形態について、図8を参照して説明する。第3の実施形態の広角撮像装置1は、第1の実施形態とほぼ同一の構成であり、同一の構成部分については同一番号を付して説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment capable of capturing a panoramic image having an angle of view of approximately 180 ° will be described with reference to FIG. The wide-angle imaging device 1 of the third embodiment has substantially the same configuration as that of the first embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

第3の実施形態が第1の実施形態と相違する部分は、撮像可能な画角を広げるために各光学レンズ8l、8c、8rが60°の画角を有するレンズで構成される点と、光学レンズアレイ11の光入射側のプリズムとして45°直角プリズムの代わりに、正三角形プリズム36l、36rが配置される点である。正三角形プリズム36l、36rは、図8に示されるように、断面が正三角形のプリズムである。   The third embodiment is different from the first embodiment in that each optical lens 8l, 8c, 8r is configured with a lens having an angle of view of 60 ° in order to widen the viewable angle of view. Instead of the 45 ° right-angle prism as the prism on the light incident side of the optical lens array 11, regular triangle prisms 36l and 36r are arranged. As shown in FIG. 8, the equilateral triangular prisms 36l and 36r are prisms having a regular triangular cross section.

正三角形プリズム36l、36rは、一辺36lb、36rbが光学レンズアレイ11に対して平行になるように配置される。従って、内側向きの斜辺36lc、36rcは、光学レンズアレイ11に対して60°の傾斜を有する。そして、被写角度略180°の左右60°の領域からの光が正三角形プリズム36l、36rの外側向きの斜辺36la、36raから入射し、内側向きの斜辺36lc、36rcによって反射され、光学レンズアレイ11に平行な辺36lb、36rbから出射してサイドレンズ8l、8rによって集光され、受光素子アレイ3上に左右略60°の領域の画像として結像される。   The equilateral triangular prisms 36 l and 36 r are arranged so that the sides 36 lb and 36 rb are parallel to the optical lens array 11. Therefore, the oblique sides 36 lc and 36 rc facing inward have an inclination of 60 ° with respect to the optical lens array 11. Then, light from a region of 60 ° left and right with a field angle of approximately 180 ° is incident from the outer oblique sides 36la and 36ra of the equilateral triangular prisms 36l and 36r, reflected by the inner oblique sides 36lc and 36rc, and the optical lens array. 11 is emitted from the sides 36 lb and 36 rb parallel to 11 and condensed by the side lenses 8 l and 8 r, and is formed on the light receiving element array 3 as an image of a region of approximately 60 ° on the left and right.

この第3の実施形態においても、センタレンズ8cの絞り開口13cは、サイドレンズ8l、8rの絞り開口13l、13rよりも小径に形成されて、受光素子アレイ3上に形成される各像の明るさがほぼ同等になるように構成され、明るさの補正を施した後の正面領域と左右領域の画像間に濃度階調の大きな差が生じず、接合部分が目立たずに見栄えのよいパノラマ画像Pを得ることができる。   Also in the third embodiment, the diaphragm aperture 13c of the center lens 8c is formed with a smaller diameter than the diaphragm apertures 13l and 13r of the side lenses 8l and 8r, and the brightness of each image formed on the light receiving element array 3 is increased. The panorama image is configured to be almost the same, and does not cause a large difference in density gradation between the image of the front area and the left and right areas after brightness correction, and the appearance of the panoramic image is excellent without any conspicuous joints. P can be obtained.

(第4の実施形態)
次に、略180°の画角のパノラマ画像を撮像できる第4の実施形態について、図9と図10を参照して説明する。第4の実施形態の広角撮像装置1は、第1の実施形態とほぼ同様の構成であり、同一の構成部分については同一番号を付して説明を省略する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment capable of capturing a panoramic image with an angle of view of approximately 180 ° will be described with reference to FIGS. 9 and 10. The wide-angle imaging device 1 of the fourth embodiment has substantially the same configuration as that of the first embodiment, and the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

第4の実施形態が第1の実施形態と相違する部分は、撮像可能な画角を広げるために各光学レンズ8l、8c、8rが60°の画角を有するレンズで構成される点と、光学レンズアレイ11の光入射側のプリズムとして45°直角プリズムの代わりに、大きな1つの正三角形プリズム46が配置される点である。正三角形プリズム46の1辺の大きさは、光学レンズアレイ11の1行3個の光学レンズ8l、8c、8rに亘る長さに構成される。   The difference of the fourth embodiment from the first embodiment is that each optical lens 8l, 8c, 8r is composed of a lens having an angle of view of 60 ° in order to widen the viewable angle of view, Instead of a 45 ° right-angle prism as a prism on the light incident side of the optical lens array 11, one large regular triangular prism 46 is arranged. The size of one side of the equilateral triangular prism 46 is configured to be a length extending over three optical lenses 8 l, 8 c, 8 r in one row of the optical lens array 11.

正三角形プリズム46は、一辺46cが光学レンズアレイ11に対して平行になるように配置される。従って、他の2辺46a、46bは、光学レンズアレイ11に対して60°の傾斜を有する。そして、被写角度略180°のうち左右60°の領域からの光が正三角形プリズム46の2つの斜辺46a、46bから入射し、互いに対向する斜辺46b、46aによって反射され辺46cから出射してサイドレンズ8l、8rによって集光され、受光素子アレイ3上に左右略60°の領域の画像として結像される。   The equilateral triangular prism 46 is arranged so that one side 46 c is parallel to the optical lens array 11. Therefore, the other two sides 46 a and 46 b have an inclination of 60 ° with respect to the optical lens array 11. Then, light from a region of 60 ° on the left and right sides of the field angle of about 180 ° is incident from the two oblique sides 46a and 46b of the regular triangle prism 46, reflected by the opposite oblique sides 46b and 46a, and emitted from the side 46c. The light is condensed by the side lenses 8 l and 8 r and formed on the light receiving element array 3 as an image of a region of about 60 ° on the left and right.

一方、正面向き略60°の領域からの光は、光学レンズアレイ11の下の行の中央のセンタレンズ8cd(図10)によって集光され、受光素子アレイ3上に中央略60°の領域の画像として結像される。   On the other hand, the light from the region of approximately 60 ° facing the front is collected by the center lens 8cd (FIG. 10) in the center of the lower row of the optical lens array 11, and on the light receiving element array 3 in the region of approximately 60 ° of the center. It is imaged as an image.

そして、第1の実施形態と同様に、左右略60°の領域の画像と中央略60°の領域の画像が、マイクロプロセッサ6によって略180°の画角のパノラマ画像Pに再生される。なお、この第4の実施形態の場合には、左右の列の個眼像を入替える必要がないので、その分だけマイクロプロセッサ6による再生処理の手順が簡単化される。   As in the first embodiment, the left and right 60 ° region images and the central 60 ° region image are reproduced by the microprocessor 6 into a panoramic image P having a field angle of about 180 °. In the case of the fourth embodiment, since it is not necessary to replace the single-eye images in the left and right columns, the procedure of reproduction processing by the microprocessor 6 is simplified accordingly.

この第4の実施形態においては、光学レンズアレイ11の下の行の中央のセンタレンズ8cdの絞り開口13cが、サイドレンズ8l、8rの絞り開口13l、13rよりも小径に形成されて、受光素子アレイ3上に形成される各像の明るさがほぼ同等になるように構成され、明るさの補正を施した後の正面領域と左右領域の画像間に濃度階調の大きな差が生じず、接合部分が目立たずに見栄えのよいパノラマ画像Pを得ることができる。   In the fourth embodiment, the aperture opening 13c of the center lens 8cd at the center of the lower row of the optical lens array 11 is formed to have a smaller diameter than the aperture apertures 13l and 13r of the side lenses 8l and 8r. The brightness of each image formed on the array 3 is configured to be substantially equal, and there is no significant difference in density gradation between the front area and the left and right area images after the brightness correction is performed. It is possible to obtain a panoramic image P having a good appearance without conspicuous joint portions.

(第5の実施形態)
次に、広角撮像装置1から見て前方の略半球状のパノラマ画像を撮像できる第5の実施形態について、図11と図12を参照して説明する。第5の実施形態の広角撮像装置1は、第1の実施形態のパノラマ撮像装置1と同様に3行3列の9個の光学レンズ8を有する光学レンズアレイ11と、光学レンズアレイ11から所定距離隔てた位置に配置される受光素子アレイ3を備える。第1の実施形態と同一の構成部分については同一番号を付して説明を省略する。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment that can capture a substantially hemispherical panoramic image in front of the wide-angle imaging device 1 will be described with reference to FIGS. 11 and 12. The wide-angle imaging device 1 according to the fifth embodiment is similar to the panoramic imaging device 1 according to the first embodiment, and includes an optical lens array 11 having nine optical lenses 8 in three rows and three columns, and a predetermined distance from the optical lens array 11. The light receiving element array 3 is provided at a position separated by a distance. The same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.

第5の実施形態が第1の実施形態と相違する部分は、光学レンズアレイ11の光入射側に設けられるプリズムが、略半球の全方向からの光を集光できるように、3行3列の中央の光学レンズ8ceを除いて残りの8個全ての光学レンズ8fに対向して配置される点である。   The fifth embodiment is different from the first embodiment in that the prism provided on the light incident side of the optical lens array 11 can collect light from all directions of a substantially hemisphere in 3 rows and 3 columns. The center optical lens 8ce is arranged to face all the remaining eight optical lenses 8f except for the central optical lens 8ce.

具体的には、図11に示されるように、3行3列の中央の光学レンズ8ceを除いて残りの8個の光学レンズ8fに対向する位置に、中央の光学レンズ8ceを中心として放射状に45°直角プリズム56が配置される。45°直角プリズム56の光学レンズアレイ11に対する傾斜姿勢は、第1の実施形態と同様に、光学レンズアレイ11に対向する一辺が光学レンズアレイ11に対して25°の角度に傾斜するように配置され、斜辺が光学レンズアレイ11に対して70°の角度に傾斜するように配置される。これによって、中央の光学レンズ8ceから向かって正面方向への略40°の範囲には、45°直角プリズム56が存在せず、被写体からの光がプリズム56に遮られることなく中央の光学レンズ8ceへ入射する。   Specifically, as shown in FIG. 11, except for the center optical lens 8ce in the 3 rows and 3 columns, it is radially centered on the center optical lens 8ce at the position facing the remaining eight optical lenses 8f. A 45 ° right angle prism 56 is arranged. The 45 ° right-angle prism 56 is tilted with respect to the optical lens array 11 so that one side facing the optical lens array 11 is inclined at an angle of 25 ° with respect to the optical lens array 11 as in the first embodiment. The oblique side is arranged so as to be inclined at an angle of 70 ° with respect to the optical lens array 11. As a result, the 45 ° right-angle prism 56 does not exist in a range of approximately 40 ° in the front direction from the central optical lens 8ce, and the light from the subject is not blocked by the prism 56, and the central optical lens 8ce. Incident to

なお、この第5の実施形態においては、3行3列の中央の1つの光学レンズ8ceのみがセンタレンズであり、残りの8個の光学レンズ8fはサイドレンズに相当する。   In the fifth embodiment, only one optical lens 8ce at the center of 3 rows and 3 columns is a center lens, and the remaining eight optical lenses 8f correspond to side lenses.

受光素子アレイ3上には、センタレンズ8ceによって正面略40°の領域の画像が個眼像として結像され、8個のサイドレンズ8fによって略半球の周辺側略40°の領域B1〜B8(図12)の画像がそれぞれ個眼像として結像される。そして、それらの9個の画像(個眼像)がマイクロプロセッサ6によって略半球状のパノラマ画像に再生される。なお、各領域B1〜B8は、図12に示されるように、縦方向の画角が40°であり、横方向の画角が45°である。   On the light receiving element array 3, an image of a region of approximately 40 ° in the front is formed as a single-eye image by the center lens 8ce, and regions B1 to B8 (approximately 40 ° of the peripheral side of the approximately hemisphere on the peripheral side are formed by eight side lenses 8f. The images in FIG. 12) are formed as individual images. These nine images (single-eye images) are reproduced by the microprocessor 6 into a substantially hemispherical panoramic image. Each region B1 to B8 has a vertical field angle of 40 ° and a horizontal field angle of 45 °, as shown in FIG.

この第5の実施形態においては、中央の1つの光学レンズ8ceの絞り開口が、残り8個の光学レンズ8fの絞り開口よりも小径に形成されて、受光素子アレイ3上に形成される各像の明るさがほぼ同等になるように構成され、明るさの補正を施した後の正面領域と左右領域の画像間に濃度階調の大きな差が生じず、接合部分が目立たずに見栄えのよいパノラマ画像Pを得ることができる。   In the fifth embodiment, the diaphragm aperture of one central optical lens 8ce is formed with a smaller diameter than the aperture apertures of the remaining eight optical lenses 8f, and each image formed on the light receiving element array 3 is formed. The brightness is almost the same, and there is no significant difference in density gradation between the front and left and right area images after the brightness correction is applied. A panoramic image P can be obtained.

(第6の実施形態)
次に、180°の被写角度からの光が略36°ずつの5つの領域に分けられ、5つの領域ごとに別々の集光路によって集光されて受光素子アレイ3に5つの個眼像として結像される第6の実施形態について、図13を参照して説明する。第6の実施形態の広角撮像装置1は、第1の実施形態の広角撮像装置1とほぼ同様の構造であるが、光学レンズアレイ11の光入射側に設けられるプリズムが左右それぞれ2個ずつである。
(Sixth embodiment)
Next, the light from the angle of 180 ° is divided into five regions of approximately 36 ° each, and is condensed by separate condensing paths for each of the five regions, so that the light receiving element array 3 has five individual images. A sixth embodiment in which an image is formed will be described with reference to FIG. The wide-angle imaging device 1 according to the sixth embodiment has substantially the same structure as the wide-angle imaging device 1 according to the first embodiment. However, the right and left prisms provided on the light incident side of the optical lens array 11 are two each. is there.

第6の実施形態の広角撮像装置1は、光学レンズアレイ11の上の行のサイドレンズ8l、8rに対向してそれぞれ45°直角プリズム66lu、66ruが、光学レンズアレイ11に対して26°の傾斜をもって配置され、下の行のサイドレンズ8l、8rに対向してそれぞれ45°直角プリズム66ld、66rdが、光学レンズアレイ11に対して10°の傾斜をもって配置されている。   In the wide-angle imaging device 1 of the sixth embodiment, 45 ° right-angle prisms 66lu and 66ru are respectively opposed to the side lenses 8l and 8r in the upper row of the optical lens array 11 and are 26 ° with respect to the optical lens array 11. The 45 ° right-angle prisms 66ld and 66rd are arranged with an inclination of 10 ° with respect to the optical lens array 11 so as to face the lower side lenses 8l and 8r, respectively.

正面領域の略36°の被写角度からの光は、光学レンズアレイ11の中央の行のセンタレンズ8cによって集光され、正面領域の左右に隣接する略36°の被写角度からの光は、45°直角プリズム66lu、66ruに入射して光学レンズアレイ11の上の行のサイドレンズ8l、8rによって集光され、最も外側寄りの略36°の被写角度からの光は、45°直角プリズム66ld、66rdに入射して光学レンズアレイ11の下の行のサイドレンズ8l、8rによって集光される。   The light from the imaging angle of approximately 36 ° in the front area is collected by the center lens 8c in the center row of the optical lens array 11, and the light from the imaging angle of approximately 36 ° adjacent to the left and right of the front area is , 45 ° right angle prisms 66lu and 66ru, and are collected by the side lenses 8l and 8r in the upper row of the optical lens array 11, and light from an angle of view of approximately 36 ° on the outermost side is 45 ° perpendicular. The light enters the prisms 66 ld and 66 rd and is collected by the side lenses 8 l and 8 r in the lower row of the optical lens array 11.

この第6の実施形態においては、光学レンズアレイ11の中央の行のセンタレンズ8cの絞り開口が、45°直角プリズム66lu、66ru、66ld、66rdに対向する4つのサイドレンズ8l、8rの絞り開口よりも小径に形成されて、受光素子アレイ3上に形成される各像の明るさがほぼ同等になるように構成され、明るさの補正を施した後の各画像間に濃度階調の大きな差が生じず、接合部分が目立たずに見栄えのよいパノラマ画像Pを得ることができる。   In the sixth embodiment, the apertures of the center lenses 8c in the center row of the optical lens array 11 are the apertures of the four side lenses 8l and 8r facing the 45 ° right-angle prisms 66lu, 66ru, 66ld, and 66rd. The brightness of each image formed on the light receiving element array 3 is substantially the same, and the density gradation between the images after the brightness correction is large. It is possible to obtain a panoramic image P that does not cause a difference and has a good appearance without a conspicuous joint portion.

なお、光学レンズアレイ11の上の行に配置された45°直角プリズム66lu、66ruと、下の行に配置された45°直角プリズム66ld、66rdとでは、光学レンズアレイ11に対する傾斜角度が異なる(26°と10°)ために、プリズムの表面反射等による光量の減少の度合いが異なり、受光素子アレイ3上に形成される各個眼像の明るさをほぼ同等にするためには、45°直角プリズム66lu、66ruに対向する2つのサイドレンズ8l、8rの絞り開口の径と、45°直角プリズム66ld、66rdに対向する2つのサイドレンズ8l、8rの絞り開口の径を異なる径とすることが望ましい。   Note that the 45 ° right-angle prisms 66lu and 66ru arranged in the upper row of the optical lens array 11 and the 45 ° right-angle prisms 66ld and 66rd arranged in the lower row have different inclination angles with respect to the optical lens array 11 ( 26 degrees and 10 degrees), the degree of decrease in the amount of light due to the surface reflection of the prism is different, and in order to make the brightness of the individual images formed on the light receiving element array 3 substantially equal, a right angle of 45 degrees The diameters of the apertures of the two side lenses 8l and 8r facing the prisms 66lu and 66ru may be different from the diameters of the apertures of the two side lenses 8l and 8r facing the 45 ° right angle prisms 66ld and 66rd. desirable.

以上に説明した第1から第6の実施形態では、各光学レンズ8から出射して受光素子アレイ3に到達する光量をほぼ同等にするために、センタレンズ8cの絞り開口13c(センタ光量制限手段)の開口径がサイドレンズ8l、8rの絞り開口13l、13r(サイド光量制限手段)の開口径よりも小さく設定されていたが、これに代えて次のように構成することができる。   In the first to sixth embodiments described above, in order to make the amount of light emitted from each optical lens 8 and reaching the light receiving element array 3 substantially equal, the aperture 13c (center light amount limiting means) of the center lens 8c. ) Is set to be smaller than the aperture diameters of the diaphragm apertures 13l and 13r (side light quantity limiting means) of the side lenses 8l and 8r, but can be configured as follows instead.

すなわち、センタレンズ8c及びサイドレンズ8l、8rの表面に光透過率が異なるフィルタをコーティングし、センタレンズ8cにコーティングされるフィルタの光透過率をサイドレンズ8l、8rにコーティングされるフィルタの光透過率よりも小に設定し、受光素子アレイ3に到達する光量が各光学レンズ8についてほぼ同等になるように構成する。   That is, a filter with different light transmittance is coated on the surface of the center lens 8c and the side lenses 8l and 8r, and the light transmittance of the filter coated on the center lens 8c is set to the light transmission of the filter coated on the side lenses 8l and 8r. The light quantity reaching the light receiving element array 3 is set to be substantially the same for each optical lens 8.

また、受光素子アレイ3の上方に配置された光学フィルタ15を遮光枠14によって区画された部分ごとに光透過率が異なるフィルタに構成し、センタレンズ8cから出射された光が透過する部分の光透過率をサイドレンズ8l、8rから出射された光が透過する部分の光透過率よりも小に設定し、受光素子アレイ3に到達する光量が各光学レンズ8についてほぼ同等になるように構成してもよい。   In addition, the optical filter 15 disposed above the light receiving element array 3 is configured as a filter having a different light transmittance for each portion partitioned by the light shielding frame 14, and the light of the portion through which the light emitted from the center lens 8c is transmitted. The transmittance is set to be smaller than the light transmittance of the portion through which the light emitted from the side lenses 8l and 8r is transmitted, and the amount of light reaching the light receiving element array 3 is substantially equal for each optical lens 8. May be.

以上のように、本発明の広角撮像装置1によれば、被写角度の正面領域から入射する光をセンタレンズ8cで受光し、被写角度のうち左右領域から入射する光を左右のサイドレンズ8l、8rで受光するので、広角レンズを使用することなく極力少ない光学系により装置を構成でき、プリズム16l、16r、26l、26r、36l、36r、46、56、66lu、66ru、66ld、66rdを経て受光素子3へ集光される光の量を制限するサイド光量制限手段13l、13rと、センタレンズ8cへ直接入射し受光素子3へ集光される光の量を、サイド光量制限手段13l、13rよりも大きく制限するセンタ光量制限手段13cを備えるので、ディジタル処理の過程において正面領域の画像と左右領域の画像の明るさを調整するための補正定数の値を大差のない値にすることができ、明るさの補正を施した後の正面領域と左右領域の画像間に濃度階調の大きな差が生じず、接合部分が目立たずに見栄えのよいパノラマ画像Pを得ることができる。   As described above, according to the wide-angle imaging device 1 of the present invention, light incident from the front area of the shooting angle is received by the center lens 8c, and light incident from the left and right areas of the shooting angle is received by the left and right side lenses. Since light is received at 8l and 8r, the apparatus can be configured with as few optical systems as possible without using a wide-angle lens, and prisms 16l, 16r, 26l, 26r, 36l, 36r, 46, 56, 66lu, 66ru, 66ld, 66rd Then, the side light quantity limiting means 13l and 13r for limiting the amount of light condensed on the light receiving element 3 and the amount of light directly incident on the center lens 8c and condensed on the light receiving element 3 are set as side light quantity limiting means 13l, Since the center light amount limiting means 13c that restricts larger than 13r is provided, the brightness of the image in the front area and the image in the left and right areas is adjusted in the process of digital processing. Correction constant value can be set to a value that does not differ greatly, and there is no significant difference in density gradation between the front and left and right image after brightness correction, and the joint is not noticeable. It is possible to obtain a panoramic image P having a good appearance.

本発明の第1の実施形態に係る広角撮像装置の概略構成を示す斜視図。1 is a perspective view illustrating a schematic configuration of a wide-angle imaging device according to a first embodiment of the present invention. 同広角撮像装置におけるレンズ光学系と光の進行経路を示す側面図。The side view which shows the lens optical system and the advancing path | route of light in the wide-angle imaging device. 同広角撮像装置におけるレンズ光学系の構造を示す側断面図。FIG. 3 is a side sectional view showing a structure of a lens optical system in the wide-angle imaging device. 同広角撮像装置と120°の被写角度に亘る被写体の関係を示す斜視図。The perspective view which shows the relationship of the to-be-photographed object over the same wide-angle imaging device and 120 degree of field angles. 同広角撮像装置におけるレンズ光学系によって形成された像がパノラマ画像に再生される過程を示す図。The figure which shows the process in which the image formed with the lens optical system in the wide-angle imaging device is reproduced | regenerated as a panoramic image. (a)は同広角撮像装置の明るさ補正における補正定数C(x、y1)の例を示す図、(b)は補正定数の座標に対応する画像の例を示す図。(A) is a figure which shows the example of the correction constant C (x, y1) in the brightness correction | amendment of the same wide-angle imaging device, (b) is a figure which shows the example of the image corresponding to the coordinate of a correction constant. 本発明の第2の実施形態に係る広角撮像装置におけるレンズ光学系と光の進行経路を示す側面図。The side view which shows the lens optical system and the advancing path | route of light in the wide angle imaging device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施形態に係る広角撮像装置のレンズ光学系と光の進行経路を示す側面図。The side view which shows the lens optical system of the wide-angle imaging device which concerns on the 3rd Embodiment of this invention, and the advancing path | route of light. 本発明の第4の実施形態に係る広角撮像装置のレンズ光学系と光の進行経路を示す側面図。The side view which shows the lens optical system of the wide-angle imaging device which concerns on the 4th Embodiment of this invention, and the advancing path | route of light. 同広角撮像装置のレンズ光学系を示す平面図。The top view which shows the lens optical system of the same wide angle imaging device. 本発明の第5の実施形態に係る広角撮像装置におけるレンズ光学系を示す平面図。The top view which shows the lens optical system in the wide angle imaging device which concerns on the 5th Embodiment of this invention. 同広角撮像装置と略半球状の被写体の関係を示す斜視図。The perspective view which shows the relationship between the wide-angle imaging device and a substantially hemispherical subject. 本発明の第6の実施形態に係る広角撮像装置の概略構成を示す斜視図。The perspective view which shows schematic structure of the wide angle imaging device which concerns on the 6th Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 広角撮像装置
2 レンズ光学系
3 受光素子アレイ
8c センタレンズ
8l、8r サイドレンズ
11 光学レンズアレイ
13c 絞り開口(センタレンズ絞り、センタ光量制限手段)
13l、13r 絞り開口(サイドレンズ絞り、サイド光量制限手段)
16l、16r 45°直角プリズム
17 個眼像(画像)
26l、26r 60°−30°直角プリズム
36l、36r 正三角形プリズム
46 正三角形プリズム
56 45°直角プリズム
66lu、66ru、66ld、66rd 45°直角プリズム
L 光軸
P パノラマ画像
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Wide-angle imaging device 2 Lens optical system 3 Light receiving element array 8c Center lens 8l, 8r Side lens 11 Optical lens array 13c Aperture opening (center lens aperture, center light quantity limiting means)
13l, 13r Aperture aperture (side lens aperture, side light quantity limiting means)
16l, 16r 45 ° right angle prism 17 single eye image (image)
26l, 26r 60 ° -30 ° right angle prism 36l, 36r equilateral triangle prism 46 equilateral triangle prism 56 45 ° right angle prism 66lu, 66ru, 66ld, 66rd 45 ° right angle prism L optical axis P panoramic image

Claims (4)

広角の被写角度から入射する光を、所定の被写角度ごとに集光して焦点平面に複数の像を形成させるレンズ光学系と、
前記焦点平面に配置され前記レンズ光学系によって形成される複数の像を電子的な画像情報へ変換する撮像手段と、
前記撮像手段によって変換された複数の像の画像情報に明るさ補正を施した上で接合してパノラマ画像に再生する画像再生手段と、を備える広角撮像装置において、
前記レンズ光学系が、
前記被写角度の正面略40°の領域から入射する光を受光するセンタレンズと、該センタレンズの左右両側に配置され該センタレンズと光軸が平行であって前記被写角度のうち左右のそれぞれ略40°の領域から入射する光を受光する左右のサイドレンズとが一平面上に形成された光学レンズアレイと、
前記左右のサイドレンズの光入射側に配置され、前記被写角度のうち左右略40°の領域から入射する光を、前記各サイドレンズの光軸に一致するように屈曲させて前記各サイドレンズへ案内する左右の45°直角プリズム、又は60°−30°直角プリズムと、
前記左右の45°直角プリズム、又は60°−30°直角プリズムを経て前記左右のサイドレンズへ入射する光の量を制限するサイドレンズ絞りと、
前記センタレンズへ入射する光の量を、前記サイドレンズ絞りよりも大きく制限するセンタレンズ絞りと、を備え、
前記撮像手段が、
前記光学レンズアレイから所定距離隔てて前記光学レンズアレイに平行に配置され、前記センタレンズ及び左右のサイドレンズによりそれぞれ形成される像を撮像する受光素子アレイから構成され、
前記画像再生手段が、
前記受光素子アレイによって画像情報に変換された前記被写角度の正面略40°の領域の画像、及び前記被写角度の左右略40°の領域の画像にそれぞれ明るさ補正を施し、明るさ補正を施した画像同士を合成して画角が120°以上のパノラマ画像に再生することを特徴とする広角撮像装置。
A lens optical system that collects light incident from a wide angle of view for each predetermined angle of view and forms a plurality of images on a focal plane; and
An imaging means for converting a plurality of images arranged on the focal plane and formed by the lens optical system into electronic image information;
In a wide-angle imaging apparatus, comprising: image reproduction means that reproduces a panoramic image after performing brightness correction on image information of a plurality of images converted by the imaging means,
The lens optical system is
A center lens that receives light incident from an area of approximately 40 ° in front of the shooting angle, and disposed on both left and right sides of the center lens, the center lens and the optical axis are parallel, and the left and right of the shooting angle are An optical lens array in which left and right side lenses each receiving light incident from a region of approximately 40 ° are formed on one plane;
The side lenses arranged on the light incident side of the left and right side lenses are bent so as to coincide with the optical axes of the side lenses by making light incident from a region of approximately 40 ° left and right of the angle of view. Left and right 45 ° right angle prisms or 60 ° -30 ° right angle prisms to guide to
A side lens aperture that limits the amount of light incident on the left and right side lenses via the left and right 45 ° right angle prisms or 60 ° -30 ° right angle prisms;
A center lens aperture that limits the amount of light incident on the center lens to be larger than the side lens aperture, and
The imaging means is
A light receiving element array that is disposed in parallel to the optical lens array at a predetermined distance from the optical lens array and that captures images formed by the center lens and left and right side lenses,
The image reproduction means is
Brightness correction is performed by performing brightness correction on an image in a region of approximately 40 ° in front of the shooting angle converted into image information by the light receiving element array and an image in a region of approximately 40 ° on the left and right of the shooting angle. A wide-angle imaging device, wherein the images subjected to the processing are synthesized and reproduced into a panoramic image having an angle of view of 120 ° or more.
広角の被写角度から入射する光を、所定の被写角度ごとに集光して焦点平面に複数の像を形成させるレンズ光学系と、
前記焦点平面に配置され前記レンズ光学系によって形成される複数の像を電子的な画像情報へ変換する撮像手段と、
前記撮像手段によって変換された複数の像の画像情報に明るさ補正を施した上で接合してパノラマ画像に再生する画像再生手段と、を備える広角撮像装置において、
前記レンズ光学系が、
前記被写角度の正面領域から入射する光を受光するセンタレンズと、該センタレンズの左右両側に配置され該センタレンズと光軸が平行であって前記被写角度内の左右の領域から入射する光を受光する左右のサイドレンズとが一平面上に形成された光学レンズアレイと、
前記左右のサイドレンズの光入射側に配置され、前記被写角度内の左右の領域から入射する光を、前記各サイドレンズの光軸に一致するように屈曲させて前記各サイドレンズへ案内するプリズムと、
前記プリズムにより案内され前記サイドレンズを経て前記撮像手段へ集光される光の量を制限するサイド光量制限手段と、
前記プリズムを経ずに前記センタレンズに直接入射して前記撮像手段へ集光される光の量を、前記サイド光量制限手段よりも大きく制限するセンタ光量制限手段と、を備え、
前記撮像手段が、
前記光学レンズアレイから所定距離隔てて前記光学レンズアレイに平行に配置され、前記センタレンズ及び左右のサイドレンズによりそれぞれ形成される像を撮像する受光素子アレイから構成され、
前記画像再生手段が、
前記受光素子アレイによって画像情報に変換された前記被写角度の正面領域の画像、及び前記被写角度の左右領域の画像にそれぞれ明るさ補正を施し、明るさ補正を施した画像同士を合成してパノラマ画像に再生することを特徴とする広角撮像装置。
A lens optical system that collects light incident from a wide angle of view for each predetermined angle of view and forms a plurality of images on a focal plane; and
An imaging means for converting a plurality of images arranged on the focal plane and formed by the lens optical system into electronic image information;
In a wide-angle imaging apparatus, comprising: image reproduction means that reproduces a panoramic image after performing brightness correction on image information of a plurality of images converted by the imaging means,
The lens optical system is
A center lens that receives light incident from the front area of the shooting angle, and the center lens that is disposed on both the left and right sides of the center lens and is parallel to the optical axis and is incident from the left and right areas within the shooting angle. An optical lens array in which left and right side lenses for receiving light are formed on one plane;
It is arranged on the light incident side of the left and right side lenses, and guides the light incident from the left and right areas within the field angle to the side lenses by bending them so as to coincide with the optical axes of the side lenses. Prism,
Side light quantity limiting means for limiting the amount of light guided by the prism and condensed on the imaging means via the side lens;
A center light quantity limiting unit that limits the amount of light that is directly incident on the center lens without being passed through the prism and is collected on the imaging unit, larger than the side light quantity limiting unit;
The imaging means is
A light receiving element array that is disposed in parallel to the optical lens array at a predetermined distance from the optical lens array and that captures images formed by the center lens and left and right side lenses,
The image reproduction means is
Brightness correction is performed on the image of the front area of the shooting angle converted into image information by the light receiving element array and the image of the left and right area of the shooting angle, and the images subjected to the brightness correction are synthesized. A wide-angle imaging device that reproduces a panoramic image.
前記サイド光量制限手段及び前記センタ光量制限手段が、それぞれ前記サイドレンズ及び前記センタレンズに近接して配置された絞り開口であることを特徴とする請求項2に記載の広角撮像装置。   3. The wide-angle imaging device according to claim 2, wherein the side light amount limiting unit and the center light amount limiting unit are diaphragm apertures disposed close to the side lens and the center lens, respectively. 前記サイド光量制限手段及び前記センタ光量制限手段が、それぞれ前記サイドレンズ及び前記センタレンズの表面にコーティングされたフィルタであることを特徴とする請求項2に記載の広角撮像装置。   The wide-angle imaging device according to claim 2, wherein the side light quantity limiting unit and the center light quantity limiting unit are filters coated on the surfaces of the side lens and the center lens, respectively.
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