JP2010181451A - Photographing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮影装置に関し、広い観察画角で撮影することが可能な撮影装置に関するものである。 The present invention relates to a photographing apparatus, and relates to a photographing apparatus capable of photographing with a wide observation angle of view.
従来、虚像を観察する光学系として、特許文献１〜３のようなものが知られている。
しかしながら、特許文献１〜３において知られている技術は、虚像を観察するものであるが、撮影画像の上下方向を調整することができなかった。例えば、一般に、図１３（ａ）に示すような風景を撮影装置で撮影した画像は、光学系によっては撮像面で図１３（ｂ）のように反転して撮像される。この場合、表示面に表示する際に、図１３（ｃ）のように撮像面での画像を反転して表示する。しかし、撮像面での状態は、撮影装置の光学系によって変化するものであり、常に同じ状態ではない。 However, the techniques known in Patent Documents 1 to 3 observe a virtual image, but cannot adjust the vertical direction of the captured image. For example, in general, an image obtained by photographing a landscape such as that shown in FIG. 13A with an imaging device is captured in an inverted manner as shown in FIG. 13B on the imaging surface depending on the optical system. In this case, when displaying on the display surface, the image on the imaging surface is inverted and displayed as shown in FIG. However, the state on the imaging surface changes depending on the optical system of the photographing apparatus, and is not always the same state.
本発明は、従来技術のこのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、小さいサイズの撮像素子でありながら、広い観察画角を確保しつつ、鮮明な映像を上下方向正しく撮影可能な撮影装置を提供することである。 The present invention has been made in view of such a situation in the prior art, and its purpose is to capture a clear image in a vertical direction while ensuring a wide observation angle of view while being a small-size image sensor. It is to provide a possible imaging device.
上記課題を解決するために、本発明は、全方位の映像を投影することが可能な光学系と、前記光学系が投影した映像を撮像する撮像素子と、を備えた撮影装置において、前記光学系は、約１８０°の映像を前記撮像素子に扇型の映像として撮像するように、前記撮像素子に対して偏心して配置されることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides an imaging apparatus including an optical system capable of projecting an omnidirectional image and an image sensor that captures an image projected by the optical system. The system is characterized by being arranged eccentrically with respect to the image sensor so as to capture an image of about 180 ° as a fan-shaped image on the image sensor.
また、前記光学系を、観察時に映像の上下方向が正しくなるように前記撮像素子に対して偏心することを特徴とする。 The optical system may be decentered with respect to the image sensor so that the vertical direction of the image is correct during observation.
また、観察時の像の上下方向を正しくする像反転機能を有することを特徴とする。 Further, it has an image reversal function that corrects the vertical direction of the image during observation.
また、観察時の像の上下方向を正しくする像回転機能を有することを特徴とする。 Further, it has an image rotation function that corrects the vertical direction of the image during observation.
また、前記光学系と前記撮像素子との偏心方向で、撮影する映像の反対側に操作部を有することを特徴とする。 In addition, an operation unit is provided on the opposite side of the image to be photographed in the eccentric direction between the optical system and the image sensor.
以上の本発明の撮影装置においては、広い観察画角を確保しつつ、鮮明な映像を上下方向正しく撮影することが可能となる。また、撮像素子を有効利用することが可能となる。 In the above-described photographing apparatus of the present invention, a clear image can be photographed correctly in the vertical direction while ensuring a wide observation angle of view. In addition, the image sensor can be used effectively.
以下、実施例に基づいて本発明にかかる視覚表示装置について説明する。図１は本発明にかかる撮影装置の概念図である。 Hereinafter, a visual display device according to the present invention will be described based on examples. FIG. 1 is a conceptual diagram of a photographing apparatus according to the present invention.
本発明にかかる撮影装置１は、図１に示すように、撮影装置本体２と、レンズ部３とからなる。撮影装置本体２は、図示しない撮像素子２１及び表示面２２を有する。 An imaging apparatus 1 according to the present invention includes an imaging apparatus body 2 and a lens unit 3 as shown in FIG. The imaging apparatus main body 2 includes an image sensor 21 and a display surface 22 (not shown).
また、レンズ部３は、全方位（３６０°）を撮影することが可能な光学系３１を有し、撮影装置本体２と着脱可能な構成でもよい。 The lens unit 3 may include an optical system 31 capable of photographing all directions (360 °) and detachable from the photographing apparatus body 2.
図２は、光学系及び撮像素子を示す図である。 FIG. 2 is a diagram illustrating an optical system and an image sensor.
撮像面としては、約１８０°の映像を撮像する撮像素子２１を有し、光学系３１の中心軸３２に対して、所定の方向にずらして配置されている。言い換えれば、光学系３１は、約１８０°の映像を撮像素子２１に扇型の映像として撮像するように、撮像素子２１中心に対して偏心し、ずらして配置される。撮像素子２１は、少なくとも通常の１／２の大きさであればよい。なお、光学系３１の中心軸３２と撮像素子２１とは、それぞれ交差してもよい。 The imaging surface has an imaging element 21 that captures an image of about 180 °, and is arranged in a predetermined direction with respect to the central axis 32 of the optical system 31. In other words, the optical system 31 is decentered and shifted with respect to the center of the image sensor 21 so as to capture an image of about 180 ° as a fan-shaped image on the image sensor 21. The image sensor 21 may be at least half of the normal size. The central axis 32 of the optical system 31 and the image sensor 21 may intersect each other.
また、光学系３１を、観察時に映像の上下方向が正しくなるように撮像素子２１に対して偏心することが好ましい。 The optical system 31 is preferably decentered with respect to the image sensor 21 so that the vertical direction of the image is correct during observation.
また、観察時の像の上下方向を正しくする像反転機能を有することが好ましい。 In addition, it is preferable to have an image inversion function that corrects the vertical direction of the image during observation.
また、観察時の像の上下方向を正しくする像回転機能を有することが好ましい。 It is also preferable to have an image rotation function that corrects the vertical direction of the image during observation.
また、光学系３１と撮像素子２１との偏心方向で、撮影する映像の反対側に操作部としてのシャッターボタン４を有することが好ましい。 In addition, it is preferable to have a shutter button 4 as an operation unit on the opposite side of the image to be photographed in the eccentric direction between the optical system 31 and the image sensor 21.
図３〜図６は、被写体を本発明の撮影装置で撮影した場合の撮像面及び表示面での状態を示す図である。 3 to 6 are diagrams showing states on the imaging surface and the display surface when a subject is photographed by the photographing apparatus of the present invention.
本発明に係る撮影装置１で撮影した場合の撮像素子２１及び表示面２２での状態は、光学系３１により、図３〜図６の４つのパターンを有する。 The state of the image sensor 21 and the display surface 22 when the image is taken by the image taking apparatus 1 according to the present invention has the four patterns shown in FIGS.
図３は、光学系３１内の凸面で１回反射する場合等である。図３（ａ）は、撮像素子２１での状態、図３（ｂ）は、補正前の表示面２２’での状態、図３（ｃ）は、補正後の表示面２２での状態である。 FIG. 3 shows a case where the light is reflected once by the convex surface in the optical system 31. 3A shows the state of the image sensor 21, FIG. 3B shows the state of the display surface 22 ′ before correction, and FIG. 3C shows the state of the display surface 22 after correction. .
光学系３１内の凸面で１回反射すると、撮像素子２１での像は、図３（ａ）に示すように、上下方向は正しいが、左右が反転し、補正前の表示面２２’では、図３（ｂ）に示すように、左右は正しいが、上下方向が反転する。そのため、光学系３１内の凸面で１回反射する場合、補正前の表示面２２’の像を上下反転するように補正し、図３（ｃ）に示すように、上下左右の正しい映像とする。 When reflected once by the convex surface in the optical system 31, as shown in FIG. 3A, the image on the image sensor 21 is correct in the vertical direction, but the left and right are reversed, and on the display surface 22 ′ before correction, As shown in FIG. 3B, the right and left are correct, but the vertical direction is reversed. Therefore, when the light is reflected once by the convex surface in the optical system 31, the image on the display surface 22 ′ before correction is corrected so as to be inverted up and down, and as shown in FIG. .
図４は、光学系３１内の凹面で１回反射する場合等である。図４（ａ）は、撮像素子２１での状態、図４（ｂ）は、補正前の表示面２２’での状態、図４（ｃ）は、補正後の表示面２２での状態である。 FIG. 4 shows a case where the light is reflected once by the concave surface in the optical system 31. 4A shows the state of the image sensor 21, FIG. 4B shows the state on the display surface 22 ′ before correction, and FIG. 4C shows the state on the display surface 22 after correction. .
光学系３１内の凹面で１回反射すると、撮像素子２１での像は、図４（ａ）に示すように、上下方向は正しいが、左右が反転し、補正前の表示面２２’では、図４（ｂ）に示すように、左右は正しいが、上下方向が反転する。そのため、光学系３１内の凹面で１回反射する場合、補正前の表示面２２’の像を上下反転するように補正し、図４（ｃ）に示すように、上下左右の正しい映像とする。 When reflected once by the concave surface in the optical system 31, as shown in FIG. 4A, the image on the image sensor 21 is correct in the vertical direction, but the left and right are reversed, and on the display surface 22 ′ before correction, As shown in FIG. 4B, right and left are correct, but the vertical direction is reversed. Therefore, when the light is reflected once by the concave surface in the optical system 31, the image on the display surface 22 ′ before correction is corrected so as to be reversed up and down, and a correct image is displayed vertically and horizontally as shown in FIG. .
図５は、光学系３１内で２回反射し、１回結像する場合等である。図５（ａ）は、撮像素子２１での状態、図５（ｂ）は、補正前の表示面２２’での状態、図５（ｃ）は、補正後の表示面２２での状態である。 FIG. 5 shows a case where the image is reflected twice in the optical system 31 and imaged once. 5A shows the state of the image sensor 21, FIG. 5B shows the state on the display surface 22 ′ before correction, and FIG. 5C shows the state on the display surface 22 after correction. .
光学系３１内で２回反射し、１回結像すると、撮像素子２１での像は、図５（ａ）に示すように、上下左右の正しい像となる。しかし、補正前の表示面２２’では、図５（ｂ）に示すように、上下左右が反転する。そのため、光学系３１内で２回反射し、１回結像する場合、補正前の表示面２２’の像を１８０°回転するように補正し、図５（ｃ）に示すように、上下左右の正しい映像とする。 When the light is reflected twice in the optical system 31 and formed once, the image on the image pickup device 21 becomes a correct image in the vertical and horizontal directions as shown in FIG. However, on the display surface 22 'before correction, as shown in FIG. Therefore, in the case of reflecting twice in the optical system 31 and forming an image once, the image on the display surface 22 ′ before correction is corrected to rotate 180 °, and as shown in FIG. The correct video.
図６は、光学系３１内で２回反射し、２回結像する場合等である。図６（ａ）は、撮像素子２１での状態、図６（ｂ）は、表示面２２での状態である。 FIG. 6 shows a case where the image is reflected twice in the optical system 31 and imaged twice. FIG. 6A shows the state of the image sensor 21 and FIG. 6B shows the state of the display surface 22.
光学系３１内で２回反射し、２回結像すると、撮像素子２１での像は、図６（ａ）に示すように、上下左右の正しい像となる。しかし、表示面２２では、図６（ｂ）に示すように、上下左右が反転する。そのため、光学系３１内で２回反射し、２回結像する場合、表示面２２の像はそのままで補正する必要はない。 When reflected twice in the optical system 31 and imaged twice, the image on the image sensor 21 becomes a correct image in the vertical and horizontal directions as shown in FIG. However, on the display surface 22, as shown in FIG. Therefore, when reflecting twice in the optical system 31 and forming an image twice, it is not necessary to correct the image on the display surface 22 as it is.
このように、光学系の反射回数及び結像回数により、表示面２２に表示する像の向きの補正が決定する。反射回数をＳ、結像回数をＴとすると、以下の式（１）を満足する場合、表示面２２に表示する像は、上下反転して表示する。
Ｓ＝２ｎ−１ ・・・（１）
ただし、ｎは自然数である。
As described above, the correction of the orientation of the image displayed on the display surface 22 is determined by the number of reflections and the number of imaging of the optical system. If the number of reflections is S and the number of imaging is T, the image displayed on the display surface 22 is displayed upside down when the following expression (1) is satisfied.
S = 2n-1 (1)
However, n is a natural number.
また、以下の式（２）を満足する場合、表示面２２に表示する像は、１８０°回転して表示する。
Ｓ＋Ｔ＝２ｎ＋１ ・・・（２）
ただし、ｎは自然数である。
When the following expression (2) is satisfied, the image displayed on the display surface 22 is displayed after being rotated by 180 °.
S + T = 2n + 1 (2)
However, n is a natural number.
また、以下の式（３）を満足する場合、表示面２２に表示する像は、補正せず、そのまま表示する。
Ｓ＋Ｔ＝２（ｎ＋１） ・・・（３）
ただし、ｎは自然数である。
When the following expression (3) is satisfied, the image displayed on the display surface 22 is displayed as it is without correction.
S + T = 2 (n + 1) (3)
However, n is a natural number.
以下に、本発明の撮影装置１の光学系の実施例を説明する。矢印Ａは、撮像素子２１を見る方向、矢印Ｙは、図３〜図６の矢印Ｙに相当し、撮像素子２１の上方向を示す。 Examples of the optical system of the photographing apparatus 1 of the present invention will be described below. An arrow A corresponds to the direction in which the image sensor 21 is viewed, and an arrow Y corresponds to the arrow Y in FIGS. 3 to 6 and indicates the upward direction of the image sensor 21.
実施例１の撮影装置１の光学系３１の中心軸３２に沿ってとった断面図を図７に示す。 FIG. 7 shows a cross-sectional view taken along the central axis 32 of the optical system 31 of the photographing apparatus 1 of the first embodiment.
本実施例１は、１回反射１回結像の光学系３１である。光束は、凸面で１回反射し、１回結像して撮像素子２１に入射する。この場合、反射回数と結像回数は、上記式（１）に対応し、映像は、撮像素子２１では、図３（ａ）のように撮像され、表示面２２では、補正しないと図３（ｂ）のように表示されてしまうので、上下方向反転させ、図３（ｃ）のように表示する。 The first embodiment is an optical system 31 that forms a single reflection and forms a single image. The light beam is reflected once by the convex surface, forms an image once, and enters the image sensor 21. In this case, the number of reflections and the number of imaging correspond to the above formula (1), and the image is picked up by the image pickup device 21 as shown in FIG. Since it is displayed as shown in b), it is inverted vertically and displayed as shown in FIG.
実施例２の撮影装置１の光学系３１の中心軸３２に沿ってとった断面図を図８に示す。 FIG. 8 shows a cross-sectional view taken along the central axis 32 of the optical system 31 of the photographing apparatus 1 of the second embodiment.
本実施例２は、１回反射１回結像の光学系３１である。光束は、凹面で１回反射し、１回結像して撮像素子２１に入射する。この場合、反射回数と結像回数は、上記式（１）に対応し、映像は、撮像素子２１では、図４（ａ）のように撮像され、表示面２２では、補正しないと図４（ｂ）のように表示されてしまうので、上下方向反転させ、図４（ｃ）のように表示する。 The second embodiment is an optical system 31 that forms a single reflection and forms a single image. The light beam is reflected once by the concave surface, forms an image once, and enters the image sensor 21. In this case, the number of reflections and the number of imaging correspond to the above formula (1), and an image is picked up by the image pickup device 21 as shown in FIG. Since it is displayed as shown in b), it is inverted vertically and displayed as shown in FIG.
実施例３の撮影装置１の光学系３１の中心軸３２に沿ってとった断面図を図９に示す。 FIG. 9 shows a cross-sectional view taken along the central axis 32 of the optical system 31 of the photographing apparatus 1 according to the third embodiment.
本実施例３は、２回反射１回結像の光学系３１である。光束は、透明媒体で２回反射し、１回結像して撮像素子２１に入射する。この場合、反射回数と結像回数は、上記式（２）に対応し、映像は、撮像素子２１では、図５（ａ）のように撮像され、表示面２２では、補正しない場合図５（ｂ）のように表示されてしまうので、１８０°回転させ、図５（ｃ）のように表示する。 The third embodiment is an optical system 31 that forms a two-time reflection and one-time image. The light beam is reflected twice by the transparent medium, forms an image once, and enters the image sensor 21. In this case, the number of reflections and the number of imaging correspond to the above equation (2), and an image is picked up by the image pickup device 21 as shown in FIG. 5A and is not corrected on the display surface 22 as shown in FIG. Since it is displayed as shown in b), it is rotated 180 ° and displayed as shown in FIG.
実施例４の撮影装置１の光学系３１の中心軸３２に沿ってとった断面図を図１０に示す。 FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the central axis 32 of the optical system 31 of the photographing apparatus 1 according to the fourth embodiment.
本実施例４は、２回反射３回結像の光学系３１である。光束は、透明媒体で２回反射し、３回結像して撮像素子２１に入射する。この場合、反射回数と結像回数は、上記式（２）に対応し、映像は、撮像素子２１では、図５（ａ）のように撮像され、表示面２２では、補正しない場合図５（ｂ）のように表示されてしまうので、１８０°回転させ、図５（ｃ）のように表示する。 The fourth embodiment is an optical system 31 that forms two reflections and three images. The light beam is reflected twice by the transparent medium, forms an image three times, and enters the image sensor 21. In this case, the number of reflections and the number of imaging correspond to the above equation (2), and an image is picked up by the image pickup device 21 as shown in FIG. 5A and is not corrected on the display surface 22 as shown in FIG. Since it is displayed as shown in b), it is rotated 180 ° and displayed as shown in FIG.
実施例５の撮影装置１の光学系３１の中心軸３２に沿ってとった断面図を図１１に示す。 FIG. 11 is a cross-sectional view taken along the central axis 32 of the optical system 31 of the photographing apparatus 1 according to the fifth embodiment.
本実施例５は、２回反射２回結像の光学系３１である。光束は、透明媒体で２回反射し、２回結像して撮像素子２１に入射する。この場合、反射回数と結像回数は、上記式（３）に対応し、撮像素子２１では、図６（ａ）のように撮像され、表示面２２では、図６（ｂ）のように表示される。この場合、映像を表示面２２に表示する際の補正は必要ない。 The fifth embodiment is an optical system 31 that forms two reflections and forms two images. The light beam is reflected twice by the transparent medium, forms an image twice, and enters the image sensor 21. In this case, the number of reflections and the number of image formation correspond to the above equation (3), and the image pickup device 21 picks up an image as shown in FIG. 6A and the display surface 22 displays it as shown in FIG. Is done. In this case, no correction is required when displaying the video on the display surface 22.
実施例６の撮影装置１の光学系３１の中心軸３２に沿ってとった断面図を図１２に示す。 FIG. 12 is a cross-sectional view taken along the central axis 32 of the optical system 31 of the photographing apparatus 1 according to the sixth embodiment.
本実施例６は、２回反射２回結像の光学系３１である。光束は、透明媒体で２回反射し、２回結像して撮像素子２１に入射する。この場合、反射回数と結像回数は、上記式（３）に対応し、撮像素子２１では、図６（ａ）のように撮像され、表示面２２では、図６（ｂ）のように表示される。この場合、映像を表示面２２に表示する際の補正は必要ない。 The sixth embodiment is an optical system 31 that forms two reflections and forms two images. The light beam is reflected twice by the transparent medium, forms an image twice, and enters the image sensor 21. In this case, the number of reflections and the number of image formation correspond to the above equation (3), and the image pickup device 21 picks up an image as shown in FIG. 6A and the display surface 22 displays it as shown in FIG. Is done. In this case, no correction is required when displaying the video on the display surface 22.
なお、各実施例１〜６における撮影装置１は、光学系３１内での反射回数と結像回数に応じて観察時の像の上下方向を正しくするために、映像を反転させる像反転手段や映像を回転させる像回転手段を有することが好ましい。 The imaging apparatus 1 in each of the first to sixth embodiments includes an image inversion unit that inverts an image in order to correct the vertical direction of an image during observation according to the number of reflections and the number of imaging in the optical system 31. It is preferable to have image rotation means for rotating the image.
このように、本実施形態の撮影装置においては、広い観察画角を確保しつつ、鮮明な映像を上下方向正しく撮影することが可能となる。また、撮像素子２１は、少なくとも通常の１／２の大きさであればよいので、撮像素子２１を有効利用することが可能となる。 As described above, in the imaging apparatus of the present embodiment, it is possible to correctly capture a clear image in the vertical direction while ensuring a wide observation angle of view. In addition, since the image sensor 21 may be at least half the normal size, the image sensor 21 can be used effectively.
１…撮影装置
２…撮影装置本体
２１…撮像面
２２…表示面
３…レンズ部
３１…光学系
３２…光軸
４…操作部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Imaging device 2 ... Imaging device main body 21 ... Imaging surface 22 ... Display surface 3 ... Lens part 31 ... Optical system 32 ... Optical axis 4 ... Operation part
Claims (5)
前記光学系が投影した映像を撮像する撮像素子と
を備えた撮影装置において、
前記光学系は、約１８０°の映像を前記撮像素子に扇型の映像として撮像するように、前記撮像素子に対して偏心して配置される
ことを特徴とする撮影装置。 An optical system capable of projecting omnidirectional images;
In an imaging device including an imaging device that captures an image projected by the optical system,
The imaging apparatus, wherein the optical system is arranged eccentrically with respect to the image sensor so as to capture an image of about 180 ° as a fan-shaped image on the image sensor.
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の撮影装置。 5. The photographing apparatus according to claim 1, further comprising an operation unit on a side opposite to an image to be photographed in an eccentric direction between the optical system and the imaging element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2009022477A JP2010181451A (en) | 2009-02-03 | 2009-02-03 | Photographing device |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP2009022477A JP2010181451A (en) | 2009-02-03 | 2009-02-03 | Photographing device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010181451A true JP2010181451A (en) | 2010-08-19 |
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ID=42763063
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| JP (1) | JP2010181451A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019035873A (en) * | 2017-08-17 | 2019-03-07 | 富士フイルム株式会社 | Projection optical system and projection type display device |
-
2009
- 2009-02-03 JP JP2009022477A patent/JP2010181451A/en not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019035873A (en) * | 2017-08-17 | 2019-03-07 | 富士フイルム株式会社 | Projection optical system and projection type display device |
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