JP4158344B2 - Image input device - Google Patents

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JP4158344B2
JP4158344B2 JP2001053943A JP2001053943A JP4158344B2 JP 4158344 B2 JP4158344 B2 JP 4158344B2 JP 2001053943 A JP2001053943 A JP 2001053943A JP 2001053943 A JP2001053943 A JP 2001053943A JP 4158344 B2 JP4158344 B2 JP 4158344B2
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  • Image Input (AREA)
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ファイバー素線を多数束ねて多芯構造体に構成し、その構造体を用いて構成した複数の画像入力部を放射状に配置して全方位撮影を行うことができるようした画像入力装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
全方位撮影を行う画像入力装置としては、従来から幾つかの手段がある。その中の1つは、図12(a)に示す反射ミラー式パノラマ撮影装置のように、例えば、建物の天井に凸面鏡の反射ミラー部61を取り付け、その反射ミラー部61の真下に一定距離を隔てて撮影用のカメラ部62を配置して、そのカメラ部62で反射ミラー部61に映し出された映像を取り込むように構成されたものである。図12(b)は、カメラ部62で映し出された映像であるが、この映像は大変歪んだ像となる。
【0003】
全方位撮影を行う他の1つは、図13(a)に示す超広角レンズ式パノラマ撮影装置のように、超広角レンズ部63を取り付けたカメラ部62で撮影するものである。この場合における撮影の映像も同図(b)に示すように大変歪んだ像となる。
【0004】
上記の他に、図14(a)に示すように、広角レンズが取り付けられたカメラ(図示省略)を、ほぼ立方体形状の箱体64の内部に収納し、その箱体64の各側面および上面から広角レンズ65a〜65e(広角レンズ65d,65eは図示省略)を望ませて、全方位を撮影可能とするように構成した画像入力装置がある。このように構成した画像入力装置は、上記2つの反射ミラー式や超広角レンズ式に比較して映像の歪みは少ないが、広角レンズを使用している関係上、周辺画像に歪みが発生する。図14(b)は、水平垂直画角共90度の正方形画角とした場合の各カメラで撮影した展開画像である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述した図12、図13に示した全方位撮影の画像入力装置では、全方位の映像を光学的に非常に歪ませた形で撮像部に取り込み、全方位撮影を行う手段を採用している。このため、撮像部に得られる全方位の映像は、非常に歪みのあるものとなってしまうために、通常歪みの無い映像に処理するには、膨大な演算処理を必要とする問題がある。
【0006】
また、図14(a)に示す画像入力装置では、全方位を複数のカメラでカバーしているために、全体像を見る場合や、任意の方向・任意の画角で映像を切り出す場合、異なったカメラで撮影した映像を繋ぎ合わせる処理が必要である。このとき、一番歪みの大きな周辺画像同士の映像を繋ぐことになり、画像の合わせ(ステッチング)や歪み補正には、やはり膨大な演算処理を必要とする問題がある。
【0007】
さらに、複数のカメラ画像を結合して全方位映像を構成する場合でも、各カメラでカバーする撮影範囲は広く、例えば8台のカメラを用いた場合でも各カメラでは、35mm換算で十数ミリと云う超広角レンズに相当する画角となる。このため、各カメラでの画像は、広角レンズ特有の像の歪みを含んだものとなる。このようなシステムで得た全方位画像を合成する場合、周辺の歪みを補正して隣の画像と接続処理する必要がある。このため、その処理には、多大な時間を必要とする。また、これらのイメージ映像から、任意の狭い矩形領域の画像を取り出す場合には、その都度、歪んだ画像に座標変換処理を行った後、歪みを取り去って出力する必要がある。
【0008】
これらを解決するためには、撮影用カメラを増大してカメラ一台当たりがカバーする画角を狭くする手段がある。しかし、複数の撮影用カメラの映像を記録し、再生する場合の同期を取ることが極めて難しいなどの新た問題点が発生するとともに、全体のシステム規模が大型化する欠点がある。
【0009】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、反射ミラーや超広角レンズ等を用いることなく、光ファイバー素線を多数束ねて構成した画像入力部を、放射状に配置して、その画像入力部で各正面の狭い範囲の画角から取り込んだ歪みの無い全方位の映像を撮像部に導くことができるようにして撮像部における映像の歪みを補正する演算処理を不要にするとともに、光ファイバー素線を多数束ねて構成した画像入力部と撮像部のみで全方位撮影用の小型カメラを構成することができる画像入力装置を提供することを課題とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を達成するために、本発明による画像入力装置は、光ファイバー素線が多数束ねられて構成された多芯構造体と、
この多芯構造体の一端に形成された画像を取り込む画像入力部と、
前記多芯構造体を複数組み束ねる手段と、
この手段により複数組み束ねられた多芯構造体の各一端に設けられた前記画像入力部から取り込んだ画像を、多芯構造体によりその他端に導いて光学的手段を介してイメージセンサで読み取る手段と、
を具備し
前記画像入力部は、正多面体からなる画像取り込み部の各面部に放射状に配置されたことを特徴とする。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0012】
[実施の第1形態]
図1(a)〜(c)は本発明の実施の第1形態を示す概略的な構成図および拡大図で、図1(a)〜(c)において、光ファイバー素線11を多数束ねて一端面から画像が取り込めるように多芯構造体(以下イメージファイバーと称す)12a、12b、12c……として構成する。そのイメージファイバー12a、12b、12c……の一端は、図1(b)に示すように、筒体14の内部に装着されて被覆され、複数の画像入力部15a、15b、15c……に構成される。
【0013】
イメージファイバー12a、12b、12c……の他端は、後述するように光学的手段を介して撮像素子(CCD撮像素子)等のイメージセンサで同時に読み取ることができるように、四角形状に形成されたファイバー束ね部16に装着される。ファイバー束ね部16には、図示のように複数の円筒状の孔17a、17b、17c……が格子状に整列して穿設されている。それら円筒状の孔17a、17b、17c……には、画像入力部15a、15b、15c……を構成するイメージファイバー12a、12b、12c……の端部が挿入されるとともに、イメージファイバー12a、12b、12c……の端面は、全て同一面になるように平坦に揃えられる。
【0014】
図1(c)は画像入力部15a、15b、15c……の拡大図で、これら画像入力部15a、15b、15c……には、対物レンズ13若しくは同等の機能を有する機構が組み込まれている。この図1(c)に示すように対物レンズ13が筒体14で支持されて設けられている。
【0015】
前記画像入力部15a、15b、15c……は、全方位の映像を取り込むことができるように、図2(a)〜(e)に示す球体状に形成された全方位映像取り込み部20に、緯度、経度で見て30度の間隔で放射状に配置される。また、球体状の全方位映像取り込み部20の赤道面近傍の周囲には、60度の間隔でマイクロフォン21が配置されている。このマイクロフォン21は、後述のように音声をマルチチャンネルで記録して、再生時に見ている映像の方向に応じて再生するように構成される。なお、全方位映像取り込み部20は、支柱22により図示しない基台等に支持固定されている。
【0016】
図3は、図1と図2を用いて構成した実施の第1形態における全体構成を示す概略的な構成図である。この図3において、全方位映像取り込み部20に配置された画像入力部15a、15b、15c……で取り込んだ映像は、イメージファイバー12a、12b、12c……を介してファイバー束ね部16に送られ、そのファイバー束ね部16の端面には、イメージ像が得られる。
【0017】
図4は、前述したファイバー束ね部16の端面に得られたイメージ像を、光学的手段23を介してイメージセンサとして構成される撮像素子24の素子面に結像させるようにした概略構成図である。
【0018】
図5は、ファイバー束ね部16の端面に得られたイメージ像が、撮像素子上で結像している様子を示す説明図で、この図5における撮像素子上の映像では、イメージファイバー12a,12b、12c……の端面を図示のように格子状に配列したため、ファイバー束ね部16の枠部が黒抜きとなって観察される。このため、全方位映像取り込み部20に配置された画像入力部15a、15b、15c……側のイメージファイバーによる画角(図6に示す円)を、互いに図示のように、オーバーラップするように広く取ることによって死角を無くすことが可能となる。図6において、図示略正方形の部分は使用する画角である。
【0019】
なお、ファイバー束ね部16の端面には、イメージ像が得られるので、放射状に配置された画像入力部15a、15b、15c……と、ファイバー束ね部16のイメージファイバー12a、12b、12c……の端面との相互の位置関係や、天地の並びは、揃えておく方が後のイメージ処理が簡単に済むようになる。
【0020】
上記のように構成された画像入力部15a、15b、15c……に取り込まれた全方位の映像は、イメージファイバー12a、12b、12c……を介して撮像素子24に結像される。撮像素子24は、これら像を電気信号に変換して次に示す図7の信号処理部41に入力される。
【0021】
図7は、画像入力部で得られた映像を撮像素子で電気信号に変換し処理する回路装置のブロック構成図で、撮像素子24からの電気信号は信号処理部41で処理され、その処理信号は、デバイスインターフェース部42を介して記録デバイス43に記録されるとともに、外部インターフェース部44を介して図示しない外部処理装置に供給される。
【0022】
なお、信号処理部41以降の電気回路は、通常のデジタル映像記録装置とほぼ同様な装置を使用することができるが、必要に応じて圧縮処理等を併用し、データ量を少なくすることも可能である。
【0023】
また、音声記録についても、無指向性マイクロフォンによる全方位記録や一般のステレオ記録の他、多数のマイクロフォンを使用してマルチチャンネルで記録しておき、再生時に見ている映像の方向に応じて再生する音のチャンネルを切り替える音声信号を信号処理部41にて処理するようにしても良い。なお、信号処理部41他各部に電力を供給するために、電源部46が設けられている。
【0024】
上記説明では、全方位映像取り込み部20球形の場合について述べて来たが、図8(a)、(b)、(c)は全方位映像取り込み部20を正八面体に構成した場合の平面図、正面図および側面図である。この正八面体の各面部20a〜20h(面部20hは図示せず)を構成する正三角形の中心には、画像入力部15a〜15hを全方位の映像が撮影できるように配置する。なお、この正八面体の全方位映像取り込み部20を使用した場合、8個の画像入力部15a〜15hで全方位をカバーすることになるので、1個の画像入力部がカバーする範囲は、水平面で90度となり、半球の1/4の画角となる。
【0025】
図9は上記正八面体の全方位映像取り込み部20を用いた場合におけるファイバー束ね部16aの概略構成図で、このファイバー束ね部16aでは、円筒状の孔17a、17b、……を2列2段に形成したものである。
【0026】
なお、ファイバー束ね部16aに形成される円筒状の孔は、イメージファイバーの束ね方により、自由に選択できるが、格子状に構成した方が、後のイメージ処理が簡単になる。
【0027】
上記のように構成した実施の第1形態では、全天を緯度、経度で30度の間隔で切り分けた例について述べて来たが、この間隔は、任意に設定可能である。撮影画角を上記のように狭く設定した場合は、通常の35mmカメラにおける標準レンズ(50mm近辺)のやや望遠側よりの画角となり、撮影した映像の歪み等が少ないと言う利点がある。このことは、複数のイメージファイバーを用い、各正面の狭い範囲の画角から取り込んだ映像のみを利用しているため、各々の画像の歪みが殆ど無いからである。
【0028】
また、総てのイメージファイバーを束ねて1つの撮像素子で画像化しているため、複数のカメラを使用して撮影した場合のように、複数のカメラ映像の同期をとる必要がないという利点がある。さらに、撮像素子上では、水平に配置したイメージファイバーの画像は、水平同一ライン上に撮像するように配置している。従って、撮像素子上の映像を取り出す場合、切り出す位置に基づいて、水平方向と垂直方向から必要な画素(ピクセル)分のデータを読み出してくることで、必要な範囲の映像が合成できる。すなわち、映像の合成が従来の方式に比べて非常に簡単になる。
【0029】
この為、複数のイメージファイバーからの映像を繋げて見る場合に、映像の繋ぎ合わせが非常に容易になる。これは、撮影した全方位映像の中から、任意の向きで任意の画角の映像を切り出す場合に、次に示すような処理が簡単で速度が早いと言う大きな利点が得られる。
【0030】
処理が簡単になると、各々の画像の歪み補正が不要となり、また、複数の映像の同期をとる必要がなくなり、さらに撮影対象の縦横の関係が、撮像素子上でも縦横に保持されているため、矩形領域を切り出す場合にも、複雑な座標変換がいらないなどにより、処理時間が短くなる。
【0031】
また、画像入力部15a、15b、15c……の内、水平面上同一緯度に配置されている画像入力部のイメージファイバ12a、12b、12c……をファイバ束ね部16で格子状に配置する場合、水平同一ライン上に配置する。
【0032】
次に、同一経度上の画像入力部を同じ縦の列に配置して、球面を展開した形で撮像素子に映像を取り込むと、全方位映像を世界地図の様に見ることができるようになる。従って、上記映像から任意の画角で任意の方角の映像を切り出すことは、映像相互の位置関係から明確であるので、非常に簡単に行うことができる利点がある。
【0033】
上記のように、本発明の実施の第1形態による画像入力装置では、全方位映像を簡単にかつ映像を歪み無く取り込むことが可能になっており、取り込み映像のモニタリング時においても、全方位映像の視認性が高いだけで無く、部分映像の切り出し時においても、画像処理の手間を大幅に簡略化できる利点もある。
【0034】
また、演算能力の非常に高いコンピュータ等を用いた場合で、座標変換などの信号処理能力に余裕がある場合には、画像入力部の配置を、より撮像素子の解像度を有効活用する方向にすることにより、システム全体の柔軟性が高くなる。このような全方位映像取り込み部の実施の形態を図10により説明する。
【0035】
図10(a)、(b)は、正20面体に構成した全方位映像取り込み部20の概略構成図で、正20面体の各面部の中央には、正三角形に光ファイバー素線を束ねた画像入力部15a、15b、15c……を配置する。
【0036】
一方、撮像素子側では、図11に示すように、撮像素子(CCD撮像素子)の解像度を有効に利用できるように、画像入力部15a、15b、15c……の空間配置にこだわらずに撮像素子を並べた。この場合、撮影画角が空間を隙間なくカバーできるように、画像入力部やレンズを適正に選択する。このように構成した場合には、撮像素子の利用効率が良くなる。なお、この正20面体の場合には、画像入力部を正三角形で構成したが、それ以外の形状でも同様の効果を得ることができる。
【0037】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、全方位映像の歪みが非常に少なく、同時にモニタリングの映像の視認性が非常に高くなる。また照明による影が出来にくいので、同時モニタリングの映像の視認性がさらに向上する。
【0038】
光ファイバー素線が多数束ねられて構成された多芯構造体を通して取り込む映像の歪みが少なく、且つ互いに位置関係が単純で分かりやすい為に、任意の画角・方角での映像の切り出しが簡単になる。また、映像取り込み部の多芯構造体レイアウトを変更することで、取り込み映像のパターンや範囲などの変更に柔軟に対応することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(c)は、本発明の実施の第1形態を示す概略的な構成図および拡大図。
【図2】(a)〜(e)は、全方位映像取り込み部の正面図、右側面図、平面図、断面図および左側面図。
【図3】第1形態の概略的な全体構成図。
【図4】ファイバー束ね部の端面に得られたイメージ像を、撮像素子に結像させるときの概略構成図。
【図5】ファイバー束ね部の端面に得られたイメージ像が、撮像素子上で結像している様子を示す説明図。
【図6】イメージファイバーの画角と使用する画角の説明図。
【図7】画像入力部で得られた映像を撮像素子で電気信号に変換し処理する回路装置のブロック構成図。
【図8】(a)、(b)、(c)は、全方位映像取り込み部を正八面体に構成した場合の平面図、正面図および側面図。
【図9】ファイバー束ね部の斜視図。
【図10】(a)、(b)は、正20面体に構成した全方位映像取り込み部の概略構成図。
【図11】撮像素子(CCD撮像素子)上のイメージ配置を示す概略構成図。
【図12】従来の全方位撮影を行う画像入力装置である反射ミラー式パノラマ撮影装置の概略構成図。
【図13】従来の全方位撮影を行う画像入力装置である超広角レンズ式パノラマ撮影装置の概略構成図。
【図14】広角レンズを複数個用いて全方位撮影を行う画像入力装置の概略構成図。
【符号の説明】
11…光ファイバー素線
12a、12b、12c……多芯構造体
13…対物レンズ
14…筒体
15a、15b、15c……画像入力部
16…ファイバー束ね部
17a、17b、17c……円筒状の孔
20…全方位映像取り込み部
21…マイクロフォン
22…支柱
23…光学的手段
24…撮像素子
41…信号処理部
42…デバイスインターフェース部
43…記録デバイス
44…外部インターフェース部
45…マルチマイクロフォン部
46…電源部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is an image input in which a large number of optical fiber strands are bundled to form a multi-core structure, and a plurality of image input units configured using the structure are arranged radially to perform omnidirectional imaging. It relates to the device.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there are several means as an image input apparatus for performing omnidirectional photographing. One of them is a reflection mirror type panoramic photographing apparatus shown in FIG. 12A. For example, a reflection mirror part 61 of a convex mirror is attached to the ceiling of a building, and a certain distance is provided directly below the reflection mirror part 61. A camera unit 62 for photographing is arranged at a distance, and the camera unit 62 is configured to capture an image projected on the reflection mirror unit 61. FIG. 12B shows a video image displayed by the camera unit 62. This video image is very distorted.
[0003]
Another one that performs omnidirectional imaging is imaging with a camera unit 62 to which a super-wide-angle lens unit 63 is attached, as in the super-wide-angle lens panoramic imaging device shown in FIG. The captured image in this case is also a very distorted image as shown in FIG.
[0004]
In addition to the above, as shown in FIG. 14A, a camera (not shown) to which a wide-angle lens is attached is housed in a substantially cubic box body 64, and each side surface and top surface of the box body 64 are accommodated. Therefore, there is an image input device configured to be capable of photographing all directions in response to desire for wide-angle lenses 65a to 65e (wide-angle lenses 65d and 65e are not shown). The image input apparatus configured as described above has less image distortion than the above two reflection mirror type and super wide angle lens type, but distortion occurs in the peripheral image due to the use of the wide angle lens. FIG. 14B is a developed image taken by each camera when the horizontal and vertical angles of view are 90 degrees.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described omnidirectional image input device shown in FIGS. 12 and 13 employs means for taking an omnidirectional image by capturing an omnidirectional image into an image pickup unit in an optically very distorted form. . For this reason, since the omnidirectional video obtained in the imaging unit is very distorted, there is a problem that enormous calculation processing is required to process the video without distortion.
[0006]
In addition, since the image input apparatus shown in FIG. 14 (a) covers all directions with a plurality of cameras, it differs when viewing the whole image or cutting out video in any direction and angle of view. It is necessary to connect the images taken with the camera. At this time, the images of the peripheral images with the largest distortion are connected, and there is a problem that enormous arithmetic processing is still required for image alignment (stitching) and distortion correction.
[0007]
Furthermore, even when a plurality of camera images are combined to form an omnidirectional video, the shooting range covered by each camera is wide. For example, even when eight cameras are used, each camera has a tens of millimeters in terms of 35 mm. The angle of view corresponds to an ultra-wide-angle lens. For this reason, the image by each camera contains the distortion of the image peculiar to a wide angle lens. When synthesizing omnidirectional images obtained by such a system, it is necessary to correct peripheral distortion and connect the adjacent images. For this reason, the process requires a great deal of time. In addition, when an image of an arbitrary narrow rectangular area is taken out from these image videos, it is necessary to perform a coordinate conversion process on the distorted image and output it after removing the distortion.
[0008]
In order to solve these problems, there is a means for increasing the number of photographing cameras to narrow the angle of view covered by one camera. However, there are disadvantages that new problems such as extremely difficult to synchronize when recording and reproducing videos from a plurality of photographing cameras occur, and that the entire system scale is increased.
[0009]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and without using a reflection mirror, an ultra-wide angle lens, or the like, an image input unit configured by bundling a large number of optical fiber strands is arranged radially, and the image input unit This eliminates the need for arithmetic processing to correct the image distortion in the image pickup unit so that all distortion-free images taken from the narrow angle of view of each front can be guided to the image pickup unit. It is an object of the present invention to provide an image input device that can constitute a small camera for omnidirectional photographing only by an image input unit configured by bundling a plurality of images and an image pickup unit.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an image input device according to the present invention includes a multi-core structure formed by bundling a number of optical fiber strands,
An image input unit for capturing an image formed at one end of the multi-core structure;
Means for bundling a plurality of the multi-core structures;
Means for reading an image captured from the image input unit provided at each end of the multi-core structure bundled in plural by this means to the other end by the multi-core structure and reading with an image sensor via optical means When,
Equipped with,
The image input unit is arranged radially on each surface of an image capturing unit made of a regular polyhedron .
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0012]
[First Embodiment]
FIGS. 1A to 1C are a schematic configuration diagram and an enlarged view showing a first embodiment of the present invention. In FIGS. 1A to 1C, a number of optical fiber strands 11 are bundled together. The multi-core structure (hereinafter referred to as image fiber) 12a, 12b, 12c,... Is configured so that an image can be taken from the end face. As shown in FIG. 1B, one end of each of the image fibers 12a, 12b, 12c... Is mounted and covered inside the cylindrical body 14, and is configured into a plurality of image input units 15a, 15b, 15c. Is done.
[0013]
The other ends of the image fibers 12a, 12b, 12c... Are formed in a quadrangular shape so that they can be read simultaneously by an image sensor such as an image sensor (CCD image sensor) via optical means as will be described later. Attached to the fiber bundle 16. As shown in the drawing, a plurality of cylindrical holes 17a, 17b, 17c,... These cylindrical holes 17a, 17b, 17c... Are inserted with the ends of the image fibers 12a, 12b, 12c... Constituting the image input units 15a, 15b, 15c. The end faces of 12b, 12c,... Are aligned flat so that they are all the same face.
[0014]
FIG. 1C is an enlarged view of the image input units 15a, 15b, 15c..., And the objective lens 13 or a mechanism having an equivalent function is incorporated in these image input units 15a, 15b, 15c. . As shown in FIG. 1C, the objective lens 13 is supported and provided by the cylindrical body 14.
[0015]
The image input units 15a, 15b, 15c,... Are provided in the omnidirectional video capturing unit 20 formed in a spherical shape shown in FIGS. 2A to 2E so that omnidirectional video can be captured. They are arranged radially at intervals of 30 degrees when viewed in terms of latitude and longitude. In addition, microphones 21 are arranged at intervals of 60 degrees around the equatorial plane of the spherical omnidirectional video capturing unit 20. As will be described later, the microphone 21 is configured to record audio in multiple channels and reproduce it according to the direction of the video being viewed during reproduction. The omnidirectional video capturing unit 20 is supported and fixed to a base (not shown) or the like by a column 22.
[0016]
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing an overall configuration in the first embodiment configured using FIGS. 1 and 2. In FIG. 3, the images captured by the image input units 15a, 15b, 15c... Arranged in the omnidirectional image capturing unit 20 are sent to the fiber bundling unit 16 via the image fibers 12a, 12b, 12c. An image is obtained on the end face of the fiber bundle portion 16.
[0017]
FIG. 4 is a schematic configuration diagram in which the image image obtained on the end face of the fiber bundle portion 16 is formed on the element surface of the image pickup device 24 configured as an image sensor via the optical means 23. is there.
[0018]
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state in which the image image obtained on the end face of the fiber bundle portion 16 is formed on the image sensor. In the image on the image sensor in FIG. 5, the image fibers 12a and 12b are illustrated. , 12c... Are arranged in a lattice shape as shown in the figure, so that the frame portion of the fiber bundle portion 16 is observed as black. Therefore, the angle of view (circle shown in FIG. 6) by the image fibers on the image input units 15a, 15b, 15c... Arranged on the omnidirectional video capturing unit 20 overlap each other as shown in the figure. It is possible to eliminate blind spots by taking a wide area. In FIG. 6, a substantially square portion shown in the drawing is an angle of view to be used.
[0019]
In addition, since an image image is obtained on the end face of the fiber bundling portion 16, the image input portions 15a, 15b, 15c... Arranged radially and the image fibers 12a, 12b, 12c. The subsequent image processing becomes easier if the mutual positional relationship with the end face and the arrangement of the top and bottom are aligned.
[0020]
The omnidirectional images captured by the image input units 15a, 15b, 15c... Configured as described above are imaged on the image sensor 24 via the image fibers 12a, 12b, 12c. The image sensor 24 converts these images into electric signals and inputs them to the signal processing unit 41 shown in FIG.
[0021]
FIG. 7 is a block configuration diagram of a circuit device that converts an image obtained by the image input unit into an electric signal by an image pickup device and processes the electric signal. The electric signal from the image pickup device 24 is processed by the signal processing unit 41, and the processed signal Is recorded in the recording device 43 via the device interface unit 42 and supplied to an external processing apparatus (not shown) via the external interface unit 44.
[0022]
The electric circuit after the signal processing unit 41 can use almost the same device as a normal digital video recording device, but it is possible to reduce the amount of data by using compression processing or the like if necessary. It is.
[0023]
For audio recording, omnidirectional recording using omnidirectional microphones and general stereo recording, as well as multi-channel recording using a number of microphones, can be played back according to the direction of the video being viewed. An audio signal for switching a sound channel to be processed may be processed by the signal processing unit 41. A power supply unit 46 is provided to supply power to the signal processing unit 41 and other units.
[0024]
In the above description, the case where the omnidirectional video capturing unit 20 is spherical has been described, but FIGS. 8A, 8B, and 8C are planes when the omnidirectional video capturing unit 20 is configured as a regular octahedron. It is a figure, a front view, and a side view. The image input units 15a to 15h are arranged at the centers of equilateral triangles constituting the surface portions 20a to 20h (the surface portion 20h is not shown) of the regular octahedron so that images of all directions can be taken. In addition, when this regular octahedron omnidirectional video capturing unit 20 is used, the eight image input units 15a to 15h cover all directions, so the range covered by one image input unit is the horizontal plane. The angle of view is 90 degrees, which is 1/4 the angle of view of the hemisphere.
[0025]
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of the fiber bundling portion 16a in the case where the regular octahedron omnidirectional image capturing portion 20 is used. In this fiber bundling portion 16a, cylindrical holes 17a, 17b,. Is formed.
[0026]
The cylindrical hole formed in the fiber bundling portion 16a can be freely selected depending on how the image fibers are bundled. However, the later image processing becomes easier when the fiber is configured in a lattice shape.
[0027]
In the first embodiment configured as described above, an example has been described in which the whole sky is divided at an interval of 30 degrees by latitude and longitude, but this interval can be arbitrarily set. When the shooting angle of view is set narrow as described above, there is an advantage that the angle of view of the standard lens (near 50 mm) in a normal 35 mm camera is slightly closer to the telephoto side, and there is little distortion or the like of the shot image. This is because there is almost no distortion of each image because a plurality of image fibers are used and only images captured from a narrow angle of view of each front are used.
[0028]
In addition, since all image fibers are bundled and imaged by one image sensor, there is an advantage that it is not necessary to synchronize a plurality of camera images as in the case of shooting using a plurality of cameras. . Further, on the image sensor, the images of the image fibers arranged horizontally are arranged so as to be imaged on the same horizontal line. Therefore, when an image on the image pickup device is taken out, a necessary range of video can be synthesized by reading out data for necessary pixels (pixels) from the horizontal direction and the vertical direction based on the cut-out position. That is, the composition of the video is very simple compared to the conventional method.
[0029]
For this reason, when images from a plurality of image fibers are connected and viewed, it is very easy to connect the images. This provides a great advantage that the following processing is simple and fast when a video having an arbitrary angle of view is cut out from an omnidirectional video taken.
[0030]
If the processing becomes simple, distortion correction of each image becomes unnecessary, and it is not necessary to synchronize a plurality of images, and furthermore, the vertical / horizontal relationship of the shooting target is maintained vertically and horizontally on the image sensor, Even when a rectangular area is cut out, the processing time is shortened because complicated coordinate conversion is not required.
[0031]
Further, among the image input units 15a, 15b, 15c..., When the image fibers 12a, 12b, 12c... Of the image input units arranged at the same latitude on the horizontal plane are arranged in a lattice shape by the fiber bundle unit 16, Place on the same horizontal line.
[0032]
Next, when the image input units on the same longitude are arranged in the same vertical column and the image is captured in the image sensor with the spherical surface expanded, the omnidirectional image can be viewed like a world map. . Accordingly, it is clear from the positional relationship between the videos that the video having an arbitrary angle of view is cut out from the video, and there is an advantage that it can be performed very easily.
[0033]
As described above, in the image input device according to the first embodiment of the present invention, an omnidirectional video can be captured easily and without distortion, and the omnidirectional video can be captured even when monitoring the captured video. In addition to the high visibility, there is an advantage that the labor of image processing can be greatly simplified even when a partial video is cut out.
[0034]
In addition, when using a computer with very high computing capability and the signal processing capability such as coordinate conversion is sufficient, the arrangement of the image input unit is set to a direction in which the resolution of the image sensor is more effectively utilized. This increases the flexibility of the entire system. An embodiment of such an omnidirectional video capturing unit will be described with reference to FIG.
[0035]
FIGS. 10A and 10B are schematic configuration diagrams of the omnidirectional video capturing unit 20 configured as a regular icosahedron, in which optical fiber strands are bundled in a regular triangle at the center of each surface part of the regular icosahedron. Input units 15a, 15b, 15c... Are arranged.
[0036]
On the other hand, on the image sensor side, as shown in FIG. 11, the image sensor is not limited to the spatial arrangement of the image input units 15a, 15b, 15c... So that the resolution of the image sensor (CCD image sensor) can be used effectively. Lined up. In this case, the image input unit and the lens are appropriately selected so that the shooting angle of view can cover the space without any gap. In such a configuration, the utilization efficiency of the image sensor is improved. In the case of the regular icosahedron, the image input unit is configured as an equilateral triangle, but the same effect can be obtained with other shapes.
[0037]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the distortion of the omnidirectional video is very small, and at the same time, the visibility of the monitoring video is very high. In addition, it is difficult to create shadows due to lighting, so the visibility of images for simultaneous monitoring is further improved.
[0038]
The image taken in through a multi-core structure composed of many optical fiber strands is less distorted, and the positional relationship between each other is simple and easy to understand, making it easy to cut out images at any angle of view and direction. . In addition, by changing the multi-core structure layout of the video capturing unit, it is possible to flexibly cope with changes in the pattern and range of the captured video.
[Brief description of the drawings]
FIGS. 1A to 1C are a schematic configuration diagram and an enlarged view showing a first embodiment of the present invention.
FIGS. 2A to 2E are a front view, a right side view, a plan view, a cross-sectional view, and a left side view of an omnidirectional video capturing unit;
FIG. 3 is a schematic overall configuration diagram of the first embodiment.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram when an image image obtained on an end face of a fiber bundle portion is formed on an image sensor.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a state in which an image image obtained on the end face of the fiber bundle portion is formed on the image sensor.
FIG. 6 is an explanatory diagram of an angle of view of an image fiber and an angle of view to be used.
FIG. 7 is a block configuration diagram of a circuit device that converts an image obtained by an image input unit into an electrical signal by an image sensor and processes it.
FIGS. 8A, 8B, and 8C are a plan view, a front view, and a side view when the omnidirectional video capturing unit is configured as a regular octahedron. FIGS.
FIG. 9 is a perspective view of a fiber bundle portion.
FIGS. 10A and 10B are schematic configuration diagrams of an omnidirectional video capturing unit configured as a regular icosahedron. FIGS.
FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing an image arrangement on an image sensor (CCD image sensor).
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a reflection mirror type panoramic photographing apparatus which is an image input apparatus that performs conventional omnidirectional photographing.
FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a conventional super wide-angle lens panoramic photographing device that is an image input device that performs omnidirectional photographing.
FIG. 14 is a schematic configuration diagram of an image input apparatus that performs omnidirectional imaging using a plurality of wide-angle lenses.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Optical fiber 12a, 12b, 12c ... Multi-core structure 13 ... Objective lens 14 ... Cylindrical body 15a, 15b, 15c ... Image input part 16 ... Fiber bundle part 17a, 17b, 17c ... Cylindrical hole DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Omnidirectional image capture part 21 ... Microphone 22 ... Support | pillar 23 ... Optical means 24 ... Image sensor 41 ... Signal processing part 42 ... Device interface part 43 ... Recording device 44 ... External interface part 45 ... Multi microphone part 46 ... Power supply part

Claims (3)

光ファイバー素線が多数束ねられて構成された多芯構造体と、
この多芯構造体の一端に形成された画像を取り込む画像入力部と、
前記多芯構造体を複数組み束ねる手段と、
この手段により複数組み束ねられた多芯構造体の各一端に設けられた前記画像入力部から取り込んだ画像を、多芯構造体によりその他端に導いて光学的手段を介してイメージセンサで読み取る手段と、
を具備し
前記画像入力部は、正多面体からなる画像取り込み部の各面部に放射状に配置されたことを特徴とする画像入力装置。
A multi-core structure formed by bundling a number of optical fiber strands;
An image input unit for capturing an image formed at one end of the multi-core structure;
Means for bundling a plurality of the multi-core structures;
Means for reading an image captured from the image input unit provided at each end of the multi-core structure bundled in plural by this means to the other end by the multi-core structure and reading with an image sensor via optical means When,
Equipped with,
The image input device, wherein the image input unit is arranged radially on each surface of an image capturing unit made of a regular polyhedron .
前記正多面体からなる画像取り込み部に配置される画像入力部は、光ファイバー素線を正三角形に束ねて構成したことを特徴とする請求項1に記載の画像入力装置。The image input device according to claim 1, wherein the image input unit disposed in the image capturing unit made of the regular polyhedron is configured by bundling optical fiber strands into regular triangles . 前記多芯構造体の他端は、放射状に配置された前記画像入力部との相互の位置関係を一致させることを特徴とする請求項1に記載の画像入力装置。 2. The image input device according to claim 1 , wherein the other end of the multi-core structure matches the positional relationship with the image input units arranged radially .
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