JP7016722B2 - Imaging device and imaging control program - Google Patents
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Description
本発明は、全方位撮像やパノラマ撮像等の広視野撮像に好適な撮像装置に関する。 The present invention relates to an imaging device suitable for wide-field imaging such as omnidirectional imaging and panoramic imaging.
上記のような広視野撮像を行うための方法として、複数のカメラで得られる複数の撮像画像を連続した1つの画像となるように繋ぎ合わせる技術が知られている。広視野撮像を防犯等の監視目的に使用する場合には、撮像された広い風景画像の中から特定の被写体像を拡大して詳しく観察することが多い。従来はこのような場合に撮像画像中の一部を切り出して電子ズームを行うことで拡大している。ただし、電子ズームによる画質の劣化が問題となる。 As a method for performing wide-field imaging as described above, there is known a technique of joining a plurality of captured images obtained by a plurality of cameras so as to form a continuous image. When wide-field imaging is used for surveillance purposes such as crime prevention, it is often the case that a specific subject image is magnified and observed in detail from the captured wide landscape image. Conventionally, in such a case, a part of the captured image is cut out and electronically zoomed to enlarge the image. However, deterioration of image quality due to electronic zoom becomes a problem.
特許文献1には、監視領域のほぼ全体を撮像可能な広角カメラと、雲台機構を有して外部からの信号に応じて撮像方向とズーム倍率の変更が可能な可動カメラとの2台で構成された撮像システムが開示されている。この撮像システムでは、広角カメラが取得した広視野画像から追跡対象となる被写体の位置を特定し、解像度の高い被写体の追跡画像が得られるように可動カメラの撮像方向やズーム倍率を制御する。
しかしながら、特許文献1にて開示されている撮像システムでは、互いに離れた位置に配置された広角カメラと可動カメラを用いており、1台のカメラで広視野の画像と特定の被写体の拡大画像とを取得できるものではない。
However, the imaging system disclosed in
また、水平方向における全方位だけでなく、天頂方向と地面方向も加えた全方位(全天球)撮像を1つのカメラで一度に撮像できるカメラも提案されている。ただし、全方位撮像を行うカメラでは、該カメラを支持する三脚等のカメラから突出する部材が画像内に写り込む。このような場合、従来は、突出部材を含む領域を除いた不完全な全方位画像をまず取得し、別に突出部材を含まないように撮像した当該領域の画像を先に取得した不完全な全方位画像に貼り付けることで完全な全方位画像を得ていた。 Further, a camera has been proposed that can capture not only the omnidirectional image in the horizontal direction but also the omnidirectional (omnidirectional) imaging including the zenith direction and the ground direction at one time with one camera. However, in a camera that performs omnidirectional imaging, a member protruding from the camera, such as a tripod that supports the camera, is reflected in the image. In such a case, conventionally, an incomplete omnidirectional image excluding the region including the protruding member is first acquired, and then an image of the region captured so as not to include the protruding member is acquired first. A complete omnidirectional image was obtained by pasting it on the directional image.
本発明は、突出部材が存在しても、一度の撮像により該突出部材の写り込みをできる限りなくせるようにした広視野撮像を行うことが可能な撮像装置を提供する。 The present invention provides an image pickup apparatus capable of performing wide-field imaging in which even if a projecting member is present, the image of the projecting member can be eliminated as much as possible by one imaging.
本発明の一側面としての撮像装置は、互いに異なる方向を向いた複数の変倍光学系を通過した、撮像により互いに連続するように繋ぎ合わせられる複数の画像を取得する撮像手段と、前記複数の変倍光学系のそれぞれの変倍動作を制御して前記変倍光学系ごとの画角を設定する画角設定手段と、前記複数の変倍光学系のズーム倍率を異ならせても前記複数の変倍光学系を通して得られる部分画像間の視差をほぼ一致させるように前記複数の変倍光学系のノーダルポイントを制御するノーダルポイント制御手段と、前記複数の変倍光学系を保持する本体と、突出部材を検出する突出検出手段と、を有し、前記画角設定手段は、前記突出検出手段の検出結果に基づいて、前記複数の変倍光学系のそれぞれの画角を、検出された前記突出部材が前記複数の変倍光学系のいずれの画角にも入らないように設定する画角設定制御を行うことを特徴とする。 The image pickup apparatus as one aspect of the present invention includes an image pickup means for acquiring a plurality of images that have passed through a plurality of variable magnification optical systems facing different directions and are continuously connected to each other by image pickup, and the plurality of image pickup devices. The angle of view setting means for controlling the magnification operation of each of the variable magnification optical systems to set the angle of view for each variable magnification optical system, and the plurality of magnification optical systems even if the zoom magnifications of the plurality of variable magnification optical systems are different. A nodal point control means for controlling the nodal points of the plurality of variable magnification optical systems so as to make the parallax between partial images obtained through the variable magnification optical system substantially the same, and a main body holding the plurality of variable magnification optical systems. And a protrusion detecting means for detecting the protruding member, the angle of view setting means detects the angle of view of each of the plurality of variable magnification optical systems based on the detection result of the protrusion detecting means. It is characterized in that the angle of view setting control is performed so that the protruding member does not enter any of the angles of view of the plurality of variable magnification optical systems.
また、上記撮像装置のコンピュータに、上記画角設定制御を実行させるコンピュータプログラムとしての撮像制御プログラムも、本発明の他の一側面を構成する。 Further, an image pickup control program as a computer program for causing the computer of the image pickup apparatus to execute the angle of view setting control also constitutes another aspect of the present invention.
本発明によれば、突出部材が存在しても、一度の撮像により該突出部材の写り込みをなくした又はできる限り少なくした広視野撮像を行うことができる。 According to the present invention, even if a protruding member is present, it is possible to perform wide-field imaging in which the reflection of the protruding member is eliminated or is reduced as much as possible by one imaging.
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, examples of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例である撮像装置としての全方位カメラの外観を示している。この全方位カメラは、互いに異なる方向を向いた複数の撮像光学系を通した撮像により得られた複数の画像(部分画像)を繋ぎ合わせて、水平360°および鉛直360°の撮像範囲の画像である全方位画像(合成画像)を生成する。 FIG. 1 shows the appearance of an omnidirectional camera as an image pickup apparatus according to an embodiment of the present invention. This omnidirectional camera joins a plurality of images (partial images) obtained by imaging through a plurality of imaging optical systems facing different directions to form an image having an imaging range of 360 ° horizontally and 360 ° vertically. Generate a certain omnidirectional image (composite image).
1はカメラ本体である。カメラ本体1は球形の外装部材1aを有する。カメラ本体1の水平面内6箇所と鉛直線方向2箇所(上面部および下面部)にはそれぞれ、撮像レンズを収容したレンズ鏡筒2(2A~2H)が該撮像レンズが互いに異なる外側方向を向くように保持(配置)されている。具体的には、レンズ鏡筒2A~2Fがそれぞれ水平面内のうち互いに異なる方向を向き、レンズ鏡筒2G,2Hがそれぞれ鉛直線方向のうち互いに異なる方向である上側と下側を向いている。
1 is the camera body. The
鉛直線方向は、後述する内蔵三脚5を用いて水平なカメラ設置面にカメラ本体1を固定したときに重力を受ける方向に沿って直線が延びる方向であり、天地方向ともいう。水平面とはその鉛直線方向に対して直交する面であり、この水平面内に含まれる方向(方位)を水平方向という。合計8つのレンズ鏡筒2内の撮像レンズはいずれも焦点距離を変えるための変倍動作(光学ズーム)が可能な変倍光学系である。なお、変倍光学系は実際には撮像レンズに相当するが、以下の説明では撮像レンズを含むレンズ鏡筒を変倍光学系に相当するものとして説明する。
The vertical straight line direction is a direction in which a straight line extends along a direction that receives gravity when the
各レンズ鏡筒2の前端部には、撮像レンズの前面を開閉するレンズバリア20が設けられている。レンズバリア20の開閉は、カメラ本体1の上面部に配置された電源ボタン7のONとOFFに応じてレンズ鏡筒2が図1に示す沈胴状態とカメラ本体1から突出する突出状態との間で繰り出したり繰り込んだりする動作に連動して行われる。
A
また、カメラ本体1における上面部のレンズ鏡筒2(2G)と水平面内6箇所のレンズ鏡筒2(2A~2F)との間には、カメラの周囲の被写体に均等に照明光を照射するリング状の照明部3が設けられている。また、カメラ本体1における下面部のレンズ鏡筒2(2H)と水平面内6箇所のレンズ鏡筒2(2A~2F)との間には、3つの可動照明ユニット4と、カメラ本体1を安定的に水平に固定するための内蔵三脚(以下、単に三脚という)5とが設けられている。可動照明ユニット4は、図に示す格納位置からカメラ本体1から突出する任意の照明位置に位置を調節することができる。三脚5は、図に示す格納状態からユーザが脚部の長さと角度を任意で変えることができ、これによりカメラ設置面からのカメラ本体1の高さを調整することができる。格納位置から突出した可動照明ユニット4および三脚5は突出部材に相当する。
Further, between the lens barrel 2 (2G) on the upper surface of the
カメラ本体1の下面部には電池室6が設けられており、この電池室6に格納された電池からカメラ本体1への電源供給が行われる。さらに、カメラ本体1の上面部には、8つのレンズ鏡筒2のうち光学ズームを行わせるレンズ鏡筒2の選択とその光学ズームを指示するためのズームボタン8が設けられている。また、撮像準備動作(焦点調節動作および測光動作)および撮像動作(後述する撮像素子の露光)を開始させるためのレリーズボタン9も設けられている。
A
なお、光学ズーム、撮像準備動作および撮像動作は、パーソナルコンピュータやスマートフォン等の外部指示装置からの通信による遠隔操作も可能である。 The optical zoom, the image pickup preparation operation, and the image pickup operation can also be remotely controlled by communication from an external instruction device such as a personal computer or a smartphone.
図2は、カメラ本体1に8つ設けられたレンズ鏡筒2(2A~2H)うちの1つを示している。レンズ鏡筒2は沈胴式鏡筒であり、カメラの電源OFF状態においてレンズ鏡筒2がカメラ本体1内に格納され、電源ON状態ではカメラ本体1から外側に繰り出すことで撮像が可能となる。また、前述したように電源OFF状態ではレンズバリア20が撮像レンズの前面を覆っているため、前面の傷付きや鏡筒内への塵埃の侵入等が防止される。
FIG. 2 shows one of eight lens barrels 2 (2A to 2H) provided in the
図3は、レンズ鏡筒2を分解して示している。撮像レンズは、不図示の1群レンズ、2群レンズおよび3群レンズにより構成されている。21は1群レンズを保持するとともに、前述したレンズバリア20を備えた1群鏡筒である。22は光量を調節する絞りユニットである。23は2群レンズを保持するとともに、防振レンズ機構とシャッタを備えた2群鏡筒である。
FIG. 3 shows the
24は移動カム環であり、その内周部には1群鏡筒21、絞りユニット22および2群鏡筒23を光軸方向に移動させるためのカム溝部が設けられている。移動カム環24の外周には、駆動モータ29からの駆動力が伝達されるギア部が設けられている。移動カム環24は、1群鏡筒21、絞りユニット22、2群鏡筒23および後述する直進筒25と固定筒27に対して光軸回りで回転可能に保持されており、駆動モータ29からの駆動力をギア部にて受けることで回転駆動される。直進筒25は、1群鏡筒21、絞りユニット22および2群鏡筒23を光軸方向にガイドし、それらの光軸回りで回転を阻止する。3群鏡筒26は、3群レンズを保持する。固定筒27は、1群鏡筒21、絞りユニット22、2群鏡筒23、移動カム環24および3群鏡筒26を光軸方向に移動可能に収容する。固定筒27の内周部には、移動カム環24を光軸方向に移動させるためのカム溝部が設けられている。
28は不図示の撮像素子を保持する撮像素子保持ユニットであり、固定筒27が固定されているとともに、前述した駆動モータ29を保持する。28aは鏡筒フレキシブル配線基板であり、撮像素子保持ユニット28に取り付けられている。鏡筒フレキシブル配線基板28aは、絞りユニット22の駆動部に接続された絞りフレキシブル配線基板221と2群鏡筒23のシャッタ駆動部に接続された2群フレキシブル配線基板231とに固定筒27の外側で接続される。
なお、上述レンズ鏡筒2の構成は例に過ぎず、沈胴式ではなく、内部でのレンズ移動のみで光学ズームを行うレンズ鏡筒であってもよい。
図4は、図3に示した2群鏡筒23における防振レンズ機構を分解して示している。また、図5には、光軸方向における被写体側から見た防振レンズ機構(ただし、後述する2群フレキシブル基板231およびセンサホルダ232を除く)を示している。239は2群鏡筒23の基台である2群ベースである。該2群ベース239には、前述した移動カム環24のカム溝部に係合するフォロアピン239aが3つ設けられている。また、2群ベース239における光軸回り方向の一部領域には、シャッタヨーク239bが取り付けられている。カバー部材239cは、シャッタヨーク239bに被写体側から被せられて2群ベース239に固定されている。シャッタヨーク239bと不図示のロータからなるシャッタアクチュエータは、通電方向の切り替えによってロータに設けられたアームの停止位置が切り替わる2点切替え式アクチュエータである。
The configuration of the
FIG. 4 shows the anti-vibration lens mechanism in the
235は2群レンズホルダであり、この2群レンズホルダ235には2群レンズ233(LS2)が有害光をカットするためのマスク部材234とともに接着等によって固定されている。また、2群レンズホルダ235には、マグネット235A,235Bが保持されている。以下の説明において、符号の添字A,Bはそれぞれ、図5に示したA方向(ピッチ方向)とB方向(ヨー方向)に対応している。マグネット235AはA方向にN極とS極が配置されるように、マグネット235BはB方向にN極とS極が配置されるように2群レンズホルダ235により保持されている。2群レンズホルダ235の2箇所にはフック235aが設けられており、それぞれのフック235aには引張りスプリング236の一端が掛けられている。
237A,237Bはコイルとボビンからなるコイルユニットである。コイルユニット237A,237Bは、2群ベース239におけるシャッタヨーク239bとは異なる位置であってマグネット235A,235Bに光軸方向にて対向する位置に設けられた凹部に接着等の固定手段によって固定されている。コイルへの給電はボビンに埋設されコイルと電気的に接続されたそれぞれの端子部に対して2群フレキシブル基板231を接続することで行なわれる。
237A and 237B are coil units including a coil and a bobbin. The
2群レンズホルダ235に掛けられたスプリング236の他端は2群ベース239のフック239dに掛けられている。2群ベース239と2群レンズホルダ235との間に、3個の非磁性体であるボール238が挟まれている。スプリング236は、2群レンズホルダ235を2群ベース239に向けて光軸方向に付勢する。これにより、2群レンズホルダ235は、ボール238を介して2群ベース239に対して光軸方向にて押圧された状態になっている。2群レンズホルダ235は、ボール238を転動させながら光軸に直交する平面内でスムーズに移動(シフト)することができる。手振れ等のカメラ振れに応じて2群レンズホルダ235を上記平面内でシフトさせることにより、撮像素子上での像ぶれを抑制する防振制御を行うことができる。
The other end of the
センサホルダ232は、2群レンズホルダ235におけるマグネット235A,235Bおよびその周辺部分を被写体側から覆うように配置されて2群ベース239に固定される。センサホルダ232は、後述するホール素子231A,231Bを位置決めして保持する。
The
231は2群フレキシブル基板であり、前述したコイルユニット237A,237Bおよびシャッタアクチュエータが接続されている。また、2群フレキシブル基板231には、ホール素子231A,231Bが実装されている。ホール素子231A,231Bにより2群レンズホルダ235とともにシフトするマグネット235A,235Bからの磁界の変化を検出することで、光軸上の中立位置からの2群レンズホルダ235の移動量、つまりは位置を検出することができる。これにより、防振制御において2群レンズホルダ235の位置のフィードバック制御を行うことができる。
図6は、レンズ鏡筒2の沈胴状態(沈胴位置)での断面を示している。沈胴状態では、1、2および3群レンズLS1,LS2,LS3がそれらの間の間隔が最小になるように配置され、レンズバリア20は閉じている。
FIG. 6 shows a cross section of the
図7は、レンズ鏡筒2の広角端状態(Wide位置)での断面を示している。沈胴状態から駆動モータ29を駆動することで、1群鏡筒21および移動カム環24が固定筒27(カメラ本体1)から突出するように繰り出すとともに1、2および3群レンズLS1,LS2,LS3が図に示すような位置に配置されて撮像可能な状態となる。このとき、レンズ鏡筒2の画角は最大となり、後述する全方位画像において1つのレンズ鏡筒2を通して得られる画像領域が最も広くなる。
FIG. 7 shows a cross section of the
図8は、レンズ鏡筒2の望遠端状態(Tele位置)での断面を示している。広角端状態から駆動モータ29を駆動することで、1群鏡筒21および移動カム環24が広角端状態よりさらに固定筒27に対して繰り出すとともに1、2および3群レンズLS1,LS2,LS3が図に示すような位置に配置される。このとき、レンズ鏡筒2の画角は最小となり、全方位画像において1つのレンズ鏡筒2を通して得られる画像領域が最も狭くなる。なお、本実施例では、3つのレンズ群を有する変倍光学系を有するレンズ鏡筒を用いる場合について説明するが、レンズ群の数は3以外の数であってもよい。
FIG. 8 shows a cross section of the
全方位画像のうち特定の被写体の画像領域を拡大したい場合にその被写体を撮像しているレンズ鏡筒2のより望遠側への光学ズームを行うことで、その被写体の光学像を撮像素子上に拡大して投影することができる。このため、電子ズームのような画質劣化のない拡大された被写体画像を得ることができる。カメラに設けられた8つのレンズ鏡筒2はそれぞれ、広角端状態から望遠端状態までの範囲内で画角を連続的に変更することができる。
When you want to enlarge the image area of a specific subject in an omnidirectional image, the optical image of that subject is displayed on the image sensor by performing an optical zoom to the telephoto side of the
図9は、撮像前におけるカメラ本体1の準備としてユーザが三脚5を手動で引き出してカメラ設置面に固定する様子を示している。図1に示した格納状態から三脚5の3本の脚部5aをC方向に伸ばすことができ、3箇所の接地部5bによってカメラ本体1が支持される。3本の脚部5a間の角度はD方向にα~βまで変更することが可能であり、各脚部5aの伸縮も可能であるため、それらを組み合わせてカメラ本体1の高さを自由に調整することができる。
FIG. 9 shows a user manually pulling out the
なお、カメラ本体1内には3本の脚部5aの鉛直方向に対する角度を一致させる機構が内蔵されている。これによりカメラ設置面が水平であればカメラ本体1に設けられたレンズ鏡筒2A~2Fを正確に水平方向に向かせるとともに、レンズ鏡筒2G,2Hをそれぞれ正確に鉛直線方向の上側(天側)と下側(地側)を向かせることができる。
The
図10は、ユーザによりカメラ本体1の上面部に設けられた電源ボタン7がON操作されてカメラが起動した状態を示している。電源OFF状態から全てのレンズ鏡筒2(2A~2H)が繰り出してレンズバリア20が開き、撮像可能な状態となる。この状態で、8つのレンズ鏡筒2の画角が、水平360°に天地方向を加えた全方位撮像が行えるように設定される。
FIG. 10 shows a state in which the
図11は、全方位撮像により得られる撮像画像である全方位画像における8つのレンズ鏡筒2A~2Hに対する画像領域(以下、部分画像という)の配分を示している。水平360°のうちレンズ鏡筒2A~2Fのそれぞれを通して得られる部分画像をImgA~ImgFで示している。また、天側のレンズ鏡筒2Gと地側のレンズ鏡筒2Hのそれぞれを通して得られる部分画像をImgG,ImgHで示している。
FIG. 11 shows the distribution of an image region (hereinafter referred to as a partial image) with respect to eight
部分画像間の境界線は、連続した1つの全方位画像を得るために隣り合う部分画像を繋ぎ合わせたスティッチ部である。本実施例では、レンズ鏡筒2A~2Hのそれぞれを通して、部分画像よりも大きめの画像を取得する。そして、8つの取得画像のうち2つにおける部分画像より大きい周囲領域から共通の特徴点を検出し、この特徴点が重なり合うように該2つの取得画像を繋ぎ合わせることによって、スティッチ部にて被写体ずれがないように繋ぎ合わされた部分画像が得られる。このような繋ぎ合わせ処理を全ての取得画像に対して行うことで全方位画像が生成される。 The boundary line between the partial images is a stitch portion in which adjacent partial images are joined together in order to obtain one continuous omnidirectional image. In this embodiment, an image larger than the partial image is acquired through each of the lens barrels 2A to 2H. Then, a common feature point is detected from a peripheral area larger than the partial image in two of the eight acquired images, and the two acquired images are joined so that the feature points overlap, so that the subject shifts in the stitch portion. A partial image is obtained that is spliced together so that there is no such thing. An omnidirectional image is generated by performing such a joining process on all acquired images.
図12Aは、カメラ本体1を上側から見たときのレンズ鏡筒2(2A~2F)の水平面内での画角を示している。水平面内にて周方向等角度間隔で配置された6つのレンズ鏡筒2A~2Fの画角はそれぞれ、θ1である。そして、それぞれ周方向にて隣り合うレンズ鏡筒2の画角の一部同士が重なり合う半径R1の円よりも外側の領域で連続した360°の範囲の全方位撮像が可能となっている。R1はカメラ本体1の中心(レンズ鏡筒2Gの光軸位置)から連続した全方位撮像が可能となる位置までの距離であり、L1はカメラ本体1の中心からレンズ鏡筒2A~2Fのそれぞれの先端までの距離である。L2はR1からL1を差し引いた全方位撮像至近距離、すなわちレンズ鏡筒2A~2Fのそれぞれの画角間に不連続が生じない最短撮像距離を示す。
FIG. 12A shows the angle of view of the lens barrel 2 (2A to 2F) in the horizontal plane when the
本実施例では、レンズ鏡筒2の画角を、撮像素子の短辺、長辺および対角を考慮した画角ではなく、単純な円錐状の画角として説明する。また、ズームによってレンズ鏡筒2の繰り出し量が変化するが、その変化量は全方位撮像至近距離L2に対して十分に小さく無視できるため、ズーム位置にかかわらずカメラ本体1の中心からレンズ鏡筒2A~2Fのそれぞれの先端までの距離をL1とする。
In this embodiment, the angle of view of the
図12Bは、図12Aに示した状態でのカメラ本体1を水平方向(図12A中の矢印方向)から見たときのレンズ鏡筒2A,2D,2G,2Hの鉛直面内での画角を示している。レンズ鏡筒2A,2Dの画角はそれぞれθ1である。一方、レンズ鏡筒2G,2Hのそれぞれの画角はθ2(>θ1)である。レンズ鏡筒2A,2D,2G,2Hの画角の一部が重なり合う半径R1の円よりも外側の領域で連続した全方位撮像が可能となっている。
FIG. 12B shows the angles of view of the lens barrels 2A, 2D, 2G, and 2H in the vertical plane when the
図12Aと同様に全方位撮像至近距離L2を得るためには、カメラ本体1の中心から連続した全方位撮像が可能となる位置までの距離をR1とする必要がある。ただし、鉛直面内では水平面内よりも全方位撮像に用いられるレンズ鏡筒2G,2Hの数が少ないため、これらレンズ鏡筒2G,2Hの画角をθ1より大きいθ2にしている。
Similar to FIG. 12A, in order to obtain the omnidirectional imaging close-up distance L2, it is necessary to set the distance from the center of the
カメラの起動時においては、例えば最短の全方位撮像至近距離L2が得られるようにレンズ鏡筒2A~2Fの画角θ1とレンズ鏡筒2G,2Hの画角θ2を設定する。ただし、カメラの起動時においてより長い全方位撮像至近距離L2が得られるように、より狭い画角θ1,θ2を設定してもよい。 At the time of starting the camera, for example, the angle of view θ1 of the lens barrels 2A to 2F and the angle of view θ2 of the lens barrels 2G and 2H are set so that the shortest omnidirectional imaging close range L2 can be obtained. However, the narrower angles of view θ1 and θ2 may be set so that a longer omnidirectional image pickup close range L2 can be obtained when the camera is activated.
図13Aは、図12A and 12Bに示した状態から特定被写体Pを拡大するためにレンズ鏡筒2A(第1の変倍光学系)のみに望遠側への光学ズーム(変倍動作)を行わせたカメラ本体1を上側から見て示している。レンズ鏡筒2Aの画角は点線で示したθ1からθ3(<θ1)に狭められる。このため、レンズ鏡筒2Aの両隣のレンズ鏡筒2B,2Fの画角が点線で示す元のθ1のままではこれらの一部とレンズ鏡筒2Aの画角とが重なり合わず、連続した全方位撮像ができなくなる。
In FIG. 13A, only the
そこで本実施例では、レンズ鏡筒2Aを通して取得される部分画像に繋ぎ合わされる部分画像を取得するレンズ鏡筒2B,2Fの画角をθ1よりも広角側のθ4(>θ1)に広げるように制御する。すなわち、レンズ鏡筒2B,2F(第2の変倍光学系)に広角側への光学ズームを行わせる。これにより、狭められたレンズ鏡筒2Aの画角に対してレンズ鏡筒2B,2Fの画角の一部を重ねることができ、連続した全方位撮像を行うことができる。このとき、レンズ鏡筒2B,2Fの画角θ4はレンズ鏡筒2Aの画角が変更される前と同じ全方位撮像至近距離L2(つまりは距離R1)が維持されるように算出および設定されることが望ましい。
Therefore, in this embodiment, the angle of view of the lens barrels 2B and 2F for acquiring the partial image spliced to the partial image acquired through the
なお、水平面内の他のレンズ鏡筒2C~2Eの画角は変更されないため、レンズ鏡筒2B,2Cの画角の重なり領域およびレンズ鏡筒2E,2Fの画角の重なり領域が拡大し、それらのレンズ鏡筒付近の全方位撮像至近距離がL2より近くなる。この場合、ユーザに対して全方位撮像至近距離L2が一部の領域だけ短くなっていることを通知してもよいし、繋ぎ合わせ処理における特徴点の検出範囲を拡大してもよい。
Since the angles of view of the
図13Bは、図13Aに示した状態でのカメラ本体1を水平方向(図13A中の矢印方向)から見たときのレンズ鏡筒2A,2D,2G,2Hの鉛直面内での画角を示している。図13Aと同様にレンズ鏡筒2Aの画角は点線で示したθ1からθ3(<θ1)に狭められる。このため、レンズ鏡筒2Aの天地方向における両隣のレンズ鏡筒2G,2Hの画角が点線で示す元のθ2のままではこれらの一部とレンズ鏡筒2Aの画角とが重なり合わず、連続した全方位撮像ができなくなる。
FIG. 13B shows the angles of view of the lens barrels 2A, 2D, 2G, and 2H in the vertical plane when the
そこで本実施例では、レンズ鏡筒2G,2Hの画角をθ2よりも広角側のθ5(>θ2)に広げるように制御する。これにより、狭められたレンズ鏡筒2Aの画角に対してレンズ鏡筒2G,2Hの画角の一部を重ねることができ、連続した全方位撮像を行うことができる。
Therefore, in this embodiment, the angle of view of the lens barrels 2G and 2H is controlled to be widened to θ5 (> θ2) on the wide-angle side of θ2. As a result, a part of the angle of view of the lens barrels 2G and 2H can be overlapped with the angle of view of the narrowed
このとき、図13Aで説明したようにレンズ鏡筒2G,2Hの画角θ5はレンズ鏡筒2Aの画角が変更される前と同じ全方位撮像至近距離L2(つまりは距離R1)が維持されるように算出および設定されることが望ましい。つまり、θ5の画角が図13B中のQ1とQ2を通るように設定されることが望ましい。しかし、レンズ鏡筒2G,2Hを広角端状態としてもそのような広い画角を設定できない場合は、図に示すように、全方位撮像至近距離L2から画角θ5で全方位撮像が可能となる全方位撮像至近距離L3(つまりは距離R2)への変更が必要となる。この場合、予め設定されていた全方位撮像至近距離L2では連続した全方位撮像を行えず、全方位撮像至近距離がL2からL3(>L2)になることの通知をユーザに対して行うことが望ましい。
At this time, as described with reference to FIG. 13A, the angle of view θ5 of the lens barrels 2G and 2H maintains the same omnidirectional imaging close range L2 (that is, the distance R1) as before the angle of view of the
このように、水平面内と鉛直面内とで全方位撮像を行うためのレンズ鏡筒2の数が異なる場合は、水平面内のレンズ鏡筒の撮像レンズと天地側のレンズ鏡筒の撮像レンズとで焦点距離や倍率を異ならせてもよい。
In this way, when the number of
また、レンズ鏡筒が180°を超えるような超広画角の撮像レンズを備えている場合は、カメラ本体1によって光線がけられる可能性があるため、本実施例のようにレンズ鏡筒を被写体側に繰り出することが望ましい。
Further, when the lens barrel is provided with an image pickup lens having an ultra-wide angle of view exceeding 180 °, light rays may be cast by the
以上説明したように、8つのレンズ鏡筒2のうち例えばレンズ鏡筒2Aの望遠側への光学ズームを行う場合にこれに隣り合うレンズ鏡筒2B,2F,2G,2Hの広角側への光学ズームを行うことで連続した全方位撮像を維持することができる。ただし、これを可能にするためのレンズ鏡筒の配置角度と画角の間には条件が存在する。
As described above, of the eight
図13Aにおいて水平面内で隣り合うレンズ鏡筒2A~2F間の均等な配置角度(レンズ鏡筒2A~2Fの光軸が互いになす角度)をθとする。レンズ鏡筒2Aのθ3の画角とレンズ鏡筒2Fのθ1の画角とが無限遠距離でも全く重なり合わないと、連続した全方位撮像ができない。無限遠距離でも画角が全く重なり合わないのは、レンズ鏡筒2Aの半画角θ3/2の端のラインとレンズ鏡筒2Fの半画角θ1/2の端のラインが平行より開くようにそれらライン間の角度Xが0以上であるからである。このため、角度Xが0より小さくなることが、隣り合うレンズ鏡筒の画角の一部同士が重なり合うための条件である。角度Xは上記配置角度θからレンズ鏡筒2Aの半画角θ3/2とレンズ鏡筒2Fの半画角θ1/2の和を引いたものである。すなわち、
X=θ-(θ3/2+θ1/2)<0
θ<θ3/2+θ1/2 …(1)
という関係が成立する。なお、θ3は第1の変倍光学系の画角θ1に、θ1は第2の変倍光学系の画角θ2にそれぞれ相当する。
In FIG. 13A, θ is an even arrangement angle between the lens barrels 2A to 2F adjacent to each other in the horizontal plane (the angle formed by the optical axes of the lens barrels 2A to 2F). If the angle of view of θ3 of the
X = θ- (θ3 / 2 + θ1 / 2) <0
θ <θ3 / 2 + θ1 / 2 ... (1)
The relationship is established. Note that θ3 corresponds to the angle of view θ 1 of the first variable magnification optical system, and θ1 corresponds to the angle of view θ 2 of the second variable magnification optical system.
このように本実施例では、望遠側への光学ズームを行ったレンズ鏡筒の画角の狭まりをその隣のレンズ鏡筒の広角側への光学ズームより広げた画角で補う。この際、これら隣り合うレンズ鏡筒の半画角の和は少なくともこれらレンズ鏡筒間の配置角度よりも大きいという条件を満足する必要がある。なお、式(1)は無限遠距離で連続した全方位撮像を行うための条件であるため、前述したように全方位撮像至近距離が無限遠距離より短く設定されている場合には、さらに半画角の和を増加させて画角の重なり量を拡大する必要がある。また、いずれの場合においても、別々のレンズ鏡筒を通して得られた部分画像の繋ぎ合わせ処理が必要であるため、繋ぎ合わせの余裕代としてさらに画角を広げた撮像を行うことが望ましい。 As described above, in this embodiment, the narrowing of the angle of view of the lens barrel that has been optically zoomed to the telephoto side is compensated for by a wider angle of view than the optical zoom to the wide-angle side of the lens barrel next to it. At this time, it is necessary to satisfy the condition that the sum of the half angles of view of these adjacent lens barrels is at least larger than the arrangement angle between these lens barrels. Since the equation (1) is a condition for performing continuous omnidirectional imaging at an infinity distance, if the omnidirectional imaging close range is set shorter than the infinity distance as described above, it is further half. It is necessary to increase the sum of the angles of view to increase the amount of overlap of the angles of view. Further, in any case, since it is necessary to perform a joining process of partial images obtained through separate lens barrels, it is desirable to perform imaging with a further widened angle of view as a margin for joining.
本実施例において光学ズームを使用することで、全方位画像と特定被写体の拡大画像とを同時に取得できる。全方位画像は複数のレンズ鏡筒2がそれぞれの画角を補い合うことで連続した画像として取得されるので、スティッチ部の位置は変わってもビューア上での見え方は変わらない。しかし、あるレンズ鏡筒の望遠側への光学ズームによって全方位画像に特定被写体の拡大画像が突然表示されることになると、これを見る人に違和感を与える。このため、本実施例では、図14に示すように、レンズ鏡筒2の変倍途中(光学ズーム中)に部分画像を連続的に取得する。ここでは、図13A and 13Bで説明したようにレンズ鏡筒2Aの望遠側への光学ズームを行うとともに、その隣のレンズ鏡筒2B,2F,2G,2Hの広角側への光学ズームを行う場合について説明する。図14中においてそれぞれのレンズ鏡筒2の付近に記したWは広角側をTは望遠側を示す。
By using the optical zoom in this embodiment, an omnidirectional image and an enlarged image of a specific subject can be acquired at the same time. Since the omnidirectional image is acquired as a continuous image by the plurality of
カメラの起動状態からレンズ鏡筒2Aの望遠側への光学ズームが行われると、これと同時に前述した全方位撮像至近距離を満足するようにレンズ鏡筒2B,2F,2G,2Hの広角側への光学ズームが行われる。この光学ズームの開始時点から光学ズーム中の各レンズ鏡筒を通した撮像が始まる。これにより、広角側から望遠側への光学ズーム中のレンズ鏡筒2Aを通した複数の部分画像ImgA(1~n)が順次取得される。また、望遠側から広角側への光学ズーム中のレンズ鏡筒2B,2F,2G,2Hを通した複数の部分画像ImgB(1~n),ImgF(1~n),ImgG(1~n),ImgH(1~n)が順次取得される。そして、レンズ鏡筒2A,2B,2F,2G,2Hのそれぞれを通して取得された1枚目の部分画像と光学ズームが行われていないレンズ鏡筒2C~2Eを通して取得された部分画像とを繋ぎ合わせることで、1枚目の全方位画像が生成される。
When the optical zoom is performed from the activated state of the camera to the telephoto side of the
レンズ鏡筒2C~2Eの光学ズームを行わないのは、レンズ鏡筒2B,2F,2G,2Hが広角側、すなわちレンズ鏡筒2C~2Eの画角との重なり領域が増加する方向に光学ズームしているからである。 The reason why the optical zoom of the lens barrels 2C to 2E is not performed is that the lens barrels 2B, 2F, 2G, and 2H are on the wide-angle side, that is, the optical zoom is in the direction in which the overlapping region with the angle of view of the lens barrels 2C to 2E increases. Because it is doing.
同様にしてレンズ鏡筒2Aの光学ズームが終了する時点までレンズ鏡筒2A,2B,2F,2G,2Hのそれぞれを通してn枚の部分画像を取得し、n枚の全方位画像を取得する。
Similarly, n partial images are acquired through each of the lens barrels 2A, 2B, 2F, 2G, and 2H until the time when the optical zoom of the
こうして得られたn枚の全方位画像をビューアに順次表示することで、特定被写体の拡大画像を高画質でかつ滑らかに拡大されるように(違和感を生じさせないように)表示させることができる。また、特定被写体の周辺に存在する他の被写体の拡大画像も徐々に変化するため、違和感の少ない全方位画像を得ることができる。 By sequentially displaying the n omnidirectional images thus obtained on the viewer, it is possible to display the enlarged image of the specific subject so as to be magnified smoothly with high image quality (so as not to cause a sense of discomfort). Further, since the enlarged image of another subject existing in the vicinity of the specific subject gradually changes, it is possible to obtain an omnidirectional image with less discomfort.
ここでは1つのレンズ鏡筒のみ望遠側への光学ズームを行う例について説明したが、全方位画像を取得する上で必ずしも主被写体が決まっている場合ばかりではない。そこで、広角側から望遠側への光学ズームを1つのレンズ鏡筒だけでなく全てのレンズ鏡筒で行う場合について説明する。これにより、本実施例では、8つのレンズ鏡筒2A~2Hを通して8つの拡大画像を取得することができる。
Here, an example of performing optical zooming to the telephoto side of only one lens barrel has been described, but it is not always the case that the main subject is determined when acquiring an omnidirectional image. Therefore, a case where the optical zoom from the wide-angle side to the telephoto side is performed not only with one lens barrel but with all lens barrels will be described. Thereby, in this embodiment, eight magnified images can be acquired through the eight
この際、8つのレンズ鏡筒に1つずつ広角側から望遠側への光学ズームを行わせて8つのレンズ鏡筒に対応する拡大画像を順次取得してもよい。しかし、水平面内のレンズ鏡筒2A,2C,2Eの望遠側への光学ズームを同時に行いながら他のレンズ鏡筒2B,2D,2F,2G,2Hの広角側への光学ズームを同時に行うことで、レンズ鏡筒2A,2C,2Eを通した拡大画像をまとめて取得することができる。次に、レンズ鏡筒2B,2D,2Fの望遠側への光学ズームを同時に行いながら他のレンズ鏡筒2A,2C,2E,2G,2Hの広角側への光学ズームを同時に行うことで、レンズ鏡筒2B,2D,2Fのを通した拡大画像をまとめて取得することができる。さらに、レンズ鏡筒2G,2Hの望遠側への光学ズームを同時に行いながら他のレンズ鏡筒2A~2Fの広角側への光学ズームを同時に行うことで、レンズ鏡筒2G,2Hを通した拡大画像をまとめて取得することができる。
At this time, the eight lens barrels may be optically zoomed one by one from the wide-angle side to the telephoto side to sequentially acquire magnified images corresponding to the eight lens barrels. However, by simultaneously performing optical zooming to the telephoto side of the lens barrels 2A, 2C, 2E in the horizontal plane, and simultaneously performing optical zooming to the wide-angle side of the
このように複数のレンズ鏡筒の光学ズームを同時に行うことで、光学ズームを1つのレンズ鏡筒ずつ行う場合に比べて、全てのレンズ鏡筒を通した拡大画像を少ない撮像回数で短時間で取得することができ、さらに画像データ量を削減することもできる。 By simultaneously performing the optical zoom of a plurality of lens barrels in this way, the magnified image through all the lens barrels can be captured in a short time with a small number of imagings, as compared with the case where the optical zoom is performed for each lens barrel. It can be acquired, and the amount of image data can be further reduced.
図15は、高層ビル街の風景を図10に示したカメラによる全方位撮像により取得した全方位画像の例を示している。30はビル群であり、31は木々である。32は地面であり、33は空である。点線SGは天側のレンズ鏡筒2Gを通して得られた部分画像(点線SGより内側の画像)と水平面内のレンズ鏡筒2A~2Fを通して得られた部分画像(点線SGより外側の画像)とのスティッチ部である。また、点線SHは地側のレンズ鏡筒2Hを通して得られた部分画像(点線SHより外側の画像)と水平面内のレンズ鏡筒2A~2Fを通して得られた部分画像(点線SHより内側の画像)とのスティッチ部である。
FIG. 15 shows an example of an omnidirectional image acquired by omnidirectional imaging with the camera shown in FIG. 10 for a landscape of a skyscraper town. 30 is a group of buildings and 31 is a group of trees. 32 is the ground and 33 is the sky. The dotted line SG is a partial image (image inside the dotted line SG) obtained through the
このような全方位画像では、スティッチ部SG,SHがビル群30や木々31等の被写体に重なっており、特にビル群30の窓は同じ形が連続して繰り返される被写体であるために特徴点を誤検出し易い。この結果、スティッチ部が歪んだり不連続となったりして不自然な全方位画像が生成されるおそれがある。
In such an omnidirectional image, the stitch portions SG and SH overlap the subject such as the
そこで本実施例では、カメラ本体1に部分画像のコントラストを検出するコントラス検出手段としての機能を持たせる。そして、部分画像においてコントラストが高いビル群30を含む高コントラスト領域(第1の領域)とコントラストが低い地面32や空33等を含む低コントラスト領域(第2の領域)を判別させる。さらに、スティッチ部SG,SHが低コントラスト領域に含まれる部分画像を生成できるようにレンズ鏡筒2G,2Hの光学ズームを行う。この際、レンズ鏡筒2G,2Hの画角の変化を補うように他のレンズ鏡筒2A~2Fの光学ズームも行う。
Therefore, in this embodiment, the
具体的には、レンズ鏡筒2G,2H(第1の変倍光学系)の望遠側への光学ズームとレンズ鏡筒2A~2F(第2の変倍光学系)の広角側への光学ズームとを行う。これにより、点線で示されているスティッチ部(繋ぎ合わせ領域)SG,SHを実線で示されるスティッチ部SG′,SH′に移動させる。このような光学ズーム処理により、スティッチ部が歪んだり不連続となったりして不自然な全方位画像が生成されるおそれを低減することができる。 Specifically, the optical zoom of the lens barrels 2G and 2H (first variable magnification optical system) to the telescopic side and the optical zoom of the lens barrels 2A to 2F (second variable magnification optical system) to the wide angle side. And do. As a result, the stitch portions (joining regions) SG and SH shown by the dotted line are moved to the stitch portions SG'and SH'shown by the solid line. By such optical zoom processing, it is possible to reduce the possibility that the stitch portion is distorted or discontinuous and an unnatural omnidirectional image is generated.
なお、コントラストの判別後にスティッチ部が低コントラスト領域に含まれる部分画像を新たに取得してもよいが、前述した光学ズーム中に取得した複数の部分画像の中から抽出してもよい。 After determining the contrast, a partial image in which the stitch portion is included in the low contrast region may be newly acquired, or may be extracted from a plurality of partial images acquired during the above-mentioned optical zoom.
図16は、図13A and 13Bで説明したようにレンズ鏡筒2Aの望遠側への光学ズームを行うとともにレンズ鏡筒2B,2F,2G,2Hの広角側への光学ズームを行ったときに得られる全方位画像を示す。変倍光学系には、変倍に応じて明るさ(F値)変化するものがある。具体的には、望遠側の変倍に伴って暗く(F値が大きく)なっていく。ここでは、変倍に応じてF値が変化するレンズ鏡筒を使用している場合の明るさ補正について説明する。
FIG. 16 is obtained when the
図中の部分画像ImgAは、レンズ鏡筒2C~2Eよりも望遠側の変倍状態(ズーム倍率)にあるレンズ鏡筒2Aを通して得られた画像である。部分画像ImgB,ImgF,ImgGおよびImgHはそれぞれ、レンズ鏡筒2C~2Eよりも広角側の変倍状態にあるレンズ鏡筒2B,2F,2G,2Hのそれぞれを通して得られた画像である。部分画像ImgAはレンズ鏡筒2C~2Eを通して得られた部分画像ImgC~ImgEに比べて暗い画像であり、部分画像ImgB,ImgF,ImgGおよびImgHは部分画像2C~2Eより明るい画像である。
The partial image ImgA in the figure is an image obtained through the
水平面内と鉛直面内でのレンズ鏡筒2の配置数の違いによりそれぞれのレンズ鏡筒2の元々の画角が異なることに加えて、それぞれのレンズ鏡筒2のズーム倍率が異なることによってF値が異なり、得られる部分画像の明るさも異なる。これにより、全方位画像におけるスティッチ部に輝度差が生じる。
The original angle of view of each
このため、本実施例では、カメラ本体1に輝度補正手段としての機能を持たせる。この輝度補正機能は、予めズーム倍率に応じて決まっているF値の差を明るさの段数に換算し、該段数を用いて部分画像の輝度補正(輝度制御)を行う。
Therefore, in this embodiment, the
この輝度補正は、8つのレンズ鏡筒2のうちF値を含む光学条件が同じレンズ鏡筒の数が最も多いものに合わせるように行ってもよいし、ユーザが予め決められるようにしておいてもよい。全方位画像内にはどこかに必ず太陽や照明等の高輝度被写体が存在する可能性が高いため、明るさが均一であることが少なく撮像環境による輝度補正をする必要がある。その撮像環境に応じた輝度補正の前にカメラ本体1内でズーム倍率の差に応じたF値の差を補正する輝度補正を行うことによって、最終的にスティッチ部での輝度差が少ない自然な全方位画像を取得することが可能となる。
This luminance correction may be performed so as to match the
図17は、図13Aに示したようにレンズ鏡筒2C~2Eよりも望遠側にレンズ鏡筒2Aの光学ズームを行い、広角側にレンズ鏡筒2B,2Fの光学ズームを行った状態でのカメラ本体1を図中に示した平面Zで切断したときの断面を示している。カメラ本体1の球形の外装部材は図示を省略している。
FIG. 17 shows a state in which the
一般に変倍光学系の入射瞳位置(以下、ノーダルポイントという)は、最も被写体側に配置されるレンズ群(本実施例では1群レンズLS1)付近に位置し、望遠側に変倍すると画角が狭くなることに伴ってノーダルポイントは撮像面側に移動する。複数のレンズ鏡筒を通した撮像により得られた複数の部分画像を繋ぎ合わせてパノラマ画像や全方位画像を生成する場合には、複数のレンズ鏡筒のノーダルポイントを極力近づけて該複数のレンズ鏡筒を通して得られる部分画像間の視差を少なくすることが望ましい。これにより、部分画像を滑らかに繋ぎ合わせることができる。本実施例では、レンズ鏡筒2A~2Fのノーダルポイントを一致させるように近づけることはできないが、これに代わる方法として、これらレンズ鏡筒2A~2FのノーダルポイントP2A~P2Fを同一円上に配置する方法について説明する。 Generally, the entrance pupil position of the variable magnification optical system (hereinafter referred to as a nodal point) is located near the lens group (1st group lens LS1 in this embodiment) arranged closest to the subject side, and the image is magnified to the telephoto side. As the angle becomes narrower, the nodal point moves toward the imaging surface. When a panoramic image or an omnidirectional image is generated by joining multiple partial images obtained by imaging through a plurality of lens barrels, the nodal points of the plurality of lens barrels are brought as close as possible to the plurality of lenses. It is desirable to reduce the discrepancy between the partial images obtained through the lens barrel. This makes it possible to smoothly join the partial images. In this embodiment, the nodal points of the lens barrels 2A to 2F cannot be brought close to match, but as an alternative method, the nodal points P2A to P2F of these lens barrels 2A to 2F are on the same circle. The method of arranging in is explained.
カメラ本体1内には、各レンズ鏡筒2(2A~2F)に対して、駆動モータ29とは別の不図示の駆動源によってレンズ鏡筒2全体を光軸方向に移動させる移動機構Mが設けられている。不図示の位置センサによりレンズ鏡筒2の光軸方向での位置を検出するとともにそのレンズ鏡筒2のズーム倍率(ズーム位置)を検出し、ズーム倍率が変化してもノーダルポイントが所定の同一円C上に位置するように移動機構Mを制御する。ノーダルポイントの位置はズーム倍率に応じて光学的に決まっているため、ズーム倍率ごとのノーダルポイントの位置を所定の基準位置(例えば広角端状態での位置)からの差分量として不図示のメモリに記憶しておけばよい。そして、検出したズーム倍率に対応する差分量をキャンセルするように移動機構Mによりレンズ鏡筒2を移動させればよい。
In the
図17においては、レンズ鏡筒2C~2Eの光軸方向での位置Pを基準として、望遠側への光学ズームを行ったレンズ鏡筒2A全体を移動機構Mにより被写体側に移動させ、広角側への光学ズームを行ったレンズ鏡筒2B,2F全体を撮像面側に移動させる。これにより、レンズ鏡筒2A~2Fのズーム倍率が異なっていても、これらレンズ鏡筒2A~2FのノーダルポイントP2A~P2Fを同一円C上に位置させることができ、レンズ鏡筒2A~2Fを通して得られる部分画像間の視差をほぼ一致させることができる。したがって、複数の部分画像の繋がりが自然な全方位画像を生成することができる。
In FIG. 17, the
なお、レンズ鏡筒2A~2FのノーダルポイントP2A~P2Fを位置させるべき同一円とは、その径方向にある幅を持った円を意味する。その幅とは、レンズ鏡筒2A~2Fを通して取得される部分画像の視差がそれらの繋ぎ合わせにおいて問題とならないノーダルポイントのずれの許容範囲に相当する。 The same circle in which the nodal points P2A to P2F of the lens barrels 2A to 2F should be located means a circle having a width in the radial direction thereof. The width corresponds to the permissible range of nodal point deviation in which the parallax of the partial images acquired through the lens barrels 2A to 2F does not pose a problem in their connection.
図17では、水平面内に配置されたレンズ鏡筒2A~2Fのノーダルポイントを同一円上に配置するように移動機構Mを制御する場合について説明したが、図13Bに示した鉛直面内に配置されたレンズ鏡筒2G,2H,2A,2Dにも適用することができる。また、複数のレンズ鏡筒をそれらの光路が互いに交差するように配置して、これら複数のレンズ鏡筒のズーム倍率の変更によるノーダルポイントの移動をキャンセルするようにレンズ鏡筒を移動させてもよい。
FIG. 17 has described a case where the moving mechanism M is controlled so that the nodal points of the lens barrels 2A to 2F arranged in the horizontal plane are arranged on the same circle, but in the vertical plane shown in FIG. 13B. It can also be applied to the arranged
図20は、カメラ本体1から可動照明ユニット4を突出させた状態を示している。可動照明ユニット4は、カメラ本体1におけるレンズ鏡筒2Hとレンズ鏡筒2A~2Fとの間の下面部であって三脚5の脚部5aの間(レンズ鏡筒2B,2D,2Fの下側)に3つ設けられており、それぞれ照明位置(突出位置)の調整が可能である。可動照明ユニット4は、LEDやXe管等の不図示の発光素子と、該発光素子からの照明光を透過させる窓部41と、これらを保持するホルダ42とを有する。さらに可動照明ユニット4は、ホルダ42を軸43を中心として回転可能に保持する第11アーム部材44と、該第1アーム部44を軸45を中心として回転可能に支持する第2アーム部材46とを有する。
FIG. 20 shows a state in which the
第2アーム部材46はカメラ本体1に設けられた軸47を中心として回転可能に支持されている。このため、ホルダ42は、軸43,45,47回りの回転によってカメラ本体1に対して移動(突出したり向きを変えたり)することが可能であり、必要な突出量と照明方向をユーザの要求に合わせて変更することができる。また、ホルダ42内の発光素子とカメラ本体1内の不図示の回路基板はフレキシブル配線基板48を介して接続されている。
The
本実施例では、図1に示した格納状態においても窓部41が露出している。ただし、格納状態において窓部が完全にカメラ本体1内に格納されるようにしてもよい。また、本実施例の3つの可動照明ユニット4はそれぞれ、互いに独立にカメラ本体1に対して突出および格納可能であるが、これらをリンク機構によって連動させてカメラ本体1に対して突出および格納されるようにしてもよい。全方位撮像時には真上に太陽や照明等の光源がある可能性が高く、カメラ本体1の下側はカメラ本体1の影になり易いため、このような可動照明ユニット4を備えることでレンズ鏡筒2Hを通した撮像において適正露出が得られる。
In this embodiment, the
図21は、カメラ本体1を図20中の矢印方向から見て示しており、3つの可動照明ユニット4のうちレンズ鏡筒2D,2H間に配置された可動照明ユニット4の可動領域を示している。なお、三脚5の図示は省略している。可動照明ユニット4の第2アーム部材46は、可動照明ユニット4がカメラ本体1から突出させて最も離れた位置に移動させる場合には軸47を中心として角度δだけ回転する。そして第2アーム部材46の先端から第1アーム部材44が伸び、第1アーム部材44の先端にてホルダ42が回転可能に連結されている。このため、可動照明ユニット4がカメラ本体1から最も離れた位置に移動する際のその先端の移動軌跡、すなわち可動照明ユニット4の可動領域の外縁はおおよそ点線48で示すようになり、その移動軌跡の中で自由に移動することができる。
FIG. 21 shows the
可動照明ユニット4は、図中の第1位置(丸囲み1で示す)にてカメラ本体1の真下を照らし、第2位置(丸囲み2で示す)にてカメラ本体1の斜め下を照らし、第3位置(丸囲み3で示す)にてカメラ本体1から水平方向を照らす。この可動照明ユニット4をカメラ本体1から突出させたときに、可動照明ユニット4がレンズ鏡筒2C,2D,2E,2Hの画角内に入り込む(それぞれが取得する部分画像に写り込む)おそれがある。ここでは、レンズ鏡筒2D,2Hの画角と可動照明ユニット4の位置との関係について説明する。
The
可動照明ユニット4が第1位置付近にてレンズ鏡筒2Hに接近するが、レンズ鏡筒2Hの画角をθ5より小さくすればその画角内に可動照明ユニット4は入り込まない。同様に、可動照明ユニット4が第3位置付近にてレンズ鏡筒2Dに接近するときは、レンズ鏡筒2Dの画角をθ6より小さくすればその画角内に可動照明ユニット4は入り込まない。つまり、レンズ鏡筒2H,2Dの画角をそれぞれθ5およびθ6より小さい画角に設定することで、可動照明ユニット4はどの位置にあってもホルダ42の可動領域(点線48)内には入らない。このため、レンズ鏡筒2H,2Dを通して、これらの画角の一部同士が重なり合う位置Q1までの距離より遠い距離において連続した部分画像を取得することができる。
The
可動照明ユニット4がカメラ本体1から突出していることを示す情報は、可動照明ユニット4のホルダ42がカメラ本体1への格納を検出するスイッチの非検出や、ホール素子、GMRセンサ等の磁気検知素子を用いた磁界の変化の検出によって得ることができる。このときに用いられるスイッチや磁気検知素子は突出検出手段に相当する。この場合、可動照明ユニット4がカメラ本体1から突出したことを示す情報だけで、可動照明ユニット4がその可動領域内のどこに位置していたとしてもレンズ鏡筒2D,2Hの画角には制限がかかることになる。つまり、レンズ鏡筒2D,2Hがそれぞれ画角θ5およびθ6より広い画角で撮像していても、可動照明ユニット4の突出が検出されることでそれらの画角をθ5,θ6より狭めるようにレンズ鏡筒2D,2Hに望遠側への光学ズームを行わせる制御を行うことができる。このような制御を画角設定制御という。
The information indicating that the
画角設定制御による変更後のレンズ鏡筒2D,2Hの画角をより望遠側にすることで、可動照明ユニット4の画角内への入り込みをより確実に回避することができる。しかし、通常は全方位撮像至近距離(L2)を短くするため、レンズ鏡筒2D,2Hの画角をそれら画角の外端近傍に可動照明ユニット4が位置するように画角設定制御を行うことが望ましい。このように、カメラ本体1から突出した可動照明ユニット4を複数のレンズ鏡筒2の画角に入り込まないように画角設定制御を行うことで、可動照明ユニット4の全方位画像への写り込みを回避しつつ、全方位撮像至近距離をより短くすることができる。
By setting the angle of view of the lens barrels 2D and 2H after the change by the angle of view setting control to the telephoto side, it is possible to more reliably avoid the
図22は、図21と同様にカメラ本体1を図20中の矢印方向から見て示しており、三脚5を含めたカメラ本体1の全体を示している。前述したようにレンズ鏡筒2D,2Hの画角をより望遠側にすることで該画角内への突出した可動照明ユニット4の入り込みをより確実に避けられる。しかし、カメラ本体1の真下を撮像する場合は、床や地面等のカメラ設置面(以下、地面という)までの距離が近いため、全方位画像を生成するためには、レンズ鏡筒2Hの望遠側への光学ズームが可能な範囲も考慮する必要がある。レンズ鏡筒Dにおいて可動照明ユニット4が入り込まない最も広角側の画角をθ7とし、その画角の下側の端が地面と接する点をQ2とする。この場合、レンズ鏡筒2Hの最も望遠側の画角は、その画角のレンズ鏡筒2D側の外端が点Q2で地面に接する(レンズ鏡筒2Dの画角と交差する)画角θ8となる。
FIG. 22 shows the
また、レンズ鏡筒2Hにおいて可動照明ユニット4が入り込まない最も広角側の画角をθ8とし、その画角のレンズ鏡筒2D側の外端が地面と接する点をQ3とする。この場合、レンズ鏡筒2Dの最も望遠側の画角は、その画角の下側の端が点Q3で地面に接する(レンズ鏡筒2Hの画角と交差する)画角θ9となる。
Further, in the
全方位撮像至近距離をできるだけ短く設定する場合には、レンズ鏡筒2Dの画角とレンズ鏡筒2Hの画角とが点Q1で重なり合うようにそれぞれ、θ7とθ6とすることが望ましい。しかし、レンズ鏡筒2Dまたは2Hの画角内に拡大したい特定被写体が存在する場合には、レンズ鏡筒2Dの望遠側での限界画角はθ9となり、レンズ鏡筒2Hの望遠側での限界画角はθ8となる。つまり、可動照明ユニット4が突出した状態でのレンズ鏡筒2Dの画角θDの取り得る範囲は、
θ9<θD<θ7
であり、レンズ鏡筒2Hの画角θHの取り得る範囲は、
θ8<θH<θ6
となる。したがって、図14を用いて説明したように、光学ズーム中においてレンズ鏡筒2D,2Hを通して連続的(順次)な撮像をこれらの画角範囲で行うことができ、さらには他のレンズ鏡筒2A~2C,2E~2Gを通した連続的な撮像をも行うことができる。
When setting the omnidirectional imaging close range as short as possible, it is desirable to set θ7 and θ6, respectively, so that the angle of view of the
θ9 <θD <θ7
The possible range of the angle of view θH of the
θ8 <θH <θ6
Will be. Therefore, as described with reference to FIG. 14, continuous (sequential) imaging can be performed in these angle-of-view ranges through the lens barrels 2D and 2H during optical zoom, and further, another
ところで、以上説明したような可動照明ユニット4がカメラ本体1から突出したことを示す情報のみに基づく画角設定制御では、可動照明ユニット4が図21に示した第2位置にある場合でも全方位撮像至近距離をQ1までの距離より短い距離に設定することができない。このため、可動照明ユニット4が第1、第2および第3位置のうちどこに位置するかに応じてレンズ鏡筒2D,2Hの画角を変更するように制御できることが望ましい。
By the way, in the angle of view setting control based only on the information indicating that the
具体的には、レンズ鏡筒2D,2Hを通して得られる部分画像への可動照明ユニット4の写り込みのパターンをカメラ本体1に記憶させ、パターン認識によって写り込んでいるのが被写体か可動照明ユニット4かを判別させる。そして、この判別により可動照明ユニット4がレンズ鏡筒2D,2Hを通して得られる部分画像に写り込まなくなる(いずれの画角にも入らないようになる)までこれらレンズ鏡筒2D,2Hの望遠側への光学ズームが自動的に行われるようにする。これにより、可動照明ユニット4の写り込みがない全方位画像を取得することができる。レンズ鏡筒2D,2Hを可動照明ユニット4がほぼ写り込まなくなる画角に制御する(可動照明ユニット4がそれらの画角の外縁領域よりも内側に入らないように制御する)ことにより、全方位撮像至近距離をQ1よりもカメラ本体1に近づけることが可能となる。
Specifically, the
本実施例では、レンズ鏡筒2D,2Hについてのみ説明したが、可動照明ユニット4が画角内に入り込む可能性のあるレンズ鏡筒2C,2Eの画角についてもレンズ鏡筒2D,2Hの画角と同様に制御することができる。また、レンズ鏡筒2B,2H間またはレンズ鏡筒2F,2H間に配置された他の可動照明ユニット4がカメラ本体1から突出したときも、レンズ鏡筒2B,2Hまたはレンズ鏡筒2F,2Hの画角をレンズ鏡筒2D,2Hの画角と同様に制御することができる。
In this embodiment, only the lens barrels 2D and 2H have been described, but the angle of view of the lens barrels 2C and 2E where the
図23は、三脚5の脚部5aを伸ばして接地部5bを地面に固定した状態における地面から上側にて脚部5aを通過する平面Y1内でのレンズ鏡筒2A~2F,2Hの画角を示す。レンズ鏡筒2Gは天方向の撮像に用いられるためその画角は記載されていない。レンズ鏡筒2A~2Hの画角は、画角設定制御により自動的に設定されている。レンズ鏡筒2A~2F,2Hに対応する画角の範囲を曲線2A′~2F′,2H′で示している。例えば曲線2A′から外側の範囲がレンズ鏡筒2Aの画角の範囲である。レンズ鏡筒2Hの画角は、中央の円2H′により囲まれた範囲である。
FIG. 23 shows the angles of view of the lens barrels 2A to 2F and 2H in the plane Y1 passing through the
三脚5の脚部5aの近傍はいずれのレンズ鏡筒2の画角にも含まれていない。つまり、三脚5の脚部5aがそれぞれのレンズ鏡筒2の画角に入らないように画角設定制御がなされている。このとき、可動照明ユニット4と同様に、三脚5の脚部5aがそれぞれのレンズ鏡筒2の画角の外縁の近傍に位置するように該画角を制御することで、脚部5aの近傍の小さな範囲のみがいずれのレンズ鏡筒2の画角にも入らないようにしている。これにより、三脚5が設けられたカメラ本体1の真下方向を撮像したときでも三脚5が写り込まない全方位画像を取得することが可能となる。なお、厳密には平面Y1において脚部5aの近傍の範囲が撮像されないが、この小さい範囲に被写体が存在することはまれであるため、ほとんど問題にならない。
The vicinity of the
図24は、図23と同じ状態における地面からわずかに上側にて三脚5の接地部5bを通過する平面Y2内でのレンズ鏡筒2A~2F,2Hの画角を示す。図24でもレンズ鏡筒2Gの画角は記載されていない。レンズ鏡筒2A~2F,2Hに対応する画角の範囲を曲線2A″~2F″,2H″で示している。例えば曲線2A″から外側の範囲がレンズ鏡筒2Aの画角の範囲である。レンズ鏡筒2Hの画角は、中央の円2H″により囲まれた範囲である。
FIG. 24 shows the angles of view of the lens barrels 2A to 2F and 2H in the plane Y2 passing through the
接地部5bは、レンズ鏡筒2A~2Hの画角の外縁領域に含まれ、それよりも内側には入り込んでいない(以下、これを画角の外縁領域にのみ入り込んでいる又は部分画像の外縁領域にのみ写り込んでいるという)。これにより、接地部5bに近接した被写体をも撮像することができ、画角欠損がない全方位画像を取得することができる。この全方位画像に写り込んだ接地部5bの画像領域には、その近傍の画像5cを切り取って貼り付ける(補間する)画像処理を行う。画像5cは一度の撮像で得られた全方位画像の一部であるため、補間に使用する画像を得るために別途撮像を行う場合に比べて画像処理が容易である。
The
三脚5に対しても、可動照明ユニット4と同様に、脚部5bのカメラ本体1からの突出量に応じた画角設定制御を行うことが望ましい。具体的には、レンズ鏡筒2A~2F,2Hを通して得られる部分画像への三脚5(脚部5aおよび接地部5b)の写り込みのパターンをカメラ本体1に記憶させ、パターン認識によって写り込んでいるのが被写体か三脚5かを判別させる。そして、この判別により三脚5がレンズ鏡筒2A~2F,2Hを通して得られる部分画像に写り込まなくなる又は該部分画像の外縁領域にのみ写り込むようになるまでこれらレンズ鏡筒2A~2F,2Hの望遠側への光学ズームが自動的に行われるようにする。これにより、三脚5の写り込みがない又はほぼない全方位画像を取得することができる。
As with the
また、上記のパターン認識の利用に限らず、三脚5の開き角(図9に示したα~β)と脚部5aの伸ばし量(突出量)を検出することで、それらに対応するレンズ鏡筒2A~2F,2Hの画角を算出し、その算出結果に基づく画角設定制御を行ってもよい。
Further, not limited to the use of the above pattern recognition, the lens mirror corresponding to the opening angle of the tripod 5 (α to β shown in FIG. 9) and the extension amount (protrusion amount) of the
本実施例では、三脚5の接地部5bの画像領域を補間するための画像を数多く取得する理由から接地部5bが複数のレンズ鏡筒2の画角の外縁領域に含まれるようにそれらの画角を設定する。例えばコントラストが低い一様な地面ではなく、タイルで絵画が描かれているような床面である場合には、実際に三脚が接地している床面の色が異なると違和感があるため、補間する画像の選択肢を増やす意味で補間用の画像を多く取得した方がよい。ただし、接地部5bは少なくとも1つのレンズ鏡筒2の画角の外縁領域に含まれていればよい。
In this embodiment, the grounded
なお、図23と同様に、三脚5の接地部5bもいずれのレンズ鏡筒2A~2F,2Hの画角に含まれないようにして、その画角外の領域を近傍の画像で補間してもよい。
As in FIG. 23, the
本実施例では、各レンズ鏡筒2が沈胴状態(非撮像時)よりもカメラ本体1から突出した状態で撮像を行う。これは、カメラ本体1から突出する可動照明ユニット4や三脚5がある場合に、レンズ鏡筒2の画角の始点がカメラ本体1から離れた方がより狭い画角でそれらの写り込みをなくする又は少なくすることができるため、好ましい。
In this embodiment, imaging is performed in a state in which each
また、本実施例ではカメラ本体1に内蔵される可動照明ユニット4や三脚5について述べたが、カメラ本体1に装着される外部ストロボ、外部マイク、外付け三脚、レンズフード、レンズフィルター等のアクセサリーであってもよい。その場合、外付けのアクセサリーに対して突出量の検出を行いその算出結果に基づく画角設定制御を行うことが困難であるため、カメラ本体1に取り付けた状態の写り込みのパターンを記憶させるパターン認識を用いて画角を制御することが望ましい。
Further, in this embodiment, the
図18は、カメラ本体1のシステム構成を示している。レンズ鏡筒2(2A~2H)はそれぞれ、光学ユニット300(1~3群鏡筒21,23,26)、撮像素子301およびモータ駆動部302(駆動モータ29)を備えている。光学ユニット300は、モータ駆動部302によって光軸方向に移動される。このときの移動量は、制御手段としてのCPU306から駆動制御部305を介してモータ駆動部302に制御信号として伝達される。また、各レンズ鏡筒2に対しては図17に示した移動機構Mが設けられている。
FIG. 18 shows the system configuration of the
光学ユニット300により形成された被写体像は、撮像素子ドライバ303により駆動される撮像素子301によって電気信号に変換される。CPU306は、撮像素子ドライバ303を介して撮像素子301の駆動を制御する。
The subject image formed by the
画像処理部304は、各レンズ鏡筒2の撮像素子301から出力されたアナログ撮像信号をA/D変換し、得られたデジタル撮像信号としての部分画像に対して前述したレンズ鏡筒2のズーム倍率ごとのF値に応じた輝度補正等を行う。画像処理部304は、輝度補正手段として機能する。また、画像生成手段としての画像処理部304は、各レンズ鏡筒2から得られた部分画像に対する階調補正やホワイトバランス等の画像処理を行う。レンズ鏡筒2(2A~2H)、それぞれに設けけられた撮像素子301および画像処理部304により撮像手段が構成される。
The image processing unit 304 A / D-converts the analog image pickup signal output from the
画像生成部309は、画像処理部304で生成された8つのレンズ鏡筒2からの部分画像に対する繋ぎ合わせ処理を行って全方位画像を生成する。この際、コントラスト検出手段として機能する画像生成部309は、各部分画像のコントラストを検出し、部分画像における高コントラスト領域と低コントラスト領域を判定する。CPU306は、この判定結果を受けて、部分画像の低コントラスト領域にスティッチ部が含まれるようにするために必要なレンズ鏡筒2の光学ズームを行わせる。
The
メモリ307は、揮発性メモリもしくは不揮発性メモリからなり、部分画像や全方位画像等の撮像データを一時的に格納したり、CPU306が実行する処理プログラムを格納したりする。また、メモリ307は、可動照明ユニット4や三脚5の部分画像への写り込みパターンを示すデータも記憶している。
The
圧縮処理部308は、撮像データをJPEG等の符号化方式で圧縮符号化する。通信制御部310は、圧縮符号化された撮像データを外部に送信する。
The
なお、部分画像の繋ぎ合わせ処理を行って全方位画像を生成する画像生成部309は必ずしも全方位カメラ内に設けなくてもよい。すなわち、部分画像の撮像データを通信制御部310を介して外部のパーソナルコンピュータ等の画像生成装置に送り、該画像生成装置にて全方位画像を生成するようにしてもよい。
It should be noted that the
被写体検出部311と被写体判定部312は全方位画像において拡大する特定被写体を認識し、該特定被写体を撮像しているレンズ鏡筒2を判定する。CPU306は、その判定結果に基づいて、特定被写体を撮像しているレンズ鏡筒2に望遠側への光学ズームを行わせるとともに、それと隣り合うレンズ鏡筒2に広角側への光学ズームを行わせる。
The
また、CPU306は、通信制御部310を介した有線または無線通信によって、パーソナルコンピュータやスマートフォン等の外部指示装置400から特定のレンズ鏡筒2の望遠側への光学ズームを指示するコマンド(指示)の入力を受け付ける。CPU306は、そのコマンドに従って特定のレンズ鏡筒2に望遠側への光学ズームを行わせるとともに、それと隣り合うレンズ鏡筒2に広角側への光学ズームを行わせる。これにより、全方位カメラと外部指示装置400を含む全方位撮像システムが構成される。
Further, the
図19のフローチャートは、上述した画角設定制御のための処理を示す。コンピュータとしてのCPU306は、コンピュータプログラムである撮像制御プログラムに従って本処理を実行する。
The flowchart of FIG. 19 shows the process for controlling the angle of view setting described above. The
ステップS01では、突出検出手段としてのCPU306は、可動照明ユニット4および三脚5のうち少なくとも一方の突出部材が格納状態から突出しているか否かを検出する。具体的には、CPU306は、メモリ307から可動照明ユニット4および三脚5の部分画像への写り込みパターンを示すデータを読み出す。また、CPU306は、カメラの起動状態でのレンズ鏡筒2A~2F,2Hの画角設定にてプレ撮像を行う。そして、CPU306は、レンズ鏡筒2A~2F,2Hを通して得られた部分画像に対して、写り込みパターンのデータを用いたパターン認識を行う。このパターン認識の結果、突出部材が写り込んでいれば、CPU306は突出部材が格納状態から突出していると判定してステップS02に進む。そうでなければ突出していないと判定してステップS04に進む。このとき、CPU306は、三脚5の脚部5aの開き角や伸ばし量の情報が取得できればそれらも取得する。
In step S01, the
ステップS02では、CPU306は、突出している可動照明ユニット4または三脚5がレンズ鏡筒2A~2F,2Hを通して得られる部分画像に写り込まない又は該部分画像の外縁領域にのみ写り込むようにレンズ鏡筒2A~2F,2Hの画角を計算する。ここで計算される画角は、起動状態での画角と同じかそれよりも望遠側の画角となる。
In step S02, the
次にステップS03では、CPU306は、レンズ鏡筒2A~2F,2HのうちステップS02で計算された画角が起動状態での画角と異なるレンズ鏡筒に望遠側への光学ズームを行わせる。すなわち、レンズ鏡筒2A~2F,2Hの画角の再設定を行う。この際、CPU306は、光学ズームを行ったレンズ鏡筒2に対して設けられた移動機構Mを、そのレンズ鏡筒のノーダルポイントが他のレンズ鏡筒2のノーダルポイントが位置する円C上に位置するように制御する。
Next, in step S03, the
ステップS04では、CPU306は、全方位撮像を行って全方位画像を取得する。そして、CPU306は、この全方位画像から被写体検出部311が人物等の特定被写体Pを検出したか否かを判定する。特定被写体Pを検出しなかった場合は、CPU306はステップS04の判定を繰り返す。特定被写体Pを検出した場合は、CPU306はステップS05に進み、8つのレンズ鏡筒2(2A~2H)のうち被写体判定部312に検出された特定被写体Pを撮像しているレンズ鏡筒2(以下、レンズ鏡筒2Aとする)を判定させる。
In step S04, the
次にステップS06では、CPU306は駆動制御部305を介してレンズ鏡筒2Aに望遠側への光学ズーム(ズームイン)を行わせる。このとき、CPU306は、特定被写体Pがレンズ鏡筒2Aの画角内にて最も大きく撮像されるようにズームインを行わせる。またCPU306は、ステップS07にて、駆動制御部305を介してレンズ鏡筒2Aと隣り合うレンズ鏡筒(周辺レンズ鏡筒)2B,2F,2G,2Hに広角側への光学ズーム(ズームアウト)を行わせる。これにより、レンズ鏡筒2Aの望遠端への光学ズームによって狭まった画角を補わせる。この際、CPU306は、レンズ鏡筒2B,2F,2G,2Hの広角側へのズーム量を前述した全方位撮像至近距離L2を満足するように計算する。また、ステップS06~S07において、CPU306は、レンズ鏡筒2A,2B,2F,2G,2Hの光学ズームに伴ってこれらのノーダルポイントの位置が同一円上に位置するようにそれぞれの移動機構Mを制御する。
Next, in step S06, the
次にステップS08では、CPU306は、画角の欠損がない全方位画像を取得できたか否かを判定する。画角欠損がある場合とは、レンズ鏡筒2B,2F,2G,2Hが全方位撮像至近距離L2を満足するような光学ズームを行えない場合や、レンズ鏡筒2B,2F,2G,2Hの画角が無限遠距離においてもレンズ鏡筒2Aの画角の一部に重ならない場合である。
Next, in step S08, the
画角欠損があった場合は、CPU306はステップS07に戻り、レンズ鏡筒2B,2F,2G,2Hのさらなる広角側への光学ズームを行わせる。これを画角欠損がなくなるまで繰り返す。一方、画角欠損がない場合は、CPU306はステップS09に進み、画像生成部309に画像処理部304で生成された8つの部分画像の繋ぎ合わせ処理を行わせて全方位画像を生成させる。そして、ステップS10において、全方位画像をメモリ307に保存して本処理を終了する。
If there is an angle of view defect, the
実施例1では突出している可動照明ユニット4または三脚5がレンズ鏡筒2A~2F,2Hの部分画像に写り込まない又は該部分画像の外縁領域にのみ写り込む程度に画角を制御する例を述べた。実施例2では写り込みよりも優先して画像を取得したいシーンがある場合に写り込みを極力低減させながらも許容するように画角を制御する例を述べる。
In the first embodiment, an example in which the angle of view is controlled so that the protruding
図25は図21、図22で述べた可動照明ユニット4が第3位置に設定されている状態を示している。前述したようにレンズ鏡筒2Dは画角θ6、鏡筒2Hは画角θ5になるように制御して可動照明ユニット4が写り込まないようにしている。この時の全方位画像を形成可能な全方位撮像至近距離L3はレンズ鏡筒2D或いは2H(図25)先端から鏡筒2Dと鏡筒2Hの画角が交わるQ1を含む円弧までの距離である。ここで、カメラ本体1近くに全方位画像として画像を取得したい被写体Sがあったとしても全方位撮像至近距離L3よりも内側にあるため、レンズ鏡筒2D、2Hの画角に入らず被写体Sの一部S1が欠損してしまうことになる。この時、ユーザが可動照明ユニット4の撮影画像への多少の写り込みを許容して被写体Sを全て撮影したい場合、全方位撮像至近距離の設定をL4に変更することで被写体Sを欠損なく撮影することが可能となる。レンズ鏡筒2Dは画角θ6からθ10に画角を広げレンズ鏡筒2Hは広角の最大画角なのでそのままの画角θ5だとすると、鏡筒2Dと鏡筒2Hの画角が交わるQ2を含む円弧までの距離L4が全方位撮像至近距離となり被写体Sが全て撮影される。但し、レンズ鏡筒2Dの拡大した画角θ10には点線で示したように可動照明ユニット4が画角内に入り込むため撮影画像に可動照明ユニット4が写り込むことになる。図25のようなレンズ鏡筒2Dと可動照明ユニット4の位置関係であれば可動照明ユニット4の位置を変更することで撮影画像に写り込まないようにすることが可能である。また、レンズ鏡筒2Dで撮影された可動照明ユニット4が写り込んだ画像は、被写体Sの一部欠損よりもやはり可動照明ユニット4の写り込まない方を優先させたい場合、スティッチ時に画像処理によって元の画角に戻すことも可能である。
FIG. 25 shows a state in which the
次に、図26のフローチャートについて説明する。ステップS101では、突出検出手段としてのCPU306は、可動照明ユニット4および三脚5のうち少なくとも一方の突出部材が格納状態から突出しているか否かを検出する。具体的な検出方法は前述したとおりで突出がある場合はステップS102に進み、突出が無い場合はステップS109に進む。
Next, the flowchart of FIG. 26 will be described. In step S101, the
ステップS102では、CPU306は、突出している可動照明ユニット4または三脚5がレンズ鏡筒2A~2F,2Hを通して得られる部分画像に写り込まない場合と写り込む場合のレンズ鏡筒2A~2F,2Hの画角を計算する。
In step S102, the
ステップS103では、CPU306は、レンズ鏡筒2A~2F,2HのうちステップS102で計算された画角が起動状態での画角と異なるレンズ鏡筒に望遠側への光学ズームを行わせる。
In step S103, the
ステップS104では、レンズ鏡筒2A~2F,2Hへの写り込みに対するユーザの設定を確認する。ユーザが予め写り込みを許容する設定にしていた場合はステップS109に進み、写り込みを許容しない設定にしていた場合はステップS105に進む。この時、写り込みを確認した時点でユーザに警告を出してその場で設定をする仕様としてもよい。 In step S104, the user's setting for the reflection on the lens barrels 2A to 2F and 2H is confirmed. If the user has previously set the setting to allow the reflection, the process proceeds to step S109, and if the setting does not allow the reflection, the process proceeds to the step S105. At this time, the specification may be such that a warning is issued to the user when the reflection is confirmed and the setting is made on the spot.
ステップS105では、レンズ鏡筒2A~2Hの画角で決定する撮像至近距離の設定を確認する。ユーザが予め設定していた撮像至近距離では突出している可動照明ユニット4または三脚5が部分画像に写り込むと判断され、ユーザに警告を出し写り込みがなくなる撮像至近距離まで変更する場合はステップS106に進む。写り込みを許容せず、且つ撮像至近距離も変更したくない場合はステップS104に戻ってもう一度写り込みの許容をするか否かを問う。これを繰り返すことでユーザに突出部材の写り込みの許容か撮像至近距離の無限側への変更を選択させる。この時、突出部材の写り込みの許容か撮像至近距離の変更のどちらを優先させるかを予め決定しておくような仕様としてもよい。ステップS106以降は実施例1と同様のため省略する。
In step S105, the setting of the image pickup close range determined by the angle of view of the lens barrels 2A to 2H is confirmed. Step S106 is a case where it is determined that the
このように、写り込みを許容するかどうかを選択する例ではユーザがカメラ本体1に近い被写体Sの全体に突出部材が被るように写り込んだとしても問題ないか、もしくは写り込まない撮像至近距離まで変更するかの確認を行うようにする。それによってユーザが撮影したいシーンによって色々な選択肢を設けることができ撮影の自由度を向上させることができる。また、どうしても突出部材が写り込んでしまう場合でもそれぞれのレンズ鏡筒2A~2F,2Hの画角を制御することで可能な限りその写り込みを低減させることができる。
In this way, in the example of selecting whether or not to allow the reflection, there is no problem even if the user reflects the entire subject S near the
ここで、突出部材の写り込みを許容した場合は最終的に繋ぎ合わされた全方位画像にも突出部材が写り込むものとしているが、個々のレンズ鏡筒2A~2F、2Hで撮影された画像に突出部材が写り込んでいたとしても繋ぎ合わせ時に突出部材を含めず繋ぎ合わせを行なったり前述の画像処理によって突出部材を消去するようにしてもよい。
Here, if the projection member is allowed to be reflected, the projection member is also reflected in the finally joined omnidirectional image, but the images taken by the
本実施例では、各レンズ鏡筒が3群タイプの変倍光学系を有する場合について説明したが、これは例であり、他のタイプの変倍光学系であってもよい。
(その他の実施例)
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
In this embodiment, the case where each lens barrel has a three-group type variable magnification optical system has been described, but this is an example, and other types of variable magnification optical systems may be used.
(Other examples)
The present invention supplies a program that realizes one or more functions of the above-described embodiment to a system or device via a network or storage medium, and one or more processors in the computer of the system or device reads and executes the program. It can also be realized by the processing to be performed. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。 Each of the above-described embodiments is only a representative example, and various modifications and changes can be made to each embodiment when the present invention is implemented.
1 カメラ本体
2(2A~2H) レンズ鏡筒
306 CPU
1 Camera body 2 (2A-2H)
Claims (9)
前記複数の変倍光学系のそれぞれの変倍動作を制御して前記変倍光学系ごとの画角を設定する画角設定手段と、
前記複数の変倍光学系のズーム倍率を異ならせても前記複数の変倍光学系を通して得られる部分画像間の視差をほぼ一致させるように前記複数の変倍光学系のノーダルポイントを制御するノーダルポイント制御手段と、
前記複数の変倍光学系を保持する本体と、
突出部材を検出する突出検出手段と、を有し、
前記画角設定手段は、前記突出検出手段の検出結果に基づいて、前記複数の変倍光学系のそれぞれの画角を、検出された前記突出部材が前記複数の変倍光学系のいずれの画角にも入らないように設定する画角設定制御を行うことを特徴とする撮像装置。 An imaging means for acquiring a plurality of images that have passed through a plurality of variable magnification optical systems facing in different directions and are continuously connected to each other by imaging.
An angle of view setting means for controlling the scaling operation of each of the plurality of scaling optical systems to set the angle of view for each scaling optical system.
The nodal points of the plurality of variable magnification optical systems are controlled so that the parallax between the partial images obtained through the plurality of variable magnification optical systems is substantially the same even if the zoom magnifications of the plurality of variable magnification optical systems are different. Nodal point control means and
The main body that holds the plurality of variable magnification optical systems and
It has a protrusion detecting means for detecting a protrusion member, and has
Based on the detection result of the protrusion detecting means, the angle of view setting means detects the angle of view of each of the plurality of variable magnification optical systems, and the detected protrusion member is any image of the plurality of variable magnification optical systems. An image pickup device characterized in that it controls the angle of view setting so that it does not enter the corner.
前記複数の変倍光学系のそれぞれの変倍動作を制御して前記変倍光学系ごとの画角を設定する画角設定手段と、
前記複数の変倍光学系のズーム倍率を異ならせても前記複数の変倍光学系を通して得られる部分画像間の視差をほぼ一致させるように前記複数の変倍光学系のノーダルポイントを制御するノーダルポイント制御手段と、
前記複数の変倍光学系を保持する本体と、
前記本体から突出する突出部材を検出する突出検出手段と、を有し、
前記画角設定手段は、前記突出検出手段の検出結果に基づいて、前記複数の変倍光学系のそれぞれの画角を、検出された前記突出部材の写りこみ量が低減するように設定する画角設定制御を行うことを特徴とする撮像装置。 An imaging means for acquiring a plurality of images that have passed through a plurality of variable magnification optical systems facing in different directions and are continuously connected to each other by imaging.
An angle of view setting means for controlling the scaling operation of each of the plurality of scaling optical systems to set the angle of view for each scaling optical system.
The nodal points of the plurality of variable magnification optical systems are controlled so that the parallax between the partial images obtained through the plurality of variable magnification optical systems is substantially the same even if the zoom magnifications of the plurality of variable magnification optical systems are different. Nodal point control means and
The main body that holds the plurality of variable magnification optical systems and
It has a protrusion detecting means for detecting a protruding member protruding from the main body.
The angle of view setting means sets the angle of view of each of the plurality of variable magnification optical systems based on the detection result of the protrusion detecting means so that the amount of reflection of the detected protrusion member is reduced. An image pickup device characterized by controlling the angle setting.
前記複数の変倍光学系のそれぞれの変倍動作を制御して前記変倍光学系ごとの画角を設定するステップと、
前記複数の変倍光学系のズーム倍率を異ならせても前記複数の変倍光学系を通して得られる部分画像間の視差をほぼ一致させるように前記複数の変倍光学系のノーダルポイントを制御するステップと、
突出部材を検出するステップと、を有し、
前記設定するステップは、前記検出するステップの検出結果に基づいて、前記複数の変倍光学系のそれぞれの画角を、検出された前記突出部材が前記複数の変倍光学系のいずれの画角にも入らないように設定する画角設定制御を行うことを特徴とする撮像装置の制御方法。 It is a control method of an image pickup device that acquires a plurality of images that have passed through a plurality of variable magnification optical systems facing in different directions and are continuously connected to each other by imaging.
A step of controlling the scaling operation of each of the plurality of scaling optical systems to set the angle of view for each scaling optical system, and
The nodal points of the plurality of variable magnification optical systems are controlled so that the parallax between the partial images obtained through the plurality of variable magnification optical systems is substantially the same even if the zoom magnifications of the plurality of variable magnification optical systems are different. Steps and
It has a step to detect a protruding member, and
In the step to be set, the angle of view of each of the plurality of variable magnification optical systems is determined based on the detection result of the step to be detected, and the angle of view of any of the plurality of variable magnification optical systems in which the detected protruding member is detected. A control method for an image pickup device, which is characterized in that an angle of view setting control is performed so as not to enter the image.
前記複数の変倍光学系のそれぞれの変倍動作を制御して前記変倍光学系ごとの画角を設定する画角設定制御を行わせ、
前記複数の変倍光学系のズーム倍率を異ならせても前記複数の変倍光学系を通して得られる部分画像間の視差をほぼ一致させるように前記複数の変倍光学系のノーダルポイントを制御させ、
突出部材を検出させ、
前記画角設定制御において、前記突出部材の検出結果に基づいて、前記複数の変倍光学系のそれぞれの画角を、検出された前記突出部材が前記複数の変倍光学系のいずれの画角にも入らないように設定させることを特徴とする撮像制御プログラム。
To the computer of an image pickup device that acquires multiple images that have passed through multiple variable magnification optical systems facing in different directions and are connected to each other so as to be continuous by image pickup.
The angle of view setting control for setting the angle of view for each of the variable magnification optical systems by controlling the variable magnification operation of each of the plurality of variable magnification optical systems is performed.
The nodal points of the plurality of variable magnification optical systems are controlled so that the parallax between the partial images obtained through the plurality of variable magnification optical systems is substantially the same even if the zoom magnifications of the plurality of variable magnification optical systems are different. ,
Detect the protruding member,
In the angle of view setting control, based on the detection result of the projecting member, the angle of view of each of the plurality of variable magnification optical systems is detected, and the detected angle of view of the projecting member is any of the plurality of variable magnification optical systems. An image control program characterized by being set so that it does not enter.
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