JPH05323410A - 撮影装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 撮影装置本体を固定したままでパンニング及
びチルティングができ、更に、パノラミックな画像を容
易に得ることができる撮影装置を得ること。 【構成】 撮影レンズの被写体側に該撮影レンズの光軸
に対して対称な形状の凸状の反射面を有する反射部材を
配置し、該撮影レンズの光軸と直交する方向の被写体か
らの光束を該反射面を介し該撮影レンズにより撮像素子
面上に結像させて被写体像の情報を得る際、該撮像素子
面上に結像した被写体像の歪みを補正手段により補正し
該被写体像の情報を得ていることを特徴とする撮影装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は撮影装置に関し、特に撮
像手段としてＣＣＤ等の固体撮像素子を用いて例えば全
周（全方位）の被写体像を撮影するようにした所謂ビデ
オカメラや電子スチルカメラ等に好適な撮影装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】従来よりビデオカメラ等で広い範囲の被
写体像を連続的に撮影する際のカメラの向きを変える、
所謂パンニングの手段としては撮影者自身が手持ちで又
は三脚に設置して行なう方法や、ビデオカメラを専用の
台、所謂自動雲台に設置し遠隔操作により自動的に行な
う方法等がある。自動的なパンニングの方法としてこの
他、被写体にあらかじめ取りつけておいた発信機からの
信号や被写体の音声等に反応してパンニングを行なうも
の等が提案されている。

【０００３】また、スチルカメラにおいて全周のパノラ
マ写真を得る撮像装置が特開昭５４−３５２６号公報で
提案されている。同公報では対物レンズの物体側に半球
状の反射面を設け３６０°全周を圧縮して１枚の感光手
段面上に記録し、この圧縮して記録された像（中間像）
を引伸機で圧縮に基づく歪みを補正して焼きつけて３６
０°にわたるパノラマ写真を生成している。

【０００４】

【発明が解決しようとしている課題】一般に撮影者が自
ら手持ちによりパンニングを行なう場合は、手ぶれ等に
より得られる画像が見づらい画像になる。また、三脚を
用いてパンニングを行う場合は操作が煩わしい等の問題
点がある。自動雲台を用いてパンニングを行う場合はカ
メラ全体を動かさなければならないために、装置全体が
大型化してしまうという問題点があった また、スチルカメラにおいて３６０°全周の画像を圧縮
して記録手段に記録するものは、一端中間像を生成し、
さらに補正用の光学系で像の光学的特性の補正を行な
う。この為作業が複雑となり、また当然動画には適用で
きないという問題点があった。

【０００５】本発明は、撮影レンズの被写体側に凸状の
反射面を設け撮影レンズの結像面上に撮像素子を適切に
配置して、該撮像素子で得た像信号を電気的な補正手段
で前記反射面を用いたことによる光学的特性の補正を行
うことにより、撮影装置本体を固定したままでパンニン
グ及びチルティングができ、更に、パノラミックな画像
を容易に得ることができる撮影装置の提供を目的とす
る。

【０００６】

【課題を解決する為の手段】本発明の撮影装置は、撮影
レンズの被写体側に該撮影レンズの光軸に対して対称な
形状の凸状の反射面を有する反射部材を配置し、該撮影
レンズの光軸とほぼ直交する方向の被写体からの光束を
該反射面を介し該撮影レンズにより撮像素子面上に結像
させて被写体像の情報を得る際、該撮像素子面上に結像
した被写体像の歪みを像歪み補正手段により補正し該被
写体像の情報を得ていることを特徴としている。

【０００７】特に前記反射部材が１つの軸に対して略対
称な形状の回転体であることや前記反射部材の１つの軸
が前記撮影レンズの光軸と一致していること等を特徴と
している。

【０００８】この他、撮影レンズの被写体側に凸状の反
射面を有した反射部材をその反射面の曲率中心が該撮影
レンズの光軸上に位置するように該反射面を該撮影レン
ズ側に向けて配置し、該撮影レンズの結像面近傍に撮像
素子を該撮影レンズの光軸に対して偏心させて配置し、
撮影レンズの光軸とほぼ直交する方向の被写体からの光
束を該反射面を介し該撮影レンズにより該撮像素子面上
に結像させて被写体像の情報を得る際、該撮像素子面上
に結像した被写体像の歪みを補正手段により補正し、被
写体像の情報を得ていることや前記撮像素子は前記撮影
レンズにより結像された被写体像の部分的な像を撮像
し、該撮影レンズの結像面を回転面として該撮影レンズ
の光軸を中心に回動可能に保持されていること等を特徴
としている。

【０００９】

【実施例】図１、図２は本発明の実施例１の要部概略図
と、要部ブロック図である。図中１は円錐形状の反射面
を有する反射部材、２は撮影レンズである。反射部材１
はその中心軸を撮影レンズ２の光軸と一致させて、かつ
反射面を撮影レンズ２側に向けて設けている。反射部材
１が凸面鏡のときはその曲率中心が撮影レンズ２の光軸
と一致するようにしている。

【００１０】３は撮影レンズ２の結像面近傍に設けたＣ
ＣＤ等の撮像素子、４はテーブルであり、撮像素子３が
設置され撮影レンズ２の光軸を中心に回転可能に支持さ
れている。５は駆動手段で、テーブル４を駆動するモー
タ等から成っている。６は位置検出手段でテーブル４の
位置を検出するエンコーダ等より成っている。

【００１１】１１は撮像信号制御回路であり、撮像素子
３からの撮像信号例えば歪み等を電気的に補正し、かつ
映像信号に変換している。

【００１２】２３は発信回路であり、遠隔操作する際、
撮影者の指示を信号として受信手段２２へ発信してい
る。受信手段２２は発信手段２３からの信号をカメラ制
御回路１０に入力している。カメラ制御回路１０はテー
ブル４の駆動をエンコーダ６からの信号を利用して制御
している。

【００１３】本実施例では図１に示す様に撮影レンズ２
の被写体側に回転体（円錐形状）の反射部材１をその回
転軸が撮影レンズ２の光軸と一致する様にその反射面を
撮影レンズ２及び被写体側に向けて配置している。そし
て光軸２ａと直交する３６０°全方向の被写体からの光
束を反射させて撮影レンズ２に入射させている。そして
撮影レンズ２により３６０°全方向の被写体像を一度に
結像面上に結像させている。

【００１４】該結像面近傍には回動可能なテーブル４上
に撮像素子３が設けられている。撮像素子３は撮影レン
ズ２の光軸２ａに対し偏心させて配置しており、結像面
上の被写体像の一部（一方向）を撮像するようにしてい
る。

【００１５】そしてテーブル４を光軸２ａを中心に周方
向に回転することにより、任意の方向からの被写体像を
撮像するようにしている。

【００１６】このとき撮像素子３面上の被写体像は円錐
形状の反射面を介して結像している為に歪んでいる。次
にこの歪みを補正手段で補正する方法について図３〜図
７を用いて説明する。

【００１７】図３は撮影装置の本体の回りを互いに平行
な格子で囲みこの格子を被写体として結像面上に結像す
る場合を示している。このとき撮影装置の結像面では被
写体は図４のように結像する。このように結像した被写
体像の一部を撮像素子３で被写体像情報として取り込ん
でいる。

【００１８】このとき取り込まれる被写体像は円錐形状
の反射面を介して結像している為、図５の斜線に示すよ
うに四角い格子が扇形の歪んだ像となっている。

【００１９】撮像信号制御回路１１は撮像素子３からの
撮像信号の一部、例えば図５に示す斜線の部分の撮像信
号を取り出し各画素の信号に対して座標変換処理を行な
い図６に示すような歪みのない撮像信号を生成し、更に
テレビジョン規格の映像信号に変換して出力している。

【００２０】これにより撮像素子３で得られる被写体像
の歪みを補正している。次に本実施例におけるパンニン
グの方法について説明する。

【００２１】図２において撮像素子３の配されているテ
ーブル４はモータ５により回転可能となっている。撮影
者が例えば赤外光線を用いた発信手段２３により撮影方
向の支持を行なうと、カメラ制御回路１０は受信手段２
２で受信した信号に基づきモータ５を駆動し、エンコー
ダ６によりテーブル４の位置を検出して駆動制御する。

【００２２】これ等の構成によりカメラ本体は固定とし
たまま遠隔操作により撮像素子３を任意の位置に回転さ
せ、これにより３６０°全方向へパンニングを行なって
いる。

【００２３】本実施例において撮影レンズ２としては単
焦点レンズの場合について述べたが、ズームレンズや多
焦点レンズを用いても良い。

【００２４】また、撮像信号制御回路１１による撮像信
号の補正内容は座標変換による歪み補正だけでなく図７
に示す様に歪み補正した撮像信号のさらに一部を拡大補
正するものでも良い。

【００２５】この他本実施例においては反射部材１は円
錐形状としたが広範囲の物体からの光を入射せしめる形
状、例えば半球状であっても良く、このときは撮像信号
制御回路１１は反射部材の形状に基づいた歪み補正を行
なえば良い。

【００２６】また、撮像信号制御回路１１は撮影レンズ
が有する光学的歪みを合わせて行なっても良い。

【００２７】このほか自動的にパンニングを行う手段と
して撮影する画像より、主被写体を抽出する被写体抽出
手段を有し、カメラ制御回路１０は被写体抽出手段から
の被写体情報に基づき主被写体の動きに合わせて撮像素
子３の設けられているテーブル４の駆動を制御しパンニ
ングするようにしても良い。

【００２８】主被写体を抽出する手段としては出力され
る映像信号より被写体に対する合焦度を検出し、合焦度
を表す信号の撮像面上の２次元分布状態を認識する特開
平３−１５４５７６号公報で開示されている方法などが
適用可能である。

【００２９】図８は本発明の実施例２の要部ブロック
図、図９は図８の一部分の説明図である。本実施例は図
２に示した実施例１と比べて撮像素子３がテーブル４の
径方向（光軸２ａと直交する方向）にも移動可能として
いる点が異なっておりその他の点は略同じである。

【００３０】図中７は駆動装置であり撮像素子３を径方
向に移動するリニアモータ等よりなっている。８は位置
検出手段であり、撮像素子３の径方向の位置を検出する
エンーダ等よりなっている。

【００３１】本実施例において例えば水平方向に３６０
°全周にわたる被写体からの光束を結像面に結像するよ
うにカメラ本体を構えた場合、駆動手段７で撮像素子３
を径方向（光軸と直行する方向）へ駆動することにより
撮影方向を垂直に移動（所謂チルティング）している。

【００３２】このとき撮像する被写体像は図１０に示す
様に径方向の位置（例えばＰ₁ とＰ₂ ）により撮影レン
ズ２の前方に設けた反射部材に基づく歪みの度合いが異
なる。そこで撮像信号処理回路２１は撮像位置を位置検
出手段８により検出し、該径方向の位置と反射面の形状
とに基づいて補正を行なっている。

【００３３】これ等の構成により撮影装置本体を動かす
ことなく被写体に対し上下左右方向に撮影方向を変えて
いる。

【００３４】図１１は本発明の実施例３の要部ブロック
図、図１２は本実施例の一部分の説明図であり、本実施
例では図１、図２に示した実施例１と比べ被写体像を取
り込む為の撮像素子を結像面上の複数カ所に設けた点が
異なりその他の構成は略同じである。

【００３５】図中３４はテーブルであり撮影レンズ２の
結像面上にその撮影レンズ２の光軸２ａと、中心点Ｏと
が一致する様に設けている。テーブル３４は点Ｏを中心
に回転する第１のテーブル３４ａと点Ｏを中心に回転す
る第２のテーブル３４ｂよりなっている。

【００３６】３３ａは前記第１のテーブル３４ａに設置
された第１の撮像素子、３３ｂは前記第２のテーブル３
４ｂに設置された第１の撮像素子である。撮像信号制御
回路３１ａ，３１ｂはそれぞれ撮像素子３３ａ、３３ｂ
からの撮像信号を補正し、映像信号に変換している。映
像選択回路２４は複数の映像信号から記録手段に記録す
る映像信号を選択している。

【００３７】撮像素子３３ａ及び３３ｂで得られた撮像
信号は撮像信号制御回路３１ａ及び３１ｂで座標変換を
実施例１と同様にそれぞれ行ない映像信号に変換する。

【００３８】映像信号はファインダー等の表示部へ送ら
れると共に映像選択回路２４に入力している。

【００３９】本実施例において撮影者は表示部の映像よ
り記録すべき映像を不図示の操作ボタン又は発信手段２
３よりカメラ制御回路３０に指示する。カメラ制御回路
３０は映像選択の指示信号を映像選択回路２４へ供給す
る。映像選択回路２４はカメラ制御回路３０からの指示
信号に基づき記録すべき映像信号を選択する。

【００４０】この他、映像選択回路２４は複数の映像を
合成した映像に変換処理し、合成映像を記録する機能を
有するように構成しても良い、また複数の映像を複数の
記録手段に記録する様に構成しても良い。

【００４１】図１３は本発明の実施例４の要部ブロック
図、図１４，図１５は本実施例の撮像素子の説明図であ
る。

【００４２】図中１は反射部材、２は撮影レンズ、４３
はリング状の撮像素子であり撮影レンズ２の結像面上に
設ている。４５は撮像素子制御回路であり撮像素子４３
の所定領域からの撮像信号を読み出している。

【００４３】４０はカメラ制御回路であり受信手段２２
からの撮影方向の指示を制御して、撮像素子制御回路４
５へ撮影方向の情報を出力している。本実施例において
撮像素子４３は図１４に示すように各画素を撮影レンズ
２の光軸Ｏの周囲にリング状に撮影レンズ２の結像面に
設けており、その面上に３６０°全周の被写体像を結像
させている。そして撮像素子制御回路４５により電気的
に制御し任意の領域例えば図１４中領域Ａまたは領域Ｂ
からの撮像信号を読み出すことにより、機械的な駆動部
を省略している。

【００４４】本実施例において、撮像素子制御回路４５
は撮影方向の情報に基づき撮像素子４３の図１５に示す
様にリング状に配列された各画素のうち撮影に用いる画
素の番地を決定し、開始番地から終了番地までの撮像信
号を該撮影領域の位置情報と共に撮像信号制御回路４１
へ供給して実施例２と同様に補正を行っている。

【００４５】そして発信装置２３からの指示に基づき撮
像素子制御回路４５は読み出す番地（撮影に用いる領
域）を移動してパンニング及びチルティングを行ってい
る。

【００４６】以上のような構成により本実施例では撮像
素子を駆動するための機械的な駆動部を省略することが
でき、また撮影方向の切換を回転動作によらずランダム
にアクセスすることもできる。

【００４７】この他、前記リング状の撮像素子４３を複
数のブロックに分割し、各ブロックに対して撮像信号制
御回路を設けて、３６０°全周のリアルタイムの映像を
生成するようにしてもよい。

【００４８】図１６は本発明の実施例５を示す要部ブロ
ック図であり、図中５７はメモリー手段であり撮像信号
を記憶している。５６はメモリー制御回路であり撮像信
号の前記メモリー手段５７への記録を制御している。Ｓ
は撮影系であり、反射部材１や撮影レンズ２そして撮像
素子３を有している。

【００４９】本実施例では図２に示した実施例１と比べ
て映像信号をメモリー制御回路５６によりメモリー手段
５７に記憶する点が異なりその他の構成は略同じであ
る。

【００５０】カメラ制御回路５０は撮像素子３の設けら
れたテーブル４の制御を行いつつ、その制御信号をメモ
リー制御回路５６に供給する。メモリー制御回路５６は
前記制御信号に基づき、撮影方向と対応をとって、撮像
素子３よりの撮像信号をメモリー手段５７の適切なとこ
ろへ記録している。

【００５１】そして３６０°全周の被写体に対して、上
述の撮像信号のメモリー動作を行うことにより３６０°
全周の画像をメモリーに記録している。メモリー手段５
７からの画像信号は不図示の出力装置、例えばプリンタ
ーへ出力することにより通常では得られにくいパノラミ
ックな画像を容易に作成している。

【００５２】また本実施例において３６０°全周の画像
を撮影する際、例えば水平方向の全周画像を撮影する場
合に、より容易に撮影を行うために撮影系Ｓの姿勢を検
知して制御する、例えば重力センサや姿勢検知手段から
の情報に基づいて撮影系Ｓの姿勢を一定状態（例えば水
平状態）にする姿勢制御手段を有するようにしても良
く、これによればセッテイングフリーで撮影を行うこと
ができる。

【００５３】

【発明の効果】本発明によれば前述の如く、撮影レンズ
の被写体側に凸状の反射面を設け撮影レンズの結像面上
に撮像素子を適切に配置して、該撮像素子で得た像信号
を電気的な補正手段で前記反射面を用いたことによる光
学的特性の補正を行うことにより、撮影装置本体を固定
したままでパンニング及びチルティングができ、更に、
パノラミックな画像を容易に得ることができる撮影装置
を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例１の要部概略図

【図２】 本発明の実施例１のブロック図

【図３】 図１の補正手段についての説明図

【図４】 図１の補正手段についての説明図

【図５】 図１の補正手段についての説明図

【図６】 図１の補正手段についての説明図

【図７】 図１の補正手段についての説明図

【図８】 本発明の実施例２の要部ブロック図

【図９】 図８の結像面近傍の説明図

【図１０】 図８の結像面近傍の説明図

【図１１】 本発明の実施例３の要部ブロック図

【図１２】 図１１の結像面近傍の説明図

【図１３】 本発明の実施例４の要部ブロック図

【図１４】 図１３の結像面近傍との説明図

【図１５】 図１３の撮像素子の説明図

【図１６】 図１３の実施例５の説明図

【符号の説明】

１ 反射部材 ２ 撮影レンズ ３ 撮像素子 ４ テーブル ５ 駆動手段 ６ 位置検出手段 １０，２０，３０，４０，５０ カメラ制御回路 １１，２１，３１，４１，５１ 撮像信号制御回路 ２２ 受信手段 ２３ 発信手段

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮影レンズの被写体側に該撮影レンズの
   光軸に対して対称な形状の凸状の反射面を有する反射部
   材を配置し、該撮影レンズの光軸とほぼ直交する方向の
   被写体からの光束を該反射面を介し該撮影レンズにより
   撮像素子面上に結像させて被写体像の情報を得る際、該
   撮像素子面上に結像した被写体像の歪みを像歪み補正手
   段により補正し該被写体像の情報を得ていることを特徴
   とする撮影装置。
2. 【請求項２】 前記反射部材が１つの軸に対して略対称
   な形状の回転体であることを特徴とする請求項１記載の
   撮影装置。
3. 【請求項３】 前記反射部材の１つの軸が前記撮影レン
   ズの光軸と一致していることを特徴とする請求項２記載
   の撮影装置。
4. 【請求項４】 撮影レンズの被写体側に凸状の反射面を
   有した反射部材をその反射面の曲率中心が該撮影レンズ
   の光軸上に位置するように該反射面を該撮影レンズ側に
   向けて配置し、該撮影レンズの結像面近傍に撮像素子を
   該撮影レンズの光軸に対して偏心させて配置し、撮影レ
   ンズの光軸とほぼ直交する方向の被写体からの光束を該
   反射面を介し該撮影レンズにより該撮像素子面上に結像
   させて被写体像の情報を得る際、該撮像素子面上に結像
   した被写体像の歪みを補正手段により補正し、被写体像
   の情報を得ていることを特徴とする撮影装置。
5. 【請求項５】 前記撮像素子は前記撮影レンズにより結
   像された被写体像の部分的な像を撮像し、該撮影レンズ
   の結像面を回転面として該撮影レンズの光軸を中心に回
   動可能に保持されていることを特徴とする請求項３又は
   ４記載の撮影装置。