JPH0767020A - 複眼式光学系 - Google Patents
複眼式光学系Info
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- JPH0767020A JPH0767020A JP5209584A JP20958493A JPH0767020A JP H0767020 A JPH0767020 A JP H0767020A JP 5209584 A JP5209584 A JP 5209584A JP 20958493 A JP20958493 A JP 20958493A JP H0767020 A JPH0767020 A JP H0767020A
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- Japan
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- image pickup
- angle
- photographing
- lenses
- optical system
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- Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 複数の撮影レンズ系を用い、可及的簡単な構
成によって広範囲を高解像度で撮像可能にした複眼式光
学系を提供する。 【構成】 複数の各撮影レンズ１１〜１３と、各撮影レ
ンズ１１〜１３に対応した複数の各撮像素子１４〜１６
とを用い、各撮影レンズ１１〜１３の結像位置に対して
夫々の各撮像素子１４〜１６を配置させ、且つこれらの
複数の各撮影レンズ系は、少なくとも各光軸１７〜１９
の延長部が略一致する交点Ｏで交わるように配置させる
と共に、相互に隣接する各撮影レンズ系の光軸１７〜１
９間の角度θを、個々の各撮影レンズ系のカバーする半
画角の和ωH ＋ωH 以下に設定して構成する。
成によって広範囲を高解像度で撮像可能にした複眼式光
学系を提供する。 【構成】 複数の各撮影レンズ１１〜１３と、各撮影レ
ンズ１１〜１３に対応した複数の各撮像素子１４〜１６
とを用い、各撮影レンズ１１〜１３の結像位置に対して
夫々の各撮像素子１４〜１６を配置させ、且つこれらの
複数の各撮影レンズ系は、少なくとも各光軸１７〜１９
の延長部が略一致する交点Ｏで交わるように配置させる
と共に、相互に隣接する各撮影レンズ系の光軸１７〜１
９間の角度θを、個々の各撮影レンズ系のカバーする半
画角の和ωH ＋ωH 以下に設定して構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ビデオカメラに適用さ
れる撮影光学系に関し、特に、複数の撮影レンズ系を夫
々の撮影範囲が端部で交錯して順次に連接されるように
組み合わせて用い、結果的に順次に連接される各撮影範
囲を合成した広範囲の撮影を同時に可能する複眼式光学
系に係るものである。
れる撮影光学系に関し、特に、複数の撮影レンズ系を夫
々の撮影範囲が端部で交錯して順次に連接されるように
組み合わせて用い、結果的に順次に連接される各撮影範
囲を合成した広範囲の撮影を同時に可能する複眼式光学
系に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ビデオカメラによって広範囲を
撮影するためには、該ビデオカメラに適用する撮影レン
ズに焦点距離の短いものを用いることで、撮影レンズ系
の画角を拡開させるようにすればよい。ところが、該撮
影レンズ系に併用される撮像素子の有効画素数が限られ
ている場合には、余り画角を広くし過ぎると、撮像した
画像が常にきちんと解像されなくなるという不都合を生
ずる。
撮影するためには、該ビデオカメラに適用する撮影レン
ズに焦点距離の短いものを用いることで、撮影レンズ系
の画角を拡開させるようにすればよい。ところが、該撮
影レンズ系に併用される撮像素子の有効画素数が限られ
ている場合には、余り画角を広くし過ぎると、撮像した
画像が常にきちんと解像されなくなるという不都合を生
ずる。
【０００３】そこで、撮像される画像の解像度を低下さ
せずに、しかも広い画角で所期通りの撮影をなすための
一つの手段としては、例えば、所謂，ハイビジョンカメ
ラに見られるような有効画素数の多い撮像素子と広画角
の撮影レンズ系とを組み合わせて用いる構成が知られて
いる。図９は、ハイビジョン用の撮像素子によって広画
角範囲を撮影するための従来の光学系レイアウトを示す
構成説明図である。即ち、同図９の構成において、１１
１は、例えば、２００万画素程度の有効画素数を有する
ハイビジョン用の高性能な撮像素子であり、又、１１２
は、同ハイビジョン対応の高性能な撮影レンズであっ
て、本構成の場合には、撮影画角２ωが、撮像素子１１
１の有効サイズと撮影レンズ１１２の焦点距離とによっ
て決められることになる。
せずに、しかも広い画角で所期通りの撮影をなすための
一つの手段としては、例えば、所謂，ハイビジョンカメ
ラに見られるような有効画素数の多い撮像素子と広画角
の撮影レンズ系とを組み合わせて用いる構成が知られて
いる。図９は、ハイビジョン用の撮像素子によって広画
角範囲を撮影するための従来の光学系レイアウトを示す
構成説明図である。即ち、同図９の構成において、１１
１は、例えば、２００万画素程度の有効画素数を有する
ハイビジョン用の高性能な撮像素子であり、又、１１２
は、同ハイビジョン対応の高性能な撮影レンズであっ
て、本構成の場合には、撮影画角２ωが、撮像素子１１
１の有効サイズと撮影レンズ１１２の焦点距離とによっ
て決められることになる。
【０００４】又、その他の同様な広画角範囲を撮影する
手段の例としては、例えば、特開昭６４−５１７６１号
公報に開示されているように、撮像系の前方に反射ミラ
ーを配置させておき、該反射ミラーを該当する広画角範
囲内で一端側から他端側へ順次に制御駆動させて、該広
画角範囲内の複数画像を時分割で取り込んだ後に、これ
らの各画像を合成することにより、目的の広範囲に亘る
撮影画像を得る方法がある。
手段の例としては、例えば、特開昭６４−５１７６１号
公報に開示されているように、撮像系の前方に反射ミラ
ーを配置させておき、該反射ミラーを該当する広画角範
囲内で一端側から他端側へ順次に制御駆動させて、該広
画角範囲内の複数画像を時分割で取り込んだ後に、これ
らの各画像を合成することにより、目的の広範囲に亘る
撮影画像を得る方法がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように有効画素数の多い撮像素子と広画角のレンズ系と
を組み合わせて用いる前者の方法では、該有効画素数の
多い撮像素子１１１が非常に高価である上に、これに対
応される撮影レンズ１１２にも高性能なものが要求され
るために、その何れもがコスト高になって実用上好まし
くない。
ように有効画素数の多い撮像素子と広画角のレンズ系と
を組み合わせて用いる前者の方法では、該有効画素数の
多い撮像素子１１１が非常に高価である上に、これに対
応される撮影レンズ１１２にも高性能なものが要求され
るために、その何れもがコスト高になって実用上好まし
くない。
【０００６】一方、特開昭６４−５１７６１号公報に開
示された撮像系前方の反射ミラーを制御駆動する後者の
方法では、該当範囲内の撮像に時間がかかるほかに、反
射ミラーの駆動機構，並びに駆動制御方式が複雑になる
という課題がある。
示された撮像系前方の反射ミラーを制御駆動する後者の
方法では、該当範囲内の撮像に時間がかかるほかに、反
射ミラーの駆動機構，並びに駆動制御方式が複雑になる
という課題がある。
【０００７】本発明は、このような従来の問題点を解消
するためになされたもので、その目的とするところは、
複数の撮影レンズ系を用い、可及的簡単な構成によって
広範囲を高解像度で撮像可能にした複眼式光学系を提供
することである。
するためになされたもので、その目的とするところは、
複数の撮影レンズ系を用い、可及的簡単な構成によって
広範囲を高解像度で撮像可能にした複眼式光学系を提供
することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段及び作用】前記目的を達成
するために、本発明に係る複眼式光学系は、複数の各撮
影レンズと、該各撮影レンズに対応した複数の各撮像素
子とで構成され、前記各撮影レンズの結像位置に対して
夫々の各撮像素子を配置させ、且つこれらの複数の各撮
影レンズ系は、少なくとも各光軸の延長部が略一致する
交点で交わるように配置させると共に、相互に隣接する
各撮影レンズ系の光軸間の角度を個々の各撮影レンズ系
のカバーする半画角の和以下に設定したことを特徴とし
ている。
するために、本発明に係る複眼式光学系は、複数の各撮
影レンズと、該各撮影レンズに対応した複数の各撮像素
子とで構成され、前記各撮影レンズの結像位置に対して
夫々の各撮像素子を配置させ、且つこれらの複数の各撮
影レンズ系は、少なくとも各光軸の延長部が略一致する
交点で交わるように配置させると共に、相互に隣接する
各撮影レンズ系の光軸間の角度を個々の各撮影レンズ系
のカバーする半画角の和以下に設定したことを特徴とし
ている。
【０００９】引続き、本発明の特徴につき、添付図面
中、図１及び図２を参照して詳細に述べる。
中、図１及び図２を参照して詳細に述べる。
【００１０】図１は、本発明に係る複眼式光学系の概念
を模式的に示す構成説明図であり、又、図２は、同複眼
式光学系における各撮像画面の合成態様例を示す説明図
である。
を模式的に示す構成説明図であり、又、図２は、同複眼
式光学系における各撮像画面の合成態様例を示す説明図
である。
【００１１】即ち、図１に示す光学系の構成において、
１１，１２，１３は、複数，この場合、３個の各撮影レ
ンズであり、１４，１５，１６は、該各撮影レンズ１
１，１２，１３に対応して結像位置に配置される夫々に
撮像素子（各有効画素数ｎ）を示し、これらによって複
数の撮像系を構成している。又、各撮影レンズ系の光軸
１７，１８，１９は、相互に共通する一点Ｏで一致され
ると共に、各光軸のなす角度θは、前記１つ宛の各撮影
レンズ系がカバーする水平画角２ωH よりも僅かに小さ
く設定されている。
１１，１２，１３は、複数，この場合、３個の各撮影レ
ンズであり、１４，１５，１６は、該各撮影レンズ１
１，１２，１３に対応して結像位置に配置される夫々に
撮像素子（各有効画素数ｎ）を示し、これらによって複
数の撮像系を構成している。又、各撮影レンズ系の光軸
１７，１８，１９は、相互に共通する一点Ｏで一致され
ると共に、各光軸のなす角度θは、前記１つ宛の各撮影
レンズ系がカバーする水平画角２ωH よりも僅かに小さ
く設定されている。
【００１２】次に、図２には、前記個々の各撮影レンズ
系で撮影される画角範囲と、各撮像系全体で撮像可能な
画角範囲との関係が示されており、本図２の場合には、
後に述べる各実施例の場合を含めて、これら相互の関係
を分かり易くするために、各撮像画面範囲を若干上下に
ずらせた状態で描いてある。この図２では、実線で囲っ
た範囲２０，２１，２２が夫々の各撮像系の担当する撮
像画面範囲であり、且つこれらの各撮像画面範囲２０，
２１，２２を合成して得られる斜線部分が最終的に撮像
可能な全撮像画面範囲２３である。そして、前記各撮像
画面範囲２０，２１，２２の下方に示した寸法は、夫々
の各撮影レンズ系の水平画角であり、ここでは、相互に
隣接する各撮影レンズ系の光軸のなす角度θが該各撮影
レンズ系のカバーする半画角の和ωH ＋ωH 以下になっ
ている。更に、前記各撮像画面範囲２０と２１，並びに
２１と２２は、夫々にオーバーラップする部分を有し、
且つ前記各撮像素子１４，１５，１６によって撮像され
た画像の合成には、電気的な手法を用いる。
系で撮影される画角範囲と、各撮像系全体で撮像可能な
画角範囲との関係が示されており、本図２の場合には、
後に述べる各実施例の場合を含めて、これら相互の関係
を分かり易くするために、各撮像画面範囲を若干上下に
ずらせた状態で描いてある。この図２では、実線で囲っ
た範囲２０，２１，２２が夫々の各撮像系の担当する撮
像画面範囲であり、且つこれらの各撮像画面範囲２０，
２１，２２を合成して得られる斜線部分が最終的に撮像
可能な全撮像画面範囲２３である。そして、前記各撮像
画面範囲２０，２１，２２の下方に示した寸法は、夫々
の各撮影レンズ系の水平画角であり、ここでは、相互に
隣接する各撮影レンズ系の光軸のなす角度θが該各撮影
レンズ系のカバーする半画角の和ωH ＋ωH 以下になっ
ている。更に、前記各撮像画面範囲２０と２１，並びに
２１と２２は、夫々にオーバーラップする部分を有し、
且つ前記各撮像素子１４，１５，１６によって撮像され
た画像の合成には、電気的な手法を用いる。
【００１３】従って、上記本発明の構成によれば、たと
え個々の各撮像系における水平画角が２ωH で、且つそ
の画素数がｎ画素であっても、これらを合成した後のト
ータルでは、略６ωH に近い有効水平画角と、略３ｎ画
素に近い有効画素数を得ることができ、しかも各撮影レ
ンズと各撮像素子とは、比較的簡単且つ安価なもので済
ませることができる。又、本説明においては、３つの撮
像系を水平に組み合わせて用いる場合の一例について述
べたが、後に各別の実施例として述べるように、撮像系
の数を増減して組み合わせるとか、各撮像系を立体的に
組み合わせること等によって、より一層，効果的な作用
・効果が得られる。更に、本発明は、複数の各撮影レン
ズ系の光軸が略一致したところで交わるように配置する
と共に、相互に隣接する各撮影レンズ系の光軸のなす角
度が、該隣接する個々の各撮影レンズ系のカバーする半
画角の和以下であることを特徴としているが、この条件
を満足しない場合には、各撮像系における撮影範囲が良
好には重なり合わず、完全な合成撮像画面を得ることが
できなくなる。尚、前記各撮影レンズ系において、個々
の半画角が相互に異なっていても、特に問題はない。
え個々の各撮像系における水平画角が２ωH で、且つそ
の画素数がｎ画素であっても、これらを合成した後のト
ータルでは、略６ωH に近い有効水平画角と、略３ｎ画
素に近い有効画素数を得ることができ、しかも各撮影レ
ンズと各撮像素子とは、比較的簡単且つ安価なもので済
ませることができる。又、本説明においては、３つの撮
像系を水平に組み合わせて用いる場合の一例について述
べたが、後に各別の実施例として述べるように、撮像系
の数を増減して組み合わせるとか、各撮像系を立体的に
組み合わせること等によって、より一層，効果的な作用
・効果が得られる。更に、本発明は、複数の各撮影レン
ズ系の光軸が略一致したところで交わるように配置する
と共に、相互に隣接する各撮影レンズ系の光軸のなす角
度が、該隣接する個々の各撮影レンズ系のカバーする半
画角の和以下であることを特徴としているが、この条件
を満足しない場合には、各撮像系における撮影範囲が良
好には重なり合わず、完全な合成撮像画面を得ることが
できなくなる。尚、前記各撮影レンズ系において、個々
の半画角が相互に異なっていても、特に問題はない。
【００１４】
【実施例】以下、本発明に係る複眼式光学系の各別の実
施例につき、図３乃至図８を参照して述べる。
施例につき、図３乃至図８を参照して述べる。
【００１５】第１実施例．図３は、本発明の第１実施例
を適用した複眼式光学系の概念を模式的に示す構成説明
図である。
を適用した複眼式光学系の概念を模式的に示す構成説明
図である。
【００１６】本第１実施例は、３つの撮像系を水平に組
合せたもので、夫々の各撮影レンズ３１，３２，３３に
は、簡単なレンズ系であるトリプレットを用い、又、該
各撮影レンズ３１，３２，３３の結像位置に置かれる夫
々の各撮像素子３４，３５，３６には、例えば、１／２
インチ・４０万画素のＣＣＤを用い、更に、該各撮像素
子３４，３５，３６の前方には、光学的ローパスフィル
ター３７，３８，３９が夫々に配置されており、且つ各
撮影レンズ系の光軸４０，４１，４２は、共通の交点Ｏ
で相互に交わっている。そして、この場合、本第１実施
例構成における前記各撮影レンズ系のスペックは、次の
通りであってよい。 各撮影レンズ系の焦点距離 ｆ＝１５ｍｍ 各撮影レンズ系の水平画角 ２ωH ＝２４° 各撮影レンズ系の水平像高 ＩＨH ＝３．２ｍｍ 又、前記各撮影レンズ系の光軸４０，４１，４２は、相
互に２２°ずつの角度で傾いており、且つ前記交点Ｏ
は、前記各撮像素子３４，３５，３６から５０ｍｍ離れ
たところに設定される。
合せたもので、夫々の各撮影レンズ３１，３２，３３に
は、簡単なレンズ系であるトリプレットを用い、又、該
各撮影レンズ３１，３２，３３の結像位置に置かれる夫
々の各撮像素子３４，３５，３６には、例えば、１／２
インチ・４０万画素のＣＣＤを用い、更に、該各撮像素
子３４，３５，３６の前方には、光学的ローパスフィル
ター３７，３８，３９が夫々に配置されており、且つ各
撮影レンズ系の光軸４０，４１，４２は、共通の交点Ｏ
で相互に交わっている。そして、この場合、本第１実施
例構成における前記各撮影レンズ系のスペックは、次の
通りであってよい。 各撮影レンズ系の焦点距離 ｆ＝１５ｍｍ 各撮影レンズ系の水平画角 ２ωH ＝２４° 各撮影レンズ系の水平像高 ＩＨH ＝３．２ｍｍ 又、前記各撮影レンズ系の光軸４０，４１，４２は、相
互に２２°ずつの角度で傾いており、且つ前記交点Ｏ
は、前記各撮像素子３４，３５，３６から５０ｍｍ離れ
たところに設定される。
【００１７】従って、本第１実施例構成の場合には、各
撮像系によって撮像された夫々の各画像を電気的に合成
すると、上記の図２において説明した原理により、最終
的には、６８°の水平画角と１２０万画素に近い広角度
範囲，高精度な撮像画像が得られる。なお、本第１実施
例において、撮影物体が有限距離にあってフォーカスを
行う必要のある場合には、各撮影レンズ３１，３２，３
３を全て所定量ずつ繰り出せばよい。更に、各撮像素子
３４，３５，３６の専有する空間が大きくて、スペース
が足りない場合には、これらの各撮像素子３４，３５，
３６から交点Ｏまでの距離を一層離すことで該当スペー
スを容易に確保できるもので、これらは、以下に述べる
各実施例にもあてはまることである。
撮像系によって撮像された夫々の各画像を電気的に合成
すると、上記の図２において説明した原理により、最終
的には、６８°の水平画角と１２０万画素に近い広角度
範囲，高精度な撮像画像が得られる。なお、本第１実施
例において、撮影物体が有限距離にあってフォーカスを
行う必要のある場合には、各撮影レンズ３１，３２，３
３を全て所定量ずつ繰り出せばよい。更に、各撮像素子
３４，３５，３６の専有する空間が大きくて、スペース
が足りない場合には、これらの各撮像素子３４，３５，
３６から交点Ｏまでの距離を一層離すことで該当スペー
スを容易に確保できるもので、これらは、以下に述べる
各実施例にもあてはまることである。
【００１８】第２実施例．次に、図４は、本発明の第２
実施例を適用した複眼式光学系の概念を模式的に示す構
成説明図であり、図５は、同複眼式光学系における撮像
画面の合成態様を示す説明図である。
実施例を適用した複眼式光学系の概念を模式的に示す構
成説明図であり、図５は、同複眼式光学系における撮像
画面の合成態様を示す説明図である。
【００１９】本第２実施例は、水平方向に２つずつ，垂
直方向に２つずつの計４つの撮像系を立体的に組合せた
もので、夫々に上側及び下側の左右に配した各撮影レン
ズ５１，５２及び５３，５４と、該各撮影レンズ５１，
５２，５３，５４の結像位置に置かれて、前例の場合と
同様に１／２インチ４０万画素のＣＣＤを用いること
で、夫々上側及び下側の左右に配した各撮像素子５５，
５６及び５７，５８とを有しており、且つ夫々の各撮影
レンズ系の光軸５９，６０及び６１，６２は、共通の交
点Ｏで相互に交わっている。なお、本第２実施例の場
合、光学的ローパスフィルターについては、図示省略し
てある。そして、この場合、本第２実施例構成における
各撮影レンズ系のスペックは、次の通りであってよい。 各撮影レンズ系の焦点距離 ｆ＝１２ｍｍ 各撮影レンズ系の水平画角 ２ωH ＝３０° 各撮影レンズ系の垂直画角 ２ωV ＝２３° 各撮影レンズ系の水平像高 ＩＨH ＝３．２ｍｍ 各撮影レンズ系の垂直像高 ＩＨV ＝２．４ｍｍ 又、前記各撮影レンズ系の光軸５９，６０及び６１，６
２の夫々は、相互に水平方向へ２８°ずつの角度，垂直
方向へ２１°ずつの角度で傾いており、且つ前記交点Ｏ
は、前記各撮像素子５５，５６及び５７，５８から７０
ｍｍ離れたところに設定される。
直方向に２つずつの計４つの撮像系を立体的に組合せた
もので、夫々に上側及び下側の左右に配した各撮影レン
ズ５１，５２及び５３，５４と、該各撮影レンズ５１，
５２，５３，５４の結像位置に置かれて、前例の場合と
同様に１／２インチ４０万画素のＣＣＤを用いること
で、夫々上側及び下側の左右に配した各撮像素子５５，
５６及び５７，５８とを有しており、且つ夫々の各撮影
レンズ系の光軸５９，６０及び６１，６２は、共通の交
点Ｏで相互に交わっている。なお、本第２実施例の場
合、光学的ローパスフィルターについては、図示省略し
てある。そして、この場合、本第２実施例構成における
各撮影レンズ系のスペックは、次の通りであってよい。 各撮影レンズ系の焦点距離 ｆ＝１２ｍｍ 各撮影レンズ系の水平画角 ２ωH ＝３０° 各撮影レンズ系の垂直画角 ２ωV ＝２３° 各撮影レンズ系の水平像高 ＩＨH ＝３．２ｍｍ 各撮影レンズ系の垂直像高 ＩＨV ＝２．４ｍｍ 又、前記各撮影レンズ系の光軸５９，６０及び６１，６
２の夫々は、相互に水平方向へ２８°ずつの角度，垂直
方向へ２１°ずつの角度で傾いており、且つ前記交点Ｏ
は、前記各撮像素子５５，５６及び５７，５８から７０
ｍｍ離れたところに設定される。
【００２０】従って、本第２実施例構成の場合には、こ
こでも各撮像系によって撮像された夫々の各画像を電気
的に合成すると、図５に示すような撮像画面を得ること
ができるもので、最終的には、５８°の水平画角，及び
４４°の垂直画角によって撮像された略１６０万画素に
近い広角度範囲，高精度な撮像画像が得られる。即ち、
図５において、６３，６４及び６５，６６は、夫々上側
及び下側の左右に配される各撮影レンズ５１，５２及び
５３，５４の各撮影レンズ系に対応した撮像系で得られ
る撮像画面範囲であり、このような光学系によれば、従
来のＮＴＳＣ撮像系を用いながら、ハイビジョンに相当
する広画角，高精細な撮像画像が得られる。
こでも各撮像系によって撮像された夫々の各画像を電気
的に合成すると、図５に示すような撮像画面を得ること
ができるもので、最終的には、５８°の水平画角，及び
４４°の垂直画角によって撮像された略１６０万画素に
近い広角度範囲，高精度な撮像画像が得られる。即ち、
図５において、６３，６４及び６５，６６は、夫々上側
及び下側の左右に配される各撮影レンズ５１，５２及び
５３，５４の各撮影レンズ系に対応した撮像系で得られ
る撮像画面範囲であり、このような光学系によれば、従
来のＮＴＳＣ撮像系を用いながら、ハイビジョンに相当
する広画角，高精細な撮像画像が得られる。
【００２１】第３実施例．次に、図６は、本発明の第３
実施例を適用した複眼式光学系の概念を模式的に示す構
成説明図であり、図７は、同複眼式光学系における撮像
画面の合成態様を示す説明図である。
実施例を適用した複眼式光学系の概念を模式的に示す構
成説明図であり、図７は、同複眼式光学系における撮像
画面の合成態様を示す説明図である。
【００２２】本第３実施例は、水平方向上側及び下側に
２つずつ，中間に３つの計７つの撮像系を垂直方向に立
体的に組合せたもので、夫々上側，中間及び下側の左右
方向に配した各撮影レンズ７１，７２と、７３，７４，
７５と、それに７６，７７とには、最もシンプルな単レ
ンズを用い、又、該各撮影レンズ７１，７２，‥‥，７
７の結像位置に置かれる夫々上側，中間及び下側の左右
方向に配した各撮像素子７８，７９と、８０，８１，８
２と、それに８３，８４とには、非常に安価且つ容易に
得られる１／４インチ・６万画素のＣＣＤ（例えば、ス
クエア形状）を用いており、且つ夫々の各撮影レンズ系
の光軸８５，８６，‥‥，９１は、共通の交点Ｏで相互
に交わっている。なお、本第３実施例の場合にも、光学
的ローパスフィルターは、図示省略してある。そして、
この場合、本第３実施例構成における前記各撮影レンズ
系のスペックは、次の通りであってよい。 各撮影レンズ系の焦点距離 ｆ＝１０ｍｍ 各撮影レンズ系の水平画角 ２ωH ＝１４° 各撮影レンズ系の垂直画角 ２ωV ＝１４° 各撮影レンズ系の水平像高 ＩＨH ＝１．２ｍｍ 各撮影レンズ系の垂直像高 ＩＨV ＝１．２ｍｍ 又、前記各撮影レンズ系の光軸８５，８６，‥‥，９１
は、相互に水平方向及び垂直方向へ共に１３°ずつの角
度の傾きを夫々にもたせており、且つ前記交点Ｏは、前
記各撮像素子７８，７９，‥‥，８４から４０ｍｍ離れ
たところに設定される。
２つずつ，中間に３つの計７つの撮像系を垂直方向に立
体的に組合せたもので、夫々上側，中間及び下側の左右
方向に配した各撮影レンズ７１，７２と、７３，７４，
７５と、それに７６，７７とには、最もシンプルな単レ
ンズを用い、又、該各撮影レンズ７１，７２，‥‥，７
７の結像位置に置かれる夫々上側，中間及び下側の左右
方向に配した各撮像素子７８，７９と、８０，８１，８
２と、それに８３，８４とには、非常に安価且つ容易に
得られる１／４インチ・６万画素のＣＣＤ（例えば、ス
クエア形状）を用いており、且つ夫々の各撮影レンズ系
の光軸８５，８６，‥‥，９１は、共通の交点Ｏで相互
に交わっている。なお、本第３実施例の場合にも、光学
的ローパスフィルターは、図示省略してある。そして、
この場合、本第３実施例構成における前記各撮影レンズ
系のスペックは、次の通りであってよい。 各撮影レンズ系の焦点距離 ｆ＝１０ｍｍ 各撮影レンズ系の水平画角 ２ωH ＝１４° 各撮影レンズ系の垂直画角 ２ωV ＝１４° 各撮影レンズ系の水平像高 ＩＨH ＝１．２ｍｍ 各撮影レンズ系の垂直像高 ＩＨV ＝１．２ｍｍ 又、前記各撮影レンズ系の光軸８５，８６，‥‥，９１
は、相互に水平方向及び垂直方向へ共に１３°ずつの角
度の傾きを夫々にもたせており、且つ前記交点Ｏは、前
記各撮像素子７８，７９，‥‥，８４から４０ｍｍ離れ
たところに設定される。
【００２３】従って、本第３実施例構成の場合には、こ
こでも各撮像系によって撮像された夫々の各画像を電気
的に合成すると、図７に示すような撮像画面を得ること
ができるもので、最終的には、４０°の水平画角及び垂
直画角によって撮像された略４２万画素に近い広角度範
囲，高精度な撮像画像が得られる。なお、図７におい
て、９２，９３，‥‥，９８は、夫々に各撮影レンズ７
１，７２，‥‥，７７の各撮影レンズ系に相当する各撮
像系で得られる夫々の各撮像画面範囲であり、該各撮像
画面範囲中で、点線表示相当部には、オーバーラップ部
分（図示省略）を有している。
こでも各撮像系によって撮像された夫々の各画像を電気
的に合成すると、図７に示すような撮像画面を得ること
ができるもので、最終的には、４０°の水平画角及び垂
直画角によって撮像された略４２万画素に近い広角度範
囲，高精度な撮像画像が得られる。なお、図７におい
て、９２，９３，‥‥，９８は、夫々に各撮影レンズ７
１，７２，‥‥，７７の各撮影レンズ系に相当する各撮
像系で得られる夫々の各撮像画面範囲であり、該各撮像
画面範囲中で、点線表示相当部には、オーバーラップ部
分（図示省略）を有している。
【００２４】第４実施例．次に、図８は、本発明の第４
実施例を適用した複眼式光学系の概念を模式的に示す構
成説明図である。
実施例を適用した複眼式光学系の概念を模式的に示す構
成説明図である。
【００２５】本第４実施例は、２つの撮像系を水平に組
合せたもので、夫々の各撮影レンズ１０１，１０２と、
夫々の光軸を途中で屈曲させる各反射ミラー１０５，１
０６を介して該各撮影レンズ１０１，１０２の結像位置
に置かれる夫々の各撮像素子１０３，１０４とを有して
おり、該各撮像素子１０３，１０４には、例えば、１／
２インチ・４０万画素のＣＣＤを用い、且つ各撮影レン
ズ系の光軸１０７，１０８は、仮想的に共通の交点Ｏで
相互に交わっている。なお、本第４実施例の場合にも、
光学的ローパスフィルターは、図示省略してある。そし
て、この場合、本第４実施例構成における前記各撮影レ
ンズ系のスペックは、次の通りであってよい。 各撮影レンズ系の焦点距離 ｆ＝７ｍｍ 各撮影レンズ系の水平画角 ２ωH ＝４９° 各撮影レンズ系の水平像高 ＩＨH ＝３．２ｍｍ 又、前記各撮影レンズ系の光軸１０７，１０８は、水平
方向に３０°の角度で傾いており、且つ前記交点Ｏは、
前記各反射ミラー１０５，１０６から２０ｍｍ離れたと
ころに設定される。
合せたもので、夫々の各撮影レンズ１０１，１０２と、
夫々の光軸を途中で屈曲させる各反射ミラー１０５，１
０６を介して該各撮影レンズ１０１，１０２の結像位置
に置かれる夫々の各撮像素子１０３，１０４とを有して
おり、該各撮像素子１０３，１０４には、例えば、１／
２インチ・４０万画素のＣＣＤを用い、且つ各撮影レン
ズ系の光軸１０７，１０８は、仮想的に共通の交点Ｏで
相互に交わっている。なお、本第４実施例の場合にも、
光学的ローパスフィルターは、図示省略してある。そし
て、この場合、本第４実施例構成における前記各撮影レ
ンズ系のスペックは、次の通りであってよい。 各撮影レンズ系の焦点距離 ｆ＝７ｍｍ 各撮影レンズ系の水平画角 ２ωH ＝４９° 各撮影レンズ系の水平像高 ＩＨH ＝３．２ｍｍ 又、前記各撮影レンズ系の光軸１０７，１０８は、水平
方向に３０°の角度で傾いており、且つ前記交点Ｏは、
前記各反射ミラー１０５，１０６から２０ｍｍ離れたと
ころに設定される。
【００２６】従って、本第４実施例構成の場合には、各
撮像系によって撮像された夫々の各画像を電気的に合成
すると、最終的には、７９°の水平，垂直画角と６５万
画素に近い広角度範囲，高精度な撮像画像が得られる。
そして、本第４実施例のように前記各撮影レンズ系の光
軸１０７，１０８を前記各反射ミラー１０５，１０６に
よって屈曲させると、前記各撮像素子１０３，１０４の
機械的干渉を避けるのが容易になるために、前記交点Ｏ
の位置を光学系に近付けることができるもので、この結
果、本撮像系全体のコンパクトな構成が可能になる。一
方、このように各撮影レンズ系の光軸を屈曲させるよう
に構成することは、上記各実施例構成においても有効で
ある。又、本第４実施例構成においては、前記各撮影レ
ンズ系のオーバーラップする領域部分の角度を約１９°
と比較的多くとっているために、各該当領域では、実質
的な画素密度を容易に増加し得て、より一層，高解像度
による撮像画像を得ることも可能であり、更には、該領
域の撮像画像データから、視差を利用したＡＦを行うこ
とも可能である。
撮像系によって撮像された夫々の各画像を電気的に合成
すると、最終的には、７９°の水平，垂直画角と６５万
画素に近い広角度範囲，高精度な撮像画像が得られる。
そして、本第４実施例のように前記各撮影レンズ系の光
軸１０７，１０８を前記各反射ミラー１０５，１０６に
よって屈曲させると、前記各撮像素子１０３，１０４の
機械的干渉を避けるのが容易になるために、前記交点Ｏ
の位置を光学系に近付けることができるもので、この結
果、本撮像系全体のコンパクトな構成が可能になる。一
方、このように各撮影レンズ系の光軸を屈曲させるよう
に構成することは、上記各実施例構成においても有効で
ある。又、本第４実施例構成においては、前記各撮影レ
ンズ系のオーバーラップする領域部分の角度を約１９°
と比較的多くとっているために、各該当領域では、実質
的な画素密度を容易に増加し得て、より一層，高解像度
による撮像画像を得ることも可能であり、更には、該領
域の撮像画像データから、視差を利用したＡＦを行うこ
とも可能である。
【００２７】
【発明の効果】以上各実施例によって詳述したように、
本発明に係る複眼式光学系によれば、複数の各撮影レン
ズと、各撮影レンズに対応した複数の各撮像素子とを用
い、各撮影レンズの結像位置に対して夫々の各撮像素子
を配置させ、且つこれらの複数の各撮影レンズ系は、少
なくとも各光軸の延長部が略一致する交点で交わるよう
に配置させると共に、相互に隣接する各撮影レンズ系の
光軸間の角度を、個々の各撮影レンズ系のカバーする半
画角の和以下に設定したから、複数の各撮影レンズ及び
各撮像素子による極めて簡単な構成によるのみで、所望
の広い画角範囲，高解像度の撮像画像を容易に得られる
のであり、しかも夫々の各撮影レンズ及び各撮像素子に
は、比較的安価なものを用いることができる等の優れた
特長を有するものである。
本発明に係る複眼式光学系によれば、複数の各撮影レン
ズと、各撮影レンズに対応した複数の各撮像素子とを用
い、各撮影レンズの結像位置に対して夫々の各撮像素子
を配置させ、且つこれらの複数の各撮影レンズ系は、少
なくとも各光軸の延長部が略一致する交点で交わるよう
に配置させると共に、相互に隣接する各撮影レンズ系の
光軸間の角度を、個々の各撮影レンズ系のカバーする半
画角の和以下に設定したから、複数の各撮影レンズ及び
各撮像素子による極めて簡単な構成によるのみで、所望
の広い画角範囲，高解像度の撮像画像を容易に得られる
のであり、しかも夫々の各撮影レンズ及び各撮像素子に
は、比較的安価なものを用いることができる等の優れた
特長を有するものである。
【図１】本発明に係る複眼式光学系の概念を模式的に示
す構成説明図である。
す構成説明図である。
【図２】同複眼式光学系における撮像画面の合成態様を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図３】本発明の第１実施例を適用した複眼式光学系の
概念を模式的に示す構成説明図である。
概念を模式的に示す構成説明図である。
【図４】本発明の第２実施例を適用した複眼式光学系の
概念を模式的に示す構成説明図である。
概念を模式的に示す構成説明図である。
【図５】同複眼式光学系における撮像画面の合成態様を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図６】本発明の第３実施例を適用した複眼式光学系の
概念を模式的に示す構成説明図である。
概念を模式的に示す構成説明図である。
【図７】同複眼式光学系における撮像画面の合成態様を
示す説明図である。
示す説明図である。
【図８】本発明の第４実施例を適用した複眼式光学系の
概念を模式的に示す構成説明図である。
概念を模式的に示す構成説明図である。
【図９】従来のハイビジョンカメラ用の撮像素子で広画
角範囲を撮影するための光学系レイアウトを示す構成説
明図である。
角範囲を撮影するための光学系レイアウトを示す構成説
明図である。
１１〜１３，３１〜３３，５１〜５４，７１〜７７，１
０１，１０２撮影レンズ １４〜１６，３４〜３６，５５〜５８，７８〜８４，１
０３，１０４撮像素子 １７〜１９，４０〜４２，５９〜６２，８５〜９１，１
０７，１０８撮影レンズ系の光軸 ２０〜２２，６３〜６６，９２〜９８撮像画面範囲 ２３ 撮像可能な全撮像画面範囲 ３７〜３９ 光学的ローパスフィルター １０５，１０６ 反射ミラー ２ωH 撮影レンズ系の水平画角 Ｏ 撮影レンズ系の光軸の交点 θ 隣接する各撮影レンズ系の光軸間の角度
０１，１０２撮影レンズ １４〜１６，３４〜３６，５５〜５８，７８〜８４，１
０３，１０４撮像素子 １７〜１９，４０〜４２，５９〜６２，８５〜９１，１
０７，１０８撮影レンズ系の光軸 ２０〜２２，６３〜６６，９２〜９８撮像画面範囲 ２３ 撮像可能な全撮像画面範囲 ３７〜３９ 光学的ローパスフィルター １０５，１０６ 反射ミラー ２ωH 撮影レンズ系の水平画角 Ｏ 撮影レンズ系の光軸の交点 θ 隣接する各撮影レンズ系の光軸間の角度
Claims (1)
- 【請求項１】 複数の各撮影レンズと、該各撮影レンズ
に対応した複数の各撮像素子とで構成され、前記各撮影
レンズの結像位置に対して夫々の各撮像素子を配置さ
せ、且つこれらの複数の各撮影レンズ系は、少なくとも
各光軸の延長部が略一致する交点で交わるように配置さ
せると共に、相互に隣接する各撮影レンズ系の光軸間の
角度を個々の各撮影レンズ系のカバーする半画角の和以
下に設定したことを特徴とする複眼式光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20958493A JP3523667B2 (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 複眼式光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20958493A JP3523667B2 (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 複眼式光学系 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2003114317A Division JP2003330133A (ja) | 2003-04-18 | 2003-04-18 | 複眼式光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0767020A true JPH0767020A (ja) | 1995-03-10 |
| JP3523667B2 JP3523667B2 (ja) | 2004-04-26 |
Family
ID=16575258
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20958493A Expired - Fee Related JP3523667B2 (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 複眼式光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3523667B2 (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| EP1231780A2 (en) * | 2001-02-07 | 2002-08-14 | Sony Corporation | Image pickup apparatus |
| JP2002232789A (ja) * | 2001-02-05 | 2002-08-16 | Univ Tokyo | 撮像方法及び撮像装置 |
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| WO2003017646A1 (fr) * | 2001-08-17 | 2003-02-27 | Sony Corporation | Dispositif d'imagerie |
| WO2003021347A1 (fr) * | 2001-08-28 | 2003-03-13 | Sony Corporation | Dispositif de formation d'images |
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| JP2010147695A (ja) * | 2008-12-17 | 2010-07-01 | Nikon Corp | 撮像装置 |
| US8059185B2 (en) | 2005-12-28 | 2011-11-15 | Canon Kabushiki Kaisha | Photographing apparatus, image display method, computer program and storage medium for acquiring a photographed image in a wide range |
| WO2014168110A1 (ja) * | 2013-04-09 | 2014-10-16 | 株式会社ニコン | 撮像装置 |
| US9602720B2 (en) | 2012-12-10 | 2017-03-21 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Photographing apparatus |
| JP2017524977A (ja) * | 2014-06-20 | 2017-08-31 | クゥアルコム・インコーポレイテッドＱｕａｌｃｏｍｍ Ｉｎｃｏｒｐｏｒａｔｅｄ | 屈折プリズムを使用する屈曲光学アレイ カメラ |
-
1993
- 1993-08-24 JP JP20958493A patent/JP3523667B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| US6870680B2 (en) | 2001-08-17 | 2005-03-22 | Sony Corporation | Imaging device |
| US7126756B2 (en) | 2001-08-17 | 2006-10-24 | Sony Corporation | Image pickup device |
| US7119961B2 (en) | 2001-08-17 | 2006-10-10 | Sony Corporation | Image pickup device |
| US7268805B2 (en) | 2001-08-28 | 2007-09-11 | Sony Corporation | image pick-up device |
| WO2003021347A1 (fr) * | 2001-08-28 | 2003-03-13 | Sony Corporation | Dispositif de formation d'images |
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| CN100449402C (zh) * | 2002-12-05 | 2009-01-07 | 索尼株式会社 | 摄像设备 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3523667B2 (ja) | 2004-04-26 |
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