JP2002196438A - 広角撮像装置 - Google Patents
広角撮像装置Info
- Publication number
- JP2002196438A JP2002196438A JP2001290313A JP2001290313A JP2002196438A JP 2002196438 A JP2002196438 A JP 2002196438A JP 2001290313 A JP2001290313 A JP 2001290313A JP 2001290313 A JP2001290313 A JP 2001290313A JP 2002196438 A JP2002196438 A JP 2002196438A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- reflecting mirror
- image
- imaging
- angle
- imaging device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B37/00—Panoramic or wide-screen photography; Photographing extended surfaces, e.g. for surveying; Photographing internal surfaces, e.g. of pipe
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
- H04N23/698—Control of cameras or camera modules for achieving an enlarged field of view, e.g. panoramic image capture
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N5/00—Details of television systems
- H04N5/222—Studio circuitry; Studio devices; Studio equipment
- H04N5/262—Studio circuits, e.g. for mixing, switching-over, change of character of image, other special effects ; Cameras specially adapted for the electronic generation of special effects
- H04N5/2628—Alteration of picture size, shape, position or orientation, e.g. zooming, rotation, rolling, perspective, translation
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/60—Control of cameras or camera modules
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Studio Devices (AREA)
- Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 略180度の監視領域に適した広角撮像装置
を提供することを目的とする。 【解決手段】 回転対称体の回転中心軸6の回りで基準
光軸方向の略±90度の凸面形状の反射面を有する第1
の反射鏡1を設け、第1の反射鏡1の回転中心軸上に主
点7を有し第1の反射鏡1からの反射光を結像するよう
結像レンズ2と撮像素子3を配置し、第1の反射鏡1の
回転中心軸回りの略±90度方向の対象物を撮像する。
を提供することを目的とする。 【解決手段】 回転対称体の回転中心軸6の回りで基準
光軸方向の略±90度の凸面形状の反射面を有する第1
の反射鏡1を設け、第1の反射鏡1の回転中心軸上に主
点7を有し第1の反射鏡1からの反射光を結像するよう
結像レンズ2と撮像素子3を配置し、第1の反射鏡1の
回転中心軸回りの略±90度方向の対象物を撮像する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、反射面による反射
光を撮像する広角撮像装置に関するものである。
光を撮像する広角撮像装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】広角の画角を撮像するカメラとして魚眼
カメラがある。魚眼カメラは、曲率の高いレンズを複数
枚用いて、光軸回りの半球領域の画像を撮像することが
できる。
カメラがある。魚眼カメラは、曲率の高いレンズを複数
枚用いて、光軸回りの半球領域の画像を撮像することが
できる。
【0003】反射面を用いた広角のカメラ装置としては
特許第2939087号に示されたいわゆる全方位カメ
ラがある。これは、カメラの光軸回りの軸回転対称の形
状を有した反射面により、回転軸回りの360度の方向
の画像を一度に撮像面に結像することができるものであ
る。
特許第2939087号に示されたいわゆる全方位カメ
ラがある。これは、カメラの光軸回りの軸回転対称の形
状を有した反射面により、回転軸回りの360度の方向
の画像を一度に撮像面に結像することができるものであ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】魚眼カメラは、魚眼画
像を形成するため特殊な光学系を有しており、レンズ形
状が複雑かつ高価である。また、魚眼カメラで撮像した
画像は中心と周辺部の歪曲度合いが異なるため、魚眼カ
メラで撮像した画像の中央部分と周辺部分の歪み量が大
きく異なり、違和感のある画像が撮像される。
像を形成するため特殊な光学系を有しており、レンズ形
状が複雑かつ高価である。また、魚眼カメラで撮像した
画像は中心と周辺部の歪曲度合いが異なるため、魚眼カ
メラで撮像した画像の中央部分と周辺部分の歪み量が大
きく異なり、違和感のある画像が撮像される。
【0005】一方、反射面を用いた前記全方位カメラ
は、1度に360度の画像が撮像でき、しかも画像変換
によりパノラマ画像が生成できる特徴を有する。しか
し、監視領域が360度の場合にはこの全方位カメラが
有効であるが、監視領域が略180度のような場合に
は、前記全方位カメラは撮像素子の未使用画素が多くな
ってしまい、非効率である。
は、1度に360度の画像が撮像でき、しかも画像変換
によりパノラマ画像が生成できる特徴を有する。しか
し、監視領域が360度の場合にはこの全方位カメラが
有効であるが、監視領域が略180度のような場合に
は、前記全方位カメラは撮像素子の未使用画素が多くな
ってしまい、非効率である。
【0006】具体的には、前記全方位カメラは360度
方向の像を円形画像として撮像するため、長方形の撮像
面(例えばCCD)の面に結像させる場合に、長方形の
短辺を直径とする円形に結像せねばならないため、未使
用画素が多くなってしまう。たとえば、縦横比4:3の
CCD面に結像させる場合を想定すると、画像として使
用できる範囲は、短辺(:3)を直径とする円であるた
め、全CCD領域の約59%しか使用しないことになり
非効率である。
方向の像を円形画像として撮像するため、長方形の撮像
面(例えばCCD)の面に結像させる場合に、長方形の
短辺を直径とする円形に結像せねばならないため、未使
用画素が多くなってしまう。たとえば、縦横比4:3の
CCD面に結像させる場合を想定すると、画像として使
用できる範囲は、短辺(:3)を直径とする円であるた
め、全CCD領域の約59%しか使用しないことになり
非効率である。
【0007】さらに、1回反射した像を撮像しているた
め、像が反転してしまい、撮像された画像からは直接状
況が認識しにくい。本発明は略180度または180度
を超える監視領域に適した広角撮像装置を提供すること
を目的とする。
め、像が反転してしまい、撮像された画像からは直接状
況が認識しにくい。本発明は略180度または180度
を超える監視領域に適した広角撮像装置を提供すること
を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
広角撮像装置は、回転対称体の回転中心軸回りで基準光
軸方向の略±90度の凸面形状の反射面を有する第1の
反射鏡と、前記第1の反射鏡の回転中心軸上に主点を有
し前記第1の反射鏡からの反射光を結像し前記第1の反
射鏡の回転中心軸回りの略±90度方向の対象物を撮像
する撮像装置とを設けたことを特徴とする。
広角撮像装置は、回転対称体の回転中心軸回りで基準光
軸方向の略±90度の凸面形状の反射面を有する第1の
反射鏡と、前記第1の反射鏡の回転中心軸上に主点を有
し前記第1の反射鏡からの反射光を結像し前記第1の反
射鏡の回転中心軸回りの略±90度方向の対象物を撮像
する撮像装置とを設けたことを特徴とする。
【0009】本発明の請求項2記載の広角撮像装置は、
請求項1において、前記第1の反射鏡が回転中心軸上に
内部焦点を持つ双曲面形状であり、前記双曲面形状の外
部焦点の位置と前記撮像装置の主点の位置が略一致し、
前記撮像装置の画角を2αとすると、前記撮像装置の光
軸と前記第1の反射鏡の回転中心軸とが略αの角度をな
すことを特徴とする。
請求項1において、前記第1の反射鏡が回転中心軸上に
内部焦点を持つ双曲面形状であり、前記双曲面形状の外
部焦点の位置と前記撮像装置の主点の位置が略一致し、
前記撮像装置の画角を2αとすると、前記撮像装置の光
軸と前記第1の反射鏡の回転中心軸とが略αの角度をな
すことを特徴とする。
【0010】本発明の請求項3記載の広角撮像装置は、
回転対称体の回転中心軸回りの任意の基準光軸方向の略
±90度の凸面形状の反射面を有する第1の反射鏡と、
前記第1の反射鏡の回転中心軸上に配置され前記第1の
反射鏡からの反射光を前記基準光軸方向と逆の方向に光
路変更する第2の反射鏡と、前記第2の反射鏡により光
路変更された反射光を結像し前記第1の反射鏡の回転中
心軸回りの略±90度の方向の対象物を撮像する撮像装
置とを設けたことを特徴とする。
回転対称体の回転中心軸回りの任意の基準光軸方向の略
±90度の凸面形状の反射面を有する第1の反射鏡と、
前記第1の反射鏡の回転中心軸上に配置され前記第1の
反射鏡からの反射光を前記基準光軸方向と逆の方向に光
路変更する第2の反射鏡と、前記第2の反射鏡により光
路変更された反射光を結像し前記第1の反射鏡の回転中
心軸回りの略±90度の方向の対象物を撮像する撮像装
置とを設けたことを特徴とする。
【0011】本発明の請求項4記載の広角撮像装置は、
請求項3において、前記第1の反射鏡が回転中心軸上に
内部焦点を持つ双曲面形状であり、前記第2の反射鏡に
より位置変換された前記双曲面形状の外部焦点の位置と
前記撮像装置の主点の位置が略一致することを特徴とす
る。
請求項3において、前記第1の反射鏡が回転中心軸上に
内部焦点を持つ双曲面形状であり、前記第2の反射鏡に
より位置変換された前記双曲面形状の外部焦点の位置と
前記撮像装置の主点の位置が略一致することを特徴とす
る。
【0012】本発明の請求項5記載の広角撮像装置は、
請求項4において、前記撮像装置の光軸が、第1の反射
鏡の回転中心軸と略直交し、かつ前記第1の反射鏡の基
準光軸方向と略180度の方向に略一致し、前記第1の
回転軸方向における前記撮像装置の画角を2αとする
と、前記第2の反射鏡の面の法線方向と前記撮像装置の
光軸とのなす角の狭角が略45+(α/2)度であるこ
とを特徴とする。
請求項4において、前記撮像装置の光軸が、第1の反射
鏡の回転中心軸と略直交し、かつ前記第1の反射鏡の基
準光軸方向と略180度の方向に略一致し、前記第1の
回転軸方向における前記撮像装置の画角を2αとする
と、前記第2の反射鏡の面の法線方向と前記撮像装置の
光軸とのなす角の狭角が略45+(α/2)度であるこ
とを特徴とする。
【0013】本発明の請求項6記載の広角撮像装置は、
請求項3において、前記第2の反射鏡を移動する移動装
置を有し、前記第2の反射鏡の移動により前記第1の反
射鏡からの反射光を前記撮像装置に結像させず前記撮像
装置が直接に対象物を撮像するよう構成したことを特徴
とする。
請求項3において、前記第2の反射鏡を移動する移動装
置を有し、前記第2の反射鏡の移動により前記第1の反
射鏡からの反射光を前記撮像装置に結像させず前記撮像
装置が直接に対象物を撮像するよう構成したことを特徴
とする。
【0014】本発明の請求項7記載の広角撮像装置は、
請求項6において、前記撮像装置が、前記移動装置によ
る第2の反射鏡の位置に応じて焦点位置を調整する調整
装置を有することを特徴とする。
請求項6において、前記撮像装置が、前記移動装置によ
る第2の反射鏡の位置に応じて焦点位置を調整する調整
装置を有することを特徴とする。
【0015】本発明の請求項8記載の広角撮像装置は、
回転対称体の回転中心軸回りの基準光軸方向の略±90
度の凸面形状の反射面を有する第1の反射鏡と、前記第
1の反射鏡の回転中心軸上に配置され、前記第1の反射
鏡からの反射光を前記基準光軸方向に光路変更する第2
の反射鏡と、前記第2の反射鏡により光路変更された反
射光を結像し前記第1の反射鏡の回転中心軸回りの略±
90度の方向の対象物を撮像する撮像装置からなること
を特徴とする。
回転対称体の回転中心軸回りの基準光軸方向の略±90
度の凸面形状の反射面を有する第1の反射鏡と、前記第
1の反射鏡の回転中心軸上に配置され、前記第1の反射
鏡からの反射光を前記基準光軸方向に光路変更する第2
の反射鏡と、前記第2の反射鏡により光路変更された反
射光を結像し前記第1の反射鏡の回転中心軸回りの略±
90度の方向の対象物を撮像する撮像装置からなること
を特徴とする。
【0016】本発明の請求項9記載の広角撮像装置は、
請求項8において、前記第1の反射鏡が回転中心軸上に
内部焦点を持つ双曲面形状であり、前記第2の反射鏡に
より位置変換された前記双曲面形状の外部焦点の位置と
前記撮像装置の主点の位置が略一致することを特徴とす
る。
請求項8において、前記第1の反射鏡が回転中心軸上に
内部焦点を持つ双曲面形状であり、前記第2の反射鏡に
より位置変換された前記双曲面形状の外部焦点の位置と
前記撮像装置の主点の位置が略一致することを特徴とす
る。
【0017】本発明の請求項10記載の広角撮像装置
は、請求項9において、前記回転対称体の回転中心軸回
りの基準光軸方向の略±90度の方向の空間内に、前記
第1の反射鏡と前記第2の反射鏡と前記撮像装置が含ま
れるよう配置したことを特徴とする。
は、請求項9において、前記回転対称体の回転中心軸回
りの基準光軸方向の略±90度の方向の空間内に、前記
第1の反射鏡と前記第2の反射鏡と前記撮像装置が含ま
れるよう配置したことを特徴とする。
【0018】本発明の請求項11記載の広角撮像装置
は、請求項1,請求項3,請求項8において、前記撮像
装置の撮像面が長辺と短辺と有する長方形であり、前記
第1の反射鏡の回転軸中心が、前記撮像面の長辺の略中
点に結像するよう、前記撮像装置の撮像素子の位置を前
記撮像装置の光軸に垂直な方向にずらして設けたことを
特徴とする。
は、請求項1,請求項3,請求項8において、前記撮像
装置の撮像面が長辺と短辺と有する長方形であり、前記
第1の反射鏡の回転軸中心が、前記撮像面の長辺の略中
点に結像するよう、前記撮像装置の撮像素子の位置を前
記撮像装置の光軸に垂直な方向にずらして設けたことを
特徴とする。
【0019】本発明の請求項12記載の広角撮像装置
は、請求項1,請求項3,請求項8の何れかにおいて、
前記撮像装置の撮像面が長辺と短辺とを有する長方形で
あり、前記第1の反射鏡の回転軸中心が、前記撮像面の
長辺方向の略中線上に結像し、第1の反射鏡からの半円
状の反射光の直径が前記撮像面の長辺の長さに略一致す
るよう構成したことを特徴とする。
は、請求項1,請求項3,請求項8の何れかにおいて、
前記撮像装置の撮像面が長辺と短辺とを有する長方形で
あり、前記第1の反射鏡の回転軸中心が、前記撮像面の
長辺方向の略中線上に結像し、第1の反射鏡からの半円
状の反射光の直径が前記撮像面の長辺の長さに略一致す
るよう構成したことを特徴とする。
【0020】本発明の請求項13記載の広角撮像装置
は、請求項2,請求項5,請求項9,請求項11の何れ
かにおいて、前記撮像装置の撮像面が長辺と短辺と有す
る長方形であり、前記第1の反射鏡の回転軸中心が前記
撮像面の長辺の略中点に結像し、前記第1の反射鏡から
の半円状の反射光の直径が前記撮像面の長辺に一致する
ことを特徴とする。
は、請求項2,請求項5,請求項9,請求項11の何れ
かにおいて、前記撮像装置の撮像面が長辺と短辺と有す
る長方形であり、前記第1の反射鏡の回転軸中心が前記
撮像面の長辺の略中点に結像し、前記第1の反射鏡から
の半円状の反射光の直径が前記撮像面の長辺に一致する
ことを特徴とする。
【0021】本発明の請求項14記載の広角撮像装置
は、請求項1〜請求項13の何れかにおいて、前記第1
の反射鏡の回転中心軸回りの略±90度の方向の対象物
を撮像した撮像装置の撮像面上の有効領域のみを走査し
て前記有効領域の画像を幾何変換し出力するカメラ処理
回路を有することを特徴とする。
は、請求項1〜請求項13の何れかにおいて、前記第1
の反射鏡の回転中心軸回りの略±90度の方向の対象物
を撮像した撮像装置の撮像面上の有効領域のみを走査し
て前記有効領域の画像を幾何変換し出力するカメラ処理
回路を有することを特徴とする。
【0022】本発明の請求項15記載の広角撮像装置
は、請求項14において、前記幾何変換の処理時間が前
記有効領域以外の不用領域を走査する時間以内に終わる
ことを特徴とするカメラ処理回路であることを特徴とす
る。
は、請求項14において、前記幾何変換の処理時間が前
記有効領域以外の不用領域を走査する時間以内に終わる
ことを特徴とするカメラ処理回路であることを特徴とす
る。
【0023】本発明の請求項16記載の広角撮像装置
は、回転対称体の回転中心軸回りで基準光軸方向の18
0度を越える凸面形状の反射面を有する第1の反射鏡
と、前記第1の反射鏡の回転中心軸上に主点を有し前記
第1の反射鏡からの反射光を結像し撮像する撮像装置と
を設け、前記第1の反射鏡の回転軸中心が、前記撮像面
の長辺方向の略中線上に結像し前記第1の反射鏡からの
円形の反射光の直径が前記撮像面の長辺の長さに略一致
するように構成したことを特徴とする。
は、回転対称体の回転中心軸回りで基準光軸方向の18
0度を越える凸面形状の反射面を有する第1の反射鏡
と、前記第1の反射鏡の回転中心軸上に主点を有し前記
第1の反射鏡からの反射光を結像し撮像する撮像装置と
を設け、前記第1の反射鏡の回転軸中心が、前記撮像面
の長辺方向の略中線上に結像し前記第1の反射鏡からの
円形の反射光の直径が前記撮像面の長辺の長さに略一致
するように構成したことを特徴とする。
【0024】本発明の請求項17記載の広角撮像装置
は、請求項16において、前記撮像装置の撮像面の短辺
方向の画角を2αとし、前記撮像装置の撮像面の長辺の
長さn、短辺長さmとすると、前記撮像装置の光軸と前
記第1の反射鏡の回転中心軸とが、 tanβ = [(n/m)−1]・tanα の成立する角度βをなすことを特徴とする。
は、請求項16において、前記撮像装置の撮像面の短辺
方向の画角を2αとし、前記撮像装置の撮像面の長辺の
長さn、短辺長さmとすると、前記撮像装置の光軸と前
記第1の反射鏡の回転中心軸とが、 tanβ = [(n/m)−1]・tanα の成立する角度βをなすことを特徴とする。
【0025】本発明の請求項18記載の広角撮像装置
は、請求項17において、前記第1の反射鏡の回転中心
軸回りの略±(90+γ)度方向の対象物が結像した前
記撮像面上の領域の画像を取り出して幾何変換して出力
するカメラ処理回路を有し、 sinγ = (2m−n)/n であることを特徴とする。
は、請求項17において、前記第1の反射鏡の回転中心
軸回りの略±(90+γ)度方向の対象物が結像した前
記撮像面上の領域の画像を取り出して幾何変換して出力
するカメラ処理回路を有し、 sinγ = (2m−n)/n であることを特徴とする。
【0026】
【発明の実施の形態】以下、本発明の各実施の形態を図
1〜図27に基づいて説明する。 (実施の形態1)図1〜図4は本発明の(実施の形態
1)の広角撮像装置を示す。
1〜図27に基づいて説明する。 (実施の形態1)図1〜図4は本発明の(実施の形態
1)の広角撮像装置を示す。
【0027】図1に示す(実施の形態1)の広角撮像装
置は、反射鏡1と結像レンズ2および撮像素子3とで構
成されている。結像レンズ2と撮像素子3とで撮像装置
が構成されている。
置は、反射鏡1と結像レンズ2および撮像素子3とで構
成されている。結像レンズ2と撮像素子3とで撮像装置
が構成されている。
【0028】反射鏡1は回転対称体の回転中心軸回りの
略±90度の凸面形状の反射面を有しており、図1に示
すように双曲面形状の半球状で、反射鏡1の回転中心軸
上の内部焦点4に向かって入射した光A,B,Cは、反
射鏡1を介して図1では下方に反射され、結像レンズ2
を介して撮像素子3の撮像面5に結像する。
略±90度の凸面形状の反射面を有しており、図1に示
すように双曲面形状の半球状で、反射鏡1の回転中心軸
上の内部焦点4に向かって入射した光A,B,Cは、反
射鏡1を介して図1では下方に反射され、結像レンズ2
を介して撮像素子3の撮像面5に結像する。
【0029】6は反射鏡1の双曲面の回転中心軸で、Z
軸上に配置されている。結像レンズ2は主点7がZ軸
上、すなわち前記双曲面の回転中心軸6に配置されてい
る。なお、光A,B,Cは対象物からの光を説明のため
に表示したモデルであり、対象物そのものと同一として
以後の説明では対象物A,B,Cと呼ぶことにし、図1
の広角撮像装置をZ軸方向から観測した図2に示す状態
において、対象物A、対象物B、対象物Cは、Z軸回り
にY軸方向(基準光軸方向)に対して±90度の領域内
に配置されている。
軸上に配置されている。結像レンズ2は主点7がZ軸
上、すなわち前記双曲面の回転中心軸6に配置されてい
る。なお、光A,B,Cは対象物からの光を説明のため
に表示したモデルであり、対象物そのものと同一として
以後の説明では対象物A,B,Cと呼ぶことにし、図1
の広角撮像装置をZ軸方向から観測した図2に示す状態
において、対象物A、対象物B、対象物Cは、Z軸回り
にY軸方向(基準光軸方向)に対して±90度の領域内
に配置されている。
【0030】反射鏡1は双曲面であるため、回転中心軸
6上の内部焦点4に向かう光は、反射鏡1で反射し、全
て双曲面の外部焦点に集光する。双曲面の外部焦点と結
像レンズの主点7を一致するように配置しているため、
内部焦点4へ向かう光は、全て撮像面5に結像する。
6上の内部焦点4に向かう光は、反射鏡1で反射し、全
て双曲面の外部焦点に集光する。双曲面の外部焦点と結
像レンズの主点7を一致するように配置しているため、
内部焦点4へ向かう光は、全て撮像面5に結像する。
【0031】反射鏡1が半球状すなわち回転中心軸6の
回りに180度の反射部を有しているため、回転中心軸
6の回りの180度の方向の対象物が半円状に撮像面に
結像することになる。すなわち180度の画角を有する
ことになる。
回りに180度の反射部を有しているため、回転中心軸
6の回りの180度の方向の対象物が半円状に撮像面に
結像することになる。すなわち180度の画角を有する
ことになる。
【0032】したがって、図2のように対象物A,B,
Cが配置された場合でも、画角が180度あるため、全
て撮像することが可能である。図3,図4を用いて、1
80度の画角の画像が撮像面5にどのように結像するか
を説明する。
Cが配置された場合でも、画角が180度あるため、全
て撮像することが可能である。図3,図4を用いて、1
80度の画角の画像が撮像面5にどのように結像するか
を説明する。
【0033】図3は(実施の形態1)の広角撮像装置の
光学的配置を示し、図1におけるY−Z断面を示してい
る。8は結像レンズ2の光軸を示しており、2αが結像
レンズ2の画角を示す。結像レンズ2の光軸8と回転中
心軸6とのなす角は、画角2αの半分αになるように配
置されている。具体的には、αは15度〜30度程度で
ある。
光学的配置を示し、図1におけるY−Z断面を示してい
る。8は結像レンズ2の光軸を示しており、2αが結像
レンズ2の画角を示す。結像レンズ2の光軸8と回転中
心軸6とのなす角は、画角2αの半分αになるように配
置されている。具体的には、αは15度〜30度程度で
ある。
【0034】このような配置により、反射鏡1上の点9
a,9b,9cからの反射光は、結像レンズ2を通り、
撮像面5に結像する。ここで9aは反射鏡1のY軸方向
の端点を示している。
a,9b,9cからの反射光は、結像レンズ2を通り、
撮像面5に結像する。ここで9aは反射鏡1のY軸方向
の端点を示している。
【0035】図4は(実施の形態1)の広角撮像装置の
撮像面上での像の結像状態を示した模式図である。斜線
部は反射鏡1により反射して結像した像を示しており、
A,B,Cは図1に示した対象物の結像する位置を模式
的に示している。
撮像面上での像の結像状態を示した模式図である。斜線
部は反射鏡1により反射して結像した像を示しており、
A,B,Cは図1に示した対象物の結像する位置を模式
的に示している。
【0036】図3において、端点9aからの反射光は結
像レンズ2を通り、撮像面5の位置10aに結像する。
点9bは反射鏡1と光軸8との交点を示している。点9
bからの反射光も同様に撮像面5の位置10bに結像す
る。点9cは反射鏡1の頂点を示しており、点9cから
の反射光は撮像面5の位置10cに結像する。
像レンズ2を通り、撮像面5の位置10aに結像する。
点9bは反射鏡1と光軸8との交点を示している。点9
bからの反射光も同様に撮像面5の位置10bに結像す
る。点9cは反射鏡1の頂点を示しており、点9cから
の反射光は撮像面5の位置10cに結像する。
【0037】結果として、180度の画角の画像が半円
状に結像される。さらに、半円状の像の直径が撮像面5
のX方向の長さに略一致するように結像レンズ2の倍率
を選択することにより、図4のように撮像面5に半円状
の像11が結像する。これは、半円状の像を長方形の撮
像面5に結像させる場合に最も効率的な配置である。
状に結像される。さらに、半円状の像の直径が撮像面5
のX方向の長さに略一致するように結像レンズ2の倍率
を選択することにより、図4のように撮像面5に半円状
の像11が結像する。これは、半円状の像を長方形の撮
像面5に結像させる場合に最も効率的な配置である。
【0038】したがって、本実施の形態によれば、18
0度の画角の画像を一度に撮像できると共に、180度
の画角の画像を長方形の撮像面に効果的に配置できる。
0度の画角の画像を一度に撮像できると共に、180度
の画角の画像を長方形の撮像面に効果的に配置できる。
【0039】図5は、この(実施の形態1)を示す図4
に従来の全方位カメラを監視領域180度で使用した場
合の結像レンズ2aの配置と撮像素子3aの配置を重ね
て記載したもので、従来の全方位カメラでは反射鏡1の
回転中心軸6と撮像素子3aの光軸が一致し、反射鏡1
の端部9aからの反射光が撮像面5の短軸の端部10d
に結像する位置に撮像素子3aが配置されている。
に従来の全方位カメラを監視領域180度で使用した場
合の結像レンズ2aの配置と撮像素子3aの配置を重ね
て記載したもので、従来の全方位カメラでは反射鏡1の
回転中心軸6と撮像素子3aの光軸が一致し、反射鏡1
の端部9aからの反射光が撮像面5の短軸の端部10d
に結像する位置に撮像素子3aが配置されている。
【0040】図6では(実施の形態1)の半円状の像1
1に対して結像レンズ2aと撮像素子3aによる従来の
全方位カメラの結像は、像11aのように撮像素子3a
の未使用画素が多くなってしまい、(実施の形態1)に
比べて従来の全方位カメラは非効率である。縦横比が
4:3の撮像面であれば、180度画角分の使用領域は
従来の全方位カメラでは約30%であるのに対して、こ
の(実施の形態1)では約52%となり、22%も使用
領域が増えて画質が向上する。
1に対して結像レンズ2aと撮像素子3aによる従来の
全方位カメラの結像は、像11aのように撮像素子3a
の未使用画素が多くなってしまい、(実施の形態1)に
比べて従来の全方位カメラは非効率である。縦横比が
4:3の撮像面であれば、180度画角分の使用領域は
従来の全方位カメラでは約30%であるのに対して、こ
の(実施の形態1)では約52%となり、22%も使用
領域が増えて画質が向上する。
【0041】(実施の形態2)図7と図8は(実施の形
態2)を示し、反射鏡1と結像レンズ2との間に第2の
反射鏡12を介装した点が(実施の形態1)とは異なっ
ている。
態2)を示し、反射鏡1と結像レンズ2との間に第2の
反射鏡12を介装した点が(実施の形態1)とは異なっ
ている。
【0042】第2の反射鏡12は平面ミラーで構成され
ており、この第2の反射鏡12は反射鏡1(第1の反射
鏡)の回転中心軸6上に図8では45度の傾きで配置さ
れており、第1の反射鏡1からの反射光を基準光軸方向
(Y軸方向)と逆の方向(Y軸の負方向)に光路変更す
る。撮像素子3の位置は(実施の形態1)における破線
位置から矢印13で示す方向に移動させて実線位置に配
置することができ、広角撮像装置のZ軸方向の高さを
(実施の形態1)よりもコンパクトに構成できる。
ており、この第2の反射鏡12は反射鏡1(第1の反射
鏡)の回転中心軸6上に図8では45度の傾きで配置さ
れており、第1の反射鏡1からの反射光を基準光軸方向
(Y軸方向)と逆の方向(Y軸の負方向)に光路変更す
る。撮像素子3の位置は(実施の形態1)における破線
位置から矢印13で示す方向に移動させて実線位置に配
置することができ、広角撮像装置のZ軸方向の高さを
(実施の形態1)よりもコンパクトに構成できる。
【0043】さらに、反射鏡1で反射した光が第2の反
射鏡12で反射してから撮像素子3に入射するため、2
回の反射によって像が正立像になり対象が認識し易い。 (実施の形態3)図9と図10は(実施の形態3)を示
し、(実施の形態2)とは第2の反射鏡12の傾きが異
なり、それに伴って撮像素子3の位置も変更されてい
る。
射鏡12で反射してから撮像素子3に入射するため、2
回の反射によって像が正立像になり対象が認識し易い。 (実施の形態3)図9と図10は(実施の形態3)を示
し、(実施の形態2)とは第2の反射鏡12の傾きが異
なり、それに伴って撮像素子3の位置も変更されてい
る。
【0044】撮像素子3の光軸8と反射鏡1の回転中心
軸6とが直交しており、撮像素子3の撮像面5に半円状
の像11を配置するために、第2の反射鏡12をX軸の
回りに撮像素子3の光軸8に対して45+(α/2)度
の角度に傾けて配置されている。
軸6とが直交しており、撮像素子3の撮像面5に半円状
の像11を配置するために、第2の反射鏡12をX軸の
回りに撮像素子3の光軸8に対して45+(α/2)度
の角度に傾けて配置されている。
【0045】この構成によると、反射鏡1の中心部分が
撮像面5の端部(図9では上端)に結像し、結像レンズ
2の倍率を適当に選択することにより、(実施の形態
1)の図4を上下反転した画像が得られる。
撮像面5の端部(図9では上端)に結像し、結像レンズ
2の倍率を適当に選択することにより、(実施の形態
1)の図4を上下反転した画像が得られる。
【0046】(実施の形態4)図11と図12は(実施
の形態4)を示す。この(実施の形態4)の広角撮像装
置は、(実施の形態3)と同じように反射鏡1を介して
180度の画角を撮像できる広角状態と反射鏡1を介さ
ずに結像レンズ2を介して光が撮像素子3に入射する標
準状態とに切り換え可能に構成されている。図12
(b)は広角状態において撮像素子3の出力をカメラ処
理回路14で幾何変換処理を施して180度のパノラマ
画像に変換して表示装置15に表示される画像の内容を
示している。
の形態4)を示す。この(実施の形態4)の広角撮像装
置は、(実施の形態3)と同じように反射鏡1を介して
180度の画角を撮像できる広角状態と反射鏡1を介さ
ずに結像レンズ2を介して光が撮像素子3に入射する標
準状態とに切り換え可能に構成されている。図12
(b)は広角状態において撮像素子3の出力をカメラ処
理回路14で幾何変換処理を施して180度のパノラマ
画像に変換して表示装置15に表示される画像の内容を
示している。
【0047】広角状態では反射鏡1で反射するため撮像
面5では反射像となるが、標準状態では図12(a)に
示すように通常の視野の画像となる。カメラ本体16に
は、反射鏡1と結像レンズ2と撮像素子3および第2の
反射鏡12とが(実施の形態3)の配置条件で設けられ
ているとともに、第2の反射鏡12は回動装置17を介
して取りつけられて実線位置と仮想線で示すように撮像
素子3の視野を妨げない退避位置とに移動可能に構成さ
れている。結像レンズ2は、広角状態と標準状態とで光
軸方向に位置を変更可能に構成されている。
面5では反射像となるが、標準状態では図12(a)に
示すように通常の視野の画像となる。カメラ本体16に
は、反射鏡1と結像レンズ2と撮像素子3および第2の
反射鏡12とが(実施の形態3)の配置条件で設けられ
ているとともに、第2の反射鏡12は回動装置17を介
して取りつけられて実線位置と仮想線で示すように撮像
素子3の視野を妨げない退避位置とに移動可能に構成さ
れている。結像レンズ2は、広角状態と標準状態とで光
軸方向に位置を変更可能に構成されている。
【0048】結像レンズ2の位置と回動装置17の回動
とは焦点位置制御回路18によって管理されている。結
像レンズ2の焦点は広角状態では仮想物点が反射鏡1の
近傍に設定されており、標準状態では第2の反射鏡12
を待避位置に移動させるとともに結像レンズ2の位置が
比較的遠方の位置に焦点が合うように変更される。
とは焦点位置制御回路18によって管理されている。結
像レンズ2の焦点は広角状態では仮想物点が反射鏡1の
近傍に設定されており、標準状態では第2の反射鏡12
を待避位置に移動させるとともに結像レンズ2の位置が
比較的遠方の位置に焦点が合うように変更される。
【0049】撮像素子3の出力信号はカメラ処理回路1
4を介して画像変換して表示装置15で表示される。な
お、この(実施の形態4)では回動装置17で第2の反
射鏡12を回動させて通常視野を妨げないように構成し
たが、回動装置17を用いずに、例えば、標準状態の場
合には第2の反射鏡12を図11に示す位置から通常視
野を妨げないようにX軸方向(図11の紙面方向)に移
動させるように構成することもできる。
4を介して画像変換して表示装置15で表示される。な
お、この(実施の形態4)では回動装置17で第2の反
射鏡12を回動させて通常視野を妨げないように構成し
たが、回動装置17を用いずに、例えば、標準状態の場
合には第2の反射鏡12を図11に示す位置から通常視
野を妨げないようにX軸方向(図11の紙面方向)に移
動させるように構成することもできる。
【0050】(実施の形態5)図13〜図15は(実施
の形態5)を示す。この(実施の形態5)の広角撮像装
置は、(実施の形態2)における第2の反射鏡12の反
射面が逆向きに配置し、それに伴って撮像素子3の位置
が変更されている。その他は(実施の形態2)と同じで
ある。
の形態5)を示す。この(実施の形態5)の広角撮像装
置は、(実施の形態2)における第2の反射鏡12の反
射面が逆向きに配置し、それに伴って撮像素子3の位置
が変更されている。その他は(実施の形態2)と同じで
ある。
【0051】図13と図14に示すように、第2の反射
鏡12の角度は撮像素子3の撮像面に(実施の形態1)
の図4と同じように結像されるように配置する。結像レ
ンズ2と撮像素子3を含めた装置全体が反射鏡1の回転
中心軸6の後ろ側にないよう、すなわち、結像レンズ2
と撮像素子3がY軸の正の位置に配設できる。
鏡12の角度は撮像素子3の撮像面に(実施の形態1)
の図4と同じように結像されるように配置する。結像レ
ンズ2と撮像素子3を含めた装置全体が反射鏡1の回転
中心軸6の後ろ側にないよう、すなわち、結像レンズ2
と撮像素子3がY軸の正の位置に配設できる。
【0052】このように構成したため、広角撮像装置の
背面に近いところに反射面の焦点があり、室内の壁面な
どに取りつけた場合に壁面に非常に近い位置から180
度を見渡すことができるため、死角がほぼ無くなる。室
内の壁面でなくても冷蔵庫の表パネルなどへ組み込んで
室内を監視するようにも構成できる。
背面に近いところに反射面の焦点があり、室内の壁面な
どに取りつけた場合に壁面に非常に近い位置から180
度を見渡すことができるため、死角がほぼ無くなる。室
内の壁面でなくても冷蔵庫の表パネルなどへ組み込んで
室内を監視するようにも構成できる。
【0053】さらに、図15に示すように壁面コンセン
ト19に差し込んだ状態で使用できる広角撮像装置を実
現できる。この場合、壁面コンセント19に差し込まれ
たプラグ20によって広角撮像装置を支持できるととも
に、広角撮像装置の内部への給電もこのプラグ20から
行い、撮像した画像の伝送もプラグ20を介して屋内配
線を介して多重伝送することができる。
ト19に差し込んだ状態で使用できる広角撮像装置を実
現できる。この場合、壁面コンセント19に差し込まれ
たプラグ20によって広角撮像装置を支持できるととも
に、広角撮像装置の内部への給電もこのプラグ20から
行い、撮像した画像の伝送もプラグ20を介して屋内配
線を介して多重伝送することができる。
【0054】(実施の形態6)図16(a)(b)
(c)は(実施の形態6)を示す。この(実施の形態
6)の広角撮像装置は、上記の各実施の形態の撮像面を
結像レンズ2の光軸からずらして配置した場合の具体例
を示している。
(c)は(実施の形態6)を示す。この(実施の形態
6)の広角撮像装置は、上記の各実施の形態の撮像面を
結像レンズ2の光軸からずらして配置した場合の具体例
を示している。
【0055】図16(a)では、結像レンズ2の光軸を
反射鏡1の回転中心軸6に一致させて撮像素子3の位置
をずらして図4に示したように効率的に受光できるよう
に構成されている。
反射鏡1の回転中心軸6に一致させて撮像素子3の位置
をずらして図4に示したように効率的に受光できるよう
に構成されている。
【0056】図16(b)では、第2の反射鏡12を4
5度に設定し、反射鏡1の回転中心軸6からの光が撮像
素子3の撮像面5の端部に受光するように撮像素子3の
位置をずらして配置して図4に示したように効率的に受
光できるように構成されている。図16(c)では、図
16(b)とは第2の反射鏡12の角度と向きが異なる
ものの同様である。
5度に設定し、反射鏡1の回転中心軸6からの光が撮像
素子3の撮像面5の端部に受光するように撮像素子3の
位置をずらして配置して図4に示したように効率的に受
光できるように構成されている。図16(c)では、図
16(b)とは第2の反射鏡12の角度と向きが異なる
ものの同様である。
【0057】このように、結像レンズ2の光軸と反射鏡
1の回転中心軸を一致させた状態で図4のように効率的
に受光できる光学配置を比較的簡単に実現できる。 (実施の形態7)図17,図18は(実施の形態7)を
示す。
1の回転中心軸を一致させた状態で図4のように効率的
に受光できる光学配置を比較的簡単に実現できる。 (実施の形態7)図17,図18は(実施の形態7)を
示す。
【0058】この(実施の形態7)は、上記の各実施の
形態における撮像素子3の出力信号処理の具体例を示す
ものである。図17が撮像素子3における半円状の像の
位置を示している。また、横線が読み取り走査列1〜n
を示している。なお、上記の各実施の形態において撮像
素子3の走査の開始ライン上に半円状の像の直径位置が
結像するように配設している。したがって、第2の反射
鏡12の有無により、左右反転した像になる場合もある
が、本実施の形態の効果は変わらない。
形態における撮像素子3の出力信号処理の具体例を示す
ものである。図17が撮像素子3における半円状の像の
位置を示している。また、横線が読み取り走査列1〜n
を示している。なお、上記の各実施の形態において撮像
素子3の走査の開始ライン上に半円状の像の直径位置が
結像するように配設している。したがって、第2の反射
鏡12の有無により、左右反転した像になる場合もある
が、本実施の形態の効果は変わらない。
【0059】カメラ処理回路は撮像素子3の全ての読み
取り走査位置を読み込まずに、読み取り走査列1〜iま
でを順に走査して読み取ると、読み取り走査列1に戻っ
て読み取りを繰り返すよう構成し、読み取り走査列(i
+1)〜nの読み出しを実行しない。
取り走査位置を読み込まずに、読み取り走査列1〜iま
でを順に走査して読み取ると、読み取り走査列1に戻っ
て読み取りを繰り返すよう構成し、読み取り走査列(i
+1)〜nの読み出しを実行しない。
【0060】このように構成したため、変換画像を迅速
に出力できる。また、この読み取り処理に加えて、図1
1と図12に示した(実施の形態4)の場合には、図1
8に示すフローに従って処理する。
に出力できる。また、この読み取り処理に加えて、図1
1と図12に示した(実施の形態4)の場合には、図1
8に示すフローに従って処理する。
【0061】ステップS1で画像撮像をスタートし、ス
テップS2では広角状態か標準状態かを判別する。ステ
ップS2で広角状態であると検出された場合にはステッ
プS3で上記のように読み取り走査列1〜iまでを順に
走査して読み取る。ステップS4で幾何変換処理を実行
し、生成したパノラマ画像をステップS5で画像表示す
る。
テップS2では広角状態か標準状態かを判別する。ステ
ップS2で広角状態であると検出された場合にはステッ
プS3で上記のように読み取り走査列1〜iまでを順に
走査して読み取る。ステップS4で幾何変換処理を実行
し、生成したパノラマ画像をステップS5で画像表示す
る。
【0062】ステップS2で標準状態であると検出され
た場合にはステップS6で読み取り走査列1〜nを順に
走査して読み取り、ステップS5で画像表示する。ステ
ップS5が終了すると、ステップS7では表示終了かど
うかを判定して、終了しない場合にはステップS2に戻
って上記のルーチンを繰り返し実行する。ステップS7
で表示終了が検出された場合にはステップS8を実行し
て表示を終了する。
た場合にはステップS6で読み取り走査列1〜nを順に
走査して読み取り、ステップS5で画像表示する。ステ
ップS5が終了すると、ステップS7では表示終了かど
うかを判定して、終了しない場合にはステップS2に戻
って上記のルーチンを繰り返し実行する。ステップS7
で表示終了が検出された場合にはステップS8を実行し
て表示を終了する。
【0063】なお、ステップS4の幾何変換の処理時間
は、有効領域以外の不用領域である(i+1)〜nを走
査する時間以内に終わるようにカメラ処理回路14を構
成する。
は、有効領域以外の不用領域である(i+1)〜nを走
査する時間以内に終わるようにカメラ処理回路14を構
成する。
【0064】このように構成することによって、半円状
に結像する画像に対して、走査を必要分だけにして残り
操作時間に幾何変換処理を実行するので、ほぼリアルタ
イムでパノラマ画像を出力できる。
に結像する画像に対して、走査を必要分だけにして残り
操作時間に幾何変換処理を実行するので、ほぼリアルタ
イムでパノラマ画像を出力できる。
【0065】(実施の形態8)図19,図20,図21
は(実施の形態8)を示し、反射鏡1の回転中心軸6
と、結像レンズ2の光軸8とのなす角が(実施の形態
1)とは異なっている。
は(実施の形態8)を示し、反射鏡1の回転中心軸6
と、結像レンズ2の光軸8とのなす角が(実施の形態
1)とは異なっている。
【0066】図20は(実施の形態8)の撮像素子3の
撮像面5の上での結像状態を示した模式図である。10
3は反射鏡1により反射して結像した像を示している。
nは撮像面5の長辺の長さ、mは撮像面5の短辺の長さ
を示している。
撮像面5の上での結像状態を示した模式図である。10
3は反射鏡1により反射して結像した像を示している。
nは撮像面5の長辺の長さ、mは撮像面5の短辺の長さ
を示している。
【0067】図19において、Lは結像レンズ2の主点
7と撮像素子3の光軸方向の距離を示している。2αが
結像レンズ2のY−Z平面内での画角、すなわち撮像面
5の短辺方向の画角を示しており、回転中心軸6と結像
レンズ2の光軸8とのなす角をβとすると、 tanβ=[(n/m)−1]・tanα (式101) が成立するよう配置されている。
7と撮像素子3の光軸方向の距離を示している。2αが
結像レンズ2のY−Z平面内での画角、すなわち撮像面
5の短辺方向の画角を示しており、回転中心軸6と結像
レンズ2の光軸8とのなす角をβとすると、 tanβ=[(n/m)−1]・tanα (式101) が成立するよう配置されている。
【0068】図19において、反射鏡1の外周部の点1
01aからの反射光は、結像レンズ2を通って撮像素子
3の撮像面5の点102aに結像する。また、結像レン
ズ2の光軸8と反射鏡1との交点101bからの反射光
は、結像レンズ2を通って撮像面5の点102bに結像
し、反射鏡1の回転中心軸上の点101cからの反射光
は、結像レンズ2を通って撮像面5の点102cに結像
する。このようにZ軸回りにY軸方向を中心として、略
±90度方向からの反射光が撮像素子3に結像し、結果
として略180度画角の画像がほぼ半円状に結像する。
01aからの反射光は、結像レンズ2を通って撮像素子
3の撮像面5の点102aに結像する。また、結像レン
ズ2の光軸8と反射鏡1との交点101bからの反射光
は、結像レンズ2を通って撮像面5の点102bに結像
し、反射鏡1の回転中心軸上の点101cからの反射光
は、結像レンズ2を通って撮像面5の点102cに結像
する。このようにZ軸回りにY軸方向を中心として、略
±90度方向からの反射光が撮像素子3に結像し、結果
として略180度画角の画像がほぼ半円状に結像する。
【0069】ここで、図20の像103が撮像面5に内
接し、かつ点102aが撮像面5の端点に接するために
は、結像レンズ2の光軸8上からの反射光の結像の点1
02bと、反射鏡1の外周部の点101aの結像の点1
02aとの距離が、撮像面5のm/2に一致しなければ
ならない。したがって、Y軸方向の画角2αの半分の画
角の像が、m/2の距離に結像することになる。図19
の幾何学的関係より、 L・tanα = m/2 (式102) が成立する。
接し、かつ点102aが撮像面5の端点に接するために
は、結像レンズ2の光軸8上からの反射光の結像の点1
02bと、反射鏡1の外周部の点101aの結像の点1
02aとの距離が、撮像面5のm/2に一致しなければ
ならない。したがって、Y軸方向の画角2αの半分の画
角の像が、m/2の距離に結像することになる。図19
の幾何学的関係より、 L・tanα = m/2 (式102) が成立する。
【0070】一方で、像103の半径は撮像面5の長辺
nの半分になるため、反射鏡1の回転中心軸上の点10
1cからの反射光が結像した点102cと、反射鏡1の
外周部の点101aの結像の点102aとの距離は、撮
像面5の長辺nの半分に一致する。したがって、幾何学
的関係より、 L・tanβ = (n/2)−(m/2) (式103) が成立する。
nの半分になるため、反射鏡1の回転中心軸上の点10
1cからの反射光が結像した点102cと、反射鏡1の
外周部の点101aの結像の点102aとの距離は、撮
像面5の長辺nの半分に一致する。したがって、幾何学
的関係より、 L・tanβ = (n/2)−(m/2) (式103) が成立する。
【0071】(式102)と(式103)より(式10
1)が導出される。したがって、(式101)が成立す
るように結像レンズ2の光軸を角度βだけ傾け、かつ、
結像レンズ2の倍率を選択すれば、180度画角の画像
が、半円部の円弧部が撮像面5の3辺にほぼ接するよう
な状態で結像する。
1)が導出される。したがって、(式101)が成立す
るように結像レンズ2の光軸を角度βだけ傾け、かつ、
結像レンズ2の倍率を選択すれば、180度画角の画像
が、半円部の円弧部が撮像面5の3辺にほぼ接するよう
な状態で結像する。
【0072】なお、(式101)が成立する条件で結像
した場合、像103のX方向すなわち撮像面5の長辺方
向の長さは、Y方向より(1/cosβ)倍長くなる。
したがって、半円状の画像はX方向に撮像面5を若干は
み出すが、βが比較的小さいため実用上に問題がない。
した場合、像103のX方向すなわち撮像面5の長辺方
向の長さは、Y方向より(1/cosβ)倍長くなる。
したがって、半円状の画像はX方向に撮像面5を若干は
み出すが、βが比較的小さいため実用上に問題がない。
【0073】なお、図20では半円状の像103が撮像
面5に内接するように配置したが、半円状の像103の
半径が撮像面5の長辺nの略1/2になるように結像す
るのであれば、必ずしも内接する必要はない。すなわ
ち、図21に示すように撮像面5において像103が結
像位置104に結像しても、180度の画角の画像を撮
像面に有効に撮像できる。図21には(実施の形態1)
の場合の半円状の像11の結像位置も比較のために記載
している。
面5に内接するように配置したが、半円状の像103の
半径が撮像面5の長辺nの略1/2になるように結像す
るのであれば、必ずしも内接する必要はない。すなわ
ち、図21に示すように撮像面5において像103が結
像位置104に結像しても、180度の画角の画像を撮
像面に有効に撮像できる。図21には(実施の形態1)
の場合の半円状の像11の結像位置も比較のために記載
している。
【0074】このように、撮像装置の全体の大きさを考
慮しなければ横長の撮像面5に180度画角の画像をで
きるだけ大きく、すなわち解像度が高くなるように配置
するためには、反射鏡1の回転軸中心が、撮像面5の長
辺の中線上に結像し、かつ半円状の画像の半径が、撮像
面5の長辺の略半分の長さに結像すればよい。
慮しなければ横長の撮像面5に180度画角の画像をで
きるだけ大きく、すなわち解像度が高くなるように配置
するためには、反射鏡1の回転軸中心が、撮像面5の長
辺の中線上に結像し、かつ半円状の画像の半径が、撮像
面5の長辺の略半分の長さに結像すればよい。
【0075】したがって、結像レンズ2のY−Z平面内
での画角、すなわち撮像面5の短辺方向の画角を2αと
し、結像レンズ2の光軸方向と、反射鏡1の回転中心軸
6が、Y−Z平面上でなす角度をτとすると、τは(実
施の形態1)の傾き角α以下で、(式101)における
β以上であればよい。すなわち、下記(式104)の範
囲にτがあれば良いことになる。
での画角、すなわち撮像面5の短辺方向の画角を2αと
し、結像レンズ2の光軸方向と、反射鏡1の回転中心軸
6が、Y−Z平面上でなす角度をτとすると、τは(実
施の形態1)の傾き角α以下で、(式101)における
β以上であればよい。すなわち、下記(式104)の範
囲にτがあれば良いことになる。
【0076】 α ≧ τ ≧ tan-1[(n/m−1)・tanα] (式104) 例えば、結像レンズ2の画角2α=40度とし、撮像面
の長辺長さn=4〔ミリメートル〕、短辺長さm=3
〔ミリメートル〕とすると、 20° ≧ τ ≧ 6.91° となる。ここで、図19から明らかなように、τが大き
くなればなるほど光学系が傾くため、光学系のY軸方向
の大きさが大きくなる。したがって、(式101)を満
足するように光学的に配置することにより、(実施の形
態1)に比べて結像レンズ2の傾き角が小さくなり、装
置を小型化できる。
の長辺長さn=4〔ミリメートル〕、短辺長さm=3
〔ミリメートル〕とすると、 20° ≧ τ ≧ 6.91° となる。ここで、図19から明らかなように、τが大き
くなればなるほど光学系が傾くため、光学系のY軸方向
の大きさが大きくなる。したがって、(式101)を満
足するように光学的に配置することにより、(実施の形
態1)に比べて結像レンズ2の傾き角が小さくなり、装
置を小型化できる。
【0077】(実施の形態9)図22,図23は(実施
の形態9)を示す。(実施の形態8)では撮像面5上で
の半円状の画像の位置を(実施の形態1)のそれとは変
更するように構成したが、第2の反射鏡12を使用した
(実施の形態3)においても同様に撮像面5上での半円
状の画像の位置を変更できる。
の形態9)を示す。(実施の形態8)では撮像面5上で
の半円状の画像の位置を(実施の形態1)のそれとは変
更するように構成したが、第2の反射鏡12を使用した
(実施の形態3)においても同様に撮像面5上での半円
状の画像の位置を変更できる。
【0078】具体的には、図22は(実施の形態9)の
光学系のY−Z断面を示し、(実施の形態3)と同様に
反射鏡1と結像レンズ2の間に第2の反射鏡12を介装
し、かつ(実施の形態8)と同様に、撮像面5に180
度画角の画像を内接するように結像する光学的配置を示
したものである。
光学系のY−Z断面を示し、(実施の形態3)と同様に
反射鏡1と結像レンズ2の間に第2の反射鏡12を介装
し、かつ(実施の形態8)と同様に、撮像面5に180
度画角の画像を内接するように結像する光学的配置を示
したものである。
【0079】ここで、結像レンズ2の光軸方向をY軸方
向と一致させたときに、撮像面5に180度画角の画像
を内接させるために、Y−Z平面上にて、第2の反射鏡
12の面の法線方向と撮像素子3の光軸とが、45+
(β/2)度をなすように配置する。βは(実施の形態
8)の(式101)から求まる。
向と一致させたときに、撮像面5に180度画角の画像
を内接させるために、Y−Z平面上にて、第2の反射鏡
12の面の法線方向と撮像素子3の光軸とが、45+
(β/2)度をなすように配置する。βは(実施の形態
8)の(式101)から求まる。
【0080】このような光学配置にすることによって、
結像レンズ2の光軸8と反射鏡1との交点101bから
の反射光は、第2の反射鏡12によりY軸方向に一致す
る方向に光路変更し、図23に示すように撮像面5の中
心105bに結像する。さらに、反射鏡1の外周部の点
101aからの反射光は、結像レンズ2を通り撮像面5
上の点105aに結像する。反射鏡1の回転中心軸上の
点101cからの反射光は、結像レンズ2を通り撮像面
5上の点105cに結像する。
結像レンズ2の光軸8と反射鏡1との交点101bから
の反射光は、第2の反射鏡12によりY軸方向に一致す
る方向に光路変更し、図23に示すように撮像面5の中
心105bに結像する。さらに、反射鏡1の外周部の点
101aからの反射光は、結像レンズ2を通り撮像面5
上の点105aに結像する。反射鏡1の回転中心軸上の
点101cからの反射光は、結像レンズ2を通り撮像面
5上の点105cに結像する。
【0081】したがって、結像レンズ2を水平に配置し
第2の反射鏡12を設けることによって、図23に示す
ように、図20とは上下左右が反転した画像を得ること
ができる。そのため(実施の形態2)と同様に、Z軸方
向にコンパクトである。
第2の反射鏡12を設けることによって、図23に示す
ように、図20とは上下左右が反転した画像を得ること
ができる。そのため(実施の形態2)と同様に、Z軸方
向にコンパクトである。
【0082】この(実施の形態9)では、撮像面5に1
80度画角の画像を内接するように結像する光学的配置
を示したものであるが、半円状の画像の半径が撮像面5
の長辺の略1/2になるように結像するのであれば、必
ずしも内接する必要はない。したがって第2の反射鏡1
2は、Y−Z平面上にて、第2の反射鏡12の面の法線
方向と撮像素子3の光軸とが、45+(β/2)度をな
すように配置する設定角度と、(実施の形態3)におけ
る第2の反射鏡12の設置角度との間の設置角度に設定
し、半円状の画像の直径が撮像面5の長辺の長さに略一
致するようにすれば、半円状の画像を撮像面5に有効に
結像することができる。
80度画角の画像を内接するように結像する光学的配置
を示したものであるが、半円状の画像の半径が撮像面5
の長辺の略1/2になるように結像するのであれば、必
ずしも内接する必要はない。したがって第2の反射鏡1
2は、Y−Z平面上にて、第2の反射鏡12の面の法線
方向と撮像素子3の光軸とが、45+(β/2)度をな
すように配置する設定角度と、(実施の形態3)におけ
る第2の反射鏡12の設置角度との間の設置角度に設定
し、半円状の画像の直径が撮像面5の長辺の長さに略一
致するようにすれば、半円状の画像を撮像面5に有効に
結像することができる。
【0083】なお、(実施の形態5)においても同様に
実施できる。 (実施の形態10)図24(b)(c)は(実施の形態
10)を示す。
実施できる。 (実施の形態10)図24(b)(c)は(実施の形態
10)を示す。
【0084】これは上記の各実施の形態において撮像素
子3の撮像面5における180度画角の画像が結像する
領域を示している。ここで、図24(a)の領域121
は、例えば(実施の形態1)に示された光学的配置すな
わち、半円状の結像領域の中心が撮像面5の長辺の中点
に位置する場合である。
子3の撮像面5における180度画角の画像が結像する
領域を示している。ここで、図24(a)の領域121
は、例えば(実施の形態1)に示された光学的配置すな
わち、半円状の結像領域の中心が撮像面5の長辺の中点
に位置する場合である。
【0085】図24(b)の領域123は、例えば(実
施の形態8)に示された光学的配置により得られる結像
領域であり、半円状の結像領域が撮像面5に内接する場
合である。
施の形態8)に示された光学的配置により得られる結像
領域であり、半円状の結像領域が撮像面5に内接する場
合である。
【0086】図24(c)は図24(a)と図24
(b)の中間に結像の領域125がある場合である。先
の(実施の形態7)では、図24(a)のような結像状
態の場合には、不要な領域122を走査する時間内に幾
何変換処理を実施するとして説明した。図24(b)
(c)の場合も同様であって、図24(b)の場合には
不要な領域124を走査する時間内に幾何変換処理を実
施し、図24(c)の場合には不要な領域126を走査
する時間内に幾何変換処理を実施することによって、何
れの場合も変換画像を迅速に出力できる。
(b)の中間に結像の領域125がある場合である。先
の(実施の形態7)では、図24(a)のような結像状
態の場合には、不要な領域122を走査する時間内に幾
何変換処理を実施するとして説明した。図24(b)
(c)の場合も同様であって、図24(b)の場合には
不要な領域124を走査する時間内に幾何変換処理を実
施し、図24(c)の場合には不要な領域126を走査
する時間内に幾何変換処理を実施することによって、何
れの場合も変換画像を迅速に出力できる。
【0087】(実施の形態11)図25,図26,図2
7は(実施の形態11)を示す。図25においては、
(実施の形態8)の反射鏡1が回転中心軸回りに180
度の凸面であるのに対して、この図25の反射鏡105
は回転対称体の回転中心軸回りで基準光軸方向の180
度を越える凸面形状の反射面、より具体的には、回転中
心軸6の回りに360度の回転対称形状である点が異な
り、2αが結像レンズ2のY−Z平面内での画角、すな
わち撮像面5の短辺方向の画角を示しており、回転中心
軸6と結像レンズ2の光軸8とがY−Z平面上でなす角
度をβとすると(式101)が成立するように結像レン
ズ2,撮像素子3が配置されている。
7は(実施の形態11)を示す。図25においては、
(実施の形態8)の反射鏡1が回転中心軸回りに180
度の凸面であるのに対して、この図25の反射鏡105
は回転対称体の回転中心軸回りで基準光軸方向の180
度を越える凸面形状の反射面、より具体的には、回転中
心軸6の回りに360度の回転対称形状である点が異な
り、2αが結像レンズ2のY−Z平面内での画角、すな
わち撮像面5の短辺方向の画角を示しており、回転中心
軸6と結像レンズ2の光軸8とがY−Z平面上でなす角
度をβとすると(式101)が成立するように結像レン
ズ2,撮像素子3が配置されている。
【0088】図26は撮像素子3の撮像面5の拡大平面
図であり、図25に示したように反射鏡105が回転対
称であるため、撮像面には360度の方向の反射光の一
部が結像する。108aと108bの領域域が結像した
像を示している。
図であり、図25に示したように反射鏡105が回転対
称であるため、撮像面には360度の方向の反射光の一
部が結像する。108aと108bの領域域が結像した
像を示している。
【0089】図25に示すように、(実施の形態8)と
は異なり反射鏡105が360度の回転対称体であるた
め、反射鏡105上の点106a,106b,106c
に加えて、点106dからの光も、結像レンズ2を通り
撮像素子3に結像する。
は異なり反射鏡105が360度の回転対称体であるた
め、反射鏡105上の点106a,106b,106c
に加えて、点106dからの光も、結像レンズ2を通り
撮像素子3に結像する。
【0090】点106aからの反射光が107a、点1
06bは結像レンズ2の光軸上にあるため撮像面5の中
心107bに、点106cからの反射光は107cに、
点106dからの反射光は107dに結像する。したが
って、図26の領域108a,108bに画像が結像す
ることになる。
06bは結像レンズ2の光軸上にあるため撮像面5の中
心107bに、点106cからの反射光は107cに、
点106dからの反射光は107dに結像する。したが
って、図26の領域108a,108bに画像が結像す
ることになる。
【0091】ここで、結像する画像のZ軸回りの画角に
ついて説明する。図26のγは、本実施の形態において
180度を越えて撮像できる画角を示しており、ここで
γは、撮像面5の縦横の長さ比により決まる。撮像面5
の長辺長さがn、短辺長さがmであるため、 sinγ = (2m−n)/n となる。例えば、最も一般的な長辺と短辺の比が4:3
の比率の撮像素子3の場合、(2m−n)/n=0.5
となるため、γは30度になる。したがって、4:3の
縦横比のCCDの場合には、約180度+2×30=2
40度の画角が得られることになる。したがって、(実
施の形態1)のように180度画角での有効な撮像面利
用率を維持しつつ180度を越えるより広角の画角の画
像を撮像することが可能である。
ついて説明する。図26のγは、本実施の形態において
180度を越えて撮像できる画角を示しており、ここで
γは、撮像面5の縦横の長さ比により決まる。撮像面5
の長辺長さがn、短辺長さがmであるため、 sinγ = (2m−n)/n となる。例えば、最も一般的な長辺と短辺の比が4:3
の比率の撮像素子3の場合、(2m−n)/n=0.5
となるため、γは30度になる。したがって、4:3の
縦横比のCCDの場合には、約180度+2×30=2
40度の画角が得られることになる。したがって、(実
施の形態1)のように180度画角での有効な撮像面利
用率を維持しつつ180度を越えるより広角の画角の画
像を撮像することが可能である。
【0092】図27は、図26の領域108bの画像を
パノラマ画像に変換した例である。矢印の方向に180
度画角以上の画像角を有するパノラマ画像が得られる。
この変換処理については、(実施の形態4)でのカメラ
処理回路14と同様の処理により実現できる。
パノラマ画像に変換した例である。矢印の方向に180
度画角以上の画像角を有するパノラマ画像が得られる。
この変換処理については、(実施の形態4)でのカメラ
処理回路14と同様の処理により実現できる。
【0093】このように、本実施の形態によれば、18
0度より広い画角の画像を一度に撮像できるとともに、
この画像を、長方形の撮像面5に効果的に配置すること
ができる。
0度より広い画角の画像を一度に撮像できるとともに、
この画像を、長方形の撮像面5に効果的に配置すること
ができる。
【0094】なお、この実施例では、反射鏡105は3
60度の完全な回転対称形状である場合について説明し
たが、回転中心軸回りに撮像できる画角分に相当する回
転対称体の一部の反射部があればよい。ただし、反射鏡
の製造上、360度の回転対称形状が望ましい。
60度の完全な回転対称形状である場合について説明し
たが、回転中心軸回りに撮像できる画角分に相当する回
転対称体の一部の反射部があればよい。ただし、反射鏡
の製造上、360度の回転対称形状が望ましい。
【0095】
【発明の効果】以上のように本発明の広角撮像装置は、
回転対称体の回転中心軸回りで基準光軸方向の略±90
度の凸面形状の反射面を有する第1の反射鏡で反射され
た光を、撮像装置によって直接に撮影するか、または第
1の反射鏡と前記撮像装置の間の光路に配置された第2
の反射鏡を介して撮影するように構成したので、略18
0度の監視領域を撮影装置における撮像素子の画素を効
率よく使用して、良好な画質の映像を得ることができ
る。
回転対称体の回転中心軸回りで基準光軸方向の略±90
度の凸面形状の反射面を有する第1の反射鏡で反射され
た光を、撮像装置によって直接に撮影するか、または第
1の反射鏡と前記撮像装置の間の光路に配置された第2
の反射鏡を介して撮影するように構成したので、略18
0度の監視領域を撮影装置における撮像素子の画素を効
率よく使用して、良好な画質の映像を得ることができ
る。
【0096】また、本発明の広角撮像装置は、回転対称
体の回転中心軸回りで基準光軸方向の180度を越える
凸面形状の反射面を有する第1の反射鏡と、前記第1の
反射鏡の回転中心軸上に主点を有し前記第1の反射鏡か
らの反射光を結像し撮像する撮像装置とを設け、前記第
1の反射鏡の回転中心軸が、前記撮像面の長辺方向の略
中点に結像し前記第1の反射鏡からの円形の反射光の直
径が前記撮像面の長辺に略一致するように構成したの
で、180度を越える広角の監視領域を撮影装置におけ
る撮像素子の画素を効率よく使用して、良好な画質の映
像を得ることができる。
体の回転中心軸回りで基準光軸方向の180度を越える
凸面形状の反射面を有する第1の反射鏡と、前記第1の
反射鏡の回転中心軸上に主点を有し前記第1の反射鏡か
らの反射光を結像し撮像する撮像装置とを設け、前記第
1の反射鏡の回転中心軸が、前記撮像面の長辺方向の略
中点に結像し前記第1の反射鏡からの円形の反射光の直
径が前記撮像面の長辺に略一致するように構成したの
で、180度を越える広角の監視領域を撮影装置におけ
る撮像素子の画素を効率よく使用して、良好な画質の映
像を得ることができる。
【図1】本発明の(実施の形態1)の広角撮像装置の概
略斜視図
略斜視図
【図2】(実施の形態1)の広角撮像装置により撮像さ
れる対象物の位置を示し図1の広角撮像装置をZ軸方向
から観測した状態図
れる対象物の位置を示し図1の広角撮像装置をZ軸方向
から観測した状態図
【図3】図1におけるY−Z側面断面図
【図4】同実施の形態の撮像素子の撮像面の拡大平面図
【図5】同実施の形態と従来例とを比較するもので図1
におけるY−Z側面断面図
におけるY−Z側面断面図
【図6】同実施の形態と従来例とを比較するもので撮像
素子の撮像面の拡大平面図
素子の撮像面の拡大平面図
【図7】本発明の(実施の形態2)の広角撮像装置の概
略斜視図
略斜視図
【図8】(実施の形態2)の広角撮像装置により撮像さ
れる対象物の位置を示し図7の広角撮像装置をX軸方向
から観測した状態図
れる対象物の位置を示し図7の広角撮像装置をX軸方向
から観測した状態図
【図9】本発明の(実施の形態3)の広角撮像装置の概
略斜視図
略斜視図
【図10】(実施の形態3)の広角撮像装置により撮像
される対象物の位置を示し図9の広角撮像装置をZ軸方
向から観測した状態図
される対象物の位置を示し図9の広角撮像装置をZ軸方
向から観測した状態図
【図11】本発明の(実施の形態4)の広角撮像装置の
構成図
構成図
【図12】同実施の形態の標準状態と広角状態の表示画
面の内容の説明図
面の内容の説明図
【図13】本発明の(実施の形態5)の広角撮像装置の
概略斜視図
概略斜視図
【図14】(実施の形態5)の広角撮像装置により撮像
される対象物の位置を示し図13の広角撮像装置をZ軸
方向から観測した状態図
される対象物の位置を示し図13の広角撮像装置をZ軸
方向から観測した状態図
【図15】同実施の形態の広角撮像装置の具体的な使用
形態を示す要部断面図
形態を示す要部断面図
【図16】本発明の(実施の形態6)の広角撮像装置の
撮像面と結像レンズの光軸からずらして配置した場合の
Y−Z側面断面図
撮像面と結像レンズの光軸からずらして配置した場合の
Y−Z側面断面図
【図17】本発明の(実施の形態7)の撮像素子3の出
力信号処理を説明する撮像面の拡大平面図
力信号処理を説明する撮像面の拡大平面図
【図18】本発明の(実施の形態7)のフローチャート
図
図
【図19】本発明の(実施の形態8)の広角撮像装置の
光学的配置の構成図
光学的配置の構成図
【図20】同実施の形態の撮像面の平面図
【図21】同実施の形態の撮像面の別の例の平面図
【図22】本発明の(実施の形態9)の広角撮像装置の
光学的配置の構成図
光学的配置の構成図
【図23】同実施の形態の撮像面の平面図
【図24】本発明の(実施の形態10)の広角撮像装置
の幾何変換処理のタイミングの説明図
の幾何変換処理のタイミングの説明図
【図25】本発明の(実施の形態11)の広角撮像装置
の光学的配置の構成図
の光学的配置の構成図
【図26】同実施の形態の撮像面の平面図
【図27】同実施の形態の幾何変換後のパノラマ画像の
説明図
説明図
1 反射鏡(第1の反射鏡) 2 結像レンズ 3 撮像素子 4 反射鏡1の内部焦点 5 撮像素子3の撮像面 6 反射鏡1の回転中心軸 7 結像レンズ2の主点 8 結像レンズ2の光軸 12 第2の反射鏡 17 回動装置 18 焦点位置制御回路 14 カメラ処理回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2H059 BA03 2H087 KA03 LA07 RA04 RA12 RA44 TA01 TA03 TA04 TA06 5C022 AB68 AC51 AC54
Claims (18)
- 【請求項1】回転対称体の回転中心軸回りで基準光軸方
向の略±90度の凸面形状の反射面を有する第1の反射
鏡と、 前記第1の反射鏡の回転中心軸上に主点を有し前記第1
の反射鏡からの反射光を結像し前記第1の反射鏡の回転
中心軸回りの略±90度方向の対象物を撮像する撮像装
置とを設けた広角撮像装置。 - 【請求項2】前記第1の反射鏡が回転中心軸上に内部焦
点を持つ双曲面形状であり、前記双曲面形状の外部焦点
の位置と前記撮像装置の主点の位置が略一致し、前記撮
像装置の画角を2αとすると、前記撮像装置の光軸と前
記第1の反射鏡の回転中心軸とが略αの角度をなすこと
を特徴とする請求項1記載の広角撮像装置。 - 【請求項3】回転対称体の回転中心軸回りの任意の基準
光軸方向の略±90度の凸面形状の反射面を有する第1
の反射鏡と、 前記第1の反射鏡の回転中心軸上に配置され前記第1の
反射鏡からの反射光を前記基準光軸方向と逆の方向に光
路変更する第2の反射鏡と、 前記第2の反射鏡により光路変更された反射光を結像し
前記第1の反射鏡の回転中心軸回りの略±90度の方向
の対象物を撮像する撮像装置とを設けた広角撮像装置。 - 【請求項4】前記第1の反射鏡が回転中心軸上に内部焦
点を持つ双曲面形状であり、前記第2の反射鏡により位
置変換された前記双曲面形状の外部焦点の位置と前記撮
像装置の主点の位置が略一致することを特徴とする請求
項3記載の広角撮像装置。 - 【請求項5】前記撮像装置の光軸が、第1の反射鏡の回
転中心軸と略直交し、かつ前記第1の反射鏡の基準光軸
方向と略180度の方向に略一致し、 前記第1の回転軸方向における前記撮像装置の画角を2
αとすると、前記第2の反射鏡の面の法線方向と前記撮
像装置の光軸とのなす角の狭角が略45+(α/2)度
であることを特徴とする請求項4記載の広角撮像装置。 - 【請求項6】前記第2の反射鏡を移動する移動装置を有
し、前記第2の反射鏡の移動により前記第1の反射鏡か
らの反射光を前記撮像装置に結像させず前記撮像装置が
直接に対象物を撮像するよう構成した請求項3記載の広
角撮像装置。 - 【請求項7】前記撮像装置が、前記移動装置による第2
の反射鏡の位置に応じて焦点位置を調整する調整装置を
有する請求項6記載の広角撮像装置。 - 【請求項8】回転対称体の回転中心軸回りの基準光軸方
向の略±90度の凸面形状の反射面を有する第1の反射
鏡と、 前記第1の反射鏡の回転中心軸上に配置され、前記第1
の反射鏡からの反射光を前記基準光軸方向に光路変更す
る第2の反射鏡と、 前記第2の反射鏡により光路変更された反射光を結像し
前記第1の反射鏡の回転中心軸回りの略±90度の方向
の対象物を撮像する撮像装置からなる広角撮像装置。 - 【請求項9】前記第1の反射鏡が回転中心軸上に内部焦
点を持つ双曲面形状であり、前記第2の反射鏡により位
置変換された前記双曲面形状の外部焦点の位置と前記撮
像装置の主点の位置が略一致することを特徴とする請求
項8記載の広角撮像装置。 - 【請求項10】前記回転対称体の回転中心軸回りの基準
光軸方向の略±90度の方向の空間内に、前記第1の反
射鏡と前記第2の反射鏡と前記撮像装置が含まれるよう
配置した請求項9記載の広角撮像装置。 - 【請求項11】前記撮像装置の撮像面が長辺と短辺と有
する長方形であり、前記第1の反射鏡の回転軸中心が、
前記撮像面の長辺の略中点に結像するよう、前記撮像装
置の撮像素子の位置を前記撮像装置の光軸に垂直な方向
にずらして設けたことを特徴とする請求項1,請求項
3,請求項8の何れかに記載の広角撮像装置。 - 【請求項12】前記撮像装置の撮像面が長辺と短辺とを
有する長方形であり、前記第1の反射鏡の回転軸中心
が、前記撮像面の長辺方向の略中線上に結像し、第1の
反射鏡からの半円状の反射光の直径が前記撮像面の長辺
の長さに略一致するよう構成した請求項1,請求項3,
請求項8の何れかに記載の広角撮像装置。 - 【請求項13】前記撮像装置の撮像面が長辺と短辺と有
する長方形であり、前記第1の反射鏡の回転軸中心が前
記撮像面の長辺の略中点に結像し、前記第1の反射鏡か
らの半円状の反射光の直径が前記撮像面の長辺に一致す
るよう構成した請求項2,請求項5,請求項9,請求項
11の何れかに記載の広角撮像装置。 - 【請求項14】前記第1の反射鏡の回転中心軸回りの略
±90度の方向の対象物を撮像した撮像装置の撮像面上
の有効領域のみを走査して前記有効領域の画像を幾何変
換し出力するカメラ処理回路を有する請求項1〜請求項
13の何れかに記載の広角撮像装置。 - 【請求項15】前記幾何変換の処理時間が前記有効領域
以外の不用領域を走査する時間以内に終わることを特徴
とするカメラ処理回路である請求項14記載の広角撮像
装置。 - 【請求項16】回転対称体の回転中心軸回りで基準光軸
方向の180度を越える凸面形状の反射面を有する第1
の反射鏡と、 前記第1の反射鏡の回転中心軸上に主点を有し前記第1
の反射鏡からの反射光を結像し撮像する撮像装置とを設
け、前記第1の反射鏡の回転軸中心が、前記撮像面の長
辺方向の略中線上に結像し前記第1の反射鏡からの円形
の反射光の直径が前記撮像面の長辺の長さに略一致する
ように構成した広角撮像装置。 - 【請求項17】前記撮像装置の撮像面の短辺方向の画角
を2αとし、前記撮像装置の撮像面の長辺の長さn、短
辺長さmとすると、前記撮像装置の光軸と前記第1の反
射鏡の回転中心軸とが、 tanβ = [(n/m)−1]・tanα の成立する角度βをなすことを特徴とする請求項16記
載の広角撮像装置。 - 【請求項18】前記第1の反射鏡の回転中心軸回りの略
±(90+γ)度方向の対象物が結像した前記撮像面上
の領域の画像を取り出して幾何変換して出力するカメラ
処理回路を有し、 sinγ = (2m−n)/n である請求項17記載の広角撮像装置。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001290313A JP2002196438A (ja) | 2000-10-20 | 2001-09-25 | 広角撮像装置 |
KR10-2003-7005369A KR20040010543A (ko) | 2000-10-20 | 2001-10-04 | 광각촬상장치 |
PCT/JP2001/008778 WO2002035285A1 (fr) | 2000-10-20 | 2001-10-04 | Dispositif d'imagerie a grand angle |
US10/399,682 US6847497B2 (en) | 2000-10-20 | 2001-10-04 | Wide-angle imaging device |
EP01972702A EP1333318A4 (en) | 2000-10-20 | 2001-10-04 | WIDE ANGLE IMAGING DEVICE |
TW090125412A TW522254B (en) | 2000-10-20 | 2001-10-15 | A wide-angle camera device |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000-320119 | 2000-10-20 | ||
JP2000320119 | 2000-10-20 | ||
JP2001290313A JP2002196438A (ja) | 2000-10-20 | 2001-09-25 | 広角撮像装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002196438A true JP2002196438A (ja) | 2002-07-12 |
Family
ID=26602450
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001290313A Pending JP2002196438A (ja) | 2000-10-20 | 2001-09-25 | 広角撮像装置 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6847497B2 (ja) |
EP (1) | EP1333318A4 (ja) |
JP (1) | JP2002196438A (ja) |
KR (1) | KR20040010543A (ja) |
TW (1) | TW522254B (ja) |
WO (1) | WO2002035285A1 (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005172970A (ja) * | 2003-12-09 | 2005-06-30 | Nagano Kogaku Kenkyusho:Kk | 反射型撮影光学系 |
US7245443B2 (en) | 2004-08-17 | 2007-07-17 | Olympus Corporation | Panoramic attachment optical system, and panoramic optical system |
JP2010060582A (ja) * | 2008-09-01 | 2010-03-18 | Nikon Corp | 複合光学系及び光学装置 |
WO2010116705A1 (ja) * | 2009-04-06 | 2010-10-14 | パナソニック株式会社 | 光学系および撮像装置 |
JP2012047821A (ja) * | 2010-08-24 | 2012-03-08 | Akira Yoshii | 全視野投影装置および全視野映像システム |
JP2015172930A (ja) * | 2014-02-21 | 2015-10-01 | 株式会社デンソーウェーブ | 据置型情報コード読取装置 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7312810B2 (en) * | 2001-05-25 | 2007-12-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Wide-angle image generating device |
DE102005035830B4 (de) * | 2005-07-30 | 2012-12-13 | Diehl Bgt Defence Gmbh & Co. Kg | Panoramisches Abbildungssystem |
US9508115B2 (en) | 2013-03-15 | 2016-11-29 | International Business Machines Corporation | Large-area monitoring using infrared imaging system |
US9544511B2 (en) | 2013-03-15 | 2017-01-10 | International Business Machines Corporation | Large-area monitoring using infrared imaging system |
KR101469361B1 (ko) * | 2013-04-23 | 2014-12-09 | 서울과학기술대학교 산학협력단 | 초광각 파노라마 영상 촬영 장치 |
JP7264749B2 (ja) * | 2019-07-05 | 2023-04-25 | 日立Astemo株式会社 | ステレオカメラ、及びステレオカメラ一体型ライトユニット |
CN113093454B (zh) * | 2021-03-26 | 2022-05-20 | 华中科技大学 | 图像采集系统以及具有该图像采集系统的成像设备 |
Family Cites Families (23)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2299682A (en) | 1939-10-20 | 1942-10-20 | James S Conant | Apparatus and method for taking and projecting pictures |
JPS53124426A (en) | 1977-04-07 | 1978-10-30 | Gakken Co Ltd | Method of and device for confirming appropriate exposure |
US4170400A (en) | 1977-07-05 | 1979-10-09 | Bert Bach | Wide angle view optical system |
JPS5960651A (ja) | 1982-09-30 | 1984-04-06 | Fujitsu Ltd | モジユ−ル間の制御遷移管理方式 |
JPH02151828A (ja) | 1988-12-02 | 1990-06-11 | Mitsubishi Electric Corp | 全方位観測装置 |
JPH04152765A (ja) | 1990-10-17 | 1992-05-26 | Olympus Optical Co Ltd | 多方向撮像ビデオカメラ |
JP2939087B2 (ja) * | 1993-04-07 | 1999-08-25 | シャープ株式会社 | 全方位視覚系 |
JP2816937B2 (ja) | 1994-07-15 | 1998-10-27 | 増田電機株式会社 | 管内走行モニター用撮影装置 |
JPH08111798A (ja) | 1994-10-12 | 1996-04-30 | Kansei Corp | 3方向監視撮像カメラ装置 |
US5627675A (en) | 1995-05-13 | 1997-05-06 | Boeing North American Inc. | Optics assembly for observing a panoramic scene |
US6118474A (en) * | 1996-05-10 | 2000-09-12 | The Trustees Of Columbia University In The City Of New York | Omnidirectional imaging apparatus |
US6459451B2 (en) * | 1996-06-24 | 2002-10-01 | Be Here Corporation | Method and apparatus for a panoramic camera to capture a 360 degree image |
US6226035B1 (en) * | 1998-03-04 | 2001-05-01 | Cyclo Vision Technologies, Inc. | Adjustable imaging system with wide angle capability |
JP3523783B2 (ja) * | 1998-05-14 | 2004-04-26 | 康史 八木 | 全方位視角センサ |
JP4227249B2 (ja) | 1999-05-28 | 2009-02-18 | キヤノン株式会社 | 撮像装置、撮像システム及び撮像方法 |
US6545702B1 (en) * | 1998-09-08 | 2003-04-08 | Sri International | Method and apparatus for panoramic imaging |
JP2000098457A (ja) | 1998-09-25 | 2000-04-07 | Sony Corp | 視野切替え装置付き電子カメラ装置 |
JP3865516B2 (ja) | 1998-10-23 | 2007-01-10 | ソニー株式会社 | 全方位撮像装置 |
JP2000152218A (ja) | 1998-11-13 | 2000-05-30 | Toshiba Corp | 周囲監視装置 |
JP3054146B1 (ja) * | 1999-01-06 | 2000-06-19 | 宜昇科技股▲分▼有限公司 | パノラマ像装置 |
JP4090607B2 (ja) | 1999-01-11 | 2008-05-28 | 株式会社リコー | 連結画像形成装置 |
JP3841621B2 (ja) * | 2000-07-13 | 2006-11-01 | シャープ株式会社 | 全方位視覚センサー |
JP3804916B2 (ja) * | 2001-02-09 | 2006-08-02 | シャープ株式会社 | 撮像システムとその画像データ制御に用いられるプログラムおよびその撮像システムにおける撮像画像の歪み補正方法とその手順を記憶させた記憶媒体 |
-
2001
- 2001-09-25 JP JP2001290313A patent/JP2002196438A/ja active Pending
- 2001-10-04 EP EP01972702A patent/EP1333318A4/en not_active Withdrawn
- 2001-10-04 KR KR10-2003-7005369A patent/KR20040010543A/ko not_active Application Discontinuation
- 2001-10-04 WO PCT/JP2001/008778 patent/WO2002035285A1/ja not_active Application Discontinuation
- 2001-10-04 US US10/399,682 patent/US6847497B2/en not_active Expired - Fee Related
- 2001-10-15 TW TW090125412A patent/TW522254B/zh not_active IP Right Cessation
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005172970A (ja) * | 2003-12-09 | 2005-06-30 | Nagano Kogaku Kenkyusho:Kk | 反射型撮影光学系 |
US7245443B2 (en) | 2004-08-17 | 2007-07-17 | Olympus Corporation | Panoramic attachment optical system, and panoramic optical system |
JP2010060582A (ja) * | 2008-09-01 | 2010-03-18 | Nikon Corp | 複合光学系及び光学装置 |
WO2010116705A1 (ja) * | 2009-04-06 | 2010-10-14 | パナソニック株式会社 | 光学系および撮像装置 |
US8503109B2 (en) | 2009-04-06 | 2013-08-06 | Panasonic Corporation | Optical system and imaging device |
JP5331129B2 (ja) * | 2009-04-06 | 2013-10-30 | パナソニック株式会社 | 光学系および撮像装置 |
JP2012047821A (ja) * | 2010-08-24 | 2012-03-08 | Akira Yoshii | 全視野投影装置および全視野映像システム |
JP2015172930A (ja) * | 2014-02-21 | 2015-10-01 | 株式会社デンソーウェーブ | 据置型情報コード読取装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
US20040027689A1 (en) | 2004-02-12 |
EP1333318A1 (en) | 2003-08-06 |
EP1333318A4 (en) | 2006-09-27 |
KR20040010543A (ko) | 2004-01-31 |
US6847497B2 (en) | 2005-01-25 |
TW522254B (en) | 2003-03-01 |
WO2002035285A1 (fr) | 2002-05-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3841621B2 (ja) | 全方位視覚センサー | |
KR100599423B1 (ko) | 전방향성 이미징 장치 | |
RU2000117577A (ru) | Всенаправленное устройство формирования изображения | |
JP2002196438A (ja) | 広角撮像装置 | |
JP2010045555A (ja) | 全方位カメラ | |
JP4326104B2 (ja) | 画像入力装置 | |
JP2000004383A (ja) | 多方向画像取込装置 | |
JP3467785B2 (ja) | 表示システムおよび撮像装置 | |
JP2001005956A (ja) | 広視野カメラ装置 | |
JP3887809B2 (ja) | 撮像装置 | |
JP2000322564A (ja) | 全方位視覚センサ | |
JP5424388B2 (ja) | 撮像装置 | |
JPH1118007A (ja) | 全方向性画像表示システム | |
JP2000341568A (ja) | 撮像装置、撮像システム及び撮像方法 | |
JP3872250B2 (ja) | 広画角撮像装置 | |
JP3805631B2 (ja) | 多重焦点全方位撮像装置 | |
JP2002158912A (ja) | 広視野映像撮像装置 | |
JPH04105476A (ja) | 全方向撮影装置 | |
WO2003096078A2 (en) | Spherical and nearly spherical view imaging assembly | |
JP2004309568A (ja) | 全方位撮影装置 | |
WO2007084082A1 (en) | An imaging apparatus | |
JP7166607B2 (ja) | 全方位カメラ装置の製造方法、全方位カメラ装置の設計方法 | |
KR100482727B1 (ko) | 전방향성결상장치및방법 | |
JPS62100723A (ja) | 管内検査用テレビカメラ装置 | |
JP2004215228A (ja) | 撮影装置 |