JP3467785B2

JP3467785B2 - 表示システムおよび撮像装置

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Publication number: JP3467785B2
Application number: JP30829492A
Authority: JP
Inventors: 康夫草ヶ谷
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-10-22
Filing date: 1992-10-22
Publication date: 2003-11-17
Anticipated expiration: 2018-11-17
Also published as: JPH06141211A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、その周囲の風景等を撮
像して表示する表示システムとそれに用いる撮像装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の撮像装置は、その周囲の全方位に
存する物体を撮像する場合に、複数の撮像装置をそれぞ
れ異なる方向を撮像するように配置して周囲の４方の風
景を撮像したり、モータ等で駆動されて回転を行う回転
体の上に撮像装置を固定し、この回転体を回転させるこ
とで周囲全方位の風景を撮像していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述のように
複数の撮像手段を用いることは全体として高価なシステ
ムになる。また、その上に撮像装置が置かれた回転体を
回転させて撮像することは、回転によって撮像装置のケ
ーブル等がねじれてしまい故障の原因になる。

【０００４】本発明は上述した問題を解決し、その周囲
全方位の風景を撮像することができ、低コストでしかも
信頼性が高く耐久性に優れた表示システムおよび撮像装
置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明の表示システムは、撮像手段と、その外
側側面に反射部材が用いられ、前記撮像手段を指向する
円錐形状の反射手段と、前記撮像手段と前記反射手段と
の間に配設され、前記反射手段が指向した全方位の物体
の像を光学的に逆圧縮拡散変換して補正する補正レンズ
手段と、前記撮像手段で撮像した画像を表示させる表示
手段とを有する。

【０００６】また、本発明の撮像装置は、撮像手段と、
その外側側面に反射部材が用いられ、前記撮像手段を指
向する円錐形状の反射手段と、前記反射手段と前記撮像
手段との間に配設され、前記反射手段が指向した全方位
の物体の像を光学的に逆圧縮拡散変換して補正する補正
レンズ手段とを有する。

【０００７】

【０００８】

【０００９】

【作用】本発明の表示システムでは、撮像手段の下方の
全方位に存する物体の像が、その外側側面に反射部材が
形成された円錐形状の反射手段によって指向され撮像手
段によって撮像される。そして、撮像手段で撮像した画
像が表示手段によって表示される。

【００１０】また、本発明の表示システムでは、撮像手
段の下方の全方位に存する物体の像が、その外側側面に
反射部材が用いられた円錐形状の反射手段によって指向
され、補正レンズ手段を介して撮像手段で撮像される。
そして、撮像手段で撮像した画像が表示手段によって表
示される。

【００１１】このとき、反射手段の外側側面にて反射さ
れた物体の像は円錐形状の反射手段の頂点に近い位置で
反射された像ほど圧縮され、その圧縮された像が外側側
面の曲面方向に拡張されたものになっている。補正レン
ズ手段は、この反射手段の外側側面の形状に応じて圧縮
拡張変換された像に対してこの変換と光学的に逆の変換
を行い逆変換された均一な像を撮像手段に撮像させる。
そのため、撮像手段は反射手段にて変換され、その後復
元された物体の像を撮像することができる。

【００１２】さらに、本発明の表示システムでは、撮像
手段の下方の全方位に存する物体の像が、その外側側面
に反射部材が用いられた円錐形状の反射手段によって指
向され撮像手段で撮像される。そして、撮像手段で撮像
した画像が変換手段で２次元平面状の画像データに変換
され、この変換された画像データに応じた画像が表示手
段によって表示される。

【００１３】

【実施例】本発明の表示システムの第１の実施例につい
て説明する。本実施例の表示システムは、建物の周囲の
風景を撮像し、その風景をＴＶのディスプレイに表示す
る表示システムである。図１に本実施例の表示システム
のシステム構成図を示す。図２に本実施例の各構成要素
の配置図を示す。図１および図２に示すように、本実施
例の表示システムは、撮像装置２、アンテナ６、ミキサ
ー８、変換手段としての変換装置４、および、表示手段
としてのＴＶ１０で構成される。

【００１４】アンテナ６について説明する。アンテナ６
は、たとえば図２に示すように、建物の屋根等に設置さ
れたアンテナ柱１６に取り付けられ、ＴＶ信号を受信し
これをミキサー８に出力する。

【００１５】撮像装置２について説明する。図３に撮像
装置２の概略斜視図を示す。図４に撮像装置２の概略断
面図を示す。撮像装置２は、図１に示すように反射手段
としての円錐ミラー１２および撮像手段としてのＣＣＤ
カメラ１４で構成され、図２および図４に示すようアン
テナ柱１６の先端にＣＣＤカメラ１４の位置する部分が
アンテナ柱１６の先端に向けられて固定して設置され
る。

【００１６】円錐ミラー１２は、図３に示すように円錐
形状をしていて、側面１２ａが鏡面で形成されている。
円錐ミラー１２の中心角θは図４に示すようにθ≧９０
°であり、撮像装置２の下方に存する物体（風景）の像
を反射しＣＣＤカメラ１４に指向する。図４に示す、点
線１３で囲まれた範囲に存する物体の像が円錐ミラー１
２の側面１２ａにて反射されＣＣＤカメラ１４に指向さ
れる。

【００１７】ＣＣＤカメラ１４について説明する。ＣＣ
Ｄカメラ１４は、円錐ミラー１２の側面１２ａにて反射
された撮像装置２の下方に存する物体を撮像し、この撮
像結果をその走査に応じた電気的な画像信号に変換しこ
れをミキサー８に出力する。このとき、撮像装置２の下
方の全方位（３６０°）の風景が円錐ミラー１２によっ
て指向され、ＣＣＤカメラ１４は図５（Ｂ）に示すよう
に、撮像装置２の下方全方位（３６０°）の風景を撮像
する。このとき、図３に示すように、撮像装置２の下方
の南（Ｓ）と東（Ｅ）の間の側面１２ａから等距離の位
置に存する四角柱の物体Ａ，Ｂ，Ｃは、円錐ミラー１２
の側面１２ａの位置から肉眼で見れば、図５（Ａ）に示
すような長方形の像Ａ１，Ｂ１，Ｃ１として見えるが、
円錐ミラー１２を介してＣＣＤカメラ１４で撮像すると
図５（Ｂ）に示すような像Ａ２，Ｂ２，Ｃ２として撮像
される。

【００１８】肉眼で見た像Ａ１，Ｂ１，Ｃ１がＣＣＤカ
メラ１４で像Ａ２，Ｂ２，Ｃ２のような形状で撮像され
るのは、たとえば、図３および図３における円錐ミラー
１２のＰ点の断面図５（Ｃ）に示すように物体Ａの像が
円錐ミラー１２の側面１２ａのＰ点にて反射される際
に、物体Ａを反射する側面１２ａの曲面形状によって曲
面方向に捩じられた像Ａ’としてＣＣＤカメラ１４に反
射されるためである。この曲面方向への捩じりは、物体
Ａ，Ｂ，Ｃが反射される側面１２ａの半径ｒに反比例し
て増加し、反射される側面１２ａの半径が小さい程（円
錐ミラー１２の中止Ｏに近い位置で反射される程）大き
くなる。また、図５（Ｂ）に示す像Ａ２，Ｂ２，Ｃ２の
弧方向の長さは、図５（Ｃ）に示すように物体Ａ，Ｂ，
Ｃが反射される側面１２ａの半径ｒに比例する。物体Ａ
は物体Ｂより円錐ミラー１２の中心に近い位置（ｒの小
さい位置）で反射されるため、物体ＡのＣＣＤカメラ１
４における像Ａ１は、像Ｂ２を基準とすると、図５
（Ｂ）に示すように像Ｂ２より曲面方向により捩じられ
弧方向に圧縮されたものになる。また、物体Ｃは円錐ミ
ラー１２の中心から遠い位置（ｒの大きな位置）で反射
されるため、物体ＣのＣＣＤカメラ１４における像Ｃ１
は、像Ｂ２を基準とすると、図５（Ｂ）に示すようにＢ
２より曲面方向には捩じられていなく弧方向に拡張され
たものになる。そして、図５（Ｂ）に示すようなＣＣＤ
カメラの１４の２次元的な撮像結果が走査に応じた１次
元的な画像信号に変換されてミキサー８に出力される。

【００１９】このＣＣＤカメラ１４は小型軽量化および
消費電力の低減化が可能であり、図２に示すように、撮
像装置２をアンテナ柱１６の先端に設置することができ
る。また、図３および図４に示すように、撮像装置２の
側面には円錐ミラー１２およびＣＣＤカメラ１４を内部
に被うように透明ガラス１８が形成されている。

【００２０】ミキサー８について説明する。ミキサー８
は、撮像装置２のＣＣＤカメラ１４からその撮像に応じ
た画像信号、および、アンテナ６が受信したＴＶ信号を
入力し、これらを選択的に変換装置４に出力する。ミキ
サー８の出力信号の選択切替は、たとえば、ＴＶ１０に
切替スイッチを設け使用者がこの切替スイッチを操作し
て行われる。

【００２１】変換装置４について説明する。変換装置４
は、ミキサー８がアンテナ６からのＴＶ受信信号を入力
している場合には、このＴＶ受信信号をそのままＴＶ１
０に出力する。また、変換装置４は、ミキサー８がＣＣ
Ｄカメラ１４からの画像信号を入力している場合には、
ＣＣＤカメラ１４から撮像装置２の下方全方位の風景
（物体）に応じた画像信号を入力し、この画像信号を記
憶してこの記憶された画像信号をＴＶ１０に映し出され
る復元画像の走査位置に応じて読み出しＴＶ１０に出力
する。

【００２２】つまり上述したように図５（Ｂ）に示すＣ
ＣＤカメラ１４の撮像結果は半径ｒ０の位置における像
を基準とすると、半径ｒ０位置から中心Ｏに向かうにつ
れて圧縮され、半径ｒ０の位置から周縁に向かうにつれ
て拡張されがものになっている。そのため、変換装置４
は、ＣＣＤカメラ１４の撮像結果を、たとえば、図５
（Ｂ）に示す中心Ｏからｒ０の位置の像を基準として復
元してＴＶ１０に映し出すために、ＣＣＤカメラ１４の
撮像結果に応じた画像信号に対して円錐ミラー１２によ
る圧縮拡張変換の逆圧縮拡張変換を行い、この逆圧縮拡
張変換を行った画像信号をＴＶ１０に出力する。たとえ
ば、図５（Ａ）に示す風景が、円錐ミラー１２にて座標
変換関数ｆ（ｘ，ｙ）で座標変換されて図５（Ｂ）に示
すようにＣＣＤカメラ１４に撮像される場合に、変換装
置４は図６に示すように図５（Ｂ）のＣＣＤカメラ１４
の撮像結果に応じた画像信号を入力し、この画像信号に
対して円錐ミラー１２の座標変換関数ｆ（ｘ，ｙ）の逆
変換ｆ^-1（ｘ，ｙ）を行うことで画像信号を復元し、こ
の復元された画像信号をＴＶ１０に出力する。つまり、
図５（Ｂ）の像Ａ２を拡張、像Ｃ２を圧縮し、それぞれ
像Ａ３，Ｃ３に変換し、この変換に応じた画像信号をＴ
Ｖ１０に出力する。

【００２３】図７に変換装置４の構成図を示す。図７に
示すように、変換装置４は、メモリ３０、ＲＧＢ変換回
路３２、Ｒ記録回路３４、Ｇ記録回路３６、Ｂ記録回路
３８、出力同期信号発生回路４２、および、入力回路６
８で構成される。

【００２４】メモリ３０は、ミキサー８を介してＣＣＤ
カメラ１４から入力した画像信号Ｓ８を記憶する。この
とき、画像信号Ｓ８は、たとえば、輝度信号、色信号お
よび同期信号が合成されたコンポジット信号である。

【００２５】ＲＧＢ変換回路３２は、メモリ３０に記憶
された画像信号Ｓ３０を読み込み、画像信号Ｓ３０に含
まれる色信号を基に、画像信号Ｓ３０をＲＧＢ分解しＲ
（赤）信号Ｓ３２ｒ、Ｇ（緑）信号Ｓ３２ｇ、Ｂ（青）
信号Ｓ３２ｂの３つの色差信号を取り出し、Ｓ３２ｒを
Ｒ記録回路３４に、Ｓ３２ｇをＧ記録回路３６に、Ｓ３
２ｂをＢ記録回路３８にそれぞれ出力する。また、ＲＧ
Ｂ変換回路３２は、Ｒ記録回路３４、Ｇ記録回路３６お
よびＢ記録回路３８に対して、これらがそれぞれＲ信号
Ｓ３２ｒ、Ｇ信号Ｓ３２ｇおよびＢ信号Ｓ３２ｂの入力
する際のタイミングを取るための同期信号Ｓ３２ｓを出
力する。

【００２６】出力同期信号発生回路４２は、Ｒ記録回路
３４、Ｇ記録回路３６およびＢ記録回路３８に対して、
それぞれが記録したＲ信号、Ｇ信号およびＢ信号をＴＶ
１０に出力するタイミングを示す出力同期信号Ｓ４２を
ＴＶ１０に出力する画像の出力する。

【００２７】入力回路６８は、たとえば、使用者が入力
回路６８に設けられたキーを操作し、ＣＣＤカメラ１４
が撮像した画像のうち変換装置４を用いて座標変換して
ＴＶ１０に表示する領域を極座標で指定する。たとえ
ば、図９に示す領域８０を変換装置４によって座標変換
してＴＶ１０に映し出したい場合には、利用者は入力回
路６８にθ１、θ２、ｒ１およびｒ２を入力する。

【００２８】θカウンタ６４およびｙデコーダ６２は、
入力回路６８から入力されたθ１，θ２、および、ｒ
１，ｒ２をそれぞれｘデコーダ６０およびｙデコーダ６
２に出力する。ｘデコーダ６０は、下記式ｘ＝ｃｏｓθ を基にＣＣＤカメラ１４の撮像結果のうちｘ座標がｃｏ
ｓθ１〜ｃｏｓθ２の間の領域に存するＣＣＤカメラ１
４の画素のｘ座標を示す信号Ｓ６０を読み出し回路５８
に出力する。ｙデコーダ６２は、下記式ｘ＝ｓｉｎθ を基にＣＣＤカメラ１４の撮像結果のうちｙ座標がｓｉ
ｎθ１〜ｓｉｎθ２の間の領域に存するＣＣＤカメラ１
４の画素のｙ座標を示す信号Ｓ６２を読み出し回路５８
に出力する。

【００２９】Ｒ記録回路３４は、ＲＧＢ変換回路３２か
らのＲ信号Ｓ３２ｒ、および、出力同期信号発生回路４
２からの同期信号Ｓ４２を入力し、Ｒ信号Ｓ３２ｒを記
録し、同期信号Ｓ４２に基づいてＴＶ１０の画像の走査
に応じた変換画像信号Ｓ３４をＴＶ１０に出力する。Ｇ
記録回路３６およびＢ記録回路３８はＲ信号Ｓ３２ｒの
代わりにＧ信号Ｓ３２ｇおよびＢ信号Ｓ３２ｂを入力
し、基本的な構成Ｒ記録回路３４と同一である。

【００３０】図８にＲ記録回路３４の構成図を示す。図
８に示すように、Ｒ記録回路３４は、ｘデコーダ５０、
ｙデコーダ５２、書き込み回路５４、メモリ５６、読み
出し回路５８、ｘデコーダ６０、ｙデコーダ６２、θカ
ウンタ６４、および、ｒカウンタ６６で構成される。

【００３１】ｘデコーダ５０およびｙデコーダ５２は、
ＲＧＢ変換回路３２から同期信号Ｓ３２ｓ信号を入力
し、この同期信号Ｓ３２ｓを基に書き込み回路５４がＲ
ＧＢ変換回路３２から入力したＲ信号を出力したＣＣＤ
カメラ１４の画素のｘ座標およびｙ座標をそれぞれ算出
し、これらをそれぞれ書き込み回路５４に出力する。

【００３２】書き込み回路５４は、ＲＧＢ変換回路３２
からのＲ信号Ｓ３２ｒ、ｘデコーダ５０からの画素のｘ
座標を示す信号Ｓ５０、および、ｙデコーダ５２からの
画素のｙ座標を示す信号Ｓ５２を入力し、メモリ５６の
信号Ｓ５０および信号Ｓ５２から算出されたアドレスに
Ｒ信号の情報を記憶させる。

【００３３】メモリ５６は、書き込み回路５４からの信
号に応じて書き込み回路５４がＲＧＢ変換回路３２から
入力したＲ信号を所定のアドレスに記憶する。このメモ
リ５６は、たとえば、ＲＧＢ変換回路３２からＲ記録回
路３４に出力されるＲ信号のＣＣＤカメラ１４の１フレ
ーム画像を記憶できる容量を有している。

【００３４】読み出し回路５８は、出力同期信号発生回
路４２からの出力同期信号Ｓ４２、ｘデコーダ６０から
の信号Ｓ６０、および、ｙデコーダ６２からの信号Ｓ６
２を入力し、出力同期信号Ｓ４２に基づいてＴＶ１０に
映し出す画像の走査に応じたＲ信号Ｓ３２ｓをメモリ５
６から読み込みＴＶ１０に出力する。このとき、ＴＶ１
０の画像の座標（Ｘ，Ｙ）に位置する画素のＲ信号Ｓ３
２ｓを読み込む場合には、この画素のＲ信号Ｓ３２ｓ
は、座標（Ｘ，Ｙ）に対して座標変換ｆ^-1を行ったＣＣ
Ｄカメラ１４の座標（ｘ，ｙ）に位置する画素のＲ信号
Ｓ３２ｓに対応する。そのため、メモリ５６のＣＣＤカ
メラ１４の座標（ｘ，ｙ）に位置する画素のＲ信号Ｓ３
２ｓが記録されたアドレスからＲ信号Ｓ３２ｓを読み込
めば、ＴＶ１０の出力画像の座標（Ｘ，Ｙ）に位置する
画素のＲ信号Ｓ３２ｓを読み込むことができる。座標変
換ｆ^-1は、たとえば、出力画像の座標（Ｘ，Ｙ）を入力
し、この座標に対応したメモリ５６のアドレスを出力す
る変換テーブルを予め用意して、この変換テーブルを用
いることで読み込みアドレスを得るようにする。また、
読み出し回路５８は、ｘデコーダ６０およびｙデコーダ
６２から入力した信号Ｓ６０および信号Ｓ６２に基づい
て、ＴＶ１０に出力される画像の範囲を特定し、この範
囲画像に対応するＲ信号Ｓ３２ｓを走査に応じてメモリ
５６から読み込みＴＶ１０に出力する。

【００３５】ＴＶ１０は、変換装置４からの画像信号を
入力し、この画像信号に応じた画像をディスプレイに映
し出す。このとき、ＴＶ１０は、変換装置４から撮像装
置２が撮像した撮像装置２の下方の全方位（３６０°）
の風景に応じた出力画像信号を入力するが、この出力画
像信号を、たとえば、それぞれ９０°の風景に対応する
画像信号に分割し、分割された画像信号に応じた画像を
それぞれディスプレイに表示する。ディスプレイの表示
方法としては、撮像装置２が撮像した撮像装置２の下方
の全方位（３６０°）の風景を１枚の画像で表示する方
法をとってもよい。本実施例の表示システムによれば、
撮像装置の回転運動を行うことなく、撮像装置２の下方
全方位の風景を撮像することができる。

【００３６】上述の実施例では、ＣＣＤカメラ１４の撮
像結果を変換装置４で変換してからＴＶ１０に出力した
が、ＣＣＤカメラ１４の撮像結果をそのままＴＶ１０に
出力してもよい。この場合には、ＴＶ１０に図５（Ｂ）
に示す画像がそのまま映し出される。また、円錐ミラー
１２の図４に示す中心角度θは、θ＜９０°であっても
よい、この場合には円錐ミラー１２は撮像装置２の上方
全方位の風景をＣＣＤカメラ１４に指向し、この風景像
がＴＶ１０にて表示される。

【００３７】次に本発明の表示システムの第２の実施例
について説明する。図１０に本実施例の表示システムの
構成斜視図を示す。図１１（Ａ）に本実施例の表示シス
テムの概略断面図を示す。図１０に示すように本実施例
の表示システムは、円錐ミラー１２、補正レンズ１９、
ＣＣＤカメラ１４、および、ＴＶ１０で構成されてい
る。

【００３８】補正レンズ１９は、円錐ミラー１２とＣＣ
Ｄカメラ１４との間に設けられ、円錐ミラー１２の側面
１２ａにて圧縮拡張変換ｆで反射された撮像装置２の下
方の全方位の風景像に対して光学的に逆圧縮拡張変換ｆ
^-1を行い、この逆圧縮拡張変換ｆ^-1された風景像をＣＣ
Ｄカメラ１４に撮像させる。図１１（Ｂ）に示すよう
に、補正レンズ１９は、中心Ｏ’から基準半径ｒ０まで
が凹レンズの形状で形成され、基準半径ｒ０から半径ｒ
１までが凸レンズの形状で形成されたレンズである。円
錐ミラー１２の側面１２ａにて圧縮変換された風景像が
補正レンズ１９の中心Ｏ’から基準半径ｒ０の凹ンズに
て拡張変換され、側面１２ａにて拡張変換された風景像
が補正レンズ１９の基準半径ｒ０から半径ｒ１の凸レン
ズにて圧縮変換されてＣＣＤカメラ１４で撮像される。
補正レンズ１９の基準半径ｒ０の位置にて反射された像
は圧縮拡張されない。この基準半径ｒ０は、ＣＣＤカメ
ラ１４の半径の撮像面積に応じて決定される。

【００３９】図１２（Ａ）に補正レンズ１９の凹レンズ
による圧縮変換の図を示す。図１２（Ａ）に示すよう
に、ＣＣＤカメラ１４の中心Ｏから距離ｒ（ｒ≧ｒ０）
における像は、補正レンズ１９の凹レンズによって座標
変換され、線分ＰＱ上の像に圧縮される。このとき、線
分ＰＱの距離はπ・ｒ０／２である。図１２（Ｂ）に補
正レンズ１９の凸レンズによる拡張変換の図を示す。図
１２（Ｂ）に示すように、ＣＣＤカメラ１４の中心Ｏか
ら距離ｒ（ｒ＜ｒ０）における像は、補正レンズ１９の
凹レンズによって座標変換され、線分Ｐ’Ｑ’上の像に
拡張される。このとき、線分Ｐ’Ｑ’の距離はπ・ｒ０
／２である。

【００４０】図５（Ｂ）に示す円錐ミラー１２の側面１
２ａにて反射された風景を補正レンズ１９を介してＣＣ
Ｄカメラ１４で撮像すると、図１３に示すような像Ａ
４，Ｂ４，Ｃ４が撮像される。この像は像Ｂ４を基準と
して圧縮拡張されていなく、ＣＣＤカメラ１４の撮像結
果をＴＶ１０に出力すれば、ＴＶ１０に映し出される像
は画像全体にわたり均一なものになる。つまり、円錐ミ
ラー１２の側面１２ａにて光学的に圧縮拡張変換ｆされ
た像を補正レンズ１９を用いてさらに光学的に逆圧縮拡
張変換ｆ^-1してＣＣＤカメラ１４で撮像することで全体
的に均一に圧縮拡張された画像をＴＶ１０に表示するこ
とができる。ＣＣＤカメラ１４で撮像する前に光学的に
逆圧縮拡張変換ｆ^-1を行うため誤差の発生をＣＣＤカメ
ラ１４による誤差のみに抑えることができる。

【００４１】次に本発明の表示システムの第３の実施例
について説明する。図１４に本実施例の表示システムの
構成図を示す。図１４に示すように、本実施例の表示シ
ステムは、上述した第１の実施例の表示システムと反射
手段および変換手段のみ異なる。本実施例の表示システ
ムは、反射手段として撮像装置１０２の多角錐体として
の正四角錐ミラー１１２を用いる。また、変換装置１０
４は、正四角錐ミラー１１２の形状に応じてＣＣＤカメ
ラ１４からの画像信号の処理を行う。

【００４２】正四角錐ミラー１１２について説明する。
正四角錐ミラー１１２は、図１５に示すように正四角錐
形状をしていてその４つの側面１１２ａが鏡面で形成さ
れている。また、第１の実施例と同様に、アンテナ柱１
６の先端にＣＣＤカメラ１４の位置する部分がアンテナ
柱１６の先端に向けられて固定して設置される。図１６
に図１５の断面線１１１における撮像装置１０２の概略
断面図を示す。図１６に示すように、正四角錐ミラー１
１２はその反射角度θ２がθ２≧９０°であり、撮像装
置１０２の下方のそれぞれの側面１１２ａの方向に存す
る物体の像を反射しＣＣＤカメラ１４に指向する。

【００４３】このとき、ＣＣＤカメラ１４が撮像する画
像は図１７に示すような画像であり、図１５に示すよう
にｘ，ｙ，ｚ座標を定めると、側面１１２ａの縁１１２
ｂにて指向されＣＣＤカメラ１４で撮像されるｘ，ｙ座
標における撮像領域は、図１８に示す領域１１１であ
る。この撮像領域１１１は、円錐ミラー１２とＣＣＤカ
メラ１４の距離、正四角錐ミラー１１２の反射角θ２、
ＣＣＤカメラ１４の直径等によって異なるため、撮像対
象となる領域によってこれらの値を決定する。図１５に
示すように縁１１２ｂからの距離をＬとすると、縁１１
２ａから距離Ｌに位置する側面１１２ｃにて反射される
風景、つまり図１８における撮像距離Ｍには、Ｍ∝１／
Ｌの関係がある。つまり、ＣＣＤカメラ１４の撮像範囲
は、図１７および図１８の原点Ｏに近づくにつれて減少
している。

【００４４】変換装置１０４について説明する。図１９
に変換装置１０４の構成図を示す。変換装置１０４は、
図１９に示すように、メモリ１３０、書き込み回路１５
４、メモリ１５６、および、読み出し回路１５８で構成
される。

【００４５】メモリ１３０は、上述したメモリ３０と同
様にミキサー１０８を介してＣＣＤカメラ１４から、Ｃ
ＣＤカメラ１４の撮像画像の走査に応じた画像信号Ｓ１
０８を入力する。

【００４６】書き込み回路１５４は、上述した書き込み
回路５４と同様に、メモリ１３０からの画像信号Ｓ１３
０を入力し、ＣＣＤカメラ１４の撮像画像のｘ，ｙ座標
に応じたメモリ１５６の所定のアドレスに画像信号Ｓ１
３０を記憶する。メモリ１５６は、メモリ５６と同一で
ある。

【００４７】読み出し回路１５８は、図１７に示すＣＣ
Ｄカメラ１４の撮像結果を正四角錐ミラー１１２の４つ
の側面１１２ａのそれぞれに対応した画像をそれぞれ４
つのフレームとして別々にＴＶ１０に映し出すために、
メモリ１５６に記憶された画像信号のうち正四角錐ミラ
ー１１２の１つの側面１１２ａについての画像情報を走
査位置に応じて読み込みＴＶ１０に出力する。このと
き、ＴＶ１０のディスプレイには、たとえば、図２０に
示すように北（Ｎ）と西（Ｗ）の方向の風景の画像１５
９が映し出される。四方の風景を映し出すには、上述し
た読み出し回路１５８の処理を４回行い、それぞれの画
像信号をＴＶ１０に出力して表示する。

【００４８】本実施例では、ＣＣＤカメラ１４の撮像結
果を変換装置１０４で変換してＴＶ１０に出力したが、
正四角錐ミラー１１２にて反射された風景像は、圧縮拡
張されていないため、ＣＣＤカメラ１４の撮像結果をそ
のままＴＶ１０に出力して表示してもよい。また、正四
角錐ミラー１１２の代わりに、正八角錐ミーラまたはそ
の他の多角錐ミラーを用いてもよい。また、正四角錐ミ
ラー１１２の図１６に示す中心角θ２は、θ２＜９０°
であってもよい、この場合には上述した第１の実施例と
同様に正四角錐ミラー１１２は撮像装置１０２の上方全
方位の風景をＣＣＤカメラ１４に指向する。

【００４９】本発明の第４の実施例について説明する。
図２１に本実施例の表示システムの構成図を示す。図２
１に示すように、本実施例の表示システムは、上述した
第１および第３の実施例の表示システムと反射手段およ
び変換手段のみ異なる。本実施例の表示システムは、反
射手段として撮像装置２０２の反射板としての回転ミラ
ー２１２を用いる。また、変換装置２０４は回転ミラー
２１２の回転に応じてＣＣＤカメラ１４からの画像信号
を入力し所定の処理を行い、この処理された画像信号を
ＴＶ１０に出力する。

【００５０】回転ミラー２１２について説明する。回転
ミラー２１２は、図２２に示すように板状の形状をして
いて、ＣＣＤカメラ１４と向かい合う面が鏡面で形成さ
れている。この回転ミラー２１２は、撮像装置２０２の
表面に固定して取り付けられたモータ２１４と回転軸２
１３を介して連結され、回転軸２１３がモータ２１４で
駆動されて回転し、この回転軸２１３と連動して所定の
回転速度で回転する。回転ミラー２１２と回転軸２１３
のなす角度θ３は、θ３≦９０°であり、回転ミラー２
１２の下方に存する物体の像を反射しＣＣＤカメラ１４
に指向する。このとき、ＣＣＤカメラ１４が撮像する画
像は図２３に示すような画像であり、回転ミラー２１２
の下方の風景の像２０１が映し出される。

【００５１】変換装置２０４について説明する。図２４
に変換装置２０４の構成図を示す。図２４に示すよう
に、変換装置２０４は、メモリ２３０、画像結像回路２
５４、および、メモリ２５６で構成される。メモリ２３
０は、上述したメモリ１３０と同様にミキサー８を介し
てＣＣＤカメラ１４から、ＣＣＤカメラ１４の撮像画像
の走査に応じた画像信号Ｓ１０８を所定の周期で入力す
る。たとえば、回転ミラー２１２が回転停止時にその下
方の４５°の風景を撮像できる場合には、４５°単位で
３６０°／４５°＝８回回転を行えば全方位（３６０
°）の風景を撮像することができるため、回転ミラー２
１２が１回転するのに要する時間をＴとすると、メモリ
２３０の入力周期はＴ／８とする。つまり、回転ミラー
２１２が１回転すると、メモリ２３０にはＣＣＤカメラ
１４が撮像した８個の画像に応じた画像信号が記憶され
る。

【００５２】画像結像回路２５４は、たとえば、回転ミ
ラー２１２が１回転すると、メモリ２３０が記憶した８
個の画像信号を読み取り、これらを組み合わせることが
で撮像装置２０２の下方全方位（３６０°）の連続した
風景画像の画像信号を作成うる。そして、この画像信号
をメモリ２５６に出力する。メモリ２５６は、画像結像
回路２５４から入力した画像信号をＴＶ１０に出力し、
ＴＶ１０にてこの画像信号に応じた画像が表示される。
本実施例の表示システムによれば、回転ミラー２１２の
みを回転させるため、撮像装置のケ−ブル等が回転によ
ってねじれるを防止できる。

【００５３】本実施例は、画像結像回路２５４を用いる
ことなく、ＣＣＤカメラ１４が撮像した画像に応じた信
号をリアルタイムでＴＶ１０に出力して表示してもよ
い。また、上述した第１および第３の実施例と同様に、
回転ミラー２１２の図２２に示す中心角θ３は、θ３＜
９０°であっもよく、この場合には回転ミラー２１２は
撮像装置２０２の上方全方位の風景をＣＣＤカメラ１４
に指向する。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の表示シス
テムおよび撮像装置によれば、撮像手段の下方または上
方の全方位の風景（物体）を撮像することができる。ま
た、複数の撮像装置を用いる必要がなくなりコストの低
減が図れる。さらに、撮像手段は固定されたままである
ため、信頼性が高く耐久性に優れている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の表示システムの第１の実施例のシステ
ム構成図である。

【図２】本発明の表示システムの第１の実施例の各構成
要素の配置を説明するための図である。

【図３】本発明の表示システムの第１の実施例の撮像装
置の概略斜視図である。

【図４】本発明の表示システムの第１の実施例の撮像装
置の概略断面図である。

【図５】本発明の表示システムの第１の実施例のＣＣＤ
カメラの撮像結果を説明するための図である。

【図６】本発明の表示システムの第１の実施例の変換装
置における処理を説明するための図である。

【図７】本発明の表示システムの第１の実施例の変換装
置の構成図である。

【図８】本発明の表示システムの第１の実施例の変換装
置のＲ記録回路の構成図である。

【図９】本発明の表示システムの第１の実施例の変換装
置の入力回路の入力方法を説明するための図である。

【図１０】本発明の表示システムの第２の実施例の構成
斜視図である。

【図１１】本発明の表示システムの第２の実施例の概略
断面図である。

【図１２】本発明の表示システムの第２の実施例の補正
レンズの補正方法を説明するための図である。

【図１３】本発明の表示システムの第２の実施例のＣＣ
Ｄカメラの撮像結果である。

【図１４】本発明の表示システムの第３の実施例のシス
テム構成図である。

【図１５】本発明の表示システムの第３の実施例のシス
テムの撮像装置の概略斜視図である。

【図１６】本発明の表示システムの第３の実施例のシス
テムの撮像装置の概略断面図である。

【図１７】本発明の表示システムの第３の実施例のシス
テムのＣＣＤカメラの撮像結果である。

【図１８】本発明の表示システムの第３の実施例のシス
テムの撮像装置の撮像範囲を示す図である。

【図１９】本発明の表示システムの第３の実施例のシス
テムの変換装置の構成図である。

【図２０】本発明の表示システムの第３の実施例のシス
テムのＣＣＤカメラの撮像結果を示す図である。

【図２１】本発明の表示システムの第４の実施例のシス
テム構成図である。

【図２２】本発明の表示システムの第４の実施例の撮像
装置の概略斜視図である。

【図２３】本発明の表示システムの第４の実施例のＣＣ
Ｄカメラの撮像結果である。

【図２４】本発明の表示システムの第４の実施例の変換
装置の構成図である。

【符号の説明】

２，１０２，２０２・・・撮像装置４，１０４，２０４・・・変換装置６・・・アンテナ８，１０８，２０８・・・ミキサー１０・・・ＴＶ１２・・・円錐ミラー１４・・・ＣＣＤカメラ１６・・・アンテナ柱１８・・・透明ガラス１９・・・補正レンズ３０，４０，５６，１３０，１５６，２３０，２５６・
・・メモリ３２・・・ＲＧＢ変換回路３４・・・Ｒ記録回路３６・・・Ｇ記録回路３８・・・Ｂ記録回路４２・・・出力同期信号発生回路５０，６０・・・ｘデコーダ５２，６２・・・ｙデコーダ５４，１５４・・・書き込み回路５８．１５８・・・読み出し回路６４・・・θカウンタ６６・・・ｒカウンタ１１２・・・四角錐ミラー２１２・・・回転ミラー２１３・・・回転軸２１４・・・モータ２５４・・・画像結像回路

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】撮像手段と、その外側側面に反射部材が用いられ、前記撮像手段を指
向する円錐形状の反射手段と、前記撮像手段と前記反射手段との間に配設され、前記反
射手段が指向した全方位の物体の像を光学的に逆圧縮拡
散変換して補正する補正レンズ手段と、前記撮像手段で撮像した画像を表示させる表示手段とを
有する表示システム。
【請求項２】撮像手段と、その外側側面に反射部材が用いられ、前記撮像手段を指
向する円錐形状の反射手段と、前記反射手段と前記撮像手段との間に配設され、前記反
射手段が指向した全方位の物体の像を光学的に逆圧縮拡
散変換して補正する補正レンズ手段とを有する撮像装
置。