(57)【要約】      （修正有）【課題】小さいサイズの撮像素子でありながら、広い観察画角を確保しつつ、鮮明な映像を上下方向正しく撮影可能な撮影装置を提供する。【解決手段】全方位の映像を投影することが可能な光学系と、前記光学系が投影した映像を撮像する撮像素子とを備えた撮影装置において、前記光学系は、約１８０°の映像を前記撮像素子に扇型の映像として撮像するように、前記撮像素子に対して偏心して配置されることを特徴とする。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
全方位の映像を投影することが可能な光学系と、
前記光学系が投影した映像を撮像する撮像素子と
を備えた撮影装置において、
前記光学系は、約１８０°の映像を前記撮像素子に扇型の映像として撮像するように、前記撮像素子に対して偏心して配置される
ことを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
前記光学系を、観察時に映像の上下方向が正しくなるように前記撮像素子に対して偏心することを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項３】
観察時の像の上下方向を正しくする像反転機能を有することを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項４】
観察時の像の上下方向を正しくする像回転機能を有することを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の撮影装置。
【請求項５】
前記光学系と前記撮像素子との偏心方向で、撮影する映像の反対側に操作部を有する
ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１つに記載の撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮影装置に関し、広い観察画角で撮影することが可能な撮影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、虚像を観察する光学系として、特許文献１〜３のようなものが知られている。
【特許文献１】特開２００２−１９６４３８号公報
【特許文献２】特開２００４−１６４１４３号公報
【特許文献３】特開２００６−１２６３２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１〜３において知られている技術は、虚像を観察するものであるが、撮影画像の上下方向を調整することができなかった。例えば、一般に、図１３（ａ）に示すような風景を撮影装置で撮影した画像は、光学系によっては撮像面で図１３（ｂ）のように反転して撮像される。この場合、表示面に表示する際に、図１３（ｃ）のように撮像面での画像を反転して表示する。しかし、撮像面での状態は、撮影装置の光学系によって変化するものであり、常に同じ状態ではない。
【０００４】
本発明は、従来技術のこのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、小さいサイズの撮像素子でありながら、広い観察画角を確保しつつ、鮮明な映像を上下方向正しく撮影可能な撮影装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、全方位の映像を投影することが可能な光学系と、前記光学系が投影した映像を撮像する撮像素子と、を備えた撮影装置において、前記光学系は、約１８０°の映像を前記撮像素子に扇型の映像として撮像するように、前記撮像素子に対して偏心して配置されることを特徴とする。
【０００６】
また、前記光学系を、観察時に映像の上下方向が正しくなるように前記撮像素子に対して偏心することを特徴とする。
【０００７】
また、観察時の像の上下方向を正しくする像反転機能を有することを特徴とする。
【０００８】
また、観察時の像の上下方向を正しくする像回転機能を有することを特徴とする。
【０００９】
また、前記光学系と前記撮像素子との偏心方向で、撮影する映像の反対側に操作部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
以上の本発明の撮影装置においては、広い観察画角を確保しつつ、鮮明な映像を上下方向正しく撮影することが可能となる。また、撮像素子を有効利用することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の撮影装置の概念図である。
【図２】光学系及び撮像面を示す図である。
【図３】被写体を本発明の撮影装置で撮影した場合の撮像面及び表示面での状態を示す図である。
【図４】被写体を本発明の撮影装置で撮影した場合の撮像面及び表示面での状態を示す図である。
【図５】被写体を本発明の撮影装置で撮影した場合の撮像面及び表示面での状態を示す図である。
【図６】被写体を本発明の撮影装置で撮影した場合の撮像面及び表示面での状態を示す図である。
【図７】本発明の実施例１の視覚表示装置の光軸に沿ってとった断面図である。
【図８】本発明の実施例２の視覚表示装置の光軸に沿ってとった断面図である。
【図９】本発明の実施例３の視覚表示装置の光軸に沿ってとった断面図である。
【図１０】本発明の実施例４の視覚表示装置の光軸に沿ってとった断面図である。
【図１１】本発明の実施例５の視覚表示装置の光軸に沿ってとった断面図である。
【図１２】本発明の実施例６の視覚表示装置の光軸に沿ってとった断面図である。
【図１３】一般的な撮影装置で風景を撮影した場合の撮像面と表示面での状態である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施例に基づいて本発明にかかる視覚表示装置について説明する。図１は本発明にかかる撮影装置の概念図である。
【００１３】
本発明にかかる撮影装置１は、図１に示すように、撮影装置本体２と、レンズ部３とからなる。撮影装置本体２は、図示しない撮像素子２１及び表示面２２を有する。
【００１４】
また、レンズ部３は、全方位（３６０°）を撮影することが可能な光学系３１を有し、撮影装置本体２と着脱可能な構成でもよい。
【００１５】
図２は、光学系及び撮像素子を示す図である。
【００１６】
撮像面としては、約１８０°の映像を撮像する撮像素子２１を有し、光学系３１の中心軸３２に対して、所定の方向にずらして配置されている。言い換えれば、光学系３１は、約１８０°の映像を撮像素子２１に扇型の映像として撮像するように、撮像素子２１中心に対して偏心し、ずらして配置される。撮像素子２１は、少なくとも通常の１／２の大きさであればよい。なお、光学系３１の中心軸３２と撮像素子２１とは、それぞれ交差してもよい。
【００１７】
また、光学系３１を、観察時に映像の上下方向が正しくなるように撮像素子２１に対して偏心することが好ましい。
【００１８】
また、観察時の像の上下方向を正しくする像反転機能を有することが好ましい。
【００１９】
また、観察時の像の上下方向を正しくする像回転機能を有することが好ましい。
【００２０】
また、光学系３１と撮像素子２１との偏心方向で、撮影する映像の反対側に操作部としてのシャッターボタン４を有することが好ましい。
【００２１】
図３〜図６は、被写体を本発明の撮影装置で撮影した場合の撮像面及び表示面での状態を示す図である。
【００２２】
本発明に係る撮影装置１で撮影した場合の撮像素子２１及び表示面２２での状態は、光学系３１により、図３〜図６の４つのパターンを有する。
【００２３】
図３は、光学系３１内の凸面で１回反射する場合等である。図３（ａ）は、撮像素子２１での状態、図３（ｂ）は、補正前の表示面２２’での状態、図３（ｃ）は、補正後の表示面２２での状態である。
【００２４】
光学系３１内の凸面で１回反射すると、撮像素子２１での像は、図３（ａ）に示すように、上下方向は正しいが、左右が反転し、補正前の表示面２２’では、図３（ｂ）に示すように、左右は正しいが、上下方向が反転する。そのため、光学系３１内の凸面で１回反射する場合、補正前の表示面２２’の像を上下反転するように補正し、図３（ｃ）に示すように、上下左右の正しい映像とする。
【００２５】
図４は、光学系３１内の凹面で１回反射する場合等である。図４（ａ）は、撮像素子２１での状態、図４（ｂ）は、補正前の表示面２２’での状態、図４（ｃ）は、補正後の表示面２２での状態である。
【００２６】
光学系３１内の凹面で１回反射すると、撮像素子２１での像は、図４（ａ）に示すように、上下方向は正しいが、左右が反転し、補正前の表示面２２’では、図４（ｂ）に示すように、左右は正しいが、上下方向が反転する。そのため、光学系３１内の凹面で１回反射する場合、補正前の表示面２２’の像を上下反転するように補正し、図４（ｃ）に示すように、上下左右の正しい映像とする。
【００２７】
図５は、光学系３１内で２回反射し、１回結像する場合等である。図５（ａ）は、撮像素子２１での状態、図５（ｂ）は、補正前の表示面２２’での状態、図５（ｃ）は、補正後の表示面２２での状態である。
【００２８】
光学系３１内で２回反射し、１回結像すると、撮像素子２１での像は、図５（ａ）に示すように、上下左右の正しい像となる。しかし、補正前の表示面２２’では、図５（ｂ）に示すように、上下左右が反転する。そのため、光学系３１内で２回反射し、１回結像する場合、補正前の表示面２２’の像を１８０°回転するように補正し、図５（ｃ）に示すように、上下左右の正しい映像とする。
【００２９】
図６は、光学系３１内で２回反射し、２回結像する場合等である。図６（ａ）は、撮像素子２１での状態、図６（ｂ）は、表示面２２での状態である。
【００３０】
光学系３１内で２回反射し、２回結像すると、撮像素子２１での像は、図６（ａ）に示すように、上下左右の正しい像となる。しかし、表示面２２では、図６（ｂ）に示すように、上下左右が反転する。そのため、光学系３１内で２回反射し、２回結像する場合、表示面２２の像はそのままで補正する必要はない。
【００３１】
このように、光学系の反射回数及び結像回数により、表示面２２に表示する像の向きの補正が決定する。反射回数をＳ、結像回数をＴとすると、以下の式（１）を満足する場合、表示面２２に表示する像は、上下反転して表示する。
Ｓ＝２ｎ−１                                      ・・・（１）
ただし、ｎは自然数である。
【００３２】
また、以下の式（２）を満足する場合、表示面２２に表示する像は、１８０°回転して表示する。
Ｓ＋Ｔ＝２ｎ＋１                                  ・・・（２）
ただし、ｎは自然数である。
【００３３】
また、以下の式（３）を満足する場合、表示面２２に表示する像は、補正せず、そのまま表示する。
Ｓ＋Ｔ＝２（ｎ＋１）                              ・・・（３）
ただし、ｎは自然数である。
【００３４】
以下に、本発明の撮影装置１の光学系の実施例を説明する。矢印Ａは、撮像素子２１を見る方向、矢印Ｙは、図３〜図６の矢印Ｙに相当し、撮像素子２１の上方向を示す。
【００３５】
実施例１の撮影装置１の光学系３１の中心軸３２に沿ってとった断面図を図７に示す。
【００３６】
本実施例１は、１回反射１回結像の光学系３１である。光束は、凸面で１回反射し、１回結像して撮像素子２１に入射する。この場合、反射回数と結像回数は、上記式（１）に対応し、映像は、撮像素子２１では、図３（ａ）のように撮像され、表示面２２では、補正しないと図３（ｂ）のように表示されてしまうので、上下方向反転させ、図３（ｃ）のように表示する。
【００３７】
実施例２の撮影装置１の光学系３１の中心軸３２に沿ってとった断面図を図８に示す。
【００３８】
本実施例２は、１回反射１回結像の光学系３１である。光束は、凹面で１回反射し、１回結像して撮像素子２１に入射する。この場合、反射回数と結像回数は、上記式（１）に対応し、映像は、撮像素子２１では、図４（ａ）のように撮像され、表示面２２では、補正しないと図４（ｂ）のように表示されてしまうので、上下方向反転させ、図４（ｃ）のように表示する。
【００３９】
実施例３の撮影装置１の光学系３１の中心軸３２に沿ってとった断面図を図９に示す。
【００４０】
本実施例３は、２回反射１回結像の光学系３１である。光束は、透明媒体で２回反射し、１回結像して撮像素子２１に入射する。この場合、反射回数と結像回数は、上記式（２）に対応し、映像は、撮像素子２１では、図５（ａ）のように撮像され、表示面２２では、補正しない場合図５（ｂ）のように表示されてしまうので、１８０°回転させ、図５（ｃ）のように表示する。
【００４１】
実施例４の撮影装置１の光学系３１の中心軸３２に沿ってとった断面図を図１０に示す。
【００４２】
本実施例４は、２回反射３回結像の光学系３１である。光束は、透明媒体で２回反射し、３回結像して撮像素子２１に入射する。この場合、反射回数と結像回数は、上記式（２）に対応し、映像は、撮像素子２１では、図５（ａ）のように撮像され、表示面２２では、補正しない場合図５（ｂ）のように表示されてしまうので、１８０°回転させ、図５（ｃ）のように表示する。
【００４３】
実施例５の撮影装置１の光学系３１の中心軸３２に沿ってとった断面図を図１１に示す。
【００４４】
本実施例５は、２回反射２回結像の光学系３１である。光束は、透明媒体で２回反射し、２回結像して撮像素子２１に入射する。この場合、反射回数と結像回数は、上記式（３）に対応し、撮像素子２１では、図６（ａ）のように撮像され、表示面２２では、図６（ｂ）のように表示される。この場合、映像を表示面２２に表示する際の補正は必要ない。
【００４５】
実施例６の撮影装置１の光学系３１の中心軸３２に沿ってとった断面図を図１２に示す。
【００４６】
本実施例６は、２回反射２回結像の光学系３１である。光束は、透明媒体で２回反射し、２回結像して撮像素子２１に入射する。この場合、反射回数と結像回数は、上記式（３）に対応し、撮像素子２１では、図６（ａ）のように撮像され、表示面２２では、図６（ｂ）のように表示される。この場合、映像を表示面２２に表示する際の補正は必要ない。
【００４７】
なお、各実施例１〜６における撮影装置１は、光学系３１内での反射回数と結像回数に応じて観察時の像の上下方向を正しくするために、映像を反転させる像反転手段や映像を回転させる像回転手段を有することが好ましい。
【００４８】
このように、本実施形態の撮影装置においては、広い観察画角を確保しつつ、鮮明な映像を上下方向正しく撮影することが可能となる。また、撮像素子２１は、少なくとも通常の１／２の大きさであればよいので、撮像素子２１を有効利用することが可能となる。
【符号の説明】
【００４９】
１…撮影装置
２…撮影装置本体
２１…撮像面
２２…表示面
３…レンズ部
３１…光学系
３２…光軸
４…操作部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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