(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多角錐状に配置された複数の平面ミラーと、各平面ミラーに対向してそれぞれ配置された複数のカメラを有する撮像装置であって、
上記カメラのレンズの光軸を通る光線の上記平面ミラーに対する入射角度が４５度未満とされ、
上記平面ミラーが、複数のレンズから成るレンズ群の中間に配置されている
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
多角錐状に配置された複数の平面ミラーと、各平面ミラーに対向してそれぞれ配置された複数のカメラを有する撮像装置であって、
上記カメラのレンズの先端部の直径をＤ、該レンズの焦点距離をｆ、上記カメラの撮像素子の対角長をＡとしたとき、
Ｄ／Ａ＜４かつｆ／Ｄ＞０．１５を満たす
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
多角錐状に配置された複数の平面ミラーと、各平面ミラーに対向してそれぞれ配置された複数のカメラを有する撮像装置であって、
上記カメラのレンズの先端部角から最も近接する撮像画角端光線までの距離をＣ、上記カメラの撮像素子の対角長をＡとしたとき、
０＜Ｃ＜２Ａを満たす
ことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全方位や全周等広い範囲を撮影することができる撮像装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、多数のビデオカメラを１つの筐体に収納し、全方位あるいは全周を同時に撮像するカメラが種々開発されている。
【０００３】
その方法の１つとして、例えば多角錐状に配置されたミラーを用いて、撮像視点を仮想的に一致させることにより複数カメラ間で発生するパララックス（視差）を解消する方法が提案されている（米国特許６１１５１７６号参照）。
【０００４】
上述した多角錐状に配置されたミラーを用いた構成の撮像装置の一例の概略構成図を図６に示す。
この撮像装置は、多角錐状、この場合は８角錐状に配置された８枚の平面ミラー４４と、各平面ミラー４４に対向してそれぞれ１個ずつ配置されたカメラ４１とを備えて成る。図６では、このうち撮像装置の中心線を通る鉛直面にある２枚の平面ミラー４４及び２個のカメラ４１が示されている。
各カメラ４１にはレンズ４２及び撮像素子４３が設けられ、撮像素子４３やその他の部品が収納された図示しないカメラ本体にレンズ４２が取り付けられてカメラ４１が構成される。
【０００５】
この撮像装置において、画角最上部の画角端光線４６Ａ、画角最下部の画角端光線４６Ｂ、レンズ光軸４７上を通過する光線は、ミラー４４で反射してレンズ４２に入射し、撮像素子４３上に結像する。
【０００６】
そして、複数のカメラ４１において、平面ミラー４４による仮想的な視点中心４５を略一致させることにより、パララックスを抑制することができる。これにより、複数のカメラ４１による画像を張り合わせて、全方位或いは全周等の広い範囲の画像が得られる。
【０００７】
この図６の場合には、レンズ光軸４７を通る光線の平面ミラー４４への入射角度が４５度となっている。そのためレンズ光軸４７を通る光線は水平に平面ミラー４４へ入射し、平面ミラー４４で反射されて鉛直方向に向かってレンズ４２に入射するようになっている。
【０００８】
図６の撮像装置において、画角最下部の画角端光線４６Ａとレンズ４２の先端部角との距離はＣＬとなっている。
レンズ４２の先端が写りこむことのないようにするには、つまり「けられ」のない画像を撮像するには、ＣＬ＞０である必要がある。
図６に示すように、撮像装置の大きさを支配決定しているのは、ミラー４４の上部先端からカメラ４１の下端まで（図６では撮像素子４３まで）の高さＨＬ及び８角錐状ミラー４４の上端部の大きさＬＬである。
そして、撮像装置を小型化するためには、これら高さＨＬ及び大きさＬＬを小さくすることが求められる。
【０００９】
これら高さＨＬ及び大きさＬＬを小さくするためには、図７に示すように、カメラ４１（レンズ４２及び撮像素子４３）を平面ミラーに近づければよい。その結果、平面ミラー４４Ｓを図６の平面ミラー４４より小さくすることが可能になり、ミラー４４Ｓの上部先端からカメラ４１の下端までの高さＨＳ及び８角錐状ミラー４４Ｓの上端部の大きさＬＳについて、ＨＳ＜ＨＬ，ＬＳ＜ＬＬとなる。即ち撮像装置を小型化することができる。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図７の場合には、画角最下部の画角端光線とレンズ４２の先端部角との距離が負となっていて、「けられ」を生じるため、撮像には不都合である。
従って、画角最下部の画角端光線とレンズ４２の先端部角との距離Ｃが正の値をとりかつできるだけ小さくなるようにする必要がある。
【００１１】
このとき、カメラ４１のレンズ４２の先端直径Ｄが撮像装置の小型化の制約となる。
【００１２】
このことから、カメラ４１を、距離Ｃ＝０となる位置より平面ミラーに近づけることはできない。
また、図６に破線で示すように、撮像素子４３等を収納したカメラ本体４１Ａの大きさ（特に横幅）がレンズ４２と比較してかなり大きい場合には、カメラ４１を平面ミラーに近づけていくと、各カメラ４１のカメラ本体４１Ａ同士がぶつかってしまう。例えば撮像素子として３個のＣＣＤ撮像素子を用いて１つのカメラを構成する場合には、カメラ本体が大きくなる。
これらの制約から、撮像装置のさらなる小型化が困難になっていた。
【００１３】
また、図６に示した撮像装置の構成では、平面ミラー４４とカメラ４１のレンズ４２の光軸４７とが入射角度４５度の位置関係にあり、この位置関係が平面ミラー４４の寸法を決定するため、その結果多角錐状ミラー及び撮像装置全体の寸法が大きくなる。
特に、撮像装置の大きさを支配決定しているのは、平面ミラー４４の上部先端からカメラ４１の下端までの高さＨＬ及び角錐状ミラー４４の上端部の大きさＬＬである。
【００１４】
さらに、これら高さＨＬ及び大きさＬＬの値は、画角最下部の画角端光線とレンズ４２の先端部角との距離Ｃ（図６ではＣＬ）によっても影響されるため、この距離Ｃを適正に設定する必要がある。
【００１５】
しかしながら、この距離Ｃの値にはよらず、複数のカメラ４１の仮想的な視点中心４５を略一致させることが可能であるため、距離Ｃは任意の値をとることができ、従来は適正な値に設定されてはいなかったことから、撮像装置全体が大きくなっていた。
【００１６】
上述した問題の解決のために、本発明においては、ミラー及び撮像装置全体の大きさを小さくすることにより、小型化を図ることができる撮像装置を提供するものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明の撮像装置は、多角錐状に配置された複数の平面ミラーと、各平面ミラーに対向してそれぞれ配置された複数のカメラを有し、カメラのレンズの光軸を通る光線の平面ミラーに対する入射角度が４５度未満とされ、平面ミラーが、複数のレンズから成るレンズ群の中間に配置されているものである。
【００１８】
上述の本発明の撮像装置の構成によれば、カメラのレンズの光軸を通る光線の平面ミラーに対する入射角度が４５度未満とされていることにより、平面ミラーの上端からカメラの下端までの高さを小さくすることができると共に、平面ミラーから成る多角錐の底面積を小さくすることができる。これにより、撮像装置全体を小型化することが可能になる。
【００１９】
本発明の撮像装置は、多角錐状に配置された複数の平面ミラーと、各平面ミラーに対向してそれぞれ配置された複数のカメラを有し、カメラのレンズの先端部の直径をＤ、レンズの焦点距離をｆ、カメラの撮像素子の対角長をＡとしたとき、Ｄ／Ａ＜４かつｆ／Ｄ＞０．１５を満たすものである。
【００２０】
上述の本発明の撮像装置の構成によれば、カメラのレンズの先端部の直径をＤ、レンズの焦点距離をｆ、カメラの撮像素子の対角長をＡとしたとき、Ｄ／Ａ＜４かつｆ／Ｄ＞０．１５を満たすことにより、撮像素子の対角長Ａ及びレンズの焦点距離ｆが決まっている状態で、レンズの先端部の直径Ｄを小さくすることができるため、撮像装置を小型化することが可能になる。
【００２１】
本発明の撮像装置は、多角錐状に配置された複数の平面ミラーと、各平面ミラーに対向してそれぞれ配置された複数のカメラを有し、カメラのレンズの先端部角から最も近接する撮像画角端光線までの距離をＣ、カメラの撮像素子の対角長をＡとしたとき、０＜Ｃ＜２Ａを満たすものである。
【００２２】
上述の本発明の撮像装置の構成によれば、カメラのレンズの先端部角から最も近接する撮像画角端光線までの距離をＣ、カメラの撮像素子の対角長をＡとしたとき、０＜Ｃ＜２Ａを満たすことにより、撮像素子の対角長Ａが決まっている状態で、カメラのレンズの先端部角から最も近接する撮像画角端光線までの距離Ｃを小さくすることができるため、撮像装置を小型化することが可能になる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明は、多角錐状に配置された複数の平面ミラーと、各平面ミラーに対向してそれぞれ配置された複数のカメラを有する撮像装置であって、カメラのレンズの光軸を通る光線の平面ミラーに対する入射角度が４５度未満とされ、平面ミラーが複数のレンズから成るレンズ群の中間に配置されている撮像装置である。
【００２５】
本発明は、多角錐状に配置された複数の平面ミラーと、各平面ミラーに対向してそれぞれ配置された複数のカメラを有する撮像装置であって、カメラのレンズの先端部の直径をＤ、レンズの焦点距離をｆ、カメラの撮像素子の対角長をＡとしたとき、Ｄ／Ａ＜４かつｆ／Ｄ＞０．１５を満たす撮像装置である。
【００２６】
本発明は、多角錐状に配置された複数の平面ミラーと、各平面ミラーに対向してそれぞれ配置された複数のカメラを有する撮像装置であって、カメラのレンズの先端部角から最も近接する撮像画角端光線までの距離をＣ、カメラの撮像素子の対角長をＡとしたとき、０＜Ｃ＜２Ａを満たす撮像装置である。
【００２７】
図１は、撮像装置の概略構成図を示す。この図１は、撮像装置の中心線を通る鉛直面における断面図となっている。
【００２８】
この撮像装置は、多角錐状、この場合は８角錐状に配置された８枚の平面ミラー４と、各平面ミラー４に対向してそれぞれ１個ずつ配置されたカメラ１とを備えて成る。図１では、このうち撮像装置の中心線を通る鉛直面にある２枚の平面ミラー４及び２個のカメラ１が示されている。
各カメラ１にはレンズ２及び撮像素子３が設けられ、撮像素子３等が収納された図示しないカメラ本体にレンズ２が取り付けられてカメラ１が構成されている。
【００２９】
入射光線は、ミラー４で反射されてレンズ２に入射して、撮像素子３上に結像する。
【００３０】
そして、複数のカメラ１において、平面ミラー４による仮想的な視点中心５を略一致させることにより、パララックスを抑制することができる。これにより、複数のカメラ１による画像を張り合わせて、全方位或いは全周等の広い範囲の画像が得られる。
【００３１】
この撮像装置においては、特に、レンズ光軸７を通る光線の平面ミラー４への入射角度が３５度となっている。
レンズ光軸７を通る光線は、水平に平面ミラー４へ入射し、平面ミラー４で反射されて鉛直方向に対して斜め方向に向かってレンズ２に入射するようになっている。
【００３２】
この構成において、撮像装置全体の高さは平面ミラー４の上部端からカメラ１の下端まで（図１では撮像素子３まで）の高さＨ１となる。この高さＨ１と、多角錐状ミラーの上面の大きさＬ１とが撮像装置全体の支配的な寸法になる。
【００３３】
さらに、本発明の撮像装置の一実施の形態として、図１に示す撮像装置を変形した構成の撮像装置の概略構成図を図２に示す。
本実施の形態では、平面ミラー４の前段にレンズ前群８が配置され、このレンズ前群８と、カメラ本体に取り付けられたレンズ（レンズ後群）２との中間に平面ミラー４が配置された構成となっている。即ち複数のレンズから成るレンズ群の中間に平面ミラー４が配置された構成となっている。
本実施の形態の撮像装置においても、レンズ光軸７を通る光線の平面ミラー４への入射角度が３５度となっている。
【００３４】
この構成において、撮像装置全体の高さは、レンズ前群８の高さＨＨ１となる。この高さＨＨ１と、多角錐状ミラーの上面の大きさＬ１とが撮像装置全体の支配的な寸法になる。
その他の構成は図１に示した撮像装置の構成と同様であるので、同一符号を付して重複説明を省略する。
【００３５】
ここで、比較として、図６や図７に示した構成と同様に、カメラのレンズの光軸を通る光線の平面ミラーへの入射角度を４５度とした構成の撮像装置を図８及び図９に示す。
図１に示す撮像装置と図８に示す撮像装置は、レンズ２，５２として同一のレンズを使用してカメラ１，５１が構成されており、カメラ１，５１の大きさ及びレンズ２，５２から平面ミラー４，５４までの距離、撮像画角がそれぞれ等しくなっている。
また、図９に示す撮像装置は、図８に示す撮像装置に対して、図２のレンズ前群８と同様のレンズ前群５８を付加したものである。
【００３６】
そして、図１及び図２に示す各撮像装置と、図８及び図９に示す各撮像装置とについて、撮像装置全体の高さ（平面ミラー４，５４の上部端からカメラ１，５１の下端までの高さＨ１，Ｈ或いはレンズ前群８，５８の高さＨＨ１，ＨＨ）、並びに多角錐状ミラーの上面の大きさＬ１，Ｌを比較すると、Ｈ１＜Ｈ，ＨＨ１＜ＨＨ，Ｌ１＜Ｌとなっており、明らかに図１及び図２の方が小さくなっていることがわかる。
【００３７】
即ち図１及び図２に示す各撮像装置では、レンズ２の光軸７を通る光線の平面ミラー４に対する入射角度を３５度として、図８及び図９の４５度より小さくしたことにより、レンズ２を平面ミラー４に対して近づけなくても、撮像装置を小型化できることがわかる。
【００３８】
そして、前述したようにカメラ本体が大きい場合でも、カメラ本体がぶつかることなく撮像装置を小型化できるため、カメラ本体が大きい場合に特に有効である。
【００３９】
上述の各実施の形態の撮像装置の構成によれば、レンズ２の光軸７を通る光線の平面ミラー４に対する入射角度を３５度としていることにより、撮像装置全体の高さを小さくすることができると共に、平面ミラーから成る多角錐の底面積を小さくすることができるため、撮像装置を小型化することができる。
【００４０】
そして、撮像装置を小型化することができるため、撮像装置の設置自由度、可搬性の向上が可能となる。また、ミラー等の光学部品や光学部品を支持する機構部品を小型化できるため、製造コストの低減や、部品精度の向上によるパララックスの低減が可能となる。
【００４１】
尚、図１及び図２に示す各撮像装置では、レンズ２の光軸７を通る光線の平面ミラー４に対する入射角度を３５度としているが、この入射角度を４５度未満とすれば、同様に撮像装置を小型化できる効果を有する。
【００４２】
次に、本発明の撮像装置のさらに他の実施の形態の概略構成図を図３に示す。
この撮像装置は、多角錐状、この場合は８角錐状に配置された８枚の平面ミラー１４と、各平面ミラー１４に対向してそれぞれ１個ずつ配置されたカメラ１１とを備えて成る。図３では、このうち撮像装置の中心線を通る鉛直面にある２枚の平面ミラー１４及び２個のカメラ１１が示されている。
各カメラ１１にはレンズ１２及び撮像素子１３が設けられ、撮像素子１３等が収納された図示しないカメラ本体にレンズ１２が取り付けられてカメラ１１が構成されている。
【００４３】
入射光線は、ミラー１４で反射されてレンズ１２に入射して、撮像素子１３上に結像する。
また、レンズ光軸１７を通る光線の平面ミラー１４への入射角度は４５度となっている。
【００４４】
そして、複数のカメラ１１において、平面ミラー１４による仮想的な視点中心１５を略一致させることにより、パララックスを抑制することができる。これにより、複数のカメラ１１による画像を張り合わせて、全方位或いは全周等の広い範囲の画像が得られる。
【００４５】
本実施の形態においては、特にカメラ１１のレンズ１２として、レンズの先端部の直径Ｄ３が小さいレンズを採用する。
このように先端部の直径Ｄ３が小さいレンズを採用してレンズ１２を構成することにより、先に図７に示したと同様にレンズ１２を平面ミラー１４に近づけた場合に、レンズ１２の先端部角で「けられ」を発生しないための制約（画角最下部の画角端光線１６Ｂからレンズ１２の先端部角までの距離＞０）を緩和することができ、撮像装置のさらなる小型化を図ることができる。
【００４６】
さらに、本実施の形態においては、カメラ１１のレンズ１２について、次の条件式を満たすように構成する。
Ｄ／Ａ＜４  （１）
ｆ／Ｄ＞０．１５  （２）
（ただし、Ｄはカメラのレンズの先端部の直径、Ａはカメラの撮像素子の対角長、ｆはレンズの焦点距離をそれぞれ示す。）
【００４７】
上述した（１）（２）の条件式の意味は、（１）（２）を満たすとある画角以上の場合、レンズや撮像素子のサイズに対し、レンズの先端部直径Ｄが小さくなることを示しており、その結果、撮像装置の小型化が可能となる。
【００４８】
ここで、条件式（１）及び（２）の根拠を説明する。
ＣＣＤ固体撮像素子やＣＭＯＳ型の固体撮像素子をカメラに使用することを想定すると、通常撮像素子の対角長Ａの値は１〜１２ｍｍ程度である。
また、上下方向の画角を２×βとすると、レンズ自身が映りこまないようにするための条件から、
β≦４５度  （１１）
であり、またβとＡの関係として、
２ｆ×ｔａｎβ＝Ａ  （１２）
が成り立つ。よって、式（１１）及び（１２）より、
ｆ≧Ａ／２  （１３）
となる。
【００４９】
次に、撮像素子の対角長Ａの値に着目して場合分けして考える。
（ｉ）Ａ＝１ｍｍの場合、式（１３）からｆ≧０．５となるので、
ｆ＝０．５として、これを条件式に代入すると、
（１）Ｄ＜４×Ａ＝４  かつ
（２）Ｄ＜ｆ／０．１５よりＤ＜３．３
よって、Ｄ＜３．３ｍｍ
またｆ＝１００として、これを条件式に代入すると、
（１）Ｄ＜４×Ａ＝４  かつ
（２）Ｄ＜ｆ／０．１５よりＤ＜６６７
よって、Ｄ＜４ｍｍ
（ii）Ａ＝３ｍｍの場合、式（１３）からｆ≧１．５となるので、
ｆ＝１．５として、これを条件式に代入すると、
（１）Ｄ＜４×Ａ＝１２  かつ
（２）Ｄ＜ｆ／０．１５よりＤ＜１０
よって、Ｄ＜１０ｍｍ
またｆ＝１００として、これを条件式に代入すると、
（１）Ｄ＜４×Ａ＝１２  かつ
（２）Ｄ＜ｆ／０．１５よりＤ＜６６７
よって、Ｄ＜１２ｍｍ
（iii ）Ａ＝６ｍｍの場合、式（１３）からｆ≧３となるので、
ｆ＝３として、これを条件式に代入すると、
（１）Ｄ＜４×Ａ＝２４  かつ
（２）Ｄ＜ｆ／０．１５よりＤ＜２０
よって、Ｄ＜２０ｍｍ
またｆ＝１００として、これを条件式に代入すると、
（１）Ｄ＜４×Ａ＝２４  かつ
（２）Ｄ＜ｆ／０．１５よりＤ＜６６７
よって、Ｄ＜２４ｍｍ
（iv）Ａ＝１２ｍｍの場合、式（１３）からｆ≧６となるので、
ｆ＝６として、これを条件式に代入すると、
（１）Ｄ＜４×Ａ＝４８  かつ
（２）Ｄ＜ｆ／０．１５＜４０
よって、Ｄ＜４０ｍｍ
またｆ＝１００として、これを条件式に代入すると、
（１）Ｄ＜４×Ａ＝４８  かつ
（２）Ｄ＜ｆ／０．１５よりＤ＜６６７
よって、Ｄ＜４８ｍｍ
【００５０】
一方、ビデオカメラ用光学系では、レンズの後にローパスフィルター、赤外カットフィルター或いは、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色を分離する色分解プリズム等を配置する必要があり、そのためフィルム用レンズと比較して大きなバックフォーカスを必要とする。このことから、撮像レンズの先端部直径Ｄを大きくする要因となる。以上の条件のもと、（ｉ）〜（iv）における撮像レンズの先端部直径Ｄの値は充分小さい値であり、かつ実現可能な大きさでもある。
【００５１】
次に、具体的な例により、撮像レンズの先端部直径Ｄを小さくすることが、撮像装置全体の小型化に寄与することを説明する。
【００５２】
ここで、例えば画角最下部の画角端光線１６Ｂとレンズ１２の先端部角との距離Ｃ３がＣ３＝０．８５ｍｍであり、レンズ１２の先端部の直径Ｄ３がＤ３＝１５ｍｍであり、レンズ１２の長さＥ３がＥ３＝１８ｍｍであり、撮像素子１３の矩形長辺に対応するレンズ１２の画角αがα＝６０度であり、撮像素子１３の対角長Ａ３がＡ３＝６ｍｍであり、レンズ１２の焦点距離ｆ３がｆ３＝４．５ｍｍである構成とする。
以上の数値を（１）（２）式に代入すると、
Ｄ／Ａ＝Ｄ３／Ａ３＝１５／６＝２．５＜４
ｆ／Ｄ＝ｆ３／Ｄ３＝４．５／１５＝０．３＞０．１５
となり、条件式を満たす。
【００５３】
また、上述の寸法構成の場合、撮像装置の大きさを支配決定している、平面ミラー１４の上部端から下部端までの高さＨ３及び角錐状ミラーの上面の大きさＬ３は、Ｈ３＝５９ｍｍ、Ｌ３＝１５５ｍｍとなる。ミラー１４のみでなくレンズ１２を含む平面ミラー１４の上部端からレンズ１２の下端までの高さは９０ｍｍとなる。尚、撮像装置全体では、更にカメラ１１の大きさを含んだ大きさとなる。
【００５４】
上述の本実施の形態によれば、カメラ１１のレンズ１２の先端部の直径Ｄ３、レンズ１２の焦点距離ｆ３、並びにカメラ１１の撮像素子１３の対角長Ａ３について、Ｄ３／Ａ３＜４かつｆ３／Ｄ３＞０．１５を満たすことにより、撮像素子１３の対角長Ａ３及びレンズ１２の焦点距離ｆ３が決まっている状態で、即ち同一のカメラ１１を用いた場合に、レンズ１２の先端部の直径Ｄ３をより小さくすることができるため、撮像装置を小型化することが可能になる。
【００５５】
そして、撮像装置を小型化することができるため、撮像装置の設置自由度、可搬性の向上が可能となる。また、ミラー等の光学部品や光学部品を支持する機構部品を小型化できるため、製造コストの低減や、部品精度の向上によるパララックスの低減が可能となる。
【００５６】
一方、図３に示した配置構成の撮像装置において、式（１）及び（２）をいずれも満たさない場合の撮像装置の大きさを考えてみる。
例えばレンズ１２の先端部の直径Ｄ３＝３０ｍｍ、長辺：短辺が４：３の矩形状である撮像素子１３の対角長Ａ３＝６ｍｍ、レンズ１２の焦点距離ｆ３＝４．５である場合には、式（１）はＤ／Ａ＝Ｄ３／Ａ３＝３０／６＝５＞４となり条件を満たさない。また式（２）もｆ／Ｄ＝ｆ３／Ｄ３＝４．５／３０＝０．１５となり条件を満たさない。
この場合、高さ方向に画角が大きい方（即ち撮像素子１３の長辺方向）を使用すると、装置の大きさを支配決定している、平面ミラー１４の上部端から下部端までの高さＨ３及び角錐状ミラーの上面の大きさＬ３は、Ｈ３＝１３６ｍｍ、Ｌ３＝３６９ｍｍとなり、ステージ上に設置して撮影を行ったり、小型乗用車の室内を撮影したりしようとする場合、実用的ではない大きさになってしまう。
【００５７】
また、例えばレンズ１２の先端部の直径Ｄ３＝１５ｍｍ、長辺：短辺が４：３の矩形状である撮像素子１３の対角長Ａ３＝３ｍｍ、レンズ１２の焦点距離ｆ３＝２．２５である場合には、式（１）はＤ／Ａ＝Ｄ３／Ａ３＝１５／３＝５＞４となり条件を満たさない。また式（２）もｆ／Ｄ＝ｆ３／Ｄ３＝２．２５／１５＝０．１５となり条件を満たさない。
この場合、高さ方向に画角が大きい方（即ち撮像素子１３の長辺方向）を使用すると、装置の大きさを支配決定している、平面ミラー１４の上部端から下部端までの高さＨ３及び角錐状ミラーの上面の大きさＬ３は、Ｈ３＝７６ｍｍ、Ｌ３＝１９６ｍｍとなり、対角長Ａ３＝３ｍｍという小型の撮像素子を使用している割には大きな撮像装置になってしまう。
【００５８】
さらに、図３に示した配置構成の撮像装置において、式（１）は満たすが式（２）は満たさない場合の撮像措置の大きさを考えてみる。
例えばレンズ１２の先端部の直径Ｄ３＝７ｍｍ、長辺：短辺が４：３の矩形状である撮像素子１３の対角長Ａ３＝２ｍｍ、レンズ１２の焦点距離ｆ３＝１である場合には、式（１）はＤ／Ａ＝Ｄ３／Ａ３＝７／２＝３．５＜４となり条件を満たす。しかし、式（２）はｆ／Ｄ＝ｆ３／Ｄ３＝１／７＝０．１４＜０．１５となり条件を満たさない。
この場合、高さ方向に画角が大きい方（即ち撮像素子１３の長辺方向）を使用すると、装置の大きさを支配決定している、平面ミラー１４の上部端から下部端までの高さＨ３及び角錐状ミラーの上面の大きさＬ３は、Ｈ３＝１８２ｍｍ、Ｌ３＝３９０ｍｍとなり、対角長Ａ３＝２ｍｍという小型の撮像素子を使用し、かつレンズ１２の先端部の直径Ｄを小さくしている割には大きな撮像装置になってしまう。
【００５９】
次に、本発明の撮像装置の別の実施の形態の概略構成図を図４に示す。
この撮像装置は、多角錐状、この場合は８角錐状に配置された８枚の平面ミラー２４と、各平面ミラー２４に対向してそれぞれ１個ずつ配置されたカメラ２１とを備えて成る。図４では、このうち撮像装置の中心線を通る鉛直面にある２枚の平面ミラー２４及び２個のカメラ２１が示されている。
各カメラ２１にはレンズ２２及び撮像素子２３が設けられ、撮像素子２３等が収納された図示しないカメラ本体にレンズ２２が取り付けられてカメラ２１が構成されている。
【００６０】
入射光線は、ミラー２４で反射されてレンズ２２に入射して、撮像素子２３上に結像する。
また、レンズ光軸２７を通る光線の平面ミラー２４への入射角度は３５度となっている。
【００６１】
そして、複数のカメラ２１において、平面ミラー２４による仮想的な視点中心２５を略一致させることにより、パララックスを抑制することができる。これにより、複数のカメラ２１による画像を張り合わせて、全方位或いは全周等の広い範囲の画像が得られる。
【００６２】
本実施の形態においても、カメラ２１のレンズ２２として、レンズの先端部の直径Ｄ４が小さいレンズを採用する。
このように先端部の直径Ｄ４が小さいレンズを採用してレンズ２２を構成することにより、レンズ２２を平面ミラー２４に近づけた場合に、レンズ２２の先端部角で「けられ」を発生しないための制約を緩和することができ、撮像装置のさらなる小型化を図ることができる。
【００６３】
さらに、本実施の形態においては、カメラ２１のレンズ１２について、前述した条件式（１）（２）を満たすように構成する。
即ち本実施の形態は、条件式（１）（２）を満たす構成に、レンズ光軸を通る光線の平面ミラーへの入射角度を４５度未満とする構成を組み合わせたものである。
【００６４】
ここで、例えば画角最下部の画角端光線２６Ｂとレンズ２２の先端部角との距離Ｃ４がＣ４＝１ｍｍであり、レンズ２２の先端部の直径Ｄ４がＤ４＝９ｍｍであり、レンズ２２の長さＥ４がＥ４＝１７ｍｍであり、撮像素子２３の矩形長辺に対応するレンズ２２の画角αがα＝６０度であり、撮像素子２３の対角長Ａ４がＡ４＝６ｍｍであり、レンズ２２の焦点距離ｆ４がｆ４＝４．５ｍｍである構成とする。
以上の数値を（１）（２）式に代入すると、
Ｄ／Ａ＝Ｄ４／Ａ４＝９／６＝１．５＜４
ｆ／Ｄ＝ｆ４／Ｄ４＝４．５／９＝０．５＞０．１５
となり、条件式を満たす。
【００６５】
また、上述の寸法構成の場合、撮像装置の大きさを支配決定している、平面ミラー２４の上部端から下部端までの高さＨ４及び角錐状ミラーの上面の大きさＬ４は、Ｈ４＝７４ｍｍ、Ｌ４＝１７１ｍｍとなる。ミラー２４のみでなくレンズ２２を含む平面ミラー２４の上部端からレンズ２２の下端までの高さは１１１ｍｍとなる。尚、撮像装置全体では、更にカメラ２１の大きさを含んだ大きさとなる。
【００６６】
上述の本実施の形態によれば、カメラ２１のレンズ２２の先端部の直径Ｄ４、レンズ２２の焦点距離ｆ４、並びにカメラ２１の撮像素子２３の対角長Ａ４について、Ｄ４／Ａ４＜４かつｆ４／Ｄ４＞０．１５を満たすことにより、撮像素子２３の対角長Ａ４及びレンズ２２の焦点距離ｆ４が決まっている状態で、即ち同一のカメラ２１を用いた場合に、レンズ２２の先端部の直径Ｄ４をより小さくすることができるため、撮像装置を小型化することが可能になる。
【００６７】
そして、撮像装置を小型化することができるため、撮像装置の設置自由度、可搬性の向上が可能となる。また、ミラー等の光学部品や光学部品を支持する機構部品を小型化できるため、製造コストの低減や、部品精度の向上によるパララックスの低減が可能となる。
【００６８】
一方、図４に示した配置構成の撮像装置において、式（２）は満たすが式（１）は満たさない場合の撮像装置の大きさを考えてみる。
例えばレンズ２２の先端部の直径Ｄ４＝３６ｍｍ、長辺：短辺が４：３の矩形状である撮像素子２３の対角長Ａ４＝６ｍｍ、レンズ２２の焦点距離ｆ４＝４．５である場合には、式（１）はＤ／Ａ＝Ｄ４／Ａ４＝３６／６＝６＞４となり条件を満たさない。式（２）はｆ／Ｄ＝ｆ４／Ｄ４＝４．５／３６＝０．１２５＜０．１５となり条件を満たす。
この場合、装置の大きさを支配決定している、平面ミラー２４の上部端から下部端までの高さＨ４及び角錐状ミラーの上面の大きさＬ４は、Ｈ４＝１４０ｍｍ以上、Ｌ４＝４００ｍｍ以上となり、ステージ上に設置して撮影を行う場合には観客の視線を遮るため、実用的ではない大きさになってしまう。また、小型乗用車の室内等狭い空間内で撮影しようとする場合、装置の大きさが障害となり物理的に撮影することができない。
【００６９】
次に、本発明の撮像装置のさらに別の実施の形態の概略構成図を図５に示す。この撮像装置は、多角錐状、この場合は８角錐状に配置された８枚の平面ミラー３４と、各平面ミラー３４に対向してそれぞれ１個ずつ配置されたカメラ３１とを備えて成る。図５では、このうち撮像装置の中心線を通る鉛直面にある２枚の平面ミラー３４及び２個のカメラ３１が示されている。
各カメラ３１にはレンズ３２及び撮像素子３３が設けられ、撮像素子３３等が収納された図示しないカメラ本体にレンズ３２が取り付けられてカメラ３１が構成されている。
【００７０】
入射光線は、ミラー３４で反射されてレンズ３２に入射して、撮像素子３３上に結像する。
また、レンズ光軸３７を通る光線の平面ミラー３４への入射角度は４５度となっている。
【００７１】
そして、複数のカメラ３１において、平面ミラー３４による仮想的な視点中心３５を略一致させることにより、パララックスを抑制することができる。これにより、複数のカメラ３１による画像を張り合わせて、全方位或いは全周等の広い範囲の画像が得られる。
【００７２】
本実施の形態では、特に画角最下部の画角端光線３６Ｂとレンズ３２の先端部角（かど）との距離Ｃ５を充分小さくなるように構成する。
このように画角最下部の画角端光線３６Ｂとレンズ３２の先端部角との距離Ｃ５を充分小さくすることにより、撮像装置のさらなる小型化を図ることができる。
【００７３】
さらに、本実施の形態においては、カメラ３１のレンズ３２について、次の条件式を満たすように構成する。
０＜Ｃ＜２Ａ  （３）
（ただし、Ｃは画角最下部の画角端光線とカメラのレンズの先端部角との距離、Ａはカメラの撮像素子の対角長をそれぞれ示す。）
【００７４】
上述した条件式の意味は、撮像素子のサイズに対し、画角最下部の画角端光線とレンズの先端部角との距離を充分小さくすることを示しており、その結果、小型の全方位カメラの構成が可能となる。
【００７５】
ここで、例えば画角最下部の画角端光線３６Ｂとレンズ３２の先端部角との距離Ｃ５がＣ５＝０．３６ｍｍであり、撮像素子３３の対角長Ａ５がＡ５＝６ｍｍである構成とする。
以上の数値を（３）式に代入すると、
Ｃ＝Ｃ５＝０．３６であり、２Ａ＝２・Ａ５＝１２であるので、
０＜Ｃ＜２Ａとなり、条件式を満たす。
【００７６】
また、上述の寸法構成の場合、撮像装置の大きさを支配決定している、平面ミラー３４の上部端からカメラ３１の下端（図５では撮像素子３３の下端）までの高さＨ５及び角錐状ミラーの上面の大きさＬ５は、Ｈ５＝４２ｍｍ、Ｌ５＝５６ｍｍとなる。
【００７７】
上述の本実施の形態によれば、画角最下部の画角端光線３６Ｂとカメラ３１のレンズ３２の先端部角の距離Ｃ５及びカメラ３１の撮像素子３３の対角長Ａ５について、０＜Ｃ５＜２・Ａ５を満たすことにより、撮像素子３３の対角長Ａ５が決まっている状態で、即ち同一のカメラ３１を用いた場合に、画角最下部の画角端光線３６Ｂとカメラ３１のレンズ３２の先端部角の距離Ｃ５をより小さくすることができるため、撮像装置を小型化することが可能になる。
【００７８】
そして、撮像装置を小型化することができるため、撮像装置の設置自由度、可搬性の向上が可能となる。また、ミラー等の光学部品や光学部品を支持する機構部品を小型化できるため、製造コストの低減や、部品精度の向上によるパララックスの低減が可能となる。
【００７９】
尚、上述した本発明の各構成、即ちレンズ光軸を通る光線の平面ミラーへの入射角度を４５度未満とする構成、条件式（１）Ｄ／Ａ＜４及び（２）ｆ／Ｄ＞０．１５を満たす構成、条件式（３）０＜Ｃ＜２Ａを満たす構成は、それぞれ２つ又は３つの構成を組み合わせて撮像装置を構成することも可能であり、組み合わせによりさらに効果的に撮像装置の小型化を図ることができる。
【００８０】
本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他様々な構成が取り得る。
【００８１】
【発明の効果】
上述の本発明によれば、広い範囲の撮影を行う撮像装置の小型化を図ることができる。
従って、撮像装置の小型化により、撮像装置の設置自由度や可搬性を向上することが可能となり、またミラー等の光学部品や光学部品を支持する機構部品を小型化できるため、製造コストの低減や部品精度の向上によるパララックスの低減が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  撮像装置の概略構成図である。
【図２】  本発明の撮像装置の一実施の形態の概略構成図である。
【図３】本発明の撮像装置のさらに他の実施の形態の概略構成図である。
【図４】本発明の撮像装置の別の実施の形態の概略構成図である。
【図５】本発明の撮像装置のさらに別の実施の形態の概略構成図である。
【図６】多角錐状に配置されたミラーを用いた構成の撮像装置の一例の概略構成図である。
【図７】図６の撮像装置に対して、カメラを平面ミラーに近づけた構成を示す図である。
【図８】多角錐状に配置されたミラーを用いた構成の撮像装置の一例の概略構成図である。
【図９】図８の撮像装置にレンズ前群を付加した構成の撮像装置の概略構成図である。
【符号の説明】
１，１１，２１，３１  カメラ、２，１２，２２，３２  レンズ、３，１３，２３，３３  撮像素子、４，１４，２４，３４  平面ミラー、５，１５，２５，３５  視点中心、８  レンズ前群
【図１】
0003669344.tif 000002
【図２】
0003669344.tif 000003
【図３】
0003669344.tif 000004
【図４】
0003669344.tif 000005
【図５】
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【図６】
0003669344.tif 000007
【図７】
0003669344.tif 000008
【図８】
0003669344.tif 000009
【図９】
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