(57)【要約】  【課題】広範囲にわたり詳細な画像情報を得ることができ、従って、所定の撮影時空間内の全領域における所定の撮影時間内の任意の時点における画像、特に動画像を、高精細かつリアルタイムで撮影することができる撮影システムおよび撮影方法を提供する。  【解決手段】本発明の撮影システムは、所定の撮影時空間を撮影するための撮影システムであり、所定の撮影時空間を撮像する少なくとも２つの焦点距離が異なる撮像モジュールを有し、各撮像モジュールは、各撮像モジュールは、焦点距離が短い撮像モジュールより、焦点距離が長い撮像モジュールの方が高倍率に撮影倍率が設定されている。【選択図】図１
2006014291.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の撮影時空間を撮影するための撮影システムであって、
前記所定の撮影時空間を撮像する少なくとも２つの焦点距離が異なる撮像モジュールを有し、
前記各撮像モジュールは、焦点距離が短い撮像モジュールより、焦点距離が長い撮像モジュールの方が高倍率に撮影倍率が設定されていることを特徴とする撮影システム。
【請求項２】
前記異なる焦点距離を持つ撮像モジュールの各々は、前記撮影時空間内の任意の時点において同じ大きさの対象物を撮影した場合、前記同じ大きさの対象物を鮮明に撮像できる合焦範囲を有するものであり、
前記異なる焦点距離を持つ撮像モジュールの各々は、前記撮影方向における前記合焦範囲が連続するか、または一部が重なるように配置されている請求項１に記載の撮影システム。
【請求項３】
前記各撮像モジュールは、焦点距離毎に複数設けられ、焦点距離が異なる撮像モジュール毎に前記撮影方向と直交する方向に２次元的に広がる撮影範囲を撮影する請求項１または２に記載の撮影システム。
【請求項４】
さらに、前記各撮像モジュールにより撮影された画像を表示する表示部を有する請求項１に記載の撮影システム。
【請求項５】
前記撮像モジュールのうち、焦点距離が長い撮像モジュールは、焦点距離が短い撮像モジュールに比して密に配置されている請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮影システム。
【請求項６】
前記各撮像モジュールは、前記撮影時空間内の任意の時点において同じ大きさの対象物を撮影した場合、同じ大きさの対象物画像となるように撮影倍率が設定されている請求項１〜５のいずれか１項に記載の撮影システム。
【請求項７】
前記撮像モジュールは、焦点距離毎に撮影距離が設定されている請求項１〜６のいずれか１項に記載の撮影システム。
【請求項８】
前記焦点距離が同じ全ての撮像モジュールによる撮影範囲が、前記焦点距離毎の前記撮影範囲の各中心が同一線上に位置するように、前記各撮像モジュールが配置されている請求項１〜７のいずれか１項に記載の撮影システム。
【請求項９】
前記焦点距離が短い第１の撮像モジュールによる第１の撮影範囲は、前記焦点距離が長い第２の撮像モジュールによる第２の撮影範囲よりも小さい請求項８に記載の撮影システム。
【請求項１０】
前記焦点距離が短い第１の撮像モジュールによる第１の撮影範囲は、前記焦点距離が長い第２の撮像モジュールによる第２の撮影範囲よりも大きい請求項８に記載の撮影システム。
【請求項１１】
前記各撮像モジュールは、撮影タイミングが同期している請求項１〜１０のいずれか１項に記載の撮影システム。
【請求項１２】
前記撮像モジュールは、撮影対象の画像を光電変換して前記撮影対象の画像データを取得する光電変換素子を有する請求項１〜１２のいずれか１項に記載の撮影システム。
【請求項１３】
所定の撮影時空間を撮影するための撮影方法であって、
焦点距離が短い撮像モジュールより、焦点距離が長い撮像モジュールの方が高倍率に撮影倍率が設定されている撮像モジュールを用いて、前記所定の撮影時空間を撮影することを特徴とする撮影方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定の撮影時空間内の撮影空間あるいは撮影領域内において、その撮影時間内に撮影された所定の撮影対象、すなわち被写体の画像を撮影対象との距離によらず、対象物の大きさを一定の大きさで撮影でき、所定の撮影時空間内の所定の連続３次元空間の全空間における所定の撮影時間内の任意の時点における画像、特に動画像を、高精細かつリアルタイムで記録することのできる撮影システムおよび撮影方法に関し、特に、競技場や遊技場、学校、店舗、駅、空港、道路、駐車場、自動車、鉄道、船舶、航空機、工事現場、農場、河川、もしくは山岳などに設けられ、スポーツイベントなどの撮影、防犯のための監視もしくは撮影、事故の検証、または農作物、自然現象もしくは災害の観察の観測などに用いられる撮影システムおよび撮影方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
現在、防犯等のための店舗内の監視、作物もしくは災害の観察、事故等の検証、またはスポーツイベントの撮影またはテレビ放送のための撮影などにおいて、広い視野を持つ広角レンズを搭載したカメラが用いられている。特に、従来から極めて広い視野を有するカメラとしては、超広角の魚眼レンズを用いたカメラが知られている。
このように広角レンズまたは魚眼レンズを用いることにより、広い範囲の領域内の撮影対象や被写体を撮影することができるので、広い範囲の撮影対象の全情報を記録することが可能である。
【０００３】
一方、様々なスポーツイベントの撮影またはテレビ放送のための撮影などにおいては、個々の選手の決定的な瞬間のシーンを高い鮮明度で得るために、望遠レンズまたはズームレンズを用いるカメラでの撮影が行われている。望遠レンズおよび長い焦点距離を持つズームレンズの視野は狭いために、個々の選手などの撮影対象を追尾しながら、決定的な瞬間のシーン撮影が行われている。
【０００４】
また、視野が魚眼レンズまたは広角レンズ等ほど広くなく、また、視野が望遠レンズまたはズームレンズほど狭くないレンズを用いるカメラを用いて広い範囲の撮影対象を撮影するために、複数台のカメラを連続的に、または分散して配置することにより広い視野を撮影することが行なわれている。
【０００５】
また、カメラを自動またはオペレータにより旋回（チルトまたはパニング）させて、広い視野を撮影することも行なわれている。
特に、撮影システムにおいて超高精細画像を得るために、ズームレンズを取り付けたカメラをパン軸回転ステージおよびチルト軸回転ステージを用いてパンおよびチルト方向に回転させるとともに、ズーム動作およびフォーカス動作を行い、広い撮影範囲で撮影し、撮影された複数の画像を合成して空間画像を得ることも行われている（特許文献１参照）。
【０００６】
さらに、特許文献２には、焦点距離の異なる２つの固定焦点レンズ（光学系）と各レンズに対して開閉するシャッタとを１つの鏡胴内に配置し、このシャッタに対向して鏡胴の外側において２つのレンズによる被写体像が結像する位置（合焦位置）に撮像素子を配置し、シャッタを切り換えて、撮影画面を、通常の画面サイズのテレ画面（通常画面）とこれより一回り大きな画面サイズのワイド画面とに切り換えることができる多焦点カメラと、外側に配置される撮像素子に対して異なる離間距離となるように、同じ焦点距離の３つの固定焦点レンズ（光学系）をシャッタとともに１つの鏡胴内に配置した多焦点カメラとが開示されている。
【０００７】
また、特許文献３には、撮像素子と、焦点距離の異なる２つのレンズ部分を持つ固定焦点レンズ（多重焦点レンズ）とを持ち、撮像素子に近景の被写体および遠景の被写体を結像（合焦）させることができ、近景および遠景の両方にピントが合った画像を得ることができるテレビカメラ（撮像装置）を複数台（実施例では１６台）並べてアレイ化することにより、カメラアレイによって撮影された広い範囲の画像から、複数のユーザが同時かつ独立にピンとずれのない焦点の合った画像を選択することができる画像システムが開示されている。
【０００８】
さらにまた、特許文献４には、被写体像を結像するためのレンズと、被写体輝度に基づいて適正露光を得る絞り値を演算で求めること、または手動設定された絞り値を入力することにより、絞り値を設定する絞り回路と、複数の被写体距離に関する情報を記憶し絞り回路によって設定された絞り値では、記憶された複数の被写体距離が深度内に入らないと判断された際に、所定の絞り値でレンズのピント位置をずらしながら複数回撮影を繰り返すよう制御する制御手段とを有するカメラが開示されている。
【０００９】
【特許文献１】特開２００４−１９４０７５号公報
【特許文献２】特開平１１−３１１８３２号公報
【特許文献３】特開平９−１３９８７８号公報
【特許文献４】特開平１０−１０８０５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、広角レンズを用いるカメラで撮影された画像において、得られる個々の撮影対象の情報量は、それほど多くはなく、詳細な情報を得ることができず、画像情報としての鮮明度が低下する、例えば、撮影対象である被写体の高精細な画像を得ることができないという問題がある。特に、超広角の魚眼レンズを用いたカメラにおいては、得られた画像の周辺部では、像が歪んでしまい、対象物の詳細な像を得ることができないという問題点がある。このため、魚眼レンズを用いたカメラを防犯用に用いる場合には、１台のカメラで広範囲の撮影が可能であるものの、不審人物の顔を特定することができないという問題点がある。
【００１１】
また、野球またはサッカーなど、スポーツイベントの撮影用または中継用のカメラとして、魚眼レンズまたは広角レンズを用いた場合には、広い範囲を１台のカメラで撮影することができるものの、得られた画像の周辺部では、像の歪みまたは鮮明度の不足などから選手の顔の判別が困難になるという問題点がある。
【００１２】
一方、様々なスポーツイベントの撮影またはテレビ放送のための撮影などにおいて、望遠レンズまたはズームレンズを用いるカメラで、個々の選手などの撮影対象を追尾しながら、決定的な瞬間を撮影する場合には、追尾対象となっている選手または被写体などの撮影対象は、鮮明な画像の情報が得られるが、望遠レンズまたはズームレンズの視野外で生じた場面の画像情報を得ることができないという問題がある。
【００１３】
ところで、結像レンズ等の光学系を用いるカメラを用いて、撮影対象である被写体の鮮明な画像情報、すなわち詳細な情報を得るためには、被写体にピント（焦点）が合っている（合焦している）ことが必要である。被写体にピントが合う範囲は、光学系、すなわちレンズの焦点距離と絞り（明るさ）によって決まる被写界深度の範囲内である。この被写界深度の範囲を外れると、被写体にピントが合わず、得られる画像は、いわゆる、ピンボケとなってしまう。なお、レンズの焦点距離が長いと被写界深度は狭くなる。
【００１４】
ここで、望遠レンズを用いる場合には、長い焦点距離に対する被写界深度が浅いために、選手等の撮影対象が被写界深度方向に移動した場合に、被写界深度からはずれ、鮮明な画像の情報が得られない場合があるという問題がある。なお、長い焦点距離を持つズームレンズを用いる場合には、焦点距離に対する被写界深度が浅くても、移動する撮影対象を追尾するとともに焦点距離を調整しながら、被写界深度内で撮影することができるので、いつも鮮明な画像の情報を得ることができるが、熟練者でなければ撮影が困難であるという問題がある。
【００１５】
また、複数台のカメラを設置して、防犯または観察もしくは観測のために監視する場合には、死角を減らすため、多くのカメラが必要であるという問題点がある。
また、スポーツイベントの撮影または中継のために複数台のカメラを設置する場合には、各カメラにオペレータが必要である。また、選手の動きなどに、オペレータが追従できない場合には、シーンの情報が得られないという問題点がある。
さらに、カメラを自動またはオペレータによりチルトまたはパニングさせて広い範囲の空間を撮影する場合、広範囲な空間の画像、特に、特許文献１に開示の撮影システムにおいては、ズームレンズを取り付けたカメラを用いるので、広範囲な高精細な画像を得ることができるが、同時に撮影可能な視野が広くなるわけではない。このため、このような場合には、特許文献１に開示の撮影システムも含め、カメラがチルトまたはパニングにより撮影される範囲内であっても、それぞれ別箇所で発生した事象を捉えることができないという問題点がある。
【００１６】
また、特許文献２においては、簡単な構成、すなわち簡便な多焦点式の光学系、例えば焦点距離の異なるレンズを用いて多焦点カメラを実現しているが、シャッタを用いて通常のサイズのテレ画面とより大きいワイド画面を切り換えるものに過ぎず、同時にテレ画面とワイド画面とを撮影できるわけではなく、すなわち、特許文献１に開示の撮影システム同様に、同時に撮影可能な視野が広がるわけではないし、他方で発生した事象を捉えることができないという問題点がある。
【００１７】
また、特許文献３に開示の画像システムでは、１台のカメラにおいて、近景および遠景の両方にピントが合った画像を得ることができるが、広い範囲の空間を撮影するためには、多数のテレビカメラ（撮像装置）、実施例では、１６台ものカメラを用いなければならないという問題があった。このため、装置構成が大型になり、場合によっては撮影できない撮影領域を生じさせる虞があるという問題がある。
【００１８】
さらに、特許文献４に開示のカメラでは、１台のカメラで距離の異なる被写体の全てにピントがあった状態の写真を得ることができるものの、ピントをずらして複数回の撮影が必要であり、撮影範囲内で同時刻で発生した事象を全て捉えることができないという問題点がある。このため、被写体が移動した場合には、撮影開始時における画像を得ることできない。
【００１９】
本発明の目的は、前記従来技術に基づく問題点を解消し、広範囲にわたり詳細な画像情報を得ることができ、従って、所定の撮影時空間内の全領域における所定の撮影時間内の任意の時点における画像、特に動画像を、高精細かつリアルタイムで撮影することができる撮影システムおよび撮影方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２０】
上記目的を達成するために、本発明の第１の態様は、所定の撮影時空間を撮影するための撮影システムであって、前記所定の撮影時空間を撮像する少なくとも２つの焦点距離が異なる撮像モジュールを有し、前記各撮像モジュールは、焦点距離が短い撮像モジュールより、焦点距離が長い撮像モジュールの方が高倍率に撮影倍率が設定されていることを特徴とする撮影システムを提供するものである。
ここで、本発明においては、前記各撮像モジュールは、前記撮影時空間内において、同一対象物を撮影した場合、同じ大きさの対象物画像となるように配置してもよい。
【００２１】
本発明においては、前記異なる焦点距離を持つ撮像モジュールの各々は、前記撮影時空間内の任意の時点において同じ大きさの対象物を撮影した場合、前記同じ大きさの対象物を鮮明に撮像できる合焦範囲を有するものであり、前記異なる焦点距離を持つ撮像モジュールの各々は、前記撮影方向における前記合焦範囲が連続するか、または一部が重なるように配置されていることが好ましい。
さらに、本発明においては、合焦範囲は、同一対象物が鮮明に撮像できるものであってもよい。
また、本発明においては、前記各撮像モジュールは、焦点距離毎に複数設けられ、焦点距離が異なる撮像モジュール毎に前記撮影方向と直交する方向に２次元的に広がる撮影範囲を撮影することが好ましい。
【００２２】
さらにまた、本発明においては、さらに、前記各撮像モジュールにより撮影された画像を表示する表示部を有することが好ましい。
また、本発明においては、前記撮像モジュールのうち、焦点距離が長い撮像モジュールは、焦点距離が短い撮像モジュールに比して密に配置されていることが好ましい。
【００２３】
さらに、本発明においては、前記各撮像モジュールは、前記撮影時空間内の任意の時点において同じ大きさの対象物を撮影した場合、同じ大きさの対象物画像となるように撮影倍率が設定されていることが好ましい。
本発明においては、例えば、前記各撮像モジュールは、前記撮影時空間内において、同一対象物を撮影した場合、同じ大きさの対象物画像となるように撮影倍率を設定してもよい。
また、本発明においては、前記撮像モジュールは、焦点距離毎に撮影距離が設定されていることが好ましい。
【００２４】
また、本発明においては、前記焦点距離が同じ全ての撮像モジュールによる撮影範囲が、前記焦点距離毎の前記撮影範囲の各中心が同一線上に位置するように、前記各撮像モジュールが配置されていることが好ましい。
【００２５】
また、本発明においては、前記焦点距離が短い第１の撮像モジュールによる第１の撮影範囲は、前記焦点距離が長い第２の撮像モジュールによる第２の撮影範囲よりも小さいことが好ましい。
また、本発明においては、前記焦点距離が短い第１の撮像モジュールによる第１の撮影範囲は、前記焦点距離が長い第２の撮像モジュールによる第２の撮影範囲よりも大きいことが好ましい。
【００２６】
また、本発明においては、前記各撮像モジュールは、撮影タイミングが同期していることが好ましい。
また、本発明においては、前記撮像モジュールは、撮影対象の画像を光電変換して前記撮影対象の画像データを取得する光電変換素子を有することが好ましい。
【００２７】
また、本発明の第２の態様は、焦点距離が短い撮像モジュールより、焦点距離が長い撮像モジュールの方が高倍率に撮影倍率が設定されている撮像モジュールを用いて、前記所定の撮影時空間を撮影することを特徴とする撮影方法を提供するものである。
ここで、本発明においては、前記各撮像モジュールは、前記撮影時空間内において、同一対象物を撮影した場合、同じ大きさの対象物画像となるように配置してもよい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の撮影システムおよび撮影方法によれば、所定の撮影時空間を撮像する撮像モジュールに焦点距離が異なる少なくとも２種類のものを用い、各撮像モジュールの撮影倍率を、焦点距離が短い撮像モジュールより、焦点距離が長い撮像モジュールの方が高倍率に設定することにより、撮影時空間内の任意の時点において同じ大きさの対象物を撮影した場合、常に同じ大きさの対象物画像となるように撮像することができ、この撮影時空間内の全領域における所定の撮影時間内の任意の時点における画像、特に動画像を、高精細かつリアルタイムで撮影できる。
【００２９】
例えば、本発明においては、焦点距離が異なる少なくとも２種類の各撮像モジュールを、撮影時空間内において同一対象物を撮影した場合、同じ大きさの対象物画像となるように配置してもよい。このような構成としても、撮影時空間内において、同一対象物を常に同じ大きさで撮像することができ、この撮影時空間内の全領域における所定の撮影時間内の任意の時点における画像、特に動画像を、高精細かつリアルタイムで撮影できる。
【００３０】
また、本発明の撮影システムおよび撮影方法においては、対象物へのピントの調整が不要であるともに、カメラをチルトまたはパニングさせる必要がなく、かつ撮像モジュールを直接操作するオペレータを必要とせず、撮影時空間内の広範囲にわたり、鮮明度の高い詳細な画像情報を得ることができる。このように、本発明の撮影システムおよび撮影方法によれば、撮影時空間内の任意の時点において同じ大きさの対象物を撮影した場合、常に同じ大きさの対象物画像となるように撮像することができるとともに、得られる画像が歪むことがない。また、本発明の撮影システムおよび撮影方法によれば、撮影時空間内において、同一対象物を常に同じ大きさで撮像することもでき、得られる画像が歪むこともない。
これにより、本発明の撮影システムおよび撮影方法によれば、最適のシャッターチャンスを逃すことがなくなる。また、ズーム機構およびオートフォーカス機構などのレンズの駆動機構が不要になるため、構成を簡素化することができる。このように、本発明の撮影システムおよび撮影方法によれば、画像記録を容易に行うことができる。
【００３１】
さらに、本発明の撮影システムおよび撮影方法によれば、撮像モジュールに、ＣＣＤタイプまたはＣＭＯＳタイプのイメージセンサなどの光電変換素子を用いることにより、撮像モジュールを小型化でき、ひいては、システム全体を小型化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下に、添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、本発明の撮影システムおよび撮影方法を詳細に説明する。
図１は、本発明の第１の実施例に係る撮影システムによる撮影領域を示す模式図である。図２は、本発明の第１の実施例に係る撮影システムを示す模式的ブロック図である。
【００３３】
本実施例の撮影システム１０は、所定の撮影時空間、すなわち所定の撮影空間Ｓの全てを任意の撮影時間内において連続して撮影可能なものである。
図１に示すように、撮影システム１０には、撮影画像を表示するためのモニタ２４が設けられている。
なお、本実施例の撮影システム１０においては、所定の撮影空間Ｓを、後述するように、例えば、１４個の撮像モジュール２６を用いて、例えば、３種類の撮影距離ｄ１、ｄ２、ｄ３で撮影するものを例にして説明するが、本発明は、特にこれに限定されるものではない。
【００３４】
本実施例の撮影システム１０において、撮影距離ｄ１における撮影範囲Ａ１は、例えば、１つの撮影領域Ｄ１により構成されるものである。また、撮影距離ｄ２における撮影範囲Ａ２は、例えば、４つの撮影領域Ｄ２〜Ｄ５により構成されるものである。さらに、撮影距離ｄ３における撮影範囲Ａ３は、例えば、９つの撮影領域Ｄ６〜Ｄ１４により構成されるものである。
なお、本実施例においては、撮影領域Ｄ２〜Ｄ５は、それぞれ１つの撮像モジュールにより撮影される範囲であり、面積が同じである。また、各撮像モジュール２６により、撮影距離ｄ１、ｄ２、ｄ３で焦点が合った鮮明な画像が得られることは言うまでもない。
【００３５】
図２に示すように、本発明の撮影システム１０は、基本的に撮影部１２と、一時記憶部１４と、合成部１６と、記録部１８と、外部インターフェース（以下、外部Ｉ／Ｆという）２０と、制御部２２とを有する。外部Ｉ／Ｆ２０に、モニタ２４が接続されている。
ここで、撮影部１２および一時記憶部１４は、それぞれ、複数の撮像ユニット１２ａおよびこれに対応する複数のメモリ１４ａを備えるものである。
図２に示す撮影システム１０は、撮影部１２および一時記憶部１４を備える撮影手段と、合成部１６、記録部１８、外部Ｉ／Ｆ２０および制御部２２とを備えるデータ処理部とが一体化されている。
【００３６】
なお、本発明において、一時記憶部１４では、撮影部１２の複数の撮像ユニット１２ａにそれぞれに対応する同数のメモリ１４ａを備えているが、本発明はこれに限定されず、２つ以上の撮像ユニット１２ａ、または全ての撮像ユニット１２ａに対して１つのメモリ１４ａを設けるようにしても良い。しかしながら、所定の撮影時空間の全ての空間での全ての時間もしくは任意の時間における撮影対象のデジタル画像データを得るためには、全ての撮像ユニット１２ａからの画像データを同時かつ並行して連続的に取り込む必要があるため、各撮像ユニット１２ａ毎に同数のメモリ１４ａを備えていることが好ましい。
【００３７】
撮影部１２は、所定の撮影時空間において撮影対象となる被写体を含む撮影空間（撮影対象領域）を全てくまなく連続して撮影するものである。この撮影部１２は、撮影空間において死角をないようにして全空間を撮影することができる必要最小限の複数の撮像ユニット１２ａが設けられているものである。この撮像ユニット１２ａにより得られる画像は、カラーでもモノクロであってもよく、特に限定されるものではない。
【００３８】
なお、本発明の撮影システム１０において、撮影部１２の複数の撮像ユニット１２ａ（後述する撮像モジュール２６（図４参照））の各々は、所定の焦点距離、および撮影システム１０が撮影対象とする撮影空間Ｓの内の予め設定された所定の位置に合焦位置を持ち、この合焦位置に対して被写界深度の範囲（以下、合焦範囲をという）内を、予め設定された撮影対象領域となる所定の撮影対象空間とするもので、この撮影対象空間内に存在する撮影対象となる被写体を撮影するものである。各撮像ユニット１２ａにおいては、合焦範囲内では、同じ大きさの対象物を撮影した場合、すなわち、同一対象物を撮影した場合、常に同じ大きさで撮影する。例えば、同じ大きさの対象物（同一対象物）を撮影して、本実施例の各撮像ユニット１２ａにより得られる同じ対象物の画像（同一対象物画像）は撮影範囲Ｓ内では全て同じ大きさとなるように配置されている。
さらに、全ての撮像ユニット１２ａは、撮影タイミングが同期されており、同じタイミングで撮影空間Ｓを撮影している。この撮影タイミングは、例えば、制御部２２による発生されたクロックなどにより同期されている。
【００３９】
ここで、図３は、本実施例の撮影システムの撮像ユニットの構成の一例を示すブロック図である。なお、本発明においては、複数の撮像ユニット１２ａは、撮像ユニット１２ａの構成は、基本的に、合焦位置が異なる以外は、すなわち、焦点距離により後述する撮像モジュールのレンズ構成が異なる以外は、全て同一であるので、図面に示す撮像ユニット１２ａを代表例として説明し、それ以外のものについての説明は省略する。
【００４０】
図３に示すように、撮像ユニット１２ａは、撮像モジュール２６と、アンプ３０と、Ａ／Ｄ変換器３２とを有するものである。
撮像モジュール２６は、上述したように、撮像ユニット１２ａが予め設定された合焦位置および撮影対象領域または空間を持ち、この撮影対象領域（空間）内の撮影対象の画像を撮影し、画像信号として得るためのもので、撮像ユニット１２ａの持つ合焦位置および撮影対象領域または空間を設定するための、所定の焦点距離を持つ結像レンズ３４と、結像レンズ３４によって結像された撮影対象領域内の撮影画像（画像情報を担持する光を光電変換して）を、画像情報（画像信号）として読み取る撮像素子３６とを備える。
【００４１】
結像レンズ３４は、所要の焦点距離を有するレンズであれば、特に制限的ではなく、公知の結像レンズを用いることができるが、近年、カメラ付き携帯電話などに用いられる小サイズの結像レンズ、特に、高性能の小サイズのレンズなどを好ましく用いることできる。
【００４２】
また、撮像素子３６は、撮影対象の画像情報を担持する光を電荷に変換し、すなわち、光電変換してアナログ画像信号として電気信号化するものであり、例えば、ＣＣＤタイプのイメージセンサ、またはＣＭＯＳタイプのイメージセンサなどを用いることができる。
なお、撮影部１２の詳細な構成、撮像モジュール２６、結像レンズ３４および撮像素子３６の具体的な構成については図５を用いて後に詳細に説明する。
【００４３】
アンプ３０は、撮影対象に応じて撮像モジュール２６により得られるアナログ画像信号（電荷）を増幅するものである。なお、撮像モジュール２６によって得られるアナログ画像信号の強度が十分大きければ（電荷の量が十分多ければ）、アンプ３０は、必ずしも必要ではない。
【００４４】
Ａ／Ｄ変換器３２は、アンプ３０により増幅された撮影対象に応じて得られたアナログ画像信号（電荷）をデジタル画像信号（データ）に変換し、このデジタル画像データをメモリ１４ａに出力するものである。このＡ／Ｄ変換器３２により、撮影対象の画像データをデジタル信号とし、このデジタル画像データがメモリ１４ａに記録される。
【００４５】
次に、一時記憶部１４は、撮影部１２の各撮像ユニット１２ａにより撮像された撮影対象の画像をデジタル画像データとして、一時的に記憶するものである。本発明の撮影システム１０においては、一時記憶部１４は、撮影部１２によって撮影される撮影対象の画像を、所定の時点から所定の撮影時間内において連続的にリアルタイムで動画として取り込む必要がある。このため、一時記憶部１４には、撮影部１２の各撮像ユニット１２ａに対応して複数のメモリ１４ａが設けられており、各メモリ１４ａは、それぞれ接続された各撮像ユニット１２ａから連続して出力される撮影画像のデジタル画像データを順次一時的に記憶するものである。
こうして、一時記憶部１４は、各メモリ１４ａに対応する各撮像ユニット１２ａの撮影画像のデジタル画像データを動画データとして順次連続して取り込むことができる。
このメモリ１４ａとしては、例えば、ＳＲＡＭ、またはＤＲＡＭなどの半導体メモリ、またはこれらを組み合わせたものが用いることができる。
【００４６】
合成部１６は、一時記憶部１４の複数のメモリ１４ａの全てに接続され、複数のメモリ１４ａから複数の撮像ユニット１２ａ（撮像モジュール２６）の各々で撮影された画像のデジタル画像データを読み出して、撮影空間の撮影方向に対して異なる合焦位置を持ついくつかの撮像ユニット１２ａ（撮像モジュール２６）で撮影された画像を、特に同一の撮影対象（被写体）の画像が同一のサイズの撮影対象（被写体）として再現されるように、連続した合成画像として合成するためのものである。デジタル画像データを合成するためのデジタル画像処理方法は、特に限定的ではなく、公知の合成処理方法またはソフトウエアなどを用いれば良い。
【００４７】
記録部１８は、合成部１６に接続され、合成部１６で合成され、合成部１６から出力された合成画像のデジタル画像データを、読み出し書き込み可能に記録して、保存するためのものである。この記録部１８としては、例えば、ＳＲＡＭ、ＤＲＡＭ等の揮発性メモリ、またはＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリなどの半導体記憶素子（メモリ）、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、磁気ディスク、磁気記録テープなどの記録メディア、またはこれらを組み合わせたものが用いられる。
【００４８】
外部Ｉ／Ｆ２０は、記録部１８に接続され、記録部１８に保存されている合成画像のデジタル画像データを読み出して、モニタ２４、外部ＰＣ、外部画像処理装置、外部の記録メディアドライブなどの画像データを扱う種々の装置に有線もしくは無線、またはインターネット、もしくはＬＡＮなどを介して送信または配信して、各撮像ユニット１２ａにより得られた画像、または合成画像などの各種画像をモニタ２４に表示し、外部ＰＣまたは外部画像処理装置で合成画像の画像データのデータ処理または画像処理を行い、合成画像の画像データを外部のメディアに記録するためのものである。
【００４９】
この外部Ｉ／Ｆ２０としては、公知のデジタルデータ送信用または通信用Ｉ／Ｆを用いれば良い。なお、記録部１８において、記録メディアなどに合成画像の画像データを記録できる場合には、この外部Ｉ／Ｆ２０を設けなくても良いが、本発明の撮影システム１０においては、備えていることが好ましい。
【００５０】
制御部２２は、撮影部１２（撮像ユニット１２ａ）における撮像、一時記憶部１４（メモリ１４ａ）のデジタル画像データ書き込み／読み出し、合成部１６における画像の合成処理、記録部１８の合成画像の書き込み／読み出し、外部Ｉ／Ｆ２０の画像データの送受信、モニタ２４の画像表示を制御するものである。このモニタ２４における画像表示は、静止画または動画を表示することを含む。
【００５１】
また、制御部２２は、図示しないが、インターフェース、キーボード、マウス、モニタ、スキャナ、および各種の記録媒体のメディアドライブと接続されていても良い。
なお、制御部２２は、一時記憶部１４（メモリ１４ａ）に一時記憶された画像データについて画像処理する画像処理機能を有していても良い。
【００５２】
また、本実施例においては、合成部１６および記録部１８に画像データを出力する構成にしているが、本発明は、これに限定されるものではない。制御部２２により、一時記憶部１４から画像データを外部Ｉ／Ｆ２０に直接出力し、モニタ２４に表示させることもできる。
【００５３】
モニタ２４は、撮影部１２により撮影して得られた画像を表示するものであり、外部Ｉ／Ｆ２０に接続されている。
また、モニタ２４は、合成部１６で合成されて出力された合成画像のデジタル画像データが入力されて、合成画像の少なくとも一部もしくは全部を表示させるものでもある。
なお、本実施例の撮影システム１０においては、撮像モジュール２６が複数設けられている。このため、一時記憶部１４（メモリ１４ａ）に一時記憶された画像データに基づいて、制御部２２の制御により、例えば、モニタ２４に、各撮像ユニット１２ａ毎に連続してまたは間欠的にメモリ１４ａを切り換えて、各撮像ユニット１２ａ（各撮像モジュール２６）により得られた画像を表示させる。
【００５４】
この場合、図４に示すように、モニタ２４の画面２４ａを、撮像モジュール２６の設けられた数以上、例えば、１６の表示領域２４ｂに分割して、各撮像モジュール２６により得られた１４個の画像の全てを表示領域２４ｂにリアルタイムで表示させる。なお、モニタ２４は、１６の分割されているため、表示領域２４ｃ、２４ｄは撮像モジュール２６による画像が表示されない。
【００５５】
本実施例においては、撮像ユニット１２ａ（撮像モジュール２６）が多数設けられているため、また、全撮像ユニット１２ａの中のいくつかの撮像ユニット１２ａの組により撮影され、合成部１６で合成された画像を、撮像ユニット１２ａの組を切り換えて、モニタ２４に順次間歇的に表示させるようにしても良いし、さらに、モニタ２４の画面を、撮像ユニット１２ａの組の数に分割して、各撮像ユニット１２ａの組により得られた合成画像を全てリアルタイムで表示させるようにしても良い。
撮像ユニット１２ａにより得られた全ての画像を合成部１６により繋げてモニタ２４に表示させてもよい。また、合成部１６により撮影範囲Ａ１〜Ａ３毎の画像を作成し、これらの合成画像を連続または間欠的にモニタ２４に表示させることもできる。
【００５６】
なお、モニタ２４としては、例えば、ＣＲＴ表示装置、液晶（ＬＣＤ）表示装置、プラズマディスプレイ表示装置、および有機ＥＬ表示装置などを用いることができる。また、モニタ２４の画面の分割数は、１６に限定されるものではなく、撮影システム１０に設けられた撮像モジュール２６の配置数以上であれば、特に限定されるものではない。さらにモニタ２４は、このモニタ２４に表示させる表示形態に応じて、分割数を適宜変えて表示できることが好ましい。本発明の撮影システム１０は基本的に以上のように構成される。
【００５７】
図５は、本実施例の撮影システムの撮像ユニットを構成する撮像モジュールの具体的な構成の一例を示す模式的断面図である。本発明においては、撮像モジュールの構成は、配置される位置によって、レンズの焦点距離が異なるだけであり、それ以外の構成は共通しているので、１つの撮像モジュールについてだけ説明し、他の撮像モジュールの説明は省略する。なお、図５において、アンプ３０、およびＡ／Ｄ変換器３２の図示は省略している。
【００５８】
図５に示すように、本実施例の撮影システム１０の撮像モジュール２６は、基本的に、結像レンズ３４と、撮像素子３６と、鏡筒６０とを有する。
この撮像モジュール２６においては、撮像素子３６がフレキシブルプリント基板（以下、ＦＰＣという）４０の表面４０ａ上に実装されている。この撮像素子３６を囲むように鏡筒６０が設けられている。
また、基板４４と、ＦＰＣ４０とは、例えば、ワイヤーボンディング、またはタブボンディングの実装手段により接続されている。
【００５９】
撮像素子３６は、例えば、ＣＣＤイメージセンサ（以下、ＣＣＤセンサという）が用いられるものである。この撮像素子３６は、基板４４に、例えば、フォトダイオードにより構成される受光部（図示せず）が格子状に配置されている受光領域４６が形成されている。また、基板４４には、図５において図示していないアンプ３０（図３参照）、およびＡ／Ｄ変換器３２（図３参照）が形成されており、さらにはシフトレジスタなどのＣＣＤを構成するに必要なものが、受光領域４６の周辺に形成されている。このように、図５に示す撮像モジュール２６は、実質的に撮像ユニット１２ａを示している。
【００６０】
また、基板４４の表面には、受光領域４６の周囲を囲むように隔壁４８が形成されている。この隔壁４８で囲まれた領域を覆うようにカバーガラス５０が設けられている。このカバーガラス５０により受光領域４６は封止される。
さらに、撮像素子３６において、カバーガラス５０の上面には、赤外線カットフィルタ５２が設けられている。
【００６１】
鏡筒６０は、円筒状の筐体６２を有し、この筐体６２は、一端部が閉塞されており、他端部が開口されている。筐体６２の他端部は、ＦＰＣ４０の表面４０ａ上に接着等により堅固に取り付けられている。また、筐体６２の内径は、基板４４を内部に収納できる大きさを有し、開口部６２ａ内に基板４４が収納される。
【００６２】
筐体６２の一端部側の閉塞面６２ｂには、筐体６２の中心軸Ｃに相当する位置を中心として、撮影光が入射する貫通孔６２ｃが形成されている。また、筐体６２の一端部側の内部には、結像レンズ３４がレンズホルダ６８を介して設けられている。
なお、中心軸Ｃは、結像レンズ３４の光軸と一致している。このように、図５に示す撮像モジュール２６は、実質的に撮像ユニット１２ａを示している。
【００６３】
本実施例の撮像モジュール２６は、撮像ユニット１２ａに応じて、焦点距離が異なる複数種類のものが用いられる。この焦点距離が異なる場合、撮像モジュールにおいては、結像レンズ３４の焦点距離が異なり、それに合わせて結像レンズ３４の瞳位置を通る線Ｂと、受光領域４６の受光面４６ａとの距離Ｌが異なる。また、焦点距離が異なる場合、撮像モジュールにおいては、焦点距離が短い撮像モジュールより、焦点距離が長い撮像モジュールの方が高倍率に撮影倍率が設定されている。それ以外の構成は、焦点距離が異なるいずれの撮像モジュールであっても同様の構成である。なお、撮像モジュール２６は、光学式ズーム、機械式ズームまたは電子式ズームを備え、撮影倍率を変えることができるものであってもよい。
【００６４】
撮像素子３６には、ＣＣＤセンサが用いられている。このＣＣＤセンサの製造方法としては、例えば、シリコンウエハに多数のＣＣＤセンサに対応する受光領域等を形成した後、シリコンウエハをダイシングして１個のＣＣＤセンサ毎に切り出し、矩形のチップとし、さらにチップの上に隔壁を形成した後に、隔壁上にカバーガラスを載せて受光領域等を封止することにより製造する方法がある。
これ以外にも、このＣＣＤセンサの製造方法としては、シリコンウエハに多数のＣＣＤセンサに対応する受光領域等を形成した後、各ＣＣＤセンサに対応して隔壁を、例えば、碁盤目状に形成し、全てのＣＣＤセンサを覆ってカバーガラスを貼着した後に、隔壁４８を半分に切断するようにダイシングを行って製造する方法もある。
なお、撮像素子３６は、固体撮像素子であれば、特に限定されるものではなく、ＣＭＯＳセンサを用いることもできる。この撮像素子３６に、固体撮像素子を用いることにより、撮像モジュール２６を小型化することができる。
【００６５】
本発明の撮影部１２の撮像ユニット１２ａ（撮像モジュール２６）の配置について図１および図６を参照して説明する。
ここで、図６は、本発明の第１の実施例に係る撮影システムの撮影モジュールの配置を説明するための模式図である。
本発明においては、撮影部１２の撮像ユニット１２ａ（撮像モジュール２６）は、例えば、３種類の焦点距離ｆ１〜ｆ３を有するものを用いる。本実施例において、焦点距離ｆ１〜ｆ３は、例えば、ｆ１＜ｆ２＜ｆ３の関係にある。この場合、撮影倍率も、焦点距離ｆ１＜焦点距離ｆ２＜焦点距離ｆ３の順に高倍率に設定されている。
【００６６】
本実施例においては、焦点距離が最も短い撮像ユニット１２ａ（焦点距離ｆ１）が、撮影距離ｄ１の撮像領域Ｄ１を撮影するように配置されている。また、焦点距離が次に短い撮像ユニット１２ａ（焦点距離ｆ２）が撮影距離ｄ２の撮影領域Ｄ２〜Ｄ５を撮影するように配置されている。さらに、焦点距離が最も長い撮像ユニット１２ａ（焦点距離ｆ３）が撮影距離ｄ３の撮影領域Ｄ６〜Ｄ１４を撮影するように配置されている。このように、本発明においては、焦点距離ｆ１〜ｆ３に応じて撮影距離ｄ１〜ｄ３および撮影倍率が設定されている。
【００６７】
本実施例においては、撮影距離ｄ１における撮影範囲Ａ１（撮像領域Ｄ１）を撮影する撮像ユニット１２ａの画角に基づく、撮影方向における範囲を撮影するために、撮影距離ｄ２においては撮影範囲Ａ２を撮影する必要がある。この撮影範囲Ａ２は、４つの撮像ユニット１２ａにより撮影される撮像領域Ｄ２〜Ｄ５を有する。この撮影範囲Ａ２における各撮像領域Ｄ２〜Ｄ５は、それぞれ接している。
【００６８】
また、撮影距離ｄ３においては撮影範囲Ａ３を撮影する必要がある。この撮影範囲Ａ３は、９つの撮像ユニット１２ａにより撮影される撮像領域Ｄ６〜Ｄ１４を有する。この撮影範囲Ａ３における各撮像領域Ｄ６〜Ｄ１４は、それぞれ接している。
このように、本実施例においては、撮影空間Ｓを撮影するために、合計１４個の撮像ユニット１２ａが設けられており、撮像モジュール１２ａは、焦点距離が長いものほど密に配置されている。なお、撮影範囲Ａ２、Ａ３における各撮像領域Ｄ２〜Ｄ１４は、撮像領域Ｄ１を撮影する撮像ユニット１２ａの画角に基づく範囲を撮影することができれば、一部が重なっていてもよい。この場合、合成部１６により撮影画像が画像処理されて、１枚の画像とされる。
【００６９】
さらに、撮像ユニット１２ａは、撮影空間Ｓ内の任意の時点において、同じ大きさの対象物を撮影した場合、同じ大きさの対象物を鮮明に撮像できる、すなわち、同一対象物を鮮明に撮像できる合焦範囲を有するものである。
この合焦範囲は、例えば、焦点距離ｆ１〜ｆ３に応じて異なるものである。例えば、図６に示すように、撮影距離ｄ１（焦点距離ｆ１）を撮影する撮像ユニット１２ａは、合焦範囲δ１を有する。また、撮影距離ｄ２（焦点距離ｆ２）を撮影する撮像ユニット１２ａは、合焦範囲δ２を有する。撮影距離ｄ３（焦点距離ｆ３）を撮影する撮像ユニット１２ａは、合焦範囲δ３を有する。
【００７０】
本発明においては、各合焦範囲δ１〜δ３が、撮影方向に対して一部が重なるように撮像モジュール１２ａが配置されている。これにより、撮影方向において、撮影空間Ｓ内の任意の時点において、同じ大きさの対象物を撮影した場合、すなわち、同一対象物を撮影した場合、常に同じ大きさで撮影することができる。なお、各合焦範囲δ１〜δ３は、重なっている必要がなく、隣接する合焦範囲δ１〜δ３が同士が接し、合焦範囲δ１〜δ３が連続すればよい。
【００７１】
また、本発明においては、各撮影範囲Ａ１〜Ａ３の中心Ｐ１〜Ｐ３が、同一線上に位置するように各撮像モジュール１２ａを配置することが好ましい。また、本実施例においては、撮影距離ｄ１〜ｄ３の増加に伴い撮影範囲Ａ１〜Ａ３を順次大きくしたが、本発明は、これに限定されるものではない。例えば、撮影距離ｄ１〜ｄ３の増加に伴い撮影範囲Ａ１〜Ａ３を順次小さくしてもよい。さらには、撮影距離ｄ２の撮影範囲Ａ２を最も大きくし、他の撮影範囲Ａ１、Ａ３を小さくしてもよい。
【００７２】
また、撮像モジュール１２ａは、撮影空間Ｓ内の全域を撮影することができるように配置されるものである。このため、各撮影距離ｄ１〜ｄ３において、撮影方向と直交する方向における撮影空間Ｓの全域をカバーする撮影範囲Ａ１〜Ａ３となるように２次元的な平面を撮影できるようにも配置されている。
【００７３】
さらに、本発明においては、撮像モジュール１２ａによる各撮影範囲Ａ１〜Ａ３における撮影倍率は、撮影空間Ｓ内の任意の時点において、同じ大きさの対象物を撮影した場合、すなわち、同一対象物を撮影した場合、常に同じ大きさとなるように、所定の倍率に正確に設定されていることが好ましい。この場合、各合焦範囲δ１〜δ３内において撮影倍率が所定の範囲内となるように撮像モジュール１２ａが設けられている。これにより、撮像モジュール１２ａにより得られた画像においては、同じ対象物については撮影空間Ｓ内では同じ大きさとなる。このため、モニタ２４に表示された画像またはプリントアウトされた画像から、撮影距離に拘らず対象物を正確に認識することができる。
【００７４】
また、本発明においては、撮像モジュール１２ａは、最適撮影距離となるように配置することが好ましい。これにより、撮像モジュールにより撮影された対象物までの距離を特定することができる。このように撮像ユニット１２ａを配置することにより、撮像モジュール２６により得られた画像から被写体の大きさなどの形状の寸法を高い精度で得ることができる。
【００７５】
本実施例の撮影システム１０においては、少なくとも２つの焦点距離が異なる撮像モジュール２６を設け、各撮像モジュール２６を撮影空間Ｓ内において、任意の時点で同じ大きさの対象物を撮影した場合、すなわち、同一対象物を撮影した場合、常に同じ大きさとなるように配置することにより、撮影空間Ｓ内の任意の時点において、同じ大きさの対象物を撮影した場合、すなわち、同一対象物を撮影した場合、常に同じ大きさで撮像することができる。このため、撮影空間Ｓ内の全領域における所定の撮影時間内の任意の時点における画像、特に動画像を、高精細かつリアルタイムで撮影することができる。これにより、画像記録を容易に行うことができ、最適な画像記録のタイミングを逃すことがなくなる。
また、本実施例の撮影システム１０においては、得られた画像をモニタ２４に種々の形態で表示することができ、記録することもできる。さらには、本実施例の撮影システム１０においては、撮像モジュール２６により撮影された画像を合成することもでき、得られた合成画像をモニタ２４に表示させることもできる。
【００７６】
また、本実施例の撮影システム１０においては、カメラのピントの調整が不要であるともに、カメラをチルトまたはパニングさせる必要がなく、撮像モジュールを直接操作するオペレータを必要とすることもない。このため、ズーム機構およびオートフォーカス機構などのレンズの駆動機構が不要になり、撮影システム１０の構成を簡素化できる。
【００７７】
次に、本発明に係る撮影システムの第２の実施例について説明する。
図７は、本発明の第２の実施例に係る撮影システムを示す模式的ブロック図である。
なお、図７に示す撮影システム１０ａは、図２に示す第１の実施例の撮影システム１０と、一時記億部１４と合成部１６との間に記録部３８を備えている点、および撮影手段１１ａとデータ処理部１３ａとが分離されている点を除いて、同様の構成を有するものであるので、同一の構成要素には、同一の参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００７８】
本実施例の撮影システム１０ａは、互いに分離された撮影手段１１ａとデータ処理部１３ａとを有し、両者間は信号線によって接続されている。
撮影手段１１ａは、撮影部１２および一時記億部１４を備え、データ処理部１３ａは、記録部３８、合成部１６、記録部１８、外部Ｉ／Ｆ２０および制御部２２を備える。
ここで、データ処理部１３ａの記録部３８は、撮影手段１１ａの一時記憶部１４の各メモリ１４ａに一時的に記憶されたデジタル画像データを読み出して、読み出し書き込み可能に保存するためのものである。
【００７９】
このため、合成部１６は、記録部３８から、複数の撮像モジュールの各々で撮影された画像のデジタル画像データを読み出して、撮影システム１０ａの撮影空間の撮影方向に対して異なる合焦位置を持つ複数の撮像モジュールで撮影された所定の撮影対象の画像を連続した合成画像として合成する。
【００８０】
なお、本実施例の撮影システム１０ａにおいては、記録部３８を備えており、所定の撮影時空間内に撮影されたデジタル画像データが全て保存されているので、合成画像を記録保存する記録部１８を備えていなくても良いのはもちろんである。後処理では、合成画像の方がデータ量が少ないので、画像データの解析には都合が良いが、正確な解析を行うには元のデータの方が良い。従って、必要とされる用途に従って、記録部１８を備えるか否かを決めても良い。
【００８１】
本実施例の撮影システム１０ａは、撮影手段１１ａとデータ処理部１３ａとが分離されているので、撮影手段１１ａのみを必要な場所に配置し、オペレータによる監視または操作が必要なデータ処理部１３ａを別の場所に、撮影手段１１ａと離して配置することができる。このため、本発明の撮影システム１０ａは、コンビニエンスストアなどの店舗の防犯用監視システムとして用いることが有用である。例えば、本発明の撮影システム１０ａをコンビニエンスストアなどの店舗の防犯用として用いる場合には、撮影手段１１ａを、顧客の邪魔にならない店舗の天井または横壁の上方に取り付け、データ処理部１３ａを店舗外、例えば、裏側の事務室またはレジもしくはキャッシャが配置されるカウンタの内側に配置し、両者を通信ケーブルで接続することにより、有効な防犯監視システムとして用いることができる。
【００８２】
また、本実施例においては、記録部３８から合成部１６および記録部１８に画像データを出力する構成にしているが、本発明は、これに限定されるものではない。記録部３８から画像データを外部Ｉ／Ｆ２０に直接出力し、モニタ２４に表示させることもできる。なお、本実施例の撮影システム１０ａにおいても、第１の実施例の撮影システム１０と同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００８３】
次に、本発明に係る撮影システムの第３の実施例について説明する。
図８は、本発明の第３の実施例に係る撮影システムを示す模式的ブロック図である。
なお、図８に示す撮影システム１０ｂは、記録部３８が撮影手段１１ｂ側に備えられていて、データ処理部１３ｂ側に備えられていない点を除いて、図７に示す第２の実施例の撮影システム１０ａと、同様の構成を有するものであるので、同一の構成要素には、同一の参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００８４】
本実施例の撮影システム１０ｂは、互いに分離された撮影手段１１ｂとデータ処理部１３ｂとを有し、両者間は信号線によって接続されている。
撮影手段１１ｂは、撮影部１２、一時記億部１４および記録部３８を備え、データ処理部１３ｂは、合成部１６、記録部１８、外部Ｉ／Ｆ２０および制御部２２を備える。
ここで、撮影手段１１ｂの記録部３８は、一時記憶部１４の各メモリ１４ａに一時的に記憶されたデジタル画像データを読み出して、読み出し書き込み可能に保存するためのものである。
このため、データ処理部１３ｂの合成部１６は、撮影手段１１ｂの記録部３８から、複数の撮像モジュールの各々で撮影された画像のデジタル画像データを読み出して、撮影システム１０ｂの撮影空間の撮影方向に対して異なる合焦位置を持つ複数の撮像モジュールで撮影された所定の撮影対象の画像を連続した合成画像として合成する。
【００８５】
本実施例の撮影システム１０ｂにおいては、撮影手段１１ｂ側に記録部３８を備えている。このため、記録部３８からのデジタル画像データの読み出しは、リアルタイムで連続して大量の画像データを処理する必要がないが、図７に示す撮影システム１０ａにおいては、データ処理部１３ａの記録部３８は、撮影手段１１ａの一時記憶部１４の各メモリ１４ａ一時的に記憶されたデジタル画像データをリアルタイムで連続的に読み出して記録する必要があるので、撮影手段１１ａとデータ処理部１３ａとの間の信号線は、リアルタイムでの読み出しを可能とするものでなければならない。
従って、例えば、本発明の撮影システム１０ｂをコンビニエンスストアなどの店舗の防犯用として用いる場合に、さらに有効な防犯監視システムとして用いることができる。
【００８６】
また、本実施例においては、記録部３８から合成部１６および記録部１８に画像データを出力する構成にしているが、本発明は、これに限定されるものではない。記録部３８から画像データを外部Ｉ／Ｆ２０に直接出力し、モニタ２４に表示させることもできる。なお、本実施例の撮影システム１０ｂにおいても、第１の実施例の撮影システム１０と同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００８７】
本発明の撮影システムは、店舗などの監視システムなど監視、その他の防犯のための監視または撮影はもちろん、人物もしくは物の監視または撮影以外にも、スポーツイベントの撮影もしくは記録、または中継もしくは放送および道路などで生じる事故の記録もしくは検証に適用できる。また、本発明の撮影システムは、農作物または衝突現象などの自然現象、地震、または津波などの災害の観察または観測などにも用いることができる。さらには、本発明の撮影システムは、一般的にカメラが用いられていれば、どのようなものにも適用することができる。
【００８８】
なお、撮影空間としては、駅、駅構内、交差点、高速道路の出入り口などの道路、駐車場、工事現場、港湾、空港、自動車、鉄道、航空機、船舶などの車内、機内、船内など、幼稚園、保育園、小学校、中学校、高等学校、大学などの学校、会社、マンションなどの住居、広場、美術館、博物館、図書館、競馬場、遊園地、サッカー場、野球場、陸上競技場、テニスコート、プール、スケート場、アリーナ、バスケット、バレーなどが行われる体育館などの屋外／屋内競技場や遊技場、またはキャンプ場、農場、河川、山岳などが挙げられる。
【００８９】
また、本発明の撮影システムにおいては、記録された画像を編集し、ＣＤ、ＤＶＤ、またはビデオテープなどの記憶媒体に記録して提供することもできる。
【００９０】
さらに、本発明の撮影システムを車、モータサイクルまたは自転車に搭載することにより、事故の瞬間まで画像記録が可能となる。この場合、記録部は、事故が起きた１時間位前の画像データを保存しておくことが好ましい。なお、事故の際に、衝撃または火災などにより、記録部は、破損する虞があるため、車外に設けることが好ましい。
【００９１】
次に、本発明の第４の実施例について説明する。
本発明の第４の実施例は、本発明の撮影システムをコンビニエンスストアなどの店舗の防犯用の監視システムに適用したものである。
図９は、本発明の第４の実施例に係る撮影システムを示す模式的ブロック図である。
なお、図９に示す撮影システム１０ｃは、図２に示す第１の実施例の撮影システム１０と、合成部１６および記録部１８が設けられていない点、警報部２３が設けられている点、一時記憶部１４の機能が異なる点、および制御部２２の機能が異なる点を除いて、同様の構成を有するものであるので、同一の構成要素には、同一の参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００９２】
本実施例の撮影システム１０ｃは、一時記憶部１４および警報部２３が設けられており、この警報部２３は、制御部２２により制御される。
本実施例の一時記憶部１４は、第１の実施例の撮影システム１０の記憶部１８（図２参照）の機能も兼ねるものである。また、一時記憶部１４に記憶された画像データは、制御部２２に出力される。一時記憶部１４のメモリ１４ａとしては、例えば、ＳＲＡＭ、またはＤＲＡＭなどの半導体記憶素子、ハードディスク、磁気記録テープ、またはこれらを組み合わせたものが用いられる。
【００９３】
本実施例の制御部２２は、第１の実施例の制御部２２の機能に加えて、一時記憶部１４に記憶された画像データについて画像処理する画像処理機能を有する。さらに制御部２２は、画像登録機能を有し、撮影画像が登録された画像であるか否かを判別する判別機能を有するものである。加えて、制御部２２は、撮影ユニット１２ａにより撮影された画像の中から、特定の対象物を抽出し、追跡する画像追跡機能も備える。
本実施例において、画像登録機能を用いて、画像登録する場合には、スキャナまたは各種の記録媒体から登録したい画像を入力し、登録する。このとき、制御部２２においては、登録画像の画像特徴量を算出し、登録画像と画像特徴量とを対応付けて保存される。画像特徴量としては、例えば、二値化処理により得られた輪郭画像、または濃度パターンが用いられる。
【００９４】
判別機能とは、撮影画像について、画像特徴量を算出し、得られた画像特徴量と、登録されている登録画像の画像特徴量とを、例えば、相関係数を用いて比較し、登録された画像であるか否かを判別する機能である。
【００９５】
画像追跡機能とは、全ての撮像ユニット１２ａで撮影された全ての画像について、画像特徴量の算出を行い、その中から、例えば、所定の登録された画像の画像特徴量と比較して、特定画像を抽出する。この作業を繰り返し行い、撮影対象領域内における特定の対象物を追跡することである。制御部２２は、画像追跡して得られた結果を、記録部１８に記録させることもできる。これ以外にも、オペレータにより、対象物の画像が指定され、この指定された画像を登録画像としてもよい。
【００９６】
さらに、制御部２２は、登録された画像、または登録されていない画像を判別し、モニタ２４または警報部２３に警報信号を出力し、モニタ２４または警報部２３に警告を発生させるものである。例えば、防犯に用いた場合、登録されていない人物が確認された場合、警告を発生させ、さらには、鍵と連動させて、扉に鍵を掛けるようにすることができる。
【００９７】
警報部２３は、制御部２２により警報信号が入力されると、音声信号および光信号の少なくとも一方により、オペレータに注意を喚起させるものである。
警報部２３において、音声信号を発生するものは、例えば、スピーカであり、このスピーカから警告音が発せられる。また、光信号を発生するものは、例えば、ライトまたはＬＥＤなどの発光素子であり、この発光素子が点灯または点滅させられる。
【００９８】
本実施例の撮影システム１０を監視システムに利用する場合、モニタ２４をオペレータが監視している場合には、警報部２３による警告、またはモニタ２４に警報を表す警告画面を表示させることは、必ずしも必要ではない。しかし、オペレータの負担を軽減するために、警報部２３により自動的に警報を発することが好ましい。
【００９９】
図１０は、本発明の第４の実施例に係る撮影システムの外観を示す側面図である。本実施例の撮影システム１０ｃは、３６０°全方位を撮影するものである。
図１０に示すように、撮影システム１０ｃは、撮影部１２（図９参照）、および一時記憶部１４（図９参照）が、例えば、半球状のシェル構造体である筐体７０に収納されて構成されているものである。この筐体７０は、例えば、店舗の天井７２に取り付けられる。また、各撮像ユニット１２ａに、接続された各メモリ１４ａ（図９参照）が筐体７０内に設けられている。
【０１００】
筐体７０には、極（最下点）に相当する位置に取付穴が形成されており、この取付穴に撮像ユニット１２ａ（撮像モジュール２６）が結像レンズ３４を外側に向けて設けられている。
【０１０１】
また、筐体７０には、その表面に、取付穴（図示せず）の中心が同一平面の縁部に位置するように、所定の間隔で形成されている。本実施例においては、極を通る中心線Ｖに対して垂直方向の位置が異なり、中心線Ｖと直交する３つの平面α、β、γの縁部に中心が位置する取付穴が、所定のピッチで形成されている。その取付穴に撮像ユニット１２ａが取り付けられている。これにより、半球状の筐体７０の表面に沿って撮像モジュール２６が設けられる。
【０１０２】
本実施例においては、３つの平面α、β、γのうち、極に最も近い平面αの縁部には、焦点距離は同じ撮像ユニット１２ａ（撮像モジュール２６）が、例えば、４つ設けられている。次に、極に近い平面βの縁部には、焦点距離は同じである撮像ユニット１２ａ（撮像モジュール２６）が、例えば、８つ設けられている。最も極から遠い平面γの縁部には、焦点距離は同じである撮像ユニット１２ａ（撮像モジュール２６）が、例えば、６つ設けられている。このように、合計１９個の撮像ユニット１２ａ（撮像モジュール２６）が設けられている。
本実施例においては、極から遠くなるにつれて、撮像ユニット１２ａ（撮像モジュール２６）は、焦点距離が長いものが用いられている。例えば、撮像ユニット１２ａの撮影倍率は、焦点距離が短い撮像モジュールよりも焦点距離が長い撮像モジュールの方が高倍率に設定されている。
なお、本発明においては、一時記憶部１４は、必ずしも筐体７０内に設ける必要はない。例えば、無線または有線により筐体７０の外部に一時記憶部１４を設けて接続してもよい。
【０１０３】
図１１は、本実施例の撮影システムを店舗に設置した状態を示す模式的部分断面図である。図１２は、図１１に示す撮影システムの各撮像ユニットの撮影範囲を示す模式的平面図である。
【０１０４】
図１１に示すように、撮影システム１０ｃは、店舗８０の天井７２に設置されており、撮影システム１０ｃは、店舗８０の床８２（内部）を俯瞰して撮影するものである。
撮影システム１０ｃにおいて、極（最下部）に設けられた撮影ユニット１２ａの撮影範囲は、撮影範囲Ｓ１である。また、平面αに設けられた撮影ユニット１２ａの撮影範囲は、撮影範囲Ｓ２である。平面βに設けられた撮影ユニット１２ａの撮影範囲は、撮影範囲Ｓ３である。平面γに設けられた撮影ユニット１２ａの撮影範囲は、撮影範囲Ｓ４である。
【０１０５】
本実施例の撮影システム１０ｃにおいては、図１１および図１２に示すように、店舗８０の床８２における撮影範囲Ｓ１〜Ｓ４の面積は全て同じであり、各撮影範囲Ｓ１〜Ｓ４は、隣接する各撮影範囲Ｓ１〜Ｓ４と重なり、店舗８０内の床８２に死角が生じないように、各撮影ユニット１２ａ（図２参照）が配置されている。
【０１０６】
なお、本実施例においては、図１２に示すように、床８２が長方形状の店舗８０を監視するものである。床８２が長方形状であるため、撮影範囲Ｓ３に比して、撮影範囲Ｓ４で撮影する領域が小さい。このため、本実施例においては、最も焦点距離が長い撮像モジュールの数が、撮影範囲Ｓ３を撮影する撮像モジュールの数に比して少ない。
【０１０７】
本発明の撮影システム１０ｃにおいては、筐体７０に設けられる位置によって、撮像モジュール２６の焦点距離を変え、いずれの撮像モジュール２６で撮影対象物を撮像した場合においても、同じ大きさになるように、撮像モジュール２６は結像レンズが選択されている。
本実施例においては、例えば、焦点距離が４段階に異なる撮像モジュールが用いられている。撮影範囲Ｓ１から撮影範囲Ｓ４に向かうにつれて、撮像モジュールは、焦点距離が長いものが用いられている。また、撮影範囲Ｓ１から撮影範囲Ｓ４に向かうにつれて、撮影範囲が広くなるため、撮影モジュールの数を多く配置する必要がある。さらに、不要な撮像領域の重なりを減らすために、焦点距離が長いものは、焦点距離が短いものよりも上方に配置する必要がある。
また、各平面における撮像モジュールの焦点距離が同じであるため、各モジュールは、中心線Ｖに対して等距離、すなわち、同一平面の縁部に円状または円弧状に配置する必要がある。
【０１０８】
ここで、図１３は、本発明の第４の実施例に係る撮影システムの撮像ユニットの配置状態を示す模式図である。なお、図１３において、撮像ユニット１２ａは黒丸（●）で示す。
図１３に示すように、本実施例においては、各平面α、β、γの縁部に所定のピッチｄα、ｄβ、ｄγで配置されている。撮像ユニット１２ａは、焦点距離によらず、各ピッチｄα、ｄβ、ｄγを同じにし、同じ数均等に配置することより、本発明の効果を達成することができる。しかしながら、この場合、撮像領域の重なりが増加するとともに、撮像モジュールの数が多くなり、記録手段の容量を増やす必要がある。これにより、制御部の負担も多くなる。このため、遠く撮影範囲Ｓ４を撮像する撮像ユニット１２ａの数を多くして、ピッチｄγを小さくする。すなわち、撮像モジュールを密に配置する。近くの撮影範囲Ｓ２を撮像する撮像ユニット１２ａの数を少なくして、ピッチｄγを大きくする。すなわち、撮像モジュールを疎に配置する。このように、撮影範囲に応じて、撮像モジュールの数を適宜設定することにより、撮像モジュールの数を、死角が生じない状態で最も少なくすることができる。
【０１０９】
本実施例においては、焦点距離が異なる複数の撮像モジュールを設けることにより、撮影領域において、撮影対象物の大きさを常に同じ大きさで撮像して、記録することができる。従来の魚眼レンズを用いた１つのカメラのように、像が歪むことがない。このため、撮影対象を歪むことなく、判別可能に記録することができる。
【０１１０】
また、撮影領域内においては、複数の撮像モジュールにわたって撮影されても、追跡することができ、さらに、対象物を常に同じ大きさで撮影することができるため、特定の対象物の追跡を容易に行うことができる。このため、防犯に適用した場合には、不審人物の特定を容易に行うことができる。
さらには、玄関の軒先を撮影システムの撮影範囲として、家族について画像登録しておくことにより、家族以外の人が玄関に来た場合には、警報部を作動させるようにしてもよい。また、隣接する家に撮影システムを設置して、相互に不審人物の監視を行うようにすることもできる。
【０１１１】
また、本実施例の撮影システム１０ｃは、３６０°全方位撮影可能としたが、本発明は、これに限定されるものではない。撮影対象領域に応じて適宜、撮影可能な角度を設定することができる。例えば、撮影範囲が１８０°である場合、撮影システム１０ｃは、筐体７０を中心線Ｖを含む垂直面で切断した形状を有するものである。
さらに、撮像ユニット（撮像モジュール）を円状に配置しているが、撮像モジュールの配列は、これに限定されるものではない。例えば、エスカレータ、またはエレベータホール、または長方形状の通路を撮影するような場合には、撮像モジュールを直線状に配置しても、本実施例と同様の効果を得ることができる。このように、本発明においては、撮像ユニットは、焦点距離毎に円弧状または直線状に配列されるピッチおよび長さは、撮影対象領域に応じて定めることができる。
【０１１２】
また、本実施例においては、筐体７０に取付穴を形成し、この取付穴に撮像モジュールを取り付けているが、本発明はこれに限定されるものではない。筐体７０に直接取り付けるのではなく、例えば、リング状部材を有するフレームに取り付けるようにしてもよい。
また、筐体７０の形状も、特に限定されるものではない。撮像モジュールを筐体に直接取り付けるものでなければ、設置する場所に応じた形状にすることができる。
また、本実施例においては、特定の選手を追う場合にも、予め選手の特徴などを入力しておくことにより、複数の撮像モジュールにわたって撮影されても、容易に追跡処理が行える。これにより、視聴者の好みに応じた映像を容易に提供することができる。また、記録された画像を編集し、ＣＤ、ＤＶＤ、またはビデオテープなどの記憶媒体に記録して提供することもできる。
【０１１３】
さらに、本実施例の撮影システム１０ｃにおいては、複数の撮像ユニット１２ａに対して、１つのメモリ１４ａを設ける構成にしてもよい。例えば、図１４に示す撮影システム９０ａのように、２つの撮像ユニット１２ａに対して、一時記憶部１５ａの１つのメモリ１４ａを設ける構成としてもよい。この場合、撮像ユニット１２ａ毎にメモリのポートなどを割り当てることにより、各撮像ユニット１２ａを識別することができる。また、無線で接続する場合には、各撮像ユニット１２ａ毎に、例えば、周波数を変えるか、または送信信号に識別情報を付加して出力させる。このようにして、各撮像ユニット１２ａを識別することができる。
【０１１４】
また、本実施例の撮影システム１０ｃにおいては、例えば、図１５に示す撮影システム９０ｂのように、全ての撮像ユニット１２ａに対して、１つのメモリ１４ａを設ける構成にしてもよい。すなわち、一時記憶部１５ｂに１つのメモリ１４ａを設ける構成としてもよい。この場合、撮像ユニット１２ａ毎にメモリ１４ａのポートなどを割り当てることにより、各撮像ユニット１２ａを識別することができる。また、無線で接続する場合には、各撮像ユニット１２ａ毎に、例えば、周波数を変えるか、または送信信号に識別情報を付加して出力させる。このようにして、各撮像ユニットを識別することができる。
【０１１５】
本発明は、基本的に以上のようなものである。以上、本発明の撮影システムおよび撮影方法について詳細に説明したが、本発明は上記実施例に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良または変更をしてもよいのはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】本発明の第１の実施例に係る撮影システムによる撮影領域を示す模式図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係る撮影システムを示す模式的ブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施例の撮影システムの撮像ユニットの構成の一例を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１の実施例の撮影システムのモニタを示す模式図である。
【図５】本実施例の撮影システムの撮像ユニットを構成する撮像モジュールの具体的な構成の一例を示す模式的断面図である。
【図６】本発明の第１の実施例に係る撮影システムの撮影モジュールの配置を説明するための模式図である。
【図７】本発明の第２の実施例に係る撮影システムを示す模式的ブロック図である。
【図８】本発明の第３の実施例に係る撮影システムを示す模式的ブロック図である。
【図９】本発明の第４の実施例に係る撮影システムを示す模式的ブロック図である。
【図１０】本発明の第４の実施例に係る撮影システムの外観を示す側面図である。
【図１１】本実施例の撮影システムを店舗に設置した状態を示す模式的部分断面図である。
【図１２】図１１に示す撮影システムの各撮像ユニットの撮影範囲を示す模式的平面図である。
【図１３】本発明の第４の実施例に係る撮影システムの撮像ユニットの配置状態を示す模式図である。
【図１４】本発明の第４の実施例に係る撮影システムの第１の変形例を示す模式的ブロック図である。
【図１５】本発明の第４の実施例に係る撮影システムの第２の変形例を示す模式的ブロック図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１０、１０ａ、１０ｂ  撮影システム
１１ａ，１１ｂ  撮影手段
１２  撮影部
１２ａ  撮像ユニット
１４  一時記億部
１４ａ  メモリ
１６  合成部
１８，３８  記録部
２０  外部インターフェース（外部Ｉ／Ｆ）
２２  監視部
２４  モニタ
２６  撮像モジュール
３０  アンプ
３２  Ａ／Ｄ変換器
３４  結像レンズ
３６  撮像素子
４０  フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）
４４  基板
４６  受光領域
４６ａ  受光面
５０  カバーガラス
６０  鏡筒
６２  筐体
６４  フランジ部
Ａ１〜Ａ３  撮影範囲
Ｄ１〜Ｄ１４  撮影領域
【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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【図１４】
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【図１５】
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