(57)【要約】      （修正有）【課題】部品数が少なく、型で成形すれば量産にも適しており、小型化もやり易く、広角レンズや魚眼レンズとの組み合わせが可能な全方位パノラマレンズの提供。【解決手段】ガラスまたは合成樹脂などの透明な材質で構成するレンズで、内部に球体の凸面鏡を有し、底面の基準点０から凸面鏡に反射させた光線に垂直なお椀型の側面を持つ形状にして、さらに底面に凹レンズの形状を持たせた。また、全体形状を凹レンズとして、上面凸面鏡の中央部を広角レンズとした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラスまたは合成樹脂などの透明な材質で構成する御椀型レンズの内部に球面または楕円、円錐、放物面、双曲面などの凸面鏡を有し、側面の全周囲から入射する光を内部凸面鏡にて底面部に反射させ、底面部に設けたカメラなどの光学系に集光させることが出来るお椀型全方位パノラマレンズ。
【請求項２】
凸面鏡の中心部を広角レンズとして使用することで、カメラ前方と周囲を同時に見ることが可能なお椀型全方位パノラマレンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】本発明は静止及び動画用のあらゆるカメラやセンサーに利用が出来て、３６０°全周囲とカメラ前方部を監視、感知、撮影、録画、投影するための全方位パノラマレンズである。
【背景技術】
【０００２】従来から全方位カメラやセンサーには凸面鏡や双曲面鏡など、いわゆる表面反射鏡を使用したものは存在している。また、それら反射鏡を連結する部品である透明な筒体の外形はそのままに、内部を無垢材に変えて内面反射鏡を形成し、構造を単純にしようと考えられたものも特許公開されている。（特開２００４−７８０４１）
【従来技術】
【０００３】表面反射鏡を使用したものは反射鏡の固定のために透明な筒体を使用するのが一般的だが、筒体内部に不要な反射光が発生し、画像に影響を与える問題がある。原因のひとつとして、外界から鏡面に届く光線は筒体外面と内面の２箇所で反射または屈折による光路の乱れを余儀なくされる。同様に筒体内部で乱反射した光線が外部に抜ける場合も２面での影響を受けてカメラ視界への入り込む確率が多くなることが考えられる。従来特許で透明な筒体を無垢にしたものが公開されているが、内部反射光防止には効果がある。しかし、外形が円柱なので全体をレンズとして考えると像は結ばない。
また従来の全方位カメラは周囲を見るのには魚眼レンズより優れているが、カメラ前方を見ることは出来ないのでこれは魚眼レンズが優れている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】透明な無垢材料で内部に曲面鏡を設けたものを発明し、鮮明画像が得られないか。
本体全体にレンズ機能と反射鏡機能の両方を持たせてカメラ前方と全周囲の双方とも視覚可能なパノラマレンズが出来ないか。
【課題を解決するための手段】
【０００５】上記問題を解決するための本発明は次のようなものである。
（１）ガラスまたは合成樹脂など透明無垢材料で構成するお椀型全方位パノラマレンズを提供する。
（２）本レンズは上部の面形状を球面、円錐、楕円、放物面、双曲面のいずれかにして、内部に内面凸面鏡を形成する全方位パノラマレンズである。
（３）上部凹面には鏡面メッキまたは鏡面コーティングなどの鏡面処理を施し、曲面の形状によってそれぞれ球面鏡、円錐鏡、楕円鏡、放物面鏡、双曲面鏡を有する全方位パノラマレンズとなる。
（４）上部凹面全てに鏡面処理を施すと本レンズ側面周囲だけの映像に対応する全方位パノラマレンズとなる。カメラ前方が見える仕様にする場合は凸面鏡の中心に適当な大きさのレンズ部を残し、その周囲に鏡面処理を施す。
（５）側面形状は内部凸面鏡から反射光を受ける底面の中心点０を基準として、０と凸面鏡を結ぶ全ての光線が反射する前の入射角度と垂直な面を持つことでお椀に似た形の全方位パノラマレンズとなる。
（６）底面形状は凸面鏡での収差を補正するため凸面鏡によって曲率の違う面となる。
【発明の効果】
【０００６】側面と底面の形状を前項（５）（６）にすることで、側面から入射して内部凸面鏡で反射して底面を通過した光線は規則性を持って拡散し、レンズ内に仮想集光点いわゆる虚像を結ぶ。虚像を結ぶ光線はカメラその他の光学系で像を結ばせることが可能となり映像として監視、感知、撮影、録画、出来ることになる。また、本体を使用して録画したデータやフィルムなどの媒体から、再び本体を使用して周囲にドーム型のスクリーンなどを設置して投影すれば、歪みのないパノラマ映像が得られる。
従来の反射鏡と筒体を使用したものに比べ、光の進行方向に影響を与える面が半分になり、影響が少なくなる。しかも、部品が減るために小型化するにも有利である。
型で成形するならば量産も可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】本発明は図２のお椀型全方位パノラマレンズ本体が基本となり、図１にカメラなど他の光学系と組み合わせた概要を示す。有効に前方を見るための広角レンズも追加している。図３は全方位レンズの光路図である。【０００８】材質は光学ガラスが最も望ましいが、量産には型で成形するのが適しており、その場合はアクリル等の光学用合成樹脂を使用するのが良い。【０００９】図２のお椀型全方位レンズ本体は中央にレンズを有しておるが、必要が無ければ上面全てに鏡面メッキまたは鏡面コーティングを施す。その場合、中央部に写る映像はカメラなど自分自身となり、あまり必要としない映像であろう。コーティング層はクロムメッキ、アルミメッキ、銀メッキまたはそれらの蒸着処理で形成する。【００１０】図１の実施事例では球面の凸面鏡を使用している。周囲の画角を広げるには楕円や、放物面、双曲面が適しているが、その分中央の広角レンズで画角が狭くなる。【００１１】図１の実施事例で上面凸面鏡の曲率半径と中央レンズ部の曲率半径を同一にした場合は底面側からそれぞれの像を同一焦点では捕らえられないため、上部に広角レンズを追加して焦点を合わせるようにする。単体で行うには中央部の曲率を変える必要がある。
側面と底面の曲率は凸面鏡の曲率と基準点０との位置から必然的に決まるので、それらを単独では調整出来ない【００１２】カメラなど他光学系との接続を容易にするため、底面に円柱形の突出しを設ける。【００１３】図１、図２いずれも底面側にカメラその他の光学系との接続用筐体と像の受け渡し機能を有する光学系レンズまたはミラー、プリズムが必要と考えられるが、接続するものによって異なるため、詳細は控えることとする。【００１４】本レンズで記録した画像は非常に広角な画面を圧縮して録画されたものである。従って正常な画像に戻して見る必要があり、方法としてデジタル画像処理を使用するのが望ましい。他には前項発明の効果に記載した円形スクリーンに投影する方法などがある。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の全体概要図でお椀型パノラマレンズ本体と他部品との位置関係を示す。本品は回転対称形である。
【図２】本発明のお椀型全方位パノラマレンズ本体図である
【図３】本発明の機能を示す光路図である。
【符号の説明】
【００１６】０．基準点
１．お椀型全方位パノラマレンズ本体
２．追加広角レンズ
３．結像用光学系
４．本体上面広角レンズ部（Ｐ〜Ｒ間）
５．本体凸面鏡部        （Ｔ〜Ｒ、Ｓ〜Ｐ間）
６．本体レンズ側面部    （Ｃ〜Ｔ、Ｓ〜Ｄ間）
７．本体底面レンズ部    （Ｎ〜Ｍ  間）
８．．発光部
９．仮想集光点（虚像点）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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