(57)【要約】【課題】広視野の画像とそこに含まれる被写体の高画質な拡大画像とを１台で同時に取得できる撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置は、複数の変倍光学系２Ａ〜２Ｈを通した撮像により互いに連続するように繋ぎ合わせられる複数の画像を取得する。制御手段３０６は、複数の変倍光学系のうち第１の変倍光学系を望遠側に変倍動作させるときに第１の変倍光学系とは異なる第２の変倍光学系を広角側に変倍動作させる。【選択図】図１０
2018170630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の変倍光学系を通した撮像により、互いに連続するように繋ぎ合わせられる複数の画像を取得する撮像手段と、
前記複数の変倍光学系のそれぞれの変倍動作を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記複数の変倍光学系のうち第１の変倍光学系を望遠側に変倍動作させるときに前記第１の変倍光学系とは異なる第２の変倍光学系を広角側に変倍動作させることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第１および第２の変倍光学系は、前記複数の画像のうち互いに繋ぎ合わされる２つの画像の取得に用いられることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記撮像手段は、前記第１および第２の変倍光学系を変倍動作させる途中に前記複数の変倍光学系のうち少なくとも該第１および第２の変倍光学系を通した撮像を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記複数の画像のそれぞれのコントラストを検出するコントラスト検出手段を有し、
前記制御手段は、前記複数の画像のうち互いに繋ぎ合わされる２つの画像のそれぞれに高コントラストの第１の領域と該第１の領域よりも低コントラストの第２の領域とを検出した場合、該２つの画像における前記第２の領域が繋ぎ合わせ領域となるように前記第１および第２の変倍光学系を変倍動作させることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記複数の画像のそれぞれの輝度を、前記複数の変倍光学系の変倍状態に応じたＦ値に基づいて制御する輝度補正手段を有することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記複数の変倍光学系をそれぞれの光軸方向に移動させる移動機構を有しており、
前記制御手段は、前記第１および第２の変倍光学系の変倍動作に応じて、前記複数の変倍光学系の入射瞳が同一円上に位置するように前記移動機構を制御することを特徴とする請求項１から５いずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記複数の変倍光学系のそれぞれの画角が、該画角間に不連続が生じない最短撮像距離に応じた画角となるように該複数の変倍光学系を変倍動作させる制御を行うことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記第１および第２の変倍光学系の光軸が互いになす角度をθとし、前記第１および第２の変倍光学系の画角をそれぞれθ１とθ２とするとき、
θ＜θ１／２＋θ２／２
なる条件を満たすことを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記複数の画像を互いに繋ぎ合わせて合成画像を生成する画像生成手段を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の撮像装置と、
前記制御手段に前記複数の変倍光学系の変倍動作を制御させる指示を入力する指示装置とを有することを特徴とする撮像システム。
【請求項１１】
複数の変倍光学系を通した撮像により、互いに連続するように繋ぎ合わせられる複数の画像を取得する撮像装置のコンピュータに該撮像装置を制御させるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータに、
前記複数の変倍光学系のそれぞれの変倍動作を制御する制御処理を実行させ、
前記制御処理において、前記複数の変倍光学系のうち第１の変倍光学系を望遠側に変倍動作させるときに前記第１の変倍光学系とは異なる第２の変倍光学系を広角側に変倍動作させることを特徴とする撮像制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全方位撮像やパノラマ撮像等の広視野撮像を行う撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
上記のような広視野撮像を行うための方法として、複数のカメラで得られる複数の撮像画像を連続した１つの画像となるように繋ぎ合わせる技術が知られている。広視野撮像を防犯等の監視目的に使用する場合には、撮像された画像の中から特定の被写体像を拡大して詳しく観察することが多い。従来はこのような場合に撮像画像中の一部を切り出して電子ズームを行うことで拡大している。ただし、電子ズームによる画質の劣化が問題となる。
【０００３】
特許文献１には、監視領域のほぼ全体を撮像可能な広角カメラと、雲台機構を有して外部からの信号に応じて撮像方向とズーム倍率の変更が可能な可動カメラとの２台で構成された撮像システムが開示されている。この撮像システムでは、広角カメラが取得した広視野画像から追跡対象となる被写体の位置を特定し、解像度の高い被写体の追跡画像が得られるように可動カメラの撮像方向やズーム倍率を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１９４９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１にて開示されている撮像システムでは、互いに離れた位置に配置された広角カメラと可動カメラを用いており、１台のカメラで広視野の画像と特定の被写体の拡大画像とを取得できるものではない。
【０００６】
本発明は、広視野の画像とそこに含まれる被写体の高画質な拡大画像とを１台で同時に取得することができるようにした撮像装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一側面としての撮像装置は、複数の変倍光学系を通した撮像により、互いに連続するように繋ぎ合わせられる複数の画像を取得する撮像手段と、複数の変倍光学系のそれぞれの変倍動作を制御する制御手段とを有する。制御手段は、複数の変倍光学系のうち第１の変倍光学系を望遠側に変倍動作させるときに第１の変倍光学系とは異なる第２の変倍光学系を広角側に変倍動作させることを特徴とする。
【０００８】
なお、上記撮像装置と、その制御手段に複数の変倍光学系の変倍動作を制御させる指示を入力する指示装置とを有する撮像システムも、本発明の他の一側面を構成する。
【０００９】
また、上記撮像装置のコンピュータに、第１の変倍光学系を望遠側に変倍動作させるときに第２の変倍光学系を広角側に変倍動作させる処理を実行させるコンピュータプログラムとしての撮像制御プログラムも、本発明の他の一側面を構成する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の撮像装置によれば、広視野の画像とそこに含まれる被写体の高画質な拡大画像とを１台の撮像装置で同時に取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例である全方位カメラの外観斜視図。
【図２】実施例におけるレンズ鏡筒の斜視図。
【図３】実施例におけるレンズ鏡筒の分解斜視図。
【図４】実施例における２群鏡筒の分解斜視図。
【図５】実施例における２群鏡筒の正面図。
【図６】実施例におけるレンズ鏡筒の断面図（沈胴位置）。
【図７】実施例におけるレンズ鏡筒の断面図（ＷＩＤＥ位置）。
【図８】実施例におけるレンズ鏡筒の断面図（ＴＥＬＥ位置）。
【図９】実施例のカメラの三脚を引き伸ばした状態を示す斜視図。
【図１０】実施例のカメラの起動状態を示す斜視図。
【図１１】実施例における画角配分を示す概念図。
【図１２】実施例における起動状態でのレンズ画角（水平および鉛直線方向）を示す図。
【図１３】実施例における望遠状態でのレンズ画角（水平および鉛直線方向）を示す図。
【図１４】実施例のカメラにおける光学ズーム中の撮像を示す概念図。
【図１５】実施例のカメラ（広角状態）により得られる全方位画像を示す図。
【図１６】実施例のカメラ（望遠状態）により得られる全方位画像を示す図。
【図１７】実施例のカメラ（望遠状態）の鉛直線方向視の断面図。
【図１８】実施例のカメラを含む全方位撮像システムの構成を示すブロック図。
【図１９】実施例のカメラの光学ズーム時における撮像制御処理を示すフローチャート。
【図２０】実施例のカメラの光学ズーム中における撮像制御処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の実施例である撮像装置としての全方位カメラの外観を示している。この全方位カメラは、互いに異なる方向を向いた複数の撮像光学系を通した撮像により得られた複数の画像（部分画像）を繋ぎ合わせて、水平３６０°および鉛直３６０°の撮像範囲の画像である全方位画像（合成画像）を生成する。
【００１４】
１はカメラ本体である。カメラ本体１は球形の外装部材１Aを有する。カメラ本体１の水平面内６箇所と鉛直線方向２箇所（上面部および下面部）にはそれぞれ、撮像レンズを収容したレンズ鏡筒２（２Ａ〜２Ｈ）が該撮像レンズが互いに異なる方向を向くように保持（配置）されている。具体的には、レンズ鏡筒２Ａ〜２Ｆがそれぞれ水平面内のうち互いに異なる方向を向き、レンズ鏡筒２Ｇ，２Ｈがそれぞれ鉛直線方向のうち互いに異なる方向である上側と下側を向いている。
【００１５】
鉛直線方向は、後述する内蔵三脚５を用いて水平なカメラ設置面にカメラ本体１を固定したときに重力を受ける方向に沿って直線が延びる方向であり、天地方向ともいう。水平面とはその鉛直線方向に対して直交する面であり、この水平面内に含まれる方向（方位）を水平方向という。合計８つのレンズ鏡筒２内の撮像レンズはいずれも焦点距離を変えるための変倍動作（光学ズーム）が可能な変倍光学系である。なお、変倍光学系は実際には撮像レンズに相当するが、以下の説明では撮像レンズを含むレンズ鏡筒を変倍光学系に相当するものとして説明する。
【００１６】
各レンズ鏡筒２の前端部には、撮像レンズの前面を開閉するレンズバリア２０が設けられている。レンズバリア２０の開閉は、カメラ本体１の上面部に配置された電源ボタン７のＯＮとＯＦＦに応じてレンズ鏡筒２が図１に示す沈胴状態とカメラ本体１から突出する突出状態との間で繰り出したり繰り込んだりする動作に連動して行われる。
【００１７】
また、カメラ本体１における上面部のレンズ鏡筒２（２Ｇ）と水平面内６箇所のレンズ鏡筒２（２Ａ〜２Ｆ）との間には、カメラの周囲の被写体に均等に照明光を照射するリング状の照明部３が設けられている。また、カメラ本体１における下面部のレンズ鏡筒２（２Ｈ）と水平面内６箇所のレンズ鏡筒２（２Ａ〜２Ｆ）との間には、３つの可動照明ユニット４と、カメラ本体１を安定的に水平に固定するための内蔵三脚（以下、単に三脚という）５とが設けられている。可動照明ユニット４は、図に示す格納位置からカメラ本体１から突出する任意の照明位置に位置を調節することができる。三脚５は、図に示す収納状態からユーザが脚部の長さと角度を任意で変えることができ、これによりカメラ設置面からのカメラ本体１の高さを調整することができる。格納位置から突出した可動照明ユニット４および三脚５は突出部材に相当する。
【００１８】
カメラ本体１の下面部には電池室６が設けられており、この電池室６に格納された電池からカメラ本体１への電源供給が行われる。さらに、カメラ本体１の上面部には、８つのレンズ鏡筒２のうち光学ズームを行わせるレンズ鏡筒２の選択とその光学ズームを指示するためのズームボタン８が設けられている。また、撮像準備動作（焦点調節動作および測光動作）および撮像動作（後述する撮像素子の露光）を開始させるためのレリーズボタン９も設けられている。
【００１９】
なお、光学ズーム、撮像準備動作および撮像動作は、パーソナルコンピュータやスマートフォン等の外部指示装置からの通信による遠隔操作も可能である。
【００２０】
図２は、カメラ本体１に８つ設けられたレンズ鏡筒２（２Ａ〜２Ｈ）うちの１つを示している。レンズ鏡筒２は沈胴式鏡筒であり、カメラの電源ＯＦＦ状態においてレンズ鏡筒２がカメラ本体１内に格納され、電源ＯＮ状態ではカメラ本体１から外側に繰り出すことで撮像が可能となる。また、前述したように電源ＯＦＦ状態ではレンズバリア２０が撮像レンズの前面を覆っているため、前面の傷付きや鏡筒内への塵埃の侵入等が防止される。
【００２１】
図３は、レンズ鏡筒２を分解して示している。撮像レンズは、不図示の１群レンズ、２群レンズおよび第３群レンズにより構成されている。２１は１群レンズを保持するとともに、前述したレンズバリア２０を備えた１群鏡筒である。２２は光量を調節する絞りユニットである。２３は２群レンズを保持するとともに、防振レンズ機構とシャッタを備えた２群鏡筒である。
【００２２】
２４は移動カム環であり、その内周部には１群鏡筒２１、絞りユニット２２および２群鏡筒２３を光軸方向に移動させるためのカム溝部が設けられている。移動カム環２４の外周には、駆動モータ２９からの駆動力が伝達されるギア部が設けられている。移動カム環２４は、１群鏡筒２１、絞りユニット２２、２群鏡筒２３および後述する直進筒２５と固定筒２７に対して光軸回りで回転可能に保持されており、駆動モータ２９からの駆動力をギア部にて受けることで回転駆動される。直進筒２５は、１群鏡筒２１、絞りユニット２２および２群鏡筒２３を光軸方向にガイドし、それらの光軸回りで回転を阻止する。３群鏡筒２６は、３群レンズを保持する。固定筒２７は、１群鏡筒２１、絞りユニット２２、２群鏡筒２３、移動カム環２４および３群鏡筒２６を光軸方向に移動可能に収容する。固定筒２７の内周部には、移動カム環２４を光軸方向に移動させるためのカム溝部が設けられている。
【００２３】
２８は不図示の撮像素子を保持する撮像素子保持ユニットであり、固定筒２７が固定されているとともに、前述した駆動モータ２９を保持する。２８ａは鏡筒フレキシブル配線基板であり、撮像素子保持ユニット２８に取り付けられている。鏡筒フレキシブル配線基板２８ａは、絞りユニット２２の駆動部に接続された絞りフレキシブル配線基板２２１と２群鏡筒２３のシャッタ駆動部に接続された２群フレキシブル配線基板２３１とに固定筒２７の外側で接続される。
【００２４】
なお、上述レンズ鏡筒２の構成は例に過ぎず、沈胴式ではなく、内部でのレンズ移動のみで光学ズームを行うレンズ鏡筒であってもよい。
【００２５】
図４は、図３に示した２群鏡筒２３における防振レンズ機構を分解して示している。また、図５には、光軸方向における被写体側から見た防振レンズ機構（ただし、後述する２群フレキシブル基板２３１およびセンサホルダ２３２を除く）を示している。２３９は２群鏡筒２３の基台である２群ベースである。該２群ベース２３９には、前述した移動カム環２４のカム溝部に係合するフォロアピン２３９ａが３つ設けられている。また、２群ベース２３９における光軸回り方向の一部領域には、シャッタヨーク２３９ｂが取り付けられている。カバー部材２３９ｃは、シャッタヨーク２３９ｂに被写体側から被せられて２群ベース２３９に固定されている。シャッタヨーク２３９ｂと不図示のロータからなるシャッタアクチュエータは、通電方向の切り替えによってロータに設けられたアームの停止位置が切り替わる２点切替え式アクチュエータである。
【００２６】
２３５は２群レンズホルダであり、この２群レンズホルダ２３５には２群レンズ２３３（ＬＳ２）が有害光をカットするためのマスク部材２３４とともに接着等によって固定されている。また、２群レンズホルダ２３５には、マグネット２３５Ａ，２３５Ｂが保持されている。以下の説明において、符号の添字Ａ，Ｂはそれぞれ、図５に示したＡ方向（ピッチ方向）とＢ方向（ヨー方向）に対応している。マグネット２３５ＡはＡ方向にＮ極とＳ極が配置されるように、マグネット２３５ＢはＢ方向にＮ極とＳ極が配置されるように２群レンズホルダ２３５により保持されている。２群レンズホルダ２３５の２箇所にはフック２３５ａが設けられており、それぞれのフック２３５ａには引張りスプリング２３６の一端が掛けられている。
【００２７】
２３７Ａ，２３７Ｂはコイルとボビンからなるコイルユニットである。コイルユニット２３７Ａ，２３７Ｂは、２群ベース２３９におけるシャッタヨーク２３９ｂとは異なる位置であってマグネット２３５Ａ，２３５Ｂに光軸方向にて対向する位置に設けられた凹部に接着等の固定手段によって固定されている。コイルへの給電はボビンに埋設されコイルと電気的に接続されたそれぞれの端子部に対して２群フレキシブル基板２３１を接続することで行なわれる。
【００２８】
２群レンズホルダ２３５に掛けられたスプリング２３６の他端は２群ベース２３９のフック２３９ｄに掛けられている。２群ベース２３９と２群レンズホルダ２３５との間に、３個の非磁性体であるボール２３８が挟まれている。スプリング２３６は、２群レンズホルダ２３５を２群ベース２３９に向けて光軸方向に付勢する。これにより、２群レンズホルダ２３５は、ボール２３８を介して２群ベース２３９に対して光軸方向にて押圧された状態になっている。２群レンズホルダ２３５は、ボール２３８を転動させながら光軸に直交する平面内でスムーズに移動（シフト）することができる。手振れ等のカメラ振れに応じて２群レンズホルダ２３５を上記平面内でシフトさせることにより、撮像素子上での像ぶれを抑制する防振制御を行うことができる。
【００２９】
センサホルダ２３２は、２群レンズホルダ２３５におけるマグネット２３５Ａ，２３５Ｂおよびその周辺部分を被写体側から覆うように配置されて２群ベース２３９に固定される。センサホルダ２３２は、後述するホール素子２３１Ａ，２３１Ｂを位置決めして保持する。
【００３０】
２３１は２群フレキシブル基板であり、前述したコイルユニット２３７Ａ，２３７Ｂおよびシャッタアクチュエータが接続されている。また、２群フレキシブル基板２３１には、ホール素子２３１Ａ，２３１Ｂが実装されている。ホール素子２３１Ａ，２３１Ｂにより２群レンズホルダ２３５とともにシフトするマグネット２３５Ａ，２３５Ｂからの磁界の変化を検出することで、光軸上の中立位置からの２群レンズホルダ２３５の移動量、つまりは位置を検出することができる。これにより、防振制御において２群レンズホルダ２３５の位置のフィードバック制御を行うことができる。
【００３１】
図６は、レンズ鏡筒２の沈胴状態（沈胴位置）での断面を示している。沈胴状態では、１、２および３群レンズＬＳ１，ＬＳ２，ＬＳ３がそれらの間の間隔が最小になるように配置され、レンズバリア２０は閉じている。
【００３２】
図７は、レンズ鏡筒２の広角端状態（Ｗｉｄｅ位置）での断面を示している。沈胴状態から駆動モータ２９を駆動することで、１群鏡筒２１および移動カム環２４が固定筒２７（カメラ本体１）から突出するように繰り出すとともに１、２および３群レンズＬＳ１，ＬＳ２，ＬＳ３が図に示すような位置に配置されて撮像可能な状態となる。このとき、レンズ鏡筒２の画角は最大となり、後述する全方位画像において１つのレンズ鏡筒２を通して得られる画像領域が最も広くなる。
【００３３】
図８は、レンズ鏡筒２の望遠端状態（Ｔｅｌｅ位置）での断面を示している。広角端状態から駆動モータ２９を駆動することで、１群鏡筒２１および移動カム環２４が広角端状態よりさらに固定筒２７に対して繰り出すとともに１、２および３群レンズＬＳ１，ＬＳ２，ＬＳ３が図に示すような位置に配置される。このとき、レンズ鏡筒２の画角は最小となり、全方位画像において１つのレンズ鏡筒２を通して得られる画像領域が最も狭くなる。なお、本実施例では、３つのレンズ群を有する変倍光学系を有するレンズ鏡筒を用いる場合について説明するが、レンズ群の数は３以外の数であってもよい。
【００３４】
全方位画像のうち特定の被写体の画像領域を拡大したい場合にその被写体を撮像しているレンズ鏡筒２のより望遠側への光学ズームを行うことで、その被写体の光学像を撮像素子上に拡大して投影することができる。このため、電子ズームのような画質劣化のない拡大された被写体画像を得ることができる。カメラに設けられた８つのレンズ鏡筒２はそれぞれ、広角端状態から望遠端状態までの範囲内で画角を連続的に変更することができる。
【００３５】
図９は、撮像前におけるカメラ本体１の準備としてユーザが三脚５を手動で引き出してカメラ設置面に固定する様子を示している。図１に示した収納状態から三脚５の３本の脚部５ａをＣ方向に伸ばすことができ、３箇所の接地部５ｂによってカメラ本体１が支持される。３本の脚部５ａ間の角度はＤ方向にα〜βまで変更することが可能であり、各脚部５ａの伸縮も可能であるため、それらを組み合わせてカメラ本体１の高さを自由に調整することができる。
【００３６】
なお、カメラ本体１内には３本の脚部５ａの鉛直方向に対する角度を一致させる機構が内蔵されている。これによりカメラ設置面が水平であればカメラ本体１に設けられたレンズ鏡筒２Ａ〜２Ｆを正確に水平方向に向かせるとともに、レンズ鏡筒２Ｇ，２Ｈをそれぞれ正確に鉛直線方向の上側（天側）と下側（地側）を向かせることができる。
【００３７】
図１０は、ユーザによりカメラ本体１の上面部に設けられた電源ボタン７がＯＮ操作されてカメラが起動した状態を示している。電源ＯＦＦ状態から全てのレンズ鏡筒２（２Ａ〜２Ｈ）が繰り出してレンズバリア２０が開き、撮像可能な状態となる。この状態で、８つのレンズ鏡筒２の画角が、水平３６０°に天地方向を加えた全方位撮像が行えるように設定される。
【００３８】
図１１は、全方位撮像により得られる撮像画像である全方位画像における８つのレンズ鏡筒２Ａ〜２Ｈに対する画像領域（以下、部分画像という）の配分を示している。水平３６０°のうちレンズ鏡筒２Ａ〜２Ｆのそれぞれを通して得られる部分画像をＩｍｇＡ〜ＩｍｇＦで示している。また、天側のレンズ鏡筒２Ｇと地側のレンズ鏡筒２Ｈのそれぞれを通して得られる部分画像をＩｍｇＧ，ＩｍｇＨで示している。
【００３９】
部分画像間の境界線は、連続した１つの全方位画像を得るために隣り合う部分画像を繋ぎ合わせたスティッチ部である。本実施例では、レンズ鏡筒２Ａ〜２Ｈのそれぞれを通して、部分画像よりも大きめの画像を取得する。そして、８つの取得画像のうち２つにおける部分画像より大きい周囲領域から共通の特徴点を検出し、この特徴点が重なり合うように該２つの取得画像を繋ぎ合わせることによって、スティッチ部にて被写体ずれがないように繋ぎ合わされた部分画像が得られる。このような繋ぎ合わせ処理を全ての取得画像に対して行うことで全方位画像が生成される。
【００４０】
図１２（Ａ）は、カメラ本体１を上側から見たときのレンズ鏡筒２（２Ａ〜２Ｆ）の水平面内での画角を示している。水平面内にて周方向等角度間隔で配置された６つのレンズ鏡筒２Ａ〜２Ｆの画角はそれぞれ、θ１である。そして、それぞれ周方向にて隣り合うレンズ鏡筒２の画角の一部同士が重なり合う半径Ｒ１の円よりも外側の領域で連続した３６０°の範囲の全方位撮像が可能となっている。Ｒ１はカメラ本体１の中心（レンズ鏡筒２Ｇの光軸位置）から連続した全方位撮像が可能となる位置までの距離であり、Ｌ１はカメラ本体１の中心からレンズ鏡筒２Ａ〜２Ｆのそれぞれの先端までの距離である。Ｌ２はＲ１からＬ１を差し引いた全方位撮像至近距離、すなわちレンズ鏡筒２Ａ〜２Ｆのそれぞれの画角間に不連続が生じない最短撮像距離を示す。
【００４１】
本実施例では、レンズ鏡筒２の画角を、撮像素子の短辺、長辺および対角を考慮した画角ではなく、単純な円錐状の画角として説明する。また、ズームによってレンズ鏡筒２の繰り出し量が変化するが、その変化量は全方位撮像至近距離Ｌ２に対して十分に小さく無視できるため、ズーム位置にかかわらずカメラ本体１の中心からレンズ鏡筒２Ａ〜２Ｆのそれぞれの先端までの距離をＬ１とする。
【００４２】
図１２（Ｂ）は、図１２（Ａ）に示した状態でのカメラ本体１を水平方向（図１２（Ａ）中の矢印方向）から見たときのレンズ鏡筒２Ａ，２Ｄ，２Ｇ，２Ｈの鉛直面内での画角を示している。レンズ鏡筒２Ａ，２Ｄの画角はそれぞれθ１である。一方、レンズ鏡筒２Ｇ，２Ｈのそれぞれの画角はθ２（＞θ１）である。レンズ鏡筒２Ａ，２Ｄ，２Ｇ，２Ｈの画角の一部が重なり合う半径Ｒ１の円よりも外側の領域で連続した全方位撮像が可能となっている。
【００４３】
図１２（Ａ）と同様に全方位撮像至近距離Ｌ２を得るためには、カメラ本体１の中心から連続した全方位撮像が可能となる位置までの距離をＲ１とする必要がある。ただし、鉛直面内では水平面内よりも全方位撮像に用いられるレンズ鏡筒２Ｇ，２Ｈの数が少ないため、これらレンズ鏡筒２Ｇ，２Ｈの画角をθ１より大きいθ２にしている。
【００４４】
カメラの起動時においては、例えば最短の全方位撮像至近距離Ｌ２が得られるようにレンズ鏡筒２Ａ〜２Ｆの画角θ１とレンズ鏡筒２Ｇ，２Ｈの画角θ２を設定する。ただし、カメラの起動時においてより長い全方位撮像至近距離Ｌ２が得られるように、より狭い画角θ１，θ２を設定してもよい。
【００４５】
図１３（Ａ）は、図１２（Ａ），（Ｂ）に示した状態から特定被写体Ｐを拡大するためにレンズ鏡筒２Ａ（第１の変倍光学系）のみに望遠側への光学ズーム（変倍動作）を行わせたカメラ本体１を上側から見て示している。レンズ鏡筒２Ａの画角は点線で示したθ１からθ３（＜θ１）に狭められる。このため、レンズ鏡筒２Ａの両隣のレンズ鏡筒２Ｂ，２Ｆの画角が点線で示す元のθ１のままではこれらの一部とレンズ鏡筒２Ａの画角とが重なり合わず、連続した全方位撮像ができなくなる。
【００４６】
そこで本実施例では、レンズ鏡筒２Ａを通して取得される部分画像に繋ぎ合わされる部分画像を取得するレンズ鏡筒２Ｂ，２Ｆの画角をθ１よりも広角側のθ４（＞θ１）に広げるように制御する。すなわち、レンズ鏡筒２Ｂ，２Ｆ（第２の変倍光学系）に広角側への光学ズームを行わせる。これにより、狭められたレンズ鏡筒２Ａの画角に対してレンズ鏡筒２Ｂ，２Ｆの画角の一部を重ねることができ、連続した全方位撮像を行うことができる。このとき、レンズ鏡筒２Ｂ，２Ｆの画角θ４はレンズ鏡筒２Ａの画角が変更される前と同じ全方位撮像至近距離Ｌ２（つまりは距離Ｒ１）が維持されるように算出および設定されることが望ましい。
【００４７】
なお、水平面内の他のレンズ鏡筒２Ｃ〜２Ｅの画角は変更されないため、レンズ鏡筒２Ｂ，２Ｃの画角の重なり領域およびレンズ鏡筒２Ｅ，２Ｆの画角の重なり領域が拡大し、それらのレンズ鏡筒付近の全方位撮像至近距離がＬ２より近くなる。この場合、ユーザに対して全方位撮像至近距離Ｌ２が一部の領域だけ短くなっていることを通知してもよいし、繋ぎ合わせ処理における特徴点の検出範囲を拡大してもよい。
【００４８】
図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）に示した状態でのカメラ本体１を水平方向（図１３（Ａ）中の矢印方向）から見たときのレンズ鏡筒２Ａ，２Ｄ，２Ｇ，２Ｈの鉛直面内での画角を示している。図１３（Ａ）と同様にレンズ鏡筒２Ａの画角は点線で示したθ１からθ３（＜θ１）に狭められる。このため、レンズ鏡筒２Ａの天地方向における両隣のレンズ鏡筒２Ｇ，２Ｈの画角が点線で示す元のθ２のままではこれらの一部とレンズ鏡筒２Ａの画角とが重なり合わず、連続した全方位撮像ができなくなる。
【００４９】
そこで本実施例では、レンズ鏡筒２Ｇ，２Ｆの画角をθ２よりも広角側のθ５（＞θ２）に広げるように制御する。これにより、狭められたレンズ鏡筒２Ａの画角に対してレンズ鏡筒２Ｇ，２Ｈの画角の一部を重ねることができ、連続した全方位撮像を行うことができる。
【００５０】
このとき、図１３（Ａ）で説明したようにレンズ鏡筒２Ｇ，２Ｈの画角θ５はレンズ鏡筒２Ａの画角が変更される前と同じ全方位撮像至近距離Ｌ２（つまりは距離Ｒ１）が維持されるように算出および設定されることが望ましい。つまり、θ５の画角が図１３（Ｂ）中のＱ１とＱ２を通るように設定されることが望ましい。しかし、レンズ鏡筒２Ｇ，２Ｈを広角端状態としてもそのような広い画角を設定できない場合は、図に示すように、全方位撮像至近距離Ｌ２から画角θ５で全方位撮像が可能となる全方位撮像至近距離Ｌ３（つまりは距離Ｒ２）への変更が必要となる。この場合、予め設定されていた全方位撮像至近距離Ｌ２では連続した全方位撮像を行えず、全方位撮像至近距離がＬ２からＬ３（＞Ｌ２）になることの通知をユーザに対して行うことが望ましい。
【００５１】
このように、水平面内と鉛直面内とで全方位撮像を行うためのレンズ鏡筒２の数が異なる場合は、水平面内のレンズ鏡筒の撮像レンズと天地側のレンズ鏡筒の撮像レンズとで焦点距離や倍率を異ならせてもよい。
【００５２】
また、レンズ鏡筒が１８０°を超えるような超広画角の撮像レンズを備えている場合は、カメラ本体１によって光線がけられる可能性があるため、本実施例のようにレンズ鏡筒を被写体側に繰り出することが望ましい。
【００５３】
以上説明したように、８つのレンズ鏡筒２のうち例えばレンズ鏡筒２Ａの望遠側への光学ズームを行う場合にこれに隣り合うレンズ鏡筒２Ｂ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈの広角側への光学ズームを行うことで連続した全方位撮像を維持することができる。ただし、これを可能にするためのレンズ鏡筒の配置角度と画角の間には条件が存在する。
【００５４】
図１３（Ａ）において水平面内で隣り合うレンズ鏡筒２Ａ〜２Ｆ間の均等な配置角度（レンズ鏡筒２Ａ〜２Ｆの光軸が互いになす角度）をθとする。レンズ鏡筒２Ａのθ２の画角とレンズ鏡筒２Ｆのθ１の画角とが無限遠距離でも全く重なり合わないと、連続した全方位撮像ができない。無限遠距離でも画角が全く重なり合わないのは、レンズ鏡筒２Ａの半画角θ３／２の端のラインとレンズ鏡筒２Ｆの半画角θ１／２の端のラインが平行より開くようにそれらライン間の角度Ｘが０以上であるからである。このため、角度Ｘが０より小さくなることが、隣り合うレンズ鏡筒の画角の一部同士が重なり合うための条件である。角度Ｘは上記配置角度θからレンズ鏡筒２Ａの半画角θ３／２とレンズ鏡筒２Ｆの半画角θ１／２の和を引いたものである。すなわち、
Ｘ＝θ−（θ３／２＋θ１／２）＜０
θ＜θ３／２＋θ１／２    …（１）
という関係が成立する。なお、θ３は第１の変倍光学系の画角θ１に、θ１は第２の変倍光学系の画角θ２にそれぞれ相当する。
【００５５】
このように本実施例では、望遠側への光学ズームを行ったレンズ鏡筒の画角の狭まりをその隣のレンズ鏡筒の広角側への光学ズームより広げた画角で補う。この際、これら隣り合うレンズ鏡筒の半画角の和は少なくともこれらレンズ鏡筒間の配置角度よりも大きいという条件を満足する必要がある。なお、式（１）は無限遠距離で連続した全方位撮像を行うための条件であるため、前述したように全方位撮像至近距離が無限遠距離より短く設定されている場合には、さらに半画角の和を増加させて画角の重なり量を拡大する必要がある。また、いずれの場合においても、別々のレンズ鏡筒を通して得られた部分画像の繋ぎ合わせ処理が必要であるため、繋ぎ合わせの余裕代としてさらに画角を広げた撮像を行うことが望ましい。
【００５６】
本実施例において光学ズームを使用することで、全方位画像と特定被写体の拡大画像とを同時に取得できる。全方位画像は複数のレンズ鏡筒２がそれぞれの画角を補い合うことで連続した画像として取得されるので、スティッチ部の位置は変わってもビューア上での見え方は変わらない。しかし、あるレンズ鏡筒の望遠側への光学ズームによって全方位画像に特定被写体の拡大画像が突然表示されることになると、これを見る人に違和感を与える。このため、本実施例では、図１４に示すように、レンズ鏡筒２の変倍途中（光学ズーム中）に部分画像を連続的に取得する。ここでは、図１３（Ａ），（Ｂ）で説明したようにレンズ鏡筒２Ａの望遠側への光学ズームを行うとともに、その隣のレンズ鏡筒２Ｂ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈの広角側への光学ズームを行う場合について説明する。図１４中においてそれぞれのレンズ鏡筒２の付近に記したＷは広角側をＴは望遠側を示す。
【００５７】
カメラの起動状態からレンズ鏡筒２Ａの望遠側への光学ズームが行われると、これと同時に前述した全方位撮像至近距離を満足するようにレンズ鏡筒２Ｂ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈの広角側への光学ズームが行われる。この光学ズームの開始時点から光学ズーム中の各レンズ鏡筒を通した撮像が始まる。これにより、広角側から望遠側への光学ズーム中のレンズ鏡筒２Ａを通した複数の部分画像ＩｍｇＡ（１〜ｎ）が順次取得される。また、望遠側から広角側への光学ズーム中のレンズ鏡筒２Ｂ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈを通した複数の部分画像ＩｍｇＢ（１〜ｎ），ＩｍｇＦ（１〜ｎ），ＩｍｇＧ（１〜ｎ），ＩｍｇＨ（１〜ｎ）が順次取得される。そして、レンズ鏡筒２Ａ，２Ｂ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈのそれぞれを通して取得された１枚目の部分画像と光学ズームが行われていないレンズ鏡筒２Ｃ〜２Ｅを通して取得された部分画像とを繋ぎ合わせるで、１枚目の全方位画像が生成される。
【００５８】
レンズ鏡筒２Ｃ〜２Ｅの光学ズームを行わないのは、レンズ鏡筒２Ｂ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈが広角側、すなわちレンズ鏡筒２Ｃ〜２Ｅの画角との重なり領域が増加する方向に光学ズームしているからである。
【００５９】
同様にしてレンズ鏡筒２Ａの光学ズームが終了する時点までレンズ鏡筒２Ａ，２Ｂ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈのそれぞれを通してｎ枚の部分画像を取得し、ｎ枚の全方位画像を取得する。
【００６０】
こうして得られたｎ枚の全方位画像をビューアに順次表示することで、特定被写体の拡大画像を高画質でかつ滑らかに拡大されるように（違和感を生じさせないように）表示させることができる。また、特定被写体の周辺に存在する他の被写体の拡大画像も徐々に変化するため、違和感の少ない全方位画像を得ることができる。
【００６１】
ここでは１つのレンズ鏡筒のみ望遠側への光学ズームを行う例について説明したが、全方位画像を取得する上で必ずしも主被写体が決まっている場合ばかりではない。そこで、広角側から望遠側への光学ズームを１つのレンズ鏡筒だけでなく全てのレンズ鏡筒で行う場合について説明する。これにより、本実施例では、８つのレンズ鏡筒２Ａ〜２Ｈを通して８つの拡大画像を取得することができる。
【００６２】
この際、８つのレンズ鏡筒に１つずつ広角側から望遠側への光学ズームを行わせて８つのレンズ鏡筒に対応する拡大画像を順次取得してもよい。しかし、水平面内のレンズ鏡筒２Ａ，２Ｃ，２Ｅの望遠側への光学ズームを同時に行いながら他のレンズ鏡筒２Ｂ，２Ｄ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈの広角側への光学ズームを同時に行うことで、レンズ鏡筒２Ａ，２Ｃ，２Ｅを通した拡大画像をまとめて取得することができる。次に、レンズ鏡筒２Ｂ，２Ｄ，２Ｆの望遠側への光学ズームを同時に行いながら他のレンズ鏡筒２Ａ，２Ｃ，２Ｅ，２Ｇ，２Ｈの広角側への光学ズームを同時に行うことで、レンズ鏡筒２Ｂ，２Ｄ，２Ｆを通した拡大画像をまとめて取得することができる。さらに、レンズ鏡筒２Ｇ，２Ｈの望遠側への光学ズームを同時に行いながら他のレンズ鏡筒２Ａ〜２Ｆの広角側への光学ズームを同時に行うことで、レンズ鏡筒２Ｇ，２Ｈを通した拡大画像をまとめて取得することができる。
【００６３】
このように複数のレンズ鏡筒の光学ズームを同時に行うことで、光学ズームを１つのレンズ鏡筒ずつ行う場合に比べて、全てのレンズ鏡筒を通した拡大画像を少ない撮像回数で短時間に取得することができ、さらに画像データ量を削減することもできる。
【００６４】
図１５は、高層ビル街の風景を図１０に示したカメラによる全方位撮像により取得した全方位画像の例を示している。３０はビル群であり、３１は木々である。３２は地面であり、３３は空である。点線ＳＧは天側のレンズ鏡筒２Ｇを通して得られた部分画像（点線ＳＧより内側の画像）と水平面内のレンズ鏡筒２Ａ〜２Ｆを通して得られた部分画像（点線ＳＧより外側の画像）とのスティッチ部ある。また、点線ＳＨは地側のレンズ鏡筒２Ｈを通して得られた部分画像（点線ＳＨより外側の画像）と水平面内のレンズ鏡筒２Ａ〜２Ｆを通して得られた部分画像（点線ＳＨより内側の画像）とのスティッチ部ある。
【００６５】
このような全方位画像では、スティッチ部ＳＧ，ＳＨがビル群３０や木々３１等の被写体に重なっており、特にビル群３０の窓は同じ形が連続して繰り返される被写体であるために特徴点を誤検出し易い。この結果、スティッチ部が歪んだり不連続となったりして不自然な全方位画像が生成されるおそれがある。
【００６６】
そこで本実施例では、カメラ本体１に部分画像のコントラストを検出するコントラス検出手段としての機能を持たせる。そして、部分画像においてコントラストが高いビル群３０を含む高コントラスト領域（第１の領域）とコントラストが低い地面３２や空３３等を含む低コントラスト領域（第２の領域）を判別させる。さらに、スティッチ部ＳＧ，ＳＨが低コントラスト領域に含まれる部分画像を生成できるようにレンズ鏡筒２Ｇ，２Ｈの光学ズームを行う。この際、レンズ鏡筒２Ｇ，２Ｈの画角の変化を補うように他のレンズ鏡筒２Ａ〜２Ｆの光学ズームも行う。
【００６７】
具体的には、レンズ鏡筒２Ｇ，２Ｈ（第１の変倍光学系）の望遠側への光学ズームとレンズ鏡筒２Ａ〜２Ｆ（第２の変倍光学系）の広角側への光学ズームとを行う。これにより、点線で示されているスティッチ部（繋ぎ合わせ領域）ＳＧ，ＳＨを実線で示されるスティッチ部ＳＧ′，ＳＨ′に移動させる。このような光学ズーム処理により、スティッチ部が歪んだり不連続となったりして不自然な全方位画像が生成されるおそれを低減することができる。
【００６８】
なお、コントラストの判別後にスティッチ部が低コントラスト領域に含まれる部分画像を新たに取得してもよいが、前述した光学ズーム中に取得した複数の部分画像の中から抽出してもよい。
【００６９】
図１６は、図１３（Ａ），（Ｂ）で説明したようにレンズ鏡筒２Ａの望遠側への光学ズームを行うとともにレンズ鏡筒２Ｂ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈの広角側への光学ズームを行ったときに得られる全方位画像を示す。変倍光学系には、変倍に応じて明るさ（Ｆ値）変化するものがある。具体的には、望遠側の変倍に伴って暗く（Ｆ値が大きく）なっていく。ここでは、変倍に応じてＦ値が変化するレンズ鏡筒を使用している場合の明るさ補正について説明する。
【００７０】
図中の部分画像ＩｍｇＡは、レンズ鏡筒２Ｃ〜２Ｅよりも望遠側の変倍状態（ズーム倍率）にあるレンズ鏡筒２Ａを通して得られた画像である。部分画像ＩｍｇＢ，ＩｍｇＦ，ＩｍｇＧおよびＩｍｇＨはそれぞれ、レンズ鏡筒２Ｃ〜２Ｅよりも広角側の変倍状態にあるレンズ鏡筒２Ｂ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈのそれぞれを通して得られた画像である。部分画像ＩｍｇＡはレンズ鏡筒２Ｃ〜２を通して得られた部分画像ＩｍｇＣ〜ＩｍｇＥに比べて暗い画像であり、部分画像ＩｍｇＢ，ＩｍｇＦ，ＩｍｇＧおよびＩｍｇＨは部分画像２Ｃ〜２Ｅより明るい画像である。
【００７１】
水平面内と鉛直面内でのレンズ鏡筒２の配置数の違いによりそれぞれのレンズ鏡筒２の元々の画角が異なることに加えて、それぞれのレンズ鏡筒２のズーム倍率が異なることによってＦ値が異なり、得られる部分画像の明るさも異なる。これにより、全方位画像におけるスティッチ部に輝度差が生じる。
【００７２】
このため、本実施例では、カメラ本体１に輝度補正手段としての機能を持たせる。この輝度補正機能は、予めズーム倍率に応じて決まっているＦ値の差を明るさの段数に換算し、該段数を用いて部分画像の輝度補正（輝度制御）を行う。
【００７３】
この輝度補正は、８つのレンズ鏡筒２のうちＦ値を含む光学条件が同じレンズ鏡筒の数が最も多いものに合わせるように行ってもよいし、ユーザが予め決められるようにしておいてもよい。全方位画像内にはどこかに必ず太陽や照明等の高輝度被写体が存在する可能性が高いため、明るさが均一であることが少なく撮像環境による輝度補正をする必要がある。その撮像環境に応じた輝度補正の前にカメラ本体１内でズーム倍率の差に応じたＦ値の差を補正する輝度補正を行うことによって、最終的にスティッチ部での輝度差が少ない自然な全方位画像を取得することが可能となる。
【００７４】
図１７は、図１３（Ａ）に示したようにレンズ鏡筒２Ｃ〜２Ｅよりも望遠側にレンズ鏡筒２Ａの光学ズームを行い、広角側にレンズ鏡筒２Ｂ，２Ｆの光学ズームを行った状態でのカメラ本体１を図中に示した平面Ｚで切断したときの断面を示している。カメラ本体１の球形の外装部材は図示を省略している。
【００７５】
一般に変倍光学系の入射瞳位置（以下、ノーダルポイントという）は、最も被写体側に配置されるレンズ群（本実施例では１群レンズＬＳ１）付近に位置し、望遠側に変倍すると画角が狭くなることに伴ってノーダルポイントは撮像面側に移動する。複数のレンズ鏡筒を通した撮像により得られた複数の部分画像を繋ぎ合わせてパノラマ画像や全方位画像を生成する場合には、複数のレンズ鏡筒のノーダルポイントを極力近づけて該複数のレンズ鏡筒を通して得られる部分画像間の視差を少なくすることが望ましい。これにより、部分画像を滑らかに繋ぎ合わせることができる。本実施例では、レンズ鏡筒２Ａ〜２Ｆのノーダルポイントを一致させるように近づけることはできないが、これに代わる方法として、これらレンズ鏡筒２Ａ〜２ＦのノーダルポイントＰ２Ａ〜Ｐ２Ｆを同一円上に配置する方法について説明する。
【００７６】
カメラ本体１内には、各レンズ鏡筒２（２Ａ〜２Ｆ）に対して、駆動モータ２９とは別の不図示の駆動源によってレンズ鏡筒２全体を光軸方向に移動させる移動機構Ｍが設けられている。不図示の位置センサによりレンズ鏡筒２の光軸方向での位置を検出するとともにそのレンズ鏡筒２のズーム倍率（ズーム位置）を検出し、ズーム倍率が変化してもノーダルポイントが所定の同一円Ｃ上に位置するように移動機構Ｍを制御する。ノーダルポイントの位置はズーム倍率に応じて光学的に決まっているため、ズーム倍率ごとのノーダルポイントの位置を所定の基準位置（例えば広角端状態での位置）からの差分量として不図示のメモリに記憶しておけばよい。そして、検出したズーム倍率に対応する差分量をキャンセルするように移動機構Ｍによりレンズ鏡筒２を移動させればよい。
【００７７】
図１７においては、レンズ鏡筒２Ｃ〜２Ｅの光軸方向での位置Ｐを基準として、望遠側への光学ズームを行ったレンズ鏡筒２Ａ全体を移動機構Ｍにより被写体側に移動させ、広角側への光学ズームを行ったレンズ鏡筒２Ｂ，２Ｆ全体を撮像面側に移動させる。これにより、レンズ鏡筒２Ａ〜２Ｆのズーム倍率が異なっていても、これらレンズ鏡筒２Ａ〜２ＦのノーダルポイントＰ２Ａ〜Ｐ２Ｆを同一円Ｃ上に位置させることができ、レンズ鏡筒２Ａ〜２Ｆを通して得られる部分画像間の視差をほぼ一致させることができる。したがって、複数の部分画像の繋がりが自然な全方位画像を生成することができる。
【００７８】
なお、レンズ鏡筒２Ａ〜２ＦのノーダルポイントＰ２Ａ〜Ｐ２Ｆを位置させるべき同一円とは、その径方向にある幅を持った円を意味する。その幅とは、レンズ鏡筒２Ａ〜２Ｆを通して取得される部分画像の視差がそれらの繋ぎ合わせにおいて問題とならないノーダルポイントのずれの許容範囲に相当する。
【００７９】
図１７では、水平面内に配置されたレンズ鏡筒２Ａ〜２Ｆのノーダルポイントを同一円上に配置するように移動機構Ｍを制御する場合について説明したが、図１３（Ｂ）に示した鉛直面内に配置されたレンズ鏡筒２Ｇ，２Ｈ，２Ａ，２Ｄにも適用することができる。また、複数のレンズ鏡筒をそれらの光路が互いに交差するように配置して、これら複数のレンズ鏡筒のズーム倍率の変更によるノーダルポイントの移動をキャンセルするようにレンズ鏡筒を移動させてもよい。
【００８０】
図１８は、カメラ本体１のシステム構成を示している。レンズ鏡筒２（２Ａ〜２Ｈ）はそれぞれ、光学ユニット３００（１〜３群鏡筒２１〜２２）、撮像素子３０１およびモータ駆動部３０２（駆動モータ２９）を備えている。光学ユニット３００は、モータ駆動部３０２によって光軸方向に移動される。このときの移動量は、制御手段としてのＣＰＵ３０６から駆動制御部３０５を介してモータ駆動部３０２に制御信号として伝達される。また、各レンズ鏡筒２に対しては図１７に示した移動機構Ｍが設けられている。
【００８１】
光学ユニット３００により形成された被写体像は、撮像素子ドライバ３０３により駆動される撮像素子３０１によって電気信号に変換される。ＣＰＵ３０６は、撮像素子ドライバ３０３を介して撮像素子３０１の駆動を制御する。
【００８２】
画像処理部３０４は、各レンズ鏡筒２の撮像素子３０１から出力されたアナログ撮像信号をＡ／Ｄ変換し、得られたデジタル撮像信号としての部分画像に対して前述したレンズ鏡筒２のズーム倍率ごとのＦ値に応じた輝度補正等を行う。画像処理部３０４は、輝度補正手段として機能する。また、画像生成手段としての画像処理部３０４は、各レンズ鏡筒２から得られた部分画像に対する階調補正やホワイトバランス等の画像処理を行う。レンズ鏡筒２（２Ａ〜２Ｈ）、それぞれに設けけられた撮像素子３０１および画像処理部３０４により撮像手段が構成される。
【００８３】
画像生成部３０９は、画像処理部３０４で生成された８つのレンズ鏡筒２からの部分画像に対する繋ぎ合わせ処理を行って全方位画像を生成する。この際、コントラスト検出手段として機能する画像生成部３０９は、各部分画像のコントラストを検出し、部分画像における高コントラスト領域と低コントラスト領域を判定する。ＣＰＵ３０６は、この判定結果を受けて、部分画像の低コントラスト領域にスティッチ部が含まれるようにするために必要なレンズ鏡筒２の光学ズームを行わせる。
【００８４】
メモリ３０７は、揮発性メモリもしくは不揮発性メモリからなり、部分画像や全方位画像等の撮像データを一時的に格納したり、ＣＰＵ３０６が実行する処理プログラムを格納したりする。圧縮処理部３０８は、撮像データをＪＰＥＧ等の符号化方式で圧縮符号化する。通信制御部３１０は、圧縮符号化された撮像データを外部に送信する。
【００８５】
なお、部分画像の繋ぎ合わせ処理を行って全方位画像を生成する画像生成部３０９は必ずしも全方位カメラ内に設けなくてもよい。すなわち、部分画像の撮像データを通信制御部３１０を介して外部のパーソナルコンピュータ等の画像生成装置に送り、該画像生成装置にて全方位画像を生成するようにしてもよい。
【００８６】
被写体検出部３１１と被写体判定部３１２は全方位画像において拡大する特定被写体を認識し、該特定被写体を撮像しているレンズ鏡筒２を判定する。ＣＰＵ３０６は、その判定結果に基づいて、特定被写体を撮像しているレンズ鏡筒２に望遠側への光学ズームを行わせるとともに、それと隣り合うレンズ鏡筒２に広角側への光学ズームを行わせる。
【００８７】
また、ＣＰＵ３０６は、通信制御部３１０を介した有線または無線通信によって、パーソナルコンピュータやスマートフォン等の外部指示装置４００から特定のレンズ鏡筒２の望遠側への光学ズームを指示するコマンド（指示）の入力を受け付ける。ＣＰＵ３０６は、そのコマンドに従って特定のレンズ鏡筒２に望遠側への光学ズームを行わせるとともに、それと隣り合うレンズ鏡筒２に広角側への光学ズームを行わせる。これにより、全方位カメラと外部指示装置４００を含む全方位撮像システムが構成される。
【００８８】
図１９のフローチャートは、図１３（Ａ），（Ｂ）で説明した特定被写体Ｐの拡大画像を取得する際の撮像制御処理を示す。コンピュータとしてのＣＰＵ３０６は、コンピュータプログラムである撮像制御プログラムに従って本処理を実行する。
【００８９】
ステップＳ０１では、ＣＰＵ３０６は、全方位撮像を行って全方位画像を取得する。そして、ＣＰＵ３０６は、この全方位画像から被写体検出部３１１が人物等の特定被写体Ｐを検出したか否かを判定する。特定被写体Ｐを検出しなかった場合は、ＣＰＵ３０６はステップＳ０１の判定を繰り返す。特定被写体Ｐを検出した場合は、ＣＰＵ３０６はステップＳ０２に進み、８つのレンズ鏡筒２（２Ａ〜２Ｈ）のうち被写体判定部３１２に検出された特定被写体Ｐを撮像しているレンズ鏡筒２（以下、レンズ鏡筒２Ａとする）を判定させる。ここで、特定被写体Ｐの一例は、予め設定されていた検出条件を満たす被写体であって、画像から自動的に検出される。
【００９０】
次にステップＳ０３では、ＣＰＵ３０６は駆動制御部３０５を介してレンズ鏡筒２Ａに望遠側への光学ズーム（ズームイン）を行わせる。このとき、ＣＰＵ３０６は、特定被写体Ｐがレンズ鏡筒２Ａの画角内にて最も大きく撮像されるようにズームインを行わせる。また、ＣＰＵ３０６は、ステップＳ０４にて、駆動制御部３０５を介してレンズ鏡筒２Ａと隣り合うレンズ鏡筒（周辺レンズ鏡筒）２Ｂ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈに広角側への光学ズーム（ズームアウト）を行わせる。これにより、レンズ鏡筒２Ａの望遠端への光学ズームによって狭まった画角を補わせる。この際、ＣＰＵ３０６は、レンズ鏡筒２Ｂ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈの広角側へのズーム量を前述した全方位撮像至近距離Ｌ２を満足するように計算する。また、ステップＳ０３〜Ｓ０４において、ＣＰＵ３０６は、レンズ鏡筒２Ａ，２Ｂ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈの光学ズームに伴ってこれらのノーダルポイントの位置が同一円上に位置するようにそれぞれの移動機構Ｍを制御する。
【００９１】
次にステップＳ０５では、ＣＰＵ３０６は、画角の欠損がない全方位画像を取得できたか否かを判定する。画角欠損がある場合とは、レンズ鏡筒２Ｂ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈが全方位撮像至近距離Ｌ２を満足するような光学ズームを行えない場合や、レンズ鏡筒２Ｂ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈの画角が無限遠距離においてもレンズ鏡筒２Ａの画角の一部に重ならない場合である。
【００９２】
画角欠損があった場合は、ＣＰＵ３０６はステップＳ０４に戻り、レンズ鏡筒２Ｂ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈのさらなる広角側への光学ズームを行わせる。これを画角欠損がなくなるまで繰り返す。一方、画角欠損がない場合は、ＣＰＵ３０６はステップＳ０６に進み、画像生成部３０９に画像処理部３０４で生成された８つの部分画像の繋ぎ合わせ処理を行わせて全方位画像を生成させる。そして、ステップＳ０７において、全方位画像をメモリ３０７に保存して本処理を終了する。
【００９３】
図２０は、図１６を用いて説明した光学ズーム中に特定被写体Ｐの拡大画像を順次取得する際の撮像制御処理を示す。コンピュータとしてのＣＰＵ３０６は、上述した撮像制御処理プログラムに従って本処理を実行する。
【００９４】
ステップＳ１１とステップＳ１２は、図１９に示したステップＳ０１とステップＳ０２と同じである。ここでも、特定被写体Ｐを撮像しているレンズ鏡筒２がレンズ鏡筒２Ａと判定されたものとする。次にステップＳ１３において、ＣＰＵ３０６は、画像生成部３０９に画像処理部３０４で生成された８つの部分画像の繋ぎ合わせ処理を行わせて全方位画像を生成させる。そして、ステップＳ１４において該全方位画像をメモリ３０７に保存する。
【００９５】
続いて、ステップＳ１５では、ＣＰＵ３０６は、特定被写体Ｐがレンズ鏡筒２Ａの画角内にて最も大きく撮像されるようにレンズ鏡筒２Ａがズームインされた状態か否かを判定する。レンズ鏡筒２Ａがズームインされた状態である場合は本処理を終了する。一方、レンズ鏡筒２Ａがズームインされた状態でなければ、ＣＰＵ３０６はステップＳ１６に進み、駆動制御部３０５を介して、ユーザが予め設定したズーム量だけレンズ鏡筒２Ａに望遠側への光学ズームを行わせる。このズーム量が望遠端までの光学ズーム中に取得する複数の拡大画像の拡大ピッチとなり、これをより細かく設定することによって、後にビューアに全方位画像を表示した状態から特定被写体Ｐの拡大画像を表示する際により滑らかに特定被写体Ｐが拡大されていく。
【００９６】
またＣＰＵ３０６は、レンズ鏡筒２Ａの望遠側への光学ズームごとに、駆動制御部３０５を介してレンズ鏡筒２Ａと隣り合うレンズ鏡筒（周辺レンズ鏡筒）２Ｂ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈに広角側への光学ズームを行わせる。これにより、レンズ鏡筒２Ａの望遠端への光学ズームによって狭まった画角を補わせる。この際、ＣＰＵ３０６は、レンズ鏡筒２Ｂ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈの広角側へのズーム量を前述した全方位撮像至近距離Ｌ２を満足するように計算する。
【００９７】
ステップＳ１８は、図１９のステップＳ０５と同じである。画素欠損がある場合は、ＣＰＵ３０６はステップＳ１７に戻り、レンズ鏡筒２Ｂ，２Ｆ，２Ｇ，２Ｈのさらなる広角側への光学ズームを行わせる。これを画角欠損がなくなるまで繰り返す。一方、画角欠損がない場合は、ＣＰＵ３０６はステップＳ１３に戻り、全方位画像の生成と保存（ステップＳ１４）を行う。
【００９８】
本実施例では、各レンズ鏡筒が３群タイプの変倍光学系を有する場合について説明したが、これは例であり、他のタイプの変倍光学系であってもよい。
（その他の実施例）
本発明は、上述の実施例の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
【００９９】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【０１００】
１  カメラ本体
２（２Ａ〜２Ｈ）  レンズ鏡筒
３０６  ＣＰＵ
【図１】
2018170630.tif 000003
【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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