(57)【要約】【課題】凸面鏡と反射鏡とを用いた全方位カメラにおいて、反射鏡に起因する死角領域を解消した全方位画像を得ること。【解決手段】反射鏡１０２は、反射鏡制御部１０６からの状態制御信号Ｓ１によって、ミラー状態と透過状態とが切り替えられる。反射鏡１０２がミラー状態に制御されている場合には、図中の一点鎖線で示すように、カメラ１０３には凸面鏡１０１及び反射鏡１０２によって反射された光が入射され、カメラ１０３によって全方位画像が撮像される。一方、反射鏡１０２が透過状態に制御されている場合には、図中の二点鎖線で示すように、カメラ１０３には反射鏡１０２を透過した光が入射され、カメラ１０３によって反射鏡１０２の向こう側の画像が撮像される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凸面鏡と、反射鏡と、前記凸面鏡及び前記反射鏡によって順次反射された光を受光するカメラと、を有する全方位カメラであって、
前記反射鏡は、ミラー状態と透過状態の切り替えが可能であり、
前記全方位カメラは、さらに、前記反射鏡をミラー状態と透過状態とで切り替え制御する状態制御部を具備する、
全方位カメラ。
【請求項２】
前記反射鏡がミラー状態のときに前記カメラによって得られたミラー状態画像と、前記反射鏡が透過状態のときに前記カメラによって得られた透過状態画像とを合成する合成部を、さらに具備する、
請求項１に記載の全方位カメラ。
【請求項３】
前記ミラー状態画像、前記透過状態画像のうちの少なくとも一方を歪み補正する補正部を、さらに具備する、
請求項２に記載の全方位カメラ。
【請求項４】
前記反射鏡から見て前記カメラとは反対の位置に配置され、前記透過状態画像の歪みが前記ミラー画像の歪みに合うように、前記カメラへの入射光を補正するレンズを、さらに具備する、
請求項２に記載の全方位カメラ。
【請求項５】
前記合成部は、最も撮像時間の差が小さいミラー状態画像と透過状態画像との組み合わせを選択して、合成処理を行う、
請求項２に記載の全方位カメラ。
【請求項６】
前記反射鏡は、光学特性を電気的に制御することで、ミラー状態と透過状態とを切り替え可能な構成を有する、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の全方位カメラ。
【請求項７】
前記反射鏡の位置を、前記カメラの視界に入る位置と前記カメラの視界から外れる位置との間で機械的に移動させることで、前記反射鏡をミラー状態と透過状態とで切り替える、
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の全方位カメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凸面鏡と反射鏡とを用いて全方位画像を得る全方位カメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、全方位カメラは、例えば監視カメラとして用いられている。
【０００３】
全方位カメラの一つとして、例えば特許文献１で開示されているような、凸面鏡と反射鏡とを用いて全方位画像を得るものがある。なお、凸面鏡を主鏡、反射鏡を副鏡と呼んでもよい。
【０００４】
この種の全方位カメラでは、凸面鏡及び反射鏡によって順次反射された光がカメラで受光される。これにより、カメラによって全方位画像が撮像される。具体的には、凸面鏡の内部にカメラが設けられ、凸面鏡の凸方向に反射鏡が設けられる。そして、凸面鏡により反射された光が反射鏡に入射され、反射鏡により反射された光が凸面鏡に形成された貫通穴を介してカメラに入射される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−３３１６５４号公報
【特許文献２】特開２００７−１０２１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述したような、凸面鏡と反射鏡とを用いた従来の全方位カメラによって撮像された撮像画像１０は、図１に示すように、全方位画像（有効領域）１１と死角領域（無効領域）１２とを有する。死角領域１２は、カメラ正面に配置された反射鏡に相当する領域であり、撮影画像１０の中心部分に現れる。つまり、カメラ正面には反射鏡が配置されているので、反射鏡が邪魔となって反射鏡の向こう側の領域は死角となる。なお、図１では、模式的に死角領域１２を黒塗りで示してあるが、実際上、死角領域１２にはカメラ自身が写っている。
【０００７】
このように、凸面鏡と反射鏡とを用いた従来の全方位カメラにおいては、撮像画像の中心部分に死角領域が現れるといった不都合があった。例えば、全方位カメラを床方向に向けて天井に取り付けて、監視カメラとして用いる場合には、全方位カメラの真下が死角領域となるので、全方位カメラの真下に不審者などがいる場合には、それを撮像することが困難であった。
【０００８】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、凸面鏡と反射鏡とを用いた全方位カメラにおいて、反射鏡に起因する死角領域を解消した全方位画像を得ることができる全方位カメラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の全方位カメラの一つの態様は、凸面鏡と、反射鏡と、前記凸面鏡及び前記反射鏡によって順次反射された光を受光するカメラと、を有する全方位カメラであって、前記反射鏡は、ミラー状態と透過状態の切り替えが可能であり、前記全方位カメラは、さらに、前記反射鏡をミラー状態と透過状態とで切り替え制御する状態制御部を具備する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、凸面鏡と反射鏡とを用いた全方位カメラにおいて、ミラー状態と透過状態の切り替えが可能な反射鏡を用いたので、反射鏡による死角を無くすることができ、死角の無い全方位画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】従来の、凸面鏡と反射鏡とを用いた全方位カメラによって撮像された撮像画像を示す図
【図２】実施の形態の全方位カメラの全体構成を示す図
【図３】画像合成部による合成のイメージを示す図であり、図３Ａはミラー状態画像のイメージを示す図、図３Ｂは透過状態画像のイメージを示す図、図３Ｃは合成画像のイメージを示す図
【図４】画像合成部による合成のイメージを示す図であり、図４Ａはミラー状態画像のイメージを示す図、図４Ｂは透過状態画像のイメージを示す図、図４Ｃは補正画像のイメージを示す図、図４Ｄは合成画像のイメージを示す図
【図５】画像合成部の構成を示すブロック図
【図６】画像合成部による画像合成の説明に供する図であり、図６Ａはメモリに格納された撮像画像の時系列での様子を示す図、図６Ｂは合成の様子を示す図
【図７】補正用のレンズを配置した例を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
［１］全体構成
図２に、本発明の実施の形態に係る全方位カメラの構成を示す。
【００１４】
全方位カメラ１００は、凸面鏡１０１と、反射鏡１０２と、カメラ１０３と、を有する。カメラ１０３は凸面鏡１０１の内部に設けられている。反射鏡１０２はカメラ１０３の正面方向（すなわちカメラ１０３の視線方向）に設けられている。凸面鏡１０１における、カメラ１０３と反射鏡１０２との間の位置には貫通穴１０４が形成されており、これにより、反射鏡１０２によって反射された光が貫通穴１０４を介してカメラ１０３に入射するようになっている。また、図の例の場合、凸面鏡１０１は透明なカバー１０５によって覆われており、反射鏡１０２はカバー１０５に取り付けられている。
【００１５】
図中の一点鎖線像は、カメラ１０３に入射されるまでの光の様子を示す。先ず、光は透明カバー１０５を透過した後、凸面鏡１０１の表面で反射される。反射された光は反射鏡１０２に入射され、反射鏡１０２によってカメラ１０３の方向に反射される。この光は、貫通穴１０４を介してカメラ１０３に入射される。
【００１６】
このように、全方位カメラ１００においては、凸面鏡１０１と反射鏡１０２とを用いることで、カメラ１０３にて全方位画像を撮像できるようになっている。カメラ１０３は、例えば天井に下向きに設置される。
【００１７】
本発明の全方位カメラ１００は、反射鏡１０２として、ミラー状態と透過状態の２つの状態を持つことが可能な反射鏡が用いられている。反射鏡１０２は、反射鏡制御部１０６からの状態制御信号Ｓ１に基づいて、ミラー状態又は透過状態のいずれかに制御される。例えば、反射鏡１０２は、１秒間に１０回の頻度でミラー状態と透過状態とが切り換えられる。
【００１８】
ここで、反射鏡１０２がミラー状態に制御されている場合には、図中の一点鎖線で示すように、カメラ１０３には凸面鏡１０１及び反射鏡１０２によって反射された光が入射され、カメラ１０３によって全方位画像が撮像される。一方、反射鏡１０２が透過状態に制御されている場合には、図中の二点鎖線で示すように、カメラ１０３には反射鏡１０２を透過した光が入射され、カメラ１０３によって反射鏡１０２の向こう側の画像が撮像される。
【００１９】
以下では、反射鏡１０２がミラー状態のときにカメラ１０３によって撮像された画像をミラー状態画像と呼び、反射鏡１０２が透過状態のときにカメラ１０３によって撮像された画像を透過状態画像と呼ぶことにする。透過状態画像は、反射鏡１０２がミラー状態のときに撮像された全方位画像の死角領域を補完する画像である。
【００２０】
画像合成部１０７には、カメラ１０３からミラー状態画像及び透過状態画像からなる撮像画像Ｓ２が入力される。画像合成部１０７は、状態制御信号Ｓ１に基づくタイミングでミラー状態画像と透過状態画像とを合成することにより、合成後の全方位画像Ｓ３を得る。全方位画像Ｓ３は、ミラー状態画像の死角領域を、透過状態画像で補完した画像である。
【００２１】
合成後の全方位画像Ｓ３は、画像出力部１０８を介して外部の通信機器やディスプレイ等に出力される。
【００２２】
［２］反射鏡の構成
次に、本実施の形態で用いられる反射鏡１０２の構成について説明する。反射鏡１０２は、ミラー状態と透過状態の２つの状態を持つことが可能な反射鏡であれば、どのようなものを用いてもよい。
【００２３】
反射鏡１０２としては、例えば、
１）光学特性を電気的に制御することでミラー状態と透過状態とを切り替え可能なもの、
２）機械的にミラー状態と透過状態とを切り替え可能なもの、
のいずれかを用いることができる。
【００２４】
上記１）の例としては、エレクトロクロミック方式の調光ミラーガラスがある。このエレクトロクロミック方式の調光ミラーガラスは、例えば特許文献２に記載されている。エレクトロクロミック方式の調光ミラーガラスは、マグネシウム−ニッケル合金薄膜のように、水素及びプロトンを吸収／放出することで透明状態とミラー状態とが切り替わる反射調光層を設け、この反射調光層への前記水素及びプロトンを吸収／放出を電気的に調節することで、ミラー状態と透過状態とを切り換えることができる。
【００２５】
上記２）の構成例としては、反射鏡１０２をミラー状態として使用する場合には図１に示すようなカメラ１０３の視界に入る位置に反射鏡１０２を移動させ、反射鏡１０２を透過状態として使用する場合にはカメラ１０３の視界から外れる位置に反射鏡１０２を移動させればよい。この移動は、反射鏡制御部１０６によって機械的に行えばよい。
【００２６】
なお、反射鏡１０２を視界から完全に外れる位置に移動させる必要はない。例えば円形の反射鏡１０２の半径を軸として回転させる構成にした場合は、反射鏡１０２は完全にカメラ１０３の視界から完全に外れることはないが、いままで死角になっていた領域の大半が撮影可能となるため十分な効果を得ることができる。
【００２７】
［３］画像合成部
図３に、画像合成部１０７による合成のイメージを示す。図３Ａはミラー状態画像のイメージを示す。図３Ｂは透過状態画像のイメージを示す。図３Ｃは画像合成部１０７によって得られる合成画像のイメージを示す。図中の網掛け部分は有効領域を示し、黒塗り部分は死角領域を示す。図３Ｃの示す合成画像は、図３Ａの死角領域が図３Ｂの有効領域によって補完されており、死角の無い全方位画像とされている。
【００２８】
図４に、画像合成部１０７による合成のイメージを、より実際に近い形で示す。図中の網掛け部分は有効領域を示し、黒塗り部分は死角領域を示す。図４に示すように、カメラ１０３により得られる実際の撮像画像は、ミラー状態画像（図４Ａ）と、透過状態画像（図４Ｂ）とでは、サイズや歪みが異なる。従って、単純に、ミラー状態画像（図４Ａ）の死角領域に透過状態画像（図４Ｂ）を嵌め込むだけでは、所望の合成画像を得ることができない場合が多い。
【００２９】
そこで、本実施の形態では、透過状態画像（図４Ｂ）のサイズ及び歪みを図４Ｃに示すように補正した後に、ミラー状態画像（図４Ａ）と合成するようになっている。これにより、合成後の全方位画像を、見た目上、自然な画像とすることができる。
【００３０】
図５に、画像合成部１０７の構成例を示す。画像合成部１０７は、画像受信部１１１によってカメラ１０３からの撮像画像（全方位画像及び補完画像）Ｓ２を受信すると共に、制御信号受信部１１２によって反射鏡制御部１０６からの状態制御信号Ｓ１を受信する。
【００３１】
画像種別判定部１１３は、状態制御信号Ｓ１に基づいて、画像受信部１１１で受信された撮像画像Ｓ２がミラー状態画像か透過状態画像かを判定する。
【００３２】
メモリ１１４は、撮像画像Ｓ２を、ミラー状態画像か透過状態画像かを示す判定結果と関連付けて格納する。すなわち、メモリ１１４は、ミラー状態画像か透過状態画像かを示す識別情報を各撮像画像Ｓ２に付随させて記憶する。
【００３３】
透過状態画像補正部１１５は、メモリ１１４に蓄積されている透過状態画像を補正する。具体的には、図４Ｃに示したように、透過状態画像（図４Ｂ）のサイズ及び歪みを、ミラー状態画像（図４Ａ）の死角領域に合わせるように補正する。
【００３４】
合成部１１６は、図４Ｄに示したように、ミラー状態画像と補正後の透過状態画像とを合成する。
【００３５】
図６に、画像合成部１０７による実際の画像合成の様子を示す。図６Ａは、メモリ１１４に格納された撮像画像の時系列での様子を示す。図６Ａの例では、時点ｔ１でミラー状態画像、時点ｔ２でミラー状態画像、時点ｔ３で透過状態画像、時点ｔ４で透過状態画像、時点ｔ５でミラー状態画像が撮像され記憶される。
【００３６】
画像合成部１０７は、図６Ｂに示すように、最も撮像時間の差が小さいミラー状態画像と透過状態画像との組み合わせを選択しながら、合成処理を行う。これにより、ミラー状態画像と透過状態画像との時間差を小さくできるので、合成後の全方位画像を違和感のないものとすることができる。
【００３７】
なお、本実施の形態では、透過状態画像をミラー状態画像に合うように補正する場合について説明したが、ミラー状態画像を透過状態画像に合うように補正してもよい。要は、ミラー状態画像と透過状態画像とでは、サイズや歪みが異なるので、それらを合成したときに見た目上の違和感が生じないように少なくともいずれかの画像を補正すればよい。
【００３８】
また、本実施の形態では、画像種別判定部１１３は、ミラー状態画像か透過状態画像かを、反射鏡制御部１０６からの状態制御信号Ｓ１を基に判定した場合について述べたが、これに限らず、画像処理を用いてミラー状態画像か透過状態画像かを判定してもよい。例えば、ミラー状態画像は、図１に示したように、撮像画像の決まった位置に死角領域１２が存在するので、この死角領域１２が存在するか否かを画像処理で検出することで、ミラー状態画像か透過状態画像かを判定することができる。因みに、死角領域１２は、一般に、カメラ自身が写っていたり、黒で塗り潰されているので、容易に検出可能である。
【００３９】
［４］効果
以上説明したように、本実施の形態によれば、凸面鏡１０１と、反射鏡１０２とを用いて、全方位画像を得る全方位カメラにおいて、ミラー状態と透過状態の切り替えが可能な反射鏡１０２を用いたことにより、死角の無い全方位画像を得ることができる。
【００４０】
［５］変形例
なお、上述の実施の形態では、反射鏡１０２のミラー状態と透過状態との切り替えを所定のタイミングで行う場合について述べたが、これに限らない。例えば、人物などのターゲット（追跡対象）が死角領域（つまり反射鏡１０２が邪魔になって写らない領域）に存在することを検知した場合に、反射鏡１０２をミラー状態から透過状態に切り替えてもよい。このようにすれば、ターゲットがどの位置に移動しても、つまり、ターゲットが反射鏡１０２に起因する死角領域に移動した場合でも、ターゲットを撮像できるので、死角の無い追跡画像を得ることができる。
【００４１】
また、上述の実施の形態では、画像合成部１０７を設けた場合について述べたが、画像合成部１０７を設けずに、ミラー状態画像と透過状態画像とを別々に表示してもよい。
【００４２】
また、上述の実施の形態では、画像処理によりミラー状態画像及び又は透過状態画像を補正する場合について述べたが、例えば、図７に示すように、反射鏡１０２から見てカメラ１０３とは反対の位置に、透過状態画像の歪みがミラー画像の歪みに合うように、カメラ１０３への入射光を補正するレンズ１２０を設けてもよい。これにより、透過状態画像補正部１１５を省略できる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明にかかる全方位カメラは、死角の無い全方位画像を得ることができ、例えば監視カメラとして用いるのに好適である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  撮像領域
１１  全方位画像
１２  死角領域
１００  全方位カメラ
１０１  凸面鏡
１０２  反射鏡
１０３  カメラ
１０４  貫通穴
１０５  カバー
１０６  反射鏡制御部
１０７  画像合成部
１０８  画像出力部
１１３  画像種別判定部
１１４  メモリ
１１５  透過状態画像補整部
１１６  合成部
１２０  レンズ
Ｓ１  状態制御信号
Ｓ２  撮像画像
Ｓ３  合成後の全方位画像
【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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