(57)【要約】【課題】撮像部領域を効率的に利用してパノラマ画像を生成すること。【解決手段】撮像装置は、撮像部と、被写体と撮像部との間に配置され、複数のレンズを有する複眼光学系と、複眼光学系の各レンズを介して撮像部上に被写界の分割された像領域が複数結像され、該結像された各像領域の画像を合成してパノラマ画像を合成する画像合成部と、を備えている。撮像部上において、被写界の分割方向の線に対する垂線上に、少なくも２つの像領域が結像されるよう、複眼光学系の各レンズが構成されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像部と、
被写体と前記撮像部との間に配置され、複数のレンズを有する複眼光学系と、
前記複眼光学系の各レンズを介して前記撮像部上に被写界の分割された像領域が複数結像され、該結像された各像領域の画像を合成してパノラマ画像を合成する画像合成部と、を備える撮像装置であって、
前記撮像部上において、前記被写界の分割方向の線に対する垂線上に、少なくも２つの前記像領域が結像されるよう、前記複眼光学系の各レンズが構成されている、ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の撮像装置であって、
矩形状の撮像部上に前記被写界の分割方向に２列で前記各像領域が結像され、一方の前記列の像領域と他方の前記列の像領域が前記垂線の方向で重複するよう、前記複眼光学系の各レンズが構成されている、ことを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項２記載の撮像装置であって、
前記複眼光学系は、中心視野用の第１レンズと、右視野用の第２レンズと、左視野用の第３レンズと、を有しており、
前記第１乃至第３レンズは、前記撮像部上に、中心視野像領域、右視野像領域、及び左視野像領域を夫々結像し、
前記一方の列の左視野像領域及び右視野像領域と、前記他方の列の中心視野像領域が前記垂線の方向で重複している、ことを特徴とする撮像装置。
【請求項４】
請求項３記載の撮像装置であって、
前記撮像部上の前記中心視野像領域の面積と前記右視野像領域及び左視野像領域の面積とが相違している、ことを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
請求項４記載の撮像装置であって、
前記中心視野像領域の面積は、前記右視野像領域及び左視野像領域の面積よりも大きく設定されている、ことを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
請求項４又は５記載の撮像装置であって、
前記第１乃至第３レンズは、倍率を変化させるズームレンズである、ことを特徴とする撮像装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のうちいずれか１項記載の撮像装置であって、
前記複眼光学系の各レンズと前記撮像部との間に設けられ、前記レンズの光路を変換する光路変換部を更に備える、ことを特徴とする撮像装置。
【請求項８】
被写体と撮像部との間に配置された複眼光学系の複数のレンズを介して前記撮像部上に被写界の分割された像領域を複数結像させるステップと、
該結像された各像領域の画像を合成してパノラマ画像を合成するステップと、を含む撮像方法であって、
前記撮像部上において、前記被写界の分割方向の線に対する垂線上に、少なくも２つの前記像領域が結像される、ことを特徴とする撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、パノラマ画像を合成する撮像装置、及び撮像方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラなどでのパノラマ撮影において、被写界分割式が一般的に用いられている。ここで、被写界分割式のパノラマ撮影を行う場合、例えば、カメラをパンニングしてパノラマ撮像を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３４１３０１号公報
【特許文献２】特開２００９−２５８５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、パンニングして生成したパノラマ撮像は、被写界を時間的に分割して生成されるため、動画撮影には不向きである。また、被写界分割を行わない方式においては、パノラマ像を撮影できる横長(例えばアスペクト比１２：３)の特別な撮像部が必要となるため、コスト増加を招く。これに対し、一般的なアスペクト比の撮像部を用いて被写界分割方式によりパノラマ撮像を行った場合（例えば、特許文献１及び２参照）、パノラマ像と撮像部のアスペクト比が相違することから、撮像部領域内に実際の像が結像しない不使用領域が多く発生してしまい効率的とは言えない。
【０００５】
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、撮像部領域を効率的に利用してパノラマ画像を生成できる撮像装置、及び撮像方法を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、撮像部と、被写体と前記撮像部との間に配置され、複数のレンズを有する複眼光学系と、前記複眼光学系の各レンズを介して前記撮像部上に被写界の分割された像領域が複数結像され、該結像された各像領域の画像を合成してパノラマ画像を合成する画像合成部と、を備える撮像装置であって、前記撮像部上において、前記被写界の分割方向の線に対する垂線上に、少なくも２つの前記像領域が結像されるよう、前記複眼光学系の各レンズが構成されている、ことを特徴とする撮像装置である。
この一態様において、矩形状の撮像部上に前記被写界の分割方向に２列で前記各像領域が結像され、一方の前記列の像領域と他方の前記列の像領域が前記垂線の方向で重複するよう、前記複眼光学系の各レンズが構成されていてもよい。
この一態様において、前記複眼光学系は、中心視野用の第１レンズと、右視野用の第２レンズと、左視野用の第３レンズと、を有しており、前記第１乃至第３レンズは、前記撮像部上に、中心視野像領域、右視野像領域、及び左視野像領域を夫々結像し、前記一方の列の左視野像領域及び右視野像領域と、前記他方の列の中心視野像領域が前記垂線の方向で重複していてもよい。
この一態様において、前記撮像部上の前記中心視野像領域の面積と前記右視野像領域及び左視野像領域の面積とが相違していてもよい。
この一態様において、前記中心視野像領域の面積は、前記右視野像領域及び左視野像領域の面積よりも大きく設定されていてもよい。
この一態様において、前記第１乃至第３レンズは、倍率を変化させるズームレンズであってもよい。
この一態様において、前記複眼光学系の各レンズと前記撮像部との間に設けられ、前記レンズの光路を変換する光路変換部を更に備えていてもよい。
上記目的を達成するための本発明の一態様は、被写体と撮像部との間に配置された複眼光学系の複数のレンズを介して前記撮像部上に被写界の分割された像領域を複数結像させるステップと、該結像された各像領域の画像を合成してパノラマ画像を合成するステップと、を含む撮像方法であって、前記撮像部上において、前記被写界の分割方向の線に対する垂線上に、少なくも２つの前記像領域が結像される、ことを特徴とする撮像方法であってもよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、撮像部領域を効率的に利用してパノラマ画像を生成できる撮像装置、及び撮像方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る撮像装置の概略的構成を示す構成図である。
【図２】複眼光学系の第１乃至第３レンズの配置を示す図であり、被写界側から見た図である。
【図３】被写界を中心視野、右視野、及び左視野に分割した図である。
【図４】撮像素子上に中心視野像領域、右視野像領域、及び左視野像領域を結像した図である。
【図５】アスペクト比１２：３のパノラマ画像を示す図である。
【図６】通常より大きな撮像素子を示す図である。
【図７】従来に比して小さいな撮像素子を示す図である。
【図８】倍率を変えた第１乃至第３レンズを示す図である。
【図９】倍率を変えた中心視野像領域、右視野像領域及び左視野像領域を示す図である。
【図１０】第１乃至３レンズを被写界分割方向に配置した図である。
【図１１】縦方向に配置された第１乃至第３レンズを示す図である。
【図１２】縦方向に延びる撮像素子上に結像した上方視野像領域、中心視野像領域、及び下方視野像領域を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
実施の形態１
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の実施の形態１に係る撮像装置の概略的構成を示す構成図である。本実施の形態１に係る撮像装置１は、撮像素子２と、複数のレンズを有する複眼光学系３と、パノラマ画像を合成する画像合成部４と、を備えている。
【００１０】
撮像素子２は、撮像部の一具体例であり、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）である。撮像素子２は矩形状であり、そのアスペクト比は例えば、４：３となっている。
【００１１】
複眼光学系３は、被写体と撮像素子２との間であり、撮像素子２の前方側に配置されている。図２は、複眼光学系の第１乃至第３レンズの配置を示す図であり、被写界側から見た図である。複眼光学系３は、中心視野用の第１レンズ３１と、右視野用の第２レンズ３２と、左視野用の第３レンズ３３と、を有している。
【００１２】
第１乃至第３レンズ３１〜３３は、略矩形状の固定部材３４に夫々固定されている。なお、第１乃至第３レンズ３１〜３３の一部は、一体成型されていてもよい。第１乃至第３レンズ３１〜３３が一部で繋がり一体となることで、組立性が向上する。
【００１３】
第１レンズ３１は、第２及び第３レンズ３２、３３の間に配置されている。第２レンズ３２は、第１レンズ３１に対して斜め左上に配置されている。第３レンズ３３は、第１レンズ３１に対して斜め右上に配置されている。
【００１４】
例えば、図３に示す如く、横長の被写界（パノラマ被写界）を想定した場合、第１乃至第３レンズ３１〜３３は、被写界を中心視野、右視野、及び左視野の３つの視野に夫々分割する。
【００１５】
第１乃至第３レンズ３１〜３３は、被写界の中心視野、右視野、及び左視野を、例えば、図４に示す如く、撮像素子２上に、中心視野像領域Ｓ１、右視野像領域Ｓ２、及び左視野像領域Ｓ２として夫々結像する。なお、中心視野像領域Ｓ１、右視野像領域Ｓ２、及び左視野像領域Ｓ３間には、所定距離の隙間が設けられている。これにより、第１乃至第３レンズ３１〜３３からの漏れ光が、隣接する他のレンズの視野像領域に影響するのを防止できる。
【００１６】
画像合成部４は、所定の画像処理を行い、撮像素子２上の中心視野像領域Ｓ１、右視野像領域Ｓ２、及び左視野像領域Ｓ３の画像を繋げてパノラマ画像を合成する。画像合成部４は、例えば、図５に示す如く、アスペクト比４：３の３つの画像を横方向に接続したアスペクト比１２：３のパノラマ画像を合成する。
【００１７】
画像合成部４は、例えば、演算処理等と行うＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＣＰＵによって実行される演算プログラム等が記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）からなるメモリ、外部と信号の入出力を行うインターフェイス部（Ｉ／Ｆ）、などからなるマイクロコンピュータを中心にして、ハードウェア構成されている。ＣＰＵ、メモリ、及びインターフェイス部は、データバスなどを介して相互に接続されている。
【００１８】
ところで、一般的な大きさの撮像素子を用いて被写界分割方式によりパノラマ撮像を行った場合、パノラマ像と撮像素子のアスペクト比が相違することから、撮像部領域内に実際の像が結像しない不使用領域が多く発生してしまい不効率となる。
【００１９】
これに対し、本実施の形態１において、撮像素子２上において、被写界の分割方向（横方向）の線に対する垂線Ｌ上に、少なくも２つの像領域（中心視野像領域Ｓ１及び左視野像領域Ｓ３、又は、中心視野像領域Ｓ１及び右視野像領域Ｓ２）が結像されるよう、複眼光学系３の第１乃至第３レンズ３１〜３３が構成されている。
【００２０】
換言すると、矩形状の撮像素子２上に被写界の分割方向に２列で各視野像領域が結像され、一方の列の視野像領域（右視野像領域Ｓ２及び左視野像領域Ｓ３）と他方の列の視野像領域（中心視野像領域Ｓ１）が上記垂線Ｌの方向で重複するよう、複眼光学系３の第１乃至第３レンズ３１〜３３が構成されている。このように、上記垂線Ｌの方向で重複させることで撮像素子２領域内に各視野像領域Ｓ１〜Ｓ３を効率的に配置し、撮像素子２領域内に発生する不使用領域を小さく抑えることができる。したがって、撮像素子２領域を効率的に利用してパノラマ画像を生成できる。
【００２１】
例えば、従来、被写界分割を行わずにパノラマ像を撮影した場合、図６に示す如く、アスペクト比４：３の９×１２ｍｍの通常より大きな撮像素子が必要となる。
【００２２】
一方で、本実施の形態１に係る撮像装置１においては、上述の如く、撮像素子２上で効率的に各視野像領域Ｓ１〜Ｓ３を分割配置し、撮像素子２領域内に発生する不使用領域を小さく抑えることができる。このため、例えば、図７に示す如く、従来に比して小さいな、７．５×１０ｍｍの撮像素子２を用いて、パノラマ画像を合成できる。すなわち、撮像素子２を小型化し、撮像装置１を小型化することができる。
【００２３】
以上、本実施の形態１において、撮像素子２上において、被写界の分割方向の線に対する垂線Ｌ上に、少なくも２つの視野像領域Ｓ１〜Ｓ３が結像されるよう、複眼光学系３の第１乃至第３レンズ３１〜３３が配置されている。これにより、撮像素子２領域内に発生する不使用領域を小さく抑えることができ、撮像素子２領域を効率的に利用してパノラマ画像を生成できる。
【００２４】
実施の形態２
本発明の実施の形態２において、撮像素子２上の中心視野像領域Ｓ１の面積と右視野像領域Ｓ２及び左視野像領域Ｓ３の面積とが相違する点を特徴とする。各視野像領域Ｓ１〜Ｓ３の面積を変えることで、各視野像領域Ｓ１〜Ｓ３の配置の自由度が高まり、撮像素子２領域内に発生する不使用領域をより小さく抑えることができる。
【００２５】
さらに、例えば、図８に示す如く、第１レンズ４１の倍率は、第２及び第３レンズ４２、４３の倍率と比較して大きくなっている。これにより、中心視野像領域Ｓ１の面積は、右視野像領域Ｓ２及び左視野像領域Ｓ３の面積よりも大きく設定される（図９）。したがって、高解像度の画像が必要な中心付近に対してより多くの画素を配分することができ、中心画像の画質を向上させることができる。
【００２６】
なお、第１乃至第３レンズ４１〜４３は、倍率を変化させるズームレンズであってもよい。以上、実施の形態２によれば、撮像素子２領域内に発生する不使用領域を小さく抑えつつ、中心及び左右画像の画質を適宜調整できる。
【００２７】
本実施の形態２において、他の構成は上記実施の形態１と略同一である。したがって、同一部分には同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００２８】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【００２９】
上記実施の形態において、複眼光学系３の第１乃至第３レンズ３１〜３３と撮像素子２との間に第１乃至第３レンズ３１〜３３の光路を変換する光路変換部を設けても良い。例えば、図１０に示す如く、第１乃至３レンズ３１〜３３を被写界分割方向（横一列）に配置する。光路変換部は、第１乃至第３レンズ３１〜３３の出射光路を変換し、図４及び図９に示す如く、撮像素子２上に、中心視野像領域Ｓ１、右視野像領域Ｓ２、左視野像領域Ｓ３を夫々結像させる。光路変換部は、例えば、プリズムやミラーなどで構成されている。このように、光路変換部を設けることで、第１乃至第３レンズ３１〜３３が同一直線上に配置することがきる。従って、各レンズでの上下方向の視差が生じず、パノラマ画像の画質を向上させることができる。
【００３０】
上記実施の形態において、横方向に延びる撮像素子２を９０°回転させて縦方向に配置してもよい。この場合、複眼光学系３の第１乃至第３レンズ３１〜３３は、図１１に示す如く縦方向に配置される。縦方向に延びる撮像素子２上に、図１２に示す如く、上方視野像領域Ｓ４、中心視野像領域Ｓ５、下方視野像領域Ｓ６が夫々結像される。これにより、撮像素子領域内に発生する不使用領域を小さく抑えることができる。
【符号の説明】
【００３１】
１    撮像装置
２    撮像素子
３    複眼光学系
４    画像合成部
３１    第１レンズ
３２    第２レンズ
３３    第３レンズ
３４    固定部材
【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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