(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれカメラ主軸方向を水平面から所定の仰角だけ上に向けて放射状に配置された複数のカメラを具備し、
隣接するカメラの撮像素子間で露光読み出し時刻が同じ若しくは接近する画素同士が隣り合うように、前記複数のカメラが配置される、
撮像装置。
【請求項２】
前記複数のカメラは、所定の基準点を中心とする水平な同心円上に所定の角度間隔で配置される、
請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記複数のカメラは、各カメラの垂直画角の上側の端部分が重複するように設置される、
請求項１又は２のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項４】
前記複数のカメラの垂直画角Ｔv、カメラ主軸方向の仰角Ｔvu、及び、カメラ取り付け位置に基づいて、各カメラの垂直画角の上側の重複部分より下方の死角の大きさを制御する、
請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記複数のカメラは、水平方向に隣接するカメラ間で撮像画角の左右の端部分が重複するように設置される、
請求項１乃至４のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】
前記複数のカメラの水平画角Ｔh、カメラ主軸方向の傾け角Ｔhu、及び、カメラ取り付け位置に基づいて、隣接するカメラの水平画角の間の死角の大きさを制御する、
請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記複数のカメラの各撮像画角の上側の端部分が重複するより下方の死角の領域に設置された外部装置をさらに備え、
前記外部装置は、マイク・アレイ、照明機器、バッテリー、通信機器、記録装置のうち少なくとも１つである、
請求項１乃至６のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項８】
それぞれカメラ主軸方向を水平面から所定の仰角だけ上に向けて放射状に配置された複数のカメラと、
前記複数のカメラのうち少なくとも１つについての垂直画角の画角下方限界より下方の死角の存在を提示する死角提示部と、
を具備する撮像装置。
【請求項９】
それぞれカメラ主軸方向を水平面から所定の仰角だけ上に向けて放射状に配置された複数のカメラと、
前記複数のカメラのうち少なくとも隣接する２つの水平画角の間の画角前方限界より前方の死角の存在を提示する死角提示部と、
を具備する撮像装置。
【請求項１０】
それぞれカメラ主軸方向を水平面から所定の仰角だけ上に向けて放射状に配置された複数のカメラを具備し、
前記複数のカメラはライン露光順次読み出し方式の撮像素子を使用し、
隣接するカメラ間で互いの撮像素子の読み出し方向が逆向きで向かい合うように、前記複数のカメラが配置される、
撮像装置。
【請求項１１】
それぞれカメラ主軸方向を水平面から所定の仰角だけ上に向けて放射状に配置された複数のカメラを具備し、
前記複数のカメラはライン露光順次読み出し方式の撮像素子を使用し、
右回りに９０度回転させたカメラと左回りに９０度回転させたカメラが交互に配置される、
撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書で開示する技術は、複数台のカメラを用いて広角画像を撮影する撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数台のカメラを用いて周囲の画像を撮影するカメラ・システムが知られている。この種のカメラ・システムは、全周囲カメラ、全方位カメラ、全天球型カメラ、若しくは半天球型カメラとも呼ばれる。【０００３】
隣り合うカメラで撮像した画像の境界同士をうまくつなぎ合わせることによって、個々のカメラの視野よりもはるかに広い領域の画像を、あたかも単一の広角度カメラで撮像したかのような画像を生成することができる。例えば、各カメラの主軸方向を外側に向けて放射状に配置された複数のカメラによる撮像画像をつなぎ合わせることによって、正距円筒図法に則ったような全周囲画像を得ることができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本明細書で開示する技術の目的は、複数台のカメラを用いて広角画像を撮影することができる、優れた撮影装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本明細書で開示する技術は、上記課題を参酌してなされたものであり、その第１の側面に係る技術は、
それぞれカメラ主軸方向を水平面から所定の仰角だけ上に向けて放射状に配置された複数のカメラを具備する撮像装置である。【０００６】
本明細書で開示する技術の第２の側面に係る技術によれば、第１の側面に係る撮像装置の前記複数のカメラは、所定の基準点を中心とする水平な同心円上に所定の角度間隔で配置されている。【０００７】
本明細書で開示する技術の第３の側面に係る技術によれば、第１又は第２のいずれかの側面に係る撮像装置の前記複数のカメラは、各カメラの垂直画角の上側の端部分が重複するように設置されている。【０００８】
本明細書で開示する技術の第４の側面に係る技術によれば、第３の側面に係る撮像装置は、前記複数のカメラの垂直画角Ｔv、カメラ主軸方向の仰角Ｔvu、及び、カメラ取り付け位置に基づいて、各カメラの垂直画角の上側の重複部分より下方の死角の大きさを制御するように構成されている。【０００９】
本明細書で開示する技術の第５の側面に係る技術によれば、第１乃至第４のいずれかの側面に係る撮像装置の前記複数のカメラは、水平方向に隣接するカメラ間で撮像画角の左右の端部分が重複するように設置されている。【００１０】
本明細書で開示する技術の第６の側面に係る技術によれば、第５の側面に係る撮像装置は、前記複数のカメラの水平画角Ｔh、カメラ主軸方向の傾け角Ｔhu、及び、カメラ取り付け位置に基づいて、隣接するカメラの水平画角の間の死角の大きさを制御するように構成されている。【００１１】
本明細書で開示する技術の第７の側面に係る技術によれば、第１乃至第６のいずれかの側面に係る撮像装置は、前記複数のカメラの各撮像画角の上側の端部分が重複するより下方の死角の領域に設置された外部装置をさらに備えている。【００１２】
本明細書で開示する技術の第８の側面に係る技術によれば、第７の側面に係る撮像装置の前記外部装置は、マイク・アレイ、照明機器、バッテリー、通信機器、記録装置のうち少なくとも１つである。【００１３】
本明細書で開示する技術の第９の側面に係る技術によれば、第１乃至第８のいずれかの側面に係る撮像装置は、前記複数のカメラのうち少なくとも１つについての垂直画角の画角下方限界より下方の死角の存在を提示する死角提示部をさらに備えている。【００１４】
本明細書で開示する技術の第１０の側面に係る技術によれば、第１乃至第９のいずれかの側面に係る撮像装置は、前記複数のカメラのうち少なくとも隣接する２つの水平画角の間の画角前方限界より前方の死角の存在を提示する死角提示部をさらに備えている。【００１５】
本明細書で開示する技術の第１１の側面に係る技術によれば、第１乃至第１０のいずれかの側面に係る撮像装置において、隣接するカメラの撮像素子間で露光読み出し時刻が同じ（若しくは接近する）画素同士が隣り合うように、前記複数のカメラが配置されている。【００１６】
本明細書で開示する技術の第１２の側面に係る技術によれば、第１乃至第１０のいずれかの側面に係る撮像装置は、前記複数のカメラはライン露光順次読み出し方式の撮像素子を使用する。そして、隣接するカメラ間で互いの撮像素子の読み出し方向が逆向きで向かい合うように、前記複数のカメラが配置されている。【００１７】
本明細書で開示する技術の第１３の側面に係る技術によれば、第１乃至第１０のいずれかの側面に係る撮像装置は、前記複数のカメラはライン露光順次読み出し方式の撮像素子を使用する。そして、右回りに９０度回転させたカメラと左回りに９０度回転させたカメラが交互に配置されている。
【発明の効果】
【００１８】
本明細書で開示する技術によれば、複数台のカメラを用いて構成され、視差の少ない広角画像を撮影することができる、優れた撮影装置を提供することができる。【００１９】
なお、本明細書に記載された効果は、あくまでも例示であり、本発明の効果はこれに限定されるものではない。また、本発明が、上記の効果以外に、さらに付加的な効果を奏する場合もある。【００２０】
本明細書で開示する技術のさらに他の目的、特徴や利点は、後述する実施形態や添付する図面に基づくより詳細な説明によって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、本明細書で開示する技術を適用したマルチカメラ・システム１００の構成例を模式的に示した図である。
【図２】図２は、６台のビデオカメラ１０１、１０２、…、１０６の配置例を模式的に示した図（上面図）である。
【図３】図３は、６台のビデオカメラ１０１、１０２、…、１０６の配置例を模式的に示した図（斜視図）である。
【図４】図４は、カメラ主軸方向が逆向きに設置された１対のビデオカメラ１０１及び１０４の姿勢を示した図である。
【図５】図５は、各ビデオカメラ１０１、１０２、…、１０６の撮像画角を経度−緯度平面に展開して示した図である。
【図６】図６は、マルチカメラ・システム１００を横方向から見たときの、カメラ主軸方向を逆向きに設置された１対のビデオカメラ１０１及び１０４の上下方向（垂直方向）の撮像画角を示した図である。
【図７】図７は、ビデオカメラ１０１、１０４の上方の死角の領域６３０の大きさの制御方法を説明するための図である
【図８】図８は、マルチカメラ・システム１００を上から眺めたときの、左右に隣接するビデオカメラ１０１とビデオカメラ１０２の水平画角を示した図である。
【図９】図９は、隣接するビデオカメラ１０１、１０２の撮像画角間の死角の領域８３０の大きさの制御方法を説明するための図である。
【図１０】図１０は、ライン露光順次読み出し方式の画面において生じる露光読み出し時刻の遅延時間を説明するための図である。
【図１１】図１１は、複数のビデオカメラを右回り又は左回りのいずれか一方向に統一して９０度回転させて配置したときの隣接する撮像素子間の露光読み出し時刻の遅延時間を示した図である。
【図１２】図１２は、ライン露光順次読み出し方式の撮像素子を９０度だけ右回りに回転させて撮影した画像を示した図である。
【図１３】図１３は、図１１に示したビデオカメラの配置において隣接する撮像画像間で生じる視差を示した図である。
【図１４】図１４は、右回りに９０度回転させたビデオカメラと左回りに９０度回転させたビデオカメラを交互に配置したときの隣接する撮像素子間の露光読み出し時刻の遅延時間を示した図である。
【図１５】図１５は、ライン露光順次読み出し方式の撮像素子を９０度だけ左回りに回転させて撮影した画像を示した図である。
【図１６】図１６は、図１４に示したビデオカメラの配置において隣接する撮像画像間で生じる視差を示した図である。
【図１７】図１７は、死角提示部としてのレーザー・ポインター１７０１の配置例を示した図である。
【図１８】図１８は、レーザー・ポインター１７０１の光軸がビデオカメラ１０１の垂直画角６０２の画角下側限界６０２ｂに向けられている様子を示した図である。
【図１９】図１９は、マルチカメラ・システム１００の天板上に外部装置１９００を設置した様子を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しながら本明細書で開示する技術の実施形態について詳細に説明する。
【００２３】
図１には、本明細書で開示する技術を適用したマルチカメラ・システム１００の構成例を模式的に示している。
【００２４】
それぞれ所定の位置に固定された６台のビデオカメラ１０１、１０２、…、１０６は、撮像画像を、画像処理部１１０に同期して出力する。基本的には、各ビデオカメラ１０１、１０２、…、１０６は、同じ型式の製品の組み合わせで構成される。例えば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージ・センサーを撮像素子に用いている。
【００２５】
画像処理部１１０は、各ビデオカメラ１０１、１０２、…、１０６の撮像画像を、それぞれ配置された位置関係に応じてつなぎ合わせて１枚の広角画像フレームを生成する。生成された広角画像は、例えば表示部１２０で画面表示される。表示部１２０は、例えば画像の観察者の頭部又は顔部に装着して用いられるヘッド・マウント・ディスプレイであり、観察者の頭部の姿勢（視線方向）に応じて視点が移動する視点自由画像を提供する。但し、撮像画像を画面表示することは必須ではなく、メモリカードやＨＤＤ（Ｈａｒｄ  Ｄｉｓｃ  Ｄｒｉｖｅ）、ブルーレイ（登録商標）などの記録メディア（いずれも図示しない）に撮像画像を保存したり、ＨＤＭＩ（登録商標）（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）やＭＨＬ（Ｍｏｂｉｌｅ  Ｈｉｇｈ  ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｌｉｎｋ）などのインターフェースを介して撮像画像を外部出力したりするようにしてもよい。
【００２６】
図２並びに図３には、６台のビデオカメラ１０１、１０２、…、１０６の配置例を模式的に示している。但し、図２は上方から俯瞰した図であり、図３は側面から斜視した図である。図示のように、６台のビデオカメラ１０１、１０２、…、１０６は、各々のカメラ主軸方向を外側に向けて放射状に配置されている。
【００２７】
より好ましくは、各ビデオカメラ１０１、１０２、…、１０６の視点位置（カメラ位置）は、所定の基準点（後述）を通過する鉛直な基準軸２０１（図２、図３を参照のこと）を中心とする水平な同心円上に放射状に所定角度間隔で配列されている。６台のビデオカメラ１０１〜１０６を使用する場合、同心円上に６０度間隔で各ビデオカメラ１０１〜１０６が配置される。また、隣接するビデオカメラ１０１、１０２、…間では、互いの撮像画角の左右の端部分が重複するように設置され、水平方向に途切れることなく全周囲を撮影できるものとする。
【００２８】
図４には、図２のＡ−Ａ断面により、各々のカメラ主軸方向が逆向きに設置された１対のビデオカメラ１０１及び１０４の姿勢を示している。ビデオカメラ１０１及び１０４はそれぞれ、カメラ主軸方向を外側に向け且つ水平面から所定の仰角Ｔvuだけ上に向けて固定されている。図示を省略するが、カメラ主軸方向が逆向きに設置された他の１対のビデオカメラ１０２及び１０５、並びに、１０３及び１０６についても同様である。
【００２９】
６台のビデオカメラ１０１、１０２、…、１０６は、同じ型式の製品の組み合わせによって構成される（前述）。各ビデオカメラ１０１、１０２、…、１０６は、例えば９０度×１４０度とする。すなわち、各ビデオカメラ１０１、１０２、…、１０６は、水平方向に９０度の画角（以下、「水平画角」とする）を持ち、垂直方向に１４０度の画角（以下、「垂直画角」とする）を持つ。図５には、各ビデオカメラ１０１、１０２、…、１０６の撮像画角を、経度−緯度平面に展開して示している。
【００３０】
ここで言う経度は、図２に示すように、ビデオカメラ１０１の主軸方向を０度とした回転角度θとする。この場合、他のビデオカメラ１０２、…、１０６の撮像画角の中心（主軸方向）は経度が６０度、１２０度、１８０度、２４０度、３００度の位置にそれぞれ設置される。経度方向すなわち水平方向には、隣接するビデオカメラ間で水平画角の端部分が重複する左右端部重複領域８２０が形成される。したがって、マルチカメラ・システム１００としては水平方向に途切れることなく全周囲を撮影することができる。
【００３１】
また、各ビデオカメラ１０１、１０２、…、１０６のカメラ主軸方向が水平面から仰角Ｔvu＝２５度だけ上に向けて固定されているとすると（図４を参照のこと）、図５に示すように、それぞれの垂直画角の中心は水平面すなわち緯度０度から上方に２５度だけオフセットを持ち、−４５度〜９５度の１４０度の範囲が緯度方向の撮影画角となる。要するに、マルチカメラ・システム１００は、６台のビデオカメラ１０１〜１０６を放射状に配列して、３６０度×１４０度の撮像画角を得ることができる。
【００３２】
ここで、各ビデオカメラ１０１、１０２、…、１０６の緯度方向の撮影画角が９０度を超えるということは、真上より後方に５度まで撮像画角に含めることができることを意味する。後述するように、カメラ主軸方向を逆向きに設置された１対のビデオカメラ１０１、１０４間で、垂直画角の上側の端部分が重複する上側端部重複領域６２０が形成される。したがって、真上に向けたカメラが１台もなくても、マルチカメラ・システム１００としては天上方向にも途切れることなく撮影することができる。
【００３３】
但し、カメラ主軸方向を逆向きに設置された１対のビデオカメラ１０１、１０４間で垂直画角の下側の端部分は離間しており、緯度が−４５度より下の足元の領域は死角になる。マルチカメラ・システム１００は半天球カメラに相当するとも言える。
【００３４】
なお、９０度×１４０度という縦長の撮像画角は、横長の撮像画角を持つ一般的なビデオカメラ製品を９０度だけカメラ主軸の右回り又は左回りに回転させて用いればよい。
【００３５】
マルチカメラ・システム１００の撮像画角についてさらに詳細に考察する。
【００３６】
図６には、マルチカメラ・システム１００を横方向から見たときの、カメラ主軸方向を逆向きに設置された１対のビデオカメラ１０１及び１０４の垂直画角を示している。図示を省略するが、カメラ主軸方向が逆向きに設置された他の１対のビデオカメラ１０２及び１０５、並びに、１０３及び１０６についても同様である。
【００３７】
ビデオカメラ１０１は、基準点（０，０）から点（ｘc，ｚc）の位置にカメラ位置（視点位置）が配置され、参照番号６０１で示すように、カメラ主軸方向が水平面から仰角Ｔvu＝２５度だけ上に向けて固定されている。また、参照番号６０２で示すように、ビデオカメラ１０１は１４０度の垂直画角Ｔvを持つ。
【００３８】
他方、ビデオカメラ１０４は、基準点（０，０）から（−ｘc，ｚc）の位置にカメラ位置（視点位置）が配置され、参照番号６１１で示すように、カメラ主軸方向が水平面から仰角Ｔvu＝２５度だけ上に向けて固定されている。また、参照番号６１２で示すように、ビデオカメラ１０４は１４０度の垂直画角を持つ。
【００３９】
ビデオカメラ１０１の垂直画角６０２並びにビデオカメラ１０４の垂直画角６１２はともに真上より後方に５度まで含めることができ、互いの画角上側限界６０２ｕと６１２ｕは点Ｐd（０，ｚd）で交差する。したがって、点Ｐdより上方には、互いの垂直画角６０２と垂直画角６１２の上側の端部が重複する上側端部重複領域６２０が存在し、いずれのビデオカメラ１０１、１０４も上方を向いていなくても、天上方向を途切れることなく撮影することができる。
【００４０】
一方、点Ｐdより下方には、ビデオカメラ１０１、１０４の垂直画角６０２と垂直画角６１２のいずれにも含まれない死角の領域６３０が存在する。点Ｐdは、視界の領域６３０の上方限界点である。死角の領域６３０は、いずれのビデオカメラ１０１、１０４でも撮影することができないが、逆に言えば、マルチカメラ・システム１００の天板３０１（図３を参照のこと）上には、点Ｐdより下方の死角の領域６３０内であれば、各ビデオカメラ１０１、１０４の視界を遮らないように、アクセサリー部品などの外部装置１９００を設置することができる（図１９を参照のこと）。この種の外部装置１９００として、マイク・アレイや照明機器、バッテリー、通信機器、記録装置（ハード・ディスク・ドライブなど）を挙げることができる。例えば、マイク・アレイを天板３０１上に設置すると、ビデオカメラ１０１〜１０６の視点位置近傍で集音することができるので、音像を定位し易くなるというメリットがある。
【００４１】
また、ビデオカメラ１０１の垂直画角６０２の画角下側限界６０２ｂとビデオカメラ１０４の垂直画角６１２の画角下側限界６１２ｂは離間しており、交わらない。したがって、図５を参照しながら説明したように、ビデオカメラ１０１の垂直画角６０２の画角下側限界６０２Ｂ並びにビデオカメラ１０４の垂直画角６１２の画角下側限界６１２Ｂの間は、いずれのビデオカメラ１０１、１０４でも撮影することができない死角の領域６４０となる。
【００４２】
マルチカメラ・システム１００を用いる撮影者は、ビデオカメラ１０１〜１０６の設置面より低い場所の被写体（例えば、床上に置かれた物体）を撮影する際には、被写体が撮像画角内に含まれるように（若しくは、被写体の一部が死角６４０に入らないように）、十分注意する必要がある。マルチカメラ・システム１００は、レーザー・ポインターなどを用いて垂直画角の画角下方限界を視覚的に提示する死角提示部をさらに備えていてもよい（後述）。
【００４３】
マルチカメラ・システム１００の天板３０１上の死角の領域６３０の大きさ（基準点から点Ｐdまでの距離ｚd）は、各ビデオカメラ１０１〜１０６の垂直画角Ｔv、カメラ主軸方向の仰角Ｔvu、及び、基準点（０，０）に対する取り付け位置（ｘc，ｚc）で制御することができる。ビデオカメラ１０１、１０４の上方の死角の領域６３０の大きさの制御方法について、図７を参照しながら説明する。
【００４４】
図７において、各ビデオカメラカメラ１０１、１０４の垂直画角をＴv、各ビデオカメラ１０１、１０４のカメラ主軸方向の仰角をＴvu、各ビデオカメラ１０１、１０４の水平より下側の垂直画角をＴv1、各ビデオカメラ１０１、１０４の水平より上側の垂直画角をＴv2、基準点（０，０）から各ビデオカメラ１０１、１０４の取り付け位置までの高さをｚc、基準軸から各ビデオカメラ１０１、１０４の取り付け位置までの距離をｘcとすると、基準点（０，０）から点Ｐdまでの距離すなわち死角の上方向限界距離ｚdは、下式（１）に示すように、カメラ主軸方向の仰角Ｔvu、及び、基準点に対するカメラ取り付け位置（ｘc，ｚc）に基づいて制御することができる。
【００４５】
【数１】
0006528771.tif 000002
【００４６】
例えば、各ビデオカメラ１０１、１０４の垂直画角Ｔv＝１３９度、各ビデオカメラ１０１、１０４のカメラ主軸方向の仰角Ｔvu＝２５度、とし、ビデオカメラ１０１の取り付け位置（ｘc，ｚc）＝（４０ｍｍ，８３ｍｍ）である場合は（ビデオカメラ１０４の取り付け位置は基準軸に対し（ｘc，ｚc）と対称な位置となる）、死角の上方向限界距離ｚdは、下式（２）に示す通りとなる。
【００４７】
【数２】
0006528771.tif 000003
【００４８】
また、死角６３０をより小さくしたい場合には、例えば、各ビデオカメラ１０１、１０４の垂直画角Ｔvとビデオカメラ１０１の取り付け位置（ｘc，ｚc）は上記に固定したまま、より大きな仰角Ｔvu＝３５度に設定して、下式（３）に示すように、死角の上方向限界距離ｚdを基準点（天板３０１）に近づけるようにすればよい。
【００４９】
【数３】
0006528771.tif 000004
【００５０】
また、図８には、マルチカメラ・システム１００を上から眺めたときの、左右に隣接するビデオカメラ１０１とビデオカメラ１０２の水平画角を示している。図示を省略するが、左右に隣接するいずれの２台のビデオカメラの組み合わせについても同様である。
【００５１】
ビデオカメラ１０１は、基準点（０，０）から点（ｘc，ｙc）の位置にカメラ位置（視点位置）が配置されている。ビデオカメラ１０１は、参照番号８０２で示すように水平画角Ｔhを持つとともに、参照番号８０１で示すように、カメラ主軸方向がｘ軸に対し傾け角Ｔhuだけ傾けて固定されている。
【００５２】
他方、ビデオカメラ１０２は、基準点（０，０）から点（−ｘc，ｙc）の位置にカメラ位置（視点位置）が配置されている。ビデオカメラ１０４は、参照番号８１２で示すように水平画角Ｔhを持つとともに、参照番号８１１で示すように、カメラ主軸方向がｘ軸に対し傾け角Ｔhuだけ傾けて固定されている。
【００５３】
ビデオカメラ１０１の水平画角８０２は、画角右側限界８０２ａと画角左側限界８０２ｂで囲まれた領域とする。また、ビデオカメラ１０２の水平画角８１２は、画角右側限界８１２ａと画角左側限界８１２ｂで囲まれた領域とする。図示のように、ビデオカメラ１０１の水平画角８０２の画角右側限界８０２ａとビデオカメラ１０４の水平画角８１２の画角左側限界８１２ｂは、基準点（０，０）より前方にｙdの点Ｑd（０，ｙd）で交差する。したがって、点Ｑdより前方には、互いの水平画角８０２の右側端部と水平画角８１２の左側端部が重複する左右端部重複領域８２０が形成されるので、各ビデオカメラ１０１、１０２の主軸方向８０１、８０２の間の風景を途切れることなく撮影することができる。マルチカメラ・システム１００全体としては、基準点（０，０）回りの全周囲の風景を途切れなく撮影できることになる。
【００５４】
一方、点Ｑdより手前には、ビデオカメラ１０１、１０２の水平画角８０２と水平画角８１２のいずれにも含まれない死角の領域８３０が存在する。点Ｑdは、水平画角８０２、８１２の間の画角前方限界ということもできる。マルチカメラ・システム１００を用いる撮影者は、各ビデオカメラ１０１、１０２の主軸方向８０１、８０２のほぼ真ん中にある被写体（例えば、床上に置かれた物体）を撮影する際には、被写体が撮像画角内に含まれるように（若しくは、被写体の一部が死角８３０に入らないように）、十分注意する必要がある。マルチカメラ・システム１００は、レーザー・ポインターなどを用いて水平画角８０２、８１２の間の画角前方限界を視覚的に提示する死角提示部をさらに備えていてもよい（後述）。
【００５５】
マルチカメラ・システム１００の前方の死角の領域８３０の大きさ（基準点から点Ｑdまでの距離ｙd）は、各ビデオカメラ１０１〜１０６の水平画角Ｔh、カメラ主軸方向の傾け角Ｔhu、及び、基準点（０，０）に対する取り付け位置（ｘc，ｙc）で制御することができる。ビデオカメラ１０１、１０２の水平画角８０２、８１２の間の死角の領域８３０の大きさ（画角前方限界となる点Ｑdの位置）の制御方法について、図９を参照しながら説明する。
【００５６】
図９において、各ビデオカメラ１０１、１０２の水平画角をＴh、各ビデオカメラ１０１、１０２のカメラ主軸方向の傾け角をＴhu、各ビデオカメラ１０１、１０２のｘ軸より後方の水平画角をＴh1、各ビデオカメラ１０１、１０２のｘ軸より前方の水平画角をＴh2、基準点（０，０）から各ビデオカメラ１０１、１０２の取り付け位置までの距離をｙc、基準点から各ビデオカメラ１０１、１０２の取り付け位置までの距離をｘcとすると、基準点（０，０）から画角前方限界となる点ｑdまでの距離すなわち死角の前方限界距離ｙdは、下式（４）に示すように、カメラ主軸方向の傾け角Ｔhu、及び、基準点に対するカメラ取り付け位置（ｘc，ｙc）に基づいて制御することができる。
【００５７】
【数４】
0006528771.tif 000005
【００５８】
例えば、水平画角Ｔh＝７５度のビデオカメラを用いてマルチカメラ・システム１００を構成する場合、最低５台のビデオカメラを用いれば、７５度×５台＝３７５度となり、３６０度すなわち全周囲をカバーすることができる。しかしながら、十分な左右端部重複領域８２０を確保するために、６台のビデオカメラを用いるとともに、傾け角Ｔhu＝６０にして設置する。カメラ取り付け位置（ｘc，ｙc）＝（２０ｍｍ，３５ｍｍ）として各ビデオカメラを配置する場合、死角の前方限界距離ｙdは、下式（５）に示す通りとなる。
【００５９】
【数５】
0006528771.tif 000006
【００６０】
死角の前方限界距離ｙdを上記よりもさらに小さくしたい場合は、例えば基準点からカメラ取り付け位置までの距離ｘcやｙcを小さくすればよい。
【００６１】
なお、各ビデオカメラ１０１〜１０６のカメラ取り付け位置（ｘc，ｙc，ｚc）や仰角Ｔvu、傾け角Ｔhuは固定でもよいし、これらのパラメーターを変化できるように各ビデオカメラ１０１〜１０６を駆動テーブル（図示しない）上に設置して取り付けてもよい。
【００６２】
本実施形態に係るマルチカメラ・システム１００によれば、より少ない台数のビデオカメラで、全周囲（半天球）の撮影を実現できる、という点を十分理解されたい。
【００６３】
続いて、各ビデオカメラ１０１〜１０６の撮像画像をつなぎ合わせる際の視差の問題について考察する。
【００６４】
マルチカメラ・システム１００に搭載する複数台のビデオカメラ１０１〜１０６は、基本的には、同じ型式の製品の組み合わせとする。例えば、ＣＭＯＳイメージ・センサーを撮像素子に用いた製品を適用することができる。
【００６５】
撮像素子としては、ＣＭＯＳイメージ・センサーの他に、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）イメージ・センサーも知られている。ＣＭＯＳイメージ・センサーは回路構成が簡単で消費電力が低いという特徴がある。
【００６６】
ＣＣＤセンサーはグローバル・シャッターと呼ばれる全画素同時露光一括読み出し方式なので、全画面同時露光が可能である、これに対し、ＣＭＯＳセンサーは一般にローリング・シャッターと呼ばれるライン露光順次読み出し方式をとっており（例えば、特許文献３を参照のこと）、全画面分を一度に露光できない。ローリング・シャッター方式は、通常、画面の上から下に向かってライン毎に順次露光される。このため、同じ画面内でも、最上段のラインからの露光読み出し開始時刻ｔsと最終段のラインからの露光読み出し終了時刻ｔlの間には遅延時間Δｔが生じ（図１０を参照のこと）、視差（ｐａｒａｌｌａｘ）が問題となる。
【００６７】
本実施形態に係るマルチカメラ・システム１００は、横長の撮像画角を持つ６台のビデオカメラ１０１〜１０６を９０度だけ回転させて、放射状に配列して構成される（前述）。６台のビデオカメラ１０１〜１０６を、右回り又は左回りのいずれか一方向に統一して９０度回転させて配置した場合、図１１に示すように、隣り合う撮像素子間では、露光読み出し時刻が遅延時間Δｔだけ異なる画素データが隣り合うことになり、撮像素子の境界で視差が問題になる。但し、ここでは説明の簡素化のため、隣接するビデオカメラ間の左右端部重複領域は無視して考える。
【００６８】
図１２には、ライン露光順次読み出し方式の撮像素子を９０度だけ右回りに回転させて、撮影した画像を例示している。一定速度で下降している被写体を撮影したとすると、ライン毎の露光読み出し時刻の相違に応じて、より下方の位置の画素で捕捉されるので、参照番号１２０１で示すような右下がり被写体画像になる。隣接するビデオカメラ間では水平画角の端部分が重複する左右端部重複領域が形成されるので（例えば、図２を参照のこと）、複数のビデオカメラを放射状に配置して撮影された周囲画像は図１３に示す通りとなる。この場合、ビデオカメラ１０１、１０２、１０３で撮影した被写体画像は、それぞれ参照番号１３１１，１３１２、１３１３で示す通りとなる。したがって、参照番号１３０１並びに１３０２で示すように、隣接するビデオカメラ１０１、１０２、１０３の撮像画像間の左右端部重複領域で被写体１３１１と被写体１３１２、並びに被写体１３１２と被写体１３１３が２重に映るという視差問題が生じる。被写体の動きが早いと、この視差の問題は顕著になる。
【００６９】
このような視差の問題を解決するために、隣接するビデオカメラの撮像素子間では、露光読み出し時刻が同じ（若しくは接近する）画素同士が隣り合うように、各ビデオカメラ１０１〜１０６の配置を行なうようにすればよい。
【００７０】
具体的には、図１４に示すように、右回りに９０度回転させたビデオカメラと左回りに９０度回転させたビデオカメラを交互に配置する。この場合、右回りに９０度回転させたビデオカメラと左回りに９０度回転させたビデオカメラが隣り合うので、図示のように、隣接するビデオカメラ間では互いの撮像素子の読み出し方向が逆向きで向かい合うようになる。この結果、隣り合う撮像素子間では、読み出し時刻ｔsの露光読み出し開始ライン同士、又は、読み出し時刻ｔl（＝ｔs＋Δｔ）の露光読み出し終了ライン同士が必ず隣り合うことになり、撮像素子の境界で視差がほとんどなくなる。但し、ここでは説明の簡素化のため、隣接するビデオカメラ間の左右端部重複領域は無視して考える。
【００７１】
図１５には、ライン露光順次読み出し方式の撮像素子を、図１２に示した場合から９０度だけ左回りに回転させて、撮影した画像を例示している。一定速度で下降している被写体を撮影したとすると、ライン毎の露光読み出し時刻の相違に応じて、より下方の位置の画素で捕捉される。したがって、図１２に示した例とは逆に、参照番号１５０１で示すような右上がり被写体画像になる。
【００７２】
隣接するビデオカメラ間では水平画角の端部分が重複する左右端部重複領域が形成されるので（例えば、図２を参照のこと）、交互に右回り又は左回りに９０度だけ回転された複数のビデオカメラを放射状に配置して撮影された周囲画像は、図１６に示す通りとなる。この場合、ビデオカメラ１０１、１０２、１０３で撮影した被写体画像は、それぞれ参照番号１６１１，１６１２、１６１３で示す通りとなる。したがって、参照番号１６０１並びに１６０２で示すように、隣接するビデオカメラ１０１、１０２、１０３の撮像画像間の左右端部重複領域で被写体１６１１と被写体１６１２、並びに被写体１６１２と被写体１６１３がほぼ重なるので、視差問題が抑制される。
【００７３】
続いて、マルチカメラ・システム１００の視界提示機能について説明する。
【００７４】
図２並びに図６を参照しながら説明したように、本実施形態に係るマルチカメラ・システム１００は、上方に向けたビデオカメラを設置しなくても、天上方向を途切れることなく撮影することができるが、その反面、各ビデオカメラ１０１…の垂直画角の画角下側限界のため、足元に死角の領域が存在する。
【００７５】
撮影者は、ビデオカメラ１０１〜１０６の設置面より低い場所の被写体（例えば、床上に置かれた物体）を撮影する際には、被写体が撮像画角内に含まれるように（若しくは、被写体の一部が死角に入らないように）、十分注意する必要がある。また、本実施形態に係るマルチカメラ・システム１００は、垂直画角の画角下方限界となる床面上の場所を照射して視覚的に提示するレーザー・ポインターを、死角提示部として備えている。
【００７６】
図１７には、死角提示部としてのレーザー・ポインター１７０１の配置例を示している。図示のレーザー・ポインター１７０１は、隣り合うビデオカメラ１０１と１０２のほぼ真ん中に設置されている。また、図１８に示すように、レーザー・ポインター１７０１の光軸は、ビデオカメラ１０１の垂直画角６０２の画角下側限界６０２ｂに向けられている。そして、レーザー・ポインターは、垂直画角の画角下方限界が床面と交差する、死角の境界１７０２を照射する。
【００７７】
なお、図１７では、簡素化のため、ビデオカメラ１０１と１０２の間にしかレーザー・ポインター１７０１を描いていないが、隣り合うすべてのビデオカメラ間にレーザー・ポインターを設置してもよい。
【００７８】
レーザー・ポインター１７０１は、マルチカメラ・システム１００を設置時は常時オン状態にしてもよいし、撮影時のみオン、あるいは撮影準備時のみオンにして撮像画像の邪魔にならないようにしてもよい。勿論、撮影者が手動でレーザー・ポインター１７０１のオン／オフを切り換えるようにしてもよい。
【００７９】
また、図８を参照しながら説明したように、隣り合うビデオカメラ１０１、１０２の水平画角８０２と水平画角８１２の間には、画角前方限界点Ｑdよりも手前に、死角の領域８３０が存在する。
【００８０】
撮影者は、各ビデオカメラ１０１、１０２の主軸方向８０１、８０２のほぼ真ん中にある被写体（例えば、床上に置かれた物体）を撮影する際には、被写体が撮像画角内に含まれるように（若しくは、被写体の一部が死角８３０に入らないように）、十分注意する必要がある。また、本実施形態に係るマルチカメラ・システム１００では、上述したレーザー・ポインター１７０１が、必要に応じて、点Ｑdを照射して、画角前方限界を視覚的に提示するようにしてもよい。
【００８１】
上述したように、本実施形態に係るマルチカメラ・システム１００によれば、より少ない台数の広角ビデオカメラを用いて全周囲（半天球）の画像を撮影することができる。
【００８２】
また、本実施形態に係るマルチカメラ・システム１００によれば、各ビデオカメラの撮像画像をつなぎ合わせる際に、隣接する画像間の視差を小さくすることができる。
【００８３】
また、本実施形態に係るマルチカメラ・システム１００によれば、真上に向けたビデオカメラを用いなくても、天上方向の撮影を行なうことができる。この結果、本体の天板部分に空きスペースができるので、外部装置の設置場所として活用することができる。外部装置として、マイク・アレイや照明機器、バッテリー、通信機器、記録装置などを設置することができる。特に、マイク・アレイを天板部分に設置すると、ビデオカメラ１０１〜１０６の視点位置近傍で集音することができるので、音像を定位し易くなるというメリットがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００８４】
【特許文献１】特開２０１０−２５８６６９号公報
【特許文献２】特開２０１２−２０４９８３号公報
【特許文献３】特開２０１３−３１０６０号公報
【産業上の利用可能性】
【００８５】
以上、特定の実施形態を参照しながら、本明細書で開示する技術について詳細に説明してきた。しかしながら、本明細書で開示する技術の要旨を逸脱しない範囲で当業者が該実施形態の修正や代用を成し得ることは自明である。【００８６】
本明細書では、６台のビデオカメラを用いて構成されるマルチカメラ・システムの実施形態を中心に説明してきたが、本明細書で開示する技術は、特定のカメラ台数に限定されるものではない。カメラの台数が５台以下、又は、７台以上であっても、上式（１）並びに（４）に従って、カメラの垂直画角及び水平画角に応じたカメラ取り付け位置を決定すればよい。【００８７】
また、本明細書で開示する技術は、ビデオカメラの代わりに複数のスチルカメラを用いて構成されるマルチカメラ・システムにも、同様に適用することができる。【００８８】
要するに、例示という形態により本明細書で開示する技術について説明してきたのであり、本明細書の記載内容を限定的に解釈するべきではない。本明細書で開示する技術の要旨を判断するためには、特許請求の範囲を参酌すべきである。【００８９】
なお、本明細書の開示の技術は、以下のような構成をとることも可能である。
（１）それぞれカメラ主軸方向を水平面から所定の仰角だけ上に向けて放射状に配置された複数のカメラを具備する撮像装置。
（１−２）前記複数のカメラの撮像画像を、それぞれの設置位置に応じてつなぎ合わせる画像処理部をさらに備える、
上記（１）に記載の撮像装置。
（２）前記複数のカメラは、所定の基準点を中心とする水平な同心円上に所定の角度間隔で配置される、
上記（１）に記載の撮像装置。
（３）前記複数のカメラは、各カメラの垂直画角の上側の端部分が重複するように設置される、
上記（１）１又は（２）のいずれかに記載の撮像装置。
（４）前記複数のカメラの垂直画角Ｔv、カメラ主軸方向の仰角Ｔvu、及び、カメラ取り付け位置に基づいて、各カメラの垂直画角の上側の重複部分より下方の死角の大きさを制御する、
上記（３）に記載の撮像装置。
（５）前記複数のカメラは、水平方向に隣接するカメラ間で撮像画角の左右の端部分が重複するように設置される、
上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の撮像装置。
（６）前記複数のカメラの水平画角Ｔh、カメラ主軸方向の傾け角Ｔhu、及び、カメラ取り付け位置に基づいて、隣接するカメラの水平画角の間の死角の大きさを制御する、
上記（５）に記載の撮像装置。
（７）前記複数のカメラの各撮像画角の上側の端部分が重複するより下方の死角の領域に設置された外部装置をさらに備える、
上記（１）乃至（６）のいずれかに記載の撮像装置。
（８）前記外部装置は、マイク・アレイ、照明機器、バッテリー、通信機器、記録装置のうち少なくとも１つである、
上記（７）に記載の撮像装置。
（９）前記複数のカメラのうち少なくとも１つについての垂直画角の画角下方限界より下方の死角の存在を提示する死角提示部をさらに備える、
上記（１）乃至（８）のいずれかに記載の撮像装置。
（１０）前記複数のカメラのうち少なくとも隣接する２つの水平画角の間の画角前方限界より前方の死角の存在を提示する死角提示部をさらに備える、
上記（１）乃至（９）のいずれかに記載の撮像装置。
（１１）隣接するカメラの撮像素子間で露光読み出し時刻が同じ（若しくは接近する）画素同士が隣り合うように、前記複数のカメラが配置される、
上記（１）乃至（１０）のいずれかに記載の撮像装置。
（１２）前記複数のカメラはライン露光順次読み出し方式の撮像素子を使用し、
隣接するカメラ間で互いの撮像素子の読み出し方向が逆向きで向かい合うように、前記複数のカメラが配置される、
上記（１）乃至（１０）のいずれかに記載の撮像装置。
（１３）前記複数のカメラはライン露光順次読み出し方式の撮像素子を使用し、
右回りに９０度回転させたカメラと左回りに９０度回転させたカメラが交互に配置される、
上記（１）乃至（１０）のいずれかに記載の撮像装置。
【符号の説明】
【００９０】
１００…マルチカメラ・システム
１０１〜１０６…ビデオカメラ
１１０…画像処理部、１２０…表示部
３０１…天板
１９００…外部装置
【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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【図１６】
0006528771.tif 000022
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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