(57)【要約】【課題】  通常の撮影状態を保ちながら簡易に全方向撮影と前方撮影とを切り換えて、多彩な撮影を行うことができる撮像装置をを提供する。【解決手段】  撮像装置上面に全方向撮影用レンズ３を装備し、全方向撮影用レンズ３の光軸を前方撮影用のレンズ２の光軸と９０度変化させる可動式ミラー１０１を設け、夫々の撮像光を１枚の撮像素子８に導くと共に、可動式ミラー１０１の位置をスイッチ１０５により検出して、全方向撮影用レンズ３使用時には画像処理部２０６において確認可能な画像に撮影画像を変形して、側面ディスプレイ４に供給するようにする。【選択図】      図６
2005136669.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３６０度の撮像範囲が撮像可能な第１のレンズ系と、
前記第１のレンズ系の撮像範囲の一部画角範囲が撮像可能な第２のレンズ系と、
前記第１のレンズ系又は前記第２のレンズ系から到来する入射光を択一して出射する選択手段と、
前記選択手段より供給される前記入射光を受光して映像信号に変換する光電気変換手段と、
前記映像信号を表示する表示手段と、
前記選択手段により前記第１のレンズ系が選択されたときには、前記第１のレンズ系によって得られた映像信号の一部の映像を特定し、特定した映像を前記第１のレンズ系の撮像範囲の半径方向に応じた補正値によって、前記第２のレンズ系により撮像された歪みのない映像と同等の映像が得られるように変形する映像信号変形手段と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３６０度の全方向の撮影をするための撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来３６０度の全方向の撮影をするために、全方向の画像が円状に撮影されるような半球状の特殊なレンズを用いて撮影し、撮影された画像を画像処理により補正して用いる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、カメラ一体型VTR、電子スチルカメラ（デジタルカメラ）に上述の特殊なレンズを付加して、３６０度パノラマ画像を撮影する提案がされている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開２０００−１１５７５１公報
【特許文献２】特開２００３−２１９４０３公報（段落００５１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、全方向撮影法においては、上述の特許文献１に開示されているような全方向の画像が円状に撮影されるような半球状の特殊なレンズを用いたカメラを用いて撮影する必要があり、システム構成が大きく複雑であるという問題があった。
【０００５】
また、上述の特許文献２によれば、既存の撮像装置に装着して撮影できる特殊レンズも提案されているが、通常の撮影と全方向撮影とを切り換えるにはレンズの交換あるいは追加が必要となり適宜切り換えて使用するには操作が煩雑であるという問題があった。このとき、撮像装置の向きはレンズを上方に向けた撮影状態となり、撮影した画像をモニタするためには下から見上げる必要が生じ、撮影した画像を確認するのが困難であるという問題があった。
【０００６】
さらに、撮影される画像は円形に歪んでいるため、それをそのまま撮像装置付属のディスプレイに表示しても、正しく撮影されているか否かを確認するのが困難であるという問題があった。
【０００７】
本発明は、以上の点に鑑みなされたもので、撮像装置上面に全方向撮影用レンズを装備し、全方向撮影用レンズの光軸を前方撮影用のレンズの光軸と９０度変化させ、夫々の撮像光を１枚の撮像素子に導くように構成して、通常の撮影状態を保ちながら簡易に全方向撮影と前方撮影とを切り換えて、多彩な撮影を行うことができる撮像装置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】
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するために、以下に記載の手段よりなる。
すなわち、
３６０度の撮像範囲が撮像可能な第１のレンズ系と、
前記第１のレンズ系の撮像範囲の一部画角範囲が撮像可能な第２のレンズ系と、
前記第１のレンズ系又は前記第２のレンズ系から到来する入射光を択一して出射する選択手段と、
前記選択手段より供給される前記入射光を受光して映像信号に変換する光電気変換手段と、
前記映像信号を表示する表示手段と、
前記選択手段により前記第１のレンズ系が選択されたときには、前記第１のレンズ系によって得られた映像信号の一部の映像を特定し、特定した映像を前記第１のレンズ系の撮像範囲の半径方向に応じた補正値によって、前記第２のレンズ系により撮像された歪みのない映像と同等の映像が得られるように変形する映像信号変形手段と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の「撮像装置」によれば、撮像装置上面に全方向撮影用レンズを装備し、通常の前方撮影用のレンズも装備して、全方向撮影用レンズの光軸を９０度変化させ夫々の撮像光を１枚の撮像素子に導くように構成したので、１台の撮像装置を用いて、通常の撮影状態を保ちながら簡易に全方向撮影と前方撮影とを切り換えて、多彩な撮影を行うことができる。
【００１０】
また、全方向撮影において、撮影画像を変形させる画像処理部を設けたことにより、撮影者にとってわかりやすい画像を表示手段に表示させることができる。
【００１１】
さらに、撮影法に応じて使用しない表示手段の電源を切断するよう制御させ、撮像装置の消費電力を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明に係る撮像装置の発明を実施するための最良の形態につき、好ましい実施例により説明する。本実施例に適用される撮像装置として、カメラ一体型記録再生装置を想定して説明する。図１は、本実施例に適用されるカメラ一体型記録再生装置の概略外観図を示す。同図に示すように、カメラ一体型記録再生装置１の外装は、多少の凹凸はあるものの、概略直方体を成している。
【００１３】
この直方体の最も面積の広い面のうちの一方（図１では裏側に当る１−４で示す面）はグリップ部があり、手で持ちやすい形に成型してあり、グリップベルト５で手のひらにカメラ一体型記録再生装置１を固定するようしている。この面１−４の反対側の面である面１−３には、液晶等を用いた可動できる側面ディスプレイ４があり、ユーザーはこの側面ディスプレイ４を見ながら、本装置を顔から離して自由な角度で撮影を行うことができる。グリップを持って構えたときの前方に当る面１−２には第１のレンズ２があり、このレンズ２により従来ビデオカメラと同様に前方の被写体を撮影することができる。この反対側の後方に当る面１−５には、側面ディスプレイ４とは別に、より小型の液晶ディスプレイ等を用いたビューファインダー６が装備されており、これを覗いて撮影することもできるようにしている。ユーザーは撮影状況に応じて２つのディスプレイを使用して撮影することができる。これは、従来の家庭用カメラ一体型記録再生装置で一般的に用いられている形態である。
【００１４】
本実施例では、このような形態にさらに加えて、第２のレンズ３を、グリップを構えたときにカメラ一体型記録再生装置１の上面に当る面１−１に装備している。ここで、レンズ３は全方向を撮影するレンズであり、このように上方に向けて撮影したときに、回りの３６０度にわたっての方向の画像が撮影できるものである。
【００１５】
ここで、第１のレンズ２と第２のレンズ３とから集光した光をそれぞれ別の撮像素子に入射して映像信号を得る構成としてもよいが、高画質の画像を得るために、画素数の大きな撮像素子を用いたい場合には、２個の撮像素子を装備するとコストが非常に高くなるという問題点が発生する。従って本実施例では、以下に述べるような、１個の撮像素子に対して、レンズ２およびレンズ３から集光した光を選択的に切り換えて単一の撮像素子に入射させる構成とした。
【００１６】
図２に、夫々のレンズからの入来光を選択的に切り換えて単一の撮像素子に入射させる方法の概略構成図を示す。同図において、第１のレンズ２の光軸ＡＸ１と第２のレンズ３の光軸ＡＸ２は直交しており、これらの光路上に可動式ミラー１０１を配置し、レンズ２を使用する場合可動式ミラー１０１は光軸ＡＸ１から除くように動作させ、レンズ２で集光された光が直接撮像素子８に入射するようにする。カメラ一体型記録再生装置１の上方に装備されたレンズ３を用いる場合、可動式ミラー１０１は４５度の角度で光軸ＡＸ２上に配置され、、回りの全方向から集められた光がこの可動式ミラー１０１で反射して撮像素子８に入射するようにしている。ここで、可動式ミラー１０１を介することにより画像の向きの変化が発生するが、カメラ信号処理部２０２において信号処理で補正するようにする。
【００１７】
以下に、図３を用いて可動式ミラー１０１を動かす方法の一例を説明する。同図（ａ）は、レンズ２を使用する場合で、可動式ミラー１０１は光軸ＡＸ１から除くように動作している状態である。同図（ｂ）は、レンズ３を使用する場合で、可動式ミラー１０１は４５度の角度で光軸ＡＸ２上に配置されている状態である。
【００１８】
まず、（ａ）の状態では、可動式ミラー１０１は水平に寝かされており、振動などにより動き出さないようにバネ１０４により下方に加勢されている。カメラ一体型記録再生装置１内部壁面で、可動式ミラー１０１の動く側の端近くが当る箇所にはスイッチ１０５が設けられており、状態（ａ）のように可動式ミラー１０１が寝ているときにはスイッチ１０５は押され、状態（ｂ）のように可動式ミラー１０１が起きている場合にはスイッチ１０５は開放状態となっている。このスイッチ１０５により、カメラ一体型記録再生装置１は可動式ミラー１０１の状態、即ち使用しているレンズがレンズ２かレンズ３かを識別することができる。
【００１９】
可動式ミラー１０１の一端は軸１０２の回りに回転可能としており、ｄ０１Ａおよびｄ０１Ｂの方向に回転運動を行うことができる。反対側の端には、軸１０３が固定されており、この軸１０３あるいはこの軸１０３に固定された部材は、後述するカメラ一体型記録再生装置１内部に設けられた溝を介して外へと通じており、これをユーザが手動で動かすことにより、可動式ミラー１０１を動かすことができるようにしている。なお、軸１０３あるいはこの軸１０３に固定された部材が直接外部に出ていなくても、外から操作する力を歯車などを用いて伝達する等、他の方法を用いてもよく、可動式ミラー１０１が軸１０２を中心に回転する方法は限定されるものではない。また、手動ではなく、モータで動かす構成としてもよい。
【００２０】
可動式ミラー１０１の動作を、ユーザが軸１０３をｄ０１Ａの方向に動かした場合に基づいて詳細に説明する。可動式ミラー１０１は、軸１０２を中心に次第に起きていき、軸１０２と反対側の端部は、部材１０６に設けられた傾斜部１０６−２に当る。部材１０６は、「く」の字型に曲げられた板状の部材で、軸１０７を介して、外装の内向きの突起１１０に装着され、この軸１０７を中心にｄ０２Ａおよびｄ０２Ｂの方向に回転運動を行えるように配置されている。部材１０６に固定された突起１１１にはバネ１０８が装着され、このバネ１０８は、もう一方の端部をカメラ一体型記録再生装置１の外装に固定されている（不図示）。これによって常にｄ０２Ａの方向に引く力が加わるため、部材１０６は通常ボタン１０９に接触するまでｄ０２Ａ方向に加勢されている。
【００２１】
さらに、可動式ミラー１０１が起きる方向に動かしていくと、可動式ミラー１０１が部材１０６の傾斜部１０６−２を押すことにより、部材１０６はｄ０２Ｂの方向に回転して、その爪部１０６−１を押し上げて、（ｂ）に示すように４５度傾いたところで部材１０６の爪部１０６−１を超えると爪部１０６−１がバネ１０４、および重力に抗して可動式ミラー１０１を押さえて止まる。この状態がレンズ２を使用するときの状態である。これを解除するには、ボタン１０９をユーザが押すことにより、部材１０６はｄ０２Ｂ方向に回転して可動式ミラー１０１から、爪部１０６−１がはずれて、バネ１０４の力により、元の水平な状態に戻る。
【００２２】
図４に可動式ミラーを固定するための部材１０６の概略構造図を示す。同図に示すように、部材１０６の中央には穴１１４があいており、レンズ３からの光が可動式ミラー１０１に到達するのを遮らないようにしている。
【００２３】
軸１０３を操作するための溝は、図１で示す溝１１２のように、側面ディスプレイ４を開いたときの内側に配置すればよい。図５に操作するための溝の詳細な形態例を示す。同図のように、軸１０３に固定されたツマミ１１３により、ユーザが溝１１２に沿って動かすようにする。ここで、動きの方向は、図３と図５においてｄ０１Ａおよびｄ０１Ｂで示した方向でそれぞれ同一表記のものが対応する。
【００２４】
ここで、溝１１２は、側面ディスプレイ４側面でなく、グリップ側面に配置してもよい。この場合、軸１０３も同じ側面に出すことになる。
【００２５】
次に、図６に本実施例に適用されるカメラ一体型記録装置１の信号処理の概略ブロック図を示す。
【００２６】
入来した撮像光は、撮像素子８に供給された後電気信号に変換され、カメラ信号処理部２０２に送られ、Ｒ，Ｇ，ＢまたはY、色差などの、アナログまたはデジタルの映像信号が生成される。得られた映像信号は、切換手段２０３を介して、外部出力端子２０４、記録再生部２０５の記録入力、及び画像処理部２０６に送られる。切換手段２０３では、記録または記録待機時には、カメラ信号処理部２０２側に切り換えられているが、そのもう一方の入力には、記録再生部２０５からの再生出力が接続されており、再生時にはこちらに切り換えられて、記録再生部２０５から再生された画像が外部出力端子２０４より出力されるとともに、側面ディスプレイ４、及びビューファインダー６にも供給される。
【００２７】
前述の可動式ミラー１０１位置検出スイッチ１０５は、抵抗R１，R２，トランジスタＴｒと共に位置検出回路として構成されている。ここで、ＶＣＣは電源電圧、ＧＮＤは接地を表す。この回路では、スイッチ１０５のオン−オフに応じてトランジスタＴｒがオフ−オンとなり、信号線ＬＮ１は、スイッチ１０５がオンのときハイレベル、オフのときローレベルとなるので、マイクロプロセッサ２１０は信号線ＬＮ１のレベルを検出することにより可動式ミラー１０１の位置を検出することができる。
【００２８】
切換手段２０３を経由したカメラ信号処理部２０２からの出力は、画像処理部２０６に供給され、各種動作状態などを示す表示信号がマイクロプロセッサ２１０から供給されて重畳される。さらに、可動式ミラー１０１によりレンズ３からの入射光を撮像素子に供給しているときには、その画像は周辺３６０度が円状に撮影されているので、それをそのまま側面ディスプレイ４に表示してもユーザにとってわかりにくいものとなっている。そこで、例えば正面が映っている部分を拡大して他の部分を周辺に小さく表示するなどの変形を施す。これは、メモリに格納された画像信号を所定の方法でマッピングしたり補間することで実現している。図７にその画像変形の例を示す。同図（ａ）は撮影したそのままの画像であり、前面方向に映っている家は、屋根が小さく下の外壁部分が大きく、極端に歪んでいる上に、全方向の中の一部として映っているため、ユーザがこの撮影画像を把握するのは困難である。これを、同図（ｂ）のように前面の部分を拡大するように変形すると、歪みはあるものの、何が映っているかが判別しやすくなるので、撮影中に被写体を確認することができる。
【００２９】
このカメラ一体型記録装置１では、側面ディスプレイ４の他にビューファインダー６も装備しているが、レンズ３による全方向撮影の場合には、後方で撮影者の頭が映ってしまうため、ユーザがビューファインダー６を覗いての撮影は適切ではない。そこで、可動式ミラー１０１がレンズ３の使用位置となっているときには、マイクロプロセッサ２１０からビューファインダー６を駆動する回路を制御して、ビューファインダー６に供給する電源電圧を切断し、ビューファインダー６の動作を停止して、消費電力を低減するようにする。
【００３０】
なお、最近のカメラ一体型記録装置においては、側面ディスプレイ４を開いたときにはビューファインダー６の電源をオフにするものもある。本実施例を、これと組み合わせた場合、可動式ミラー１０１がレンズ３のレンズ使用時側になっていたときには側面ディスプレイ４を開かなくてもビューファインダー６の電源をオフとするため、三脚に設置しての撮影など、撮影時にディスプレイに表示する必要がない撮影法を行っている場合に余分な電力の消費を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本実施例に適用されるカメラ一体型記録再生装置の概略外観図を示した図である。
【図２】夫々のレンズからの入来光を選択的に切り換えて単一の撮像素子に入射させる方法の概略構成図を示した図である。
【図３】本実施例に適用される可動式ミラーを動かす方法の一例を示した図である。
【図４】本実施例に適用される可動式ミラーを固定するための部材の概略構造図を示した図である。
【図５】本実施例に適用される可動式ミラーを操作するための溝の詳細な形態例を示した図である。
【図６】本実施例に適用されるカメラ一体型記録装置の信号処理の概略ブロック図を示した図である。
【図７】本実施例に適用される全方向レンズで得られた画像を、変形表示させた一例を示した図である。.
【符号の説明】
【００３２】
１…カメラ一体型記録装置
２…レンズ（前方）
３…レンズ（全方向）
４…側面ディスプレイ
５…グリップベルト
６…ビューファインダー
１−１，１−２，１−３，１−４，１−５…カメラ一体型記録装置外装面
１０１…可動式ミラー
１０５，２０３…スイッチ
２０２…カメラ信号処理部
２０５…記録再生部
２０６…画像処理部
２１０…マイクロプロセッサ
【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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