(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間像を形成する広角レンズと、該広角レンズによって形成された中間 像を平行光束に変換するコリメータレンズと、該コリメータレンズによって変換された 平行光束を回転させるイメージローテータと、該イメージローテータを通過した平行光 束を集光し、再結像させるズームレンズと、該ズームレンズによって再結像された像を 受光する１次元ラインセンサと、から構成され、前記１次元ラインセンサは、前記ズー ムレンズによって再結像された像面の動径方向に可動であることを特徴とする全周囲観 測装置。
【請求項２】
前記広角レンズは、ｆθ特性の魚眼レンズであることを特徴とする請 求項１記載の全周囲観測装置。
【請求項３】
前記ズームレンズは、視野角は同一のまま、像の大きさのみを変化させることを特徴とする請求項１又は２記載の全周囲観測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全周囲を観測する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、全周囲を観測する光学装置は、図３に示すように、広角レンズ、特に視野角１８０度以上の魚眼レンズの光軸を天頂に合わせて配置し、２次元ＣＣＤ等により、全周囲を同時に観測していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、広角レンズにより出来る像は天頂の像を中心として放射状に広がるため、放射状に広がった像を人間に理解しやすい画像、すなわち、画像処理により展開した画像（特に、図４（ｃ）に示す様な画像）に変換しなければならなかった。そして、このような処理は、複雑なプログラム及び画像展開装置を必要としていた。
【０００４】
更に、２次元ＣＣＤは１画素が小さい素子が主流のため、使用するレンズは小型化されるが、レンズ自体の解像力を上げにくく、得られる画像の鮮明さには限界がある。
本発明は、上記問題点に鑑み、画像処理を殆ど必要とせず、従来より鮮明な画像を得ることの出来る全周囲を観測する装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明では、上記課題を解決するために、中間像を形 成する広角レンズと、該広角レンズによって形成された中間像を平行光束に変換するコ リメータレンズと、該コリメータレンズによって変換された平行光束を回転させるイメ ージローテータと、該イメージローテータを通過した平行光束を集光し、再結像させる ズームレンズと、該ズームレンズによって再結像された像を受光する１次元ラインセン サと、から構成され、前記１次元ラインセンサは、前記ズームレンズによって再結像さ れた像面の動径方向に可動であることを特徴とする全周囲観測装置を提供する。
【０００７】
このとき、広角レンズは、ｆθ特性の魚眼レンズであることが好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
上記構成を有した全周囲観測装置で、イメージローテータを回転させることにより、像面に配置された１次元ラインセンサ上で、３６０度の周囲を走査することが可能になる。
また、２次元ＣＣＤは、画素配列が固定であるため、解像力も固定されてしまう。これに対し、１次元ラインセンサでは、一方向の画素配列は固定であるが、画素配列に垂直な方向ではイメージローテータの回転速度に依存するため、自由に解像力を変化させることが可能である。１次元ラインセンサの１画素は、２次元ＣＣＤの１画素よりもサイズが大きく、また、一方向の配列数も多いため、レンズによる像のスポット径を小さくしなくても、１画素のサイズが大きいので、解像力は上げ易く、より鮮明な画像をえることができる。
【０００９】
尚、広角レンズとしては、例えば、屈折系のものとして、市販のニッコール８ｍｍ  Ｆ２．８等の使用が考えられる。また、反射系の広角レンズとして、三菱電気製等のものの使用が考えられる。
また、１次元ラインセンサとしては、ＣＣＤやＭＯＳ構造素子を用いたものがある。
【００１０】
【実施例】
以下、本発明による実施例を、図面を参照しながら説明する。図１は本発明 の基本的な構成を示す。広角レンズ１は視野角（画角）１８０°以上の範囲を像面３に  結像する。この時の物体を図４（ａ）に示すように配置すると、像面３上では図４（ｂ  ）に示すように結像される。この像面３上に１次元ラインセンサ４を配置し、広角レン  ズ１の結像光束中にイメージローテータ２を配置する。図５（ａ）に示す様に、イメー  ジローテータ２を、広角レンズ１の光軸を中心として回転させると、広角レズ１によっ  て形成された像は、像面３上で光軸を中心に、イメージローテータ２を旋回させた旋回  角方向に回転する。図５（ａ）に示すように、イメージローテータ２を回転させ、１次  元ラインセンサ４を固定すると、取り込まれる画像は、旋回角方向に走査したものとな  る。この取り込まれた画像は、画像処理なしに、図４（ｃ）に示すように、旋回角が一  定の幅となるような画像とすることができる。
【００１１】
また、イメージローテータ２を用いず、１次元ラインセンサ２を回転させても同様の効果が得られる。しかし、１次元ラインセンサ２（回路等を含んだ場合）を回転させるよりも、イメージローテータ２を回転させる方が容易である。
さらに、広角レンズ１をｆθ特性（等角射影方式あるいは等距離射影方式とも呼ばれる。）の魚眼レンズにすると、図４（ｃ）に示す画像の縦方向は視野角に比例し、横方向は旋回角に比例した画像となることから、得られた画像から単純に目標物体の方角を得ることが出来る。
【００１２】
次に、図２を用いて、実施例の詳細な構成を説明する。広角レンズ１により像面３に結  像された中間像は、コリメータレンズ５により平行光束となり、イメージローテータ２  を通過する。イメージローテータ２を通過した光束は、ズームレンズ６により像面３´  に再結像される。コリメータレンズ５の焦点距離をｆｃとし、ズームレンズ６の焦点距  離をｆｚとすると、再結像された像面３´上の像は、像面３上の中間像のｆｚ／ｆｃ倍  に拡大（又は縮小）されている。このズームレンズ６の焦点距離ｆｚを変化させた場合  、再結像された像面３´上の像を、任意の倍率に変化させることが出来る。
【００１３】
ここで、再結像された像面３’上の像を１次元ラインセンサ４で第一実施例と同様に走査して取り込むと、光学的にｆｚ／ｆｃ倍に拡大（又は縮小）された画像となる。更に、図５（ｂ）に示すように、再結像された像面３’内で１次元ラインセンサ４を、動径方向に移動させることにより、再結像された像面３’内の任意の領域の画像を任意の倍率で観測することが可能になる。尚、このとき、ズームレンズ６は、視野角は同一のまま、像の大きさのみを変化させることができるものを使用することが好ましい。このような像の拡大（又は縮小）は、受光素子である１次元ラインセンサ４の画素の大きさによらず光学的に行なわれるため、画像処理による拡大に比べて、より鮮明な画像を得ることが出来る。従来例では、像の拡大を画像処理で行うため、本実施例と比べて、画質は落ちることになる。
【００１４】
【発明の効果】
以上の様に、本発明では、画像処理を殆ど必要とせず、従来より鮮明な  画像を得ることの出来る全周囲を観測する装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の基本的な構成を示す図である。
【図２】図２は、本発明の実施例を示した図である。
【図３】図３は、従来例を示した図である。
【図４】図４は、画像の取り込み方法及び取り込み画像を示した図である。
【図５】図５は、走査方法を示した図である。
【符号の説明】
１  広角レンズ
２  イメージローテータ
３  結像面
４  １次元ラインセンサ
５  コリメートレンズ
６  ズームレンズ
７  天頂
８  視野角
９  旋回角
【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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