JP2000175087A - Image pickup device with wide visual field angle - Google Patents
Image pickup device with wide visual field angleInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、人の目と同様に広
視野角の映像を捕らえることができる広視野角撮像装置
に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wide-viewing-angle imaging apparatus capable of capturing a wide-viewing-angle image as well as human eyes.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、固体撮像素子の高密度化やコスト
ダウンによって、高画質映像を取り込むことができるデ
ジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラが急速に普
及してきている。このようなカメラにおいて広視野角の
映像を得るには、魚眼レンズなどを用いて平板な固体撮
像素子に結像させることが一般に行われている。2. Description of the Related Art In recent years, digital still cameras and digital video cameras capable of capturing high-quality images have rapidly become widespread due to the increase in density and cost reduction of solid-state imaging devices. In order to obtain an image with a wide viewing angle in such a camera, it is common practice to form an image on a flat solid-state imaging device using a fisheye lens or the like.
【０００３】図３は、従来の撮像装置を説明する模式図
である。この撮像装置では、入射光をレンズＬを介して
集光し、平板な固体撮像素子１上に結像し、複数のフォ
トセンサ１０で光電変換している。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a conventional image pickup apparatus. In this imaging device, incident light is condensed through a lens L, formed into an image on a flat solid-state imaging device 1, and photoelectrically converted by a plurality of photosensors 10.
【０００４】また、特開平５−１０３２３８号公報にお
いては、２つの撮像レンズで導かれた被写体光学像を２
つの撮像手段で各々受けて、広視野角映像を得る広視野
角映像撮影装置が開示されている。In Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-103238, an optical image of a subject guided by two
There is disclosed a wide-viewing-angle image capturing apparatus that receives a wide-viewing-angle image by receiving the images with two imaging units.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなレンズを用いて取り込んだ映像では、画面周辺にお
いて画像が歪んだり、焦点が合わずにぼけてしまうとい
う問題が生じる。つまり、広視野角の映像では、結像位
置が球面収差により湾曲した面上に像を結ぶことから、
平面的な固体撮像素子では全体に焦点を合わせることが
できず、ほとんどの領域で像がぼけてしまう。However, in an image captured using such a lens, there is a problem in that the image is distorted around the screen or the image is out of focus and blurred. In other words, in an image with a wide viewing angle, an image is formed on a surface whose image formation position is curved due to spherical aberration.
A planar solid-state imaging device cannot focus on the whole, and an image is blurred in most regions.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】本発明は、このような問
題を解決するために成された広視野角撮像装置である。
すなわち、本発明の広視野角撮像装置は、所定のレンズ
を介して入射される光を受ける複数のフォトセンサがマ
トリクス状に配列された撮像手段と、複数の光ファイバ
の束から成り、この複数の光ファイバの各一端が撮像手
段の各フォトセンサに対応して接続され、各他端がレン
ズの結像面の対応する位置に各々揃えられている光ファ
イバアレイとを備えている。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a wide-viewing-angle imaging apparatus designed to solve such a problem.
That is, the wide-viewing-angle imaging apparatus of the present invention includes an imaging unit in which a plurality of photosensors that receive light incident through a predetermined lens are arranged in a matrix, and a bundle of a plurality of optical fibers. And one end of each of the optical fibers is connected to each photosensor of the image pickup means, and the other end of each of the optical fibers is aligned with a corresponding position on the imaging surface of the lens.
【０００７】このような本発明では、撮像手段に複数の
光ファイバの束から成る光ファイバアレイが接続され、
その光ファイバの各他端がレンズの結像面に対応する位
置に各々揃えられていることから、レンズを介して入射
され、結像面で結像した光を各光ファイバによって各フ
ォトセンサまで伝搬できるようになる。つまり、結像面
で結像した画像をそのまま光ファイバアレイで撮像手段
へ送ることができ、全てのフォトセンサにおいてレンズ
の結像面でフォーカスされた画像を取り込むことができ
るようになる。According to the present invention, an optical fiber array comprising a bundle of a plurality of optical fibers is connected to the imaging means.
Since each other end of the optical fiber is aligned at a position corresponding to the imaging plane of the lens, light incident through the lens and imaged on the imaging plane is transmitted to each photosensor by each optical fiber. Can be propagated. That is, the image formed on the image forming plane can be directly sent to the image pickup means by the optical fiber array, and all the photo sensors can capture the image focused on the image forming plane of the lens.
【０００８】[0008]
【発明の実施の形態】以下、本発明の広視野角撮像装置
における実施の形態を図に基づいて説明する。図１は、
本実施形態における広視野角撮像装置を説明する模式図
である。すなわち、本実施形態の広視野角撮像装置は、
所定のレンズＬを介して入射される光を受ける複数のフ
ォトセンサ１０がマトリクス状に配列された撮像手段で
ある固体撮像素子１と、この固体撮像素子１に接続され
た複数の光ファイバ２０の束から成る光ファイバアレイ
２とから構成される。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a wide-viewing-angle imaging apparatus according to the present invention. FIG.
1 is a schematic diagram illustrating a wide-viewing-angle imaging device according to an embodiment. That is, the wide-viewing angle imaging device of the present embodiment
A plurality of photosensors 10 that receive light incident through a predetermined lens L are arranged in a matrix; a solid-state imaging device 1 serving as an imaging unit; and a plurality of optical fibers 20 connected to the solid-state imaging device 1. And an optical fiber array 2 composed of a bundle.
【０００９】特に、本実施形態の広視野角撮像装置で
は、光ファイバアレイ２における各光ファイバ２０の各
一端が固体撮像素子１の各フォトセンサ１０に対応して
接続され、各光ファイバ２０の各他端がレンズＬの結像
面Ｓの対応する位置に各々揃えられている。In particular, in the wide-viewing-angle imaging apparatus according to the present embodiment, one end of each optical fiber 20 in the optical fiber array 2 is connected to each photosensor 10 of the solid-state imaging device 1, and Each other end is aligned with a corresponding position on the image plane S of the lens L.
【００１０】つまり、光ファイバアレイ２のレンズＬ側
の端面がレンズＬの結像面Ｓの形状に対応して湾曲した
状態となっている。That is, the end surface of the optical fiber array 2 on the lens L side is curved in accordance with the shape of the image forming surface S of the lens L.
【００１１】光ファイバアレイ２は、固体撮像素子１の
表面に例えば紫外線照射硬化型接着剤を用いて接続され
る。なお、ウエハプロセスを用いて固体撮像素子１の表
面にＣＶＤ（化学気相成長法）等を用いて光ファイバア
レイ２を形成してもよい。また、光ファイバアレイ２の
湾曲部分は研磨によって所定の湾曲形状にすることがで
きる。The optical fiber array 2 is connected to the surface of the solid-state imaging device 1 by using, for example, an ultraviolet irradiation-curable adhesive. Note that the optical fiber array 2 may be formed on the surface of the solid-state imaging device 1 by using a wafer process by using CVD (chemical vapor deposition) or the like. The curved portion of the optical fiber array 2 can be formed into a predetermined curved shape by polishing.
【００１２】このような広視野角撮像装置では、レンズ
Ｌにより広視野角から入射した光が結像面Ｓで結像され
る。この結像面Ｓには光ファイバアレイ２の湾曲した片
端面が配置されていることから、結像面Ｓで結像した像
は、光ファイバアレイ２の各光ファイバ２０内を伝搬
し、結像した状態のまま固体撮像素子１の対応するフォ
トセンサ１０に入射される。In such a wide-viewing-angle imaging apparatus, light incident from a wide-viewing angle is formed on the image-forming surface S by the lens L. Since one curved end surface of the optical fiber array 2 is disposed on the image forming surface S, the image formed on the image forming surface S propagates through each optical fiber 20 of the optical fiber array 2 and forms an image. The light is incident on the corresponding photo sensor 10 of the solid-state imaging device 1 in an imaged state.
【００１３】つまり、光ファイバ２０は入射した光をそ
のまま伝搬させることから、平板状の固体撮像素子１の
表面に配置される複数のフォトセンサ１０が湾曲する結
像面Ｓに配置されているのと等価となり、全てのフォト
センサ１０においてレンズＬの結像面Ｓでフォーカスさ
れた画像を得ることができるようになる。That is, since the optical fiber 20 propagates the incident light as it is, a plurality of photosensors 10 arranged on the surface of the flat solid-state imaging device 1 are arranged on the curved imaging surface S. Thus, an image focused on the imaging plane S of the lens L can be obtained in all the photosensors 10.
【００１４】特に、レンズＬが広視野角の魚眼レンズの
ようなものの場合には、結像面Ｓの湾曲が大きくなる。
このようなレンズＬを用いても、本実施形態では光ファ
イバアレイ２のレンズＬ側の端面を結像面Ｓの形状に合
わせて湾曲させることで、平板状の固体撮像素子１であ
っても全てのフォトセンサ１０で焦点の合った結像画像
を得ることが可能となる。In particular, when the lens L is a fish-eye lens having a wide viewing angle, the curvature of the image plane S becomes large.
Even if such a lens L is used, in the present embodiment, even if the solid-state imaging device 1 has a flat plate shape, the end surface of the optical fiber array 2 on the lens L side is curved in accordance with the shape of the imaging surface S. It is possible to obtain an in-focus image with all the photosensors 10.
【００１５】また、図２は他の例を説明する模式図であ
る。この例における広視野角撮像装置は、レンズ（図示
せず）の結像面Ｓの面積と固体撮像素子１の撮像領域の
面積とが異なる場合を示している。FIG. 2 is a schematic diagram for explaining another example. The wide viewing angle imaging device in this example shows a case where the area of the imaging surface S of the lens (not shown) and the area of the imaging region of the solid-state imaging device 1 are different.
【００１６】すなわち、図２に示す例では、図１に示す
例と同様、結像面Ｓに合わせて光ファイバアレイ２の片
端面を湾曲させているが、結像面Ｓの面積が固体撮像素
子１の撮像領域の面積より広くなっている。この場合、
光ファイバアレイ２の湾曲面の面積を結像面Ｓの面積に
対応させ、その湾曲面から固体撮像素子１の接続端にか
けて光ファイバ２０の束を絞っていき、各光ファイバ２
０と各フォトセンサ１０とを対応させている。That is, in the example shown in FIG. 2, one end surface of the optical fiber array 2 is curved in accordance with the image plane S, as in the example shown in FIG. The area is larger than the area of the imaging region of the element 1. in this case,
The area of the curved surface of the optical fiber array 2 is made to correspond to the area of the imaging surface S, and the bundle of the optical fibers 20 is narrowed from the curved surface to the connection end of the solid-state imaging device 1.
0 is associated with each photosensor 10.
【００１７】これにより、結像面Ｓの面積と固体撮像素
子１の複数のフォトセンサ１０による撮像領域の面積と
の差を光ファイバアレイ２によって吸収することがで
き、全てのフォトセンサ１０で焦点の合った結像画像を
得ることが可能となる。また、このような光ファイバア
レイ２を用いることで、レンズＬの大きさと固体撮像素
子１の大きさを自由に選択することができ、撮像システ
ム構築を容易にすることが可能となる。As a result, the difference between the area of the imaging plane S and the area of the imaging area of the solid-state imaging device 1 by the plurality of photosensors 10 can be absorbed by the optical fiber array 2, and all the photosensors 10 can focus. Can be obtained. Further, by using such an optical fiber array 2, the size of the lens L and the size of the solid-state imaging device 1 can be freely selected, and the construction of an imaging system can be facilitated.
【００１８】なお、上記他の例では、固体撮像素子１の
撮像領域の面積より結像面Ｓの面積の方が大きい場合を
説明したが、反対に結像面Ｓの面積の方が小さい場合で
あっても適用できる。この場合は、光ファイバアレイ２
を結像面Ｓ側から固体撮像素子１側に向けて拡げるよう
にして、各光ファイバ２０と各フォトセンサ１０とを対
応させればよい。In the other example, the case where the area of the imaging surface S is larger than the area of the imaging region of the solid-state imaging device 1 has been described. On the contrary, when the area of the imaging surface S is smaller. Is applicable. In this case, the optical fiber array 2
May be extended from the imaging surface S side to the solid-state imaging device 1 side so that each optical fiber 20 corresponds to each photo sensor 10.
【００１９】また、上記実施形態では、撮像手段として
固体撮像素子１を用いる例を説明したが、撮像管型の素
子であっても適用することができる。In the above embodiment, an example in which the solid-state image pickup device 1 is used as the image pickup means has been described. However, the present invention can be applied to an image pickup tube type device.
【００２０】[0020]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の広視野角
撮像装置によれば次のような効果がある。すなわち、レ
ンズを用いて広視野角の映像を平板状の撮像手段で取り
込むにあたり、全てのフォトセンサでレンズによる結像
画像を受けることができ、画像全体に歪みがなく、全面
でフォーカスの合った画像を得ることが可能となる。ま
た、種々のサイズのレンズや撮像素子に対応でき、光学
系等の設計自由度を高めることが可能となる。As described above, the wide viewing angle imaging apparatus according to the present invention has the following effects. In other words, when capturing images with a wide viewing angle using a lens with a flat imaging device, all the photosensors can receive an image formed by the lens, and the entire image is not distorted and focused on the entire surface. Images can be obtained. Further, it is possible to correspond to lenses and image pickup devices of various sizes, and it is possible to increase the degree of freedom in designing an optical system and the like.
【図１】本実施形態の広視野角撮像装置を説明する模式
図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a wide-viewing angle imaging apparatus according to an embodiment.
【図２】他の例を説明する模式図である。FIG. 2 is a schematic diagram illustrating another example.
【図３】従来例を説明する模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating a conventional example.
１…固体撮像素子、２…光ファイバアレイ、１０…フォ
トセンサ、２０…光ファイバ、Ｓ…結像面DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Solid-state image sensor, 2 ... Optical fiber array, 10 ... Photosensor, 20 ... Optical fiber, S ... Image formation surface
Claims (2)
ける複数のフォトセンサがマトリクス状に配列された撮
像手段と、 複数の光ファイバの束から成り、前記複数の光ファイバ
の各一端が前記撮像手段の各フォトセンサに対応して接
続され、各他端が前記レンズの結像面の対応する位置に
各々揃えられている光ファイバアレイとを備えているこ
とを特徴とする広視野角撮像装置。1. An image pickup means in which a plurality of photosensors for receiving light incident through a predetermined lens are arranged in a matrix, and a bundle of a plurality of optical fibers, and one end of each of the plurality of optical fibers is provided. A wide viewing angle, comprising: an optical fiber array connected to each photosensor of the imaging unit, the other ends of which are respectively aligned with corresponding positions on the imaging surface of the lens. Imaging device.
端面の面積は前記レンズの結像面の面積にと対応し、前
記光ファイバアレイの前記撮像手段側の端面の面積は前
記撮像手段の複数のフォトセンサによる撮像領域の面積
と対応することを特徴とする請求項１記載の広視野角撮
像装置。2. The area of the end surface of the optical fiber array on the lens side corresponding to the area of the imaging surface of the lens, and the area of the end surface of the optical fiber array on the imaging unit side is a plurality of the imaging units. 2. The wide-viewing-angle imaging apparatus according to claim 1, wherein the imaging area corresponds to an area of an imaging area of the photosensor.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10342488A JP2000175087A (en) | 1998-12-02 | 1998-12-02 | Image pickup device with wide visual field angle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10342488A JP2000175087A (en) | 1998-12-02 | 1998-12-02 | Image pickup device with wide visual field angle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000175087A true JP2000175087A (en) | 2000-06-23 |
Family
ID=18354140
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10342488A Pending JP2000175087A (en) | 1998-12-02 | 1998-12-02 | Image pickup device with wide visual field angle |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000175087A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007071922A (en) * | 2005-09-02 | 2007-03-22 | Nippon Hoso Kyokai <Nhk> | Stereoscopic image pickup device and stereoscopic image display device |
| JP2007094168A (en) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | Nikon Corp | Image plane conversion element, method for manufacturing the element, optical system having the element |
| US7477312B2 (en) | 2003-07-04 | 2009-01-13 | Sony Corporation | Photographing apparatus, photographing method, and method for measuring converted data representing a fiber-array image |
| JP2010109096A (en) * | 2008-10-29 | 2010-05-13 | Nikon Corp | Imaging optical element, imaging optical device, and manufacturing method of imaging optical element |
| WO2017002335A1 (en) * | 2015-06-30 | 2017-01-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Imaging apparatus |
-
1998
- 1998-12-02 JP JP10342488A patent/JP2000175087A/en active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7477312B2 (en) | 2003-07-04 | 2009-01-13 | Sony Corporation | Photographing apparatus, photographing method, and method for measuring converted data representing a fiber-array image |
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| WO2017002335A1 (en) * | 2015-06-30 | 2017-01-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Imaging apparatus |
| JP2017015906A (en) * | 2015-06-30 | 2017-01-19 | キヤノン株式会社 | Imaging apparatus |
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