JP2003202635A - Image pickup device - Google Patents
Image pickup deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、全方位や全周等広
い範囲を撮影することができる撮像装置に係わる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an image pickup apparatus capable of shooting a wide range such as all directions and all circumferences.
【０００２】[0002]
【従来の技術】周知のように、多数のビデオカメラを１
つの筐体に収納し、全方位あるいは全周を同時に撮像す
るカメラが種々開発されている。BACKGROUND OF THE INVENTION As is well known, many video cameras have
Various cameras have been developed that are housed in one housing and simultaneously image in all directions or all around.
【０００３】その方法の１つとして、例えば多角錐状に
配置されたミラーを用いて、撮像視点を仮想的に一致さ
せることにより複数カメラ間で発生するパララックス
（視差）を解消する方法が提案されている（米国特許６
１１５１７６号参照）。As one of the methods, for example, a method of eliminating parallax (parallax) generated between a plurality of cameras by virtually matching imaging viewpoints by using mirrors arranged in a polygonal pyramid shape is proposed. (US Patent 6
115176).
【０００４】上述した多角錐状に配置されたミラーを用
いた構成の撮像装置の一例の概略構成図を図６に示す。
この撮像装置は、多角錐状、この場合は８角錐状に配置
された８枚の平面ミラー４４と、各平面ミラー４４に対
向してそれぞれ１個ずつ配置されたカメラ４１とを備え
て成る。図６では、このうち撮像装置の中心線を通る鉛
直面にある２枚の平面ミラー４４及び２個のカメラ４１
が示されている。各カメラ４１にはレンズ４２及び撮像
素子４３が設けられ、撮像素子４３やその他の部品が収
納された図示しないカメラ本体にレンズ４２が取り付け
られてカメラ４１が構成される。FIG. 6 shows a schematic configuration diagram of an example of an image pickup apparatus having a configuration using the above-mentioned mirrors arranged in a polygonal pyramid shape.
This image pickup device includes eight plane mirrors 44 arranged in a polygonal pyramid shape, in this case, an octagonal pyramid shape, and a camera 41 arranged so as to face each plane mirror 44. In FIG. 6, of these, two plane mirrors 44 and two cameras 41 on a vertical plane passing through the center line of the image pickup apparatus are shown.
It is shown. Each camera 41 is provided with a lens 42 and an image pickup element 43, and the lens 42 is attached to a camera body (not shown) in which the image pickup element 43 and other parts are housed, whereby the camera 41 is configured.
【０００５】この撮像装置において、画角最上部の画角
端光線４６Ａ、画角最下部の画角端光線４６Ｂ、レンズ
光軸４７上を通過する光線は、ミラー４４で反射してレ
ンズ４２に入射し、撮像素子４３上に結像する。In this image pickup apparatus, the angle-of-view end ray 46A at the top of the angle of view, the angle-of-view edge ray 46B at the bottom of the angle of view, and the ray passing on the lens optical axis 47 are reflected by the mirror 44 and are reflected by the lens 42. The light enters and forms an image on the image sensor 43.
【０００６】そして、複数のカメラ４１において、平面
ミラー４４による仮想的な視点中心４５を略一致させる
ことにより、パララックスを抑制することができる。こ
れにより、複数のカメラ４１による画像を張り合わせ
て、全方位或いは全周等の広い範囲の画像が得られる。Then, in the plurality of cameras 41, parallax can be suppressed by making the virtual viewpoint center 45 by the plane mirror 44 substantially coincide with each other. As a result, images from a plurality of cameras 41 are pasted together to obtain an image in a wide range such as all directions or all around.
【０００７】この図６の場合には、レンズ光軸４７を通
る光線の平面ミラー４４への入射角度が４５度となって
いる。そのためレンズ光軸４７を通る光線は水平に平面
ミラー４４へ入射し、平面ミラー４４で反射されて鉛直
方向に向かってレンズ４２に入射するようになってい
る。In the case of FIG. 6, the incident angle of the light ray passing through the lens optical axis 47 on the plane mirror 44 is 45 degrees. Therefore, the light ray passing through the lens optical axis 47 enters the plane mirror 44 horizontally, is reflected by the plane mirror 44, and enters the lens 42 in the vertical direction.
【０００８】図６の撮像装置において、画角最下部の画
角端光線４６Ａとレンズ４２の先端部角との距離はＣＬ
となっている。レンズ４２の先端が写りこむことのない
ようにするには、つまり「けられ」のない画像を撮像す
るには、ＣＬ＞０である必要がある。図６に示すよう
に、撮像装置の大きさを支配決定しているのは、ミラー
４４の上部先端からカメラ４１の下端まで（図６では撮
像素子４３まで）の高さＨＬ及び８角錐状ミラー４４の
上端部の大きさＬＬである。そして、撮像装置を小型化
するためには、これら高さＨＬ及び大きさＬＬを小さく
することが求められる。In the image pickup device of FIG. 6, the distance between the angle-of-view end ray 46A at the bottom of the angle of view and the tip angle of the lens 42 is CL.
Has become. In order to prevent the front end of the lens 42 from being reflected, that is, in order to capture an image without "vignetting", it is necessary that CL> 0. As shown in FIG. 6, it is the height HL from the top end of the mirror 44 to the bottom end of the camera 41 (up to the image sensor 43 in FIG. 6) and the octagonal pyramidal mirror that determine the size of the imaging device. 44 is the size LL of the upper end portion. Then, in order to downsize the imaging device, it is required to reduce the height HL and the size LL.
【０００９】これら高さＨＬ及び大きさＬＬを小さくす
るためには、図７に示すように、カメラ４１（レンズ４
２及び撮像素子４３）を平面ミラーに近づければよい。
その結果、平面ミラー４４Ｓを図６の平面ミラー４４よ
り小さくすることが可能になり、ミラー４４Ｓの上部先
端からカメラ４１の下端までの高さＨＳ及び８角錐状ミ
ラー４４Ｓの上端部の大きさＬＳについて、ＨＳ＜Ｈ
Ｌ，ＬＳ＜ＬＬとなる。即ち撮像装置を小型化すること
ができる。In order to reduce the height HL and the size LL, as shown in FIG.
2 and the image sensor 43) may be brought close to a plane mirror.
As a result, the plane mirror 44S can be made smaller than the plane mirror 44 of FIG. 6, and the height HS from the upper tip of the mirror 44S to the lower end of the camera 41 and the size LS of the upper end of the octagonal pyramidal mirror 44S. About HS <H
L and LS <LL. That is, the image pickup device can be downsized.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７の
場合には、画角最下部の画角端光線とレンズ４２の先端
部角との距離が負となっていて、「けられ」を生じるた
め、撮像には不都合である。従って、画角最下部の画角
端光線とレンズ４２の先端部角との距離Ｃが正の値をと
りかつできるだけ小さくなるようにする必要がある。However, in the case of FIG. 7, the distance between the ray at the bottom of the angle of view and the angle of the tip of the lens 42 is negative, and "vignetting" occurs. Therefore, it is inconvenient for imaging. Therefore, it is necessary that the distance C between the angle-of-view end ray at the bottom of the angle of view and the tip angle of the lens 42 has a positive value and is as small as possible.
【００１１】このとき、カメラ４１のレンズ４２の先端
直径Ｄが撮像装置の小型化の制約となる。At this time, the tip diameter D of the lens 42 of the camera 41 is a constraint for downsizing the image pickup apparatus.
【００１２】このことから、カメラ４１を、距離Ｃ＝０
となる位置より平面ミラーに近づけることはできない。
また、図６に破線で示すように、撮像素子４３等を収納
したカメラ本体４１Ａの大きさ（特に横幅）がレンズ４
２と比較してかなり大きい場合には、カメラ４１を平面
ミラーに近づけていくと、各カメラ４１のカメラ本体４
１Ａ同士がぶつかってしまう。例えば撮像素子として３
個のＣＣＤ撮像素子を用いて１つのカメラを構成する場
合には、カメラ本体が大きくなる。これらの制約から、
撮像装置のさらなる小型化が困難になっていた。From this, the camera 41 is moved to the distance C = 0.
It cannot be closer to the plane mirror than the position.
Further, as indicated by a broken line in FIG. 6, the size (particularly the width) of the camera body 41A accommodating the image sensor 43 and the like is equal to that of the lens 4
When the size of the camera 41 is considerably larger than that of 2, when the cameras 41 are brought closer to the plane mirror, the camera body 4 of each camera 41
1A will hit each other. For example, 3 as an image sensor
When one CCD image pickup device is used to form one camera, the camera body becomes large. From these constraints,
Further downsizing of the image pickup device has been difficult.
【００１３】また、図６に示した撮像装置の構成では、
平面ミラー４４とカメラ４１のレンズ４２の光軸４７と
が入射角度４５度の位置関係にあり、この位置関係が平
面ミラー４４の寸法を決定するため、その結果多角錐状
ミラー及び撮像装置全体の寸法が大きくなる。特に、撮
像装置の大きさを支配決定しているのは、平面ミラー４
４の上部先端からカメラ４１の下端までの高さＨＬ及び
角錐状ミラー４４の上端部の大きさＬＬである。Further, in the configuration of the image pickup apparatus shown in FIG.
Since the plane mirror 44 and the optical axis 47 of the lens 42 of the camera 41 are in a positional relationship of an incident angle of 45 degrees, and this positional relationship determines the dimension of the plane mirror 44, as a result, the polygonal pyramidal mirror and the entire image pickup apparatus. The size increases. In particular, it is the plane mirror 4 that determines the size of the image pickup device.
4 is the height HL from the upper end of 4 to the lower end of the camera 41 and the size LL of the upper end of the pyramidal mirror 44.
【００１４】さらに、これら高さＨＬ及び大きさＬＬの
値は、画角最下部の画角端光線とレンズ４２の先端部角
との距離Ｃ（図６ではＣＬ）によっても影響されるた
め、この距離Ｃを適正に設定する必要がある。Further, the values of the height HL and the size LL are also influenced by the distance C (CL in FIG. 6) between the ray at the lowest angle of view and the angle of the tip of the lens 42. It is necessary to set this distance C appropriately.
【００１５】しかしながら、この距離Ｃの値にはよら
ず、複数のカメラ４１の仮想的な視点中心４５を略一致
させることが可能であるため、距離Ｃは任意の値をとる
ことができ、従来は適正な値に設定されてはいなかった
ことから、撮像装置全体が大きくなっていた。However, regardless of the value of the distance C, since the virtual viewpoint centers 45 of the plurality of cameras 41 can be made to substantially coincide with each other, the distance C can take an arbitrary value, and the conventional method can be used. Was not set to an appropriate value, the whole image pickup apparatus was enlarged.
【００１６】上述した問題の解決のために、本発明にお
いては、ミラー及び撮像装置全体の大きさを小さくする
ことにより、小型化を図ることができる撮像装置を提供
するものである。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides an image pickup apparatus which can be downsized by reducing the size of the entire mirror and the image pickup apparatus.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明の撮像装置は、多
角錐状に配置された複数の平面ミラーと、各平面ミラー
に対向してそれぞれ配置された複数のカメラを有し、カ
メラのレンズの光軸を通る光線の平面ミラーに対する入
射角度が４５度未満とされているものである。An image pickup apparatus of the present invention has a plurality of plane mirrors arranged in a polygonal pyramid shape and a plurality of cameras arranged so as to face each plane mirror. The angle of incidence of a light ray passing through the optical axis on the plane mirror is less than 45 degrees.
【００１８】上述の本発明の撮像装置の構成によれば、
カメラのレンズの光軸を通る光線の平面ミラーに対する
入射角度が４５度未満とされていることにより、平面ミ
ラーの上端からカメラの下端までの高さを小さくするこ
とができると共に、平面ミラーから成る多角錐の底面積
を小さくすることができる。これにより、撮像装置全体
を小型化することが可能になる。According to the above-mentioned configuration of the image pickup apparatus of the present invention,
Since the incident angle of the light ray passing through the optical axis of the camera lens with respect to the plane mirror is less than 45 degrees, the height from the upper end of the plane mirror to the lower end of the camera can be reduced, and the plane mirror is used. The bottom area of the polygonal pyramid can be reduced. This makes it possible to downsize the entire imaging device.
【００１９】本発明の撮像装置は、多角錐状に配置され
た複数の平面ミラーと、各平面ミラーに対向してそれぞ
れ配置された複数のカメラを有し、カメラのレンズの先
端部の直径をＤ、レンズの焦点距離をｆ、カメラの撮像
素子の対角長をＡとしたとき、Ｄ／Ａ＜４かつｆ／Ｄ＞
０．１５を満たすものである。The image pickup device of the present invention has a plurality of plane mirrors arranged in a polygonal pyramid shape and a plurality of cameras arranged so as to face the plane mirrors, respectively. D / A <4 and f / D> where D is the focal length of the lens and A is the diagonal length of the image sensor of the camera.
It satisfies 0.15.
【００２０】上述の本発明の撮像装置の構成によれば、
カメラのレンズの先端部の直径をＤ、レンズの焦点距離
をｆ、カメラの撮像素子の対角長をＡとしたとき、Ｄ／
Ａ＜４かつｆ／Ｄ＞０．１５を満たすことにより、撮像
素子の対角長Ａ及びレンズの焦点距離ｆが決まっている
状態で、レンズの先端部の直径Ｄを小さくすることがで
きるため、撮像装置を小型化することが可能になる。According to the above-mentioned configuration of the image pickup apparatus of the present invention,
When the diameter of the tip of the lens of the camera is D, the focal length of the lens is f, and the diagonal length of the image sensor of the camera is A, D /
By satisfying A <4 and f / D> 0.15, it is possible to reduce the diameter D of the tip of the lens while the diagonal length A of the image sensor and the focal length f of the lens are fixed. Therefore, it becomes possible to downsize the imaging device.
【００２１】本発明の撮像装置は、多角錐状に配置され
た複数の平面ミラーと、各平面ミラーに対向してそれぞ
れ配置された複数のカメラを有し、カメラのレンズの先
端部角から最も近接する撮像画角端光線までの距離を
Ｃ、カメラの撮像素子の対角長をＡとしたとき、０＜Ｃ
＜２Ａを満たすものである。The image pickup apparatus of the present invention has a plurality of plane mirrors arranged in a polygonal pyramid shape and a plurality of cameras arranged so as to face the plane mirrors, respectively. 0 <C, where C is the distance to the light beam at the edge of the imaging angle of view and A is the diagonal length of the image sensor of the camera.
It satisfies <2A.
【００２２】上述の本発明の撮像装置の構成によれば、
カメラのレンズの先端部角から最も近接する撮像画角端
光線までの距離をＣ、カメラの撮像素子の対角長をＡと
したとき、０＜Ｃ＜２Ａを満たすことにより、撮像素子
の対角長Ａが決まっている状態で、カメラのレンズの先
端部角から最も近接する撮像画角端光線までの距離Ｃを
小さくすることができるため、撮像装置を小型化するこ
とが可能になる。According to the configuration of the image pickup apparatus of the present invention described above,
When the distance from the tip angle of the lens of the camera to the closest ray of the imaging angle of view is C and the diagonal length of the imaging element of the camera is A, by satisfying 0 <C <2A, the pair of imaging elements is Since the distance C from the tip angle of the lens of the camera to the closest image pickup angle-of-view edge ray can be reduced in the state where the angle length A is determined, the image pickup apparatus can be downsized.
【００２３】[0023]
【発明の実施の形態】本発明は、多角錐状に配置された
複数の平面ミラーと、各平面ミラーに対向してそれぞれ
配置された複数のカメラを有する撮像装置であって、カ
メラのレンズの光軸を通る光線の平面ミラーに対する入
射角度が４５度未満とされている撮像装置である。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention is an image pickup apparatus having a plurality of plane mirrors arranged in a polygonal pyramid shape and a plurality of cameras arranged so as to face each plane mirror. It is an imaging device in which the incident angle of a light ray passing through the optical axis with respect to the plane mirror is less than 45 degrees.
【００２４】また本発明は、上記撮像装置において、平
面ミラーが複数のレンズから成るレンズ群の中間に配置
されている構成とする。Further, according to the present invention, in the above image pickup device, the plane mirror is arranged in the middle of a lens group including a plurality of lenses.
【００２５】本発明は、多角錐状に配置された複数の平
面ミラーと、各平面ミラーに対向してそれぞれ配置され
た複数のカメラを有する撮像装置であって、カメラのレ
ンズの先端部の直径をＤ、レンズの焦点距離をｆ、カメ
ラの撮像素子の対角長をＡとしたとき、Ｄ／Ａ＜４かつ
ｆ／Ｄ＞０．１５を満たす撮像装置である。The present invention is an image pickup apparatus having a plurality of plane mirrors arranged in a polygonal pyramid shape and a plurality of cameras arranged so as to face each plane mirror, and the diameter of the tip of the lens of the camera. Is D, the focal length of the lens is f, and the diagonal length of the image pickup element of the camera is A, the image pickup apparatus satisfies D / A <4 and f / D> 0.15.
【００２６】本発明は、多角錐状に配置された複数の平
面ミラーと、各平面ミラーに対向してそれぞれ配置され
た複数のカメラを有する撮像装置であって、カメラのレ
ンズの先端部角から最も近接する撮像画角端光線までの
距離をＣ、カメラの撮像素子の対角長をＡとしたとき、
０＜Ｃ＜２Ａを満たす撮像装置である。The present invention is an image pickup apparatus having a plurality of plane mirrors arranged in a polygonal pyramid shape and a plurality of cameras arranged so as to face each plane mirror. Assuming that the distance to the closest image pickup angle-of-view ray is C and the diagonal length of the image pickup element of the camera is A,
The imaging device satisfies 0 <C <2A.
【００２７】図１は、本発明の一実施の形態として、撮
像装置の概略構成図を示す。この図１は、撮像装置の中
心線を通る鉛直面における断面図となっている。FIG. 1 is a schematic block diagram of an image pickup apparatus as an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a sectional view taken along a vertical plane passing through the center line of the image pickup apparatus.
【００２８】この撮像装置は、多角錐状、この場合は８
角錐状に配置された８枚の平面ミラー４と、各平面ミラ
ー４に対向してそれぞれ１個ずつ配置されたカメラ１と
を備えて成る。図１では、このうち撮像装置の中心線を
通る鉛直面にある２枚の平面ミラー４及び２個のカメラ
１が示されている。各カメラ１にはレンズ２及び撮像素
子３が設けられ、撮像素子３等が収納された図示しない
カメラ本体にレンズ２が取り付けられてカメラ１が構成
されている。This image pickup device has a polygonal pyramid shape, in this case 8
It comprises eight plane mirrors 4 arranged in a pyramid shape, and a camera 1 arranged so as to face each plane mirror 4 one by one. FIG. 1 shows two plane mirrors 4 and two cameras 1 in a vertical plane passing through the center line of the image pickup device. Each camera 1 is provided with a lens 2 and an image pickup element 3, and the lens 2 is attached to a camera body (not shown) in which the image pickup element 3 and the like are housed to configure the camera 1.
【００２９】入射光線は、ミラー４で反射されてレンズ
２に入射して、撮像素子３上に結像する。The incident light ray is reflected by the mirror 4, enters the lens 2, and forms an image on the image pickup element 3.
【００３０】そして、複数のカメラ１において、平面ミ
ラー４による仮想的な視点中心５を略一致させることに
より、パララックスを抑制することができる。これによ
り、複数のカメラ１による画像を張り合わせて、全方位
或いは全周等の広い範囲の画像が得られる。In the plurality of cameras 1, parallax can be suppressed by making the virtual viewpoint center 5 by the plane mirror 4 substantially coincide with each other. As a result, images from a plurality of cameras 1 are pasted together to obtain an image in a wide range such as all directions or all around.
【００３１】本実施の形態の撮像装置においては、特
に、レンズ光軸７を通る光線の平面ミラー４への入射角
度が３５度となっている。レンズ光軸７を通る光線は、
水平に平面ミラー４へ入射し、平面ミラー４で反射され
て鉛直方向に対して斜め方向に向かってレンズ２に入射
するようになっている。In the image pickup apparatus of this embodiment, in particular, the incident angle of the light ray passing through the lens optical axis 7 to the plane mirror 4 is 35 degrees. The ray passing through the lens optical axis 7 is
The light is made incident on the plane mirror 4 horizontally, is reflected by the plane mirror 4, and is made incident on the lens 2 obliquely with respect to the vertical direction.
【００３２】この構成において、撮像装置全体の高さは
平面ミラー４の上部端からカメラ１の下端まで（図１で
は撮像素子３まで）の高さＨ１となる。この高さＨ１
と、多角錐状ミラーの上面の大きさＬ１とが撮像装置全
体の支配的な寸法になる。In this structure, the height of the entire image pickup device is the height H1 from the upper end of the plane mirror 4 to the lower end of the camera 1 (up to the image pickup element 3 in FIG. 1). This height H1
And the size L1 of the upper surface of the polygonal pyramid mirror are the dominant dimensions of the entire imaging device.
【００３３】さらに、本発明の撮像装置の他の実施の形
態として、図１に示す撮像装置を変形した構成の撮像装
置の概略構成図を図２に示す。本実施の形態では、平面
ミラー４の前段にレンズ前群８が配置され、このレンズ
前群８と、カメラ本体に取り付けられたレンズ（レンズ
後群）２との中間に平面ミラー４が配置された構成とな
っている。即ち複数のレンズから成るレンズ群の中間に
平面ミラー４が配置された構成となっている。本実施の
形態の撮像装置においても、レンズ光軸７を通る光線の
平面ミラー４への入射角度が３５度となっている。As another embodiment of the image pickup apparatus of the present invention, FIG. 2 shows a schematic block diagram of an image pickup apparatus having a modified configuration of the image pickup apparatus shown in FIG. In the present embodiment, the front lens group 8 is arranged in front of the plane mirror 4, and the plane mirror 4 is arranged between the front lens group 8 and the lens (rear lens group) 2 attached to the camera body. It has been configured. That is, the plane mirror 4 is arranged in the middle of the lens group including a plurality of lenses. Also in the image pickup apparatus of the present embodiment, the incident angle of the light ray passing through the lens optical axis 7 to the plane mirror 4 is 35 degrees.
【００３４】この構成において、撮像装置全体の高さ
は、レンズ前群８の高さＨＨ１となる。この高さＨＨ１
と、多角錐状ミラーの上面の大きさＬ１とが撮像装置全
体の支配的な寸法になる。その他の構成は図１に示した
先の実施の形態の撮像装置の構成と同様であるので、同
一符号を付して重複説明を省略する。In this structure, the height of the entire image pickup apparatus is the height HH1 of the front lens group 8. This height HH1
And the size L1 of the upper surface of the polygonal pyramid mirror are the dominant dimensions of the entire imaging device. Other configurations are the same as the configurations of the image pickup apparatus according to the previous embodiment shown in FIG. 1, and therefore, the same reference numerals are given and redundant description will be omitted.
【００３５】ここで、比較として、図６や図７に示した
構成と同様に、カメラのレンズの光軸を通る光線の平面
ミラーへの入射角度を４５度とした構成の撮像装置を図
８及び図９に示す。図１に示す撮像装置と図８に示す撮
像装置は、レンズ２，５２として同一のレンズを使用し
てカメラ１，５１が構成されており、カメラ１，５１の
大きさ及びレンズ２，５２から平面ミラー４，５４まで
の距離、撮像画角がそれぞれ等しくなっている。また、
図９に示す撮像装置は、図８に示す撮像装置に対して、
図２のレンズ前群８と同様のレンズ前群５８を付加した
ものである。Here, for comparison, an image pickup apparatus having a structure in which the incident angle of a light ray passing through the optical axis of the lens of the camera to the plane mirror is 45 degrees, as in the structure shown in FIGS. 6 and 7, is shown in FIG. And shown in FIG. In the image pickup apparatus shown in FIG. 1 and the image pickup apparatus shown in FIG. 8, the cameras 1 and 51 are configured by using the same lenses as the lenses 2 and 52. The distances to the plane mirrors 4 and 54 and the image pickup angle of view are the same. Also,
The imaging device shown in FIG. 9 is different from the imaging device shown in FIG.
A front lens group 58 similar to the front lens group 8 in FIG. 2 is added.
【００３６】そして、図１及び図２に示す各撮像装置
と、図８及び図９に示す各撮像装置とについて、撮像装
置全体の高さ（平面ミラー４，５４の上部端からカメラ
１，５１の下端までの高さＨ１，Ｈ或いはレンズ前群
８，５８の高さＨＨ１，ＨＨ）、並びに多角錐状ミラー
の上面の大きさＬ１，Ｌを比較すると、Ｈ１＜Ｈ，ＨＨ
１＜ＨＨ，Ｌ１＜Ｌとなっており、明らかに図１及び図
２の方が小さくなっていることがわかる。With respect to the image pickup devices shown in FIGS. 1 and 2, and the image pickup devices shown in FIGS. 8 and 9, the height of the entire image pickup device (from the upper ends of the plane mirrors 4, 54 to the cameras 1, 51). H1 to the lower end of the lens or the heights HH1 and HH of the front lens groups 8 and 58) and the sizes L1 and L of the upper surface of the polygonal pyramid mirror, H1 <H, HH
Since 1 <HH and L1 <L, it is clear that the sizes in FIGS. 1 and 2 are smaller.
【００３７】即ち図１及び図２に示す各撮像装置では、
レンズ２の光軸７を通る光線の平面ミラー４に対する入
射角度を３５度として、図８及び図９の４５度より小さ
くしたことにより、レンズ２を平面ミラー４に対して近
づけなくても、撮像装置を小型化できることがわかる。That is, in each of the image pickup devices shown in FIGS. 1 and 2,
By setting the incident angle of the light ray passing through the optical axis 7 of the lens 2 to the plane mirror 4 to be 35 degrees, which is smaller than 45 degrees in FIG. 8 and FIG. It can be seen that the device can be downsized.
【００３８】そして、前述したようにカメラ本体が大き
い場合でも、カメラ本体がぶつかることなく撮像装置を
小型化できるため、カメラ本体が大きい場合に特に有効
である。As described above, even when the camera body is large, the image pickup apparatus can be downsized without hitting the camera body, which is particularly effective when the camera body is large.
【００３９】上述の各実施の形態の撮像装置の構成によ
れば、レンズ２の光軸７を通る光線の平面ミラー４に対
する入射角度を３５度としていることにより、撮像装置
全体の高さを小さくすることができると共に、平面ミラ
ーから成る多角錐の底面積を小さくすることができるた
め、撮像装置を小型化することができる。According to the configuration of the image pickup apparatus of each of the above-described embodiments, the incident angle of the light ray passing through the optical axis 7 of the lens 2 with respect to the plane mirror 4 is 35 degrees, so that the height of the entire image pickup apparatus is reduced. In addition, since the bottom area of the polygonal pyramid formed by the plane mirror can be reduced, the image pickup apparatus can be downsized.
【００４０】そして、撮像装置を小型化することができ
るため、撮像装置の設置自由度、可搬性の向上が可能と
なる。また、ミラー等の光学部品や光学部品を支持する
機構部品を小型化できるため、製造コストの低減や、部
品精度の向上によるパララックスの低減が可能となる。Since the image pickup device can be downsized, it is possible to improve the installation flexibility and portability of the image pickup device. Further, since the optical components such as the mirror and the mechanical components supporting the optical components can be downsized, the manufacturing cost can be reduced and the parallax can be reduced by improving the precision of the components.
【００４１】尚、図１及び図２に示す各撮像装置では、
レンズ２の光軸７を通る光線の平面ミラー４に対する入
射角度を３５度としているが、この入射角度を４５度未
満とすれば、同様に撮像装置を小型化できる効果を有す
る。In each of the image pickup devices shown in FIGS. 1 and 2,
The incident angle of the light ray passing through the optical axis 7 of the lens 2 with respect to the plane mirror 4 is 35 degrees, but if the incident angle is less than 45 degrees, the image pickup device can be similarly downsized.
【００４２】次に、本発明の撮像装置のさらに他の実施
の形態の概略構成図を図３に示す。この撮像装置は、多
角錐状、この場合は８角錐状に配置された８枚の平面ミ
ラー１４と、各平面ミラー１４に対向してそれぞれ１個
ずつ配置されたカメラ１１とを備えて成る。図３では、
このうち撮像装置の中心線を通る鉛直面にある２枚の平
面ミラー１４及び２個のカメラ１１が示されている。各
カメラ１１にはレンズ１２及び撮像素子１３が設けら
れ、撮像素子１３等が収納された図示しないカメラ本体
にレンズ１２が取り付けられてカメラ１１が構成されて
いる。Next, FIG. 3 shows a schematic block diagram of still another embodiment of the image pickup apparatus of the present invention. This image pickup device is provided with eight plane mirrors 14 arranged in a polygonal pyramid shape, in this case, an octagonal pyramid shape, and a camera 11 arranged so as to face each plane mirror 14. In Figure 3,
Of these, the two plane mirrors 14 and the two cameras 11 which are in a vertical plane passing through the center line of the image pickup apparatus are shown. Each camera 11 is provided with a lens 12 and an image pickup device 13, and the camera 12 is configured by attaching the lens 12 to a camera body (not shown) that houses the image pickup device 13 and the like.
【００４３】入射光線は、ミラー１４で反射されてレン
ズ１２に入射して、撮像素子１３上に結像する。また、
レンズ光軸１７を通る光線の平面ミラー１４への入射角
度は４５度となっている。The incident light beam is reflected by the mirror 14, enters the lens 12, and forms an image on the image pickup device 13. Also,
The incident angle of the light ray passing through the lens optical axis 17 on the plane mirror 14 is 45 degrees.
【００４４】そして、複数のカメラ１１において、平面
ミラー１４による仮想的な視点中心１５を略一致させる
ことにより、パララックスを抑制することができる。こ
れにより、複数のカメラ１１による画像を張り合わせ
て、全方位或いは全周等の広い範囲の画像が得られる。Then, in the plurality of cameras 11, parallax can be suppressed by making the virtual viewpoint center 15 by the plane mirror 14 substantially coincide with each other. As a result, images from a plurality of cameras 11 are pasted together to obtain an image in a wide range such as all directions or all around.
【００４５】本実施の形態においては、特にカメラ１１
のレンズ１２として、レンズの先端部の直径Ｄ３が小さ
いレンズを採用する。このように先端部の直径Ｄ３が小
さいレンズを採用してレンズ１２を構成することによ
り、先に図７に示したと同様にレンズ１２を平面ミラー
１４に近づけた場合に、レンズ１２の先端部角で「けら
れ」を発生しないための制約（画角最下部の画角端光線
１６Ｂからレンズ１２の先端部角までの距離＞０）を緩
和することができ、撮像装置のさらなる小型化を図るこ
とができる。In the present embodiment, especially the camera 11
A lens having a small diameter D3 at the tip of the lens is used as the lens 12. By configuring the lens 12 by adopting a lens having a small tip end diameter D3, the tip end angle of the lens 12 when the lens 12 is brought close to the plane mirror 14 as shown in FIG. The restriction (distance from the angle-of-view end ray 16B at the bottom of the angle of view to the tip angle of the lens 12> 0) can be relaxed, and the size of the imaging device can be further reduced. be able to.
【００４６】さらに、本実施の形態においては、カメラ
１１のレンズ１２について、次の条件式を満たすように
構成する。
Ｄ／Ａ＜４ （１）
ｆ／Ｄ＞０．１５ （２）
（ただし、Ｄはカメラのレンズの先端部の直径、Ａはカ
メラの撮像素子の対角長、ｆはレンズの焦点距離をそれ
ぞれ示す。）Further, in this embodiment, the lens 12 of the camera 11 is constructed so as to satisfy the following conditional expression. D / A <4 (1) f / D> 0.15 (2) (where D is the diameter of the tip of the camera lens, A is the diagonal length of the image sensor of the camera, and f is the focal length of the lens. Respectively.)
【００４７】上述した（１）（２）の条件式の意味は、
（１）（２）を満たすとある画角以上の場合、レンズや
撮像素子のサイズに対し、レンズの先端部直径Ｄが小さ
くなることを示しており、その結果、撮像装置の小型化
が可能となる。The meanings of the conditional expressions (1) and (2) are as follows.
When (1) and (2) are satisfied, the diameter D of the tip portion of the lens becomes smaller than the size of the lens or the image sensor when the angle of view is more than a certain angle, and as a result, the size of the image capturing apparatus can be reduced. Becomes
【００４８】ここで、条件式（１）及び（２）の根拠を
説明する。ＣＣＤ固体撮像素子やＣＭＯＳ型の固体撮像
素子をカメラに使用することを想定すると、通常撮像素
子の対角長Ａの値は１〜１２ｍｍ程度である。また、上
下方向の画角を２×βとすると、レンズ自身が映りこま
ないようにするための条件から、
β≦４５度 （１１）
であり、またβとＡの関係として、
２ｆ×ｔａｎβ＝Ａ （１２）
が成り立つ。よって、式（１１）及び（１２）より、
ｆ≧Ａ／２ （１３）
となる。Here, the grounds for conditional expressions (1) and (2) will be described. Assuming that a CCD solid-state image sensor or a CMOS type solid-state image sensor is used in a camera, the value of the diagonal length A of the normal image sensor is about 1 to 12 mm. Further, if the vertical angle of view is 2 × β, β ≦ 45 degrees (11) from the condition for preventing the lens itself from being reflected, and the relationship between β and A is 2f × tan β = A (12) holds. Therefore, from equations (11) and (12), f ≧ A / 2 (13).
【００４９】次に、撮像素子の対角長Ａの値に着目して
場合分けして考える。
（ｉ）Ａ＝１ｍｍの場合、式（１３）からｆ≧０．５と
なるので、ｆ＝０．５として、これを条件式に代入する
と、
（１）Ｄ＜４×Ａ＝４ かつ
（２）Ｄ＜ｆ／０．１５よりＤ＜３．３
よって、Ｄ＜３．３ｍｍ
またｆ＝１００として、これを条件式に代入すると、
（１）Ｄ＜４×Ａ＝４ かつ
（２）Ｄ＜ｆ／０．１５よりＤ＜６６７
よって、Ｄ＜４ｍｍ
（ii）Ａ＝３ｍｍの場合、式（１３）からｆ≧１．５と
なるので、ｆ＝１．５として、これを条件式に代入する
と、
（１）Ｄ＜４×Ａ＝１２ かつ
（２）Ｄ＜ｆ／０．１５よりＤ＜１０
よって、Ｄ＜１０ｍｍ
またｆ＝１００として、これを条件式に代入すると、
（１）Ｄ＜４×Ａ＝１２ かつ
（２）Ｄ＜ｆ／０．１５よりＤ＜６６７
よって、Ｄ＜１２ｍｍ
（iii ）Ａ＝６ｍｍの場合、式（１３）からｆ≧３とな
るので、ｆ＝３として、これを条件式に代入すると、
（１）Ｄ＜４×Ａ＝２４ かつ
（２）Ｄ＜ｆ／０．１５よりＤ＜２０
よって、Ｄ＜２０ｍｍ
またｆ＝１００として、これを条件式に代入すると、
（１）Ｄ＜４×Ａ＝２４ かつ
（２）Ｄ＜ｆ／０．１５よりＤ＜６６７
よって、Ｄ＜２４ｍｍ
（iv）Ａ＝１２ｍｍの場合、式（１３）からｆ≧６とな
るので、ｆ＝６として、これを条件式に代入すると、
（１）Ｄ＜４×Ａ＝４８ かつ
（２）Ｄ＜ｆ／０．１５＜４０
よって、Ｄ＜４０ｍｍ
またｆ＝１００として、これを条件式に代入すると、
（１）Ｄ＜４×Ａ＝４８ かつ
（２）Ｄ＜ｆ／０．１５よりＤ＜６６７
よって、Ｄ＜４８ｍｍNext, considering the value of the diagonal length A of the image pickup element, the case will be considered. (I) In the case of A = 1 mm, f ≧ 0.5 from the equation (13). Therefore, when f = 0.5 and substituting this into the conditional equation, (1) D <4 × A = 4 and ( 2) From D <f / 0.15, D <3.3 Therefore, D <3.3 mm Further, when f = 100 and substituting this into the conditional expression, (1) D <4 × A = 4 and (2) From D <f / 0.15, D <667 Therefore, when D <4 mm (ii) A = 3 mm, f ≧ 1.5 is obtained from the equation (13). (1) D <4 × A = 12 and (2) D <10 from D <f / 0.15, so D <10 mm and f = 100. Substituting this into the conditional expression, ) D <4 × A = 12 and (2) D <f / 0.15, D <667 Therefore, in the case of D <12 mm (iii) A = 6 mm, the formula (13 Therefore, if f = 3, and substituting this into the conditional expression, (1) D <4 × A = 24 and (2) D <f / 0.15, so D <20 Therefore, D < 20 mm Further, assuming that f = 100 and substituting this into the conditional expression, (1) D <4 × A = 24 and (2) D <f / 0.15, so D <667. Therefore, D <24 mm (iv) A = In the case of 12 mm, since f ≧ 6 from the equation (13), if f = 6 and substitute this into the conditional equation, (1) D <4 × A = 48 and (2) D <f / 0.15 <40 Therefore, D <40 mm Further, if f = 100 and this is substituted into the conditional expression, (1) D <4 × A = 48 and (2) D <f / 0.15, so D <667 Therefore, D <667 48 mm
【００５０】一方、ビデオカメラ用光学系では、レンズ
の後にローパスフィルター、赤外カットフィルター或い
は、Ｒ，Ｇ，Ｂの３色を分離する色分解プリズム等を配
置する必要があり、そのためフィルム用レンズと比較し
て大きなバックフォーカスを必要とする。このことか
ら、撮像レンズの先端部直径Ｄを大きくする要因とな
る。以上の条件のもと、（ｉ）〜（iv）における撮像レ
ンズの先端部直径Ｄの値は充分小さい値であり、かつ実
現可能な大きさでもある。On the other hand, in a video camera optical system, it is necessary to dispose a low-pass filter, an infrared cut filter, or a color separation prism for separating the three colors of R, G, and B after the lens. Needs a large back focus compared to. This causes the diameter D of the tip portion of the imaging lens to be increased. Under the above conditions, the diameter D of the tip portion of the imaging lens in (i) to (iv) is a sufficiently small value and is also a realizable size.
【００５１】次に、具体的な例により、撮像レンズの先
端部直径Ｄを小さくすることが、撮像装置全体の小型化
に寄与することを説明する。Next, it will be explained by making a specific example that the diameter D of the distal end portion of the image pickup lens is small, which contributes to downsizing of the entire image pickup apparatus.
【００５２】ここで、例えば画角最下部の画角端光線１
６Ｂとレンズ１２の先端部角との距離Ｃ３がＣ３＝０．
８５ｍｍであり、レンズ１２の先端部の直径Ｄ３がＤ３
＝１５ｍｍであり、レンズ１２の長さＥ３がＥ３＝１８
ｍｍであり、撮像素子１３の矩形長辺に対応するレンズ
１２の画角αがα＝６０度であり、撮像素子１３の対角
長Ａ３がＡ３＝６ｍｍであり、レンズ１２の焦点距離ｆ
３がｆ３＝４．５ｍｍである構成とする。以上の数値を
（１）（２）式に代入すると、
Ｄ／Ａ＝Ｄ３／Ａ３＝１５／６＝２．５＜４
ｆ／Ｄ＝ｆ３／Ｄ３＝４．５／１５＝０．３＞０．１５
となり、条件式を満たす。Here, for example, the angle-of-view end ray 1 at the bottom of the angle of view
6B and the angle C3 between the tip of the lens 12 and C3 = 0.
85 mm, the diameter D3 of the tip of the lens 12 is D3
= 15 mm and the length E3 of the lens 12 is E3 = 18
mm, the angle of view α of the lens 12 corresponding to the rectangular long side of the image sensor 13 is α = 60 degrees, the diagonal length A3 of the image sensor 13 is A3 = 6 mm, and the focal length f of the lens 12 is
3 is f3 = 4.5 mm. Substituting the above numerical values into the equations (1) and (2), D / A = D3 / A3 = 15/6 = 2.5 <4 f / D = f3 / D3 = 4.5 / 15 = 0.3> It becomes 0.15, which satisfies the conditional expression.
【００５３】また、上述の寸法構成の場合、撮像装置の
大きさを支配決定している、平面ミラー１４の上部端か
ら下部端までの高さＨ３及び角錐状ミラーの上面の大き
さＬ３は、Ｈ３＝５９ｍｍ、Ｌ３＝１５５ｍｍとなる。
ミラー１４のみでなくレンズ１２を含む平面ミラー１４
の上部端からレンズ１２の下端までの高さは９０ｍｍと
なる。尚、撮像装置全体では、更にカメラ１１の大きさ
を含んだ大きさとなる。Further, in the case of the above-mentioned dimensional structure, the height H3 from the upper end to the lower end of the plane mirror 14 and the size L3 of the upper surface of the pyramidal mirror which govern and determine the size of the image pickup device are: H3 = 59 mm and L3 = 155 mm.
Plane mirror 14 including lens 12 as well as mirror 14.
The height from the upper end to the lower end of the lens 12 is 90 mm. The size of the entire image pickup apparatus further includes the size of the camera 11.
【００５４】上述の本実施の形態によれば、カメラ１１
のレンズ１２の先端部の直径Ｄ３、レンズ１２の焦点距
離ｆ３、並びにカメラ１１の撮像素子１３の対角長Ａ３
について、Ｄ３／Ａ３＜４かつｆ３／Ｄ３＞０．１５を
満たすことにより、撮像素子１３の対角長Ａ３及びレン
ズ１２の焦点距離ｆ３が決まっている状態で、即ち同一
のカメラ１１を用いた場合に、レンズ１２の先端部の直
径Ｄ３をより小さくすることができるため、撮像装置を
小型化することが可能になる。According to the above-described present embodiment, the camera 11
The diameter D3 of the tip of the lens 12, the focal length f3 of the lens 12, and the diagonal length A3 of the image sensor 13 of the camera 11.
With respect to D3 / A3 <4 and f3 / D3> 0.15, the diagonal length A3 of the image sensor 13 and the focal length f3 of the lens 12 are determined, that is, the same camera 11 is used. In this case, since the diameter D3 of the tip portion of the lens 12 can be made smaller, the image pickup device can be made smaller.
【００５５】そして、撮像装置を小型化することができ
るため、撮像装置の設置自由度、可搬性の向上が可能と
なる。また、ミラー等の光学部品や光学部品を支持する
機構部品を小型化できるため、製造コストの低減や、部
品精度の向上によるパララックスの低減が可能となる。Since the image pickup device can be downsized, it is possible to improve the installation flexibility and portability of the image pickup device. Further, since the optical components such as the mirror and the mechanical components supporting the optical components can be downsized, the manufacturing cost can be reduced and the parallax can be reduced by improving the precision of the components.
【００５６】一方、図３に示した配置構成の撮像装置に
おいて、式（１）及び（２）をいずれも満たさない場合
の撮像装置の大きさを考えてみる。例えばレンズ１２の
先端部の直径Ｄ３＝３０ｍｍ、長辺：短辺が４：３の矩
形状である撮像素子１３の対角長Ａ３＝６ｍｍ、レンズ
１２の焦点距離ｆ３＝４．５である場合には、式（１）
はＤ／Ａ＝Ｄ３／Ａ３＝３０／６＝５＞４となり条件を
満たさない。また式（２）もｆ／Ｄ＝ｆ３／Ｄ３＝４．
５／３０＝０．１５となり条件を満たさない。この場
合、高さ方向に画角が大きい方（即ち撮像素子１３の長
辺方向）を使用すると、装置の大きさを支配決定してい
る、平面ミラー１４の上部端から下部端までの高さＨ３
及び角錐状ミラーの上面の大きさＬ３は、Ｈ３＝１３６
ｍｍ、Ｌ３＝３６９ｍｍとなり、ステージ上に設置して
撮影を行ったり、小型乗用車の室内を撮影したりしよう
とする場合、実用的ではない大きさになってしまう。On the other hand, in the image pickup apparatus having the arrangement shown in FIG. 3, let us consider the size of the image pickup apparatus when neither of the expressions (1) and (2) is satisfied. For example, in the case where the diameter D3 of the tip of the lens 12 is 30 mm, the diagonal length A3 of the image sensor 13 having a rectangular shape with long sides: short sides of 4: 3 = 6 mm, and the focal length of the lens 12 is f3 = 4.5. In the formula (1)
Satisfies D / A = D3 / A3 = 30/6 = 5> 4 and does not satisfy the condition. Further, the equation (2) is also f / D = f3 / D3 = 4.
5/30 = 0.15, which does not satisfy the condition. In this case, if the one having a larger angle of view in the height direction (that is, the longer side direction of the image sensor 13) is used, the height from the upper end to the lower end of the plane mirror 14, which determines the size of the device, is determined. H3
And the size L3 of the upper surface of the pyramidal mirror is H3 = 136
mm, L3 = 369 mm, which is impractical when it is mounted on a stage for photographing or when photographing the inside of a small passenger car.
【００５７】また、例えばレンズ１２の先端部の直径Ｄ
３＝１５ｍｍ、長辺：短辺が４：３の矩形状である撮像
素子１３の対角長Ａ３＝３ｍｍ、レンズ１２の焦点距離
ｆ３＝２．２５である場合には、式（１）はＤ／Ａ＝Ｄ
３／Ａ３＝１５／３＝５＞４となり条件を満たさない。
また式（２）もｆ／Ｄ＝ｆ３／Ｄ３＝２．２５／１５＝
０．１５となり条件を満たさない。この場合、高さ方向
に画角が大きい方（即ち撮像素子１３の長辺方向）を使
用すると、装置の大きさを支配決定している、平面ミラ
ー１４の上部端から下部端までの高さＨ３及び角錐状ミ
ラーの上面の大きさＬ３は、Ｈ３＝７６ｍｍ、Ｌ３＝１
９６ｍｍとなり、対角長Ａ３＝３ｍｍという小型の撮像
素子を使用している割には大きな撮像装置になってしま
う。Further, for example, the diameter D of the tip of the lens 12
When the diagonal length A3 of the image sensor 13 is 3 = 15 mm, the long side: the short side is 4: 3, and the focal length f3 of the lens 12 is 2.25, the formula (1) is D / A = D
3 / A3 = 15/3 = 5> 4 and the condition is not satisfied.
Further, the equation (2) is also f / D = f3 / D3 = 2.25 / 15 =
It becomes 0.15 and the condition is not satisfied. In this case, if the one having a larger angle of view in the height direction (that is, the longer side direction of the image sensor 13) is used, the height from the upper end to the lower end of the plane mirror 14, which determines the size of the device, is determined. H3 and the size L3 of the upper surface of the pyramidal mirror are H3 = 76 mm and L3 = 1.
The size is 96 mm, which is a large image pickup device in spite of using a small image pickup element having a diagonal length A3 = 3 mm.
【００５８】さらに、図３に示した配置構成の撮像装置
において、式（１）は満たすが式（２）は満たさない場
合の撮像措置の大きさを考えてみる。例えばレンズ１２
の先端部の直径Ｄ３＝７ｍｍ、長辺：短辺が４：３の矩
形状である撮像素子１３の対角長Ａ３＝２ｍｍ、レンズ
１２の焦点距離ｆ３＝１である場合には、式（１）はＤ
／Ａ＝Ｄ３／Ａ３＝７／２＝３．５＜４となり条件を満
たす。しかし、式（２）はｆ／Ｄ＝ｆ３／Ｄ３＝１／７
＝０．１４＜０．１５となり条件を満たさない。この場
合、高さ方向に画角が大きい方（即ち撮像素子１３の長
辺方向）を使用すると、装置の大きさを支配決定してい
る、平面ミラー１４の上部端から下部端までの高さＨ３
及び角錐状ミラーの上面の大きさＬ３は、Ｈ３＝１８２
ｍｍ、Ｌ３＝３９０ｍｍとなり、対角長Ａ３＝２ｍｍと
いう小型の撮像素子を使用し、かつレンズ１２の先端部
の直径Ｄを小さくしている割には大きな撮像装置になっ
てしまう。Further, in the image pickup apparatus having the arrangement shown in FIG. 3, let us consider the size of the image pickup device when the expression (1) is satisfied but the expression (2) is not satisfied. For example lens 12
If the diagonal length A3 of the image sensor 13 having a rectangular shape with a long side: short side of 4: 3 mm and a focal length f3 of the lens 12 is f3 = 1, the formula ( 1) is D
/A=D3/A3=7/2=3.5<4, which satisfies the condition. However, the equation (2) is f / D = f3 / D3 = 1/7
= 0.14 <0.15 is not satisfied. In this case, if the one having a larger angle of view in the height direction (that is, the longer side direction of the image sensor 13) is used, the height from the upper end to the lower end of the plane mirror 14, which determines the size of the device, is determined. H3
And the size L3 of the upper surface of the pyramidal mirror is H3 = 182
mm, L3 = 390 mm, and a small image pickup element having a diagonal length A3 = 2 mm is used, and the diameter D of the tip portion of the lens 12 is made small, resulting in a large image pickup apparatus.
【００５９】次に、本発明の撮像装置の別の実施の形態
の概略構成図を図４に示す。この撮像装置は、多角錐
状、この場合は８角錐状に配置された８枚の平面ミラー
２４と、各平面ミラー２４に対向してそれぞれ１個ずつ
配置されたカメラ２１とを備えて成る。図４では、この
うち撮像装置の中心線を通る鉛直面にある２枚の平面ミ
ラー２４及び２個のカメラ２１が示されている。各カメ
ラ２１にはレンズ２２及び撮像素子２３が設けられ、撮
像素子２３等が収納された図示しないカメラ本体にレン
ズ２２が取り付けられてカメラ２１が構成されている。Next, FIG. 4 shows a schematic block diagram of another embodiment of the image pickup apparatus of the present invention. This image pickup device includes eight plane mirrors 24 arranged in a polygonal pyramid shape, in this case an octagonal pyramid shape, and a camera 21 arranged so as to face each plane mirror 24. FIG. 4 shows the two plane mirrors 24 and the two cameras 21 in the vertical plane passing through the center line of the imaging device. Each camera 21 is provided with a lens 22 and an image pickup device 23, and the camera 22 is configured by attaching the lens 22 to a camera body (not shown) in which the image pickup device 23 and the like are housed.
【００６０】入射光線は、ミラー２４で反射されてレン
ズ２２に入射して、撮像素子２３上に結像する。また、
レンズ光軸２７を通る光線の平面ミラー２４への入射角
度は３５度となっている。The incident light beam is reflected by the mirror 24, enters the lens 22, and forms an image on the image pickup device 23. Also,
The incident angle of the light ray passing through the lens optical axis 27 on the plane mirror 24 is 35 degrees.
【００６１】そして、複数のカメラ２１において、平面
ミラー２４による仮想的な視点中心２５を略一致させる
ことにより、パララックスを抑制することができる。こ
れにより、複数のカメラ２１による画像を張り合わせ
て、全方位或いは全周等の広い範囲の画像が得られる。In the plurality of cameras 21, parallax can be suppressed by making the virtual viewpoint center 25 by the plane mirror 24 substantially coincide with each other. As a result, images from a plurality of cameras 21 are combined to obtain an image in a wide range such as all directions or all around.
【００６２】本実施の形態においても、カメラ２１のレ
ンズ２２として、レンズの先端部の直径Ｄ４が小さいレ
ンズを採用する。このように先端部の直径Ｄ４が小さい
レンズを採用してレンズ２２を構成することにより、レ
ンズ２２を平面ミラー２４に近づけた場合に、レンズ２
２の先端部角で「けられ」を発生しないための制約を緩
和することができ、撮像装置のさらなる小型化を図るこ
とができる。Also in this embodiment, as the lens 22 of the camera 21, a lens having a small diameter D4 at the tip of the lens is adopted. By configuring the lens 22 by adopting a lens having a small tip end diameter D4 in this way, when the lens 22 is brought close to the plane mirror 24, the lens 2
The restriction for preventing "vignetting" at the tip angle of 2 can be relaxed, and the image pickup apparatus can be further downsized.
【００６３】さらに、本実施の形態においては、カメラ
２１のレンズ１２について、前述した条件式（１）
（２）を満たすように構成する。即ち本実施の形態は、
条件式（１）（２）を満たす構成に、レンズ光軸を通る
光線の平面ミラーへの入射角度を４５度未満とする構成
を組み合わせたものである。Further, in the present embodiment, the conditional expression (1) described above for the lens 12 of the camera 21 is used.
It is configured to satisfy (2). That is, this embodiment is
The configuration that satisfies the conditional expressions (1) and (2) is combined with a configuration in which the incident angle of a light ray passing through the lens optical axis to the plane mirror is less than 45 degrees.
【００６４】ここで、例えば画角最下部の画角端光線２
６Ｂとレンズ２２の先端部角との距離Ｃ４がＣ４＝１ｍ
ｍであり、レンズ２２の先端部の直径Ｄ４がＤ４＝９ｍ
ｍであり、レンズ２２の長さＥ４がＥ４＝１７ｍｍであ
り、撮像素子２３の矩形長辺に対応するレンズ２２の画
角αがα＝６０度であり、撮像素子２３の対角長Ａ４が
Ａ４＝６ｍｍであり、レンズ２２の焦点距離ｆ４がｆ４
＝４．５ｍｍである構成とする。以上の数値を（１）
（２）式に代入すると、
Ｄ／Ａ＝Ｄ４／Ａ４＝９／６＝１．５＜４
ｆ／Ｄ＝ｆ４／Ｄ４＝４．５／９＝０．５＞０．１５
となり、条件式を満たす。Here, for example, the angle-of-view end ray 2 at the bottom of the angle of view
The distance C4 between 6B and the tip of the lens 22 is C4 = 1m
m, and the diameter D4 of the tip of the lens 22 is D4 = 9 m
m, the length E4 of the lens 22 is E4 = 17 mm, the angle of view α of the lens 22 corresponding to the rectangular long side of the image sensor 23 is α = 60 degrees, and the diagonal length A4 of the image sensor 23 is A4 = 6 mm and the focal length f4 of the lens 22 is f4
= 4.5 mm. The above numerical value (1)
Substituting into equation (2), D / A = D4 / A4 = 9/6 = 1.5 <4 f / D = f4 / D4 = 4.5 / 9 = 0.5> 0.15 Meet
【００６５】また、上述の寸法構成の場合、撮像装置の
大きさを支配決定している、平面ミラー２４の上部端か
ら下部端までの高さＨ４及び角錐状ミラーの上面の大き
さＬ４は、Ｈ４＝７４ｍｍ、Ｌ４＝１７１ｍｍとなる。
ミラー２４のみでなくレンズ２２を含む平面ミラー２４
の上部端からレンズ２２の下端までの高さは１１１ｍｍ
となる。尚、撮像装置全体では、更にカメラ２１の大き
さを含んだ大きさとなる。Further, in the case of the above-described dimensional configuration, the height H4 from the upper end to the lower end of the plane mirror 24 and the size L4 of the upper surface of the pyramidal mirror, which govern and determine the size of the image pickup device, are H4 = 74 mm and L4 = 171 mm.
Plane mirror 24 including lens 22 as well as mirror 24
The height from the upper edge of the lens to the lower edge of the lens 22 is 111 mm
Becomes In addition, the size of the entire imaging device further includes the size of the camera 21.
【００６６】上述の本実施の形態によれば、カメラ２１
のレンズ２２の先端部の直径Ｄ４、レンズ２２の焦点距
離ｆ４、並びにカメラ２１の撮像素子２３の対角長Ａ４
について、Ｄ４／Ａ４＜４かつｆ４／Ｄ４＞０．１５を
満たすことにより、撮像素子２３の対角長Ａ４及びレン
ズ２２の焦点距離ｆ４が決まっている状態で、即ち同一
のカメラ２１を用いた場合に、レンズ２２の先端部の直
径Ｄ４をより小さくすることができるため、撮像装置を
小型化することが可能になる。According to the above-described present embodiment, the camera 21
The diameter D4 of the tip of the lens 22, the focal length f4 of the lens 22, and the diagonal length A4 of the image sensor 23 of the camera 21.
With respect to D4 / A4 <4 and f4 / D4> 0.15, the diagonal length A4 of the image sensor 23 and the focal length f4 of the lens 22 are determined, that is, the same camera 21 is used. In this case, since the diameter D4 of the tip portion of the lens 22 can be made smaller, the image pickup device can be made smaller.
【００６７】そして、撮像装置を小型化することができ
るため、撮像装置の設置自由度、可搬性の向上が可能と
なる。また、ミラー等の光学部品や光学部品を支持する
機構部品を小型化できるため、製造コストの低減や、部
品精度の向上によるパララックスの低減が可能となる。Since the image pickup device can be downsized, it is possible to improve the installation flexibility and portability of the image pickup device. Further, since the optical components such as the mirror and the mechanical components supporting the optical components can be downsized, the manufacturing cost can be reduced and the parallax can be reduced by improving the precision of the components.
【００６８】一方、図４に示した配置構成の撮像装置に
おいて、式（２）は満たすが式（１）は満たさない場合
の撮像装置の大きさを考えてみる。例えばレンズ２２の
先端部の直径Ｄ４＝３６ｍｍ、長辺：短辺が４：３の矩
形状である撮像素子２３の対角長Ａ４＝６ｍｍ、レンズ
２２の焦点距離ｆ４＝４．５である場合には、式（１）
はＤ／Ａ＝Ｄ４／Ａ４＝３６／６＝６＞４となり条件を
満たさない。式（２）はｆ／Ｄ＝ｆ４／Ｄ４＝４．５／
３６＝０．１２５＜０．１５となり条件を満たす。この
場合、装置の大きさを支配決定している、平面ミラー２
４の上部端から下部端までの高さＨ４及び角錐状ミラー
の上面の大きさＬ４は、Ｈ４＝１４０ｍｍ以上、Ｌ４＝
４００ｍｍ以上となり、ステージ上に設置して撮影を行
う場合には観客の視線を遮るため、実用的ではない大き
さになってしまう。また、小型乗用車の室内等狭い空間
内で撮影しようとする場合、装置の大きさが障害となり
物理的に撮影することができない。On the other hand, in the image pickup apparatus having the arrangement shown in FIG. 4, let us consider the size of the image pickup apparatus when the expression (2) is satisfied but the expression (1) is not satisfied. For example, in the case where the diameter D4 of the tip of the lens 22 is 36 mm, the diagonal length A4 of the image pickup device 23 having a long side: short side of 4: 3 is 4: 3, and the focal length f4 of the lens 22 is 4.5. In the formula (1)
Satisfies D / A = D4 / A4 = 36/6 = 6> 4 and does not satisfy the condition. Formula (2) is f / D = f4 / D4 = 4.5 /
36 = 0.125 <0.15, which satisfies the condition. In this case, the plane mirror 2 that governs the size of the device
4, the height H4 from the upper end to the lower end and the size L4 of the upper surface of the pyramidal mirror are H4 = 140 mm or more, L4 =
When the size is 400 mm or more, the line of sight of the spectator is blocked when the image is set on the stage for shooting, and the size becomes impractical. Further, when an image is to be taken in a narrow space such as the interior of a small passenger car, the size of the device is an obstacle, and the image cannot be taken physically.
【００６９】次に、本発明の撮像装置のさらに別の実施
の形態の概略構成図を図５に示す。この撮像装置は、多
角錐状、この場合は８角錐状に配置された８枚の平面ミ
ラー３４と、各平面ミラー３４に対向してそれぞれ１個
ずつ配置されたカメラ３１とを備えて成る。図５では、
このうち撮像装置の中心線を通る鉛直面にある２枚の平
面ミラー３４及び２個のカメラ３１が示されている。各
カメラ３１にはレンズ３２及び撮像素子３３が設けら
れ、撮像素子３３等が収納された図示しないカメラ本体
にレンズ３２が取り付けられてカメラ３１が構成されて
いる。Next, FIG. 5 shows a schematic block diagram of still another embodiment of the image pickup apparatus of the present invention. This image pickup device includes eight plane mirrors 34 arranged in a polygonal pyramid shape, in this case, an octagonal pyramid shape, and a camera 31 arranged so as to face each plane mirror 34. In FIG.
Of these, the two plane mirrors 34 and the two cameras 31 which are in a vertical plane passing through the center line of the image pickup apparatus are shown. Each camera 31 is provided with a lens 32 and an image pickup element 33, and the lens 32 is attached to a camera body (not shown) in which the image pickup element 33 and the like are housed to configure the camera 31.
【００７０】入射光線は、ミラー３４で反射されてレン
ズ３２に入射して、撮像素子３３上に結像する。また、
レンズ光軸３７を通る光線の平面ミラー３４への入射角
度は４５度となっている。The incident light beam is reflected by the mirror 34, enters the lens 32, and forms an image on the image pickup device 33. Also,
The incident angle of the light ray passing through the lens optical axis 37 to the plane mirror 34 is 45 degrees.
【００７１】そして、複数のカメラ３１において、平面
ミラー３４による仮想的な視点中心３５を略一致させる
ことにより、パララックスを抑制することができる。こ
れにより、複数のカメラ３１による画像を張り合わせ
て、全方位或いは全周等の広い範囲の画像が得られる。In the plurality of cameras 31, parallax can be suppressed by making the virtual viewpoint center 35 by the plane mirror 34 substantially coincide with each other. As a result, images from a plurality of cameras 31 are pasted together to obtain an image in a wide range such as all directions or all around.
【００７２】本実施の形態では、特に画角最下部の画角
端光線３６Ｂとレンズ３２の先端部角（かど）との距離
Ｃ５を充分小さくなるように構成する。このように画角
最下部の画角端光線３６Ｂとレンズ３２の先端部角との
距離Ｃ５を充分小さくすることにより、撮像装置のさら
なる小型化を図ることができる。In this embodiment, in particular, the distance C5 between the angle-of-view end ray 36B at the lowest angle of view and the tip angle (corner) of the lens 32 is made sufficiently small. By thus sufficiently reducing the distance C5 between the angle-of-view end beam 36B at the lowest angle of view and the tip angle of the lens 32, it is possible to further reduce the size of the imaging device.
【００７３】さらに、本実施の形態においては、カメラ
３１のレンズ３２について、次の条件式を満たすように
構成する。
０＜Ｃ＜２Ａ （３）
（ただし、Ｃは画角最下部の画角端光線とカメラのレン
ズの先端部角との距離、Ａはカメラの撮像素子の対角長
をそれぞれ示す。）Further, in the present embodiment, the lens 32 of the camera 31 is constructed so as to satisfy the following conditional expression. 0 <C <2A (3) (where C is the distance between the angle-of-view end ray at the bottom of the angle of view and the tip angle of the camera lens, and A is the diagonal length of the image sensor of the camera).
【００７４】上述した条件式の意味は、撮像素子のサイ
ズに対し、画角最下部の画角端光線とレンズの先端部角
との距離を充分小さくすることを示しており、その結
果、小型の全方位カメラの構成が可能となる。The above-mentioned conditional expression means that the distance between the ray at the bottom of the angle of view and the angle at the tip of the lens is made sufficiently small with respect to the size of the image pickup element. It is possible to configure the omnidirectional camera.
【００７５】ここで、例えば画角最下部の画角端光線３
６Ｂとレンズ３２の先端部角との距離Ｃ５がＣ５＝０．
３６ｍｍであり、撮像素子３３の対角長Ａ５がＡ５＝６
ｍｍである構成とする。以上の数値を（３）式に代入す
ると、Ｃ＝Ｃ５＝０．３６であり、２Ａ＝２・Ａ５＝１
２であるので、０＜Ｃ＜２Ａとなり、条件式を満たす。Here, for example, the ray 3 at the bottom of the angle of view
6B and the distance C5 between the tip angle of the lens 32 and C5 = 0.
36 mm, the diagonal length A5 of the image sensor 33 is A5 = 6
mm. Substituting the above numerical values into the equation (3), C = C5 = 0.36 and 2A = 2 · A5 = 1
Since it is 2, 0 <C <2A, which satisfies the conditional expression.
【００７６】また、上述の寸法構成の場合、撮像装置の
大きさを支配決定している、平面ミラー３４の上部端か
らカメラ３１の下端（図５では撮像素子３３の下端）ま
での高さＨ５及び角錐状ミラーの上面の大きさＬ５は、
Ｈ５＝４２ｍｍ、Ｌ５＝５６ｍｍとなる。In the case of the above-described dimensional structure, the height H5 from the upper end of the plane mirror 34 to the lower end of the camera 31 (the lower end of the image pickup device 33 in FIG. 5), which determines the size of the image pickup device, is determined. And the size L5 of the upper surface of the pyramidal mirror is
H5 = 42 mm and L5 = 56 mm.
【００７７】上述の本実施の形態によれば、画角最下部
の画角端光線３６Ｂとカメラ３１のレンズ３２の先端部
角の距離Ｃ５及びカメラ３１の撮像素子３３の対角長Ａ
５について、０＜Ｃ５＜２・Ａ５を満たすことにより、
撮像素子３３の対角長Ａ５が決まっている状態で、即ち
同一のカメラ３１を用いた場合に、画角最下部の画角端
光線３６Ｂとカメラ３１のレンズ３２の先端部角の距離
Ｃ５をより小さくすることができるため、撮像装置を小
型化することが可能になる。According to the above-described present embodiment, the distance C5 between the angle-of-view end ray 36B at the bottom of the angle of view and the tip angle of the lens 32 of the camera 31 and the diagonal length A of the image pickup device 33 of the camera 31.
By satisfying 0 <C5 <2 · A5 for 5,
When the diagonal length A5 of the image sensor 33 is fixed, that is, when the same camera 31 is used, the distance C5 between the angle end ray 36B at the bottom of the angle of view and the tip angle of the lens 32 of the camera 31 is set to Since the size can be made smaller, the size of the image pickup device can be reduced.
【００７８】そして、撮像装置を小型化することができ
るため、撮像装置の設置自由度、可搬性の向上が可能と
なる。また、ミラー等の光学部品や光学部品を支持する
機構部品を小型化できるため、製造コストの低減や、部
品精度の向上によるパララックスの低減が可能となる。Since the image pickup device can be downsized, it is possible to improve the installation flexibility and portability of the image pickup device. Further, since the optical components such as the mirror and the mechanical components supporting the optical components can be downsized, the manufacturing cost can be reduced and the parallax can be reduced by improving the precision of the components.
【００７９】尚、上述した本発明の各構成、即ちレンズ
光軸を通る光線の平面ミラーへの入射角度を４５度未満
とする構成、条件式（１）Ｄ／Ａ＜４及び（２）ｆ／Ｄ
＞０．１５を満たす構成、条件式（３）０＜Ｃ＜２Ａを
満たす構成は、それぞれ２つ又は３つの構成を組み合わ
せて撮像装置を構成することも可能であり、組み合わせ
によりさらに効果的に撮像装置の小型化を図ることがで
きる。Each of the above-mentioned configurations of the present invention, that is, a configuration in which the incident angle of a light ray passing through the lens optical axis to the plane mirror is less than 45 degrees, conditional expressions (1) D / A <4 and (2) f. / D
> 0.15 and conditional expression (3), 0 <C <2A, it is possible to combine two or three configurations to form an image pickup apparatus. It is possible to reduce the size of the imaging device.
【００８０】本発明は、上述の実施の形態に限定される
ものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲でその他
様々な構成が取り得る。The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and various other configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
【００８１】[0081]
【発明の効果】上述の本発明によれば、広い範囲の撮影
を行う撮像装置の小型化を図ることができる。従って、
撮像装置の小型化により、撮像装置の設置自由度や可搬
性を向上することが可能となり、またミラー等の光学部
品や光学部品を支持する機構部品を小型化できるため、
製造コストの低減や部品精度の向上によるパララックス
の低減が可能となる。As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the size of the image pickup apparatus for photographing a wide range. Therefore,
Due to the miniaturization of the image pickup device, it is possible to improve the installation flexibility and portability of the image pickup device, and it is also possible to miniaturize the optical parts such as mirrors and the mechanical parts that support the optical parts.
It is possible to reduce parallax by reducing manufacturing costs and improving parts accuracy.
【図１】本発明の撮像装置の一実施の形態の概略構成図
である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of an image pickup apparatus of the present invention.
【図２】本発明の撮像装置の他の実施の形態の概略構成
図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of another embodiment of the image pickup apparatus of the present invention.
【図３】本発明の撮像装置のさらに他の実施の形態の概
略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of still another embodiment of an image pickup apparatus of the present invention.
【図４】本発明の撮像装置の別の実施の形態の概略構成
図である。FIG. 4 is a schematic configuration diagram of another embodiment of an image pickup apparatus of the present invention.
【図５】本発明の撮像装置のさらに別の実施の形態の概
略構成図である。FIG. 5 is a schematic configuration diagram of yet another embodiment of an image pickup apparatus of the present invention.
【図６】多角錐状に配置されたミラーを用いた構成の撮
像装置の一例の概略構成図である。FIG. 6 is a schematic configuration diagram of an example of an imaging device configured to use mirrors arranged in a polygonal pyramid shape.
【図７】図６の撮像装置に対して、カメラを平面ミラー
に近づけた構成を示す図である。7 is a diagram showing a configuration in which a camera is close to a plane mirror with respect to the image pickup apparatus of FIG.
【図８】多角錐状に配置されたミラーを用いた構成の撮
像装置の一例の概略構成図である。FIG. 8 is a schematic configuration diagram of an example of an imaging device configured to use mirrors arranged in a polygonal pyramid shape.
【図９】図８の撮像装置にレンズ前群を付加した構成の
撮像装置の概略構成図である。9 is a schematic configuration diagram of an image pickup apparatus having a configuration in which a lens front group is added to the image pickup apparatus in FIG.
１，１１，２１，３１ カメラ、２，１２，２２，３２
レンズ、３，１３，２３，３３ 撮像素子、４，１
４，２４，３４ 平面ミラー、５，１５，２５，３５
視点中心、８ レンズ前群1,11,21,31 camera, 2,12,22,32
Lens, 3,13,23,33 Image sensor, 4,1
4,24,34 plane mirrors, 5,15,25,35
Center of viewpoint, 8 lens front group
Claims (4)
と、各平面ミラーに対向してそれぞれ配置された複数の
カメラを有する撮像装置であって、 上記カメラのレンズの光軸を通る光線の上記平面ミラー
に対する入射角度が４５度未満とされていることを特徴
とする撮像装置。1. An image pickup apparatus comprising a plurality of plane mirrors arranged in a polygonal pyramid shape and a plurality of cameras arranged so as to face each plane mirror, wherein the light beam passes through an optical axis of a lens of the camera. The image pickup device, wherein the incident angle with respect to the plane mirror is less than 45 degrees.
るレンズ群の中間に配置されていることを特徴とする請
求項１に記載の撮像装置。2. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the plane mirror is arranged in the middle of a lens group including a plurality of lenses.
と、各平面ミラーに対向してそれぞれ配置された複数の
カメラを有する撮像装置であって、 上記カメラのレンズの先端部の直径をＤ、該レンズの焦
点距離をｆ、上記カメラの撮像素子の対角長をＡとした
とき、 Ｄ／Ａ＜４かつｆ／Ｄ＞０．１５を満たすことを特徴と
する撮像装置。3. An imaging device comprising a plurality of plane mirrors arranged in a polygonal pyramid shape and a plurality of cameras arranged so as to face each plane mirror, wherein a diameter of a tip portion of a lens of the camera is D, the focal length of the lens is f, and the diagonal length of the image sensor of the camera is A, D / A <4 and f / D> 0.15 are satisfied.
と、各平面ミラーに対向してそれぞれ配置された複数の
カメラを有する撮像装置であって、 上記カメラのレンズの先端部角から最も近接する撮像画
角端光線までの距離をＣ、上記カメラの撮像素子の対角
長をＡとしたとき、 ０＜Ｃ＜２Ａを満たすことを特徴とする撮像装置。4. An imaging device having a plurality of plane mirrors arranged in a polygonal pyramid shape and a plurality of cameras arranged so as to face each plane mirror, the camera being the most distant from the tip angle of the lens of the camera. An image pickup apparatus characterized by satisfying 0 <C <2A, where C is a distance to an image pickup angle-of-angle light ray which is close to the image pickup angle end ray, and A is a diagonal length of the image pickup element of the camera.
Priority Applications (2)
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|---|---|---|---|
| JP2002100224A JP3669344B2 (en) | 2001-10-29 | 2002-04-02 | Imaging device |
| US10/405,168 US6768598B2 (en) | 2002-04-02 | 2003-04-01 | Image pickup system |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001331102 | 2001-10-29 | ||
| JP2001-331102 | 2001-10-29 | ||
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|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| JP2005110196A (en) * | 2003-09-29 | 2005-04-21 | Primax Electronics Ltd | Digital image capturing device |
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