JP3562963B2

JP3562963B2 - パノラマ画像ブロック

Info

Publication number: JP3562963B2
Application number: JP18038798A
Authority: JP
Inventors: 貞土肥; 信也山内; 勲上山
Original assignee: 株式会社立山アールアンドディ
Priority date: 1998-06-26
Filing date: 1998-06-26
Publication date: 2004-09-08
Anticipated expiration: 2018-06-26
Also published as: JP2000010002A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像部周辺の三次元空間を広角に取り込み、環状画像として結像させ得るパノラマ画像ブロックに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、三次元空間用パノラマ画像ブロックとしては、例えば、特公平６−８５０１９号公報に開示されているものが挙げられる。即ち、軸線の回りに丸く形成された外周面と、上端面と、下端面を有する樽形の透明体からなり、該外周面は該軸線と垂直な平面によって上方外周面及び下方外周面に分割され、該上方外周面は外光が該透明体内に入射する屈折面として形成され、該下方外周面は、該上方外周面から入射して該透明体内を進む光が反射する反射面として形成され、該上端面は、該下方外周面で反射して該透明体内を進む光が再び反射する反射面として形成され、該下端面は、該上端面で反射して該透明体内を進む光が該透明体から出射する屈折面として形成されているものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来のパノラマ画像ブロックによる写像は、ＣＣＤ等のターゲット上に結ばれ、それらターゲットからの電気的出力に応じて種々の制御が成される。しかしながら、例えばターゲットたるＣＣＤ上に結ばれる光の中には、図７の如く前記パノラマ画像ブロックの内部において特異なルートを経た光も存在し、そのような光がフレア等のノイズとなって画像処理を複雑にするという問題がある。
【０００４】
本発明は、上記実情に鑑みて成されたものであって、正規の屈折を経ていない光を遮断するなどの制御を光に対して施すことにより、所望の画像処理を容易に行うことができるパノラマ画像ブロックの提供を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する為に成された本発明によるパノラマ画像ブロックは、上面中央の上位遮光面と、上面周縁部の上位透光面と、下面周縁部の下位遮光面と、下面中央部の下位透光面を具備した透明素材より成る回転体であって、前記下位遮光面は、上位透光面からの入射光を当該回転体内を通過して上位遮光面へ集め得る反射鏡とされ、前記上位遮光面は、下位遮光面からの反射光を当該回転体内を通過して下位透光面へ集め得る反射鏡とされたパノラマ画像ブロックにおいて、前記上位透光面の上方を覆い当該パノラマ画像ブロックの画角の上縁と一致した下面を有する光制御板を具備することを特徴とする。
【０００６】
遮光面とは、外光がパノラマ画像ブロックの内部へ侵入しないように成された面であり、一般的に、上位遮光面は凹曲面として成形されており、下位遮光面は、凸曲面として成形されている。一方、透光面とは、光を遮断する措置が施されていない面であって、光がパノラマ画像ブロックの内外を行き来できる面を言う。一般的に、上位透光面は、凸曲面として成形されており、下位透光面は、ターゲットのサイズに応じて、凸曲面、凹曲面或いは平面の中から適宜選択される。
【０００７】
光制御板は、下向きの錐面を備えた回転体、即ち、すり鉢状を呈して上位透光面を一様に覆う形状であることが望ましいが、その形状は必要に応じて適宜定めれば良い。画角とは、一般的にレンズで明瞭に撮影できる入射角度の範囲をいうが、当該パノラマ画像ブロックの場合は、上位透光面から当該ブロックの内部へ入射した光が正規ルートを経てターゲットに明瞭なパノラマ画像（以下、正規画像と記す。）として結ばれるのに不可欠な上位透光面への入射角の範囲をいう。因みに、上位透光面から入射した光が、当該ブロックの内部において、下位遮光面及び上位遮光面での反射を順次経て下位透光面から放射されるというルートを正規ルートとし、それ以外のルートを特異ルートとしている。又、画角の上縁と一致したとは、例えば、すり鉢状を呈した光制御板にあっては、前記錐面が上記画角の上限となることを言い、当該上限以上から上位透光面へ入射する直射光をほぼ遮断し、且つ当該画角内から入射した光を当該ブロック内へ確実に取り入れ得る状態を言う。
【０００８】
要求される制御の内容によっては、前記上位透光面の上方を覆い、且つ当該パノラマ画像ブロックの画角内に存在する対象を画角から逸脱する角度で入射せしめる反射鏡を当該光制御板の下面の少なくとも一部に形成したパノラマ画像ブロックを用いても良い。前記画角から逸脱する角度とは、上位透光面へ入射してくる光の延長線が画角の範囲から外へ逸脱する角度を言うが、このような角度で入射した光は、特異なルートを経てターゲット上では前記正規画像の外側へ不明瞭な環状画像（以下、不正規画像と記す。）を結ぶ。而して、画角内に存在する被写体の像が、正規画像と不正規画像に存在することとなり、それらの画像に移った前記被写体の像の位置関係等に基づき、当該パノラマ画像ブロックと被写体との距離を導くことができる。
【０００９】
前記反射鏡を具備する光制御板は、前記すり鉢状であっても良いし、一定の幅を持った板状であっても良い。いずれにしても、光制御板の一部にのみ反射鏡を具備する場合において、反射すべき被写体を捕らえ得る方向が規制されないようにするには、当該パノラマ画像ブロック全体がその軸線を以て回転するシステムを構築するか、若しくは、光制御板のみが、前記上位透光面の上方の一部又は全域を覆いつつ当該パノラマ画像ブロックの軸線を以て回転し得る構造を具備させる必要がある。又、光制御板の傾斜角度が一定であることによって、被写体の画像を上位透光面へ向けて反射し得る範囲が狭く限定されることがないように、前記光制御板を適当な駆動手段を以て上下揺動可能に設定する場合もある。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明によるパノラマ画像ブロックの実施の形態を図面に基づき説明する。
図１に示すパノラマ画像ブロックは、上面中央の上位遮光面１と、上面周縁部の上位透光面２と、下面周縁部の下位遮光面３と、下面中央部の下位透光面４を具備した透明素材より成る回転体であって、前記下位遮光面３は、上位透光面２からの入射光を当該回転体内を通過して上位遮光面１へ集め得る反射鏡とされ、前記上位遮光面１は、下位遮光面３からの反射光を当該回転体内を通過して下位透光面４へ集め得る反射鏡とされるべく、それぞれ適性な湾曲面又は平面として構成されたブロック本体８と、前記上位透光面２の上方を一様に覆い当該パノラマ画像ブロックの画角の上縁と一致した下面５を有する光制御板６とで構成されている。
【００１１】
前記ブロック本体８は、その画角内から上位透光面２へ入射した光を、当該ブロックの内部において、図４の如く、下位遮光面３及び上位遮光面１により順次反射させ下位透光面４から出射させ、リレーレンズ９を通り、ターゲット１０上へ正規ルートを経た正規画像１３を形作るという機能を有する他、画角外から上位透光面２へ入射した光を、特異ルートを経て下位透光面４から出射させ、前記正規画像１３の周囲に不正規画像１７を形作るという機能を有する。画角の下縁よりも小さい角度で上位透光面２へ入射した光は、下位透光面４の反対方向へ通過するので、下位透光面４から出射する光で問題となるのは、専ら、画角の上限より大きい角度で上位透光面２へ入射する光であるといえる。
【００１２】
前記光制御板６は、この様に、画角の上限より大きい角度で入射しようとする光、特に、太陽光線や照明手段による強い光線を遮ろうとするもので、光を確実に遮断し得る素材と構造を選択しなければならない。具体的には、図１の如く暗色の合成樹脂を、画角の上限と同じ角度に傾斜した錐面を下面５として有するすり鉢状に成形し、その最下部、即ち前記錐面の頂点部を上位遮光面１の表面形状に倣って成形し、ブロック本体８と光制御板６の両者を、回転体たるその軸線２０が一致する様に接着したものである。
【００１３】
尚、当該光制御板６とブロック本体８を一体化する手段としては、上記の如く分離不能に接着する手段の他、前記両者の接合部のうちの一方には凹部を設け、他方には凸部を設けることにより、両者が着脱できる構造としても良い。又、ブロック本体８と光制御板６の両者を透明素材を以て一体成形し、ブロック本体８の遮光面１，３を形成する際に当該光制御板６の下面５へ適当な遮光措置を施しても良い。
【００１４】
光制御板６が持つ錐面（下面５）の上下の長さは、設置場所や照明の設定箇所に応じて適宜調整すれば良く、防災システム等、人目につきにくくしなければならない用途に用いる場合には、光制御板６の上面に対し、設置箇所の周囲にとけこませるべく化粧或いは細工を施しても良い。
【００１５】
図５には、以上の如く構成したパノラマ画像ブロックにおけるブロック本体８の下位透光面４から出射した光を受けるシステムと、それによってターゲットたるＣＣＤ１１に写し出された像１２が示されている。当該システムは、パノラマ画像ブロック１４と、リレーレンズ１５と、前記ＣＣＤ１１を内蔵するビデオカメラ１６とが同軸線２０上に配置されている。この像１２は、当該ブロック本体の上位透光面２へ急角度（直角に近いほど急であると表現する。）で入射する直射光が遮られることによって、当該ブロック本体８へ入射する光のほとんどが、画角内から或いは画角から外れてはいるものの緩い角度で上位透光面へ入射する間接光となる。よって、前記光制御板６が持つ錐面の長さ調整の不備がない限り、或いは、画角内やその近傍に極めて強い無指向性の光源が存在しない限りフレア等の問題は生じにくい。よって、この実施形態は、より明瞭な正規画像１３を得るのに極めて実用性が高いと言える。
【００１６】
第２の実施の形態は、前記上位透光面２の上方を覆う光制御板７の下面５に反射鏡１８が設けられているパノラマ画像ブロックである（図２参照）。この反射鏡１８は、当該パノラマ画像ブロックの画角内に存在する対象を画角から逸脱する角度で入射せしめることにより、画角内に存在する特定の被写体を、正規画像１３としてのみならず、不正規画像１７としても結像させるものである。
【００１７】
当該反射鏡１８は、前記光制御板７の一部に付設されており、当該反射鏡１８を付設した部分（以下、可動部１９と記す。）は、当該光制御板７の底部を支点として上下に揺動できる構造となっている。そして、当該パノラマ画像ブロックをその軸線２０を以て回転させることにより、光制御板７の一部に付設されている反射鏡１８がブロック本体８の画角内を広範囲に亘ってカバーし、被写体が不正規画像１７内に捕らえられた際のパノラマ画像ブロックの向き、及び前記可動部１９の傾斜角度から被写体の位置を特定することができる。
【００１８】
不正規画像１７は、本来のパノラマ画像ブロック本来の機能からすれば、不要である為に不正規画像１７として取込可能な領域は、前記画角の範囲のなかでも極めて狭い領域である。しかも、特異ルートを経た像であるために正規画像１３と不正規画像１７とは、それぞれターゲットに結像する際の倍率が異なるのは避けられない。この様な背景から、前記反射鏡１８が下面５に設けられた光制御板７を具備する実施の形態では、取り込んだ画像全体を評価すると言うよりも、特定の被写体、例えば、複数方向に存在する赤外線発光体等の有無を一個のパノラマ画像ブロックを以て一括検出するといった例が適している。前記の如く複数の赤外線発光体を用いる場合には、ターゲットとして複数の赤外線受光装置を正規画像が結ばれる領域に適宜配置して用いることもある。
【００１９】
多数の被写体（前記赤外線発光体等）を検出する場合、例えば、パノラマ画像ブロックと検出すべき被写体との距離（以下、検出距離と記す。）が概ね定まっている場合には、図３の如く、光制御板７の下面５の傾斜を画角内において一定に定め、図６の如く当該光制御板７の下面５全域に亘って反射鏡１８を付設すれば良く、検出距離が定まっていない場合には、画角の範囲内において上下に揺動する可動部１９を複数設ければ良い。尚、反射鏡１８を付設した光制御板７の下面５の傾斜が画角外という事になればフレアが発生するおそれがあり、前記可動部１９の揺動範囲は画角の上限を超えると、その箇所からノイズとなる光がブロック本体８内に入射するおそれもある。
【００２０】
【発明の効果】
以上のごとく本発明による請求項１記載のパノラマ画像ブロックは、当該パノラマ画像ブロックの内部において特異なルートを経るであろうと思われる光の、入射を制限するので、太陽光線や照明など強い直射光の入射が防止され、フレア等の無い比較的鮮明な正規画像を得ることができる結果、簡素な画像処理が可能となる。
【００２１】
又、請求項２記載のパノラマ画像ブロックを使用することによって、正規画像が環状画像としてデフォルメされていたとしても、例えば、所定の被写体を常に不正規画像の所定の箇所に捕らえるべく当該パノラマ画像ブロックの位置や姿勢を調整することによって、当該パノラマ画像ブロックの基準位置を定めることができ、ひいては当該パノラマ画像ブロックの現在位置を割り出し、種々の位置制御に利用することもできる。
【００２２】
逆に、請求項３又は請求項４記載のパノラマ画像ブロックを用いた場合には、例えば、画角内を移動する被写体を、不正規画像として捕らえるべく光制御板に追尾させることができ、当該パノラマ画像ブロックの向きや、光制御板の可動部の傾斜角を取得することによって被写体の位置を検出することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるパノラマ画像ブロックの一例を示す斜視図である。
【図２】本発明によるパノラマ画像ブロックの一例を示す斜視図である。
【図３】本発明によるパノラマ画像ブロックの一例を示す斜視図である。
【図４】パノラマ画像ブロックによる結像の原理を示す説明図である。
【図５】本発明によるパノラマ画像ブロックを用いた画像取得システムの一例を示す説明図である。
【図６】本発明によるパノラマ画像ブロックを用いた画像取得システムの一例を示す説明図である。
【図７】従来のパノラマ画像ブロックを用いた画像取得システムの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１上位遮光面
２上位透光面
３下位遮光面
４下位透光面
５下面
６光制御板
７光制御板
１８反射鏡

Claims

上面中央の上位遮光面（１）と、上面周縁部の上位透光面（２）と、下面周縁部の下位遮光面（３）と、下面中央部の下位透光面（４）を具備した透明素材より成る回転体であって、前記下位遮光面（３）は、上位透光面（２）からの入射光を当該回転体内を通過して上位遮光面（１）へ集め得る反射鏡とされ、前記上位遮光面（１）は、下位遮光面（３）からの反射光を当該回転体内を通過して下位透光面（４）へ集め得る反射鏡とされたパノラマ画像ブロックにおいて、
前記上位透光面（２）の上方を覆い当該パノラマ画像ブロックの画角の上縁と一致した下面（５）を有する光制御板（６）を具備することを特徴とするパノラマ画像ブロック。
上面中央の上位遮光面（１）と、上面周縁部の上位透光面（２）と、下面周縁部の下位遮光面（３）と、下面中央部の下位透光面（４）を具備した透明素材より成る回転体であって、前記下位遮光面（３）は、上位透光面（２）からの入射光を当該回転体内を通過して上位遮光面（１）へ集め得る反射鏡とされ、前記上位遮光面（１）は、下位遮光面（３）からの反射光を当該回転体内を通過して下位透光面（４）へ集め得る反射鏡とされたパノラマ画像ブロックにおいて、
前記上位透光面（２）の上方を覆い当該パノラマ画像ブロックの画角内に存在する対象を画角から逸脱する角度で入射せしめる反射鏡（１８）を下面（５）の少なくとも一部として有する光制御板（７）を具備することを特徴とするパノラマ画像ブロック。
上面中央の上位遮光面（１）と、上面周縁部の上位透光面（２）と、下面周縁部の下位遮光面（３）と、下面中央部の下位透光面（４）を具備した透明素材より成る回転体であって、前記下位遮光面（３）は、上位透光面（２）からの入射光を当該回転体内を通過して上位遮光面（１）へ集め得る反射鏡とされ、前記上位遮光面（１）は、下位遮光面（３）からの反射光を当該回転体内を通過して下位透光面（４）へ集め得る反射鏡とされたパノラマ画像ブロックにおいて、
前記上位透光面（２）の上方を覆い当該パノラマ画像ブロックの画角内に存在する対象を画角から逸脱する角度で入射せしめる反射鏡（１８）を下面（５）の少なくとも一部として有する光制御板（７）を上下揺動可能に設けたことを特徴とするパノラマ画像ブロック。