JP3887809B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前方物体像を、多数の光電変換単位素子が２次元分布する撮像素子に投影して画像を表わす電気信号に変換する撮像装置に関し、特に、縦横比が大きい細長い領域の物体像の像全体を撮像素子の光電変換面内に投影するに好適な撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に２次元撮像素子の光電変換面の縦横比は１に近い。すなわち縦長と横長の差は小さい。しかし、縦横比が１より大きく掛け離れた物体又は画像を撮影しなければならないことも多い。例えば、物体の形状認識のために、物体にスリット状にレーザ光を投射し、物体上のスリット光像（光切断線）を撮影して、該光像の形状に基づいて撮影物体の形状および又は寸法を算出する形状測定では、撮影物体全体上の光切断線の全長を１画面内に収めると、形状を把握する演算が容易である。ところが、要求される形状測定精度が高いと、投影倍率を小さくすることができず、光切断線の全体を一画面内に収めることができない。撮像素子の光電変換面の縦横比に対して、撮影物体の縦横比が大きくずれている場合には、例えば、撮影物体が縦長であると、撮影画面上で横方向には広い空間があくにもかかわらず、撮影物体の縦長全体を一画面内に収めるために投影倍率を小さくしなければならない。これは、形状測定精度を下げてしまうことになる。
【０００３】
これを図１を参照して具体的に説明すると、光切断法による従来の形状測定においては、水平方向Ｘの分離能に比べ、垂直方向Ｙの分解能が劣っていることが問題であった。これは、水平方向Ｘについては、テレビカメラ３が水平に走査されるため、光切断線８の水平方向の重心を求めることで、その分解能を、テレビカメラ３内の撮像素子である２次元ＣＣＤの水平方向画素数できまる値の２〜３倍に向上させることができるのに対し、垂直方向Ｙは、２次元ＣＣＤの垂直画素数で分解能が決まるためであった。
【０００４】
ところが、死角の関係から、光切断線８がテレビカメラ３の撮像素子の水平方向に移動する範囲は、撮像素子の全水平画素の１／２〜１／３程度に設計するのが一般的である。１／２程度又は１／３に設計した場合、全水平画素の半分領域又は１／３領域に有意な像があるが、他の領域は無駄である。しかし撮像素子の垂直方向には、例えば図１に示すように対象物５が縦長の場合、撮像素子の全垂直画素の範囲内に光切断線８の縦方向全長を収めようとすると、撮像素子への投影倍率を小さくしなければならない。すると、撮像素子の１画素ピッチ当りの光切断線８の長さが大きくなり、光切断線８の撮影分解能が下がる。すなわち形状測定精度が下がる。
【０００５】
このような問題を改善するために従来は、１．撮像素子を複数使用する方法（特開平５−１６４５２１号公報：光学式形状測定装置）、および、２．ズームレンズで高分解能化したカメラに首振り等の移動機構又は回転機構を付ける方法（特開平６−７６１０６号公報：文字画像入力装置）、が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記１．の方法では、複数の撮像素子と複数の画像処理装置、或いは、複数の撮像素子と１つの画像処理装置および切替器が必要である。加えて、データ処理量が倍以上となり、画像処理および形状認識のための演算が複雑になる。一方上記２．の方法では、移動機構又は回転機構が必要であり、コストが高い。更に移動又は回転機構の動作時間が必要で計測に時間がかかるばかりでなく、移動又は回転の位置誤差が加わる。また、データ処理量が増え、画像処理および形状認識のための演算が複雑になる。
【０００７】
本発明は、細長い物体を高い分解能で撮影することを目的とする。換言すると、撮像素子の光電変換面の縦横比に対して、撮影物体の縦横比が大きくずれている場合にも、格別に投影倍率を小さくすることなく、撮影物体の広い領域を一画面内に撮影することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明の第１態様の撮像装置は、Ｘo，Ｙo平面に平行な平面に多数の光電変換単位素子が２次元に分布した撮像素子(2)、および、前記Ｘo，Ｙo平面に直交する光軸Ｚoを有し該撮像素子(2)に画像を投影するレンズ(1)を備えるテレビカメラ(3)；
前記光軸Ｚoと平行で、光軸Ｚoから所定の距離だけＸＹ方向に離れた位置(X2，Ｙ2)にあるＺa軸に対して、それ自身の上にとったＰa１軸が所定の角度αをなし、かつ、Ｐa１軸を中心に所定の角度βだけ回転した、平面状のミラーである第１組の第１ミラー(4a1)；および、
第１組の第１ミラー(4a1)の反射光を受け、該反射光を前記レンズ(1)に向けて反射するように、光軸Ｚoと平行で、光軸Ｚoから所定の距離だけＸＹ方向に離れた位置(−Ｘ1,0)にあるＺb軸に対して、それ自身の上にとったＰa２軸が所定の角度αをなし、かつ、Ｐa２軸を中心に所定の角度βだけ回転した、平面状のミラーである第１組の第２ミラー(4a2)；を備え、
第１組の第１および第２ミラーが、撮影対象物をＹ方向に分割した領域の１つである前記光軸Ｚ o が突当る領域の前記撮像素子上の投影領域にＸ方向に並べて、前記撮影対象物の前記Ｙ方向に分割した領域のもう１つである前記光軸Ｚ a が突当る領域を、投影する。
【０００９】
なお、理解を容易にするためにカッコ内には、図面に示し後述する実施例の対応要素の符号を、参考までに付記した。
【００１０】
これによれば、撮影対象物(5)の例えば縦上半分を、第１組の第１および第２ミラー(4a1,4a2)で撮像素子(2)の横左半分に投影し、横右半分にはレンズ(1)のみの結像により撮影対象物(5)の縦下半分を投影して、撮影対象物(5)の縦全体像を上下２分割で、横方向に並べて一度に結像することができる。これにより、投影倍率を１／２に下げることなく対象物(5)の全体を撮影しうる。すなわち、テレビカメラ(3)の撮像素子(2)の縦方向画素数により制限された、縦方向の分解能が約２倍に拡大できる。撮像素子(2)を２個に増やす必要がなく、画像処理装置の付加或いは撮像切替器の付加も必要がない。またテレビカメラを移動又は回転させる機構も必要がないので、装置コストを大幅に上げてしまうことがない。又、データ処理量も格別に増大しないので、画像データ処理時間は格別に長くならない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（２）前記光軸Ｚoと平行で、前記Ｚa軸との間に光軸Ｚoを置くように光軸Ｚoから所定の距離だけＸＹ方向に離れた位置(−Ｘ2,−Ｙ2)にあるＺc軸に対して、それ自身の上にとったＰc１軸が所定の角度αをなし、かつ、Ｐc１軸を中心に所定の角度βだけ回転した、平面状のミラーである第２組の第１ミラー(4c1)；および、第２組の第１ミラー(4c1)の反射光を受け、該反射光を前記レンズ(1)に向けて反射するように、光軸Ｚoに平行で光軸Ｚoから所定の距離だけＸ，Ｙ方向に離れた位置(X1,0)にあるＺd軸に対して、それ自身の上にとったＰc２軸が所定の角度αをなし、かつ、Ｐc２軸を中心に所定の角度βだけ回転した、平面状のミラーである第２組の第２ミラー(4c2)；を更に備え、
第２組の第１および第２ミラーが、撮影対象物をＹ方向に分割した領域の１つである前記光軸Ｚ o が突当る領域の前記撮像素子上の投影領域にＸ方向に並べて、前記光軸Ｚ a が突当る領域の投影領域の反対側に、前記撮影対象物の前記Ｙ方向に分割した領域のもう１つである前記光軸Ｚ c が突当る領域を投影する。
【００１２】
これによれば、撮影対象物(5)の例えば縦上半分を、第１組の第１および第２ミラー(4a1,4a2)で撮像素子(2)の横左半分に投影し、縦下半分は、第２組の第１および第２ミラー(4c1,4c2)で撮像素子(2)の横右半分に投影して、撮影対象物(5)の縦全体像を上下２分割で、横方向に並べて一度に結像することができる。または、撮影対象物(5)の例えば縦上１／３領域を、第１組の第１および第２ミラー (4a1,4a2)で撮像素子(2)の横左１／３領域に投影し、縦下１／３領域は、第２組の第１および第２ミラー(4c1,4c2)で撮像素子(2)の横右１／３領域に投影し、そして横中央の１／３領域にはレンズ(1)のみの結像により撮影対象物(5)の縦中央の１／３領域を投影して、撮影対象物(5)の縦全体像を上下３割で、横方向に並べて一度に結像することができる。
【００１３】
これにより、投影倍率を１／２あるいは１／３に下げることなく対象物(5)の全体を撮影しうる。すなわち、テレビカメラ(3)の撮像素子(2)の縦方向画素数により制限された、縦方向の分解能が約２倍又は３倍に拡大できる。撮像素子(2)を２個あるいは３個に増やす必要がなく、画像処理装置の付加或いは撮像切替器の付加も必要がない。またテレビカメラを移動又は回転させる機構も必要がないので、装置コストを大幅に上げてしまうことがない。又、データ処理量も格別に増大しないので、画像データ処理時間は格別に長くならない。
【００１４】
（３）第２組の第１および第２ミラー(4c1,4c2)は、前記光軸Ｚoに関して、第１組の第１および第２ミラー(4a1,4a2)と対称な位置にある。これによれば、第１組と第２組のミラーによる撮像素子(2)への投影像が同一の投影倍率となり、画像処理が容易である。
【００１５】
（４）前記光軸Ｚo上にあって、該光軸Ｚoが突当る撮影対象物(5)の、前記第１組の第１および第２ミラー(4a1,4a2)と前記レンズ(1)による第１撮影領域とは少くとも部分的に異なる領域を、前記レンズ(1)を通して前記撮像素子(2)に、第１撮影領域の倍率およびピントと実質上同一に投影する付加レンズ(4b)、を更に備える。これによれば、ミラーを介する撮影画像と、付加レンズ(4b)を介する撮影画像とが、撮像素子(2)上で同一倍率およびピントとなり、画像処理が容易である。
【００１６】
（５）本発明の第１態様の撮像装置は、Ｘ o ，Ｙ o 平面に平行な平面に多数の光電変換単位素子が２次元に分布した撮像素子、および、前記Ｘ o ，Ｙ o 平面に直交する光軸Ｚ o を有し該撮像素子に画像を投影するレンズを備えるテレビカメラ；
前記光軸Ｚ o と平行で、光軸Ｚ o から所定の距離だけＸＹ方向に離れた位置にあるＺ a 軸に対して、それ自身の上にとったＰ a １軸が所定の角度αをなし、かつ、Ｐ a １軸を中心に所定の角度βだけ回転した、平面状のミラーである第１組の第１ミラー；
第１組の第１ミラーの反射光を受け、該反射光を前記レンズに向けて反射するように、光軸Ｚ o と平行で、光軸Ｚ o から所定の距離だけＸＹ方向に離れた位置にあるＺ b 軸に対し て、それ自身の上にとったＰ a ２軸が所定の角度αをなし、かつ、Ｐ a ２軸を中心に所定の角度βだけ回転した、平面状のミラーである第１組の第２ミラー；
前記光軸Ｚ o と平行で、前記Ｚ a 軸との間に光軸Ｚ o を置くように光軸Ｚ o から所定の距離だけＸＹ方向に離れた位置にあるＺ c 軸に対して、それ自身の上にとったＰ c １軸が所定の角度αをなし、かつ、Ｐ c １軸を中心に所定の角度βだけ回転した、平面状のミラーである第２組の第１ミラー；および、
第２組の第１ミラーの反射光を受け、該反射光を前記レンズに向けて反射するように、光軸Ｚ o に平行で光軸Ｚ o から所定の距離だけＸ，Ｙ方向に離れた位置にあるＺ d 軸に対して、それ自身の上にとったＰ c ２軸が所定の角度αをなし、かつ、Ｐ c ２軸を中心に所定の角度βだけ回転した、平面状のミラーである第２組の第２ミラー (4c2) ；を備え、
第１組の第１および第２ミラーが、撮影対象物をＹ方向に分割した領域の１つである前記光軸Ｚ a が突当る第１領域を、前記撮像素子上の、Ｘ方向に分割した１領域に投影し；
第２組の第１および第２ミラーが、前記撮影対象物の前記Ｙ方向に分割した領域のもう１つである前記光軸Ｚ c が突当る第２領域を、前記撮像素子上の、前記Ｘ方向に分割したもう１つの領域に投影する。
【００１７】
これによれば、撮影対象物 (5) の例えば縦上半分を、第１組の第１および第２ミラー (4a1,4a2) で撮像素子 (2) の横左半分に投影し、縦下半分は、第２組の第１および第２ミラー (4c1,4c2) で撮像素子 (2) の横左半分に投影して、撮影対象物 (5) の縦全体像を上下２分割で、横方向に並べて一度に結像することができる。これにより、投影倍率を１／２に下げることなく対象物 (5) の全体を撮影しうる。すなわち、テレビカメラ (3) の撮像素子 (2) の縦方向画素数により制限された、縦方向の分解能が約２倍に拡大できる。撮像素子 (2) を２個に増やす必要がなく、画像処理装置の付加或いは撮像切替器の付加も必要がない。またテレビカメラを移動又は回転させる機構も必要がないので、装置コストを大幅に上げてしまうことがない。又、データ処理量も格別に増大しないので、画像データ処理時間は格別に長くならない。
【００１８】
本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の説明より明らかになろう。
【００１９】
【実施例】
図１に本発明の一実施例の外観を示す。この実施例は、スリット光源６からレーザスリット光７を、形状測定対象の物体すなわち撮影対象物５に投射し、対象物５上のスリット光７の像すなわち光切断線８の縦方向全長を、アタッチメント９およびテレビカメラ３でなる撮像装置にて、一度に撮影するものである。
【００２０】
図２に、アタッチメント９およびテレビカメラ３の内部要素を示す。撮像対象物５の上側の約１／３の領域５aを撮像するように、テレビカメラ３の光軸Ｚo軸と平行で、Ｚo軸から所定の距離だけＸＹ方向に離れた位置（Ｘ２，Ｙ２）にあるＺa軸上に、第１組の第１ミラー４ａ１が配置されている。この第１ミラー４ａ１の中心軸Ｐａ１がＺa軸とαの角度をなす。第１ミラー４ａ１は、その中心軸Ｐａ１を中心に角度βだけ回転した姿勢に設定されている。
【００２１】
第１組の第１ミラー４a１からの反射光を受け、その光をテレビカメラ３のレンズ１に向けて反射するように、Ｚo軸と平行で、Ｚo軸から所定の距離だけＸＹ方向に離れた位置（−Ｘ１，０）にあるＺb軸上に、第１組の第２ミラー４ａ２が配置されている。この第２ミラー４ａ２の中心軸Ｐa２がＺb軸と角度αをなす。第２ミラー４ａ２は、中心軸Ｐa２を中心に角度βだけ回転した姿勢に設定されている。
【００２２】
したがって第１組の第１ミラー４ａ１と第２ミラー４ａ２とは平行であり、レンズ１の中心と第２ミラー４ａ２の中心とを結ぶ光路を、平行移動して第１ミラー４ａ１の中心を通る位置に置いたと仮定すると、この仮定線の前方の領域５ａが、撮像素子２の領域２ａに投影される。
【００２３】
第１組の第１および第２ミラーと同様な第２組の第１ミラー４ｃ１および第２ミラー４ｃ２が、第１組のものを、光軸Ｚｏを中心にちょうど１８０°回転させた位置および姿勢で配置されている。
【００２４】
すなわち、撮像対象物５の下側の約１／３の領域５cを撮像するように、光軸Ｚoと平行で、光軸Ｚoから所定の距離だけＸＹ方向に離れた位置（−Ｘ２，−Ｙ２）にあるＺｃ軸上に第２組の第１ミラー４ｃ１が配置され、その中心軸Ｐc１がＺｃ軸と角度αをなす。そして、第１ミラー４ｃ１は、中心軸Ｐc１を中心に角度βだけ回転した姿勢である。
【００２５】
第２組の第１ミラー４c１からの反射光を受けその光をレンズ１に向けて反射するように、Ｚo軸から所定の距離だけＸ，Ｙ方向に離れた位置（Ｘ１，０）にあるＺd軸上に第２組の第２ミラー４ｃ２が配置され、その中心軸Ｐc２がＺｄ軸に対して角度αをなす。そして、第２ミラー４ｃ２は、中心軸Ｐc２を中心に角度βだけ回転した姿勢である。
【００２６】
したがって第２組の第１ミラー４ｃ１と第２ミラー４ｃ２とは平行であり、レンズ１の中心と第２ミラー４ｃ２の中心とを結ぶ光路を、平行移動して第１ミラー４ｃ１の中心を通る位置に置いたと仮定すると、この仮定線の前方の領域５ｂが、撮像素子２の領域２ｃに投影される。
【００２７】
上述のように、第１組のミラー４a１，ミラー４a２に対して第２組のミラー４ c１，ミラー４c２が、前者をカメラ３の光軸Ｚｏを中心に１８０°回転させた位置および姿勢であるので、すなわち、第１組のミラー４a１，ミラー４a２と第２組のミラー４c１，ミラー４c２が、光軸Ｚｏに関して対称に位置するので、両組の光学系の経路長は同一であり、撮影倍率が同一である。
【００２８】
テレビカメラ３の光軸Ｚｏ上には、対象物５の中央部分の１／３の領域である領域５bからの光を集光しカメラ３のレンズ１に与えるレンズ４ｂが配置されている。このレンズ４ｂは、領域５ｂの画像を、第１組のミラー４a１，ミラー４a２および第２組のミラー４c１，ミラー４c２の光学系の経路長と同一の経路長さを見かけ上作り出して、第１組および第２組のミラー光学系の倍率とピントと同一とするものである。レンズ４ｂの構成を図３に示す。
【００２９】
図３は、図２に示す光学系を、Ｚａ，ＺｂおよびＺｃ軸を含むＹ，Ｚ平面で分断して見た断面図である。この実施例では、レンズ４ｂは、図３に示すように、凸レンズ４ｂ２と凹レンズ４ｂ１の２つのレンズを組み合わせたレンズである。領域５aを観測する第１組の第１ミラー４a１および第２ミラー４a２（ならびに領域５cを観測する第２組の第１ミラー４c１および第２ミラー４c２）の光学系の経路長は、直接に領域５bを観測する経路長とｄなる距離の違いがある。このため、領域５a（領域５ｃ）にピントが合うようにレンズ４bを調節すると、領域５bよりも距離ｄだけ遠くにある領域５bｉにピントが合うことになり、対象物５が置かれている領域５bではピントが合わず、倍率も領域５a（領域５ｃ）と異なる。そこで、図３のように、凸レンズ４ｂ２により集光する光を、凹レンズ４ｂ１により拡散させることで、丁度領域５bにおいてピントが合うようにした。したがって、第１組のミラー光学系（４ａ１，４ａ２），第２組のミラー光学系（４ｃ１，４ｃ２）および付加レンズ４ｂの光学系によって、それぞれ撮像素子２に投影される領域５ａ，５ｃおよび５ｂの、撮像素子２上の倍率およびピントが同一である。
【００３０】
上述の第１組のミラー光学系（４ａ１，４ａ２），第２組のミラー光学系（４ｃ１，４ｃ２）および付加レンズ４ｂは、図１に示すアタッチメント９内にあり、アタッチメント９は、テレビカメラ３に着脱可である。アタッチメント９を図１に示すようにテレビカメラ３に装着しているときには、テレビカメラ３とアタッチンメント９内のミラーおよびレンズとの組合せで、図２および図３に示す上述の３光路の撮影光学系が形成されている。
【００３１】
これにより、撮像素子２の一画面分の画像信号を、従来の一画面分の画像処理と同様に処理（光切断線８の撮影像の切出し）をして、横並び３領域の画像を縦並び３領域の画像（領域５ａ〜５ｃの図２に示す配列と同じ配列）に変換して、変換した画像に対して形状計測のための演算処理を施せばよい。領域５ａ，５ｃと５ｂとの間に投影倍率差がある場合には、一方（例えば５ｂ）の画像に対して他方の倍率に合せるための、画像データの変倍処理が必要となるが、本実施例ではこのような処理を必要としない。
【００３２】
以上のように、１台のテレビカメラ３により対象物５を縦に３分割した画像を、テレビカメラ３の撮像素子２上に、横方向に一度に結像することができる。これにより、テレビカメラ３の撮像素子２の垂直方向画素数により制限された、縦方向の分解能が約３倍に拡大できる。
【００３３】
一方、例えば、アタッチメント９を付けたテレビカメラ３をその光軸Ｚｏを中心に９０°廻わした姿勢として、上に凸の物体（５）の形状を計測するための撮影を行なうことができる。この場合、物体（５）の凸部を上側および両側からの３方向同時に撮像できる。角度αを小さく設定することにより、死角の少ない撮像装置を低コストに提供できる。
【００３４】
なお、図４に示すように、第１組のミラー光学系（４ａ１，４ａ２）および第２組のミラー光学系（４ｃ１，４ｃ２）でそれぞれ撮像素子２の左半分と右半分に像を投影するようにすることにより、縦方向を２分割にした撮影ができる。この場合、レンズ４ｂが省略となるので、アタッチメント９の内部構造が簡易になる。この態様では、１台のテレビカメラ３により対象物５を縦に２分割した画像を、テレビカメラ３の撮像素子２上に、横方向に一度に結像することができる。これにより、テレビカメラ３の撮像素子２の垂直方向画素数により制限された、縦方向の分解能が約２倍に拡大できる。
【００３５】
また、第１組のミラー光学系（４ａ１，４ａ２）および第２組のミラー光学系（４ｃ１，４ｃ２）の一方、例えば第２組のミラー光学系、を省略して第１組のミラー光学系（４ａ１，４ａ２）およびレンズ４ｂでそれぞれ撮像素子２の左半分と右半分に像を投影するようにすることにより、縦方向を２分割にした撮影ができる。この態様でも、１台のテレビカメラ３により対象物５を縦に２分割した画像を、テレビカメラ３の撮像素子２上に、横方向に一度に結像することができる。これにより、テレビカメラ３の撮像素子２の垂直方向画素数により制限された、縦方向の分解能が約２倍に拡大できる。
【００３６】
いずれにしても、撮像素子，画像処理装置或いは撮像切替器，移動又は回転機構を用いなくても比較的に細長い物体の全長を比較的に高い分解能で撮影することが可能であり、大幅に装置コストを低下させることが出来る。又、データ処理量も少なく、画像処理時間は短い。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例の外観を示す斜視図である。
【図２】 図１に示すテレビカメラ３とアタッチメント９との組合せによって形成された光学系の概要を示す拡大斜視図である。
【図３】 図１に示すテレビカメラ３とアタッチメント９との組合せによって形成された光学系の中央断面を示す拡大断面図である。
【図４】 本発明のもう１つの実施例の、テレビカメラ３とアタッチメント９内ミラーの組合せよって形成された光学系の概要を示す拡大斜視図である。
【符号の説明】
１：レンズ
２：撮像素子
２ａ，２ｂ，２ｃ：画像投影領域
３：テレビカメラ
４ａ１：第１組の第１ミラー
４ａ２：第２組の第２ミラー
４ｂ：レンズ
４ｂ１：凸レンズ
４ｂ２：凹レンズ
５：撮影対象物
５ａ，５ｂ，５ｃ：撮影領域
６：スリット光源
７：レーザスリット光
８：光切断線
９：アタッチメント
Ｚｏ：テレビカメラ３の光軸
【発明の属する技術分野】
本発明は、前方物体像を、多数の光電変換単位素子が２次元分布する撮像素子に投影して画像を表わす電気信号に変換する撮像装置に関し、特に、縦横比が大きい細長い領域の物体像の像全体を撮像素子の光電変換面内に投影するに好適な撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に２次元撮像素子の光電変換面の縦横比は１に近い。すなわち縦長と横長の差は小さい。しかし、縦横比が１より大きく掛け離れた物体又は画像を撮影しなければならないことも多い。例えば、物体の形状認識のために、物体にスリット状にレーザ光を投射し、物体上のスリット光像（光切断線）を撮影して、該光像の形状に基づいて撮影物体の形状および又は寸法を算出する形状測定では、撮影物体全体上の光切断線の全長を１画面内に収めると、形状を把握する演算が容易である。ところが、要求される形状測定精度が高いと、投影倍率を小さくすることができず、光切断線の全体を一画面内に収めることができない。撮像素子の光電変換面の縦横比に対して、撮影物体の縦横比が大きくずれている場合には、例えば、撮影物体が縦長であると、撮影画面上で横方向には広い空間があくにもかかわらず、撮影物体の縦長全体を一画面内に収めるために投影倍率を小さくしなければならない。これは、形状測定精度を下げてしまうことになる。
【０００３】
これを図１を参照して具体的に説明すると、光切断法による従来の形状測定においては、水平方向Ｘの分離能に比べ、垂直方向Ｙの分解能が劣っていることが問題であった。これは、水平方向Ｘについては、テレビカメラ３が水平に走査されるため、光切断線８の水平方向の重心を求めることで、その分解能を、テレビカメラ３内の撮像素子である２次元ＣＣＤの水平方向画素数できまる値の２〜３倍に向上させることができるのに対し、垂直方向Ｙは、２次元ＣＣＤの垂直画素数で分解能が決まるためであった。
【０００４】
ところが、死角の関係から、光切断線８がテレビカメラ３の撮像素子の水平方向に移動する範囲は、撮像素子の全水平画素の１／２〜１／３程度に設計するのが一般的である。１／２程度又は１／３に設計した場合、全水平画素の半分領域又は１／３領域に有意な像があるが、他の領域は無駄である。しかし撮像素子の垂直方向には、例えば図１に示すように対象物５が縦長の場合、撮像素子の全垂直画素の範囲内に光切断線８の縦方向全長を収めようとすると、撮像素子への投影倍率を小さくしなければならない。すると、撮像素子の１画素ピッチ当りの光切断線８の長さが大きくなり、光切断線８の撮影分解能が下がる。すなわち形状測定精度が下がる。
【０００５】
このような問題を改善するために従来は、１．撮像素子を複数使用する方法（特開平５−１６４５２１号公報：光学式形状測定装置）、および、２．ズームレンズで高分解能化したカメラに首振り等の移動機構又は回転機構を付ける方法（特開平６−７６１０６号公報：文字画像入力装置）、が提案されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記１．の方法では、複数の撮像素子と複数の画像処理装置、或いは、複数の撮像素子と１つの画像処理装置および切替器が必要である。加えて、データ処理量が倍以上となり、画像処理および形状認識のための演算が複雑になる。一方上記２．の方法では、移動機構又は回転機構が必要であり、コストが高い。更に移動又は回転機構の動作時間が必要で計測に時間がかかるばかりでなく、移動又は回転の位置誤差が加わる。また、データ処理量が増え、画像処理および形状認識のための演算が複雑になる。
【０００７】
本発明は、細長い物体を高い分解能で撮影することを目的とする。換言すると、撮像素子の光電変換面の縦横比に対して、撮影物体の縦横比が大きくずれている場合にも、格別に投影倍率を小さくすることなく、撮影物体の広い領域を一画面内に撮影することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
（１）本発明の第１態様の撮像装置は、Ｘo，Ｙo平面に平行な平面に多数の光電変換単位素子が２次元に分布した撮像素子(2)、および、前記Ｘo，Ｙo平面に直交する光軸Ｚoを有し該撮像素子(2)に画像を投影するレンズ(1)を備えるテレビカメラ(3)；
前記光軸Ｚoと平行で、光軸Ｚoから所定の距離だけＸＹ方向に離れた位置(X2，Ｙ2)にあるＺa軸に対して、それ自身の上にとったＰa１軸が所定の角度αをなし、かつ、Ｐa１軸を中心に所定の角度βだけ回転した、平面状のミラーである第１組の第１ミラー(4a1)；および、
第１組の第１ミラー(4a1)の反射光を受け、該反射光を前記レンズ(1)に向けて反射するように、光軸Ｚoと平行で、光軸Ｚoから所定の距離だけＸＹ方向に離れた位置(−Ｘ1,0)にあるＺb軸に対して、それ自身の上にとったＰa２軸が所定の角度αをなし、かつ、Ｐa２軸を中心に所定の角度βだけ回転した、平面状のミラーである第１組の第２ミラー(4a2)；を備え、
第１組の第１および第２ミラーが、撮影対象物をＹ方向に分割した領域の１つである前記光軸Ｚ o が突当る領域の前記撮像素子上の投影領域にＸ方向に並べて、前記撮影対象物の前記Ｙ方向に分割した領域のもう１つである前記光軸Ｚ a が突当る領域を、投影する。
【０００９】
なお、理解を容易にするためにカッコ内には、図面に示し後述する実施例の対応要素の符号を、参考までに付記した。
【００１０】
これによれば、撮影対象物(5)の例えば縦上半分を、第１組の第１および第２ミラー(4a1,4a2)で撮像素子(2)の横左半分に投影し、横右半分にはレンズ(1)のみの結像により撮影対象物(5)の縦下半分を投影して、撮影対象物(5)の縦全体像を上下２分割で、横方向に並べて一度に結像することができる。これにより、投影倍率を１／２に下げることなく対象物(5)の全体を撮影しうる。すなわち、テレビカメラ(3)の撮像素子(2)の縦方向画素数により制限された、縦方向の分解能が約２倍に拡大できる。撮像素子(2)を２個に増やす必要がなく、画像処理装置の付加或いは撮像切替器の付加も必要がない。またテレビカメラを移動又は回転させる機構も必要がないので、装置コストを大幅に上げてしまうことがない。又、データ処理量も格別に増大しないので、画像データ処理時間は格別に長くならない。
【００１１】
【発明の実施の形態】
（２）前記光軸Ｚoと平行で、前記Ｚa軸との間に光軸Ｚoを置くように光軸Ｚoから所定の距離だけＸＹ方向に離れた位置(−Ｘ2,−Ｙ2)にあるＺc軸に対して、それ自身の上にとったＰc１軸が所定の角度αをなし、かつ、Ｐc１軸を中心に所定の角度βだけ回転した、平面状のミラーである第２組の第１ミラー(4c1)；および、第２組の第１ミラー(4c1)の反射光を受け、該反射光を前記レンズ(1)に向けて反射するように、光軸Ｚoに平行で光軸Ｚoから所定の距離だけＸ，Ｙ方向に離れた位置(X1,0)にあるＺd軸に対して、それ自身の上にとったＰc２軸が所定の角度αをなし、かつ、Ｐc２軸を中心に所定の角度βだけ回転した、平面状のミラーである第２組の第２ミラー(4c2)；を更に備え、
第２組の第１および第２ミラーが、撮影対象物をＹ方向に分割した領域の１つである前記光軸Ｚ o が突当る領域の前記撮像素子上の投影領域にＸ方向に並べて、前記光軸Ｚ a が突当る領域の投影領域の反対側に、前記撮影対象物の前記Ｙ方向に分割した領域のもう１つである前記光軸Ｚ c が突当る領域を投影する。
【００１２】
これによれば、撮影対象物(5)の例えば縦上半分を、第１組の第１および第２ミラー(4a1,4a2)で撮像素子(2)の横左半分に投影し、縦下半分は、第２組の第１および第２ミラー(4c1,4c2)で撮像素子(2)の横右半分に投影して、撮影対象物(5)の縦全体像を上下２分割で、横方向に並べて一度に結像することができる。または、撮影対象物(5)の例えば縦上１／３領域を、第１組の第１および第２ミラー (4a1,4a2)で撮像素子(2)の横左１／３領域に投影し、縦下１／３領域は、第２組の第１および第２ミラー(4c1,4c2)で撮像素子(2)の横右１／３領域に投影し、そして横中央の１／３領域にはレンズ(1)のみの結像により撮影対象物(5)の縦中央の１／３領域を投影して、撮影対象物(5)の縦全体像を上下３割で、横方向に並べて一度に結像することができる。
【００１３】
これにより、投影倍率を１／２あるいは１／３に下げることなく対象物(5)の全体を撮影しうる。すなわち、テレビカメラ(3)の撮像素子(2)の縦方向画素数により制限された、縦方向の分解能が約２倍又は３倍に拡大できる。撮像素子(2)を２個あるいは３個に増やす必要がなく、画像処理装置の付加或いは撮像切替器の付加も必要がない。またテレビカメラを移動又は回転させる機構も必要がないので、装置コストを大幅に上げてしまうことがない。又、データ処理量も格別に増大しないので、画像データ処理時間は格別に長くならない。
【００１４】
（３）第２組の第１および第２ミラー(4c1,4c2)は、前記光軸Ｚoに関して、第１組の第１および第２ミラー(4a1,4a2)と対称な位置にある。これによれば、第１組と第２組のミラーによる撮像素子(2)への投影像が同一の投影倍率となり、画像処理が容易である。
【００１５】
（４）前記光軸Ｚo上にあって、該光軸Ｚoが突当る撮影対象物(5)の、前記第１組の第１および第２ミラー(4a1,4a2)と前記レンズ(1)による第１撮影領域とは少くとも部分的に異なる領域を、前記レンズ(1)を通して前記撮像素子(2)に、第１撮影領域の倍率およびピントと実質上同一に投影する付加レンズ(4b)、を更に備える。これによれば、ミラーを介する撮影画像と、付加レンズ(4b)を介する撮影画像とが、撮像素子(2)上で同一倍率およびピントとなり、画像処理が容易である。
【００１６】
（５）本発明の第１態様の撮像装置は、Ｘ o ，Ｙ o 平面に平行な平面に多数の光電変換単位素子が２次元に分布した撮像素子、および、前記Ｘ o ，Ｙ o 平面に直交する光軸Ｚ o を有し該撮像素子に画像を投影するレンズを備えるテレビカメラ；
前記光軸Ｚ o と平行で、光軸Ｚ o から所定の距離だけＸＹ方向に離れた位置にあるＺ a 軸に対して、それ自身の上にとったＰ a １軸が所定の角度αをなし、かつ、Ｐ a １軸を中心に所定の角度βだけ回転した、平面状のミラーである第１組の第１ミラー；
第１組の第１ミラーの反射光を受け、該反射光を前記レンズに向けて反射するように、光軸Ｚ o と平行で、光軸Ｚ o から所定の距離だけＸＹ方向に離れた位置にあるＺ b 軸に対し て、それ自身の上にとったＰ a ２軸が所定の角度αをなし、かつ、Ｐ a ２軸を中心に所定の角度βだけ回転した、平面状のミラーである第１組の第２ミラー；
前記光軸Ｚ o と平行で、前記Ｚ a 軸との間に光軸Ｚ o を置くように光軸Ｚ o から所定の距離だけＸＹ方向に離れた位置にあるＺ c 軸に対して、それ自身の上にとったＰ c １軸が所定の角度αをなし、かつ、Ｐ c １軸を中心に所定の角度βだけ回転した、平面状のミラーである第２組の第１ミラー；および、
第２組の第１ミラーの反射光を受け、該反射光を前記レンズに向けて反射するように、光軸Ｚ o に平行で光軸Ｚ o から所定の距離だけＸ，Ｙ方向に離れた位置にあるＺ d 軸に対して、それ自身の上にとったＰ c ２軸が所定の角度αをなし、かつ、Ｐ c ２軸を中心に所定の角度βだけ回転した、平面状のミラーである第２組の第２ミラー (4c2) ；を備え、
第１組の第１および第２ミラーが、撮影対象物をＹ方向に分割した領域の１つである前記光軸Ｚ a が突当る第１領域を、前記撮像素子上の、Ｘ方向に分割した１領域に投影し；
第２組の第１および第２ミラーが、前記撮影対象物の前記Ｙ方向に分割した領域のもう１つである前記光軸Ｚ c が突当る第２領域を、前記撮像素子上の、前記Ｘ方向に分割したもう１つの領域に投影する。
【００１７】
これによれば、撮影対象物 (5) の例えば縦上半分を、第１組の第１および第２ミラー (4a1,4a2) で撮像素子 (2) の横左半分に投影し、縦下半分は、第２組の第１および第２ミラー (4c1,4c2) で撮像素子 (2) の横左半分に投影して、撮影対象物 (5) の縦全体像を上下２分割で、横方向に並べて一度に結像することができる。これにより、投影倍率を１／２に下げることなく対象物 (5) の全体を撮影しうる。すなわち、テレビカメラ (3) の撮像素子 (2) の縦方向画素数により制限された、縦方向の分解能が約２倍に拡大できる。撮像素子 (2) を２個に増やす必要がなく、画像処理装置の付加或いは撮像切替器の付加も必要がない。またテレビカメラを移動又は回転させる機構も必要がないので、装置コストを大幅に上げてしまうことがない。又、データ処理量も格別に増大しないので、画像データ処理時間は格別に長くならない。
【００１８】
本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の説明より明らかになろう。
【００１９】
【実施例】
図１に本発明の一実施例の外観を示す。この実施例は、スリット光源６からレーザスリット光７を、形状測定対象の物体すなわち撮影対象物５に投射し、対象物５上のスリット光７の像すなわち光切断線８の縦方向全長を、アタッチメント９およびテレビカメラ３でなる撮像装置にて、一度に撮影するものである。
【００２０】
図２に、アタッチメント９およびテレビカメラ３の内部要素を示す。撮像対象物５の上側の約１／３の領域５aを撮像するように、テレビカメラ３の光軸Ｚo軸と平行で、Ｚo軸から所定の距離だけＸＹ方向に離れた位置（Ｘ２，Ｙ２）にあるＺa軸上に、第１組の第１ミラー４ａ１が配置されている。この第１ミラー４ａ１の中心軸Ｐａ１がＺa軸とαの角度をなす。第１ミラー４ａ１は、その中心軸Ｐａ１を中心に角度βだけ回転した姿勢に設定されている。
【００２１】
第１組の第１ミラー４a１からの反射光を受け、その光をテレビカメラ３のレンズ１に向けて反射するように、Ｚo軸と平行で、Ｚo軸から所定の距離だけＸＹ方向に離れた位置（−Ｘ１，０）にあるＺb軸上に、第１組の第２ミラー４ａ２が配置されている。この第２ミラー４ａ２の中心軸Ｐa２がＺb軸と角度αをなす。第２ミラー４ａ２は、中心軸Ｐa２を中心に角度βだけ回転した姿勢に設定されている。
【００２２】
したがって第１組の第１ミラー４ａ１と第２ミラー４ａ２とは平行であり、レンズ１の中心と第２ミラー４ａ２の中心とを結ぶ光路を、平行移動して第１ミラー４ａ１の中心を通る位置に置いたと仮定すると、この仮定線の前方の領域５ａが、撮像素子２の領域２ａに投影される。
【００２３】
第１組の第１および第２ミラーと同様な第２組の第１ミラー４ｃ１および第２ミラー４ｃ２が、第１組のものを、光軸Ｚｏを中心にちょうど１８０°回転させた位置および姿勢で配置されている。
【００２４】
すなわち、撮像対象物５の下側の約１／３の領域５cを撮像するように、光軸Ｚoと平行で、光軸Ｚoから所定の距離だけＸＹ方向に離れた位置（−Ｘ２，−Ｙ２）にあるＺｃ軸上に第２組の第１ミラー４ｃ１が配置され、その中心軸Ｐc１がＺｃ軸と角度αをなす。そして、第１ミラー４ｃ１は、中心軸Ｐc１を中心に角度βだけ回転した姿勢である。
【００２５】
第２組の第１ミラー４c１からの反射光を受けその光をレンズ１に向けて反射するように、Ｚo軸から所定の距離だけＸ，Ｙ方向に離れた位置（Ｘ１，０）にあるＺd軸上に第２組の第２ミラー４ｃ２が配置され、その中心軸Ｐc２がＺｄ軸に対して角度αをなす。そして、第２ミラー４ｃ２は、中心軸Ｐc２を中心に角度βだけ回転した姿勢である。
【００２６】
したがって第２組の第１ミラー４ｃ１と第２ミラー４ｃ２とは平行であり、レンズ１の中心と第２ミラー４ｃ２の中心とを結ぶ光路を、平行移動して第１ミラー４ｃ１の中心を通る位置に置いたと仮定すると、この仮定線の前方の領域５ｂが、撮像素子２の領域２ｃに投影される。
【００２７】
上述のように、第１組のミラー４a１，ミラー４a２に対して第２組のミラー４ c１，ミラー４c２が、前者をカメラ３の光軸Ｚｏを中心に１８０°回転させた位置および姿勢であるので、すなわち、第１組のミラー４a１，ミラー４a２と第２組のミラー４c１，ミラー４c２が、光軸Ｚｏに関して対称に位置するので、両組の光学系の経路長は同一であり、撮影倍率が同一である。
【００２８】
テレビカメラ３の光軸Ｚｏ上には、対象物５の中央部分の１／３の領域である領域５bからの光を集光しカメラ３のレンズ１に与えるレンズ４ｂが配置されている。このレンズ４ｂは、領域５ｂの画像を、第１組のミラー４a１，ミラー４a２および第２組のミラー４c１，ミラー４c２の光学系の経路長と同一の経路長さを見かけ上作り出して、第１組および第２組のミラー光学系の倍率とピントと同一とするものである。レンズ４ｂの構成を図３に示す。
【００２９】
図３は、図２に示す光学系を、Ｚａ，ＺｂおよびＺｃ軸を含むＹ，Ｚ平面で分断して見た断面図である。この実施例では、レンズ４ｂは、図３に示すように、凸レンズ４ｂ２と凹レンズ４ｂ１の２つのレンズを組み合わせたレンズである。領域５aを観測する第１組の第１ミラー４a１および第２ミラー４a２（ならびに領域５cを観測する第２組の第１ミラー４c１および第２ミラー４c２）の光学系の経路長は、直接に領域５bを観測する経路長とｄなる距離の違いがある。このため、領域５a（領域５ｃ）にピントが合うようにレンズ４bを調節すると、領域５bよりも距離ｄだけ遠くにある領域５bｉにピントが合うことになり、対象物５が置かれている領域５bではピントが合わず、倍率も領域５a（領域５ｃ）と異なる。そこで、図３のように、凸レンズ４ｂ２により集光する光を、凹レンズ４ｂ１により拡散させることで、丁度領域５bにおいてピントが合うようにした。したがって、第１組のミラー光学系（４ａ１，４ａ２），第２組のミラー光学系（４ｃ１，４ｃ２）および付加レンズ４ｂの光学系によって、それぞれ撮像素子２に投影される領域５ａ，５ｃおよび５ｂの、撮像素子２上の倍率およびピントが同一である。
【００３０】
上述の第１組のミラー光学系（４ａ１，４ａ２），第２組のミラー光学系（４ｃ１，４ｃ２）および付加レンズ４ｂは、図１に示すアタッチメント９内にあり、アタッチメント９は、テレビカメラ３に着脱可である。アタッチメント９を図１に示すようにテレビカメラ３に装着しているときには、テレビカメラ３とアタッチンメント９内のミラーおよびレンズとの組合せで、図２および図３に示す上述の３光路の撮影光学系が形成されている。
【００３１】
これにより、撮像素子２の一画面分の画像信号を、従来の一画面分の画像処理と同様に処理（光切断線８の撮影像の切出し）をして、横並び３領域の画像を縦並び３領域の画像（領域５ａ〜５ｃの図２に示す配列と同じ配列）に変換して、変換した画像に対して形状計測のための演算処理を施せばよい。領域５ａ，５ｃと５ｂとの間に投影倍率差がある場合には、一方（例えば５ｂ）の画像に対して他方の倍率に合せるための、画像データの変倍処理が必要となるが、本実施例ではこのような処理を必要としない。
【００３２】
以上のように、１台のテレビカメラ３により対象物５を縦に３分割した画像を、テレビカメラ３の撮像素子２上に、横方向に一度に結像することができる。これにより、テレビカメラ３の撮像素子２の垂直方向画素数により制限された、縦方向の分解能が約３倍に拡大できる。
【００３３】
一方、例えば、アタッチメント９を付けたテレビカメラ３をその光軸Ｚｏを中心に９０°廻わした姿勢として、上に凸の物体（５）の形状を計測するための撮影を行なうことができる。この場合、物体（５）の凸部を上側および両側からの３方向同時に撮像できる。角度αを小さく設定することにより、死角の少ない撮像装置を低コストに提供できる。
【００３４】
なお、図４に示すように、第１組のミラー光学系（４ａ１，４ａ２）および第２組のミラー光学系（４ｃ１，４ｃ２）でそれぞれ撮像素子２の左半分と右半分に像を投影するようにすることにより、縦方向を２分割にした撮影ができる。この場合、レンズ４ｂが省略となるので、アタッチメント９の内部構造が簡易になる。この態様では、１台のテレビカメラ３により対象物５を縦に２分割した画像を、テレビカメラ３の撮像素子２上に、横方向に一度に結像することができる。これにより、テレビカメラ３の撮像素子２の垂直方向画素数により制限された、縦方向の分解能が約２倍に拡大できる。
【００３５】
また、第１組のミラー光学系（４ａ１，４ａ２）および第２組のミラー光学系（４ｃ１，４ｃ２）の一方、例えば第２組のミラー光学系、を省略して第１組のミラー光学系（４ａ１，４ａ２）およびレンズ４ｂでそれぞれ撮像素子２の左半分と右半分に像を投影するようにすることにより、縦方向を２分割にした撮影ができる。この態様でも、１台のテレビカメラ３により対象物５を縦に２分割した画像を、テレビカメラ３の撮像素子２上に、横方向に一度に結像することができる。これにより、テレビカメラ３の撮像素子２の垂直方向画素数により制限された、縦方向の分解能が約２倍に拡大できる。
【００３６】
いずれにしても、撮像素子，画像処理装置或いは撮像切替器，移動又は回転機構を用いなくても比較的に細長い物体の全長を比較的に高い分解能で撮影することが可能であり、大幅に装置コストを低下させることが出来る。又、データ処理量も少なく、画像処理時間は短い。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例の外観を示す斜視図である。
【図２】 図１に示すテレビカメラ３とアタッチメント９との組合せによって形成された光学系の概要を示す拡大斜視図である。
【図３】 図１に示すテレビカメラ３とアタッチメント９との組合せによって形成された光学系の中央断面を示す拡大断面図である。
【図４】 本発明のもう１つの実施例の、テレビカメラ３とアタッチメント９内ミラーの組合せよって形成された光学系の概要を示す拡大斜視図である。
【符号の説明】
１：レンズ
２：撮像素子
２ａ，２ｂ，２ｃ：画像投影領域
３：テレビカメラ
４ａ１：第１組の第１ミラー
４ａ２：第２組の第２ミラー
４ｂ：レンズ
４ｂ１：凸レンズ
４ｂ２：凹レンズ
５：撮影対象物
５ａ，５ｂ，５ｃ：撮影領域
６：スリット光源
７：レーザスリット光
８：光切断線
９：アタッチメント
Ｚｏ：テレビカメラ３の光軸
Claims (5)
- Ｘo，Ｙo平面に平行な平面に多数の光電変換単位素子が２次元に分布した撮像素子、および、前記Ｘo，Ｙo平面に直交する光軸Ｚoを有し該撮像素子に画像を投影するレンズを備えるテレビカメラ；
前記光軸Ｚoと平行で、光軸Ｚoから所定の距離だけＸＹ方向に離れた位置にあるＺa軸に対して、それ自身の上にとったＰa１軸が所定の角度αをなし、かつ、Ｐa１軸を中心に所定の角度βだけ回転した、平面状のミラーである第１組の第１ミラー；および、
第１組の第１ミラーの反射光を受け、該反射光を前記レンズに向けて反射するように、光軸Ｚoと平行で、光軸Ｚoから所定の距離だけＸＹ方向に離れた位置にあるＺb軸に対して、それ自身の上にとったＰa２軸が所定の角度αをなし、かつ、Ｐa２軸を中心に所定の角度βだけ回転した、平面状のミラーである第１組の第２ミラー；を備え、
第１組の第１および第２ミラーが、撮影対象物をＹ方向に分割した領域の１つである前記光軸Ｚ o が突当る領域の前記撮像素子上の投影領域にＸ方向に並べて、前記撮影対象物の前記Ｙ方向に分割した領域のもう１つである前記光軸Ｚ a が突当る領域を、投影する；撮像装置。 - 前記光軸Ｚoと平行で、前記Ｚa軸との間に光軸Ｚoを置くように光軸Ｚoから所定の距離だけＸＹ方向に離れた位置にあるＺc軸に対して、それ自身の上にとったＰc１軸が所定の角度αをなし、かつ、Ｐc１軸を中心に所定の角度βだけ回転した、平面状のミラーである第２組の第１ミラー；および、
第２組の第１ミラーの反射光を受け、該反射光を前記レンズに向けて反射するように、光軸Ｚoに平行で光軸Ｚoから所定の距離だけＸ，Ｙ方向に離れた位置にあるＺd軸に対して、それ自身の上にとったＰc２軸が所定の角度αをなし、かつ、Ｐc２軸を中心に所定の角度βだけ回転した、平面状のミラーである第２組の第２ミラー；を更に備え、
第２組の第１および第２ミラーが、撮影対象物をＹ方向に分割した領域の１つである前記光軸Ｚ o が突当る領域の前記撮像素子上の投影領域にＸ方向に並べて、前記光軸Ｚ a が突当る領域の投影領域の反対側に、前記撮影対象物の前記Ｙ方向に分割した領域のもう１つである前記光軸Ｚ c が突当る領域を投影する；請求項１記載の撮像装置。 - 第２組の第１および第２ミラーは、前記光軸Ｚoに関して、第１組の第１および第２ミラーと対称な位置にある、請求項２記載の撮像装置。
- 前記光軸Ｚo上にあって、該光軸Ｚoが突当る撮影対象物の、前記第１組の第１および第２ミラーと前記レンズによる第１撮影領域とは少くとも部分的に異なる領域を、前記レンズを通して前記撮像素子に、第１撮影領域の倍率およびピントと実質上同一に投影する付加レンズ、を更に備える請求項１又は請求項３記載の撮像装置。
- Ｘ o ，Ｙ o 平面に平行な平面に多数の光電変換単位素子が２次元に分布した撮像素子、および、前記Ｘ o ，Ｙ o 平面に直交する光軸Ｚ o を有し該撮像素子に画像を投影するレンズを備えるテレビカメラ；
前記光軸Ｚ o と平行で、光軸Ｚ o から所定の距離だけＸＹ方向に離れた位置にあるＺ a 軸に対して、それ自身の上にとったＰ a １軸が所定の角度αをなし、かつ、Ｐ a １軸を中心に所定の角度βだけ回転した、平面状のミラーである第１組の第１ミラー；
第１組の第１ミラーの反射光を受け、該反射光を前記レンズに向けて反射するように、光軸Ｚ o と平行で、光軸Ｚ o から所定の距離だけＸＹ方向に離れた位置にあるＺ b 軸に対して、それ自身の上にとったＰ a ２軸が所定の角度αをなし、かつ、Ｐ a ２軸を中心に所定の角度βだけ回転した、平面状のミラーである第１組の第２ミラー；
前記光軸Ｚ o と平行で、前記Ｚ a 軸との間に光軸Ｚ o を置くように光軸Ｚ o から所定の距離だけＸＹ方向に離れた位置にあるＺ c 軸に対して、それ自身の上にとったＰ c １軸が所定の角度αをなし、かつ、Ｐ c １軸を中心に所定の角度βだけ回転した、平面状のミラーである第２組の第１ミラー；および、
第２組の第１ミラーの反射光を受け、該反射光を前記レンズに向けて反射するように、光軸Ｚ o に平行で光軸Ｚ o から所定の距離だけＸ，Ｙ方向に離れた位置にあるＺ d 軸に対して、それ自身の上にとったＰ c ２軸が所定の角度αをなし、かつ、Ｐ c ２軸を中心に所定の角度βだけ回転した、平面状のミラーである第２組の第２ミラー；を備え、
第１組の第１および第２ミラーが、撮影対象物をＹ方向に分割した領域の１つである前記光軸Ｚ a が突当る第１領域を、前記撮像素子上の、Ｘ方向に分割した１領域に投影し；
第２組の第１および第２ミラーが、前記撮影対象物の前記Ｙ方向に分割した領域のもう１つである前記光軸Ｚ c が突当る第２領域を、前記撮像素子上の、前記Ｘ方向に分割したもう１つの領域に投影する；
撮像装置。
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