JP4807720B2 - Attachment for omnidirectional photography - Google Patents
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Description
この発明は、カメラのレンズに装着して当該レンズの光軸を中心とする360度の視野範囲を1枚のフィルムないし受像素子に円環状の画像として結像させるのに用いる全方位撮影用アタッチメントに関するものである。 The present invention is for omnidirectional photography that is attached to a lens of a camera and used to form a 360-degree field of view centered on the optical axis of the lens on a single film or image receiving element as an annular image. It is about attachment.
ある地点における全方位の景観を撮影したパノラマ画像を得るため、あるいは1台のカメラで広い範囲を監視するために、全方位撮影装置が利用されている。全方位撮影装置としては、魚眼レンズを用いたカメラが古くから利用されているが、部分球面ないし回転放物面を備えた凸面鏡(以下、「全方位ミラー」という。)をカメラのレンズから所定距離を隔てて対向配置することにより、全方位画像を得る技術が提案されている。 An omnidirectional photographing apparatus is used to obtain a panoramic image obtained by photographing an omnidirectional landscape at a certain point, or to monitor a wide range with one camera. As an omnidirectional photographing apparatus, a camera using a fisheye lens has been used for a long time. However, a convex mirror (hereinafter referred to as an “omnidirectional mirror”) having a partial spherical surface or a rotating paraboloid has a predetermined distance from the camera lens. A technique has been proposed in which an omnidirectional image is obtained by disposing them facing each other.
図6は、そのような従来装置の概要を示したもので、カメラ5のレンズ6の先端に装着される筒状のマウント2と、透明板4で支持されてレンズ6の光軸上に延びる支持ロッド3と、先端中心をこのロッド3の先端に固着してレンズ6に対向させた全方位ミラー1とによって構成されている。全方位ミラー1の周囲の被写体から出た光は、全方位ミラー1によってレンズ6に向けて反射され、当該反射光はロッド3を支持している透明板4及び光路となっているマウントの中空部2aを通ってレンズ6に導かれ、カメラ5内のフィルムないし受像素子面上にリング状の画像となって結像する。
FIG. 6 shows an outline of such a conventional apparatus. A
この構造の全方位撮影装置は、レンズ6として一般的なズームレンズを用いることができ、従って図6でマウント2、透明板4、ロッド3及び全方位ミラー1で形成される部分を一般的なズームレンズに取り付けるアタッチメントとして提供することにより、全方位撮影装置が得られる。
In this omnidirectional imaging apparatus, a general zoom lens can be used as the
従来のこの種の全方位撮影用アタッチメント(以下、単に「アタッチメント」という。)は、全方位ミラー1がマウント2に固定した固定長のロッド3の先端に固定されていた。このようなアタッチメントをズームレンズに装着して全方位撮影を行うときは、全方位ミラーの略焦点位置に形成される虚像にレンズの焦点を合わせ、ズーム比を変えることにより受像面上の画像の大きさを調整して、撮影する。
カメラの前に設置した全方位ミラーを用いた全方位撮影は、カメラから見れば、全方位ミラーの焦点近くに結像している周囲360度の景観の虚像を撮影するということである。虚像の位置は全方位ミラーからの遠近によって変化するから、遠近のものをシャープに撮影するには、被写界深度の大きいレンズで、換言すればズームレンズを広角側にし、かつレンズと全方位ミラーとの間隔を大きくして撮影することが望ましい。しかしこれを実現しようとすると、アタッチメントの全方位ミラー1とマウント2との間隔Hを大きくしなければならない。更にこの間隔Hを大きくした状態で広角側を使用すると、結像面上の画像が小さくなるので、受像素子の画面一杯の像を得るためには、大きな径の全方位ミラーが必要になる。すなわち、鮮明な全方位画像を得るには、全方位ミラーの径Dが大きくかつ全方位ミラーとマウントとの間隔Hの大きな、従って大型のアタッチメントを用いなければならないということになる。
Omnidirectional shooting using an omnidirectional mirror installed in front of the camera means that, when viewed from the camera, a virtual image of a 360-degree surrounding landscape imaged near the focal point of the omnidirectional mirror is taken. Since the position of the virtual image changes depending on the perspective from the omnidirectional mirror, in order to photograph the perspective sharply, use a lens with a large depth of field, in other words, the zoom lens on the wide-angle side, and the lens and the omnidirectional It is desirable to take a picture with a large distance from the mirror. However, in order to realize this, the distance H between the
このことは、例えば複数地点での全方位の景観を撮影するために、カメラやアタッチメントを持ち運ぶときに、かさ張って持ち運びにくく、搬送中にぶつけたり落したりする危険も大きくなるという問題を生ずる。 This causes a problem that, for example, when taking a omnidirectional landscape at a plurality of points, when carrying a camera or an attachment, it is bulky and difficult to carry, and the risk of hitting or dropping during transportation increases.
また、アタッチメントをカメラに取り付けたときの画像の大きさやピントは、上記のようにレンズのズーム比及び焦点距離を調整することにより行われるが、使用するカメラとアタッチメントとが整合しない場合があり、図4に示すように画像をフィルムや受像素子の画面一杯にまで大きくするとピント調整範囲から外れて画像がぼけてしまい、画像を鮮明にしようとすると図5に示すように小さな画像26しか取得できないという問題が発生することがあった。
Also, the size and focus of the image when the attachment is attached to the camera is performed by adjusting the zoom ratio and focal length of the lens as described above, but the camera to be used and the attachment may not match, As shown in FIG. 4, when the image is enlarged to the full screen of the film or the image receiving element, the image is out of focus adjustment range, and when the image is made clear, only a
この発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、第1の課題は、持ち運びが容易でかつ被写界深度の大きなアタッチメントを得ることであり、第2の課題は、どのようなカメラに取り付けてもフィルムや受像素子画面一杯の鮮明な画像が撮影できるアタッチメントを得ることである。 The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. The first problem is to obtain an attachment that is easy to carry and has a large depth of field, and the second problem is what It is to obtain an attachment that can capture a clear image of a film or a full screen of the image receiving element even if it is attached to a camera.
本願の請求項1の発明は、カメラのレンズ先端に装着するマウント2の光路中心に延びるロッド3の先端に部分球面ないし回転放物面を備えた全方位ミラー1を取付けたアタッチメントにおいて、前記マウント2の上端に設けた支軸7回りに揺動して当該マウンドの空洞2a内へ収容される揺動枠8を設け、縮退部を備えた前記ロッド3を当該揺動枠8を介して装着し、不使用時に前記揺動枠8を揺動させると共に前記ロッド3を縮退させて前記全方位ミラー1を前記マウントの光路となっている空洞2aに収納することを特徴とするアタッチメントを提供することにより、上記第1の課題を解決している。
The present invention of
ロッド3の縮退構造としては、内筒を外筒内で進退させるテレスコピック構造や、ロッド先端を全方位ミラー1の内部へ挿入する下記実施形態の構造を採用できる。
As the contraction structure of the
マウント2と全方位ミラー1との間隔Hは大きい方が望ましいので、一般的には1箇所の縮退構造のみで全方位ミラー1を円筒状のマウント2内に収容可能にすることは困難である。そこで実用的には、ロッド3の縮退部を複数箇所設けてロッド3を多段縮退構造とするか、又は下記実施形態に示すように、ロッド3に屈折部9を設けて、その屈折により、折畳む構造とする。
Since it is desirable that the distance H between the
不使用時にロッド3を縮退させるための縮退部を設けたときは、その縮退途中の自由な位置で縮退部をロック可能にすることで、使用するカメラに合わせて全方位ミラー1とマウント2の間隔Hを調整可能な伸縮構造とすることができ、これを利用すれば、上記第1の課題と共に第2の課題を解決することができる。
When the retracting part for retracting the
本願の請求項2の発明は、上記請求項1の構造を備えたアタッチメントにおいて、前記ロッド3が伸縮可能かつ伸縮位置をロック可能であることを特徴とするものである。
The invention of
伸縮部のロック構造としては、軸方向に螺進退する円錐内周面でコレット爪を開閉する構造や、ロッドの外周面を締め付けて固定しているコイルスプリングを巻き数を減じる方向に捩じって、内径を広げた状態で伸縮可能にする構造などを採用することができる。 The locking structure for the telescopic part includes a structure in which the collet claw is opened and closed on the inner peripheral surface of the cone that is screwed back and forth in the axial direction, and a coil spring that is tightened and fixed to the outer peripheral surface of the rod is twisted in a direction that reduces the number of turns. Thus, a structure that can be expanded and contracted with the inner diameter expanded can be employed.
以上説明したこの発明により、被写界深度が大きく、従って遠近差のある被写体をシャープに撮影することが可能で、かつ運搬時や保管時に全方位ミラー1をマウント2の円筒の内部に収容して、コンパクトに持ち運びないし保管することが可能なアタッチメントを得ることができる。
According to the present invention described above, it is possible to sharply photograph a subject with a large depth of field, and therefore a perspective difference, and the
また、請求項2の発明によれば、上記効果が得られると共に、カメラとアタッチメントとが整合しない問題を生じないので、全方位景観の観察システムや室内外の監視システムなどの各システムの目的に最適な仕様のカメラを使用することが可能になり、また既存のカメラやレンズを流用することも可能になって、適切なシステムを経済的に構築できるという効果がある。
Further, according to the invention of
以下、図面を参照してこの発明の実施形態を説明する。図1は、この発明のアタッチメントの折畳み状態の一例を示した一部破壊斜視図、図2は図1のアタッチメントの使用状態を示す斜視図、図3は縮退部と屈折部の詳細断面図である。図中、1は全方位ミラー、2はマウント、3はロッド、4はロッドの基端を固定している透明板である。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a partially broken perspective view showing an example of the folded state of the attachment of the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing the usage state of the attachment of FIG. 1, and FIG. 3 is a detailed cross-sectional view of a degenerate portion and a refracting portion. is there. In the figure, 1 is an omnidirectional mirror, 2 is a mount, 3 is a rod, and 4 is a transparent plate that fixes the base end of the rod.
マウント2の下端には、レンズ先端に取り付けるためのねじその他の締着具が設けられており、図2に示すように、この締着具で全方位画像を撮影しようとするカメラ5のレンズ6先端にアタッチメントを装着する。マウント2の内部は空洞となっており、その上端に支軸7回りに揺動して、この空洞内へ収容される揺動枠8が装着され、透明板4はこの揺動枠に外周を固定して装着されている。
The lower end of the
ロッド3は屈折部9で連結された上ロッド3aと下ロッド3bからなり、下ロッド3bの基端が透明板4の中央に固定して、面直角方向に立設されている。上ロッド3aの上端は、縮退部10を介して全方位ミラー1内に挿入されている。
The
全方位ミラー1は、回転放物凸面の反射面を備えており、使用時に一直線上としたロッド3の軸心は、当該反射面の軸心及びレンズ6の光軸と一致している。全方位ミラー1の内部は空洞で、その上端に支持円板1aが固定されており、この支持円板の中央に全方位ミラー1の内部側に延びてその下端に突出するパイプ11が立設されている。
The
図3に示すように、上ロッド3aの先端は、パイプ11内に摺動自在に挿入されている。パイプ11の先端には、雄ねじ12が切ってあり、更にその先端に外周を若干小径として軸方向に切り込み13を入れることで3本のロック爪14が形成されている。雄ねじ12には、ロッド側内面を円錐面15としたロック筒16が螺合されている。
As shown in FIG. 3, the tip of the
ロック筒16を雄ねじ12にねじ込むと、円錐内面15がロック爪14を内側に向けて押動し、上ロッド3aの外周面がロック爪14で把持されて固定される。一方、ロック筒16を緩めると、ロック爪14が緩み、上ロッド3aをパイプ11に引出し又は挿入することにより、上ロッド3aが伸縮される。適宜な伸縮位置でロック筒16を雄ねじ12にねじ込むことにより、上ロッド3aの伸縮位置が固定される。なお、図2の折畳み時には、上ロッド3aは、パイプ11内に一杯に挿入された状態でロックされる。
When the
図3に示す屈折部9は、上下のロッドの対向端に板状突起と溝とを加工して、当該突起を溝内に挿入して支点ピン17で連結した蝶番構造のもので、その伸長位置を固定するための固定筒18が設けられている。固定筒18は、下ロッド3bの上端に設けた雄ねじ19に螺合しており、上ロッド3a側に螺進させたとき、上ロッド3a側の内周に設けた円錐面20と上ロッド3aの下端に設けた円錐面21とが嵌合して、上ロッド3aと下ロッド3bとが一直線となった位置で両者を固定する。固定筒18を緩めてゆくと、下ロッド3bの雄ねじ19との螺合が外れ、固定筒18を屈折部9の下方までスライドして、ロッド3が屈折部3で屈折可能になる。
The
揺動枠8は、その一辺に設けた支軸7回りに揺動可能で、マウント2には水平方向に揺動した揺動枠8を保持するロック爪23が設けられている。ロック爪23は、ばね24で内側へ付勢して設けられており、摘み25を外側へ引くことによって没入する。屈折部9を屈折可能にした状態でロック爪23を没入させることにより、揺動枠8は、マウント2の空洞2a内へと揺動し、屈折部9が下降して空洞2a内へと引き込まれ、全方位ミラー1がその支持円板1aで空洞2aの上面開口を塞ぐ状態で空洞2a内へ収容される(図1参照)。
The
アタッチメントを使用するときは、揺動枠8を水平にしてとロック爪23で固定し、屈折部9を伸張して上ロッド3aと下ロッド3bとを一直線状とし、固定筒18を上ロッド側にスライドしたあと雄ねじ19に螺合して更に螺進させることにより、固定筒18と上ロッド3a下端の円錐面20、21相互の嵌合により、伸張状態を固定する。そしてロック筒16を緩めて上ロッド3aを全方位ミラー1から適宜長さ引出してその引出位置をロック筒16で固定し、マウント2をカメラ5のレンズ6の先端に装着する。そしてレンズ6のピントとズーム比を調整することにより、全方位画像をカメラ5の撮像面上に結像させるのであるが、画像を撮像面一杯の大きさ(図4)にしたときにピントが外れるときは、ロック筒16を緩めて上ロッド3aの引出し長さを、撮像面一杯の鮮明な画像が得られる長さに調整する。
When using the attachment, the swinging
1 全方位ミラー
2 マウント
2a 空洞
3 ロッド
1 Omni-
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