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公開番号2025002572
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-09
出願番号2023102838
出願日2023-06-22
発明の名称広視野角撮像装置および撮像素子評価装置
出願人日本放送協会
代理人個人,個人
主分類G03B 37/00 20210101AFI20241226BHJP(写真;映画;光波以外の波を使用する類似技術;電子写真;ホログラフイ)
要約【課題】画像歪みの低減、画像合成した際の繋ぎ目が目立たない画像撮影を可能とするとともに、曲面型撮像素子の受光面形状に応じた視覚状態や視差等のシミュレーションにより取得し得る広視野角撮像装置、および取得した視覚状態や視差等を評価し得る撮像素子評価装置を提供する。
【解決手段】回転ステージ5の回転軸に対して垂直に配されたスライドステージ6上に撮像レンズ3と平面型撮像素子2を配置し、撮像レンズ3の主点が、回転ステージ5の回転中心位置Bに設定される第1の位置と、回転中心が、回転ステージ5の上記位置Bに一致する仮想的な曲面型撮像素子において、平面型撮像素子2の受光面中心が、該曲面型撮像素子の外周受光面に相当する位置に設定される第2の位置との間で、スライドステージ6を移動させ、回転ステージ5を上記位置Bを中心として、所望の角度ずつ回転し、回転の度に画像を取得し、得られた画像を順に繋ぎ合せる。
【選択図】図1

特許請求の範囲【請求項１】
所定位置に保持された回転ステージの回転軸に対して垂直に配されてなるスライドステージ上に撮像レンズと平面型撮像素子が互いに関連した位置に配設され、
該スライドステージ上の該撮像レンズの主点が、該回転ステージの回転中心位置に設定される第１の位置と、
回転中心が、該回転ステージの回転中心位置に一致する仮想的な曲面型撮像素子において、前記平面型撮像素子の受光面中心が、該曲面型撮像素子の外周受光面に相当する位置に設定される第２の位置と、
の間の移動が可能となるように、前記スライドステージの移動が可能な構造とされ、
前記スライドステージを載設した前記回転ステージの回転中心位置を中心として、任意の角度ずつ回転することが可能な構造とされ、
前記回転ステージを前記任意の角度ずつ回転する度に、所望の画像を撮像することが可能な構造とされていることを特徴とする広視野角撮像装置。
続きを表示（約 770 文字）【請求項２】
前記曲面型撮像素子が球面型撮像素子であることを特徴とする請求項１に記載の広視野角撮像装置。
【請求項３】
前記曲面型撮像素子が円筒面型撮像素子であることを特徴とする請求項１に記載の広視野角撮像装置。
【請求項４】
前記回転ステージが形成するステージ平面と平行に配された平面上において、前記回転ステージの回転軸を軸とする円筒形状に形成された曲面型の評価用チャートを配設することを特徴とする請求項１に記載の広視野角撮像装置。
【請求項５】
請求項１に記載の広視野角撮像装置により撮像された所望の画像に基づいて、視覚状態および視差の少なくとも一方の評価を行う撮像素子評価手段を備えたことを特徴とする撮像素子評価装置。
【請求項６】
前記曲面型撮像素子が球面型撮像素子であることを特徴とする請求５に記載の撮像素子評価装置。
【請求項７】
前記曲面型撮像素子が円筒面型撮像素子であることを特徴とする請求項５に記載の撮像素子評価装置。
【請求項８】
前記回転ステージが形成するステージ平面と平行に配された平面上において、前記回転ステージの回転軸を軸とする円筒形状に形成された曲面型の評価用チャートを配設することを特徴とする請求項５に記載の撮像素子評価装置。
【請求項９】
前記撮像素子評価手段は、前記回転ステージを回転させる度に撮像された複数の画像を各々、対応するアドレス位置でトリミングし、該トリミングした複数の画像を、対応する順番で並列させることで広視野角な連続画像を得、得られた連続画像に基づき、視覚状態および視差の少なくとも一方の評価を行うものであることを特徴とする請求項５～８のいずれかに記載の撮像素子評価装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、テレビカメラの撮影方式の中でも、より広い視野（広画角）を画像として取得するための広視野角撮像装置、および所定形状の撮像素子を用いて取得される広画角画像のシミュレーションによる評価が可能な撮像素子評価装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
将来の映像メディア技術では、映像がもたらす高臨場感に加えて、ＶＲ(Virtual Reality：仮想現実)やＡＲ（Augmented Reality：拡張現実）等の多様な番組を視聴・体感することが可能となる。このような新しい撮影手法における技術の一つとして、超広視野な画像でありながら画像歪みが大幅に抑制された撮影技術、その際に生じる視差を極めて小さくする撮像装置、さらには、実現に向けての研究開発が急務な曲面型撮像素子の曲率（半径）等に応じた視覚や視差等をシミュレーションにて評価し得る評価装置の実現が強く望まれている。
【０００３】
従来の超広視野の画像を取得する技術として、TOMBOと称される重複像眼方式のカメラによる、複数のレンズ群を用いた撮影手法が知られており（例えば、下記特許文献１を参照）、特に複数の光学プリズムを用いて取得した各画像に合成処理を施すことで、画角１８０度相当の超広角撮影を実現したものが知られている（例えば、下記非特許文献１を参照）。
【０００４】
また、複眼カメラを用い複数の視点から同一の被写体の動画を撮像することで複数の視点画像を生成する撮像部と、生成された複数の視点画像に基づいて視差量を取得する３次元処理部と、取得された視差量の一定期間の変動を所定値の視差量に応じて調整する視差調整部を備えた複眼撮像装置が知られている（例えば、下記特許文献２を参照））。
【０００５】
さらに、光軸が並行に配置された２つの撮像手段と、これら２つの撮像手段により撮影された画像データを各々等距離射影画像として投影する２つの光学系と、これら２つの等距離射影画像からエピポーラ線が直線になる２つの変形画像データを生成する画像生成手段と、視差画像の画素の画素値で置き換える画像合成手段を備えることにより、ステレオ撮像装置を実現しているものが知られている（例えば、下記特許文献３を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００１－６１１０９号公報
国際公開第ＷＯ２０１１／１２１８１８号
特開２０１２－１９８０７７号公報
【非特許文献】
【０００７】
CMOSイメージセンサを用いた複眼カメラとその応用、豊田孝、映像情報メディア学会誌 Vol.63,No.3,pp284～287(2019)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献２に記載された技術においては、複数のカメラまたは、複数のレンズ群から構成されるため、各カメラまたは各レンズによって得られた画像間の結合時は、複雑な視差調整を伴うことが必至である。特にレンズの収差等の影響から、画像周辺部では湾曲状の画像歪や、光量不足の問題が発生し、画像間の繋ぎ目を無くすことが困難であったり、画像処理に時間を要するという問題が生じる。
【０００９】
また、上記特許文献３の技術においては、２台のカメラにより撮像された被写体像は、これら２台のカメラの光軸が平行に配置されているため、互いに視差を生じる。つまり、この特許文献３の技術によっては、視差を極めて小さくできる光学的な主点位置にカメラを配置することが不可能である。
【００１０】
また、上記特許文献１や上記非特許文献１に記載された技術では、複数のプリズム（または回折格子）を使用するためシステムがどうしても大きくなってしまう。さらに、複眼レンズ毎に結像された画像を合成した際の繋ぎ目が目立ってしまうことや、レンズ由来の湾曲状の歪が生じること等、により画質改善には至っていない。
なお、上記特許文献１や上記非特許文献１に記載された技術において、光学プリズムを用いない重複像眼方式による場合には、各レンズにより得られた画像同士の視差が極めて小さいため、広視野撮影を実現することが困難である。
（【００１１】以降は省略されています）

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