JP2007101662A - Panoramic camera - Google Patents
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Abstract
【課題】フィルムを用いずに歪みの無いパノラマ写真を何度でも容易に撮影することができるパノラマカメラを提供する。
【解決手段】円柱側面の一部形状となるように湾曲した像面に広角範囲の被写体画像を露光するパノラマカメラにおいて、湾曲可能に形成された撮像素子107を前記像面に沿って湾曲して配置する。
【選択図】図3A panoramic camera is provided that can easily take a panoramic photo without distortion any number of times without using a film.
In a panoramic camera that exposes a subject image in a wide-angle range on an image surface curved so as to have a partial shape on a side surface of a cylinder, an image sensor 107 formed so as to be curved is curved along the image surface. Deploy.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、歪みの少ない広角写真を撮影可能なパノラマカメラに関する。 The present invention relates to a panoramic camera capable of taking a wide-angle photograph with little distortion.
広角写真を撮影する従来のパノラマカメラは、下記特許文献1記載の様に、広角レンズを搭載し、しかも、通常の写真より広い(横に長い)範囲の写真を撮影するため、通常より長いフィルムがパトローネから像面に引き出される構造になっている。
A conventional panoramic camera that takes a wide-angle photograph is equipped with a wide-angle lens as described in
しかも、広角レンズで被写体を撮像すると、図7に示す様に、光軸から離れた箇所の被写体98の像面での撮像画像99が歪んでしまうため、特許文献1では、像面の形状を湾曲させ、撮像画像99が歪まない様にしている。 In addition, when the subject is imaged with the wide-angle lens, as shown in FIG. 7, the captured image 99 on the image plane of the subject 98 at a location away from the optical axis is distorted. It is curved so that the captured image 99 is not distorted.
しかしながら、従来のパノラマカメラはフィルムを用いて撮影するため、撮影する毎に柔らかなフィルムをパトローネから引き出し、長く湾曲する像面に沿ってフィルムが綺麗にセットされるようにする必要がある。このため、フィルム(パトローネ)のカメラへの装着が少し乱暴になると、フィルムの引き出しが旨くゆかなくなり、パノラマ写真の撮影に失敗することがある。 However, since a conventional panoramic camera takes a picture using a film, it is necessary to draw a soft film from the cartridge every time it is taken and to set the film neatly along a long curved image surface. For this reason, if the film (patrone) is slightly attached to the camera, the film may not be pulled out satisfactorily and panoramic photography may fail.
本発明の目的は、フィルムを用いずに歪みの無いパノラマ写真を何度でも容易に撮影することができるパノラマカメラを提供することにある。 An object of the present invention is to provide a panoramic camera that can easily take a panoramic photo without distortion any number of times without using a film.
本発明のパノラマカメラは、円柱側面の一部形状となるように湾曲した像面に広角範囲の被写体画像を露光するパノラマカメラにおいて、湾曲可能に形成された撮像素子を前記像面に沿って湾曲して配置したことを特徴とする。 The panoramic camera of the present invention is a panoramic camera that exposes a subject image in a wide-angle range on an image plane curved so as to have a partial shape of a cylindrical side surface. It is characterized by having arranged.
本発明のパノラマカメラは、回転することで前記像面に被写体画像を露光する回転型レンズを備えることを特徴とする。 The panoramic camera according to the present invention includes a rotating lens that rotates to expose a subject image on the image plane.
本発明のパノラマカメラは、像面が湾曲する広角レンズを備えたパノラマカメラにおいて、前記像面の湾曲形状に整合する湾曲型の撮像素子を前記像面に備えることを特徴とする。 The panoramic camera of the present invention is a panoramic camera provided with a wide-angle lens whose image plane is curved, and is characterized in that the image plane includes a curved imaging element that matches the curved shape of the image plane.
本発明のパノラマカメラは、前記撮像素子の受光領域の撮影始端から撮影終了端までを複数の領域に分割し撮像中に露光が終了した前記領域から撮像画像信号を読み出す制御手段を備えることを特徴とする。 The panoramic camera of the present invention includes a control unit that divides a light receiving region of the image sensor from a photographing start end to a photographing end end into a plurality of regions and reads a picked-up image signal from the region where the exposure is finished during photographing. And
本発明によれば、像面の湾曲に合わせた形状の湾曲型撮像素子を用いたので、レンズ系の収差の影響の少ない(像の歪みの少ない)広角範囲の被写体画像を何度でも容易に撮像することができる。 According to the present invention, since a curved imaging device having a shape that matches the curvature of the image surface is used, it is easy to repeatedly capture a subject image in a wide angle range that is less affected by the aberration of the lens system (with less image distortion). An image can be taken.
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の一実施形態に係るパノラマカメラの外観図である。本実施形態のパノラマカメラ100は、スイングカメラと呼ばれる構成をとり、レンズユニット101が、パノラマ写真の撮影開始によって矢印A方向にスイング(回動)する構成となっている。
(First embodiment)
FIG. 1 is an external view of a panoramic camera according to an embodiment of the present invention. The
図2は、図1に示すカメラの説明図である。パノラマカメラ100に設けられたレンズユニット101は、矢印A方向に回転可能に取り付けられており、レンズユニット101の内部にレンズユニット101と一体回転する撮像レンズ102が収納されている。
FIG. 2 is an explanatory diagram of the camera shown in FIG. A
レンズユニット101の周壁のうち、撮像レンズ102の前面位置には、入射光を取り込む開口103が設けられており、この周壁の開口103に対向する位置には、回転軸方向に細長い開口(スリット)104が設けられている。このスリット104の幅は調整可能となっており、スリット幅を変えることでシャッタ速度を変えることができる。
Of the peripheral wall of the
斯かる構成のパノラマカメラ100のレリーズボタン105(図1)が押下されると、レンズユニット101が矢印A方向に回転を始め、撮像レンズ102の結像位置Bは、円形(円柱の側面形状)に湾曲する像面106の始端位置Xから終端位置Yまで移動することになる。
When the release button 105 (FIG. 1) of the
本実施形態では、この湾曲する像面106に沿って、詳細は後述する湾曲型撮像素子107を配設する。
In the present embodiment, a
図3は、図1,図2に示すパノラマカメラの機能ブロック構成図である。本実施形態のパノラマカメラは、レンズユニット101と、このレンズユニット101の湾曲する像面に沿って配置された湾曲型撮像素子107と、湾曲型撮像素子107から出力された画像データをアナログ信号処理する相関二重サンプリング回路(CDS)108と、CDS108から出力されるアナログの画像信号をデジタル信号に変換するA/D変換回路109と、レンズユニット101を駆動制御する3つのモータドライバ110a,110b,110cと、湾曲型撮像素子107を駆動するタイミングジェネレータ111と、このパノラマカメラの全体を統括制御するCPU112とを備える。
FIG. 3 is a functional block configuration diagram of the panoramic camera shown in FIGS. The panoramic camera according to the present embodiment performs analog signal processing on the
レンズユニット101は、レンズユニット101全体を撮影時にスイング駆動するモータ101aと、レンズ絞りを駆動するモータ101bと、撮像レンズ102を構成するフォーカスレンズの位置を調整駆動するモータ101cとを備え、モータ101a,101b,101cを、夫々、モータドライバ110a,110b,110cが駆動する。
The
本実施形態のパノラマカメラは、更に、A/D変換回路109の出力画像データを取り込む画像入力コントローラ113と、画像データを処理する画像処理回路114と、画像データをJPEG形式等に圧縮する圧縮処理回路115と、画像データをビデオ信号にして外部モニタ装置116に表示させるビデオエンコーダ117と、AF(自動焦点)検出回路118と、AE(自動露出)及びAWB(自動ホワイトバランス)検出回路119と、メモリ(SDRAM)120と、フレームメモリ(VRAM)121と、外部の記録メディア122に画像データを格納するメディアコントローラ123とを備え、これらとCPU112とは、バス124を介して相互に接続されている。
The panoramic camera of this embodiment further includes an
CPU112には、レリーズボタン105(図1)に応動する2段レリーズスイッチSW1,SW2が接続されており、ユーザがレリーズボタン105を半押ししてSW1が投入されると、AF検出回路118,AE&AWB検出回路119の検出結果に応じてCPU112はモータドライバ110a,110b,110cなどを駆動調整し、レリーズボタン105が全押しされてSW2が投入されると、タイミングジェネレータ111を介して湾曲型撮像素子107が駆動され、撮像画像データが湾曲型撮像素子107から出力される。
The
この撮像画像データは、CDS108,A/D変換回路109を通して画像入力コントローラ113からVRAM121に取り込まれ、画像信号処理回路114がこの画像データに対して各種画像処理を行い、撮像画像データをモニタ116に表示したり、JPEG形式などに圧縮された画像データを記録メディア122に格納する。
The captured image data is taken into the
図4は、湾曲型撮像素子107の一部表面模式図である。湾曲型撮像素子107の表面には、多数の画素130が、図示する例では正方格子状に配列形成されており、各画素130の底部には、各画素130で検出したR(赤),G(緑),B(青)の信号電荷に応じた画像信号R,G,Bを読み出す信号読出回路131が形成されている。
FIG. 4 is a partial schematic view of the
本実施形態では、信号読出回路131は、CMOS型イメージセンサで用いられる3トランジスタ構成の信号読出回路を例として図示しているが、4トランジスタ構成の信号読出回路としても良い。この信号読出回路131は、1画素当たり3つ設けられ、各信号読出回路がR,G,Bの夫々の検出信号を、垂直シフトレジスタ132,水平シフトレジスタ133で指定されたときCDS108に読み出す様になっている。
In this embodiment, the
図5は、図4のV―V線位置における一画素当たりの断面模式図である。PET(ポリエチレンテレフタレート)の様な可撓性フィルム1の表面部に、例えば特開平5−158070号公報に記載されている様な液晶基板のTFTマトリクス等を製造する技術を用いて、図4で説明した信号読出回路131が形成される。
FIG. 5 is a schematic sectional view per pixel at the position of the VV line in FIG. FIG. 4 shows a technique for manufacturing a TFT matrix or the like of a liquid crystal substrate on the surface of a
可撓性フィルム1の表面部にはP型半導体層2が形成され、更にその表面領域3に、第1色(本実施形態では、赤(R)色)の電荷蓄積領域となるダイオード部41と、第2色(本実施形態では、緑(G)色)の電荷蓄積領域となるダイオード部42と、第3色(本実施形態では、青(B)色)の電荷蓄積領域となるダイオード部43とが形成され、各ダイオード部41,42,43の間に、信号読出回路131が形成される。対となるダイオード部41,42,43及び信号読出回路131の間には、チャネルストップ6が形成される。
A P-
半導体層2,3が形成された可撓性フィルム1の更に表面には、絶縁層7が積層され、この絶縁層7の内部に、各ダイオード部41,42,43に接続されると共に信号読出回路131を遮光する電極91,92,93が埋設される。
An
絶縁層7の上には、画素毎に区画された第1色用の画素電極膜11が積層される。この画素電極膜11は、透明材料で形成されても、また、不透明材料で形成されてもよい。
On the
各画素電極膜11の上には、第1色の入射光を光電変換する第1層光電変換層12が全画素共通に一枚構成で積層され、この第1層光電変換層12の上に、透明の共通電極膜(画素電極膜11の対向電極膜)13が積層される。
On each
共通電極膜13の上には、透明の絶縁膜14が積層され、更にその上に、画素毎に区画された第2色用の透明の画素電極膜15が積層される。そして、各画素電極膜15の上に、第2色の入射光を光電変換する第2層光電変換層16が全画素共通に一枚構成で積層され、第2層光電変換層16の上に、透明の共通電極膜(画素電極膜15の対向電極)17が積層される。
A transparent
共通電極膜17の上には、透明の絶縁膜18が積層され、更にその上に、画素毎に区画された第3色用の透明の画素電極膜19が積層される。そして、各画素電極膜19の上に、第3色の入射光を光電変換する第3層光電変換層20が全画素共通に一枚構成で積層され、第3層光電変換層20の上に、透明の共通電極膜(画素電極膜19の対向電極)21が積層される。更にその上に保護膜が形成される場合もあるが、これは図示を省略する。
A transparent insulating
第1色用の画素電極膜11は、第1色電荷蓄積用ダイオード部41の電極91と縦配線(柱状電極)22により電気的に接続され、第2色用の画素電極膜15は、第2色電荷蓄積用ダイオード部42の電極92と縦配線(柱状電極)23により電気的に接続され、第3色用の画素電極膜19は、第3色電荷蓄積用ダイオード部43の電極93と縦配線(柱状電極)24により電気的に接続される。各縦配線22,23,24は、対応する電極91,92,93及び画素電極膜11,15,19以外とは絶縁される。
The
本実施形態の光電変換膜積層型の湾曲型撮像素子107では、可撓性フィルム1の上に有機材料等を用いた光電変換層12,16,20等を積層する構成のため、全体としても可撓性を有し、平板状に形成した後、湾曲する像面に合わせて湾曲させることができる。
The
斯かる湾曲型撮像素子107に被写体からの光が入射すると、入射光の内の青色の波長領域以下の光は第3層光電変換層20に吸収され、吸収された光量に応じた電荷が発生し、この電荷が画素電極膜19から縦配線24及び電極93を通ってダイオード部43に流れ込む。
When light from the subject is incident on the
同様に、入射光の内の緑色の波長領域以下の光は、第2層光電変換層16によって吸収され、吸収された光量に応じた電荷が発生し、この電荷が画素電極膜15から縦配線23及び電極92を通ってダイオード部42に流れ込む。
Similarly, light in the green wavelength region or less of the incident light is absorbed by the second
同様に、入射光の内の赤色の波長領域以下の光は、第1層光電変換層12によって吸収され、吸収された光量に応じた電荷が発生し、この電荷が画素電極膜11から縦配線22及び電極91を通ってダイオード部41に流れ込む。
Similarly, light in the red wavelength region or less of the incident light is absorbed by the first
各ダイオード部41,42,43からの信号取出は、CMOS型イメージセンサにおける受光部からの信号取出に準じた手法で行うことができる。例えば、一定量のバイアス電荷をダイオード部41,42,43に注入し(リフレッシュモード)ておき、光入射による電荷を蓄積(光電変換モード)後、垂直シフトレジスタ132,水平シフトレジスタ133(図4)からのセレクト信号を受信したとき、画像信号を出力する。
Signal extraction from each of the
図6は、湾曲型撮像素子107から画像信号を読み出す手順を説明する図である。湾曲型撮像素子107を用いて広角範囲の被写体画像を撮像した場合、被写体画像全体を撮像し終わった後に画像信号を撮像素子107から一度で読み出す構成でも良いが、湾曲型撮像素子107は横手に長くなるため、実際に露光されている時間よりも遙かに長時間蓄積が行われている状態となる。このため、通常のデジタルカメラよりもノイズの面で不利となる。
FIG. 6 is a diagram illustrating a procedure for reading an image signal from the
そこで、本実施形態では、図6に示す様に、湾曲型撮像素子107の撮影開始始端Xから撮影終了端Yまでの撮影範囲を4分割して領域I,II,III,IVに分割する。そして、レンズユニット101が撮影開始からスイングを始める直前に領域Iの蓄積を開始する。領域Iの露光が終了する直前に領域IIの蓄積を開始し、領域Iの露光が完了した後で且つ領域IIの露光中に、領域Iの画像信号を読み出す。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the imaging range from the imaging start start end X to the imaging end end Y of the
次に、レンズユニット101が領域IIの露光を終了する直前に領域IIIの蓄積を開始し、領域IIの露光が完了した後で且つ領域IIIを露光中に、領域IIの画像信号を読み出し、以後同様にして領域IVまでの画像信号を順に蓄積し、読み出す。このとき、図6に図示する様に、隣接する領域間の蓄積時間が端部において重複するようにするのが良い。
Next, the accumulation of the region III is started immediately before the
この様に、露光が終了した領域から順に画像信号を読み出すことで、長手の撮像素子107であってもノイズの増加を防ぎ、撮影終了後に直ちに画像信号を処理して撮影映像を図3のモニタ装置116で確認できるようになる。
In this way, by sequentially reading out the image signal from the area where the exposure has been completed, an increase in noise can be prevented even with the
尚、上述した実施形態では、スイングレンズを用いて広角範囲の被写体画像を撮像したが、広角レンズを用いて広角範囲の被写体画像を撮像する構成とすることも可能である。この場合、使用する広角レンズの像面の湾曲形状と同形状に湾曲させた湾曲型撮像素子を用いる。 In the above-described embodiment, a wide-angle range subject image is captured using the swing lens. However, a wide-angle range subject image may be captured using the wide-angle lens. In this case, a curved imaging element that is curved in the same shape as the curved shape of the image plane of the wide-angle lens to be used is used.
また、信号読出回路は、トランジスタではなく、CCD型イメージセンサで用いる電荷転送路を用いて構成することも可能である。 The signal readout circuit can also be configured using a charge transfer path used in a CCD type image sensor instead of a transistor.
本発明に係る湾曲型撮像素子を搭載したデジタルカメラは、レンズ収差の影響が少なく(像の歪みが少ない)しかも光損失のない画像を撮像することができるので、パノラマカメラ等に適用すると有用である。 A digital camera equipped with a curved imaging device according to the present invention is useful when applied to a panoramic camera or the like because it can capture an image with little influence of lens aberration (low image distortion) and no optical loss. is there.
1 可撓性フィルム
12,16,20 光電変換層
22,23,24 縦配線
41,42,43 電荷蓄積部(ダイオード)
100 光学レンズ系
107 湾曲型撮像素子
130 画素
X 撮影始端
Y 撮影終了端
DESCRIPTION OF
100
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|---|---|---|---|
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- 2005-09-30 JP JP2005288453A patent/JP2007101662A/en active Pending
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