WO2002069623A1

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Publication number: WO2002069623A1
Application number: PCT/JP2002/001464
Authority: WO
Inventors: Yoshimi Koyama; Tsukasa Yoshimura
Original assignee: Sony Corporation
Priority date: 2001-02-28
Filing date: 2002-02-20
Publication date: 2002-09-06
Also published as: EP1367819A1; US20030103744A1; US7171088B2

Description

画像入力装置技術分野

本発明は、光ファイバ一素線を多数束ねて多芯構造体に構成し、その構造体を用いて構成した複数の画像入力部を放射状に配置して全方位撮影を行うことができるようにするとともに、その画像入力部の外周に照明用ファイバーを配置した画像入力装置に関するものである。背景技術

全方位撮影を行う画像入力装置としては、従来から幾つかの手段がある。その中の 1つは、図 2 1 ( a ) に示す反射ミラー式パノラマ撮影装置のように、例えば、建物の天井に凸面鏡の反射ミラー部 6 1を取り付け、その反射ミラー部 6 1 の真下に一定距離を隔てて撮影用のカメラ部 6 2を配置して、そのカメラ部 6 2 で反射ミラー部 6 1に映し出された映像を取り込むように構成されたものである _c 図 2 1 ( b ) は、カメラ部 6 2で映し出された映像であるが、この映像は大変歪んだ像となる。

全方位撮影を行う他の 1つは、図 2 2 ( a ) に示す超広角レンズ式パノラマ撮影装置のように、超広角レンズ部 6 3を取り付けたカメラ部 6 2で撮影するものである。この場合における撮影の映像も同図（b ) に示すように大変歪んだ像となる。

上記の他に、図 2 3 ( a ) に示すように、広角レンズが取り付けられたカメラ (図示省略）を、ほぼ立方体形状の箱体 6 4の内部に収納し、その箱体 6 4の各側面および上面から広角レンズ 6 5 a〜 6 5 e (広角レンズ 6 5 d , 6 5 eは図示省略）を望ませて、全方位を撮影可能とするように構成した画像入力装置がある。このように構成した画像入力装置は、上記 2つの反射ミラー式や超広角レンズ式に比較して映像の歪みは少ないが、広角レンズを使用している関係上、周辺画像に歪みが発生する。図 2 3 ( b ) は、水平垂直画角共 9 0度の正方形画角とした場合の各カメラで撮影した展開画像である。

上述した図 2 1、図 2 2に示した全方位撮影の画像入力装置では、全方位の映像を光学的に非常に歪ませた形で撮像部に取り込み、全方位撮影を行う手段を採用している。このため、撮像部に得られる全方位の映像は、非常に歪みのあるものとなつてしまうために、通常歪みの無い映像に処理するには、膨大な演算処理を必要とする問題がある。

また、図 2 3 ( a ) に示す画像入力装置では、全方位を複数のカメラでカバーしているために、全体像を見る場合や、任意の方向 ·任意の画角で映像を切り出す場合、異なったカメラで撮影した映像を繋ぎ合わせる処理が必要である。このとき、一番歪みの大きな周辺画像同士の映像を繋ぐことになり、画像の合わせ (ステッチング) や歪み補正には、やはり膨大な演算処理を必要とする問題がある。

さらに、複数のカメラ画像を結合して全方位映像を構成する場合でも、各カメラでカバーする撮影範囲は広く、例えば 8台のカメラを用いた場合でも各カメラでは、 3 5 mm換算で十数ミリと云う超広角レンズに相当する画角となる。このため、各カメラでの画像は、広角レンズ特有の像の歪みを含んだものとなる。このようなシステムで得た全方位画像を合成する場合、周辺の歪みを捕正して隣の画像と接続処理する必要がある。このため、その処理には、多大な時間を必要とする。また、これらのイメージ映像から、任意の狭い矩形領域の画像を取り出す場合には、その都度、歪んだ画像に座標変換処理を行った後、歪みを取り去って出力する必要がある。これらを解決するためには、撮影用カメラを増大してカメラ一台当たりがカバ一する画角を狭くする手段がある。しかし、複数の撮影用カメラの映像を記録し、再生する場合の同期を取ることが極めて難しいなどの新たな問題点が発生するとともに、全体のシステム規模が大型化する欠点がある。

また、撮影用の照明についても、通常の照明体（ライト）ではカバー出来る範囲が限られるために、全方位を照明しょうとした場合、非常に困難を伴う問題がある。更に、照明体の大きさの点でも、小型化が困難であった。発明の開示

本発明は上記の事情に鑑みてなされたもので、反射ミラーや超広角レンズ等を用いることなく、光ファイバ一素線を多数束ねて構成した画像入力部を、放射状に配置して、その画像入力部で各正面の狭い範囲の画角から取り込んだ歪みの無い全方位の映像を撮像部に導くことができるようにして撮像部における映像の歪みを補正する演算処理を不要にするとともに、光ファイバ一素線を多数束ねて構成した画像入力部と撮像部のみで全方位撮影用の小型力メラを構成することができ、また、画像入力部の外周に照明用（ライトガイド用）ファイバーを配置して、小型の全方位撮影用の小型カメラでありながら、外部からの強力な光線をライトガイド用ファイバーを通して画像入力部から放射状に発光させることが出来、明るい場所のみならず様々な状況下での全方位撮影を可能とし、さらに、ライトガィド用ファイバーに異なる照明用光線を別々に供給させることができ、しかも通常の連続発光光線の他に、間欠発光光線を用いて全方位撮影も可能とした画像入力装置を提供することを課題とする。

本発明の画像入力装置は、光ファイバ一素線が多数束ねられて構成された多芯構造体と、

この多芯構造体の一端に形成された画像を取り込む画像入力部と、

前記多芯構造体を複数組み束ねる手段と、この手段により複数組み束ねられた多芯構造体の各一端に設けられた前記画像入力部から取り込んだ画像を、多芯構造体によりその他端に導いて光学的手段を介してイメージセンサで読み取る手段とを具備し、

前記画像入力部は、その光学軸がそれぞれ放射状になるように配置されたことにある。

上記のように、光ファイバ一素線を多数束ねて一端面から画像が取り込めるように多芯構造体に構成する。この多芯構造体一端は、筒体の内部に装着されて被覆され、複数の画像入力部に構成される。

多芯構造体の他端は、光学的手段を介して撮像素子（C C D撮像素子）等のィメージセンサで同時に読み取ることができるように、四角形状に形成されたファィバ一束ね部に装着される。ファイバ一束ね部には、複数の円筒状の孔が格子状に整列して穿設されている。それら円筒状の孔には、前記画像入力部を構成する多芯構造体の端部が挿入されるとともに、多芯構造体の端面は、全て同一面になるように平坦に揃えられる。

前記画像入力部には、対物レンズ若しくは同等の機能を有する機構が組み込まれ、対物レンズは、筒体で支持されている。

前記画像入力部は、全方位の映像を取り込むことができるように、球体状に形成された全方位映像取り込み部に、緯度、経度で見て 3 0度の間隔で放射状に配置される。

また、球体状の全方位映像取り込み部の赤道面近傍の周囲には、 6 0度の間隔でマイクロフォンが配置されている。このマイクロフォンは、音声をマルチチヤンネルで記録して、再生時に見ている映像の方向に応じて再生するように構成される。なお、全方位映像取り込み部は、支柱により基台等に支持固定されている。前記全方位映像取り込み部に配置された画像入力部で取り込んだ映像は、多芯構造体を介してフアイバー束ね部に送られ、そのフアイバー束ね部の端面には、イメージ像が得られる。前記ファイバ一束ね部の端面に得られたイメージ像は、光学的手段を介してィメージセンサとして構成される撮像素子の素子面に結像させる。

上記のように構成した本発明の画像入力装置では、全天を緯度、経度で 3 0度の間隔で切り分けた例について述べて来たが、この間隔は、任意に設定可能である。撮影画角を上記のように狭く設定した場合は、通常の 3 5 mmカメラにおける標準レンズ（5 0 m m近辺）のやや望遠側よりの画角となり、撮影した映像の歪み等が少ないと言う利点がある。このことは、複数のイメージファイバーを用レ、、各正面の狭い範囲の画角から取り込んだ映像のみを利用しているため、各々の画像の歪みが殆ど無いからである。

また、多芯構造体と、 1つの撮像素子とで画像化しているため、複数のカメラを使用して撮影した場合のように、複数のカメラ映像の同期をとる必要がないという利点がある。さらに、撮像素子上では、水平に配置した多芯構造体の画像は、水平同一ライン上に撮像するように配置している。従って、撮像素子上の映像を取り出す場合、切り出す位置に基づいて、水平方向と垂直方向から必要な画素

(ピクセル）分のデータを読み出してくることで、必要な範囲の映像が合成できる。すなわち、映像の合成が従来の方式に比べて非常に簡単になる。

この為、多芯構造体からの映像を繋げて見る場合に、映像の繋ぎ合わせが非常に容易になる。これは、撮影した全方位映像の中から、任意の向きで任意の画角の映像を切り出す場合に、処理が簡単で速度が早いと言う大きな利点が得られる。処理が簡単になると、各々の画像の歪み補正が不要となり、また、複数の映像の同期をとる必要がなくなり、さらに撮影対象の縦横の関係が、撮像素子上でも縦横に保持されているため、矩形領域を切り出す場合にも、複雑な座標変換がいらないなどにより、処理時間が短くなる。

なお、同一経度上の画像入力部を同じ縦の列に配置して、球面を展開した形で撮像素子に映像を取り込むと、全方位映像を世界地図の様に見ることができるようになる。従って、上記映像から任意の画角で任意の方角の映像を切り出すことは、映像相互の位置関係から明確であるので、非常に簡単に行うことができる利がある。

上記のように、本発明の画像入力装置では、全方位映像を簡単に、かつ映像を歪み無く取り込むことが可能になっており、取り込み映像のモニタリング時においても、全方位映像の視認性が高いだけで無く、部分映像の切り出し時においても、画像処理の手間を大幅に簡略化できる利点もある。

また、本発明の画像入力装置は、光ファイバ一素線が多数束ねられて構成された多芯構造体と、

この多芯構造体の外周に配設された照明用ファイバーと、

この照明用フアイバーを有する多芯構造体の一端に形成された画像を取り込む画像入力部と、

前記多芯構造体を複数組み束ねる手段と、

この手段から照明用ファイバーを分離して、そのファイバーを束ねて形成された照明光線入力部と、

この照明光線入力部に結合され、照明用ファイバーから照明光線を放射する光源が設けられた照明用光源部と、

前記複数組み束ねられた手段から分離させた多芯構造体の各一端に設けられた前記画像入力部から取り込んだ画像を、多芯構造体によりその他端に導いて光学的手段を介してイメージセンサで読み取る手段とを具備し、

前記画像入力部は、その光学軸がそれぞれ放射状になるように配置されたことを特徴とする

光フアイバー素線が多数束ねられて構成された多芯構造体と、

この多芯構造体の外周に配設された照明用ファイバーと、

この照明用ファイバーを有する多芯構造体の一端に形成された画像を取り込む画像入力部と、

前記多芯構造体を複数組み束ねる手段と、この手段から照明用ファイバーを分離して、そのファイバーを束ねて形成された照明光線入力部と、

前記画像入力部は、その光学軸がそれぞれ放射状になるように配置されたことにめる。

上記のように照明用光源部を設けたことにより、照明用光源部からの照明光線は、全方位映像取り込み部に設けられた画像入力部の先端部から周囲に照射される。このため、照明光源の向きによる影を作る事も無く、また、大きさ的にも、照明光源で全方位をカバーすることに比較すると遥かに小型化することができる。さらに、照明用光源部に異なる照明光線を放射する光源を別々に設けることにより、連続発光光線の他に間欠発光光線を発するストロボ照明光源部からのストロボ光線を供給してもよく、ストロボ光線の他、赤外光線による照明も使用できる。

このように、通常の可視光線での照明の他、ストロボ光線での組み合わせる事などにより、様々な用途の使用にも簡単に対応することができ、システムの柔軟性が非常に高くなる。また、監視、セキュリティ用途として、通常赤外光線で照明を行い、画像に変化が現れた時点でストロボ光線を発光させる等の処理を組み合わせることができる。図面の簡単な説明

図 1 ( a ) 〜（c ) は、本発明の実施の第 1形態を示す概略的な構成図および拡大図である。図 2 (a) 〜（e) は、全方位映像取り込み部の正面図、右側面図、平面図、断面図およぴ左側面図である。

図 3は、第 1形態の概略的な全体構成図である。

図 4は、ファイバ一束ね部の端面に得られたイメージ像を、撮像素子に結像させるときの概略構成図である。

図 5は、ファイバ一束ね部の端面に得られたイメージ像が、撮像素子上で結像している様子を示す説明図である。

図 6は、ィメージファイバーの画角と使用する画角の説明図である。

図 7は、画像入力部で得られた映像を撮像素子で電気信号に変換し処理する回路装置のプロック構成図である。

図 8 (a) 、（b) 、（c) は、全方位映像取り込み部を正八面体に構成した場合の平面図、正面図および側面図である。

図 9は、ファイバ一束ね部の斜視図である。

図 1 0 (a) 、（b) は、正 20面体に構成した全方位映像取り込み部の概略構成図である。

図 1 1は、撮像素子（CCD撮像素子）上のイメージ配置を示す概略構成図でめる。

図 1 2 (a) 〜（c) は、本発明の実施の第 2形態を示す概略的な構成図およぴ拡大図である。

図 1 3は、第 2形態の概略的な全体構成図である。

図 1 4は、図 1 3の構成に照明用光源部を設けた概略構成図である。

図 1 5は、照明用光源部の内部構成を示す構成説明図である。

図 1 6は、画像入力部で得られた映像を撮像素子で電気信号に変換し処理する回路装置のプロック構成図である。

図 1 7 (a) 〜（c) は、本発明の実施の第 3形態を示す概略的な構成図および拡大図である。図 1 8は、第 3形態の概略的な全体構成図である。

図 1 9は、図 1 8の構成に照明用光源部を設けた概略構成図である。

図 20は、画像入力部で得られた映像を撮像素子で電気信号に変換し処理する回路装置のブロック構成図である。

図 2 1は、従来の全方位撮影を行う画像入力装置である反射ミラー式パノラマ撮影装置の概略構成図である。

図 22は、従来の全方位撮影を行う画像入力装置である超広角レンズ式パノラマ撮影装置の概略構成図である。

図 2 3は、広角レンズを複数個用いて全方位撮影を行う画像入力装置の概略構成図である。発明を実施するための最良の形態

以下本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図 1 (a) 〜（c) は本発明の実施の第 1形態を示す概略的な構成図おょぴ拡大図で、図 1 (a) 〜（c) において、光ファイバ一素線 1 1を多数束ねて一端面から画像が取り込めるように多芯構造体（以下イメージファイバーと称す） 1

2 a、 1 2 b、 1 2 c として構成する。そのイメージファイバー 1 2 a、 1

2 b、 1 2 c……の一端は、図 1 (b) に示すように、筒体 1 4の内部に装着されて被覆され、複数の画像入力部 1 5 a、 1 5 b、 1 5 c……に構成される。イメージファイバー 1 2 a、 1 2 b、 1 2 c……の他端は、後述するように光学的手段を介して撮像素子（CCD撮像素子）等のイメージセンサで同時に読み取ることができるように、四角形状に形成されたファイバ一束ね部 1 6に装着される。ファイバ一束ね部 1 6には、図示のように複数の円筒状の孔 1 7 a、 1 7 b、 1 7 c……が格子状に整列して穿設されている。それら円筒状の孔 1 7 a、 1 7 b, 1 7 c……には、画像入力部 1 5 a、 1 5 b、 1 5 c……を構成するィメージファイバー 1 2 a、 1 2 b、 1 2 c……の端部が挿入されるとともに、ィメージファイバー 1 2 a、 1 2 b、 1 2 c……の端面は、全て同一面になるように平坦に揃えられる。

図 1 (c) は画像入力部 1 5 a、 1 5 b、 1 5 c……の拡大図で、これら画像入力部 1 5 a、 1 5 b、 1 5 c……には、対物レンズ 1 3若しくは同等の機能を有する機構が組み込まれている。この図 1 (c) に示すように対物レンズ 1 3が筒体 14で支持されて設けられている。

前記画像入力部 1 5 a、 1 5 b、 1 5 c……は、全方位の映像を取り込むことができるように、図 2 (a) 〜（e) に示す球体状に形成された全方位映像取り込み部 20に、緯度、経度で見て 30度の間隔で放射状に配置される。また、球体状の全方位映像取り込み部 20の赤道面近傍の周囲には、 60度の間隔でマイクロフオン 2 1が配置されている。このマイクロフオン 2 1は、後述のように音声をマルチチャンネルで記録して、再生時に見ている映像の方向に応じて再生するように構成される。なお、全方位映像取り込み部 20は、支柱 22により図示しない基台等に支持固定されている。

図 3は、図 1と図 2を用いて構成した実施の第 1形態における全体構成を示す概略的な構成図である。この図 3において、全方位映像取り込み部 20に配置された画像入力部 1 5 a、 1 5 b, 1 5 c……で取り込んだ映像は、イメージファィバー 1 2 a、 1 2 b、 1 2 c……を介してファイバ一束ね部 1 6に送られ、そのフアイパー束ね部 1 6の端面には、イメージ像が得られる。

図 4は、前述したファイバ一束ね部 1 6の端面に得られたイメージ像を、光学的手段 23を介してイメージセンサとして構成される撮像素子 24の素子面に結像させるようにした概略構成図である。

図 5は、ファイバ一束ね部 1 6の端面に得られたイメージ像が、撮像素子上で結像している様子を示す説明図で、この図 5における撮像素子上の映像では、ィメージファイバー 1 2 a， 1 2 b、 1 2 c……の端面を図示のように格子状に配列したため、ファイバ一束ね部 1 6の枠部が黒抜きとなって観察される。このため、全方位映像取り込み部 2 0に配置された画像入力部 1 5 a、 1 5 b、 1 5 c ……側のイメージファイバーによる画角 A (図 6に示す円）を、互いに図示のように、オーバーラップするように広く取ることによつて死角を無くすことが可能となる。図 6において、図示略正方形の部分は使用する画角 Bである。

なお、フアイパー束ね部 1 6の端面には、イメージ像が得られるので、放射状に配置された画像入力部 1 5 a、 1 5 b、 1 5 c……と、ファイバ一束ね部 1 6 のイメージファイバー 1 2 a、 1 2 b , 1 2 c……の端面との相互の位置関係や、天地の並びは、揃えておく方が後のイメージ処理が簡単に済むようになる。

上記のように構成された画像入力部 1 5 a、 1 5 b、 1 5 c……に取り込まれた全方位の映像は、イメージファイバー 1 2 a、 1 2 b、 1 2 c……を介して撮像素子 2 4に結像される。撮像素子 2 4は、これら像を電気信号に変換して次に示す図 7の信号処理部 4 1に入力される。

図 7は、画像入力部で得られた映像を撮像素子で電気信号に変換し処理する回路装置のブロック構成図で、撮像素子 2 4からの電気信号は信号処理部 4 1で処理され、その処理信号は、デバイスインターフェース部 4 2を介して記録デパイス 4 3に記録されるとともに、外部ィンターフェース部 4 4を介して図示しない外部処理装置に供給される。

なお、信号処理部 4 1以降の電気回路は、通常のデジタル映像記録装置とほぼ同様な装置を使用することができるが、必要に応じて圧縮処理等を併用し、データ量を少なくすることも可能である。

また、音声記録についても、無指向性マイクロフォンによる全方位記録や一般のステレオ記録の他、多数のマイク口フォンを使用してマルチチャンネルで記録しておき、再生時に見ている映像の方向に応じて再生する音のチャンネルを切り替える音声信号を信号処理部 4 1にて処理するようにしても良い。なお、信号処理部 4 1他各部に電力を供給するために、電源部 4 6が設けられている。上記説明では、全方位映像取り込み部 2 0が球形の場合について述べて来たが、図 8 ( a ) 、（b ) 、 ( c ) は全方位映像取り込み部 2 0を正八面体に構成した場合の平面図、正面図および側面図である。この正八面体の各面部 2 0 a〜2 0 h (面部 2 O hは図示せず）を構成する正三角形の中心には、画像入力部 1 5 a 〜 1 5 hを全方位の映像が撮影できるように配置する。なお、この正八面体の全方位映像取り込み部 2 0を使用した場合、 8個の画像入力部 1 5 a〜 1 5 hで全方位をカバーすることになるので、 1個の画像入力部がカバーする範囲は、水平面で 9 0度となり、半球の 1ノ 4の画角となる。

図 9は上記正八面体の全方位映像取り込み部 2 0を用いた場合におけるフアイパー束ね部 1 6 aの概略構成図で、このファイバ一束ね部 1 6 aでは、円筒状の孔 1 7 a、 1 7 b , ……を 2列 2段に形成したものである。

なお、ファイバ一束ね部 1 6 aに形成される円筒状の孔は、イメージファイバ一の束ね方により、自由に選択できるが、格子状に構成した方が、後のイメージ処理が簡単になる。

上記のように構成した実施の第 1形態では、全天を緯度、経度で 3 0度の間隔で切り分けた例について述べて来たが、この間隔は、任意に設定可能である。撮影画角を上記のように狭く設定した場合は、通常の 3 5 m mカメラにおける標準レンズ（5 0 m m近辺）のやや望遠側よりの画角となり、撮影した映像の歪み等が少ないと言う利点がある。このことは、複数のイメージファイバーを用い、各正面の狭い範囲の画角から取り込んだ映像のみを利用しているため、各々の画像の歪みが殆ど無いからである。

また、総てのイメージファイバーを束ねて 1つの撮像素子で画像化しているため、複数のカメラを使用して撮影した場合のように、複数のカメラ映像の同期をとる必要がないという利点がある。さらに、撮像素子上では、水平に配置したィメージファイバーの画像は、水平同一ライン上に撮像するように配置している。従って、撮像素子上の映像を取り出す場合、切り出す位置に基づいて、水平方向と垂直方向から必要な画素（ピクセル）分のデータを読み出してくることで、必要な範囲の映像が合成できる。すなわち、映像の合成が従来の方式に比べて非常に簡単になる。

この為、複数のイメージファイバーからの映像を繋げて見る場合に、映像の繋ぎ合わせが非常に容易になる。これは、撮影した全方位映像の中から、任意の向きで任意の画角の映像を切り出す場合に、次に示すような処理が簡単で速度が早いと言う大きな利点が得られる。

処理が簡単になると、各々の画像の歪み補正が不要となり、また、複数の映像の同期をとる必要がなくなり、さらに撮影対象の縦横の関係が、撮像素子上でも縦横に保持されているため、矩形領域を切り出す場合にも、複雑な座標変換がいらないなどにより、処理時間が短くなる。

また、画像入力部 1 5 a、 1 5 b , 1 5 c……の内、水平面上同一緯度に配置されている画像入力部のイメージファイバ 1 2 a、 1 2 b、 1 2 c……をフアイバ束ね部 1 6で格子状に配置する場合、水平同一ライン上に配置する。

次に、同一経度上の画像入力部を同じ縦の列に配置して、球面を展開した形で撮像素子に映像を取り込むと、全方位映像を世界地図の様に見ることができるようになる。従って、上記映像から任意の画角で任意の方角の映像を切り出すことは、映像相互の位置関係から明確であるので、非常に簡単に行うことができる利点、力 Sある。

上記のように、本発明の実施の第 1形態による画像入力装置では、全方位映像を簡単にかつ映像を歪み無く取り込むことが可能になっており、取り込み映像のモニタリング時においても、全方位映像の視認性が高いだけで無く、部分映像の切り出し時においても、画像処理の手間を大幅に簡略化できる利点もある。また、演算能力の非常に高いコンピュータ等を用いた場合で、座標変換などの信号処理能力に余裕がある場合には、画像入力部の配置を、より撮像素子の解像度を有効活用する方向にすることにより、システム全体の柔軟性が高くなる。このような全方位映像取り込み部の実施の形態を図 1 0により説明する。

図 1 0 (a) 、（b) は、正 20面体に構成した全方位映像取り込み部 20の概略構成図で、正 20面体の各面部の中央には、正三角形に光ファイバ一素線を束ねた画像入力部 1 5 a、 1 5 b, 1 5 c……を配置する。

一方、撮像素子側では、図 1 1に示すように、撮像素子（CCD撮像素子）の解像度を有効に利用できるように、画像入力部 1 5 a、 1 5 b、 1 5 c "… ,·の空間配置にこだわらずに撮像素子を並べた。この場合、撮影画角が空間を隙間なくカバーできるように、画像入力部やレンズを適正に選択する。このように構成した場合には、撮像素子の利用効率が良くなる。なお、この正 20面体の場合には、画像入力部を正三角形で構成したが、それ以外の形状でも同様の効果を得ることができる。

次に、本発明の実施の第 2形態を図 1 2から図 1 6に基づいて説明するに、実施の第 1形態と同一部分に同一符号を付して、その説明を省略する。

図 1 2 (a) 〜（c) は本発明の実施の第 2形態を示す概略的な構成図および拡大図で、図 1 2 (a ) 〜（ c ) において、画像入力部 1 5 a、 1 5 b、 1 5 c ……は、図 1 2 (b) に示すように、イメージファイバー 1 2 a、 1 2 b、 1 2 c……の一端を、筒体 14の内部に装着するとともに、筒体 1 4の外周に、後述する照明用光源を利用して全方位撮影用照明の光線を放射するライトガイド用フアイバー 1 8が設けられて構成されている。ライトガイド用フアイパー 1 8は、外筒体 1 9で被覆される。なお、ライトガイド用ファイバー 1 8の他端は、図示のように円筒状に束ねられて照明用ファイバ一束ね部 30として形成される。尚、対物レンズ 1 3は、外筒体 1 9で支持されている。

また、図 1 3に示してある照明用フアイパー束ね部 30には、図 14に示す照明用光源部 5 0が設けられている。照明用光源部 50は、図 1 5に示すように、構成されている。図 1 5において、箱体 5 1の内部に光源用ランプ 5 2、反射ミラー 53、 54が図示のように配置され、光源用ランプ 52からの光が反射ミラ一 53、 54で反射されて照明用フアイパー束ね部 30のライトガイド用フアイバー 1 8に入射される。ライトガイド用ファイバー 1 8に入射された光線は、全方位映像取り込み部 20に設けられた画像入力部 1 5 a、 1 5 b、 1 5 c……の先端部から周囲に照射される。

上記のように、照明用光源部 50からの照明光線が、照明用ファイバ一束ね部 30からライト用ファイバー 1 8を通して画像入力部の先端部から周囲に照射されるので、照明光源の向きによる影を作る事も無く、また、大きさ的にも、照明光源で全方位をカバーすることに比較すると遥かに小型化することができる。図 1 6は、画像入力部で得られた映像を撮像素子で電気信号に変換し処理する回路装置のブロック構成図で、撮像素子 24からの電気信号は信号処理部 4 1で処理され、その処理信号は、デバイスインターフェース部 42を介して記録デバイス 43に記録されるとともに、外部インターフェース部 44を介して図示しない外部処理装置に供給される。また、画像入力部 1 5 aには、照明用のライトガィド用ファイバー 1 8と、そのファイバー 1 8に光線を供給するための照明用光源部 50が設けられる。

図 1 7 (a) 〜（c) は本発明の実施の第 3形態を示す概略的な構成図および拡大図で、第 1、第 2形態と同一部分に同一符号を付して説明する。図 1 7

(a) 〜（c) において、光ファイバ一素線 1 1は、前述した実施の形態のように多数束ねて一端面から画像が取り込めるようにイメージファイバー 1 2 a、 1 2 b、 1 2 c……として構成し、そのイメージファイバー 1 2 a、 1 2 b、 1 2 c……の一端は、複数の画像入力部 1 5 a、 1 5 b、 1 5 c……に構成される。その画像入力部 1 5 a、 1 5 b、 1 5 c……は、図 1 7 (b) に示すように、イメージファイバー 1 2 a、 1 2 b, 1 2 c……の一端を、筒体 14の内部に装着するとともに、筒体 14の外周に、図 1 5で示した照明用光源部 50から得られる全方位撮影用照明の光線を放射する第 1ライトガイド用ファイバー 1 8 aと、図示しないストロボ照明光源部からのストロボ光線を放射する第 2.ライトガイド用ファイバー 1 8 bとが混在して設けられて構成されている。第 1、第 2ライトガイド用ファイバー 1 8 a、 1 8 bは、外筒体 1 9で被覆される。

なお、第 1、第 2ライトガイド用ファイバー 1 8 a、 1 8 bの他端は、図示のように円筒状に束ねられて第 1、第 2照明用ファイバ一束ね部 3 0 a、 3 O bとして形成される。

図 1 8は、実施の第 3形態における全体構成を示す概略的な構成図である。この図 1 8に示してある第 1、第 2照明用ファイバ一束ね部 3 0 a、 3 0 bの第 1 照明用ファイバ一束ね部 3 0 aには、図 1 9に示すように前述した図 1 4に示す照明用光源部 5 0が設けられている。また、上述した光線は連続発光光線が主であるが、第 2照明用ファイバ一束ね部 3 0 bには、図示しない間欠発光光線を発するストロボ照明光源部からのストロボ光線を供給してもよく、ストロボ光線の他、赤外光線による照明も使用できる。

このように、通常の可視光線での照明の他、ストロボ光線での組み合わせる事などにより、様々な用途の使用にも簡単に対応することができ、システムの柔軟性が非常に高くなる。また、監視、セキュリティ用途として、通常赤外光線で照明を行い、画像に変化が現れた時点でストロボ光線を発光させる等の処理を組み合わせることができる。

上記のように照明用光源部 5 0とストロボ照明用光源部からの照明光線が、第 1、第 2照明用ファイバ一束ね部 3 0 a , 3 0 bから第 1、第 2ライト用フアイバー 1 8 a、 1 8 bを通して画像入力部の先端部から周囲に照射されるので、照明光源の向きによる影を作る事も無く、また、大きさ的にも、照明光源で全方位を力パーすることに比較すると遥かに小型化することができる。

図 2 0は画像入力部で得られた映像を撮像素子で電気信号に変換し処理する回路装置のプロック構成図で、図 1 6と異なる部分は、画像入力部に形成される照明用の第 1、第 2ライトガイド用ファイバー 1 8 a、 1 8 bと、そのファイバー 1 8 a、 1 8 bに照明用光線を供給するための第 l'、第 2照明用光源部 5 0 a、 5 0 bである。

以上述べたように、本発明によれば、全方位映像の歪みが非常に少なく、同時にモニタリングの映像の視認性が非常に高くなる。また照明による影が出来にくいので、同時モニタリングの映像の視認性がさらに向上する。

光フアイバー素線が多数束ねられて構成された多芯構造体を通して取り込む映像の歪みが少なく、且つ互いに位置関係が単純で分かりやすい為に、任意の画角，方角での映像の切り出しが簡単になる。また、映像取り込み部の多芯構造体レイァゥトを変更することで、取り込み映像のパターンや範囲などの変更に柔軟に対応することが出来る。

この他、通常の可視光線での照明の他、ファイバーを束ねて形成された照明光線入力部に供給される照明用光源部の光源を変更するだけで、種々の光線による照明を行うことが出来、監視 ·セキリュティ用途にも簡単に適用出来るために、システムの柔軟性が非常に高くなる等の種々の効果が得られる。産業上の利用可能性

光ファイバ一素線が多数束ねられて構成された多芯構造体を通して取り込む映像の歪みが少なく、且つ互いに位置関係が単純で分かりやすい為に、任意の画角 ·方角での映像の切り出しが簡単になる。また、映像取り込み部の多芯構造体レイァゥトを変更することで、取り込み映像のパターンや範囲などの変更に柔軟に対応することが出来る。

Claims

請求の範囲

1 . 光ファイバ一素線が多数束ねられて構成された多芯構造体と、この多芯構造体の一端に形成された画像を取り込む画像入力部と、

前記多芯構造体'を複数組み束ねる手段と、

この手段により複数組み束ねられた多芯構造体の各一端に設けられた前記画像入力部から取り込んだ画像を、多芯構造体によりその他端に導いて光学的手段を介してイメージセンサで読み取る手段とを具備し、

前記画像入力部は、その光学軸がそれぞれ放射状になるように配置されたことを特徴とする画像入力装置。

2 . 前記画像入力部は、その先端部にレンズを設けたことを特徴とする請求項 1に記載の画像入力装置。

3 . 前記画像入力部は、球体状からなる画像取り込み部に緯度，経度で見て一定の間隔で放射状に配置されたことを特徴とする請求項 1に記載の画像入力装置

4 . 前記画像入力部は、正多面体からなる画像取り込み部の各面部に放射状に配置されたことを特徴とする請求項 1に記載の画像入力装置。

5 . 前記正多面体からなる画像取り込み部に配置される画像入力部は、光ファィ,パー素線を正三角形に束ねて構成したことを特徴とする請求項 4に記載の画像入力装置。

6 . 前記多芯構造体の他端は、全て同一面に揃えるとともに、格子状に配置するようにしたことを特徴とする請求項 1に記載の画像入力装置。

7 . 前記多芯構造体の他端は、放射状に配置された前記画像入力部との相互の位置関係を一致させることを特徴とする請求項 6に記載の画像入力装置。

8 . 光フアイバー素線が多数束ねられて構成された多芯構造体と、この多芯構造体の外周に配設された照明用ファイバーと、この照明用ファイバーを有する多芯構造体の一端に形成された画像を取り込む画像入力部と、

前記多芯構造体を複数組み束ねる手段と、

9 . 前記画像入力部は、その先端部にレンズを設けたことを特徴とする請求項 8に記載の画像入力装置。

1 0 . 前記画像入力部は、球体状からなる画像取り込み部に緯度 ·経度で見て一定の間隔で放射状に配置されたことを特徴とする請求項 8に記載の画像入力装

1 1 . 前記画像入力部は、正多面体からなる画像取り込み部の各面部に放射状に配置されたことを特徴とする請求項 8に記載の画像入力装置。

1 2 . 前記正多面体からなる画像取り込み部に配置される画像入力部は、光フアイバー素線を正三角形に束ねて構成したことを特徴とする請求項 1 1に記載の画像入力装置。

1 3 . 前記多芯構造体の他端は、全て同一面に揃えるとともに、格子状に配置するようにしたことを特徴とする請求項 8に記載の画像入力装置。

1 4 . 前記多芯構造体の他端は、放射状に配置された前記画像入力部との相互の位置関係を一致させることを特徴とする請求項 1 3に記載の画像入力装置。

1 5 . 光ファイバ一素線が多数束ねられて構成された多芯構造体と、この多芯構造体の外周に配設され、異なる照明光線を放射する複数組みの照明用フアイバーと、

これら照明用ファイバーを有する多芯構造体の一端に形成された画像を取り込む画像入力部と、

前記多芯構造体を複数組み束ねる手段と、

この手段から複数組みの照明用ファィバーを分離して、それらフアイバーを束ねて形成された複数の照明光線入力部と、

これら照明光線入力部に結合され、前記照明用ファイバーから異なる照明光線を放射する光源がそれぞれ別々に設けられた複数の照明用光源部と、

前記複数組み束ねられた手段から分離させた多芯構造体の各一端に設けられた前記画像入力部から取り込んだ画像を、多芯構造体によりその他端に導いて光学的手段を介してィメージセンサで読み取る手段とを具備し

1 6 . 前記画像入力部は、その先端部にレンズを設けたことを特徴とする請求項 1 5に記載の画像入力装置。

1 7 . 前記画像入力部は、球体状からなる画像取り込み部に緯度 ·経度で見て一定の間隔で放射状に配置されたことを特徴とする請求項 1 5に記載の画像入力

1 8 . 前記画像入力部は、正多面体からなる画像取り込み部の各面部に放射状に配置されたことを特徴とする請求項 1 5に記載の画像入力装置。

1 9 . 前記正多面体からなる画像取り込み部に配置される画像入力部は、光フアイバー素線を正三角形に束ねて構成したことを特徴とする請求項 1 8に記載の画像入力装置。

2 0 . 前記多芯構造体の他端は、全て同一面に揃えるとともに、格子状に配置するようにしたことを特徴とする請求項 1 5に記載の画像入力装置。

2 1 . 前記多芯構造体の他端は、放射状に配置された前記画像入力部との相互の位置関係を一致させることを特徴とする請求項 2 0に記載の画像入力装置。