2025-37164 全周カメラ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025037164

(43)【公開日】2025-03-17

(54)【発明の名称】全周カメラ

(51)【国際特許分類】

   G03B 37/00 20210101AFI20250310BHJP

   G03B 37/04 20210101ALI20250310BHJP

   G03B 19/07 20210101ALI20250310BHJP

   G03B 15/00 20210101ALI20250310BHJP

   H04N 23/90 20230101ALI20250310BHJP

   H04N 23/50 20230101ALI20250310BHJP

   G02B 13/00 20060101ALN20250310BHJP

   G02B 13/06 20060101ALN20250310BHJP

【ＦＩ】

G03B37/00 A

G03B37/04

G03B19/07

G03B15/00 W

G03B15/00 U

G03B15/00 H

H04N23/90

H04N23/50

G02B13/00

G02B13/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023143967

(22)【出願日】2023-09-05

(71)【出願人】

【識別番号】000220343

【氏名又は名称】株式会社トプコン

(74)【代理人】

【識別番号】100083563

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 祥二

(72)【発明者】

【氏名】湯浅 太一

【テーマコード（参考）】

2H054

2H059

2H087

5C122

【Ｆターム（参考）】

2H054BB02

2H054BB05

2H054BB07

2H059BA03

2H059BA11

2H087KA02

2H087KA03

2H087LA03

2H087PA06

2H087PA20

2H087PB09

2H087QA02

2H087QA07

2H087QA17

2H087QA22

2H087QA26

2H087QA37

2H087QA41

2H087QA45

2H087RA32

2H087RA41

2H087RA42

2H087RA43

2H087RA44

5C122EA54

5C122FA03

5C122FA18

5C122FB06

5C122FB15

5C122GE05

5C122GE06

5C122GE11

(57)【要約】      （修正有）

【課題】カメラ間の視差を小さく、且つ全周カメラの小型化を図った全周カメラを提供する。
【解決手段】同一平面内、且つ同一円周上の所定等分位置に設けられ、水平方向を向く複数の水平カメラユニット２ａ，２ｃと、複数の水平カメラユニットの中心に天頂を向く天頂カメラユニット２ｆを具備し、各水平カメラユニットの光学系５ａ，５ｃは、水平方向の撮像光軸１３ａ，１３ｃ上に設けられた対物レンズ群６ａ，６ｃと、対物レンズ群の撮像光軸を下方に屈曲させる光軸偏向部材８ａ，８ｃと、光軸偏向部材に屈曲された結像光軸上に設けられた結像レンズ群７ａ，７ｃと、像を受光する受光素子９ａ，９ｃとを有し、天頂カメラユニットの光学系は、真直な光軸上に対物レンズ群６ｆ、光路長調整部材１５、結像レンズ群７ｆ、像を受光する受光素子９ｆとを有し、各水平カメラユニットの結像レンズ群は、天頂カメラユニットの光学系を中心として同心円上に配置される。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

同一平面内に、且つ同一円周上の所定等分された位置に設けられ、水平方向に向けられた複数の水平カメラユニットと、該複数の水平カメラユニットの中心に設けられ、天頂方向に向けられた天頂カメラユニットを具備し、前記各水平カメラユニットの光学系は、水平方向に向けられた撮像光軸上に設けられた対物レンズ群と、該対物レンズ群の撮像光軸を下方に屈曲させる光軸偏向部材と、該光軸偏向部材に屈曲された結像光軸上に設けられた結像レンズ群と、該結像レンズ群で結像される像を受光する受光素子とを有し、前記天頂カメラユニットの光学系は、真直な光軸上に対物レンズ群、光路長調整部材、結像レンズ群、該結像レンズ群で結像される像を受光する受光素子とを有し、前記各水平カメラユニットの結像レンズ群は、前記天頂カメラユニットの光学系を中心として同心円上に配置される様構成された全周カメラ。

【請求項2】

前記各水平カメラユニットの受光素子及び前記天頂カメラユニットの受光素子が、同一平面内に位置する様、前記水平カメラユニット、前記天頂カメラユニットが配設された請求項１に記載の全周カメラ。

【請求項3】

前記各水平カメラユニットの入射瞳位置、前記天頂カメラユニットの入射瞳位置が、同一球面上に位置する様構成された請求項１に記載の全周カメラ。

【請求項4】

前記光軸偏向部材は、前記撮像光軸を水平方向、鉛直方向に屈曲させ、各水平カメラユニットの結像レンズ群が、隣接する対物レンズ群と対物レンズ群との間に位置する様構成された請求項１に記載の全周カメラ。

【請求項5】

前記水平カメラユニット全体の総合画角は、下方９０°～６０°の範囲で、未撮像範囲が形成される様設定された請求項１に記載の全周カメラ。

【請求項6】

前記水平カメラユニットは５組であり、該水平カメラユニットの水平画角は７２°～１２０°である請求項１に記載の全周カメラ。

【請求項7】

前記水平カメラユニットは４組であり、該水平カメラユニットの水平画角は９０°～１３５°である請求項１に記載の全周カメラ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モバイルマッピングシステム（Mobile Mapping System)、或は地上型レーザスキャナに於いて画像取得の為に用いられる全周カメラに関するものである。

【背景技術】

【0002】

モバイルマッピングシステムに於いて、或は地上型レーザスキャナに於いて、３次元データの取得と共にデータ取得範囲の画像を取得し、３次元データと画像とのマッチングを行い、３次元データ付きの画像を取得することが行われる。

【0003】

この画像の取得の為に全周カメラが用いられる。

【0004】

従来、全周カメラは複数のカメラによって構成され、構成されるカメラの数によってカメラの画角が決定される。又、カメラの角度分解能は、画角の大小に影響され、広画角カメラでは角度分解能が低下する。この為、角度分解能を高める為には、カメラの数を多くし、カメラ１個当りの画角を小さくすればよいが、カメラの数を多くすることで、全周カメラが大型化する、或はカメラ間の視差が大きくなり、各カメラで取得した画像を合成する場合に、画像処理が複雑になるという問題があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１２－２０４９８２号公報

【特許文献2】特開２０１９－４９７３９号公報

【特許文献3】特開２０１６－２７４３８号公報

【特許文献4】米国特許第１１６３７９５４号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

本発明は、カメラ間の視差を小さく、且つ全周カメラの小型化を図った全周カメラを提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、同一平面内に、且つ同一円周上の所定等分された位置に設けられ、水平方向に向けられた複数の水平カメラユニットと、該複数の水平カメラユニットの中心に設けられ、天頂方向に向けられた天頂カメラユニットを具備し、前記各水平カメラユニットの光学系は、水平方向に向けられた撮像光軸上に設けられた対物レンズ群と、該対物レンズ群の撮像光軸を下方に屈曲させる光軸偏向部材と、該光軸偏向部材に屈曲された結像光軸上に設けられた結像レンズ群と、該結像レンズ群で結像される像を受光する受光素子とを有し、前記天頂カメラユニットの光学系は、真直な光軸上に対物レンズ群、光路長調整部材、結像レンズ群、該結像レンズ群で結像される像を受光する受光素子とを有し、前記各水平カメラユニットの結像レンズ群は、前記天頂カメラユニットの光学系を中心として同心円上に配置される様構成された全周カメラに係るものである。

【0008】

又本発明は、前記各水平カメラユニットの受光素子及び前記天頂カメラユニットの受光素子が、同一平面内に位置する様、前記水平カメラユニット、前記天頂カメラユニットが配設された全周カメラに係るものである。

【0009】

又本発明は、前記各水平カメラユニットの入射瞳位置、前記天頂カメラユニットの入射瞳位置が、同一球面上に位置する様構成された全周カメラに係るものである。

【0010】

又本発明は、前記光軸偏向部材は、前記撮像光軸を水平方向、鉛直方向に屈曲させ、各水平カメラユニットの結像レンズ群が、隣接する対物レンズ群と対物レンズ群との間に位置する様構成された全周カメラに係るものである。

【0011】

又本発明は、前記水平カメラユニット全体の総合画角は、下方９０°～６０°の範囲で、未撮像範囲が形成される様設定された全周カメラに係るものである。

【0012】

又本発明は、前記水平カメラユニットは５組であり、該水平カメラユニットの水平画角は７２°～１２０°である全周カメラに係るものである。

【0013】

更に又本発明は、前記水平カメラユニットは４組であり、該水平カメラユニットの水平画角は９０°～１３５°である全周カメラに係るものである。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、同一平面内に、且つ同一円周上の所定等分された位置に設けられ、水平方向に向けられた複数の水平カメラユニットと、該複数の水平カメラユニットの中心に設けられ、天頂方向に向けられた天頂カメラユニットを具備し、前記各水平カメラユニットの光学系は、水平方向に向けられた撮像光軸上に設けられた対物レンズ群と、該対物レンズ群の撮像光軸を下方に屈曲させる光軸偏向部材と、該光軸偏向部材に屈曲された結像光軸上に設けられた結像レンズ群と、該結像レンズ群で結像される像を受光する受光素子とを有し、前記天頂カメラユニットの光学系は、真直な光軸上に対物レンズ群、光路長調整部材、結像レンズ群、該結像レンズ群で結像される像を受光する受光素子とを有し、前記各水平カメラユニットの結像レンズ群は、前記天頂カメラユニットの光学系を中心として同心円上に配置される様構成されたので、前記対物レンズ群に関する奥行距離が短くなり、全周カメラの小型化が可能となり、又前記水平カメラユニットの前記撮像光軸は装置中心から放射状に延出し、奥行距離が短くなることから視差が減少するという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】第１の実施例を示し、図２のＢ－Ｂ矢視図である。

【図2】第１の実施例を示し、図１のＡ矢視図である。

【図3】第１の実施例に係る全周カメラの撮像範囲を示す図である。

【図4】第１の実施例の第１の変形例を示す図である。

【図5】第１の実施例の第２の変形例を示す図である。

【図6】第１の実施例の第３の変形例を示し、図７のＤ－Ｄ矢視図である。

【図7】第１の実施例の第３の変形例を示し、図６のＣ矢視図である。

【図8】第２の実施例を示し、図９のＦ－Ｆ矢視図である。

【図9】第２の実施例を示し、図８のＥ矢視図である。

【図10】第３の実施例を示し、カメラユニットの概略立体図である。

【図11】第３の実施例を示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。

【0017】

図１、図２を参照して第１の実施例に係る全周カメラ１を説明する。

【0018】

該全周カメラ１は、水平方向に向けられた５組の水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ及び天頂方向に向けられた天頂カメラユニット２ｆの計６組のカメラユニットを有する。

【0019】

前記５組の水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ及び前記天頂カメラユニット２ｆは、ケース３に液密に収納され、前記全周カメラ１は防水構造となっている。尚、図１、図２に於いて、前記水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ及び前記天頂カメラユニット２ｆの要部を示し、カメラユニットの支持構造等については図示を省略している。

【0020】

前記水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅは、中心Ｏ1 を中心とする同一円周の５等分の位置に配設される。前記天頂カメラユニット２ｆは、前記水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅの中心位置、前記中心Ｏ1 に設けられる。

【0021】

前記水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅについて説明する。尚、該水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅの構成は同一であり、以下は、前記水平カメラユニット２ａについて説明する。

【0022】

前記水平カメラユニット２ａの光学系５ａは、対物レンズ群６ａ及び結像レンズ群７ａと、前記対物レンズ群６ａと前記結像レンズ群７ａとの間に介在し、光軸偏向部材としての直角プリズム８ａと、受光素子９ａとを有する。

【0023】

前記直角プリズム８ａは、前記対物レンズ群６ａに対して可及的に接近させて設けられる。尚、１１ａはフィルタ、１２ａはカバーガラスを示している。

【0024】

前記対物レンズ群６ａの撮像光軸１３ａは、前記中心Ｏ1 を通過し水平方向に延出する。更に、前記撮像光軸１３ａは前記直角プリズム８ａにより、結像光軸１４ａとして直角下方に屈曲され、該結像光軸１４ａに前記結像レンズ群７ａ、前記フィルタ１１ａ、前記カバーガラス１２ａ、前記受光素子９ａが配設されている。

【0025】

該受光素子９ａは、画素の集合体であるＣＣＤ、或はＣＭＯＳセンサであり、各画素は前記受光素子９ａ上での位置が特定できる様になっている。例えば、各画素は、前記撮像光軸１３ａの位置を原点とした画素座標を有し、該画素座標によって前記受光素子９ａ上での位置が特定され、受光信号と共に位置情報（画素座標）を出力する様に構成されている。

【0026】

前記対物レンズ群６ａに入射した光は、前記直角プリズム８ａにより屈曲され、前記結像レンズ群７ａによって前記受光素子９ａに結像される。該受光素子９ａは、受光した画像を画像データとして図示しない制御部に出力する。

【0027】

前記水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅの対物レンズ群６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅの撮像光軸は、同一の水平面内に存在し、且つ中心Ｏ1 を中心とし、円周Ｃを５等分する様に、即ち７２°の角度ピッチで放射状に延出している。

【0028】

更に、各水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅの入射瞳位置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅは、同一円周Ｃ上に位置する様に設定されている。

【0029】

前記直角プリズム８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅによって屈曲された結像光軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅに設けられた結像レンズ群７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅは、前記天頂カメラユニット２ｆの光学系（光軸）を中心とした同心円上に配置された構成となる。

【0030】

前記天頂カメラユニット２ｆの光軸１３ｆは真直であり、前記円周Ｃを含む平面に対して垂直であり、前記円周Ｃの中心Ｏ1 を通過する様に、前記天頂カメラユニット２ｆが設けられている。

【0031】

前記天頂カメラユニット２ｆは、前記光軸１３ｆ上に、対物レンズ群６ｆ、結像レンズ群７ｆ、前記対物レンズ群６ｆと前記結像レンズ群７ｆとの間に介在する光路長調整部材１５、及び受光素子９ｆ、フィルタ１１ｆ、カバーガラス１２ｆを有する。

【0032】

前記天頂カメラユニット２ｆの前記対物レンズ群６ｆ、前記結像レンズ群７ｆと前記水平カメラユニット２ａの前記対物レンズ群６ａ、前記結像レンズ群７ａとは同一の構成となっている。更に、前記受光素子９ｆ、前記フィルタ１１ｆ、カバーガラス１２ｆと、前記受光素子９ａ、前記フィルタ１１ａ、カバーガラス１２ａとは同等となっている。

【0033】

更に、前記光路長調整部材１５は、前記水平カメラユニット２ａの光路長と前記天頂カメラユニット２ｆの光路長とを同一にする為の光学部材であり、前記光路長調整部材１５と前記直角プリズム８ａとは同等の光路長を有する。従って、前記天頂カメラユニット２ｆは、前記水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅと光学的には同一の構成となっている。

【0034】

前記水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅの撮像光軸１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅと前記天頂カメラユニット２ｆの前記光軸１３ｆは、前記中心Ｏ1 の一点で交差し、該中心Ｏ1 は全周カメラ１の装置中心となっている。

【0035】

更に、前記天頂カメラユニット２ｆの入射瞳位置４ｆが、前記入射瞳位置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅを含む球面Ｓ上に位置する様に、前記天頂カメラユニット２ｆの位置が設定されている。

【0036】

前記対物レンズ群６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅの画角は、隣接するカメラの画角間で隙間が生じない様、或は周辺部で所定量オーバラップする角度に設定される。尚、以下の説明に於いて、特に水平方向の画角を意味する場合には、水平画角と称す。

【0037】

水平カメラユニットが５組の本実施例では、水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ単体の水平画角は、７２°～１２０°が望ましい。

【0038】

更に、前記対物レンズ群６ｆの画角と前記対物レンズ群６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅの画角間で隙間が生じない様、或は周辺部で所定量オーバラップする様にする。

【0039】

前記水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ、前記天頂カメラユニット２ｆで撮像した画像は、制御部（図示せず）に出力され合成される。画像を合成する場合、各カメラユニット間の視差は無いことが好ましい。然し乍ら、本実施例の様に、複数のカメラにより全周カメラが構成される場合、全てのカメラ間の視差を０とすることは物理的に無理であるので、可能な限り小さくすることが望まれる。

【0040】

本実施例では、前記撮像光軸１３ａを前記対物レンズ群６ａの直後で下方に屈曲させているので、前記対物レンズ群６ａに関する奥行距離が短くなっている。この為、前記中心Ｏ1 （即ち、装置中心）と前記入射瞳位置４ａ間の距離を短くすることができる。

【0041】

他の水平カメラユニット２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅについても同様であり、前記中心Ｏ1 と前記入射瞳位置４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ間の距離を短くすることができ、各カメラの前記入射瞳位置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅを可及的に前記中心Ｏ1 （即ち、装置中心）に近付けることができる。

【0042】

更に、前記天頂カメラユニット２ｆの光軸は、前記中心Ｏ1 （装置中心）を通過し、前記入射瞳位置４ｆ及び前記入射瞳位置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅは前記中心Ｏ1 を中心とする球面上に位置し、前記入射瞳位置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅは同一円周上の５等分した位置にあるので、前記水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅで取得した画像間で対称性、規則性が確保できる。

【0043】

而して、本実施例では、奥行距離が短くなり、前記各水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅの入射瞳位置が接近し、又入射瞳位置が装置中心に近くなることで、前記水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ間の視差を小さくすることができると共に取得した画像間で対称性、規則性が確保できるので、画像合成時の演算を簡略化でき画像合成の精度を向上させることができる。

【0044】

更に、前記水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅの奥行距離を短くできるので全周カメラの小型化が可能となる。

【0045】

又、本実施例に係る全周カメラは、モバイルマッピングシステム（Mobile Mapping System)で取得した測定データ、或は地上型レーザスキャナで所得した測定データとの合成に用いられる全周画像を取得する全周カメラであり、図１で示される前記全周カメラ１は走行車両、或は地上型レーザスキャナに搭載される。この為、全周カメラ１の下方は、前記走行車両、前記レーザスキャナによって死角となっており、画像が必要な範囲は、図３に示される様に下方９０°～６０°を除く上方２７０°～３００°で全周画像が取得できればよい。本実施例の全周カメラ１では下方９０°～６０°が空白の未撮像部分となる。即ち、水平カメラユニット２ａ～２ｅを総合した撮像画角（総合画角）は鉛直下方の角度で９０°～６０°が未撮像範囲となる。

【0046】

更に又、本実施例に係る全周カメラ１は、モバイルマッピングシステムで取得した測定データ、レーザスキャナで取得した測定データと全周画像とが合成されることから、測定データと全周画像間での整合性が求められる。従って、全周画像には測定データに対応する角度分解能が求められる。

【0047】

本実施例では、水平方向の画像を取得するのに５の前記水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅを使用する。該５の水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅによって水平方向の全周画像を取得するには、各カメラは(３６０°／５＋α°＝７２°＋α°)の水平画角、例えば９０°程度あればよい。

【0048】

前記５の水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅでは、天頂方向、下方に空白部分が生じるが、天頂方向は前記天頂カメラユニット２ｆによって画像が取得され、下方については画像を取得する必要がない。従って、前記水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅの個々の画角を小さくできる。

【0049】

上記した様に、画像のオーバラップ部分を含めても、１つのカメラユニット２に必要な水平画角は、９０°程度となり、充分な角度分解能が得られる。

【0050】

次に、本実施例では、前記水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅの光学系について、中心部に前記天頂カメラユニット２ｆが収納される空間を確保する為、前記直角プリズム８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ，８ｅにより、前記水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅの光軸を鉛直下方（前記天頂カメラユニット２ｆの光軸と平行）に屈曲させているが、必ずしも鉛直下方でなくてもよく、略鉛直下方であればよい。例えば、前記水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅの光学系（特に、結像レンズ群７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ）と前記天頂カメラユニット２ｆの光学系が干渉しない様に、前記結像レンズ群７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅの光軸を既知の角度で適宜傾斜させても良い。

【0051】

更に又、前記天頂カメラユニット２ｆの画角と前記水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅとの画角のオーバラップ量を増大させる為、前記対物レンズ群６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｅの前記撮像光軸１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅを水平より上方に傾斜させても良い。或は、前記水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅにより下方の画像をより多くする為、前記撮像光軸１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅを水平より下方に傾斜させても良い。尚、前記撮像光軸１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅを傾斜させる場合は、前記中心Ｏ1 を中心に傾斜させることが好ましい。

【0052】

従って、前記撮像光軸１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅは、正確に水平でなくとも、画像取得上大きな変化が生じない範囲で傾斜させても良い。

【0053】

前記撮像光軸１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１３ｅを傾斜させる場合も、前記入射瞳位置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆは前記球面Ｓ上に位置する様に設定される。

【0054】

又、本実施例では、前記結像レンズ群７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ，７ｅ及び前記結像レンズ群７ｆの光軸が鉛直下方に延出し、受光素子９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅが同一レベルとなり、前記受光素子９ｆを含めたとしても略同一レベルとなり、更に前記受光素子９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆに対する配線、調整作業が下方からの一方向からの作業となり、作業性が向上する。

【0055】

図４は第１の実施例の第１の変形例、図５は第２の変形例を示している。

【0056】

尚、図４、図５は、水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅの１つ、例えば水平カメラユニット２ａを示しており、図４、図５中、図１中で示したものと同等のものには同符号を付してある。

【0057】

該第１の変形例では、光軸偏向部材として、前記直角プリズム８ａの代りに反射鏡１７が用いられ、該反射鏡１７により撮像光軸１３ａを鉛直下方に屈曲させている。

【0058】

前記第２の変形例では、前記直角プリズム８ａの代りに反射鏡１７が用いられ、該反射鏡１７により撮像光軸１３ａを下方に屈曲させ、更に該撮像光軸１３ａを鉛直に対して所要の角度傾斜させたものである。前記反射鏡１７を用いることで、前記撮像光軸１３ａの角度を容易に変更することができる。

【0059】

図６、図７は第１の実施例の第３の変形例を示している。尚、図６、図７中、図１、図２中で示したものと同等のものには同符号を付してある。又、図６、図７中、ケース３の図示を省略している。

【0060】

第３の変形例では、天頂カメラユニット２ｆの入射瞳位置４ｆをより中心Ｏ1 （装置中心）に近付けたものである。入射瞳位置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅは同一円周Ｃ上、５等分の位置に存在することは第１の実施例と同様である。尚、第３の変形例の場合も、入射瞳位置４ｆ、入射瞳位置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅは同一球面Ｓ′上に位置するが、この球面の半径は前記円周Ｃの半径より大きくなる。

【0061】

又、第３の変形例では、受光素子９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ及び受光素子９ｆが同一平面内に位置する様に、天頂カメラユニット２ｆが設定されている。

【0062】

前記受光素子９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆが同一平面内に位置することで、該受光素子９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆの支持機構が簡略化でき、更に前記受光素子９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ，９ｅ，９ｆを同一基板に設けることもでき、部品点数の低減、製作コストの低減が行える。

【0063】

前記入射瞳位置４ｆはより装置中心に近くなり、天頂カメラユニット２ｆについて視差が小さくなる。又、該天頂カメラユニット２ｆの光軸１３ｆに関して、前記入射瞳位置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅの対称性は損われないので、パノラマ画像合成時の演算を簡略化できる。

【0064】

図８、図９は第２の実施例を示している。

【0065】

第２の実施例では、水平方向の画像を取得する４組の水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄと天頂方向の画像を取得する天頂カメラユニット２ｆの計５組のカメラユニットによって構成されている。

【0066】

尚、前記水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ及び前記天頂カメラユニット２ｆは第１の実施例で示した水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ及び前記天頂カメラユニット２ｆと同一の構成となっている。

【0067】

第２の実施例では、入射瞳位置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄは同一水平面内、同一円周上の４等分位置に存在し、且つ前記入射瞳位置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｆは、同一球面Ｓ上に存在する様に設定される。更に、前記水平面内に前記球面Ｓの中心が含まれる様に設定される。

【0068】

隣接する水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ間で画角間で隙間が生じない様、更に前記天頂カメラユニット２ｆと前記水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄとの間で画角間の隙間が生じない様、対物レンズ群６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ，６ｆの画角が設定される。尚、水平カメラユニットが４組の本実施例では、水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅ単体の水平画角は、９０°～１３５°が望ましい。

【0069】

前記水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄの各隣接するカメラユニットの撮像光軸１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ間の角度は９０°であり、前記各撮像光軸１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄと前記光軸１３ｆ間の角度も９０°であるので、前記水平カメラユニット２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｆで取得した画像間で規則性、対称性があり、パノラマ画像の合成が容易となる。

【0070】

又、第２の実施例に於いても、結像光軸１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ，１４ｅを適宜傾斜させても良いこと、前記直角プリズム８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを反射鏡に変更可能なことについては、第１の実施例と同様である。

【0071】

図１０、図１１は、第３の実施例を示している。図１１に於いて、ケース３の図示は省略されている。又、図１０、図１１中、図１、図２中で示したものと同等のものには同符号を付しその説明を省略する。

【0072】

第３の実施例の全周カメラは、水平方向の画像を取得する４組の水平カメラユニット１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ、天頂方向の画像を取得する天頂カメラユニット１９ｆの５組のカメラユニットにより構成されている。

【0073】

前記水平カメラユニット１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄの入射瞳位置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、前記天頂カメラユニット１９ｆの入射瞳位置４ｆは、上記した実施例と同様、球面Ｓ内に位置する（図１参照）。

【0074】

前記水平カメラユニット１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄは同一の構成であり、図１０は水平カメラユニット１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄの１つ、例えば水平カメラユニット１９ａを示している。

【0075】

該水平カメラユニット１９ａの光学系は、対物レンズ群６ａ、プリズム２１ａ、結像レンズ群７ａ、受光素子９ａを含んでいる。

【0076】

前記プリズム２１ａはプリズム２１′、プリズム２１″から構成され、前記対物レンズ群６ａの撮像光軸１３ａは前記プリズム２１′により水平方向に１回屈曲され、更にプリズム２１″により鉛直方向に１回屈曲される。即ち、前記撮像光軸１３ａは前記プリズム２１ａにより２回屈曲され、垂直下方に延出する結像光軸１４ａとなっている。尚、光軸偏向部材は、前記プリズム２１ａに代え、２つの反射鏡により構成されても良い。各水平カメラユニット１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄの光軸を上記の様に２回屈曲させることで、各水平カメラユニット１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄの結像レンズ群７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄがそれぞれ隣接する対物レンズ群６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄとの間に位置する様に構成される。

【0077】

該結像光軸１４ａ上に前記結像レンズ群７ａ、前記受光素子９ａが設けられている。

【0078】

前記天頂カメラユニット１９ｆの真直な光軸は、前記球面Ｓの中心Ｏ1 を通過し、前記天頂カメラユニット１９ｆは前記水平カメラユニット１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄの中心に設けられる。

【0079】

前記天頂カメラユニット１９ｆは、対物レンズ群６ｆ（図示せず）、光路長調整部材（図示せず）及び結像レンズ群７ｆ（図示せず）を含み、該光路長調整部材は前記プリズム２１ａと同等の光路長を有し、前記水平カメラユニット１９ａ，１９ｂ，１９ｃ，１９ｄ、前記天頂カメラユニット１９ｆの光路長が同一となる様に前記天頂カメラユニット１９ｆの光路長を調整している（図１参照）。

【0080】

前記天頂カメラユニット１９ｆの前記対物レンズ群６ｆ、前記結像レンズ群７ｆと前記水平カメラユニット２ａの前記対物レンズ群６ａ、前記結像レンズ群７ａとは同一の構成となっている。

【0081】

第３の実施例では、前記撮像光軸１３ａを一度水平方向に屈曲させ、結像レンズ群７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄを対物レンズ群６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ間に移動させていることから、前記対物レンズ群６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄに関する奥行距離を更に短くでき、全周カメラ１の小型化が図れる。

【0082】

尚、上記実施例では水平カメラユニットが、４組、５組の場合を説明したが、６組であっても実施可能であることは言う迄もない。

【符号の説明】

【0083】

１ 全周カメラ
２ａ～２ｅ 水平カメラユニット
２ｆ 天頂カメラユニット
４ａ～４ｆ 入射瞳位置
５ａ 光学系
６ａ～６ｆ 対物レンズ群
７ａ～７ｆ 結像レンズ群
８ａ～８ｅ 直角プリズム
９ａ～９ｆ 受光素子
１３ａ～１３ｅ 撮像光軸
１３ｆ 光軸
１４ａ～１４ｅ 結像光軸
１５ 光路長調整部材
１７ 反射鏡

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】