2026-115299 撮像装置

(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】P2026115299

(43)【公開日】2026-07-09

(54)【発明の名称】撮像装置

(51)【国際特許分類】

   G02B 13/06 20060101AFI20260702BHJP

   G03B 15/00 20210101ALI20260702BHJP

   G03B 35/20 20210101ALI20260702BHJP

   G03B 37/00 20210101ALI20260702BHJP

   H04N 23/55 20230101ALI20260702BHJP

   H04N 23/698 20230101ALI20260702BHJP

   G02B 13/00 20060101ALN20260702BHJP

   G02B 13/18 20060101ALN20260702BHJP

【ＦＩ】

G02B13/06

G03B15/00 W

G03B35/20

G03B37/00 A

H04N23/55

H04N23/698

G02B13/00

G02B13/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】16

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2024231914

(22)【出願日】2024-12-27

(71)【出願人】

【識別番号】000001007

【氏名又は名称】キヤノン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110412

【弁理士】

【氏名又は名称】藤元 亮輔

(74)【代理人】

【識別番号】100104628

【弁理士】

【氏名又は名称】水本 敦也

(74)【代理人】

【識別番号】100121614

【弁理士】

【氏名又は名称】平山 倫也

(72)【発明者】

【氏名】小野 譲暉

【テーマコード（参考）】

2H059

2H087

5C122

【Ｆターム（参考）】

2H059AA10

2H059BA11

2H087LA01

2H087LA21

2H087PA07

2H087PA17

2H087PB07

2H087QA02

2H087QA07

2H087QA17

2H087QA21

2H087QA25

2H087QA37

2H087QA41

2H087QA46

2H087RA04

2H087RA05

2H087RA12

2H087RA13

2H087RA32

2H087RA42

2H087RA44

5C122EA40

5C122FA03

5C122FA04

5C122FA18

5C122FB02

5C122FB03

5C122FB06

5C122FH20

5C122HB06

(57)【要約】

【課題】良好な全周ステレオ撮像を行える撮像装置を提供する。
【解決手段】撮像装置は、第１光学系Ｒｊと第２光学系Ｌｊからなる第１対の光学系が、５角形以上の多角形の頂点のそれぞれに位置するように配置されている。第１対とは異なる組み合わせでステレオ撮像を行うための第２対をなす第１光学系と第２光学系のそれぞれの最も物体側の光学面の面頂点間の距離をＩＰＤ、多角形の周方向において隣り合う２つの第１対の光学系における第１光学系同士または第２光学系同士のそれぞれの最も物体側の光学面の面頂点間の距離をＮＰＤとするとき、０．０１≦ＮＰＤ／ＩＰＤ≦０．７０を満足する。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１光学系と第２光学系からなる第１対の光学系が、５角形以上の多角形の頂点のそれぞれに位置するように配置された撮像装置であって、
前記第１対とは異なる組み合わせでステレオ撮像を行うための第２対をなす前記第１光学系と前記第２光学系のそれぞれの最も物体側の光学面の面頂点間の距離をＩＰＤ、前記多角形の周方向において隣り合う２つの前記第１対の光学系における前記第１光学系同士または前記第２光学系同士のそれぞれの最も物体側の光学面の面頂点間の距離をＮＰＤとするとき、
０．０１≦ＮＰＤ／ＩＰＤ≦０．７０
なる条件を満足することを特徴とする撮像装置。

【請求項2】

前記第１対における前記第１光学系と前記第２光学系の光軸同士がなす角度をθとするとき、
１００°＜θ＜２７０°
なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。

【請求項3】

前記第２対をなす前記第１光学系と前記第２光学系との間に、１つ以上の前記第１対の光学系が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。

【請求項4】

前記１つ以上の第１対の光学系の数をＱ、全ての前記第１対の光学系の数をＮ、ガウス記号を［ ］とするとき、
Ｑ≦［Ｎ／２］－１
なる条件を満足することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。

【請求項5】

Ｑ＝［Ｎ／２］－１であるとき、Ｎは奇数であることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。

【請求項6】

前記多角形の重心と前記第２対をなす前記第１光学系および前記第２光学系のそれぞれの最も物体側の光学面の面頂点間の中点との間の距離をＲとするとき、
０．０５≦Ｒ・２ｔａｎ（３π／２Ｎ）／ＩＰＤ＜１．００
なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。

【請求項7】

前記第１対における前記第１光学系と前記第２光学系のそれぞれの最も物体側の光学面の面頂点間の距離をＬｂ、前記第１対ではなく前記多角形の周方向において互いに最も近い前記第１光学系と前記第２光学系のそれぞれの最も物体側の光学面の面頂点間の距離をＬｃとするとき、
０．１０≦Ｌｃ／Ｌｂ≦１．００
なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。

【請求項8】

前記第１対における前記第１光学系と前記第２光学系のうち少なくとも一方の前記多角形を含む面に直交する方向での画角が１５０°以上であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。

【請求項9】

前記第１対における前記第１光学系と前記第２光学系のうち少なくとも一方の前記多角形を含む面に平行な方向での画角が１００°以上であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。

【請求項10】

４０．０ｍｍ≦ＩＰＤ≦１５０.０ｍｍ
なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。

【請求項11】

前記第１および第２光学系の光学全長をＬａとするとき、
０．０１≦Ｌａ/ＩＰＤ≦０．２５
なる条件を満足することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。

【請求項12】

前記撮像装置における全ての前記第１光学系の最も物体側のレンズ面の面頂点が前記多角形の頂点のそれぞれに位置することを特徴とする請求項１に撮像装置。

【請求項13】

前記撮像装置における全ての前記第２光学系の最も物体側のレンズ面の面頂点が前記多角形の頂点のそれぞれに位置することを特徴とする請求項１に撮像装置。

【請求項14】

前記撮像装置における全ての前記第１光学系のノーダルポイントが前記多角形の頂点のそれぞれに位置することを特徴とする請求項１に撮像装置。

【請求項15】

前記撮像装置における全ての前記第２光学系のノーダルポイントが前記多角形の頂点のそれぞれに位置することを特徴とする請求項１に撮像装置。

【請求項16】

第１光学系と第２光学系からなる第１対の光学系が、５角形以上の多角形の頂点のそれぞれに位置するように配置された撮像装置であって、
前記第１対とは異なる組み合わせでステレオ撮像を行うための第２対をなす前記第１光学系と前記第２光学系のそれぞれのノーダルポイント間の距離をＩＰＤ、前記多角形の周方向において隣り合う２つの前記第１対の光学系における前記第１光学系同士または前記第２光学系同士のそれぞれのノーダルポイントポイント間の距離をＮＰＤとするとき、
０．０１≦ＮＰＤ／ＩＰＤ≦０．７０
なる条件を満足することを特徴とする撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、全周ステレオ撮像が可能な撮像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、それぞれ並列配置された右眼用カメラと左眼用カメラからなるカメラペアを、互いに向きを異ならせて円に沿って配置することで全周ステレオ撮像を行う撮像装置が開示されている。各カメラペアにより、人の両眼視差を再現したステレオ撮像が可能である。このような撮像装置において複数の右眼カメラにより得られた複数の画像と複数の左眼カメラにより得られた複数の画像がそれぞれスティッチ処理にて繋ぎ合わされることで、ステレオ視が可能な全周パノラマ画像が生成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】米国特許第10,750,153号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来よりも良好な全周ステレオ撮像を行える撮像装置が望まれている。

【課題を解決するための手段】

【0005】

本発明の一側面としての撮像装置は、第１光学系と第２光学系からなる第１対の光学系が、５角形以上の多角形の頂点のそれぞれに位置するように配置された撮像装置である。第１対とは異なる組み合わせでステレオ撮像を行うための第２対をなす第１光学系と第２光学系のそれぞれの最も物体側の光学面の面頂点（またはノーダルポイント）間の距離をＩＰＤ、多角形の周方向において隣り合う２つの第１対の光学系における第１光学系同士または第２光学系同士のそれぞれの最も物体側の光学面の面頂点間の距離をＮＰＤとするとき、
０．０１≦ＮＰＤ／ＩＰＤ≦０．７０
なる条件を満足することを特徴とする。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、良好な全周ステレオ撮像を行える撮像装置が得られる撮像装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】実施例１～１０の撮像装置の光学系の概略図。

【図2】実施例１～１０の撮像装置の第１対の光学系の概略図。

【図3】第１対の光学系の別の概略図。

【図4】実施例１～３の撮像装置における光学系の配置を示す図。

【図5】実施例４、５の撮像装置における光学系の配置を示す図。

【図6】実施例６の撮像装置における光学系の配置を示す図。

【図7】実施例７の撮像装置における光学系の配置を示す図。

【図8】実施例８の撮像装置における光学系の配置を示す図。

【図9】実施例９の撮像装置における光学系の配置を示す図。

【図10】実施例１０の撮像装置における光学系の配置を示す図。

【図11】数値例１の光学系の断面図。

【図12】数値例１の光学系の収差図。

【図13】数値例２の光学系の断面図。

【図14】数値例２の光学系の収差図。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。以下の説明において、図面上ではＸ方向とＺ方向を表し、Ｘ方向とＺ方向に直交する方向（図の紙面に垂直な方向）をＹ方向と表す。

【0009】

図１は、実施例１～１０の撮像装置に用いられる光学系１０１の基本構成（ＸＺ断面）を示している。Ｘ方向は光学系１０１の光軸ＡＸが延びる方向（光軸方向）であり、Ｙ方向は水平方向、Ｚ方向は垂直方向である。光学系１０１は、水平視野角ＨＦＯＶと、不図示の垂直視野角ＶＦＯＶを有する。光軸ＡＸは、光学系１０１の最も物体側の光学面（レンズ面）の面頂点（以下、単に最も物体側の面頂点という）を通り、光学系１０１の像面に直交する。像面には、撮像素子１０２の撮像面が配置されている。

【0010】

各実施例の撮像装置は、それぞれ図１に示す光学系１０１により構成される第１光学系としての右眼光学系と第２光学系としての左眼光学系からなる第１対の光学系を５つ（５対）以上有する。これら５対以上の第１対の光学系はそれぞれ、後に図に示して説明するように、５角形以上の多角形の頂点に配置されている。具体的には、全ての第１光学系の最も物体側のレンズ面の面頂点、全ての第２光学系の最も物体側のレンズ面の面頂点、全ての第１光学系のノーダルポイント（ノーパララクスポイント）または全ての第２光学系のノーダルポイントが５角形以上の多角形の頂点に配置されている。このように配置された複数の光学系１０１を有する撮像装置は、多角形の中心回りでの３６０°全周の立体撮像を行う。

【0011】

なお、各光学系１０１を撮像装置（カメラ）と称し、第１対の光学系１０１を第１対の撮像装置と称してもよいが、この場合でも複数の第１対の撮像装置を含む撮像システムは、各実施例にいう「撮像装置」に相当する。

【0012】

図１に示す光学系１０１において、Ｌａは最も物体側のレンズ面の面頂点から像面までの光軸上の距離であり、光学系１０１の光学全長を示す。

【0013】

図２と図３はそれぞれ、第１例としての第１対の光学系１０３と第２例として第１対の光学系１０４における右眼光学系１０１Ｒと左眼光学系１０１Ｌ４の配置を示している。右眼光学系１０１Ｒと左眼光学系１０１Ｌは、それらの光軸ＡＸ同士が角度θをなすように配置されている。角度θは、左眼光学系１０１Ｌの光軸ＡＸから右眼光学系１０１Ｒの射光軸ＡＸまで反時計回り方向で測った角度である。角度θは、図２に示すように１８０°であってもよいし図３に示すように１８０°より小さくてもよく、後述する式（２）の条件を満足することが好ましい。また第１対の右眼光学系１０１Ｒと左眼光学系１０１Ｌのそれぞれの最も物体側の面頂点間の距離をＬｂとする。

【0014】

図４、図５、図６、図７、図８、図９および図１０はそれぞれ、実施例１から１０における５つ以上の第１対の光学系の配置を示している。各図において、ｊを時計回り方向に数えたときの順番（１，２，３，…）として、右眼光学系をＲｊ、左眼光学系をＬｊとして示す。第１対の光学系は、ｊが同一の右眼光学系Ｒｊと左眼光学系Ｌｊの対である。

【0015】

前述したように、５対以上の第１対の光学系は５角形以上の多角形の頂点に配置されている。言い換えれば、５つ以上の右眼光学系１０１Ｒｊの最も物体側の面頂点を結んだ線および５つ以上の左眼光学系１０１Ｌｊの最も物体側の面頂点を結んだ線がそれぞれ５角形以上の多角形となるように配置されている。図４は５対の第１対の光学系が５角形の頂点に配置された例を示しており、他の図はＮ対の第１対の光学系が、Ｎ角形の頂点に配置されている。

【0016】

また各実施例の撮像装置は、第１対とは異なる組み合わせの第２対の右眼光学系と左眼光学系での撮像により互いに視差を有して立体視が可能な撮像画像（右眼画像と左眼画像からなる視差画像）を取得する。以下の説明では、第２対をステレオペアともいう。第１対の光学系をＮ対配置すると、ステレオペアの数もＮ対となる。

【0017】

図４～図１０に示す距離ＩＰＤは、ステレオペアである右眼光学系と左眼光学系のそれぞれの最も物体側の面頂点間の距離であり、基線長ともいう。距離ＩＰＤは、視差画像を良好に立体視できるようにするために、人間の両眼の間隔である約６５ｍｍに応じて約５０～８０ｍｍの範囲で設定されることが好ましい。ただし、遠距離物体の立体感をより大きくするために、距離ＩＰＤを１００ｍｍや１５０ｍｍ等に設定してもよい。このように距離ＩＰＤは、主たる撮像対象となる物体に応じて設定すればよい。

【0018】

図４～図１０に示す距離ＮＰＤは、多角形の周方向において隣り合う（つまりは最も近い）２つの第１対の光学系における右眼光学系同士または左眼光学系同士のそれぞれの最も物体側の面頂点間の距離である。全周のパノラマ右眼画像とパノラマ左眼画像を得るために、撮像装置は、全ての右眼光学系で取得された複数の右眼画像と全ての左眼光学系で取得された複数の左眼画像のそれぞれをスティッチ処理によって繋ぎ合わせる。この際、距離ＮＰＤが大きすぎると、スティッチ処理により繋ぎ合わされ２つ画像間の視差が大きくなりすぎて、繋ぎ目の不整合が発生したり、該不整合を低減するために複雑なスティッチ処理が必要になったりする。

【0019】

距離ＮＰＤは、各ステレオペアの距離（基線長）ＩＰＤと、各第１対の光学系での距離Ｌｂと、５つ以上の第１対の光学系の配置とによって一義的に決まる。そして各実施例の撮像装置は、以下の式（１）の条件を満足することが好ましい。

【0020】

０．０１≦ＮＰＤ／ＩＰＤ≦０．７０ （１）
式（１）の条件は、ステレオペアの基線長と、スティッチ処理により繋ぎ合わされる２つの画像の取得に用いられる２つの光学系間の距離との適切な関係を示している。図４～図１０では代表として１箇所の第１対の光学系（左眼光学系Ｌ１）を基準としたＩＰＤとＮＰＤを示しているが、第１対の光学系がＮ対配置されている場合はＩＰＤをＮ箇所で計測でき、ＮＰＤを２×Ｎ箇所で計測できる。すべてのＩＰＤとＮＰＤは、式（１）を満足することが好ましい。

【0021】

ＮＰＤ／ＩＰＤが式（１）の上限を上回ると、ステレオペアの基線長を十分に確保した際にスティッチ処理により繋ぎ合わされる画像の取得に用いられる２つの光学系間の視差が大きくなり過ぎて前述したスティッチ処理上の問題が生じる。また良好なスティッチ処理を行うためにステレオペアの基線長を十分に確保できず、観賞者が得られる立体感が損なわれる。さらにＮＰＤ／ＩＰＤが式（１）の上限を上回らないためには、第１対の光学系の数が５対以上になる。４対の場合はＮＰＤ／ＩＰＤの値が最低でも０．７１以上になる。

【0022】

一方、ＮＰＤ／ＩＰＤが式（１）の下限を下回ると、第１対の光学系の数が非常に多くなり、その結果、スティッチ処理の対象となる画像の数が膨大になり、スティッチ処理が困難になる。例えば、ＮＰＤ／ＩＰＤが０．１０を下回ると、第１対の光学系の必要数が３２以上となる。

【0023】

なお、式（１）の下限を０．０５、０．１０、０．１５、０．２０または０．２５とするとより好ましく、式（１）の上限を０．６９または０．６５とするとより好ましい。

【0024】

さらにここでは式（１）中のＩＰＤとＮＰＤを２つの光学系の最も物体側の面頂点としたが、「最も物体側の面頂点」に代えてノーダルポイント（ノーパララクスポイント）としてもよい。すなわち、ステレオペアの右眼光学系と左眼光学系のそれぞれのノーダルポイント間の距離をＩＰＤ、多角形の周方向において隣り合う２つの第１対の光学系の右眼光学系同士または左眼光学系同士のそれぞれのノーダルポイントポイント間の距離をＮＰＤとしてもよい。光学系の最も物体側の面頂点とノーダルポイントは一致してもよいし、これらに差があってもよい。

【0025】

上述した構成と式（１）の条件を満足することで、ステレオペアの基線長を十分に確保しつつ、良好なスティッチ処理を行うことができる。

【0026】

各実施例において、前述した第１対の右眼光学系と左眼光学系の光軸同士がなす角度θは、以下の式（２）の条件を満足することが好ましい。

【0027】

１００°＜θ＜２７０° （２）
θが式（２）の上限を上回ると、第１対の右眼光学系と左眼光学系はともに撮像装置の内側の領域の撮像に用いられることになる。撮像装置の内側の領域は、全周ステレオ撮像において余分な撮像領域となる。このような余分な撮像領域があると、全周ステレオ撮像において１つの光学系あたりに必要な水平視野（ＨＦＯＶ）が大きくなる。例えば、第１対の数Ｎ＝５のときにθ＝２７０°とすると、ＨＦＯＶは最低でも２００°が必要となる。必要なＨＦＯＶが大きいと、ＨＦＯＶ１°あたりに撮像素子が取得する画像のピクセル数が少なくなり、解像度の指標である角度分解能が低下する。このため、θは２７０°より小さいことが好ましい。

【0028】

一方、θが式（２）の下限を下回ると、第１対の右眼光学系と左眼光学系のそれぞれの水平視野が互いに重複する。これら重複した水平視野での撮像にはほぼ視差がなく、全周ステレオ撮像において不要な撮像となる。例えば、Ｎ＝５のときにθ＝１００°とすると、第１対の右眼光学系と左眼光学系に水平視野に８°程度の重複が発生する。このため、θは１００°よりも大きいことが好ましい。

【0029】

なお、式（２）の下限を１１０°または１２０°とするとより好ましく、式（２）の上限を２６０°、２５０°または２００°とするとより好ましい。

【0030】

また各実施例において、ステレオペアの右眼光学系と左眼光学系との間に１つ以上の第１対の光学系が配置されていることが好ましい。例えば、図４において多角形の周方向においてステレオペアの間に配置された第１対の光学系の数は１つであり、Ｑ＝１である。Ｑは、ガウス記号の［ ］を用いた以下の式（３）の条件を満足することが好ましい。

【0031】

Ｑ≦［Ｎ／２］－１ （３）
式（３）において、すべてのＮに対して、Ｑは１以上であることが好ましい。Ｑが０のときはＩＰＤ＜ＮＰＤとなり、すべてのＮに対して角度θが式（１）の上限を上回るためである。

【0032】

また、Ｑ＝［Ｎ／２］－１であるとき、Ｎは奇数であることが好ましい。Ｑ＝［Ｎ／２］－１のときにＮを偶数にすると、多角形の最長の対角線上に位置する２つの第１対の光学系のうち一方の左眼光学系と他方の右眼光学系がステレオペアとなる。例えば、図６に示すＮ＝６、Ｑ＝２の場合、ステレオペアは左眼光学系Ｌ１と右眼光学系Ｒ４となる。この場合、左眼光学系Ｌ１と右眼光学系Ｒ４で同じ撮像領域の立体画像を取得すると、立体画像中に右眼光学系Ｒ２と左眼光学系Ｌ３が映り込む。すなわち、撮像装置において第１対をなす右眼光学系と左眼光学系がそれぞれ６つあると、水平３６０°のパノラマ右眼画像とパノラマ左眼画像を生成するためには各光学系の水平視野が３６０／６＝６０°必要となる。このとき、左眼光学系Ｌ１の水平視野の一方の端の６角形の一辺と一致することで、左眼光学系Ｌ１で取得されたパノラマ左眼画像に右眼光学系Ｒ２の一部が映り込む。このような映り込みがあると、映り込みが生じる撮像領域を避けたスティッチ処理が必要になり、スティッチ処理が複雑になる。このため、Ｑ＝［Ｎ／２］－１であるとき、Ｎが奇数であることが好ましい。

【0033】

また各実施例において、多角形の重心Ｐとステレオペアの右眼光学系と左眼光学系のそれぞれの最も物体側の面頂点間の中点Ｍとの間の距離をＲとするとき、以下の式（４）の条件を満足することが好ましい。

【0034】

０．０５≦Ｒ・２ｔａｎ（３π／２Ｎ）／ＩＰＤ＜１．００ （４）
距離Ｒは、式（１）の条件が満足される範囲で任意に設定できる。

【0035】

Ｒ・２ｔａｎ（３π／２Ｎ）／ＩＰＤが式（４）の上限を上回ると、式（１）の条件を満足するために必要な第１対の光学系の数が非常に多くなり、スティッチ処理の対象となる画像数が増大するため、好ましくない。Ｒ・２ｔａｎ（３π／２Ｎ）／ＩＰＤが式（４）の下限を下回ると、前述した距離Ｌｂが非常に小さくなり、必要な数の第１対の光学系を配置するためのスペースを確保するのが困難になるため、好ましくない。

【0036】

なお、式（４）の下限を０．１０、０．１５または１．１６とするとより好ましく、式（４）の上限を０．９７または０．９５とするとより好ましい。

【0037】

各実施例において、第１対をなさずに多角形の周方向において互いに最も近い第１光学系と第２光学系（例えば図４中の右眼光学系Ｒ１と左眼光学系Ｌ５）のそれぞれの最も物体側の面頂点間の距離をＬｃとする。このとき、以下の式（５）の条件を満足することがこのましい。

【0038】

０．１０≦Ｌｂ／Ｌｃ≦１．００ （５）
Ｌｂ／Ｌｃが式（５）の上限を上回ると、式（１）の条件を満足するために必要な第１対の光学系の数が非常に多くなり、スティッチ処理の対象となる画像数が増大するため、好ましくない。Ｌｂ／Ｌｃが式（５）の下限を下回ると、距離Ｌｂが非常に小さくなり、必要な数の第１対の光学系を配置するためのスペースを確保するのが困難になるため、好ましくない。

【0039】

なお、式（５）の下限を０．１５、０．２０または０．５０とするとより好ましく、式（５）の上限を０．９５または０．９０とするとより好ましい。

【0040】

各実施例において、第１対をなす右眼光学系と左眼光学系のうち少なくとも一方の多角形を含む面に直交する垂直方向での画角（垂直視野ＶＦＯＶ）が１５０°以上であることが好ましい。

【0041】

これにより、垂直視野が１５０°以上あると、垂直方向において広い撮像領域をカバーすることができる。特にＶＲ（Virtual Reality）等の用途で全周ステレオ画像を使用する場合に垂直方向に広い表示範囲の画像を表示することで、より没入感のある立体画像の鑑賞が可能となる。ＶＦＯＶが１５０°より小さいと、立体画像の垂直方向での表示範囲が狭くなり、没入感も低下する。全周ステレオ画像の下底部や天頂部をスティッチ処理する場合は、ＶＦＯＶが１８０°以上、さらには１９０°以上あることが好ましい。また、下底部や天頂部を除いた部分のＶＦＯＶが１８０°以上で、撮像装置を支える部材が存在する下底部や天頂部のＶＦＯＶが１５０°以上であってもよい。

【0042】

また、第１対をなす右眼光学系と左眼光学系のうち少なくとも一方の多角形を含む面に平行な方向での水平画角（水平視野ＨＦＯＶ）が１００°以上であることが好ましい。

【0043】

これにより、３６０°の全周撮像における撮像領域をカバーすることができる。ＨＦＯＶ野が１００°より小さいと、全周ステレオ画像を生成するために十分な画角を得ることが困難となり、スティッチ処理により繋ぎ合わされる画像同士が滑らかに繋がらなくなるおそれが高いため、好ましくない。ＨＦＯＶが１１０°以上、さらには１２０°以上であるとより好ましい。

【0044】

各実施例において、以下の式（８）の条件を満足することが好ましい。

【0045】

４０．０ｍｍ≦ＩＰＤ≦１５０．０ｍｍ （８）
式（８）の条件は、立体画像から良好な立体感を得るためのステレオペアの光学系の適切な基線長の範囲を示している。ＩＰＤが式（８）の上限を上回ると、特に近距離物体の視差が大きくなりすぎて、観賞者における近距離物体の融像が困難となったり、近距離物体が自然な立体感で見られなかったりするため、好ましくない。ＩＰＤが式（８）の下限を下回ると、近距離物体であっても十分な立体感を得ることが困難になるため、好ましくない。

【0046】

なお、式（８）の下限を４５．０ｍｍ、５０．０ｍｍまたは６０ｍｍとするとより好ましく、式（８）の上限を１００．０ｍｍ、９０．０ｍｍまたは８５ｍｍとするとより好ましい。

【0047】

各実施例において、以下の式（９）の条件を満足することが好ましい。

【0048】

０．０１≦Ｌａ／ＩＰＤ≦０．２５ （９）
式（９）の条件は、右眼および左眼光学系の光学全長Ｌａと基線長との適切な関係を示している。Ｌａ／ＩＰＤが式（９）の上限を上回ると、全周ステレオ撮像において光学系が映り込むため。好ましくない。Ｌａ／ＩＰＤが式（９）の下限を下回ると、光学系の光学全長が非常に小さくなって光学設計の自由度が下がるため、好ましくない。またＩＰＤが非常に大きくなって近距離物体に対する視差が大きくなることで、観賞者における近距離物体の融像が困難となったり近距離物体が自然な立体感で見られなかったりするため、好ましくない。

【0049】

なお、式（９）の下限を０．０３または０．０５とするとより好ましく、式（９）の上限を０．２３、０．２０または０．１５とするとより好ましい。

【0050】

以下、実施例１～１０について具体的に説明する。また実施例１０の説明の後には、光学系１０１の数値例１、２を示している。

【実施例0051】

実施例１の撮像装置は、図４に示すように５対の第１対の光学系が５角形の頂点のそれぞれに配置された構成を有する。本実施例における右眼および左眼光学系には、数値例１に示す光学系が用いられている。数値例１の光学系の垂直および水平視野は１８０°、光学全長は７．９５ｍｍである。

【0052】

各第１対の光学系において、右眼および左眼光学系の光軸ＡＸ同士がなす角度θは１８０°、距離Ｌｂは２０.００ｍｍである。

【0053】

本実施例における５つのステレオペアは、Ｌ１とＲ３、Ｌ２とＲ４、Ｌ３とＲ５、Ｌ４とＲ１およびＬ５とＲ２である。これらステレオペアのＩＰＤはすべて等しく、Ｑ＝１である。またスティッチ処理により繋ぎ合わされる２つの画像を取得する対の光学系（第３対：以下、スティッチペアという）は、Ｌ１とＬ２、Ｌ２とＬ３、Ｌ３とＬ４、Ｌ４とＬ５、Ｌ５とＬ１、Ｒ１とＲ２、Ｒ２とＲ３、Ｒ３とＲ４、Ｒ４とＲ５、Ｒ５とＲ１である。これらスティッチペアにおけるＮＰＤはすべて等しい。ＩＰＤは７０．０ｍｍ、ＮＰＤは４８．５ｍｍである。

【0054】

さらに距離Ｌｃを介した２つの光学系（第４対：以下、近接ペアという）は、Ｌ１とＲ２、Ｌ２とＲ３、Ｌ３とＲ４、Ｌ４とＲ５およびＬ５とＲ１である。これら近接ペアにおけるＬｃはすべて等しい。Ｌｃは３０．９０ｍｍである。

【実施例0055】

実施例２の撮像装置は、図４に示すように５対の第１対の光学系が５角形の頂点のそれぞれに配置された構成を有する。本実施例における右眼および左眼光学系には、数値例１に示す光学系が用いられている。

【0056】

各第１対の光学系において、右眼および左眼光学系の光軸ＡＸ同士がなす角度θは１４０°、距離Ｌｂは１８．７９ｍｍである。

【0057】

本実施例におけるステレオペア、スティッチペアおよび近接ペアはそれぞれ、実施例１と同じである。本実施例において、ＩＰＤは７０．０ｍｍ、ＮＰＤは４８．１ｍｍである。Ｌｃは３１．６５ｍｍである。