JP2003052058A

JP2003052058A - 立体画像撮像装置

Info

Publication number: JP2003052058A
Application number: JP2001237721A
Authority: JP
Inventors: Yuichi Yamanoue; 裕一山之上; Masato Okui; 誠人奥井; Shinji Ide; 真司井出
Original assignee: Nippon Hoso Kyokai NHK; Japan Broadcasting Corp
Current assignee: Japan Broadcasting Corp
Priority date: 2001-08-06
Filing date: 2001-08-06
Publication date: 2003-02-21

Abstract

(57)【要約】【課題】ズームストロークを使用したときに生じる画
像の垂直視差を制御し、光軸調整のための手間と時間を
省きながらズームストロークに伴う立体画像を調整する
ことができる立体画像撮像装置。【解決手段】左右ズームレンズ１１ａ，１１ｂを備え
るレンズ機構１１と、入射する光を電気信号に変換して
左右画像信号として認識する撮像手段１２と、この撮像
手段の左右それぞれの撮像中心位置ＣＯ₁，ＣＯ₂と、認
識される前記左右画像信号のそれぞれの光軸中心位置Ｏ
Ｐ₁，ＯＰ₂とのずれ量を検出する検出手段１５と、この
検出手段により検出した前記ずれ量に基づいて前記撮像
中心位置と光軸中心位置との垂直方向および水平方向の
ずれを調整する垂直方向ずれ調整手段１７と、水平方向
ずれ調整手段１７とを備える構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、左右両レンズ機構
で１つの被写体を撮影し、得られた左右一対の画像を融
合させることで立体画像を得る立体画像撮像装置に係
り、特に、ズームストロークによって立体像の奥行き方
向に対する移動感を調整することができる立体画像撮像
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の２眼式立体カメラは、人間の左目
に対応する左レンズ機構と右目に対応する右レンズ機構
で一つの被写体を撮影し、得られた左右一対の画像を融
合させることによって立体像を形成している。このよう
に左右のレンズ機構を有する２眼式立体カメラでは、左
右レンズ機構間における制御誤差（ズーム量・フォーカ
ス・アイリス）や、各レンズ機構におけるズームストロ
ーク動作による光軸変動が、立体画像撮像装置としての
本来の機能を不安定にさせていることは知られている。
特に、ズームストロークにより切り出される画像の位置
は、左右レンズ機構間で大きな垂直視差を発生させてし
まい、この垂直視差が後段の画像融合処理による立体像
再生工程に不具合を生じさせていた。

【０００３】例えば、図１２（ａ）、（ｂ）に示すよう
に、ＣＣＤ(Charge Coupled Device)が入射した光を電
気信号に変換し画像として出力する範囲の撮像中心位置
（○で示す）と、左右両レンズ機構による光軸中心位置
（（×で示す）の関係において、左右の画像で撮像中心
位置と光軸中心位置とが異なる方向にずれていることが
分かる。

【０００４】そして、図１２（ａ）に示すように、ワイ
ド端で被写体を撮影しているときにおける画像読み出し
範囲の中心点と光軸中心位置の位置関係による画像への
影響は小さく、図１２（ｂ）に示すように、テレ端で被
写体を撮影しているときにおける撮像中心位置と光軸中
心位置の位置関係はワイド端と同じ状態にも関らず、ズ
ームストロークが行なわれることにより、撮影されてい
る画像の状態が左右画像で大きく異なっていることが分
かる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そのため、従来の２眼
式立体カメラでは、左右両レンズ機構間における光軸変
動を極力少なくするようなレンズペアを選択する必要が
あった。もし、光軸変動の少ないレンズペアが存在しな
かった場合、あるいは、所有者にそのような選択をする
余地がなかった場合には、２眼式立体カメラのズーム機
能そのものは利用せずに、焦点距離を自由に設定できる
カメラとして使用している。したがって、焦点距離を変
化させる際には、その度に手動で光軸を調整する必要が
あった。この光軸調整には非常に手間と時間がかかり、
生放送のように適宜焦点距離の調整が求められる状況に
は対応が困難であった。

【０００６】また従来の２眼式立体カメラは、立体像を
ズーム撮影するときは、２次元画像を対象とした場合と
同様に像のサイズは変化するが、像の再生位置は固定的
で、立体像の再生位置を奥行き方向に移動させることは
提案されていなかった。

【０００７】本発明は、前記した問題点に鑑み創案され
たものであり、ズーム機能（ズームストローク）を使用
したときに生じる画像の垂直視差を制御し、光軸調整の
ための手間と時間を省きながらズームストロークに伴う
立体画像を調整することができる立体画像撮像装置を提
供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するためにつぎに記載した立体画像撮像装置にかかる
構成とした。すなわち、立体画像を撮像する立体画像撮
像装置において、左右ズームレンズを備えるレンズ機構
と、このレンズ機構の各ズームレンズを透過して入射さ
れる光を電気信号に変換して左右画像信号として認識す
る撮像手段と、この撮像手段の左右それぞれの撮像中心
位置と、この撮像手段に認識される前記左右画像信号の
それぞれの光軸中心位置とのずれ量を検出する検出手段
と、この検出手段により検出した前記ずれ量に基づいて
前記撮像中心位置と光軸中心位置との垂直方向のずれを
調整する垂直方向ずれ調整手段と、この垂直方向ずれ調
整手段により垂直方向のずれを調整した後に、前記検出
手段が検出したずれ量に基づいて前記撮像中心位置と前
記光軸中心位置との水平方向のずれを調整する水平方向
ずれ調整手段とを備える構成とした。

【０００９】このように構成されることにより、立体画
像撮像装置は、撮像手段にレンズ機構を介して左右画像
信号を認識し、検出手段により左右画像信号の光軸中心
位置と撮像手段の左右それぞれの撮像中心位置とのずれ
量を検出する。そして、はじめに垂直方向ずれ調整手段
により、前記ずれ量に基づいて左右画像信号の光軸中心
位置と撮像手段の撮像中心位置との垂直方向のずれを許
容範囲において是正する。そして、左右ズームレンズに
よりズームストロークを行なうときに、水平方向ずれ調
整手段により立体画像の再生できる許容範囲において前
記撮像中心位置と前記光軸中心位置との位置を調整する
ことができる。

【００１０】また、前記立体画像撮像装置において、前
記水平方向ずれ調整手段は、撮像手段の位置を左右画像
信号の位置に対応して移動させる移動部を備える構成と
した。このように構成されることにより、前記水平方向
ずれ調整手段は、撮像手段の位置を移動部により光軸中
心位置に機械的に移動して調整することができる。

【００１１】さらに、前記立体画像撮像装置において、
前記水平方向ずれ調整手段は、撮像手段が認識する左右
画像信号の読み出し位置を調整する読出位置調整部を備
える構成とした。このように構成されることにより、撮
像手段が認識する左右画像信号の光軸中心位置と、撮像
手段の撮像中心位置とが、水平方向ずれ調整手段の読出
位置調整部により、許容範囲において読み出し位置を電
気的に水平方向に調整するように移動させることができ
る。

【００１２】そして、前記立体画像撮像装置において、
前記水平方向ずれ調整手段は、左右画像信号を蓄積する
蓄積部と、この蓄積部に蓄積された左右画像信号の読出
位置制御を行なう制御部とを備える構成とした。このよ
うに構成されることにより、撮像手段に認識された左右
画像信号は、はじめに、蓄積部に蓄積され、その蓄積さ
れた状態において制御部により、左右画像信号の光軸中
心位置と、撮像手段の撮像中心位置とを、検出手段によ
り検出したずれ量に基づいて水平方向に許容範囲で調整
することができる。

【００１３】なお、例えば、検出手段により検出するず
れ量をずれベクトルとして捉え、そのずれベクトルが
（Ｘ，Ｙ）であると、垂直方向ずれ調整手段は、撮像手
段に認識される画像読み出し範囲の位置を垂直方向にＹ
移動させて、ワイド端およびテレ端での垂直方向の光軸
変動をはじめに補正している。ここで、ずれベクトルと
は、撮像手段のそれぞれの撮像中心位置（画像読み出し
範囲の中心点）から左右画像信号のそれぞれの光軸中心
位置への向き、あるいは光軸中心位置から撮像中心位置
への向きをもったベクトルのことをいう。

【００１４】また、垂直方向のずれを調整する場合は、
視聴者が画像を見たときに垂直方向の画像のずれに伴う
違和感が生じない範囲であり、あらかじめ、統計的に求
められている数値の範囲である。そして、水平方向のず
れの調整は、視聴者が画像を見たときに画像のずれに伴
う違和感が生じない範囲であり、あらかじめ、統計的に
求められている数値の範囲で行なわれる。

【００１５】さらに、前記立体画像再生装置において水
平方向ずれ調整手段は、前記撮像中心位置と光軸中心位
置との左右における水平方向のずれに対し、絶対値が等
価で、且つ符号が逆となるように移動させる構成とし
た。このように構成されることにより、テレ端とワイド
端の間でのズームスクロールを行なう場合に、立体画像
の奥行き方向の移動感による調整を行なうことができ
る。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図
面を参照しながら詳細に説明する。＜第１の実施形態＞図１は立体画像撮影装置を模式的に
示したブロック図、図２は撮像中心位置と光軸中心位置
とを左右レンズ機構で撮影した状態を示す説明図、図３
は読出位置調整部による光軸変動の補正動作を説明する
ための説明図、図４は読出位置調整部が意図的に水平方
向のずれを作り出すための画像読み出し範囲の移動動作
を説明するための説明図、図５は水平移動動作を行なっ
て立体像の移動感を模式的に示す説明図、図６は立体画
像撮像装置の動作の流れを示すフローチャート図であ
る。

【００１７】図１および図２に示すように、立体画像撮
像装置１は、左右のズームレンズ１１ａ，１１ｂを備え
るレンズ機構１１と、このレンズ機構１１から入射する
光を電気信号に変換する撮像手段としての左右ＣＣＤ１
２ａ，１２ｂと、この左右ＣＣＤ１２ａ，１２ｂで電気
信号に変換した信号から、左右ＣＣＤ１２ａ，１２ｂの
それぞれの撮像中心位置ＣＯ₁，ＣＯ₂と、レンズ機構１
１から入射する光の光軸中心位置ＯＰ₁，ＯＰ₂とのずれ
量を検出する検出手段としてのずれ検出部１５と、この
ずれ検出部１５により検出したずれ量に基づいて撮像中
心位置ＣＯ₁，ＣＯ₂と、光軸中心位置ＯＰ₁，ＯＰ₂との
垂直方向および水平方向のずれを調整する読出位置調整
手段１７とを備えている。

【００１８】レンズ機構１１は、左右のズームレンズ１
１ａ，１１ｂを、筐体側に着脱自在に所定の間隔（例え
ば、人間の目と同じ６５ｍｍ程度）で配置しており、左
右ＣＣＤ１２ａ，１２ｂの撮像中心位置ＣＯ₁，ＣＯ
₂と、入射する光の光軸中心位置ＯＰ₁，ＯＰ₂とがほぼ
一致するように配置されている。なお、実際には、左右
ＣＣＤ１２ａ，１２ｂの撮像中心位置ＣＯ₁，ＣＯ₂と、
光軸中心位置ＯＰ₁，ＯＰ₂とが完全に一致するように配
置されることは困難である。

【００１９】左右ＣＣＤ１２ａ，１２ｂは、左右のズー
ムレンズ１１ａ，１１ｂを透過して入射する光を電気信
号に変換し、画像信号として出力している。この左右Ｃ
ＣＤ１２ａ，１２ｂは、画像を認識できる位置全体を、
仮想読み出し範囲とし、必要に応じて左右ＣＣＤ１２
ａ，１２ｂの一部（見切れ部分）が立体画像の撮像をす
る際に除外される場合は、その一部を除いて画像読み出
し範囲としている。そして、出力さされた画像信号は、
アナログ信号からデジタル信号に変換するＡ／Ｄコンバ
ータ１３と、このＡ／Ｄコンバータ１３から出力される
デジタル信号に所定の信号処理を施す信号処理部１４と
を介してずれ検出部１５に入力される。

【００２０】ずれ検出部１５は、左右画像信号をテレ端
からワイド端の間で認識して、その左右画像信号の光軸
中心位置ＯＰ₁，ＯＰ₂と撮像中心位置ＣＯ₁，ＣＯ₂との
垂直方向および水平方向のずれ量を検出するためのもの
である。ずれ量を検出する場合は、例えば、動きベクト
ル（ある画素あるいはブロックの表示位置の移動量）を
検出するブロックマッチング法、勾配法、位相相関法等
を用いて行なっている。そして、前記ずれ量は、ずれベ
クトルとして検出される。なお、検出されたずれベクト
ルは、主記憶部（メモリ）や、あるいは、ハードディス
ク、光ディスク等のメモリ（図示せず）に記憶して処理
する構成とすると都合がよい。

【００２１】読出位置調整部１７は、ずれ検出部１５に
より検出したずれ量に基づいて、撮像中心位置ＣＯ₁，
ＣＯ₂と、光軸中心位置ＯＰ₁，ＯＰ₂との垂直方向のず
れ量について、左右ＣＣＤ１２ａ，１２ｂの垂直方向Ｃ
ＣＤと水平方向ＣＣＤのどの位置を読み出すかを調整す
ると共に、ズームストロークに伴う撮像中心位置Ｃ
Ｏ₁，ＣＯ₂と、光軸中心位置ＯＰ₁，ＯＰ₂との水平方向
のずれを調整するためのものである。そのため、図３に
示すように、この読出位置調整部１７は、垂直方向のず
れを垂直方向のずれベクトルとして、左右画像信号の対
応する位置（立体画像を作成できる許容範囲の位置）を
読み出している。

【００２２】そして、読出位置調整部１７は、画像をワ
イド端からテレ端、あるいは、テレ端からワイド端にズ
ームストロークを行なう場合に、立体画像を生成する許
容範囲で、前記ずれ量に基づいて水平方向のずれベクト
ルとして、絶対値が等価で、且つ符号が逆となるように
連続的に読出し位置を移動させている。

【００２３】なお、立体画像撮像装置１は、各部の処理
あるいは動作等を統括的に制御する主制御部および各種
データを記憶する記憶部（図示せず）を備える一般的な
コンピュータの機能を備えている。

【００２４】つぎに、立体画像撮像装置１の動作につい
て説明する。以下では、ブロックマッチング法等による
方法でずれベクトルを検出することにして説明を行な
う。またその場合、撮像中心位置を基準に光軸中心位置
までのずれを算出しているので、撮像中心位置を原点と
し、ＣＣＤ１２上における水平方向をＸ軸で表し、垂直
方向をＹ軸で表した座標系を用いることにする。図２に
示すように、左レンズ機構におけるずれベクトルは（Ｘ
₁，Ｙ₁），右レンズ機構におけるずれベクトルは
（Ｘ₁′，Ｙ₁′）である。

【００２５】はじめに、図１、図２および図６に示すよ
うに、撮影したい被写体（風景等を含む）を、ワイド端
とテレ端で撮影（Ｓ１１）して、ＡＤコンバータ１３
ａ，１３ｂおよび信号処理部１４ａ，１４ｂを介して認
識された左右画像信号を用いてずれ検出部１５により、
左右ＣＣＤ１２ａ，１２ｂの撮像中心位置ＣＯ₁，ＣＯ₂
と、光軸中心位置ＯＰ₁，ＯＰ₂との垂直方向でのずれベ
クトル（水平方向のずれベクトルを含むずれ量）を検出
（Ｓ１２）する。そして、ずれ検出部１５によりワイド
端またはテレ端の垂直方向のずれベクトルが許容範囲か
（Ｓ１３）どうかあらかじめ設定されている基準値に基
づいて判断する。

【００２６】なお、垂直方向のずれベクトルは、もちろ
ん０に近づけるほど都合がよいが、垂直方向のずれに対
する許容範囲となる基準値として、検知眼において０．
６６％±０．４９％であり、許容眼において１．４５％
±０．２８％となる範囲内となったきに許容範囲として
扱っても構わない。また、ずれベクトルを検出する位置
は、テレ端およびワイド端であることが好ましいが、特
に限定されるものではなく、テレ端からワイド端の間の
位置により行ない、ずれベクトルの検出が適切にでき、
また、適切な立体画像を得ることができれば構わない。

【００２７】そして、垂直方向のずれベクトルに対して
許容範囲を超えている場合は、図３に示すように、読出
位置調整部１７により読出し位置を調整して、さらに、
図６の（Ｓ１２）、（Ｓ１３）の作業を行ない垂直方向
のずれベクトルを許容範囲とする。図１および図４に示
すように、左右ＣＣＤ１２ａ、１２ｂに認識される画像
は、垂直方向のずれベクトルが調整されると、レンズ機
構によりワイド端からテレ端あるいはテレ端からワイド
端でズームストロークを行なう場合に、左右画像信号に
より立体画像を作成するように調整される。

【００２８】つぎに、水平方向のずれベクトルを調整す
る場合について、水平方向に画像読み出し範囲を移動さ
せた距離ΔＬと、スクリーン上での立体像の奥行き方向
における再生位置との関係を具体的に説明する。ここで
は、左右両レンズ機構において光軸が互いに平行で、且
つ光軸の間隔は人間の平均的な瞳孔間隔である６５ミリ
に固定されているものとする。

【００２９】ＣＣＤ１２の大きさは２／３ｉｎｃｈのＨ
ｉｖｉｓｉｏｎ（横９．６ｍｍ縦５．４ｍｍ，１９２
０×１０８０画素），レンズ機構１１のワイド端焦点距
離は１２ｍｍ（画角４３．６ｄｅｇ）、テレ端焦点距離
は９６ｍｍ（画角５．７ｄｅｇ）、スクリーンの画面サ
イズは、９０ｉｎｃｈ（横２００ｃｍ，縦１１２．５ｃ
ｍ）であり、鑑賞者からスクリーンまでの視距離は２．
２Ｈ（２．５ｍ）であるとする。

【００３０】まず、被写体をワイド端で撮影する。図１
および図４に示すように、このとき、左ズームレンズ１
１ａでは画像読み出し範囲を、光の入射面からみて右方
向にＣＣＤ１２の水平方向画素数の１．６２５％（Δ
Ｌ）分移動させる。同様に右ズームレンズ１１ｂについ
ても、画像読み出し範囲を光の入射面からみて左方向に
ＣＣＤ１２の水平方向画素数の１．６２５％（ΔＬ）分
移動させる。図５に示すように、この状態で撮像距離が
２０ｍの被写体を撮影すると、スクリーン上では、鑑賞
者から同じく２０ｍ（幾何学的計算による）の位置に立
体像が再現される。

【００３１】そして、ズームストロークに伴い、ΔＬを
連続的に変化させる。すなわち、ワイト端での１．６２
５％からテレ端で０％となるように、読出位置調整部１
７を介して、ΔＬを水平方向に連続的に変化させると、
スクリーン上における立体像の再生位置は奥行き方向に
２０ｍから１．２５ｍに近づく。つまり、従来のズーム
ストロークでは、２０ｍから２．５ｍであったズームス
トロークが、２０ｍから１．２５ｍのズームストローク
効果を得ることができたことになる。

【００３２】なお、図４に示すように、水平方向のずれ
を調整すると、調整したずれ量ΔＬ分について、ＣＣＤ
１２の全体の領域となる仮想読み出し範囲から見切れて
映像なしの部分が発生する。そのため、この見切れ部分
を除くＣＣＤ１２の範囲が映像の読み出し可能な画像読
み出し範囲となる。

【００３３】また、ワイド端で１．６２５％からテレ端
で２．５％となるように、水平方向に読出し位置を（Δ
Ｌを連続的に）変化連続的に変化させることにより、図
５に示すように、従来の２０ｍから２．５ｍのズームス
トロークが、２０ｍから５．５ｍのズームストローク効
果とすることができる。

【００３４】なお、以上に説明した実施の形態では、テ
レ端での被写体の撮影時におけるずれの水平成分が、
１．６２５％、０％、２．５％となるようにＣＣＤ１２
の画像読み出し範囲を調整したが、本発明では、このず
れの水平成分は連続的に許容範囲（融合範囲）において
調整することが可能である。従って、立体像の奥行き方
向における再生位置を適宜調整することが可能であり、
さらにこのΔＬの調整をズーム動作と連動させて制御す
れば、立体像がズームしながら前後に移動して再生する
新しい映像表現を実現することができる。

【００３５】なお、図示していないが、立体画像を放送
用の画像として処理する場合は、例えば、プロセス増幅
部でガンマ補正，輪郭補償，白ピーク圧縮などの信号処
理を行ない、カラーエンコーダで放送用として定められ
たカラー多重信号（ＮＴＳＣ信号）としている。

【００３６】＜第２の実施形態＞つぎに、本発明におけ
る第２の実施の形態について図７ないし図９を中心に参
照して説明する。図７は立体画像撮像装置を模式的に示
したブロック図、図８（ａ）は移動部を模式的に示した
斜視図、（ｂ）、（ｃ）は左右ＣＣＤと左右撮像信号の
位置関係を示す説明図、図９は立体画像撮像装置の動作
の流れを示すフローチャート図である。なお、図７で
は、前記した構成と同じ部分は同じ符号を付して説明を
省略する。

【００３７】図２および図７に示すように、立体画像撮
像装置１０は、左右のズームレンズ１１ａ，１１ｂを備
えるレンズ機構１１と、このレンズ機構１１から入射す
る光を電気信号に変換する撮像手段としての左右ＣＣＤ
１２ａ，１２ｂと、この左右ＣＣＤ１２ａ，１２ｂで電
気信号に変換した信号から左右ＣＣＤ１２ａ，１２ｂの
それぞれの撮像中心位置ＣＯ₁，ＣＯ₂と、レンズ機構１
１から入射する光の光軸中心位置ＯＰ₁，ＯＰ₂とのずれ
量を検出する検出手段としてのずれ検出部１５と、この
ずれ検出部１５により検出したずれ量に基づいて撮像中
心位置ＣＯ₁，ＣＯ₂と、光軸中心位置ＯＰ₁，ＯＰ₂との
垂直方向および水平方向のずれを調整する移動部２５
（垂直方向ずれ調整手段、水平方向ずれ調整手段）とを
備えている。

【００３８】移動部２５は、左右ＣＣＤ１２ａ，１２ｂ
をそれぞれ保持すると共に、垂直方向に案内する垂直案
内部２５Ａｂ，２５Ｂｂと、この垂直案内部２５Ａｂ，
２５Ｂｂに添って、左右ＣＣＤ１２ａ，１２ｂをそれぞ
れ移動させるための駆動源としての垂直方向用駆動モー
タ２５Ａａ，２５Ｂａと、この垂直案内部２５Ａｂ，２
５Ｂｂを支持する支持部を介して水平方向に移動するた
めの水平案内部２５Ａｄ,２５Ｂｄと、この水平案内部
２５Ａｄ,２５Ｂｄ部に添って左右ＣＣＤ１２ａ，１２
ｂをそれぞれ水平方向に移動させるための駆動源として
の水平方向用駆動モータ２５Ａｃ，２５Ｂｃ等を備えて
いる。なお、移動部２５は、左右ＣＣＤ１２ａ，１２ｂ
の移動量を、ミクロンオダーで移動できる移動機構であ
れば、特に、その構成を限定されるものではない。

【００３９】つぎに、図２、図７ないし図９を参照して
立体画像撮像装置１０の動作の流れを示す。まず、被写
体をワイド端またはテレ端で撮影（ステップＳ２１）す
る。次に、テレ端で被写体での撮像中心位置ＣＯ₁，Ｃ
Ｏ₂と、レンズ機構１１から入射する光の光軸中心位置
ＯＰ₁，ＯＰ₂とのずれ量をずれベクトル（Ｘ₁，Ｙ₁）と
してずれ検出手段１５により検出する（ステップＳ２
２）。さらに、ずれ検出部２５にて検出されたずれベク
トル（Ｘ₁，Ｙ₁）に基づき、許容範囲かどうか判断する
（ステップＳ２４）。そして、その結果、許容範囲外で
あると判断されると、移動部２５が垂直方向のずれ量を
許容範囲内とするように、垂直案内部２５Ａｂ，２５Ｂ
ｂおよび垂直方向用駆動モータ２５Ａａ，１５Ｂａを介
して、左右ＣＣＤ１２ａ，１２ｂを機械的に移動させる
ことで垂直方向に調整（ステップＳ２３）する。

【００４０】すなわち、移動部２５は、左右ＣＣＤ１２
ａ，１２ｂを、それぞれ光軸中心位置ＯＰ₁，ＯＰ₂に対
応する垂直方向に、それぞれＹ₁，Ｙ₁′移動させること
により垂直方向のずれを補正している。

【００４１】次に、移動部２５は、ズームストロークに
伴い、意図的にＣＣＤ１２を水平方向に移動させる（ス
テップＳ２５）。これにより、図４および５で説明した
ように、立体像を再生する位置を奥行き方向に移動させ
ることができる。本実施形態では、左レンズ機構におい
てはＣＣＤ１２を水平方向にΔＬ、右レンズ機構につい
ては画像読み出し範囲を水平方向にΔＬ移動させてい
る。つまり、移動部２５は、左レンズ機構ではずれベク
トルの水平成分が−ΔＬ、右レンズ機構ではずれベクト
ルの水平成分がΔＬとなるように、ＣＣＤ１２を移動さ
せている。そのため、立体画像は、その水平方向の移動
量に伴って鑑賞者からみて手前方向に飛び出した位置等
の所望の位置に、再生されることになる。

【００４２】なお、図４に示すように、水平方向のずれ
を調整すると、調整したずれ量ΔＬ分について、ＣＣＤ
１２の全体の領域となる仮想読み出し範囲から見切れて
映像なしの部分が発生する。そのため、この見切れ部分
を除くＣＣＤ１２の範囲が映像の読み出し可能な範囲と
なる。

【００４３】また、左右ＣＣＤ１２ａ，１２ｂの上下左
右に移動したときの位置データは、常に記憶部（図示せ
ず）に記録されている。そして、左右ＣＣＤ１２ａ，１
２ｂが上下に移動した場合は、立体画像として生成する
際に、図８（ｂ）に示すように、読出し位置の上下方向
における調整が行なわれている。

【００４４】＜第３の実施形態＞つぎに、本発明におけ
る第３の実施の形態について図１０および図１１を参照
して説明する。図１０は立体画像撮像装置を模式的に示
したブロック図、図１１は立体画像撮像装置の動作の流
れを示すフローチャート図である。なお、図１０では、
前記した構成と同じ部分は同じ符号を付して説明を省略
する。

【００４５】図２、図１０に示すように、立体画像撮像
装置３０は、左右のズームレンズ１１ａ，１１ｂを備え
るレンズ機構１１と、このレンズ機構１１から入射する
光を電気信号に変換する撮像手段としての左右ＣＣＤ１
２ａ，１２ｂと、この左右ＣＣＤ１２ａ，１２ｂで電気
信号に変換した画像信号を蓄積するフレームメモリ４０
（４０ａ，４０ｂ）と、このフレームメモリ４０に蓄積
された画像信号の位置を移動制御するための制御部（垂
直方向ずれ調整手段、水平方向ずれ調整手段）３９と、
フレームメモリ４０に蓄積された画像信号から左右ＣＣ
Ｄ１２ａ，１２ｂのそれぞれの撮像中心位置ＣＯ₁，Ｃ
Ｏ₂と、レンズ機構１１から入射する光の光軸中心位置
ＯＰ₁，ＯＰ₂とのずれ量を検出する検出手段としてのず
れ検出部１５とを備えている。

【００４６】左右フレームメモリ４０ａ，４０ｂは、書
き込みおよび読出しを同時に行なうことができるメモリ
であり、例えばカラー画像の場合は、Ｒ（Ｒｅｄ）Ｇ
（Ｇｒｅｅｎ）Ｂ（Ｂｌａｃｋ）のフレームをそれぞれ
１枚以上備えており、動画を構成するための１枚１枚の
画像信号を１フレームとして蓄積することができるもの
である。なお、このフレームメモリ４０に変えて、ハー
ドディスクあるいは光ディスクなどとしても構わない。

【００４７】そして、制御部３９は、左右フレームメモ
リ４０ａ，４０ｂに蓄積された画像信号の位置を、垂直
方向および水平方向を含む所望の位置に読出位置制御さ
せ、また、画像信号の一部または全部を切り出して読み
出すためのものである。

【００４８】つぎに、立体画像撮像装置３０の動作につ
いて説明する。はじめに、図１１に示すように、まず、
被写体をワイド端およびテレ端で撮影（ステップＳ３
１）する。そして、フレームメモリ４０に画像信号を入
力する（ステップＳ３２）。さらに、ずれ検出部１５に
より左右ＣＣＤ１２ａ，１２ｂのそれぞれの撮像中心位
置ＣＯ₁，ＣＯ₂と、レンズ機構１１から入射する光の光
軸中心位置ＯＰ₁，ＯＰ₂とのずれ量を、ずれベクトル
（Ｘ₁，Ｙ₁）、（Ｘ₁′，Ｙ₁′）（図２参照）として検
出する（ステップＳ３３）。

【００４９】次に、ずれ検出部１５によりワイド端また
はテレ端の垂直方向のずれベクトルが許容範囲かどうか
を判断する（ステップ３４）。そして、左右フレームメ
モリ４０ａ，４０ｂの画像信号における垂直方向のずれ
Ｙ₁，Ｙ₁′を制御部３９により調整する（ステップ３
５）。さらに、（ステップＳ３２）から（ステップＳ３
４）の処理を行ない、垂直方向のずれベクトルが許容範
囲となるまで繰り返し行ない、垂直方向のずれＹ₁，
Ｙ₁′の調整を行なう。

【００５０】さらに、画像信号をテレ端からワイド端、
または、ワイト端からテレ端にズームストロークする場
合に、ずれ検出部１５にて算出された水平方向のずれＸ
₁，Ｘ₁′に基づいて、画像読出し位置を水平方向で許容
範囲において移動する（ステップＳ３６）。

【００５１】この水平方向のずれの調整により、立体像
を再生する位置を奥行き方向に移動させることができ
る。本実施形態では、左レンズ機構では切り出す画像の
中心点を水平方向にΔＬ、右レンズ機構では切り出す画
像の中心点を水平方向にΔＬ移動させている。なお、本
実施形態では、フレームメモリ４０を用いて画像サイズ
を拡大し、ＣＣＤ１２上で読み出される画像より小さな
サイズの画像で光軸変動を補正している。

【００５２】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
によれば、立体画像撮像装置は、ズーム機能使用時に発
生する左右両レンズ機構間の垂直視差を光軸調整のため
の手間と時間を省きながら自動的に抑えることを可能と
し、撮像中心位置と光軸中心位置の水平方向におけるず
れをズームストロークと伴に調整しているため、立体像
の奥行き方向に対する移動感の調整を行なうことができ
る。そして、レンズ機構のズームレンズ倍率が異なるも
のや、広角レンズ、あるいは、魚眼レンズ等、他のレン
ズと取り替えて使用しても、撮像中心位置と光軸中心位
置との調整ができるため、立体画像を生成する場合に立
体像の奥行き方向の移動感を調整することで映像表現を
調整することができる。

【００５３】また、本発明によれば、立体画像撮像装置
は、水平方向ずれ調整手段を、撮像手段を機械的に移動
を行なうことができる移動部とすることにより、レンズ
機構のズームストロークによる立体像のサイズ変化に伴
い、立体画像の映像表現を調整することが可能となると
共に、現在既存の技術で実現が容易となり、また、撮像
手段（ＣＣＤ）が光軸側に移動するため、無効画素を生
じることがない。

【００５４】さらに、立体画像撮像装置は、水平方向ず
れ調整手段を、電気的な読出し位置を調整することで移
動を行なう読出位置調整部とすることにより、レンズ機
構のズームストロークによる立体像のサイズ変化に伴
い、立体画像の映像表現を調整することが可能となると
共に、小型化することが可能となる。

【００５５】そして、立体画像撮像装置は、水平方向ず
れ調整手段を、画像信号を蓄積部に蓄積した後に制御部
により調整を行なうことにすることで、レンズ機構のズ
ームストロークによる立体像のサイズ変化に伴い、立体
画像の映像表現を調整することが可能となると共に、小
型化で装置の実現性が高く容易となる。

【００５６】さらに、立体画像撮像装置は、水平方向ず
れ調整手段により、前記撮像中心位置と光軸中心位置と
の左右における水平方向のずれに対し、絶対値が等価
で、且つ符号が逆となるように移動させることにより、
立体像の生成位置を奥行き方向に調整することができ立
体画像の映像表現に変化を与えることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における第１の実施の形態における立体
画像撮像装置を模式的に示したブロック図である。

【図２】本発明における撮像中心位置と光軸中心位置と
を左右レンズ機構で撮影した状態を示す説明図である。

【図３】本発明における読出位置調整部による光軸変動
の補正動作を説明するための説明図である。

【図４】本発明における第１の実施の形態において読出
位置調整部が意図的に水平方向のずれを作り出すための
画像読み出し範囲の移動動作を説明するための説明図で
ある。

【図５】本発明における水平移動動作を行なって立体像
の移動感を模式的に示す説明図である。

【図６】本発明における第１の実施の形態における立体
画像撮像装置の動作の流れを示すフローチャート図であ
る。

【図７】本発明の第２の実施形態における立体画像撮像
装置を模式的に示したブロック図である。

【図８】（ａ）本発明の第２の実施形態における立体画
像撮像装置の移動部を模式的に示した斜視図、（ｂ）、
（ｃ）は左右ＣＣＤと左右撮像信号の位置関係を示す説
明図である。

【図９】本発明の第２の実施形態における立体画像撮像
装置の動作の流れを示すフローチャート図である。

【図１０】本発明の第３の実施形態における立体画像撮
像装置を模式的に示したブロック図である。

【図１１】本発明の第３の実施形態における立体画像撮
像装置の動作の流れを示すフローチャート図である。

【図１２】ズームストローク後の光軸変動を説明するた
め、ズームストローク前とズームストローク後の撮像中
心位置と光軸中心位置の位置関係を左右のレンズ機構に
ついて示した説明図である。

【符号の説明】

１１レンズ機構１２ＣＣＤ（撮像手段）１３Ａ／Ｄコンバータ１４信号処理部１５ずれ検出部（検出手段）１７読出位置調整部（垂直方向ずれ調整手段、水
平方向ずれ調整手段）２５読出位置調整部３９制御部４０フレームメモリ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井出真司東京都世田谷区砧一丁目10番11号日本放送協会放送技術研究所内Ｆターム(参考） 2H059 AA08 AA12 5C061 AB04 AB06 AB08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】立体画像を撮像する立体画像撮像装置に
おいて、左右ズームレンズを備えるレンズ機構と、このレンズ機構の各ズームレンズを透過して入射される
光を電気信号に変換して左右画像信号として認識する撮
像手段と、この撮像手段の左右それぞれの撮像中心位置と、この撮
像手段に認識される前記左右画像信号のそれぞれの光軸
中心位置とのずれ量を検出する検出手段と、この検出手段により検出した前記ずれ量に基づいて前記
撮像中心位置と光軸中心位置との垂直方向のずれを調整
する垂直方向ずれ調整手段と、この垂直方向ずれ調整手段により垂直方向のずれを調整
した後に、前記検出手段が検出したずれ量に基づいて前
記撮像中心位置と前記光軸中心位置との水平方向のずれ
を調整する水平方向ずれ調整手段とを備えることを特徴
とする立体画像撮像装置。
【請求項２】前記水平方向ずれ調整手段は、前記撮像
手段の位置を左右画像信号の位置に対応して移動させる
移動部を備えることを特徴とする請求項１に記載の立体
画像撮像装置。
【請求項３】前記水平方向ずれ調整手段は、前記撮像
手段が認識する左右画像信号の読み出し位置を調整する
読出位置調整部を備えることを特徴とする請求項１に記
載の立体画像撮像装置。
【請求項４】前記水平方向ずれ調整手段は、左右画像
信号を蓄積する蓄積部と、この蓄積部に蓄積された左右
画像信号の読出位置制御を行なう制御部とからなること
を特徴とする請求項１に記載の立体画像撮像装置。
【請求項５】前記水平方向ずれ調整手段は、前記撮像
中心位置と光軸中心位置との左右における水平方向のず
れに対し、絶対値が等価で、且つ符号が逆となるように
移動させることを特徴とする請求項１から請求項４のい
ずれか一項に記載の立体画像撮像装置。