JP2007033624A

JP2007033624A - 立体カメラ用レンズシステム

Info

Publication number: JP2007033624A
Application number: JP2005214162A
Authority: JP
Inventors: Tadashi Sasaki; 正佐々木
Original assignee: Fujinon Corp
Current assignee: Fujinon Corp
Priority date: 2005-07-25
Filing date: 2005-07-25
Publication date: 2007-02-08

Abstract

【課題】像振れを検出する像振れ検出手段を複数の光学系で共通にすることにより、立体映像が再生された際に観察者に違和感を覚えさせない程度に、複数の光学系に像振れ検出手段を設けた際に各像振れ検出手段の特性の差に起因する防振特性の差を抑えることができる立体カメラ用レンズシステムを提供する。
【解決手段】振動検出部２０は、立体カメラ用レンズシステム１０に加えられた振動を検出する振動センサを備えており、各レンズ装置１２Ａ及び１２Ｂにおいて共通である。各レンズ装置１２Ａ及び１２Ｂの防振部は、この振動検出部２０によって検出された振動に基づいて像振れ補正を行う。なお、振動検出部２０に加えて、各レンズ装置１２Ａ及び１２Ｂの防振部のＣＰＵ３２も共通化してもよい。
【選択図】図２

Description

本発明は立体カメラ用レンズシステムに係り、特に複数のカメラを使用して視差画像を撮影する立体カメラに使用される立体カメラ用レンズシステムに関する。

従来、２台のテレビカメラを並列に配置して、右目用と左目用の視差画像を撮影することにより、立体画像を取得する立体カメラが開発されている。このような立体カメラに使用される２台のレンズ装置は、フォーカス、ズーム（焦点距離）、絞りなど制御対象の状態（位置）によって変化する光学条件が常に一致するように同時に駆動されるようになっている。例えば、特許文献１には、このような立体カメラに同一仕様のレンズ装置を使用した場合であっても製作誤差や加工誤差によって同一条件に設定することが困難なことを考慮し、２台のレンズ装置のフォーカスやズームが一致するようにそれらの位置を補正データによって補正することが提案されている。

また、特許文献２には、撮像部により入力された複数視点の画像から手振れを測定し、その補正量を算出して手振れ補正を行う撮影装置が提案されている。
特許第３１１７３０３号公報特開２００５−１６７３１０号公報（段落［００３５］等）

しかしながら、上記のような立体カメラにおいて、２台のレンズにそれぞれ防振機能をもたせた場合、各レンズの防振装置の間で特性に差があると、非常に違和感のある映像になるという問題がある。例えば、レンズに加えられる振動を検出するためのセンサは個体差が大きく、また、検出された振動に対応する信号を増幅するためのアナログ増幅部（アンプ）の特性にもバラツキが生じやすい。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、立体映像が再生された際に観察者に違和感を覚えさせない程度に、複数のカメラ間において防振特性の差を抑えることができる立体カメラ用レンズシステムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１に係る立体カメラ用レンズシステムは、立体映像を撮影するための複数の光学系と、前記複数の光学系を一体的に支持する支持手段と、前記複数の光学系に加わった振動に起因する像振れを検出する像振れ検出手段であって、前記複数の光学系の像振れを検出するのに共通に用いる像振れ検出手段と、前記像振れ検出手段によって検出された像振れを補正する像振れ補正手段とを備えることを特徴とする。

請求項１に係る立体カメラ用レンズシステムによれば、像振れを検出する像振れ検出手段を各光学系で共通にしたので、複数の光学系に対して個別に像振れ検出手段を設けた場合に比べ、像振れ検出手段の個体差や特性の違いにより再生映像に違和感が生じるのを防ぐことができる。

請求項２に係る立体カメラ用レンズシステムは、請求項１において、前記像振れ検出手段は、前記複数の光学系に加えられた振動に対応する振れ信号を出力し、前記像振れ補正手段は、前記複数の光学系ごとに備えられ、各光学系によって結像された像を変位させる複数の像変位手段と、前記像振れ検出手段によって出力された振れ信号に基づいて前記複数の光学系に加えられた振動に起因する像振れを打ち消すように、前記複数の像変位手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

請求項２に係る立体カメラ用レンズシステムによれば、各光学系で共通の像振れ検出手段から出力された振れ信号に基づいて像振れを補正するため、像振れ検出手段の個体差や特性の違いにより再生映像に違和感が生じるのを防ぐことができる。

請求項３に係る立体カメラ用レンズシステムは、請求項２において、前記制御手段は、前記複数の光学系において共通であることを特徴とする。

請求項３に係る立体カメラ用レンズシステムによれば、制御手段を複数の光学系で共通化することにより、再生映像に違和感が生じるのを防ぐことができる。

本発明によれば、像振れを検出する像振れ検出手段を各光学系で共通にしたので、複数の光学系に対して個別に像振れ検出手段を設けた場合に、像振れ検出手段の個体差や特性の違いにより再生映像に違和感が生じるのを防ぐことができる。

以下、添付図面に従って本発明に係る立体カメラ用レンズシステムの好ましい実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係る立体カメラ用レンズシステムが搭載された立体カメラを示す外観図である。図１（ａ）は側面図であり、図１（ｂ）は上面平面図である。同図に示すように、本実施形態の立体カメラ用レンズシステム１０は、同一仕様の２台のレンズ装置１２Ａ及び１２Ｂを含んでいる。これらのレンズ装置１２Ａ及び１２Ｂは、立体映像（視差画像）を撮影するための立体カメラ（立体テレビカメラ）のカメラ本体１４に並列に装着される。例えば、レンズ装置１２Ａは右目の映像の撮影用として、レンズ装置１２Ｂは左目の映像の撮影用として使用される。以下の説明では、レンズ装置１２Ａ及び１２Ｂをそれぞれ右レンズ１２Ａ及び左レンズ１２Ｂと記載する。

図１（ａ）に示すように、カメラ本体１４は、雲台１６に取り付けられたプレート１８上に載置される。この雲台１６には、振動検出部２０が１つだけ設けられている。上述のように、右レンズ１２Ａ及び左レンズ１２Ｂは、カメラ本体１４に取り付けられており、カメラ本体１４は、プレート１８上に載置されている。このため、右レンズ１２Ａ及び左レンズ１２Ｂは、パンやチルトの動作を一体的に行うとともに、右レンズ１２Ａ及び左レンズ１２Ｂに加えられる振動は略同じになり、１つの振動検出部２０によって検出される。

図２は、本発明の第１の実施形態に係る立体カメラ用レンズシステム１０の振動検出部及び防振部の要部構成を示すブロック図である。同図に示すように、本実施形態の立体カメラ用レンズシステム１０では、防振部は右レンズ１２Ａ及び左レンズ１２Ｂにそれぞれ設けられているのに対し、振動検出部２０は１つだけ設けられている。

振動検出部２０は、立体カメラ用レンズシステム１０に加えられた振動を検出する振動センサを備えており、各レンズ装置１２Ａ及び１２Ｂにおいて共通である。なお、本実施形態において、振動センサは、例えば、各レンズ装置１２Ａ及び１２Ｂから等距離の位置や、カメラ本体１４が載置された際のプレート１８の重心位置、雲台１６のパン軸上の位置等に配置される。

振動センサは、左右方向及び上下方向の角速度を検出する角速度センサ（それぞれ２２Ｈ及び２２Ｖ）であり、この角速度センサ２２Ｈ及び２２Ｖにより検出された角速度に応じた電圧の電気信号（角速度信号）Ｓ１を出力する。角速度センサ２２Ｈ及び２２Ｖから出力された角速度信号Ｓ１は、それぞれアンプ２４Ｈ及び２４Ｖに入力されて増幅され、Ａ／Ｄ変換器２６Ｈ及び２６Ｖによってデジタル信号Ｓ２に変換されて、シリアルコミュニケーションインタフェース２８（ＳＣＩ：Serial Communication Interface）に入力される。そして、このデジタル信号Ｓ２は、ＳＣＩ３０を介して各レンズ装置１２Ａ及び１２Ｂの防振部に入力される。なお、角速度センサ２２Ｈ及び２２Ｖの代わりに速度センサ、加速度センサ等を使用することもできる。

同図に示すように、各レンズ装置１２Ａ及び１２Ｂの防振部は、ＣＰＵ３２、Ｄ／Ａ変換器３４、アンプ３６、防振レンズ駆動用モータ３８、防振レンズ群４０及びポテンショメータ４２を含んでいる。同図では、右レンズ１２Ａと左レンズ１２Ｂの防振部において、同一の構成要素には同一の符号を付している。

ＣＰＵ３２は、レンズ装置１２Ａ及び１２Ｂの光学系を制御する制御部である。ＣＰＵ３２は、上記角速度センサ２２Ｈ及び２２Ｖからのデジタル信号Ｓ２を取得することにより、立体カメラ用レンズシステム１０及びカメラ本体１４に加えられた振動の角速度を取得する。そして、この角速度に基づいて、防振レンズ群４０の像振れを補正（防止）するための位置（以下、像振れ補正位置と記載する）を求め、この像振れ補正位置への防振レンズ群４０の左右方向及び上下方向への移動を指令する位置指令信号Ｓ３Ｈ及びＳ３ＶをＤ／Ａ変換器３４を介して、それぞれＨアンプ３６Ｈ及びＶアンプ３６Ｖに出力する。

ポテンショメータ４２Ｈ及び４２Ｖは、それぞれ左右方向及び上下方向における防振レンズ群４０の位置を検出して、この防振レンズ群４０の左右方向及び上下方向の位置を表す位置検出信号（それぞれＳ４Ｈ及びＳ４Ｖ）をそれぞれＨアンプ３６Ｈ及びＶアンプ３６Ｖに出力する。

Ｈアンプ３６Ｈ及びＶアンプ３６Ｖは、上記位置指令信号Ｓ３Ｈ及びＳ３Ｖ、位置検出信号Ｓ４Ｈ及びＳ４Ｖに基づいて電圧を、それぞれ防振レンズ駆動用モータ３８Ｈ及び３８Ｖに供給する。これにより、防振レンズ駆動用モータ３８Ｈ及び３８Ｖが駆動されて、防振レンズ群４０が光学系の光軸に垂直な面内で変位して像振れ補正位置に移動する。

従来、各レンズ装置１２Ａ及び１２Ｂに振動検出部を設けた場合、振動センサの個体差やアナログ増幅部（アンプ２４Ｈ及び２４Ｖ）のバラツキ等の影響により、各振動検出部において検出される振動が異なってしまうおそれがあった。このため、各レンズ装置１２Ａ及び１２Ｂの防振部において防振レンズ群４０が異なる動作をすることにより、違和感のある映像になってしまうおそれがあった。本実施形態では、立体カメラ用レンズシステム１０の各レンズ装置１２Ａ及び１２Ｂに加わる振動を検出するための振動検出部２０をレンズ装置ごとに設けずに共通化したため、各レンズ装置１２Ａ及び１２Ｂの防振部に出力される振動（角速度信号）が同一になる。これにより、各レンズ装置１２Ａ及び１２Ｂの防振レンズ群４０の動作を同一にすることができ、違和感がない映像を撮影することができる。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図３は、本発明の第２の実施形態に係る立体カメラ用レンズシステム１０の振動検出部及び防振部の要部構成を示すブロック図である。同図に示すように、本実施形態の立体カメラ用レンズシステム１０では、右レンズ１２Ａ及び左レンズ１２Ｂの防振部のＣＰＵ３２が共通化されている。この場合、ＣＰＵ３２からの位置指令信号を共通化することができる。

以上、上記実施の形態では、撮影光学系の光軸に垂直な面内で変位する防振レンズ群４０によって像振れを防止する場合について説明したが、本発明は他の方式による像振れ補正装置にも適用できる。例えば、撮像素子から映像信号を切り出す範囲をシフトさせて像振れを補正するような電子的方法を用いた像振れ補正装置においても本発明を適用することができる。

また、図４に示すように、プレート１８を駆動するプレート駆動部４４を設けて、振動検出部２０によって検出された振動に応じて、立体カメラ用レンズシステム１０及びカメラ本体１４を駆動することにより、像振れ補正を行うようにしてもよい。

本発明の一実施形態に係る立体カメラ用レンズシステムが搭載された立体カメラを示す外観図本発明の第１の実施形態に係る立体カメラ用レンズシステム１０の振動検出部及び防振部の要部構成を示すブロック図本発明の第２の実施形態に係る立体カメラ用レンズシステム１０の振動検出部及び防振部の要部構成を示すブロック図本発明の別の実施形態に係る立体カメラ用レンズシステムが搭載された立体カメラを示す外観図

符号の説明

１０…立体カメラ用レンズシステム、１２Ａ、１２Ｂ…レンズ装置、１４…カメラ本体、１６…雲台、１８…プレート、２０…振動検出部、２２Ｈ、２２Ｖ…角速度センサ、２４Ｈ、２４Ｖ…アンプ、２６Ｈ、２６Ｖ…Ａ／Ｄ変換器、２８、３０…シリアルコミュニケーションインタフェース（ＳＣＩ）、３２…ＣＰＵ、３４…Ｄ／Ａ変換器、３６Ｈ、３６Ｖ…アンプ、３８Ｈ、３８Ｖ…防振レンズ駆動用モータ、４０…防振レンズ群、４２Ｈ、４２Ｖ…ポテンショメータ

Claims

立体映像を撮影するための複数の光学系と、
前記複数の光学系を一体的に支持する支持手段と、
前記複数の光学系に加わった振動に起因する像振れを検出する像振れ検出手段であって、前記複数の光学系の像振れを検出するのに共通に用いる像振れ検出手段と、
前記像振れ検出手段によって検出された像振れを補正する像振れ補正手段と、
を備えることを特徴とする立体カメラ用レンズシステム。
前記像振れ検出手段は、前記複数の光学系に加えられた振動に対応する振れ信号を出力し、
前記像振れ補正手段は、前記複数の光学系ごとに備えられ、各光学系によって結像された像を変位させる複数の像変位手段と、前記像振れ検出手段によって出力された振れ信号に基づいて前記複数の光学系に加えられた振動に起因する像振れを打ち消すように、前記複数の像変位手段を制御する制御手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の立体カメラ用レンズシステム。
前記制御手段は、前記複数の光学系において共通であることを特徴とする請求項２記載の立体カメラ用レンズシステム。