JP2009100297A - 立体画像撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 立体画像に関する撮影性能の向上を図る。
【解決手段】 人体の頭部１００に装着される頭部装着部５と人体の耳介１０１、１０１に装着される耳介装着部６、６とを有し頭部装着部の前端部に左右に離隔して一対のカメラ装着部７ａ、７ａが設けられた装着体４と、耳介装着部に取り付けられたマイクロフォン１２、１２と、耳介装着部に取り付けられたスピーカー１３、１３と、一対のカメラ装着部にそれぞれ取り付けられると共に少なくとも水平方向へ動作され撮影向きの変更が可能とされた立体画像を撮影する一対の撮影カメラ１１、１１を有する一対の撮影部１０、１０と、一対の撮影カメラをそれぞれ少なくとも水平方向へ動作させる一対の駆動機構１８、１８とを設けた。
【選択図】 図４

Description

本発明は立体画像撮影装置についての技術分野に関する。詳しくは、一対の撮影カメラの撮影向きの変更を可能として立体画像に関する撮影性能の向上を図る技術分野に関する。

撮影装置には、三次元画像である立体画像の撮影を可能とした立体画像撮影装置があり、このような立体画像撮影装置には、例えば、装置本体を頭部や顔部に装着し、装置本体に組み込まれた左右一対の撮影カメラによって画像を撮影するようにしたものがある（例えば、特許文献１参照）。

撮影した画像は、例えば、画像データーとしてデーター記録部に記録され、使用者はデーター記録部に記録された画像データーを読み出して視認することが可能とされる。このような立体画像撮影装置によって撮影された立体画像は、人間が見る被写体の三次元形状を表現するため、リアルな画像として認識される。

特許文献１に記載された立体画像撮影装置にあっては、装置本体の内部に撮影機構として一対の小型カメラや各種のレンズ等の光学系要素が配置されている。

この立体画像撮影装置を頭部や顔部に装着して電源を投入すると、小型カメラによって被写体が撮影され、撮影された画像（映像）が画像データーとしてデーター記録部に記録される。

立体画像撮影装置においては、例えば、一方の小型カメラによって撮影した画像を１フィールド画像として表示し、他方の小型カメラによって撮影した画像を２フィールド画像として表示し、これらの１フィールド画像と２フィールド画像を交互に表示することにより合成したフレーム画像を表示して立体画像を生成するようにしている。

特開平７−９５６２０号公報

ところが、特許文献１に記載された立体画像撮影装置にあっては、使用者が顔を向けた方向に存在する被写体が一対の小型カメラによって撮影されるが、一対の小型カメラが固定された状態で配置されているため、撮影時において、使用者と被写体の距離が変化したり被写体の使用者に対する位置が変化したりする場合には、被写体を一対の小型カメラが正確に捉えるのが難しくなり、撮影性能が低いと言う問題がある。

そこで、本発明立体画像撮影装置は、上記した問題点を克服し、立体画像に関する撮影性能の向上を図ることを課題とする。

立体画像撮影装置は、上記した課題を解決するために、人体の頭部に装着される頭部装着部と上記人体の耳介に装着される耳介装着部とを有し上記頭部装着部の前端部に左右に離隔して一対のカメラ装着部が設けられた装着体と、上記耳介装着部に取り付けられたマイクロフォンと、上記耳介装着部に取り付けられたスピーカーと、上記一対のカメラ装着部にそれぞれ取り付けられると共に少なくとも水平方向へ動作され撮影向きの変更が可能とされた立体画像を撮影する一対の撮影カメラを有する一対の撮影部と、上記一対の撮影カメラをそれぞれ少なくとも上記水平方向へ動作させる一対の駆動機構とを設けたものである。

従って、立体画像撮影装置にあっては、使用者が向いた方向に存在する被写体の使用者に対する相対的な位置の変化に応じて撮影カメラの撮影向きの変更が可能とされる。

立体画像装置において、上記一対の撮影カメラによって撮影した立体画像を画像データーとして記録するデーター記録部と、該データー記録部によって記録した立体画像を再生する画像再生ユニットとを設け、上記頭部装着部に対して上記画像再生ユニットを着脱可能とすることが可能である。

また、立体画像撮影装置において、上記一対の撮影カメラを被写体の動きに追従するように動作させるようにすることも可能である。

立体画像撮影装置においては、上記一対の撮影カメラの撮影向きの変更を手動で行うためのマニュアル操作部を設けることが可能である。

また、被写体の位置を検出して上記一対の撮影カメラを被写体の動きに追従するように動作させるために、上記被写体の位置を検出するための検出光を出射する光源と、該光源から出射され上記被写体で反射された上記検出光を戻り光として受光して上記被写体の位置を検出する位置検出センサーとを設けることが望ましい。

さらに、上記光源から出射された光を受光する上記位置検出センサーを用いて、上記位置検出センサーで受光される上記検出光の上記位置検出センサーに対する受光角度に基づいて上記被写体の位置を検出し、検出した上記被写体の位置に基づいて上記一対の撮影カメラを動作させるようにすることが可能となる。

さらにまた、上記一対の撮影部にそれぞれ上記光源と上記位置検出センサーを設け、左側に位置する上記光源から出射される上記検出光の波長と右側に位置する上記光源から出射された上記検出光の波長とを異なる波長とし、左側に位置する上記光源から出射された上記検出光を右側に位置する上記位置検出センサーによって受光し、右側に位置する上記光源から出射された上記検出光を左側に位置する上記位置検出センサーによって受光するようにすることが望ましい。

別の立体画像撮影装置は、上記した課題を解決するために、人体の頭部に装着される頭部装着部を有し該頭部装着部の前端部に左右に離隔して一対のカメラ装着部が設けられた装着体と、上記一対のカメラ装着部にそれぞれ取り付けられると共に少なくとも水平方向へ動作され撮影向きの変更が可能とされた立体画像を撮影する一対の撮影カメラを有する一対の撮影部と、上記一対の撮影カメラをそれぞれ少なくとも上記水平方向へ動作させる一対の駆動機構とを設けたものである。

従って、立体画像撮影装置にあっては、使用者が向いた方向に存在する被写体の使用者に対する相対的な位置の変化に応じて撮影カメラの撮影向きの変更が可能とされる。

本発明立体画像撮影装置は、人体の頭部に装着される頭部装着部と上記人体の耳介に装着される耳介装着部とを有し上記頭部装着部の前端部に左右に離隔して一対のカメラ装着部が設けられた装着体と、上記耳介装着部に取り付けられたマイクロフォンと、上記耳介装着部に取り付けられたスピーカーと、上記一対のカメラ装着部にそれぞれ取り付けられると共に少なくとも水平方向へ動作され撮影向きの変更が可能とされた立体画像を撮影する一対の撮影カメラを有する一対の撮影部と、上記一対の撮影カメラをそれぞれ少なくとも上記水平方向へ動作させる一対の駆動機構とを備えたことを特徴とする。

従って、一対の撮影カメラが一対の駆動機構によって少なくとも水平方向へ動作可能であるため、撮影時において、使用者と被写体の距離が変化したり被写体の使用者に対する位置が変化したりする場合においても、撮影カメラを動作させることにより被写体を撮影カメラによって捕捉し易くなり、立体画像に関する撮影性能の向上を図ることができる。

また、耳介装着部に取り付けられたマイクロフォンと耳介装着部に取り付けられたスピーカーを有しているため、使用者においては、恰も、音声が出力された現場に居合わせたかのような音の臨場感を得ることができる。

請求項２に記載した発明にあっては、上記一対の撮影カメラによって撮影した立体画像を画像データーとして記録するデーター記録部と、該データー記録部によって記録した立体画像を再生する画像再生ユニットとを設け、上記頭部装着部に対して上記画像再生ユニットを着脱可能としたので、撮影カメラによる撮影を画像再生ユニットを装着体から取り外した状態で行うことができ、頭部に付与される重量による負荷が小さくて済み、使用者において撮影時の良好な装着感を確保することができる。

請求項３に記載した発明にあっては、上記一対の撮影カメラを被写体の動きに追従するように動作させるようにしたので、動画撮影を高い精度で行うことができ、撮影性能の向上を図ることができる。

請求項４に記載した発明にあっては、上記一対の撮影カメラの撮影向きの変更を手動で行うためのマニュアル操作部を設けたので、使用者が撮影カメラによって撮影したい被写体を自由に選択することができ、立体画像の撮影に関する撮影範囲が広がり、立体画像撮影装置の使い勝手の向上を図ることができる。

請求項５に記載した発明にあっては、上記被写体の位置を検出するための検出光を出射する光源と、該光源から出射され上記被写体で反射された上記検出光を戻り光として受光して上記被写体の位置を検出する位置検出センサーとを設けたので、被写体の位置を正確に検出して動きのある被写体に撮影カメラを高い精度で追従させることができる。

請求項６に記載した発明にあっては、上記位置検出センサーで受光される上記検出光の上記位置検出センサーに対する受光角度に基づいて上記被写体の位置を検出し、検出した上記被写体の位置に基づいて上記一対の撮影カメラを動作させるようにしたので、位置検出の精度が高く、被写体に対する撮影カメラによる追従の精度の向上を図ることができる。

請求項７に記載した発明にあっては、上記一対の撮影部にそれぞれ上記光源と上記位置検出センサーを設け、左側に位置する上記光源から出射される上記検出光の波長と右側に位置する上記光源から出射された上記検出光の波長とを異なる波長とし、左側に位置する上記光源から出射された上記検出光を右側に位置する上記位置検出センサーによって受光し、右側に位置する上記光源から出射された上記検出光を左側に位置する上記位置検出センサーによって受光するようにしたので、被写体の位置検出精度の向上を図ることができる。

別の本発明立体画像撮影装置は、人体の頭部に装着される頭部装着部を有し該頭部装着部の前端部に左右に離隔して一対のカメラ装着部が設けられた装着体と、上記一対のカメラ装着部にそれぞれ取り付けられると共に少なくとも水平方向へ動作され撮影向きの変更が可能とされた立体画像を撮影する一対の撮影カメラを有する一対の撮影部と、上記一対の撮影カメラをそれぞれ少なくとも上記水平方向へ動作させる一対の駆動機構とを備えたことを特徴とする。

従って、一対の撮影カメラが一対の駆動機構によって少なくとも水平方向へ動作可能であるため、撮影時において、使用者と被写体の距離が変化したり被写体の使用者に対する位置が変化したりする場合においても、撮影カメラを動作させることにより被写体を撮影カメラによって捕捉し易くなり、立体画像に関する撮影性能の向上を図ることができる。

請求項９に記載した発明にあっては、上記一対の撮影カメラによって撮影した立体画像を画像データーとして記録するデーター記録部と、該データー記録部によって記録した立体画像を再生する画像再生ユニットとを設け、上記頭部装着部に対して上記画像再生ユニットを着脱可能としたので、撮影カメラによる撮影を画像再生ユニットを装着体から取り外した状態で行うことができ、頭部に付与される重量による負荷が小さくて済み、使用者において撮影時の良好な装着感を確保することができる。

請求項１０に記載した発明にあっては、上記一対の撮影カメラを被写体の動きに追従するように動作させるようにしたので、動画撮影を高い精度で行うことができ、撮影性能の向上を図ることができる。

請求項１１に記載した発明にあっては、上記一対の撮影カメラの撮影向きの変更を手動で行うためのマニュアル操作部を設けたので、使用者が撮影カメラによって撮影したい被写体を自由に選択することができ、立体画像の撮影に関する撮影範囲が広がり、立体画像撮影装置の使い勝手の向上を図ることができる。

請求項１２に記載した発明にあっては、上記被写体の位置を検出するための検出光を出射する光源と、該光源から出射され上記被写体で反射された上記検出光を戻り光として受光して上記被写体の位置を検出する位置検出センサーとを設けたので、被写体の位置を正確に検出して動きのある被写体に撮影カメラを高い精度で追従させることができる。

請求項１３に記載した発明にあっては、上記位置検出センサーで受光される上記検出光の上記位置検出センサーに対する受光角度に基づいて上記被写体の位置を検出し、検出した上記被写体の位置に基づいて上記一対の撮影カメラを動作させるようにしたので、位置検出の精度が高く、被写体に対する撮影カメラによる追従の精度の向上を図ることができる。

請求項１４に記載した発明にあっては、上記一対の撮影部にそれぞれ上記光源と上記位置検出センサーを設け、左側に位置する上記光源から出射される上記検出光の波長と右側に位置する上記光源から出射された上記検出光の波長とを異なる波長とし、左側に位置する上記光源から出射された上記検出光を右側に位置する上記位置検出センサーによって受光し、右側に位置する上記光源から出射された上記検出光を左側に位置する上記位置検出センサーによって受光するようにしたので、被写体の位置検出精度の向上を図ることができる。

以下に、本発明立体画像撮影装置を実施するための最良の形態を添付図面に従って説明する。

以下の説明にあっては、立体画像撮影装置の撮影時において撮影者から見た方向で前後上下左右の方向を示すものとする。従って、被写体側が前方となり、撮影者側（使用者側）が後方となる。

尚、以下に示す前後上下左右の方向は説明の便宜上のものであり、本発明の実施に関しては、これらの方向に限定されることはない。

立体画像撮影装置１は、図１及び図２に示すように、装置本体２と該装置本体２に対して着脱可能とされた画像再生ユニット３とを備えている。

装置本体２は装着体４に所要の各部が取り付けられて成る。

装着体４は頭部装着部５と耳介装着部６、６によって構成され、例えば、棒状を為す樹脂材料が所定の形状に形成されて成る。

頭部装着部５は前後に長い側部７、７と該側部７、７の各後端部を連結し略円弧状に形成された後部８とによって構成されている。側部７、７は左右に離隔して設けられている。側部７、７の前端部はそれぞれカメラ装着部７ａ、７ａとして設けられ、該カメラ装着部７ａ、７ａの内部にはそれぞれ図示しないコネクター部が設けられている。

側部７、７の互いに対向する面にはそれぞれ滑り防止部９、９が設けられている。滑り防止部９、９は、例えば、摩擦係数が大きい不織布等によって形成され、側部７、７に貼り付けられることにより構成されている。

尚、滑り防止部９は不織布に限られることはなく、頭部装着部５を人体の頭部１００に装着したとき（図３参照）に該頭部１００に対して滑り難い材料によって形成されていれば任意の材料を用いることが可能である。また、滑り防止部９は頭部装着部５の頭部１００に対する良好な装着感を確保するために、クッション性を有する柔軟な材料で形成することが望ましい。

このように頭部装着部５に滑り防止部９を設けることにより、立体画像撮影装置１の頭部１００からの脱落を防止することができる。

耳介装着部６、６は頭部装着部５の中間部に設けられ、略円弧状に形成され下方に開口されている（図１及び図２参照）。

頭部装着部５のカメラ装着部７ａ、７ａにはそれぞれ撮影部１０、１０が取り付けられている。撮影部１０、１０はそれぞれ外筐１０ａ、１０ａの内部に配置された撮影カメラ１１、１１を有し、該撮影カメラ１１、１１は少なくとも水平方向へ動作（回転動作）可能とされている。

耳介装着部６、６にはそれぞれマイクロフォン１２、１２とスピーカー１３、１３が取り付けられている。マイクロフォン１２、１２は、例えば、耳介装着部６、６の上端部に取り付けられ、スピーカー１３、１３は、例えば、耳介装着部６、６の内側に配置されるように取り付けられている。

以上のように構成された装置本体２は、図３に示すように、人体の頭部１００に頭部装着部５が装着され、耳介装着部６、６が人体の耳介１０１、１０１にそれぞれ装着される。このとき頭部装着部５は側部７、７が頭部１００の左右両側部１００ａ、１００ａに外方から押し付けられるようにして装着され、撮影部１０、１０がそれぞれ両眼１０２、１０２の近傍において外側に位置される。

耳介装着部６、６が耳介１０１、１０１に装着された状態においては、マイクロフォン１２、１２がそれぞれ耳介１０１、１０１の近傍に位置され、スピーカー１３、１３がそれぞれ耳介１０１、１０１に外側から宛われた状態とされる。

撮影カメラ１１、１１は互いに稍斜め内側を向く状態とされ、図４に示すように、初期状態、即ち、水平方向への動作に関して基準となる位置にある状態において、撮影向きに延びる軸線Ａ、Ａが頭部１００の中央を通り前後方向に延びる基準線Ｂに対して約６°（図４に示すθ）を為す向きとされている。従って、初期状態における撮影カメラ１１、１１に関する輻輳角２θは約１２°とされている。

装着体４にはケーブル１４を介して制御記録ユニット１５が接続される（図１及び図２参照）。制御記録ユニット１５は装置本体２及び画像再生ユニット３に対する各種の制御を行う他、装置本体２及び画像再生ユニット３に対する電源の供給等を行うユニットとして機能する。また、制御記録ユニット１５にはハードディスク等の記録媒体が内蔵され、撮影カメラ１１、１１によって撮影された画像が画像データーとして記録媒体に記録される。

画像再生ユニット３は本体１６と該本体１６の左右両端部から後方へ突出された接続部１７、１７とから成る。

画像再生ユニット３は装置本体２に対して着脱可能とされ、接続部１７、１７がそれぞれ装着体４のカメラ装着部７ａ、７ａに設けられたコネクター部に接続されることにより装置本体２に連結される。

本体１６の内部には一対の液晶パネル等の図示しない表示部や各種のレンズが配置されている。画像再生ユニット３が上記のように装置本体２に接続された状態（図５参照）において、表示部に撮影カメラ１１、１１によって撮影され記録媒体に記録された画像データーが出力されることにより使用者が撮影された画像を視認することが可能とされている。

以上のように構成された立体画像撮影装置１において、立体画像の撮影は、使用者が画像再生ユニット３を装置本体２から取り外して該装置本体２の装着体４を頭部１００等に装着した状態で行う（図３参照）。このときマイクロフォン１２、１２及びスピーカー１３、１３がそれぞれ耳介１０１、１０１の近傍に存在しているため、マイクロフォン１２、１２には耳介１０１、１０１に入力される音声と同様の音声が入力され、スピーカー１３、１３からはこのようにして入力された音声が耳介１０１、１０１に対して出力される。

従って、立体画像撮影装置１を用いた使用者においては、恰も、音声が出力された現場に居合わせたかのような音の臨場感を得ることができる。

一方、撮影した立体画像の再生は、上記したように、使用者が画像再生ユニット３を装置本体２に連結し該装置本体２の装着体４を頭部１００等に装着した状態で行う（図５参照）。このときも上記した撮影時と同様に、立体画像撮影装置１を用いた使用者においては、恰も、音声が出力された現場に居合わせたかのような音の臨場感を得ることができる。

以下に、立体画像撮影装置１の制御に関する全体構成を図６に示すブロック図を参照して説明する。

立体画像撮影装置１は、上記したように、装置本体２、画像再生ユニット３及び制御記録ユニット１５を備えている。

装置本体２は撮像部１０、１０、マイクロフォン１２、１２及びスピーカー１３、１３を有し、撮像部１０、１０はそれぞれ上記した撮影カメラ１１、１１の他、それぞれ駆動機構１８、１８、位置検出手段１９、１９及び移動角度検出手段２０、２０を有している。

駆動機構１８、１８、位置検出手段１９、１９及び移動角度検出手段２０、２０の具体的な構成は後述するが、駆動機構１８、１８は撮影カメラ１１、１１を回転動作させる機構として機能し、位置検出手段１９、１９は撮影カメラ１１、１１の撮影対象となる被写体１０００の位置を検出する手段として機能し、移動角度検出手段２０、２０は位置検出手段１９、１９による検出結果に基づいて動作された撮影カメラ１１、１１の移動角度を検出する手段として機能する。

制御記録ユニット１５は、上記したように、装置本体２及び画像再生ユニット３に対する各種の制御等を行うユニットとして機能する他、ハードディスク等の記録媒体が内蔵されたデーター記録ユニットとしても機能する。

制御記録ユニット１５は、各種の制御や管理を行うメイン制御部２１、信号制御部２２、ファイル管理部２３、第１の画像信号処理部２４、第２の画像信号処理部２５、第１の音声信号処理部２６及び第２の音声信号処理部２７を有し、これに加え、画像データーや音声データーを記録するデーター記録部２８を有している。

メイン制御部２１は各種の演算処理を行うマイクロコンピューター２１ａを有している。メイン制御部２１は位置検出手段１９、１９によって検出された被写体１０００の位置情報に基づいて駆動機構１８、１８に駆動信号を送出する。送出された駆動信号に基づいて動作された撮影カメラ１１、１１の移動角度（回転角度）が移動角度検出手段２０、２０によって検出されると、この検出結果が移動情報としてメイン制御部２１に送出される。メイン制御部２１は移動角度検出手段２０、２０から送出された移動情報に基づいて駆動機構１８、１８を制御する。

メイン制御部２１は上記した駆動機構１８、１８に対する制御の他、画像データーや音声データーに関する各処理作業に関して信号制御部２２、ファイル管理部２３、第１の画像信号処理部２４、第２の画像信号処理部２５、第１の音声信号処理部２６及び第２の音声信号処理部２７に対する指令信号を送出する。

撮像部１０、１０の撮影カメラ１１、１１によって撮影された画像は画像データーとして第１の画像信号処理部２４に入力される。第１の画像信号処理部２４に入力された画像データーはデジタル変換やコントラスト処理等が行われて信号制御部２２に出力される。信号制御部２２においては、入力された画像データーが所定の圧縮方式によって圧縮処理されて符号化される。信号制御部２２において圧縮処理されて符号化された画像データーは、データー記録部２８に出力されて記録される。

同時に、マイクロフォン１２、１２から入力された音声データーは第１の音声信号処理部２６に入力される。第１の音声信号処理部２６に入力された音声データーはデジタル変換等が行われて信号制御部２２に出力される。信号制御部２２においては、入力された音声データーが符号化されて上記した画像データーとともにデーター記録部２８に出力されて記録される。

一方、データー記録部２８に記録された画像データーは、信号制御部２２において解凍処理及びデコード処理が行われ第２の画像信号処理部２５に出力される。第２の画像信号処理部２５に入力された画像データーはアナログ変換され画像再生ユニット３の一対の表示部にそれぞれ左右の画像データーとして振り分けられ、立体画像として視認可能な信号処理が行われて出力される。

同時に、データー記録部２８に記録された音声データーは、信号制御部２２においてデコード処理等が行われ第２の音声信号処理部２７に出力される。第２の音声信号処理部２７に入力された音声データーはアナログ変換され、ハウリング防止のための高域周波数の反転位相化又は高域の減衰化が行われてスピーカー１３、１３に出力される。

以下に、撮像部１０の構成について詳細に説明する（図７乃至図１３参照）。

撮像部１０は、図７及び図８に示すように、外筐１０ａの内部に撮影カメラ１１と該撮影カメラ１１を保持する保持体２９と該保持体２９に取り付けられた摺動体３０と該摺動体３０を摺動自在に支持する支持体３１とが設けられている。

保持体２９は、例えば、横長のブロック状に形成されたカメラ保持部２９ａと該カメラ保持部２９ａの四隅からそれぞれ略後方へ突出された被支持突部２９ｂ、２９ｂ、・・・とから成る。被支持突部２９ｂ、２９ｂ、・・・は弾性体によって形成されている。

摺動体３０は、図９に示すように、透明材料によって略半球状に形成され、円形状に形成された面が保持体２９の保持部２９ａにおける後面に取り付けられている。摺動体３０の内部には検出素子として受発光素子であるフォトインタラプタ３２、３２が配置されている。フォトインタラプタ３２、３２は、一方が撮影カメラ１１の水平方向への移動角度を検出し、他方が撮影カメラ１１の垂直方向への移動角度を検出する。

支持体３１は内面３１ａが球面とされた椀状に形成され、摺動体３０の後側に配置されている。支持体３１の内面には同心円状に検出パターン３１ａ、３１ａ、・・・が形成されている（図９及び図１０参照）。

支持体３１には摺動体３０が摺動自在に支持され、該摺動体３０は支持体３１に対して少なくとも水平方向（図９に示すＨ方向）に回転可能とされている。摺動体３０が支持体３１に対して回転されるときには、保持体２９及び撮影カメラ１１が一体となって回転される（図１１参照）。

支持体３１には保持体２９が支持されている。保持体２９は弾性体である被支持突部２９ｂ、２９ｂ、・・・の各先端部が支持体３１に外側から取り付けられることにより該支持体３１に支持されている。保持体２９は被支持突部２９ｂ、２９ｂ、・・・が弾性体として設けられているため、撮影カメラ１１が保持体２０及び支持体３１と一体となって回転されたときに、その回転動作に応じて被支持突部２９ｂ、２９ｂ、・・・が弾性変形される。

尚、撮影カメラ１１の回転による変位量は微少とされており、この変位量は被支持突部２９ｂ、２９ｂ、・・・の弾性変形可能な範囲とされている。

撮影部１０にはマグネット３３と複数の電磁コイル３４、３４、・・・とが設けられ（図８、図９及び図１２参照）、これらのマグネット３３と電磁コイル３４、３４、・・・によって撮影カメラ１１を動作させる上記した駆動機構１８が構成される。

マグネット３３は円環状に形成され、例えば、保持体２９の保持部２９ａにおける後端部に取り付けられている。

電磁コイル３４、３４、・・・は、例えば、四つ設けられ、支持体３１の外面に沿う位置に、マグネット３３の中心を基準として周方向に等間隔に離隔した状態で配置されている。

電磁コイル３４、３４、・・・に駆動電流が供給されると、電磁コイル３４、３４、・・・のマグネット３３側の端部に形成される極とこの端部に対応するマグネット３３の部分の極との関係により、マグネット３３が電磁コイル３４、３４、・・・に対して吸引又は反発されマグネット３３が取り付けられた保持体２９が摺動体３０及び撮影カメラ１１と一体となって回転される（図１１参照）。このとき電磁コイル３４、３４、・・・に対する駆動電流の値の大きさに応じて保持体２９、摺動体３０及び撮影カメラ１１の回転角度が変化される。

支持体３１の、例えば、下端部には、位置検出ユニット３５が取り付けられている（図７参照）。位置検出ユニット３５はケース３６と該ケース３６の内部に配置された検出部３７とによって構成されている。

位置検出ユニット３５は、撮影カメラ１１の撮影対象となる被写体１０００の位置を検出する位置検出手段１９として機能する。

検出部３７は、図１３に示すように、基板３８と該基板３８上に搭載された光源３９と基板３８上に搭載された位置検出センサー４０と光源３９から出射された光を一定の範囲内で拡散する拡散レンズ４１と光源３９から出射された光を集光して位置検出センサー４０に導く集光レンズ４２とを有している。

光源３９としては、例えば、赤外光を出射する発光ダイオード（ ＬＥＤ：Light Emitting Diode）が用いられている。光源３９の光軸は撮影カメラ１１の向きと同じ向きになるようにされ、内側に、例えば、輻輳角２θの２分の１であるθ＝６°傾けられている。

位置検出センサー４０としては、例えば、半導体位置検出素子（ＰＳＤ：Position Sensitive Detector）が用いられ、半導体位置検出素子によってスポット状の光の位置を検出することができる。

半導体位置検出素子においては、光を受光したときに発生した電荷が両端に形成された電極に到達したときに、到達した電荷の量が受光位置から電極までの距離に反比例することに基づいて受光位置が検出される。

立体画像撮影装置１においては、撮影部１０、１０の駆動時に、撮影カメラ１１、１１によって被写体１０００が撮影される（図４参照）。撮影カメラ１１、１１は、上記したように、初期状態において輻輳角２θが約１２°とされており、初期状態においては輻輳角２θが約１２°の位置に存在する被写体１０００が撮影される。

撮影部１０、１０の駆動時には、光源３９、３９から拡散レンズ４１、４１を介して被写体１０００に向けて検出光（赤外光）が出射され、検出光が被写体１０００で反射されて戻り光としてそれぞれ集光レンズ４２、４２によって集光されて位置検出センサー４０、４０にスポット状の光が入射されて受光される。

このとき左側の位置検出ユニット３５に設けられた光源３９から出射された検出光は被写体１０００で反射されて右側の位置検出ユニット３５に設けられた位置検出センサー４０で受光され、右側の位置検出ユニット３５に設けられた光源３９から出射された検出光は被写体１０００で反射されて左側の位置検出ユニット３５に設けられた位置検出センサー４０で受光される。

左側の光源３９から出射された検出光と右側の光源３９から出射された検出光とは異なる波長を有しており、右側の位置検出センサー４０で受光される検出光の波長領域が左側の光源３９から出射される検出光の波長に対応した領域とされており、左側の位置検出センサー４０で受光される検出光の波長領域が右側の光源３９から出射される検出光の波長に対応した領域とされている。従って、左側の光源３９から出射された検出光は右側の位置検出センサー４０でのみ受光され、右側の光源３９から出射された検出光は左側の位置検出センサー４０でのみ受光される。

位置検出センサー４０で検出光が受光されると、上記したように、検出光の位置検出センサー４０に対する受光位置が検出される。初期状態においては、受光角度が約６°（図１３に示すθ′）とされ検出光の位置検出センサー４０に対する受光位置が該位置検出センサー４０の中央Ｍとなるように設定されている。位置検出センサー４０と集光レンズ４２の中心との距離をＬとし、位置検出センサー４０の内側の一端から受光位置までの距離をＸとすると、Ｔａｎθ＝Ｘ／Ｌが成立する。

位置検出センサー４０によって検出された受光位置に関する検出信号は、メイン制御部２１に送出され、マイクロコンピューター２１ａによって演算処理されて受光角度θの値が算出される。

受光角度θの値が算出されると、算出された受光角度θの値と初期状態におけるθの値との差に基づいて撮影カメラ１１の移動すべき角度ψがマイクロコンピューター２１ａによって算出され、この算出された移動角度ψに応じて撮影カメラ１１が保持体２９及び摺動体３０とともに支持体３１に対して回転される。撮影カメラ１１の回転は、上記したように、電磁コイル３４、３４、・・・に駆動電流が供給されることにより行われる。

立体画像撮影装置１にあっては、撮影部１０、１０の駆動時に受光角度θの検出及び受光角度θの検出結果に基づく撮影カメラ１１、１１の移動角度ψの算出が常時繰り返し行われており、繰り返し算出される移動角度ψに応じて撮影カメラ１１、１１が被写体１０００の動きに追従して回転され、撮影カメラ１１、１１によって、移動される被写体１０００が捕捉されて撮影される。

このように、立体画像撮影装置１にあっては、一対の撮影カメラ１１、１１を被写体１０００の動きに追従するように動作させることができるため、動画撮影を高い精度で行うことができ、撮影性能の向上を図ることができる。

また、立体画像撮影装置１にあっては、位置検出センサー４０、４０で受光される検出光の位置検出センサー４０、４０に対する受光角度θに基づいて被写体１０００の位置を検出し、検出した被写体１０００の位置に基づいて一対の撮影カメラ１１、１１を動作させるようにしているため、位置検出の精度が高く、被写体１０００に対する撮影カメラ１１、１１による追従の精度の向上を図ることができる。

撮影カメラ１１、１１の被写体１０００に対する追従は、例えば、予め設定されている撮影カメラ１１、１１の最大移動角度を超える移動角度ψがマイクロコンピューター２１ａによって算出されたときに終了する。

撮影カメラ１１が保持体２９及び摺動体３０とともに回転されるときには、フォトインタラプタ３２、３２から光が出射され、出射された光が支持体３１の内面に形成された検出パターン３１ａ、３１ａで反射されてフォトインタラプタ３２、３２で受光される。フォトインタラプタ３２、３２で光が受光されると、受光された光の量に関する信号がメイン制御部２１に送出され、マイクロコンピューター２１ａによって入力された光の量に関する信号に基づいて撮影カメラ１１、１１の初期状態に対して回転すべき回転角度φが算出される。撮影カメラ１１、１１の回転角度φが算出されることにより、上記のように算出された移動角度ψに基づいて回転された撮影カメラ１１、１１の現在位置に対する回転すべき角度が決定され、決定された角度に応じて撮影カメラ１１、１１が回転される。

従って、フォトインタラプタ３２、３２と支持体３１の内面に形成された検出パターン３１ａ、３１ａは、位置検出ユニット３５、３５による検出結果に基づいて動作された撮影カメラ１１、１１の移動角度を検出する上記した移動角度検出手段２０、２０として機能する。

以上に記載した通り、立体画像撮影装置１にあっては、人体の頭部１００に装着される頭部装着部５と人体の耳介１０１、１０１に装着される耳介装着部６、６とを有する装着体４と、少なくとも水平方向へ動作され撮影向きの変更が可能とされた一対の撮影カメラ１１、１１と、該一対の撮影カメラ１１、１１を少なくとも水平方向へ動作させる一対の駆動機構１８、１８とを備えている。

従って、一対の撮影カメラ１１、１１が一対の駆動機構１８、１８によって動作可能であるため、撮影時において、使用者と被写体１０００の距離が変化したり被写体の使用者１０００に対する位置が変化したりする場合においても、撮影カメラ１１、１１を動作させることにより被写体１０００を撮影カメラ１１、１１によって捕捉し易くなり、立体画像に関する撮影性能の向上を図ることができる。

また、一対の撮影カメラ１１、１１によって撮影した立体画像に関するデーターを記録するデーター記録部２８と該データー記録部２８によって記録した立体画像を再生する画像再生ユニット３とを設け、装着体４の頭部装着部５に対して画像再生ユニット３を着脱可能としているため、撮影カメラ１１、１１による撮影を画像再生ユニット３を装着体４から取り外した状態で行うことができ、頭部１００に付与される重量による負荷が小さくて済み、使用者において撮影時の良好な装着感を確保することができる。

さらに、被写体１０００の位置を検出するための検出光を出射する光源３９、３９と、該光源３９、３９から出射された検出光を戻り光として受光して被写体１０００の位置を検出する位置検出センサー４０、４０とを設けているため、被写体１０００の位置を正確に検出して動きのある被写体１０００に撮影カメラ１１、１１を高い精度で追従させることができる。

加えて、立体画像撮影装置１にあっては、左側の光源３９から出射された検出光と右側の光源３９から出射された検出光とを異なる波長とし、右側の位置検出センサー４０で受光される検出光の波長領域を左側の光源３９から出射される検出光の波長に対応した領域とし、左側の位置検出センサー４０で受光される検出光の波長領域を右側の光源３９から出射される検出光の波長に対応した領域としているため、左側の光源３９から出射された検出光が右側の位置検出センサー４０でのみ受光され、右側の光源３９から出射された検出光が左側の位置検出センサー４０でのみ受光される。

従って、被写体１０００の位置検出に必要とされる検出光のみがそれぞれ位置検出センサー４０、４０で受光され、被写体１０００の位置検出精度の向上を図ることができる。

尚、上記には、初期状態において、輻輳角２θが約６°に設定された例を示したが、例えば、図１４に示すように、輻輳角２θを手動で変更することが可能なマニュアル操作部４３を設けて、立体画像の撮影が可能な範囲で輻輳角２θを変更するようにしてもよい。

マニュアル操作部４３は、例えば、ケーブル１４によって装置本体２に接続され、マニュアル操作部４３によって操作された信号がメイン制御部２１に送出され、輻輳角２θを変更することができる。マニュアル操作部４３による輻輳角２θの可変範囲は立体画像の撮影が可能な範囲で任意に設定することが可能であり、例えば、０°、３°、６°の３段階で変更可能としてもよく、また、例えば、立体画像の撮影が可能な範囲で１°刻みに設定してもよい。マニュアル操作部４３に対する操作においては、使用者が遠距離に存在する被写体１０００を撮影したいときには輻輳角２θを小さくするように操作し、近距離に存在する被写体１０００を撮影したいときには輻輳角２θを大きくするように操作すればよい。

マニュアル操作部４３を設けることにより、使用者が撮影カメラ１１、１１によって撮影したい被写体１０００を自由に選択することができ、立体画像の撮影に関する撮影範囲が広がり、立体画像撮影装置１の使い勝手の向上を図ることができる。

尚、上記には、撮影カメラ１１、１１を少なくとも水平方向へ動作させる例を示したが、撮影カメラ１１、１１の動作方向は水平方向に限定されることはなく、撮影カメラ１１、１１を水平方向のみならず垂直方向を含む任意の方向へ動作させるようにすることも可能である。

上記した発明を実施するための最良の形態において示した各部の具体的な形状及び構造は、何れも本発明を実施する際の具体化のほんの一例を示したものにすぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることがあってはならないものである。

図２乃至図１４と共に本発明立体画像撮影装置の最良の形態を示すものであり、本図は、立体画像撮影装置の斜視図である。 立体画像撮影装置を装置本体と画像再生ユニットを分離した状態で示す斜視図である。 撮影時における使用状態を示す斜視図である。 撮影時における使用状態を示す平面図である。 画像の再生時における使用状態を示す斜視図である。 立体画像撮影装置の制御に関する全体構成を示すブロック図である。 撮影部の拡大正面図である。 撮影部の拡大平面図である。 撮影部を一部を断面にして示す拡大平面図である。 撮影部の支持体を示す拡大正面図である。 撮影カメラが回転した状態を一部を断面にして示す拡大平面図である。 撮影部の拡大背面図である。 位置検出センサーで受光される光の受光角度を説明するための概念図である。 マニュアル操作部が設けられた立体画像撮影装置の使用状態を示す側面図である。

符号の説明

１…立体画像撮影装置、３…画像再生ユニット、４…装着体、５…頭部装着部、６…耳介装着部、７ａ…カメラ装着部、１０…撮影部、１１…撮影カメラ、１２…マイクロフォン、１３…スピーカー、１８…駆動機構、２８…データー記録部、３９…光源、４０…位置検出センサー、４３…マニュアル操作部、１００…頭部、１０１…耳介、１０００…被写体

Claims (14)

1. 人体の頭部に装着される頭部装着部と上記人体の耳介に装着される耳介装着部とを有し上記頭部装着部の前端部に左右に離隔して一対のカメラ装着部が設けられた装着体と、
   上記耳介装着部に取り付けられたマイクロフォンと、
   上記耳介装着部に取り付けられたスピーカーと、
   上記一対のカメラ装着部にそれぞれ取り付けられると共に少なくとも水平方向へ動作され撮影向きの変更が可能とされた立体画像を撮影する一対の撮影カメラを有する一対の撮影部と、
   上記一対の撮影カメラをそれぞれ少なくとも上記水平方向へ動作させる一対の駆動機構とを備えた
   ことを特徴とする立体画像撮影装置。
2. 上記一対の撮影カメラによって撮影した立体画像を画像データーとして記録するデーター記録部と、
   該データー記録部によって記録した立体画像を再生する画像再生ユニットとを設け、
   上記頭部装着部に対して上記画像再生ユニットを着脱可能とした
   ことを特徴とする請求項１に記載の立体画像撮影装置。
3. 上記一対の撮影カメラを被写体の動きに追従するように動作させるようにした
   ことを特徴とする請求項１に記載の立体画像撮影装置。
4. 上記一対の撮影カメラの撮影向きの変更を手動で行うためのマニュアル操作部を設けた
   ことを特徴とする請求項１に記載の立体画像撮影装置。
5. 上記被写体の位置を検出するための検出光を出射する光源と、
   該光源から出射され上記被写体で反射された上記検出光を戻り光として受光して上記被写体の位置を検出する位置検出センサーとを設けた
   ことを特徴とする請求項３に記載の立体画像撮影装置。
6. 上記位置検出センサーで受光される上記検出光の上記位置検出センサーに対する受光角度に基づいて上記被写体の位置を検出し、
   検出した上記被写体の位置に基づいて上記一対の撮影カメラを動作させるようにした
   ことを特徴とする請求項５に記載の立体画像撮影装置。
7. 上記一対の撮影部にそれぞれ上記光源と上記位置検出センサーを設け、
   左側に位置する上記光源から出射される上記検出光の波長と右側に位置する上記光源から出射された上記検出光の波長とを異なる波長とし、
   左側に位置する上記光源から出射された上記検出光を右側に位置する上記位置検出センサーによって受光し、
   右側に位置する上記光源から出射された上記検出光を左側に位置する上記位置検出センサーによって受光するようにした
   ことを特徴とする請求項５に記載の立体画像撮影装置。
8. 人体の頭部に装着される頭部装着部を有し該頭部装着部の前端部に左右に離隔して一対のカメラ装着部が設けられた装着体と、
   上記一対のカメラ装着部にそれぞれ取り付けられると共に少なくとも水平方向へ動作され撮影向きの変更が可能とされた立体画像を撮影する一対の撮影カメラを有する一対の撮影部と、
   上記一対の撮影カメラをそれぞれ少なくとも上記水平方向へ動作させる一対の駆動機構とを備えた
   ことを特徴とする立体画像撮影装置。
9. 上記一対の撮影カメラによって撮影した立体画像を画像データーとして記録するデーター記録部と、
   該データー記録部によって記録した立体画像を再生する画像再生ユニットとを設け、
   上記頭部装着部に対して上記画像再生ユニットを着脱可能とした
   ことを特徴とする請求項８に記載の立体画像撮影装置。
10. 上記一対の撮影カメラを被写体の動きに追従するように動作させるようにした
    ことを特徴とする請求項８に記載の立体画像撮影装置。
11. 上記一対の撮影カメラの撮影向きの変更を手動で行うためのマニュアル操作部を設けた
    ことを特徴とする請求項８に記載の立体画像撮影装置。
12. 上記被写体の位置を検出するための検出光を出射する光源と、
    該光源から出射され上記被写体で反射された上記検出光を戻り光として受光して上記被写体の位置を検出する位置検出センサーとを設けた
    ことを特徴とする請求項１０に記載の立体画像撮影装置。
13. 上記位置検出センサーで受光される上記検出光の上記位置検出センサーに対する受光角度に基づいて上記被写体の位置を検出し、
    検出した上記被写体の位置に基づいて上記一対の撮影カメラを動作させるようにした
    ことを特徴とする請求項１２に記載の立体画像撮影装置。
14. 上記一対の撮影部にそれぞれ上記光源と上記位置検出センサーを設け、
    左側に位置する上記光源から出射される上記検出光の波長と右側に位置する上記光源から出射された上記検出光の波長とを異なる波長とし、
    左側に位置する上記光源から出射された上記検出光を右側に位置する上記位置検出センサーによって受光し、
    右側に位置する上記光源から出射された上記検出光を左側に位置する上記位置検出センサーによって受光するようにした
    ことを特徴とする請求項１２に記載の立体画像撮影装置。

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