JP2010164857A - 立体画像撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】より自由度の高い立体画像の撮影を可能とする立体画像撮影装置を提供する。
【解決手段】右側対物レンズ（２−１）と右側結像レンズ（２−２）とを有し、右画像を撮像するための光を結像部（６）に供給する右画像撮像ユニット（２）と、左側対物レンズ（３−１）と左側結像レンズ（３−２）とを有し、左画像を撮像するための光を結像部（６）に供給する左画像撮像ユニット（３）と、右画像と左画像とを撮像するときの基線長を変更する基線長変更ユニット（１８）（１３）と、右画像と左画像とを撮像するときの輻輳角を変更する輻輳角変更ユニット（４）とを具備する立体画像撮影装置（１）を構成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、立体画像撮影装置に関する。

スチルカメラやビデオカメラを用いて視差のある画像を撮影する立体画像撮影装置に関する技術が知られている。一般的な立体画像撮影装置は、２台のカメラを使用して視差のある画像を撮影している。このような装置では、２台のカメラの間隔（基線長）を、カメラ自体を移動させることにより調節している。従来の立体画像撮影装置では、装置全体が大型化したり、衝撃などにより簡単に光軸ずれが発生したりする場合がある。上記のような不具合を解消するための技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１（特開２００２−１１２２８８号公報）には、左側光学系および右側光学系を有し、これら左側および右側光学系を通して単一のカメラに立体観察が可能な画像の撮影を行わせる立体撮影光学ユニットに関する技術が記載されている。その立体撮影光学ユニットは、左側および右側光学系の左右方向における相対間隔を変更する間隔変更手段を備えている。

特開２００２−１１２２８８号公報

従来の立体画像撮影装置では、間隔変更手段の作用によって、左右の光軸ずれ等のない状態で視差画像を創出するとともに、左右の光学系の基線長を焦点距離や対物距離又は輻輳距離に応じて調節されている。

その従来の立体画像撮影装置で調節可能な基線長の長さは、間隔変更手段の構造と光学系の構造とによって制限されている。より自由度の高い立体画像の撮影を可能とする立体画像撮影装置が求められている。

以下に、［発明を実施するための形態］で使用される番号を用いて、課題を解決するための手段を説明する。これらの番号は、［特許請求の範囲］の記載と［発明を実施するための形態］との対応関係を明らかにするために付加されたものである。ただし、それらの番号を、［特許請求の範囲］に記載されている発明の技術的範囲の解釈に用いてはならない。

上述の課題を解決するために、第１対物レンズ（２−１）と第１結像レンズ（２−２）とを有し、右画像を撮像するための光を結像部（６）に供給する右画像撮像ユニット（２）と、第２対物レンズ（３−１）と第２結像レンズ（３−２）とを有し、左画像を撮像するための光を前記結像部（６）に供給する左画像撮像ユニット（３）と、前記右画像と前記左画像とを撮像するときの基線長を変更する基線長変更ユニット（１８）（１３）と、前記右画像と前記左画像とを撮像するときの輻輳角を変更する輻輳角変更ユニット（４）とを具備する立体画像撮影装置（１）を構成する。

その立体画像撮影装置（１）において、前記右画像撮像ユニット（２）と前記左画像撮像ユニット（３）は、前記結像部（６）の受光面の法線に平行な回転対称軸（５）を基準に回転対称に配置されるものとする。また、前記右画像撮像ユニット（２）は、前記第１対物レンズ（２−１）と前記第２対物レンズ（３−１）との基線長が最小のとき、前記法線の方向に平行投影した前記第１対物レンズ（２−１）の投影面が、前記第１結像レンズ（２−２）または前記第２結像レンズ（３−２）の投影面に重なる位置に配置され、前記左画像撮像ユニット（３）は、前記第１対物レンズ（２−１）と前記第２対物レンズ（３−１）との基線長が最小のとき、前記法線の方向に平行投影した前記第２対物レンズ（３−１）の投影面が、前記第１結像レンズ（２−２）または前記第２結像レンズ（３−２）の投影面に重なる位置に配置されることが好ましい。

その立体画像撮影装置（１）において、前記輻輳角変更ユニット（４）は、前記基線長に依存することなく前記第１対物レンズ（２−１）と前記第２対物レンズ（３−１）との輻輳角を変更する機能を備えていることがこのましい。また、前記基線長変更ユニット（１８）（１３）は、前記輻輳角に依存することなく前記第１対物レンズ（２−１）と前記第２対物レンズ（３−１）との基線長を変更することが好ましい。

その立体画像撮影装置（１）において、前記右画像撮像ユニット（２）は、前記第１対物レンズ（２−１）と前記第１結像レンズ（２−２）との間に配置され、前記第１対物レンズ（２−１）を通った第１光線を反射させて前記第１結像レンズ（２−２）に供給する右側反射装置群（２１、２２、２３、２４）を備えていることが好ましい。また、前記左画像撮像ユニット（３）は、前記第２対物レンズ（３−１）と前記第２結像レンズ（３−２）との間に配置され、前記第２対物レンズ（３−１）を通った第２光線を反射させて前記第２結像レンズ（３−２）に供給する左側反射装置群（３１、３２、３３、３４）を備えていることが好ましい。そのうえで、前記右側反射装置群（２１、２２、２３、２４）は、前記第１光線を、前記第１対物レンズ（２−１）の光軸と前記第２対物レンズ（３−１）の光軸との各々を含む平面と異なる位置に反射させる。また、前記左側反射装置群（３１、３２、３３、３４）は、前記第２光線を、前記第１対物レンズ（２−１）の光軸と前記第２対物レンズ（３−１）の光軸との各々を含む平面と異なる位置に反射させる。

その立体画像撮影装置（１）において、前記右側反射装置群（２１、２２、２３、２４）は、前記第１光線を前記平面と異なる方向に反射させて第１反射光とする第１反射装置（２１）と、前記第１反射光を前記第１対物レンズ（２−１）の光軸に平行な方向に反射させて第２反射光とする第２反射装置（２２）と、前記第２反射光を反射させて第３反射光とする第３反射装置（２３）と、前記第３反射光を前記第１光軸に平行な方向に反射させて第４反射光として前記第１結像レンズ（２−２）に供給する第４反射装置（２４）とを含むことが好ましい。

ここにおいて、前記第１反射装置（２１）の反射面と前記第２反射装置（２２）の反射面とは互いに平行に配置され、前記第３反射装置（２３）の反射面と前記第４反射装置（２４）の反射面とは互いに平行に配置され、そして、前記第２反射装置（２２）の反射面と前記第３反射装置（２３）の反射面は、各々の面に交差する軸を共通に回転することが好ましい。

また、前記左側反射装置群（３１、３２、３３、３４）は、前記第２光線を前記平面と異なる方向に反射させて第５反射光とする第５反射装置（３１）と、前記第５反射光を前記第２対物レンズ（３−１）の光軸に平行な方向に反射させて第６反射光とする第６反射装置（３２）と、前記第６反射光を反射させ第７反射光とする第７反射装置（３３）と、前記第７反射光を前記第２光軸に平行な方向に反射させて第８反射光として前記第２結像レンズ（３−２）に供給する第８反射装置（３４）とを含むことが好ましい。

ここにおいて、前記第５反射装置（３１）の反射面と前記第６反射装置（３２）の反射面とは互いに平行に配置され、前記第７反射装置（３３）の反射面と前記第８反射装置（３４）の反射面とは互いに平行に配置され、前記第６反射装置（３２）の反射面と前記第７反射装置（３３）の反射面は、各々の面に交差する軸を共通に回転することが好ましい。

その立体画像撮影装置（１）において、前記第２反射装置（２２）と前記第３反射装置（２３）とを結ぶ第１の反射光線経路は、前記第１光軸に対し回転移動し、前記第１光線の光軸は、前記第１の反射光線経路の回転移動に対応して平行移動し、前記第６反射装置（３２）と前記第７反射装置（３３）とを結ぶ第２の反射光線経路は、前記第２光軸に対し回転移動し、前記第２光線の光軸は、前記第２の反射光線経路の回転移動に対応して平行移動することが好ましい。

その立体画像撮影装置（１）において、前記第１結像レンズ（２−２）は、第１光軸を有し、前記第２結像レンズ（３−２）は、第２光軸を有するものとするとき、前記第１光軸は、第１交点において前記受光面と交差し、前記第２光軸は、第２交点において前記受光面と交差するものとする。ここにおいて、前記輻輳角変更ユニット（４）は、前記第１交点と前記第２交点とから等距離に位置し、前記第１対物レンズ（２−１）の光軸（７）と前記第２対物レンズ（３−１）の光軸（８）との各々を含む平面に垂直な線を軸に、前記右画像撮像ユニット（２）と前記左画像撮像ユニット（３）とを回転運動させる。

その立体画像撮影装置（１）において、前記基線長変更ユニット（１８）（１３）は、前記第１対物レンズ（２−１）の光軸と前記第２対物レンズ（３−１）の光軸との各々を含む平面が、前記前記基線長の変化に依存することなく被写体に対し固定となるように、前記第１対物レンズ（２−１）と前記第２対物レンズ（３−１）とを移動させる。

その立体画像撮影装置（１）において、前記第１結像レンズ（２−２）と前記第２結像レンズ（３−２）の各々は、前記結像部（６）に備えられた単一の受光部に前記画像を供給するものであることが好ましい。

その立体画像撮影装置（１）において、前記基線長変更ユニット（１８）（１３）は、前記回転対称軸（５）から前記第１対物レンズ（２−１）までの距離と、前記回転対称軸（５）から前記第２対物レンズ（３−１）までの距離とが等しくなるように前記基線長を変更する。

その立体画像撮影装置（１）において、前記右画像撮像ユニット（２）と前記左画像撮像ユニット（３）との各々は、ズームアップ／ダウン機能を備える物でも良い、この場合、前記基線長変更ユニット（１８）（１３）は、前記ズームアップ／ダウン機能によるズームアップ／ダウン動作に連動して前記基線長を変更する機能を備えていることが好ましい。また、前記輻輳角変更ユニット（４）は、前記ズームアップ／ダウン機能によるズームアップ／ダウン動作に連動して前記輻輳角を変更する機能を備ええることが好ましい。

本願において開示される発明のうち、代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、より自由度の高い立体画像の撮影を可能とする立体画像撮影装置を構成することが可能となる。

図１は、本実施形態の立体画像撮影装置１の構成を例示する斜視図である。 図２は、本実施形態の立体画像撮影装置１を正面から見たときの正面図である。 図３は、本実施形態の立体画像撮影装置１を上から見たときの上面図である。 図４は、本実施形態の立体画像撮影装置１を横から見たときの側面図である。 図５は、本実施形態の立体画像撮影装置１の構成を例示するブロック図である。 図６は、基線長を変更したときの立体画像撮影装置１の構成を例示する斜視図である。 図７は、基線長を変更したときの立体画像撮影装置１を正面から見たときの正面図である。 図８は、基線長を変更したときの立体画像撮影装置１を上から見たときの上面図である。 図９は、基線長を変更したときの立体画像撮影装置１を横から見たときの側面図である。 図１０は、本実施形態の立体画像撮影装置１において、輻輳角を変更したときの状態を例示する斜視図である。 図１１は、輻輳角を変更した立体画像撮影装置１を前から見たときの正面図である。 図１２は、輻輳角を変更したときの立体画像撮影装置１を上から見たときの上面図である。 図１３は、輻輳角を変更したときの立体画像撮影装置１を横から見たときの側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。なお、実施の形態を説明するための図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。図１は、本実施形態の立体画像撮影装置１の構成を例示する斜視図である。図１を参照すると、立体画像撮影装置１は、右画像撮影ユニット２と、左画像撮影ユニット３と、輻輳角変更ユニット４と、駆動機構の構造が図示されていない基線長変更ユニットを備えている。右画像撮影ユニット２、左画像撮影ユニット３及び輻輳角変更ユニット４は、回転対称軸５を軸に１８０度回転させたときに、元の状態と同じになるように配置されている。

右画像撮影ユニット２は、人の右目に供給される画像を撮像するための装置である。右画像撮影ユニット２は、ズームアップ／ダウン機能を備え、人と被写体との距離の変動に対応する画像を撮像することが可能である。同様に、左画像撮影ユニット３は、人の左目に供給される画像を撮像するための装置である。左画像撮影ユニット３は、右画像撮影ユニット２と連動するズームアップ／ダウン機能を備え、人と被写体との距離の変動に対応する画像を撮像することが可能である。

右画像撮影ユニット２は、被写体からの光を受ける右側対物レンズ２−１と、右側対物レンズ２−１を通った光を結像部（図示されず）に供給する右側結像レンズ２−２とを含んでいる。同様に、左画像撮影ユニット３は、被写体からの光を受ける左側対物レンズ３−１と、左側対物レンズ３−１を通った光を結像部に供給する左側結像レンズ３−２とを含んでいる。

輻輳角変更ユニット４は、右画像撮影ユニット２と左画像撮影ユニット３との輻輳角を変更する機能を備えている。輻輳角変更ユニット４は、中央保持部１１と、第１アーム１２と、第２アーム１３と、第１連結シャフト１４と、第２連結シャフト１５と、第３連結シャフト１６と、対物レンズ支持部材１８とを備えている。

対物レンズ支持部材１８は、右側対物レンズ２−１または左側対物レンズ３−１を保持する。対物レンズ支持部材１８は、第２アーム１３に沿って直線的に運動することが可能なように構成されている。輻輳角変更ユニット４は、中央保持部１１を固定させ、第１連結シャフト１４、第２連結シャフト１５および第３連結シャフト１６を軸に、第１アーム１２、第２アーム１３を可動させる。対物レンズ支持部材１８は、第２アーム１３の運動に連動して輻輳角を変更する。

図１に示されているように、右画像撮影ユニット２側の第１アーム１２と左画像撮影ユニット３側の第１アーム１２は、第１連結シャフト１４で接続されている。第１アーム１２と第２アーム１３とは、第２連結シャフト１５を介して接続されている。右画像撮影ユニット２側の第２アーム１３と、左画像撮影ユニット３側の第２アーム１３は、第３連結シャフト１６を介して接続されている。第１アーム１２は、第１連結シャフト１４を受ける軸受けを備えている。第１アーム１２と第２アーム１３とは、第２連結シャフト１５を受ける軸受けを備えている。さらに、第２アーム１３は、第３連結シャフト１６を受ける軸受けを備えている。

また、中央保持部１１には、回転対称軸５に沿って所定の長さを有するシャフト誘導用隙間１７が設けられている。第１連結シャフト１４は、そのシャフト誘導用隙間１７を通っている。第１連結シャフト１４は、シャフト誘導用隙間１７に沿って前後に直線的に運動することが可能である。中央保持部１１に対する第３連結シャフト１６の位置を固定し、その中央保持部１１に対する第１連結シャフト１４の運動を直線運動に制限することで、右画像撮影ユニット２側の第２アーム１３と、左画像撮影ユニット３側の第２アーム１３とが第３連結シャフト１６を軸に、等しい角度で回転運動をする。

図２は、本実施形態の立体画像撮影装置１を正面から見たときの正面図である。図２に示されているように、立体画像撮影装置１は、中央保持部１１を固定したとき、右側対物レンズ２−１の光軸と左側対物レンズ３−１の光軸とを含む平面が、基線長の変化や輻輳角の変化に依存することなく一定である。ここにおいて、右側結像レンズ２−２と左側結像レンズ３−２とは、その平面を挟んで上下に配置される。

図３は、本実施形態の立体画像撮影装置１を上から見たときの上面図である。図３に示されているように、右側結像レンズ２−２と左側結像レンズ３−２は、上下に重なるように配置されている。また、中央保持部１１の２つのシャフト誘導用隙間１７は、上から見たときに上下に重なるように形成されている。

図４は、本実施形態の立体画像撮影装置１を横から見たときの側面図である。図４に示されているように、右画像撮影ユニット２と左画像撮影ユニット３は、右側対物レンズ２−１の光軸と左側対物レンズ３−１（図示されず）の光軸とを含む平面が、回転対称軸５を含むように配置されている。

図５は、本実施形態の立体画像撮影装置１における右画像撮影ユニット２と左画像撮影ユニット３の構成を例示するブロック図である。右画像撮影ユニット２は、第１の光線方向保持部材２−３、第２の光線方向保持部材２−４および第３の光線方向保持部材２−５を備え、それらは右側対物レンズ２−１と右側結像レンズ２−２の間に設けられている。同様に、左画像撮影ユニット３は、第４の光線方向保持部材３−３、第５の光線方向保持部材３−４および第６の光線方向保持部材３−５を備え、それらは、左側対物レンズ３−１と左側結像レンズ３−２の間に設けられている。また、右画像撮影ユニット２は、第１反射鏡２１と、第２反射鏡２２と、第３反射鏡２３と、第４反射鏡２４とを備えている。また、左画像撮影ユニット３は、第５反射鏡３１と、第６反射鏡３２と、第７反射鏡３３と、第８反射鏡３４とを備えている。

右側結像レンズ２−２と第１の光線方向保持部材２−３の後には、結像部（ＣＣＤ）６が配置されている。本実施形態における立体画像撮影装置１は、結像部（ＣＣＤ）６の構成に制限が無い。例えば、単体のＣＣＤで構成された結像部（ＣＣＤ）６を用いる場合、複数のＣＣＤで構成された結像部（ＣＣＤ）６などに生じる、個体差に起因する不具合を解消することができる。

また、図５を参照すると、右側対物レンズ２−１は光軸７を有し、左側対物レンズ３−１は光軸８を有している。本実施形態の立体画像撮影装置１において、それらの成す角（輻輳角）と間隔（基線長）とは、上述したように可変である。また、本実施形態の立体画像撮影装置１は、回転対称軸５について回転対称に構成されている。つまり、右画像撮影ユニット２と左画像撮影ユニット３とは、実質的に同じ構成である。したがって以下では、右画像撮影ユニット２に対応して、立体画像撮影装置１の特徴の説明を行う。

図５に示されているように、第１の光線方向保持部材２−３は、第１反射鏡２１と第２反射鏡２２との距離を一定に保つ。第２の光線方向保持部材２−４は、第２反射鏡２２を含む前部分と、第３反射鏡２３を含む後部分とを備えている。その前部分と後部分とは、単一の軸に対し、各々独立に回転可能である。第３の光線方向保持部材２−５は、第３反射鏡２３と、第４反射鏡２４との距離を一定に保つ。

第１反射鏡２１の反射面と第２反射鏡２２の反射面は平行であり、第３反射鏡２３の反射面と第４反射鏡２４の反射は平行である。第２反射鏡２２は、第１反射鏡２１から供給される光を、右側対物レンズ２−１の光軸７と平行な方向に反射する。第４反射鏡２４は、第３反射鏡２３から供給される光を、右側対物レンズ２−１の光軸７と平行な方向に反射する。

図６は、本実施形態の立体画像撮影装置１において、基線長を変更したときの状態を例示する斜視図である。右側対物レンズ２−１は、対物レンズ支持部材１８の運動に対応して、第２アーム１３に沿って平行移動する。このとき右側対物レンズ２−１は、その光軸に対し回転しながら移動する。また、左側対物レンズ３−１は、対物レンズ支持部材１８の運動に対応して、第２アーム１３に沿って平行移動する。図６に示されているように、本実施形態の立体画像撮影装置１においては、右側対物レンズ２−１と左側対物レンズ３−１とが接する程度まで基線長を狭くすることができる。

図７は、基線長を変更した立体画像撮影装置１を前から見たときの正面図である。図７に示されているように、立体画像撮影装置１は、基線長の変更に依存することなく、右側対物レンズ２−１の光軸と左側対物レンズ３−１の光軸とを含む平面が固定となっている。また、右側対物レンズ２−１と左側対物レンズ３−１は連動して可動することが好ましい。そして、各々の光軸がレンズと交差する点から回転対称軸５までの距離は、基線長の半分に等しくなる。

図８は、基線長を変更した立体画像撮影装置１を上から見たときの上面図である。図８に示されているように、立体画像撮影装置１の輻輳角変更ユニット４は、基線長の変更に依存することなく輻輳角を保持している。またこのとき、右側結像レンズ２−２と左側結像レンズ３−２は、上下に重なるように配置されたままの状態を維持する。

図９は、基線長を変更した立体画像撮影装置１を横から見たときの側面図である。図９に示されているように、右側対物レンズ２−１の光軸と左側対物レンズ３−１（図示されず）の光軸とを含む平面が、回転対称軸５を含むように配置され、基線長の変更に依存することなくその状態が維持されている。

図１０は、本実施形態の立体画像撮影装置１において、輻輳角を変更したときの状態を例示する斜視図である。対物レンズ支持部材１８は、第３連結シャフト１６を軸に回転運動する第２アーム１３に対応して、回転移動する。右側対物レンズ２−１と左側対物レンズ３−１は、その対物レンズ支持部材１８にしたがって回転移動する。このとき対物レンズ支持部材１８は、第２アーム１３に対する右側対物レンズ２−１の光軸の角度を一定にしたまま回転移動する。また、左側対物レンズ３−１の光軸は、対物レンズ支持部材１８の運動に対応して、第２アーム１３との角度が一定の状態を維持する。図１０に示されているように、本実施形態の立体画像撮影装置１においては、右側対物レンズ２−１と左側対物レンズ３−１との輻輳角は、基線長に依存することなく変更可能である。

図１１は、輻輳角を変更した立体画像撮影装置１を前から見たときの正面図である。図１１に示されているように、立体画像撮影装置１は、輻輳角の変更に依存することなく、右側対物レンズ２−１の光軸と左側対物レンズ３−１の光軸とを含む平面が固定となっている。

図１２は、輻輳角を変更した立体画像撮影装置１を上から見たときの上面図である。図１２に示されているように、立体画像撮影装置１の輻輳角変更ユニット４は、基線長に依存することなく手動又は自動で輻輳角を変更している。またこのとき、右側結像レンズ２−２と左側結像レンズ３−２の光軸と結像部（ＣＣＤ）６の法線との成す角は、その輻輳角の変化に対応して変化する。輻輳角変更ユニット４は、右側結像レンズ２−２の光軸と結像部（ＣＣＤ）６との交点、および、左側結像レンズ３−２の光軸と結像部（ＣＣＤ）６との交点を固定にしたまま、輻輳角を変化させる。

図１３は、輻輳角を変更した立体画像撮影装置１を横から見たときの側面図である。図１３に示されているように、右側対物レンズ２−１の光軸と左側対物レンズ３−１（図示されず）の光軸とを含む平面が、回転対称軸５を含むように配置され、輻輳角の変更に依存することなくその状態が維持されている。

上述のように、本実施形態の立体画像撮影装置１は、基線長と輻輳角とを各々独立に制御することが可能である。本実施形態の立体画像撮影装置１は、視点から注視点までの距離を一定にし、かつ、その注視点に存在する被写体に対するピントを固定したときに、基線長と輻輳角とを各々独立に変更させることができる。これによって、立体画像撮影装置１が撮像する立体画像から得られる立体感をユーザの好みに応じて設定することが可能となる。なお、上述のような制御を、コンピュータと連携して実行させても良い。

本実施形態の立体画像撮影装置１の構成を維持しつつ、基線長と輻輳角とを連動させて変えるように構成することも可能である。この場合、本実施形態の立体画像撮影装置１は、基線長と輻輳角との関連が任意に変更可能となる。例えば右画像撮影ユニット２と左画像撮影ユニット３とにズームアップ／ダウン機能が備えられている場合、その倍率に応じて基線長と輻輳角との関連性を設定することで、より適切な立体画像を得ることが可能となる。

本実施形態の立体画像撮影装置１は、右側結像レンズ２−２と左側結像レンズ３−２とが、上下に配置されている。これによって、結像部（ＣＣＤ）６の上半分で右画像を結像し、結像部（ＣＣＤ）６の下半分で左画像を結像することができる。現在普及している一般的な画像表示装置は、横長の画像を表示する。そのような画像表示装置に対応した立体画像を撮像する場合に、右側結像レンズ２−２と左側結像レンズ３−２とを本実施形態のように配置することで、結像部（ＣＣＤ）６の面積を有効に利用することが可能となる。

また、結像レンズ（２−２、３−２）の調整、配置によって、異なる大きさと縦横比のエリアセンサー（６）を、縦または置きにし、上下または左右に２分割して、それぞれ左画像、右画像を結像させることができる。

また、本実施形態の立体画像撮影装置１は、回転対称軸５を軸に回転対称であり、右画像撮影ユニット２を構成する部品と、左画像撮影ユニット３を構成する部品とに差異がない。そのため、立体画像撮影装置１に係るコストを低減させることが可能である。

また、本実施形態の立体画像撮影装置１は、２台のカメラを使用して、それぞれの向きを変えて並べて（Ｔｏｅ ｉｎさせて）撮像したときに生じる台形歪が発生することが無い。そのため、撮影レンズの光軸と撮像面の関係を変える機能（例えば、シフト機能やティルト機構）を搭載することなく、適切な立体画像を得ることができる。また、Ｏｆｆ Ａｘｓｉｓによって画像を撮像する方式に比較して、余分な領域を除去した後、撮影後の画像を重ね合わせ（位置あわせ）をするといった工程を行う必要が無い。そのため、ｒっ体画像の作成にかかるユーザの労力を、大幅に低減させることが可能となる。

以上、本願発明の実施の形態を具体的に説明した。本願発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。

１…立体画像撮影装置
２…右画像撮影ユニット
２−１…右側対物レンズ
２−２…右側結像レンズ
２−３…第１の光線方向保持部材
２−４…第２の光線方向保持部材
２−５…第３の光線方向保持部材
３…左画像撮影ユニット
３−１…左側対物レンズ
３−２…左側結像レンズ
３−３…第４の光線方向保持部材
３−４…第５の光線方向保持部材
３−５…第６の光線方向保持部材
４…輻輳角変更ユニット
５…回転対称軸
６…結像部（ＣＣＤ）
７…光軸
８…光軸
１１…中央保持部
１２…第１アーム
１３…第２アーム
１４…第１連結シャフト
１５…第２連結シャフト
１６…第３連結シャフト
１７…シャフト誘導用隙間
１８…対物レンズ支持部材
２１…第１反射鏡
２２…第２反射鏡
２３…第３反射鏡
２４…第４反射鏡
３１…第５反射鏡
３２…第６反射鏡
３３…第７反射鏡
３４…第８反射鏡

Claims (11)

1. 第１対物レンズと第１接眼レンズとを有し、右画像を撮像するための光を結像部に供給する右画像撮像ユニットと、
   第２対物レンズと第２接眼レンズとを有し、左画像を撮像するための光を前記結像部に供給する左画像撮像ユニットと、
   前記右画像と前記左画像とを撮像するときの基線長を変更する基線長変更ユニットと、
   前記右画像と前記左画像とを撮像するときの輻輳角を変更する輻輳角変更ユニットと
   を具備し、
   前記右画像撮像ユニットと前記左画像撮像ユニットは、前記結像部の受光面の法線に平行な回転対称軸を基準に回転対称に配置され、
   前記第１対物レンズと前記第２対物レンズとの基線長が最小のとき、
   前記右画像撮像ユニットの前記第１対物レンズは、
   前記法線の方向に平行投影した投影面が、前記第１接眼レンズまたは前記第２接眼レンズの投影面に重なり、
   前記第１対物レンズと前記第２対物レンズとの基線長が最小のとき、
   前記左画像撮像ユニットの前記第２対物レンズは、
   前記法線の方向に平行投影した投影面が、前記第１接眼レンズまたは前記第２接眼レンズの投影面に重なる
   立体画像撮影装置。
2. 請求項１に記載の立体画像撮影装置において、
   前記輻輳角変更ユニットは、
   前記基線長に依存することなく前記第１対物レンズと前記第２対物レンズとの輻輳角を変更し、
   前記基線長変更ユニットは、
   前記輻輳角に依存することなく前記第１対物レンズと前記第２対物レンズとの基線長を変更する
   立体画像撮影装置。
3. 請求項１または２に記載の立体画像撮影装置において、
   前記右画像撮像ユニットは、前記第１対物レンズと前記第１接眼レンズとの間に配置され、前記第１対物レンズを通った第１光線を反射させて前記第１接眼レンズに供給する右側反射装置群を備え、
   前記左画像撮像ユニットは、前記第２対物レンズと前記第２接眼レンズとの間に配置され、前記第２対物レンズを通った第２光線を反射させて前記第２接眼レンズに供給する左側反射装置群を備え、
   前記右側反射装置群は、
   前記第１光線を、前記第１対物レンズの光軸と前記第２対物レンズの光軸との各々を含む平面と異なる位置に反射させ、
   前記左側反射装置群は、
   前記第２光線を、前記第１対物レンズの光軸と前記第２対物レンズの光軸との各々を含む平面と異なる位置に反射させる
   立体画像撮影装置。
4. 請求項３に記載の立体画像撮影装置において、
   前記右側反射装置群は、
   前記第１光線を前記平面と異なる方向に反射させて第１反射光とする第１反射装置と、
   前記第１反射光を前記第１対物レンズの光軸に平行な方向に反射させて第２反射光とする第２反射装置と、
   前記第２反射光を反射させて第３反射光とする第３反射装置と、
   前記第３反射光を前記第１光軸に平行な方向に反射させて第４反射光として前記第１接眼レンズに供給する第４反射装置とを含み、
   前記第１反射装置の反射面と前記第２反射装置の反射面とは互いに平行に配置され、
   前記第３反射装置の反射面と前記第４反射装置の反射面とは互いに平行に配置され、
   前記第２反射装置の反射面と前記第３反射装置の反射面は、各々の面に交差する軸を共通に回転可能に構成され、
   前記左側反射装置群は、
   前記第２光線を前記平面と異なる方向に反射させて第５反射光とする第５反射装置と、
   前記第５反射光を前記第２対物レンズの光軸に平行な方向に反射させて第６反射光とする第６反射装置と、
   前記第６反射光を反射させ第７反射光とする第７反射装置と、
   前記第７反射光を前記第２光軸に平行な方向に反射させて第８反射光として前記第２接眼レンズに供給する第８反射装置とを含み、
   前記第５反射装置の反射面と前記第６反射装置の反射面とは互いに平行に配置され、
   前記第７反射装置の反射面と前記第８反射装置の反射面とは互いに平行に配置され、
   前記第６反射装置の反射面と前記第７反射装置の反射面は、各々の面に交差する軸を共通に回転可能に構成される
   立体画像撮影装置。
5. 請求項４に記載の立体画像撮影装置において、
   前記第２反射装置と前記第３反射装置とを結ぶ第１の反射光線経路は、前記第１光軸に対し回転移動し、
   前記第１光線の光軸は、
   前記第１の反射光線経路の回転移動に対応して平行移動し、
   前記第６反射装置と前記第７反射装置とを結ぶ第２の反射光線経路は、前記第２光軸に対し回転移動し、
   前記第２光線の光軸は、
   前記第２の反射光線経路の回転移動に対応して平行移動する
   立体画像撮影装置。
6. 請求項５に記載の立体画像撮影装置において、
   前記第１接眼レンズは、第１光軸を有し、
   前記第２接眼レンズは、第２光軸を有し、
   前記第１光軸は、第１交点において前記受光面と交差し、
   前記第２光軸は、第２交点において前記受光面と交差し、
   前記輻輳角変更ユニットは、
   前記第１交点と前記第２交点とから等距離に位置し、前記第１対物レンズの光軸と前記第２対物レンズの光軸との各々を含む平面に垂直な線を軸に、前記右画像撮像ユニットと前記左画像撮像ユニットとを回転運動させる
   立体画像撮影装置。
7. 請求項５または６に記載の立体画像撮影装置において、
   前記基線長変更ユニットは、
   前記第１対物レンズの光軸と前記第２対物レンズの光軸との各々を含む平面が、前記前記基線長の変化に依存することなく被写体に対し固定となるように、前記第１対物レンズと前記第２対物レンズとを移動させる
   立体画像撮影装置。
8. 請求項１から７のいずれか１項に記載の立体画像撮影装置において、
   前記第１接眼レンズと前記第２接眼レンズの各々は、
   前記結像部に備えられた単一の受光部に前記画像を供給する
   立体画像撮影装置。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の立体画像撮影装置において、
   前記基線長変更ユニットは、
   前記回転対称軸から前記第１対物レンズまでの距離と、前記回転対称軸から前記第２対物レンズまでの距離とが等しくなるように前記基線長を変更する
   立体画像撮影装置。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載の立体画像撮影装置において、
    前記基線長変更ユニットは、
    視点から注視点までの距離と、前記注視点に対するピントとを維持しつつ前記基線長を変更する機能を有し、
    前記輻輳角変更ユニットは、
    前記視点から前記注視点までの距離と、前記注視点に対するピントとを維持しつつ前記輻輳角を変更する機能を有する
    立体画像撮影装置。
11. 請求項１０に記載の立体画像撮影装置において、
    前記右画像撮像ユニットと前記左画像撮像ユニットとの各々は、ズームアップ／ダウン機能を備え、
    前記基線長変更ユニットは、
    前記ズームアップ／ダウン機能によるズームアップ／ダウン動作に連動して前記基線長を変更し、
    前記輻輳角変更ユニットは、
    前記ズームアップ／ダウン機能によるズームアップ／ダウン動作に連動して前記輻輳角を変更する
    立体画像撮影装置。

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