JP2011215238A - 立体カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構造で左右光学系の基線長または輻輳角またはその両方を可変とした立体カメラを提供する。
【解決手段】正面カバー１４の裏側には連動ピン１６が突設されており、筐体１２を貫通して上下方向に設けられた縦穴１８に挿通され、先端は筐体１２内部に設けられている光学ブロック２０の正面に斜めに刻まれたカム溝２４に係合している。正面カバー１４を筐体１２上で矢印Ｕ方向にスライドさせるとき、裏側に突設された連動ピン１６もまた縦穴１８に沿って矢印Ｕ方向に移動する。このとき連動ピン１６の先端はカム溝２４に係合しており、カム溝２４は斜めに設けられているため連動ピン１６が矢印Ｕ方向に移動するのに伴い、光学ブロック２０が基線長Ｌ方向に移動する。これにより、正面カバー１４を矢印Ｕ方向にスライドさせることで、筐体１２内部の光学ブロック２０を基線長Ｌ方向に移動させることの可能な立体カメラ１０とすることができる。
【選択図】図１

Description

本発明は立体カメラに関し、特に左右独立した撮像素子および光学系を備えた立体カメラに関する。

従来から、例えば左右２つの撮像部によって被写体を撮像して得られた、視差のある一対の画像から立体画像を生成する立体（ステレオ）カメラが存在する。特にＣＣＤなどの撮像素子を用いて立体（３Ｄ）写真を撮影する立体カメラにおいては、左右２つの撮像素子と、撮像素子ごとに左右独立した撮像光学系とを備えた立体カメラが存在する。

このとき、マクロ（近接）撮影時には左右の撮像光学系の間隔すなわち基線長を小さくする、あるいは左右の撮像光学系の光軸のなす角度（輻輳角）を中央寄りに変更する輻輳角調節機能を備え、マクロ立体撮影に対応する必要があるが、これらの可変機構をカメラに内蔵する場合、機器のサイズが大きくなり携行性を損なう虞があり、また複雑化に伴い部品点数も増えるので製造コストが増加する。あるいは基線長や輻輳角を撮影者の要求に応じて任意の位置で設定するのは困難を伴う。

これに対して、複数のミラーを内蔵したアダプタをカメラ本体に取り付けることで３Ｄ画像を撮影するステレオアダプタ方式の３Ｄカメラにおいて、アダプタのミラーを角度可変として輻輳角を調整可能とした構成が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また複数の撮像光学系をカメラ内に備え、リンク機構で結合することによりレンズ間の距離を調整可能とした構成が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

さらに、２つの撮影レンズを同軸上に保持し、回転させることでレンズの光軸間距離を調整するカメラの構造が開示されている例えば、特許文献３参照）。

特開平０８−０３６２２９号公報 特開平１１−３４４７７８号公報 特開２００９−２１０９５７号公報

しかし上記特許文献１に記載の技術ではアダプタをカメラ本体に着脱自在な構造とするために、必要とされる着脱部分の大きさだけ大型化・重量増加してしまい、また部品点数、コストも増加して使いにくくなる虞がある。

また特許文献２に記載の発明ではレンズの光軸間距離を調節するリンク機構をカメラ本体内に設けるため上記特許文献１と同様にカメラ本体のサイズが大型化・重量増加してしまい、また部品点数、コストも増加して使いにくくなる虞がある。

さらに特許文献３に記載の発明では追加デバイスなしで基線長の変更が可能だが、回転させることで撮影レンズのカメラ正面における高さ方向の位置が変動するので、基線長を変更する度に左右レンズの高さ関係が変動してしまう。このため特に近接撮影時には左右レンズの高さ不揃いが問題となる虞がある。

本発明は上記事実を考慮し、簡易な構造で左右光学系の基線長または輻輳角またはその両方を可変とした立体カメラを提案する。

請求項１に記載の立体カメラは、互いに独立して筐体内に配置され、内部に撮像素子を備えた第１の撮像光学系および第２の撮像光学系と、少なくとも前記第１の撮像光学系と前記第２の撮像光学系の一方を所定の方向に移動可能に支持する支持部材と、前記筐体の正面を貫通して上下方向に延設された縦穴と、前記支持部材に支持された前記第１の撮像光学系および／または前記第２の撮像光学系の正面に形成され、前記縦穴に対して斜め方向に延設されたカム溝と、前記筐体の正面の一部をカバーし上下方向にスライド可能とされた正面カバーと、前記正面カバーの、前記筐体と対向する面より突出し前記縦穴に挿通され前記カム溝に係合する連動ピンと、を備え、前記正面カバーを上下方向にスライドすることで、前記支持部材に支持され前記カム溝が設けられた前記第１の撮像光学系および／または前記第２の撮像光学系の一方を移動させ、前記撮像素子の間隔である基線長を変更することを特徴とする。

上記の発明によれば、カメラ本体正面に設けられた正面カバーを上下方向にスライドさせることで、正面カバー裏側に設けられた連動ピンが光学ブロックの少なくとも一方に設けられたカム溝に係合し、光学ブロックの少なくとも一方を左右方向に移動させる。これにより簡易な構造で基線長を変更可能な立体カメラとすることができる。

請求項２に記載の立体カメラは、互いに独立して筐体内に配置され、内部に撮像素子を備えた第１の撮像光学系および第２の撮像光学系と、前記第１の撮像光学系と前記第２の撮像光学系とをそれぞれ所定の方向に移動可能に支持する支持部材と、前記筐体の正面の一部をカバーし上下方向にスライド可能とされた正面カバーと、前記筐体の正面を貫通して上下方向に延設された左右一対の縦穴と、少なくとも前記第１の撮像光学系または前記第２の撮像光学系の正面に形成され、前記縦穴に対して斜め方向に延設されたカム溝と、前記正面カバーの、前記筐体と対向する面より突出し前記縦穴に挿通され前記カム溝に係合する一対の連動ピンと、を備え、前記正面カバーを上下方向にスライドすることで、前記第１の撮像光学系と前記第２の撮像光学系とを移動させ、前記撮像素子の間隔である基線長を変更することを特徴とする。

上記の発明によれば、カメラ本体正面に設けられた正面カバーを上下方向にスライドさせることで、正面カバー裏側に設けられた連動ピンが光学ブロックに設けられたカム溝に係合し、撮像光学系を左右方向に移動させる。これにより簡易な構造で基線長を変更可能な立体カメラとすることができる。

請求項３に記載の立体カメラは、請求項１または請求項２に記載の構成において、前記支持部材が、前記第１の撮像光学系と前記第２の撮像光学系の一方のまたは両方の天面、底面または天面と底面から突設されたピンと、前記筐体の内面に設けられ前記ピンが係合する溝と、からなることを特徴とする。

上記の発明によれば、カメラ本体の天面と底面の何れか、あるいは両方に設けられ、撮像光学系から突設されたピンが筐体の内面に設けられた溝に係合する構造としたことで、簡易な構造で撮像光学系を左右方向に移動可能な立体カメラとすることができる。

請求項４に記載の立体カメラは、請求項３に記載の構成において、前記溝は筐体内部の左右端側から中央側に近付くにつれて筐体の背面側に曲がることを特徴とする。

上記の発明によれば、ピンが係合する溝は左右端側から中央側に近付くにつれて筐体の背面側に曲がる形状としたことで、幅方向中央では光学ブロックの光軸が幅方向内側を向くため、更に近接撮影の容易な立体カメラとすることができる。

請求項５に記載の立体カメラは、前記支持部材が、前記筐体の正面側の内側に設けられ、案内面を備えたレール部材と前記レール部材の案内面に沿って前記第１の撮像光学系と前記第２の撮像光学系の一方または両方を移動可能に保持する保持部材と、からなることを特徴とする。

上記の発明によれば、案内面を備えたレール部材に沿って撮像光学系が移動する構造としたことで、簡易な構造で撮像光学系を左右方向に移動可能な立体カメラとすることができる。

請求項６に記載の立体カメラは、前記案内面は筐体内部の左右端側から中央側に近付くにつれて筐体の背面側に曲がることを特徴とする。

上記の発明によれば、撮像光学系が沿って移動する案内面は左右端側から中央側に近付くにつれて筐体の背面側に曲がる形状としたことで、幅方向中央では光学ブロックの光軸が幅方向内側を向くため、更に近接撮影の容易な立体カメラとすることができる。

請求項７に記載の立体カメラは、前記正面カバーに設けられ、前記正面カバーがスライドすると前記第１の撮像光学系および前記第２の撮像光学系の光路上に移動し、前記前記第１の撮像光学系および前記第２の撮像光学系の光軸をそれぞれ前記筐体の中央寄りに曲げる輻輳角変更光学部材を備えたことを特徴とする。

上記の発明によれば、正面カバーのスライド移動に連動して撮像光学系の光路上に輻輳角変更光学部材を挿入することで、基線長の変更に加えて左右の撮像光学系の輻輳角を変更し、更に近接撮影の容易な立体カメラとすることができる。

請求項８に記載の立体カメラは、互いに独立し筐体内に配置された第１の撮像光学系および第２の撮像光学系と、前記筐体の正面の一部をカバーし上下方向にスライド可能とされた正面カバーと、前記正面カバーに設けられ、前記正面カバーがスライドすると前記第１の撮像光学系および前記第２の撮像光学系の光路上に移動し、前記第１の撮像光学系および前記第２の撮像光学系の光軸をそれぞれ前記筐体の中央寄りに曲げる一対の輻輳角変更光学部材を備えたことを特徴とする。

上記の発明によれば、正面カバーのスライド移動に連動して撮像光学系の光路上に輻輳角変更光学部材を挿入することで左右の撮像光学系の輻輳角を変更し、簡易な構造で近接撮影の容易な立体カメラとすることができる。

請求項９に記載の立体カメラは、請求項７または請求項８に記載の構成において、前記輻輳角変更光学部材を透して撮影された画像の一部を切り出し、光軸を中心として回転させた画像を撮影画像として出力することを特徴とする。

上記の発明によれば、撮像素子上で画像の一部を切り出し回転させることで、輻輳角の変更に伴う撮像素子上での像の回転を補正することができる。

請求項１０に記載の立体カメラは、請求項１〜請求項９の何れか１項に記載の構成において、前記正面カバーは前記筐体に設けられたトーションバネで前記筐体と係合し、前記筐体上にて上位置または下位置に付勢されることを特徴とする。

上記の発明によれば、正面カバーを筐体にトーションバネで係合したことで、上または下位置に付勢され、簡易な構造で確実に位置切替え可能な立体カメラとすることができる。

請求項１１に記載の立体カメラは、請求項１〜請求項９の何れか１項に記載の構成において、前記筐体と前記正面カバーの、互いに対向する面の一方に弾性体で支持された突起が設けられ、他方に前記突起が嵌合する複数の凹部が設けられ、前記正面カバーが段階的にスライドすることを特徴とする。

上記の発明によれば、筐体と正面カバーの一方から他方に向けて弾性支持された突起が、対向面に設けられた凹部に嵌合することで、クリックストップ可能な正面カバーを備え、所望の基線長あるいは輻輳角を維持可能な立体カメラとすることができる。

請求項１２に記載の立体カメラは、請求項１〜請求項９の何れか１項に記載の構成において、前記筐体と前記正面カバーの一方に１個または複数個の磁石が設けられ、他方に複数個または１個の磁性体が設けられたことを特徴とする。

上記の発明によれば、筐体と正面カバーの一方に磁石、他方に磁性体を設けたことで、磁力によるフリーストップまたはクリックストップ可能な正面カバーを備え、所望の基線長あるいは輻輳角を維持可能な立体カメラとすることができる。

本発明は上記構成としたので、簡易な構造で左右光学系の基線長または輻輳角またはその両方を可変とした立体カメラとすることができる。

本発明の第１実施形態に係る立体カメラの内部構造を示す断面図、外観を示す斜視図および一部を拡大した拡大断面図である。 本発明の第１実施形態に係る立体カメラの内部構造を示す断面図、外観を示す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る立体カメラの他の形態の内部構造を示す断面図、外観を示す斜視図である。 本発明の第２実施形態〜第４実施形態に係る立体カメラの内部構造を示す断面図、外観を示す正面図である。 本発明の第５実施形態に係る立体カメラの内部構造を示す断面図、外観を示す斜視図である。 本発明の第６実施形態および第７実施形態に係る立体カメラの内部構造を示す断面図である。 本発明の第８実施形態および第９実施形態に係る立体カメラの内部構造を示す断面図である。 本発明の第１０実施形態および第１１実施形態に係る立体カメラの内部構造を示す断面図である。 本発明の第１２実施形態に係る立体カメラの内部構造を示す斜視図および断面図である。 本発明の第１３実施形態に係る立体カメラの画像補整方法を示す概念図である。

以下、図面を参照して本発明に係る実施形態の一例について説明する。
＜全体構成＞

図１、図２には本願発明の実施形態に係る立体カメラ１０が示されている。図１（Ｂ）、図２（Ｂ）の正面図におけるａ−ａ断面を図１（Ａ）、図２（Ａ）、ｂ−ｂ断面を図１（Ｄ）、図２（Ｄ）に示す。

図１（Ａ）〜（Ｄ）に示すように、立体カメラ１０は筐体１２内に左右一対の光学ブロック２０を備えている。左右の光学ブロック２０はそれぞれレンズやミラーなどの光学エレメントおよび撮像素子、あるいは制御回路等を一体的にブロック構造とすることでモジュール化し、撮像光学系を複数備えた立体カメラ１０とされている。

立体カメラ１０の筐体１２は中空の略箱形であり、内部で光学ブロック２０が被写体から見て左右方向に移動可能に保持されている。光学ブロック２０の受光窓２２は筐体１２に設けられた横長の撮影窓３０の背面に位置し、光学ブロック２０が左右に移動しても受光窓２２にケラレが発生することを防止している。

立体カメラ１０は少なくとも２個の光学ブロック２０を使用し、受光窓２２から入射した被写体像をそれぞれ内蔵した図示しない撮像素子で画像を形成する電気信号に変換し、図示しない制御部を経由しＪＰＥＧなどの画像データに変換して図示しない記録媒体上に左右一対のステレオ画像データとして記録される。

図１（Ｂ）に示す、一対の光学ブロック２０それぞれの光軸間距離が基線長Ｌであり、通常の立体写真撮影では撮影者の両目の間隔に基線長Ｌを略一致させることで自然な立体画像を撮影することができる。一対の光学ブロック２０で得られる画像は左右の距離が基線長Ｌだけ離れた、異なった箇所からそれぞれ撮影され、それぞれの撮像手段で画像信号に変換、出力され、図示しない記録手段に左右の画像を関連付けて記録する。また図示しない裸眼立体方式の表示手段に、関連づけて記録された左右の画像を再生出力し、表示手段により該左右の画像を表示することにより、使用者が両目で被写体を目視した場合と近似した立体感が得られる。

このとき、所謂マクロ撮影に際して立体カメラ１０の正面（被写体側面）から被写体までの距離が小さくなるに伴って、左右の光学ブロック２０におけるそれぞれの視野（写野）が重なる領域が狭まり、立体撮影可能な画角が狭まり、最終的に被写体を立体撮影できなくなる場合が存在する。

そこで本願発明ではマクロ撮影の際には光学ブロック２０の少なくとも一方を左右方向に移動させることで基線長Ｌを縮小し、左右の光学ブロック２０におけるそれぞれの視野（写野）に被写体を収めめ、視野が重なる領域を維持することで、マクロ撮影に際しても被写体がケラレることを防止する。

図１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、立体カメラ１０の筐体１２には正面（被写体側面）に正面カバー１４が設けられている。正面カバー１４は筐体１２上で、例えば図１（Ｃ）に示すように係合部１３によって上下方向にスライド可能に支持されている。正面カバー１４のサイズ（特に上下方向の大きさ）によっては、撮影窓３０および受光窓２２に干渉する場合も考えられるが、本願発明においては特に記載のない場合は撮影窓３０および受光窓２２と干渉する正面カバー１４の部分は透明であり、正面カバー１４が上端に位置する状態でも撮影可能なものとする。

図１（Ａ）、図２（Ａ）に示すように正面カバー１４の裏側（撮影者側）には連動ピン１６が突設されており、筐体１２を貫通して上下方向に設けられた縦穴１８に挿通され、先端は筐体１２内部に設けられている光学ブロック２０の正面（被写体側面）に縦穴の上下方向に対して斜めに刻まれたカム溝２４に係合している。

図１（Ｂ）、図２（Ｂ）に示すように正面カバー１４を筐体１２上で矢印Ｕ方向にスライドさせるとき、裏側に突設された連動ピン１６もまた縦穴１８に沿って矢印Ｕ方向に移動する。このとき連動ピン１６の先端はカム溝２４に係合しており、カム溝２４は縦穴18の上下方向に対して斜めに設けられているため連動ピン１６が矢印Ｕ方向に移動するのに伴い、光学ブロック２０が基線長Ｌ方向に移動する。

これにより、正面カバー１４を矢印Ｕ方向（上下方向）にスライドさせることで、筐体１２内部の光学ブロック２０を基線長Ｌ方向に移動させることの可能な立体カメラ１０とすることができる。

なお、カム溝２４は縦穴１８の上下方向に対して斜め方向に延設されていれば良く、図１（Ｂ）、図２（Ｂ）のように直線的に設けられた形態のほか、湾曲した形状でも良い。カム溝２４を湾曲した形状にした場合は曲率や湾曲方向を調整することで、正面カバー１４の矢印Ｕ方向へのスライド量に対する光学ブロック２０の基線長Ｌ方向への移動量の比率を調節することができる。例えば、カム溝２４を光学ブロック２０の正面（被写体側面）からみて縦穴の上下方向に対して上側に湾曲した場合は、平面カバー１４を矢印Ｕ方向へスライドさせると、スライドし始めの時点ではスライド量に対する光学ブロック２０の移動量が少なく、光学ブロック２０の移動量の微調整を行い易くできる。

図３には本願発明の実施形態に係る立体カメラ１０の、筐体１２内部で光学ブロック２０を左右方向に移動可能に支持する支持部材の例が示されている。図３（Ｂ）に示す正面図のｃ−ｃ断面を図３（Ａ）、ｄ−ｄ断面を図３（Ｃ）とする。

図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように光学ブロック２０の上下方向端面すなわち底面と天面にはピン２６が突設されており、筐体１２の上下方向端面すなわち底面と天面の内側に対向している。

図３（Ｃ）に示すように筐体１２の底面と天面の内側面には溝３２が刻まれており、ピン２６は溝３２に係合することで、光学ブロック２０が左右方向に移動する際に光軸方向の位置精度を保ちながら移動可能とされている。

またピン２６の本数には特に制限はないが、複数本のピン２６が上下それぞれ溝３２に沿って設けられていれば、光学ブロック２０が左右方向に移動する際にピン２６の軸芯回りに光学ブロック２０が回転しようとするトルクを抑えることが可能となる。

図４（Ａ）には本願発明の実施形態に係る立体カメラ１０の、筐体１２でスライドする正面カバー１４を所望の位置に停止させる構造の例が示されている。

図４（Ａ）に示されているように、正面カバー１４は筐体１２とトーションバネ４０で係合されており、正面カバー１４が上下いずれかの位置にある時は、トーションバネ４０が正面カバー１４を高さ方向中央近傍から上下方向に向けて正面カバー１４を付勢しているので、外部から撮影者が上下方向に押すなどの力が加わらない間は安定して保持される。

例えば矢印Ｕで示すように、下端位置にある正面カバー１４を撮影者が上方向に押すなどの力が加わった場合、トーションバネ４０は正面カバー１４の移動に伴って押圧され、トーションバネ４０が反転すると正面カバー１４を下から上へ付勢する。これにより正面カバー１４は下端位置と上端位置のどちらか一方で安定して保持される。

＜第２実施形態＞
図４（Ｂ）には本願発明の第２実施形態に係る立体カメラ１０の、筐体１２でスライドする正面カバー１４を所望の位置に停止させる構造の例が示されている。

図４（Ｂ）に示されているように、正面カバー１４の裏側面（撮影者側面）には複数の凹部４４が設けられており、筐体１２の正面（被写体側面）には凹部４４と対向する位置に突起４２が設けられている。

突起４２はそれ自体が弾性部材であるか、または弾性部材で支持され、凹部４４に向けて付勢されている。図４（Ｂ）−（１）に示すように突起４２が凹部４４に係合する位置では正面カバー１４が上下方向に位置決めされ、その時点での上下方向位置を維持する。

正面カバー１４に上下方向の力が掛かり、突起４２が凹部４４を乗り越えると正面カバー１４は上下方向にスライドし、図４（Ｂ）−（２）に示すように突起４２は他の凹部４４に係合する。

これにより正面カバー１４は凹部４４に突起４２が係合するごとにクリックストップが掛かるように上下方向にスライド可能であり、凹部４４の位置ごとに正面カバー１４の上下方向位置決めを行う。

＜第３実施形態＞
図４（Ｃ）には本願発明の第３実施形態に係る立体カメラ１０の、筐体１２でスライドする正面カバー１４を所望の位置に停止させる構造の例が示されている。

図４（Ｃ）に示されているように、正面カバー１４には筐体１２と対向する裏側面（撮影者側面）に複数の磁石４６が埋め込まれており、筐体１２の正面（被写体側面）には磁石４６と対向する位置に磁石４８が設けられている。

図４（Ｃ）−（１）に示すように磁石４６が磁石４８と磁気的に吸引し合う位置では正面カバー１４が上下方向に位置決めされ、その時点での上下方向位置を維持する。

正面カバー１４に上下方向の力が掛かり、磁石４６と磁石４８との磁気的な吸引が切れると正面カバー１４は上下方向にスライドし、図４（Ｃ）−（２）に示すように磁石４８は他の磁石４６と磁気的に吸引し合う。

これにより正面カバー１４は磁石４６が磁石４８と磁気的に吸引し合う位置ごとにクリックストップが掛かるように上下方向にスライド可能であり、磁石４６の位置ごとに正面カバー１４の上下方向位置決めを行う。

＜第４実施形態＞
図４（Ｄ）には本願発明の第４実施形態に係る立体カメラ１０の、筐体１２でスライドする正面カバー１４を所望の位置に停止させる構造の例が示されている。

図４（Ｄ）に示されているように、正面カバー１４には筐体１２と対向する裏側面（撮影者側面）に磁石４６が埋め込まれており、筐体１２の正面（被写体側面）には磁石４６と対向する位置に磁性体５０が設けられている。

図４（Ｄ）−（１）に示すように磁石４６が磁性体５０と磁気的に吸引し合うことにより正面カバー１４が上下方向に位置決めされ、その時点での上下方向位置を維持する。

正面カバー１４に上下方向の力が掛かり、磁石４６と磁性体５０との磁気的な吸引力に勝る力が掛かると正面カバー１４は上下方向にスライドし、図４（Ｃ）−（２）に示すように磁石４６は磁性体５０の他の位置と磁気的に吸引し合う。

これにより正面カバー１４は、上下方向位置がどこであっても磁石４６が磁性体５０と磁気的に吸引し合うため、上下方向にスライド可能であり且つ任意の位置で正面カバー１４を位置決め可能とされている。

＜第５実施形態＞
図５には本願発明の第５実施形態に係る立体カメラ１０の内部構造の例が示されている。図５（Ｂ）に示す正面図のｅ−ｅ断面を図５（Ａ）、ｆ−ｆ断面を図５（Ｃ）とする。

図５（Ａ）に示されているように、正面カバー１４が上側端に位置するとき撮影窓３０（および受光窓２２）をカバーする箇所に接写窓６２が開口している。接写窓６２には接写レンズ６０が設けられており、光学ブロック２０は受光窓２２と接写レンズ６０を透して近接撮影を行う。

接写レンズ６０は光学ブロック２０の光軸Ｃ０中に挿入されることで、図５（Ａ）に示すように光軸Ｃ０を光軸Ｃ１のような左右方向内側向きの角度に曲げ、２個の光学ブロック２０のなす輻輳角を拡大する。

これにより光学ブロック２０は所謂寄り目状態となり、近接撮影に際して立体カメラ１０に近い位置の被写体を撮影する際でも、左右の光学ブロック２０が接近することに加えて輻輳角を大きく変更するため、左右の光学ブロック２０それぞれの視野（写野）に被写体を収めることが可能となり、マクロ撮影に際しても被写体がケラレることを防止する。

＜第６実施形態＞
図６（Ａ）には本願発明の第６実施形態に係る立体カメラ１０２の、図６（Ｂ）には本願発明の第７実施形態に係る立体カメラ１０３の内部構造の例が示されている。

図６（Ａ）に示されているように、本願発明の第６実施形態に掛かる立体カメラ１０２は、光学ブロック２０の上下方向端面すなわち底面と天面にピン２６が突設されており、筐体１２の上下方向端面すなわち底面と天面の内側に対向している。

図６（Ａ）に示すように筐体１２の底面と天面の内側面には溝３２が刻まれており、ピン２６は溝３２に係合することで、光学ブロック２０が左右方向に移動する際に光軸方向の位置精度を保ちながら移動可能とされている点は図３に示した第１実施形態の一例と同様である。

本実施形態では溝３２の形状を、立体カメラ１０２の左右方向両端側から中央側に向けて、背面側（撮影者側）に近付くように曲げられた構成とされている。光学ブロック２０には、溝３２に係合するピン２６が例えば光学ブロック２０の左右両端に１本づつ、計２本が設けられており、溝３２のカーブに沿って光学ブロック２０もまた左右方向に移動すると共に、立体カメラ１０２の左右方向中央側が背面側（撮影者側）に近付くように移動する。

これにより、近接撮影時には光学ブロック２０同士の距離が位置２１まで接近し、左右の光学ブロック２０それぞれの視野（写野）が重なるのに加えて、輻輳角もまた大きくなるので、より視野（写野）の中央近くに被写体を収めることが可能となり、マクロ撮影に際しても被写体がケラレることを防止する。

＜第７実施形態＞
図６（Ｂ）に示されているように、本願発明の第７実施形態に掛かる立体カメラ１０３は、筐体１２の正面内側にレール部材６４が設けられ、レール部材６４の背面側すなわち撮影者側の面は、筐体１２の左右端側から中央側に近付くにつれて筐体１２の背面側に曲がる案内面６５とされている。光学ブロック２０は保持部材２８でレール部材６４の案内面６５に沿って移動可能に支持されている。

本実施形態では案内面６５の形状を、立体カメラ１０３の左右方向両端側から中央側に向けて、背面側（撮影者側）に近付くように曲げられた構成とされている。光学ブロック２０には、案内面６５に係合する保持部材２８が設けられており、案内面６５のカーブに沿って光学ブロック２０もまた左右方向に移動すると共に、立体カメラ１０３の左右方向中央側が背面側（撮影者側）に近付くように移動する。

これにより、近接撮影時には光学ブロック２０同士の距離が位置２１まで接近し、左右の光学ブロック２０それぞれの視野（写野）が重なるのに加えて、輻輳角もまた大きくなるので、より視野（写野）の中央近くに被写体を収めることが可能となり、マクロ撮影に際しても被写体がケラレることを防止する。

＜第８実施形態＞
図７（Ａ）には本願発明の第８実施形態に係る立体カメラ１０４の内部構造の例が示されている。

図７（Ａ）に示されているように、本願発明の第８実施形態に掛かる立体カメラ１０４は２個の光学ブロック２０を備え、一方は固定され他方は左右方向に移動可能とされている。光学ブロック２０を移動させる機構に関しては第１実施形態に示す方法でもよく、あるいはより簡易に図７（Ａ）に示すような機構、すなわち正面カバー１４裏面に設けられた斜め方向のカム溝６８に係合するピン６６が光学ブロック２０を保持する保持部材３４に設けられ、ピン６６は筐体１２に設けられた横穴６７に挿通され、正面カバー１４を上下方向へ移動させることで光学ブロック２０を左右方向に移動させるようにしてもよい。

この構成では一方の光学ブロック２０は固定であるため、基線長Ｌの変化幅は小さくなるがより構造が簡易で部品点数が少なく、低コスト化が可能となる。

＜第９実施形態＞
図７（Ｂ）には本願発明の第９実施形態に係る立体カメラ１０５の内部構造の例が示されている。

図７（Ｂ）に示されているように、本願発明の第９実施形態に掛かる立体カメラ１０５は第８実施形態と同様、２個の光学ブロック２０を備え、一方は固定され他方は左右方向に移動可能とされている。

光学ブロック２０を移動させる機構に関しては第１実施形態に示す方法でよく、例えば正面カバー１４に設けられた連動ピン１６が筐体１２の縦穴１８に挿通し、光学ブロック２０に設けられたカム溝２４に係合することで正面カバー１４の上下方向の移動を光学ブロック２０の左右方向への移動に変換する構成とされていてもよい。

この構成でも一方の光学ブロック２０は固定であるため、基線長Ｌの変化幅は小さくなるが第８実施形態と同様、より構造が簡易で部品点数が少なく、低コスト化が可能となる。

＜第１０実施形態＞
図８（Ａ）には本願発明の第１０実施形態に係る立体カメラ１０６の内部構造の例が示されている。

図８（Ａ）に示されているように、本願発明の第１０実施形態に掛かる立体カメラ１０６は第９実施形態と同様、２個の光学ブロック２０を備え、一方は固定され他方は左右方向に移動可能とされている。

さらに正面カバー１４には撮影窓３０（受光窓２２）をカバーする位置に接写窓６２が設けられている。それぞれの接写窓６２には接写レンズ６０が設けられており、近接撮影時には左右の光学ブロック２０は受光窓２２と接写レンズ６０を透して近接撮影を行う。

光学ブロック２０を移動させる機構に関しては第１実施形態に示す方法でもよく、あるいはより簡易に第８実施形態と同様の機構、すなわち正面カバー１４裏面に設けられた斜め方向のカム溝６８に係合するピン６６が光学ブロック２０を保持する保持部材３４に設けられ、ピン６６は筐体１２に設けられた横穴６７に挿通され、正面カバー１４を上下方向へ移動させることで光学ブロック２０を左右方向に移動させるようにしてもよい。

この構成でも一方の光学ブロック２０は固定であるため、基線長Ｌの変化幅は小さくなるが輻輳角の変更は可能であり、より構造が簡易で部品点数が少なく、低コスト化が可能となる。

＜第１１実施形態＞
図８（Ｂ）には本願発明の第１１実施形態に係る立体カメラ１０７の内部構造の例が示されている。

図８（Ｂ）に示されているように、本願発明の第１１実施形態に掛かる立体カメラ１０７は第１０実施形態と同様、２個の光学ブロック２０を備え、一方は固定され他方は左右方向に移動可能とされている。

さらに正面カバー１４には撮影窓３０（受光窓２２）をカバーする位置に接写窓６２が設けられている。それぞれの接写窓６２には接写レンズ６０が設けられており、近接撮影時には左右の光学ブロック２０は受光窓２２と接写レンズ６０を透して近接撮影を行う。

光学ブロック２０を移動させる機構に関しては第１実施形態に示す方法でよく、例えば正面カバー１４に設けられた連動ピン１６が筐体１２の縦穴１８に挿通し、光学ブロック２０に設けられたカム溝２４に係合することで正面カバー１４の上下方向の移動を光学ブロック２０の左右方向への移動に変換する構成とされていてもよい。

この構成でも一方の光学ブロック２０は固定であるため、基線長Ｌの変化幅は小さくなるが輻輳角の変更は可能であり、より構造が簡易で部品点数が少なく、低コスト化が可能となる。

＜第１２実施形態＞
図９には本願発明の第１２実施形態に係る立体カメラの正面カバー１４の位置検出機構の例が示されている。

図９（Ａ）、（Ｂ）に示されているように、本願発明の第１２実施形態に掛かる立体カメラ１０の正面カバー１４は裏面（撮影者側面）に検出穴７０が設けられ、内蔵された受光素子８２の受光窓を形成している。

筐体１２の内部にはＬＥＤなどの発光素子８０が設けられ、採光穴８４を介して正面カバー１４に位置検出用の光を照射する。正面カバー１４に設けられた受光素子８２は、採光穴８４と高さ方向の位置が一致した時のみ光を検知するので、正面カバー１４が現在上下端のどちらに位置するかを光の有無で検知し、図示しない制御部へ検知信号として送ること、正面カバー１４が近接撮影位置にあるかどうかを検出することができる。

また検出穴７０を上下方向に伸びた長穴として、受光素子８２をＰＳＤセンサのように直接長手方向の位置を検出可能な光センサ、あるいは上下方向に受光素子が配列されたアレイとすることで、正面カバー１４の上下方向位置を任意の箇所で検出することができる。ここで予め正面カバー１４の上下方向位置と基線長Lの長さの関係を例えばテーブルの形で立体カメラ内で記録しておくことにより、正面カバー１４を上下方向にスライドさせ光学ブロックを左右方向に移動させたときの基線長Lの長さの情報を得ることができる。また撮影者の指示により画像を撮影した場合、このようにして取得した撮影時の基線長Lの長さを取得した左右の画像と関連付けて記録することができる。

＜第１３実施形態＞
図１０には本願発明の第１３実施形態に係る立体カメラの撮影画像補正方法の例が示されている。

図１０（Ａ）に示されているように、本願発明の実施形態に掛かる立体カメラ１０で撮影された左右一組の画像７０Ｒ、７０Ｌは被写体９０を異なった位置から撮影し、被写体９０Ｒ、９０Ｌとして画像７０Ｒ、７０Ｌに記録する。

このとき、図５（Ａ）に示すように接写レンズ６０を使用して光軸の角度を変更する構成としていた場合は光学ブロック２０内部に設けられた図示しない撮像素子上の画像はそれぞれ図１０（Ｂ）に示すように光軸を中心として画像７２Ｒ、７２Ｌのように回転する。

このため被写体９０もまた被写体９２Ｒ、９２Ｌのように回転して斜めに傾いた画像として記録される。この２つの画像をこのまま立体画像として合成すれば、画像内部の水平が両者で一致していないため、正確な遠近感が得られず正しく立体写真とすることができない。

本実施形態においては、図１０（Ｂ）に示すように画像７２Ｒ、７２Ｌの一部を斜めに切り取り、再度逆方向に回転させることで画像７４Ｒ、７４Ｌのように回転していない、正しく水平の出ている画像のペアを得ることができる。

この処理は図示しない撮像素子で得られた画像の電子データを補正する工程のみであるため特に機械的な動作部分を必要とせず、また予め接写レンズ６０により変化する光軸の角度と、それにより回転する画像の傾き度合を補正用データとして図示しないＲＯＭなどの記憶手段に記憶させ、接写レンズ６０の使用時には補正フィルタとして自動的に処理を行う構成とされていてもよい。

＜作用＞
上記のような構造としたことにより、本願発明に係る立体カメラは以下のような優れた特徴を有する。

すなわち本発明は上記構成としたので、簡易な構造で左右光学系の基線長または輻輳角またはその両方を可変とした立体カメラとすることができる。

＜その他＞
以上、本発明の実施例について記述したが、本発明は上記の実施例に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは言うまでもない。

１０ 立体カメラ
１２ 筐体
１４ 正面カバー
１６ 連動ピン
１８ 縦穴
２０ 光学ブロック（撮像光学系）
２２ 受光窓
２４ カム溝
２８ 保持部材
３０ 撮影窓
３２ 溝
３４ 保持部材
４０ トーションバネ
６０ 接写レンズ（輻輳角変更光学部材）
６２ 接写窓
６４ レール部材
６５ 案内面
７０Ｒ 画像
７０Ｌ 画像
Ｃ０ 光軸
Ｃ１ 光軸
Ｌ 基線長

Claims (12)

1. 互いに独立して筐体内に配置され、内部に撮像素子を備えた第１の撮像光学系および第２の撮像光学系と、
   少なくとも前記第１の撮像光学系と前記第２の撮像光学系の一方を所定の方向に移動可能に支持する支持部材と、
   前記筐体の正面を貫通して上下方向に延設された縦穴と、
   前記支持部材に支持された前記第１の撮像光学系および／または前記第２の撮像光学系の正面に形成され、前記縦穴に対して斜め方向に延設されたカム溝と、
   前記筐体の正面の一部をカバーし上下方向にスライド可能とされた正面カバーと、
   前記正面カバーの、前記筐体と対向する面より突出し前記縦穴に挿通され前記カム溝に係合する連動ピンと、
   を備え、前記正面カバーを上下方向にスライドすることで、前記支持部材に支持され前記カム溝が設けられた前記第１の撮像光学系および／または前記第２の撮像光学系の一方を移動させ、前記撮像素子の間隔である基線長を変更することを特徴とする立体カメラ。
2. 互いに独立して筐体内に配置され、内部に撮像素子を備えた第１の撮像光学系および第２の撮像光学系と、前記第１の撮像光学系と前記第２の撮像光学系とをそれぞれ所定の方向に移動可能に支持する支持部材と、
   前記筐体の正面の一部をカバーし上下方向にスライド可能とされた正面カバーと、
   前記筐体の正面を貫通して上下方向に延設された左右一対の縦穴と、
   少なくとも前記第１の撮像光学系または前記第２の撮像光学系の正面に形成され、前記縦穴に対して斜め方向に延設されたカム溝と、
   前記正面カバーの、前記筐体と対向する面より突出し前記縦穴に挿通され前記カム溝に係合する一対の連動ピンと、
   を備え、前記正面カバーを上下方向にスライドすることで、前記第１の撮像光学系と前記第２の撮像光学系とを移動させ、前記撮像素子の間隔である基線長を変更することを特徴とする立体カメラ。
3. 前記支持部材が、前記第１の撮像光学系と前記第２の撮像光学系の一方のまたは両方の天面、底面または天面と底面から突設されたピンと、
   前記筐体の内面に設けられ前記ピンが係合する溝と、
   からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の立体カメラ。
4. 前記溝は筐体内部の左右端側から中央側に近付くにつれて筐体の背面側に曲がることを特徴とする請求項３に記載の立体カメラ。
5. 前記支持部材が、前記筐体の正面側の内側に設けられ、案内面を備えたレール部材と
   前記レール部材の案内面に沿って前記第１の撮像光学系と前記第２の撮像光学系の一方または両方を移動可能に保持する保持部材と、
   からなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の立体カメラ。
6. 前記案内面は筐体内部の左右端側から中央側に近付くにつれて筐体の背面側に曲がることを特徴とする請求項５に記載の立体カメラ。
7. 前記正面カバーに設けられ、前記正面カバーがスライドすると前記第１の撮像光学系および前記第２の撮像光学系の光路上に移動し、前記前記第１の撮像光学系および前記第２の撮像光学系の光軸をそれぞれ前記筐体の中央寄りに曲げる輻輳角変更光学部材を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の立体カメラ。
8. 互いに独立し筐体内に配置された第１の撮像光学系および第２の撮像光学系と、
   前記筐体の正面の一部をカバーし上下方向にスライド可能とされた正面カバーと、
   前記正面カバーに設けられ、前記正面カバーがスライドすると前記第１の撮像光学系および前記第２の撮像光学系の光路上に移動し、前記第１の撮像光学系および前記第２の撮像光学系の光軸をそれぞれ前記筐体の中央寄りに曲げる一対の輻輳角変更光学部材を備えた立体カメラ。
9. 前記輻輳角変更光学部材を透して撮影された画像の一部を切り出し、光軸を中心として回転させた画像を撮影画像として出力することを特徴とする請求項７または請求項８に記載の立体カメラ。
10. 前記正面カバーは前記筐体に設けられたトーションバネで前記筐体と係合し、前記筐体上にて上位置または下位置に付勢されることを特徴とする請求項１〜請求項９の何れか１項に記載の立体カメラ。
11. 前記筐体と前記正面カバーの、互いに対向する面の一方に弾性体で支持された突起が設けられ、他方に前記突起が嵌合する複数の凹部が設けられ、前記正面カバーが段階的にスライドすることを特徴とする請求項１〜請求項９の何れか１項に記載の立体カメラ。
12. 前記筐体と前記正面カバーの一方に１個または複数個の磁石が設けられ、他方に複数個または１個の磁性体が設けられたことを特徴とする請求項１〜請求項７の何れか１項に記載の立体カメラ。

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