JP2014235202A - 立体撮影システム - Google Patents

Abstract

【課題】撮像装置同士の光軸ずれを簡単な構成で算出することができる立体撮影システムを提供する。【解決手段】任意の被写体に対する合焦時に、第一及び第二のレンズ装置における被写体距離と光軸角度を算出し、算出値に基づいて第一のレンズ装置の撮影像が第二のレンズ装置の撮影像と重なるように、第一のレンズ装置の輻輳角可変レンズ群１０２２を駆動して調整した時の調整駆動量を検知する。第一及び第二のレンズ装置の設置条件における輻輳調整可能な距離範囲を算出し、所定の輻輳調整距離範囲に対して、前記で算出された輻輳調整可能な距離範囲が確保されているかを判定し、その結果を出力する。【選択図】図１

Description

本発明は、立体撮影システムに関し、特に立体撮影装置に使用する２本の撮像装置の光軸の調整に関するものである。

従来から、立体撮影を行う際に、単体で利用可能な撮像装置を複数台利用し、立体撮影を行う立体撮影システムが知られている。その際、リグと呼ばれる、撮像装置を固定する装置を利用するのが一般的だが、リグに撮像装置を設置した際に、利用する撮像装置同士の光軸を調整する必要があった。特に、撮像装置の光学系がズームレンズであった場合、ズーム全域にわたって光軸を合わせるのは困難であった。

また、上記立体撮影システムが、光学系中の一部のレンズ群を光軸と垂直方向に偏心させることにより輻輳距離を調整するものであった場合、複数の撮像装置同士の光軸について、ズーム全域、及び全輻輳距離範囲にわたって合わせるのは更に困難であった。

この光軸調整を簡易的に行う技術として、特許文献１では、二つの画像データから、その差分信号を取得する立体撮影装置が開示されている。

特許文献２では、ユーザーが指定した撮影画像内の視対象に対して自動で輻輳角を調整する立体撮影装置が開示されている。

特許文献３では、二つのレンズ系のフォーカス位置情報に基づき、共通の被写体の合焦検出用範囲を演算する立体撮影装置が開示されている。

特許文献４では、立体撮影のための２つの変倍レンズ間による倍率誤差や光軸ズレを画像処理により電子的な変倍による補正や、画像の座標を変更して補正する立体撮影装置が開示されている。

特許文献５では、主被写体が融像可能範囲内にあるか否かを、人の視線を検出することで判定する立体映像撮像装置が開示されている。

特許文献６では、立体撮影のための一対の撮影光学系の光軸が交差する点と合焦位置が実質的に一致するように自動的に制御される立体撮影装置が開示されている。

特許文献７では、二つ画像データから画像処理により光軸補正角度を算出し、レンズのシフトによる最大光軸補正角度未満か否かを判定する立体撮影装置が開示されている。

特許文献８では、二つ画像データから画像処理により、各々の画像の向きを判定し、その向きを画像処理により調整した画像を生成することで調整する立体撮影装置が開示されている。

特許文献９では、二つの画像データから画像処理により、二つの画像の差を処理する立体撮影装置が開示されている。

特開平８−２５１６２７号公報 特開２０１０−４４６５号公報 特開平８−１９４２７４号公報 特開２００６−１６２９９１号公報 特開平１１−１６８７５５号公報 特開平８−２０１９４０号公報 特開２００８−２５２２５４号公報 特開２０１０−２７８９７９号公報 特開２０１０−２８６６４５号公報

しかしながら、特許文献１乃至特許文献４、特許文献７乃至特許文献９は、画像処理を行っており、立体映像信号処理部を設ける必要があり、簡易な構成で輻輳角を調整するには困難である。特に、本発明のように単体で利用可能な撮像装置を複数台利用して立体撮影を行う場合、お互いに撮影した映像を通信し合い画像処理を行うか、二つの映像を取得して画像処理を行う機器が必要となる。

また、特許文献５は、人の視線を検知する機器が別途必要となる。また、人の視線を利用する為、撮影においては制約となる。

また、特許文献６は、立体撮影のための一対の撮影光学系の光軸が交差する点と合焦位置が実質的に一致するように自動的に制御される為、立体感を制御する輻輳調整には適さない。

また、特許文献１及び特許文献６は、リグ等の高精度な角度調整機構が必要となり、簡易な構成で立体撮影を実施するのは困難である。

また、特許文献７は、レンズの偏心駆動により光軸調整をした結果、立体撮影の為の輻輳距離範囲が十分に確保されない可能性がある。また、画像処理による顔検知の為、ある程度の大きさの画界を確保する必要からズームポジションが広角端にする必要があるが、広角端ではレンズのシフトによる駆動量が小さく、精度のよい光軸調整は困難である。

そこで、本発明の目的は、単体で利用可能な撮像装置同士の光軸ずれを検出し、前記光軸ずれが立体撮影へ与える影響についてユーザーに伝える為に、簡易な構成でその時点での設置条件における輻輳調整可能な距離範囲を算出し、所定の輻輳調整距離範囲が確保されているかを判定し、その結果を出力することを可能にする立体撮影システムを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、
立体撮影システムにおいて、
変倍レンズ群、フォーカスレンズ群、及び偏心駆動させて光軸の角度を可変とする輻輳角可変レンズ群を有する第一のレンズ装置と、第一のレンズ装置と同じ仕様を持つ第二のレンズ装置と、第一及び第二のレンズ装置の各レンズ群を連動して駆動させるための連動制御装置から成り、
連動制御装置は、第一及び第二のレンズ装置の設置条件を確認及び調整する為の設置モードを有し、
設置モードは、任意の被写体に対する合焦時に、第一及び第二のレンズ装置における被写体距離と光軸角度を算出する算出手段と、算出した被写体距離と光軸角度により、第一のレンズ装置の撮影像が第二のレンズ装置の撮影像と重なるように、第一のレンズ装置の輻輳角可変レンズ群を駆動して調整した時の調整駆動量を検知する為の検知手段を有し、
前記調整モード開始時点での第一及び第二のレンズ装置の設置条件における輻輳調整可能な距離範囲を算出し、所定の輻輳調整距離範囲に対して、前記で算出された輻輳調整可能な距離範囲が確保されているかを判定し、その結果を出力することを特徴とする。

本発明によれば、単体で利用可能な撮像装置同士の光軸ずれを簡単な構成で検出し、その時点での設置条件における輻輳調整可能な距離範囲を算出し、所定の輻輳調整距離範囲が確保されているかを判定し、その結果を出力することを可能にする立体撮影システムを提供することができる。

実施例１の構成ブロック図 本実施形態の立体撮影システムの概略図 実施例１の制御フロー 立体撮影システムの設置状況の概略図 二つのレンズ装置と被写体Ｘとの設置を上から見たときの概略図 二つのレンズ装置と被写体Ｘとの設置を横から見たときの概略図 実施例１でのモニタ４０の出力イメージ図 実施例２の制御フロー 立体撮影システムを被写体側から見たときの概略図 実施例３の制御フロー 実施例３でのモニタ４０の出力イメージ図 輻輳角可変レンズ群の偏心駆動の為の座標軸概略図

本発明の立体撮影システムを地面に対して上から見た時の概略について図２を用いて説明する。図２（ａ）において、レンズ装置１０及び２０の離れ量を基線長、各々のレンズ装置の光軸の交点からレンズ装置までの距離を輻輳距離とする。図２（ｂ）は、前記図２（ａ）に対して、輻輳角可変レンズ群を光軸に垂直方向に偏心駆動させた時に、輻輳距離が変化している様子を示している。レンズ装置１０及び２０の輻輳角可変レンズ群は、各々対称な方向に駆動されることにより、光軸の角度が変わり、それにより輻輳距離が変化する。また、輻輳距離は基線長に対して十分に大きいとする。

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

［実施例１］
以下、本発明の実施例１を説明する。図１は本発明の実施例１の構成ブロック図である。

図１のブロック図において、１０と２０は同じ構成をもつレンズ装置であり、撮影者側から見てレンズ装置１０は左側、レンズ装置２０は右側に設置されている。１１及び２１はカメラ等の撮像装置であり、それぞれレンズ装置１０、レンズ装置２０と接続されている（不図示）。３０は連動制御装置であり、レンズ装置１０及び２０と接続されている。４０は、それぞれ撮像装置１１、撮像装置２１で撮影している映像や、カメラ、レンズ装置の情報等を表示する映像表示装置としてのモニタである。４０は撮像装置１１及び２１の映像を各々独立で出力することもできるし、両方同時に重ねて出力することもできる。

まず、レンズ装置１０の内部構成について説明する。レンズ装置２０の内部構成もレンズ装置１０と同じである（不図示）。

１０１は、変倍の為のズーム機構であり、駆動手段１０１１、変倍レンズ群１０１２、位置検出部１０１３を有している。

１０２は、光軸の角度を変化させることのできる輻輳角可変機構であり、駆動手段１０２１、光軸に垂直方向に偏心駆動させることにより光軸の角度を変化させることのができる輻輳角可変レンズ群１０２２、位置検出部１０２３を有している。

１０３は、被写体にピントを合わせる為のフォーカス機構であり、駆動手段１０３１、フォーカスレンズ群１０３２、位置検出部１０３３を有している。

１０４は、レンズ装置のズーム操作部であり、たとえばズームのシーソーである。１０５は、レンズ装置の輻輳角操作部であり、たとえば輻輳角操作ノブである。１０６は、レンズ装置のフォーカス操作部であり、例えばフォーカス操作ノブである。１０７は、各光学系１０１２、１０２２、１０２３を駆動する為のデータが記憶されている記憶部であり、例えば、変倍レンズ群１０１２の位置に対する焦点距離情報や、各ズームポジションにおける光軸の角度と輻輳角可変レンズ群の偏心駆動量との対応データや、フォーカスレンズ群１０３３の位置に対する物体距離情報がある。

１０８は駆動指令を制御する為の駆動制御部である。ズーム操作部１０３や輻輳角操作部１０４、フォーカス操作部１０５からのユーザー操作による指令や、輻輳角制御装置３０やカメラ１１からの指令に対して、記憶部１０６のデータに従った演算により、各駆動部材１０１１、１０２１、１０３１に駆動指令を与える。

次に撮像装置１１の内部構成について説明する。１１１はＣＣＤやＣＯＭＳ等の撮像素子である。また、１１２は撮像装置１１を制御するＣＰＵである。

次に、連動制御装置３０の内部構成について説明する。３０１は、ズーム機構１０１、輻輳角可変機構１０２、フォーカス機構１０３、不図示の絞り等の駆動に連動して、レンズ装置２０の各駆動部を駆動させるための連動制御部である。レンズ装置１０の位置検出部１０１３、１０２３、１０３３からの各駆動部の位置情報を元にレンズ装置２０を駆動して連動させる。これにより、焦点距離、フォーカス、絞り、輻輳距離について、レンズ装置１０とレンズ装置２０は常に同じになるように駆動される。また、３０１は、レンズ装置１０及び２０を駆動させるように、駆動指令を駆動制御部１０８（レンズ装置２０は不図示）に送るものとする。

３０２は、レンズ装置１０と２０の設置条件についての確認及び輻輳角調整を行う補正モードに移行する為の補正開始通知手段であり、例えばスイッチである。３０３は、レンズ装置１０と２０の離れ量である基線長情報や、所望の輻輳距離調整範囲を設定する為の入力手段であり、例えば操作ボタンである。３０４は、レンズ装置１０及び２０からの各駆動系の位置情報や、３０３からの入力情報、及び後述の輻輳角記憶部３０６内の記憶情報に基づき、その時点での設置における輻輳調整可能な距離範囲を算出、判定、及び補正する為の輻輳角補正手段である。

３０５は、前記３０４で算出、判定、及び補正された結果を出力するための出力手段であり、例えば情報ディスプレイである。３０６は、連動制御部３０１での各駆動部を制御に際し、前記３０４で算出、及び補正された結果やデータを記憶しておく記憶部である。

次に、輻輳調整可能な距離の算出、及び判定の制御フローについての説明を、図３を用いて行う。Ｓ１００は処理のスタートであり、Ｓ１０１へ移行する。この処理は補正モードへの移行により開始され、補正モードへの移行は、補正開始通知手段３０２により指示されるものとする。この時、レンズ装置１０と２０の離れ量である基線長２ｄや、所望の輻輳距離調整範囲について、予め入力手段３０３にて入力しておくのが良い。

Ｓ１０１では、レンズ装置１０及び２０について、連動制御装置３０からの指令により、自動で所定のズームポジションＺａに駆動し、Ｓ１０２へ移行する。ズームポジションＺａはレンズ装置１０及び２０の望遠端がよい。これは、望遠端がレンズ装置１０と２０の設置によるずれが、画界のずれに及ぼす影響が最も大きく、このポジションで後述の設置条件の確認及び輻輳角の補正を行えば、ズーム全域について光軸が調整された状態が保証されるためである。また、望遠端は、輻輳角の変化に対する輻輳角可変レンズ群の偏心駆動量が大きい為、後述の撮像装置１１及び撮像装置２１の出力像に対する輻輳角調整作業について、精度のよい調整が可能となる。

Ｓ１０２では、レンズ装置１０及び２０の画界内に共通して存在する被写体Ｘに対し、レンズ装置１０にて合焦作業を行うことにより、レンズ装置１０から被写体Ｘまでの距離Ｄを検出し、Ｓ１０３へ移行する。

Ｓ１０２は、図１示した構成ブロック図のシステムにおいて、以下の制御で行うのがよい。被写体Ｘに対して撮像装置１１でた映信号をモニタ４０に出力し、その出力を見ながらユーザーがフォーカス操作部１０６にて合焦作業を行う。この時、前述の通り基線長に対して被写体距離が十分に遠いとするため、レンズ装置１０で合焦している被写体Ｘは、レンズ装置２０においても合焦していると考えることができる。合焦時のフォーカスレンズ群の位置を位置検出部１０３３にて検出し、その位置を元に記憶部１０７から被写体Ｘまでの距離を検出する。記憶部１０７には、各ズームポジションにおけるフォーカスレンズ群の位置と被写体距離の対応データが記憶されている。また、合焦作業については、自動でピントを探ることができるオートフォーカス機能を利用してもよい。

Ｓ１０３は図１で示した構成ブロック図のシステムにおいて、以下の制御で行うのがよい。

まず、入力された所望の輻輳距離調整範囲を最も広範囲で実現できる設置条件を算出する。一般に、レンズ装置の輻輳角可変レンズ群は、他のレンズ群と同一の軸上に存在するときが基準状態であり、且つ光学性能も良い。故に、輻輳角可変レンズ群は、前記基準状態を中心として、立体撮影に適切な駆動量が確保されている。前記理由により、一般的に、入力された所望の輻輳距離調整範囲を最も広範囲で実現できる設置条件は、輻輳角可変レンズ群が前記基準状態にあるレンズ装置１０及び２０が、遠距離及び近距離の各々の輻輳距離に対応する輻輳角範囲の中心の角度を向いて設置されている状態と言える。

Ｓ１００で入力された所望の輻輳距離調整範囲において、近距離端をＤｎ、遠距離端をＤｆとする。各々の輻輳距離での輻輳角は以下の式で表される。

近距離端時の輻輳角について
θｃｎ＝ａｒｃｔａｎ（Ｄｎ／ｄ） …（１）
遠距離端時の輻輳角について
θｃｆ＝ａｒｃｔａｎ（Ｄｆ／ｄ） …（２）
θｃｎは近距離端時の輻輳角、θｃｆは遠距離端時の輻輳角、ｄは基線長の半分の値を示す。レンズ装置１０及び２０の輻輳角可変レンズ群が前記基準状態にあるとき、以下の式を満足する角度で設置するのがよい。
θｂａｓｅ＝（θｃｎ＋θｃｆ）／２ …（３）
θｂａｓｅは、レンズ装置１０と２０を結ぶ直線とレンズ装置１０及び２０の輻輳角可変レンズ群が基準状態の時の光軸とが成す角を表す。

あるいは、θｂａｓｅは予め記憶部３０６に推奨の値を記憶しておき、その値を使用してもよい。この時、連動制御装置３０は不図示のシステムによって、レンズ装置の種類の判別が可能であり、記憶部３０６には、予めいくつかのレンズ装置に対する立体撮影システムとして推奨のθｂａｓｅを記憶しておくのがよい。

図４に設置状況を地面に対して上から見たときの概略図を示す。基線長を２ｄ、被写体距離をＤとする。θｃ１０及びθｃ２０は、輻輳角可変レンズ群が基準状態から偏心駆動することによる輻輳角変化量である。各ズームポジションにおける光軸の角度（言い換えると輻輳角変化量）と輻輳角可変レンズ群の偏心駆動量との対応データは、記憶部１０７（レンズ装置２０は不図示）に予め記憶されている。

次に、被写体距離Ｄが輻輳距離と同じとし、レンズ装置１０及び２０の輻輳角可変レンズ群を次の式に従って計算されたθｃ１０及びθｃ２０の位置に駆動する。

レンズ装置１０について
θｃ１０＝ａｒｃｔａｎ（Ｄ／ｄ）−θｂａｓｅ …（４）
レンズ装置２０について
θｃ２０＝−θｃ１０ …（５）
この時、記憶部１０７（レンズ装置２０は不図示）に記憶されているデータを用いるとき、レンズ装置１０と２０でθｃの符号は正負逆である。これは、図２で説明したように、レンズ装置１０及び２０の輻輳角可変レンズ群は、各々の対称な方向に駆動することにより、輻輳距離を変化させるためである。θｃ１０、θｃ２０、及びθｂａｓｅは、システムを地面に対して上から見たときレンズ装置１０及び２０の輻輳角可変レンズ群の主点位置を凡そ中心として左回り方向を正とする。また、（４）式において、（Ｄ／ｄ）、θｂａｓｅは正とする。

Ｓ１０４では、被写体Ｘの撮像装置１１及び撮像装置２１の出力像に対して、レンズ装置１０の輻輳角操作部１０４にて輻輳角調整作業を行い、レンズ装置１０と２０の設置の相対的な角度ずれθｇａｐを検出し、Ｓ１０５へ移行する。

図５及び図６に、二つのレンズ装置と被写体Ｘとの設置条件を示した概略図を示す。図５は、地面に対して上から見た図である。図６は地面に対して横（被写体に向かって左側）から見た図である。図６において、地面に対してレンズ装置や撮像装置を保持する三脚等は不図示である。図５において、レンズ装置から出ている点線は、輻輳角可変レンズ群が前記基準状態にある時の光軸で、実線は、Ｓ１０３にて被写体距離Ｄに対応した輻輳角θｃ１０及びθｃ２０だけ光軸の角度が変化するように輻輳角可変レンズ群が駆動された時の光軸である。

また、図７に、図５及び図６の設置状況におけるモニタ４０上での出力像イメージを示す。図７は被写体Ｘの撮像装置１１及び２１から得られた映像信号を重ねて出力されたものであり、点線が撮像装置２１の被写体Ｘの映像で、実線が撮像装置１１の被写体Ｘの映像である。図５で示すように、レンズ装置１０の実線の光軸に対して被写体Ｘは右側にあり、レンズ装置２０の実線の光軸に対して被写体Ｘは左側にある。

また、図６で示すように、レンズ装置１０の実線の光軸に対して被写体Ｘは下側にあり、レンズ装置２０の実線の光軸に対して被写体Ｘは上側にある。仮に、二つのレンズ装置が図４で示すようにθｂａｓｅの角度で設置されており、且つ地面に対してシステムを横から見たとき、二つのレンズ装置の光軸が平行であるような理想的な状態で設置されていた場合、被写体Ｘの像はモニタ上で合致していることになる。ところが、設置が例えば上記図５、図６のようにずれていると図７で示すように二つの撮像装置からの映像信号がずれて見える。

Ｓ１０４は図１で示した構成ブロック図のシステムにおいて、以下の制御で行うのがよい。撮像装置２１の出力像に対し、撮像装置１１の出力像が合致するように、ユーザーがレンズ装置１０の輻輳角操作部１０４にて輻輳角調整作業を行う。この時の輻輳角可変レンズ群の調整量を位置検出部１０２３にて検出し、記憶部１０７に予め記憶されている、各ズームポジションにおける光軸の角度と輻輳角可変レンズ群の偏心駆動量との対応データを用いて、レンズ装置１０と２０の設置の相対的な角度ずれθｇａｐを検出する。θｇａｐは地面に対し水平方向と垂直方向に分解し、水平方向のずれをθｇａｐｈ、垂直方向のずれをθｇａｐｖとする。

図５において、レンズ装置１０から出ている二点斜線が上記輻輳角調整作業を行った後の光軸であり、レンズ装置１０から出ている実線の光軸から二点斜線の光軸への変化角がθｇａｐｈである。また、図６において、レンズ装置１０の光軸からレンズ装置２０の光軸への変化角がθｇａｐｖである。θｇａｐｈは、本システムを地面に対して上から見たときレンズ装置１０及び２０の輻輳角可変レンズ群の主点位置を凡そ中心として左回り方向を正とする。また、θｇａｐｖは、本システムを被写体に向かって左から見たとき（図６の方向から見たとき）、レンズ装置１０及び２０の輻輳角可変レンズ群の主点位置を凡そ中心として左回り方向を正とする。

Ｓ１０５では、その時の設置における輻輳調整可能な距離範囲Ｄｗを算出し、Ｓ１０６へ移行する。

Ｓ１０５は、図１で示した構成ブロック図のシステムにおいて、以下の制御で行うのがよい。前記（４）式より、輻輳距離Ｄは以下の式で得られる。
Ｄ＝ｄ・ｔａｎ（θｃ１０＋θｂａｓｅ） …（６）
レンズ装置１０及び２０の設置を変えずに、且つ、記憶部１０７に記憶されている前記対応データに対する補正量を少なくすることで良好な光学性能を維持しながら、二つのレンズ装置間の光軸を調整するには、（６）式のθｂａｓｅを以下の式に従って補正するのがよい。
θｂａｓｅ´＝θｂａｓｅ−θｇａｐｈ／２ …（７）
θｂａｓｅ´は、補正後のθｂａｓｅである。（７）式より、輻輳距離Ｄは、以下の式で表わせる。
Ｄ＝ｄ・ｔａｎ（θｃ１０＋θｂａｓｅ´） …（８）
また、レンズ装置１０及び２０の輻輳角可変レンズ群が前記基準状態にあるときの光軸に対して、輻輳角可変レンズ群の最大量駆動時における光軸の角度変化の最小角を±θｍとした時、輻輳調整可能な距離範囲Ｄｗは、（７）式及び（８）式より、以下の式で表わされる。

ｄ・ｔａｎ（−θｍ＋θｂａｓｅ−θｇａｐｈ／２）＜Ｄｗ
＜ｄ・ｔａｎ（θｍ＋θｂａｓｅ−θｇａｐｈ／２） …（９）
θｍは正とする。一般に、レンズ装置の輻輳角可変レンズ群は、基準状態の位置に対して、少なくとも地面に対して水平方向には対称な量だけ最大駆動量として確保されているため、本実施例の光軸の角度変化は、±θｍとした。また、Ｄｗは、記憶部１０７に記憶されている各ズームポジションにおける光軸の角度と輻輳角可変レンズ群の偏心駆動量との対応データにおいて、輻輳角可変レンズ群の最大量駆動時における光軸の角度変化の最小角をθｍとして算出するのがよい。これは、ズーム全域にわたって、少なくとも輻輳調整可能な距離範囲Ｄｗは確保するためである。一般に、ズームポジションが望遠端の時、輻輳角可変レンズ群の最大量駆動時における光軸の角度変化量は最も小さい。

Ｓ１０６では、前記Ｓ１００で設定された所望の距離範囲が、前記Ｓ１０５で算出されたＤｗに収まっているかを判定し、その結果を出力し、Ｓ１０７へ移行する。

Ｓ１０６は、図１で示した構成ブロック図のシステムにおいて、以下の制御で行うのがよい。上記判定は、輻輳角演算部３０４で行い、結果の出力は出力手段３０５で行うのが良い。Ｓ１０７は処理の終了である。

［実施例２］
上記実施例１のＳ１０６において、前記Ｓ１００で設定された所望の距離範囲が、前記Ｓ１０５で算出されたＤｗに収まっていると判定された場合について、図８を用いて説明する。図８において、Ｓ２００〜Ｓ２０５は実施例１のＳ１００〜Ｓ１０５と同じである。

Ｓ２０６では、前記Ｓ１００で設定された所望の距離範囲が、前記Ｓ１０５で算出されたＤｗに収まっているかを判定し、その結果を出力し、前記判定結果が前記所望の距離範囲がＤｗに収まっていた場合、Ｓ２０７へ移行する。また、前記判定結果が前記所望の距離範囲がＤｗに収まっていない場合、Ｓ２０３に戻るのがよい。

Ｓ２０６は、図１で示した構成ブロック図のシステムにおいて、以下の制御で行うのがよい。上記判定は、輻輳角演算部３０４で行い、結果の出力は出力手段３０５で行うのが良い。前記判定結果が前記所望の距離範囲がＤｗに収まるとされた場合、Ｓ２０７へ移行するのがよい。また、前記判定結果が前記所望の距離範囲がＤｗに収まらないとされた場合、Ｓ２０３に戻り、レンズ装置１０を地面に対して固定している三脚等（不図示）を動かして、被写体Ｘの撮像装置２１の出力像に対して、レンズ装置１０の出力像を大凡合致するように、設置を調整し、Ｓ２０４へ移行するのがよい。尚、この調整については、図８においては不図示とする。

Ｓ２０７では、２０４で検出されたθｇａｐを記憶する。

Ｓ２０７は、図１で示した構成ブロック図のシステムにおいて、Ｓ２０４で検出されたθｇａｐを記憶部３０６に記憶するのがよい。

Ｓ２０８では、Ｓ２０４で検出されたθｇａｐから、レンズ装置１０及び２０への輻輳角駆動指令を補正し、Ｓ２０９へ移行する。

Ｓ２０８は、図１で示した構成ブロック図のシステムにおいて、以下の制御で行うのがよい。まず、Ｓ２０４で検出されたθｇａｐから、輻輳角演算手段３０４にて、レンズ装置１０及び２０の各々に出す輻輳角変化量指令について、以下の式に従って補正するのが良い。

レンズ装置１０について
θｃ１０ｈ´＝θｃ１０＋θｇａｐｈ／２ …（１０）
θｃ１０ｖ´＝θｇａｐｖ／２ …（１１）
レンズ装置２０について
θｃ２０ｈ´＝−θｃ１０ｈ´ …（１２）
θｃ２０ｖ´＝−θｃ１０ｖ´ …（１３）
上記（１０）及び（１１）式において、θｃ１０は、地面に対して水平方向のレンズ装置１０への補正前の輻輳角変化量指令、θｃ１０ｈ´は、地面に対して水平方向のレンズ装置１０への補正後の輻輳角変化量指令、θｃ１０ｖは、地面に対して垂直方向のレンズ装置１０への補正前の輻輳角変化量指令、θｃ１０ｖ´は、地面に対して垂直方向のレンズ装置１０への補正後の輻輳角変化量指令である。上記（１２）及び（１３）式において、θｃ２０ｈは、地面に対して水平方向のレンズ装置２０への補正前の輻輳角変化量指令、θｃ２０ｈ´は、地面に対して水平方向のレンズ装置２０への補正後の輻輳角変化量指令、θｃ２０ｖは、地面に対して垂直方向のレンズ装置２０への補正前の輻輳角変化量指令、θｃ２０ｖ´は、地面に対して垂直方向のレンズ装置２０への補正後の輻輳角変化量指令である。上記各々の角度θについて、本システムを地面に対して上から見たときレンズ装置１０及び２０の輻輳角可変レンズ群の主点位置を凡そ中心として左回り方向を正とする。

本実施例の処理が終了した後は、ユーザーから入力された輻輳距離に対し、上記（４）式で輻輳角変化量を算出し、上記（１０）乃至（１３）式で補正された指令値を駆動制御部１０８（レンズ装置２０は不図示）に出し、記憶部１０７に予め記憶されている、各ズームポジションにおける光軸の角度と輻輳角可変レンズ群の偏心駆動量との対応データに従って駆動すればよい。Ｓ２０９は処理の終了である。

［実施例３］
レンズ装置１０の輻輳角可変レンズ群の偏心駆動軸と、レンズ装置２０の輻輳角可変レンズ群の偏心駆動軸が、各々のレンズ装置の光軸に対して回転方向に相対的にずれているとき、以下のように補正するのがよい。

図９に本実施例の立体撮影システムを被写体側から見たときの概略図を示す。レンズ装置１０の輻輳角可変レンズ群の偏心駆動軸をｙｚ座標系、レンズ装置２０の輻輳角可変レンズ群の偏心駆動軸をｕｖ座標系とする。また、これらの軸に直交する光軸に相当する軸をｘとする。ｘｙｚ座標系及びｘｕｖ座標系共に、直交座標系である。レンズ装置の輻輳角可変レンズ群の位置検出部の誤差や、レンズ装置と撮像装置との取り付け誤差により、ｙｚ座標系とｕｖ座標系がｘ軸に対して回転方向に相対的にずれてしまうことがある。

この時、図１０で示す制御フローに従い、レンズ装置１０及び２０の輻輳角可変レンズ群の偏心駆動軸の相対的な回転方向の角度ずれを補正するのがよい。図１０において、Ｓ３００〜Ｓ３０３は実施例１のＳ１００〜Ｓ１０３と同じである。

Ｓ３０４では、被写体Ｘに対する撮像装置１１及び撮像装置２１の出力像が合致するようにレンズ装置１０にて調整作業を行い、レンズ装置１０の輻輳角可変レンズ群１０２２の位置Ｐ１０を記憶し、Ｓ３０５へ移行する。

Ｓ３０４は、図１で示した構成ブロック図のシステムにおいて、以下の制御で行うのがよい。撮像装置２１の出力像に対し、撮像装置１１の出力像が合致するように、ユーザーがレンズ装置１０の輻輳角操作部１０４にて調整作業を行う。被写体Ｘに対する撮像装置１１と２１の出力像が合致した時、位置検出部１０２３にて、レンズ装置１０の輻輳角可変レンズ群１０２２の位置Ｐ１０を検出し、記憶部３０６に記憶する。位置Ｐ１０は以下の座標で表す。

位置Ｐ１０の座標について
（ｙ、ｚ）＝（ｙ１０、ｚ１０） …（１４）
Ｓ３０５では、レンズ装置２０の輻輳角可変レンズ群を所定量駆動し、Ｓ３０６へ移行する。

Ｓ３０５は、図１で示した構成ブロック図のシステムにおいて、以下の制御で行うのがよい。輻輳角演算手段３０４よりレンズ装置２０の駆動制御部（不図示）に輻輳角可変レンズ群（不図示）を所定量駆動するように指令を出し駆動させる。この時、所定量の移動ベクトルηを以下の座標で表す。

レンズ装置２０の輻輳角可変レンズ群の移動ベクトルη
η＝（ｕ、ｖ）＝（０、ｖ２０） …（１５）
前記移動ベクトルηにより、地面に対して水平方向にのみレンズ装置２０の出力像が変化するような環境の設定が好ましい。

Ｓ３０６では、被写体Ｘの撮像装置１１及び撮像装置２１の出力像に対して、レンズ装置１０にて輻輳角調整作業を行い、レンズ装置１０及び２０の輻輳角可変レンズ群の偏心駆動軸の相対的な回転方向の角度ずれθｒｏｔを検出し、Ｓ３０７へ移行する。

Ｓ３０６は、図１で示した構成ブロック図のシステムにおいて、以下の制御で行うのがよい。図１１に、Ｓ３０６におけるモニタ４０上での出力像イメージを示す。図１１は被写体Ｘの撮像装置１１及び２１から得られた映像信号を重ねて出力されたものであり、点線が撮像装置２１の被写体Ｘの映像で、実線が撮像装置１１の被写体Ｘの映像である。撮像装置２１の出力像に対し、撮像装置１１の出力像が合致するように、ユーザーがレンズ装置１０の輻輳角操作部１０４にて輻輳角調整作業を行う。この時のレンズ装置１０の輻輳角可変レンズ群１０２２のｙｚ座標上での位置Ｐ１０´を位置検出部１０２３にて検出する。

位置Ｐ１０´の座標について
（ｙ、ｚ）＝（ｙ１０´、ｚ１０´） …（１６）
そして、輻輳角演算手段３０４にて、前記Ｓ３０４にて記憶部３０６に記憶された位置Ｐ１０からの移動ベクトルξを以下の式に従って算出する。

レンズ装置１０の輻輳角可変レンズ群の移動ベクトルξ
ξ＝Ｐ１０´−Ｐ１０＝（ｙ１０´−ｙ１０、ｚ１０´−ｚ１０） …（１７）
図１２に、ｙｚ座標系におけるレンズ装置１０の輻輳角可変レンズ群の移動ベクトルξと、ｕｖ座標系におけるレンズ装置２０の輻輳角可変レンズ群の移動ベクトルηの概略図を示す。仮に、レンズ装置１０の輻輳角可変レンズ群の偏心駆動軸と、レンズ装置２０の輻輳角可変レンズ群の偏心駆動軸が合致している場合、（１５）式のレンズ装置２０の輻輳角可変レンズ群の移動ベクトルηと、（１７）式のレンズ装置１０の輻輳角可変レンズ群の移動ベクトルξは合致する。ところが、例えば上記図９のようにずれていると、図１２で示すようにベクトルηとξは異なる値となる。

次に、レンズ装置１０及び２０の輻輳角可変レンズ群の偏心駆動軸の相対的な角度ずれθｒｏｔを算出する。θｒｏｔは、輻輳角演算手段３０４にて、以下の式に従って算出するのがよい。

θｒｏｔ＝ａｒｃｓｉｎ（（ｙ１０´−ｙ１０）／ｚ２０） …（１８）
Ｓ３０７では、レンズ装置１０及び２０の輻輳角可変レンズ群の偏心駆動軸が合致するようにθｒｏｔを補正し、Ｓ３０８へ移行する。

Ｓ３０７は、図１で示した構成ブロック図のシステムにおいて、以下の制御で行うのがよい。例えば、レンズ装置１０の輻輳角可変レンズ群の偏心駆動軸ｙｚ座標系を、レンズ装置２０の輻輳角可変レンズ群の偏心駆動軸ｕｖ座標系に合致させる。

まず、レンズ装置１０の駆動制御部１０８が連動制御部３０１より輻輳角駆動指令を受け取った時、駆動制御部１０８は記憶部１０７のデータから輻輳角可変レンズ群１０２２の駆動量に変換する。次に、前記輻輳角可変レンズ群１０２２の駆動量を、輻輳角演算手段３０４に送り、上記Ｓ３０６で算出したθｒｏｔ分座標を回転させたときの座標を、再びレンズ装置１０の駆動制御部１０８に伝えて輻輳角可変レンズ群１０２２を駆動させるのが良い。

Ｓ３０８は処理の終了である。

以上、３つの実施例をレンズとカメラが脱着可能なレンズ装置で説明を行ったが、レンズとカメラが一体となった撮像機器を２台用いても、同様の効果を得ることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１０、２０ レンズ装置
１０１ ズーム機構
１０１１ 変倍レンズ群駆動手段
１０１２ 変倍レンズ群
１０１３ 変倍レンズ群位置検出部
１０２ 輻輳角可変機構
１０２１ 輻輳角可変レンズ群駆動手段
１０２２ 輻輳角可変レンズ群
１０２３ 輻輳角可変レンズ群位置検出部
１０３ フォーカス機構
１０３１ フォーカスレンズ群駆動手段
１０３２ フォーカスレンズ群
１０３３ フォーカスレンズ群位置検出部
１０４ ズーム操作部
１０５ 輻輳角操作部
１０６ フォーカス操作部
１０７ 記憶部
１０８ 駆動制御部
１１、２１ 撮像装置
１１１ 撮像素子
１１２ ＣＰＵ
３０ 連動制御装置
３０１ 連動制御部
３０２ 補正開始通知手段
３０３ 入力手段
３０４ 輻輳角演算手段
３０５ 出力手段
３０６ 記憶部
４０ モニタ

Claims (4)

1. 変倍レンズ群、フォーカスレンズ群、及び偏心駆動させて光軸の角度を可変とする輻輳角可変レンズ群を有する第一のレンズ装置と、第一のレンズ装置と同じ仕様を持つ第二のレンズ装置と、第一及び第二のレンズ装置の各レンズ群を連動して駆動させるための連動制御装置から成り、
   連動制御装置は、第一及び第二のレンズ装置の設置条件を確認及び調整する為の設置モードを有し、
   設置モードは、任意の被写体に対する合焦時に、第一及び第二のレンズ装置における被写体距離と光軸角度を算出する算出手段と、算出した被写体距離と光軸角度により、第一のレンズ装置の撮影像が第二のレンズ装置の撮影像と重なるように、第一のレンズ装置の輻輳角可変レンズ群を駆動して調整した時の調整駆動量を検知する為の検知手段を有し、
   前記調整モード開始時点での第一及び第二のレンズ装置の設置条件における輻輳調整可能な距離範囲を算出し、所定の輻輳調整距離範囲に対して、前記で算出された輻輳調整可能な距離範囲が確保されているかを判定し、その結果を出力することを特徴とする立体撮影システム。
2. 第一のレンズ装置を左目相当、第二のレンズ装置を右目相当とした時、レンズ装置に予め記憶されている、各ズームポジションにおける輻輳角可変レンズ群の位置に対する光軸の角度の対応データを、前記輻輳調整可能な距離範囲を確保するように、以下の式に従って補正することを特徴とする請求項１に記載の立体撮影システム。
   第一のレンズ装置について
   θｃ１´＝θｃ＋θｇａｐ／２
   第二のレンズ装置について
   θｃ２´＝−θｃ１´
   上記式において、θｃ１は第一のレンズ装置の補正前の光軸の角度、θｃ１´は第一のレンズ装置の補正後の光軸の角度、θｃ２は第二のレンズ装置の補正前の光軸の角度、θｃ２´は第一のレンズ装置の補正後の光軸の角度、θｇａｐは、第一のレンズ装置の撮影像が第二のレンズ装置の撮影像と重なるように、第一のレンズ装置の輻輳角可変レンズ群を駆動して調整した時の調整駆動量から算出された、第一及び第二のレンズ装置の光軸の相対的な角度ずれを表す。
3. 第一のレンズ装置の輻輳角可変レンズ群の偏心駆動軸と、第二のレンズ装置の輻輳角可変レンズ群の偏心駆動軸とのずれの角度を検出し、前記二つの軸が合致するように補正することを特徴とする請求項１に記載の立体撮影システム。
4. 前記調整モード実施時のズームポジションがレンズ装置の望遠端であることを特徴とする請求項１に記載の立体撮影システム。