JP2017527839A - 単眼式立体カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】単眼式立体カメラを提供する。【解決手段】本発明に係る単眼式立体カメラは、第３結像レンズ組立体として近接拡大撮影の可能なマクロレンズを使用するか、或いは第２結像レンズ組立体と組み合わされてマクロレンズの特性を有する望遠系のレンズを使用するため、様々な第１結像レンズ組立体を使用することができ、ビネッティング（ｖｉｇｎｅｔｔｉｎｇ）現象を減らすことができ、カメラの全長を減らすことができ、光軸を調節しなければならない変数の中から重複する或いは代替可能な調節変数を除去し、撮影時に調節しなければならない変数と、一度調節したら撮影時には固定してもよい調節変数を区分することにより、その操作及び作動が容易かつ簡単で構造が単純であるという長所を持つ。【選択図】図２

Description

本発明は、単眼式立体カメラに係り、さらに具体的には、第３結像レンズ組立体として近接拡大撮影の可能なマクロレンズを使用するか、或いは第２結像レンズ組立体と組み合わされてマクロレンズの特性を有する望遠系のレンズを使用することにより、様々な第１結像レンズ組立体を使用することができ、ビネッティング（ｖｉｇｎｅｔｔｉｎｇ）現象を減らすことができ、カメラの全長を減らすことができ、光軸を調節しなければならない変数の中から重複する或いは代替可能な調節変数を除去し、撮影時に調節しなければならない変数と、一度調節したら撮影時には固定してもよい調節変数を区分することにより、その操作及び作動が容易かつ簡単で構造が単純である、単眼式立体カメラに関する。

立体カメラは、２台のカメラを用いて被写体の左眼画像と右眼画像を同時に獲得することができるカメラであって、通常の立体カメラは、被写体の左眼画像を獲得する左眼カメラ、被写体の右眼画像を獲得する右眼カメラ、及び左眼カメラと右眼カメラを据え置く立体カメラリグを含む。

前記立体カメラリグは大きく平行方式（水平方式）と直交方式に区分される。平行方式の立体カメラリグは左眼カメラと右眼カメラを被写体に向けて互いに平行となるように一定の距離を離隔させて据え置くが、左眼カメラと右眼カメラがそれぞれ被写体の光を受光して画像を獲得することができるようにする。

直交方式の立体カメラリグは、図１に示すように、左眼カメラ４及び右眼カメラ２が互いに直角をなすように設置されるが、ハーフミラーＨによって反射された光軸上には右眼カメラ２を据え置き、ハーフミラーＨを通過した光軸上には左眼カメラ４を据え置くことにより、左眼カメラ４と右眼カメラ２がハーフミラーＨを介して間接的に被写体１の光を受光して画像３、５を獲得することができるようにする。

特に、直交方式の立体カメラは、平行方式の立体カメラと比較して、平面上の体積を小さくすることができるので、ジミージブ（ｊｉｍｍｙｊｉｂ）のようにカメラの移動半径が大きい撮影に使用するときに非常に有利である。

一方、直交方式の立体カメラリグは、据え置かれるカメラ２、４をしっかりと固定することができなければならず、左眼カメラ４及び右眼カメラ２が獲得する画像３、５間の両眼視差（ｂｉｎｏｃｕｌａｒ ｄｉｓｐａｒｉｔｙ、ｄ）及び注視角（ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ ａｎｇｌｅ）などの調節のために精密にカメラ２、４の位置と角度などを調節しなければならないが、画像撮影の特徴上、カメラの移動が多いので、撮影中にカメラ２、４の位置と角度などの調節が容易ではないという問題点がある。

かかる問題点を解決するための方案が韓国特許登録第１２１４８５５号（発明の名称：ハーフミラーボックスを備えた直交方式の立体カメラリグ）などに記載されている。

前記立体カメラリグは、左眼カメラ４及び右眼カメラ２のいずれか一方または両方を調節モジュールに装着し、前記調節モジュールを用いて両眼視差ｄと注視角を調節する。すなわち、前記調節モジュールは、装着されたカメラを直線移動させて両眼視差ｄを調節する機能と、装着されたカメラを回転させて注視角を調節する機能を共に行う。

しかし、前記調節モジュールを用いた両眼視差の調節及び注視角の調節は非常に複雑であるため、撮影現場に適用するには困難が多い。また、前記調節モジュールは、その構造が非常に複雑であるため製作が難しく、その製作費用が非常に高いという問題点がある。

一方、立体カメラリグでは、ハーフミラーＨの前方に第１結像レンズ６が設置されることも可能である。第１結像レンズ６は、被写体１から出てくる光を収束させる役割をするが、被写体１の種類、被写体１までの距離、撮影目的などに応じて適切な第１結像レンズ６を使用しなければならないが、使用可能な第１結像レンズ６の種類がカメラ２、４の撮像面の大きさと位置、レンズによって制限されるという問題点がある。よって、撮影に最も適した第１結像レンズ６をより幅広く選択使用することができるように、立体カメラの構成を改善する必要性がある。

本発明は、かかる問題点を解決するために提案されたもので、その目的は、第１結像レンズ組立体に使用可能なレンズの選択幅が広い単眼式立体カメラを提供することにある。

本発明の他の目的は、両眼視差、注視角（パンニング）、チルティング、ローリング及びカメラ位置などを容易かつ高速かつ簡単に調節することができる単眼式立体カメラを提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明に係る単眼式直交リグ立体カメラは、第１結像レンズ組立体１０と；第１結像レンズ組立体１０を通過した光線のうち、一部は反射し、残りは通過させるハーフミラーＨと；第３結像レンズ組立体３１、４１と組み合わせて第３結像レンズ組立体の焦点位置を繰り上げ、第１結像レンズ組立体１０の後方に結んだ仮想の像を拡大し、色収差や像面湾曲などを減らす第２結像レンズ組立体と；ハーフミラーＨによって反射された光線を結像する第３結像レンズ組立体３１を含む第１カメラ３０と；ハーフミラーＨを通過した光線を結像する第３結像レンズ組立体４１を含む第２カメラ４０と；を備える。前記第３結像レンズ組立体３１、４１は互いに直角をなすように配置される。

前記第２結像レンズ組立体は、第１結像レンズ組立体１０とハーフミラーＨとの間に設置されるか、或いはハーフミラーＨと第３結像レンズ組立体３１、４１との間に設置されてもよい。

前記第３結像レンズ組立体３１、４１が近接拡大撮影の可能なマクロレンズである場合には、第２結像レンズ組立体が選択的に備えられてもよい。すなわち、第３結像レンズ組立体３１、４１が第１結像レンズ組立体の後方の仮想の像を十分に拡大撮影することが可能であってビネッティング現象がない程度に拡大機能を持つマクロレンズである場合には、第２結像レンズ組立体が備えられなくてもよい。

前記第３結像レンズ組立体３１、４１が一般な望遠系のレンズである場合、第１結像レンズ組立体を通過した像を近接拡大撮影することができるように、第２結像レンズ組立体を一緒に組み合わせてマクロレンズのような役割を果たすようにする。このときの拡大倍率は、第１結像レンズ組立体１０の後方に結んだ仮想の像の大きさとカメラ３０、４０に設置された撮像面３６、４６の大きさ及びシステム全体の長さ（第１結像レンズ組立体から撮像面までの光路の全長）に応じて定めるようにする。

本発明に係る単眼式水平リグ立体カメラは、第１結像レンズ組立体１０と；第１結像レンズ組立体１０を通過した光線のうち、一部は反射し、残りは通過させるハーフミラーＨと；ハーフミラーＨによって反射された光線とハーフミラーＨを通過した光線とが互いに平行となるように、ハーフミラーＨによって反射された光線及びハーフミラーＨを通過した光線の少なくとも一つを反射する反射部と；ハーフミラーＨによって反射された光を結像する第３結像レンズ組立体３４１と；ハーフミラーＨを通過した光を結像し、第３結像レンズ組立体３４１と平行に設置された第３結像レンズ組立体３３１と；第１結像レンズ組立体１０を通過した像を拡大し、第３結像レンズ組立体の焦点位置を繰り上げる役割をすることにより、第１結像レンズ１０の後方に結んだ像を最終拡大して撮影することができるようにする第２結像レンズ組立体と；を含む。

前記第２結像レンズ組立体は、第１結像レンズ組立体１０とハーフミラーＨとの間に設置されるか、或いはハーフミラーＨと第３結像レンズ組立体３４１、３３１との間に設置されてもよい。

前記第３結像レンズ組立体３４１、３３１が近接拡大撮影の可能なマクロレンズである場合には、第２結像レンズ組立体が備えられてもよく、備えられなくてもよい。

前記第３結像レンズ組立体３４１、３３１が一般な望遠系のレンズである場合、第３結像レンズ組立体３４１、３３１は、第２結像レンズ組立体と組み合わされてマクロレンズの役割をすることにより、第１結像レンズ組立体を通過した像を最終拡大撮影することができるようにする。

第３結像レンズ組立体３４１、３３１は、同一のカメラ本体３５０に設置されるか、或いはそれぞれのカメラ本体に設置されてもよい。

前記単眼式水平リグ立体カメラにおいて、第１結像レンズ組立体１０とハーフミラーＨと第２結像レンズ組立体はアダプタ部をなし、第３結像レンズ組立体３３１、３４１とカメラ本体はカメラ部をなし、前記アダプタ部はカメラ部に着脱可能に設置されてもよい。

よって、従来の製品（カメラ部）にアダプタ部が設置されることにより、本発明を実現することもできる。

本発明において、絞り３２、４２は、第３結像レンズ組立体に設置され、第１結像レンズ組立体１０には設置されないことが好ましい。そして、絞りが設置されたレンズを第１結像レンズ組立体として使用しても、第１結像レンズ組立体１０に設置された絞りが開放された状態で撮影が行われる。

本発明に係る単眼式直交リグ立体カメラは、ｙ軸を中心に第１カメラ３０を回動させるチルティング手段６００と、ｘ軸を中心に第１カメラ３０を回動させる第１パンニング手段５００と、第１カメラ３０の位置を調節するために、第１カメラ３０をｘ、ｙ、ｚ軸に沿ってそれぞれ選択的に直線移動させることができる第１、２、３位置調節部１１０、１２０、１３０と、ｚ軸を中心に第２カメラ４０を回動させる第２パンニング手段７００と、ｘ軸を中心に第２カメラ４０を回転させるローリング手段８００と、第２カメラ４０の位置を調節するために、第２カメラ４０をｘ、ｙ、ｚ軸に沿ってそれぞれ選択的に直線移動させることができる第４、５、６位置調節部１４０、１５０、１６０とを含むことができる。参考までに、第１結像レンズ組立体１０はｘ軸方向に設置され、光線はｘ軸方向に入射され、前記ｘ、ｙ、ｚ軸は互いに直角をなす三つの軸である。

すなわち、前記単眼式直交リグ立体カメラは、ｚ軸を中心に第１カメラ３０を回転させるローリング手段を備えず、ｙ軸を中心に第２カメラ４０を回動させるチルティング手段を備えない。

前記チルティング手段６００と第１、２パンニング手段５００、７００とローリング手段８００は同一の構成を有する。つまり、上面が凹状の曲面からなり、前記上面には長孔５１２が設けられ、長孔５１２の周りにはガイド突出部５１３が突設されたベースフレーム５１０と；前記曲面に型合わせされる凸面が下面を成し、ボルト孔５５１が側面に設けられた上部フレーム５５０と；ガイド突出部５１３によってガイドされながらスライド可能に前記上面に設置され、その側面には結合溝５６１が設けられたスライドレール５６０と；前記長孔５１２の内部で長孔５１２に沿って直線移動することができ、その上面には半球状の溝が設けられた移動ブロック５７１、半球状を有し、前記溝に設置されて自由に回転できるハブ５７２、及び下端がハブ５７２に結合され且つ上端が上部フレーム５５０に連結される連結ピン５７３を含む直線移動部と；ベースフレーム５１０に設置され、移動ブロック５７１を押したり引いたりして移動ブロック５７１を直線移動させる駆動部５８０と；を含む。

前記ボルト孔５５１に設置された調節ボルト５５３が結合溝５６１に挿入されてスライドレール５６０を加圧すれば、上部フレーム５５０がベースフレーム５１０に固定され、調節ボルト５５３がスライディングレール５６０を加圧しなければ、上部フレーム５５０がベースフレーム５１０に対してスライドできる。

一方、第２、５位置調節部１２０、１５０は、第１、２カメラ３０、４０を選択的にｙ軸に沿って直線移動させる。

前記第２、５位置調節部１２０、１５０は、下部ブロック１２６；下部ブロック１２６の上でスライドできるように設置された上部ブロック１２１；下部ブロック１２６と上部ブロック１２１とを連結するように設置された弾性部材１２９；上部ブロック１２１を押して移動させる移動部材；及び上部ブロック１２１を下部ブロック１２６に対して固定させる固定部材；を備える。

移動部材は、弾性部材１２９の弾性力を克服しながら上部ブロック１２１をスライドさせ、前記スライドの後に固定部材を用いて上部ブロック１２１を下部ブロック１２６に固定する。

本発明に係る単眼式立体カメラは、次のような効果を持つ。

第一に、第１結像レンズ組立体に使用可能なレンズの選択の幅が広い。

第二に、両眼視差、注視角（パンニング）、チルティング、ローリング及びカメラ位置などを容易且つ高速且つ簡単に調節することができる。

直交方式の立体カメラリグの構成を示す図である。 本発明の第１実施例に係る立体カメラの構成を示す図である。 本発明に備えられた第２結像レンズ組立体の役割を示すための図である。 本発明に備えられた第２結像レンズ組立体の役割を示すための図である。 本発明に備えられた第２結像レンズ組立体の役割を示すための図である。 本発明の第２実施例に係る立体カメラの構成を示す図である。 本発明の第３実施例に係る立体カメラの構成を示す図である。 本発明の第４実施例に係る立体カメラの構成を示す図である。 本発明の第１実施例に係る立体カメラを示す斜視図である。 図６の立体カメラの内部構造を示す斜視図である。 図６の立体カメラの内部構造を示す斜視図である。 図７の立体カメラに備えられた第１カメラ、チルティング手段、第１パンニング手段及び第１位置調節部を示す斜視図である。 図１０の背面図である。 図７の立体カメラに備えられた第２カメラ、ローリング手段、第２パンニング手段及び第２位置調節部を示す斜視図である。 第１、２カメラのベース板、及びｙ方向の位置を調節するための位置調節部を示す斜視図である。 図１３のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。 図１３のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。 図７の立体カメラに備えられた第１パンニング手段を示す斜視図である。 図１６の第１パンニング手段を示す分解斜視図である。 図１６の第１パンニング手段を示す分解斜視図である。 図１７の第１パンニング手段が作動することを示す断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明について詳細に説明する。これに先立ち、本明細書及び請求の範囲に使用された用語または単語は、通常的かつ辞典的な意味に限定して解釈されてはならず、発明者が自分の発明を最善の方法で説明するために用語の概念を適切に定義することができるという原則に基づき、本発明の技術的思想に符合する意味と概念で解釈されなければならない。したがって、本明細書に記載された実施例と図面に示された構成は、本発明の実施例に過ぎず、本発明の技術的思想をすべて代弁するものではないので、本出願時点においてこれらを代替することができる様々な均等物と変形例があり得ることを理解すべきである。

上述したように、本発明は、第１結像レンズ組立体に使用可能なレンズの選択の幅を広げようとする目的及び効果と、両眼視差、注視角（パンニング）、チルティング、ローリング及びカメラ位置などを容易かつ高速かつ簡単に調節しようとする目的及び効果を有する。以下では、前記二つの目的及び効果のための構成を順次説明する。そして、本明細書における「〜〜結像レンズ組立体」は、一つのレンズからなってもよいが、２つ以上のレンズからなってもよい。

１．第１結像レンズ組立体に使用可能なレンズの選択の幅を広げるための構成
（１）第１実施例
図２は、本発明の第１実施例に係る立体カメラの構成を示す図である。
図面を参照すると、立体カメラ１００は、単眼式直交リグであって、第１カメラ３０と第２カメラ４０とが互いに直角をなすように設置される。具体的には、立体カメラ１００は、第１結像レンズ組立体１０と、第１結像レンズ組立体１０の後方に設置された第２結像レンズ組立体２０と、ハーフミラーＨと、ハーフミラーＨによって反射された光軸上に設置された第１カメラ３０と、ハーフミラーＨを通過した光軸上に設置された第２カメラ４０とを含む。

第１結像レンズ組立体１０は、被写体８から入射された光を収束させる。第１結像レンズ組立体１０は、交換可能に設置されるが、撮影目的、被写体の種類、被写体までの距離などを考慮して適切なレンズを選択して設置する。

第２結像レンズ組立体２０は、第３結像レンズ組立体３１、４１と組み合わされて焦点位置を近接するようにする役割と、色収差及び像面湾曲を減らす役割をする。また、ハーフミラーＨと第１結像レンズ組立体１０とを繋ぐ光軸上で前後に移動することができるように設置され、撮影の際に、第１結像レンズ組立体１０の焦点範囲を超える被写体に焦点を合わせることができるように補助焦点調節の役割をすることができる。この際、主被写体の位置が第１結像レンズ組立体１０の焦点調節範囲を超えて近接している場合、第２結像レンズ組立体２０を第３結像レンズ組立体３１、４１の方向に移動させ、近接している被写体に焦点を合わせることができ、主被写体が第１結像レンズ組立体１０の焦点調節範囲を超えて遠距離にある場合、第２結像レンズ組立体２０を第１結像レンズ組立体１０の方向に移動させ、焦点調節範囲を超えて遠距離にある被写体に焦点を合わせることができる。

第１カメラ３０は第３結像レンズ組立体３１とカメラ本体３５を含む。第２カメラ４０は第３結像レンズ組立体４１とカメラ本体４５を含む。カメラ本体３５、４５の内部には撮像面３６、４６がそれぞれ備えられる。

第３結像レンズ組立体３１はハーフミラーＨによって反射された光を結像させ、第３結像レンズ組立体４１はハーフミラーＨを通過した光を結像させる。

第３結像レンズ組立体３１、４１は、ベースレンズであって、近接拡大撮影が可能なマクロレンズが使用できる。そして、第３結像レンズ組立体３１、４１にマクロレンズを使用して拡大倍率が十分である場合には、第２結像レンズ組立体２０を無くすこともできる。

第３結像レンズ組立体３１、４１に望遠系のレンズが使用される場合、第３結像レンズ組立体３１、４１は、第２結像レンズ組立体２０と組み合わされてマクロレンズのような役割をすることになる。

第１結像レンズ組立体１０として様々なレンズが使用できるようにするためには、第１結像レンズ組立体１０の後方に生じた仮想の像を、第２結像レンズ組立体２０と第３結像レンズ組立体３１、４１を用いて拡大して撮影する方式が好ましい。

このため、撮像面３６と第３結像レンズ組立体３１との距離、及び撮像面４６と第３結像レンズ組立体４１との距離を調節するのに限界がある場合、第３結像レンズ組立体３１、４１として望遠系のレンズを使用し、第２結像レンズ組立体２０を一緒に使用することにより近接撮影を可能にして第１結像レンズ組立体１０の像を拡大撮影するか、或いは、第３結像レンズ組立体３１、４１としてマクロ系（近接拡大撮影が可能なレンズ）のレンズを使用し、さらに第２結像レンズ組立体２０を用いて焦点位置をより近接するようにするとともに、第２結像レンズ組立体２０が色収差及び像面湾曲を補正する機能を持つようにすることにより、第１結像レンズ組立体１０の後方に作られた仮想の像を最終拡大して撮影することができる。

特に、カメラ撮像面３６４６の大きさが、第１結像レンズ組立体１０によって作られた仮想の第１焦点面の像９の大きさよりも大きい場合には、第３結像レンズ組立体３１、４１として、近接拡大撮影が可能なマクロレンズを使用することにより、ビネッティング（ｖｉｇｎｅｔｔｉｎｇ）を減らすことができ、第１結像レンズ組立体１０の選択の幅を広げることができる。

また、第３結像レンズ組立体３１４１として近接拡大撮影の可能なマクロレンズを使用することにより、望遠系のレンズを使用する場合に比べて、第１結像レンズ組立体１０からカメラ撮像面３６、４６までのシステム全体の大きさを減らす効果も生じる。

一方、前述したような効果を得るために、第２結像レンズ組立体２０として、倍率のさらに高いレンズ（レンズの焦点距離が短いレンズ）を使用することもできるが、第２結像レンズ組立体２０の倍率を高める方法よりも、第３結像レンズ組立体３１、４１として、近接拡大撮影の可能なレンズを使用することにより、より歪みが少なく高い画質の結果物を得ることができる。

一方、本発明によれば、絞り３２、４２は、第３結像レンズ組立体３１、４１にそれぞれ設置され、第１結像レンズ組立体１０には設置されないことが好ましい。そして、絞りが設置されたレンズを第１結像レンズ組立体として使用しても、第１結像レンズ組立体１０に設置された絞りは開放された状態で撮影が行われる。このような構成はビネッティングを防止する効果を持つ。

上述したように、本発明では、第３結像レンズ組立体３１、４１としてマクロレンズを用いて拡大倍率が十分である場合には、第２結像レンズ組立体２０を無くすこともでき、第３結像レンズ組立体３１、４１として望遠系のレンズが使用される場合には、第３結像レンズ組立体３１、４１と第２結像レンズ組立体２０とが組み合わされてマクロレンズのような役割をするが、これに関連して、第２結像レンズ組立体２０の機能を図３ａ〜図３ｃを参照して説明すると、以下のとおりである。

図３ａ〜図３ｃは、ハーフミラーＨと第１カメラ３０がない場合を示しているが、第２結像レンズ組立体２０が設置されているときと設置されていないときの違いを理解するのに利用できる。

図３ａは第２結像レンズ組立体２０が設置されている場合を示し、図３ｂは第２結像レンズ組立体２０が設置されていない場合を示す。第２結像レンズ組立体２０は、第３結像レンズ組立体４１の焦点位置を繰り上げる役割、すなわち、第３結像レンズ組立体４１の焦点位置を図面の右側に移動させる役割をするので、全体システムの長さ（第１結像レンズ組立体１０から撮像面４６までの長さ）を減らすことができるようにする（第１結像レンズ組立体の位置を図面の右側に移動させることができるようにする）。

再度付言すれば、第３結像レンズ組立体４１の焦点位置は、第１結像レンズ組立体１０の仮想の像９の位置とならなければならないので、近接拡大撮影可能に製作されたレンズ（例えば、マクロレンズ）を第３結像レンズ組立体４１として使用するか、或いは一般な望遠系のレンズ（一般な焦点調節位置値を持つレンズ）を使用する場合には、第２結像レンズ組立体２０を一緒に使用して第３結像レンズ組立体４１の焦点位置を繰り上げる効果をもたらすことができる。

図３ａの場合は正常な像が形成されるのに対し、図３ｂの場合は第３結像レンズ組立体４１の焦点位置と第１結像レンズ組立体１０の仮想の像９の位置とが合わないので、正常な像が形成されない。この場合には、図３ｃに示すように、第１結像レンズ組立体１０を第３結像レンズ組立体４１からさらに遠くに位置させなければならないが、ビネッティングが生じるという問題点がある。

（２）第２実施例
図４は本発明の第２実施例に係る立体カメラの構成を示す図である。図４の図面参照符号の中でも、図２〜図３ｃの図面参照符号と同じものは同じ構成要素を示す。

図面を参照すると、立体カメラ２００は、単眼式直交リグであって、第１カメラ３０と第２カメラ４０とが互いに直角をなすように設置される。具体的に、立体カメラ２００は、第１結像レンズ組立体１０と、第１結像レンズ組立体１０の後方に設置された第２結像レンズ組立体２１、２２と、ハーフミラーＨと、ハーフミラーＨによって反射された光軸上に設置された第１カメラ３０と、ハーフミラーＨを通過した光軸上に設置された第２カメラ４０とを含む。

立体カメラ２００は、立体カメラ１００と比較して、第２結像レンズ組立体２１、２２がハーフミラーＨの後方に設置されたことを除いては立体カメラ１００と同様である。したがって、ハーフミラーＨによって反射された光は、第２結像レンズ組立体２１を経由した後、第３結像レンズ組立体３１に入射され、ハーフミラーＨを通過した光は、第２結像レンズ組立体２２を経由した後、第３結像レンズ組立体４１に入射される。

そして、第３結像レンズ組立体３１、４１としてマクロレンズまたは望遠系のレンズが使用できるという点と、第３結像レンズ組立体３１、４１としてマクロレンズが使用される場合には第２結像レンズ組立体２１、２２を無くすこともできるという点と、第３結像レンズ組立体３１、４１として望遠系のレンズが使用される場合には第３結像レンズ組立体３１、４１と第２結像レンズ組立体２１、２２とが組み合わされて焦点位置を近接するようにするという点などは、立体カメラ１００と同様である。

但し、立体カメラ２００は、立体カメラ１００とは異なり、第２結像レンズ組立体２１、２２を随時光軸に沿って前後に移動させる装置を有しないことが好ましいが、これは、第２結像レンズ組立体２１、２２を随時移動させることにより得られる焦点範囲の拡張による利得よりも、左右両眼の焦点を個別に調節することにより必要とされる時間の損害がさらに大きいためである。

（３）第３実施例
図５は本発明の第３実施例に係る立体カメラの構成を示す図である。図５の図面参照符号の中でも、図２〜図４の図面参照符号と同一のものは同一の構成要素を示す。

図面を参照すると、立体カメラ３００は、単眼式水平リグであって、アダプタ部とカメラ部を含む。

アダプタ部は、第１結像レンズ組立体１０と、第１結像レンズ組立体１０の後方に設置されたハーフミラーＨと、反射部と、第２結像レンズ組立体２１、２２とを含む。
反射部は、ハーフミラーＨによって反射された光とハーフミラーＨを通過した光とが互いに平行となるように、ハーフミラーＨによって反射された光及びハーフミラーＨを通過した光の少なくとも一つを反射する。

図５は前記反射部の一例を示しているが、反射部は、ハーフミラーＨを通過した光を第３結像レンズ組立体３３１側へ反射するミラー３６３、３６５と、ハーフミラーＨによって反射された光を第３結像レンズ組立体３４１側へ反射するミラー３６１とを含むことができる。

したがって、第１結像レンズ組立体１０を通過した光のうち、一部は、ハーフミラーＨを通過した後、ミラー３６３、３６５によって反射されて第２結像レンズ組立体２１に入射され、残りは、ハーフミラーＨとミラー３６１によって順次反射された後、第２結像レンズ組立体２２に入射される。

カメラ部は第３結像レンズ組立体３３１、３４１とカメラ本体３５０を備える。第２結像レンズ組立体２１を経由した光は第３結像レンズ組立体３３１に入射され、第２結像レンズ組立体２２を経由した光は、第３結像レンズ組立体３４１に入射される。

第３結像レンズ組立体３３１、３４１にマクロレンズまたは望遠系のレンズが使用できるという点と、第３結像レンズ組立体３３１、３４１にマクロレンズが使用される場合には第２結像レンズ組立体２１、２２を無くすこともできるという点と、第３結像レンズ組立体３３１、３４１に望遠系のレンズが使用される場合には第３結像レンズ組立体３３１、３４１と第２結像レンズ組立体２１、２２とが組み合わされて焦点位置を近接するようにするという点などは、立体カメラ１００、２００と同様である。

一方、図面では、カメラ部が一体型２眼式であるが、２台のカメラからなってもよく、このような点は本明細書を参照した当業者に自明であろう。

前記カメラ部は、２眼式立体カメラ（すなわち、一体型２眼式立体カメラまたは２台のカメラ）でも水平式リグでもよい。そして、アダプタ部はカメラ部に着脱可能に取付けられる。したがって、従来の立体カメラ製品である２眼式立体カメラまたは水平式リグにアダプタ部を着脱可能に設置することにより、本実施例が実現されることも可能である。一方、アダプタ部がカメラ部に着脱可能に設置される構成は、公知の技術であって、当業者が容易に実現することができるものなので、ここではその説明を省略する。

（４）第４実施例
図６は本発明の第４実施例に係る立体カメラの構成を示す図である。図６の図面参照符号のうち、図２〜図５の図面参照符号と同じものは同一の構成要素を示す。

図面を参照すると、立体カメラ４００はアダプタ部とカメラ部を含む。立体カメラ４００は、立体カメラ３００に比べて、第２結像レンズ組立体２０がハーフミラーＨの前方に設置された以外は立体カメラ３００と同様である。したがって、第１結像レンズ組立体１０を通過した光のうち、一部は、ハーフミラーＨとミラー３６１によって反射されて第３結像レンズ組立体３４１に入射され、残りは、ハーフミラーＨを通過した後、ミラー３６３、３６５によって反射されて第３結像レンズ組立体３３１に入射される。

そして、第３結像レンズ組立体３３１、３４１にマクロレンズまたは望遠系のレンズが使用できるという点と、第３結像レンズ組立体３３１、３４１にマクロレンズが使用される場合には第２結像レンズ組立体２０を無くすこともできるという点と、第３結像レンズ組立体３３１、３４１に望遠系のレンズが使用される場合には、第３結像レンズ組立体３３１、３４１と第２結像レンズ組立体２０とが組み合わされて焦点位置を近接させるという点などは、立体カメラ３００と同様である。

第３実施例と同様に、カメラ部は、２眼式立体カメラ（すなわち、一体型２眼式立体カメラまたは２台のカメラ）でも水平式リグでもよい。アダプタ部は、カメラ部に着脱可能に設置できる。したがって、従来の立体カメラ製品である２眼式立体カメラまたは水平式リグにアダプタ部を着脱可能に設置することにより、本実施例が実現されることも可能である。

２．両眼視差、注視角（パンニング）、チルティング、ローリング及びカメラ位置などを容易かつ高速かつ簡単に調節するための構成
（１）単眼直交リグ式立体カメラの光軸調整対象
図１のような単眼式直交リグ立体カメラを用いて立体画像を撮影するためには、両眼水平式及び両眼直交式とは異なり、左眼カメラ４、右眼カメラ２、ハーフミラーＨ及びメイン鏡筒（図１に図示せず）の光軸を調整しなければならないが、これを説明すると、次のとおりである。

（Ｉ）左眼カメラ４：左眼カメラ４は、カメラの光軸が左右（ｙ方向）に移動可能でなければならず、前後（ｘ方向）に移動可能であって像の大きさを合わせなければならず、上下（ｚ方向）に移動可能でなければならない。また、左右にパンニング（ｚ軸を中心に回転（回動））が、上・下方向にチルティング（ｙ軸を中心に回転（回動））が、左・右眼カメラ４、２の水平が異なる場合に備えてローリング調整（ｘ軸を中心に回転（回動））が可能でなければならず、左眼カメラ４自体の焦点を調節することができなければならない。

（II）右眼カメラ２：右眼カメラ２は、左眼カメラ４と同様に、光軸が左右に移動可能であり、前後に移動可能であって像の大きさを合わせなければならず、上下移動が可能でなければならない。また、左右にパンニング（ｘ軸を中心に回転（回動））が、上・下方向にチルティング（ｙ軸を中心に回転（回動））が、左・右眼カメラ４、２の水平が異なる場合に備えてローリング（ｚ軸を中心に回転（回動））調整が可能でなければならず、右眼カメラ２自体の焦点を調節することができなければならない。

（III）ハーフミラーＨ：ハーフミラーは、光の半分は透過させ、光の半分は直角に向きを変えなければならないので、設置角度が正確に光軸に対して４５°に設置されなければならないが、物理的な生産誤差により角度と位置を正確に一致させることが難しいため、角度が調節できるようにしなければならない。したがって、ハーフミラーＨの角度を調節することができるようにチルティング調節が可能でなければならず、左・右眼カメラ４、２の像の水平が変わることがあるので、ハーフミラーＨ自体のローリング、ハーフミラーＨの厚さ誤差による位置誤差値が生じることがあるので、ハーフミラーＨを前後移動可能にしなければならない。

（IV）メイン鏡筒：メイン鏡筒は、単眼式のみが持てる調節変数であって、第１結像レンズ組立体６の位置が前後に移動可能でなければならず、鏡筒が上下（ｚ軸）、左右（ｙ軸）方向に移動可能でなければならない。さらに、左右パンニング、上下チルティング及び自体の焦点調節が可能でなければならない。
以上をまとめると、下記表１のとおりである。表１は、単眼式直交リグ立体カメラを用いて立体画像を撮影するときに調節しなければならない変数を示す。

前記表１に示すように、すべての調節変数を調節するように直交リグを製作する場合、むしろ光軸調整に失敗する可能性がより高いが、これは上記の変数で現れうる場合の数が多いからである。各変数は＋、−の２つの値を持っているので、前記場合の数をすべて組み合わせると、
２^ｎ＝２^２３＝８，３８８，６０８
となり、８，３８８，６０８個の場合が出てくるが、実際は＋、−の値だけでなく、０の値も持つことができるので、３^２３という場合の数が出てくることもある。

撮影現場でこのようなすべての場合の数に短時間で対処することは事実上不可能である。したがって、本出願人は、単眼式直交リグ立体カメラの光軸調整を効率よく行うことができる技術の開発が切実に求められることを悟り、そのために長年の研究の末、前記調整変数の中から重複するまたは代替可能な調整変数を除去すると、光軸整列を効率よく行うことができるということを見出し、本発明を完成するに至った。

（２）重複及び代替可能な変数の分析
（Ｉ）左眼カメラ
（ａ）前後移動（ｘ方向の移動）：左眼カメラ４を前後に移動させる調節装置は、左像と右像が同じ大きさを持つように調節する役割をするので必ず必要であり、代替不可能である。しかし、全体カメラの重量を減らす必要がある場合、左眼カメラ４と右眼カメラ２のいずれか一つにのみ設置してもよい。
（ｂ）左右移動（ｙ方向の移動）：カメラの左右移動は両眼視差を調節しなければならないので必ず必要であり、撮影時にも随時調節しなければならない。両眼直交式の場合には、左・右眼カメラのいずれかに設置する場合もあるが、単眼直交式の場合には左眼カメラ４と右眼カメラ２の両方ともに設置しなければならない。
（ｃ）上下移動（ｚ方向の移動）：単眼直交式リグの特性上、必ず必要な調節装置であるが、一度固定されたら、撮影中には調節をする必要がない。
（ｄ）左右パンニング（ｚ軸基準の回動）：収束点（ｃｏｎｖｅｒｇｅｎｃｅ ｐｏｉｎｔ）（注視角の調節）調節のために必ず必要である。やはり左眼カメラ４及び右眼カメラ２の両方ともに必要である。
（ｅ）上下チルティング（ｙ軸基準の回動）：左眼カメラ４及び右眼カメラ２の少なくとも一方には必ず必要であり、ハーフミラーＨの反射光を撮影するカメラ２側に設置する場合には、ハーフミラーＨの設置角度の誤差を補償することができる用途で一緒に使用可能なので、反射光撮影カメラ（右眼カメラ２）に設置してハーフミラーＨのチルティング調節装置を削除することが好ましい。この場合、このカメラの位置値のうちメイン光軸（ｘ軸）と同じ方向に前後移動可能ように設置することが重要である。
（ｆ）ローリング（ｘ軸基準の回動）：ローリングは左右画面が同じ水平を持つように調節する装置であって、左眼カメラ４及び右眼カメラ２のいずれか或いはハーフミラーＨに設置して調節可能にすることが重要である。左・右眼カメラ４、２にローリング調節装置を設置する場合には、ハーフミラーＨのローリング機能を削除することが可能である。
（ｇ）焦点：左・右眼カメラ４、２のベースレンズ（第３結像レンズ組立体）の焦点調節機能は必ず必要である。しかし、撮影時には随時調節する必要がなく、一度固定した後はメインレンズ（第１結像レンズ組立体）の焦点調節のみで撮影が可能である。

（II）右眼カメラ
（ａ）前後移動（ｚ軸方向）：右眼カメラ２を前後に移動させる調節装置は、左像と右像が同じ大きさを持つように調節する役割をするので必ず必要であり、代替不可能である。しかし、全体カメラの重量を減らす必要がある場合には、左眼カメラ４と右眼カメラ２のいずれか一つにのみ設置してもよい。
（ｂ）左右移動（ｙ軸方向）：カメラの左右移動は両眼視差を調節しなければならないので必ず必要であり、撮影時にも随時調節しなければならない。両眼直交式の場合には、左・右眼カメラのいずれかに設置する場合もあるが、単眼直交式の場合には左眼カメラ４及び右眼カメラ２の両方ともに設置しなければならない。
（ｃ）上下移動（ｘ軸方向）：単眼直交式リグの特性上、必ず必要な調節装置であるが、一度固定されたら、撮影中には調節をする必要がない。
（ｄ）左右パンニング（ｘ軸基準の回動）：収束点の調節のために必ず必要である。やはり左眼カメラ４と右眼カメラ２の両方ともに必要であり、撮影中にも随時調節可能でなければならない。
（ｅ）上下チルティング（ｙ軸基準の回動）：左眼カメラ４及び右眼カメラ２の少なくとも一方には必ず必要であり、ハーフミラーＨの反射光を撮影するカメラ２側に設置する場合には、ミラーの設置角度の誤差を補償することができる用途で一緒に使用可能なので、反射光撮影カメラ（右眼カメラ２）に設置してハーフミラーＨのチルティング調節装置を削除することが好ましい。この場合、このカメラの位置値のうち、メイン光軸（ｘ軸）と同じ方向に前後移動可能に設置することが重要である。
（ｆ）ローリング（ｚ軸基準の回動）：ローリングは左右の画面が同じ水平を持つように調節する装置であって、左眼カメラ４及び右眼カメラ２のいずれか或いはハーフミラーＨに設置して調節することを可能にすることが重要である。左眼カメラ４または右眼カメラ２にローリング調節装置を設置する場合には、ハーフミラーＨのローリング機能を削除することが可能である。
（ｇ）焦点：左眼カメラ４及び右眼カメラ２のベースレンズ（第３結像レンズ組立体）の焦点調節機能は必ず必要である。ところが、撮影時には随時調節する必要がなく、一度固定された後はメインレンズ（第１結像レンズ組立体）の焦点調節のみで撮影が可能である。

（III）ハーフミラー
（ａ）前後移動（ｘ軸方向の移動）：ハーフミラーＨを前後に移動させる装置は必ず必要であるが、反射光を撮影するカメラ（右眼カメラ２）に上下チルティング機能を持たせるとともに、光軸方向にカメラを移動（ｘ軸方向）させることを可能にする場合には、ハーフミラーＨの前後移動装置は削除可能である。このとき、カメラの移動は、一度調整したら随時再調整する必要がない。
（ｂ）ローリング（ｘ軸基準の回動）：ハーフミラーＨのローリング機能を用いて左右画面の水平を合わせることができるが、カメラにローリング調節装置を設置する場合には、ハーフミラーＨのローリング調節装置は削除しても構わない。
（ｃ）上下チルティング（ｙ軸基準の回動）：ハーフミラーＨの設置誤差を補償するためにハーフミラーＨのチルティング調節を可能にすることが好ましいが、反射光撮影カメラ（右眼カメラ２）にカメラ移動（ｘ軸方向の移動）と上下チルティング（ｙ軸基準の回動）の調節ができるようにハーフミラーを設置する場合には、ハーフミラーＨのチルティング調節装置は削除しても構わない。

（IV）メイン鏡筒
（ａ）前後移動（ｘ軸方向の移動）：鏡筒の位置誤差により前後移動可能にしなければならないが、カメラの焦点調節機能で代替可能なので、削除しても構わない。
（ｂ）上下移動（ｚ軸方向の移動）：左眼カメラ４及び右眼カメラ２の光軸が鏡筒の光軸と上下方向にずれている場合に備えて設置することが好ましい。左眼カメラ４及び右眼カメラ２の上下方向の移動ができるように設置した場合にはこの機能を削除しても良いが、左眼カメラ４の光軸と右眼カメラ２の光軸とがは一致した状態でメイン鏡筒の光軸の高低が異なる場合には、より容易な調整のために設置することが好ましい。一度操縦した後、固定して撮影する。
（ｃ）左右移動（ｙ軸方向の移動）：メイン鏡筒の左右移動は左眼カメラ４及び右眼カメラ２の左右移動が頻繁に行われ、この機能が撮影時にも随時調節されなければならないので削除することが好ましい。
（ｄ）左右パンニング（ｚ軸基準の回動）：左眼カメラ４及び右眼カメラ２に左右移動と左右パンニング調節装置を設置する場合には削除しても構わない。
（ｅ）上下チルティング（ｙ軸基準の回動）：左眼カメラ４及び右眼カメラ２の上下移動機能とチルティング機能で代替可能である。
（ｆ）焦点：メイン鏡筒の焦点調節機能は、メインレンズ（第１結像レンズ組立体）の焦点領域を拡大することができる装置として設置することが好ましい。
以上をまとめると、下記表２のとおりである。表２は単眼式直交リグ立体カメラを用いて立体画像を撮影するときに重複及び代替可能な変数とそうでない変数を示す。

Ａ：随時調節が必須な項目
Ｂ：一度調整した後は固定して撮影することが可能な項目
Ｃ：削除可能な項目

前記表２を参照すると、左眼カメラに設置する調整装置のうち随時調節する項目は左右移動、左右パンニング、水平ローリングであり、前後移動、上下移動、焦点調節は、一度調整した後、撮影時には調節をしない変数である。

右眼カメラの場合には、左右移動、左右パンニング、上下チルティング調整項目が随時調節する項目であり、前後移動、上下移動、焦点調節項目は、一度調整した後は固定して撮影する項目である。メイン鏡筒の場合には、焦点は随時調整可能にし、上下移動可能にして操縦した後、固定撮影するように設計製作しなければならないことが分かる。

上記の研究によれば、実際の撮影時に随時調節が必要な変数は２^ｎ＝２^７＝１２８個になることが分かる。メイン鏡筒の焦点調節項目を削除する場合には、調節変数が６４個に減少する。

以下、上記の研究結果を実際に実現する単眼式直交リグ立体カメラを説明する。つまり、左眼カメラの前後・左右・上下移動、左右パンニング、水平ローリング及び焦点調節が可能であり（すなわち、左眼カメラの上下チルティングを必要とせず）、右眼カメラの前後・左右・上下移動、左右パンニング、上下チルティング及び焦点調節が可能である（すなわち、右眼カメラの水平ローリングを必要とせず）単眼式直交リグ立体カメラを以下に説明する。

図７は本発明の第１実施例に係る立体カメラを示す斜視図であり、図８及び図９はそれぞれ前記立体カメラの内部構造を示す斜視図である。

前記立体カメラ１００は、上述した立体カメラのうち、第１実施例に係る立体カメラを実現したものであって、両眼視差、注視角（パンニング）、チルティング及びローリングなどの調節を容易かつ高速かつ簡単に行うための構成を持っている。

図面を参照すると、立体カメラ１００は、第１結像レンズ組立体１０と、第２結像レンズ組立体２０と、第２結像レンズ組立体２０の後方に設置されたハーフミラーＨと、ハーフミラーＨによって反射された光を撮影する第１カメラ（右眼カメラ３０）と、ハーフミラーＨを通過した光を撮影する第２カメラ（左眼カメラ４０）とを含む。前記構成要素のうち、第１、２結像レンズ組立体１０、２０、鏡筒１５及びハーフミラーＨについては前述したことがあり、本明細書を参照した当業者がその設置構造を容易に分かることができるので、ここでは説明を省略する。

第１カメラ３０は第３結像レンズ組立体３１とカメラ本体３５を備える。

第３結像レンズ組立体３１は、ベースレンズであって、ハーフミラーＨによって反射された光を結像する。カメラ本体３５の内部には撮像面３６が備えられる。本発明では、近接拡大撮影の可能なマクロレンズが第３結像レンズ組立体３１として使用されるが、この点については上述したことがある。そして、第３結像レンズ組立体３１には絞り３２が含まれ得る。

第１カメラ３０は、右眼カメラなので、前後（ｘ方向）・左右（ｙ方向）・上下（ｚ方向）移動、左右パンニング（ｘ軸を中心に回転（または回動））、上下チルティング（ｙ軸を中心に回転（または回動））及び焦点調節が可能である。

前記前後・左右・上下移動は、第１、２、３位置調節部１１０、１２０、１３０によって行われる。

第１位置調節部１１０は第１カメラ３０を前後（ｘ方向）に移動させる。図１０及び図１１に示すように、第１位置調節部１１０は、ケース１０１に固定されるベース板１１１と、ケース１０１に形成された長孔１０３とを含む。

ベース板１１１は、その側面にボルト孔１１３が形成された平板であって、その上部には第２位置調節部１２０が設置される。

長孔１０３は、ケース１０１を貫通するように設けられた孔であって、前後（ｘ方向）に長く形成される。それぞれの長孔１０３は、それぞれのボルト孔１１３に対応するように形成される。したがって、長孔１０３を貫通してボルト孔１１３に締結されるボルト（図示せず）を設置することにより、ベース板１１１をケース１０１に固定させることができる。もしベース板１１１の位置を前方または後方に移動させようとすれば、前記ボルトを緩めた後、ベース板１１１を前方または後方に移動させ、しかる後に、前記ボルトを再び締めるとよい。

第２位置調節部１２０は第１カメラ３０を左右（ｙ方向）に移動させる。図１３〜図１５に示すように、第２位置調節部１２０は、上部ブロック１２１、下部ブロック１２６、下部ブロック１２６と上部ブロック１２１とを連結するように設置された弾性部材１２９、上部ブロック１２１を押して移動させる移動部材、及び上部ブロック１２１を下部ブロック１２６に対して固定させる固定部材を備える。

下部ブロック１２６はベース板１１１の上面に固定されるように設置される。上部ブロック１２１は、下部ブロック１２６に対してスライディングができるように下部ブロック１２６の上面に設置される。

下部ブロック１２６にはその長さ方向に沿って下部ガイドバー１２６ａが設置され、上部ブロック１２１にはその長さ方向に沿って上部ガイドバー１２１ａが設置される。上部ガイドバー１２１ａと下部ガイドバー１２６ａの向かい合う面には、三角形の溝が前記長さ方向に沿って形成され、断面正方形の棒１２１ｂが両側の前記溝に差し込まれるように設置される。前記棒１２１ｂは、上部ブロック１２１が下部ブロック１２６に対してスライドするときにスライディングをガイドする。

弾性部材１２９は、一方の端部が下部ブロック１２６の顎１２６ｃによって支持され、他方の端部が上部ブロック１２１の顎１２１ｃによって支持されるように設置される。弾性部材１２９は、顎１２１ｃ、１２６ｃが互いに離れるようにする力、すなわち、顎１２１ｃ、１２６ｃに対して押す力を作用させる。

移動部材は、支持台１２３と、支持台１２３に設置されたスクリューゲージ１２４とを含む。

支持台１２３は下部ブロック１２６の側面に結合される。スクリューゲージ１２４は、シンブル１２４ａと、シンブル１２４ａの回転により直線的に移動するスピンドル１２４ｂとを含む。スクリューゲージ１２４は、スピンドル１２４ｂが非常に精密に移動できるため、マイクロメーターなどに使われており、これにより、スクリューゲージ１２４についての詳細な説明は省略する。

スピンドル１２４ｂの先端は上部ブロック１２１の側面と接触するように設置される。シンブル１２４ａが回転すると、スピンドル１２４ｂが弾性部材１２９の押す力を克服しながら前方に前進し、これにより第１カメラ３０が移動することになる。

一方、シンブル１２４ａが前記回転方向と反対の方向に回転すると、スピンドル１２４ｂが後退するが、このとき、弾性部材１２９の押す力によって上部ブロック１２１の側面はスピンドル１２４ｂと密着した状態を維持することができる。

固定部材は、下部ブロック１２６の側面に垂直に設置された固定板１２７ａと、上部ブロック１２１の側面に固定されるように結合された螺子棒１２７ｂと、螺子棒１２７ｂに結合されるノブ１２７ｃとを備える。

固定板１２７ａには長孔１２７ｄが形成され、螺子棒１２７ｂは長孔１２７ｄを貫通するように設置される。螺子棒１２７ｂの外周面にはねじ山が形成されており、ノブ１２７ｃの内周面には前記ねじ山に型合わせされるねじ山が形成されている。

したがって、ノブ１２７ｃを回転させてノブ１２７ｃと固定板１２７ａとの間を緩めると、上部ブロック１２１が下部ブロック１２６に対してスライドできる状態となり、ノブ１２７ｃを逆回転させてノブ１２７ｃが固定板１２７ａを加圧する状態になると、固定板１２７ａと上部ブロック１２１との摩擦力によって上部ブロック１２１の位置が固定される。

両眼視差を調節するためには、まずノブ１２７ｃを回転させてノブ１２７ｃと固定板１２７ａとの間を緩めた後、シンブル１２４ａを回転させることにより、スピンドル１２４ｂが弾性部材１２９の押す力を克服しながら前方に前進するようにし、或いは弾性部材１２９の押す力によって後方に後退するようにし、これにより第１カメラ３０が移動するようにする。前記移動が完了した後は、ノブ１２７ｃを逆回転させてノブ１２７ｃが固定板１２７ａを加圧するようにして上部ブロック１２１の位置を固定する。

第２位置調節部１２０上には第１パンニング手段５００が設置される。第１パンニング手段５００はｘ軸を中心に第１カメラ３０を回転（または回動）させる。

図１６〜図１８に示すように、第１パンニング手段５００は、ベースフレーム５１０と、ベースフレーム５１０の上でスライドできる上部フレーム５５０と、ベースフレーム５１０の上面に設置されたスライドレール５６０と、上部フレーム５５０をスライドさせるための直線移動部と、直線移動部を駆動するための駆動部５８０とを含む。

ベースフレーム５１０は、その上面が凹状の曲面からなり、側面には貫通孔５１１が形成される。ベースフレーム５１０の中央には長孔５１２が形成され、長孔５１２は貫通孔５１１と連通する。長孔５１２の周りにはガイド突出部５１３が形成される。

上部フレーム５５０は、その下面が前記曲面に型合わせされ、その側面には多数のボルト孔５５１が側面を貫通するように形成される。上部フレーム５５０の下面が前記曲面に型合わせされるため、上部フレーム５５０がベースフレーム５１０の上でスライドすると、上部フレーム５５０は曲線を描きながら移動するが、この点については以下に説明する。

スライドレール５６０は、ガイド突出部５１３の側面にスライド可能に設置される。スライドレール５６０の下面は前記曲面に型合わせされるように形成され、スライドレール５６０の側面には多数の結合溝５６１が形成される。

ボルト孔５５１に設置された調節ボルト５５３が結合溝５６１に挿入されてスライドレール５６０をガイド突出部５１３に対して加圧すれば、上部フレーム５５０がベースフレーム５１０に固定され、調節ボルト５５３が結合溝５６１に挿入されるが、スライドレール５６０を加圧しなければ、上部フレーム５５０がスライドレール５６０と一緒にベースフレーム５１０に対してスライドできる。

前記直線移動部は、長孔５１２内でスライドができるように設置された移動ブロック５７１と、移動ブロック５７１と上部フレーム５５０とを連結するように設置された連結ピン５７３とを備える。前記駆動部５８０は、ベースフレーム５１０の側面に設置された結合ブロック５８１と、結合ブロック５８１を貫通するように設置されるスクリューゲージ５８５とを備える。

結合ブロック５８１には貫通ホールが形成されるが、結合ブロック５８１がベースフレーム５１０に結合されると、貫通ホールが貫通孔５１１と連通する。

スクリューゲージ５８５は、シンブルと、シンブルの回転によって直線的に移動するスピンドルとを含むが、スクリューゲージには上述したことがあるので、ここではその説明を省略する。

移動ブロック５７１は、図１７及び図１９に示すように、スピンドルの先端に連結されてスピンドルの前、後進に応じて長孔５１２内で直線移動する。移動ブロック５７１の上面には半球状の溝が形成され、前記溝には半球状のハブ５７２が設置される。前記ハブ５７２は溝内で自由に回転できる。

連結ピン５７３は、その下端がハブ５７２に結合され、その上端が上部フレーム５５０に連結される。図１９（ａ）の状態で前進または後進すると、ハブ５７２は溝との接触を維持した状態で自由に回転することができ、これにより、上部フレーム５５０はベースフレーム５１０の上面でスライドして回転する。

上述したように、第１パンニング手段５００は、ｘ軸を中心に第１カメラ３０を回転（または回動）させるが、この過程を要約説明すると、次のとおりである。

まず、調節ボルト５５３を緩めて上部フレーム５５０とスライドレール５６０がベースフレーム５１０に対してスライドできるようにする。

次いで、スクリューゲージ５８５を回転させて移動ブロック５７１を長孔５１２内で前後に移動させると、図１９に示すように、上部フレーム５５０がベースフレーム５１０の曲面に沿って回転する。所望の角度で上部フレーム５５０が回転すると、調節ボルト５５３を締めることで、調節ボルト５５３が結合溝５６１に挿入されてスライドレール５６０をガイド突出部５１３に対して加圧するようにすれば、上部フレーム５５０の位置が固定される。

一方、上部フレーム５５０の上面には据置台１７０が垂直に設置され、据置台１７０にはチルティング手段６００が設置される。チルティング手段６００は、垂直（ｚ軸方向）に設置されることを除けば、第１パンニング手段５００と同じ構造を持つ。したがって、チルティングのためにスクリューゲージ５８５を回転させると、上部フレーム５５０がベースフレーム５１０上でｙ軸を中心に回転（または回動）し、これにより第１カメラ３０もｙ軸を中心に回転（または回動）することになる。

チルティング手段６００の上部フレーム５５０には第３位置調節部１３０が備えられる。第３位置調節部１３０は第１カメラ３０を上下方向（ｚ軸方向）に移動させる。

第３位置調節部１３０は、上部フレーム５５０に設置された調節ブロック１３１と、調節ブロック１３１に設置された固定用ボルト１３３と、調節ブロック１３１に垂直にスライド可能に設置されたスライド板１３５とを備える。スライド板１３５にはレールが上下方向（ｚ軸方向）に形成され、その裏面には第１カメラ３０を固定させるための固定リング１３７が設置される。

固定用ボルト１３３は、緩めてスライド板１３５の垂直移動を可能にするか、或いは締めてスライド板１３５の位置を固定させるが、固定用ボルト１３３が緩めるか或いは締める構成は、本明細書を参照した当業者がその構造を容易に分かることができるので、ここではその説明を省略する。

一方、図１２は第２カメラ４０を示す斜視図である。図１２の図面参照符号のうち、図１〜図１１の図面参照符号と同じものは同一の構成要素を示す。

第２カメラ４０は第３結像レンズ組立体４１とカメラ本体４５を備える。

第３結像レンズ組立体４１は、ベースレンズであって、ハーフミラーＨを通過した光を結像する。カメラ本体４５の内部には撮像面４６が備えられる。本発明では、近接拡大撮影の可能なマクロレンズが第３結像レンズ組立体４１として使用されるが、この点については上述したことがある。第３結像レンズ組立体４１には絞り４２が含まれ得る。

第２カメラ４０は、左眼カメラなので、前後（ｘ方向）・左右（ｙ方向）・上下（ｚ方向）移動、左右パンニング（ｚ軸を中心に回転（または回動））、水平ローリング（ｘ軸を中心に回転（または回動））及び焦点調節が可能である。

前記前後・左右・上下移動は、第４、５、６位置調節部１４０、１５０、１６０によって行われる。具体的に、第４位置調節部１４０は第２カメラ４０を前後方向（ｘ方向）に移動させ、第５位置調節部１５０は第２カメラ４０を左右方向（ｙ方向）に移動させ、第６位置調節部１６０は第２カメラ４０を上下方向（ｚ方向）に移動させる。

第５位置調節部１５０はベース板１１１の上に設置される。一方、ベース板１１１はケース１０１に固定されるように設置されるが、この点については上述したことがある。

第５位置調節部１５０は、第１位置調節部１１０と比較して、その設置方向が異なることを除けば、その構造及び作動過程が同一である。

つまり、第５位置調節部１５０は図１３〜図１５に開示された構造を持つ。具体的に、シンブル１２４ａを回転させて上部ブロック１２１と固定板１２７ａとの間を緩めることで上部ブロック１２１をスライド可能状態にし、次いでシンブル１２４ａを回転させることにより、スピンドル１２４ｂが弾性部材１２９の押す力を克服しながら前方に前進するようにし或いは弾性部材１２９の押す力によって後方に後退するようにし、これにより第２カメラ４０が左または右に移動するようにする。前記移動が完了した後は、シンブル１２４ａを逆回転させてスピンドル１２４ｂが固定板１２７ａを加圧するようにして上部ブロック１２１の位置を固定する。

上部ブロック１２１には第２パンニング手段７００が設置される。第２パンニング手段７００は、第２カメラ４０をｚ軸を中心に回転（または回動）させる。第２パンニング手段７００は、第１パンニング手段５００と比較して、その設置方向が異なることを除けば、その構成及び作動過程が同一である。

つまり、第２パンニング手段７００は図１６〜図１９に開示された構造を持つ。具体的に、調節ボルト５５３を緩めて上部フレーム５５０とスライドレール５６０がベースフレーム５１０に対してスライド可能となるようにし、次いで、スクリューゲージ５８５を回転させて移動ブロック５７１を長孔５１２内で前後に移動させると、上部フレーム５５０がベースフレーム５１０の上部曲面に沿って回転する。所望の角度で上部フレーム５５０が回転完了すると、調節ボルト５５３を締めて調整ボルト５５３がスライドレール５６０をガイド突出部５１３に対して加圧するようにし、これにより上部フレーム５５０の位置が固定される。

一方、上部フレーム５５０の上面には据置台１７０が垂直に設置される。据置台１７０には第６位置調節部１６０が備えられるが、第６位置調節部１６０は第２カメラ４０を上下に移動させる。第６位置調節部１６０は、据置台１７０に上下方向（ｚ方向）に形成された多数の長孔１６１と、長孔１６１を貫通して上部フレーム５５０に締結されるボルト（図示せず）とを備える。

前記ボルトを緩めて据置台１７０が上下に移動するようにして第２カメラ４０の上下位置を調節した後、前記ボルトを再び締めることにより第２カメラ４０の上下位置を固定する。

据置台１７０の下端にはローリング手段８００が設置される。ローリング手段８００は第２カメラ４０をｘ軸を中心に回転（または回動）させる。ローリング手段８００は、第１パンニング手段５００と比較して、その設置方向が異なることを除けば、その構成及び作動過程が同一である。すなわち、ローリング手段８００は図１６〜図１９に開示された構造を持つ。

ローリング手段８００の下端には第４位置調節部１４０が備えられる。第４位置調節部１４０は第２カメラ４０を前後方向（ｘ軸方向）に移動させる。第４位置調節部１４０は、第３位置調節部１３０と比較して、その設置方向が異なることを除けば、その構成及び作動方法が同一である。すなわち、固定用ボルト１３３を緩めてスライド板１３５の水平移動を可能にして第２カメラ４０を前、後方に移動させた後、再び締めることにより第２カメラ４０の位置を固定する。

一方、以上では、ハーフミラーＨによって反射された光を結像させる第１カメラ３０を右眼カメラとして仮定し、ハーフミラーＨを通過した光を結像させる第２カメラ４０を左眼カメラとして仮定したが、このような仮定は変わりうる。すなわち、ハーフミラーＨによって反射された光を結像させる第１カメラ３０を左眼カメラとして仮定し、ハーフミラーＨを通過した光を結像させる第２カメラ４０を右眼カメラとして仮定することもできるが、このような点は本明細書を参照した当業者が自明に分かることができるだろう。

以上、左眼カメラ４０にローリング手段８００を設置し、右眼カメラ３０にローリング手段を設置していない場合を説明したが、ローリング手段を左眼カメラ４０と右眼カメラ３０に設置しない代わりに、ハーフミラーＨがｘ軸を基準に回動できるようにして、カメラに設置されたローリング手段を代替することも可能である。

Claims (13)

1. 第１結像レンズ組立体（１０）と、
   第１結像レンズ組立体（１０）を通過した光線のうち、一部は反射し、残りは通過させるハーフミラー（Ｈ）と、
   ハーフミラー（Ｈ）によって反射された光線を結像する第３結像レンズ組立体（３１）を含む第１カメラ（３０）と、
   ハーフミラー（Ｈ）を通過した光線を結像する第３結像レンズ組立体（４１）を含む第２カメラ（４０）とを備え、
   第３結像レンズ組立体（３１、４１）は互いに直角をなすように配置され、
   第３結合レンズ組立体（３１、４１）は近接拡大撮影が可能なレンズであることを特徴とする、単眼式立体カメラ。
2. 第３結像レンズ組立体（３１、４１）と組み合わされて第３結像レンズ組立体の焦点位置を近接するように変化させ、最終像の色収差と像面湾曲を減らす第２結像レンズ組立体をさらに備え、
   第２結像レンズ組立体は、第１結像レンズ組立体（１０）とハーフミラー（Ｈ）との間に設置されるか、或いはハーフミラー（Ｈ）と第３結像レンズ組立体（３１、４１）との間に設置されることを特徴とする、請求項１に記載の単眼式立体カメラ。
3. 第１結像レンズ組立体（１０）と、
   第１結像レンズ組立体（１０）を通過した光線のうち、一部は反射し、残りは通過させるハーフミラー（Ｈ）と、
   第２結像レンズ組立体と、
   ハーフミラー（Ｈ）によって反射された光線を結像する第３結像レンズ組立体（３１）を含む第１カメラ（３０）と、
   ハーフミラー（Ｈ）を通過した光線を結像する第３結像レンズ組立体（４１）を含む第２カメラ（４０）とを備え、
   第２結像レンズ組立体は、第１結像レンズ組立体（１０）とハーフミラー（Ｈ）との間に設置されるか、或いはハーフミラー（Ｈ）と第３結像レンズ組立体（３１、４１）との間に設置され、
   第２結像レンズ組立体は、第３結像レンズ組立体（３１、４１）と組み合わされて第３結像レンズ組立体の焦点位置を近接するように変化させ、最終像の色収差と像面湾曲を減らし、
   第３結像レンズ組立体（３１、４１）は互いに直角をなすように配置され、
   第３結像レンズ組立体（３１、４１）は、望遠系のレンズであり、第２結像レンズ組立体と組み合わされて近接拡大撮影が可能なマクロレンズの役割をすることを特徴とする、単眼式立体カメラ。
4. 第１結像レンズ組立体（１０）と、
   第１結像レンズ組立体（１０）を通過した光線のうち、一部は反射し、残りは通過させるハーフミラー（Ｈ）と、
   ハーフミラー（Ｈ）によって反射された光線とハーフミラー（Ｈ）を通過した光線とが互いに平行となるように、ハーフミラー（Ｈ）によって反射された光線及びハーフミラー（Ｈ）を通過した光線の少なくとも一つを反射する反射部と、
   ハーフミラー（Ｈ）によって反射された光を結像する第３結像レンズ組立体（３４１）と、
   ハーフミラー（Ｈ）を通過した光を結像し、第３結像レンズ組立体（３４１）と平行に設置された第３結像レンズ組立体（３３１）とを含み、
   第３結像レンズ組立体（３４１、３３１）は、同一のカメラ本体（３５０）に設置されるか或いはそれぞれのカメラ本体に設置され、
   第３結像レンズ組立体（３４１、３３１）は近接拡大撮影が可能なマクロレンズであることを特徴とする、単眼式立体カメラ。
5. 第３結像レンズ組立体（３３１、３４１）と組み合わされて第３結像レンズ組立体の焦点位置を近接するように変化させ、最終像の色収差と像面湾曲を減らす第２結像レンズ組立体をさらに含み、
   第２結像レンズ組立体は、第１結像レンズ組立体（１０）とハーフミラー（Ｈ）との間に設置されるか、或いはハーフミラー（Ｈ）と第３結像レンズ組立体（３４１、３３１）との間に設置されることを特徴とする、請求項４に記載の単眼式立体カメラ。
6. 第１結像レンズ組立体（１０）と、
   第１結像レンズ組立体（１０）を通過した光線のうち、一部は反射し、残りは通過させるハーフミラー（Ｈ）と、
   ハーフミラー（Ｈ）によって反射された光線とハーフミラー（Ｈ）を通過した光線とが互いに平行となるように、ハーフミラー（Ｈ）によって反射された光線及びハーフミラー（Ｈ）を通過した光線の少なくとも一つを反射する反射部と、
   第２結像レンズ組立体と、
   ハーフミラー（Ｈ）によって反射された光を結像する第３結像レンズ組立体（３４１）と、
   ハーフミラー（Ｈ）を通過した光を結像し、第３結像レンズ組立体（３４１）と平行に設置された第３結像レンズ組立体（３３１）とを含み、
   第２結像レンズ組立体は、第１結像レンズ組立体（１０）とハーフミラー（Ｈ）との間に設置されるか、或いはハーフミラー（Ｈ）と第３結像レンズ組立体（３４１、３３１）との間に設置され、
   第２結像レンズ組立体は、第３結像レンズ組立体（３４１、３３１）と組み合わされて第３結像レンズ組立体（３４１、３３１）の焦点位置を近接するように変化させ、最終像の色収差と像面湾曲を減らし、
   第３結像レンズ組立体（３４１、３３１）は、同一のカメラ本体（３５０）に設置されるか或いはそれぞれのカメラ本体に設置され、
   第３結像レンズ組立体（３４１、３３１）は、望遠系のレンズであり、第２結像レンズ組立体と組み合わされて近接拡大撮影が可能なマクロレンズの役割をすることを特徴とする、単眼式立体カメラ。
7. 第１結像レンズ組立体（１０）とハーフミラー（Ｈ）と第２結像レンズ組立体はアダプタ部をなし、第３結像レンズ組立体（３３１、３４１）とカメラ本体はカメラ部をなし、
   前記アダプタ部はカメラ部に着脱可能に設置されることを特徴とする、請求項５または６に記載の単眼式立体カメラ。
8. 絞り（３２、４２）は第３結像レンズ組立体に設置され、第１結像レンズ組立体（１０）には絞りが設置されないか或いは絞りが設置されているとしても、第１結像レンズ組立体に設置された絞りが開放された状態で撮影が行われることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の単眼式立体カメラ。
9. 第１結像レンズ組立体（１０）と、
   第１結像レンズ組立体（１０）を通過した光線のうち、一部は反射し、残りは通過させるハーフミラー（Ｈ）と、
   ハーフミラー（Ｈ）によって反射された光線を結像する第３結像レンズ組立体（３１）を含む第１カメラ（３０）と、
   ハーフミラー（Ｈ）を通過した光線を結像する第３結像レンズ組立体（４１）を含み、 第１カメラ（３０）と直角をなすように配置された第２カメラ（４０）と、
   ｙ軸を中心に第１カメラ（３０）を回動させるチルティング手段（６００）と、
   ｘ軸を中心に第１カメラ（３０）を回動させる第１パンニング手段（５００）と、
   第１カメラ（３０）の位置を調節するために、第１カメラ（３０）をｘ、ｙ、ｚ軸に沿ってそれぞれ選択的に直線移動させることができる第１、２、３位置調節部（１１０、１２０、１３０）と、
   ｚ軸を中心に第２カメラ（４０）を回動させる第２パンニング手段（７００）と、
   ｘ軸を中心に第２カメラ（４０）を回転させるローリング手段（８００）と、
   第２カメラ（４０）の位置を調節するために、第２カメラ（４０）をｘ、ｙ、ｚ軸に沿ってそれぞれ選択的に直線移動させることができる第４、５、６位置調節部（１４０、１５０、１６０）とを含み、
   第１結像レンズ組立体（１０）はｘ軸方向に設置され、光線はｘ軸方向に入射され、前記ｘ、ｙ、ｚ軸は互いに直角をなす三つの軸であることを特徴とする、単眼式立体カメラ。
10. ｚ軸を中心に第１カメラ（３０）を回転させるローリング手段がなく、ｙ軸を中心に第２カメラ（４０）を回動させるチルティング手段がないことを特徴とする、請求項９に記載の単眼式立体カメラ。
11. 前記チルティング手段（６００）と第１、２パンニング手段（５００、７００）とローリング手段（８００）は、上面が凹状の曲面からなり、前記上面には長孔（５１２）が設けられ、長孔（５１２）の周りにはガイド突出部（５１３）が突設されたベースフレーム（５１０）と、
    前記曲面に型合わせされる凸面が下面を成し、ボルト孔（５５１）が側面に設けられた上部フレーム（５５０）と、
    ガイド突出部（５１３）によってガイドされながらスライドできるように前記上面に設置され、その側面には結合溝（５６１）が設けられたスライドレール（５６０）と、
    前記長孔（５１２）の内部で長孔（５１２）に沿って直線移動することができ、その上面には半球状の溝が設けられた移動ブロック（５７１）、半球状を有し、前記溝に設置されて自由に回転できるハブ（５７２）、及び下端がハブ（５７２）に結合され且つ上端が上部フレーム（５５０）に連結される連結ピン（５７３）を含む直線移動部と、
    ベースフレーム（５１０）に設置され、移動ブロック（５７１）を押したり引いたりして移動ブロック（５７１）を直線移動させる駆動部（５８０）とを含み、
    ボルト孔（５５１）に設置された調節ボルト（５５３）が結合溝（５６１）に挿入されてスライドレール（５６０）を加圧すれば、上部フレーム（５５０）がベースフレーム（５１０）に固定され、調節ボルト（５５３）がスライディングレール（５６０）を加圧しなければ、上部フレーム（５５０）がベースフレーム（５１０）に対してスライドできることを特徴とする、請求項９または１０に記載の単眼式立体カメラ。
12. 第２、５位置調節部（１２０、１５０）は、第１、２カメラ（３０、４０）を選択的にｙ軸に沿って直線移動させ、
    第２、５位置調節部（１２０、１５０）は、
    下部ブロック（１２６）；
    下部ブロック（１２６）の上でスライドできるように設置された上部ブロック（１２１）；
    下部ブロック（１２６）と上部ブロック（１２１）とを連結するように設置された弾性部材（１２９）；
    上部ブロック（１２１）を押して移動させる移動部材；及び
    上部ブロック（１２１）を下部ブロック（１２６）に固定させる固定部材；を備え、
    移動部材は、弾性部材（１２９）の弾性力を克服しながら上部ブロック（１２１）をスライドさせ、前記スライドの後に固定部材を用いて上部ブロック（１２１）を下部ブロック（１２６）に固定することを特徴とする、請求項９または１０に記載の単眼式立体カメラ。
13. 第１結像レンズ組立体（１０）と、
    第１結像レンズ組立体（１０）を通過した光線のうち、一部は反射し、残りは通過させるハーフミラー（Ｈ）と、
    ハーフミラー（Ｈ）によって反射された光線を結像する第３結像レンズ組立体（３１）を含む第１カメラ（３０）と、
    ハーフミラー（Ｈ）を通過した光線を結像する第３結像レンズ組立体（４１）を含み、第１カメラ（３０）と直角をなすように配置された第２カメラ（４０）と、
    ｙ軸を中心に第１カメラ（３０）を回動させるチルティング手段（６００）と、
    ｘ軸を中心に第１カメラ（３０）を回動させる第１パンニング手段（５００）と、
    第１カメラ（３０）の位置を調節するために、第１カメラ（３０）をｘ、ｙ、ｚ軸に沿ってそれぞれ選択的に直線移動させることができる第１、２、３位置調節部（１１０、１２０、１３０）と、
    ｚ軸を中心に第２カメラ（４０）を回動させる第２パンニング手段（７００）と、
    第２カメラ（４０）の位置を調節するために、第２カメラ（４０）をｘ、ｙ、ｚ軸に沿ってそれぞれ選択的に直線移動させることができる第４、５、６位置調節部（１４０、１５０、１６０）とを含み、
    第１結像レンズ組立体（１０）はｘ軸方向に設置され、光線はｘ軸方向に入射され、前記ｘ、ｙ、ｚ軸は互いに直角をなす三つの軸であり、
    第１、２カメラ（３０、４０）の水平を調節するローリング手段が第１、２カメラ（３０、４０）に設置されず、ハーフミラー（Ｈ）がｘ軸を中心に回動できることを特徴とする、単眼式立体カメラ。

Images