JP4670545B2 - Image shooting device - Google Patents

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Description

本発明は、被写体を撮影して画像生成を行う画像撮影装置及び画像撮影方法に関する。   The present invention relates to an image photographing apparatus and an image photographing method for photographing a subject and generating an image.

従来の画像撮影装置として、例えば、米国特許出願公開第２００４／００７０６７４号明細書（特許文献１）や特開２００４−１１０８０４号公報（特許文献２）に示されたものがある。このような画像撮影装置において、被写体にパターンを投影する投影装置と、被写体を撮影する撮影装置とを一体化した装置の要求が存在する。   Examples of conventional image capturing apparatuses include those disclosed in US Patent Application Publication No. 2004/0070674 (Patent Document 1) and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-110804 (Patent Document 2). In such an image photographing apparatus, there is a need for an apparatus in which a projection apparatus that projects a pattern onto a subject and a photographing apparatus that photographs the subject are integrated.

このような要求に応じるためには、装置構成として、投影装置と撮像装置のそれぞれについて、レンズにおける光学的な主点が同一になるように配置して画角を同一にする必要があり、主点を同一にするためには、一般にハーフミラー（ビームスプリッタ）が用いられる。
米国特許出願公開第２００４／００７０６７４号明細書 特開２００４−１１０８０４号公報 In order to meet such a demand, it is necessary to arrange the projection device and the imaging device so that the optical principal points of the lenses are the same and to make the angle of view the same. In order to make the points the same, a half mirror (beam splitter) is generally used.
US Patent Application Publication No. 2004/0070674 JP 2004-110804 A

しかしながら、ハーフミラーを用いた場合には、投影装置からの照射光の迷光や、ハーフミラーの汚れ等の影響により、撮像装置の撮像によって得られる画像にノイズが発生する場合がある。また、ハーフミラーを使用しているため、投影装置からの投射光や撮像装置における撮像光量等が減衰してダイナミックレンジが低下する場合もある。   However, when a half mirror is used, noise may occur in an image obtained by imaging by the imaging device due to the influence of stray light of irradiation light from the projection device, contamination of the half mirror, and the like. In addition, since the half mirror is used, there is a case where the dynamic range is lowered due to the attenuation of the projection light from the projection device, the amount of imaging light in the imaging device, and the like.

本発明はこのような課題に鑑みなされたもので、適切な構成により投影装置及び撮像装置におけるレンズの画角を同一にすることが可能な画像撮影装置及び画像撮影方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide an image capturing apparatus and an image capturing method capable of making the angle of field of lenses in a projection apparatus and an image capturing apparatus the same with an appropriate configuration. To do.

本発明の画像撮影装置は、第１のシフトレンズを有し、被写体に対して所定のパターンを投影する投影手段と、第２のシフトレンズを有し、前記パターンが投影された被写体を撮像し、画像を生成する撮像手段と、前記被写体の距離を測定する測距手段と、前記測距手段によって測定された被写体の距離に基づいて、前記第１のシフトレンズの画角と前記第２のシフトレンズの画角とが同一になるように、前記第１及び第２のシフトレンズの少なくとも一方の光軸を平行に上下方向に移動させる第１の移動機構と、前記測距手段によって測定された被写体の距離に基づいて、ピントが調整されるように、前記第１及び第２のシフトレンズの少なくとも一方を光軸に平行に前後方向に移動させる第２の移動機構と、を有することを特徴としている。 The image photographing apparatus of the present invention has a first shift lens, has a projection unit that projects a predetermined pattern on the subject, and a second shift lens, and images the subject on which the pattern is projected. An imaging means for generating an image; a distance measuring means for measuring the distance of the subject; and an angle of view of the first shift lens and the second based on the distance of the subject measured by the distance measuring means. A first moving mechanism that moves the optical axis of at least one of the first and second shift lenses in parallel in the vertical direction so that the angle of view of the shift lens becomes the same; It was based on the distance of the subject, as the focus is adjusted, to have a, a second moving mechanism for moving parallel to the longitudinal direction of the optical axis of at least one of said first and second shift lens As a feature .

この構成により、被写体の距離に基づいて、投影手段及び撮像手段のそれぞれのレンズの少なくともいずれかが移動して、これらの画角が同一になる。   With this configuration, at least one of the lenses of the projection unit and the imaging unit is moved based on the distance of the subject, and these angles of view become the same.

また、本発明の画像撮影装置は、前記撮像手段により生成された画像の所定位置の情報を入力する入力手段を有し、前記第１の移動機構が、前記所定位置に対応する被写体が画像の中心となるように、前記第１及び第２のシフトレンズの少なくとも一方を移動させる。 The image capturing apparatus of the present invention has a input means to enter the information at a predetermined position of the image generated by the imaging means, the first moving mechanism, the subject corresponding to the predetermined position At least one of the first and second shift lenses is moved so as to be the center of the image.

また、本発明の画像撮影装置は、前記第１の移動機構は、前記所定位置に対応する被写体が画像の中心となるように、前記第１及び第２のシフトレンズの少なくとも一方を、前記上下方向及び前記前後方向の双方と垂直をなす左右方向に移動させる。 Also, the image capturing apparatus of the present invention, the first moving mechanism, the so subject corresponding to the predetermined position is the center of the image, at least one of the first and second shift lens, the It is moved in the left-right direction perpendicular to both the up-down direction and the front-back direction.

また、本発明の画像撮影方法は、第１のシフトレンズを有し、被写体に対して所定のパターンを投影する投影手段と、第２のシフトレンズを有し、前記パターンが投影された被写体を撮像し、画像を生成する撮像手段とを有する画像撮影装置における画像撮影方法であって、前記被写体の距離を測定する測距ステップと、前記測距ステップによって測定された被写体の距離に基づいて、前記第１のシフトレンズの画角と前記第２のシフトレンズの画角とが同一になるように、前記第１及び第２のシフトレンズの少なくとも一方の光軸を平行に上下方向に移動させる第１の移動ステップと、前記測距ステップによって測定された被写体の距離に基づいて、ピントが調整されるように、前記第１及び第２のシフトレンズの少なくとも一方を光軸に平行に前後方向に移動させる第２の移動ステップと、を有することを特徴としている。 In addition, the image photographing method of the present invention includes a projection unit that has a first shift lens and projects a predetermined pattern onto the subject, and a subject that has the second shift lens and onto which the pattern is projected. An image capturing method in an image capturing apparatus including an image capturing unit that captures an image and generates an image, the distance measuring step for measuring the distance of the subject, and the distance of the subject measured by the distance measuring step, The optical axis of at least one of the first and second shift lenses is moved in parallel in the vertical direction so that the field angle of the first shift lens and the field angle of the second shift lens are the same. At least one of the first and second shift lenses is used as an optical axis so that the focus is adjusted based on the distance of the subject measured by the first moving step and the distance measuring step. Is characterized by having a second moving step of moving in the longitudinal direction in a row, the.

また、本発明の画像撮影方法は、前記撮像手段により生成された画像の所定位置の情報を入力する入力ステップを有し、前記第１の移動ステップが、前記所定位置に対応する被写体が画像の中心となるように、前記第１及び第２のシフトレンズの少なくとも一方を移動させる。 The image capturing method of the present invention has a input step to enter the information at a predetermined position of the image generated by the imaging means, the first moving step, the subject corresponding to the predetermined position At least one of the first and second shift lenses is moved so as to be the center of the image.

また、本発明の画像撮影方法は、前記第１の移動ステップが、前記所定位置に対応する被写体が画像の中心となるように、前記第１及び第２のシフトレンズの少なくとも一方を、前記上下方向及び前記前後方向の双方と垂直をなす左右方向に移動させる。 Also, an image capturing method of the present invention, the first moving step, so that the subject corresponding to the predetermined position is the center of the image, at least one of the first and second shift lens, the It is moved in the left-right direction perpendicular to both the up-down direction and the front-back direction.

本発明によれば、投影手段及び撮像手段のそれぞれのレンズの少なくともいずれかが移動して、これらの画角を同一にすることができる。   According to the present invention, at least one of the lenses of the projecting unit and the imaging unit can be moved to make these angles of view the same.

以下、本発明の実施の形態の画像撮影装置について、図面を用いて説明する。図１は、画像撮影装置における動作の概略を示す図である。図１において、被写体２００を撮像する撮像装置としてのカメラは、本体１０２及びレンズ１０４によって構成され、被写体２００に所定のパターンを投影する投影装置としてのプロジェクタは、本体１０６及びレンズ１０８によって構成される。   Hereinafter, an image capturing device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an outline of the operation in the image photographing apparatus. In FIG. 1, a camera as an imaging device that images a subject 200 is configured by a main body 102 and a lens 104, and a projector as a projection device that projects a predetermined pattern on the subject 200 is configured by a main body 106 and a lens 108. .

図１（ａ）と図１（ｂ）とでは、被写体２００の距離が異なっている。物理的な配置が下方にある光学系であるレンズ１０４は、シフトレンズであり、被写体２００の距離に応じて上下方向に移動することによって、レンズ１０４とレンズ１０８の画角をひずみなく同一にすることができる。なお、レンズ１０８をシフトレンズとして、被写体２００の距離に応じて上下方向に移動することによって、レンズ１０４とレンズ１０８の画角を同一にしてもよく、レンズ１０４とレンズ１０８の双方をシフトレンズとして、被写体２００の距離に応じて上下方向に移動することによって、レンズ１０４とレンズ１０８の画角を同一にしてもよい。   In FIG. 1A and FIG. 1B, the distance of the subject 200 is different. The lens 104, which is an optical system having a physical arrangement below, is a shift lens, and moves in the vertical direction according to the distance of the subject 200 so that the angle of view of the lens 104 and the lens 108 is the same without distortion. be able to. The angle of view of the lens 104 and the lens 108 may be the same by moving the lens 108 up and down in accordance with the distance of the subject 200, and both the lens 104 and the lens 108 are used as shift lenses. The angle of view of the lens 104 and the lens 108 may be the same by moving in the vertical direction according to the distance of the subject 200.

シフトレンズとは、シフトとティルトができるレンズを指す。また、シフトとは、レンズの光軸を平行に上下方向にずらし、被写体の画像のゆがみを補正することを指す。例えば、図２における画像Ａは、被写体と撮像面が平行になっているためにゆがみはないが、被写体の全体が撮影されていない。また、画像Ｂは、カメラ全体を上方に傾けた場合であり、被写体全体が撮影されているが上方に向かうに従ってゆがんでいる。これは、被写体と撮像面とが平行になっていないためである。これらに対して、画像Ｃは、カメラにおけるレンズだけを上方に移動させた場合であり、被写体全体が撮影され、且つ、被写体と撮像面が平行になっているために被写体の画像にゆがみもない．
図３は、画像撮影装置の第１の構成を示す図である。図３に示す第１の画像撮影装置１００ａは、カメラを構成するカメラ本体１０２及びレンズ１０４と、レンズ１０４を移動させるシフト制御部１０５と、プロジェクタを構成するプロジェクタ本体１０６及びレンズ１０８と、レンズ１０８を移動させるシフト制御部１０９と、オートフォーカス（ＡＦ）機構１１０と、信号処理部１１２と、ＣＰＵ１１４と、制御部１１６とによって構成される。 A shift lens refers to a lens that can be shifted and tilted. The shift refers to correcting the distortion of the image of the subject by shifting the optical axis of the lens in parallel in the vertical direction. For example, the image A in FIG. 2 is not distorted because the subject and the imaging surface are parallel, but the entire subject is not photographed. Further, the image B is a case where the entire camera is tilted upward, and the entire subject is photographed, but is distorted as it goes upward. This is because the subject and the imaging surface are not parallel. On the other hand, the image C is a case where only the lens of the camera is moved upward, and the entire subject is photographed, and the subject and the imaging surface are parallel, so the subject image is not distorted. .
FIG. 3 is a diagram illustrating a first configuration of the image capturing apparatus. 3 includes a camera main body 102 and a lens 104 constituting a camera, a shift control unit 105 that moves the lens 104, a projector main body 106 and a lens 108 that constitute a projector, and a lens 108. The shift control unit 109 is configured to move, an autofocus (AF) mechanism 110, a signal processing unit 112, a CPU 114, and a control unit 116.

ＡＦ機構１１０は、図示しない被写体２００の距離を測定する。測定結果は、信号処理部１１２によって所定の信号処理がなされ、更に、ＣＰＵ１１４を介して、制御部１１６へ送られる。   The AF mechanism 110 measures the distance of the subject 200 (not shown). The measurement result is subjected to predetermined signal processing by the signal processing unit 112 and further sent to the control unit 116 via the CPU 114.

制御部１１６は、被写体２００の距離に基づいて、カメラのレンズ１０４及びプロジェクタのレンズ１０８の画角を同一にさせるために必要なこれらレンズ１０４及び１０８の双方又はいずれかの上下方向の移動量を算出する。そして、制御部１１６は、算出した移動量及び移動方向を表すシフト制御信号をシフト制御部１０５及び１０９の双方又はいずれかに対して出力する。シフト制御部１０５は、制御部１１６からのシフト制御信号を入力した場合、当該シフト制御信号によって表される移動量及び移動方向で、レンズ１０４を上下方向に移動させる。同様に、シフト制御部１０９は、制御部１１６からのシフト制御信号を入力した場合、当該シフト制御信号によって表される移動量及び移動方向で、レンズ１０８を上下方向に移動させる。これにより、カメラのレンズ１０４及びプロジェクタのレンズ１０８の画角が同一になる。   Based on the distance of the subject 200, the control unit 116 determines the amount of vertical movement of either or both of the lenses 104 and 108 required to make the angles of view of the camera lens 104 and the projector lens 108 the same. calculate. Then, the control unit 116 outputs a shift control signal representing the calculated movement amount and movement direction to both or one of the shift control units 105 and 109. When the shift control signal is input from the control unit 116, the shift control unit 105 moves the lens 104 in the vertical direction by the movement amount and the movement direction represented by the shift control signal. Similarly, when the shift control unit 109 receives the shift control signal from the control unit 116, the shift control unit 109 moves the lens 108 in the vertical direction by the movement amount and the movement direction represented by the shift control signal. As a result, the angles of view of the camera lens 104 and the projector lens 108 are the same.

なお、制御部１１６は、被写体２００の距離と、カメラのレンズ１０４及びプロジェクタのレンズ１０８の画角を同一にさせるために必要なこれらレンズ１０４及び１０８の双方又はいずれかの上下方向の移動量との対応関係をテーブル化して保持しておき、被写体２００の距離を入力した場合には、そのテーブルを参照して、レンズ１０４及び１０８の双方又はいずれかの上下方向の移動量を導出するようにしてもよい。   Note that the control unit 116 determines the distance of the subject 200 and the amount of vertical movement of either or both of these lenses 104 and 108 required to make the angles of view of the camera lens 104 and the projector lens 108 the same. Is stored in a table, and when the distance of the subject 200 is input, the vertical movement amount of either or both of the lenses 104 and 108 is derived with reference to the table. May be.

その後、制御部１１６は、被写体２００の距離に基づいて、カメラのレンズ１０４及びプロジェクタのレンズ１０８のピントを調整するために必要なこれらレンズ１０４及び１０８の双方又はいずれかの前後方向（レンズ１０４又は１０８と被写体２００とを結ぶ直線に沿った方向）の移動量を算出する。そして、制御部１１６は、算出した移動量及び移動方向を表すピント調整信号をレンズ１０４のピント調整機構（図示せず）及びレンズ１０８のピント調整機構（図示せず）に対して出力する。レンズ１０４のピント調整機構は、制御部１１６からのピント調整信号を入力した場合、当該ピント調整信号によって表される移動量及び移動方向で、レンズ１０４を前後方向に移動させる。同様に、レンズ１０８のピント調整機構は、制御部１１６からのピント調整信号を入力した場合、当該ピント調整信号によって表される移動量及び移動方向で、レンズ１０８を前後方向に移動させる。これにより、カメラのレンズ１０４及びプロジェクタのレンズ１０８のピントが調整される。   After that, the control unit 116, based on the distance of the subject 200, needs to adjust the focus of the lens 104 of the camera and the lens 108 of the projector, and / or the front-rear direction (the lens 104 or 108). The amount of movement in a direction along a straight line connecting 108 and the subject 200 is calculated. Then, the control unit 116 outputs a focus adjustment signal representing the calculated movement amount and movement direction to a focus adjustment mechanism (not shown) of the lens 104 and a focus adjustment mechanism (not shown) of the lens 108. When a focus adjustment signal from the control unit 116 is input, the focus adjustment mechanism of the lens 104 moves the lens 104 in the front-rear direction by the movement amount and the movement direction represented by the focus adjustment signal. Similarly, when a focus adjustment signal from the control unit 116 is input, the focus adjustment mechanism of the lens 108 moves the lens 108 in the front-rear direction by the movement amount and movement direction represented by the focus adjustment signal. Thereby, the focus of the lens 104 of the camera and the lens 108 of the projector is adjusted.

図４は、画像撮影装置の第２の構成を示す図である。図４に示す第２の画像撮影装置１００ｂは、図３に示す第１の画像撮影装置１００ａと比較すると、レンズ１０８を移動させるシフト制御部１０９を有していない。この第２の画像撮影装置では、制御部１１６は、被写体２００の距離に基づいて、カメラのレンズ１０４及びプロジェクタのレンズ１０８の画角を同一にさせるために必要なこれらレンズ１０４の上下方向の移動量を算出する。そして、制御部１１６は、算出した移動量及び移動方向を表すシフト制御信号をシフト制御部１０５に対して出力する。シフト制御部１０５は、制御部１１６からのシフト制御信号を入力した場合、当該シフト制御信号によって表される移動量及び移動方向で、レンズ１０４を上下方向に移動させる。これにより、カメラのレンズ１０４及びプロジェクタのレンズ１０８の画角が同一になる。   FIG. 4 is a diagram illustrating a second configuration of the image capturing apparatus. The second image capturing device 100b illustrated in FIG. 4 does not include the shift control unit 109 that moves the lens 108 as compared to the first image capturing device 100a illustrated in FIG. In the second image capturing apparatus, the control unit 116 moves the lens 104 in the vertical direction necessary to make the angle of view of the camera lens 104 and the projector lens 108 the same based on the distance of the subject 200. Calculate the amount. Then, the control unit 116 outputs a shift control signal representing the calculated movement amount and movement direction to the shift control unit 105. When the shift control signal is input from the control unit 116, the shift control unit 105 moves the lens 104 in the vertical direction by the movement amount and the movement direction represented by the shift control signal. As a result, the angles of view of the camera lens 104 and the projector lens 108 are the same.

図５は、画像撮影装置の第３の構成を示す図である。図５に示す第３の画像撮影装置１００ｃは、図３に示す第１の画像撮影装置１００ａと比較すると、ＣＰＵ１１４に操作端末１５０が接続されている。この操作端末１５０は、遠隔地に設置され、通信ネットワークを介してＣＰＵ１１４に接続されていてもよい。   FIG. 5 is a diagram illustrating a third configuration of the image capturing apparatus. Compared with the first image photographing device 100a shown in FIG. 3, the third image photographing device 100c shown in FIG. The operation terminal 150 may be installed in a remote place and connected to the CPU 114 via a communication network.

カメラによって撮像された画像は、ＣＰＵ１１４から操作端末１５０へ送られ、図６（ａ）に示すように、操作端末１５０において表示される。表示される画像２１０には、ポインタ１５２が併せて表示されており、ユーザは、このポインタ１５２を画像の中心にしたい位置へ移動させることができる。ポインタ１５２の位置情報は、操作端末１５０からＣＰＵ１１４へ送られ、更に、制御部１１６へ送られる。   The image captured by the camera is sent from the CPU 114 to the operation terminal 150 and displayed on the operation terminal 150 as shown in FIG. In the displayed image 210, a pointer 152 is also displayed, and the user can move the pointer 152 to a position where the user wants to set the center of the image. The position information of the pointer 152 is sent from the operation terminal 150 to the CPU 114 and further sent to the control unit 116.

制御部１１６は、ポインタ１５２の位置情報に基づいて、その位置に対応する被写体２００を画像の中心とするために必要なカメラのレンズ１０４及びプロジェクタのレンズ１０８の双方又はいずれかの上下方向及び左右方向（上下方向及び前後方向の双方と垂直をなす方向）の移動量を算出する。そして、制御部１１６は、算出した移動量及び移動方向を表すシフト制御信号をシフト制御部１０５及び１０９の双方又はいずれかに対して出力する。シフト制御部１０５は、制御部１１６からのシフト制御信号を入力した場合、当該シフト制御信号によって表される移動量及び移動方向で、レンズ１０４を上下方向及び左右方向に移動させる。同様に、シフト制御部１０９は、制御部１１６からのシフト制御信号を入力した場合、当該シフト制御信号によって表される移動量及び移動方向で、レンズ１０８を上下方向及び左右方向に移動させる。これにより、図６（ｂ）に示すように、操作端末１５０には、ポインタ１５２の位置に対応する被写体２００が中心となった画像２１０が表示される。   Based on the position information of the pointer 152, the control unit 116 controls both the camera lens 104 and the projector lens 108 that are necessary to center the subject 200 corresponding to the position on the center of the image. The amount of movement in the direction (a direction perpendicular to both the up-down direction and the front-rear direction) is calculated. Then, the control unit 116 outputs a shift control signal representing the calculated movement amount and movement direction to both or one of the shift control units 105 and 109. When the shift control signal is input from the control unit 116, the shift control unit 105 moves the lens 104 in the vertical direction and the horizontal direction by the movement amount and the movement direction represented by the shift control signal. Similarly, when the shift control unit 109 receives the shift control signal from the control unit 116, the shift control unit 109 moves the lens 108 in the vertical direction and the horizontal direction by the movement amount and the movement direction represented by the shift control signal. As a result, as shown in FIG. 6B, an image 210 centered on the subject 200 corresponding to the position of the pointer 152 is displayed on the operation terminal 150.

図７は、画像撮影装置の第４の構成を示す図である。図７に示す第４の画像撮影装置１００ｄは、図３に示す第１の画像撮影装置１００ａと比較すると、レンズ１０４のズーム調整及びレンズ１０８のズーム調整を行うことができる。   FIG. 7 is a diagram illustrating a fourth configuration of the image capturing device. The fourth image capturing apparatus 100d illustrated in FIG. 7 can perform zoom adjustment of the lens 104 and zoom adjustment of the lens 108, as compared with the first image capturing apparatus 100a illustrated in FIG.

ＣＰＵ１１４は、外部（例えば、ＣＰＵ１１４に接続された操作端末）からズーム倍率の情報を入力し、制御部１１６へ出力する。制御部１１６は、カメラのレンズ１０４及びプロジェクタのレンズ１０８の画角が同一になった後、入力したズーム倍率で被写体２００が撮像されるように、レンズ１０４及び１０８の双方の移動量を算出する。そして、制御部１１６は、算出した移動量及び移動方向を表すズーム調整信号をレンズ１０４のズーム調整機構（図示せず）及びレンズ１０８のズーム調整機構（図示せず）に対して出力する。レンズ１０４のズーム調整機構は、制御部１１６からのズーム調整信号を入力した場合、当該ズーム調整信号によって表される移動量及び移動方向で、レンズ１０４を移動させる。同様に、レンズ１０８のズーム調整機構は、制御部１１６からのズーム調整信号を入力した場合、当該ズーム調整信号によって表される移動量及び移動方向で、レンズ１０８を移動させる。これにより、カメラ及びプロジェクタのズーム倍率が調整され、例えば、図８（ａ）に示すズーム倍率調整前の画像２１０は、図８（ａ）に示すズーム倍率調整後の画像２１０となる。   The CPU 114 inputs zoom magnification information from the outside (for example, an operation terminal connected to the CPU 114), and outputs the information to the control unit 116. The control unit 116 calculates the amount of movement of both the lenses 104 and 108 so that the subject 200 is imaged at the input zoom magnification after the angles of view of the camera lens 104 and the projector lens 108 become the same. . Then, the control unit 116 outputs a zoom adjustment signal representing the calculated movement amount and movement direction to a zoom adjustment mechanism (not shown) of the lens 104 and a zoom adjustment mechanism (not shown) of the lens 108. When a zoom adjustment signal from the control unit 116 is input, the zoom adjustment mechanism of the lens 104 moves the lens 104 by the movement amount and the movement direction represented by the zoom adjustment signal. Similarly, when a zoom adjustment signal from the control unit 116 is input, the zoom adjustment mechanism of the lens 108 moves the lens 108 by the movement amount and movement direction represented by the zoom adjustment signal. As a result, the zoom magnifications of the camera and projector are adjusted. For example, the image 210 before zoom magnification adjustment shown in FIG. 8A becomes the image 210 after zoom magnification adjustment shown in FIG. 8A.

図９は、画像撮影装置の第５の構成を示す図である。図９に示す第５の画像撮影装置１００ｅは、図７に示す第４の画像撮影装置１００ｄと比較すると、レンズ１０４のズーム調整のみを行うことができる。   FIG. 9 is a diagram illustrating a fifth configuration of the image capturing device. The fifth image capturing device 100e illustrated in FIG. 9 can perform only the zoom adjustment of the lens 104 as compared with the fourth image capturing device 100d illustrated in FIG.

なお、ズーム調整の手法としては他の方法も考えられる。例えば、カメラによって撮像された画像は、ＣＰＵ１１４から外部の操作端末へ送られ、図１０（ａ）に示すように、当該操作端末において表示される。表示される画像２１０には、フレーム１５４が併せて表示されており、ユーザは、このフレーム１５４を拡大表示したい位置へ移動させることができる。更には、ユーザは、このフレーム１５４を調整することができる。フレーム１５４の位置及び大きさの情報は、操作端末からＣＰＵ１１４へ送られ、更に、制御部１１６へ送られる。   It should be noted that other methods are also conceivable as zoom adjustment methods. For example, an image captured by the camera is sent from the CPU 114 to an external operation terminal and displayed on the operation terminal as shown in FIG. A frame 154 is also displayed in the displayed image 210, and the user can move the frame 154 to a position where it is desired to be enlarged. Furthermore, the user can adjust this frame 154. Information on the position and size of the frame 154 is sent from the operation terminal to the CPU 114 and further sent to the control unit 116.

制御部１１６は、フレーム１５４の位置及び大きさの情報に基づいて、当該フレーム１５４に収まる被写体２００を拡大撮像するために必要なカメラのレンズ１０４の移動量を算出する。そして、制御部１１６は、算出した移動量及び移動方向を表すズーム調整信号をレンズ１０４のズーム調整機構に対して出力する。レンズ１０４のズーム調整機構は、制御部１１６からのズーム調整信号を入力した場合、当該ズーム調整信号によって表される移動量及び移動方向で、レンズ１０４を移動させる。これにより、カメラのズーム倍率が調整され、図１０（ｂ）に示すように、操作端末には、フレーム１５４の位置に対応する被写体２００が拡大された画像２１０が表示される。   Based on the information on the position and size of the frame 154, the control unit 116 calculates the amount of movement of the lens 104 of the camera necessary for enlarging the subject 200 that fits in the frame 154. Then, the control unit 116 outputs a zoom adjustment signal indicating the calculated movement amount and movement direction to the zoom adjustment mechanism of the lens 104. When a zoom adjustment signal from the control unit 116 is input, the zoom adjustment mechanism of the lens 104 moves the lens 104 by the movement amount and the movement direction represented by the zoom adjustment signal. Thereby, the zoom magnification of the camera is adjusted, and an image 210 in which the subject 200 corresponding to the position of the frame 154 is enlarged is displayed on the operation terminal as shown in FIG.

次に、フローチャートを参照しつつ、画像撮影装置の動作を説明する。図１１は、例えば、第4の画像撮影装置１００ｄの動作を示すフローチャートである。画像処理装置が配置され、更に、被写体２００が配置されると、ＡＦ機構１１０は、被写体２００の距離を測定する（Ｓ１０１）。制御部１１６は、この被写体２００の距離に基づいて、カメラのレンズ１０４及びプロジェクタのレンズ１０８の画角、ズーム倍率及びピントが適切であるか否かを判定する（Ｓ１０２）。これらが適切である場合には、一連の動作が終了する。   Next, the operation of the image photographing device will be described with reference to a flowchart. FIG. 11 is a flowchart showing the operation of the fourth image capturing apparatus 100d, for example. When the image processing apparatus is arranged and the subject 200 is further arranged, the AF mechanism 110 measures the distance of the subject 200 (S101). The control unit 116 determines whether or not the angle of view, the zoom magnification, and the focus of the camera lens 104 and the projector lens 108 are appropriate based on the distance of the subject 200 (S102). If these are appropriate, the series of operations ends.

一方、カメラのレンズ１０４及びプロジェクタのレンズ１０８の画角、ズーム倍率及びピントが適切でない場合、制御部１１６は、レンズ１０４及びレンズ１０８の画角を同一にさせるために必要なこれらレンズ１０４及び１０８の双方又はいずれかの移動量を算出するとともに、レンズ１０４及びレンズ１０８のズーム倍率及びピントを調整するために必要なこれらレンズ１０４及び１０８の双方又はいずれかの移動量を算出する（Ｓ１０３）。   On the other hand, when the angle of view, zoom magnification, and focus of the lens 104 of the camera and the lens 108 of the projector are not appropriate, the control unit 116 makes these lenses 104 and 108 necessary to make the angle of view of the lens 104 and the lens 108 the same. And the amount of movement of either or both of the lenses 104 and 108 necessary for adjusting the zoom magnification and focus of the lens 104 and the lens 108 are calculated (S103).

シフト制御部１０５は、制御部１１６によって算出された移動量及び移動方向で、レンズ１０４を上下方向に移動させる。同様に、シフト制御部１０９は、制御部によって算出された移動量及び移動方向で、レンズ１０８を上下方向に移動させる（Ｓ１０４）。   The shift control unit 105 moves the lens 104 in the vertical direction by the movement amount and movement direction calculated by the control unit 116. Similarly, the shift control unit 109 moves the lens 108 up and down by the movement amount and movement direction calculated by the control unit (S104).

その後、レンズ１０４のズーム調整機構及びピント調整機構は、制御部１１６によって算出された移動量及び移動方向で、レンズ１０４を移動させる。同様に、レンズ１０８のズーム調整機構及びピント調整機構は、制御部１１６によって算出された移動量及び移動方向で、レンズ１０８を移動させる（Ｓ１０５）。   Thereafter, the zoom adjustment mechanism and the focus adjustment mechanism of the lens 104 move the lens 104 by the movement amount and movement direction calculated by the control unit 116. Similarly, the zoom adjustment mechanism and the focus adjustment mechanism of the lens 108 move the lens 108 by the movement amount and movement direction calculated by the control unit 116 (S105).

このように、本実施形態の画像撮影装置は、被写体２００の距離に基づいて、カメラのレンズ１０４及びプロジェクタのレンズ１０８の少なくともいずれかを移動させて、これらレンズ１０４及び１０８の画角を同一にすることができる。   As described above, the image capturing apparatus according to the present embodiment moves at least one of the camera lens 104 and the projector lens 108 based on the distance of the subject 200, so that the angles of view of the lenses 104 and 108 are the same. can do.

以上、説明したように、本発明に係る画像撮影装置は、投影手段及び撮像手段のそれぞれのレンズの画角を同一にすることができ、画像撮影装置として有用である。   As described above, the image capturing apparatus according to the present invention can make the angle of view of each lens of the projection unit and the image capturing unit the same, and is useful as an image capturing apparatus.

画像撮影装置における動作の概略を示す図である。It is a figure which shows the outline of operation | movement in an image imaging device. レンズ位置と画像との対応関係を示す図である。It is a figure which shows the correspondence of a lens position and an image. 第１の画像撮影装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a 1st image imaging device. 第２の画像撮影装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a 2nd image imaging device. 第３の画像撮影装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a 3rd image imaging device. 撮像された画像の第１の例を示す図である。It is a figure which shows the 1st example of the imaged image. 第４の画像撮影装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a 4th image imaging device. 撮像された画像の第２の例を示す図である。It is a figure which shows the 2nd example of the imaged image. 第５の画像撮影装置の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a 5th image imaging device. 撮像された画像の第３の例を示す図である。It is a figure which shows the 3rd example of the imaged image. 画像撮影装置の動作を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows operation | movement of an image imaging device.

符号の説明Explanation of symbols

１００ａ 第１の画像撮影装置
１００ｂ 第２の画像撮影装置
１００ｃ 第３の画像撮影装置
１００ｄ 第４の画像撮影装置
１００ｅ 第５の画像撮影装置
１０２ カメラ本体
１０４、１０８ レンズ
１０５、１０９ シフト制御部
１０６ プロジェクタ本体
１１０ ＡＦ
１１２ 信号処理部
１１４ ＣＰＵ
１１６ 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100a 1st image imaging device 100b 2nd image imaging device 100c 3rd image imaging device 100d 4th image imaging device 100e 5th image imaging device 102 Camera main body 104, 108 Lens 105, 109 Shift control part 106 Projector Body 110 AF
112 Signal processing unit 114 CPU
116 control unit

Claims (6)

第１のシフトレンズを有し、被写体に対して所定のパターンを投影する投影手段と、
第２のシフトレンズを有し、前記パターンが投影された被写体を撮像し、画像を生成する撮像手段と、
前記被写体の距離を測定する測距手段と、
前記測距手段によって測定された被写体の距離に基づいて、前記第１のシフトレンズの画角と前記第２のシフトレンズの画角とが同一になるように、前記第１及び第２のシフトレンズの少なくとも一方の光軸を平行に上下方向に移動させる第１の移動機構と、
前記測距手段によって測定された被写体の距離に基づいて、ピントが調整されるように、前記第１及び第２のシフトレンズの少なくとも一方を光軸に平行に前後方向に移動させる第２の移動機構と、
を有する画像撮影装置。 A projection unit having a first shift lens and projecting a predetermined pattern onto the subject;
An imaging unit that has a second shift lens, images an object on which the pattern is projected, and generates an image;
Ranging means for measuring the distance of the subject;
Based on the distance of the subject measured by the distance measuring means, the first and second shifts so that the field angle of the first shift lens and the field angle of the second shift lens are the same. A first moving mechanism that moves the optical axis of at least one of the lenses in parallel in the vertical direction;
A second movement that moves at least one of the first and second shift lenses in the front-rear direction parallel to the optical axis so that the focus is adjusted based on the distance of the subject measured by the distance measuring means. Mechanism ,
An image photographing apparatus having 前記撮像手段により生成された画像の所定位置の情報を入力する入力手段を有し、
前記第１の移動機構は、前記所定位置に対応する被写体が画像の中心となるように、前記第１及び第２のシフトレンズの少なくとも一方を移動させることを特徴とする請求項１に記載の画像撮影装置。 Input means for inputting information on a predetermined position of the image generated by the imaging means;
The first movement mechanism moves at least one of the first and second shift lenses so that the subject corresponding to the predetermined position is the center of the image. Image shooting device. 前記第１の移動機構は、前記所定位置に対応する被写体が画像の中心となるように、前記第１及び第２のシフトレンズの少なくとも一方を、前記上下方向及び前記前後方向の双方と垂直をなす左右方向に移動させることを特徴とする請求項２に記載の画像撮影装置。   The first moving mechanism is configured so that at least one of the first and second shift lenses is perpendicular to both the vertical direction and the front-rear direction so that the subject corresponding to the predetermined position is the center of the image. The image photographing device according to claim 2, wherein the image photographing device is moved in a horizontal direction. 第１のシフトレンズを有し、被写体に対して所定のパターンを投影する投影手段と、第２のシフトレンズを有し、前記パターンが投影された被写体を撮像し、画像を生成する撮像手段とを有する画像撮影装置における画像撮影方法であって、
前記被写体の距離を測定する測距ステップと、
前記測距ステップによって測定された被写体の距離に基づいて、前記第１のシフトレンズの画角と前記第２のシフトレンズの画角とが同一になるように、前記第１及び第２のシフトレンズの少なくとも一方の光軸を平行に上下方向に移動させる第１の移動ステップと、
前記測距ステップによって測定された被写体の距離に基づいて、ピントが調整されるように、前記第１及び第２のシフトレンズの少なくとも一方を光軸に平行に前後方向に移動させる第２の移動ステップと、
を有する画像撮影方法。 A projection unit that has a first shift lens and projects a predetermined pattern onto the subject; and an imaging unit that has a second shift lens and images the subject on which the pattern is projected and generates an image; An image capturing method in an image capturing apparatus having:
A distance measuring step for measuring the distance of the subject;
Based on the distance of the subject measured in the distance measuring step, the first and second shifts so that the field angle of the first shift lens and the field angle of the second shift lens are the same. A first movement step of moving at least one optical axis of the lens in parallel in the vertical direction;
A second movement that moves at least one of the first and second shift lenses in the front-rear direction parallel to the optical axis so that the focus is adjusted based on the distance of the subject measured in the distance measuring step. Steps ,
An image capturing method. 前記撮像手段により生成された画像の所定位置の情報を入力する入力ステップを有し、
前記第１の移動ステップは、前記所定位置に対応する被写体が画像の中心となるように、前記第１及び第２のシフトレンズの少なくとも一方を移動させることを特徴とする請求項４に記載の画像撮影方法。 An input step of inputting information on a predetermined position of the image generated by the imaging means;
Wherein the first moving step, so that the subject corresponding to the predetermined position is the center of the image, according to claim 4, characterized in that moving at least one of said first and second shift lens Image shooting method. 前記第１の移動ステップは、前記所定位置に対応する被写体が画像の中心となるように、前記第１及び第２のシフトレンズの少なくとも一方を、前記上下方向及び前記前後方向の双方と垂直をなす左右方向に移動させることを特徴とする請求項５に記載の画像撮影方法。 In the first moving step, at least one of the first and second shift lenses is perpendicular to both the vertical direction and the front-rear direction so that the subject corresponding to the predetermined position is the center of the image. The image capturing method according to claim 5 , wherein the image is moved in a left-right direction.
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