JPH05265081A - 複眼撮像装置 - Google Patents
複眼撮像装置Info
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- JPH05265081A JPH05265081A JP4065169A JP6516992A JPH05265081A JP H05265081 A JPH05265081 A JP H05265081A JP 4065169 A JP4065169 A JP 4065169A JP 6516992 A JP6516992 A JP 6516992A JP H05265081 A JPH05265081 A JP H05265081A
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- image sensor
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- imaging
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- H04N13/204—Image signal generators using stereoscopic image cameras
- H04N13/239—Image signal generators using stereoscopic image cameras using two 2D image sensors having a relative position equal to or related to the interocular distance
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- H04N2013/0081—Depth or disparity estimation from stereoscopic image signals
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- Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
- Lenses (AREA)
- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 複眼撮像装置を、被写体距離によらず画面全
域にわたって高精細な画像の得られるようにする。 【構造】 複眼撮像装置は、二組の撮像系（左側撮像系
１０L および右側撮像系１０R ）を用いて共通の被写体
を撮像して得られる二つの画像を合成することにより高
精細な一つの画像を得るものである。ここで、左側イメ
ージセンサ１２Lの感光面と右側イメージセンサ１２R
の感光面とは、最大輻輳角を２θ0 ，左側撮像系１０L
および右側撮像系１０R の最大結像倍率をβ0 としたと
き、左側撮像系１０L の光軸ＬL と直交する面および右
側撮像系１２R の光軸ＬR と直交する面に対して、 φ＝０．５×ｔａｎ-1｛β0 ×ｔａｎ(θ0)｝ ほど傾斜されてそれぞれ設けられている。
域にわたって高精細な画像の得られるようにする。 【構造】 複眼撮像装置は、二組の撮像系（左側撮像系
１０L および右側撮像系１０R ）を用いて共通の被写体
を撮像して得られる二つの画像を合成することにより高
精細な一つの画像を得るものである。ここで、左側イメ
ージセンサ１２Lの感光面と右側イメージセンサ１２R
の感光面とは、最大輻輳角を２θ0 ，左側撮像系１０L
および右側撮像系１０R の最大結像倍率をβ0 としたと
き、左側撮像系１０L の光軸ＬL と直交する面および右
側撮像系１２R の光軸ＬR と直交する面に対して、 φ＝０．５×ｔａｎ-1｛β0 ×ｔａｎ(θ0)｝ ほど傾斜されてそれぞれ設けられている。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、複眼撮像装置に関し、
特に、二組の撮像系を用いて共通の被写体を撮像して得
られる二つの画像を合成することにより高精細な一つの
画像を得る複眼撮像装置に関する。
特に、二組の撮像系を用いて共通の被写体を撮像して得
られる二つの画像を合成することにより高精細な一つの
画像を得る複眼撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、二組の撮像系を用いて共通の被写
体を撮像して得られる二つの画像を合成することにより
高精細な一つの画像を得る複眼撮像装置の原理として
は、図１１に示す複眼撮像装置の原理が提案されている
（画像電子学会予稿９０−０３−０４，ｐ．２３〜２
８）。すなわち、この複眼撮像装置の原理では、左側撮
像系110Lと右側撮像系110Rとを用意し、左側撮像系110L
と右側撮像系110Rとでサンプリング点を空間位相で１／
２ピッチずらして被写体101 を撮像するとともに、左側
撮像系110Lで得られた画像ＩL と右側撮像系110Rで得ら
れた画像ＩR とをマイクロプロセッサ（以下、「ＣＰ
Ｕ」と称する。）120 で合成処理することにより、一つ
の撮像系で被写体101 を撮像したときに比べて高精細な
一つの出力画像Ｉ OUT を得る。
体を撮像して得られる二つの画像を合成することにより
高精細な一つの画像を得る複眼撮像装置の原理として
は、図１１に示す複眼撮像装置の原理が提案されている
（画像電子学会予稿９０−０３−０４，ｐ．２３〜２
８）。すなわち、この複眼撮像装置の原理では、左側撮
像系110Lと右側撮像系110Rとを用意し、左側撮像系110L
と右側撮像系110Rとでサンプリング点を空間位相で１／
２ピッチずらして被写体101 を撮像するとともに、左側
撮像系110Lで得られた画像ＩL と右側撮像系110Rで得ら
れた画像ＩR とをマイクロプロセッサ（以下、「ＣＰ
Ｕ」と称する。）120 で合成処理することにより、一つ
の撮像系で被写体101 を撮像したときに比べて高精細な
一つの出力画像Ｉ OUT を得る。
【０００３】図１２は、左側撮像系110Lおよび右側撮像
系110Rの基本配置を説明するための説明図である。
系110Rの基本配置を説明するための説明図である。
【０００４】左側撮像系110Lは、左側撮像光学系111Lと
左側イメージセンサ112Lとから構成されており、また、
右側撮像系110Rは、右側撮像光学系111Rと右側イメージ
センサ112Rとから構成されている。ここで、左側撮像光
学系111Lと右側撮像光学系111Rとは等価な仕様を有する
ものであり、ズームレンズからなる。また、左側イメー
ジセンサ112Lと右側イメージセンサ112Rとは等価な仕様
を有するものであり、サチコンなどの撮像管またはＣＣ
Ｄなどの固体撮像素子からなる。左側撮像系110Lと右側
撮像系110Rとは、それらの光軸ＬL，ＬRが被写体面102
上の点Ｏでほぼ交差し、かつ、被写体面102 の法線Ｏ−
Ｏ’に対して線対象となる位置にそれぞれ設けられてい
る。ここで、各光軸ＬL，ＬRと被写体面102 の法線Ｏ−
Ｏ’とのなす角をそれぞれθとしたときに、２θを輻輳
角と定義する。
左側イメージセンサ112Lとから構成されており、また、
右側撮像系110Rは、右側撮像光学系111Rと右側イメージ
センサ112Rとから構成されている。ここで、左側撮像光
学系111Lと右側撮像光学系111Rとは等価な仕様を有する
ものであり、ズームレンズからなる。また、左側イメー
ジセンサ112Lと右側イメージセンサ112Rとは等価な仕様
を有するものであり、サチコンなどの撮像管またはＣＣ
Ｄなどの固体撮像素子からなる。左側撮像系110Lと右側
撮像系110Rとは、それらの光軸ＬL，ＬRが被写体面102
上の点Ｏでほぼ交差し、かつ、被写体面102 の法線Ｏ−
Ｏ’に対して線対象となる位置にそれぞれ設けられてい
る。ここで、各光軸ＬL，ＬRと被写体面102 の法線Ｏ−
Ｏ’とのなす角をそれぞれθとしたときに、２θを輻輳
角と定義する。
【０００５】この複眼撮像装置では、被写体距離が変化
した場合には、たとえば図中×印を中心として被写体距
離の変化に応じて左側撮像系110Lおよび右側撮像系110R
をそれぞれ回転させて輻輳角２θを変えることにより、
撮像が行われる。
した場合には、たとえば図中×印を中心として被写体距
離の変化に応じて左側撮像系110Lおよび右側撮像系110R
をそれぞれ回転させて輻輳角２θを変えることにより、
撮像が行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の複眼撮像装置では、被写体距離が短く（すなわ
ち輻輳角２θが大きく）なるにつれて、左側イメージセ
ンサ112Lおよび右側イメージセンサ112Rの周辺部の感光
面（像面）が被写体面102 と共役でなくなり、ボケが発
生するという問題がある。このことについて、図１３を
参照して以下に説明する。
た従来の複眼撮像装置では、被写体距離が短く（すなわ
ち輻輳角２θが大きく）なるにつれて、左側イメージセ
ンサ112Lおよび右側イメージセンサ112Rの周辺部の感光
面（像面）が被写体面102 と共役でなくなり、ボケが発
生するという問題がある。このことについて、図１３を
参照して以下に説明する。
【０００７】被写体面102 上の物点Ｐ1 に対して、右側
イメージセンサ112Rの周辺部の感光面と共役な平面200
上のボケ量をδ，右側撮像光学系111Rの前側主点Ｈから
平面200 までの距離をＳ0 ，右側撮像光学系111Rの前側
主点Ｈから物点Ｐ1 までの距離をＳ1 および右側撮像光
学系111Rの有効瞳径をＤとすると、 δ／Ｄ＝（Ｓ0 −Ｓ1 ）／Ｓ1 （１） Ｓ0 −Ｓ1 ＝Ｓ0 ／（１＋Ｄ／δ） （２） と表される。また、右側イメージセンサ112Rの周辺部の
感光面における物点Ｐ1に対するボケ量をδ’および右
側撮像光学系111Rの結像倍率（横倍率）をβとすると、 ｜δ’｜＝｜β×δ｜ （３） と表される。
イメージセンサ112Rの周辺部の感光面と共役な平面200
上のボケ量をδ，右側撮像光学系111Rの前側主点Ｈから
平面200 までの距離をＳ0 ，右側撮像光学系111Rの前側
主点Ｈから物点Ｐ1 までの距離をＳ1 および右側撮像光
学系111Rの有効瞳径をＤとすると、 δ／Ｄ＝（Ｓ0 −Ｓ1 ）／Ｓ1 （１） Ｓ0 −Ｓ1 ＝Ｓ0 ／（１＋Ｄ／δ） （２） と表される。また、右側イメージセンサ112Rの周辺部の
感光面における物点Ｐ1に対するボケ量をδ’および右
側撮像光学系111Rの結像倍率（横倍率）をβとすると、 ｜δ’｜＝｜β×δ｜ （３） と表される。
【０００８】物点Ｐ1 から光軸ＬR に垂線をおろしたと
きの線分の長さをηとすると、 Ｓ0−Ｓ1＝η×ｔａｎ(θ) （４） と表せる。また、右側撮像光学系111Rの前側主点Ｈおよ
び物点Ｐ1 を結ぶ直線と平面200 との交点から、光軸Ｌ
R と平面200 との交点Ｐ0 まで長さをｙとすると、 η／ｙ＝Ｓ1／Ｓ0 （５） と表せる。したがって、（５）式より、 η＝ｙ×Ｓ1／Ｓ0 ＝ｙ×｛１−（Ｓ0−Ｓ1）／Ｓ0｝ （６） と表せるため、（２）式より、 η＝ｙ×｛１−１／（１＋Ｄ／δ）｝ ＝ｙ×｛（Ｄ／δ）／（１＋Ｄ／δ）｝ （７） と表せる。ここで、（４）式より、 ｔａｎ(θ)＝（Ｓ0 −Ｓ1 ）／η （８） と表せるため、（２）式および（７）式より、 ｔａｎ(θ)＝Ｓ0 ／｛ｙ×（Ｄ／δ）｝ （９） と表せる。
きの線分の長さをηとすると、 Ｓ0−Ｓ1＝η×ｔａｎ(θ) （４） と表せる。また、右側撮像光学系111Rの前側主点Ｈおよ
び物点Ｐ1 を結ぶ直線と平面200 との交点から、光軸Ｌ
R と平面200 との交点Ｐ0 まで長さをｙとすると、 η／ｙ＝Ｓ1／Ｓ0 （５） と表せる。したがって、（５）式より、 η＝ｙ×Ｓ1／Ｓ0 ＝ｙ×｛１−（Ｓ0−Ｓ1）／Ｓ0｝ （６） と表せるため、（２）式より、 η＝ｙ×｛１−１／（１＋Ｄ／δ）｝ ＝ｙ×｛（Ｄ／δ）／（１＋Ｄ／δ）｝ （７） と表せる。ここで、（４）式より、 ｔａｎ(θ)＝（Ｓ0 −Ｓ1 ）／η （８） と表せるため、（２）式および（７）式より、 ｔａｎ(θ)＝Ｓ0 ／｛ｙ×（Ｄ／δ）｝ （９） と表せる。
【０００９】一方、右側撮像光学系111Rの焦点距離をｆ
およびＦナンバーをＦとすると、 Ｄ／δ＝（ｆ×β）／（Ｆ×δ’） （１０） と表せる。ここで、 Ｓ0 ＝ｆ×（１／β−１） （１１） ｙ＝ｙ’／β （１２） と表せるため、（９）式は、 ｔａｎ(θ)＝ｆ×（１／β−１）×Ｆ×δ’／（ｆ×β×ｙ） ＝Ｆ×δ’×（１／β−１）／ｙ’ （１３） と表せる。よって、（１３）式より、 δ’＝ｙ’×ｔａｎ(θ)／｛Ｆ×（１／β−１）｝ （１４） となり、（１４）式で表されるボケ量δ’のボケが、右
側イメージセンサ112Rの周辺部の感光面に発生し、特
に、近距離撮像時に画像のコントラストが劣化する問題
がある。左側イメージセンサ112Lにおいても同様であ
る。
およびＦナンバーをＦとすると、 Ｄ／δ＝（ｆ×β）／（Ｆ×δ’） （１０） と表せる。ここで、 Ｓ0 ＝ｆ×（１／β−１） （１１） ｙ＝ｙ’／β （１２） と表せるため、（９）式は、 ｔａｎ(θ)＝ｆ×（１／β−１）×Ｆ×δ’／（ｆ×β×ｙ） ＝Ｆ×δ’×（１／β−１）／ｙ’ （１３） と表せる。よって、（１３）式より、 δ’＝ｙ’×ｔａｎ(θ)／｛Ｆ×（１／β−１）｝ （１４） となり、（１４）式で表されるボケ量δ’のボケが、右
側イメージセンサ112Rの周辺部の感光面に発生し、特
に、近距離撮像時に画像のコントラストが劣化する問題
がある。左側イメージセンサ112Lにおいても同様であ
る。
【００１０】本発明の目的は、被写体距離によらず画面
全域にわたって高精細な画像の得られる複眼撮像装置を
提供することにある。
全域にわたって高精細な画像の得られる複眼撮像装置を
提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の複眼撮像
装置は、撮像光学系およびイメージセンサを有する撮像
系を二組含み、該二組の撮像系を用いて共通の被写体を
撮像して得られる二つの画像を合成することにより高精
細な一つの画像を得る複眼撮像装置において、最大輻輳
角を２θ0 ，前記各撮像光学系の最大結像倍率をβ0 と
したとき、前記各イメージセンサの感光面が、前記各撮
像系の光軸と直交する面に対して、 ０．５×ｔａｎ-1｛β0 ×ｔａｎ(θ0)｝ ほどそれぞれ傾斜されている。
装置は、撮像光学系およびイメージセンサを有する撮像
系を二組含み、該二組の撮像系を用いて共通の被写体を
撮像して得られる二つの画像を合成することにより高精
細な一つの画像を得る複眼撮像装置において、最大輻輳
角を２θ0 ，前記各撮像光学系の最大結像倍率をβ0 と
したとき、前記各イメージセンサの感光面が、前記各撮
像系の光軸と直交する面に対して、 ０．５×ｔａｎ-1｛β0 ×ｔａｎ(θ0)｝ ほどそれぞれ傾斜されている。
【００１２】本発明の第２の複眼撮像装置は、撮像光学
系およびイメージセンサを有する撮像系を二組含み、該
二組の撮像系を用いて共通の被写体を撮像して得られる
二つの画像を合成することにより高精細な一つの画像を
得る複眼撮像装置において、輻輳角の変化に連動して、
前記各イメージセンサの感光面が前記撮像光学系の光軸
に対して前記被写体の被写体面とほぼ共役になるよう前
記各イメージセンサの感光面をそれぞれ傾斜させる手段
を含む。
系およびイメージセンサを有する撮像系を二組含み、該
二組の撮像系を用いて共通の被写体を撮像して得られる
二つの画像を合成することにより高精細な一つの画像を
得る複眼撮像装置において、輻輳角の変化に連動して、
前記各イメージセンサの感光面が前記撮像光学系の光軸
に対して前記被写体の被写体面とほぼ共役になるよう前
記各イメージセンサの感光面をそれぞれ傾斜させる手段
を含む。
【００１３】ここで、前記撮像光学系が、変倍群および
合焦群を有するレンズ群から構成され、前記撮像系が、
前記変倍群を駆動するためのズームモータと、前記合焦
群を駆動するためのフォーカスモータと、前記光軸を含
む平面内で前記撮像光学系および前記イメージセンサを
一体として回転させるための輻輳角モータとを有し、前
記手段が、該輻輳角モータの回転角を検出するための回
転角検出手段と、前記ズームモータに設けられた、前記
撮像光学系の焦点距離を検出するためのズームエンコー
ダと、前記フォーカスモータに設けられた、前記撮像光
学系に対する被写体距離を検出するためのフォーカスエ
ンコーダと、前記イメージセンサを水平方向に傾斜し得
るイメージセンサ駆動系とを有し、前記各撮像系ごとの
前記回転角検出手段，前記ズームエンコーダおよび前記
フォーカスエンコーダから送られてくる各信号に応じ
て、前記各撮像系ごとの前記イメージセンサ駆動系をそ
れぞれ制御する演算制御部を含んでもよい。
合焦群を有するレンズ群から構成され、前記撮像系が、
前記変倍群を駆動するためのズームモータと、前記合焦
群を駆動するためのフォーカスモータと、前記光軸を含
む平面内で前記撮像光学系および前記イメージセンサを
一体として回転させるための輻輳角モータとを有し、前
記手段が、該輻輳角モータの回転角を検出するための回
転角検出手段と、前記ズームモータに設けられた、前記
撮像光学系の焦点距離を検出するためのズームエンコー
ダと、前記フォーカスモータに設けられた、前記撮像光
学系に対する被写体距離を検出するためのフォーカスエ
ンコーダと、前記イメージセンサを水平方向に傾斜し得
るイメージセンサ駆動系とを有し、前記各撮像系ごとの
前記回転角検出手段，前記ズームエンコーダおよび前記
フォーカスエンコーダから送られてくる各信号に応じ
て、前記各撮像系ごとの前記イメージセンサ駆動系をそ
れぞれ制御する演算制御部を含んでもよい。
【００１４】また、前記演算制御部が、前記各撮像系ご
との前記回転角検出手段，前記ズームエンコーダおよび
前記フォーカスエンコーダからの各信号に応じて、前記
各撮像系ごとの前記イメージセンサ駆動系をそれぞれ制
御する代わりに、前記各撮像系ごとの前記イメージセン
サをそれぞれ微小振動させたときの該各イメージセンサ
から送られてくる各画像信号に応じて、前記各撮像系ご
との前記イメージセンサ駆動系をそれぞれ制御してもよ
い。
との前記回転角検出手段，前記ズームエンコーダおよび
前記フォーカスエンコーダからの各信号に応じて、前記
各撮像系ごとの前記イメージセンサ駆動系をそれぞれ制
御する代わりに、前記各撮像系ごとの前記イメージセン
サをそれぞれ微小振動させたときの該各イメージセンサ
から送られてくる各画像信号に応じて、前記各撮像系ご
との前記イメージセンサ駆動系をそれぞれ制御してもよ
い。
【００１５】
【作用】本発明の第１の複眼撮像装置は、各撮像系の光
軸と直交する面に対して、 ０．５×ｔａｎ-1｛β0 ×ｔａｎ(θ0)｝ ほど各イメージセンサの感光面をそれぞれ傾斜させるこ
とにより、後述する原理によって、画面の周辺部に発生
するボケの最大ボケ量を約半分に軽減することができ
る。
軸と直交する面に対して、 ０．５×ｔａｎ-1｛β0 ×ｔａｎ(θ0)｝ ほど各イメージセンサの感光面をそれぞれ傾斜させるこ
とにより、後述する原理によって、画面の周辺部に発生
するボケの最大ボケ量を約半分に軽減することができ
る。
【００１６】本発明の第２の複眼撮像装置は、輻輳角の
変化に連動して、各イメージセンサの感光面が撮像光学
系の光軸に対して被写体の被写体面とほぼ共役になるよ
う各イメージセンサの感光面をそれぞれ傾斜させる手段
を含むことにより、後述する原理によって、被写体距離
によらず画面全域にわたってボケの発生を防ぐことがで
きる。
変化に連動して、各イメージセンサの感光面が撮像光学
系の光軸に対して被写体の被写体面とほぼ共役になるよ
う各イメージセンサの感光面をそれぞれ傾斜させる手段
を含むことにより、後述する原理によって、被写体距離
によらず画面全域にわたってボケの発生を防ぐことがで
きる。
【００１７】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。
て説明する。
【００１８】図１（Ａ），（Ｂ）はそれぞれ、本発明の
複眼撮像装置の第１の実施例を示す図である。
複眼撮像装置の第１の実施例を示す図である。
【００１９】本実施例の複眼撮像装置は、二組の撮像系
（左側撮像系１０L および右側撮像系１０R ）を用いて
共通の被写体を撮像して得られる二つの画像を合成する
ことにより高精細な一つの画像を得るものである。
（左側撮像系１０L および右側撮像系１０R ）を用いて
共通の被写体を撮像して得られる二つの画像を合成する
ことにより高精細な一つの画像を得るものである。
【００２０】右側撮像系１０R は、図１（Ａ）に示すよ
うに、右側撮像光学系１１R を構成する、変倍群２２R
および合焦群２４R を含むレンズ群２１R〜２４Rと、変
倍群２２R を駆動するための駆動系であるズームモータ
２５R と、合焦群２４R を駆動するための駆動系である
フォーカスモータ２６R と、光軸ＬR を含む平面内で右
側撮像光学系１１R および右側イメージセンサ１２R を
一体として回転させるための機構系（不図示）および駆
動系（輻輳角モータ２７R ）と、輻輳角モータ２７R の
回転角を検出するための回転角検出手段２８R と、ズー
ムモータ２５Rに設けられた、右側撮像光学系１１R の
焦点距離ｆを検出するためのズームエンコーダ３１R
と、フォーカスモータ２６R に設けられた、右側撮像光
学系１１Rに対する被写体距離を検出するためのフォー
カスエンコーダ３２R とを含む。左側撮像系１０L は、
右側撮像系１０R と同様に構成されている。
うに、右側撮像光学系１１R を構成する、変倍群２２R
および合焦群２４R を含むレンズ群２１R〜２４Rと、変
倍群２２R を駆動するための駆動系であるズームモータ
２５R と、合焦群２４R を駆動するための駆動系である
フォーカスモータ２６R と、光軸ＬR を含む平面内で右
側撮像光学系１１R および右側イメージセンサ１２R を
一体として回転させるための機構系（不図示）および駆
動系（輻輳角モータ２７R ）と、輻輳角モータ２７R の
回転角を検出するための回転角検出手段２８R と、ズー
ムモータ２５Rに設けられた、右側撮像光学系１１R の
焦点距離ｆを検出するためのズームエンコーダ３１R
と、フォーカスモータ２６R に設けられた、右側撮像光
学系１１Rに対する被写体距離を検出するためのフォー
カスエンコーダ３２R とを含む。左側撮像系１０L は、
右側撮像系１０R と同様に構成されている。
【００２１】ここで、左側撮像光学系１１L のフォーカ
スモータ２６L およびズームモータ２５L が、フォーカ
スエンコーダ３２L からの信号およびズームエンコーダ
３１ L からの信号により別途制御されるとともに、右側
撮像光学系１１R のフォーカスモータ２６R およびズー
ムモータ２５R が、フォーカスエンコーダ３２R からの
信号およびズームエンコーダ３１R からの信号により別
途制御されることにより、左側撮像光学系１１L の焦点
距離ｆと右側撮像光学系１１R の焦点距離ｆとは常に一
致されており、左側撮像光学系１１L の結像倍率βと右
側撮像光学系１１R の結像倍率βとは常に一致されてい
るものとする。
スモータ２６L およびズームモータ２５L が、フォーカ
スエンコーダ３２L からの信号およびズームエンコーダ
３１ L からの信号により別途制御されるとともに、右側
撮像光学系１１R のフォーカスモータ２６R およびズー
ムモータ２５R が、フォーカスエンコーダ３２R からの
信号およびズームエンコーダ３１R からの信号により別
途制御されることにより、左側撮像光学系１１L の焦点
距離ｆと右側撮像光学系１１R の焦点距離ｆとは常に一
致されており、左側撮像光学系１１L の結像倍率βと右
側撮像光学系１１R の結像倍率βとは常に一致されてい
るものとする。
【００２２】また、左側イメージセンサ１２L の感光面
と右側イメージセンサ１２R の感光面とは、図１（Ｂ）
に示すように、最大輻輳角を２θ0 ，左側撮像系１０L
および右側撮像系１０R の最大結像倍率をβ0 としたと
き、左側撮像系１０L の光軸ＬL と直交する面および右
側撮像系１２R の光軸ＬR と直交する面に対して、 φ＝０．５×ｔａｎ-1｛β0 ×ｔａｎ(θ0)｝ （１５） ほど傾斜されてそれぞれ設けられている。
と右側イメージセンサ１２R の感光面とは、図１（Ｂ）
に示すように、最大輻輳角を２θ0 ，左側撮像系１０L
および右側撮像系１０R の最大結像倍率をβ0 としたと
き、左側撮像系１０L の光軸ＬL と直交する面および右
側撮像系１２R の光軸ＬR と直交する面に対して、 φ＝０．５×ｔａｎ-1｛β0 ×ｔａｎ(θ0)｝ （１５） ほど傾斜されてそれぞれ設けられている。
【００２３】次に、上述した従来の複眼撮像装置におけ
る問題を解決する方法について、図２を参照して説明す
る。
る問題を解決する方法について、図２を参照して説明す
る。
【００２４】右側撮像系１０R の光軸ＬR に対して傾き
ωを有する物体（線分ＰＱで図示）の結像関係について
考える。点Ｐと点Ｐ’とは右側撮像光学系１１R を介す
る結像倍率（横倍率）βの光軸ＬR 上の共役点であると
する。また、光軸ＬR 外の点Ｑの像点を点Ｑ’とし、線
分ＰＱと光軸ＬR とのなす角をωとし、線分Ｐ’Ｑ’と
光軸ＬR とのなす角をω’とし、線分ＰＱの延長線が右
側撮像光学系１１R の前側主平面の延長線と交わる点を
Ｒとし、線分Ｐ’Ｑ’の延長線が右側撮像光学系１１R
の後側主平面の延長線と交わる点をＴとする。さらに、
右側撮像光学系１１R の前側主点をＨとし、右側撮像光
学系１１R の後ろ側主点をＨ’とすると、図３から明ら
かなように、 ＨＲ＝Ｓ×ｔａｎ(ω) （１６） Ｈ’Ｔ＝Ｓ’×ｔａｎ(ω’) （１７） と表される。ここで、点Ｑが点Ｐに充分に近いときに
は、点Ｑから光軸ＬR におろした垂線の長さをｑとし、
該垂線および光軸ＬR の交点と点Ｐとの距離をｐとし、
距離ｐと長さｑに対応する像界側の共役な距離および長
さをそれぞれｐ’およびｑ’とすると、縦倍率が横倍率
の二乗であるという関係を用いると、 Ｓ’×ｔａｎ(ω’)＝β×Ｓ×β2×ｑ／（β×ｐ） ＝Ｓ×ｔａｎ(ω) （１８） と表される。（１６）式〜（１８）式より、 ＨＲ＝Ｈ’Ｔ （１９） となる。
ωを有する物体（線分ＰＱで図示）の結像関係について
考える。点Ｐと点Ｐ’とは右側撮像光学系１１R を介す
る結像倍率（横倍率）βの光軸ＬR 上の共役点であると
する。また、光軸ＬR 外の点Ｑの像点を点Ｑ’とし、線
分ＰＱと光軸ＬR とのなす角をωとし、線分Ｐ’Ｑ’と
光軸ＬR とのなす角をω’とし、線分ＰＱの延長線が右
側撮像光学系１１R の前側主平面の延長線と交わる点を
Ｒとし、線分Ｐ’Ｑ’の延長線が右側撮像光学系１１R
の後側主平面の延長線と交わる点をＴとする。さらに、
右側撮像光学系１１R の前側主点をＨとし、右側撮像光
学系１１R の後ろ側主点をＨ’とすると、図３から明ら
かなように、 ＨＲ＝Ｓ×ｔａｎ(ω) （１６） Ｈ’Ｔ＝Ｓ’×ｔａｎ(ω’) （１７） と表される。ここで、点Ｑが点Ｐに充分に近いときに
は、点Ｑから光軸ＬR におろした垂線の長さをｑとし、
該垂線および光軸ＬR の交点と点Ｐとの距離をｐとし、
距離ｐと長さｑに対応する像界側の共役な距離および長
さをそれぞれｐ’およびｑ’とすると、縦倍率が横倍率
の二乗であるという関係を用いると、 Ｓ’×ｔａｎ(ω’)＝β×Ｓ×β2×ｑ／（β×ｐ） ＝Ｓ×ｔａｎ(ω) （１８） と表される。（１６）式〜（１８）式より、 ＨＲ＝Ｈ’Ｔ （１９） となる。
【００２５】したがって、作図的には、線分ＰＱを延長
して点Ｒを求めたのち、ＨＲ＝Ｈ’Ｔとなる点Ｔと点
Ｐ’とを結ぶことにより、共役面Ｐ’Ｑ’を含む面が求
められることがわかる。また、（１８）式からも、 ｔａｎ(ω’)／ｔａｎ(ω)＝Ｓ／Ｓ’ ＝１／β （２０） と表せるので、結像倍率（横倍率）βと被写体（線分Ｐ
Ｑ）の傾き角ωを知ることにより、右側イメージセンサ
１２R が共役となる傾き角ω’が求まる。換言すると、
（２０）式で定められる傾き角ω’だけ右側イメージセ
ンサ１２R を傾けることにより、上述したボケの発生を
防ぐことができることを意味する。
して点Ｒを求めたのち、ＨＲ＝Ｈ’Ｔとなる点Ｔと点
Ｐ’とを結ぶことにより、共役面Ｐ’Ｑ’を含む面が求
められることがわかる。また、（１８）式からも、 ｔａｎ(ω’)／ｔａｎ(ω)＝Ｓ／Ｓ’ ＝１／β （２０） と表せるので、結像倍率（横倍率）βと被写体（線分Ｐ
Ｑ）の傾き角ωを知ることにより、右側イメージセンサ
１２R が共役となる傾き角ω’が求まる。換言すると、
（２０）式で定められる傾き角ω’だけ右側イメージセ
ンサ１２R を傾けることにより、上述したボケの発生を
防ぐことができることを意味する。
【００２６】また、被写体（線分ＰＱ）および右側撮像
光学系１１R の光軸ＬR のなす角ωと前述した輻輳角２
θとの関係は、図２より明らかなように、 θ＝９０°−ω （２１） より求めることができる。したがって、（２０）式およ
び（２１）式より、このときの右側イメージセンサ１２
R の感光面および光軸ＬR と直交する面のなす角φは、 φ＝ｔａｎ-1｛β×ｔａｎ(θ)｝ （２２） と表される。
光学系１１R の光軸ＬR のなす角ωと前述した輻輳角２
θとの関係は、図２より明らかなように、 θ＝９０°−ω （２１） より求めることができる。したがって、（２０）式およ
び（２１）式より、このときの右側イメージセンサ１２
R の感光面および光軸ＬR と直交する面のなす角φは、 φ＝ｔａｎ-1｛β×ｔａｎ(θ)｝ （２２） と表される。
【００２７】したがって、被写体距離範囲として無限遠
から至近距離までを考慮すると、右側イメージセンサ１
２R の感光面および光軸ＬR と直交する面のなす角φ
は、被写体距離が無限遠のときには”０”とされ、被写
体距離が至近距離のときには最大値φMAX とされる必要
がある。ここで、最大値φMAX は、右側撮像光学系１１
R の最大結像倍率をβ0 ，最大輻輳角を２θ0 とする
と、（２２）式より、 φMAX ＝ｔａｎ-1｛β0×ｔａｎ(θ0)｝ （２３） と表わせる。
から至近距離までを考慮すると、右側イメージセンサ１
２R の感光面および光軸ＬR と直交する面のなす角φ
は、被写体距離が無限遠のときには”０”とされ、被写
体距離が至近距離のときには最大値φMAX とされる必要
がある。ここで、最大値φMAX は、右側撮像光学系１１
R の最大結像倍率をβ0 ，最大輻輳角を２θ0 とする
と、（２２）式より、 φMAX ＝ｔａｎ-1｛β0×ｔａｎ(θ0)｝ （２３） と表わせる。
【００２８】以上の結果より、右側イメージセンサ１２
R の感光面および光軸ＬR と直交する面のなす角φを被
写体距離に応じて”０”から最大値φMAX まで変化させ
ることにより、すべての被写体に対してボケの発生を防
ぐことができるが、前記角φを被写体距離に応じて変化
させる手段が必要となる。
R の感光面および光軸ＬR と直交する面のなす角φを被
写体距離に応じて”０”から最大値φMAX まで変化させ
ることにより、すべての被写体に対してボケの発生を防
ぐことができるが、前記角φを被写体距離に応じて変化
させる手段が必要となる。
【００２９】そこで、本実施例の複眼撮像装置では、右
側イメージセンサ１２R の感光面および光軸ＬR と直交
する面のなす角φ（左側イメージセンサ１２L の感光面
および光軸ＬR と直交する面のなす角φも同様）を被写
体距離によらず常に、 φ＝０．５×φMAX ＝０．５×ｔａｎ-1｛β0×ｔａｎ(θ0)｝ （２４） とすることにより、図３に示すように、発生するボケの
ボケ量δ”を従来の複眼撮像装置に比べて約半分に軽減
できるようにする。なお、本実施例の複眼撮像装置で
は、被写体距離が中距離の場合には、図４（Ｂ）に示す
ように、被写体面２と右側イメージセンサ１２R の感光
面とがほぼ共役となり、ボケの発生を防ぐことができ
る。また、被写体距離が遠距離または近距離の場合に
は、図４（Ａ），（Ｃ）にそれぞれ示すように、右側イ
メージセンサ１２R の感光面の周辺部ではいわゆる後ピ
ンまたは前ピン状態となりほぼ同じボケ量のボケが発生
するが、最大ボケ量を従来の複眼撮像装置に比べて約半
分に軽減することができる。
側イメージセンサ１２R の感光面および光軸ＬR と直交
する面のなす角φ（左側イメージセンサ１２L の感光面
および光軸ＬR と直交する面のなす角φも同様）を被写
体距離によらず常に、 φ＝０．５×φMAX ＝０．５×ｔａｎ-1｛β0×ｔａｎ(θ0)｝ （２４） とすることにより、図３に示すように、発生するボケの
ボケ量δ”を従来の複眼撮像装置に比べて約半分に軽減
できるようにする。なお、本実施例の複眼撮像装置で
は、被写体距離が中距離の場合には、図４（Ｂ）に示す
ように、被写体面２と右側イメージセンサ１２R の感光
面とがほぼ共役となり、ボケの発生を防ぐことができ
る。また、被写体距離が遠距離または近距離の場合に
は、図４（Ａ），（Ｃ）にそれぞれ示すように、右側イ
メージセンサ１２R の感光面の周辺部ではいわゆる後ピ
ンまたは前ピン状態となりほぼ同じボケ量のボケが発生
するが、最大ボケ量を従来の複眼撮像装置に比べて約半
分に軽減することができる。
【００３０】したがって、本実施例の複眼撮像装置で
は、図５に示すように、左側イメージセンサ１２L から
の画像信号を画像メモリ３６L に一時記憶するとともに
右側イメージセンサ１２R からの画像信号を画像メモリ
３６R に一時記憶したのち、各画像信号を加算処理回路
３７で合成することにより、一つの高精細な合成画像信
号を得ることができる。
は、図５に示すように、左側イメージセンサ１２L から
の画像信号を画像メモリ３６L に一時記憶するとともに
右側イメージセンサ１２R からの画像信号を画像メモリ
３６R に一時記憶したのち、各画像信号を加算処理回路
３７で合成することにより、一つの高精細な合成画像信
号を得ることができる。
【００３１】なお、各回転角検出手段２８L，２８R と
しては、たとえばロータリーエンコーダのような外付け
部材を用いることができるし、たとえばパルスモータの
ような駆動系自身で駆動方法により回転角を検出するも
のを用いることもできる。また、各ズームエンコーダ３
１L，３１R およびフォーカスエンコーダ３２L，３２ R
としては、たとえばポテンショメータのような外付け部
材を用いることができるし、または、たとえばパルスモ
ータのような駆動系自身で駆動方法によりレンズの光軸
方向の位置情報を得るものを用いることもできる。
しては、たとえばロータリーエンコーダのような外付け
部材を用いることができるし、たとえばパルスモータの
ような駆動系自身で駆動方法により回転角を検出するも
のを用いることもできる。また、各ズームエンコーダ３
１L，３１R およびフォーカスエンコーダ３２L，３２ R
としては、たとえばポテンショメータのような外付け部
材を用いることができるし、または、たとえばパルスモ
ータのような駆動系自身で駆動方法によりレンズの光軸
方向の位置情報を得るものを用いることもできる。
【００３２】図６（Ａ），（Ｂ）および図７（Ａ），
（Ｂ）はそれぞれ、本発明の複眼撮像装置の第２の実施
例を示す図である。
（Ｂ）はそれぞれ、本発明の複眼撮像装置の第２の実施
例を示す図である。
【００３３】本実施例の複眼撮像装置は、二組の撮像系
（左側撮像系１０L および右側撮像系１０R ）を用いて
共通の被写体を撮像して得られる二つの画像を合成する
ことにより高精細な一つの画像を得るものである。
（左側撮像系１０L および右側撮像系１０R ）を用いて
共通の被写体を撮像して得られる二つの画像を合成する
ことにより高精細な一つの画像を得るものである。
【００３４】ここで、右側撮像系１０R は、図６（Ａ）
に示すように、右側撮像光学系１１ R を構成する、変倍
群２２R および合焦群２４R を含むレンズ群２１R〜２
４Rと、変倍群２２R を駆動するための駆動系であるズ
ームモータ２５R と、合焦群２４R を駆動するための駆
動系であるフォーカスモータ２６R と、光軸ＬR を含む
平面内で右側撮像光学系１１R および右側イメージセン
サ１２R を一体として回転させるための機構系（不図
示）および駆動系（輻輳角モータ２７R ）と、輻輳角モ
ータ２７R の回転角を検出するための回転角検出手段２
８R と、ズームモータ２５R に設けられた、右側撮像光
学系１１R の焦点距離ｆを検出するためのズームエンコ
ーダ３１R と、フォーカスモータ２６R に設けられた、
右側撮像光学系１１R に対する被写体距離を検出するた
めのフォーカスエンコーダ３２R と、右側イメージセン
サ１２R を水平方向に傾斜し得るイメージセンサ駆動系
３３Rとを含む。ここで、イメージセンサ駆動系３３R
は、図７（Ａ）に示すように、右側イメージセンサ１２
R の感光面を水平方向に二等分する軸ＡR を回転軸とし
て回転させるものである。左側撮像系１０L は、右側撮
像系１０R と同様に構成されている。
に示すように、右側撮像光学系１１ R を構成する、変倍
群２２R および合焦群２４R を含むレンズ群２１R〜２
４Rと、変倍群２２R を駆動するための駆動系であるズ
ームモータ２５R と、合焦群２４R を駆動するための駆
動系であるフォーカスモータ２６R と、光軸ＬR を含む
平面内で右側撮像光学系１１R および右側イメージセン
サ１２R を一体として回転させるための機構系（不図
示）および駆動系（輻輳角モータ２７R ）と、輻輳角モ
ータ２７R の回転角を検出するための回転角検出手段２
８R と、ズームモータ２５R に設けられた、右側撮像光
学系１１R の焦点距離ｆを検出するためのズームエンコ
ーダ３１R と、フォーカスモータ２６R に設けられた、
右側撮像光学系１１R に対する被写体距離を検出するた
めのフォーカスエンコーダ３２R と、右側イメージセン
サ１２R を水平方向に傾斜し得るイメージセンサ駆動系
３３Rとを含む。ここで、イメージセンサ駆動系３３R
は、図７（Ａ）に示すように、右側イメージセンサ１２
R の感光面を水平方向に二等分する軸ＡR を回転軸とし
て回転させるものである。左側撮像系１０L は、右側撮
像系１０R と同様に構成されている。
【００３５】左側撮像系１０L の回転角検出手段２８
L ，ズームエンコーダ３１L およびフォーカスエンコー
ダ３２L からの各信号と右側撮像系１０R の回転角検出
手段２８R ，ズームエンコーダ３１R およびフォーカス
エンコーダ３２R からの各信号とは、図６（Ｂ）に示す
ように、演算制御部３５にそれぞれ入力されている。演
算制御部３５は、これらの信号に応じて、イメージセン
サ駆動系３３L およびイメージセンサ駆動系３３R をそ
れぞれ制御する。このときの演算制御部３５の動作につ
いて、以下に説明する。
L ，ズームエンコーダ３１L およびフォーカスエンコー
ダ３２L からの各信号と右側撮像系１０R の回転角検出
手段２８R ，ズームエンコーダ３１R およびフォーカス
エンコーダ３２R からの各信号とは、図６（Ｂ）に示す
ように、演算制御部３５にそれぞれ入力されている。演
算制御部３５は、これらの信号に応じて、イメージセン
サ駆動系３３L およびイメージセンサ駆動系３３R をそ
れぞれ制御する。このときの演算制御部３５の動作につ
いて、以下に説明する。
【００３６】まず、上述した従来の複眼撮像装置におけ
る問題を解決する方法について、図８を参照して説明す
る。
る問題を解決する方法について、図８を参照して説明す
る。
【００３７】右側撮像系１０R の光軸ＬR に対して傾き
ωを有する物体（線分ＰＱで図示）の結像関係について
考える。点Ｐと点Ｐ’とは右側撮像光学系１１R を介す
る結像倍率（横倍率）βの光軸ＬR 上の共役点であると
する。また、光軸ＬR 外の点Ｑの像点を点Ｑ’とし、線
分ＰＱと光軸ＬR とのなす角をωとし、線分Ｐ’Ｑ’と
光軸ＬR とのなす角をω’とし、線分ＰＱの延長線が右
側撮像光学系１１R の前側主平面の延長線と交わる点を
Ｒとし、線分Ｐ’Ｑ’の延長線が右側撮像光学系１１R
の後側主平面の延長線と交わる点をＴとする。さらに、
右側撮像光学系１１R の前側主点をＨとし、右側撮像光
学系１１R の後ろ側主点をＨ’とすると、図８から明ら
かなように、 ＨＲ＝Ｓ×ｔａｎ(ω) （２５） Ｈ’Ｔ＝Ｓ’×ｔａｎ(ω’) （２６） と表される。ここで、点Ｑが点Ｐに充分に近いときに
は、点Ｑから光軸ＬR におろした垂線の長さをｑとし、
該垂線および光軸ＬR の交点と点Ｐとの距離をｐとし、
距離ｐと長さｑに対応する像界側の共役な距離および長
さをそれぞれｐ’およびｑ’とすると、縦倍率が横倍率
の二乗であるという関係を用いると、 Ｓ’×ｔａｎ(ω’)＝β×Ｓ×β2×ｑ／（β×ｐ） ＝Ｓ×ｔａｎ(ω) （２７） と表される。（２５）式〜（２７）式より、 ＨＲ＝Ｈ’Ｔ （２８） となる。
ωを有する物体（線分ＰＱで図示）の結像関係について
考える。点Ｐと点Ｐ’とは右側撮像光学系１１R を介す
る結像倍率（横倍率）βの光軸ＬR 上の共役点であると
する。また、光軸ＬR 外の点Ｑの像点を点Ｑ’とし、線
分ＰＱと光軸ＬR とのなす角をωとし、線分Ｐ’Ｑ’と
光軸ＬR とのなす角をω’とし、線分ＰＱの延長線が右
側撮像光学系１１R の前側主平面の延長線と交わる点を
Ｒとし、線分Ｐ’Ｑ’の延長線が右側撮像光学系１１R
の後側主平面の延長線と交わる点をＴとする。さらに、
右側撮像光学系１１R の前側主点をＨとし、右側撮像光
学系１１R の後ろ側主点をＨ’とすると、図８から明ら
かなように、 ＨＲ＝Ｓ×ｔａｎ(ω) （２５） Ｈ’Ｔ＝Ｓ’×ｔａｎ(ω’) （２６） と表される。ここで、点Ｑが点Ｐに充分に近いときに
は、点Ｑから光軸ＬR におろした垂線の長さをｑとし、
該垂線および光軸ＬR の交点と点Ｐとの距離をｐとし、
距離ｐと長さｑに対応する像界側の共役な距離および長
さをそれぞれｐ’およびｑ’とすると、縦倍率が横倍率
の二乗であるという関係を用いると、 Ｓ’×ｔａｎ(ω’)＝β×Ｓ×β2×ｑ／（β×ｐ） ＝Ｓ×ｔａｎ(ω) （２７） と表される。（２５）式〜（２７）式より、 ＨＲ＝Ｈ’Ｔ （２８） となる。
【００３８】したがって、作図的には、線分ＰＱを延長
して点Ｒを求めたのち、ＨＲ＝Ｈ’Ｔとなる点Ｔと点
Ｐ’とを結ぶことにより、共役面Ｐ’Ｑ’を含む面が求
められることがわかる。また、（２７）式からも、 ｔａｎ(ω’)／ｔａｎ(ω)＝Ｓ／Ｓ’ ＝１／β （２９） と表せるので、結像倍率（横倍率）βと被写体（線分Ｐ
Ｑ）の傾き角ωを知ることにより、右側イメージセンサ
１２R が共役となる傾き角ω’が求まる。換言すると、
（２９）式で定められる傾き角ω’だけ右側イメージセ
ンサ１２R を傾けることにより、上述したボケの発生を
防ぐことができることを意味する。
して点Ｒを求めたのち、ＨＲ＝Ｈ’Ｔとなる点Ｔと点
Ｐ’とを結ぶことにより、共役面Ｐ’Ｑ’を含む面が求
められることがわかる。また、（２７）式からも、 ｔａｎ(ω’)／ｔａｎ(ω)＝Ｓ／Ｓ’ ＝１／β （２９） と表せるので、結像倍率（横倍率）βと被写体（線分Ｐ
Ｑ）の傾き角ωを知ることにより、右側イメージセンサ
１２R が共役となる傾き角ω’が求まる。換言すると、
（２９）式で定められる傾き角ω’だけ右側イメージセ
ンサ１２R を傾けることにより、上述したボケの発生を
防ぐことができることを意味する。
【００３９】また、被写体（線分ＰＱ）および右側撮像
光学系１１R の光軸ＬR のなす角ωと前述した輻輳角２
θとの関係は、図８より明らかなように、 θ＝９０°−ω （３０） より求めることができる。
光学系１１R の光軸ＬR のなす角ωと前述した輻輳角２
θとの関係は、図８より明らかなように、 θ＝９０°−ω （３０） より求めることができる。
【００４０】いま、左側撮像光学系１１L のフォーカス
モータ２６L およびズームモータ２５L が、フォーカス
エンコーダ３２L からの信号およびズームエンコーダ３
１Lからの信号により別途制御されるとともに、右側撮
像光学系１１R のフォーカスモータ２６R およびズーム
モータ２５R が、フォーカスエンコーダ３２R からの信
号およびズームエンコーダ３１R からの信号により別途
制御されることにより、左側撮像光学系１１L の焦点距
離ｆは右側撮像光学系１１R の焦点距離ｆとは常に一致
されており、左側撮像光学系１１L の結像倍率βと右側
撮像光学系１１ R の結像倍率βとは常に一致されている
ものとする。
モータ２６L およびズームモータ２５L が、フォーカス
エンコーダ３２L からの信号およびズームエンコーダ３
１Lからの信号により別途制御されるとともに、右側撮
像光学系１１R のフォーカスモータ２６R およびズーム
モータ２５R が、フォーカスエンコーダ３２R からの信
号およびズームエンコーダ３１R からの信号により別途
制御されることにより、左側撮像光学系１１L の焦点距
離ｆは右側撮像光学系１１R の焦点距離ｆとは常に一致
されており、左側撮像光学系１１L の結像倍率βと右側
撮像光学系１１ R の結像倍率βとは常に一致されている
ものとする。
【００４１】このとき、演算制御部３５は、ズームエン
コーダ３１L からの信号により、左側撮像光学系１１L
の焦点距離ｆを求めることができるとともに、ズームエ
ンコーダ３１R からの信号により、右側撮像光学系１１
R の焦点距離ｆを求めることができる。また、演算制御
部３５は、フォーカスエンコーダ３２L からの信号によ
り、左側撮像光学系１１L に対する被写体距離を求める
ことができるため、左側撮像光学系１１L の結像倍率β
を求めることができるとともに、同様にして、フォーカ
スエンコーダ３２R からの信号により、右側撮像光学系
１１R の結像倍率βを求めることができる。さらに、演
算制御部３５は、各回転角検出手段２８ L，２８Rからの
信号により輻輳角２θを求めることができる。
コーダ３１L からの信号により、左側撮像光学系１１L
の焦点距離ｆを求めることができるとともに、ズームエ
ンコーダ３１R からの信号により、右側撮像光学系１１
R の焦点距離ｆを求めることができる。また、演算制御
部３５は、フォーカスエンコーダ３２L からの信号によ
り、左側撮像光学系１１L に対する被写体距離を求める
ことができるため、左側撮像光学系１１L の結像倍率β
を求めることができるとともに、同様にして、フォーカ
スエンコーダ３２R からの信号により、右側撮像光学系
１１R の結像倍率βを求めることができる。さらに、演
算制御部３５は、各回転角検出手段２８ L，２８Rからの
信号により輻輳角２θを求めることができる。
【００４２】したがって、演算制御部３５は、以上のよ
うにして求めた結像倍率βおよび輻輳角２θを（２９）
式および（３０）式に代入することによって、左側イメ
ージセンサ１２L および右側イメージセンサ１２R の傾
き角ω’をそれぞれ求めることができる。その結果、演
算制御部３５が左側イメージセンサ１２L および右側イ
メージセンサ１２R の傾き角ω’に応じて各イメージセ
ンサ駆動系３３L，３３Rを制御して、図９に示すよう
に、左側イメージセンサ１２L および右側イメージセン
サ１２R をそれぞれ水平方向に傾斜させることにより、
左側イメージセンサ１２L および右側イメージセンサ１
２R 上にシャープな画像をそれぞれ形成させることがで
きる。
うにして求めた結像倍率βおよび輻輳角２θを（２９）
式および（３０）式に代入することによって、左側イメ
ージセンサ１２L および右側イメージセンサ１２R の傾
き角ω’をそれぞれ求めることができる。その結果、演
算制御部３５が左側イメージセンサ１２L および右側イ
メージセンサ１２R の傾き角ω’に応じて各イメージセ
ンサ駆動系３３L，３３Rを制御して、図９に示すよう
に、左側イメージセンサ１２L および右側イメージセン
サ１２R をそれぞれ水平方向に傾斜させることにより、
左側イメージセンサ１２L および右側イメージセンサ１
２R 上にシャープな画像をそれぞれ形成させることがで
きる。
【００４３】このため、図７（Ｂ）に示すように、左側
イメージセンサ１２L からの画像信号を画像メモリ３６
L に一時記憶するとともに右側イメージセンサ１２R か
らの画像信号を画像メモリ３６R に一時記憶したのち、
各画像信号を加算処理回路３７で合成することにより、
一つの高精細な合成画像信号を得ることができる。
イメージセンサ１２L からの画像信号を画像メモリ３６
L に一時記憶するとともに右側イメージセンサ１２R か
らの画像信号を画像メモリ３６R に一時記憶したのち、
各画像信号を加算処理回路３７で合成することにより、
一つの高精細な合成画像信号を得ることができる。
【００４４】なお、各回転角検出手段２８L，２８R と
しては、たとえばロータリーエンコーダのような外付け
部材を用いることができるし、たとえばパルスモータの
ような駆動系自身で駆動方法により回転角を検出するも
のを用いることもできる。また、各ズームエンコーダ３
１L，３１R およびフォーカスエンコーダ３２L，３２ R
としては、たとえばポテンショメータのような外付け部
材を用いることができるし、または、たとえばパルスモ
ータのような駆動系自身で駆動方法によりレンズの光軸
方向の位置情報を得るものを用いることもできる。さら
に、各イメージセンサ駆動系３３L，３３Rとしては、た
とえばピエゾ素子や圧電バイモルフなどからなるものを
用いることができる。
しては、たとえばロータリーエンコーダのような外付け
部材を用いることができるし、たとえばパルスモータの
ような駆動系自身で駆動方法により回転角を検出するも
のを用いることもできる。また、各ズームエンコーダ３
１L，３１R およびフォーカスエンコーダ３２L，３２ R
としては、たとえばポテンショメータのような外付け部
材を用いることができるし、または、たとえばパルスモ
ータのような駆動系自身で駆動方法によりレンズの光軸
方向の位置情報を得るものを用いることもできる。さら
に、各イメージセンサ駆動系３３L，３３Rとしては、た
とえばピエゾ素子や圧電バイモルフなどからなるものを
用いることができる。
【００４５】図１０は、本発明の複眼撮像装置の第３の
実施例における演算制御部の動作を説明するためのブロ
ック図である。
実施例における演算制御部の動作を説明するためのブロ
ック図である。
【００４６】図６に示した第２の実施例の複眼撮像装置
では、演算制御部３５は、同図（Ｂ）に示したように、
左側撮像系１０L の回転角検出手段２８L ，ズームエン
コーダ３１L およびフォーカスエンコーダ３２L からの
各信号と右側撮像系１０R の回転角検出手段２８R ，ズ
ームエンコーダ３１R およびフォーカスエンコーダ３２
R からの各信号とに応じて各イメージセンサ駆動系３３
L，３３Rの制御をそれぞれ行ったが、本実施例の複眼撮
像装置では、演算制御部５５は、左側撮像系１０L から
送られてくる画像信号および右側撮像系１０R から送ら
れてくる画像信号に応じて各イメージセンサ駆動系３３
L，３３Rの制御をそれぞれ行う。
では、演算制御部３５は、同図（Ｂ）に示したように、
左側撮像系１０L の回転角検出手段２８L ，ズームエン
コーダ３１L およびフォーカスエンコーダ３２L からの
各信号と右側撮像系１０R の回転角検出手段２８R ，ズ
ームエンコーダ３１R およびフォーカスエンコーダ３２
R からの各信号とに応じて各イメージセンサ駆動系３３
L，３３Rの制御をそれぞれ行ったが、本実施例の複眼撮
像装置では、演算制御部５５は、左側撮像系１０L から
送られてくる画像信号および右側撮像系１０R から送ら
れてくる画像信号に応じて各イメージセンサ駆動系３３
L，３３Rの制御をそれぞれ行う。
【００４７】すなわち、左側イメージセンサ１２L およ
び右側イメージセンサ１２R を各イメージセンサ駆動系
３３L，３３Rにより正弦波状にそれぞれ微少振動（回
転）させたとき、左側イメージセンサ１２L から出力さ
れる画像信号の高周波成分および右側イメージセンサ１
２R から出力される画像信号の高周波成分はそれぞれ、
各イメージセンサ１２L，１２Rが被写体面２と共役な面
からディフォーカスすると減衰し、一方、左側イメージ
センサ１２L および右側イメージセンサ１２R が被写体
面２と共役な面に近づくと増加する。このことを利用す
れば、左側イメージセンサ１２L から出力される画像信
号の高周波成分および右側イメージセンサ１２R から出
力される画像信号の高周波成分をそれぞれ検出すること
により、被写体面２と共役な面の傾き方向および最適傾
き角を求めることができる。
び右側イメージセンサ１２R を各イメージセンサ駆動系
３３L，３３Rにより正弦波状にそれぞれ微少振動（回
転）させたとき、左側イメージセンサ１２L から出力さ
れる画像信号の高周波成分および右側イメージセンサ１
２R から出力される画像信号の高周波成分はそれぞれ、
各イメージセンサ１２L，１２Rが被写体面２と共役な面
からディフォーカスすると減衰し、一方、左側イメージ
センサ１２L および右側イメージセンサ１２R が被写体
面２と共役な面に近づくと増加する。このことを利用す
れば、左側イメージセンサ１２L から出力される画像信
号の高周波成分および右側イメージセンサ１２R から出
力される画像信号の高周波成分をそれぞれ検出すること
により、被写体面２と共役な面の傾き方向および最適傾
き角を求めることができる。
【００４８】したがって、本実施例の複眼撮像装置で
は、演算制御部５５により、左側イメージセンサ１２L
および右側イメージセンサ１２R を各イメージセンサ駆
動系３３L，３３Rを用いてそれぞれ微少回転させるとと
もに、バンドパスフィルタ回路などからなる２つの高周
波成分抽出回路６１L，６１Rにより、左側イメージセン
サ１２L からの画像信号の高周波成分および右側イメー
ジセンサ１２R からの画像信号の高周波成分をそれぞれ
抽出する。演算制御部５５は、抽出された各画像信号の
高周波成分により左側イメージセンサ１２L および右側
イメージセンサ１２R の傾き方向と最適傾き角とを認識
し、該認識結果に応じて各イメージセンサ駆動系３
３L，３３Rをそれぞれ制御する。
は、演算制御部５５により、左側イメージセンサ１２L
および右側イメージセンサ１２R を各イメージセンサ駆
動系３３L，３３Rを用いてそれぞれ微少回転させるとと
もに、バンドパスフィルタ回路などからなる２つの高周
波成分抽出回路６１L，６１Rにより、左側イメージセン
サ１２L からの画像信号の高周波成分および右側イメー
ジセンサ１２R からの画像信号の高周波成分をそれぞれ
抽出する。演算制御部５５は、抽出された各画像信号の
高周波成分により左側イメージセンサ１２L および右側
イメージセンサ１２R の傾き方向と最適傾き角とを認識
し、該認識結果に応じて各イメージセンサ駆動系３
３L，３３Rをそれぞれ制御する。
【００４９】以上のように、本実施例の複眼撮像装置で
は、左側イメージセンサ１２L からの画像信号および右
側イメージセンサ１２R からの画像信号を用いて、左側
イメージセンサ１２L および右側イメージセンサ１２R
上にシャープな画像をそれぞれ形成させることができ
る。また、本実施例の複眼撮像装置は、撮像系全体に対
して被写体面２が正対していない場合（すなわち、あお
り撮影時）にも、前述した原理方式からも明らかなよう
に有効である。
は、左側イメージセンサ１２L からの画像信号および右
側イメージセンサ１２R からの画像信号を用いて、左側
イメージセンサ１２L および右側イメージセンサ１２R
上にシャープな画像をそれぞれ形成させることができ
る。また、本実施例の複眼撮像装置は、撮像系全体に対
して被写体面２が正対していない場合（すなわち、あお
り撮影時）にも、前述した原理方式からも明らかなよう
に有効である。
【００５０】
【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次の効果を奏する。
ので、次の効果を奏する。
【００５１】請求項１記載の発明は、各撮像系の光軸と
直交する面に対して、 ０．５×ｔａｎ-1｛β0 ×ｔａｎ(θ0)｝ ほど各イメージセンサの感光面をそれぞれ傾斜させるこ
とにより、画面の周辺部に発生するボケの最大ボケ量を
約半分に軽減することができるため、被写体距離によら
ず画面全域にわたって高精細な画像を得ることができ
る。
直交する面に対して、 ０．５×ｔａｎ-1｛β0 ×ｔａｎ(θ0)｝ ほど各イメージセンサの感光面をそれぞれ傾斜させるこ
とにより、画面の周辺部に発生するボケの最大ボケ量を
約半分に軽減することができるため、被写体距離によら
ず画面全域にわたって高精細な画像を得ることができ
る。
【００５２】請求項２乃至請求項４記載の発明は、輻輳
角の変化に連動して、各イメージセンサの感光面が撮像
光学系の光軸に対して被写体の被写体面とほぼ共役にな
るよう各イメージセンサの感光面をそれぞれ傾斜させる
手段を含むことにより、被写体距離によらず画面全域に
わたってボケの発生を防ぐことができるため、被写体距
離によらず画面全域にわたって高精細な画像を得ること
ができる。
角の変化に連動して、各イメージセンサの感光面が撮像
光学系の光軸に対して被写体の被写体面とほぼ共役にな
るよう各イメージセンサの感光面をそれぞれ傾斜させる
手段を含むことにより、被写体距離によらず画面全域に
わたってボケの発生を防ぐことができるため、被写体距
離によらず画面全域にわたって高精細な画像を得ること
ができる。
【図１】本発明の複眼撮像装置の第１の実施例を示す図
であり、（Ａ）は左側撮像系および右側撮像系の構成を
示す概略構成図、（Ｂ）は左側撮像系および右側撮像系
の配置を示す図である。
であり、（Ａ）は左側撮像系および右側撮像系の構成を
示す概略構成図、（Ｂ）は左側撮像系および右側撮像系
の配置を示す図である。
【図２】図１に示した複眼撮像装置を用いて、従来の複
眼撮像装置における問題を解決する方法を説明するため
の図である。
眼撮像装置における問題を解決する方法を説明するため
の図である。
【図３】図１に示した複眼撮像装置において発生するボ
ケのボケ量を説明するための図である。
ケのボケ量を説明するための図である。
【図４】図１に示した複眼撮像装置において発生するボ
ケのボケ量を説明するための図であり、（Ａ）は被写体
距離が遠距離の場合のボケ量を説明するための図、
（Ｂ）は被写体距離が中距離の場合のボケ量を説明する
ための図、（Ｃ）は被写体距離が近距離の場合のボケ量
を説明するための図である。
ケのボケ量を説明するための図であり、（Ａ）は被写体
距離が遠距離の場合のボケ量を説明するための図、
（Ｂ）は被写体距離が中距離の場合のボケ量を説明する
ための図、（Ｃ）は被写体距離が近距離の場合のボケ量
を説明するための図である。
【図５】図１に示した複眼撮像装置における画像の合成
動作を説明するためのブロック図である。
動作を説明するためのブロック図である。
【図６】本発明の複眼撮像装置の第２の実施例を示す図
であり、（Ａ）は左側撮像系および右側撮像系の構成を
それぞれ示す概略構成図、（Ｂ）は演算制御部の動作を
説明するためのブロック図である。
であり、（Ａ）は左側撮像系および右側撮像系の構成を
それぞれ示す概略構成図、（Ｂ）は演算制御部の動作を
説明するためのブロック図である。
【図７】本発明の複眼撮像装置の第２の実施例を示す図
であり、（Ａ）はイメージセンサ駆動系の動作を説明す
るための図、（Ｂ）は画像の合成動作を説明するための
ブロック図である。
であり、（Ａ）はイメージセンサ駆動系の動作を説明す
るための図、（Ｂ）は画像の合成動作を説明するための
ブロック図である。
【図８】図６に示した複眼撮像装置を用いて、従来の複
眼撮像装置における問題を解決する方法を説明するため
の図である。
眼撮像装置における問題を解決する方法を説明するため
の図である。
【図９】図６に示した複眼撮像装置を用いて、従来の複
眼撮像装置における問題を解決する方法を説明するため
の図である。
眼撮像装置における問題を解決する方法を説明するため
の図である。
【図１０】本発明の複眼撮像装置の第３の実施例におけ
る演算制御部の動作を説明するためのブロック図であ
る。
る演算制御部の動作を説明するためのブロック図であ
る。
【図１１】二組の撮像系を用いて得られた二つの画像を
合成することにより高精細な一つの画像を得る複眼撮像
装置の原理を説明するための図である。
合成することにより高精細な一つの画像を得る複眼撮像
装置の原理を説明するための図である。
【図１２】図１１に示した左側撮像系および右側撮像系
の基本配置を説明するための図である。
の基本配置を説明するための図である。
【図１３】従来の複眼撮像装置における問題を説明する
ための図である。
ための図である。
２ 被写体面 １０L 左側撮像系 １０R 右側撮像系 １１L 左側撮像光学系 １１R 右側撮像光学系 １２L 左側イメージセンサ １２R 右側イメージセンサ ２１L〜２４R，２１L〜２４R レンズ群 ２２L，２２R 変倍群 ２４L，２４R 合焦群 ２５L，２５R ズームモータ ２６L，２６R フォーカスモータ ２７L，２７R 輻輳角モータ ２８L，２８R 回転角検出手段 ３１L，３１R ズームエンコーダ ３２L，３２R フォーカスエンコーダ ３３L，３３R イメージセンサ駆動系 ３５，５５ 演算制御部 ３６L，３６R 画像メモリ ３７ 加算処理回路 ６１L，６１R 高周波成分抽出回路 ＬL，ＬR 光軸 ＡR 軸 Ｏ 点 θ，φ 角 ２θ 輻輳角 δ，δ” ボケ量
Claims (4)
- 【請求項１】 撮像光学系およびイメージセンサを有す
る撮像系を二組含み、該二組の撮像系を用いて共通の被
写体を撮像して得られる二つの画像を合成することによ
り高精細な一つの画像を得る複眼撮像装置において、 最大輻輳角を２θ0 ，前記各撮像光学系の最大結像倍率
をβ0 としたとき、前記各イメージセンサの感光面が、
前記各撮像系の光軸と直交する面に対して、 ０．５×ｔａｎ-1｛β0 ×ｔａｎ(θ0)｝ ほどそれぞれ傾斜されていることを特徴とする複眼撮像
装置。 - 【請求項２】 撮像光学系およびイメージセンサを有す
る撮像系を二組含み、該二組の撮像系を用いて共通の被
写体を撮像して得られる二つの画像を合成することによ
り高精細な一つの画像を得る複眼撮像装置において、 輻輳角の変化に連動して、前記各イメージセンサの感光
面が前記撮像光学系の光軸に対して前記被写体の被写体
面とほぼ共役になるよう前記各イメージセンサの感光面
をそれぞれ傾斜させる手段を含むことを特徴とする複眼
撮像装置。 - 【請求項３】 前記撮像光学系が、変倍群および合焦群
を有するレンズ群から構成され、 前記撮像系が、前記変倍群を駆動するためのズームモー
タと、前記合焦群を駆動するためのフォーカスモータ
と、前記光軸を含む平面内で前記撮像光学系および前記
イメージセンサを一体として回転させるための輻輳角モ
ータとを有し、 前記手段が、該輻輳角モータの回転角を検出するための
回転角検出手段と、前記ズームモータに設けられた、前
記撮像光学系の焦点距離を検出するためのズームエンコ
ーダと、前記フォーカスモータに設けられた、前記撮像
光学系に対する被写体距離を検出するためのフォーカス
エンコーダと、前記イメージセンサを水平方向に傾斜し
得るイメージセンサ駆動系とを有し、 前記各撮像系ごとの前記回転角検出手段，前記ズームエ
ンコーダおよび前記フォーカスエンコーダから送られて
くる各信号に応じて、前記各撮像系ごとの前記イメージ
センサ駆動系をそれぞれ制御する演算制御部を含む請求
項２記載の複眼撮像装置。 - 【請求項４】 前記演算制御部が、 前記各撮像系ごとの前記回転角検出手段，前記ズームエ
ンコーダおよび前記フォーカスエンコーダからの各信号
に応じて、前記各撮像系ごとの前記イメージセンサ駆動
系をそれぞれ制御する代わりに、 前記各撮像系ごとの前記イメージセンサをそれぞれ微小
振動させたときの該各イメージセンサから送られてくる
各画像信号に応じて、前記各撮像系ごとの前記イメージ
センサ駆動系をそれぞれ制御する請求項３記載の複眼撮
像装置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4065169A JPH05265081A (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | 複眼撮像装置 |
| DE69314524T DE69314524T2 (de) | 1992-03-23 | 1993-03-22 | Bildaufnahmevorrichtung mit mehreren Linsen und geschwenkten Bildsensoren |
| EP93104672A EP0564885B1 (en) | 1992-03-23 | 1993-03-22 | Multilens imaging apparatus with inclined image sensors |
| AT93104672T ATE159400T1 (de) | 1992-03-23 | 1993-03-22 | Bildaufnahmevorrichtung mit mehreren linsen und geschwenkten bildsensoren |
| US08/498,042 US5499051A (en) | 1992-03-23 | 1995-06-30 | Multi-lens image pickup apparatus having unsharpness correcting mechanism |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4065169A JPH05265081A (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | 複眼撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05265081A true JPH05265081A (ja) | 1993-10-15 |
Family
ID=13279124
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4065169A Pending JPH05265081A (ja) | 1992-03-23 | 1992-03-23 | 複眼撮像装置 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5499051A (ja) |
| EP (1) | EP0564885B1 (ja) |
| JP (1) | JPH05265081A (ja) |
| AT (1) | ATE159400T1 (ja) |
| DE (1) | DE69314524T2 (ja) |
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| US5880883A (en) * | 1994-12-07 | 1999-03-09 | Canon Kabushiki Kaisha | Apparatus for displaying image recognized by observer as stereoscopic image, and image pick-up apparatus |
| JP3542397B2 (ja) * | 1995-03-20 | 2004-07-14 | キヤノン株式会社 | 撮像装置 |
| JPH08336165A (ja) * | 1995-06-09 | 1996-12-17 | Canon Inc | 複眼撮像装置 |
| US5757424A (en) * | 1995-12-19 | 1998-05-26 | Xerox Corporation | High-resolution video conferencing system |
| JP2791310B2 (ja) * | 1996-08-27 | 1998-08-27 | 幹次 村上 | 多角度撮影用の撮像装置 |
| US8085293B2 (en) * | 2001-03-14 | 2011-12-27 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Self adjusting stereo camera system |
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| US20090202148A1 (en) * | 2008-02-11 | 2009-08-13 | Texmag Gmbh Vertriebsgesellschaft | Image Capturing System and Method for the Analysis of Image Data |
| US8462209B2 (en) * | 2009-06-26 | 2013-06-11 | Keyw Corporation | Dual-swath imaging system |
| KR101643607B1 (ko) * | 2009-12-30 | 2016-08-10 | 삼성전자주식회사 | 영상 데이터 생성 방법 및 장치 |
| EP2640060A1 (en) * | 2012-03-16 | 2013-09-18 | BlackBerry Limited | Methods and devices for producing an enhanced image |
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| FR2599579A1 (fr) * | 1986-05-30 | 1987-12-04 | Electricite De France | Dispositif de prise de vues pour television en couleur et en relief. |
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- 1992-03-23 JP JP4065169A patent/JPH05265081A/ja active Pending
-
1993
- 1993-03-22 AT AT93104672T patent/ATE159400T1/de not_active IP Right Cessation
- 1993-03-22 DE DE69314524T patent/DE69314524T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1993-03-22 EP EP93104672A patent/EP0564885B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-06-30 US US08/498,042 patent/US5499051A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5499051A (en) | 1996-03-12 |
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