JPH0666968B2

JPH0666968B2 - 立体ビデオ撮像装置

Info

Publication number: JPH0666968B2
Application number: JP2213179A
Authority: JP
Inventors: 幹次村上
Original assignee: 幹次村上
Priority date: 1990-08-10
Filing date: 1990-08-10
Publication date: 1994-08-24
Anticipated expiration: 2009-08-24
Also published as: KR920005597A; DE69115793T2; CA2048867A1; DE69115793D1; EP0472015B1; EP0472015A3; EP0472015A2; JPH0495489A

Description

【発明の詳細な説明】［発明の目的］（産業上の利用分野）この発明は、立体ビデオ撮像装置に関するもので、特に
ズーム率を制御するズーム機構と、立体感を調整する立
体調整機構とに関連を持たせたものである。

（従来の技術）近年、固体撮像素子を用いた小型で軽量のビデオカメラ
が開発されている。この小型カメラを用いた立体撮像装
置は、例えば特願昭６３−７５３５０号に開示されてい
る。

この立体撮像装置においては、第１と第２のビデオカメ
ラのフォーカスを被写体に合わせる場合、第１と第２の
ビデオカメラの光軸の角度を調整している。

（発明が解決しようとする課題）しかし、カメラから被写体までの距離が非常に遠い場合
は、光軸の角度を調整しても十分な立体効果が得られな
い。

そこでこの発明は、カメラに内蔵されているズーム機構
の情報を第１と第２のカメラ間の距離制御のために利用
するようにし、被写体とカメラとの距離が大きくても立
体感を損なうことなく撮像できる立体ビデオ撮像装置を
提供することを目的とする。そして、特にこの発明で
は、被写体の撮像エリアが遠距離、中距離、近距離にあ
り、その中で被写体が移動する場合、第１と第２のカメ
ラ間の距離制御特性を変更できるようにして使い勝手を
格段と向上した立体ビデオ撮像装置を提供することを目
的とする。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）この発明は、第１のズーム機構を内蔵した第１のカメラ
本体と、第２のズーム機構を内蔵した第２のカメラ本体
と、前記第１と第２のカメラ本体をほぼ水平でほぼ同一
方向に向け、かつ前記第１と第２のカメラ本体の光軸方
向の角度を固定とし、少なくとも前記第１のカメラ本体
を、前記第２のカメラ本体から離れる方向および第２の
カメラ本体に近付ける方向である右方向へ移動自在に支
持したカメラ支持機構と、前記第１のカメラ本体を前記
左右方向へ移動させるためのモータを含む駆動手段と、
前記第１と第２のズーム機構を共通に制御するためのズ
ーム調整データを出力するズーム制御手段と、このズー
ム制御手段から出力された前記ズーム調整データが入力
され、前記モータをドライブするためのモータ制御デー
タに変換するデータ変換手段とを備えるものである。そ
して、前記データ変換手段は、複数の変換パターンを持
ち、いずれの変換パターンを採用するかを操作部からの
選択データにより決定されており、前記ズーム制御手段
から出力された前記ズーム調整データを前記決定された
変換パターンにより変換して、前記カメラ制御データと
して出力するものである。

（作用）上記の手段により、カメラから被写体までの距離が遠く
てズーム調整された場合でも、第１と第２のカメラ間の
距離が大きくなるために、被写体を立体的に捕らえるこ
とができる。そして、データ変換手段の変換パターンを
選択することにより、第１と第２のカメラ間の距離制御
特性を変更でき、使い勝手を格段と向上できる。

（実施例）以下、この発明の実施例を図面を参照して説明する。

第１図はこの発明の一実施例である。１０１は、基台で
あり、この基台１０１の上面には、長手方向に沿って支
持板１０２が取付けられている。支持板１０２は、カメ
ラ支持機構を構成している。支持板１０２の左右の両端
は、基台１０１方向へ折曲されており、基台１０１に例
えばねじにより固定されている。従って、支持板１０２
の中央部は、基台１０１から離間されている。

支持板１０２の左の端部から右の端部に向かって、すり
割１０３が形成されている。すり割１０３には、側面Ｈ
字型のスライド部品１０４が取付けられている。スライ
ド部品１０４の２つの凹部は、すり割１０３の対向した
エッジ部にそれぞれ係合している。従って、スライド部
品１０４は、左右方向へ移動自在である。

スライド部品１０４の上面には、カメラホルダー１０５
が固定されている。このカメラホルダー１０５は、第１
のカメラ本体２０１を、前方方向（すり割１０３の長手
方向とは直交する方向）に向けて保持することができ
る。カメラホルダー１０５と同様なカメラホルダー１０
６は、基台１０１の右端に固定されている。このカメラ
ホルダー１０６は、第２のカメラ本体２０２を保持する
ことができる。第２のカメラ本体２０２も、第１のカメ
ラ本体２０１と同じ方向を向けて配置される。第１のカ
メラ本体２０１と第２のカメラ本体２０２は、それぞれ
第１のズーム機構と第２のズーム機構を内蔵している。
また第１と第２のカメラ本体２０１と２０２は、水平で
ほぼ同一方向に向けられる。さらに、第１と第２のカメ
ラ本体２０１と２０２は、互いの光軸が前方で交差する
ように位置決めされている。

スライド部品１０４の下面には、モータ１１０が取付け
られている。このモータ１１０のギア１１１は、すり割
１０３と同一方向で、かつ基台１０１の上面に固定され
たラック１１２と噛合している。従って、モータ１１０
が回転駆動された場合、第１のカメラ本体２０１は、左
あるいは右方向（矢印Ｘ１−Ｘ２方向）へ移動制御され
る。つまり第１と第２のカメラ本体２０１、２０２の光
軸方向は固定状態のまま、第１のカメラ本体２０２が、
第２のカメラ本体２０２から離れる方向および第２のカ
メラ本体２０２に近付く方向へ制御される。以下、第１
と第２のカメラ本体２０１と２０２の距離をカメラ間隔
と称する。

上記した立体撮像装置において、第１のカメラ本体２０
１のみが左右移動自在であり、第２のカメラ本体２０２
が固定であるのは、第２のカメラ本体２０２のビューフ
ァインダーをユーザが覗きこみながら撮像が行われるか
らである。

次に、上記第１と第２のカメラ本体２０１と２０２の制
御手段を第２図に示して説明する。

第２図において、３０１は、操作部であり、電源のオ
ン、オフ、撮像開始及び停止スイッチ、絞り切換えスイ
ッチ、ズーム操作部が設けられている。今、ズーム操作
部が操作されたとすると、ズーム指令信号がシステム制
御回路３０２に入力される。ズーム操作部には、ズーム
インボタンと、ズームアウトボタンがあり、ズームイン
ボタンが操作された場合、システム制御回路３０２は、
例えばズームインボタンが押されている期間を計測して
モータの回転方向と回転量を示すズーム調整データを出
力する。このズーム調整データは、ドライブ回路３０３
と３０２にラッチされる。

ドライブ回路３０３と３０４は、ズーム調整データが与
えられた場合、それぞれ第１のカメラ本体２０１と第２
のカメラ本体２０２の内部に設けられているズーム機構
を制御する。第１のカメラ本体２０１と第２のカメラ本
体２０２の内部に設けられているズーム機構は、同一構
造であるから第１のカメラ本体２０１の内部のズーム機
構を代表して説明する。

２１１は、第１のカメラ本体２０１のスームレンズ部で
あり、このズームレンズ部２１１の外周には、鍔２１２
が固定されている。この鍔２１２の外周には、ウオーム
シャフト２１３が噛合しており、このウオームシャフト
２１３は、カメラ本体の内部に設けられたモータ２１４
により回転駆動される。従って、モータ２１４が正転す
れば、ズームレンズ部２１１が後方に移動し、ズームイ
ンが得られ、逆転すればズームレンズ部２１１が前方に
移動し、ズームアウトが得られる。モータ２１４は、ド
ライブ回路３０３から与えられる駆動パルスにより回転
する例えばステッピングモータである。

第２のカメラ本体２０２のズーム機構及びその駆動手段
も第１のカメラ本体２０１のズーム機構及びその駆動手
段と同じ構成であり、ズームレンズ部２２１、鍔２２、
ウオームシャフト２２３、モータ２２４、ドライブ回路
３０４により構成されている。

ここでズーム調整データは、ラッチ回路３０５にも入力
される。ラッチ回路３０５は、ズーム調整データをラッ
チする。ラッチ回路３０５からの出力データは、データ
変換器３０６に入力される。この出力データは、ズーム
倍率を表している。そこでデータ変換器３０６は、ズー
ム倍率に応じて、第１と第２のカメラ本体２０１と２０
２の間の距離を制御するためのカメラ間隔を制御する間
隔制御データを出力する。

この間隔制御データは、ドライブ回路３０７にラッチさ
れる。これによりドライブ回路３０７は、第１のカメラ
本体２０１を第２のカメラ本体２０２から遠ざける方
向、あるいは第２のカメラ本体２０２に近付ける方向へ
移動させる。

第３図は、ズーム指令信号に応答するシステム制御回路
３０２の内部機能を示している。

ズーム指令信号が端子４０１から入力すると、アンド回
路４０２が導通し、タイミング発生器４０３からのクロ
ックがカウンタ４０４により計数される。これによりズ
ース操作されている時間が計測される。また、この計測
時間データは、順次ラッチ回路４０５に送られ、タイミ
ング発生器４０３からのラッチパルスによりラッチされ
る。このとき、ラッチ回路４０５には、ズームイン、ズ
ームアウトを示す極性データもラッチされる。極性デー
タは、ユーザがズームイン操作ボタン、ズームアウト操
作ボタンのいずれを操作したかにより“１”、または
“０”としてラッチ回路４０５の最上位ビット入力に与
えられている。即ち、操作部３０１のズームイン操作ボ
タン５０１が押されると、極性データ“１”とズーム指
令信号が出力される。また操作部３０１のズームアウト
操作ボタン５０２が押されると、極性データ“０”とズ
ーム指令信号が出力される。

ラッチ回路４０５に、極性データと、計測データ（モー
タの回転量を示す角度データ）がラッチされると、この
データは、次々とズーム調整データとしてインターフェ
ース４０６を介して、ドライブ回路３０３、３０４にラ
ッチされる。ドライブ回路３０３、３０４に対するラッ
チパルスもシステム制御回路３０２のタイミング発生器
４０３から出力されている。ドライブ回路３０３、３０
４は、ズーム調整データに含まれる極性データに応じ
て、対応するモータの回転方向を決定する。またモータ
の回転量は、角度データの内容に応じて決定される。

上記ズーム調整データは、ラッチ回路３０５にもラッチ
される。

ラッチ回路３０５の出力データは、データ変換器３０６
においてデータ変換される（この変換パターンについて
は後述する）。データ変換器３０６から出力されたデー
タは、モータ１１０の回転方向を決定する極性データ、
および回転量を決定する変換角度データを含む。データ
変換器３０６のデータ変換パターンは、操作部３０１か
ら与えられる変換パターン選択信号により各種選択でき
る。

第４図は、上記のデータ変換器３０６においてデータ変
換される入力データと出力データとの関係を示してい
る。なお、極性データは、ラッチ回路３０５の出力極性
データをそのままドライブ回路３０７の所定のビットに
入力すればよいので示していない。

データ変換器３０６は、具体的にはＲＯＭにより構成さ
れており、ラッチ回路３０５からの出力が読出しアドレ
スとして利用される。データ変換器３０６には、第４図
の変換パターンＡ、Ｂ、Ｃ，のように各種の変換パター
ンが格納されているが、操作部３０１からの選択により
いずれの変換パターンを採用するかを決定できる。

変換パターンＡは、例えば、遠距離の移動体を立体撮像
する場合に適している。ズーム倍率が低い範囲Ｍ１で
は、例えばスペースシャトルの打ち上げ基地を全体的に
撮像する場合に適する。このときは基地周辺の風景も含
めて撮像される。次にスペースシャトルが打ち上げられ
て、高度が高くなったときに、ズーム倍率を一挙に高く
してシャトルを捕らえた撮像を得る場合がある。この場
合は、シャトルが画面一杯に写し出される。このような
場合には、第１と第２のカメラ本体２０１と２０２の間
隔を急速に大きくした方が、シャトルを立体的に捕らえ
ることができる。従って、パターンＡの特性により、第
１と第２のカメラ本体の間隔が、急激に大きくなるよう
にモータ１１０を制御するほうが好ましい。

変換パターンＢは、例えば自動車レースの模様を撮像す
るような場合に適している。ズーム倍率の範囲Ｍ２で
は、ズーム倍率の変化とカメラ間隔の変化の割合が１：
１である。このような制御が行われた場合は、例えば１
台のレース中の自動車を、サーキット上で立体的に捕ら
えて追跡することができる。

変換パターンＤは、例えば近距離の被写体を撮像する場
合に適している。近距離の被写体としては、室内で異動
する人物などである。このような場合は、カメラ間隔が
大きく変化しなくても立体的な撮像効果を得ることがで
きる。なおカメラ間隔Ｌ１は、第１と第２のカメラ本体
２０１と２０２が最も近付いたときの距離である。

変換パターンＣは、例えば近距離の風景等を撮像する場
合に適している。

なお、このシステムでは上記のように、第１のカメラ本
体２０１が矢印Ｘ１−Ｘ２方向へ移動制御されても、第
１と第２のカメラ本体２０１と２０２の光軸Ｙ１、Ｙ２
は、Ｘ１−Ｘ２方向に対して一定の角度を保持されてい
る。

この発明は、上記の実施例に限定されるものでは無い。

上記の実施例では、システム制御回路３０２から出力さ
れるズーム調整データは、モータの回転方向を示す極性
データと、モータの回転量を示す角度データとを含んで
いる。

しかし、システム制御回路３０２から出力されるズーム
調整データのタイプが異なることもある。つまり、ズー
ム調整データが、モータの回転方向を示す極性データ
と、たんなるズーム指定コードである場合である。ズー
ム指定コードの場合は、モータの回転量は、ズーム指定
コードが出力されている時間の長さに応じて決定され
る。

第５図において、システム制御回路３０２から極性ビッ
ト（“１”または“０”）と、“００１”のズーム指定
コードを含むズーム調整データが出力されるものとす
る。ズーム指定コードは、操作部３０１のズームイン操
作ボタン５０１、ズームアウト操作ボタン５０２を操作
することにより得られる。また極性ビット“１”は、ズ
ーム操作ボタン５０１が操作されているときに得られ、
極性ビット“０”は、ズーム操作ボタン５０２が操作さ
れているときに得られる。

一方、ドライブ回路３０４、３０３、ズー、ム指定コー
ドが入力されているときにイネーブルとなり、このズー
ム指定コードが存在する期間は、対応するモータを極性
ビットに応じた回転方向へ駆動する。

また、システム制御回路３０２は、ラッチ回路３０５に
対してラッチパルスを与える。これによりズーム調整デ
ータが、ラッチ回路３０５にラッチされる。

一方、データ変換器３０６の内部には、カウンタ６０１
が設けられている。このカウンタ６０１はシステム制御
回路３０２からズーム調整データが出力されたときか
ら、クロックの計数を行う。つまりズーム調整データの
存在時間を計測する。ズーム調整データが存在する期間
は、ズーム調整が連続して行われるので、計測時間は、
ズーム調整量（ズーム倍率）の情報を現することにな
る。

ズーム調整データが存在しなくなったときに、カウンタ
６０１の計測データは、ラッチ回路６０２にラッチされ
る。

ラッチ回路６０２にデータがラッチされると計測データ
は、ＲＯＭ６０３のアドレスに入力されデータ変換が行
われる。ＲＯＭ６０３からの出力データは、ダウンカウ
ンタ６０４のプリセット入力端子に供給される。ダウン
カウンタ６０４は、ＲＯＭ６０３からの出力データを初
期値としてクロックによりダウンカウントを行う。ここ
でダウンカウンタ６０４の出力がオール零になると、オ
ール零検出器６０５がそのことを検出し、ゲート回路６
０６をオフする。

ゲート回路６０７は、ラッチ回路３０５のズーム調整デ
ータを導出し、ドライブ回路３０７に供給するためのも
のであるが、その供給時間は、オール零検出器６０５か
らの出力信号により制御される。ダウンカウンタ６０４
にＲＯＭ６０３からのデータがプリセットされると、オ
ール零検出器６０５の出力は、ローレベルとなり、ゲー
ト回路６０７を導通状態にする。しかし、ダウンカウン
タ６０４の出力が、オール零になると、オール零検出器
６０５の出力は、ハイレベルとなりゲート回路６０７は
非導通となる。

従って、ゲート回路６０７からズーム調整データが出力
され、ドライブ回路３０７の入力端子に存在する時間
は、ダウンカウンタ６０４のカウント値に比例する。言
い換えれば、ズームインの時は、ダウンカウンタ６０４
のプリセット値が大きい場合は、ゲート回路６０７の導
通時間が長く、その長さに比例してカメラ間隔が大きく
なる。ダウンカウンタ６０４のプリセット値が小さい場
合は、ゲート回路６０７の導通時間が短く、カメラ間隔
は少し拡大される。

ズームアウトの場合は、カメラ間隔が狭くなるように制
御される。

第５図に示した実施例においても、先の実施例と同様な
効果を得ることができる。ＲＯＭ６３には、第４図に示
した各パターンと相似の複数のパターンの変換データが
格納されている。そしていづれのパターンを採用するか
は、操作部からの選択信号により決定される。

この発明は、上記の実施例に限定されるものではない。
モータ間隔を制御するためのドライブ回路３０７へ制御
データを与えるための手段は、各種の実施例が可能であ
る。また、第１のカメラ保内２０１を左右へ移動させる
ためのカメラ支持機構としは、各種の変形例が可能であ
る。

第６図は、ズーム調整がマニュアルで行われた場合に、
そのズーム倍率を検出して、ドライブ回路３０７へ制御
データを与えることができる他の実施例である。

ズームレンズ部７０１には、ズーム調整のためのリング
７０２が設けられている。このリング７０２の回転量、
ズーム調整量に対応するは、回転角検出器７０３により
検出される。回転角検出器７０３は、固定の回転角位置
に配置されており、リング７０２に設けられている突起
部７０４により複数のスイッチ部ｓ１，ｓ２，ｓ３，ｓ
４…が選択的に短絡される。このスイッチ部ｓ１，ｓ
２，ｓ３，ｓ４…のいずれが短絡されているかを判断す
ることによりリング７０２の回転位置、つまりズーム調
整量を判断することができる。スイッチ部ｓ１，ｓ２，
ｓ３，ｓ４…の出力は、データ発生回路７０５に入力さ
れる。そしてデータ発生回路７０５で出力されたデータ
は、データ変換器３０６で変換され、その変換データが
モータ１１０のドライブ回路３０７に入力される。

上記の実施例では、第１のカメラ本体２０１を左右移動
できるように構成している。しかしこれに限らず第２の
カメラ本体２０２を左右に移動できるようにして、第１
のカメラ本体２０１を固定としてもよい。さらにまた、
第１と第２のカメラ本体２０１と２０２の双方を左右移
動できるように支持して、カメラ間隔を制御するように
してもよい。この場合は、カメラの撮像信号を処理して
いるモニタの画像をユーザが監視して、ズーム調整を行
うことになる。

［発明の効果］以上説明したようにこの発明によれば、カメラに内蔵さ
れているズーム機構の情報を第１と第２のカメラ間の距
離制御のために利用するようにし、被写体とカメラとの
距離が大きくても立体感を損なうことなく撮像できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す機構説明図、第２図
はこの発明の一実施例における電気的システム制御ブロ
ックを示す説明図、第３図は第２図のシステム制御回路
の例を詳しく示すブロック図、第４図は第３図のデータ
変換器に格納されているデータ変換パターンを示す説明
図、第５図は第２図のシステム制御回路及びデータ変換
器の他の例を示すブロック図、第６図はさらにこの発明
の他の実施例を示す図である。１０１……基台、１０２……支持板、１０３……すり
割、１０４……スライド部品、１０５、１０６……カメ
ラホルダー、１１０……モータ、１１１……ギア、１１
２……ラック、２０１、２０２……第１、第２のカメラ
本体、３０１……操作部、３０２……システム制御回
路、３０３、３０４……ドライブ回路、２１１、２２１
……ズームレンズ部、２１２、２２２……鍔、２１３、
２２３……ウオームシャフト、２１４、２２４……モー
タ、３０５……ラッチ回路、３０６……データ変換器、
３０７……ドライブ回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１のズーム機構を内蔵した第１のカメラ
本体と、第２のズーム機構を内蔵した第２のカメラ本体と、前記第１と第２のカメラ本体をほぼ水平で同一方向に向
け、かつ前記第１と第２のカメラ本体の光軸方向の角度
を固定とし、少なくとも前記第１のカメラ本体を、前記
第２のカメラ本体から離れる方向および第２のカメラ本
体に近付ける方向である左右方向へ移動自在に支持した
カメラ支持機構と、前記第１のカメラ本体を前記左右方向へ移動させるため
のカメラ間隔制御モータを含む駆動手段と、前記第１と第２のズーム機構を共通に制御するためのズ
ーム調整データを出力するズーム制御手段と、複数の変換パターンを持ち、いずれの変換パターンを採
用するかを操作部からの選択データにより決定されてお
り、前記ズーム制御手段から出力された前記ズーム調整
データを前記決定された変換パターンにより変換して、
前記カメラ制御データとして出力するデータ変換手段とを具備したことを特徴とする立体ビデオ撮像装置。
【請求項２】前記データ変換手段の変換パターンの１つ
は、入力した前記ズーム調整データの値が所定値より小
さい場合は緩やかなステップで変化し、ズーム調整デー
タの値が所定値を越えた場合は急激なステップで変化す
る第１の非線形パターンであることを特徴とする請求項
１記載の立体ビデオ撮像装置。
【請求項３】前記データ変換手段の変換パターンの１つ
は、入力した前記ズーム調整データの値が所定値より小
さい場合は緩やかなステップで変化し、ズーム調整デー
タの値が所定値を越えた場合はズーム調整データの変化
するステップに対して１：１のステップで変化する第２
の非線形パターンであることを特徴とする請求項１記載
の立体ビデオ撮像装置。