JPH07303207A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の撮影系からの複数の画像情報を得る
際、該撮影系間の撮影範囲の重複領域が抜けることなく
該撮影範囲を有効に使用することができる撮像装置を得
ること。 【構成】 被写体１を撮影する複数の撮影系３ａ，３ｂ
と、該複数の撮影系に任意の輻輳角を与える輻輳角制御
手段２１とを利用して、該複数の撮影系から得られる複
数の画像情報を得る際、該複数の撮影系の撮影条件を検
出する検出手段からの撮影情報と、該複数の撮影系の結
像倍率情報を予め記憶している記憶手段２３からの結像
倍率情報とを利用して、該輻輳角制御手段により該複数
の撮影系間の撮影範囲の重複領域が一定範囲内に保たれ
るように該複数の撮影系の輻輳角を制御すること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は撮像装置に関し、特に複
数の撮影系（撮像系）から得られる複数の画像情報を合
成して合成画像を得る際、該複数の撮影系における各撮
影系間の撮影範囲の重複領域を常に一定の範囲内に保つ
ようにした、例えばパノラマ画像を撮影する際に好適な
撮像装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より複数の撮影系を有する撮像装置
として、例えば立体像撮影用としての（３Ｄ撮影用）複
眼撮像装置が種々と提案されている。

【０００３】このような複眼撮像装置では、複数の撮影
系からの複数の画像情報を合成手段により合成して合成
画像を得るように構成している。

【０００４】一般に複数の撮影系（撮影レンズ）に同一
仕様の撮影レンズを使用しても製作誤差、外力の影響、
ズーム操作等により互いに光軸ズレが生じたり、又同一
撮影条件で撮影した場合でも、各々の撮影系の撮影倍率
が微妙に異なったりしてくる。この為撮影した複数の画
像を合成する場合、該複数の画像の撮影条件を同一にす
る必要が生じ、この為画像処理が複雑になるという問題
点があった。

【０００５】特に撮影レンズとしてコンパクト化を図る
為、例えばリアフォーカス式のズームレンズを用いた場
合は、フォーカシングに伴なう画角変化が大きく、例え
ばパノラマ撮影時にも被写体距離変化に伴ない撮影系の
輻輳角を調整する必要があった。

【０００６】そこで従来は撮影系に発生した光軸ズレや
各々の撮影系の撮影倍率のバラツキを補正する方法とし
て、例えば製造、組立等による光軸ズレや各々の撮影系
の撮影倍率の誤差等の光学的パラメータの誤差量をＲＯ
Ｍ等の記憶手段に予め記憶しておき、この記憶手段から
の情報を基に光学的パラメータの誤差を補正して複数の
撮影系の撮影条件を補正するようにしている。

【０００７】このような補正方法を利用した撮像装置
が、例えば特開平５−１３０６４６号公報で提案されて
いる。同公報では複眼撮像系を用い観察対象の立体像を
感得可能な立体カメラ装置（撮像装置）において、光学
系（撮像系）に発生した光軸ズレや撮影倍率の誤差を自
動的に補正する方法として、例えば撮像装置の駆動部に
設けた位置検出部により各駆動部の位置信号を検出し、
この位置信号と補正データ格納部に予め格納されている
テーブル形式の撮影条件補正値とを比較し、この比較結
果を基に撮影条件を補正している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】同公報における撮像装
置は撮影系に発生する光軸ズレや複数の撮影系間の撮影
倍率の誤差等を自動的に補正することはできる。しかし
ながら、例えばパノラマ撮影における複数の撮影系にお
ける各撮影系間の撮影範囲の重複領域に注目すると、ズ
ーム操作によるディストーションの変化や、フォーカシ
ングによる撮影倍率の変化に対応して、各々の撮影系の
撮影範囲が変化してくる。この結果として撮影範囲の重
複領域が変化してしまい、場合によってはこの重複領域
が抜けて画像合成ができなくなってくるという問題点が
あった。

【０００９】このことからこの重複領域をズーミングや
フォーカシングにおいても常に一定の範囲内に収まるよ
うに制御することが良好なる合成画像を得るのに望まし
い。

【００１０】本発明は複数の撮影系の撮影条件を検出す
る検出手段からの撮影情報と、該複数の撮影系の結像倍
率情報（光学的パラメータ）を予め記憶した記憶手段か
らの結像倍率情報とを利用して、該複数の撮影系におけ
る各撮影系間の撮影範囲の重複領域を一定範囲内に収ま
るように該複数の撮影系の輻輳角を補正することによ
り、該重複領域が抜けることなく又合成画像の範囲が狭
くなることなく撮影範囲を有効に使用することができる
撮像装置の提供を目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の撮像装置は、被
写体を撮影する複数の撮影系と、該複数の撮影系に任意
の輻輳角を与える輻輳角制御手段とを利用して、該複数
の撮影系から得られる複数の画像情報を得る際、該複数
の撮影系の撮影条件を検出する検出手段からの撮影情報
と、該複数の撮影系の結像倍率情報（光学的パラメー
タ）、例えば光学系の収差量を予め記憶している記憶手
段からの結像倍率情報とを利用して、該輻輳角制御手段
により該複数の撮影系間の撮影範囲の重複領域が一定範
囲内に保たれるように該複数の撮影系の輻輳角を制御す
ることを特徴としている。

【００１２】特に前記撮影条件とは前記複数の撮影系の
フォーカシング位置、ズーミング位置そして輻輳角の各
情報のうちの少なくとも１つを含む諸情報であることを
特徴としている。

【００１３】

【実施例】図１は本発明の実施例１の要部構成図であ
る。

【００１４】同図において１は被写体である。３ａ，３
ｂは各々撮影系であり、撮影レンズとしてズームレンズ
を用いており、被写体１からの画像情報に基づく光束を
撮影系３ａ，３ｂの一要素を構成する撮像手段としての
撮像素子（例えばＣＣＤ等）７ａ，７ｂ面上に結像させ
ている。

【００１５】本実施例におけるズームレンズは被写体１
側から順に正の屈折力を有する第１レンズ群４ａ，４ｂ
とズーミングの際光軸２ａ，２ｂ上を移動することによ
りズーミングを行なう負の屈折力を有する第２レンズ群
（変倍レンズ群）５ａ，５ｂとフォーカシングの際、光
軸２ａ，２ｂ上を移動することによりフォーカシングを
行なう正の屈折力を有する第３レンズ群（フォーカスレ
ンズ群）６ａ，６ｂの３つのレンズ群から構成してい
る。尚、本実施例では３群構成のズームレンズを示して
いるが、該ズームレンズの構成はこれに限定されること
はない。

【００１６】本実施例における各撮影系３ａ，３ｂの光
軸２ａ，２ｂは各々の撮影領域に対して重複領域１ａが
存在するように被写体１に対して各々角度θａ，θｂだ
け傾けて配置している。

【００１７】尚、本実施例では角度θａ＋θｂを輻輳角
と称し、この輻輳角は後述するように被写体距離変化や
焦点距離変化に応じて撮影領域の重複領域１ａを常に一
定範囲内に保つように輻輳角制御手段としての輻輳角補
正制御部２１により変化させている。

【００１８】８ａ，８ｂは各々ズーム位置検出用のエン
コーダであり、第２レンズ群５ａ，５ｂの光軸上の位置
をそれぞれ検出して、その検出位置情報を後述する補正
値演算部２２に送出している。９ａ，９ｂは各々フォー
カス位置検出用のエンコーダであり、第３レンズ群６
ａ，６ｂの光軸上の位置をそれぞれ検出して、その検出
位置情報を補正値演算部２２に送出している。１０ａ，
１０ｂは各々輻輳角検出用のエンコーダであり、各撮影
系３ａ，３ｂの輻輳角を検出して、その検出輻輳角情報
を補正値演算部２２に送出している。

【００１９】尚、ズーム位置検出用のエンコーダ８ａ，
８ｂ、フォーカス位置検出用のエンコーダ９ａ，９ｂそ
して輻輳角検出用のエンコーダ１０ａ．１０ｂの各要素
はそれぞれ撮影系３ａ，３ｂの撮影条件（フォーカシン
グ位置、ズーミング位置そして輻輳角等の諸情報）を検
出する検出手段としての一要素を構成している。

【００２０】１１ａ，１１ｂは各々ズーム駆動モータで
あり、輻輳角補正制御部２１からの信号に基づいてズー
ミング用の第２レンズ群５ａ，５ｂを駆動させている。
１２ａ，１２ｂは各々フォーカス駆動モータであり、輻
輳角補正制御部２１からの信号に基づいてフォーカシン
グ用の第３レンズ群６ａ，６ｂを駆動させている。１３
ａ，１３ｂは各々輻輳角駆動モータであり、輻輳角補正
制御部２１からの信号に基づいて各撮影系３ａ，３ｂに
所望の輻輳角を与える為に駆動させている。

【００２１】輻輳角補正制御部２１は、補正値演算部２
２からの信号に基づいて各撮影系３ａ，３ｂの輻輳角の
補正を行なう為、輻輳角駆動モータ１３ａ，１３ｂ等を
制御している。

【００２２】補正値演算部２２は、検出手段としての各
エンコーダで検出した値（情報）と後述する記憶手段と
しての光学的パラメータ記憶部２３に予め記憶されてい
る光学的パラメータ（光学系の収差量等）とから、各ズ
ームレンズの焦点距離等の現在の光学系の撮影状態を基
に輻輳角等の各種補正値を演算している。

【００２３】光学的パラメータ記憶部２３は、各撮影系
３ａ，３ｂの撮影状態ごとにディストーション等の光学
的パラメータをテーブル形式のデータとして記憶してい
る。このデータは例えば複数の撮影系の左右の製造時の
計測値を用いても良く、あるいはバラツキが少ない場合
は設計値を用いても良い。

【００２４】３１ａ，３１ｂは各々画像メモリであり、
撮像素子７ａ，７ｂで撮影された画像データを一時記憶
している。３２は画像合成手段であり、２つの撮影系３
ａ，３ｂで撮影された画像メモリ３１ａ，３１ｂからの
画像データと補正値演算部２２で得られたフォーカス・
ズーミング・輻輳角等のデータ（情報）とを利用して画
像合成を行ない１つの合成画像を得ている。

【００２５】３３は出力手段であり、画像合成手段３２
で合成された合成画像を出力している。３４は記録手段
であり、画像合成手段３２で得られた画像データと各撮
影系３ａ，３ｂの撮影状態等を記録している。

【００２６】ここで図１において被写体１からの画像情
報に基づく光束は２つの撮影系３ａ，３ｂにより各撮像
素子７ａ，７ｂ面上に結像され、該結像された被写体像
に関する情報（データ）は各画像メモリ３１ａ，３１ｂ
に一時保存される。

【００２７】この２つの画像データを画像合成手段３２
により合成して、例えばパノラマ画像を作成する際、２
つの撮影系３ａ，３ｂの撮影範囲の重複領域１ａを一定
範囲内に設けるようにしていても、例えば該撮影系３
ａ，３ｂにディストーションがある場合では、ワイド端
とテレ端とでは２つの撮影系３ａ，３ｂの撮影範囲の重
複領域１ａが、例えば図２や図３（Ａ）に示すように変
化してくる。そうすると２つの画像データから画像を合
成する際に撮影されてない領域が存在してしまったり、
又逆に撮影範囲の重複領域１ａが必要以上に広くなっ
て、広範囲の合成画像が得られなくなってくるという問
題点がある。

【００２８】そこで本発明では撮影レンズの収差（ディ
ストーション）による２つの撮影系３ａ，３ｂの撮影範
囲の重複領域１ａを、輻輳角を制御して所望の量、例え
ば図２におけるΔＴと図３（Ｂ）におけるΔＷとが常に
一定範囲内（重複領域が抜けることがなく、又合成画像
の範囲が所望の範囲より狭くならない量）となるように
補正している。

【００２９】即ち、本実施例においては２つの撮影系３
ａ，３ｂの撮影範囲の重複領域１ａが変化する原因とな
る光学的誤差を各々の撮影系３ａ，３ｂのフォーカス位
置、ズーム位置そして輻輳角ごとに予め光学的パラメー
タ記憶部２３に記憶しておき、各エンコーダによって検
出された各撮影系３ａ，３ｂのフォーカス位置、ズーム
位置そして輻輳角等の情報によって光学的誤差情報を引
き出して輻輳角の補正制御を行なっている。

【００３０】具体的にはズーム位置検出用のエンコーダ
８ａ，８ｂ、フォーカス位置検出用のエンコーダ９ａ，
９ｂそして輻輳角角度検出用のエンコーダ１０ａ，１０
ｂから検出された各情報信号を補正値演算部２２に入力
している。光学的パラメータ記憶部２３には前述の如く
２つの撮影系３ａ，３ｂの撮影範囲の重複領域１ａの変
化の原因となる、各撮影系３ａ，３ｂのフォーカス位
置、ズーム位置そして輻輳角ごとに各撮影系３ａ，３ｂ
のディストーションのデータが予め記憶されており、補
正値演算部２２ではそれらの情報を基に現在の撮影情報
に応じたデータを取り出し、撮影範囲の重複領域１ａが
所望の量（重複領域が抜けることがなく、又合成画像の
範囲が所望の範囲より狭くならない量）となるように輻
輳角の補正量を演算し、その補正データを輻輳角補正制
御部２１へ送出する。

【００３１】輻輳角補正制御部２１では送られてきた輻
輳角補正データを基に輻輳角駆動モータ１３ａ，１３ｂ
を制御し、２つの撮影系３ａ，３ｂの撮影範囲の重複量
が所望の量となるように補正する。

【００３２】そして画像合成手段３２では輻輳角補正後
の画像データを、補正値演算部２２より得られる補正後
の輻輳角、フォーカス状態そしてズーミング状態等のデ
ータを基に画像合成し、その後処理された合成画像に関
するデータを出力手段３３と記憶手段３４とに出力す
る。

【００３３】このように本実施例においては上述の如く
ズーム操作によるディストーションの変化等の光学系の
収差がある場合でも記憶手段に記憶された光学系の収差
量を参照して各撮影系間の撮影範囲の重複領域が一定範
囲内となるよう複数の撮影系の輻輳角を補正している。
そして各撮影系の撮影範囲の重複領域が一定範囲内にな
るように保ち、これにより重複領域が抜けることなく常
に良好なる合成画像を得ることができ、又逆に撮影範囲
の重複領域が広すぎて合成画像の範囲が狭くなることも
効果的に防止している。

【００３４】尚、上述したズーム操作によるディストー
ション以外にも像に歪が生じる例として、例えばズーム
状態を固定した場合でもフォーカシングを行なうと撮影
倍率及び撮影画角等が変化することが知られている。こ
の場合においても上記と同様な方法により輻輳角を補正
して２つの撮影系の撮影範囲の重複領域が所望の量とな
るように補正すれば良い。

【００３５】更に撮影倍率を所望の量に指定したい場合
にはフォーカシングによる撮影倍率の変化を補正すれば
良く、輻輳角を補正すると共にズーミングとフォーカシ
ング状態も補正するようにすれば良い。

【００３６】尚、本実施例においては前述の如く撮影系
を被写体に対して水平方向に２つ並ぶように配置した
が、これに限らず例えば撮影系を２つ以上用いる場合や
該複数の撮影系の配置位置を被写体に対して水平方向及
び上下方向にそれぞれ配置するようにしても本発明は前
述の実施例と同様に適用することができる。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば前述の如くズーム操作に
よるディストーションの変化や撮影倍率を一定にした場
合にフォーカシングによる撮影倍率の変化等の光学系の
収差がある場合でも各々の撮影系の輻輳角を適切に補正
することにより、各撮影系の撮影範囲の重複領域を常に
一定範囲内に保つことができ、これにより重複領域が抜
けることなく又逆に重複領域が広すぎて合成画像の範囲
が狭くなることもなく撮影範囲を有効に使用することが
できる撮像装置を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例１の要部構成図

【図２】 撮影系がテレ端の場合のディストーション及
び各撮影系の撮像範囲の重複領域の関係を示す説明図

【図３】 撮影系がワイド端の場合のディストーション
及び各撮影系の撮像範囲の重複領域の関係を示す説明図

【符号の説明】

１ 被写体 ２ａ，２ｂ 光軸 ３ａ，３ｂ 撮影系 ４ａ，４ｂ 第１レンズ群 ５ａ，５ｂ 第２レンズ群 ６ａ，６ｂ 第３レンズ群 ７ａ，７ｂ 撮像素子 ８ａ，８ｂ ズーム位置検出用のエンコーダ ９ａ，９ｂ フォーカス位置検出用のエンコーダ １０ａ，１０ｂ 輻輳角角度検出用のエンコーダ １１ａ，１１ｂ ズーム駆動モータ １２ａ，１２ｂ フォーカス駆動モータ １３ａ，１３ｂ 輻輳角駆動モータ ２１ 輻輳角補正制御部 ２２ 補正値演算部 ２３ 光学的パラメータ記憶部 ３１ａ，３１ｂ 画像メモリ ３２ 画像合成手段 ３３ 出力手段 ３４ 記録手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 被写体を撮影する複数の撮影系と、該複
   数の撮影系に任意の輻輳角を与える輻輳角制御手段とを
   利用して、該複数の撮影系から得られる複数の画像情報
   を得る際、 該複数の撮影系の撮影条件を検出する検出手段からの撮
   影情報と、該複数の撮影系の結像倍率情報を予め記憶し
   ている記憶手段からの結像倍率情報とを利用して、該輻
   輳角制御手段により該複数の撮影系間の撮影範囲の重複
   領域が一定範囲内に保たれるように該複数の撮影系の輻
   輳角を制御することを特徴とする撮像装置。
2. 【請求項２】 前記撮影条件とは前記複数の撮影系のフ
   ォーカシング位置、ズーミング位置そして輻輳角の各情
   報のうちの少なくとも１つを含む諸情報であることを特
   徴とする請求項１の撮像装置。