JPH10145657A - 複眼撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数の撮像光学系で視差がほとんど生じない
複眼撮像装置を得る。 【解決手段】 ２つの撮像光学系Ｌ、Ｒにおける被写体
像は撮像素子３、４により撮影される。撮像光学系Ｌ、
Ｒは、各入射瞳と光軸との交点１ａ、２ａが略一致する
ように配置されることにより、各撮像光学系Ｌ、Ｒの視
差を軽減している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は２つ以上の撮像光学
系を有する複眼カメラ等の複眼撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、例えば特開平７−６７０２０号公
報に開示されているようなワイドパノラマ画像生成ある
いは高精細画像の生成を目的として、結像光学系と撮像
素子とから成る撮像系を複数有し、それぞれの撮像素子
で得られた画像信号を用いて１つの合成画像を生成する
複眼撮像装置が提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記従来の複眼
撮像装置はそれぞれの撮像系の位置の違いにより、それ
ぞれの撮像素子で得られた画像において前面の被写体に
よってその後方の被写体が撮影されない領域が異なると
いう問題が生じてしまう。図１４、図１５はこの問題を
説明するための図であり、図１４において、１３１〜１
３３はそれぞれ球状の被写体である。また１３４、１３
５はそれぞれ被写体を見る視点位置を示している。図１
５（ａ）、（ｂ）はそれぞれ視点位置１３４、１３５か
ら見た被写体１３１〜１３３の様子を示した図である。
まず視点位置１３４から被写体を見ると、図１５（ａ）
で示すように被写体１３２は被写体１３１によって一部
見えなくなっている。一方、視点位置１３５から被写体
１３１〜１３３を見た場合、図１５（ｂ）に示すように
被写体１３２は被写体１３１に隠されることはないが、
被写体１３３が被写体１３１の影に入ってしまい見えな
くなっていることがわかる。このことから異なる視点位
置から撮影領域の一部を重複させて撮影された２つの画
像を、その重複領域を重ねあわせてパノラマ画像を合成
しようとしても、２つの画像の重複領域が一致しないの
で２つの画像の重複領域の繁ぎ目を目立たないように画
像合成することが困難なことがわかる。

【０００４】また立体的な被写体を撮影する場合、視点
位置によって被写体自身の形状が異なって見えてしまう
という問題も生じる。図１６、図１７はこの問題を説明
するための図で、図１６において１５６は被写体で、立
方体形状を有している。また１５７、１５８は視点位置
を示している。図１７（ａ）、（ｂ）はそれぞれ視点位
置１５７、１５８から見た被写体１５６の様子を示した
図である。まず視点位置１５７から被写体１５６を見る
と、図１７（ａ）のように被写体はほぼ正方形に見え
る。一方、被写体１５６を視点位置１５８から見ると、
図１７（ｂ）のように一辺を共有する２つの台形のよう
に見える。このことから異なる視点位置から撮影領域の
一部を重複させて撮影された２つの画像を、その重複領
域を重ねあわせてパノラマ画像を合成しようとしても、
２つの画像の重複領域にある被写体自身の形状が異なっ
て見えるので、２つの画像を重ね合わせられないことが
わかる。

【０００５】このように従来の複眼撮像装置でパノラマ
撮影を行っても、左右の撮像系の撮影位置の違いから上
記問題が生じてパノラマ画像合成がうまくいかないこと
が多かった。尚、このような左右の撮像系の撮影位置の
違いを以後視差と呼ぶことにする。

【０００６】そこで本発明の目的は、視差がほとんど生
じない撮像系を有する複眼撮像装置を簡単な構成で提供
することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明において
は、それぞれ被写体光を集光して撮像素子の結像面に光
学像を形成する複数の撮像光学手段を有する複眼撮像装
置において、上記複数の撮像光学手段は、各撮像光学手
段の入射瞳と光軸との交点が略一致するように配置され
ている。

【０００８】また、請求項２の発明のように、上記複数
の撮像光学手段へ入射する撮影光束の進行方向を変更す
る光路変更手段を設けてもよい。

【０００９】また、請求項３の発明のように、上記複数
の撮像光学手段を、各々の入射瞳と光軸との交点または
上記光路変更手段によって生じる上記各々の入射瞳と光
軸との交点の像位置が略一致する第１の位置と、上記各
々の入射瞳と光軸との交点または上記光路変更手段によ
って生じる上記各々の入射瞳と光軸との交点の像位置が
所定距離離れている第２の位置とに移動させる移動手段
を設けてもよい。

【００１０】また、請求項４の発明のように、上記複数
の撮像光学手段が上記第１の位置に配置されているとき
各撮像光学手段で撮影された複数の画像データを１つの
連続した画像データに合成する画像合成手段を設けても
よい。

【００１１】また、請求項５の発明のように、上記複数
の撮像光学手段が上記第２の位置にあるとき各撮像光学
手段で撮影された複数の画像データから立体映像信号を
生成する画像合成手段を設けてもよい。

【００１２】また、請求項６の発明のように、上記光路
変更手段は、ミラーまたはプリズムであるようにしても
よい。

【００１３】また、請求項７の発明のように、上記光路
変更手段は、各撮像光学手段の最も物体側のレンズと上
記撮像素子との間に配置されているようにしてもよい。

【００１４】また、請求項８の発明のように、上記光路
変更手段は、各撮像光学手段に入射する撮影光束を各撮
像光学手段の配列方向に対して略垂直方向に反射または
屈折させるようにしてもよい。

【００１５】また、請求項９の発明のように、上記画像
合成手段による合成後の上記１つの連続した画像データ
の中心が異なることによって生じる台形歪みを補正する
補正手段を設けてもよい。

【００１６】

【作用】前述した問題を解消するには、複数の撮像光学
手段の共通の視野内で所定の撮影距離範囲で、距離によ
る物点のそれぞれの結像位置、詳しくは物点から光学系
が捕捉した光束の撮像面での強度重心の位置が不変であ
るように各撮像光学手段を配置すれば良い。そして各撮
像光学手段の収差が撮影画像の相違に影響する程大きい
と画質上に問題があるが、現実的な光学系では収差は視
差に影響しないとみなせるので、光学系に入射する光束
の広がりを制限する絞りの像である入射瞳の中心、即ち
入射瞳と光軸との交点を各撮像光学手段において略一致
するよう配置することにより、共通の視野内での距離に
よる物点のそれぞれの結像位置を不変であるように各撮
像光学手段を配置することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１〜第５の実施
の形態を説明する。 （第１の実施の形態）図１は本発明を実施した複眼カメ
ラの構成を示すブロック図である。同図において１およ
び２はそれぞれ撮影光学系、１ａ、２ａはそれぞれ撮影
光学系１、２の入射瞳と光軸との交点の位置を示してい
る。なお本実施の形態では、上記入射瞳と光軸との交点
１ａ、２ａの近傍にそれぞれ物体側主点も存在している
ものとする。３および４はそれぞれ撮影光学系１、２で
結像された光学像を電気的な映像信号に変換する撮像素
子である。なおこれ以降、撮影光学系１と撮像素子３を
総称して撮像光学系Ｌと、また撮影光学系２と撮像素子
４を総称して撮像光学系Ｒと記すこととする。また図中
Ｃ、Ｄはそれぞれの撮像光学系Ｒ、Ｌの撮影範囲を示し
ている。またｅ、ｆ、ｇ、ｈは球状の被写体である。

【００１８】このように上記撮像光学系Ｌ、Ｒは、互い
の撮影光学系１、２の光軸が入射瞳の近傍の位置で交差
するように配置されている。これによって先に述べたよ
うに撮像光学系Ｌ、Ｒによって撮影されたそれぞれの画
像には視差が生じないので、撮像光学系Ｌ、Ｒで被写体
ｅ、ｆ、ｇ、ｈを撮影すると、それぞれ図２（ａ）、
（ｂ）のようになる。同図からわかるように、撮像光学
系Ｌ、Ｒで重複して撮影される領域は全く同じ被写体像
になるので、図２（ｃ）のように図２（ａ）、（ｂ）の
重複領域を重ねあわせるように合成して一つのパノラマ
画像を容易に得ることも可能である。

【００１９】図１に戻って、５は操作されることにより
レリーズ信号を発するレリーズボタンである。６は被写
体の明るさを測定する測光部である。７は撮像光学系
Ｌ、Ｒの合焦状態を検知するピント（フォーカス）検知
部である。８は撮像素子３、４で得られた２つの映像デ
ータを１つの連続した映像データに合成した後、所定の
映像信号に変換する信号処理部である。９は信号処理部
８で得られた画像データ等を記憶するメモリである。１
０は複眼カメラ全体を制御するシステムコントローラで
ある。１１は信号処理部８によって得られた映像信号を
表示するモニタである。

【００２０】次に動作を説明する。図３は図１の複眼カ
メラの動作を示すフローチャートである。なお、特に断
らない限り動作は全てシステムコントローラ１０が行う
ものとする。同図において、まず図示しない複眼カメラ
の電源スイッチが投入されると、撮影待機状態になる
（Ｓ１０１）。Ｓ１０１でレリーズボタン５が操作され
てレリーズ信号が発せられると、測光部６によって被写
体の明るさが測定され、その測光値に応じて絞りおよび
シャッタ速度が決定される（Ｓ１０２）。次にピント検
知部７によって撮像光学系Ｌ、Ｒは被写体に対してピン
ト（フォーカス）調節が行われる（Ｓ１０３）。次にＳ
１０２で決定された絞り値およびシャッタ速度で撮像素
子３、撮像素子４へ露光が行われる（Ｓ１０４）。撮像
素子３、４で得られた信号は信号処理部８で撮影モード
に応じて処理がなされる（Ｓ１０５）。信号処理部８で
は撮像光学系Ｌ、撮像光学系Ｒで得られた２つの映像信
号を１つの連続した映像信号に合成する前に、台形歪み
の補正を行う。

【００２１】ここで台形歪みについて説明する。図４は
図１の撮像光学系Ｌ、Ｒと等価な撮像光学系を示したも
ので、２０は撮影レンズ、２１、２２は撮像素子であ
る。同図からわかるように撮像光学系Ｌ、Ｒと撮影範囲
が等価な画角を有する撮影レンズ２０の光軸に対して撮
像素子２１、２２は図１の撮像光学系Ｌ、Ｒの光軸の交
差角に応じて互いに傾いていることがわかる。これは前
述したように本実施の形態では撮像光学系Ｌ、Ｒの光軸
が所定の交差角で交差しており、中心被写体に対して傾
いて配置されているからである。従って、撮影レンズ２
０によって結像された像は点線Ｓで示した１つの平面に
結像された像とは一致せず歪んだ像となり、これを台形
歪みという。そこで本実施の形態ではこの台形歪みを補
正し、撮像光学系Ｌ、Ｒで撮影された画像が、図４で示
した撮像光学系Ｌ、Ｒの撮影範囲が等しい１つの撮影レ
ンズ２０によって１つの平面に結像された像と等価とな
るようにしている。

【００２２】図３に戻って、更に信号処理部８では台形
歪みを補正されたぞれぞれの映像信号のオーバーラップ
部から両画像の対応点を抽出し、得られた対応点から２
つの映像信号のオーバーラップ量を求め、それに応じて
繋ぎ合わせを行い、図２（ｃ）のような１つの横長の映
像信号を生成する。このようにして信号処理部８で生成
された映像信号はメモリ９に記録される（Ｓ１０６）。
以上で１回の撮影動作を終了するが、メモリ９に記録さ
れた映像信号は図示しない再生ボタンを操作して複眼カ
メラを再生可能状態にすることによりモニタ１１で再生
可能である。

【００２３】なお本実施の形態では撮像光学系は２つで
あったが本発明はこれに拘束されることなく、２つ以上
の撮像光学系を有する複眼撮像装置において、少なくと
も１つのペアが本実施の形態の如く構成されていれば良
い。また本実施の形態の撮像光学系は入射瞳と光軸との
交点と物体側主点とが互いに近傍に存在しているので、
物体側主点を略一致させてもほぼ同様な効果が得られ
る。

【００２４】また撮影レンズ１、２および撮像素子２、
３をそれぞれ回動可能に設けることにより、図５のよう
にそれぞれの撮影レンズ１、２の入射瞳と光軸との交点
１ａ、２ａが一致しない状態にすることも可能である。
図５の状態では、撮影レンズ１は撮像素子４に結像し、
撮影レンズ２は撮像素子３に結像している。そして撮影
レンズ１、２の光軸は略平行となっている。この状態で
撮影されたそれぞれの映像信号には視差が生じているの
で、これらの映像信号を利用することにより、いわゆる
ステレオ立体映像の再生が可能となる。

【００２５】（第２の実施の形態）また上記信号処理部
８において、撮影された２つの映像信号を、撮影時の撮
像光学系Ｌ、Ｒの相対的な撮影光軸の角度、焦点距離等
を基に一方の画像に対する他方の画像の位置を求め、パ
ノラマ合成しても良い。この場合、以下の効果がある。 （１）対応点抽出を行わないので、信号処理部の構成が
簡単になり、また画像合成における処理時間も早くでき
る。 （２）２つの画像のオーバーラップ量を限りなくゼロに
近づけることのできるので、よりワイドなパノラマ画像
を得ることが可能となる。

【００２６】（第３の実施の形態）図６は本発明を実施
した複眼撮像装置の構成を示すブロック図である。同図
において、５〜１１は図１の同一番号部分と実質的に対
応するので説明を省略する。５１および５２はそれぞれ
撮影レンズである。５１ａ、５２ａはピントレンズで、
図示しないピント調整機構によって光軸方向に移動可能
になっている。５３および５４はそれぞれ撮影レンズ５
１、５２およびピントレンズ５１ａ、５２ａを固定する
鏡筒で、軸５５および軸５６を中心に回動可能に図示し
ないカメラ本体に固定されている。５７および５８は撮
影レンズ５１、５２で結像された光学像を電気的な映像
信号に変換する撮像素子で、鏡筒５３、５４に固定され
ている。５９および６０はそれぞれ撮影レンズ５１、５
２の前面に配置され、被写体光束を撮影レンズ５１、５
２に導く反射ミラーである。なおここまでの構成を総称
して以降は複眼カメラ部と呼ぶことにする。本実施の形
態では複眼カメラ部が上記の構成となっているので、複
眼カメラ部の撮影方向の厚みが薄くできていることがわ
かる。

【００２７】また図中Ａ、Ｂはそれぞれ前記撮影レンズ
５１、５２の入射瞳と光軸との交点の位置を示し、Ｃ、
Ｄはそれぞれ撮影レンズ５１、５２の撮影光束を示して
いる。そしてＥは反射ミラー５９、６０の反射面を対称
面としたときの前記撮影レンズ５１、５２の入射瞳と光
軸との交点Ａ、Ｂの対称位置即ち虚像位置を示してい
る。つまり図６の状態では、反射ミラー５９、６０によ
って撮影レンズ５１、５２はそれぞれ撮影レンズ５１、
５２の入射瞳と光軸との交点Ａ、Ｂを虚像位置Ｅの位置
に一致させて、それぞれの撮影範囲Ｃ、Ｄを撮影した場
合と等価であり、それぞれの撮影レンズ５１、５２の入
射瞳と光軸との交点が一致していることがわかる。これ
によって撮影レンズ５１、５２で撮影された画像には前
述したような視差が生じない。

【００２８】６１、６２はそれぞれ鏡筒５３、５４を軸
５５、軸５６を中心に回動させる鏡筒駆動部である。６
３は撮影レンズ５１、５２の撮影位置の違いによる被写
体変化がない映像を繋ぎあわせて１つの横長の映像を得
るパノラマモードと、撮影レンズ５１、５２の撮影位置
の違いによる被写体変化を有する映像から立体映像を再
生可能にする立体撮影モードとの２つの撮影モードの切
り替えを行うモード切替部である。ここでパノラマ撮影
モードにおける画像合成の原理は第１の実施の形態で示
したので説明を省略する。

【００２９】図７は複眼カメラ部の上記立体撮影モード
の状態を示し、それぞれの撮像光学系の光軸はほぼ平行
であり、撮影レンズ５１、５２の入射瞳と光軸との交点
Ａ、Ｂの位置も異なっている。従って、被写体を左側か
ら撮影した画像を視聴者の左目だけに、また被写体を右
側から撮影した画像を視聴者の右目だけに見えるように
再生することによって、被写体が立体的に見えるいわゆ
る立体画像を再生することができる。

【００３０】次に動作を説明する。図８は図６の複眼撮
像装置の動作を示すフローチャートである。なお特に断
らない限り動作は全てシステムコントローラ１０が行う
ものとする。同図において、まず図示しない複眼カメラ
の電源スイッチが投入されると、撮影待機状態になる
（Ｓ１００、Ｓ１０１）。この撮影待機状態では、モー
ド切替部６３を操作することによってＳ１０８に移行
し、前記撮影モードを切り替えることができる（Ｓ１０
０）。上記Ｓ１０８では、切り替えられた撮影モードに
応じて鏡筒をそれぞれ軸５５、軸５６を中心に回動させ
て複眼カメラ部を図６または図７の状態にする。

【００３１】次にＳ１０１でレリーズボタン５が操作さ
れてレリーズ信号が発せられると、Ｓ１０２〜Ｓ１０６
により図３の場合と実質的に同じ処理が行われ、信号処
理部８で処理された映像信号がメモリ９に記憶される。
ここでＳ１０３で被写体に対してピントが合っていない
場合は図示しないピント調節機構によってピントレンズ
５１ａ、５２ａを光軸方向に移動させてピント調節が行
われる。また、信号処理部８では立体撮影モードで撮影
された場合は、撮像素子５７、５８で得られたそれぞれ
の信号を所定の映像信号に変換した後、それぞれの映像
信号に撮影モード、互いのペアとなっていることを示す
識別信号、および撮影条件等の情報が付加される。また
パノラマ撮影モードで撮影された場合は、撮像素子５
７、５８で得られたそれぞれの信号をまず左右反転させ
て反射ミラー５９、６０による鏡像をキャンセルし、次
に所定の映像信号に変換した後、台形歪みを第１の実施
の形態と同様にして補正する。

【００３２】そして信号処理部８で生成された図２
（ｃ）のような１つの横長の映像信号がメモリ９に記録
される。このメモリ９に記録された映像信号は、図示し
ない再生ボタンを操作することにより、モニタ１１で再
生可能である。

【００３３】本実施の形態では以下の効果がある。 （１）撮影レンズ５１、５２に入射する撮影光束の方向
変更を反射ミラー５９、６０で行っているので、構成が
簡単である。 （２）撮影モード変更時における駆動部分が撮影レンズ
５１、５２、ピントレンズ５１ａ、５２ａ及び撮像素子
５７、５８を固定する鏡筒５３、５４を回動するだけで
よいので、機構が簡単である。

【００３４】（第４の実施の形態）図９、図１０は本発
明を実施した複眼撮像装置の複眼カメラ部を示す図で、
図９は複眼カメラ部の撮像光学系配置を示したものであ
る。同図において、８１、８２、８３は撮影レンズ、８
１ａ、８２ａ、８３ａはピント調整レンズで、図示しな
いピント調整機構によって光軸方向に移動可能に支持さ
れている。８４、８５、８６は撮像素子、８７、８８、
８９は反射ミラーである。９０、９１、９２はそれぞれ
上記撮影レンズ８１、８２、８３、撮像素子８４、８
５、８６及び反射ミラー８７、８８、８９を固定してい
る鏡筒である。なお鏡筒９０、９２はそれぞれ鏡筒９１
に回転軸９３、９４を中心に回動可能に支持されてい
る。また図中Ａ、Ｂ、Ｃは撮影レンズ８１、８２、８３
の入射瞳と光軸との交点で、Ａ′、Ｂ′、Ｃ′は入射瞳
と光軸との交点のそれぞれ反射ミラー８７、８８、８９
の反射面を対称面とする対称位置、即ち虚像位置を示し
ている。

【００３５】図１０（ａ）、（ｂ）は図９の複眼カメラ
部を矢印Ｄの方向から見た図である。図１０（ａ）、
（ｂ）において、Ｅ、Ｆ、Ｇはそれぞれ撮影レンズ８
１、８２、８３の撮影光束を示している。図１０（ａ）
の状態は立体撮影モードの状態を示し、各撮影レンズ８
１、８２、８３の物体側主点の虚像位置が一致していな
い。図１０（ｂ）はパノラマモードにおける複眼カメラ
の状態を示した図である。同図からわかるように鏡筒９
０、９１、９２はそれぞれ軸９３、９４を中心に回動し
て、それぞれの撮影レンズ８１、８３の入射瞳と光軸と
の交点の虚像位置Ａ′、Ｃ′は撮影レンズ８２の入射瞳
と光軸との交点の虚像位置Ｂ′で１点に一致しており、
各鏡筒で撮影されたそれぞれの画像には視差が生じない
ので、パノラマ合成が可能である。動作等については第
３の実施の形態とほぼ同じなので説明は省略する。

【００３６】本実施の形態では以下の効果がある。 （１）対物レンズ８１、８２、８３に入射する撮影光束
のＥ、Ｆ、Ｇの方向変更を反射ミラー８７、８８、８９
で行っているので、構成が簡単である。 （２）撮像光学系を保持した各鏡筒９０、９１、９２を
相対的に回動可能に連結しているので、撮影モード変更
時における撮像系の移動機構の構成が簡単である。

【００３７】なお本実施の形態では、３つの撮像光学系
の入射瞳と光軸との交点を一致させているが、更に多く
の撮像光学系を用いても良い。そうすることにより、よ
りワイドな、極端には３６０度のパノラマ撮影が可能に
なる効果がある。

【００３８】（第５の実施の形態）図１１、図１２は本
発明を実施した複眼撮像装置の複眼カメラ部を示す図で
ある。図１１において１０１、１０２は撮影レンズであ
る。１０１ａ、１０２ａはピント調整レンズで、図示し
ないピント調整機構によって光軸方向に移動可能に支持
されている。１０３、１０４は撮像素子、１０５、１０
６は反射ミラーである。１０７、１０８はそれぞれ撮影
レンズ１０１、１０２、ピント調整レンズ１０１ａ、１
０２ａ、撮像素子１０３、１０４、反射ミラー１０５、
１０６を保持する鏡筒で、それぞれ軸１０７ａ、１０８
ａを中心に回動可能に図示しないカメラ本体に固定され
ている。また図中Ａ、Ｂは撮影レンズ１０１、１０２の
物体側主点で、Ａ′、Ｂ′はそれぞれ反射ミラー１０
５、１０６の反射面を対称面とするとする対称位置、即
ち虚像位置を示している。

【００３９】図１２（ａ）、（ｂ）は図１１の複眼カメ
ラ部を矢印Ｃの方向から見た図である。同図からわかる
ように、図１２（ａ）の状態では撮影レンズ１０１、１
０２の撮影光束は略平行となっていて、それぞれの入射
瞳と光軸との交点の虚像位置Ａ′、Ｂ′は所定の距離離
れている。第１の実施の形態でも説明したように、この
状態は立体撮影モードの状態である。また図１２（ｂ）
は図１２（ａ）の状態から鏡筒１０７、１０８を軸１０
７ａ、１０８ｂを中心に回動させた状態の図で、図から
わかるように撮影レンズ１０１、１０２のそれぞれの入
射瞳と光軸との交点の虚像位置Ａ′、Ｂ′は重なってい
る。従って第１の実施の形態でも説明したように撮像素
子１０３、１０４に結像する画像に視差は生じないの
で、この状態で撮影された画像はパノラマ合成すること
が可能である。

【００４０】本実施の形態では、上記のように撮影光束
の方向変更を反射ミラー１０５、１０６で行っているの
で、構成が簡単であるという効果がある。

【００４１】なお、第３〜５の実施の形態では、撮影光
束の光路変更手段として反射ミラーを用いているが、本
発明はこれに限定されるものではなく、例えば図１３の
ようにプリズムを用いても良い。図１３は図６の第３の
実施の形態における複眼カメラ部の反射ミラー５９、６
０の代わりにプリズム１２０、１２１を用いた場合を示
した図である。また他の実施の形態でも反射ミラーの代
わりにプリズムを用いても良いのは言うまでもない。さ
らに光路変更手段として内視鏡等に用いられている光フ
ァイバー用いても良い。

【００４２】なお第１〜５の実施の形態では、第１およ
び第２の撮像光学系の収差が十分小さいので、それらの
入射瞳と光軸との交点を一致させているが、撮像光学系
の収差等が大きい場合などは入射瞳と光軸との交点を一
致させても視差をなくすことはできない。また実際問題
として入射瞳と光軸との交点を設計上一致させることは
できるがそれを確認するのは困難である。

【００４３】このような場合には、二つの光学系の共通
の視野の中心に位置する物点について、撮影距離範囲の
最遠距離と至近距離とでそれぞれの結像位置が略一致す
るように二つの光学系を配置するようにしても良い。な
お、こうすることによって結果的に第１および第２の撮
像光学系の光軸はそれぞれ入射瞳と光軸との交点の近傍
で交差することになるのは言うまでもない。この場合、 （１）共通の視野の中心に位置する物点を対象にするこ
とにより、合成時に中心となる最も目立つ点での撮影位
置の違いによる撮影画像の相違を最小にできる。また、
共通の視野内の視差の最大値を最小にでき、結果的に最
良の合成画像が得られる。 （２）撮影距離範囲の最遠距離と至近距離で略一致させ
ることにより、撮影距離の全範囲にわたって視差を最小
にできる。という効果がある。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、複数の撮像光学手段の入射瞳と光軸との交点が
略一致するように配置するように構成したことによっ
て、各撮像光学手段で撮影された映像に視差がほとんど
生じないので、それらの映像の合成が容易にできるとい
う効果がある。

【００４５】また、請求項２の発明によれば、光路変更
手段を設けることにより、各撮像光学手段の入射瞳と光
軸との交点の像位置を略一致させることができ、これに
よって各撮像光学手段が互いに干渉するなどの物理的な
制約をあまり受けることがなく、各撮像光学手段によっ
て得られる画像に視差がほとんど生じない複眼撮像装置
を簡単な構成で提供できるという効果がある。

【００４６】また、請求項３の発明によれば、各撮像光
学手段を、それぞれの入射瞳と光軸の交点または上記光
路変更手段によって生じた上記それぞれの入射瞳を光軸
の交点の像位置が略一致する第１の位置と、上記入射瞳
と光軸の交点または上記光路変更手段によって生じた入
射瞳と光軸の交点の虚像位置が所定の距離離れた第２の
位置とに移動可能に構成することによって、各撮像光学
手段が第１の位置にあるときはパノラマ画像を、また第
２の位置にあるときは撮影された各画像の視差による被
写体変化を利用した立体画像を撮影するというように異
なる画像の撮影が可能になるという効果がある。

【００４７】請求項４の発明によれば、各撮像光学手段
が上記第１の位置にあるときは、各撮像光学手段で得ら
れた画像データを１つの連続した画像データに合成する
画像合成手段を設けることにより、撮影直後に撮影した
画像をすぐに再生できるという効果がある。

【００４８】請求項５の発明によれば、各撮像光学手段
が第１の位置にあるときに撮影されたそれぞれの画像デ
ータから立体映像信号を生成する画像合成手段を設ける
ことにより、立体画像が得られると共に撮影者は撮像光
学手段を第１および第２の位置に移動させるだけで目的
の映像が撮影できるという効果がある。

【００４９】請求項６の発明によれば、光路変更手段と
してミラーまたはプリズムを用いることにより、簡単な
構成で各撮像光学手段の入射瞳と光軸の交点の像位置を
一致させることができるという効果がある。

【００５０】請求項７の発明によれば、光路変更手段を
対物レンズと撮像素子との間に配置することよって、光
路変更手段をよりコンパクトにできるという効果があ
る。

【００５１】請求項８の発明によれば、光路変更手段を
各撮像光学手段に入射する撮影光束を各撮影光学手段の
配列方向に対して略垂直方向に反射または屈折させるこ
とによって、各撮像光学手段がその配列方向に大きく出
っ張ることがないので、複眼撮像装置を上記配列方向に
対してよりコンパクトにすることができるという効果が
ある。また各撮像光学手段の入射瞳と光軸との交点を一
致させて配置できるという効果がある。

【００５２】請求項９の発明によれば、上記画像合成後
の１つの連続した画像データの中心が異なることによっ
て生じる台形歪みを補正するようにしたことによって、
歪みの無い自然な映像が得られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す構成図であ
る。

【図２】各撮像光学系で撮影された被写体像と合成後の
画像を示す構成図である。

【図３】撮影動作を示すフローチャートである。

【図４】台形歪みが生じる原理を示す構成図である。

【図５】複眼カメラ部の動作例を示す構成図である。

【図６】第３の実施の形態を示す構成図である。

【図７】立体撮影時の状態を示す構成図である。

【図８】撮影動作を示すフローチャートである。

【図９】第４の実施の形態を示す構成図である。

【図１０】鏡筒の駆動状態を示す構成図である。

【図１１】第５の実施の形態を示す構成図である。

【図１２】鏡筒の駆動状態を示す構成図である。

【図１３】光路変更手段にプリズムを用いた場合の構成
図である。

【図１４】被写体と視点の位置との関係を示した構成図
である。

【図１５】図１４の各視点位置での被写体の見え方を示
した構成図である。

【図１６】被写体と視点の位置との他の関係を示した構
成図である。

【図１７】図１６の各視点位置での被写体の見え方を示
した構成図である。

【符号の説明】

１、２ 撮影光学系 １ａ、２ａ 入射瞳と光軸との交点 ３、４ 撮像素子 ８ 信号処理部 １０ システムコントローラ ５１、５２ 撮影レンズ ５３、５４ 鏡筒 ５７、５８ 撮像素子 ６１、６２ 鏡筒駆動部 ６３ モード切替部 ８１、８２、８３ 撮影レンズ ８４、８５、８６ 撮像素子 ８７、８８、８９ 反射ミラー ９０、９１、９２ 鏡筒 １０１、１０２ 撮影レンズ １０３、１０４ 撮像素子 １０５、１０６ 反射ミラー １０７、１０８ 鏡筒 １２０、１２１ プリズム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関根 正慶 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 岡内 茂樹 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれ被写体光を集光して撮像素子の
   結像面に光学像を形成する複数の撮像光学手段を有する
   複眼撮像装置において、 上記複数の撮像光学手段は、各撮像光学手段の入射瞳と
   光軸との交点が略一致するように配置されていることを
   特徴とする複眼撮像装置。
2. 【請求項２】 上記複数の撮像光学手段へ入射する撮影
   光束の進行方向を変更する光路変更手段を設けたことを
   特徴とする請求項１記載の複眼撮像装置。
3. 【請求項３】 上記複数の撮像光学手段を、各々の入射
   瞳と光軸との交点または上記光路変更手段によって生じ
   る上記各々の入射瞳と光軸との交点の像位置が略一致す
   る第１の位置と、上記各々の入射瞳と光軸との交点また
   は上記光路変更手段によって生じる上記各々の入射瞳と
   光軸との交点の像位置が所定距離離れている第２の位置
   とに移動させる移動手段を設けたことを特徴とする請求
   項２記載の複眼撮像装置。
4. 【請求項４】 上記複数の撮像光学手段が上記第１の位
   置に配置されているとき各撮像光学手段で撮影された複
   数の画像データを１つの連続した画像データに合成する
   画像合成手段を設けたことを特徴とする請求項３記載の
   複眼撮像装置。
5. 【請求項５】 上記複数の撮像光学手段が上記第２の位
   置にあるとき各撮像光学手段で撮影された複数の画像デ
   ータから立体映像信号を生成する画像合成手段を設けた
   ことを特徴とする請求項３記載の複眼撮像装置。
6. 【請求項６】 上記光路変更手段は、ミラーまたはプリ
   ズムであることを特徴とする請求項２記載の複眼撮像装
   置。
7. 【請求項７】 上記光路変更手段は、各撮像光学手段の
   最も物体側のレンズと上記撮像素子との間に配置されて
   いることを特徴とする請求項２記載の複眼撮像装置。
8. 【請求項８】 上記光路変更手段は、各撮像光学手段に
   入射する撮影光束を各撮像光学手段の配列方向に対して
   略垂直方向に反射または屈折させることを特徴とする請
   求項２記載の複眼撮像装置。
9. 【請求項９】 上記画像合成手段による合成後の上記１
   つの連続した画像データの中心が異なることによって生
   じる台形歪みを補正する補正手段を設けたことを特徴と
   する請求項４記載の複眼撮像装置。