JPH08201940A

JPH08201940A - 立体撮像装置

Info

Publication number: JPH08201940A
Application number: JP1279695A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Nakamura; 努中村; Masao Sato; 政雄佐藤; Shinji Araoka; 伸治荒岡
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1995-01-30
Filing date: 1995-01-30
Publication date: 1996-08-09

Abstract

(57)【要約】【目的】両眼視差を利用する立体撮影装置において、注
視点と合焦位置を一致させ、見やすく、疲れにくい状態
の立体映像情報が得られる装置を提供する。【構成】左眼、または、右眼用撮像情報を得るための所
定の基線長の間隔で回動自在に支持される一対のレンズ
鏡筒１、２と、上記レンズ鏡筒に内蔵され、合焦調節を
行うフォーカスレンズ１０５Ａ，１０５Ｂと、上記フォ
ーカスレンズの位置を検出する位置センサ１３３と、上
記位置センサからの出力情報とズームレンズの焦点距離
情報と上記一対のレンズ鏡筒の基線長情報とに基づい
て、上記レンズ鏡筒の注視点と合焦位置とを一致せしめ
るように上記レンズ鏡筒の輻輳角を回動制御するＣＰＵ
９とを有する立体撮影装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、立体撮像装置、詳しく
は、一対の撮影光学系により左眼、および、右眼用の映
像を撮影し、両眼の視差を利用した立体映像情報を得る
立体撮影装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から両眼視差の原理を用いて両眼の
映像を観察し融像させることによって立体映像を得るこ
とが知られている。その立体映像を得る立体撮影装置と
しては、図１０に示すように１対の撮影レンズ系２０
１，２０２を一定の間隔、すなわち、基線長だけ離して
該レンズ系の光軸Ｏ1 ，Ｏ2 を被写体２０４に向けて設
置する装置であって、該レンズ系２０１，２０２を介し
て上記立体映像用の左眼画像情報と右眼画像情報を得る
立体撮影装置２０３が広く知られている。

【０００３】上記立体撮影装置には、１対のレンズ系の
光軸がなす角度、すなわち、輻輳角を固定としているも
のと、被写体の位置に応じて上記輻輳角を変更可能なも
のががある。後者の光軸可変の立体撮影装置としては、
特開平２−２５８４２号公報に開示の三次元撮影装置が
ある。本装置は、最初に被写体に対してピントを合わ
せ、それによって得た被写体までの距離情報に対応する
ように、レンズ系の輻輳角を変更するように構成したも
のである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記輻輳角が固定され
た２つの光学系（以下、３Ｄレンズ系という）を適用す
る立体撮像装置では、被写体が左右のレンズ光軸の交
点、すなわち、注視点付近に位置する場合はよいが、上
記交点から外れた位置にある場合は、左右のレンズ系が
注視している位置に被写体がないことになる。そして、
そのような状態で撮影された左右の画面を立体視する
と、観察者は、より目、または、開き目の状態で画面を
観察することになり、大変な疲労感を伴う。

【０００５】また、前記特開平２−２５８４２号公報に
開示の三次元撮影装置では、被写体の位置に応じて輻輳
角を変化させる３Ｄレンズ系を適用しているので、被写
体にピントを合わせて被写体までの距離を検出し、その
距離に応じてレンズ系の輻輳角を変更するという手順を
取っている。しかし、被写体に動きがあった場合やパ
ン、チルト動作を行ったときなど撮影条件が変わった場
合を考えると、被写体に対する測距、合焦駆動をやり直
し、再び、その距離に輻輳角を合わせ込む手順を取るの
で、迅速に注視距離とピント距離を合わせることができ
なくなり、やはり、観察者に疲労感を与える原因にな
る。

【０００６】また、電源オフ後、再び、撮影を再開する
ような場合、特に、前回の撮影時とは全く違ったシーン
を撮影するようなとき、輻輳角や焦点距離の設定が前回
の撮影時のままになっていると、被写体の状態によって
は、左右の像の融像ができないとか、あるいは、視野が
狭いなどにより、観察しにくい状態となっていた。

【０００７】本発明は、上述の不具合を解決するために
なされたものであって、一対の撮影光学系の素早い輻輳
角合わせが可能であり、観察者に与える疲労感を抑える
ことができる立体撮影装置を提供することを第１の目的
とする。また、一対の撮影光学系の輻輳角に対応する合
焦位置に素早くピント合わせが可能で、観察者に与える
疲労感も抑えることが可能な立体撮影装置を提供するこ
とを第２の目的とする。また、一旦電源をオフした後、
再度、オン状態とした場合であっても、撮影開始時の観
察が容易である立体撮影装置を提供することを第３の目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段および作用】本発明の請求
項１に記載する立体撮像撮影は、一対の撮影光学系の光
軸が交差する点と合焦位置が実質的に一致するように自
動的に制御される立体撮影装置において、合焦調節を行
うためのフォーカス光学部材と、フォーカス光学部材の
位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段からの出
力情報および撮影光学系固有の情報に基づいて一対の撮
影光学系の光軸が交差する点と合焦位置とが実質的に一
致するように当該光軸がなす角度を制御する輻輳角制御
手段とを具備している。上記立体撮影装置では、上記位
置検出手段からの出力情報および撮影光学系固有の情報
に基づいて上記一対の撮影光学系の光軸が交差する点と
合焦位置が一致するように一対の撮影光学系の輻輳角駆
動が行われる。

【０００９】本発明の請求項２に記載する立体撮影装置
は、一対の撮影光学系の光軸が交差する点と合焦位置が
実質的に一致するように自動的に制御される立体撮影装
置において、合焦調節を行うためのフォーカス光学部材
と、一対の撮影光学系の光軸のなす角度および撮影光学
系固有の情報に基づいて上記光軸が交差する点と合焦位
置とが実質的に一致するようにフォーカス光学部材の位
置を制御する合焦制御手段とを具備している。上記立体
撮影装置では、一対の撮影光学系の光軸のなす角度およ
び撮影光学系固有の情報に基づいて上記光軸が交差する
点と合焦位置とが実質的に一致するようにフォーカス光
学部材の位置が制御される。

【００１０】本発明の請求項３に記載する立体撮影装置
は、一対の撮影光学系の光軸が交差する点と合焦位置が
実質的に一致するように自動的に制御される立体撮影装
置において、合焦調節を行うためのフォーカス光学部材
と、電源スイッチと、上記電源スイッチがオフされたと
き、一対の撮影光学系の光軸のなす角度およびフォーカ
ス光学部材の位置を所定のリセット状態にした後、装置
への電源供給を遮断するリセット制御手段とを具備して
いる。上記立体撮影装置では、上記電源スイッチがオフ
されたとき、一対の撮影光学系の光軸のなす角度および
フォーカス光学部材の位置を所定のリセット状態にした
後、装置への電源供給が遮断される。

【００１１】本発明の請求項４に記載する立体撮影装置
では、上記請求項３記載の立体撮影装置におけるリセッ
ト状態が一対の撮影光学系の光軸のなす角度が実質的に
０度に、また、フォーカス光学部材の位置が無限遠合焦
位置に、更に、焦点距離が最短近傍に設定される。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例について、図を用いて
説明する。本発明の第１実施例としての立体撮影装置
は、視差のある左右映像を左右の眼で観察し、融像作用
により立体映像を得るための左右映像情報を取り込む立
体撮影装置であって、図１に上記立体撮影装置の主要ブ
ロック構成を示す。本実施例の立体撮影装置は、両眼視
差を利用した立体映像用の左眼，右眼用の映像情報を得
るカメラブロック５１と、上記左右の映像情報を用い、
融像法により立体画像を再生するブロックであり、撮影
時のファインダとしても用いられる再生ブロック５２と
で構成される。

【００１３】上記カメラブロック５１は、左眼，右眼用
の被写体撮像情報を取り込むものであって、シャーシ３
０（図３参照）に回動可能に装着される一対の撮影光学
系としての左レンズ鏡筒１および右レンズ鏡筒２と、該
鏡筒内の撮像素子であるＣＣＤ３，４の撮像出力信号を
取り込み、左右の映像情報として後述するＣＰＵ９に出
力する左右レンズの撮像回路５と、本装置全体の制御を
司り、また、映像処理の制御処理も行う制御手段として
の上記ＣＰＵ９と、上記レンズ鏡筒１，２のピント調節
のためのフォーカスレンズの駆動，ズーミングのための
ズームレンズの駆動，露出調節のためのアイリス駆動等
を行うためのカメラ駆動回路７と、上記鏡筒の位置検出
手段としてのフォーカスレンズ，ズームレンズの位置セ
ンサや鏡筒回動角センサ等の出力を取り込むカメラ検出
回路８と、上記レンズ鏡筒１，２を回動し、該鏡筒１，
２の光軸のなす角、すなわち、輻輳角の変更のためのモ
ータ駆動回路１７および輻輳角駆動モータ１８と、レン
ズ鏡筒のフォーカス制御等のための特性情報を記憶し、
ＲＯＭで構成されるメモリ１９と、上記モータ駆動回路
１７やカメラ駆動回路７等の制御部への電力を供給する
電源回路２１と、上記電源回路２１のオンオフを行う電
源スイッチ２０と、上記ＣＰＵ９を介して処理された撮
影画像情報を記録媒体、例えば、磁気テープ１１等に記
録するための画像記録回路１０と、撮影条件の設定や撮
影開始の指示を上記ＣＰＵ９に与える外部入力検出回路
１２とにより構成されている。

【００１４】また、再生ブロック５２は、上記ＣＰＵ９
により制御され、上記撮像回路５の出力を取り込み、そ
の映像信号を画像再生回路１４に出力する画像処理回路
１３と、上記画像処理回路１３の出力を取り込み、後述
するモニタ１５、または、ＨＭＤ（ヘッドマウント
ディスプレイ）１６に映像再生信号を出力する画像再生
回路１４と、立体画像観察用であって、左右の映像信号
をモニタするレンチキュラーレンズ式や偏光式の上記立
体視用モニタ１５、または、左右映像用の２組の液晶デ
ィスプレイと該ディスプレイ画像を虚像により観察する
ための再生光学系で構成されるＨＭＤ１６とにより構成
されている。

【００１５】なお、上記ＣＰＵ９には、上記撮像回路５
の左右映像出力とカメラ検出回路８の出力に基づいて被
写体距離を演算する距離演算回路９ａや上記演算結果に
基づいてフォーカスレンズの合焦制御手段，輻輳角制御
手段等を内蔵しており、上記カメラ駆動回路７を制御す
る。

【００１６】上記一対のレンズ鏡筒１、および、２は、
光軸Ｏ1 、または、Ｏ2 を有する撮影レンズと撮像素子
である前記ＣＣＤ３，４をそれぞれ内蔵しており、基線
長ａの間隔でシャーシ３０（図３参照）に回動自在に取
り付けられている。そして、それぞれ同一の構造を有し
ており、その詳細を図２のレンズ鏡筒縦断面図により以
下に説明する。

【００１７】上記レンズ鏡筒１，２は４群構成のレンズ
鏡筒であって、その鏡枠１００には第１群レンズ１０
２，第３群レンズ１０４が固定して保持されている。ま
た、ズームレンズである第２群レンズ（以下、ズームレ
ンズと記載する）１０３を保持する第２群レンズ保持枠
１０８と、フォーカス光学部材としてのレンズ鏡筒１側
第４群レンズ１０５Ａ、または、レンズ鏡筒２側第４群
レンズ１０５Ｂ（以下、共にフォーカスレンズと記載す
る）を保持する第４群レンズ保持枠１０９とは、それぞ
れ鏡枠１００，１０１に支持されたガイド軸１１２，１
１３により光軸方向に進退自在に保持されている。ま
た、上記フォーカスレンズ（第４群レンズ）１０５Ａ、
または、１０５Ｂの後方には、光学フィルタ１０６とＣ
ＣＤ３、または、４が配設されている。

【００１８】そして、上記第２群レンズ保持枠１０８の
駆動構造としては、同図２中の「Ｄ」部分断面に示すよ
うに送りネジ１１１に対してナット１２５を螺合させ、
そのナット１２５を介して光軸方向に駆動される構造と
する。ズーミング動作時には、該送りネジ１１１をズー
ムモータ１２１によりギヤー列１２３を介して回転駆動
することによって、レンズ保持枠の進退移動が行われ
る。ズームレンズ移動量は、撮影光学系固有の情報とし
てズームレンズ位置センサ１２６により検出され、カメ
ラ検出回路８を介してＣＰＵ９に取り込まれる。

【００１９】一方、フォーカスレンズ（第４群レンズ）
１０５Ａ、または、１０５Ｂを保持する上記第４群レン
ズ保持枠１０９は、送りネジ１１５にナット１３２を螺
合させ、該ナットを介して光軸方向の位置決めがなさ
れ、フォーカシング動作時、または、ズーミングピント
補正時に該送りネジ１１５をフォーカスモータ１３１に
より回転駆動させることによって進退移動する。フォー
カスレンズ移動量は、フォーカス光学部材の位置検出手
段としてのフォーカスレンズ位置センサ１３３で検出さ
れ、カメラ検出回路８を介してＣＰＵ９に取り込まれ
る。

【００２０】上述の左レンズ鏡筒１、または、右レンズ
鏡筒２は、図３の模式配置図に示すようにシャーシ３０
に撮影光学系固有の情報としての基線長ａとなる間隔で
回動自在に組み付けられる。そして、上記鏡筒１、およ
び、鏡筒２は、前記輻輳角駆動モータ１８を駆動源と
し、連結ギヤ３１，３２、および、駆動プーリ３３，３
４、従動プーリ３５，３６とベルト３７，３８を介して
互に相反する方向に回動可能であり、それぞれの鏡筒の
光軸Ｏ1 、または、Ｏ2 方向を変化させて、被写体４
１、または、４２等を注視することを可能としている。
上記鏡筒１，２の回動量は、回動角センサ３９，４０に
より検出され、前記カメラ検出回路８を介してＣＰＵ９
に取り込まれる。そこで、一対の鏡筒１，２の光軸のな
す角度、すなわち、輻輳角が演算される。なお、上記駆
動構造としては、片方の鏡筒のみを回動可能とする構造
を適用してもよい。また、上記駆動系としてのベルトに
代えてギヤユニットを適用してもよい。

【００２１】以上のように構成された本実施例の立体撮
影装置によるＡＦ（オートフォーカス）動作と輻輳角変
更動作について以下に説明する。今、図４の撮影状態を
示す模式図において、レンズ鏡筒１，２からＬ1 の距離
にある被写体４１を撮影している状態とする。このと
き、レンズ鏡筒１，２のピントは距離Ｌ1 に合っている
ものとし、光軸Ｏ1 ，Ｏ2 のなす角度である輻輳角は、
被写体４１を注視する角度θ1 に設定されているものと
する。

【００２２】そこで、被写体４１が４２の位置に動いた
場合を考えると、被写体の移動によりレンズ鏡筒１の撮
影系で取り込まれる撮影画像のコントラストが低下し、
それをＣＵＰ９が検知し、ピントずれの状態になったと
判断する。そこで、フォーカスレンズ（第４群レンズ）
１０５Ａを上記被写体４２に対してベストピントとなる
位置へ駆動し、いわゆる、ＡＦ動作を行う。このとき、
レンズ鏡筒２のフォーカスレンズ１０５Ｂは、レンズ鏡
筒１のＡＦ情報をそのまま使用するものとし、フォーカ
スレンズ１０５Ａと１０５Ｂは、略同じ動きをする。

【００２３】上記フォーカスレンズ１０５Ａの駆動と同
時に、現在のズームレンズ（第２群レンズ）１０３の位
置をズームレンズ位置センサ１２６により検出し、それ
を焦点距離情報として取り込む。また、上記フォーカス
レンズ１０５Ａの位置をフォーカスレンズ位置センサ１
３３により検出し、それをフォーカスレンズ位置情報と
して取り込む。その焦点距離情報とフォーカスレンズ位
置情報に基づいて予め前記メモリ１９に書き込まれてい
るデータにより被写体距離情報、すなわち、現在ピント
が合っている位置までの距離情報を呼び出す。

【００２４】なお、上記メモリ１９に書き込まれている
フォーカスレンズ位置情報と焦点距離情報と被写体距離
情報の関係を図５の特性線図に示す。上記図５の特性線
図はズームレンズの焦点距離情報である、テレ端での焦
点距離ｆT と標準焦点距離ｆS とワイド端での焦点距離
ｆW をパラメータとして被写体距離Ｌとフォーカスレン
ズ位置、すなわち、繰り出し位置との関係を示してい
る。

【００２５】そして、現在ピントが合っている位置を注
視するようにレンズ鏡筒１，２を回動駆動して、輻輳角
θを変更して追従させるが、そのために、上記変更され
るべき輻輳角θを演算する必要がある。そのためには、
まず、上述したようにフォーカスレンズ１０５Ａの繰り
出し位置と焦点距離に基づいてメモリ１９のデータから
読み出された被写体距離Ｌと前記基線長（レンズ系間
隔）ａから輻輳角θを演算により求める。その演算は次
の式によって算出される。すなわち、ｔａｎ（θ／２）＝（ａ／２）／（Ｌ²−（ａ／２)²）^1/2 ………（１）の関係から、輻輳角θは、 θ＝２×ｔａｎ^-1｛（ａ／２）／（Ｌ²−（ａ／２)²）^1/2｝………（２）となる。

【００２６】上記（２）式の演算は前記ＣＰＵ９内で行
い、算出されたθに応じて輻輳角駆動モータ１８を駆動
する。前記ベルト駆動系を介してレンズ鏡筒１，２が回
転駆動され、ピントが合っている距離を常に注視するこ
とになる。

【００２７】上記ＡＦと輻輳角変更処理について、図６
のフローチャート、および、図４の撮影状態に基づいて
説明すると、初期にフォーカスレンズ１０５Ａ，１０５
Ｂが被写体４１の距離Ｌ1 にピントが合っている状態
で、そのときのレンズ鏡筒１，２の輻輳角は角度θ1 で
あったとする。そこで被写体４１が被写体４２の位置ま
で移動したとすると、ステップＳ１でピントずれが検出
され、ステップＳ２において、レンズ鏡筒１，２はその
被写体距離Ｌ2 に合焦するように動作する。

【００２８】ステップＳ３において、そのときのフォー
カスレンズ１０５Ａの繰り出し量をフォーカスレンズ位
置センサ１３３により検出し、ＣＰＵ９に取り込む。更
に、ステップＳ４において、ズームレンズ位置センサ１
２６により現在のズームレンズ１０３のズーム位置を検
出し、ＣＰＵ９に取り込む。

【００２９】ステップＳ５において、上記フォーカスレ
ンズ位置情報とズームレンズ位置情報からメモリ１９に
記憶されている合焦距離、すなわち、合焦被写体距離Ｌ
2 を読み出す。ステップＳ６において、上記被写体距離
Ｌ2 を適用し、上記（２）式に基づいて対応するレンズ
鏡筒の輻輳角θ2 をＣＰＵ９で演算する。但し、（２）
式において、距離Ｌに距離Ｌ2 を、角度θに角度θ2 を
それぞれ対応させる。

【００３０】ステップＳ７において、上記演算で求めた
輻輳角θ2 に対するレンズ鏡筒の回動駆動を開始する。
フォーカスレンズのＡＦ動作が終了した後、ステップＳ
８にて、フォーカスレンズの駆動を停止し、更に、レン
ズ鏡筒の輻輳角が上記角度θ2 に到達後、ステップＳ９
にて輻輳角モータ１８の駆動を停止させ、本ルーチンを
終了する。このようにして一対のレンズ鏡筒の輻輳角
は、常に被写体距離に連動して変化することになる。

【００３１】上述のように本実施例の立体撮影装置によ
れば、鏡筒１，２の光軸がなす輻輳角θが被写体距離Ｌ
の関数となっていることを利用して、被写体距離に対応
するフォーカスレンズ１０５Ａの動きに連動させて鏡筒
の輻輳角θを変更することができ、常に、ピントが合っ
ている距離と注視（輻輳視）している距離とを一致させ
ることができる。

【００３２】また、ＡＦ動作に連動して、鏡筒の輻輳角
も変わるこから、被写体が動いたり、パン、チルト動作
を行ったときなども常にピントの合っている点（被写
体）を画面中央に見ることができ、視線方向をより目や
開き目にする必要がなくなり、立体像の観察による疲れ
が防止できる。

【００３３】なお、レンズ鏡筒１、および、２は、上記
実施例の装置のようにズームレンズタイプではなく、単
焦点レンズである場合にも同様の構成が適用可能であっ
て、その場合、被写体距離Ｌはフォーカスレンズ１０５
Ａ、１０５Ｂの位置のみで導かれる。その他の構成、作
用、効果等は前記実施例の装置の場合と同様である。ま
た、前記実施例の立体撮影装置のＡＦ動作において、フ
ォーカスレンズを光軸方向に微少量振動させて、ピント
ボケの方向と量を検出する、いわゆる、ウォブリング動
作を行うものとするが、その変形例として提案される装
置は、上記ウォブリングによるフォーカスレンズ１０５
Ａの移動に対しては、いちいち輻輳角θの変更を行わな
いようにする。この変形例の場合、上述のウォブリング
によるフォーカスレンズの移動は微少であるから、それ
に伴う注視点とフォーカス位置のずれも小さく、それに
よって発生する疲れもほとんどなく、実用上の不具合は
発生しない。

【００３４】また、前記実施例の立体撮影装置における
ＡＦ処理は、パッシブ方式を採用するものであるが、そ
の変形例として、被写体までの距離測定方式を赤外線を
使ったアクティブＡＦを採用するものも提案できる。こ
の変形例では、直接、被写体までの距離を検出するの
で、焦点距離データは不要となるためメモリ部を削減で
きる。また、上述のようなウォブリング動作も必要とし
ないことから、通常の駆動とウォブリングの区別をする
必要がなくなり、制御が簡単になる。

【００３５】また、前記実施例の立体撮影装置における
被写体に対するピント合わせはＡＦ処理であったが、そ
れをマニュアルフォーカスにより行うものを変形例とし
て提案できる。この場合でも手動によりフォーカスレン
ズ１０５Ａの位置が決まれば、前述と同様の方法で選択
的にピント合わせをした被写体に対して、最適な輻輳角
が設定される。

【００３６】また、前記実施例の立体撮影装置において
は、注視しようとする被写体に対してレンズ鏡筒の輻輳
角を合わせ込むように処理されたが、撮影の初期の段階
であって、まだ被写体が撮影レンズで捉えられない状況
にあるときは、輻輳角の設定が困難である。そこで、被
写体が撮影レンズで捉えられない状況にあるときでも素
早くレンズ鏡筒の輻輳角の設定ができるものをその変形
例の装置として提案できる。

【００３７】上記変形例の装置では、現在のフォーカス
レンズ位置情報を取り込み、その位置情報を用い、前記
（２）式に基づいて輻輳角を求める。そして、その輻輳
角に対するレンズ鏡筒の輻輳角変更処理を実行するよう
にする。この変形例の場合、初期に素早く輻輳角の設定
ができるので使い勝手がよくなる。

【００３８】また、前記実施例の立体撮影装置において
は、フォーカスレンズ１０５Ａ，１０５Ｂを繰り出すこ
とによって、ＡＦ処理が行われたが、その変形例とし
て、フォーカス光学部材としてのＣＣＤ３、および、４
を撮影レンズ系に対して光軸方向に進退移動させてＡＦ
動作を行うように構成してもよい。

【００３９】次に、本発明の第２実施例を示す立体撮影
装置について説明する。本実施例の光学装置は、ある被
写体に対して、ピントを合わせる際、１対の撮影光学系
のレンズ鏡筒の輻輳角を、まず、変化させていき、それ
に追従して、上記レンズ鏡筒の注視点に対して常にピン
トが合うようにフォーカスレンズを駆動する方式を適用
する。なお、その他の構成は、図１，２等に示した前記
第１実施例の装置の構成と同様とする。従って、構成部
材の符号も同一として説明する。

【００４０】本実施例の装置において、ピント合わせを
行う場合、現在のレンズ鏡筒の輻輳角θからその注視点
に対する距離Ｌを演算する必要がある。図４のような撮
影状態を参考にして、その演算式は、Ｌ＝ａ×｛１＋ｔａｎ²（θ／２）｝^1/2／｛２×ｔａｎ（θ／２）｝…（３）となる。

【００４１】上記（３）式で求められた距離Ｌにピント
が合うように、レンズ鏡筒の焦点距離を考慮した上でフ
ォーカスレンズ１０５を進退駆動してゆくことになる。

【００４２】なお、輻輳角を変化させる場合のレンズ鏡
筒の回動駆動方向は、フォーカス情報より、現在が前ピ
ン状態になっているか後ピン状態になっているかが解る
ので、それに応じて鏡筒の回動方向、従って、輻輳角を
変化させるべき方向を決定する。その後、ピントが合う
被写体が検出できた時点でフォーカスレンズの駆動、お
よび、輻輳角駆動を停止する。

【００４３】上述のように１対のレンズ鏡筒の輻輳角θ
に連動して、フォーカスレンズ１０５Ａ，１０５Ｂの繰
り出し位置を変更することによって、常に、注視する
点、従って、輻輳視している位置とピントの合っている
位置が一致していることになり立体映像を観察していて
も疲労感が抑えられる。

【００４４】上述の実施例の装置では、レンズ鏡筒の回
動駆動を被写体のある方向に自動的に駆動していたが、
その変形例の装置として、被写体に対するフォーカスを
合わせる際に、輻輳角の変更をマニュアル操作によって
行うような立体撮影装置を提案することもできる。この
変形例の場合、手動により、レンズ鏡筒の輻輳角、従っ
て、注視点距離を決めれば、前記実施例の場合と同様の
方法で選択的に注視した被写体に対してピントを合わせ
ることができる。

【００４５】次に、本発明の第３実施例の立体撮影装置
について説明する。本実施例の立体撮影装置は、装置の
メインスイッチである電源スイッチ２０をオフにしたと
き、レンズ鏡筒の輻輳角やフォーカスレンズの繰り出し
位置、および、ズームレンズの焦点距離をそれぞれ後述
する所定のリセット位置に移動させてから、電源回路２
１の電力供給を完全にオフ状態とする。従って、再度、
電源スイッチ２０をオンとして、撮影を再開した場合、
上記輻輳角，フォーカス，ズームの状態は上記リセット
状態で取り込まれる映像が立体観察されることになる。
なお、本装置の構成は、図１，２等に示した前記第１実
施例の装置の構成と同様とする。従って、構成部材の符
号も同一として説明する。

【００４６】本実施例の装置における上記リセット位
置、または、状態としては、レンズ鏡筒の輻輳角は０
°、すなわち、平行状態をリセット状態とし、フォーカ
スレンズのリセット位置は∞（無限遠）合焦位置をリセ
ット位置とし、ズームレンズの最短焦点距離（ワイド
端）近傍をリセット状態とする。

【００４７】図７は、上記電源スイッチオフ時の処理の
フローチャートを示した図であり、電源スイッチ２０の
オフ操作が検出されると、ステップＳ１１においてズー
ムレンズ１０３をワイド端の焦点距離ｆW の状態にす
る。ステップＳ１２においてレンズ鏡筒１，２の輻輳角
を０°、すなわち、平行状態にリセットする。ステップ
Ｓ１３にてフォーカスレンズ１０５Ａ，１０５Ｂを∞合
焦位置に移動させる。その後、ステップＳ１４で電源回
路２１からの電力供給を遮断する。

【００４８】上述のように本実施例の装置においては、
電源オフ時にレンズ鏡筒の回動位置が輻輳角０°の状態
に、フォーカスレンズはより遠い距離のものに対してピ
ントの合う∞合焦位置に、更に、ズームレンズがワイド
端にリセットされる。従って、電源をオンとし、再び撮
影を開始する際、上述のリセット状態で撮影が開始され
るので、後述するように融像可能範囲が広く、しかも、
視野の広い状態で観察することになり、今回の被写体の
状態が前回に撮影時のシーンと全く異なっていても、最
初にシーン全体が把握でき、疲労度も少なくなる。

【００４９】図８，９はそれぞれの焦点距離、輻輳角に
対する融像可能エリアを示した図である。人間の視線が
なす角度がどの範囲まで融像が可能かを実験より確認し
たところ、−２°（拡散視）〜＋６°（輻輳視）の範囲
という結果が得られているが、上記図８，９は、上記の
結果に基づきそれぞれの撮影レンズ条件での融像可能エ
リアを算出して示したものである。

【００５０】図８，９において共に焦点距離ｆは、より
短い方、すなわち、ワイド端側の方が融像可能エリアは
広いといえる。また、輻輳角４°の場合を示す図８のエ
リアよりも、輻輳角０°、すなわち、平行視の場合を示
す図９の融像可能エリアが広いといえる。上記第３実施
例の立体撮影装置においては、電源がオン状態になった
直後には、レンズ鏡筒の輻輳角が０°に、また、フォー
カシングレンズは無限遠合焦状態に、また、ズームレン
ズ焦点距離は短いワイド側にそれぞれリセットされてい
るので、視野が広く、融像範囲も非常に大きくなってい
ることが解る。

【００５１】（付記）上述の実施態様に基づいて、以下
に記載する立体撮影装置を提案することができる。すな
わち、（１）ピント調節を行うためのフォーカスレンズと、上
記フォーカスレンズの位置を検出するためのセンサと、
焦点距離を検出するためのセンサとをそれぞれ具備する
一対の撮影光学系と、上記撮影光学系の光軸が交差する
方向に回動駆動するための駆動手段と、上記撮影光学系
の光軸の方向を検出する検出手段と、焦点距離とフォー
カスレンズ位置と被写体距離の関係を記憶したメモリ
と、それらのデータを演算するための演算部と、を備
え、電源スイッチをオフしたときは、上記一対の撮影光
学系の光軸のなす角および上記フォーカスレンズ位置を
所定のリセット位置に駆動してから電源がオフになるこ
とを特徴とした立体撮影装置。上記立体撮影装置によれ
ば、電源オフの状態で撮影光学系の輻輳角とフォーカス
レンズの位置が所定のリセット状態にあるので、再度、
電源スイッチをオンした使用開始時、観察者は適切な視
野範囲を観察することができる。

【００５２】（２）上記リセットの状態は、一対の光学
系がなす角度は０度であり、焦点距離はワイド側近傍と
したことを特徴とする付記（１）記載の立体撮影装置。
上記立体撮影装置によれば、電源オフのとき、一対の撮
影光学系の輻輳角を０°の状態、焦点距離をワイド端側
にリセットさせるので、再度、電源スイッチをオンした
使用開始時、観察者はより広い視野を融像範囲の広い状
態で立体像を観察することができる。

【００５３】（３）ピント調節を行うためのフォーカス
レンズと、上記フォーカスレンズの位置を検出するため
のセンサと、焦点距離を検出するためのセンサとをそれ
ぞれ具備する一対の光学系と、上記光学系の光軸が交差
する方向に回動駆動するための駆動手段と、上記光学系
の光軸の方向を検出する検出手段と、焦点距離とフォー
カスレンズ位置と被写体距離の関係を記憶したメモリ
と、それらのデータを演算するための演算部と、を備
え、上記フォーカスレンズの位置および焦点距離に対応
して、上記一対の光学系の２本の光軸のなす角度を変更
することを特徴とした立体撮影装置。上記立体撮影装置
によれば、撮影中は、常に、一対の撮影光学系の輻輳視
による注視点までの距離を合焦距離を一致させておくこ
とにより観察者の疲労を軽減することができ、また、注
視しようとする点に被写体が存在しないような場合で
も、上記注視点に対応する素早い輻輳角駆動を行うこと
ができる。

【００５４】（４）ピント調節を行うためのフォーカス
レンズと、上記フォーカスレンズの位置を検出するため
のセンサと、焦点距離を検出するためのセンサとをそれ
ぞれ具備する一対の光学系と、上記光学系の光軸が交差
する方向に回動に駆動するための駆動手段と、上記光学
系の光軸の方向を検出する検出手段と、焦点距離とフォ
ーカスレンズ位置と被写体距離の関係を記憶したメモリ
と、それらのデータを演算するための演算部と、を備
え、上記一対の光学系のなす角度および焦点距離に対応
して上記フォーカスレンズの位置を変更することを特徴
とした立体撮影装置。上記立体撮影装置によれば、一対
の撮影光学系の輻輳角を変更させながらその輻輳角に対
応する注視点にフォーカシングがなされ、常に、注視点
とピント位置が一致しており、疲労感が抑えられる。

【００５５】

【発明の効果】本発明の請求項１記載の立体撮影装置に
よれば、撮影中は、常に、撮影光学系の輻輳視による注
視点までの距離と合焦距離を一致させておくことにより
観察者の疲労を軽減することができ、また、注視しよう
とする点に被写体が存在しないような場合でも、上記注
視点に対応する素早い輻輳角駆動を行うことができる。

【００５６】本発明の請求項２記載の立体撮影装置によ
れば、撮影光学系の輻輳角を変更させながらその輻輳角
に対応する注視点にフォーカシングがなされ、常に、注
視点とピント位置が一致しており、疲労感が抑えられ
る。

【００５７】本発明の請求項３記載の立体撮影装置によ
れば、電源オフの状態で撮影光学系の輻輳角とフォーカ
ス光学部材の位置が所定のリセット状態にあるので、再
度、電源スイッチをオンした使用開始時、観察者は適切
な視野範囲を観察することができる。

【００５８】本発明の請求項４記載の立体撮影装置によ
れば、電源オフの状態で撮影光学系の輻輳角を０°の状
態とフォーカス光学部材の無限遠合焦位置にリセットし
ておき、再度、電源スイッチをオンした使用開始時、観
察者はより広い視野を融像範囲の大きい状態で観察でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す立体撮像装置のブロ
ック構成図。

【図２】上記図１の立体撮影装置に適用されるレンズ鏡
筒の縦断面図。

【図３】上記図１の立体撮影装置のレンズ鏡筒がシャー
シに組み付けられた状態を示す模式配置図。

【図４】上記図１の立体撮影装置のレンズ鏡筒による撮
影状態の一例を示す模式図。

【図５】上記図１の立体撮影装置のメモリに書き込まれ
ているデータであって、ズームレンズの各焦点距離をパ
ラメータにしたときの被写体距離とフォーカスレンズ繰
り出し位置の関係を示す特性線図。

【図６】上記図１の立体撮影装置のＡＦと輻輳角変更処
理のフローチャート。

【図７】本発明の第３実施例を示す立体撮影装置におけ
る電源スイッチオフ処理のフローチャート。

【図８】上記図７の立体撮影装置における融像可能エリ
アを説明するための輻輳角４°の場合の融像可能エリア
を示す図。

【図９】上記図７の立体撮影装置における融像可能エリ
アを説明するための輻輳角０°の場合の融像可能エリア
を示す図。

【図１０】従来の立体撮影装置における撮影状態の一例
を示す模式図。

【符号の説明】

１…………左レンズ鏡筒（一対の撮影光学系）２…………右レンズ鏡筒（一対の撮影光学系）９…………ＣＰＵ（輻輳角制御手段、合焦制御手段、リ
セット制御手段）１８………輻輳角駆動モータ（輻輳角制御手段）２０………電源スイッチ１３１……フォーカスモータ（合焦制御手段）１３３……フォーカスレンズ位置センサ（フォーカス光
学部材の位置検出手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一対の撮影光学系の光軸が交差する点と合
焦位置が実質的に一致するように自動的に制御される立
体撮影装置において、合焦調節を行うためのフォーカス光学部材と、フォーカス光学部材の位置を検出する位置検出手段と、位置検出手段からの出力情報および撮影光学系固有の情
報に基づいて一対の撮影光学系の光軸が交差する点と合
焦位置とが実質的に一致するように当該光軸がなす角度
を制御する輻輳角制御手段と、を具備していることを特徴とする立体撮影装置。
【請求項２】一対の撮影光学系の光軸が交差する点と合
焦位置が実質的に一致するように自動的に制御される立
体撮影装置において、合焦調節を行うためのフォーカス光学部材と、一対の撮影光学系の光軸のなす角度および撮影光学系固
有の情報に基づいて上記光軸が交差する点と合焦位置と
が実質的に一致するようにフォーカス光学部材の位置を
制御する合焦制御手段と、を具備していることを特徴とする立体撮影装置。
【請求項３】一対の撮影光学系の光軸が交差する点と合
焦位置が実質的に一致するように自動的に制御される立
体撮影装置において、合焦調節を行うためのフォーカス光学部材と、電源スイッチと、上記電源スイッチがオフされたとき、一対の撮影光学系
の光軸のなす角度およびフォーカス光学部材の位置を所
定のリセット状態にした後、装置への電源供給を遮断す
るリセット制御手段と、を具備していることを特徴とする立体撮影装置。
【請求項４】上記リセット状態では一対の撮影光学系の
光軸のなす角度が実質的に０度であり、フォーカス光学
部材の位置が無限遠合焦位置に、一対の撮影光学系の焦
点距離が最短近傍となるように設定される請求項３記載
の立体撮影装置。