JPH08149515A

JPH08149515A - 立体撮像装置

Info

Publication number: JPH08149515A
Application number: JP6285729A
Authority: JP
Inventors: Haruhiko Murata; 治彦村田; Toshiyuki Okino; 俊行沖野; Toshiya Iinuma; 俊哉飯沼; Hideyuki Kanayama; 秀行金山
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1994-11-18
Filing date: 1994-11-18
Publication date: 1996-06-07

Abstract

(57)【要約】【目的】一つの撮像素子を備える立体撮像装置におい
て輻輳角制御が行えるようにすることを目的とする。【構成】互いに視差を有する右目用画像及び左目用画
像を単一のＣＣＤ１１上に結像させることにより立体画
像を撮像する立体撮像装置であり、前記右目用画像及び
左目用画像をそれぞれ水平方向に圧縮して前記ＣＣＤ１
１上の左右異なる領域にそれぞれ結像させる光学装置１
０と、前記右目用画像及び左目用画像を照合して対応画
素のずれ量が最も小さくなるときの画像位置関係を判断
し、その画像位置関係に基づいて前記圧縮された状態の
或いは伸長後の右目用画像及び左目用画像の切り出し枠
を設定する電子的輻輳角制御手段（輻輳検出部２０，Ｃ
ＰＵ１８）とを設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被写***置に応じて輻
輳角を制御することができる立体撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常の立体撮像装置では、２台のカメラ
を用いて右目用画像と左目用画像とを撮影するように構
成されるが、図１７に示すごとく、２台のカメラ１０
０，１０１で遠い被写体Ａと近い被写体Ｂを撮影する場
合、被写体Ａにフォーカスを合わせた場合は、図１８
（ａ）のように被写体Ａが画面の中央に位置するように
撮影され、被写体Ｂにフォーカスを合わせた場合は、同
図（ｂ）のように被写体Ｂが画面の中央に位置するよう
に撮影しなと、人間の目が立体視をする上で画像が融合
しにくい。

【０００３】そこで、従来の立体撮像装置においては、
遠くの被写体にフォーカスを合わせた場合には輻輳角を
小さくし、近くの被写体にフォーカスを合わせた場合に
は輻輳角が大きくなるように２台のカメラの向きを駆動
制御するようにしたものが知られている。

【０００４】ところで、上記のごとく２台のカメラを用
いずに、右目用画像と左目用画像とを水平方向に圧縮し
て一つの撮像素子上に領域分割して結像させることが考
えられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記一
つの撮像素子を用いる立体撮像装置においては、上記従
来のごとく２台のカメラの向きを制御するような輻輳角
制御は行うことはできない。

【０００６】本発明は、上記の事情に鑑み、一つの撮像
素子を備える立体撮像装置において輻輳角制御が行える
ようにすることを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の立体撮像装置
は、互いに視差を有する右目用画像及び左目用画像を単
一の撮像素子上に結像させることにより立体画像を撮像
する立体撮像装置において、前記右目用画像及び左目用
画像を前記撮像素子上にそれぞれ結像させる光学装置
と、前記撮像素子から被写体までの距離を算出する距離
測定手段と、前記距離測定手段にて測定された距離に応
じて前記光学装置における右目用構成部分および左目用
構成部分の光軸角を変更する機械的輻輳角変更手段とを
備えていることを特徴とする。

【０００８】また、本発明の立体撮像装置は、互いに視
差を有する右目用画像及び左目用画像を単一の撮像素子
上に結像させることにより立体画像を撮像する立体撮像
装置において、前記右目用画像及び左目用画像を前記撮
像素子上にそれぞれ結像させる光学装置と、前記撮像素
子から被写体までの距離を算出する距離測定手段と、前
記距離測定手段にて測定された距離に応じて右目用画像
及び左目用画像の切り出し枠を設定する電子的輻輳角制
御手段とを設けていることを特徴とする。

【０００９】また、本発明の立体撮像装置は、互いに視
差を有する右目用画像及び左目用画像を単一の撮像素子
上に結像させることにより立体画像を撮像する立体撮像
装置において、前記右目用画像及び左目用画像を前記撮
像素子上にそれぞれ結像させる光学装置と、前記右目用
画像及び左目用画像を照合して対応画素のずれ量が小さ
くなるときの画像位置関係を判断し、その画像位置関係
に基づいて右目用画像及び左目用画像の切り出し枠を設
定する電子的輻輳角制御手段とを設けていることを特徴
とする。

【００１０】

【作用】上記第１の構成によれば、一つの撮像素子を備
える立体撮像装置において光学装置の右目用構成部分お
よび左目用構成部分の輻輳角が機械的（光学的）に制御
される。

【００１１】上記第２の構成によれば、撮像素子から被
写体までの距離に応じて右目用画像及び左目用画像の切
り出し枠が変更されるため、光学的な輻輳角は一定であ
っても電子的に輻輳角が制御されることになる。

【００１２】上記第３の構成によれば、前記右目用画像
及び左目用画像を照合して対応画素のずれ量が小さくな
るときの画像位置関係から右目用画像及び左目用画像の
切り出し枠が変更されるため、光学的な輻輳角は一定で
あっても電子的に輻輳角が制御されることになる。

【００１３】

【実施例】

（実施例１）以下、本発明をその実施例を示す図に基づ
いて説明する。

【００１４】図１は、本実施例の立体撮像装置を示す概
略のブロック図である。この立体撮像装置における光学
装置１０は、アナモフィックミラー１と、フォーカスレ
ンズ２と、液体プリズム（ＶＡＰ：バリアングルプリズ
ム）３Ｌ，３Ｒと、図示しないＶＡＰ駆動回路とから成
る。

【００１５】アナモフィックミラー１は、右目用構成部
分と左目用構成部分とが水平方向に所定間隔だけ離れて
配置されたものである。右目用構成部分は右目用ミラー
部１Ｒａ，１Ｒｂからなり、左用構成部分は左目用ミラ
ー部１Ｌａ，１Ｌｂからなり、右目用画像及び左目用画
像をそれぞれ水平方向に圧縮できるようになっている。
即ち、図２（ａ）に示す被写体が同図（ｂ）のごとく水
平方向に圧縮されて後述のＣＣＤ１１の受光面上に投影
される。

【００１６】液体プリズム３（３Ｌ，３Ｒ）は、前記ア
ナモフィックミラー１の左目用構成部分及び右目用構成
部分の入光側にそれぞれ配置されている。

【００１７】液体プリズム３は、図３に示すように、入
光側の第１の透明ガラス板３ａ、出光側の第２の透明ガ
ラス板３ｂ、前記第１，第２の透明ガラス板３ａ，３ｂ
を連結し、伸縮自在の蛇腹３ｃ，３ｄを備える。そし
て、前記第１，第２の透明ガラス板３ｂ，３ｃ及び蛇腹
３ｃ，３ｄで囲まれる空間には、シリコン系オイル等の
透明液体３ｅが充填されている。この透明液体３ｅの屈
折率は、透明ガラス板３ａ，３ｂの屈折率に等しく、液
体プリズム３を通過する光の屈折の仕方は、前記蛇腹３
ｃ，３ｄの伸縮による第１，第２の透明ガラス板３ａ，
３ｂの傾斜により決まる。

【００１８】上記光学装置１０の出光側にはＣＣＤ１１
が配置されており、前記光学装置１０にて一つのＣＣＤ
１１上に投影された左右圧縮画像は電気信号に変換さ
れ、ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１２に供給される。前記ＣＤＳ
は、コリレートダブルサンプル（相関二重サンプル）処
理を実行する回路部分であり、ＣＣＤのノイズ成分をと
るフィルターとして機能する。

【００１９】ＣＤＳ／ＡＧＣ回路１２を経て処理された
信号は、カメラ処理回路１３に供給され、所定の信号処
理がなされた後、Ａ／Ｄ変換器１４にてディジタル信号
に変換される。そして、伸長回路１５により、左右の画
像はそれぞれ本来の大きさの画像に伸長され、右目用画
像はＤ／Ａ変換器１６Ｒにてアナログ映像化され、左目
用画像はＤ／Ａ変換器１６Ｌにてアナログ映像化され、
図示しない記録系に供給される。

【００２０】図４は、上記伸長回路１５の具体的構成を
示した回路図である。メモリ制御回路１５ａは、水平同
期信号（ＨＤ）を入力し、この信号に基づいて、右目画
像用の１／２Ｈメモリ１５ｂ及び左目画像用の１／２Ｈ
メモリ１５ｃのデータ書込・読出を制御する。

【００２１】即ち、図５に示すように、１水平期間中
に、１／２に圧縮された右目用画像および左目用画像の
１ライン分のディジタル信号がｉｎより入力される。そ
して、メモリ制御回路１５ａからは、上記１水平期間中
において、１／２Ｈメモリ１５ｂにデータ書込信号Ｒｗ
ｅが、１／２Ｈメモリ１５ｃにデータ書込信号Ｌｗｅが
それぞれ出力され、その書込期間において左右各画像が
上記メモリ１５ｂ，１５ｃに取り込まれる。そして、前
記の水平同期信号（ＨＤ）に対して１／２位相ずれたＤ
ＨＤ信号の立ち上がりにより、１水平期間中において、
メモリ制御回路１５ａからは、データ読出信号Ｒｒｅが
１／２Ｈメモリ１５ｂに、データ読出信号Ｌｒｅが１／
２Ｈメモリ１５ｃにそれぞれ出力され、その読出期間に
おいて、伸長された左右各画像が上記メモリ１５ｂ，１
５ｃから読み出される。

【００２２】また、前記Ａ／Ｄ変換器１４には、ＡＦ積
算回路１７が接続され、このＡＦ積算回路１７にはＣＰ
Ｕ１８が接続されている。

【００２３】ＣＰＵ１８は、ＡＦ積算回路１７から画像
信号の高周波成分の積算値を入力し、この積算値が増加
するように図示しないＡＦ駆動回路を介してフォーカス
レンズ駆動用のステッピングモーターを制御してフォー
カスレンズ２を繰り返し移動させる。そして、ＣＰＵ１
８は、前記積算値が最大になった時点で、前記ＡＦ駆動
回路にて上記ステッピングモーターを停止させる。この
時点がフォーカスレンズ２のフォーカス位置が被写体に
合致した位置である。

【００２４】更に、ＣＰＵ１８は、前記ステッピングモ
ーターのステップ数、即ち、フォーカスレンズ２のフォ
ーカス位置に基づいてＣＣＤ１１から被写体までの距離
を算出し、この算出した距離に基づいて右目用画面と左
目用画面の視差が０になる輻輳角を算出する。そして、
この算出した輻輳角に応じた前記液体プリズム３Ｒ，３
Ｌの制御角（即ち蛇腹３ｃ，３ｄの伸ばすべき量）を検
出し、図示しないＶＡＰ駆動回路を介して前記液体プリ
ズム３Ｌ，３Ｒを前記制御角に設定するようになってい
る。

【００２５】具体的には、図６（ａ）に示すように、撮
影位置から被写体までの距離が近い場合には、液体プリ
ズム３Ｌ，３Ｒの制御角は大きくなり、図６（ｂ）に示
すように、撮影位置から被写体までの距離が遠い場合に
は、液体プリズム３Ｌ，３Ｒの制御角は小さくなる。

【００２６】以上説明したように、上記の構成であれ
ば、一つのＣＣＤ（撮像素子）１１を備える立体撮像装
置においても、フォーカスされた被写体が、ＣＣＤ１１
の右目領域および左目領域の各々の略中央に位置するこ
とになり、人が立体視する上で融合しやすい画像とな
る。

【００２７】また、以上説明した実施例では、左右一対
の液体プリズム３Ｌ，３Ｒは、アナモフィックミラー１
における右目用ミラー部１Ｒａの入光側と、左目用ミラ
ー部１Ｌａの入光側とにそれぞれ配置したが、これに限
らず、図７に示すように、左右一対の液体プリズム３
Ｌ，３Ｒを、右目用ミラー部１Ｒｂの入光側及び左目用
ミラー部１Ｌｂの入光側にそれぞれ配置したり、或い
は、図８に示すように、左右一対の液体プリズム３Ｌ，
３Ｒを、右目用ミラー部１Ｒｂの出光側及び左目用ミラ
ー部１Ｌｂの出光側にそれぞれ配置してもよい。

【００２８】（実施例２）以下、本発明の他の実施例を
図９を用いて説明する。

【００２９】本実施例は、実施例１と同様、機械的に輻
輳角制御を行う点では共通するが、液体プリズムを用い
ずに、アナモフィックミラーの回動により輻輳角制御を
行うようにした点で相違するものである。

【００３０】即ち、本実施例の立体撮像装置は、図９に
示すように、アナモフィックミラー１における右目用ミ
ラー部１Ｒａと、左目用ミラー部１Ｌａとが、各々その
一端側において回動軸４Ｒ，４Ｌにより回動自在に支持
される。右目用ミラー部１Ｒａ、及び左目用ミラー部１
Ｌａの各々の他端側には、係合突起５Ｒ，５Ｌが形成さ
れており、これら係合突起５Ｒ，５Ｌは、それぞれ図示
しないカム板の係合長穴に係止される。そして、前記カ
ム板は、図示しないカム板駆動アクチュエーター（モー
ターなど）にて駆動される。

【００３１】他の構成は実施例１と同様であり、ＣＰＵ
１８は、ステッピングモーターのステップ数に基づいて
ＣＣＤ１１から被写体までの距離を算出し、この算出し
た距離に基づいて右目用画面と左目用画面の輻輳角を算
出する。そして、この算出した輻輳角に応じた前記右目
用ミラー部１Ｒａ及び左目用ミラー部１Ｌａの回動角を
判断し、前記カム板駆動アクチュエーターにてカム板を
駆動し、右目用ミラー部１Ｒａ及び左目用ミラー部１Ｌ
ａを回動させて輻輳角を制御する。

【００３２】かかる構成であれば、輻輳角の変更が、実
施例１の液体プリズム及びその駆動回路に比べて軽量で
あるカム板とアクチュエーターとで行うことができるの
で、立体撮像装置の軽量化を図ることができる。

【００３３】なお、本実施例では、右目用ミラー部１Ｒ
ａ及び左目用ミラー部１Ｌａを回動させるようにした
が、右目用ミラー部１Ｒｂ及び左目用ミラー部１Ｌｂを
回動させるようにしてもよいものである。

【００３４】（実施例３）以下、本発明の他の実施例を
図１０乃至図１３に基づいて説明する。

【００３５】本実施例は、実施例１，２が機械的に輻輳
角制御を行っているのに対し、電子的に輻輳角制御を行
うようにした点で相違している。

【００３６】即ち、本実施例の立体撮像装置は、撮像素
子から被写体までの距離を算出する距離測定手段と、前
記距離測定手段にて測定された距離に応じて前記圧縮さ
れた状態の或いは伸長後の右目用画像及び左目用画像の
切り出し枠を設定する。

【００３７】従来例の説明で示した図１７の状態におい
て、遠点の被写体Ａにフォーカスを合わせた場合、ＣＣ
Ｄ１１上に投影される画像は、図１１（ａ）の上段のご
とく被写体Ａが左右各領域の中央に位置するため、輻輳
角制御を行う必要ない。従って、図中破線で示すごと
く、左右各領域の画像中央部分を切り出し、図１０に示
す伸長電子ズーム回路１５′によって伸長処理及び電子
ズーム処理（図の場合は１．５倍としている）をすれ
ば、左右画像は図１１（ｂ）の下段に示すごとくなる。

【００３８】一方、近点の被写体Ｂにフォーカスを合わ
せた場合、機械的な輻輳角制御を行っていないことか
ら、ＣＣＤ１１上に投影される画像は、図１１（ｂ）の
上段に示すように、図１１（ａ）の上段に示すのと変わ
らず、被写体Ａが左右各領域の中央に位置することにな
る。

【００３９】このため、図１１（ｂ）の下段に示すよう
に、図中破線で示すごとく、左目用撮像領域の画像につ
いては右よりの画像部分を、右目用撮像領域の画像につ
いては左よりの画像部分を切り出すようにしている。こ
のようにして伸長電子ズーム回路１５′によって伸長電
子ズーム処理をすれば、図１１（ｂ）の下段に示すよう
に、被写体Ｂが画面の中心に位置するようになる。即
ち、あたかも輻輳角が大きくなって被写体Ｂに左右カメ
ラが向いているように見える。

【００４０】次に、上記の画像切り出しの位置制御につ
いて図１２及び図１３に基づいて説明する。

【００４１】図１２において、光学装置における左目用
構成部分の光軸に対応する部分のフォーカスレンズ位置
をＬ、右目用構成部分の光軸に対応する部分のフォーカ
スレンズ位置をＲ、左右光軸中心間の距離を２Ａ０、Ｃ
ＣＤ１１の左右各領域の水平長さを３Ｗ０、ＣＣＤ１１
の左右各領域の水平画素数を３Ｘ０、焦点距離をＬ０、
撮像可能な範囲をＺ、電子ズーム倍率を１．５倍とす
る。また、輻輳角は０、即ち、左目用構成部分の光軸と
右目用構成部分の光軸とを平行にしている。なお、この
図の表記ではＣＣＤ１１上には圧縮していない画像が投
影されるように描いているので、最終的に求めるべき切
り出しのための画素シフト量は、以下に求めるＸの１／
２とすればよい。

【００４２】前記Ｌで示す位置からの距離ｌ（被写体距
離）にある近被写体Ｂにフォーカスを合わせた場合は、
前記図１１に示したように、画像の切り出し枠を画素数
Ｘだけシフトさせる必要がある。即ち、図１２において
被写体ＢがＣＣＤ１１の左側領域の中心から左に距離Ｗ
だけずれているため、この距離Ｗに相当する画素数Ｘの
１／２だけ右にシフトした位置から切り出し枠を設定す
れば、伸長電子ズーム後の画面上で被写体Ｂが中央に位
置することになる。

【００４３】上記の画素数Ｘの求め方を説明する。ここ
で、図１２に示す関係から、以下の第１式および第２式
が導き出せる。

【００４４】

【数１】Ｗ／Ｌ₀＝Ａ₀／ｌ ……第１式Ｘ・Ｗ₀＝Ｘ₀・Ｗ ……第２式

【００４５】そして、上記の第１式及び第２式により、
以下の如くＸが求まる。

【００４６】

【数２】Ｘ＝Ｗ・Ｘ₀／Ｗ₀＝Ｌ₀・Ｘ₀・Ａ₀／（ｌＷ₀）……第３式

【００４７】次に、ＣＰＵ１８による電子輻輳角制御を
図１３のフローチャートに基づいて説明する。

【００４８】まず、電子ズーム倍率を１．５倍に設定し
（ステップ１）、左右各領域における切り出し枠の水平
切り出し位置を左右ともに中央に設定する（ステップ
２）。そして、左右光軸間の距離を２Ａ０、ＣＣＤ１１
の左右各領域の水平長さを３Ｗ０、ＣＣＤ１１の左右各
領域の水平画素数を３Ｘ０、焦点距離をＬ０にそれぞれ
設定する（ステップ３）。更に、距離ｌと比例関係にあ
るオートフォーカス（ＡＦ）データにより、距離ｌを算
出する（ステップ４）。

【００４９】次に、前記の第３式に基づき、画素シフト
量Ｘ／２を算出し（ステップ５）、ＸがＸ₀／２より大
きければそのまま、小さければステップ１０でＸ＝Ｘ₀
／２の処理を実行した後、左側画像を右にセンタよりに
Ｘ／２だけシフトし（ステップ７）、右側画像を左にセ
ンタよりにＸ／２シフトする（ステップ８）。更に、伸
長電子ズーム処理を実行する（ステップ９）し、ステッ
プ４に進み、距離ｌの変動に備える。

【００５０】以上のように、被写体距離に応じて、左右
各画像の切り出し枠が変更され、電子的に輻輳角が制御
されることになる。このように、輻輳角で電子的に制御
されることにより、実施例１，２のような機械的な輻輳
角制御手段が不要となり、立体撮像装置の軽量化が図れ
る。

【００５１】なお、以上の実施例１〜３では、ＣＣＤ１
１から被写体までの距離を、画像情報の高周波成分の積
算値を検出することにより行ったが、その他の例えば赤
外線センサ等を用いて行ってもよいものである。また、
以上の実施例１，２において、ズーム機能を有する場合
には、ズーム量検出手段を備え、このズーム量とフォー
カスのステッピングモーターのステップ数とによりＣＣ
Ｄ１１から被写体までの距離を算出すればよい。

【００５２】（実施例４）以下、本発明の他の実施例を
図１４及び図１５に基づいて説明する。

【００５３】本実施例は、実施例３と同様、被写体まで
の距離が左右画像間でずれを生じさせることに着目して
電子的に輻輳角制御を行うものであるが、前記実施例３
が、被写体までの距離に基づいて左右の各画像の切り出
し枠をどれだけずらすかを演算しているのに対し、本実
施例では、左右画像間で両画像がどれだけずれているか
を画像データによって直接判断するようにした点で相違
している。

【００５４】即ち、本実施例の立体撮像装置は、前記右
目用画像及び左目用画像を照合して対応画素のずれ量が
最も小さくなるときの画像位置関係を判断し、その画像
位置関係に基づいて前記圧縮された状態の或いは伸長後
の右目用画像及び左目用画像の切り出し枠を設定するよ
うにしている。

【００５５】構成的には、図１４に示すように、輻輳検
出部２０を備える。この輻輳検出部２０は、例えば、代
表点マッチング処理を行う。代表点マッチング法は、画
像の動き検出などに適用される方法であり、Ｎａｔｉｏ
ｎａｌＴｅｃｈｎｉｃａｌＲｅｐｏｒｔＶｏｌ．３
／Ｎｏ．３Ｊｕｎ．１９９１のＰ４８〜５１に詳しく
記載されている。ここでは、図１５に示すように、一方
の画像（本実施例では左画像）の各検出領域内に代表点
を設定し、他方の画像（本実施例では右画像）を用いて
代表点マッチング法を適応することにより、いわば輻輳
ベクトルが導き出される。

【００５６】上記のごとく左画像に代表点を配置する場
合、前記ベクトルが右側となればその画像部分は遠い位
置の被写体部分であり、前記ベクトルが左側となればそ
の画像部分は近い位置の被写体部分である。また、その
ベクトルの大きさは、左右各画像の対応部分が各画像領
域の中央から外れるほど大きくなる。従って、それら代
表点でのベクトルが全体的に小さくなる方向に左右画像
をずらすと、左右各画像の対応部分が各画像領域の中央
側に導かれることになる。

【００５７】即ち、前記輻輳検出部２０は、上記のベク
トルの方向およびベクトルの大きさを検出する。このベ
クトル情報に基づいてＣＰＵ１８が左右各画像について
画像のずらす位置を判断し、その位置情報を伸長回路１
５に与える。そして、伸長回路１５において、メモリ制
御による伸長に際して前記位置情報により画像が切り出
される。

【００５８】これにより、例えば、被写体が遠い位置に
あるために左側画像で被写体がその中央より左側に位置
し、右側画像で被写体がその中央より左側に位置し、両
画像が離れすぎているために立体視ができなくなるとい
った問題点が解決されることになる。勿論、ズーム処理
がなされる場合においても、上記と同様の問題が生じる
が、かかる場合も本実施例の構成により良好に立体視が
可能となる。

【００５９】なお、以上の実施例１〜４では、アナモフ
ィック光学系としてアナモフィックミラーを用いた場合
を説明したが、これに限らず、図１６に示すように、ア
ナモフィックレンズ２１ａ，２ｂ，２１ｃおよび平板反
射ミラー２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄからなる光学
系を用いてもよいことは勿論である。この光学系を用い
る場合において、実施例２の回動制御による輻輳角制御
を行う場合には、左目用構成部分においては、アナモフ
ィックレンズ２１ａと反射ミラー２２ａとを一体的に、
当該ミラー２２ａ上の光軸中心点Ｓを中心に回動させ、
右目用構成部分においては、アナモフィックレンズ２１
ｂと反射ミラー２２ｄとを一体的に、当該ミラー２２ｄ
上の光軸中心点Ｓを中心に回動させればよい。

【００６０】また、上述の実施例では、右目用画像と左
目用画像とを水平方向に圧縮して撮像素子上の左右異な
る領域に夫々結像させているが、それ以外にも、右目用
画像と左目用画像とを時分割で交互に撮像素子上の同じ
領域に結像させてもよい。

【００６１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
一つの撮像素子を備える立体撮像装置において輻輳角制
御が行えるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の液体プリズムにより光学的に輻輳角制
御を行う立体撮像装置を示すブロック図である。

【図２】本発明の立体撮像装置の光学装置の画像圧縮作
用を示す説明図である。

【図３】本発明の液体プリズムの断面図である。

【図４】本発明の伸長回路を示すブロック図である。

【図５】本発明の伸長回路のタイミングチャートであ
る。

【図６】本発明の液体プリズムによる輻輳角制御の説明
図である。

【図７】本発明の液体プリズムにより光学的に輻輳角制
御を行う立体撮像装置の変形例を示すブロック図であ
る。

【図８】本発明の液体プリズムにより光学的に輻輳角制
御を行う立体撮像装置の変形例を示すブロック図であ
る。

【図９】本発明のアナモフィックミラーの回動により光
学的に輻輳角制御を行う立体撮像装置を示すブロック図
である。

【図１０】本発明の電子的に輻輳角制御を行う立体撮像
装置のブロック図である。

【図１１】本発明の電子的に行う輻輳角制御の説明図で
ある。

【図１２】本発明の電子的に行う輻輳角制御のための画
像切り出し位置を説明する説明図である。

【図１３】本発明の電子的に行う輻輳角制御の処理内容
を示すフローチャートである。

【図１４】本発明の電子的に輻輳角制御を行う立体撮像
装置の他の実施例を示すブロック図である。

【図１５】本発明の左右画像の輻輳ベクトルを求めるた
めに適用した代表点マッチング法の説明図である。

【図１６】本発明の光学装置として用いることができる
アナモフィックレンズを示す平面図である。

【図１７】被写体の位置により輻輳角の変化する様子を
示す説明図である。

【図１８】同図（ａ）は被写体距離が遠い場合の輻輳角
制御の説明図であり、同図（ｂ）は被写体距離が近い場
合の輻輳角制御の説明図である。

【符号の説明】

１アナモフィックミラー２フォーカスレンズ３液体プリズム１０光学装置１１ＣＣＤ（撮像素子）１５伸長回路１７ＡＦ積算回路１８ＣＰＵ２０輻輳検出回路

【手続補正書】

【提出日】平成７年１月２６日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】液体プリズム３は、図３に示すように、入
光側の第１の透明ガラス板３ａ、出光側の第２の透明ガ
ラス板３ｂ、前記第１，第２の透明ガラス板３ａ，３ｂ
を連結し、伸縮自在の蛇腹３ｃ，３ｄを備える。そし
て、前記第１，第２の透明ガラス板３ａ，３ｂ及び蛇腹
３ｃ，３ｄで囲まれる空間には、シリコン系オイル等の
透明液体３ｅが充填されている。この透明液体３ｅの屈
折率は、透明ガラス板３ａ，３ｂの屈折率に等しく、液
体プリズム３を通過する光の屈折の仕方は、前記蛇腹３
ｃ，３ｄの伸縮による第１，第２の透明ガラス板３ａ，
３ｂの傾斜により決まる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４１】図１２において、光学装置における左目用
構成部分の光軸に対応する部分のフォーカスレンズ位置
をＬ、右目用構成部分の光軸に対応する部分のフォーカ
スレンズ位置をＲ、左右光軸中心間の距離を２Ａ₀ 、Ｃ
ＣＤ１１の左右各領域の水平長さを３Ｗ₀ 、ＣＣＤ１１
の左右各領域の水平画素数を３Ｘ₀ 、焦点距離をＬ₀、
撮像可能な範囲をＺ、電子ズーム倍率を１．５倍とす
る。また、輻輳角は０、即ち、左目用構成部分の光軸と
右目用構成部分の光軸とを平行にしている。なお、この
図の表記ではＣＣＤ１１上には圧縮していない画像が投
影されるように描いているので、最終的に求めるべき切
り出しのための画素シフト量は、以下に求めるＸの１／
２とすればよい。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４８】まず、電子ズーム倍率を１．５倍に設定し
（ステップ１）、左右各領域における切り出し枠の水平
切り出し位置を左右ともに中央に設定する（ステップ
２）。そして、左右光軸間の距離を２Ａ₀ 、ＣＣＤ１１
の左右各領域の水平長さを３Ｗ₀ 、ＣＣＤ１１の左右各
領域の水平画素数を３Ｘ₀ 、焦点距離をＬ₀ にそれぞれ
設定する（ステップ３）。更に、距離ｌと比例関係にあ
るオートフォーカス（ＡＦ）データにより、距離ｌを算
出する（ステップ４）。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５９】なお、以上の実施例１〜４では、アナモフ
ィック光学系としてアナモフィックミラーを用いた場合
を説明したが、これに限らず、図１６に示すように、ア
ナモフィックレンズ２１ａ，２２ｂ，２１ｃおよび平板
反射ミラー２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄからなる光
学系を用いてもよいことは勿論である。この光学系を用
いる場合において、実施例２の回動制御による輻輳角制
御を行う場合には、左目用構成部分においては、アナモ
フィックレンズ２１ａと反射ミラー２２ａとを一体的
に、当該ミラー２２ａ上の光軸中心点Ｓを中心に回動さ
せ、右目用構成部分においては、アナモフィックレンズ
２１ｂと反射ミラー２２ｄとを一体的に、当該ミラー２
２ｄ上の光軸中心点Ｓを中心に回動させればよい。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者金山秀行大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号三洋電機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】互いに視差を有する右目用画像及び左目
用画像を単一の撮像素子上に結像させることにより立体
画像を撮像する立体撮像装置において、前記右目用画像及び左目用画像を前記撮像素子上にそれ
ぞれ結像させる光学装置と、前記撮像素子から被写体ま
での距離を算出する距離測定手段と、前記距離測定手段
にて測定された距離に応じて前記光学装置における右目
用構成部分および左目用構成部分の光軸角を変更する機
械的輻輳角変更手段とを備えていることを特徴とする立
体撮像装置。
【請求項２】互いに視差を有する右目用画像及び左目
用画像を単一の撮像素子上に結像させることにより立体
画像を撮像する立体撮像装置において、前記右目用画像及び左目用画像を前記撮像素子上にそれ
ぞれ結像させる光学装置と、前記撮像素子から被写体ま
での距離を算出する距離測定手段と、前記距離測定手段
にて測定された距離に応じて右目用画像及び左目用画像
の切り出し枠を設定する電子的輻輳角制御手段とを設け
ていることを特徴とする立体撮像装置。
【請求項３】互いに視差を有する右目用画像及び左目
用画像を単一の撮像素子上に結像させることにより立体
画像を撮像する立体撮像装置において、前記右目用画像及び左目用画像を前記撮像素子上にそれ
ぞれ結像させる光学装置と、前記右目用画像及び左目用
画像を照合して対応画素のずれ量が小さくなるときの画
像位置関係を判断し、その画像位置関係に基づいて右目
用画像及び左目用画像の切り出し枠を設定する電子的輻
輳角制御手段とを設けていることを特徴とする立体撮像
装置。