JP2010210691A - Stereoscopic imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】フォーカスレンズの調整と輻輳角の調整とを単一のアクチュエータで行うことができ、装置の小型化、低コスト化を図ることができる立体撮像装置を提供する。
【解決手段】フォーカスモータ102によりリードスクリュー104が回転させられると、このリードスクリュー104上を移動する移動部材112から連結部材114−1、114−2を介してフォーカスレンズ44−1、44−2に光軸方向の移動力が伝達され、フォーカス調整ができ、同時にフォーカスモータ102の回転駆動力が減速ギア列116を介して回転部材106に伝達され、回転部材106が回転させられると、回転部材106上の2本の軸108、110、連結部材114−1、114−2、フォーカスレンズガイド軸57−1、57−2を介して2つの撮像ユニット49−1、49−2に回転駆動力が伝達され、輻輳角を調整することができる。
【選択図】 図4Provided is a stereoscopic imaging apparatus capable of adjusting a focus lens and an angle of convergence with a single actuator, and reducing the size and cost of the apparatus.
When a lead screw 104 is rotated by a focus motor 102, a moving member 112 that moves on the lead screw 104 is connected to focus lenses 44-1 and 44-2 via connecting members 114-1 and 114-2. When the moving force in the direction of the optical axis is transmitted to the lens, the focus adjustment can be performed, and at the same time, the rotational driving force of the focus motor 102 is transmitted to the rotating member 106 via the reduction gear train 116, and the rotating member 106 is rotated. Rotational driving force applied to the two imaging units 49-1 and 49-2 via the two shafts 108 and 110, the connecting members 114-1 and 114-2, and the focus lens guide shafts 57-1 and 57-2. Is transmitted and the angle of convergence can be adjusted.
[Selection] Figure 4
Description
本発明は立体撮像装置に係り、特に左眼用及び右眼用画像からなる立体画像を撮像する立体撮像装置に関する。 The present invention relates to a stereoscopic imaging apparatus, and more particularly to a stereoscopic imaging apparatus that captures a stereoscopic image composed of left-eye and right-eye images.
従来のこの種の立体撮像装置としては、特許文献1〜3に記載のものがある。 As this type of conventional stereoscopic imaging apparatus, there are those described in Patent Documents 1 to 3.
特許文献1には、左眼用と右眼用の一対の移動レンズを一体的に保持する一体枠を設け、単一の駆動モータからカムを介して前記一体枠に駆動力を伝達し、一対の移動レンズを同時に光軸方向に移動させる記載がある。 In Patent Document 1, an integrated frame that integrally holds a pair of left and right eye moving lenses is provided, and a driving force is transmitted from a single drive motor to the integrated frame via a cam. There is a description of simultaneously moving the moving lens in the optical axis direction.
特許文献2には、左眼用と右眼用のレンズの光軸のなす輻輳角の調整を、液体プリズムを使用して機械的(光学的)に行う技術や、右目用画像及び左目用画像の切り出し枠を変更することにより、輻輳角を電子的に調整する技術が記載されている。 Patent Document 2 discloses a technique for adjusting the convergence angle formed by the optical axes of the left-eye lens and the right-eye lens mechanically (optically) using a liquid prism, a right-eye image, and a left-eye image. A technique for electronically adjusting the convergence angle by changing the cutout frame is described.
特許文献3には、左右の全反射ミラーの反射角度を調節することにより、輻輳角を機械的に調整する技術が記載されている。
特許文献1に記載の立体撮像装置は、機械的に輻輳角を補正していない。尚、特許文献1には、特許文献2と同様に画像の切り出し範囲を変更することにより、電子的に輻輳角を調整する記載があるが、この場合には、撮像素子の有効エリアが狭くなり、立体画像の画素数が低下するという問題がある。 The stereoscopic imaging apparatus described in Patent Document 1 does not mechanically correct the convergence angle. Note that Patent Document 1 describes that the convergence angle is electronically adjusted by changing the image cutout range in the same manner as Patent Document 2, but in this case, the effective area of the image sensor becomes narrower. There is a problem that the number of pixels of the stereoscopic image is lowered.
特許文献2に記載の立体撮像装置は、液体プリズムを使用して輻輳角の調整を光学的に行うため、液体プリズムの位置精度を確保する部品が必要となり、装置が大型化するという問題がある。 The stereoscopic imaging device described in Patent Document 2 uses a liquid prism to optically adjust the convergence angle, and thus requires a component that ensures the positional accuracy of the liquid prism, resulting in a problem that the device is enlarged. .
特許文献3に記載の立体撮像装置は、画角を広くする程、左右の全反射ミラーが大型化するという問題がある。 The stereoscopic imaging device described in Patent Document 3 has a problem that the left and right total reflection mirrors increase in size as the angle of view increases.
また、特許文献2の段落[0003]には、「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。」という記載があるが、特許文献1〜3には、フォーカスレンズの調整と輻輳角の調整とを、単一のアクチュエータで行う記載はない。 Further, paragraph [0003] of Patent Document 2 states that “a convergence angle is reduced when a distant subject is focused, and a convergence angle is increased when a close subject is focused. However, Patent Documents 1 to 3 describe a focus actuator adjustment and a convergence angle adjustment using a single actuator. There is no description to be done.
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、フォーカスレンズの調整と輻輳角の調整とを単一のアクチュエータで行うことができ、装置の小型化、低コスト化を図ることができる立体撮像装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and the focus lens and the convergence angle can be adjusted with a single actuator, and the apparatus can be reduced in size and cost. An object is to provide an imaging device.
前記目的を達成するために請求項1に係る立体撮像装置は、第1のフォーカスレンズを含む第1の撮影光学系と、該第1の撮影光学系を介して結像する被写体像を示す第1の画像を出力する第1の撮像素子とを有する第1の撮像ユニットと、第2のフォーカスレンズを含む第2の撮影光学系と、該第2の撮影光学系を介して結像する被写体像を示す第2の画像を出力する第2の撮像素子とを有する第2の撮像ユニットと、前記第1及び第2の撮像ユニットを所定の基線長だけ左右方向に離間させるとともに、装置本体内にそれぞれ回動自在に支持するユニット支持機構と、前記第1及び第2のフォーカスレンズの位置を調整するフォーカス調整機構と、被写体像が前記第1及び第2の撮像素子にそれぞれ結像するように前記フォーカス調整機構にフォーカス駆動指令を出力するフォーカス制御手段と、前記第1及び第2の撮像ユニットを回動させて輻輳角を調整する輻輳角調整手段であって、前記第1及び第2の撮影光学系の光軸が撮影距離上の被写体で略交差するように前記第1及び第2の撮像ユニットを回動させる輻輳角調整機構と、を備え、前記フォーカス調整機構及び輻輳角調整機構は、前記フォーカス制御手段からのフォーカス駆動指令によりその駆動が制御される単一のアクチュエータと、前記第1及び第2のフォーカスレンズのレンズ枠にそれぞれ連結され、前記アクチュエータの駆動力を前記第1及び第2のフォーカスレンズのレンズ枠にそれぞれ伝達する連結部材と、前記連結部材を介して前記第1及び第2のフォーカスレンズのレンズ枠に伝達される駆動力により前記第1及び第2のフォーカスレンズを光軸方向にそれぞれ移動させるフォーカスレンズ駆動機構と、前記連結部材を介して前記第1及び第2のフォーカスレンズのレンズ枠又はフォーカスレンズガイド軸に伝達される駆動力により前記第1及び第2の撮像ユニットをそれぞれ回動させるユニット回動機構と、を備えたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, a stereoscopic imaging apparatus according to claim 1 includes a first photographing optical system including a first focus lens and a first subject image formed through the first photographing optical system. A first imaging unit having a first imaging element that outputs one image, a second imaging optical system including a second focus lens, and a subject that forms an image via the second imaging optical system A second image pickup unit having a second image pickup device that outputs a second image showing an image, and the first and second image pickup units being separated from each other by a predetermined baseline length in the left-right direction, A unit support mechanism that supports each of the first and second focus lenses, a focus adjustment mechanism that adjusts the positions of the first and second focus lenses, and a subject image formed on the first and second image sensors, respectively. To the focus adjuster A focus control means for outputting a focus drive command to the camera, and a convergence angle adjusting means for adjusting the convergence angle by rotating the first and second imaging units, wherein the first and second imaging optical systems A convergence angle adjustment mechanism that rotates the first and second imaging units so that the optical axis substantially intersects the subject on the shooting distance, and the focus adjustment mechanism and the convergence angle adjustment mechanism are configured to perform the focus control. The actuator is connected to a single actuator whose drive is controlled by a focus drive command from the means, and the lens frames of the first and second focus lenses, respectively, and the driving force of the actuator is applied to the first and second focus. A connecting member that transmits to each lens frame of the lens, and a driving force that is transmitted to the lens frames of the first and second focus lenses via the connecting member. And a focus lens driving mechanism for moving the first and second focus lenses in the optical axis direction, respectively, and the first and second focus lens lens frames or focus lens guide shafts via the connecting member. And a unit rotation mechanism for rotating the first and second imaging units respectively by a driving force.
請求項1に係る発明によれば、単一のアクチュエータの駆動力を利用して、被写体に合焦するように第1及び第2のフォーカスレンズを同時にフォーカス駆動すると、そのフォーカス駆動時の前記アクチュエータの駆動力により前記第1及び第2の撮像ユニットを回動させることができ、被写体距離に応じた輻輳角になるように輻輳角を調整することができるようにしている。これにより、至近から無限遠の被写体距離にわたって良好な輻輳角をもった第1及び第2の画像(左眼用及び右眼用の画像)を撮像することができ、また、単一のアクチュエータによりフォーカス調整と輻輳角の調整とを同時かつ機械的に行うことができるため、装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。 According to the first aspect of the present invention, when the first and second focus lenses are simultaneously driven to focus on the subject using the driving force of a single actuator, the actuator at the time of the focus driving The first and second imaging units can be rotated by this driving force, and the convergence angle can be adjusted so that the convergence angle corresponds to the subject distance. As a result, the first and second images (left-eye and right-eye images) having a good convergence angle over a subject distance from close to infinity can be captured, and a single actuator can be used. Since the focus adjustment and the convergence angle adjustment can be performed simultaneously and mechanically, the apparatus can be reduced in size and cost.
請求項2に示すように請求項1に記載の立体撮像装置において、前記フォーカス制御手段は、前記第1及び第2の撮像素子のうちの少なくとも一方から得られる出力信号の高周波成分の積算値を算出し、該積算値が最大になるように前記フォーカス駆動指令を出力することを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the stereoscopic imaging device according to the first aspect, the focus control unit calculates an integrated value of the high-frequency component of the output signal obtained from at least one of the first and second imaging elements. The focus drive command is outputted so that the integrated value is maximized.
請求項3に示すように請求項1に記載の立体撮像装置において、被写体の撮影距離を検出する撮影距離検出手段を備え、前記フォーカス制御手段は、前記撮影距離検出手段により検出された被写体の撮影距離に基づいて前記フォーカス駆動指令を出力することを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the stereoscopic imaging apparatus according to the first aspect, the photographing apparatus includes a photographing distance detecting unit that detects a photographing distance of the subject, and the focus control unit captures the subject detected by the photographing distance detecting unit. The focus drive command is output based on the distance.
請求項4に示すように請求項1から3のいずれかに記載の立体撮像装置において、前記第1及び第2の撮影光学系は、屈曲光学系であることを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the stereoscopic imaging device according to any one of the first to third aspects, the first and second imaging optical systems are bending optical systems.
屈曲光学系を採用することにより前記第1及び第2の撮影光学系の小型化を図ることができ、また、屈曲光学系のため輻輳角が調整されても、第1及び第2のフォーカスレンズの位置が変動しないため、前記フォーカスレンズ駆動機構を簡単に構成することができる。 By adopting a bending optical system, the first and second imaging optical systems can be reduced in size, and the first and second focus lenses can be adjusted even if the convergence angle is adjusted because of the bending optical system. Therefore, the focus lens driving mechanism can be easily configured.
請求項5に示すように請求項1から4のいずれかに記載の立体撮像装置において、前記ユニット回動機構は、前記アクチュエータの駆動力により回転する回転部材と、前記回転部材に立設された2本の軸と、を有し、前記連結部材は、前記2本の軸と前記第1及び第2のフォーカスレンズのレンズ枠とをそれぞれ連結することを特徴としている。 The stereoscopic imaging device according to any one of claims 1 to 4, wherein the unit rotation mechanism is erected on a rotating member that rotates by a driving force of the actuator and the rotating member. The two connecting shafts connect the two shafts to the lens frames of the first and second focus lenses, respectively.
即ち、前記回転部材の回転中心と、回転部材上の2本の軸と、前記連結部材と第1及び第2のフォーカスレンズのレンズ枠との連結点と、前記第1及び第2の撮像ユニットの回動中心とから4節リンク機構が2組構成され、前記回転部材の回転により2組の4節リンク機構が同時に駆動され、輻輳角が調整される。 That is, the rotation center of the rotation member, two shafts on the rotation member, the connection point between the connection member and the lens frame of the first and second focus lenses, and the first and second imaging units. Two sets of four-joint link mechanisms are formed from the center of rotation, and two sets of four-joint link mechanisms are driven simultaneously by the rotation of the rotating member, and the convergence angle is adjusted.
請求項6に示すように請求項1から4のいずれかに記載の立体撮像装置において、前記ユニット回動機構は、前記アクチュエータを装置本体の前後方向に移動自在に支持するアクチュエータ支持機構と、前記アクチュエータの駆動力により該アクチュエータを前後方向に移動させるアクチュエータ移動機構と、前記アクチュエータに対して一体的に立設された軸と、を有し、前記連結部材は、前記軸と前記第1及び第2のフォーカスレンズのレンズ枠又はフォーカスレンズガイド軸とをそれぞれ連結することを特徴としている。 The stereoscopic imaging apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the unit rotation mechanism includes an actuator support mechanism that supports the actuator so as to be movable in the front-rear direction of the apparatus body, and An actuator moving mechanism for moving the actuator in the front-rear direction by a driving force of the actuator, and a shaft that is erected integrally with the actuator, and the connecting member includes the shaft, the first and the first The lens frame of the second focus lens or the focus lens guide shaft is connected to each other.
即ち、前記アクチュエータを前後方向に移動(スライド)と、前記アクチュエータに立設された軸と、前記連結部材と前記第1及び第2のフォーカスレンズのレンズ枠又はフォーカスレンズガイド軸との連結点と、前記第1及び第2の撮像ユニットの回動中心とからスライダ・クランク機構が2組構成され、前記アクチュエータのスライド移動により2組のスライダ・クランク機構が同時に駆動され、輻輳角が調整される。 That is, the actuator is moved in the front-rear direction (sliding), a shaft standing on the actuator, a connection point between the connection member and the lens frame or the focus lens guide shaft of the first and second focus lenses, Two sets of slider / crank mechanisms are configured from the rotation centers of the first and second imaging units, and the two sets of slider / crank mechanisms are driven simultaneously by the sliding movement of the actuator, and the convergence angle is adjusted. .
請求項7に示すように請求項1から6のいずれかに記載の立体撮像装置において、前記フォーカスレンズ駆動機構は、前記アクチュエータの駆動力により前記第1及び第2のフォーカスレンズの移動方向と同方向に移動する移動部材を有し、前記連結部材は、前記移動部材と前記第1及び第2のフォーカスレンズのレンズ枠とをそれぞれ連結することを特徴としている。 According to a seventh aspect of the present invention, in the stereoscopic imaging device according to any one of the first to sixth aspects, the focus lens driving mechanism has the same moving direction as the first and second focus lenses by the driving force of the actuator. It has a moving member that moves in the direction, and the connecting member connects the moving member and the lens frames of the first and second focus lenses.
即ち、前記アクチュエータの駆動力により前記移動部材が前記第1及び第2のフォーカスレンズの移動方向と同方向に移動させられると、この移動部材と連結された前記連結部材を介して前記第1及び第2のフォーカスレンズのレンズ枠に駆動力が伝達され、前記第1及び第2のフォーカスレンズが同時にフォーカス駆動される。 That is, when the moving member is moved in the same direction as the moving direction of the first and second focus lenses by the driving force of the actuator, the first and second focusing members are connected via the connecting member connected to the moving member. A driving force is transmitted to the lens frame of the second focus lens, and the first and second focus lenses are driven to focus simultaneously.
請求項8に示すように請求項4に記載の立体撮像装置において、前記ユニット回動機構は、前記アクチュエータの駆動力により回転する回転部材と、前記回転部材に立設された2本の軸と、を有し、前記フォーカスレンズ駆動機構は、前記2本の軸によって案内されるとともに、前記アクチュエータの駆動力により前記第1及び第2のフォーカスレンズの移動方向と同方向に移動する移動部材を有し、前記連結部材は、前記2本の軸と前記第1及び第2のフォーカスレンズのレンズ枠又はフォーカスレンズガイド軸とをそれぞれ連結するとともに、前記移動部材と前記第1及び第2のフォーカスレンズのレンズ枠とをそれぞれ連結することを特徴としている。 As shown in claim 8, in the stereoscopic imaging apparatus according to claim 4, the unit rotating mechanism includes a rotating member that rotates by a driving force of the actuator, and two shafts that are erected on the rotating member. The focus lens driving mechanism is guided by the two shafts and has a moving member that moves in the same direction as the moving direction of the first and second focus lenses by the driving force of the actuator. And the connecting member connects the two shafts and the lens frames or focus lens guide shafts of the first and second focus lenses, respectively, and the moving member and the first and second focus. The lens frame is connected to the lens frame.
請求項9に示すように請求項4に記載の立体撮像装置において、前記ユニット回動機構は、前記アクチュエータを装置本体の前後方向に移動自在に支持するアクチュエータ支持機構と、前記アクチュエータの駆動力により該アクチュエータを前後方向に移動させるアクチュエータ移動機構と、前記アクチュエータに対して一体的に立設された軸と、を有し、前記フォーカスレンズ駆動機構は、前記アクチュエータの駆動力により前記第1及び第2のフォーカスレンズの移動方向と同方向に移動する移動部材を有し、前記連結部材は、前記軸と前記第1及び第2のフォーカスレンズのレンズ枠又はフォーカスレンズガイド軸とをそれぞれ連結するとともに、前記移動部材と前記第1及び第2のフォーカスレンズのレンズ枠とをそれぞれ連結することを特徴としている。 According to a ninth aspect of the present invention, in the stereoscopic imaging device according to the fourth aspect, the unit rotation mechanism includes an actuator support mechanism that supports the actuator movably in the front-rear direction of the apparatus main body, and a driving force of the actuator. An actuator moving mechanism that moves the actuator in the front-rear direction; and a shaft that is erected integrally with the actuator; and the focus lens driving mechanism is configured to drive the first and the first by the driving force of the actuator. A moving member that moves in the same direction as the moving direction of the second focus lens, and the connecting member connects the shaft and the lens frame or the focus lens guide shaft of the first and second focus lenses, respectively. , Connecting the moving member and the lens frames of the first and second focus lenses, respectively. It is characterized by a door.
本発明によれば、単一のアクチュエータの駆動力を利用して、被写体に合焦するように第1及び第2のフォーカスレンズを同時にフォーカス駆動すると、そのフォーカス駆動時の前記アクチュエータの駆動力により第1及び第2の撮像ユニットを回動させることができ、これにより被写体距離に応じた輻輳角になるように輻輳角を調整することができる。また、単一のアクチュエータによりフォーカス調整と輻輳角の調整とを同時かつ機械的に行うことができるため、装置の小型化及び低コスト化を図ることができる。 According to the present invention, when the first and second focus lenses are simultaneously driven to focus on a subject using the driving force of a single actuator, the driving force of the actuator during the focus driving The first and second imaging units can be rotated, whereby the convergence angle can be adjusted so that the convergence angle corresponds to the subject distance. Further, since focus adjustment and convergence angle adjustment can be performed simultaneously and mechanically by a single actuator, the apparatus can be reduced in size and cost.
以下、添付図面に従って本発明に係る立体撮像装置の好ましい実施の形態について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a stereoscopic imaging apparatus according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[立体撮像装置の全体構成]
図1は本発明に係る立体撮像装置の全体構成を示すブロック図である。
[Overall configuration of stereoscopic imaging apparatus]
FIG. 1 is a block diagram showing the overall configuration of a stereoscopic imaging apparatus according to the present invention.
同図に示すように立体撮像装置1は、複数(左眼用及び右眼用)の撮像部10−1、10−2を備えており、同一の被写体を複数視点から撮影した視差画像を取得し、所定の形式の記録用画像データとして記録する装置である。 As shown in the figure, the stereoscopic imaging apparatus 1 includes a plurality (left eye and right eye) of imaging units 10-1 and 10-2, and acquires parallax images obtained by capturing the same subject from a plurality of viewpoints. However, this is an apparatus for recording as image data for recording in a predetermined format.
メインCPU12(以下、CPU12と記載する)は、操作部14からの入力に基づき所定の制御プログラムに従って立体撮像装置1全体の動作を統括制御する制御手段として機能する。電源制御部16は、バッテリ18からの電力を制御して、立体撮像装置1の各部に動作電力を供給する。
The main CPU 12 (hereinafter referred to as “
CPU12には、バス20を介してROM22、フラッシュROM24、SDRAM26及びVRAM28が接続されている。ROM22には、CPU12が実行する制御プログラム及び制御に必要な各種データ等が格納される。フラッシュROM24には、ユーザ設定情報等の立体撮像装置1の動作に関する各種設定情報等が格納される。
A
SDRAM26は、CPU12の演算作業用領域及び画像データの一時記憶領域(ワークメモリ)を含んでいる。VRAM28は、表示用の画像データ専用の一時記憶領域を含んでいる。
The
モニタ30は、例えば、カラー液晶パネルを備えた表示装置により構成され、撮影済み画像を表示するための画像表示部として使用されるとともに、各種設定時にGUIとして使用される。また、モニタ30は、撮影モード時に画角を確認するための電子ファインダとして利用される。モニタ30の表面には、かまぼこ状のレンズ群を有したいわゆるレンチキュラレンズが配置されており、3次元画像(3D画像)の表示時にはユーザは立体視が可能となる。表示制御部32は、撮像素子48又はメモリカード70から読み出された画像データを表示用の画像信号(例えば、NTSC信号、PAL信号又はSCAM信号)に変換してモニタ30に出力するとともに、所定の文字、図形情報(例えば、オンスクリーン表示用のデータ)をモニタ30に出力する。また、表示制御部32は、所定のインターフェイス(例えば、USB、IEEE1394、LAN)を介して接続された外部表示装置に画像を出力可能となっている。
The
操作部14は、シャッタボタン、電源/モードスイッチ、モードダイヤル、十字ボタン、ズームボタン、MENU/OKボタン、DISPボタン及びBACKボタン等の操作入力手段を含んでいる。電源/モードスイッチは、立体撮像装置1の電源のオン/オフの切り替え、及び立体撮像装置1の動作モード(再生モード及び撮影モード)の切り替え手段として機能する。モードダイヤルは、立体撮像装置1の撮影モードを切り替えるための操作手段であり、モードダイヤルの設定位置に応じて、2次元の静止画を撮影する2D静止画撮影モード、2次元の動画を撮影する2D動画撮影モード、3次元の静止画を撮影する3D静止画撮影モード及び3次元の動画を撮影する3D動画撮影モードの間で撮影モードが切り替えられる。 The operation unit 14 includes operation input means such as a shutter button, a power / mode switch, a mode dial, a cross button, a zoom button, a MENU / OK button, a DISP button, and a BACK button. The power / mode switch functions as a means for switching on / off the power source of the stereoscopic imaging apparatus 1 and switching the operation mode (reproduction mode and photographing mode) of the stereoscopic imaging apparatus 1. The mode dial is an operation means for switching the shooting mode of the stereoscopic imaging apparatus 1, and in accordance with the setting position of the mode dial, a 2D still image shooting mode for shooting a two-dimensional still image and a two-dimensional moving image are shot. The shooting mode is switched between the 2D moving image shooting mode, the 3D still image shooting mode for shooting a 3D still image, and the 3D moving image shooting mode for shooting a 3D moving image.
シャッタボタンは、いわゆる「半押し」と「全押し」とからなる2段ストローク式のスイッチで構成されている。静止画撮影モード時には、シャッタボタンが半押しされると、撮影準備処理(即ち、AE(Automatic Exposure:自動露出)、AF(Auto Focus:自動焦点合わせ)、AWB(Automatic White Balance:自動ホワイトバランス))が行われ、シャッタボタンが全押しされると、画像の撮影・記録処理が行われる。また、動画撮影モード時には、シャッタボタンが全押しされると、動画の撮影が開始され、再度全押しされると、撮影が終了する。設定により、シャッタボタンが全押しされている間、動画の撮影が行われ、全押しが解除されると、撮影を終了するようにすることもできる。 The shutter button is composed of a two-stage stroke type switch composed of so-called “half press” and “full press”. When the shutter button is pressed halfway in the still image shooting mode, shooting preparation processing (that is, AE (Automatic Exposure), AF (Auto Focus), AWB (Automatic White Balance) When the shutter button is fully pressed, image capturing / recording processing is performed. In the moving image shooting mode, shooting of a moving image starts when the shutter button is fully pressed, and shooting ends when the shutter button is fully pressed again. Depending on the setting, the moving image is shot while the shutter button is fully pressed, and the shooting can be ended when the full press is released.
十字ボタンは、上下左右4方向に押圧操作可能に設けられており、各方向のボタンには、立体撮像装置1の動作モード等に応じた機能が割り当てられる。例えば、撮影モード時には、左ボタンにマクロ機能のオン/オフを切り替える機能が割り当てられ、右ボタンにフラッシュモードを切り替える機能が割り当てられる。また、撮影モード時には、上ボタンにモニタ30の明るさを替える機能が割り当てられ、下ボタンにセルフタイマのオン/オフを切り替える機能が割り当てられる。再生モード時には、左ボタンにコマ送りの機能が割り当てられ、右ボタンにコマ戻しの機能が割り当てられる。また、再生モード時には、上ボタンにモニタ30の明るさを替える機能が割り当てられ、下ボタンに再生中の画像を削除する機能が割り当てられる。また、各種設定時には、モニタ30に表示されたカーソルを各ボタンの方向に移動させる機能が割り当てられる。
The cross button is provided so that it can be pressed in four directions, up, down, left, and right, and a function corresponding to the operation mode of the stereoscopic imaging apparatus 1 is assigned to the button in each direction. For example, in the shooting mode, a function for switching the macro function on / off is assigned to the left button, and a function for switching the flash mode is assigned to the right button. In the shooting mode, a function for changing the brightness of the
ズームボタンは、撮像部10−1、10−2のズーミング操作を行うための操作手段であり、望遠側へのズームを指示するズームテレボタンと、広角側へのズームを指示するズームワイドボタンとを備えている。 The zoom button is an operation means for performing a zooming operation of the imaging units 10-1 and 10-2, and includes a zoom tele button for instructing zooming to the telephoto side, and a zoom wide button for instructing zooming to the wide angle side. It has.
MENU/OKボタンは、メニュー画面の呼び出し(MENU機能)に用いられるとともに、選択内容の確定、処理の実行指示等(OK機能)に用いられ、立体撮像装置1の設定状態に応じて割り当てられる機能が切り替えられる。メニュー画面では、MENU/OKボタンは、例えば、露出値、色合い、撮影感度、記録画素数等の画質調整やセルフタイマの設定、測光方式の切り替え、デジタルズームを使用するか否か等、立体撮像装置1が持つすべての調整項目の設定が行われる。立体撮像装置1は、このメニュー画面で設定された条件に応じて動作する。 The MENU / OK button is used to call a menu screen (MENU function), and is used to confirm selection contents, execute a process, etc. (OK function), and is assigned according to the setting state of the stereoscopic imaging apparatus 1 Is switched. On the menu screen, the MENU / OK button is used for, for example, adjusting the image quality such as exposure value, hue, shooting sensitivity, number of recorded pixels, setting of self-timer, switching of photometry method, whether to use digital zoom, etc. All the adjustment items that 1 has are set. The stereoscopic imaging device 1 operates according to the conditions set on this menu screen.
DISPボタンは、モニタ30の表示内容の切り替え指示等の入力に用いられ、BACKボタンは入力操作のキャンセル等の指示の入力に用いられる。
The DISP button is used for inputting an instruction for switching the display contents of the
フラッシュ発光部36は、例えば、放電管(キセノン管)により構成され、暗い被写体を撮影する場合や逆光時等に必要に応じて発光される。フラッシュ制御部38は、フラッシュ発光部(放電管)36を発光させるための電流を供給するためのメインコンデンサを含んでおり、CPU12からのフラッシュ発光指令に従ってメインコンデンサの充電制御、フラッシュ発光部36の放電(発光)のタイミング及び放電時間の制御等を行う。
The flash
次に、立体撮像装置1の撮影機能について説明する。撮像部10は、撮影レンズ40(ズームレンズ42、フォーカスレンズ44及び絞り46)、ズームレンズ制御部(Zレンズ制御部)42C、絞り制御部46C、撮像素子48、タイミングジェネレータ(TG)50、アナログ信号処理部52、A/D変換器54、画像入力コントローラ56及びデジタル信号処理部58を備えている。尚、図1では、各撮像部10−1、10−2内の各部にそれぞれ符号1、2を付して区別しているが、各部の機能は略同様であるため、以下の説明では、符号1、2を省略して説明する。 Next, the photographing function of the stereoscopic imaging device 1 will be described. The imaging unit 10 includes a photographing lens 40 (a zoom lens 42, a focus lens 44, and an aperture 46), a zoom lens control unit (Z lens control unit) 42C, an aperture control unit 46C, an imaging element 48, a timing generator (TG) 50, an analog A signal processing unit 52, an A / D converter 54, an image input controller 56, and a digital signal processing unit 58 are provided. In FIG. 1, the respective units in the imaging units 10-1 and 10-2 are distinguished from each other by reference numerals 1 and 2, but the functions of the respective units are substantially the same. Explanation will be made with 1 and 2 omitted.
ズームレンズ42は、図示しないズームアクチュエータに駆動されて光軸に沿って前後に移動する。CPU12は、ズームレンズ制御部42Cを介してズームアクチュエータの駆動を制御することにより、ズームレンズ42の位置を制御してズーミングを行う。
The zoom lens 42 is driven by a zoom actuator (not shown) and moves back and forth along the optical axis. The
フォーカスレンズ44は、フォーカス/輻輳角調整機構100により駆動されて光軸に沿って移動する。CPU12は、後述するフォーカス駆動指令をフォーカス/輻輳角調整機構100に出力することにより、フォーカスレンズ44の位置を制御してフォーカシングを行うとともに、撮影レンズ40−1と撮影レンズ40−2との各光軸のなす角(輻輳角)を調整する。尚、フォーカス/輻輳角調整機構100の詳細については、後述する。
The focus lens 44 is driven by the focus / convergence
絞り46は、例えば、アイリス絞りで構成されており、図示しない絞りアクチュエータに駆動されて動作する。CPU12は、絞り制御部46Cを介して絞りアクチュエータの駆動を制御することにより、絞り46の開口量(絞り値)を制御し、撮像素子48への入射光量を制御する。
The diaphragm 46 is composed of, for example, an iris diaphragm, and operates by being driven by a diaphragm actuator (not shown). The
CPU12は、各撮像部の撮影レンズ40−1、40−2を同期させて駆動する。即ち、撮影レンズ40−1、40−2は、常に同じ焦点距離(ズーム倍率)に設定され、常に同じ被写体にピントが合うように焦点調節が行われる。また、常に同じ入射光量(絞り値)となるように絞りが調整される。
The
撮像素子48は、例えば、カラーCCD固体撮像素子により構成されている。撮像素子(CCD)48の受光面には、多数のフォトダイオードが2次元的に配列されており、各フォトダイオードには所定の配列でカラーフィルタが配置されている。撮影レンズ40によってCCDの受光面上に結像された被写体の光学像は、このフォトダイオードによって入射光量に応じた信号電荷に変換される。各フォトダイオードに蓄積された信号電荷は、CPU12の指令に従ってTG50から与えられる駆動パルスに基づいて信号電荷に応じた電圧信号(画像信号)として撮像素子48から順次読み出される。撮像素子48は、電子シャッタ機能を備えており、フォトダイオードへの電荷蓄積時間を制御することにより、露光時間(シャッタ速度)が制御される。
The image sensor 48 is constituted by, for example, a color CCD solid-state image sensor. A large number of photodiodes are two-dimensionally arranged on the light receiving surface of the image pickup device (CCD) 48, and a color filter is arranged in a predetermined arrangement on each photodiode. The optical image of the subject formed on the light receiving surface of the CCD by the photographing lens 40 is converted into signal charges corresponding to the amount of incident light by the photodiode. The signal charge accumulated in each photodiode is sequentially read out from the image sensor 48 as a voltage signal (image signal) corresponding to the signal charge based on a drive pulse given from the TG 50 according to a command from the
尚、本実施形態では、撮像素子48としてCCDを用いているが、CMOSセンサ等の他の構成の撮像素子を用いることもできる。 In the present embodiment, a CCD is used as the image sensor 48, but an image sensor having another configuration such as a CMOS sensor may be used.
アナログ信号処理部52は、撮像素子48から出力された画像信号に含まれるリセットノイズ(低周波)を除去するための相関2重サンプリング回路(CDS)、画像信号を増幅して一定レベルの大きさにコントロールするためのAGS回路を含み、撮像素子48から出力される画像信号を相関2重サンプリング処理するとともに増幅する。 The analog signal processing unit 52 is a correlated double sampling circuit (CDS) for removing reset noise (low frequency) included in the image signal output from the image sensor 48, and amplifies the image signal to a certain level. The image signal output from the image sensor 48 is subjected to correlated double sampling processing and amplified.
A/D変換器54は、アナログ信号処理部52から出力されたアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換する。 The A / D converter 54 converts the analog image signal output from the analog signal processing unit 52 into a digital image signal.
画像入力コントローラ56は、A/D変換器54から出力された画像信号を取り込んで、SDRAM26に格納する。
The image input controller 56 takes in the image signal output from the A / D converter 54 and stores it in the
デジタル信号処理部58は、同時化回路(単板CCDのカラーフィルタ配列に伴う色信号の空間的なズレを補間して色信号を同時式に変換する処理回路)、ホワイトバランス調整回路、階調変換処理回路(例えば、ガンマ補正回路)、輪郭補正回路、輝度・色差信号生成回路等を含む画像処理手段として機能し、SDRAM26に格納されたR、G、Bの画像信号に対して所定の信号処理を行う。即ち、R、G、Bの画像信号は、デジタル信号処理部58において輝度信号(Y信号)及び色差信号(Cr、Cb信号)からなるYUV信号に変換されるとともに、階調変換処理(例えば、ガンマ補正)等の所定の処理が施される。デジタル信号処理部58により処理された画像データはVRAM28に格納される。
The digital signal processing unit 58 includes a synchronization circuit (a processing circuit that converts a color signal into a simultaneous expression by interpolating a spatial shift of the color signal associated with a color filter array of a single CCD), a white balance adjustment circuit, a gradation It functions as an image processing means including a conversion processing circuit (for example, a gamma correction circuit), a contour correction circuit, a luminance / color difference signal generation circuit, and the like, and a predetermined signal for the R, G, B image signals stored in the
撮影画像をモニタ30に出力する場合、VRAM28から画像データが読み出され、バス20を介して表示制御部32に送られる。表示制御部32は、入力された画像データを表示用の所定方式のビデオ信号に変換してモニタ30に出力する。
When the captured image is output to the
AF検出部60は、画像入力コントローラ56−1、56−2のいずれか1つから取り込まれたR、G、Bの各色の画像信号を取り込み、AF制御に必要な焦点評価値を算出する。AF検出部60は、G信号の高周波成分のみを通過させるハイパスフィルタ、絶対値化処理部、画面に設定された所定のフォーカスエリア内の信号を切り出すフォーカスエリア抽出部、及びフォーカスエリア内の絶対値データを積算する積算部を含み、この積算部で積算されたフォーカスエリア内の絶対値データを焦点評価値としてCPU12に出力する。
The
CPU12は、AF制御時にはAF検出部60から出力される焦点評価値が極大となる位置をサーチし、その位置にフォーカスレンズ44を移動させることにより、被写体(主要被写体)への焦点合わせを行う。即ち、CPU12は、AF制御時には、まず、フォーカスレンズ44を至近から無限遠まで移動させ、その移動過程でAF検出部60から焦点評価値を逐次取得し、その焦点評価値が極大となる位置を検出する。そして、検出された焦点評価値が極大の位置を合焦位置と判定し、その位置にフォーカスレンズ44を移動させる。これにより、フォーカスエリアに位置する被写体(主要被写体)にピントが合わせられる。
During the AF control, the
尚、上記AF検出部60の代わりに、被写体との撮影距離(被写体距離)を検出する、公知の三角測距法等を使用した被写体距離検出部34を設け、CPU12は、この被写体距離検出部34により検出された被写体距離を示す情報に基づいて、被写体(主要被写体)に焦点合うためのフォーカス駆動指令を出力するようにしてもよい。
In place of the
AE/AWB検出部62は、画像入力コントローラ56−1、56−2のいずれか1つから取り込まれたR、G、Bの各色の画像信号を取り込み、AE制御及びAWB制御に必要な積算値を算出する。即ち、AE/AWB検出部62は、1画面を複数のエリア(例えば、8×8=64エリア)に分割し、分割されたエリアごとにR、G、B信号の積算値を算出する。
The AE /
CPU12は、AE制御時にはAE/AWB検出部62において算出されたエリアごとのR、G、B信号の積算値を取得し、被写体の明るさ(測光値)を求めて、適正な露光量を得るための露出設定を行う。即ち、撮影感度、絞り値、シャッタ速度、フラッシュ発光の要否を設定する。
The
また、CPU12は、AWB制御時にAE/AWB検出部62により算出されたエリアごとのR、G、B信号の積算値をデジタル信号処理部58に入力する。デジタル信号処理部58は、AE/AWB検出部62により算出された積算値に基づいてホワイトバランス調整用のゲイン値を算出する。また、デジタル信号処理部58は、AE/AWB検出部62により算出された積算値に基づいて光源種を検出する。
Further, the
圧縮・伸張処理部64は、CPU12からの指令に従い、入力された画像データに圧縮処理を施し、所定形式の圧縮画像データを生成する。例えば、静止画に対してはJPEG規格に準拠した圧縮処理が施され、動画に対してはMPEG2やMPEG4、H.264規格に準拠した圧縮処理が施される。また、圧縮・伸張処理部64は、CPU12からの指令に従い、入力された圧縮画像データに伸張処理を施し、非圧縮の画像データを生成する。
The compression /
画像ファイル生成部66は、上記圧縮・伸張処理部64により生成されたJPEG形式の静止画データを複数格納した画像ファイルを生成する。
The image
メディア制御部68は、CPU12からの指令に従い、メモリカード70に対するデータの読み/書きを制御する。
The
外部接続インターフェイス部(外部接続I/F)72は、外部の画像処理装置(例えば、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末及び画像ストレージ装置)との間でデータの送受信を行うための装置である。外部の画像処理装置との間の通信の方式は、例えば、USB、IEEE1394、LAN、赤外線通信(IrDA)等である。 The external connection interface unit (external connection I / F) 72 is a device for transmitting and receiving data to and from an external image processing device (for example, a personal computer, a portable information terminal, and an image storage device). The communication method with the external image processing apparatus is, for example, USB, IEEE1394, LAN, infrared communication (IrDA), or the like.
次に、撮影レンズ40−1、40−2におけるフォーカスレンズ44−1、44−2のフォーカス調整、及び2つの撮影レンズ40−1、40−2における輻輳角の調整について説明する。 Next, the focus adjustment of the focus lenses 44-1 and 44-2 in the photographing lenses 40-1 and 40-2 and the adjustment of the convergence angle in the two photographing lenses 40-1 and 40-2 will be described.
図2に示すように、遠くの物体を見る場合の輻輳角は小さく、近くの物体を見る場合の輻輳角は小さくなる。 As shown in FIG. 2, the convergence angle when viewing a distant object is small, and the convergence angle when viewing a near object is small.
近距離の被写体を輻輳角が小さい状態で撮影を行うと、左右の画像内の被写体のずれが大きく、鮮明な立体視が困難になり、あるいは見ている人の目が疲労するなどの問題が発生する。 When shooting a subject at a short distance with a small angle of convergence, there is a problem that the subject in the left and right images is greatly displaced, making it difficult to achieve clear stereoscopic vision, or causing the eyes of the viewer to become tired. appear.
そこで、本発明では、被写体距離に応じて輻輳角を調整し、近距離の被写体を撮影する場合には輻輳角を大きくし、遠距離の被写体を撮影する場合には輻輳角を小さくするように調整する。この輻輳角の調整方法としては、撮影レンズ40−1、40−2の光軸が、撮影距離上の被写体(主要被写体)で略交差するように調整する。 Therefore, in the present invention, the convergence angle is adjusted according to the subject distance so that the convergence angle is increased when shooting a short-distance subject, and the convergence angle is reduced when shooting a long-distance subject. adjust. As a method of adjusting the convergence angle, adjustment is performed so that the optical axes of the photographing lenses 40-1 and 40-2 substantially intersect at a subject (main subject) on the photographing distance.
また、本発明は、後述するようにフォーカスレンズ44−1、44−2のフォーカス調整に、輻輳角の調整を機械的に連動させるようにしている。 In the present invention, as will be described later, the adjustment of the convergence angle is mechanically linked to the focus adjustment of the focus lenses 44-1 and 44-2.
[第1の実施の形態]
次に、本発明に係るフォーカス/輻輳角調整機構の第1の実施の形態について説明する。
[First Embodiment]
Next, a first embodiment of the focus / convergence angle adjusting mechanism according to the present invention will be described.
図3は左右の2つの撮像ユニット49−1、49−2とフォーカス/輻輳角調整機構100とを示す斜視図であり、図4は図3に示した撮像ユニット49−1、49−2の内部を透視した斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing the left and right imaging units 49-1 and 49-2 and the focus / convergence
これらの図面において、撮像ユニット49−1は、前述した撮影レンズ40−1と撮像素子48−1とが一体化されたユニットであり、レンズユニット回転軸51−1により装置本体に回動自在に軸支され、同様に撮像ユニット49−2は、撮影レンズ40−2と撮像素子48−2とが一体化されたユニットであり、レンズユニット回転軸51−2により装置本体に回動自在に軸支されている。 In these drawings, an image pickup unit 49-1 is a unit in which the photographing lens 40-1 and the image pickup element 48-1 described above are integrated, and is rotatable to the apparatus main body by a lens unit rotating shaft 51-1. Similarly, the image pickup unit 49-2 is a unit in which the photographing lens 40-2 and the image pickup device 48-2 are integrated, and the lens unit rotation shaft 51-2 is pivotable to the apparatus main body. It is supported.
また、撮影レンズ40−1、40−2は、図4に示すようにプリズム53−1、53−2により光軸Lが屈曲している屈曲光学系を有するものであり、前記レンズユニット回転軸51−1、52−2は、それぞれ各屈曲光学系の光軸と同軸上に配置されるとともに、所定の基線長だけ光軸Lが離間するように配置されている。尚、図3上で、59−1、59−2は、カバーガラス又は前玉レンズである。 The photographing lenses 40-1 and 40-2 have a bending optical system in which the optical axis L is bent by the prisms 53-1 and 53-2 as shown in FIG. 51-1 and 52-2 are arranged coaxially with the optical axis of each bending optical system, respectively, and are arranged so that the optical axis L is separated by a predetermined baseline length. In FIG. 3, 59-1 and 59-2 are cover glasses or front lens.
撮影レンズ40−1、40−2内のフォーカスレンズ44−1、44−2は、それぞれそのレンズ枠55−1、55−2が挿通されているフォーカスレンズガイド軸57−1、57−2と、図示しない回り止め部材とによって光軸方向に移動自在に配設されている。 The focus lenses 44-1 and 44-2 in the photographic lenses 40-1 and 40-2 respectively have focus lens guide shafts 57-1 and 57-2 through which the lens frames 55-1 and 55-2 are inserted. These are arranged so as to be movable in the optical axis direction by a non-rotating member (not shown).
一方、フォーカス/輻輳角調整機構100は、前記2つの撮像ユニット49−1、49−2の中間位置に配設されており、フォーカス駆動アクチュエータ(フォーカスモータ)102と、リードスクリュー104と、回転部材106と、2本の軸108、110と、移動部材112と、2つの連結部材114−1、114−2と、減速ギア列116とから構成されている。
On the other hand, the focus / convergence
2本の軸108、110は、回転部材106上にリードスクリュー104を中心に点対称の位置に立設され、リードスクリュー104に螺合する移動部材112のガイド軸として機能するとともに、連結部材114−1、114−2をそれぞれ回動自在に支持する支軸として機能する。
The two
移動部材112と連結部材114−1、114−2とは連結されており、また、連結部材114−1、114−2の他端は、それぞれフォーカスレンズガイド軸57−1、57−2に回動自在に軸支されるとともに、レンズ枠55−1、55−2と連結されている。
The moving
従って、移動部材112がリードスクリュー104上を移動すると、連結部材114−1、114−2は、移動部材112の移動に伴って移動し、この連結部材114−1、114−2の移動に伴ってレンズ枠55−1、55−2に保持されているフォーカスレンズ44−1、44−2が光軸方向(リードスクリュー104の軸方向)と同方向に移動する。
Accordingly, when the moving
一方、フォーカスモータ102の出力軸(リードスクリュー104と対向する側の出力軸)上には、図示しないギアが設けられており、このギアからフォーカスモータ102の回転駆動力が減速ギア列108を介して回転部材106の外周のギアに伝達されるようになっている。
On the other hand, a gear (not shown) is provided on the output shaft of the focus motor 102 (the output shaft on the side facing the lead screw 104), and the rotational driving force of the
従って、フォーカスモータ102が回転駆動されると、その出力軸から減速ギア列116を介して回転部材106に回転駆動力が伝達され、回転部材106が回転する。この回転部材106の回転により、その回転部材106上の2本の軸108、110、連結部材114−1、114−2、及びフォーカスレンズガイド軸57−1、57−2を介して撮像ユニット49−1、49−2に回転駆動力が伝達され、撮像ユニット49−1、49−2は、それぞれレンズユニット回転軸51−1、51−2を中心して回動する。
Therefore, when the
図5は上記回転部材106の回転に伴って撮像ユニット49−1、49−2が互いに逆方向に回動する様子を示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a state where the imaging units 49-1 and 49-2 rotate in opposite directions with the rotation of the rotating
同図に示すように、回転部材106の回転中心と、回転部材106上の軸108、110と、フォーカスレンズガイド軸57−1、57−2と、撮像ユニット49−1、49−2のレンズユニット回転軸51−1、51−2と、これらを連結するリンク(リンクと見なせるものを含む)とにより、2組の4節リンク機構が構成されている。
As shown in the figure, the rotation center of the
図5(A)に示す状態から回転部材106が時計回り方向に回動すると、レンズユニット回転軸51−1によって回動自在に支持されている撮像ユニット49−1は、同図(B)に示すように反時計回り方向に回動し、レンズユニット回転軸51−2によって回動自在に支持されている撮像ユニット49−2は、時計回り方向に回動し、これにより輻輳角が調整できるようになっている。
When the rotating
上記のように1つのフォーカスモータ102によりフォーカス駆動用のリードスクリュー104が回転させられると、このリードスクリュー104上を移動する移動部材112から連結部材114−1、114−2、レンズ枠55−1、55−2を介してフォーカスレンズ44−1、44−2に光軸方向の移動力が伝達され、フォーカスレンズ44−1、44−2を移動させること(フォーカス調整)ができ、同時にフォーカスモータ102の回転駆動力が減速ギア列116を介して回転部材106に伝達され、回転部材106が回転させられると、回転部材106上の2本の軸108、110、連結部材114−1、114−2、フォーカスレンズガイド軸57−1、57−2を介して撮像ユニット49−1、49−2に回転駆動力が伝達され、撮像ユニット49−1、49−2を互いに反対方向に回動させること(輻輳角調整)ができる。
As described above, when the focus driving
尚、リードスクリュー104によるフォーカスレンズ44−1、44−2の移動量や、減速ギア列116での減速比、4節リンク機構による減速比等を調整することにより、目的の被写体に焦点が合うようにフォーカス駆動したときに、その被写体上で2つの撮像ユニット49−1、49−2の光軸が略交差するように輻輳角を調整することができる。
By adjusting the amount of movement of the focus lenses 44-1 and 44-2 by the
また、第1の実施の形態では、連結部材114−1、114−2の他端は、それぞれフォーカスレンズガイド軸57−1、57−2に回動自在に軸支されるようにしたが、これに限らず、レンズ枠55−1、55−2に回動自在に軸支されるように構成してもよい。 In the first embodiment, the other ends of the connecting members 114-1 and 114-2 are pivotally supported by the focus lens guide shafts 57-1 and 57-2, respectively. Not limited to this, the lens frames 55-1 and 55-2 may be rotatably supported.
[第2の実施の形態]
次に、本発明に係るフォーカス/輻輳角調整機構の第2の実施の形態について説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the focus / convergence angle adjusting mechanism according to the present invention will be described.
図6は左右の2つの撮像ユニット49−1、49−2とフォーカス/輻輳角調整機構100’とを示す斜視図であり、図7は図6に示した撮像ユニット49−1、49−2の内部を透視した斜視図である。尚、図3及び図4に示した第1の実施の形態と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
6 is a perspective view showing the left and right imaging units 49-1, 49-2 and the focus / convergence
図3及び図4に示した第1の実施の形態では、回転部材106の回転により撮像ユニット49−1、49−2間の輻輳角を調整するようにしたが、図6及び図7に示す第2の実施の形態では、フォーカスモータ102が前後方向に移動することにより撮像ユニット49−1、49−2間の輻輳角を調整する点で相違する。
In the first embodiment shown in FIGS. 3 and 4, the angle of convergence between the imaging units 49-1 and 49-2 is adjusted by the rotation of the rotating
即ち、図7に示すようにフォーカスモータ102は、2本のガイド軸150、152を含むモータ支持機構により、装置本体の前後方向に移動自在に支持されており、このフォーカスモータ102上には、2本の軸108、110が一体的に立設されている。
That is, as shown in FIG. 7, the
また、フォーカスモータ102の下側の出力軸(リードスクリュー104と対向する側の出力軸)には、ピニオンギア154が取り付けられるとともに、このピニオンギア154と噛合するラックギア156が配設されており、ピニオンギア154とラックギア156とによりラック・アンド・ピニオンが構成されている。
A
フォーカスモータ102が回転すると、フォーカスモータ102の回転駆動力は、上記ラック・アンド・ピニオンにより直動運動に変換され、フォーカスモータ102をモータ支持機構のガイド軸150、152に沿って前後方向に移動させる。
When the
このフォーカスモータ102の前後方向の移動により、撮像ユニット49−1、49−2を互いに反対方向に回動させること(輻輳角調整)ができるようにしている。
By moving the
尚、リードスクリュー104によるフォーカスレンズ44−1、44−2の駆動は、第1の実施の形態と同様にして行われる。
The focus lenses 44-1 and 44-2 are driven by the
図8は上記フォーカスモータ102の前後方向の移動に伴って撮像ユニット49−1、49−2が互いに逆方向に回動する様子を示す模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram showing how the imaging units 49-1 and 49-2 rotate in opposite directions with the movement of the
同図に示すように、フォーカスモータ102の前後方向に移動(図8上の上下方向の移動)に伴って同方向に移動(スライド)する2つの軸108、110と、フォーカスレンズガイド軸57−1、57−2と、撮像ユニット49−1、49−2のレンズユニット回転軸51−1、51−2と、これらを連結するリンク(リンクと見なせるものを含む)とにより、2組のスライダ・クランク機構が構成されている。
As shown in the figure, the two
図5(A)に示す状態からフォーカスモータ102(2つの軸108、110)が、図8上で上方向にスライド移動すると、レンズユニット回転軸51−1によって回動自在に支持されている撮像ユニット49−1は、同図(B)に示すように反時計回り方向に回動し、レンズユニット回転軸51−2によって回動自在に支持されている撮像ユニット49−2は、時計回り方向に回動し、これにより輻輳角が調整できるようになっている。
When the focus motor 102 (two
上記のように1つのフォーカスモータ102によりフォーカス駆動用のリードスクリュー104が回転させられると、このリードスクリュー104上を移動する移動部材112から連結部材114−1、114−2、レンズ枠55−1、55−2を介してフォーカスレンズ44−1、44−2に光軸方向の移動力が伝達され、フォーカスレンズ44−1、44−2を移動させること(フォーカス調整)ができ、同時にフォーカスモータ102の回転駆動力がラック・アンド・ピニオンを介して直動運動に変換され、フォーカスモータ102が前後方向にスライド移動すると、フォーカスモータ102上の2本の軸108、110、連結部材114−1、114−2、フォーカスレンズガイド軸57−1、57−2を介して撮像ユニット49−1、49−2に回転駆動力が伝達され、撮像ユニット49−1、49−2を互いに反対方向に回動させること(輻輳角調整)ができる。
As described above, when the focus driving
尚、リードスクリュー104によるフォーカスレンズ44−1、44−2の移動量や、ラック・アンド・ピニオンによるフォーカスモータ102の前後方向の移動量、スライダ・クランク機構による減速比等を調整することにより、目的の被写体に焦点が合うようにフォーカス駆動したときに、その被写体上で2つの撮像ユニット49−1、49−2の光軸が略交差するように輻輳角を調整することができる。
By adjusting the amount of movement of the focus lenses 44-1, 44-2 by the
[その他]
本発明に係るフォーカス/輻輳角調整機構は、上記第1及び第2の実施の形態に限らず、種々のものが考えられ、要は1つのフォーカス駆動用アクチュエータからのフォーカス調整時の駆動により、同時に機械的に複数の撮像ユニットを回動させ、輻輳角を調整する機構であれば、いかなるものでもよい。
[Others]
The focus / convergence angle adjustment mechanism according to the present invention is not limited to the first and second embodiments described above, and various types are conceivable. In short, the focus / convergence angle adjustment mechanism is driven by a focus adjustment actuator from one focus drive actuator. Any mechanism that mechanically rotates a plurality of imaging units at the same time and adjusts the convergence angle may be used.
1…立体撮像装置、12…メインCPU、34…被写体距離検出部、40−1、40−2…撮影レンズ、44−1、44−2…フォーカスレンズ、48−1、48−2…撮像素子、49−1、49−2…撮像ユニット、51−1、51−2…レンズユニット回転軸、55−1、55−2…レンズ枠、57−1、57−2…フォーカスレンズガイド軸、60…AF検出部、100、100’…フォーカス/輻輳角調整機構、102…フォーカスモータ、104…リードスクリュー、106…回転部材、108、110…軸、112…移動部材、114−1、114−2…連結部材、116…減速ギア列、150、152…ガイド軸、154…ピニオンギア、156…ラックギア
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Stereoscopic imaging device, 12 ... Main CPU, 34 ... Subject distance detection part, 40-1, 40-2 ... Shooting lens, 44-1, 44-2 ... Focus lens, 48-1, 48-2 ... Imaging element 49-1, 49-2 ... Imaging unit, 51-1, 51-2 ... Lens unit rotation axis, 55-1, 55-2 ... Lens frame, 57-1, 57-2 ... Focus lens guide shaft, 60 ... AF detector, 100, 100 '... focus / convergence angle adjusting mechanism, 102 ... focus motor, 104 ... lead screw, 106 ... rotating member, 108, 110 ... shaft, 112 ... moving member, 114-1, 114-2 ... Connecting
Claims (9)
第2のフォーカスレンズを含む第2の撮影光学系と、該第2の撮影光学系を介して結像する被写体像を示す第2の画像を出力する第2の撮像素子とを有する第2の撮像ユニットと、
前記第1及び第2の撮像ユニットを所定の基線長だけ左右方向に離間させるとともに、装置本体内にそれぞれ回動自在に支持するユニット支持機構と、
前記第1及び第2のフォーカスレンズの位置を調整するフォーカス調整機構と、
被写体像が前記第1及び第2の撮像素子にそれぞれ結像するように前記フォーカス調整機構にフォーカス駆動指令を出力するフォーカス制御手段と、
前記第1及び第2の撮像ユニットを回動させて輻輳角を調整する輻輳角調整手段であって、前記第1及び第2の撮影光学系の光軸が撮影距離上の被写体で略交差するように前記第1及び第2の撮像ユニットを回動させる輻輳角調整機構と、を備え、
前記フォーカス調整機構及び輻輳角調整機構は、
前記フォーカス制御手段からのフォーカス駆動指令によりその駆動が制御される単一のアクチュエータと、
前記第1及び第2のフォーカスレンズのレンズ枠にそれぞれ連結され、前記アクチュエータの駆動力を前記第1及び第2のフォーカスレンズのレンズ枠にそれぞれ伝達する連結部材と、
前記連結部材を介して前記第1及び第2のフォーカスレンズのレンズ枠に伝達される駆動力により前記第1及び第2のフォーカスレンズを光軸方向にそれぞれ移動させるフォーカスレンズ駆動機構と、
前記連結部材を介して前記第1及び第2のフォーカスレンズのレンズ枠又はフォーカスレンズガイド軸に伝達される駆動力により前記第1及び第2の撮像ユニットをそれぞれ回動させるユニット回動機構と、
を備えたことを特徴とする立体撮像装置。 A first imaging optical system including a first focus lens, and a first imaging device that outputs a first image showing a subject image formed through the first imaging optical system. An imaging unit;
A second imaging optical system including a second focus lens; and a second imaging element that outputs a second image indicating a subject image formed through the second imaging optical system. An imaging unit;
A unit support mechanism that separates the first and second imaging units in the left-right direction by a predetermined base line length and supports the first and second imaging units in a rotatable manner in the apparatus body;
A focus adjustment mechanism for adjusting the positions of the first and second focus lenses;
Focus control means for outputting a focus drive command to the focus adjustment mechanism so that a subject image is formed on each of the first and second imaging elements;
Convergence angle adjusting means for adjusting the convergence angle by rotating the first and second imaging units, and the optical axes of the first and second imaging optical systems substantially intersect at the subject on the imaging distance. A convergence angle adjusting mechanism for rotating the first and second imaging units as described above,
The focus adjustment mechanism and the convergence angle adjustment mechanism are:
A single actuator whose drive is controlled by a focus drive command from the focus control means;
A coupling member coupled to the lens frame of each of the first and second focus lenses and transmitting the driving force of the actuator to the lens frame of each of the first and second focus lenses;
A focus lens driving mechanism that moves the first and second focus lenses in the optical axis direction by a driving force transmitted to the lens frames of the first and second focus lenses via the connecting member;
A unit rotation mechanism for rotating the first and second imaging units by a driving force transmitted to the lens frame or the focus lens guide shaft of the first and second focus lenses via the connecting member;
A stereoscopic imaging apparatus comprising:
前記フォーカス制御手段は、前記撮影距離検出手段により検出された被写体の撮影距離に基づいて前記フォーカス駆動指令を出力することを特徴とする請求項1に記載の立体撮像装置。 Provided with a shooting distance detecting means for detecting the shooting distance of the subject,
The stereoscopic imaging apparatus according to claim 1, wherein the focus control unit outputs the focus driving command based on a shooting distance of the subject detected by the shooting distance detection unit.
前記回転部材に立設された2本の軸と、を有し、
前記連結部材は、前記2本の軸と前記第1及び第2のフォーカスレンズのレンズ枠とをそれぞれ連結することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の立体撮像装置。 The unit rotating mechanism includes a rotating member that rotates by a driving force of the actuator;
Two shafts erected on the rotating member,
5. The stereoscopic imaging apparatus according to claim 1, wherein the connecting member connects the two shafts and the lens frames of the first and second focus lenses, respectively. 6.
前記連結部材は、前記軸と前記第1及び第2のフォーカスレンズのレンズ枠又はフォーカスレンズガイド軸とをそれぞれ連結することを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の立体撮像装置。 The unit rotation mechanism includes an actuator support mechanism that supports the actuator movably in the front-rear direction of the apparatus body, an actuator movement mechanism that moves the actuator in the front-rear direction by the driving force of the actuator, and the actuator A shaft erected integrally, and
5. The stereoscopic imaging device according to claim 1, wherein the connecting member connects the shaft and a lens frame or a focus lens guide shaft of the first and second focus lenses.
前記連結部材は、前記移動部材と前記第1及び第2のフォーカスレンズのレンズ枠とをそれぞれ連結することを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の立体撮像装置。 The focus lens driving mechanism has a moving member that moves in the same direction as the moving direction of the first and second focus lenses by the driving force of the actuator,
The stereoscopic imaging apparatus according to claim 1, wherein the connecting member connects the moving member and the lens frames of the first and second focus lenses.
前記回転部材に立設された2本の軸と、を有し、
前記フォーカスレンズ駆動機構は、前記2本の軸によって案内されるとともに、前記アクチュエータの駆動力により前記第1及び第2のフォーカスレンズの移動方向と同方向に移動する移動部材を有し、
前記連結部材は、前記2本の軸と前記第1及び第2のフォーカスレンズのレンズ枠又はフォーカスレンズガイド軸とをそれぞれ連結するとともに、前記移動部材と前記第1及び第2のフォーカスレンズのレンズ枠とをそれぞれ連結することを特徴とする請求項4に記載の立体撮像装置。 The unit rotating mechanism includes a rotating member that rotates by a driving force of the actuator;
Two shafts erected on the rotating member,
The focus lens driving mechanism includes a moving member that is guided by the two shafts and moves in the same direction as the moving direction of the first and second focus lenses by the driving force of the actuator.
The connecting member connects the two shafts and the lens frames or focus lens guide shafts of the first and second focus lenses, respectively, and the moving member and the lenses of the first and second focus lenses. The stereoscopic imaging apparatus according to claim 4, wherein the frames are connected to each other.
前記フォーカスレンズ駆動機構は、前記アクチュエータの駆動力により前記第1及び第2のフォーカスレンズの移動方向と同方向に移動する移動部材を有し、
前記連結部材は、前記軸と前記第1及び第2のフォーカスレンズのレンズ枠又はフォーカスレンズガイド軸とをそれぞれ連結するとともに、前記移動部材と前記第1及び第2のフォーカスレンズのレンズ枠とをそれぞれ連結することを特徴とする請求項4に記載の立体撮像装置。 The unit rotation mechanism includes an actuator support mechanism that supports the actuator movably in the front-rear direction of the apparatus body, an actuator movement mechanism that moves the actuator in the front-rear direction by the driving force of the actuator, and the actuator A shaft erected integrally, and
The focus lens driving mechanism has a moving member that moves in the same direction as the moving direction of the first and second focus lenses by the driving force of the actuator,
The connecting member connects the shaft and the lens frames of the first and second focus lenses or the focus lens guide shaft, respectively, and connects the moving member and the lens frames of the first and second focus lenses. The three-dimensional imaging device according to claim 4, wherein each of the stereoscopic imaging devices is connected.
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