(57)【要約】【課題】撮影装置のサイズを大きくすることなく、簡易な操作により光学ズーム倍率および基線長の変更を行う。【解決手段】撮影者がズームレバー４を操作して望遠端にズーム操作を行うと、プリズム１２Ａ，１２Ｂおよびズームレンズ１３Ａ，１３Ｂからなるレンズユニット１８Ａ，１８Ｂがそれぞれ離れるように移動する。これにより、レンズユニット１８Ａ，１８Ｂの間隔が広がるため基線長が長くなる。撮影者がズームレバー４を操作して広角端にズーム操作を行うと、レンズユニット１８Ａ，１８Ｂがそれぞれ近づくように移動する。これにより、レンズユニット１８Ａ，１８Ｂの間隔が狭くなるため、基線長が短くなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体側からの光の光軸を変換する、互いに間隔を空けて配設された複数の光軸変換素子と、
該複数の光軸変換素子のそれぞれにより変換された変換光軸上にそれぞれ配設された複数のズーム光学系と、
前記ズーム光学系の広角側から望遠側の変倍の際に、前記光軸変換素子の間隔が前記変倍に連動して広がるように、前記光軸変換素子および前記ズーム光学系を連動させて駆動する駆動手段を備えたことを特徴とする撮影装置。
【請求項２】
前記光軸変換素子と前記ズーム光学系とが一体化されてレンズユニットを構成してなることを特徴とする請求項１記載の撮影装置。
【請求項３】
２つの前記レンズユニットを備え、前記変換光軸が対向して一致するように、前記２つのレンズユニットが配設されてなることを特徴とする請求項２記載の撮影装置。
【請求項４】
前記２つのレンズユニットの間における前記変換光軸上に、撮像面を反対側に向けて２つの撮像素子が配設されてなることを特徴とする請求項３記載の撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば視差により立体感を表すことができる立体画像を取得するための撮影装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
左右対称に配置された少なくとも一対の撮影手段を用いて画像を取得するステレオカメラ等の複眼撮影装置にて撮影を行うことにより、視差を用いて立体視を行うことが可能な視差画像を取得することができる。例えば２角撮影手段を備えた複眼撮影装置の場合、２つの撮影手段の間隔を空け、同一被写体を異なる視点から撮影することにより２つの視差画像を取得し、この２つの視差画像から視差を利用して立体視可能な立体画像を作成している。
【０００３】
このような複眼撮影装置においては、被写体までの距離に応じて撮影手段間の距離（基線長）を変更する必要がある。すなわち、遠くの被写体を撮影する場合には、基線長を長くしないと視差が足りなくなって立体視を行うことができず、近くの被写体を撮影する場合には、基線長を短くしないと視差が大きすぎて、立体視を行った際に像がぶれて二重に見えてしまう。このため、被写体までの距離を測定し、距離に応じて基線長を変更するようにした撮影装置が提案されている（特許文献１参照）。また、基線長を変更する際に、光学系のみを移動させるようにした撮影装置が提案されている（特許文献２参照）。さらに、基線長が一定となるように２つの撮影系を配設した撮影装置において、ズーム動作に拘わらず、２つの撮影系に設けられたズームレンズの基線長が変更されないようにした撮影装置も提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−１６６２０号公報
【特許文献２】特開２００２−１１２２８８号公報
【特許文献３】特開２００７−２６４３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、ズーム光学系を備えた複眼撮影装置において、光学ズームの広角端においては、被写体が撮影装置の近くにあるため、基線長を短くする必要がある。一方、光学ズームの望遠端においては、被写体が撮影装置の遠くにあるため、基線長を長くする必要がある。上記特許文献１，２に記載された撮影装置においては、撮影装置の光学ズーム倍率を変更した場合、それに応じて基線長を変更する操作を行う必要がある。また、特許文献３に記載された撮影装置においては、光学ズーム倍率を変更しても基線長を変更しないようにするものであるため、適切な視差を有する視差画像を取得できないおそれがある。
【０００６】
さらに、特許文献１，２に記載された撮影装置において、ズーム光学系を備えるものとした場合、撮影装置の奥行き方向のサイズが大きくなってしまう。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、撮影装置のサイズを大きくすることなく、簡易な操作により光学ズーム倍率および基線長の変更を行うことができるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明による撮影装置は、物体側からの光の光軸を変換する、互いに間隔を空けて配設された複数の光軸変換素子と、
該複数の光軸変換素子のそれぞれにより変換された変換光軸上にそれぞれ配設された複数のズーム光学系と、
前記ズーム光学系の広角側から望遠側の変倍の際に、前記光軸変換素子の間隔が前記変倍に連動して広がるように、前記光軸変換素子および前記ズーム光学系を連動させて駆動する駆動手段を備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
なお、本発明による撮影装置においては、前記光軸変換素子と前記ズーム光学系とが一体化されてレンズユニットを構成してなるものとしてもよい。
【００１０】
この場合、２つの前記レンズユニットを備えるものとし、前記変換光軸が対向して一致するように、前記２つのレンズユニットを配設するようにしてもよい。
【００１１】
さらに、前記２つのレンズユニットの間における前記変換光軸上に、撮像面を反対側に向けて２つの撮像素子を配設するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ズーム光学系の広角側から望遠側の変倍の際に、光軸変換素子の間隔が変倍に連動して広がるように、光軸変換素子およびズーム光学系を連動させて駆動するようにしたものである。ここで、光軸変換素子は、物体側からの光の光軸を変換するため、本発明による撮影装置においては、複数の光軸変換素子の間隔が基線長に相当するものとなっている。このため、本発明においては、広角側に変倍操作を行うと光軸変換素子の間隔が狭くなるために、基線長が短くなる。逆に、望遠側に変倍操作を行うと光軸変換素子の間隔が広くなるため、基線長が長くなる。したがって、本発明によれば、ズーム操作により、変倍および基線長の変更の双方を同時に行うことができ、その結果、変倍および基線長の変更操作が容易なものとなる。
【００１３】
また、ズーム光学系は変換光軸上に配設されているため、物体側からの光軸上にズーム光学系を配設する場合と比較して、撮影装置の奥行き方向のサイズを小さくすることができる。
【００１４】
また、光軸変換素子とズーム光学系とを一体化してレンズユニットを構成することにより、光学変換素子およびズーム光学系の連動を容易に行うことができる。
【００１５】
また、レンズユニットを２つ備えた場合、変換光軸が対向して一致するように２つのレンズユニットを配設することにより、撮影装置の奥行き方向のサイズをさらに小さくすることができる。また、基線長が変更されても撮像素子に入射する変換光軸は変更されないため、光軸ブレが起きなくなる。
【００１６】
また、２つのレンズユニットの間における変換光軸上に、撮像面を反対側に向けて２つの撮像素子を配設することにより、撮影装置の構成をより小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態による撮影装置を適用したデジタルカメラの外観を示す図（望遠端）
【図２】デジタルカメラの上側から見た撮影部の光学系の構成を示す平面図
【図３】望遠端における光学系の配置を示す図
【図４】広角端における光学系の配置を示す図
【図５】本発明の実施形態による撮影装置を適用したデジタルカメラの外観を示す図（広角端）
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の実施形態による撮影装置を適用した複眼のデジタルカメラ１の外観を示す図である。図１に示すように、このデジタルカメラ１の上部には、レリーズボタン２、電源ボタン３およびズームレバー４が備えられている。
【００１９】
デジタルカメラ１の正面には、フラッシュ５およびレンズ窓６が備えられている。レンズ窓６は、デジタルカメラ１の水平方向に長辺を有する長方形形状をなしている。
【００２０】
レンズ窓６の内部には、２つの撮影部１０Ａ，１０Ｂの撮影レンズ群を構成する第１レンズ１１Ａ，１１Ｂがレンズ窓６に近接して配設されている。
【００２１】
図２はデジタルカメラ１の上側から見た撮影部１０Ａ，１０Ｂの光学系の構成を示す平面図である。なお、図２においては下方がデジタルカメラ１の正面側となっている。図２に示すように、撮影部１０Ａ，１０Ｂは、物体側に向くようにデジタルカメラ１の正面に対して垂直な光軸Ｘ１，Ｘ２を有する第１レンズ１１Ａ，１１Ｂ、第１レンズ１１Ａ，１１Ｂの光軸Ｘ１，Ｘ２を、それぞれが対向して一致するように９０度変換するプリズム（光軸変換素子）１２Ａ，１２Ｂ、ズームレンズ１３Ａ，１３Ｂ、フォーカスレンズ１４Ａ，１４Ｂおよび撮像素子１５Ａ，１５Ｂを備える。
【００２２】
光軸Ｘ１，Ｘ２は平行であり、対向する同一の光軸Ｘ３，Ｘ４となるように、プリズム１２Ａ，１２Ｂにより９０度変換される。なお、光軸Ｘ１，Ｘ２の間隔が、本実施形態によるデジタルカメラ１の撮影部１０Ａ，１０Ｂの基線長となる。
【００２３】
撮像素子１５Ａ，１５Ｂは、撮像面が反対を向くように互いに背中合わせとなるように保持部１６に保持されており、それぞれ光軸Ｘ３，Ｘ４に沿って入射する被写体像を光電変換して、被写体を表す画像データを生成する。なお、ズームレンズ１３Ａ，１３Ｂ、フォーカスレンズ１４Ａ，１４Ｂおよび撮像素子１５Ａ，１５Ｂは、光軸Ｘ３，Ｘ４上に配置されている。
【００２４】
ズームレンズ１３Ａ，１３Ｂは、プリズム１２Ａ，１２Ｂとともに鏡筒１７Ａ，１７Ｂに保持されており、レンズユニット１８Ａ，１８Ｂを構成している。レンズユニット１８Ａ，１８Ｂは、モータとモータドライバとからなるユニット駆動部２０Ａ，２０Ｂによって光軸Ｘ３，Ｘ４に沿って互いに反対方向に連動して移動可能である。なお、レンズユニット１８Ａ，１８Ｂの移動量は、ズームレバー４の操作量に応じて変更される。
【００２５】
フォーカスレンズ１４Ａ，１４Ｂは、モータとモータドライバとからなるフォーカスレンズ駆動部２１Ａ，２１Ｂによって、光軸Ｘ３，Ｘ４の方向に、互いに連動して移動可能である。なお、フォーカスレンズ１４Ａ，１４Ｂの移動量は、不図示のＡＦ処理部により決定される。
【００２６】
なお、第１レンズ１１Ａ，１１Ｂ、ズームレンズ１３Ａ，１３Ｂおよびフォーカスレンズ１４Ａ，１４Ｂは、ズームレンズ１３Ａ，１３Ｂが広角端となったときに全長が最も短くなり、望遠端となったときに全長が最も長くなるようにパワー配置されている。
【００２７】
次いで、本実施形態によるデジタルカメラ１のズーム動作について説明する。図３は望遠端における光学系の配置を示す図、図４は広角端における光学系の配置を示す図、図５は広角端におけるデジタルカメラ１の外観を示す図である。なお、図３および図４においては、ユニット駆動部２０Ａ，２０Ｂおよびフォーカスレンズ駆動部２１Ａ，２１Ｂは省略している。撮影者がズームレバー４を操作して望遠端にズーム操作を行うと、レンズユニット１８Ａ，１８Ｂは、矢印Ａ１，Ａ２方向にそれぞれ離れるように移動する。これにより、図１および図３に示すように、レンズユニット１８Ａ，１８Ｂの間隔が広がるため、基線長が長くなる。
【００２８】
一方、撮影者がズームレバー４を操作して広角端にズーム操作を行うと、レンズユニット１８Ａ，１８Ｂは、矢印Ａ３，Ａ４方向にそれぞれ近づくように移動する。これにより、図４および図５に示すようにレンズユニット１８Ａ，１８Ｂの間隔が狭くなるため、基線長が短くなる。
【００２９】
このように、本実施形態においては、ズーム操作により、変倍および基線長の変更の双方を同時に行うことができるため、変倍および基線長の変更操作が容易なものとなる。
【００３０】
また、基線長が変更されても撮像素子１５Ａ，１５Ｂに入射する光軸Ｘ３，Ｘ４は変更されないため、光軸ブレが起きなくなる。
【００３１】
また、ズームレンズ１３Ａ，１３Ｂは光軸Ｘ３，Ｘ４上に配設されているため、物体側からの光軸Ｘ１，Ｘ２上にズームレンズ１３Ａ，１３Ｂを配設する場合と比較して、デジタルカメラ１の奥行き方向のサイズを小さくすることができる。
【００３２】
また、プリズム１２Ａ，１２Ｂにより反射された光が、対向して一致するようにレンズユニット１８Ａ，１８Ｂを配設しているため、デジタルカメラ１の奥行き方向のサイズをさらに小さくすることができる。
【００３３】
また、光軸Ｘ３，Ｘ４上に、撮像面を反対側に向けて２つの撮像素子１５Ａ，１５Ｂを配設することにより、デジタルカメラ１の構成をより小型化することができる。
【００３４】
なお、上記実施形態においては、プリズム１２Ａ，１２Ｂにより、物体側からの光を反射しているが、プリズム１２Ａ，１２Ｂに代えて、ミラー等の他の光軸変換素子を用いることも可能である。
【００３５】
また、上記実施形態においては、物体側からの光軸Ｘ１，Ｘ２を、対向して一致する光軸Ｘ３，Ｘ４に変換しているが、光軸Ｘ１，Ｘ２をデジタルカメラ１の下方に変換するようにしてもよい。この場合、撮影部１０Ａ，１０Ｂをズーム操作に連動して互いに近づいたり離れたりするように駆動するための駆動部をデジタルカメラ１に設けることにより、ズーム倍率の変更と基線長の変更とを連動させることができる。
【００３６】
また、上記実施形態においては、撮像素子１５Ａ，１５Ｂを撮像面を反対側に向けて互いに背中合わせにして保持部１６に保持しているが、フォーカスレンズ１４Ａ，１４Ｂを透過した光の光軸Ｘ３，Ｘ４を変更するプリズム等の他の光学変換素子を設け、これにより変更された光軸上に撮像素子１５Ａ，１５Ｂを配設するようにしてもよい。
【００３７】
また、上記実施形態においては、デジタルカメラ１に２つの撮影部１０Ａ，１０Ｂを設けているが、３以上の撮影部を設けるようにしてもよい。例えば、２つの撮影部の組を２つ（合計４個の撮影部）用意し、各組の撮影部の基線長の移動方向が直交するようにデジタルカメラに撮影部を設けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３８】
１    デジタルカメラ
２    レリーズボタン
３    電源ボタン
４    ズームレバー
５    フラッシュ
６    レンズ窓
１０Ａ，１０Ｂ    撮影部
１１Ａ，１１Ｂ    第１レンズ
１２Ａ，１２Ｂ    プリズム
１３Ａ，１３Ｂ    ズームレンズ
１４Ａ，１４Ｂ    フォーカスレンズ
１５Ａ，１５Ｂ    撮像素子
１６    保持部
１７Ａ，１７Ｂ    鏡筒
１８Ａ，１８Ｂ    レンズユニット
２０Ａ，２０Ｂ    ユニット駆動部
２１Ａ，２１Ｂ    フォーカスレンズ駆動部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2010191325.tif 000006
【図５】
2010191325.tif 000007