(57)【要約】    【課題】  制御できる輻輳角範囲を広く保ちつつ、ズーム操作によって輻輳角が変更されることを防ぐ立体映像撮影システムを提供すること。    【解決手段】    視差を利用した立体撮影システムに使用される光学装置であって、前記立体映像撮影システムにおける輻輳角を変更する輻輳角変更光学素子と、前記輻輳角変更光学素子を制御する輻輳角制御手段と、光学装置の焦点距離を変更するズームレンズと、前記ズームレンズを制御するズーム制御手段と、前記輻輳角制御手段により算出した制御目標となる目標輻輳角から前記ズームレンズの制御範囲情報を算出するズーム範囲算出手段を有し、前記ズーム制御手段は、前記ズーム範囲算出手段により算出した制御範囲情報を基に前記ズームレンズを制御することを特徴とする構成とした。【選択図】    図１
2014145875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
視差を利用した立体撮影システムに使用される光学装置であって、前記立体映像撮影システムにおける輻輳角を変更する輻輳角変更光学素子と、前記輻輳角変更光学素子を制御する輻輳角制御手段と、光学装置の焦点距離を変更するズームレンズと、前記ズームレンズを制御するズーム制御手段と、前記輻輳角制御手段により算出した制御目標となる目標輻輳角から前記ズームレンズの制御範囲情報を算出するズーム範囲算出手段を有し、前記ズーム制御手段は、前記ズーム範囲算出手段により算出した制御範囲情報を基に前記ズームレンズを制御することを特徴とする光学装置。
【請求項２】
前記輻輳角変更光学素子は、光軸に垂直な面を移動させることで輻輳角を変更することができる光学素子であることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
【請求項３】
前記ズームレンズの制御範囲情報は、前記目標輻輳角を維持しつつ、前記輻輳角変更光学素子の移動量が所定閾値を超えないような前記ズームレンズの位置情報を基に、前記ズームレンズの制御範囲情報を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記ズームレンズの制御範囲情報は、前記目標輻輳角を維持しつつ、光学装置の有効光束がケラレないような前記ズームレンズの位置情報を基に、前記ズームレンズの制御範囲情報を算出することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項５】
光学装置の結像位置を変更するフォーカスレンズと、前記フォーカスレンズの位置を検出するフォーカス位置検出手段を有し、前記輻輳角制御手段は、少なくとも前記フォーカス位置検出手段で検出したフォーカス位置を基に輻輳角を制御することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項６】
輻輳角制御幅を記憶する輻輳角制御幅記憶手段を有し、前記ズーム範囲算出手段は、前記ズームレンズが移動後の輻輳角から、前記輻輳角制御幅記憶手段で記憶した輻輳角制御幅だけ輻輳角が制御できるように、少なくとも前記輻輳角制御幅を基に前記ズームレンズの制御範囲情報を算出することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項７】
光学装置に加わった振動の振動角を検出する振動角検出手段を有し、前記輻輳角制御手段は、少なくとも前記振動検出手段で検出した振動角を基に輻輳角変更光学素子を制御することで、振動による光学装置の像ぶれを軽減するようにしたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項８】
像ぶれを軽減することが可能となる最大振動角を記憶する振動角幅記憶手段を有し、前記ズーム範囲算出手段は、前記ズームレンズの位置に依らず、常に前記振動角記憶手段で記憶した最大振動角の振動による像ぶれを軽減できるように、少なくとも前記最大振動角を基に前記ズームレンズの制御範囲情報を算出することを特徴とする請求項７に記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学機器に関し、特に輻輳角を制御可能な立体撮影システムに構成される光学機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、映像制作業界では、より臨場感のある映像が求められ、特に、奥行き感のある映像を表現できる立体映像に関する要求は非常に高まってきている。立体映像を撮影する時には、従来の撮影で操作できる画角やピント位置だけでなく、映像の奥行き感を操作できるようにすることが必要とされている。奥行き感を操作する方法として、２つの撮影装置の基線長（２つの撮影装置の距離）、または、輻輳角（２つの撮影装置がなす角度）を制御する方法がある。しかし、人の目の動きに近づけた方がより自然な立体映像を撮影できるため、基線長を固定して、輻輳角を制御する方法が一般的である。
【０００３】
輻輳角を制御する方法として、撮影装置全体を回転させる方法や、ミラーやプリズムを用いる方法が提案されているが、いずれも構造が大きくなり、また微小な輻輳角制御が難しい。
【０００４】
これを解決するために、光軸に垂直な面に移動する光学素子（以下、シフトレンズと呼ぶ）を用いて輻輳角を制御する（特許文献１）、といった方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−０２８９００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の特許文献に開示された従来技術で構成するシフトレンズは光軸に垂直な面に移動するため、光が通過する面積が小さくなる撮像素子側に配置しないと構造が大きくなってしまう。そのため、シフトレンズは、焦点距離を変化させる光学素子よりも撮像素子側に配置しており、このような配置の場合、焦点距離によって、制御できる輻輳角範囲が異なってくる。したがって、焦点距離を変更した場合には、変更する前の輻輳角が維持できなくなる場合が生じてくる。この場合、操作者はズームを操作しているだけであるのに、輻輳角が変更されてしまい、撮影した映像が不快なものになってしまう可能性がある。制御できる輻輳角範囲を最小範囲に抑えることで上記の問題は解決することができるが、制御できる輻輳角範囲は非常に狭くなってしまう。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、制御できる輻輳角範囲を広く保ちつつ、ズーム操作によって輻輳角が変更されることを防ぐ立体映像撮影システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明は、視差を利用した立体撮影システムに使用される光学装置であって、前記立体映像撮影システムにおける輻輳角を変更する輻輳角変更光学素子と、前記輻輳角変更光学素子を制御する輻輳角制御手段と、光学装置の焦点距離を変更するズームレンズと、前記ズームレンズを制御するズーム制御手段と、前記輻輳角制御手段により算出した制御目標となる目標輻輳角から前記ズームレンズの制御範囲情報を算出するズーム範囲算出手段を有し、前記ズーム制御手段は、前記ズーム範囲算出手段により算出した制御範囲情報を基に前記ズームレンズを制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば制御できる輻輳角範囲を広く保ちつつ、ズーム操作によって輻輳角が変更されることを防ぐ立体映像撮影システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施例１の立体映像撮影システムの構成を示すブロック図
【図２】実施例１のパラメータ設定部の構成、及び、設定項目を示す図
【図３】光軸回転角範囲を示す図
【図４】焦点距離とシフトレンズ移動量を示す図
【図５】メイン処理を示すフローチャート
【図６】実施例１のシフトレンズ制御処理を示すフローチャート
【図７】実施例１のズーム制御処理を示すフローチャート
【図８】フォーカス制御処理を示すフローチャート
【図９】実施例１の通信処理を示すフローチャート
【図１０】実施例１の効果を示す図
【図１１】実施例２の立体映像撮影システムの構成を示すブロック図
【図１２】実施例２のパラメータ設定部の構成、及び、設定項目を示す図
【図１３】基線長、及び、初期輻輳角を示す図
【図１４】実施例２のシフトレンズ制御処理を示すフローチャート
【図１５】輻輳角制御量Ｐｄを算出する式
【図１６】実施例２のズーム制御処理を示すフローチャート
【図１７】実施例２の通信処理を示すフローチャート
【図１８】実施例２の水平光軸回転角算出方法を示す図
【図１９】実施例２の効果を示す図
【図２０】実施例３の立体映像撮影システムの構成を示すブロック図
【図２１】実施例３のシフトレンズ制御処理を示すフローチャート
【図２２】像ぶれ補正ＯＮ時の光軸回転角範囲を示す図
【図２３】実施例３のズーム制御処理を示すフローチャート
【図２４】実施例３の通信処理を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
［実施例１］
図１は、本発明を適用できる実施例１の立体映像撮影システムの構成を示したものである。
【００１３】
初めに、ズームレンズ装置１０１について説明する。フォーカスレンズ群１１１は、光軸方向に移動することで、ズームレンズ装置１０１の結像位置を変位させるための光学素子である。フォーカスレンズ群１１１は、フォーカスモータ１１４によりを駆動され、その位置をフォーカス位置検出器１１９で検出する。
【００１４】
ズームレンズ群１１２は、光軸方向に移動することで、ズームレンズ装置１０１の焦点距離を可変させるための光学素子である。ズームレンズ群１１２は、ズームモータ１１５により駆動され、その位置をズーム位置検出器１２１で検出する。
【００１５】
シフトレンズ１１３は、光軸に垂直な面内を移動することで、ズームレンズ装置１０１の光軸を所定角度回転させるための光学素子である。シフトレンズ１１３は水平方向と垂直方向に独立して駆動することが可能であり、水平シフトレンズモータ１１６により水平方向に、垂直シフトレンズモータ１１７で垂直方向に駆動される。シフトレンズ１１３の水平位置、垂直位置はそれぞれ水平シフトレンズ位置検出器１２３、垂直シフトレンズ位置検出器１２５で検出する。
【００１６】
ＣＰＵ１２８は、フォーカスレンズ群１１１、ズームレンズ群１１２、シフトレンズ１１３を制御するデバイスである。後述するソフトウェア処理によってそれぞれの制御データを算出し、ＤＡ変換器１２６を介して、それぞれの駆動回路に制御信号を入力する。
【００１７】
パラメータ設定部１３１は、ズームレンズ装置１０１が記憶する複数のパラメータの設定、及び、表示を行う部材であり、図２のように、データ表示部１５１、決定ボタン１５２、４方向選択ボタン１５３によって構成される。本実施例では、“レンズタイプ”、“垂直光軸回転角”の２項目が設定できるものとする。“レンズタイプ”は、ズームレンズ装置１０１の使用する形態を設定するものであり、単独で使用する「通常」、立体撮影時に右で使用する「立体右」、立体撮影時に左で使用する「立体左」の３種類に設定できるものとする。本実施例では、ズームレンズ装置１０１は「立体右」、ズームレンズ装置２０１は「立体左」に設定するものとする。
【００１８】
“垂直光軸回転角”とは、立体映像を撮影する場合に、２つのズームレンズ装置の光軸の垂直位置を合わせるために設定するものであり、１００段階程度に設定できるものとする。各項目の選択は、４方向選択ボタン１５３の上下ボタンで行い、カーソルを選択する項目に合わせる。その後、決定ボタン１５２を押し、４方向選択ボタン１５３の左右ボタンを操作することで、パラメータを変更することができる。
【００１９】
ＥＥＰＲＯＭ１２９は、パラメータ設定部１３１の操作によって設定されたパラメータを記憶するデバイスであり、ズームレンズ装置１０１の電源投入時、記憶したパラメータがＣＰＵ１２８内のメモリに転送される。
【００２０】
通信回路１３０は、ズームレンズ装置２０１、フォーカス操作装置３０１、ズーム操作装置３０２、輻輳角操作装置３０３と通信を行うための回路である。
【００２１】
カメラ装置１０２は、ズームレンズ装置１０１を通過した光を撮像素子１６１で結像させ、映像データに変換する装置である。
【００２２】
ズームレンズ装置２０１、及び、カメラ装置２０２は、それぞれズームレンズ装置１０１、カメラ装置１０２と同じ構成を持つ装置であり、説明を省略する。
【００２３】
なお、ズームレンズ装置１０１、２０１で制御可能な光軸回転角範囲を図３に示す。図３の横軸はズームレンズ装置の焦点距離を示し、縦軸はその焦点距離に対する光軸回転角を示しており、点線で表わされた範囲が制御可能な光軸回転角範囲となる。図３に示すように、制御可能な光軸回転角は焦点距離により異なってくる。制御可能な光軸回転角範囲を制限する要因は２つあり、１つはシフトレンズ１１３、２１３の移動量が機構的に制限されていることである。
【００２４】
本実施例のようなシフトレンズ１１３、２１３の配置である場合、所定の光軸回転角を得るためのシフトレンズの移動量は図４のように示される。図４の横軸は焦点距離を示し、縦軸はシフトレンズ移動量を示しており、同一の光軸回転角を得るのに、焦点距離が望遠側に行くにつれてシフトレンズの移動量を大きくしなければならない。一般的にシフトレンズの移動量は機構的に制限されているため、図３の領域Ａではシフトレンズの移動量が確保できずに、光軸回転角を制御することができなくなる。
【００２５】
また、制御可能な光軸回転角範囲を制限するもう１つの要因は、シフトレンズを移動することにより、撮像素子１６１に結像する像が光学的にケラレてしまうことである。像がケラレない最大の光軸回転角の焦点距離による変化は、ズームレンズ装置１０１に含まれる光学素子の配置により決まるが、本実施例では図３の領域Ｂで映像がケラレてしまうこととする。したがって、領域Ｂに光軸回転角を制御すると、映像の一部が暗くなり、違和感のある映像となるため、領域Ｂに入らないように光軸回転角を制御する必要がある。
【００２６】
フォーカス操作装置３０１はフォーカスレンズ群１１１、２１１を操作するための装置であり、操作量をフォーカスレンズ群の位置に相当するフォーカス位置操作量Ｆｃに変換し、ズームレンズ装置１０１に送信する。
【００２７】
ズーム操作装置３０２は、ズームレンズ群１２１、２１２を操作するための装置であり、操作量をズームレンズ群の速度に相当するズーム速度操作量Ｚｃに変換し、ズームレンズ装置１０１に送信する。ズーム操作装置３０２は、操作していない場合、ズーム速度操作量Ｚｃが０となり、望遠側に操作した場合、ズーム速度操作量Ｚｃが正の値となり、広角側に操作した場合、ズーム速度操作量Ｚｃが負の値となる。
【００２８】
輻輳角操作装置３０３は、この立体映像撮影システムの輻輳角を操作するための装置であり、操作量は輻輳角操作量Ｐｃに変換され、ズームレンズ装置１０１に送信される。
【００２９】
次に、ＣＰＵ１２８で行うソフトウェア処理について説明する。なお、ＣＰＵ２２８で行うソフトウェア処理については、ＣＰＵ１２８のソフトウェア処理と同様であるため、説明は省略する。
【００３０】
図５は、ＣＰＵ１２８で行うソフトウェア処理をフローチャートに示したものであり、シフトレンズ制御処理、ズーム制御処理、フォーカス制御処理、通信処理を順番に繰り返し行う。
【００３１】
Ｓ１０１で行うシフトレンズ制御処理について説明する。図６は、シフトレンズ制御処理をフローチャートに示したものである。
【００３２】
Ｓ２０１では、ＡＤ変換器１２７を通して、フォーカスレンズ群１１１の位置（以降、フォーカス位置と呼ぶ）Ｆと、ズームレンズ群１１２の位置（以降、ズーム位置と呼ぶ）Ｚを取得する。Ｓ２０２では、ズームレンズ装置１０１に輻輳角操作装置が接続されているかどうかを判断し、接続されている場合、Ｓ２０３で輻輳角操作量Ｐｃを取得する。接続されていない場合は、Ｓ２０４に進み、後述する通信処理において受信した輻輳角操作量Ｐｃを取得する。ただし、受信していない場合には、輻輳角操作量Ｐｃを０とする。
【００３３】
Ｓ２０５では、パラメータ設定部１３１で設定した“レンズタイプ”が「立体右」であるか、「立体左」であるか、「通常」であるかを判断する。“レンズタイプ”が「立体右」である場合、輻輳角操作量Ｐｃをそのまま水平光軸回転角θｈとし、“レンズタイプ”が「立体左」である場合には、輻輳角操作量Ｐｃの符号を反転した値を水平光軸回転角θｈとして、Ｓ２０９に進む。一方、“レンズタイプ”が「通常」である場合には、水平光軸回転角θｈを０として、Ｓ２０９に進む。
【００３４】
Ｓ２０９では、ズーム位置Ｚによって決まる光軸回転角範囲の中に水平光軸回転角θｈが収まるようにリミット処理を行う。ここでは、光軸回転角最小値θｍｉｎ、最大値θｍａｘをあらかじめ記憶したルックアップテーブルとズーム位置Ｚから抽出し、θｈ＜θｈｍｉｎの場合はθｈをθｍｉｎに、θｈ＞θｍａｘの場合はθｈをθｍａｘにする。前述したように、ズームレンズ装置１０１は焦点距離に応じて光軸回転角の範囲が図３のように制限されているため、このリミット処理を行う必要がある。なお、光軸回転角範囲はフォーカス位置Ｆによっても変化するが、ここではフォーカス位置に依らずに処理を単純化するため、制御可能な光軸回転角範囲を最も範囲が狭くなるフォーカス位置Ｆで設定するものとする。
【００３５】
Ｓ２１０では、水平光軸回転角θｈに、シフト補正係数ｆｕｎｃ１（Ｚ，Ｆ）を乗算した結果をシフトレンズ水平制御位置（以下、水平制御位置と省略して呼ぶ）Ｘｈとし、Ｓ２１１に進む。シフト補正係数ｆｕｎｃ１（Ｚ，Ｆ）は、ズームレンズ装置が所望する光軸回転角になるようなシフトレンズの移動量を算出するための補正係数である。この補正係数は、ズーム位置Ｚ、フォーカス位置Ｆによって決まる係数であり、ＣＰＵ１２８にあらかじめ記憶したルックアップテーブルにより抽出する。
【００３６】
Ｓ２１１、Ｓ２１２では、パラメータ設定部１３１の“垂直光軸回転角”で設定した垂直光軸回転角θｖを取得し、その値にＳ２１０で使用したシフト補正係数ｆｕｎｃ１（Ｚ，Ｆ）を乗算ことでシフトレンズ垂直制御位置Ｘｖを算出している。
【００３７】
Ｓ２１３では、ＡＤ変換器１２７通して、シフトレンズの水平、垂直位置データをそれぞれ取得する。そして、Ｓ２１４にて、これらの位置データと、水平制御位置Ｘｈ、垂直制御位置Ｘｖを用いて、水平、垂直それぞれのモータ駆動データを生成し、ＤＡ変換器１２６へ出力する。
【００３８】
続いて、Ｓ１０２で行うズーム制御処理について説明する。図７は、ズーム制御処理をフローチャートに示したものである。
【００３９】
Ｓ３０１では、ズーム操作装置が接続されているかどうかを判断し、接続されている場合、ズーム操作装置から受信したズーム速度操作量Ｚｃを取得する。続いて、Ｓ３０３では、パラメータ設定部１３１で設定した“レンズタイプ”が「通常」であるかを判断する。“レンズタイプ”が「通常」でない場合、Ｓ３０４に進み、Ｓ２０９で決定された水平光軸回転角θｈを取得する。そして、Ｓ３０５では、水平光軸回転角θｈの絶対値｜θｈ｜と２つのズーム最小値テーブルｆｕｎｃ２（θ）、ズーム最大値テーブルｆｕｎｃ３（θ）を用いて、ズーム最小値Ｚｍｉｎ、最大値Ｚｍａｘを算出する。ズーム最小値テーブルｆｕｎｃ２（θ）、ズーム最大値テーブルｆｕｎｃ３（θ）は、前述したように、シフトレンズ最大移動量と光学素子の配置によって決まり、あらかじめＣＰＵ１２８にルックアップテーブルとして記憶しておく。ここで算出したズーム最小値Ｚｍｉｎ、最大値Ｚｍａｘは、現在の水平光軸回転角θｈを維持することができるズーム位置Ｚの範囲を示している。制御可能な水平光軸回転角範囲は、図３のように焦点距離に応じて変化するため、現在の水平光軸回転角θｈを維持するためには、ズーム位置を制限する必要がある。
Ｓ３０３で“レンズタイプ”が「通常」である場合には、Ｓ３０６に進み、ズーム最小値Ｚｍｉｎ、最大値Ｚｍａｘをそれぞれ広角端、望遠端にする。
【００４０】
Ｓ３０７では、Ｓ３０２で取得したズーム速度操作量Ｚｃにズーム制御位置Ｚｐを加算した結果を、新たなズーム制御位置Ｚｐとして更新する。そして、Ｓ３０８では、Ｓ３０５、または、Ｓ３０６で決定したズーム最小値Ｚｍｉｎ、最大値Ｚｍａｘを用いて、Ｚｐ＜Ｚｍｉｎの場合はＺｐをＺｍｉｎに、Ｚｐ＞Ｚｍａｘの場合はＺｐをＺｍａｘにする。
【００４１】
Ｓ３０１で、ズーム操作装置が接続されていない場合には、Ｓ３０９で接続した他のズームレンズ装置から受信したズーム制御位置をＺｐとし、Ｓ３１１に進む。
最後に、Ｓ３１１でズーム位置Ｚを取得し、Ｓ３１２でズーム位置Ｚとズーム制御位置Ｚｐを用いて、ズーム駆動データを算出し、ＤＡ変換器１２６に出力する。
【００４２】
次に、Ｓ１０３のフォーカス制御処理について説明する。図８は、フォーカス制御処理をフローチャートに示したものである。Ｓ４０１でフォーカス操作装置が接続されているかどうかを判断し、接続されていれば、フォーカス位置操作量Ｆｃを取得する。Ｓ４０３では、フォーカス最小値Ｆｍｉｎ、最大値Ｆｍａｘをそれぞれ至近端、無限端にし、Ｓ４０４では、フォーカス位置操作量Ｆｃをそのまま、フォーカス制御位置Ｆｐに設定する。Ｓ４０５〜Ｓ４０８は、図７のズーム制御処理で説明したＳ３０８〜Ｓ３１１と同様の処理をフォーカスに対して行うため、説明は省略する。
【００４３】
Ｓ１０４の通信処理について説明する。図９は、通信処理をフローチャートに示したものである。
【００４４】
Ｓ５０１では、接続した他のズームレンズ装置、ズーム操作装置、フォーカス操作装置、輻輳角操作装置から送信されたデータを受信する。Ｓ５０２、Ｓ５０３では、パラメータ設定部１３１で設定した“レンズタイプ”が「通常」であるか、及び、他のズームレンズ装置と接続しているかどうかを判断する。“レンズタイプ”が「通常」である、または、他のズームレンズ装置と接続していない場合には、通信処理を終了し、それ以外の場合には、Ｓ５０４に進む。
【００４５】
Ｓ５０４では、輻輳角操作装置が接続されているかどうかを判断し、接続されている場合には、輻輳角操作量Ｐｃを接続したズームレンズ装置２０１に送信する。
Ｓ５０６では、ズーム操作装置が接続されているかどうかを判断し、接続されている場合には、Ｓ３０８で決定したズーム制御位置Ｚｐを接続したズームレンズ装置２０１に送信する。Ｓ５０８では、同様に、フォーカス操作装置が接続されているかどうかを判断し、接続されている場合には、Ｓ４０５で決定したフォーカス制御位置Ｆｐを接続したズームレンズ装置２０１に送信する。
【００４６】
上述したように、システムを構成し、ソフトウェア処理を行うことにより、２つのズームレンズ装置のフォーカスレンズ群、ズームレンズ群を同期して駆動することができ、立体映像を撮影するのに適した動作をさせることができる。また、輻輳角操作装置の操作によって、２つのズームレンズ装置の光軸を逆方向に同一角度駆動させることができるため、立体映像撮影の輻輳角を操作することが可能となる。
【００４７】
ここで、図１０を用いて本実施例の効果を説明する。
【００４８】
図３のように焦点距離に応じて制御可能な光軸回転角が制限されている立体映像撮影システムに対し、本実施例を用いない場合は、ズーム制御とシフトレンズ制御は別々に行われる。そのため、図１０のＳ０の状態から、望遠側にズームを操作すると、Ｓ１の状態でシフトレンズは機構的に移動できなくなり、さらに望遠側にズーム操作すると、シフトレンズは停止し、Ｓ２の状態に向かうことになり、水平光軸回転角は減少していく。つまり、操作者はズーム操作をしただけなのに、勝手に立体映像撮影システムの輻輳角が変化してしまうことになり、不快な映像を撮影してしまうことになる。
【００４９】
一方で、Ｓ０の状態から、広角側にズーム操作すると、Ｓ３の状態から広角側で映像がケラレてしまい、不快な映像となってしまう。また、映像がケラレないようにシフトレンズ制御方法をＳ５の状態に向かって光軸回転角を制御することも可能であるが、望遠側と同様に、勝手に立体映像撮影システムの輻輳角が変化してしまうことになる。
【００５０】
本実施例では、水平光軸回転角の情報を基に、ズームの駆動範囲を制限することで、Ｓ０の状態から、望遠側にズームを操作すると、Ｓ１の状態でズームが停止することになり、勝手に立体映像撮影システムの輻輳角を変化することを防ぐことができる。また、Ｓ０の状態から、広角側にズーム操作すると、Ｓ３の状態でズームが停止することになり、映像がケラレることを防ぎつつ、勝手に立体映像撮影システムの輻輳角を変化することも防ぐことができる。
【００５１】
以上のように、上述したソフトウェア処理を用いることにより、ズーム操作によって立体映像撮影システムの輻輳角が変化してしまうことはなく、不快な立体映像になることを防ぐことができるようになる。
【００５２】
［実施例２］
図１１は、本発明を適用できる実施例２の立体映像撮影システムの構成を示したものである。本実施例では、輻輳角操作装置３０３を接続しない以外は、実施例１と同様であるため、各構成の説明は省略する。ただし、パラメータ設定部１３１は、図１２のように、実施例１で説明した“レンズタイプ”、“垂直光軸回転角”の他に、“基線長”、“初期輻輳角”の２項目も設定できるようにする。図１３に示すように、“基線長”とは、操作者が２つのズームレンズ装置の距離を入力する項目であり、“初期輻輳角”とは、２つのズームレンズ装置のシフトレンズが中心に位置している時の輻輳角を設定するための項目である。
【００５３】
次に、ＣＰＵ１２８で行うソフトウェア処理について説明する。なお、本実施例でも、ＣＰＵ２２８で行うソフトウェア処理は、ＣＰＵ１２８で行うソフトウェア処理と同様であるため、説明は省略する。
【００５４】
本実施例でのメイン処理は、実施例１と同様に図５のフローチャートとなる。ここで、実施例１と異なるシフトレンズ制御処理、ズーム制御処理、通信処理について説明する。
はじめに、シフトレンズ制御処理について説明する。図１４は、本実施例でのシフトレンズ制御処理をフローチャートに示したものである。
【００５５】
Ｓ２０２では、実施例１と同様にズーム位置Ｚ、フォーカス位置Ｆを取得する。Ｓ２２１では、フォーカス位置Ｆと、物体距離算出テーブルｆｕｎｃ４（Ｆ）から物体距離Ｌ（ピントが合う被写体までの距離）を算出する。ここで用いる物体距離算出テーブルｆｕｎｃ４（Ｆ）も、ＣＰＵ１２８にあらかじめ記憶したルックアップテーブルである。
【００５６】
Ｓ２２２では、パラメータ設定部１３１で設定した基線長ｄと初期輻輳角θ０を取得する。Ｓ２２３では、基線長ｄ、物体距離Ｌ、初期輻輳角θ０、及び、逆正弦関数（ＡＳＩＮ（ｘ））を用いて、図１５に示す式のように輻輳角制御量Ｐｄを算出する。Ｓ２０５〜Ｓ２１４は実施例１と同様であるため、説明は省略する。
【００５７】
ズーム制御処理について説明する。図１６は、本実施例でのズーム制御処理をフローチャートに示したものである。
【００５８】
Ｓ３０１〜Ｓ３０４は、実施例１と同様であるため説明を省略する。Ｓ３０４にて、水平光軸回転角θｈを取得した後、Ｓ３２１でズーム最小値Ｚｍｉｎ、最大値Ｚｍａｘを算出する。ここでは、水平光軸回転角の絶対値｜θｈ｜に輻輳角制御幅θｔを加算した値と、実施例１で説明したズーム最小値テーブルｆｕｎｃ２（θ）、最大値テーブルｆｕｎｃ３（θ）を用いて、最小値Ｚｍｉｎ、最大値Ｚｍａｘを算出する。本実施例では、輻輳角制御幅θｔをＣＰＵ１２８にあらかじめ記憶した固定値とするが、これに限らず、パラメータ設定部１３１などで操作者が変更できるようにしても良い。
【００５９】
Ｓ３２１、または、Ｓ３０６の処理が終了すると、Ｓ３２２〜Ｓ３２４にて、ズーム操作量Ｚｃの値、及び、現在のズーム制御位置Ｚｐとズーム最小値Ｚｍｉｎ、最大値Ｚｍａｘの関係からＳ３０７、Ｓ３０８の処理を行うか否かを判断する。ズーム速度操作量Ｚｃが０の場合、即ち、操作者がズーム操作を行わない場合、Ｓ３０７、Ｓ３０８の処理は行わず、ズーム制御位置Ｚｐを更新しない。また、ズーム速度操作量Ｚｃが０より大きい場合、即ち、操作者がズームを望遠側に操作した場合は、ズーム制御位置Ｚｐがズーム最大値Ｚｍａｘよりも広角側の時のみＳ３０７に進み、それ以外の場合ズーム制御位置Ｚｐを更新しない。同様に、ズーム速度操作量Ｚｃが０より小さい場合、即ち、操作者がズームを広角側に操作した場合は、ズーム制御位置Ｚｐがズーム最小値Ｚｍｉｎよりも望遠側の時のみＳ３０７に進み、それ以外の場合はズーム制御位置Ｚｐを更新しない。Ｓ３０７〜Ｓ３１１は実施例１と同様の処理であるため、説明を省略する。
【００６０】
通信処理について説明する。図１７は、本実施例の通信処理をフローチャートに示したものである。実施例１の通信処理とほぼ同じであるが、本実施例の通信処理では、輻輳角操作量Ｐｃを送信する必要がないため、Ｓ５０４とＳ５０５の処理は行わない。
【００６１】
本実施例では、図１４のフローチャートのように水平光軸回転角θｈを算出するため、物体距離Ｌになるようにフォーカス位置を操作すると、図１８に示すようにズームレンズ装置１０１、２０１の光軸が制御される。結果として、物体距離Ｌにいる被写体Ｃに対し、ピントの合い、かつ、カメラ装置１０２、２０２で撮影されたそれぞれの映像において、被写体Ｃの視差がほぼ０になる。被写体Ｃがどの距離にいても、フォーカスを被写体Ｃに合わせ続ければ、被写体Ｃの視差がほぼ０となるため、人間の目と同じような動きとなり、自然な立体映像を撮影することができる。
【００６２】
また、ズーム最小値Ｚｍｉｎ、最大値Ｚｍａｘを算出する時に、輻輳角制御幅θｔを用いることで、図１９のＳ０の状態から望遠側にズーム操作すると、Ｓ７の状態まで行かずに、Ｓ６の状態でズームが停止する。その結果、ズーム操作後に、輻輳角制御幅θｔ分だけ輻輳角制御が可能となる。したがって、ズーム操作後にフォーカスを操作しても、輻輳角制御幅θｔ以内であれば、視差が０になるように輻輳角を制御することができるようになる。なお、このように輻輳角制御幅θｔだけズーム制御範囲を狭くする方法は、実施例１のように輻輳角操作装置を用いた輻輳角制御でも適用可能であり、同様にズーム操作後に輻輳角制御幅θｔ分だけ輻輳角制御が可能になる。
【００６３】
［実施例３］
図２０は、本発明を適用できる実施例３の立体映像撮影システムの構成を示したものである。
【００６４】
実施例１と同様の構成については、説明を省略する。
【００６５】
振動検出回路１４１は、ズームレンズ装置１０１の水平面内の振動角度、及び、垂直面内（光軸を通る鉛直面内）の振動角度を検出する回路である。ここで検出した水平振動角度信号、及び、垂直振動角度信号はＡＤ変換器１２７を通り、ＣＰＵ１２８に入力される。同様に、振動検出回路２４１は、ズームレンズ装置２０１の水平面内の振動角度、及び、垂直面内の振動角度を検出する回路であり、ここで検出した水平振動角度信号、及び、垂直振動角度信号はＡＤ変換器２２７を通り、ＣＰＵ２２８に入力される。
【００６６】
像ぶれ補正ＯＮ／ＯＦＦスイッチ３０４は、像ぶれ補正を行うか否かを切り替えるスイッチであり、ＯＮ／ＯＦＦの信号は通信回路１３０を通り、ＣＰＵ１２８に入力される。
【００６７】
次に、ＣＰＵ１２８で行うソフトウェア処理について説明する。なお、本実施例でも、ＣＰＵ２２８で行うソフトウェア処理は、ＣＰＵ１２８で行うソフトウェア処理と同様であるため、説明は省略する。
【００６８】
本実施例でのメイン処理は、実施例１と同様に図５のフローチャートとなる。ここで、実施例１と異なるシフトレンズ制御処理、ズーム制御処理、通信処理について説明する。
はじめに、シフトレンズ制御処理について説明する。図２１は、本実施例でのシフトレンズ制御処理をフローチャートに示したものである。
【００６９】
Ｓ２０１〜Ｓ２０８は実施例１と同様であるため説明は省略する。Ｓ２３１では、像ぶれ補正ＯＮ／ＯＦＦスイッチ３０４がＯＮであるかどうかを判断する。ＯＮである場合、Ｓ２３２に進み、水平光軸回転角θｈのリミット処理を行う。ただし、ここでは図３のような水平光軸回転角θｈの範囲ではなく、図２２のようにその範囲よりも両端が最大振動角Ｑｗだけ狭い範囲でリミット処理が行われる。即ち、θｈ＜（θｍｉｎ＋Ｑｗ）の場合はθｈを（θｍｉｎ＋Ｑｗ）に、θｈ＞（θｍａｘ−Ｑｗ）の場合はθｈを（θｍａｘ−Ｑｗ）にする。この処理で使用する最大振動角ＱｗはＣＰＵ１２８にあらかじめ記憶した固定値であるが、パラメータ設定部１３１などで操作者によって設定できるようにしても良い。次に、Ｓ２３３では、振動検出回路１４１からＡＤ変換器１２７を介して、水平振動角Ｑｈ、及び、垂直振動角Ｑｖを取得する。そして、Ｓ２３４では、Ｓ２３２で使用した最大振動角Ｑｗを用いて、水平振動角Ｑｈ、垂直振動角Ｑｖそれぞれが−Ｑｗ〜＋Ｑｗの範囲に入るようにリミット処理を行う。
【００７０】
一方、Ｓ２３１で像ぶれ補正スイッチの状態がＯＦＦである場合には、Ｓ２０９に進み、最大振動角Ｑｗは用いずに、実施例１と同様に図３のように、水平光軸回転角θｈのリミット処理を行う。そして、Ｓ２３５で、水平振動角Ｑｈ、垂直振動角Ｑｖをともに０にして、Ｓ２３６に進む。
【００７１】
Ｓ２３６では、水平光軸回転角θｈに水平振動角Ｑｈを加算した値に、実施例１で用いたシフト補正係数ｆｕｎｃ１（Ｚ，Ｆ）を乗算した結果を水平制御位置Ｘｈとする。続いて、Ｓ２１１に進み、パラメータ設定部１３１で設定した垂直光軸回転角θｖを取得し、Ｓ２３７で、垂直振動角Ｑｖを用いて、Ｓ２３６と同様に垂直制御位置Ｘｖを算出する。そして、Ｓ２１３、Ｓ２１４にて、シフトレンズ水平、垂直駆動データをそれぞれ算出し、ＤＡ変換器１２６へ出力する。
【００７２】
ズーム制御処理について説明する。図２３は、本実施例でのズーム制御処理をフローチャートに示したものである。
【００７３】
Ｓ３０１〜Ｓ３１１までは実施例１と同様であるため、説明を省略する。Ｓ３０４の処理が終わると、Ｓ３３１に進み、像ぶれ補正ＯＮ／ＯＦＦスイッチの状態がＯＮであるかどうかを判断する。ＯＮである場合には、Ｓ３３２に進み、ズーム最小値Ｚｍｉｎ、最大値Ｚｍａｘを算出する。ここでは、水平光軸回転角の絶対値｜θｈ｜に最大振動角Ｑｗを加算した値と、実施例１で説明したズーム最小値テーブルｆｕｎｃ２（θ）、最大値テーブルｆｕｎｃ３（θ）を用いて、ズーム最小値Ｚｍｉｎ、最大値Ｚｍａｘを算出する。一方、像ぶれ補正ＯＮ／ＯＦＦスイッチの状態がＯＦＦの場合は、Ｓ３０５に進み、実施例１と同様に最大振動角Ｑｗを用いずに、水平光軸回転角の絶対値｜θｈ｜のみでズーム最小値Ｚｍｉｎ、最大値Ｚｍａｘを算出する。
【００７４】
通信処理について説明する。図２４は、本実施例の通信処理をフローチャートに示したものである。本実施例の通信処理では、実施例１に対し、Ｓ５３１とＳ５３２の処理が追加され、“レンズタイプ”が「通常」でなく、ズームレンズ装置２０１が接続されていた場合、ズームレンズ装置２０１に像ぶれ補正ＯＮ／ＯＦＦスイッチの状態を送信する。
【００７５】
本実施例では、振動検出回路１４１、２４１を用い、上述したソフトウェア処理を行うことにより、立体映像撮影システムの輻輳角制御を行うとともに、像ぶれ補正も行うことができるようになる。また、本実施例では、像ぶれ補正がＯＮかＯＦＦかで、水平光軸回転角θｈ、ズーム最小値Ｚｍｉｎ、及び、最大値Ｚｍａｘを切り替えている。そのため、像ぶれ補正ＯＮの時は、輻輳角操作量やズーム位置に依らずに、所定振動角の像ぶれ補正を行いことが可能となり、像ぶれ補正ＯＦＦの時には、輻輳角制御範囲を最大限使用することができるようになる。
【００７６】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００７７】
１０１、２０１  ズームレンズ装置
１１１、２１１  フォーカスレンズ群
１１２、２１２  ズームレンズ群
１１３、２１３  シフトレンズ
１１４，２１４  フォーカスモータ
１１５，２１５  ズームモータ
１１６、２１６  水平シフトレンズモータ
１１７、２１７  垂直シフトレンズモータ
１２８、２２８  ＣＰＵ
１２９、２２９  ＥＥＰＲＯＭ
【図３】
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【図４】
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【図１】
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【図２】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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