(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
目標物体の可変三次元視像を与える二重カメラアセンブリであって、
ハウジングの左右の部分に動作可能に接続され、前記ハウジングの左右方向に沿って水平に配設された、光軸を有する対物レンズをもつ左右の移動可能で伸縮自在なアームであり、前記左右の移動可能で伸縮自在なアームそれぞれは、可変収束角で屈曲可能なように少なくとも１つのエルボ接合を備え、これにより、前記目標物体の左右の遠近感を確実にするために横方向におよび収束的に移動するように動作可能である、左右の移動可能で伸縮自在なアームと、
左右のカメラユニットの前記移動可能で伸縮自在なアームに配設され、前記対物レンズの前記光軸に位置合わせされた、相互空間距離をもつ１対の静止収束レンズと、
前記１対の移動可能で伸縮自在なアームに動作可能に接続された少なくとも１つの電動制御ユニットであり、前記左右の移動可能で伸縮自在なアームを操作するように配置される電動制御ユニットと、
前記ハウジングに動作可能に接続された水平平行指示器であり、前記ハウジングの前記左右の部分を平衡させるために配設される、水平平行指示器と、
増強された奥行き知覚で三次元視像の目標物体を同時に見るために、前記ハウジングの左右部分に配設され、前記対物レンズに光学的に位置合わせされた左右の接眼レンズと、
を備えることを特徴とする二重カメラアセンブリ。
【請求項２】
前記左右の移動可能で伸縮自在のアームが、
複数の画像処理ユニットと、
前記移動可能で伸縮自在なアームの遠位端に配設された少なくとも１つの偏光フィルタと、
複数のバレルおよびエルボであり、瞳孔間距離（ＩＰＤ）を光学的に変更し、様々な程度の左右の収束角を前記移動可能で伸縮自在なアームに与えるように配設された、複数のバレルおよびエルボと、
前記目標物体の前記左右の遠近感を同期させるために前記移動可能で伸縮自在なアームに配設された複数の目盛板と、
をさらに備え、
前記画像処理ユニット、偏光フィルタ、バレル、エルボ、および目盛板は、前記光軸に光学的に位置合わせされることを特徴とする請求項１に記載の二重カメラアセンブリ。
【請求項３】
前記左右の移動可能で伸縮自在なアームが、前記目標物体に合焦するために左の前記アームおよび右の前記アームを外側におよび内側に移動させるための複数の継手を有することを特徴とする請求項１に記載の二重カメラアセンブリ。
【請求項４】
前記移動可能で伸縮自在なアームが、独立した可変目標物体収束位置で配設されることを特徴とする請求項１に記載の二重カメラアセンブリ。
【請求項５】
前記可変目標物体収束位置が、前記ハウジングの垂直軸に対して実質的に垂直および可変斜角であることを特徴とする請求項４に記載の二重カメラアセンブリ。
【請求項６】
それぞれの前記移動可能で伸縮自在なアームの前記可変目標物体位置が同期または非同期であることを特徴とする請求項４に記載の二重カメラアセンブリ。
【請求項７】
前記対物レンズが、単独で、左の前記アームおよび右の前記アームを静止状態に維持しながら前記目標物体に合焦するように調整されることを特徴とする請求項１に記載の二重カメラアセンブリ。
【請求項８】
前記左右の移動可能で伸縮自在なアームの光路の長さが、三次元効果を増強するために前記目標物体の距離に基づいて変更されることを特徴とする請求項１に記載の二重カメラアセンブリ。
【請求項９】
前記電動制御ユニットが、前記左右の移動可能で伸縮自在なアームの前記移動および曲げ角度を制御するために前記画像処理ユニットの出力に基づいて操作されることを特徴とする請求項２に記載の二重カメラアセンブリ。
【請求項１０】
前記移動可能で伸縮自在なアームが金属であるか、または光ファイバ材料のものであることを特徴とする請求項１に記載の二重カメラアセンブリ。
【請求項１１】
前記画像処理ユニットが移動調整可能であり、レンズ、プリズム、もしくはミラー、またはそれらの組合せを含むことを特徴とする請求項２に記載の二重カメラアセンブリ。
【請求項１２】
左の前記対物レンズおよび右の前記対物レンズが、目盛板として配置されるガラス製品およびレンズの少なくとも一方を含むことを特徴とする請求項１に記載の二重カメラアセンブリ。
【請求項１３】
左右の表示スクリーンが、前記ハウジング上で前記接眼レンズの近傍に配置されることを特徴とする請求項１に記載の二重カメラアセンブリ。
【請求項１４】
前記表示スクリーンが、液晶表示装置、発光ダイオード表示装置、またはプラズマ表示装置であることを特徴とする請求項１３に記載の二重カメラアセンブリ。
【請求項１５】
前記左右の移動可能で伸縮自在なアームが、写真フィルムに画像を合焦するために、または前記左右の表示スクリーンに前記画像を表示するために、または記憶デバイスに前記画像を記録および記憶するために単一の光軸を共有しないことを特徴とする請求項１３に記載の二重カメラアセンブリ。
【請求項１６】
戸外写真用のマスタースレーブシステムをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の二重カメラアセンブリ。
【請求項１７】
前記マスターカメラが、有線ネットワーク、無線ネットワーク、インターネット、広域ネットワーク（ＷＡＮ）、およびローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）を通してスレーブカメラを制御することを特徴とする請求項１６に記載の二重カメラアセンブリ。
【請求項１８】
前記マスターカメラが、前記スレーブカメラの方位を前記目標物体と合致するように調整するための制御パネルを含むことを特徴とする請求項１７に記載の二重カメラアセンブリ。
【請求項１９】
２Ｄスチール写真用のプレーン偏光フィルタ、または単一の電荷結合素子（ＣＣＤ）、または画像センサを備えた単一カメラを具備することを特徴とする請求項１に記載の二重カメラアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００２】
本明細書の実施形態は一般に、写真の分野に関し、詳細には、3Dカメラシステムに関する。本明細書の実施形態は、より詳細には、スチール写真用の二重カメラ構成をもつ可変3Dカメラアセンブリに関する。
【背景技術】
【０００３】
3D画像化または立体知覚は、三次元視覚情報を記録するか、または画像の奥行きの錯覚を生成することができる技法である。人間の視覚は、知覚した情景の相対的奥行きを決定するためにいくつかの手掛かりを使用する。これらの手掛かりのいくつかは以下の通りである。立体視、眼球の調節、ある物体の別の物体による閉塞、既知のサイズの物体に対する視角、線形遠近感、垂直位置、霞、彩度低下(de-saturation)、青みがかる偏移、および表面模様細部のサイズの変化。最初の2つを除く手掛かりはすべて、絵画、写真、およびテレビジョンなどの従来の二次元の画像に存在する。立体映像は、各眼に対してわずかに異なる画像を提示することによって写真、映画、または他の二次元画像の奥行きの錯覚を増強することである。
【０００４】
右の画面(picture)と左の画面との間の差は、画像の奥行きを知覚するために我々の脳が使用する最も重要な視覚情報である。差が大きいほど、奥行き知覚（depth perception）は深い。
【０００５】
従来の立体写真は、1対の2D画像から生じる3D錯覚を生成することからなる。脳の奥行き知覚を増強する最も容易な方法は、同じ物体の2つの遠近感を表し、両方の眼が両眼視で自然に受け取る遠近感とほぼ等しいある一定の偏差をもつ2つの異なる画像を観察者の眼に与えることである。
【０００６】
21世紀初頭はデジタル写真の時代の到来を示した。特別な二重レンズを使用して2つの画像を撮り、それらをフィルム上に並列に捕捉するように単レンズを通してそれらを誘導することによって通常のフィルムカメラをステレオカメラに変えることができるステレオレンズが導入された。ある機構を用いて2つのカメラをブラケットに少し離間させて取り付けることによって、写真を同時に撮ることができる。カメラ制御のための正確な方法が、さらにマルチリグステレオカメラの開発を可能にしており、情景奥行きの異なる薄片が、異なる軸間設定を使用して捕捉される。次に、薄片の画像が一緒に組み立てられて最終立体画像対が形成される。これにより、情景の重要な領域はより良好な立体表示が与えられることになり、一方、それほど重要でない領域はデプスバジェットのうちのわずかしか割り当てられない。
【０００７】
視差現象を扱う二重カメラシステムを備えたカメラが存在する。そのようなカメラの検出器ヘッド（detector heads）は平行なままであり、決して収束しない。2つのカメラおよびそれらの視覚入力源の横方向分離がある。したがって、目標物はカメラのうちの一方の視野から消える。他のカメラでは、2つのカメラの軸は発散しており、一般に、それらは3D視覚または視像ではなく3D仮想現実環境およびモデルの生成を取り扱う。
【０００８】
さらに、いくつかの二重カメラシステムでは、2つのカメラは固定され、一緒に保持されるのでカメラ間距離は固定されたままである。そのため、異なる角度からの画像を撮るにはカメラシステム全体を調整しなければならない。さらに、これらのカメラシステムは単一のアイピースを有しており、それはカメラシステムの機能に影響を与える。
【０００９】
したがって、物体の3D視像を用意するために、カメラが調整可能であるとともに互いに独立に移動する二重カメラ構成をもつカメラアセンブリへの必要性がある。
【００１０】
上述の欠点、不利、および問題が本明細書において対処され、それは以下の明細書を読むことによって理解されるであろう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本明細書の実施形態の主目的は、物体の3D視像の増強を行うために、カメラに入射する光経路が独立に移動される2つの画像捕捉デバイスを有する3Dカメラアセンブリを開発することである。
【００１２】
本明細書の実施形態の別の目的は、対物レンズをもつ移動可能で伸縮自在なアームなどの2つの画像捕捉デバイスが別々におよび互いに独立に働く3Dカメラアセンブリを開発することである。
【００１３】
本明細書の実施形態のさらなる別の目的は、視覚データを処理するためのいかなるコンピュータプログラムも使用することなく、物体の3D視像を直接用意するための3Dカメラアセンブリを開発することである。
【００１４】
本明細書の実施形態のさらなる別の目的は、目標物への異なる角度での視像を同時に確実にロックするために光線の収束を容易にするための3Dカメラアセンブリを開発することである。
【００１５】
本明細書の実施形態のさらなる別の目的は、非平行な光軸をもつ3Dカメラアセンブリを開発することである。
【００１６】
本明細書の実施形態のさらなる別の目的は、目標物体に対する移動可能で伸縮自在なアームの可変収束角によって引き起こされる差が3D効果に使用される3Dカメラアセンブリを開発することである。
【００１７】
本明細書の実施形態のさらなる別の目的は、対物レンズ間有効距離が光学的に可変である3Dカメラアセンブリを開発することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本明細書の実施形態のこれらおよび他の目的ならびに利点は、添付図面に関連して行われる以下の詳細な説明から容易に明らかになるであろう。
【００１９】
本明細書の実施形態は三次元カメラアセンブリを提供する。本明細書の1つの実施形態によれば、可変3Dカメラアセンブリはハウジングを含む。第1のカメラユニットが、左眼により目標物体を見るためにハウジングの内部に組み立てられる。第2のカメラユニットが、右眼により目標物体を見るためにハウジングの内部に組み立てられる。共通共有制御ユニットが、第1のカメラおよび第2のカメラを調整するために設けられる。水平平行指示器（horizon parallel indicator）が第1および第2のカメラユニットを水平レベルに保持するために設置される。画像処理ユニットが目標物体の同時三次元観視(three dimensional viewing)のために設けられる。
【００２０】
共通共有制御ユニットが、複数の角度で目標物体の画像を捕捉するように第1および第2のカメラユニットの動作を調節して、三次元視野角を与え、目標物体の三次元画像の知覚の奥行きの程度を増大させる。
【００２１】
第1のカメラユニットは、左接眼レンズと、複数の伸縮自在に拡張可能な第1の組のバレルによりハウジングに接続された左アームとを含む。左アームのための第1の電動制御システムが設けられる。1つまたは複数の左エルボが、左アームの正転のために左アームに設けられる。左レンズ/ミラー/プリズム複合体は左アームに組み立てられる。左側表示スクリーンは、第1のカメラユニットによって捕捉された目標物体の画像を表示するために設けられる。第1の電動制御システムは、左接眼レンズおよび左側表示スクリーンに目標物体の画像を同時に表示するために、左アームの曲げ角度を調整することによって、左対物レンズの移動を調整して光線を目標物体に収束するように第1のカメラユニットの動作を調節する。
【００２２】
第2のカメラユニットは、右接眼レンズと、複数の伸縮自在に拡張する第2の組のバレルによりハウジングに接続された右アームとを含む。右アームのための第2の電動制御システムが設けられる。1つまたは複数の右エルボが、右アームの正転のために右アームに設けられる。右ミラー/プリズム/レンズ複合体が右アームに組み立てられる。右側表示スクリーンが、第2のカメラユニットによって捕捉された目標物体の画像を表示するために設けられる。1つまたは複数の右側ミラーが、目標物体からの光線を右対物レンズおよび右接眼レンズを通して右側表示スクリーンに案内するために設けられる。
【００２３】
第2の電動制御システムは、右接眼レンズおよび右側表示スクリーンに目標物体の画像を同時に表示するために、右アームの曲げ角度を調整することによって、右対物レンズの移動を調整して光線を目標物体に収束するように第2のカメラユニットの動作を調節する。
【００２４】
左アームおよび右アームの両方のための共通電動制御部も配備される。
【００２５】
画像処理ユニットは、ミラー、プリズム、レンズ、および画像記録デバイスを含む。
【００２６】
第1のカメラユニットおよび第2のカメラユニットは、写真フィルムに画像を合焦するために、または左側表示スクリーンおよび右側表示スクリーンに画像を表示するために、または記憶デバイスに画像を記録および記憶するために単一の光軸を共有しない。第1のカメラユニットの光軸および第2のカメラユニットの光軸が目標物体上に収束するように調整される。
【００２７】
左アームおよび右アームはハウジングに取り付けられ、それぞれ第1のカメラユニットおよび第2のカメラユニットに結合される。左アームおよび右アームは、目標物体を合焦するために、同期して、独立に、手動または自動で、対称的ならびに非対称的に移動する。
【００２８】
第1のカメラユニットの光路の長さおよび第2のカメラユニットの光路の長さは、3D効果を増強するために第1のカメラユニットおよび第2のカメラユニットからの目標物体の距離に基づいて変更される。左対物レンズおよび右対物レンズは、目盛板として配置されるガラス製品およびレンズの少なくとも一方を含む。左対物レンズおよび右対物レンズは、それぞれ左接眼レンズおよび右接眼レンズに光学的に結合される。
【００２９】
アセンブリは、それぞれ第1のカメラユニットおよび第2のカメラユニットの光経路に垂直に/水平に向けられた平面偏光フィルタをさらに含む。
【００３０】
第1のカメラユニットの第1の電動制御システムおよび第2のカメラユニットの第2の電動制御システムは、画像処理ユニットの出力に基づいて操作され、左アームの移動、右アームの移動、左アームの曲げ角度、および右アームの曲げ角度が制御される。
【００３１】
アセンブリは、第1のカメラユニットおよび第2のカメラユニット用の画像処理ユニットである移動調整可能な多位置主レンズ、プリズム、およびミラー複合ユニット(LPMC4)をさらに含む。
【００３２】
右アームおよび左アームは、目標物体に合焦するために左アームおよび右アームを外側におよび内側に移動させるための複数の継手を有する。右アームおよび左アームは、金属および光ファイバの少なくとも一方で製作される。電気機械動力ユニットが、LPMC4、左アーム、および右アームの移動を制御する。
【００３３】
アセンブリは、戸外3Dスチール写真用のマスタースレーブカメラシステムをさらに含む。マスタースレーブ制御システムのマスターカメラは、有線ネットワーク、無線ネットワーク、インターネット、イントラネット、広域ネットワーク(WAN)、およびローカルエリアネットワーク(LAN)を通してマスタースレーブ制御システムのスレーブカメラを制御する。マスターカメラは、スレーブカメラの方位を目標物体と合致するように調整するための制御パネルを含む。
【００３４】
本明細書の1つの実施形態によれば、アセンブリは、3Dスチール写真用のプレーン偏光フィルタ(plain polarized filter)、または単一電荷結合素子(CCD)、または画像センサをもつ単一カメラを含む。
【００３５】
左アームおよび右アームは、左アームおよび右アームを静止状態に維持しながら目標物体に合焦するように調整される。
【００３６】
左側表示スクリーンおよび右側表示スクリーンは、液晶表示(LCD)スクリーン、発光ダイオード(LED)表示スクリーン、およびプラズマ表示スクリーン(PDP)を含む群から選択される。
【００３７】
アセンブリは、目標物体の左眼観視および右眼観視のための2つのカメラを収容するためのハウジングと、第1のカメラおよび第2のカメラを調整するための共通制御部と、目標物体に対して水平レベルに第1のカメラおよび第2のカメラを保持するための水平平行指示器と、目標物体の同時三次元観視のための可変画像処理ユニットとを含む。
【００３８】
第1のカメラは、左接眼レンズと、伸縮自在に拡張するバレルによりハウジングに接続された左アームと、左アームのための電動制御システムと、左アームの正転のための1つまたは複数の左エルボと、伸縮自在に突き出る左アームの端部に組み立てられた左対物レンズと、左LCDスクリーンと、光線を案内するための1つまたは複数の左ミラーとを含む。左対物レンズは、左接眼レンズおよび左LCDスクリーンに目標物体を同時に表示するために電動制御システムにより左アームの曲げ角度を調整することによって目標物体からの光線を収束するように調整される。同様に、第2のカメラは、右接眼レンズと、伸縮自在に拡張するバレルによりハウジングに接続された右アームと、右アームのための電動制御システムと、右アームの正転のための1つまたは複数の右エルボと、伸縮自在に突き出る右アームの端部に組み立てられた右対物レンズと、右LCDスクリーンと、光線を案内するための1つまたは複数の右ミラーとを含む。右対物レンズは、右接眼レンズおよび右LCDスクリーンに目標物体を同時に表示するために電動制御システムにより右アームの曲げ角度を調整することによって目標物体からの光線を収束するように調整される。
【００３９】
第1のカメラおよび第2のカメラのアイピースは画面を見るように構成され、移動可能であり、その結果、アイピース間距離は、右対物レンズおよび左対物レンズから供給される画像に基づいてカメラオペレータの眼間距離に調整することができる。平面偏光フィルタが左右のカメラの入力光経路の両方に設けられる。平面偏光フィルタは垂直/水平に方位を定められる。画像処理ユニットはカメラごとに設けられる。画像処理ユニットの出力に基づいてカメラの電動制御を調節してアームの移動および曲げ角度を制御し、両方の対物レンズを単一の所望の目標物に同時に収束させて、2つのカメラにより取得された画像が確実に見られるようにする。
【００４０】
共通制御部は2つのカメラを調整するために取り入れられる。共通制御部はオートフォーカス動作を行い、かつ絞りおよびシャッタ速度などの調整を行う。水平/地平平行指示器(horizontal/horizon parallel indicator)は、カメラを水平レベルに保持していかなる視誤差も避けるために設けられる。アセンブリは、ミラー、プリズム、レンズ、および画像記録デバイスを備える特有の光画像画面処理システム(light image picture processing system)を有する。
【００４１】
画像記録デバイスはデジタル記録デバイスであり、または画像は写真フィルムに記録される。画像捕捉デバイスは電荷結合素子または画像センサデバイスとすることができる。
【００４２】
第1のカメラおよび第2のカメラのアームはハウジングから伸縮自在に突き出される。アームは、互いに独立に移動する多数の継手およびエルボを有する。アームは、目標物を合焦するために、同期して、独立に、手動または自動で、対称的ならびに非対称的に移動する。そのため、アームの長さは、カメラからの目標物の距離ならびに3D効果の増強の必要性に基づいて変更することができる。電動制御部は、長さおよび収束角を調整するようにアームの移動を制御し、水平または地平指示器システムは水平レベルにカメラを保持する。左右の光入力経路に、垂直または水平に向けられた平面偏光フィルタが存在する。
【００４３】
多位置主レンズ/プリズム/ミラー複合ユニット(LPMC4)がハウジング内部で両方のカメラの共通光軸に配置される。LPMC4は移動調整可能である。LPMC4は各アームに存在する画面または画像移送セットである。LPMC4はカメラハウジングに固定され、画像をフィルムまたはLCDまたは任意の記憶デバイスに合焦する。LPMC4の場所は変更することができる。右アームおよび左アームが同期して対称的にまたは非対称的に移動する場合、LPMC4の場所はX1Y1(カメラに最も近い)からX2Y2(カメラから最も遠い)まで変更される。アームは、目標物体に合焦するためにそれらが外側に(カメラから遠くに)ならびに内側に移動できるようにする多数の継手を有する。アームは、金属または光ファイバまたは他の材料の組合せで製作される。左右のアームの長さは、カメラからの目標物の距離ならびに3D効果の増強の必要性に基づいて変更される。電気機械動力ユニットを使用して主要LPMC4およびアームを移動させる。優先LPMC4は、垂直軸のまわりを回転して、右の光学媒体および左の光学媒体の正確な収束のために微調整を可能にすることができるプラットフォームに取り付けられる。収束の程度が増加するにつれて、3D効果も増加する。LPMC4は、右の光学媒体と左の光学媒体との間の分担を可能にするように取り付けられる。LPMC4は各アームに同様に取り付けることができる。
【００４４】
単一の共通制御システムが、左右の画像処理ユニット、2つの(左右の)光学系の捕捉および記憶デバイスを制御するために設けられる。単一の制御システムによって制御される様々な他の機能は、オートフォーカシング、絞り調整、シャッタ速度調整などである。
【００４５】
可変画像処理ユニット(IPU)は、目標物の同時三次元観視のために取り入れられる。IPUは、画像記録デバイスとともにミラー、プリズム、レンズで製作された特有の光画像画面処理システムである。画像記録デバイスはデジタルとすることができ、または本発明の様々な実施形態によるような写真フィルムとすることができる。
【００４６】
本明細書の1つの実施形態によれば、左右の画像処理装置(IPU)に円を伴う収束追跡目標十字形が設けられる。同様に使用される他の追跡システムはレーザ、光などを含む。
【００４７】
本明細書の1つの実施形態によれば、3Dカメラの様々な構成要素は以下の通りである。デジタルセンサチップ/フィルム、レンズ、ビューファインダ/LCDスクリーン、シャッタ、フラッシュ、メモリカード、オートフォーカス機構、画像安定化機構、制御部、バッテリストレージゾーン、OEM、レンズリング、メモリ用制御部、発光体(lights)、周辺光センサ、スピーカー、電源スイッチ、フラッシュ1/2、PC/AV端子、三脚ソケット、電源用ボタンまたは制御部、ズーム部、シャッタレリーズ、シャッタボタン、ならびに、入力、OK、変位、および一般的ナビゲータ(mean navigator)を含むメニュー部。
【００４８】
したがって、3Dカメラアセンブリの様々な実施形態は、対物レンズの収束の程度を所望のレベルに調整し、左右の入射光ビームの相互光学距離を容易に、効率的に、正確に変更して3D効果を増強できるようにする。
【００４９】
本明細書の1つの実施形態によれば、マスタースレーブカメラシステムが戸外3D写真のために提供される。カメラシステムはマスターカメラからなる。マスターカメラは、マスターカメラから長距離(メートル単位の)に置かれたスレーブカメラを有線、無線およびインターネット/イントラネット、WAN、LANネットワークにより遠隔操作で制御する。マスターカメラは、有線または無線ネットワークによりスレーブカメラを遠隔操作で制御する。マスターカメラは、所定の間隔でのスレーブカメラの方位を調整してスレーブカメラを目標物の方に向けるための制御パネルを有する。スレーブカメラは全方向に移動することができる。すべてのカメラ設定はマスターカメラと同期させることができる。2つのカメラの間の距離は可変である。2つのカメラは単一のスチール個別カメラとして使用することもできる。マスターカメラおよびスレーブカメラの他のすべての構成はスチール写真で使用される可変3Dカメラと同様である。
【００５０】
本明細書の1つの実施形態によれば、画像は直接見るか、またはフラットスクリーンに投影させることができる。フラットスクリーンに投影された画像は3Dゴーグルまたは面偏光眼鏡を通して見られる。画像はLCDモニタに投影し、3Dゴーグルまたは面偏光眼鏡を通して見ることができる。
【００５１】
本明細書の1つの実施形態によれば、目標物体に合焦するための左アームおよび右アームの移動または調整は、それぞれオペレータによって手動でまたは左モータおよび右モータによって電子的に行われる。
【００５２】
本明細書の1つの実施形態によれば、左アームおよび右アームをカメラから離れたところに最大まで伸ばすと、物体において左経路と右経路とによって定められる角度が増加する。
【００５３】
本明細書の1つの実施形態によれば、左アームおよび右アームをカメラの方に引き込めると、左光学系と右光学系との間の距離が減少し、物体の左視覚経路と右視覚経路との間の角度が減少し、その結果、目標物体の奥行き知覚の減少をもたらす。
【００５４】
本明細書の1つの実施形態によれば、左アームおよび右アームは目標物体に合焦するために引き込まれたり突き出されたりする。左アームおよび右アームに取り入れられた1つまたは複数のエルボは、目標物体に合焦するための左アームおよび右アームの正転に役立つ。
【００５５】
本明細書の1つの実施形態によれば、第1および第2のカメラの左対物レンズ/LPMCおよび右対物レンズ/LPMCは、目標物体に合焦するために左アームおよび右アームを固定位置に維持して移動または調整される。
【００５６】
本明細書の1つの実施形態によれば、プレーン偏光フィルタと単一CCDまたは画像センサとをもつ単一カメラを使用して2Dスチール写真を撮ることができる。
【００５７】
本明細書の実施形態のこれらおよび他の態様は、以下の説明および添付図面と共に考慮されるときより良く認識および理解される。以下の説明は本発明の好ましい実施形態および多数の特定の詳細を示すが、限定のためでなく例として与えられていることが理解されなければならない。本発明の趣旨から逸脱することなく本明細書の実施形態の範囲内で多くの変更および変形を行うことができ、本明細書の実施形態はそのような変形をすべて含む。
【００５８】
他の目的、特徴、および利点は、当業者であれば本明細書の好ましい実施形態および添付図面の以下の説明から思いつくであろう。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１Ａ】本明細書の1つの実施形態による様々な特徴を示す3Dカメラの側面図である。
【図１Ｂ】本明細書の1つの実施形態による様々な特徴を示す3Dカメラの側面図である。
【図２Ａ】本明細書の1つの実施形態による移動可能で伸縮自在なアームの多数のバレルをもつ3Dカメラの側面図を示す。
【図２Ｂ】移動可能で伸縮自在なアームのバレルのフレキシブルなエルボ継手を示す図である。
【図３】本明細書の1つの実施形態による戸外3Dスチール写真のための大きい相互距離をもつマスタースレーブカメラシステムを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００６０】
本明細書の実施形態の特定の特徴が、ある図面には示され、他の図面には示されない。これは単に便宜のためであり、各特徴は本明細書の実施形態に従って他の特徴のいずれかまたはすべてと組み合わせることができる。
【００６１】
以下の詳細な説明では、本明細書の一部を形成し、実施することができる特定の実施形態が例として示される添付図面が参照される。これらの実施形態は、当業者が実施形態を実施できるように十分に詳細に説明され、実施形態の範囲から逸脱することなく論理的、機械的、および他の変更を行うことができることを理解されたい。したがって、以下の詳細な説明は限定の意味でとらえられるべきではない。
【００６２】
本明細書の様々な実施形態は三次元二重カメラアセンブリを提供する。アセンブリは、目標物体の左眼観視および右眼観視のための2つのカメラを収容するためのハウジングと、第1のカメラおよび第2のカメラを調整するための共通制御部と、目標物体に対して水平レベルに第1のカメラおよび第2のカメラを保持するための水平平行指示器（horizon parallel indicator）と、目標物体の同時三次元観視のための可変画像処理ユニットとを含む。第1のカメラは、左接眼レンズと、伸縮自在に拡張するバレルによりハウジングに接続された移動可能で伸縮自在な左アームと、左アームのための電動制御システムと、左アームの正転のための1つまたは複数の左エルボと、伸縮自在に突き出る左アームの端部に組み立てられた左対物レンズと、左LCDスクリーンと、光線を案内するための1つまたは複数の左ミラーとを含む。左対物レンズは、左接眼レンズおよび左LCDスクリーンに目標物体を同時に表示するために電動制御システムにより左アームの曲げ角度を調整することによって目標物体に光線を収束するように調整される。同様に、第2のカメラは、右接眼レンズと、伸縮自在に拡張するバレルによりハウジングに接続された移動可能で伸縮自在な右アームと、右アームのための電動制御システムと、右アームの正転のための1つまたは複数の右エルボと、伸縮自在に突き出る右アームの端部に組み立てられた右対物レンズと、右LCDスクリーンと、光線を案内するための1つまたは複数の右ミラーとを含む。右対物レンズは、右接眼レンズおよび右LCDスクリーンに目標物体を同時に表示するために電動制御システムにより右アームの曲げ角度を調整することによって目標物体に光線を収束するように調整される。
【００６３】
第1のカメラおよび第2のカメラのアイピースは画面を見るように構成され、移動可能であり、その結果、アイピース間距離は、右対物レンズおよび左対物レンズから供給される画像に基づいてカメラオペレータの眼間距離に調整することができる。平面偏光フィルタが左右のカメラの入力光経路の両方に設けられる。平面偏光フィルタは垂直/水平に向けられる。画像処理ユニットはカメラごとに設けられる。画像処理ユニットの出力に基づいてカメラの電動制御を調節してアームの移動および曲げ角度を制御し、両方の対物レンズを単一の所望の目標物に同時に収束させて、2つのカメラにより取得された画像が確実に見られるようにする。
【００６４】
共通制御部は2つのカメラを調整するために取り入れられる。共通制御部はオートフォーカス動作を行い、かつ絞りおよびシャッタ速度などの調整を行う。水平/地平平行指示器は、カメラを水平レベルに保持していかなる視誤差も避けるために設けられる。アセンブリは、ミラー、プリズム、レンズ、および画像記録デバイスを備える特有の光画像画面処理システムを有する。
【００６５】
画像記録デバイスはデジタル記録デバイスであり、または画像は写真フィルムに記録される。画像捕捉デバイスは電荷結合素子または画像センサデバイスとすることができる。
【００６６】
第1のカメラおよび第2のカメラのアームはハウジングから伸縮自在に突き出される。アームは、互いに独立に移動する多数の継手およびエルボを有する。アームは、目標物を合焦するために、同期して、独立に、手動または自動で、対称的ならびに非対称的に移動する。そのため、アームの長さは、カメラからの目標物の距離ならびに3D効果の増強の必要性に基づいて変更することができる。電動制御部は、長さおよび収束角を調整するようにアームの移動を制御し、水平または地平指示器システムはカメラを水平レベルに保持する。左右の光入力経路に、垂直または水平に向けられた平面偏光フィルタが存在する。
【００６７】
多位置主レンズ/プリズム/ミラー複合ユニット(LPMC4)がハウジング内部で両方のカメラの共通光軸に配置される。LPMC4は移動調整可能である。LPMC4は各アームに存在する画面または画像移送セットである。LPMC4はカメラハウジングに固定され、画像をフィルムまたはLCDまたは任意の記憶デバイスに合焦する。LPMC4の場所は変更することができる。右アームおよび左アームが同期して対称的にまたは非対称的に移動する場合、LPMC4の場所はカメラに最も近いところからカメラから最も遠いところに変更される。アームは、目標物に合焦するためにアームを外側にならびに内側に移動できるようにする多数の継手を有する。アームは、金属または光ファイバまたは他の材料の組合せで製作される。左右のアームの長さは、カメラからの目標物の距離ならびに3D効果の増強の必要性に基づいて変更される。電気機械動力ユニットを使用して主要LPMC4およびアームを移動させる。優先LPMC4は、垂直軸のまわりを回転して、右の光学媒体および左の光学媒体の正確な収束のために微調整を可能にすることができるプラットフォームに取り付けられる。収束の程度が増加するにつれて、3D効果も増加する。LPMC4は、右の光学媒体と左の光学媒体との間の分担を可能にするように取り付けられる。LPMC4は各アームに同様に取り付けることができる。
【００６８】
単一の共通制御システムが、左右の画像処理ユニット、2つの(左右の)光学系の捕捉および記憶デバイスを制御するために設けられる。単一の制御システムによって制御される様々な他の機能は、オートフォーカシング、絞り調整、シャッタ速度調整などである。
【００６９】
可変画像処理ユニット(IPU: image processing unit)は、目標物の同時三次元観視のために取り入れられる。IPUは、画像記録デバイスとともにミラー、プリズム、レンズで製作された特有の光画像画面処理システムである。画像記録デバイスはデジタルとすることができ、または本発明の様々な実施形態によるような写真フィルムとすることができる。
【００７０】
本明細書の1つの実施形態によれば、左右の画像処理装置(IPU)に円を伴う収束追跡目標十字形が設けられる。同様に使用することができる他の追跡システムはレーザ、光などである。
【００７１】
本明細書の1つの実施形態によれば、マスタースレーブカメラシステムが戸外3D写真のために提供される。カメラシステムはマスターカメラからなる。マスターカメラは、マスターカメラから長距離(メートル単位の)に置かれたスレーブカメラを有線、無線およびインターネット/イントラネット、WAN、LANネットワークにより遠隔操作で制御する。マスターカメラは、有線または無線ネットワークによりスレーブカメラを遠隔操作で制御する。マスターカメラは、所定の間隔でのスレーブカメラの方位を調整してスレーブカメラを目標物の方に向けるための制御パネルを有する。スレーブカメラは全方向に移動することができる。すべてのカメラ設定はマスターカメラと同期させることができる。2つのカメラの間の距離は可変である。2つのカメラは単一のスチール個別カメラとして使用することもできる。マスターカメラおよびスレーブカメラの他のすべての構成はスチール写真で使用される可変3Dカメラと同様である。
【００７２】
本明細書の1つの実施形態によれば、目標物体に合焦するための左アームおよび右アームの移動または調整は、それぞれオペレータによって手動でまたは左モータおよび右モータによって電子的に行われる。
【００７３】
本明細書の1つの実施形態によれば、画像は直接見るか、またはフラットスクリーンに投影させることができる。フラットスクリーンに投影された画像は3Dゴーグルまたは面偏光眼鏡を通して見られる。画像はLCDモニタに投影し、3Dゴーグルまたは面偏光眼鏡を通して見ることができる。
【００７４】
本発明の1つの実施形態によれば、左アームおよび右アームをカメラから離れたところに最大まで伸ばすと物体で中断する左経路および右経路が増大する。
【００７５】
本明細書の1つの実施形態によれば、左アームおよび右アームをカメラの方に引き込めると、左光学系と右光学系との間の距離が減少し、物体の左視覚経路と右視覚経路との間の角度が減少し、その結果、目標物体の奥行き知覚の減少がもたらされる。
【００７６】
本明細書の1つの実施形態によれば、左アームおよび右アームは目標物体に合焦するように引き込まれたり突き出されたりする。左アームおよび右アームに取り入れられる1つまたは複数のエルボは、目標物体に合焦するための左アームおよび右アームの正転に役立つ。
【００７７】
本明細書の1つの実施形態によれば、第1および第2のカメラの左対物レンズおよび右対物レンズは、目標物体に合焦するために左アームおよび右アームを固定位置に維持して移動または調整される。
【００７８】
本明細書の1つの実施形態によれば、プレーン偏光フィルタと単一CCDまたは画像センサとをもつ単一カメラを使用して3Dスチール写真を撮ることができる。
【００７９】
図1A〜1Bは、本明細書の1つの実施形態による様々な特徴を示す3Dカメラの側面図である。図1A〜1Bに示されるように、ハウジングは2つのカメラ、すなわち、左カメラ1および右カメラ2を有する。左カメラ1は左収束レンズ10とともに左アイピース11を有し、右カメラ2は右アイピース21および右収束レンズ20を有する。左アーム12および右アーム22は、伸縮自在継手およびエルボ14および24によりハウジング5に接続される。対物レンズ15および25は、目標物体4に合焦するために左アーム12および右アーム22のより遠い端部で左アーム12および右アーム22の両方に設けられる。対物レンズ15および25は、レンズまたはガラス製品の目盛板8および9および格子のアセンブリで製作される。対物レンズ15および25は、2つのアーム12および22により2つのカメラ1および2に光学的に結合される。左アーム12および右アーム22の移動は、それぞれ左モータ13および右モータ23によって別々に制御される。光線は、ミラー16aおよび16bの助けを借りて左カメラ1の対物レンズ15に案内される。同様に、右カメラ2では、光線は、ミラー26aおよび26bの助けを借りて対物レンズ25に案内される。2つのカメラ1および2は、異なる角度から目標物体4の異なる視像を捕捉するように独立に移動することができる。左カメラ1および右カメラ2を制御するための共通制御部6のシステムが取り入れられる。可変画像処理ユニット3は目標物体4の3D画像を同時に見るために取り入れられる。水平指示器7は、右カメラ2を基準にして左カメラ1を水平に維持するために取り入れられる。3Dカメラアセンブリは、左カメラ1と右カメラ2とを同期させるための左右同期装置をさらに含む。可変3Dカメラアセンブリは、目標物体4を表示するためにハウジング5に左LCD17および右LCD27をさらに含む。
【００８０】
可変画像処理ユニット3は、左カメラ1および右カメラ2の両方のための多位置主レンズまたはプリズムまたはミラー複合ユニット(LPMC4)をさらに含む。LPMC4は移動調整可能である。LPMC4はカメラハウジング5に固定され、画像をフィルムまたはLCDまたは任意の記憶デバイスに合焦する。LPMC4の場所は変更することができる。左アーム12および右アーム22が同期して対称的にまたは非対称的に移動する場合、優先LPMC4の場所は図1Bに示されるようにX1Y1(カメラに最も近い)からX2Y2(カメラから最も遠い)まで変更される。アーム12および22は、目標物体4に合焦するためにそれらが外側に(カメラから遠くに)ならびに内側に(カメラにより近くに)移動できるようにする多数の継手を有する。左アーム12および右アーム22の長さは、カメラからの目標物体4の距離ならびに3D効果の増強の必要性に基づいて変化する。電気機械動力ユニットは主要LPMC4およびアーム12および22を移動させるために取り入れられる。LPMC4はプラットフォームに取り付けられ、プラットフォームは垂直軸のまわりで回転して左カメラ1と右カメラ2との間の分担に関する正確な収束のための微調整能力を与える。収束の程度が増加するにつれて、3D効果も増加する。
【００８１】
本明細書の1つの実施形態によれば、LPMC4の組は、左カメラ1および右カメラ2に対して独立に働くようにそれぞれ左アーム12および右アーム22に置くことができる。
【００８２】
図2は、本明細書の1つの実施形態による左右のアームの多数の伸縮自在継手およびエルボをもつ3Dカメラの側面図を示す。図2に示されるように、ハウジングは2つのカメラ、すなわち、左カメラ1および右カメラ2を有する。左カメラ1は左アイピース11を有し、右カメラ2は右アイピース21を有する。左アーム12および右アーム22は、多数の伸縮自在継手およびエルボ14および24によりハウジング5に接続される。対物レンズ15および25は、目標物体4に合焦するために左アーム12および右アーム22のより遠い端部で左アーム12および右アーム22の両方に設けられる。対物レンズ15および25は、レンズまたはガラス製品の目盛板8および9および格子のアセンブリで製作される。対物レンズ15および25は、2つのアーム12および22により2つのカメラ1および2に光学的に結合される。左アーム12および右アーム22の移動は、それぞれ左モータ13および右モータ23によって別々に制御される。光線は、ミラー16aおよび16bの助けを借りて左カメラ1の対物レンズ15に案内される。同様に、右カメラ2では、光線は、ミラー26aおよび26bの助けを借りて対物レンズ25に案内される。2つのカメラ1および2は、異なる角度から目標物体4の異なる視像を捕捉するように独立に移動することができる。左カメラ1および右カメラ2を制御するための共通制御部6のシステムが取り入れられる。可変画像処理ユニット3は目標物体4の3D画像を同時に見るために取り入れられる。水平指示器7は、右カメラ2を基準にして左カメラ1を水平に維持するために取り入れられる。本発明の可変3Dカメラアセンブリは、左カメラ1と右カメラ2とを同期させるための目盛板などの左右同期装置8および9をさらに含む。可変3Dカメラアセンブリは、目標物体4を表示するためにハウジング5に左LCD17および右LCD27をさらに含む。
【００８３】
本明細書の1つの実施形態によれば、左アームおよび右アームに取り入れられた伸縮自在継手と1つまたは複数のエルボとは、目標物体に合焦するための左アームおよび右アームの正転に役立つ。伸縮自在な左アームおよび右アームは目標物体に合焦するために引き込めたり突き出たりし、一方、左アームおよび右アームの1つまたは複数のエルボは、目標物体に合焦するための左アームおよび右アームの正転に役立つ。
【００８４】
図3は、本明細書の1つの実施形態としての戸外3Dスチール写真のための大きい相互距離をもつマスタースレーブカメラを示す。戸外3D写真のためのマスタースレーブカメラは、スタンド32に取り付けられたマスターカメラ31と、同様にスタンド42に取り付けられたスレーブカメラ41とからなる。スレーブカメラ41はマスターカメラ31から離れたところに位置づけられる。スレーブカメラ41は、図3に示されるようにマスターカメラ31からxメートルの距離に置かれる。カメラ31および41は、離れて置かれた目標物体4の3D視像を提供する。マスターカメラ31は、スレーブカメラ41の種々の動作を制御するための制御パネル33を備える。マスターカメラ31は、遠方の目標物体4を合焦するためにスレーブカメラ41の方位を制御することができる。2つのカメラ31と41との間の距離は可変である。スレーブカメラ41のカメラ設定はすべてマスターカメラ31に同期される。2つのカメラ31および41は単一のスチール個別カメラとして使用することもできる。マスターカメラ31およびスレーブカメラ41の他のすべての構成はスチール写真用の3Dカメラと同様である。
【００８５】
本明細書の1つの実施形態によれば、目標物体4の画像は直接見るか、またはフラットスクリーンもしくはLCDに投影することができる。フラットスクリーンに投影された画像は3Dゴーグルまたは面偏光眼鏡を通して見られる。画像はLCDモニタに投影し、3Dゴーグルまたは面偏光眼鏡を通して見ることもできる。
【００８６】
したがって、3Dカメラアセンブリの様々な実施形態は、対物レンズの収束の程度を所望のレベルに調整し、左右の入射光ビームの相互光学距離を容易に、効率的に、正確に変更して3D効果を増強できるようにする。
【００８７】
本明細書の実施形態の3Dカメラは、視覚データを処理するのにコンピュータシステムが存在しないので目標物体の三次元画像を直接見ることができるようにする。3Dカメラの2つの画像捕捉デバイスは別々におよび互いに独立に働き、操作が容易である。本発明の3Dカメラは、左右の画像を同時に投影することができるデジタル投影3D眼鏡を含む。3Dカメラは、目標物の異なる視像を確実に同時にロックするために収束を組み込んだ設計を有する。本発明の3Dカメラはさらに、異なる物体の3D画像を容易に効率的に捕捉できるようにする。
【００８８】
本発明の3Dカメラからの目標物体の画像は、直接見るか、またはフラットスクリーンに投影することができる。フラットスクリーンに投影された画像は3Dゴーグルまたは面偏光眼鏡を通して見られる。画像をLCDモニタに投影し、3Dゴーグルまたは面偏光眼鏡を通して見ることもできる。本明細書の実施形態のカメラは、3D画像を投影するのにソフトウェアプログラムを使用しない。
【００８９】
特定の実施形態の前述の説明は本明細書の実施形態の一般的性質を十分明らかにしているので、他者は現在の知識を適用することによって、上位概念から逸脱することなく、そのような特定の実施形態を様々な用途のために容易に変更および/または適応することができ、したがって、そのような適応および変更は開示した実施形態の均等物の意図および範囲内に包含されるべきであり、包含されるものである。本明細書で使用された表現または用語は、限定ではなく説明のためのものであることが理解されるべきである。したがって、本明細書の実施形態は好ましい実施形態に関して説明されているが、本明細書の実施形態は添付の特許請求の範囲の趣旨および範囲内で変更を伴って実施することができることを当業者は認識されよう。
【００９０】
本明細書の実施形態は様々な特定の実施形態で説明されているが、当業者が本明細書の実施形態を、変更を伴って実施することは明白であろう。しかし、そのような変更はすべて特許請求の範囲内にあると見なされる。
【００９１】
さらに、以下の特許請求の範囲は、本明細書で説明した実施形態の包括的および特定の特徴のすべてと、言語上実施形態の中間にあると言える実施形態の範囲のすべての記述を包含するものであることが理解されるべきである。
【符号の説明】
【００９２】
1  左カメラ
2  右カメラ
3  可変画像処理ユニット
4  目標物体
5  ハウジング
6  共通制御部
7  水平指示器
11  左アイピース
12  左アーム
13  左モータ
14、24  伸縮自在継手およびエルボ
15、25  対物レンズ
16a、16b、26a、26b  ミラー
17  左LCD
21  右アイピース
22  右アーム
23  右モータ
27  右LCD
31  マスターカメラ
32  スタンド
33  制御パネル
41  スレーブカメラ
42  スタンド
【図１Ａ】
0006018055.tif 000002
【図１Ｂ】
0006018055.tif 000003
【図２Ａ】
0006018055.tif 000004
【図２Ｂ】
0006018055.tif 000005
【図３】
0006018055.tif 000006