(57)【要約】【課題】  立体撮像装置の各画像間に生じる位置ズレの調整作業を簡略化する。【解決手段】  立体撮像装置には、２つの撮像部が設けられている。立体撮像部は、十字マーク２００が描かれたチャートと正対して調整ステージに固定される。調整ステージを駆動して、右眼画像データ２１０に映り込んだ十字マーク２００を、切出エリア２１２上の（−Ｘｓ，０）の位置に移動させる。調整装置の画像認識部は、左眼画像データ２２０から十字マーク２００を認識し、その中心２００ａと、切出エリア２２２の（Ｘｓ，０）の位置とのズレ量Ｘ１、Ｙ１を取得する。ズレ量Ｘ１、Ｙ１は、切出演算部に入力される。切出演算部は、入力されたズレ量を基に、立体撮像装置のフラッシュメモリに記憶された切出位置データを更新し、それをフラッシュメモリに上書きする。【選択図】        図１０
2006276743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像レンズと撮像素子とからなる複数の撮像部と、前記各撮像部を所定の間隔を開けて並べて保持する筐体と、前記各撮像素子の有効画素エリア毎に予め決められた切出エリアに対応する部分を前記各有効画素エリアから切り出す画像切出部と、前記各切出エリアの前記有効画素エリア上での位置を表す切出位置データを記憶する不揮発性メモリとを備えた立体撮像装置と、
前記各撮像部の撮像範囲を調整するための調整用画像が描かれたチャートと、
前記各撮像部と前記調整用画像とを対面させた状態で前記立体撮像装置を固定する固定部と、固定された前記立体撮像装置を上下左右に移動させるとともに、前記調整用画像と対面する方向を軸にして回転させる位置調整機構とからなる調整ステージと、
前記立体撮像装置との相互通信を可能にする通信手段と、前記調整ステージによって、いずれか一つの前記撮像部が前記各切出エリアの中心位置から前記各撮像部の視差分だけシフトした適正位置と前記調整用画像の基準位置とが一致するように合わせられた際に、その状態で撮像された前記各有効画素エリアから前記調整用画像を認識して、各々の前記適正位置から前記基準位置までのズレ量を表す基準位置データを取得する画像認識部と、前記各基準位置データを基にして、前記適正位置と前記基準位置とが一致するように前記各切出位置データを更新し、更新した前記各切出位置データを前記不揮発性メモリに上書きする切出演算部とを備えた調整装置とから構成されることを特徴とする立体撮像装置の撮像範囲調整システム。
【請求項２】
前記立体撮像装置は、前記各撮像素子の光軸回りの回転角を調整する回転角調整機構を有し、
前記調整ステージは、前記各回転角調整機構を駆動するための駆動手段を有することを特徴とする請求項１記載の撮像範囲調整システム。
【請求項３】
撮像レンズと撮像素子とからなる複数の撮像部と、
前記各撮像部を所定の間隔を開けて並べて保持する筐体と、
前記各撮像素子の有効画素エリア毎に予め決められた切出エリアに対応する部分を前記各有効画素エリアから切り出す画像切出部と、
前記各切出エリアの前記有効画素エリア上での位置を表す切出位置データを記憶する不揮発性メモリとを備えたことを特徴とする立体撮像装置。
【請求項４】
請求項３記載の立体撮像装置との相互通信を可能にする通信手段と、
前記立体撮像装置が、前記各撮像部の撮像範囲を調整するための調整用画像が描かれたチャートを撮像した際に、前記各有効画素エリアから前記調整用画像を認識して、前記切出エリアの中心位置から前記各撮像部の視差分だけシフトした適正位置から前記調整用画像の基準位置までのズレ量を表す基準位置データを、前記各撮像部のそれぞれに対応して取得する画像認識部と、
前記各基準位置データを基にして、前記適正位置と前記基準位置とが一致するように前記各切出位置データを更新し、更新した前記各切出位置データを前記不揮発性メモリに上書きする切出演算部とを備えたことを特徴とする調整装置。
【請求項５】
撮像レンズと撮像素子とからなる複数の撮像部と、前記各撮像部を所定の間隔を開けて並べて保持する筐体と、前記各撮像素子の有効画素エリア毎に予め決められた切出エリアに対応する部分を前記各有効画素エリアから切り出す画像切出部と、前記各切出エリアの前記有効画素エリア上での位置を表す切出位置データを記憶する不揮発性メモリとを備えた立体撮像装置を、
前記各撮像部の撮像範囲を調整するための調整用画像が描かれたチャートと対面させた状態で、上下左右に移動させるとともに、前記チャートと対面する方向を軸にして回転させる調整ステージに固定し、
この調整ステージで前記立体撮像装置を移動又は回転させて、前記各切出エリアの中心位置から前記各撮像部の視差分だけシフトした適正位置と前記調整用画像の基準位置とが一致するように前記各撮像部のいずれか一つを合わせ、
その状態で撮像された前記各有効画素エリアから前記調整用画像を認識して、各々の前記適正位置から前記基準位置までのズレ量を表す基準位置データを取得し、
これらの各基準位置データを基に、前記適正位置と前記基準位置とが一致するように前記各切出位置データを更新して、更新した前記各切出位置データを前記不揮発性メモリに上書きすることを特徴とする立体撮像装置の撮像範囲調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の撮像部で視差のある複数の画像を取得する立体撮像装置と、その複数の撮像部の撮像範囲を調整する撮像範囲調整システム、調整装置、及び撮像範囲調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＣＣＤなどの固体撮像素子を備えた２つの撮像部を平行に配置して、視差のある２つの画像を取得する立体撮像装置が、例えば、特許文献１などで知られている。視差のある２つの画像の双方に映り込んだ被写体は、いわゆるステレオ法によって三次元的な解析を行うことができる。このため、近年では、顔などの形状を特定する生体認証（バイオメトリクス）用のカメラや、監視区域に入り込んだ人数などを正確に把握する監視カメラなどに立体撮像装置が利用され始めている。
【０００３】
立体撮像装置が撮影する２つの画像には、視差以外の位置ズレが存在しないことが望ましいのであるが、実際には、機械的な取り付け精度の範囲内でズレが生じてしまう。そのため、特許文献１記載の立体撮像装置では、ＣＣＤなどが取り付けられた回路基板を３本の調整用ネジで支持し、その挿し込み量によって回路基板の傾きなどを変位させ、位置ズレを補正するようにしている。
【特許文献１】特開２００１−２４２５２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ネジの挿し込み量を少しづつ変えながら各画像を確認して調整を行う操作は、非常に手間がかかるという問題がある。特に、認証用カメラや監視カメラとして用いられる立体撮像装置では、輸送時に位置ズレが発生することも懸念されるため、他の装置内や室内などの所定の設置箇所に取り付ける直前に調整を行うことが好ましい。こうした取り付け作業の簡略化のためにも、より簡単に各画像間の位置ズレを調整できるしたいという要望が強かった。
【０００５】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであって、立体撮像装置の各画像間に生じる位置ズレを調整する際に、その調整作業の簡略化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の撮像範囲調整システムは、撮像レンズと撮像素子とからなる複数の撮像部と、前記各撮像部を所定の間隔を開けて並べて保持する筐体と、前記各撮像素子の有効画素エリア毎に予め決められた切出エリアに対応する部分を前記各有効画素エリアから切り出す画像切出部と、前記各切出エリアの前記有効画素エリア上での位置を表す切出位置データを記憶する不揮発性メモリとを備えた立体撮像装置と、前記各撮像部の撮像範囲を調整するための調整用画像が描かれたチャートと、前記各撮像部と前記調整用画像とを対面させた状態で前記立体撮像装置を固定する固定部と、固定された前記立体撮像装置を上下左右に移動させるとともに、前記調整用画像と対面する方向を軸にして回転させる位置調整機構とからなる調整ステージと、前記立体撮像装置との相互通信を可能にする通信手段と、前記調整ステージによって、いずれか一つの前記撮像部が前記各切出エリアの中心位置から前記各撮像部の視差分だけシフトした適正位置と前記調整用画像の基準位置とが一致するように合わせられた際に、その状態で撮像された前記各有効画素エリアから前記調整用画像を認識して、各々の前記適正位置から前記基準位置までのズレ量を表す基準位置データを取得する画像認識部と、前記各基準位置データを基にして、前記適正位置と前記基準位置とが一致するように前記各切出位置データを更新し、更新した前記各切出位置データを前記不揮発性メモリに上書きする切出演算部とを備えた調整装置とから構成されることを特徴とする。
【０００７】
なお、前記立体撮像装置は、前記各撮像素子の光軸回りの回転角を調整する回転角調整機構を有し、前記調整ステージは、前記各回転角調整機構を駆動するための駆動手段を有することが好ましい。
【０００８】
また、本発明の立体撮像装置は、撮像レンズと撮像素子とからなる複数の撮像部と、前記各撮像部を所定の間隔を開けて並べて保持する筐体と、前記各撮像素子の有効画素エリア毎に予め決められた切出エリアに対応する部分を前記各有効画素エリアから切り出す画像切出部と、前記各切出エリアの前記有効画素エリア上での位置を表す切出位置データを記憶する不揮発性メモリとを備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の調整装置は、請求項３記載の立体撮像装置との相互通信を可能にする通信手段と、前記立体撮像装置が、前記各撮像部の撮像範囲を調整するための調整用画像が描かれたチャートを撮像した際に、前記各有効画素エリアから前記調整用画像を認識して、前記切出エリアの中心位置から前記各撮像部の視差分だけシフトした適正位置から前記調整用画像の基準位置までのズレ量を表す基準位置データを、前記各撮像部のそれぞれに対応して取得する画像認識部と、前記各基準位置データを基にして、前記適正位置と前記基準位置とが一致するように前記各切出位置データを更新し、更新した前記各切出位置データを前記不揮発性メモリに上書きする切出演算部とを備えたことを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明の撮像範囲調整方法は、撮像レンズと撮像素子とからなる複数の撮像部と、前記各撮像部を所定の間隔を開けて並べて保持する筐体と、前記各撮像素子の有効画素エリア毎に予め決められた切出エリアに対応する部分を前記各有効画素エリアから切り出す画像切出部と、前記各切出エリアの前記有効画素エリア上での位置を表す切出位置データを記憶する不揮発性メモリとを備えた立体撮像装置を、前記各撮像部の撮像範囲を調整するための調整用画像が描かれたチャートと対面させた状態で、上下左右に移動させるとともに、前記チャートと対面する方向を軸にして回転させる調整ステージに固定し、この調整ステージで前記立体撮像装置を移動又は回転させて、前記各切出エリアの中心位置から前記各撮像部の視差分だけシフトした適正位置と前記調整用画像の基準位置とが一致するように前記各撮像部のいずれか一つを合わせ、その状態で撮像された前記各有効画素エリアから前記調整用画像を認識して、各々の前記適正位置から前記基準位置までのズレ量を表す基準位置データを取得し、これらの各基準位置データを基に、前記適正位置と前記基準位置とが一致するように前記各切出位置データを更新して、更新した前記各切出位置データを前記不揮発性メモリに上書きすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明では、各切出エリアの中心位置から各撮像部の視差分だけシフトした適正位置と調整用画像の基準位置とが一致するように各撮像部のいずれか一つを合わせ、その状態で撮像された各有効画素エリアから調整用画像を認識して、各々の適正位置から基準位置までのズレ量を表す基準位置データを取得し、これらの各基準位置データを基に、適正位置と基準位置とが一致するように各切出位置データを更新して、更新した各切出位置データを不揮発性メモリに上書きするようにした。この更新された各切出位置データを基に、各有効画素エリアから各切出エリアに対応する部分を切り出すと、切り出された部分からは、視差以外の位置ズレが除去される。各切出位置データの更新は、撮像された画像データを基にして、画像認識部と切出演算部とが自動で行うので、ネジの挿し込み量を少しづつ変えながら調整を行う方法などと比較して、格段にその調整作業を簡略化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１は、立体撮像装置に設けられた２つの撮像部の撮像範囲を調整する撮像範囲調整システムの構成図である。撮像範囲調整システム２は、調整対象となる立体撮像装置３と、調整時に立体撮像装置３の位置を微調整する調整ステージ４と、調整時の撮影対象となるチャート５と、調整ステージ４とチャート５とが正対して載置される載置板６と、通信ケーブル８及び９のそれぞれを介して立体撮像装置３と調整ステージ４とを駆動させる調整装置７とからなる。チャート５には、十字マーク（調整用画像）２００が描かれており、この十字マーク２００の中心と立体撮像装置３の中心とが一致し、かつチャート５の表面と立体撮像装置３の前面とが正対するように位置が合わせられている。オペレータは、調整装置７を介して立体撮像装置３と調整ステージ４とを制御し、十字マーク２００を立体撮像装置３で撮影することにより、各撮像部の撮像範囲を調整する。調整ステージ４は、取り付けられた立体撮像部３をＸ、Ｙ方向に移動させるとともに、中心線ＣＬを軸としたθ方向に回転させ、撮像範囲中の適切な位置に十字マーク２００を映り込ませる。
【００１３】
立体撮像装置３と調整装置７とを接続する通信ケーブル８には、例えば、ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４などが用いられる。通信ケーブル８は、立体撮像装置３と調整装置７との相互通信を可能にするとともに、立体撮像装置３に調整装置７からの電力を供給する（いわゆる、バスパワー）。また、調整ステージ４と調整装置７とを接続する通信ケーブル９は、一般的な導線であって、調整ステージ４に設けられた複数のモータのそれぞれに調整装置７からの駆動信号を伝える。
【００１４】
図２は、立体撮像装置３の外観斜視図である。立体撮像装置３は、第１撮像部１０、第２撮像部１１、及びこれらの各撮像部１０、１１を収容する筐体１２とから構成されている。第１撮像部１０は、第１撮像レンズ１３と、この第１撮像レンズ１３を保持する第１レンズ鏡筒１４とを有している。また、第２撮像部１１も第１撮像部１０と同様に、第２撮像レンズ１５と、この第２撮像レンズ１５を保持する第２レンズ鏡筒１６とを有している。筐体１２は、各撮像部１０、１１が固定されるフレーム１７と、各撮像部１０、１１を保護するケース１８とからなる。フレーム１７の前面には、各撮像部１０、１１を露呈させるための開口１７ａと、立体撮像装置３を専用のブラケットやステー、及び他の装置などに取り付けるためのネジ穴１７ｂとが形成されている。ケース１８には、立体撮像装置３を調整ステージ４に取り付けた際に、立体撮像装置３の内部機構と調整ステージ４とを接続するためのアクセス窓となる開口１８ａが形成されている。
【００１５】
図３は、立体撮像装置３の電気的構成を示すブロック図である。第１撮像部１０は、第１レンズ鏡筒１４、第１フォーカスモータ２１、第１モータドライバ２２、第１ＣＣＤ（撮像素子）２３、第１タイミングジェネレータ２４、第１ＣＤＳ２５、第１ＡＭＰ２６、及び第１Ａ／Ｄ変換器２７で構成されている。
【００１６】
第１レンズ鏡筒１４には、第１撮像レンズ１３としてズームレンズ１３ａ、フォーカスレンズ１３ｂ、及び絞り１３ｃなどが組み込まれている。第１レンズ鏡筒１４のズームレンズ１３ａや、フォーカスレンズ１３ｂの光軸方向への進退移動は、第１フォーカスモータ２１の駆動によって行われる。第１フォーカスモータ２１は、第１モータドライバ２２に接続されており、第１モータドライバ２２は、立体撮像装置３の全体的な制御を行うＣＰＵ４０に接続されている。ＣＰＵ４０は、第１モータドライバ２２を制御することで、第１フォーカスモータ２１の駆動を行っている。
【００１７】
第１撮像レンズ１３の背後には、第１ＣＣＤ２３が配置されている。第１撮像レンズ１３は、この第１ＣＣＤ２３の受光面に被写体像を結像させる。第１ＣＣＤ２３は、第１タイミングジェネレータ２４を介してＣＰＵ４０に接続されており、ＣＰＵ４０が第１タイミングジェネレータ２４を制御することにより、タイミング信号（クロックパルス）を発生させる。第１ＣＣＤ２３は、このタイミング信号が入力されることにより駆動する。
【００１８】
また、第１ＣＣＤ２３は、光電変換により被写体像を電気信号に変換し、この画像信号を相関二重サンプリング回路である第１ＣＤＳ２５に送信する。第１ＣＤＳ２５は、第１ＣＣＤ２３から画像信号を取得して、第１ＣＣＤ２３の各セルの蓄積電荷量に正確に対応したＲ、Ｇ、Ｂの画像データとして出力する。第１ＣＤＳ２５から出力された画像データは、第１ＡＭＰ２６で増幅されて、さらに第１Ａ／Ｄ変換器２７でデジタルデータに変換される。このデジタル化された画像データは、第１Ａ／Ｄ変換器２７から右眼画像データとして画像入力コントローラ４１に出力される。
【００１９】
第２撮像部１１は、第１撮像部１０と同様の構成であり、第２レンズ鏡筒１６、第２フォーカスモータ３１、第２モータドライバ３２、第２ＣＣＤ（撮像素子）３３、第２タイミングジェネレータ３４、第２ＣＤＳ３５、第２ＡＭＰ３６、及び第２Ａ／Ｄ変換器３７で構成されている。さらに、第２レンズ鏡筒１６には、第２撮像レンズ１５としてズームレンズ１５ａ、フォーカスレンズ１５ｂ、及び絞り１５ｃなどが組み込まれている。第２Ａ／Ｄ変換器３７は、第１Ａ／Ｄ変換器２７と同様に、左眼画像データを画像入力コントローラ４１に出力する。
【００２０】
画像入力コントローラ４１は、データバス４２を介してＣＰＵ４０に接続され、ＣＰＵ４０からの制御命令に応じて各ＣＣＤ２３、３３、各ＣＤＳ２５、３５、各ＡＭＰ２６、３６、及び各Ａ／Ｄ変換器２７、３７を制御する。ＣＰＵ４０は、画像入力コントローラ４１を制御して、各画像データをシステムメモリ４３の所定の領域に一時的に格納する。
【００２１】
システムメモリ４３は、ＲＯＭやＲＡＭなどからなり、立体撮像装置３を制御するための各種のプログラムや設定情報などを格納するとともに、ＣＰＵ４０が読み出したプログラムや、取得した各画像データなどを一時的に記憶するバッファとして機能する。
【００２２】
ＣＰＵ４０には、データバス４２を介してＡＦ検出回路４４、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路４５が接続されている。ＣＰＵ４０は、ＡＦ検出回路４４を制御して、各撮像部１０、１１により取得した各画像データに基づいて、第１撮像レンズ１３、及び第２撮像レンズ１５の各フォーカスレンズ１３ｂ、１５ｂの焦点調整が撮像に最適となるＡＦ検出値を検出させ、このＡＦ検出値に基づいて第１及び第２モータドライバ２２、３２を制御して、それぞれのフォーカスレンズ１３ｂ、１５ｂを最適な位置に移動させる。また、ＣＰＵ４０は、ＡＥ／ＡＷＢ検出回路４５を制御して各撮像部１０、１１により取得した各画像データに基づいて、露光調整及びホワイトバランス補正が撮影に最適となるＡＥ／ＡＷＢ検出値を検出させ、このＡＥ／ＡＷＢ検出値に基づいて、露光量とホワイトバランス補正が最適となるように、各絞り１３ｃ、１５ｃ、及び各ＣＣＤ２３、３３などの制御を行う。
【００２３】
また、ＣＰＵ４０には、データバス４２を介して画像信号処理回路（画像切出部）４６、及びフラッシュメモリ（不揮発性メモリ）４７が接続されている。画像信号処理回路４６は、システムメモリ４３から各画像データを読み出して、例えば、階調変換、ホワイトバランス処理、ガンマ補正処理などの各種の画像処理を施し、この画像データを再度システムメモリ４３に格納する。また、画像信号処理回路４６は、図４に示すように、各ＣＣＤ２３、３３の有効画素エリアである各画像データ２１０、２２０から、予め決められた各切出エリア２１２、２２２に対応した部分のみを切り出す切出処理を行う。なお、立体撮像装置３を他の装置や室内などに取り付けた後、外部機器には、この切出処理によって切り出された部分のみが、立体撮像装置３の撮像範囲として送信される。以下、本明細書では、各切出エリア２１２、２２２に対応した部分を、各撮像部１０、１１の撮像範囲と称す。
【００２４】
フラッシュメモリ４７には、各切出エリア２１２、２２２の各画像データ２１０、２２０上での位置を表す切出位置データが記憶されている。画像信号処理回路４６は、これらの各切出位置データを基にして各切出エリア２１２、２２２を合わせ、前述の切出処理を行う。なお、各切出エリア２１２、２２２は、初期状態では、例えば、図示のように各画像データ２１０、２２０の中心と各切出エリア２１２、２２２の中心とが一致するように合わせられている。
【００２５】
さらに、ＣＰＵ４０には、データバス４２を介して通信Ｉ／Ｆ（通信手段）４８が接続される。通信Ｉ／Ｆ４８には、通信ケーブル８が接続され、この通信ケーブル８の規格に準拠したコネクタや回路などが形成されている。ＣＰＵ４０は、通信Ｉ／Ｆ４８と通信ケーブル８とを介して調整装置７を含む外部機器との通信を行う。また、通信Ｉ／Ｆ４８には、電源制御回路４９が接続されている。電源制御回路４９は、例えば、電源ノイズを除去するためのフィルタや過電流を防止するためのリミッタなどからなり、通信ケーブル５を介して供給されるバスパワーを、ＤＣ／ＤＣコンバータ５０を通して立体撮像装置３の各部に供給する。また、各種の画像処理が施された後、システムメモリ４３に再度格納された各画像データ２１０、２２０は、通信Ｉ／Ｆ４８に出力され、通信ケーブル８を介して外部機器に送信される。
【００２６】
図５は、調整ステージ４の構成を示す外観斜視図である。調整ステージ４は、立体撮像装置３が取り付けられる取付板（固定部）６０と、この取付板６０をθ方向に回転させる回転角調整機構６１と、この回転角調整機構６１を取付板６０ごとＹ方向に移動させるＹ方向調整機構６２と、これらの各部をＸ方向に移動させるＸ方向調整機構６３とからなる。取付板６０には、長手側の側面６０ａの中心を通るように軸６４が設けられている。
【００２７】
回転角調整機構６１は、ベアリングなどの軸受けを介して取付板６０の軸６４を回動自在に保持する保持部材６５と、軸６４を中心として取付板６０を回転させるθ角調整用モータ６６とからなる。回転角調整機構６１は、調整装置７からの駆動信号を基にθ角調整用モータ６６を回転させ、保持部材６５の切り欠き部６５ａと取付板６０とが当接する範囲でθ角の調整を可能にする。
【００２８】
Ｙ方向調整機構６２は、ボールネジ６７と、このボールネジ６７を回動自在に保持するケース６８と、ボールネジ６７を回転させるＹ方向調整用モータ６９とからなる。保持部材６５の一端には、雌ネジが切られたナット部６５ｂが形成されており、ケース６８の前面に形成された開口６８ａを介してナット部６５ｂとボールネジ６７とが噛合している。Ｙ方向調整機構６２は、調整装置７からの駆動信号を基にＹ方向調整用モータ６９を回転させる。Ｙ方向調整用モータ６９の回転にともなって回るボールネジ６７は、その回転方向に従って取付板６０と回転角調整機構６１とをＹ方向に移動させ、保持部材６５とケース６８とが当接する範囲でＹ方向の調整を可能にする。また、保持部材６５とケース６８とは、例えば、図示せぬ直進キーなどを介して接続されており、ボールネジ６７の回転にともなって回転角調整機構６１自体が回転してしまうことを防止している。
【００２９】
Ｘ方向調整機構６３は、Ｙ方向調整機構６２と同様の構成であり、ボールネジ７０と、このボールネジ７０を回動自在に保持するケース７１と、ボールネジ７０を回転させるＸ方向調整用モータ７２とからなる。Ｙ方向調整機構６２のケース６８の一端には、雌ネジが切られたナット部６８ｂが形成されており、ケース７１の前面に形成された開口７１ａを介してナット部６８ｂとボールネジ７０とが噛合している。Ｘ方向調整機構６３は、調整装置７からの駆動信号を基にＸ方向調整用モータ７２を回転させる。Ｘ方向調整用モータ７２の回転にともなって回るボールネジ７０は、その回転方向に従ってＹ方向調整機構６２とそれに接続される各部をＸ方向に移動させ、ケース６８とケース７１とが当接する範囲でＸ方向の調整を可能にする。
【００３０】
取付板６０の裏面には、第２ＣＣＤ３３の光軸Ｐを中心としたγ方向の回転角（図６参照）を調整するためのＣＣＤ調整用モータ（駆動手段）７３が取り付けられている。また、取付板６０には、貫通孔６０ｂが形成されており、この貫通孔６０ｂを介してＣＣＤ調整用モータ７３の回転軸７４が取付板６０の表面側に突出する。回転軸７４の先端には、ギア７５が設けられている。ギア７５は、立体撮像装置３が取付板６０に取り付けられた際に、ケース１８に形成された開口１８ａに挿通される。
【００３１】
図６に示すように、立体撮像装置３内の開口１８ａと対応する位置には、ギア７５の各歯に対応する溝が内面に形成された有底円筒状の連結部材８０が設けられている。連結部材８０の底面には、その中心を通るようにシャフト８１が接続されている。連結部材８０は、立体撮像装置３が取付板６０に取り付けられた際に、開口１８ａから挿通されるギア７５と連結し、ＣＣＤ調整用モータ７３の回転力をシャフト８１に伝える。シャフト８１は、ベアリングなどの軸受けを介して回動自在にシャフト８１を保持する２つの支柱８２、８３を介してフレーム１７に固定される。また、シャフト８１の連結部材８０と反対側の端部には、傘歯車８４が設けられている。この傘歯車８４は、γ方向に９０°回転して設けられた傘歯車８５と噛合する。傘歯車８５には、中心部にのみネジが切られたボールネジ８６が接続される。ボールネジ８６は、ベアリングなどの軸受けを介して回動自在にボールネジ８６を保持する２つの支柱８７、８８を介してフレーム１７に固定される。ボールネジ８６のネジ部分には、雌ネジが切られた略円筒状の移動体８９が設けられている。移動体８９には、リンク部材９０が鉛直に形成されている。このリンク部材９０には、長穴９０ａが設けられており、第２ＣＣＤ３３に突設されたピン３３ａと係合している。
【００３２】
ＣＣＤ調整用モータ７３の回転力は、連結部材８０を介してシャフト８１に伝えられ、各傘歯車８４、８５を介してボールネジ８６を回転させる。ボールネジ８６は、その回転方向に従って、移動体８９を矢線Ａ方向に移動させる。Ａ方向に移動した移動体８９は、リンク部材９０でピン３３ａを押す。第２撮像部１１は、フレーム１７に回動自在に保持されており、リンク部材９０に押されたピン３３ａが長穴９０ａに沿って移動することで、第２撮像部１１がγ方向に回転する。これにより、第２ＣＣＤ３３のγ方向の回転角が調整される。すなわち、連結部材８０と、シャフト８１と、各傘歯車８４、８５と、ボールネジ８６と、移動体８９とによって請求項記載の回転角調整機構が構成される。
【００３３】
図７は、調整ステージ４の電気的構成を示すブロック図である。各モータ６６、６９、７２、７３には、それぞれを駆動するための専用のモータドライバ１００、１０１、１０２、１０３が接続されている。各モータドライバ１００、１０１、１０２、１０３は、コネクタ１０４と、このコネクタ１０４に接続される通信ケーブル９とを介して調整装置７に接続され、調整装置７からの駆動信号に応じて各モータ６６、６９、７２、７３を駆動する。なお、各モータ６６、６９、７２、７３には、例えば、ステッピングモータが用いられ、パルス信号（駆動信号）の入力に応じて回転するステップ角によって、回転角調整機構６１の回転量や、Ｙ方向調整機構６２とＸ方向調整機構６３との各移動量を厳密に制御する。
【００３４】
また、調整ステージ４には、ＡＣ電源１０６と電源スイッチ１０７とが接続される電源制御回路１０５が設けられている。電源制御回路１０５は、例えば、ＡＣ電源１０６から供給される交流の電力を直流に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ、及び電源ノイズを除去するためのフィルタや過電流を防止するためのリミッタなどからなり、調整ステージ４の外面に露呈した電源スイッチ１０７のＯＮ／ＯＦＦに応じて、直流に変換した電力をＤＣ／ＤＣコンバータ１０８に送る。ＤＣ／ＤＣコンバータ１０８は、電源制御回路１０５からの電力を所定の電圧に変換するなどして、変換後の電力を調整ステージ４の各部に供給する。
【００３５】
図８は、調整装置７の電気的構成を示すブロック図である。調整装置７の各部は、ＣＰＵ１１０によって統括的に制御される。データバス１１１を介してＣＰＵ１１０に接続されるシステムメモリ１１２は、ＲＯＭやＲＡＭなどからなり、調整装置７を制御するための各種のプログラムや設定情報などを格納するとともに、ＣＰＵ１１０が読み出したプログラムなどを一時的に記憶するバッファとして機能する。
【００３６】
調整装置７には、ＬＣＤパネル１１３と操作入力部１１５とが設けられている（図１参照）。ＬＣＤパネル１１３には、システムメモリ１１２に格納された各種のプログラムに応じて、様々な画像が表示される。このＬＣＤパネル１１３は、ＬＣＤドライバ１１４とデータバス１１１とを介してＣＰＵ１１０に接続されており、ＣＰＵ１１０の制御の下に各種の画像を表示する。操作入力部１１５は、例えば、キーボードやマウスなどからなる周知の入力装置であって、オペレータからの種々の操作入力をデータバス１１１を介してＣＰＵ１１０に伝える。なお、操作入力部１１５には、この他にＬＣＤパネル１１３上に配設されるタッチスクリーンパネルなどを用いてもよい。
【００３７】
また、ＣＰＵ１１０には、データバス１１１を介して通信Ｉ／Ｆ（通信手段）１１６、画像認識部１１７、切出演算部１１８、及び電源制御回路１１９が接続される。通信Ｉ／Ｆ１１６には、立体撮像装置３をつなぐための通信ケーブル８と、調整ステージ４をつなぐための通信ケーブル９とが接続され、これらの通信ケーブル８、及び９の規格に準拠したコネクタや回路などが形成されている。ＣＰＵ１１０は、この通信Ｉ／Ｆ１１６と各通信ケーブル８、９とを介して立体撮像装置３、及び調整ステージ４との通信を行い、それぞれを制御する。
【００３８】
画像認識部１１７は、通信Ｉ／Ｆ１１６を介して入力される各撮像部１０、１１の画像データ２１０、２２０から、周知のパターンマッチングの手法を用いて十字マーク２００を認識し、各画像データ２１０、２２０から十字マーク２００の中心位置の基準位置データを取得する。切出演算部１１８は、画像認識部１１７が取得した十字マーク２００の中心位置の基準位置データを基に、立体撮像装置３のフラッシュメモリ４７が記憶する各切出エリア２１２、２２２の切出位置データを更新し、それを再びフラッシュメモリ４７に書き込む。このように、調整装置７は、各切出エリア２１２、２２２の位置を調整することによって、各撮像部１０、１１の撮像範囲を調整する。
【００３９】
電源制御回路１１９には、ＡＣ電源１２０と電源スイッチ１２１とが接続される。この電源制御回路１１９は、例えば、ＡＣ電源１２０から供給される交流の電力を直流に変換するＡＣ／ＤＣコンバータ、及び電源ノイズを除去するためのフィルタや過電流を防止するためのリミッタなどからなり、調整装置７の外面に露呈した電源スイッチ１２１のＯＮ／ＯＦＦに応じて、直流に変換した電力をＤＣ／ＤＣコンバータ１２２に送る。ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２は、電源制御回路１１９からの電力を所定の電圧に変換するなどして、変換後の電力を調整装置７の各部に供給する。また、ＤＣ／ＤＣコンバータ１２２からの電力は、通信Ｉ／Ｆ１１６にも供給され、バスパワーとして立体撮像装置３に送られる。なお、立体撮像装置３の電源のＯＮ／ＯＦＦは、調整装置７を含む外部機器からのバスパワーが供給されるか否かで制御される。
【００４０】
次に、図９に示すフローチャート、及び図１０に示す説明図を参照して、本発明の作用について説明する。立体撮像装置３の各撮像部１０、１１の撮像範囲を調整する際には、まず図１に示すように各部を配置し、撮像範囲調整システム２を構築する。各部を配置した後、調整ステージ４の電源スイッチ１０７と調整装置７の電源スイッチ１２１とをＯＮし、各部を起動させる。この際、立体撮像装置３は、調整装置７から通信ケーブル８を介して供給されるバスパワーによって起動する。
【００４１】
各部を起動させた後、調整装置７から調整ステージ４を制御して、右眼画像データ２１０に映り込んだ十字マーク２００の中心２００ａを、図１０に示すように、（−Ｘｓ，０）の位置に移動させる。この際、基準となるのは、切出エリア２１２の中心２１２ａである。また、Ｘｓは、各撮像部１０、１１の視差に相当するものであり、各撮像部１０、１１の基線長、チャート５までの距離、各撮像部１０、１１の輻輳角などに応じて一義的に決まる値である。すなわち、この（−Ｘｓ，０）の位置に十字マーク２００の中心２００ａが映り込んでいる際に、右眼画像において視差以外に位置ズレのない適切な撮像範囲となる。従って、この（−Ｘｓ，０）の位置が、請求項記載の適正位置に相当し、十字マーク２００の中心２００ａが請求項記載の基準位置に相当するものである。なお、この位置制御は、操作入力部１１５を介してオペレータが手動で行うものでもよいし、例えば、画像認識部１１７で十字マーク２００の中心２００ａの基準位置データを取得し、それを（−Ｘｓ，０）の位置に合わせるように調整ステージ４の各部を自動で制御するようにしてもよい。
【００４２】
右眼画像の撮像範囲が適切な位置に合わせられた際に、左眼画像に図１０（ａ）に示すような傾き、すなわちγ方向の回転角にズレが生じている際には、ＣＣＤ調整用モータ７３を駆動する。ＣＣＤ調整用モータ７３を駆動すると、図６に示すように第２ＣＣＤ３３がγ方向に回転する。これにより、左眼画像データ２２０に映り込んだ十字マーク２００を、図１０（ｂ）に示すように回転させ、γ方向の回転角のズレを調整する。
【００４３】
γ方向の回転角のズレが調整されると、左眼画像データ２２０が画像認識部１１７に送られる。画像認識部１１７は、左眼画像データ２２０からパターンマッチングの手法を用いて十字マーク２００を認識し、その中心２００ａの位置を割り出す。中心２００ａの位置を割り出した画像認識部１１７は、切出エリア２２２の中心２２２ａを（０，０）とした際に、そこからＸｓだけＸ方向にシフトした（Ｘｓ，０）の位置を基準として、この基準から十字マーク２００の中心２００ａまでのズレ量Ｘ１、Ｙ１を取得する。ズレ量Ｘ１、Ｙ１を取得した画像認識部１１７は、これらを切出演算部１１８に送る。
【００４４】
ズレ量Ｘ１、Ｙ１が入力された切出演算部１１８は、立体撮像装置３のフラッシュメモリ４７から切出エリア２２２の切出位置データを読み出す。この切出位置データは、例えば、左眼画像データ２２０の左上角部２２０ａを基準とした際に、ここから切出エリア２２２の左上角部２２２ｂまでのズレ量Ｘ０、Ｙ０として記憶されている。切出演算部１１８は、各値を基に、Ｘ２＝Ｘ０−Ｘ１、Ｙ２＝Ｙ０−Ｙ１のように切出エリア２２２の切出位置データを更新し、切出エリア２２２の位置を調整する。なお、更新された切出位置データＸ２、Ｙ２は、再びフラッシュメモリ４７に書き込まれる。
【００４５】
調整された切出エリア２２２は、図１０（ｃ）のようになり、左眼画像に映り込んだ十字マーク２００の中心２００ａが（Ｘｓ，０）の位置に移動し、右眼画像と同様に視差以外に位置ズレのない適切な撮像範囲に調整されたことが分かる。切出位置データＸ２、Ｙ２がフラッシュメモリ４７に書き込まれた立体撮像装置３は、以降、画像信号処理部４６で切出処理を行う際に、調整された位置データをフラッシュメモリ４７から読み出すので、視差以外に位置ズレのない各画像を外部機器に供給する。
【００４６】
なお、上記実施形態では、不揮発性メモリとしてフラッシュメモリ４７を用いているが、これに限ることなく、例えば、ＥＥＰＲＯＭなどの他の不揮発性メモリを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】撮像範囲調整システムの構成図である。
【図２】立体撮像装置の外観斜視図である。
【図３】立体撮像装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図４】各画像データの有効画素エリアと切出エリアとを説明する説明図である。
【図５】調整ステージの外観斜視図である。
【図６】回転角調整機構の構成を説明する説明図である。
【図７】調整ステージの電気的構成を示すブロック図である。
【図８】調整装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図９】撮像範囲の調整方法を示すフローチャートである。
【図１０】撮像範囲の調整方法を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
２  撮像範囲調整システム
３  立体撮像装置
４  調整ステージ
５  チャート
７  調整装置
１０  第１撮像部
１１  第２撮像部
１２  筐体
１３  第１撮像レンズ
１５  第２撮像レンズ
２３  第１ＣＣＤ（撮像素子）
３３  第２ＣＣＤ（撮像素子）
４６  画像信号処理部（画像切出部）
４７  フラッシュメモリ（不揮発性メモリ）
６０  取付板（固定部）
６１  回転角調整機構
６２  Ｙ方向調整機構
６３  Ｘ方向調整機構
７３  ＣＣＤ調整用モータ（駆動手段）
１１６  通信Ｉ／Ｆ（通信手段）
１１７  画像認識部
１１８  切出演算部
２００  十字マーク（調整用画像）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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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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