(57)【要約】【課題】２つの撮像用レンズの間隔を小さくし、カメラ全体を小型化することができる立体カメラを提供する。【解決手段】カメラ本体１内に入射端をカメラ本体１の前方に向けて左右に並べて配置された２つの撮像用レンズ５ａ，５ｂと、これらのレンズ５ａ，５ｂの結像面に配置され、一方のレンズ５ａからの被写体光による左眼用画像と他方のレンズ５ｂからの被写体光による右眼用画像とを撮像するＣＣＤ８ａ，８ｂとを備え、２つのレンズ５ａ，５ｂを、これらのレンズ間の中央からカメラ本体１の前方に被写体方向に向けて延長した基準線Ｏ０に対し、それぞれのレンズ５ａ，５ｂの光軸Ｏ１，Ｏ２が基準線Ｏ０上において交差するように傾けて設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラ本体内に前記カメラ本体の前方に向けて左右に並べて配置された２つの撮像用レンズと、前記２つのレンズの結像面に配置され、一方のレンズからの被写体光による左眼用画像と他方のレンズからの被写体光による右眼用画像とを撮像する固体撮像素子とを備え、前記２つのレンズは、これらのレンズ間の中央から前記カメラ本体の前方に被写体方向に向けて延長した基準線に対し、それぞれのレンズの光軸が前記基準線上において交差するように傾けて設けられていることを特徴とする立体カメラ。
【請求項２】
２つの撮像用レンズはそれぞれ、基準線に対する光軸角を調整可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の立体カメラ。
【請求項３】
２つの撮像用レンズ毎にそれぞれ配置された２つの固体撮像素子を備え、これらの撮像素子はそれぞれ、その受光面を対応する前記レンズの光軸と実質的に垂直にして配置され、前記レンズの光軸角調整に対応して前記レンズと一体に回動されることを特徴とする請求項２に記載の立体カメラ。
【請求項４】
カメラ本体の後面に設けられ、固体撮像素子により撮像された左眼用画像と右眼用画像とによる立体画像を表示するモニタ部をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の立体カメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、立体画像を表示するための左眼用画像と右眼用画像とを撮像する立体カメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
左眼用画像と右眼用画像とを撮像する立体カメラは、カメラ本体内に、２つの撮像用レンズを、それぞれの光の入射端を前記カメラ本体の前方に向けて左右に並べて配置したものであり、従来の立体カメラは、前記２つの撮像用レンズを、人間の左右の眼間距離に対応する間隔で、それぞれの光軸を互いに平行にして左右に並べて配置した構成とされている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平４−１３４３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、２つの撮像用レンズを人間の左右の眼間距離に対応する間隔で配置した従来の立体カメラは、前記２つのレンズの間隔が大きく、それがカメラの大型化につながるという問題をもっている。
【０００４】
この発明は、２つの撮像用レンズの間隔を小さくし、カメラ全体を小型化することができる立体カメラを提供することを目的としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明の立体カメラは、カメラ本体内に前記カメラ本体の前方に向けて左右に並べて配置された２つの撮像用レンズと、前記２つのレンズの結像面に配置され、一方のレンズからの被写体光による左眼用画像と他方のレンズからの被写体光による右眼用画像とを撮像する固体撮像素子とを備え、前記２つのレンズは、これらのレンズ間の中央から前記カメラ本体の前方に被写体方向に向けて延長した基準線に対し、それぞれのレンズの光軸が前記基準線上において交差するように傾けて設けられていることを特徴とする。
【０００６】
この立体カメラにおいて、前記２つの撮像用レンズはそれぞれ、前記基準線に対する光軸角を調整可能に設けるのが好ましい。
【０００７】
さらに、この立体カメラにおいては、前記２つの撮像用レンズ毎にそれぞれ配置された２つの固体撮像素子を備え、これらの撮像素子をそれぞれ、その受光面を対応する前記レンズの光軸と実質的に垂直にして配置し、前記レンズの光軸角調整に対応して前記レンズと一体に回動させるのが好ましい。
【０００８】
また、この立体カメラは、前記カメラ本体の後面に設けられ、前記固体撮像素子により撮像された左眼用画像と右眼用画像とによる立体画像を表示するモニタ部をさらに備えているのが望ましい。
【発明の効果】
【０００９】
この発明の立体カメラは、２つの撮像用レンズを、これらのレンズ間の中央からカメラ本体の前方に被写体方向に向けて延長した基準線に対し、それぞれのレンズの光軸が前記基準線上において交差するように傾けて設けているため、前記２つのレンズの間隔が人間の左右の眼間距離よりも小さくても、一方のレンズからの被写体光による左眼用画像と他方のレンズからの被写体光による右眼用画像とを固体撮像素子により撮像することができる。
【００１０】
したがって、この立体カメラによれば、前記２つの撮像用レンズの間隔を小さくし、カメラ全体を小型化することができる。
【００１１】
この立体カメラにおいて、前記２つの撮像用レンズはそれぞれ、前記基準線に対する光軸角を調整可能に設けるのが好ましく、このようにすることにより、前記２つのレンズの光軸が交差する位置を被写体までの距離に応じて調整し、被写体までの距離に関係なく、前記被写体の左眼用画像と右眼用画像とを撮像することができる。
【００１２】
さらに、この立体カメラにおいては、前記２つの撮像用レンズ毎にそれぞれ配置された２つの固体撮像素子を備え、これらの撮像素子をそれぞれ、その受光面を対応する前記レンズの光軸と実質的に垂直にして配置し、前記レンズの光軸角調整に対応して前記レンズと一体に回動させるのが好ましく、このようにすることにより、前記基準線に対するレンズ光軸角を調整したときも、一方のレンズからの被写体光と他方のレンズからの被写体光とをそれぞれそのレンズに対向する固体撮像素子の受光面に垂直方向から入射させ、良好な画質の左眼用画像と右眼用画像とを撮像することができる。
【００１３】
また、この立体カメラは、前記カメラ本体の後面に設けられ、前記固体撮像素子により撮像された左眼用画像と右眼用画像とによる立体画像を表示するモニタ部をさらに備えているのが望ましく、このようにすることにより、撮像中の被写体の立体画像を前記モニタ部に表示させたり、被写体の撮像後に、その立体画像を前記モニタ部に再生することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１及び図２はこの発明の一実施例を示しており、図１は立体カメラの上方向から見た断面図である。
【００１５】
この立体カメラは、薄型のデジタルスチルカメラであり、そのカメラ本体１は、前後方向から見た外形が横長矩形状で、前後面間の厚さが２０〜３０ｍｍ程度の薄型ケースからなっている。
【００１６】
前記カメラ本体１は、その前面の一端側に撮像口２を有しており、このカメラ本体１内に、前記撮像口２に対応させて、撮像時に図１に実線で示したように前記撮像口２からカメラ本体１の前面から突出され、非撮像時に図１に鎖線で示したようにカメラ本体１内に格納される撮像ユニット３が設けられている。
【００１７】
この撮像ユニット３は、前記カメラ本体１の前後方向に沿った方向に軸線を有する円筒状または左右方向の幅が上下方向の幅よりも大きい扁平な筒状（例えば楕円筒状あるいは矩形筒状）のユニット胴４と、このユニット胴４内に、光の入射端を前記カメラ本体１の前方に向け、出射端を前記カメラ本体１の後面方向に向けて左右に並べて設けられた２つの撮像用レンズ５ａ，５ｂと、前記２つの撮像用レンズ５ａ，５ｂ毎に、それぞれのレンズ５ａ，５ｂの結像面に受光面を一致させて配置された２つの固体撮像素子（以下、ＣＣＤと記す）８ａ，８ｂとからなっており、前記カメラ本体１内に設けられた図示しないユニット胴送り機構により、前端側がカメラ本体１から突出する状態と、前記カメラ本体１内に格納された状態とに移動される。
【００１８】
前記２つの撮像用レンズ５ａ，５ｂはそれぞれ、口径が１０〜２０ｍｍ程度の小口径レンズであり、鏡筒６内に配置された複数のレンズ素子７により構成されている。
【００１９】
なお、図１では前記撮像用レンズ５ａ，５ｂを簡略化しているが、このレンズ５ａ，５ｂは、現在市販されているオートフォーカスカメラの撮像用レンズと同様な可変焦点レンズであり、例えば、前記ＣＣＤ８ａ，８ｂの受光強度に基づいて被写体までの距離を測定するパッシブ測距手段と、その測定値に応じて前記レンズ素子７の間隔を調整する手段とからなる図示しないオートフォーカス機構により自動的に焦点位置を調整される。
【００２０】
前記２つの撮像用レンズ５ａ，５ｂは、前記ユニット胴４内に、これらのレンズ５ａ，５ｂ間の中央から前記カメラ本体１の前方に被写体方向（撮像する被写体の方向）に向けて延長した基準線Ｏ０に対し、それぞれのレンズ５ａ，５ｂの光軸Ｏ１，Ｏ２が前記基準線Ｏ０上において被写体面Ａで交差するように傾けて設けられている。
【００２１】
この２つのレンズ５ａ，５ｂはそれぞれ、前記ユニット胴４内に設けられたレンズ回動機構９に支持されており、前記基準線Ｏ０に対するレンズ光軸角θを調整可能に設けられている。
【００２２】
また、前記レンズ５ａ，５ｂ毎にそれぞれ配置された前記２つのＣＣＤ８ａ，８ｂはそれぞれ、その受光面を対応する前記レンズ５ａ，５ｂの光軸Ｏ１，Ｏ２と実質的に垂直にして配置されており、レンズ回動機構９により、前記対向するレンズ５ａ，５ｂの光軸角調整に対応して前記レンズと一体に回動されるようになっている。
【００２３】
図２は前記レンズ回動機構９を示しており、このレンズ回動機構９は、前記ユニット胴４の内底面上に前記基準線Ｏ０を挟んで配置され、後端部を前記ユニット胴４の内底面の後端側に突設された支軸１１ａ，１１ｂに左右方向に回動可能に枢支された左右一対の回動板１０ａ，１０ｂと、これらの回動板１０ａ，１０ｂをそれぞれ図に矢線で示したように基準線Ｏ０側に回動する方向に付勢する図示しないバネ部材（例えば支軸９に嵌装して設けられた捩りバネ）と、前記一対の回動板１０ａ，１０ｂの基準線Ｏ０側の側面の先端部にそれぞれ形成された突出部の間に摺動可能に挟持されて両方の回動板１０ａ，１０ｂを前記基準線Ｏ０側から支え、前記ユニット胴４の内底面の後端部に固定されたネジ送り機構１２により前記基準線Ｏ０に沿って前後方向に移動される楔状部材１３とからなっている。
【００２４】
すなわち、このレンズ回動機構９は、前記楔状部材１３を前記基準線Ｏ０に沿わせて前後方向に移動させることにより、前記バネ部材により基準線Ｏ０側に回動する方向に付勢された一対の回動板１０ａ，１０ｂを、支軸１１ａ，１１ｂを中心として、前記基準線Ｏ０に接離する方向に回動させるものであり、前記２つの撮像用レンズ５ａ，５ｂは、前記一対の回動板１０ａ，１０ｂの上にそれぞれ、レンズ光軸Ｏ１，Ｏ２が前記支軸１１ａ，１１ｂの中心上を通るように位置決めして固定され、前記２つのＣＣＤ８ａ，８ｂは、前記一対の回動板１０ａ，１０ｂの後端部の上にそれぞれ、受光面の中心を前記支軸１１ａ，１１ｂの中心上に位置させ、且つ前記受光面を前記撮像用レンズ５ａ，５ｂの光軸Ｏ１，Ｏ２と実質的に垂直にして固定されている。
【００２５】
そして、前記レンズ回動機構９は、上述したオートフォーカス機構による撮像用レンズ５ａ，５ｂの焦点調整に応じて前記ネジ送り機構１２を制御され、前記楔状部材１３の前後方向への移動により、前記２つの撮像用レンズ５ａ，５ｂの基準線Ｏ０に対するレンズ光軸角θを、両方のレンズ５ａ，５ｂの光軸Ｏ１，Ｏ２が被写体面Ａにおいて前記基準線Ｏ０上で交差するように自動調整する。
【００２６】
また、前記ユニット胴４の先端側の開口部には、図１に示したように、前記撮像用レンズ５ａ，５ｂの入射端に対応する部分を除いて目隠し印刷を施した透明な保護ガラス１４が設けられている。
【００２７】
さらに、この立体カメラは、前記カメラ本体１の後面に設けられ、前記ＣＣＤ８ａ，８ｂにより撮像された左眼用画像と右眼用画像とによる立体画像を表示するモニタ部１５を備えている。
【００２８】
このモニタ部１５は、複数の画素がマトリックス状に配列した画面領域を有し、前記複数の画素に、左右別々の眼で観察するための左眼用画像データと右眼用画像データとが選択的に書込まれ、これらの左眼用及び右眼用画像データに応じて左眼用画像と右眼用画像とを選択的に表示する液晶表示パネル１６と、前記カメラ本体１内に前記液晶表示パネル１６に対向させて配置され、前記液晶表示パネル１６に向けて、モニタ観察方向（カメラ本体１の後面の外方）から見て左側に傾いた方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった左眼用照明光（図１に矢線で示した光）と、右側に傾いた方向に出射光強度のピークが存在する指向性をもった右眼用照明光（図１に破矢線で示した光）とを選択的に出射する面光源１７とにより構成されている。
【００２９】
また、図１では省略しているが、前記カメラ本体１内には、電源部、ＣＣＤ駆動部、撮像画像メモリ、モニタ駆動部等が設けられており、またカメラ本体１には、電源キー、シャッタボタン、光学ファインダ、ストロボライト、外部機器への画像データ出力端子、撮像及び画像再生等のモード選択キー等が設けられている。
【００３０】
なお、前記モニタ駆動部は、モニタ部１５にフィールドシーケンシャル駆動により画像を表示させるものであり、１つの立体カラー画像を表示するための１フレームを６分割した６つのフィールド毎に、赤、緑、青の３色の単位色の左眼用画像データ及び右眼用画像データのうちの１つの画像データを任意の順序で選択して順次前記液晶表示パネル１６の各画素に書込み、赤、緑、青の各単位色の左眼用画像データの書込みにそれぞれ同期させて前記面光源１７から書込み画像データの色の左眼用照明光を出射させ、赤、緑、青の各単位色の右眼用画像データの書込みにそれぞれ同期させて前記面光源１８から書込み画像データの色の右眼用照明光を出射させるように構成されている。
【００３１】
この立体カメラは、２つの撮像用レンズ５ａ，５ｂを、これらのレンズ間の中央からカメラ本体１の前方に被写体方向に向けて延長した基準線Ｏ０に対し、それぞれのレンズ５ａ，５ｂの光軸Ｏ１，Ｏ２が前記基準線Ｏ０上において交差するように傾けて設けているため、前記２つのレンズ５ａ，５ｂの間隔が人間の左右の眼間距離よりも小さくても、一方のレンズ５ａからの被写体光による左眼用画像と他方のレンズ５ｂからの被写体光による右眼用画像とをＣＣＤ８ａ，８ｂにより撮像することができる。
【００３２】
したがって、この立体カメラによれば、前記２つの撮像用レンズ５ａ，５ｂの間隔を小さくし、カメラ全体を小型化することができる。
【００３３】
また、この立体カメラは、前記２つの撮像用レンズ５ａ，５ｂをそれぞれ、前記基準線Ｏ０に対する光軸角θを調整可能に設けているため、前記２つのレンズ５ａ，５ｂの光軸Ｏ１，Ｏ２が交差する位置を被写体までの距離に応じて調整することができ、したがって、被写体までの距離に関係なく、前記被写体の左眼用画像と右眼用画像とを撮像することができる。
【００３４】
しかも、この実施例では、上述したように、前記レンズ回動機構９をオートフォーカス機構による撮像用レンズ５ａ，５ｂの焦点調整に応じて制御し、２つのレンズ５ａ，５ｂの基準線Ｏ０に対するレンズ光軸角θを、両方のレンズ５ａ，５ｂの光軸Ｏ１，Ｏ２がそれぞれの焦点Ｆ１，Ｆ２において基準線Ｏ０上で交差するように自動調整するようにしているため、前記被写体にピントの合った左眼用画像と右眼用画像とを撮像することができる。
【００３５】
さらに、この立体カメラは、前記２つの撮像用レンズ５ａ，５ｂ毎にそれぞれ配置された２つのＣＣＤ８ａ，８ｂを備え、これらのＣＣＤ８ａ，８ｂをそれぞれ、その受光面を対応する前記レンズ５ａ，５ｂの光軸Ｏ１，Ｏ２と実質的に垂直にして配置し、前記対向するレンズ５ａ，５ｂの光軸角調整に対応して前記レンズ５ａ，５ｂと一体に回動させるようにしているため、前記基準線Ｏ０に対するレンズ光軸角θを調整したときも、一方のレンズ５ａからの被写体光と他方のレンズ５ｂからの被写体光とをそれぞれそのレンズ５ａ，５ｂに対向するＣＣＤ８ａ，８ｂの受光面に垂直方向から入射させ、良好な画質の左眼用画像と右眼用画像とを撮像することができる。
【００３６】
また、この立体カメラは、前記カメラ本体１の後面に設けられ、前記ＣＣＤ８ａ，８ｂにより撮像された左眼用画像と右眼用画像とによる立体画像を表示するモニタ部１５をさらに備えているため、撮像中の被写体の立体画像を前記モニタ部１５に表示させたり、被写体の撮像後に、その立体画像を前記モニタ部１５に再生することができる。
【００３７】
なお、上記実施例では、２つの撮像用レンズ５ａ，５ｂを焦点調整を、オートフォーカス機構による自動的に行ない、また、前記基準線Ｏ０に対する２つのレンズ５ａ，５ｂの光軸角θの調整を、前記焦点調整に連動させて自動的に行なうようにしているが、前記レンズ５ａ，５ｂの焦点調整及びレンズ光軸角θの調整は、前記モニタ部１５に表示させた撮像中の被写体の立体画像を見ながら手動により行なうようにしてもよく、また、前記基準線Ｏ０に対するレンズ光軸角θの調整機構は、上記実施例のレンズ回動機構９に限らず、他の機構でもよい。
【００３８】
さらに、前記２つのレンズ５ａ，５ｂの光軸Ｏ１，Ｏ２は、両方の光軸Ｏ１，Ｏ２が前記基準線Ｏ０上において交差する角度範囲だけでなく、光軸Ｏ１，Ｏ２が前記基準線Ｏ０と実質的に平行に調整できるようにしてもよく、このようにすることにより、２つのレンズ５ａ，５ｂ及びＣＣＤ８ａ，８ｂの一方だけを使用し、被写体をその正面方向から見た平面画像を撮像することもできる。
【００３９】
また、上記実施例では、２つの撮像用レンズ５ａ，５ｂとＣＣＤ８ａ，８ｂとをユニット胴４内に設けて撮像ユニット３とし、その撮像ユニット３をカメラ本体１内に設けているが、前記ユニット胴４を省略し、２つのレンズ５ａ，５ｂとＣＣＤ８ａ，８ｂを、適当な支持機構に支持させてカメラ本体１内に設けてもよい。
【００４０】
さらに、２つの撮像用レンズ５ａ，５ｂは固定焦点レンズでもよく、その場合は、前記２つのレンズ５ａ，５ｂの基準線Ｏ０に対する光軸角θを、両方のレンズ５ａ，５ｂの光軸Ｏ１，Ｏ２がその焦点距離に応じて予め定めた位置において前記基準線Ｏ０上で交差するように設定すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】この発明の一実施例を示す立体カメラの上方向から見た断面図。
【図２】前記立体カメラのレンズ回動機構を示す図。
【符号の説明】
【００４２】
１…カメラ本体、３…撮像ユニット、４…ユニット胴、５ａ，５ｂ…撮像用レンズ、８ａ，８ｂ…ＣＣＤ（固体撮像素子）、９…レンズ回動機構、１５…モニタ部、１６…液晶表示パネル、１７…面光源。
【図１】
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【図２】
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