(57)【要約】【課題】左右のレンズの焦点位置合わせの誤差を容易に小さくすることができるステレオカメラ装置を提供する。【解決手段】一対のレンズ１１，１６とこの一対のレンズ１１，１６に対応する一対のＣＣＤ１２，１７とを有するステレオカメラ１０を備えているステレオカメラ装置において、一対のレンズ１１，１６と一対のＣＣＤ１２，１７との間隔を駆動部６０で調整する。一対のＣＣＤ１２，１７のうち間隔が調整されたＣＣＤ１２から出力された特定パターンの画像データとＣＣＤ１７から出力された特定パターンの画像データとを画像処理部４０に入力し、画像処理部４０で両画像データの差分を求め、この差分に基づいて駆動部６０を制御するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のレンズとこの一対のレンズに対応する一対の撮像素子とを有するステレオカメラを備えているステレオカメラ装置において、
前記一対のレンズと前記一対の撮像素子との間隔を調整する調整手段と、
前記一対の撮像素子のうち前記間隔が調整された一方の撮像素子から出力された特定パターンの画像データと他方の撮像素子から出力された特定パターンの画像データとを入力し、両画像データの差分を求め、この差分に基づいて前記調整手段を制御する制御手段と
を備えていることを特徴とするステレオカメラ装置。
【請求項２】
一対のレンズとこの一対のレンズに対応する一対の撮像素子とを有するステレオカメラを備えているステレオカメラ装置において、
前記一対のレンズと前記一対の撮像素子との間隔を調整する調整手段と、
前記一対の撮像素子のうち前記間隔が調整された一方の撮像素子から出力された特定パターンの画像データと他方の撮像素子から出力された特定パターンの画像データとを入力し、両画像データの差分を求め、この差分に対応する画像を表示する表示手段と
を備えていることを特徴とするステレオカメラ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はステレオカメラ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、一対のレンズとこの一対のレンズに対応する一対の撮像素子（ＣＣＤ、ＣＭＯＳセンサ等）とを有するステレオカメラを備え、立体の被測定物の形状等を観察・計測するステレオカメラ装置が知られている。左右のカメラの画像信号を重ね合わせて、被測定物の形状や被測定物までの距離を求める。
【０００３】
十分遠い位置からの平行光に対して撮像素子の受光面にレンズの焦点を合わせる。
【特許文献１】特開２００１−９１２４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ステレオカメラ装置では視野を広くとるために通常広角レンズ、魚眼レンズ等のレンズが使用される。
【０００５】
しかし、被写界深度が深いため、撮像素子で取得した画像を目視で観察して、左右のレンズの焦点位置合わせを行うことは非常に難しい。左右のレンズの焦点位置合わせの誤差は被測定物までの距離を計測した際の計測誤差となる。
【０００６】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、左右のレンズの焦点位置合わせの誤差を容易に小さくすることができるステレオカメラ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため請求項１記載の発明は、一対のレンズとこの一対のレンズに対応する一対の撮像素子とを有するステレオカメラを備えているステレオカメラ装置において、前記一対のレンズと前記一対の撮像素子との間隔を調整する調整手段と、前記一対の撮像素子のうち前記間隔が調整された一方の撮像素子から出力された特定パターンの画像データと他方の撮像素子から出力された特定パターンの画像データとを入力し、両画像データの差分を求め、この差分に基づいて前記調整手段を制御する制御手段とを備えていることを特徴とする。
【０００８】
請求項２記載の発明は、一対のレンズとこの一対のレンズに対応する一対の撮像素子とを有するステレオカメラを備えているステレオカメラ装置において、前記一対のレンズと前記一対の撮像素子との間隔を調整する調整手段と、前記一対の撮像素子のうち前記間隔が調整された一方の撮像素子から出力された特定パターンの画像データと他方の撮像素子から出力された特定パターンの画像データとを入力し、両画像データの差分を求め、この差分に対応する画像を表示する表示手段とを備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば左右のレンズの焦点位置合わせの誤差を容易に小さくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１はこの発明の一実施形態に係るステレオカメラ装置のブロック図、図２はテストチャートのパターンの一例を示す図である。
【００１２】
このステレオカメラ装置はステレオカメラ１０と画像取込メモリ２０，３０と画像処理部（制御手段）４０とモニタ（表示手段）５０と駆動部６０とを備える。
【００１３】
ステレオカメラ１０は一対のレンズ１１，１６とこの一対のレンズ１１，１６に対応する一対のＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）（撮像素子）１２，１７とを有する。一対のレンズ１１，１６は水平方向に所定間隔をおいて配置されている。
【００１４】
ＣＣＤ１２はレンズ１１の光軸上に配置されている。レンズ１１はステレオカメラ１０の筐体にねじ結合される保持枠（図示せず）に保持されている。保持枠が調整手段を構成し、保持枠を手で回転させることによってレンズ１１の焦点の位置を調整することができる。ＣＣＤ１２はスクリーン７０上のテストチャート（図２参照）を撮像するための素子であり、光の強弱に応じた画像信号（画像データ）を出力する。
【００１５】
ＣＣＤ１７はレンズ１６の光軸上に配置されている。レンズ１６はステレオカメラ１０の筐体にねじ結合される保持枠（図示せず）に保持されている。それぞれの保持枠には例えばモータ等の駆動部６０が設けられている。保持枠と駆動部６０とで調整手段が構成され、駆動部６０を用いて保持枠を回転させることによってレンズ１６の焦点の位置を調整することができる。駆動部６０は画像処理部４０からの指示にしたがってレンズ１６の保持枠を回転させてレンズ１６を光軸に沿って所定距離だけ移動させる。ＣＣＤ１７はスクリーン７０上のテストチャート（図２参照）を撮像するための素子であり、光の強弱に応じた画像信号を出力する。
【００１６】
画像取込メモリ２０にはＣＣＤ１２から出力されたテストチャートに対応する１フレーム分の画像信号が取り込まれる。画像取込メモリ２０には例えばテストチャートの像の画像信号がＣＣＤ１２から順次取り込まれる。テストチャートはスクリーン７０に描かれている。
【００１７】
画像取込メモリ３０にはＣＣＤ１７から出力されたテストチャートに対応する１フレーム分の画像信号が取り込まれる。画像取込メモリ３０には同じテストチャートの像の画像信号がＣＣＤ１７から順次取り込まれる。
【００１８】
画像処理部４０は例えば画像取込メモリ２０から出力された画像信号に対して各種の信号処理を行い、処理後のテストチャートの画像を処理前のテストチャートの画像とともにモニタ５０に表示させる。
【００１９】
また、画像処理部４０は、画像取込メモリ２０から出力された画像信号と画像取込メモリ３０から出力された画像信号との差分をとり、最小の差分となるように駆動部６０を制御する。
【００２０】
次に、上記ステレオカメラ装置の焦点位置調整方法を図３に基づいて説明する。
【００２１】
図３はステレオカメラ装置の焦点位置調整方法を説明するフローチャートである。図３において、Ｓ１〜Ｓ８は調整作業の各ステップを示す。
【００２２】
なお、オペレータは調整作業に先立ちテストチャートが描かれたスクリーン７０をステレオカメラ装置の前方の所定位置に対向配置しておく。
【００２３】
スクリーン７０には複数の垂直線ＶＬと複数の水平線ＨＬとが等間隔で配置された格子状パターンのテストチャートが描かれている。垂直線ＶＬ、水平線ＨＬはそれぞれ予め所定の間隔に設定されている。テストチャートは左右対称であるから、レンズ１１とレンズ１６とで同一の空間周波数の画像が得られる。
【００２４】
まず、モニタ５０を観察しながら右側のレンズ１１側の保持枠を手で回転させてレンズ１１を光軸に沿って動かし、テストチャートの画像をＣＣＤ１２の受光面上に結像させる（Ｓ１）。
【００２５】
次に、ＣＣＤ１２で受光したテストチャートの画像信号を画像取込メモリ２０へ取り込む（Ｓ２）。
【００２６】
その後、モニタ５０を観察しながらレンズ１１側の保持枠を回転させてレンズ１１を光軸に沿って動かし、焦点位置を合ったことを確認する（Ｓ３）。
【００２７】
焦点位置が合ったこと（ＯＫ）を確認できた後、その画像信号を画像取込メモリ２０に保持したまま、左側のレンズ１６の焦点位置合わせを行う。なお、焦点位置が合ったことを確認できない（ＮＧ）ときにはステップ１へ戻る。
【００２８】
左側のレンズ１６の焦点位置合わせは次のように行われる。
【００２９】
モニタ５０を観察しながらレンズ１６側の保持枠を回転させてレンズ１６を光軸に沿って動かし、テストチャートの画像をＣＣＤ１７の受光面上に結像させる（Ｓ４）。
【００３０】
次に、ＣＣＤ１７で受光したテストチャートの画像信号を画像取込メモリ３０へ取り込む（Ｓ５）。
【００３１】
その後、画像処理部４０で画像取込メモリ２０から出力された画像信号と画像取込メモリ３０から出力されて画像信号とを比較する（Ｓ６）。画像処理部４０で画像取込メモリ２０から出力された画像信号と画像取込メモリ３０から出力された画像信号との差分をとり、その差分が最小（ＯＫ）となるように駆動部６０を制御する。差分が最小とならない（ＮＧ）ときにはステップ４に戻る。
【００３２】
その結果、レンズ１６の焦点位置とレンズ１１の焦点位置とのずれがほとんどなくなる（Ｓ７）。
【００３３】
この第１実施形態によれば、左右のレンズの焦点位置合わせの誤差を容易に小さくすることができる。
【００３４】
なお、保持枠に駆動部６０を設けないで、手でレンズ１６側の保持枠を回転させるようにしてもよい。このとき、ステップ６では、画像取込メモリ２０から出力される画像信号と画像取込メモリ３０から出力される画像信号との差分に対応する画像をモニタ５０で観察しながらレンズ１６側の保持枠を手で回転させる。レンズ１６の焦点位置とレンズ１１の焦点位置との誤差が大きい場合、高域の周波数成分が低減したぼやけた像としてモニタ５０上に表示される（焦点がずれている程、解像度の差として画像がモニタ５０上に表れる）。レンズ１６の焦点位置をレンズ１１の焦点位置に合わせる場合、モニタ５０上の像が消える方向へレンズ１６の保持枠を手で回転させればよい。
【００３５】
なお、上記実施形態ではテストチャートのパターンとして格子状パターンを用いたが、この格子状パターンに代えて例えば同心円状のパターンを用いてもよい。
【００３６】
また、上記実施形態では撮像素子としてＣＣＤを用いたが、ＣＣＤに代えてＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ  Ｍｅｔａｌ  Ｏｘｉｄｅ  Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサ等を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】図１はこの発明の一実施形態に係るステレオカメラ装置のブロック図である。
【図２】図２はテストチャートのパターンの一例を示す図である。
【図３】図３は焦点位置調整方法を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００３８】
１０：ステレオカメラ、１１，１６：レンズ、１２，１７：ＣＣＤ（撮像素子）、４０：画像処理部（制御手段）、５０：モニタ（表示手段）、６０：駆動部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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