(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステレオカメラを構成する２台のカメラに対し、一方のカメラのレンズ前面に配置された第１の絞りと他方のカメラのレンズ前面に配置された第２の絞りとを可変するステレオカメラの絞り装置であって、
少なくとも一部を同一形状として第１の開口部と第２の開口部とを形成するとともに上記第１の開口部と上記第２の開口部との間にラックギヤを配設した板状部材を、上記第１の開口部及び上記第２の開口部の配列が互いに逆方向で各ラックギヤが対向するように摺動自在に２枚重ね合わせ、一方の板状部材の第１の開口部と他方の板状部材の第２の開口部との同一形状の部分を周縁とした開口部分で上記第１の絞りを形成するととともに、一方の板状部材の第２の開口部と他方の板状部材の第１の開口部との同一形状の部分を周縁とした開口部分で上記第２の絞りを形成する絞り可動部と、
上記絞り可動部の２つのラックギヤに係合するピニオンギヤを回転軸に固設し、この回転軸の回転により上記絞り可動部の２枚の板状部材を互いに反対方向にスライドさせて上記第１の絞りと上記第２の絞りとを連動して同時に可変する絞り駆動部とを備えたことを特徴とするステレオカメラの絞り装置。
【請求項２】
上記第１の開口部の一部を二等辺三角形の２つの等しい辺をなす形状とするとともに上記第２の開口部の一部を同じ二等辺三角形の２つの等しい辺をなす形状とし、上記第１の絞り及び上記第２の絞りを菱形とすることを特徴とする請求項１記載のステレオカメラの絞り装置。
【請求項３】
上記ラックギヤを、上記板状部材を切り欠き開口して形成することを特徴とする請求項１又は請求項２記載のステレオカメラの絞り装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステレオカメラを構成する２台のカメラのレンズ前面に配置した絞りを可変するステレオカメラの絞り装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、画像による三次元計測技術として、２台のカメラを一対とするステレオカメラで対象物を異なる位置から撮像し、同一物体に対する視差からステレオカメラの取り付け位置や焦点距離等のカメラパラメータを用いて三角測量の原理により距離を求める、いわゆるステレオ法による画像処理が知られている。
【０００３】
このステレオ法による画像処理では、ステレオカメラを構成する２台のカメラの感度バランスが確保されている必要があり、各カメラのレンズに絞りを設け、絞りを最適に制御することで、カメラの感光度のダイナミックレンジを拡大することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ステレオカメラの絞り装置では、２つの絞りのバランスが重要であり、従来、一方の絞りの開口面積と他方の絞りの開口面積とを同じ面積に保って同時に可変することは困難であった。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ステレオカメラを構成する２台のカメラの絞りをバランス良く可変することのできるステレオカメラの絞り装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、ステレオカメラを構成する２台のカメラに対し、一方のカメラのレンズ前面に配置された第１の絞りと他方のカメラのレンズ前面に配置された第２の絞りとを可変するステレオカメラの絞り装置であって、少なくとも一部を同一形状として第１の開口部と第２の開口部とを形成するとともに上記第１の開口部と上記第２の開口部との間にラックギヤを配設した板状部材を、上記第１の開口部及び上記第２の開口部の配列が互いに逆方向で各ラックギヤが対向するように摺動自在に２枚重ね合わせ、一方の板状部材の第１の開口部と他方の板状部材の第２の開口部との同一形状の部分を周縁とした開口部分で上記第１の絞りを形成するととともに、一方の板状部材の第２の開口部と他方の板状部材の第１の開口部との同一形状の部分を周縁とした開口部分で上記第２の絞りを形成する絞り可動部と、上記絞り可動部の２つのラックギヤに係合するピニオンギヤを回転軸に固設し、この回転軸の回転により上記絞り可動部の２枚の板状部材を互いに反対方向にスライドさせて上記第１の絞りと上記第２の絞りとを連動して同時に可変する絞り駆動部とを備えたことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、上記第１の開口部の一部を二等辺三角形の２つの等しい辺をなす形状とするとともに上記第２の開口部の一部を同じ二等辺三角形の２つの等しい辺をなす形状とし、上記第１の絞り及び上記第２の絞りを菱形とすることを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１又は請求項２記載の発明において、上記ラックギヤを、上記板状部材を切り欠き開口して形成することを特徴とする。
【０００９】
すなわち、本発明では、２枚の板状部材を摺動自在に重ね合わせた絞り可動部による第１，第２の絞りをステレオカメラを構成する各カメラのレンズ前面に配置する。各板状部材には、少なくとも一部を同一形状として第１の開口部と第２の開口部とが形成されるとともに、第１の開口部と第２の開口部との間にラックギヤが配設されており、これらの２枚の板状部材を、第１の開口部と第２の開口部との配列が互いの逆方向で各ラックギヤが対向するように摺動自在に重ね合わせ、２つのラックギヤに係合するピニオンギヤを絞り駆動部で回転させて２枚の板状部材を互いに反対方向にスライドさせることにより、一方の板状部材の第１の開口部と他方の板状部材の第２の開口部との同一形状の部分を周縁とした開口部分で形成される第１の絞りと、一方の板状部材の第２の開口部と他方の板状部材の第１の開口部との同一形状の部分を周縁とした開口部分で形成される第２の絞りとを連動して同時に可変する。
【００１０】
この場合、板状部材の第１の開口部の一部を二等辺三角形の２つの等しい辺をなす形状とするとともに第２の開口部の一部を同じ二等辺三角形の２つの等しい辺をなす形状とすることで、２枚の板状部材を重ね合わせた絞り可動部における第１の絞り及び第２の絞りを菱形とすることができ、また、ラックギヤを板状部材を切り欠き開口して形成することで一体的に形成することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１〜図３は本発明の実施の一形態に係わり、図１は絞り装置の構成図、図２は絞りを構成するプレートの説明図、図３は絞り動作の説明図である。
【００１２】
図１において、符号１，２は、それぞれ例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）等のイメージセンサを内蔵したシャッタースピード可変のＣＣＤカメラであり、所定の基線長をもって互いの光軸が平行となるよう配設され、図示しないステー等に固定されて同一の領域を異なる視点から撮像するステレオカメラを構成している。
【００１３】
２台のＣＣＤカメラ１，２で撮像した２枚の画像は、図示しないステレオ画像処理装置で処理され、ステレオマッチングにより２つの画像の一致度が評価されて物体の三次元位置の算出や画像認識等が行われる。このステレオ画像処理における２台のカメラ１，２の感度バランスを揃えるため、上記２台のＣＣＤカメラ１，２には、各ＣＣＤカメラ１，２のレンズ１ａ，２ａ前面に配置される第１の絞り３ａ，第２の絞り３ｂの開口面積を連動して同時に可変することができる絞り装置４が連設されている。
【００１４】
上記絞り装置４は、主として、上記第１の絞り３ａ及び上記第２の絞り３ｂを形成するための長方形状の絞り可動部５と上記絞り可動部５を駆動する絞り駆動部１０から構成される。上記絞り駆動部１０は、上記絞り可動部５を長手方向の上下４カ所で摺動自在に支持するローラ等からなるガイド６、上記絞り可動部５の略中央部に備えられた２つのラックギヤ７，７に係合するピニオンギヤ８を回転軸９ａに固設したモータ９、及び上記絞り可動部５を初期状態に復帰させるための図示しないリターンスプリング等によって構成され、１つのモータ９によって２つの絞り３ａ，３ｂの開口面積を同時に可変するようになっている。
【００１５】
上記絞り可動部５は、図２に示すように、２枚の長板１１，１１を摺動自在に２枚重ねて合わせて構成される。この長板１１は、例えばプレスなどによって打ち抜き成形される。長板１１の略中央部には、長手方向に略長方形状をなした中央開口部１１ｃが設けられ、その中央開口部１１ｃの長辺の一方にラックギヤ７が切り欠き形成されている。さらに、この中央開口部１１ｃの両側に、第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとが各ＣＣＤカメラ１，２のレンズ１ａ，２ａの間隔に合わせて開口されている。
【００１６】
２枚の長板１１，１１は、互いのラックギヤ７，７が対向し、且つ、一方の長板１１の第１の開口部１１ａの位置に他方の長板１１の第２の開口部１１ｂが位置するとともに、一方の長板１１の第２の開口部１１ｂの位置に他方の長板１１の第１の開口部１１ａが位置するように、第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの配列を互いに逆向きにして重ね合わせられる。
【００１７】
２枚の長板１１，１１を重ね合わせた絞り可動部５の２つのラックギヤ７，７には、上記モータ９のピニオンギヤ８が係合され、このモータ９を回転させて２枚の長板１１，１１を互いに反対方向にスライドさせることにより、一方の長板１１の第１の開口部１１ａと他方の長板１１の第２の開口部１１ｂとの開口部分を周縁として形成される第１の絞り３ａ、及び、一方の長板１１の第２の開口部１１ｂと他方の長板１１の第１の開口部１１ａとの開口部分を周縁として形成される第２の絞り３ｂを同時に可変することができる。
【００１８】
この場合、上記第１の絞り３ａと上記第２の絞り３ｂとは、ステレオカメラの絞りとして適切な形状で且つ高精度のレベルで同じ開口面積にある必要がある。このため、本形態においては、上記長板１１の第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとを同一形状としており、図２に示すように、長手方向に配置される長方形の短辺に二等辺三角形の底辺を接合したような形状で、頂角が両開口部１１ａ，１１ｂで同じ向きになるように形成している。
【００１９】
そして、図２に示すように、２枚の長板１１，１１を互いに長手方向を逆向きにして重ね合わせ、長手方向にずらすことにより、一方の長板１１の第１の開口部１１ａにおける２等辺三角形部と他方の長板１１の第２の開口部１１ｂにおける二等辺三角形部とが重なりって菱形の開口部分（第１の絞り３ａ）が形成され、また、一方の長板１１の第２開口部１１ｂにおける二等辺三角形部と他方の長板１１の第１の開口部１１ａにおける二等辺三角形部とが重なり合って菱形の開口部分（第２の絞り３ｂ）が形成される。尚、第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとは、ラックギヤ７からの位置が互いに異なるように配置され、ラックギヤ７及び全体の長さを短くするようにしている。
【００２０】
これらの第１の絞り３ａと第２の絞り３ｂとは、全開から全閉まで開口面積を可変することができ、例えば、初期位置を全開状態として、モータ９を回転させて第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとを離間する方向にスライドさせると、絞りの開口面積が減少し、やがて、図３（ａ）に示すように絞り全閉となる。一方、モータ９の通電をＯＦＦし、図示しないリターンスプリングによって第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとが近づく方向にスライドさせると、図３（ｂ）に示すように絞りの開口面積が増加する。尚、リターンスプリングを使用せず、モータ９の回転方向によって絞りの開閉動作を行わせるようにしても良い。
【００２１】
この場合、例えば、第１の開口部１１ａ及び第２の開口部１１ｂを共に菱形とし、一方の長板１１を裏返して他方の長板１１に重ね合わせることで、一方の長板１１の開口部１１ａと他方の長板１１の開口部１１ａとで第１の絞り３ａを形成し、一方の長板１１の開口部１１ｂと他方の長板１１の開口部１１ｂとで第２の絞り３ｂを形成することも可能であるが、１つの長板１１における第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの間に存在する寸法精度の差により、第１の絞り３ａの開口面積と第２の絞り３ｂの開口面積とを高精度で同じ開口面積に保つことは困難である。
【００２２】
従って、本発明では、１枚の長板１１における第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの寸法精度に若干の差があった場合にも、例えば、同一ロット内の部品を用いることにより、複数の長板１１で第１の開口部１１ａ同士の精度、第２の開口部１１ｂ同士の精度を同じに維持することは容易であることから、２枚の長板１１を互いに長手方向逆向きに重ね合わせて使用するようにしており、１つの長板１１における第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの寸法の精度差を吸収して第１の絞り３ａと第２の絞り３ｂとを極めて高精度のレベルで同じ面積とすることができる。
【００２３】
これにより、ステレオカメラを構成する２台のＣＣＤカメラ１，２に対し、一方の絞りの開口面積と他方の絞りの開口面積とを同じ面積に保って同時に可変することができ、絞りをバランス良く制御して各ＣＣＤカメラ１，２の感光度のダイナミックレンジを大幅に拡大することができる。
【００２４】
尚、上記各開口部１１ａ，１１ｂは、ＣＣＤカメラ１，２の使用条件等によって、正方形や長方形等の形状としても良く、この場合には、第１の絞り３ａ及び第２の絞り３ｂは、縦あるいは横のスリット状に形成される。また、ラックギヤ７を第１の開口部１１ａと第２の開口部１１ｂとの配列方向に形成せず、その配列方向と直角の方向に形成し、２枚の長板１１，１１をＣＣＤカメラ１，２に対して上下にスライドさせるようにしても良い。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、ステレオカメラを構成する２台のカメラに対し、一方のカメラに対する絞りの開口面積と他方のカメラに対する絞りの開口面積とを同じ面積に保って同時に可変することができ、絞りをバランス良く制御して各カメラの感光度のダイナミックレンジを大幅に拡大することができる等優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】絞り装置の構成図
【図２】絞りを構成するプレートの説明図
【図３】絞り動作の説明図
【符号の説明】
１，２…ＣＣＤカメラ
３ａ…第１の絞り
３ｂ…第２の絞り
４…絞り装置
５…絞り可動部
７…ラックギヤ
８…ピニオンギヤ
１０…絞り駆動部
１１…長板
１１ａ…第１の開口部
１１ｂ…第２の開口部
【図１】
0003939436.tif 000002
【図２】
0003939436.tif 000003
【図３】
0003939436.tif 000004