(57)【要約】【課題】複眼式カメラの大型化及び高コスト化を招かない複眼式カメラの光軸調整装置を提供すること。【解決手段】光軸調整装置２００は、シャーシ１２を脱着可能に保持するシャーシ保持手段５と、各撮像部１A、１Bと１対１に対応して設けられるCCD姿勢調整手段６A、６Bであって、シャーシ１２に対して２つのレンズ部２A、２Bが取着された後、２つの撮像部１A、１B間での光軸合わせのため、CCD部３A、３Bを保持しながらCCD部３A、３Bの姿勢を調整するCCD姿勢調整手段６A、６Bと、を備え、各CCD部３A、３Bは、各CCD姿勢調整手段６A、６Bによる調整後の姿勢でシャーシ１２に取着される。【選択図】図１
2009094648.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複眼式カメラであって、レンズ部とCCD部との組合せからなる撮像部を複数備えると共に、各撮像部のレンズ部とCCD部とが互いに分離独立して取着されるシャーシを備える複眼式カメラ、の光軸調整装置であって、
前記シャーシを脱着可能に保持するシャーシ保持手段と、
前記各撮像部と１対１に対応して設けられるCCD姿勢調整手段であって、前記シャーシに対して前記複数のレンズ部が取着された後、前記複数の撮像部間での光軸合わせのため、前記CCD部を保持しながら該CCD部の姿勢を調整するCCD姿勢調整手段と、
を備え、
前記各CCD部は、前記各CCD姿勢調整手段による調整後の姿勢で前記シャーシに取着されることを特徴とする複眼式カメラの光軸調整装置。
【請求項２】
画像光を出射する１つの光源装置と、
前記複数のレンズ部の前方に配置され、前記光源装置からの画像光を反射して前記複数のレンズ部の各々に垂直に入射させる反射手段と、
前記各CCD部からの電気信号に基づき前記画像光に対応する複数の画像を表示するモニタ装置と、
を備え、
前記モニタ装置に表示された前記複数の画像に基づき前記各CCD姿勢調整手段により前記CCD部の姿勢が調整され、前記複数の撮像部間での光軸合わせが行われることを特徴とする請求項１に記載の複眼式カメラの光軸調整装置。
【請求項３】
前記光源装置の画像光は平面チャート光であることを特徴とする請求項２に記載の複眼式カメラの光軸調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、屋内外に定点設置して距離情報を得るステレオカメラなど複眼式カメラの光軸調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステレオカメラは、左右一対のレンズ部と、各レンズ部と１対１に対応して設けられ、対応するレンズ部を通して入射されてくる光信号を電気信号に変換するCCD部と、各CCD部からそれぞれ入力されてくる電気信号に基づいて画像データを作成するデータ処理装置とを備える。
【０００３】
従来、ステレオカメラの多くは、左側及び右側のレンズ部とCCD部とがそれぞれユニット化されており、左側のユニットの光軸と、右側のユニットの光軸との間にズレが発生し易い。
【０００４】
この光軸のズレを解消するために、各ユニットの下に回転ステージと傾斜ステージを配置し、回転ステージ及び傾斜ステージを調整することによって各ユニット光軸を調整し、左側のユニットの光軸と右側のユニットの光軸の光軸合せを行う光軸調整装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−１４３４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記のような光軸調整装置はステレオカメラに内蔵されているため、ステレオカメラの大型化及び高コスト化を招くという問題がある。
【０００６】
本発明は、ステレオカメラのみに限定されるものではないが、上記のような従来技術の問題点を解決し、複眼式カメラの大型化及び高コスト化を招かない複眼式カメラの光軸調整装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による複眼式カメラの光軸調整装置は、複眼式カメラであって、レンズ部とCCD部との組合せからなる撮像部を複数備えると共に、各撮像部のレンズ部とCCD部とが互いに分離独立して取着されるシャーシを備える複眼式カメラ、の光軸調整装置であって、前記シャーシを脱着可能に保持するシャーシ保持手段と、前記各撮像部と１対１に対応して設けられるCCD姿勢調整手段であって、前記シャーシに対して前記複数のレンズ部が取着された後、前記複数の撮像部間での光軸合わせのため、前記CCD部を保持しながら該CCD部の姿勢を調整するCCD姿勢調整手段と、を備え、前記各CCD部は、前記各CCD姿勢調整手段による調整後の姿勢で前記シャーシに取着されることを特徴とする。
【０００８】
本発明の光軸調整装置によると、レンズ部とCCD部とを個別にシャーシに取着するよう構成された複眼式カメラの外部においてCCD部の姿勢を調整し、複数の撮像部間での光軸合せを行うよう構成したため、複眼式カメラの大型化及び高コスト化を抑制することができる。
【０００９】
上記光軸調整装置は、画像光を出射する１つの光源装置と、前記複数のレンズ部の前方に配置され、前記光源装置からの画像光を反射して前記複数のレンズ部の各々に垂直に入射させる反射手段と、前記各CCD部からの電気信号に基づき前記画像光に対応する複数の画像を表示するモニタ装置と、を備え、前記モニタ装置に表示された前記複数の画像に基づき前記各CCD姿勢調整手段により前記CCD部の姿勢が調整され、前記複数の撮像部間での光軸合わせが行われる。
【００１０】
この光軸調整装置によると、モニタ装置に表示された複数の画像を見て、複数の画像が互いに一致するよう各々のCCD姿勢調整手段を調整してCCD部の姿勢を調整することにより複数の撮像部間での光軸合わせを行うことになるため、光軸合わせ作業を比較的容易に行うことができる。
【００１１】
前記光源装置の画像光は平面チャート光である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係る光軸調整装置をステレオカメラの光軸合わせに使用する場合の光軸調整システムの構成図、図２は、上記光軸調整装置におけるシャーシ保持手段及びCCD姿勢調整手段の正面図、図３は、上記シャーシ保持手段及び上記CCD姿勢調整手段の平面図、図４は、上記シャーシ保持手段及び上記CCD姿勢調整手段の側面図、図５は、シャーシの平面図、図６は、上記シャーシの正面図、図７は、上記シャーシの側面図、図８は、上記シャーシに対するレンズ部及びCCD部の取着説明図、図９は、光軸合わせの説明図、図１０は、第１変形例に係る反射手段の構成図、図１１は、第２変形例に係る反射手段の構成図、図１２は、変形例に係る平面チャート光の構成図をそれぞれ示す。
【００１４】
図１に示す光軸調整システムは、ステレオカメラ１００の光軸合わせを行うシステムであり、ステレオカメラ１００を中心とし、その周辺に光軸調整装置２００を備える。
【００１５】
ステレオカメラ１００は、左右一対の撮像部１A、１Bを備える。左（左側）撮像部１Aは、左レンズ部２Aと、この左レンズ部２Aに対向する左CCD部３Aからなり、右（右側）撮像部１Bは、右レンズ部２Bと、この右レンズ部２Bに対向する右CCD部３Bからなる。
【００１６】
左レンズ部２A及び右レンズ部２Bは、それぞれ、非球面レンズ又は球面レンズからなる単体レンズ、あるいは、複数枚のレンズからなる組合せレンズにより構成される。左レンズ部２A及び右レンズ部２Bは、後述するように、ステレオカメラ１００のシャーシ１２に対して前後方向位置が調整された後、シャーシ１２に取着される。
【００１７】
左CCD部３A及び右CCD部３Bは、それぞれ左レンズ部２A及び右レンズ部２Bから入射してくる光信号を電気信号に変換する。左CCD部３A及び右CCD部３Bは、後述するように、それぞれ左CCD姿勢調整手段６A及び右CCD姿勢調整手段６Bによって姿勢が調整された後、シャーシ１２に取着される。
【００１８】
また、ステレオカメラ１００は演算制御装置４を備える。演算制御装置４は、左CCD部３A及び右CCD部３Bから入力されてくる電気信号に基づいて画像処理を行うと共にカメラ１００の動作を制御する信号処理部と、信号処理部と外部装置例えばモニタ装置９とを接続する外部インタフェース部とを備える。
【００１９】
光軸調整装置２００は、図２〜図４に示すように、シャーシ保持手段５及び左CCD姿勢調整手段６A、右CCD姿勢調整手段６Bを備える。また、光軸調整装置２００は、図１に示すように、光源装置７、反射手段８及びモニタ装置９を備える。
【００２０】
シャーシ保持手段５は、水平ベース部材１０と、この水平ベース部材１０の左右方向中央部に立設された垂直ベース部材１１とを備える。垂直ベース部材１１の上端には、図５〜図７に示すような、ステレオカメラ１００のシャーシ１２が脱着可能に取着される。
【００２１】
シャーシ１２は、前面側に、左レンズ取付部１３A及び右レンズ取付部１３Bを備える。左レンズ取付部１３Aは、左レンズ部２Aを前後方向へ移動し得るよう構成される。左レンズ部２Aは、前後方向位置が調整されることによって焦点位置が調整可能とされ、焦点位置が調整された後、イモねじ１４A（図８）によって左レンズ取付部１３Aに固定される。右レンズ取付部１３Bは左レンズ取付部１３Aと同様に構成され、右レンズ部２Bは、焦点位置の調整後、右レンズ取付部１３Bに固定される。
【００２２】
また、シャーシ１２は、後面側に、左CCD取付部１５A及び右CCD取付部１５Bを備える。左CCD取付部１５Aには、左CCD部３Aが固定される。左CCD部３Aは、左CCD基板１６Aと左プレート１７Aを備え、左CCD基板１６Aは固定ねじ１８Aによって左プレート１７Aに固定され、左プレート１７Aは仮止めねじ１９Aによってシャーシ１２に固定される。右CCD取付部１５Bには、右CCD部３Bが固定される。右CCD部３Bは、左CCD部３Aと同様に構成されかつシャーシ１２に固定される。
【００２３】
左CCD姿勢調整手段６Aは、シャーシ保持手段５の水平ベース部材１０の上面に固定される左XYステージ２０Aと、左XYステージ２０Aの可動プレートの上面に固定される左回転ステージ２１Aと、左回転ステージ２１Aの可動プレートの上面にねじ２２Aで固定される左CCD基板主固定治具２３Aとを備える。左CCD基板主固定治具２３Aには、左CCD基板副固定治具２４Aがねじ２５Aによって取り付けられ、左CCD基板主固定治具２３Aと左CCD基板副固定治具２４Aとによって、左CCD基板１６Aが固定される。左XYステージ２０A及び/又は左回転ステージ２１Aを調整することにより、左CCD基板１６Aは、X軸方向、Y軸方向及び回転方向へ移動し、左CCD基板１６Aの姿勢が調整される。
【００２４】
右CCD姿勢調整手段６Bは、左CCD姿勢調整手段６Aと同様に構成され、右XYステージ２０B、右回転ステージ２１B、右CCD基板主固定治具２３B及び右CCD基板副固定治具２４Bを備え、右CCD基板主固定治具２３Bと右CCD基板副固定治具２４Bとによって、右CCD基板１６Bが固定される。右XYステージ２０B及び/又は右回転ステージ２１Bを調整することにより、右CCD基板１６Bは、X軸方向、Y軸方向及び回転方向へ移動し、右CCD基板１６Bの姿勢が調整される。
【００２５】
光源装置７は、平行光を出射するオートコリメータなどにより構成される。光源装置７は、画像光G1として例えば平面チャート光を出射する。平面チャート光G1は、例えば十字画像光である。
【００２６】
反射手段８は、光源装置７からの平面チャート光G1を反射してステレオカメラ１００の左レンズ部２A及び右レンズ部２Bに垂直に入射させるものである。反射手段８は、例えばハーフミラー２６と全反射ミラー２７とからなり、ハーフミラー２６は、光源装置７に近い側に配置され、光源装置７からの平面チャート光G1を左レンズ部２Aに入射し、全反射ミラー２７は、光源装置７から遠い側に配置され、ハーフミラー２６を通過した平面チャート光G1を右レンズ部２Bに入射する。
【００２７】
モニタ装置９は、コネクタ基板３１を介してステレオカメラ１００の演算制御装置４と接続される。モニタ装置９には、左レンズ部２A及び右レンズ部２Bをそれぞれ透過して左CCD部３A及び右CCD部３Bに入射した平面チャート光G1に対応する画像G2（左平面チャート画像G2A及び右平面チャート画像G2B）が表示される。
【００２８】
次に、光軸調整システムによる光軸合わせ方法の一例を説明する。
【００２９】
予め、シャーシ１２の左レンズ取付部１３Aに左レンズ部２Aを前後方向へ移動可能に取り付けるとともに、シャーシ１２の右レンズ取付部１３Bに右レンズ部２Bを前後方向へ移動可能に取り付け、シャーシ１２をシャーシ保持手段５の垂直ベース部材１１の上端に取着する。また、予め、左CCD基板１６A及び右CCD基板１６Bを、それぞれ左CCD基板主固定治具２３Aと左CCD基板副固定治具２４A、及び、右CCD基板主固定治具２３Bと右CCD基板副固定治具２４Bとに固定しておくと共に、左CCD部３A及び右CCD部３Bの各々において、プレート１７A、１７Bを仮止めねじ１９A、１９Bによってシャーシ１２に仮止め、つまり、シャーシ１２に対してプレート１７A、１７Bが変位し得るよう取り付けておく。更に、予め、光源装置７から出射される平面チャート光G1が、ハーフミラー２６、全反射ミラー２７を介して左レンズ部２A及び右レンズ部２Bに垂直に入射するよう光源装置７、ハーフミラー２６、全反射ミラー２７及びシャーシ保持手段５の位置決めをしておく。
【００３０】
その後、光源装置７の電源を投入し、光源装置７から十字画像光G1を出射する。光源装置７から出射した十字画像光G1は、ハーフミラー２６で反射されて左レンズ部２Aに垂直に入射するとともに、ハーフミラー２６を通過して全反射ミラー２７で反射され右レンズ部２Bに垂直に入射する。左レンズ部２A及び右レンズ部２Bに入射した十字画像光G1は、それぞれ左CCD部３A及び右CCD部３Bで受光され、電気信号に変換されて演算制御装置４に入力され、モニタ装置９に左十字画像G2A及び右十字画像G2Bが表示される。
【００３１】
オペレータは、モニタ装置９に表示された左十字画像G2Aと右十字画像G2Bを見ながら、左十字画像G2A及び右十字画像G2Bが鮮明に表示されるようになるまで左レンズ部２A及び右レンズ部２Bの前後方向位置を調整し、焦点合わせを行う。焦点が合うと、オペレータは、左レンズ部２A及び右レンズ部２Bをそれぞれイモねじ１４A、１４Bを用いて左レンズ取付部１３A及び右レンズ取付部１３Bに固定する。
【００３２】
次に、オペレータは、モニタ装置９に表示されている鮮明な左十字画像G2A及び右十字画像G2Bを見ながら、モニタ装置９に予め表示されている基準左十字画像G3A及び基準右十字画像G3Bに対して、それぞれ左十字画像G2A及び右十字画像G2Bが重なり合うようになるまで、左CCD姿勢調整手段６Aの左XYステージ２０A、左回転ステージ２１A、及び、右CCD姿勢調整手段６Bの右XYステージ２０B、右回転ステージ２１Bを調整する。ここで、基準左十字画像G3A及び基準右十字画像G3Bは、左撮像部１Aの光軸と右撮像部１Bの光軸とが合っているときの左十字画像G2A及び右十字画像G2Bに対応するものであり、図９に示すように、調整前では、（A）のように、左十字画像G2A（右十字画像G2B）と基準左十字画像G3A（基準右十字画像G3B）が一致していないが、調整により、（B）のように、左十字画像G2A（右十字画像G2B）を基準左十字画像G3A（基準右十字画像G3B）に一致させるようにする。
【００３３】
次に、左CCD部３A及び右CCD部３Bの各々において、仮止めねじ１９A、１９Bを締め、プレート１７A、１７Bをシャーシ１２に固定すると共に、ねじ２５A、２５Bを緩めてCCD基板１６A、１６BをCCD基板主固定治具２３A、２３BとCCD基板副固定治具２４A、２４Bから取り外し可能にする。
【００３４】
最後に、シャーシ１２をシャーシ保持手段５の垂直ベース部材１１の上端から取り外す。
【００３５】
上記のような作業により、光軸の合った左撮像部１A及び右撮像部１Bを得ることができる。
【００３６】
以上説明したように、本実施形態に係るステレオカメラ１００の光軸調整装置２００は、ステレオカメラ１００であって、レンズ部２A、２BとCCD部３A、３Bとの組合せからなる撮像部１A、１Bを２つ備えると共に、各撮像部１A、１Bのレンズ部２A、２BとCCD部３A、３Bとが互いに分離独立して取着されるシャーシ１２を備えるステレオカメラ１００、の光軸調整装置２００であって、シャーシ１２を脱着可能に保持するシャーシ保持手段５と、各撮像部１A、１Bと１対１に対応して設けられるCCD姿勢調整手段６A、６Bであって、シャーシ１２に対して２つのレンズ部２A、２Bが取着された後、２つの撮像部１A、１B間での光軸合わせのため、CCD部３A、３Bを保持しながらCCD部３A、３Bの姿勢を調整するCCD姿勢調整手段６A、６Bと、を備え、各CCD部３A、３Bは、各CCD姿勢調整手段６A、６Bによる調整後の姿勢でシャーシ１２に取着される。
【００３７】
この光軸調整装置２００によると、レンズ部２A、２BとCCD部３A、３Bとを個別にシャーシ１２に取着するよう構成されたステレオカメラ１００の外部においてCCD部３A、３Bの姿勢を調整し、２つの撮像部１A、１B間での光軸合せを行うよう構成したため、ステレオカメラ１００の大型化及び高コスト化を抑制することができる。
【００３８】
また、光軸調整装置２００は、十字画像光（画像光）G1を出射する１つの光源装置７と、２つのレンズ部２A、２Bの前方に配置され、光源装置７からの十字画像光G1を反射して２つのレンズ部２A、２Bの各々に垂直に入射させる反射手段８と、各CCD部３A、３Bからの電気信号に基づき十字画像光G1に対応する２つの左十字画像G2A、右十字画像G2B（画像）を表示するモニタ装置９と、を備え、モニタ装置９に表示された２つの左十字画像G2A、右十字画像G2Bに基づき各CCD姿勢調整手段６A、６BによりCCD部３A、３Bの姿勢が調整され、２つの撮像部１A、１B間での光軸合わせが行われる。
【００３９】
この光軸調整装置２００によると、モニタ装置９に表示された２つの左十字画像G2A、右十字画像G2Bを見て、２つの左十字画像G2A、右十字画像G2Bが互いに一致するよう各々のCCD姿勢調整手段６A、６Bを調整してCCD部３A、３Bの姿勢を調整することにより２つの撮像部１A、１B間での光軸合わせを行うことになるため、光軸合わせ作業を比較的容易に行うことができる。
【００４０】
上述した実施形態では、反射手段８としてハーフミラー２６及び全反射ミラー２７を用いているため、ハーフミラー２６及び全反射ミラー２７の厚みによって反射光が不鮮明になるおそれがある。そこで、図１０に示すように、反射手段８として、プリズム２８A、２８Bを用いるようにしてもよい。また、上述した実施形態では、光源装置７から左レンズ部２Aまでの距離と、光源装置７から右レンズ部２Bまでの距離に差が生じるが、図１１に示すように反射手段８を、２枚の三角柱プリズム２９A、２９Bを合わせた受光体２９と、この受光体２９で反射した光を反射して左レンズ部２Aに入射させる左反射体３０Aと、受光体２９を通過した光を反射して右レンズ部２Bに入射させる右反射体３０Bとで構成し、光源装置７から左レンズ部２Aまでの距離と、光源装置７から右レンズ部２Bまでの距離を等しくするようにしてもよい。
【００４１】
また、画像光（平面チャート光）G1は、十字画像光に限定されるものではなく、図１２（A）に示すような、十字画像光と×画像光との組合せに係る画像光、あるいは、図１２（B）に示すような、グリッド状の画像光であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の一実施形態に係る光軸調整装置をステレオカメラの光軸合わせに使用する場合の光軸調整システムの構成図である。
【図２】上記光軸調整装置におけるシャーシ保持手段及びCCD姿勢調整手段の正面図である。
【図３】上記シャーシ保持手段及び上記CCD姿勢調整手段の平面図である。
【図４】上記シャーシ保持手段及び上記CCD姿勢調整手段の側面図である。
【図５】シャーシの平面図である。
【図６】上記シャーシの正面図である。
【図７】上記シャーシの側面図である。
【図８】上記シャーシに対するレンズ部及びCCD部の取着説明図である。
【図９】光軸合わせの説明図である。
【図１０】第１変形例に係る反射手段の構成図である。
【図１１】第２変形例に係る反射手段の構成図である。
【図１２】変形例に係る平面チャート光の構成図である。
【符号の説明】
【００４３】
１A、１B    撮像部
２A、２B    レンズ部
３A、３B    CCD部
５    シャーシ保持手段
６A、６B    CCD姿勢調整手段
７    光源装置
８    反射手段
９    モニタ装置
１２    シャーシ
１００    ステレオカメラ
２００    光軸調整装置
G1    画像光
G2A、G2B    画像
【図１】
2009094648.tif 000003
【図２】
2009094648.tif 000004
【図３】
2009094648.tif 000005
【図４】
2009094648.tif 000006
【図５】
2009094648.tif 000007
【図６】
2009094648.tif 000008
【図７】
2009094648.tif 000009
【図８】
2009094648.tif 000010
【図９】
2009094648.tif 000011
【図１０】
2009094648.tif 000012
【図１１】
2009094648.tif 000013
【図１２】
2009094648.tif 000014