(57)【要約】それぞれが第１のレンズと第２のレンズ（３１２Ｌ、３１２Ｒ）を有する第１のカメラと第２のカメラ（３１０Ｌ、３１０Ｒ）を含む立体画像カメラシステムが開示される。輻輳機構（３５４）は、少なくとも第１のカメラを第１の回動軸の周りに回転させることによって輻輳角を設定することができる。第１の回動シフト機構（３５５）は、第１の回動軸が第１のレンズの節点を通ように第１のカメラの位置を調整することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが第１のレンズと第２のレンズ（３１２Ｌ、３１２Ｒ）を含む第１のカメラ（３１０Ｌ）と第２のカメラ（３１０Ｒ）と、
輻輳機構（３５４）と、
回動シフト機構（３５５）と、を備え、
前記輻輳機構は、輻輳角を、少なくとも前記第１のカメラを第１の回動軸（１１３Ｌ、４１３）の周りを回転させることによって設定するように構成され、
前記回動シフト機構は、前記第１のカメラの位置を、前記第１の回動軸が前記第１のレンズの節点（４１４，５１４）を通るように、調整するように構成されている、
立体画像カメラシステム（３００）。
【請求項２】
前記輻輳機構は、前記第２のカメラを第２の回動軸（１１３Ｒ）の周りに回転させるように構成され、
前記回動シフト機構は、前記第２のカメラの位置を、前記第２の回動軸が前記第２のレンズの節点を通るように、調整するように構成されている、
請求項１記載の立体画像カメラシステム。
【請求項３】
前記第１のレンズと前記第２のレンズの焦点距離を同期して設定するように構成されたズーム機構（３５８）と、
前記ズーム機構によって設定された焦点距離に応じて、前記回動シフト機構を、
前記第１の回動軸が前記第１のレンズの節点を通り、前記第２の回動軸が前記第２のレンズの前記節点を通るように制御するコントローラ（３６０）を備え、
前記第１のレンズと前記第２のレンズのそれぞれの節点の位置は、前記ズーム機構によって設定される前記焦点距離によって変化する、請求項２記載の立体画像カメラシステム。
【請求項４】
前記第１のレンズと前記第２のレンズの集束距離を同期して設定するように構成された集束機構（３５６）をさらに備え、
前記コントローラは、前記輻輳角を少なくとも部分的に前記集束距離に基づいて設定するように前記輻輳機構を制御する、請求項３記載の立体画像カメラシステム。
【請求項５】
前記コントローラが実行する動作は、略リアルタイムに行われる、請求項４記載の立体画像カメラシステム。
【請求項６】
前記コントローラは、前記輻輳機構と前記回動シフト機構を略同時に制御する、請求項５記載の立体画像カメラシステム。
【請求項７】
前記第１の回動軸と前記第２の回動軸は仮想回動軸である、請求項３記載の立体画像カメラシステム。
【請求項８】
前記第１のレンズの節点と前記第２のレンズの節点の間の瞳孔間距離を調整するように構成されたＩＯＤ機構（３５２）をさらに備え、
前記コントローラは、前記輻輳機構と前記ＩＯＤ機構の動きの組み合わせが前記第１のカメラと前記第２のカメラを、それぞれ第１の仮想回動軸と第２の仮想回動軸の周りを回転するように、前記輻輳機構と前記ＩＯＤ機構とを制御する、請求項７記載の立体画像カメラシステム。
【請求項９】
前記コントローラは、
前記輻輳角を設定し、前記第１の回動軸と前記第２の回動軸の位置を設定し、前記瞳孔間距離を設定するように、前記輻輳機構と前記ＩＯＤ機構を制御する、請求項８記載の立体画像カメラシステム。
【請求項１０】
それぞれが第１のレンズと第２のレンズを有する第１のカメラと第２のカメラを含む立体画像カメラを制御する方法（７８０）であって、該方法は、
前記第１のレンズと前記第２のレンズの焦点距離を同期して設定するステップと、
前記第１のレンズと前記第２のレンズの集束距離を同期して設定するステップと、
第１の回動軸が前記第１のレンズの節点を通るように、前記焦点距離に基づいて前記第１のカメラを位置決めするステップ（７８８）と、
前記集束距離に基づいて輻輳角を設定するために少なくとも前記第１のカメラを前記第１の回動軸の周りを回転させるステップ（７９０）と、を含む、方法（７８０）。
【請求項１１】
前記方法は略リアルタイムに実行される、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記位置決めするステップと前記回転させるステップは、略同時に実行されることを特徴とする、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記第１のレンズの前記節点の位置と前記焦点距離との関係を判定するために前記第１のレンズを特徴付けるステップ（７８４）をさらに含み、
前記第１のカメラは、前記第１のレンズの前記節点の位置と前記焦点距離との関係に基づいて位置決めされる、請求項１０記載の方法。
【請求項１４】
前記第１のレンズを特徴付けるステップは、前記焦点距離に対する前記節点の位置に関する数式と値のテーブルの一つを構築するステップを含む、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
立体画像カメラを制御する算出デバイス（６６０）であって、
前記算出デバイスは、プロセッサ（６６４）と、前記プロセッサと接続したメモリ（６６６）と、インストラクションを自体に保存したストレージ媒体（６６８）と、を有し、
前記インストラクションは実行されると、前記算出デバイスに、
第１のカメラと第２のカメラに関するレンズの焦点距離と前記レンズの集束距離を示す入力を受けるステップと、
第１の回動軸が第１のレンズの節点を通るように、前記第１のカメラの位置をシフトする位置決め機構を制御するステップ（７８８）と、
少なくとも前記第１のカメラを第１の回動軸の周りを回転させることによって、前記集束距離に基づいて輻輳角を設定するように輻輳機構を制御するステップ（７９０）と、
を実行させる、算出デバイス。
【請求項１６】
前記算出デバイスが実行する動作は、略リアルタイムに行われる、請求項１５記載の算出デバイス。
【請求項１７】
前記輻輳機構を制御するステップと、前記位置決め機構を制御するステップとは、略同時に実行される、請求項１６記載の算出デバイス。
【請求項１８】
前記第１のカメラは、前記第１のレンズの節点の位置と前記焦点距離との間の関係に基づいて位置決めされる、請求項１５記載の算出デバイス。
【請求項１９】
前記第１のレンズの節点の位置と前記焦点距離との関係は、ルックアップテーブルと式の一つによって定義される、請求項１６記載の算出デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は立体視に関する。
【０００２】
［著作権とトレードドレスの表示］
本特許文書の開示の一部は、著作権保護の対象となるマテリアルを有している。本特許文書は、所有者のトレードドレスである、又は、トレードドレスとなりうる事項を表示、及び／又は、記載し得る。著作権及びトレードドレスの所有者は、特許商標局のファイル又は記録にあることから、本特許開示について任意の者によるファクシミリによる複製に対して拒否するものではないが、他の場合にはいかなる著作権及びトレードドレス権も全て留保する。
【背景技術】
【０００３】
人間は環境を両眼視力を用いて立体的に見る。両眼視力とは、視覚系統と分析系統の両方である。人間の脳は、距離と速度の両方を、前方を向いて、横方向に分離しているそれぞれの網膜が受ける可視光情報により行う三角測量に部分的に基づいて認識する。２つの目は前方を向いており、それぞれの視野は重複するため、同一の領域であってもそれぞれの目が認識するパースペクティブは僅かに異なる。目に近い対象物を見ようとすると、目は近づく方向に相互に回転する。遠方の対象物を見ようとすると、目は平行視する方向に回転する。それぞれの目の視線により形成される角度を一般的に輻輳角という。輻輳角は、目に近い対象物を見る場合には大きくなるが、対象物の距離が遠くなると小さくなる。遠距離の対象物を見る場合、輻輳角は略ゼロとなり得る。輻輳角が略ゼロとは、視線は略平行であることを示す。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
立体画像撮像とも呼ばれる３次元撮像については、少なくとも１８３８年にまで遡る。歴史的には、立体画像カメラは通常、２つのレンズを有し、この２つのレンズは、平均して略６５ｍｍという人間の目の間の平均的な距離と同様の距離に横方向に離間している。効果的なレンズ間距離は、瞳孔間距離として知られている。瞳孔間距離は、立体画像の見かけの深さに強い影響を及ぼす。
眼間の間隔を広げると、立体画像の見かけの深さは増加する。眼間の間隔を狭めると、立体画像の見かけの深さを減少させる影響を及ぼす。
【０００５】
立体画像の提示は、一般的には、左目だけで見られる第１の画像と、右目だけで見られる第２の画像を提供することによって、実現する。２つの画像の間の差違、即ち、視差は、深さを錯覚させ得る。視差を有する２つの画像は３次元として認識され得る。２つの画像、あるいは、２つの部分画像が行き過ぎた視差を示す場合、３次元として認識されず、単に重複する２つの２次元画像として認識されることもある。偏光、フィルタ、メガネ、プロジェクタ、シャッタを含む様々な技術が、適当な画像のみがそれぞれ目に見るように、それぞれの目を制限するために用いられている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
立体画像を表示するための一つのアプローチは、第１の偏光状態を有する光を用いて観察画面に左目画像を結像し、第１の偏光状態と直交する第２の偏光状態を有する光を用いて同一の観察画面に右目画像を結像する。これらの画像を偏光レンズを有するメガネを用いて見ると、左目は第１の偏光状態の光のみを受けて、右目は第２の偏光状態の光のみを受けるようにして、画像を見ることができる。この技術は３次元動画を提示するために用いられている。
【０００７】
立体画像を表示するための第２のアプローチは、共通の観察画面に左目画像と右目画像を、高いレートで交互に切り替えて表示する。これらの画像は、交互に切り替わる画像と同期して右目又は左目を遮蔽するシャッタメガネを用いて見ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ある環境における立体画像カメラの概略図である。
【図２Ａ】カメラによって撮像された画像の説明図である。
【図２Ｂ】カメラによって撮像された画像の説明図である。
【図２Ｃ】カメラによって撮像された画像の説明図である。
【図３】立体画像カメラシステムのブロック図である。
【図４Ａ】立体画像カメラシステムのカメラプラットフォームの部分概略側面図である。
【図４Ｂ】図３Ａのカメラプラットフォームの概略端面図である。
【図５Ａ】立体画像カメラシステムのカメラプラットフォームの部分概略上面図である。
【図５Ｂ】仮想回動点の周りに回転したカメラを示す図４Ａのカメラプラットフォームの概略上面図である。
【図６】算出デバイスのブロック図である。
【図７】立体画像を記録する処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本明細書では、各図面の構成要素に３桁の参照番号を付番している。最上位桁の番号は図番を表し、下位２桁の番号は個別の構成要素を特定する。図面で記載されていない構成要素については、下位２桁の番号と同一の参照番号を有する既に説明した構成要素と同一の特徴及び機能を有するとみなしてもよい。左目又は右目の何れに対しても同様の機能を有する構成要素には、同一の参照番号に加えて「Ｌ」又は「Ｒ」の添え字を付けて、それぞれが左目又は右目を示すようにした。
【００１０】
〔装置説明〕
【００１１】
図１に示すように、立体画像カメラ１００は、左側カメラ１１０Ｌと右側カメラ１１０Ｒとを含むことができる。ここで「カメラ」とは、対象物の画像を結像するための光学システムを有する任意のデバイスと、この画像を検出、及び／又は、記録するための媒体を含むものをいう。左側カメラと右側カメラは、フィルムカメラでもよく、又は、デジタルスチルカメラでもよく、映画撮影用フィルムカメラでもよく、又は、映画撮影用デジタルカメラでもよく、ビデオカメラでもよい。左側カメラ１１０Ｌと右側カメラ１１０Ｒは、瞳孔間距離ＩＯＤで離間している。左側カメラ１１０Ｌと右側カメラ１１０Ｒの各々は、レンズ１１２Ｌ、１１２Ｒを含んでもよい。「レンズ」とは、任意の画像結像光学システムを含むものをいい、透明な屈折光学素子の組み合わせに限定されない。レンズは、屈折型、回折型、及び／又は、反射型光学素子を用いてもよく、これらの組み合わせを用いてもよい。各レンズは、各カメラ１１０Ｌ、１１０Ｒの画角中心を画定する軸１１５Ｌ、１１５Ｒを有してもよい。
【００１２】
カメラ１１０Ｌ、１１０Ｒは、軸１１５Ｌ、１１５Ｒが平行となるように、又は、２軸１１５Ｌ、１１５Ｒが輻輳角Θを形成するように配置することができる。カメラ１１０Ｌ、１１０Ｒは、軸１１５Ｌ、１１５Ｒがカメラからの輻輳距離ＣＤで公差するように配置してもよい。瞳孔間距離ＩＯＤ、輻輳距離ＣＤ、及び、輻輳角Θは、以下の式の関係になる。
Θ    ＝  ２ＡＴＡＮ（ＩＯＤ／２ＣＤ）              （１）、又は、
ＣＤ  ＝  ＩＯＤ／［２ＴＡＮ（Θ／２）］            （２）
瞳孔間距離ＩＯＤと輻輳距離ＣＤは、レンズ１１２Ｌ、１１２Ｒ内の節点から測定してもよい。輻輳角Θは、カメラ１１０Ｌ、１１０Ｒの各々を、対応する回動軸１１３Ｌ、１１３Ｒの周りを回転させて設定することができる。
【００１３】
立体画像カメラ１００を用いてシーン１０５の立体画像を結像してもよい。図１の単純例では、シーン１０５は、例えば、人間として示される主要被写体１３０を含んでもよい。シーン１０５は、背景（主要被写体の後方）にその他の特徴物と対象物を含んでもよい。カメラ１１０Ｌ、１１０Ｒから、例えば、木などの最も遠い背景対象物１４０までの距離を、究極対象物距離ＥＯＤと呼ぶ。
【００１４】
立体画像カメラ１００などの立体画像カメラからの画像が観察画面に表示されると、輻輳距離のシーン対象物は観察画面の平面上に見える。図１の例では、立体画像カメラにより近い主要被写体１３０などのシーン対象物は、観察画面の前方に見える。立体画像カメラからより遠方の木１４０などのシーン対象物は、観察画面の後方に見える。
【００１５】
レンズ１１５Ｌ、１１５Ｒの各々は焦点を調整可能である。二つのレンズ１１５Ｌ、１１５Ｒは、共通の調整可能な集束距離ＦＤに焦点を合わせることができる。集束距離ＦＤは、手動で調整してもよく、自動で調整してもよい。カメラ１１０Ｌ、１１０Ｒが、主要被写体１３０に焦点を合わせられるように、集束距離ＦＤを調整してもよい。集束距離は、カメラ１１０Ｌ、１１０Ｒから主要被写体１３０までの距離を決定するセンサ（図示されていない）に応じて自動的に調整してもよい。カメラ１１０Ｌ、１１０Ｒから主要被写体１３０までの距離を決定するセンサは、音響レンジファインダー、光学又はレーザレンジファインダーでもよく、あるいは、その他の距離測定装置であってもよい。カメラ１１０Ｌ、１１０Ｒが、デジタル静止画像カメラ、モーションピクチャカメラ、又はビデオカメラである場合、集束距離は、カメラによって検知された１枚又は２枚の画像を分析する１以上のプロセッサ（図示されてない）に応じて調整してもよい。プロセッサは、カメラの中に配置されてもよいし、又は、カメラと接続されてもよい。
【００１６】
輻輳距離ＣＤと集束距離ＦＤは共通して同一の距離に設定することができる。同一の距離とは、カメラ１１０Ｌ、１１０Ｒから主要被写体１３０までの距離でもよい。しかしながら、図１に示すように、輻輳距離ＣＤと集束距離ＦＤは同一の距離でなくてもよい。例えば、集束距離ＦＤは、カメラから主要被写体までの距離に設定し、輻輳距離ＣＤは、集束距離よりも僅かに長く設定してもよい。この場合、画像が表示される際、主要被写体は、観察画面の面の前方に見えるようになる。
【００１７】
各レンズ１１５Ｌ、１１５Ｒはズーム機能を有してもよく、即ち、各レンズの焦点距離ＦＬを調整可能としてもよい。両方のレンズ１１５Ｌ、１１５Ｒは常時、正確に同一の焦点距離を有してもよい。２つのレンズ１１５Ｌ、１１５Ｒの焦点距離の調整は機械的、電気的、電子的、電気機械的、又は、その他の連結機能によって連結してもよい。一般的に、レンズ１１５Ｌ、１１５Ｒの焦点距離は手動で調整してもよい。２つのレンズ１１５Ｌ、１１５Ｒの焦点距離は、所定の状況に応じて自動で調整してもよい。
【００１８】
図２Ａに示すように、カメラ１１０Ｌ、１１０Ｒの一つ、又は他方のカメラによって撮像された画像２２０Ａは、第２の対象物２４０の直接前方の第１の対象物２３０を含むシーンを示している。図２Ｂは、カメラがカメラのレンズの節点を通る回動軸の周りを回転した後の同一のシーンの画像２２０Ｂを示す。ここで、第１の対象物２３０と第２の対象物２４０は、第１の対象物２３０より左側に位置しているが、まだ第２の対象物２４０の直接前方ある。「節点」とは、カメラとレンズが、カメラによって撮像された画像に視差を与えることなく、回転することができる、カメラレンズの軸上の点である。図２Ｃに、カメラが節点を通らない軸の回りを回転した後の図２Ａのシーンの画像２２０Ｃを示す。第１の対象物２３０と第２の対象物２４０は、画像の左側に位置している、一直線上にはない。
【００１９】
立体撮影は、深さの錯覚を与える、１組の画像内部の対象物の位置の差に依存する。図２Ｃに示すように、立体画像カメラシステムを構成する１つ又は２つのカメラが、節点を通らない軸の周りを回転すると、視差が生じることがある。この視差は、立体画像の対象物の見かけの深さの望ましくない変位の原因となり得る。視差を生じないようにするため、立体画像カメラシステムの輻輳角は、１つ又は２つのカメラを、それぞれのレンズの節点を通るそれぞれの回動軸の周りを回転させることによって、設定してもよい。
【００２０】
図３に示すように、図１に示すカメラ１００としての用途に好適な立体画像カメラシステム３００は、コントローラ３６０に連結したカメラプラットフォーム３５０を有する。カメラプラットフォーム３５０は、各々が対応するレンズ３１２Ｌ、３１２Ｒを有する左側カメラ３１０Ｌと右側カメラ３１０Ｒとを備えることができる。
【００２１】
カメラプラットフォーム３５０は、左側カメラ及び右側カメラ３１０Ｌ、３１０Ｒの位置及び／又は方位の調整と、右側及び左側レンズ３１２Ｌ、３１２Ｒの特性を調整するための複数の機構を備えることができる。本明細書では、「機構」とは、他の構成部に対して移動可能な少なくとも一つの可動部と、かかる可動部に相対的な動き生じさせるアクチュエータとを含む、機械的、電気的及び電気機械的構成部の組み合わせを意味する。相対的な動きとは、線形運動、角運動、又は線形運動と角運動の組み合わせ、あるいはその他の動きであってもよい。可動部は、回転式デバイス又は線形スライド、ベアリング、ブッシング（ｂｕｓｈｉｎｇ）、又はその他のデバイスによって結合することができる。アクチュエータは、モータ、又は手動のレバー、ノブ、クランク、リング、その他のデバイスなどでもよい。アクチュエータは、可動部の全てでもよいし、又は可動部の一つの一部でもよく、アクチュエータは、一以上のギア、ベルト、リンク及びその他のデバイスによって、可動部と連結してもよい。機構の例として、映画用カメラレンズ（ｃｉｎｅｍａｔｉｃ  ｃａｍｅｒａ  ｌｅｎｓｅｓ）の焦点及び開口を調整するために現在使用されている手動又はモータ駆動型システム、及び、モータ駆動型直線又は回転移動ステージを含む。
【００２２】
カメラプラットフォーム３５０は、左側カメラ３１０Ｌと右側カメラ３１０Ｒとの間の瞳孔間距離を調整するためのＩＯＤ機構３５２を含むことができる。カメラプラットフォーム３５０は、カメラ３１０Ｌ、３１０Ｒの一つ又は両方をそれぞれの回動軸の周りを回転させることによって、左側カメラ３１０Ｌと右側カメラ３１０Ｒとの間の輻輳角を調整するためのΘ機構３５４を含むことができる。カメラプラットフォーム３５０は、カメラ３１０Ｌ、３１０Ｒの各々がそれぞれの節点を通る回動軸の周りを回転するように、カメラ３１０Ｌ、３１０Ｒに対する回動軸の位置を調整するための回動シフト機構３５５を含むことができる。ＩＯＤ機構３５２とΘ機構３５４は、モータ又はその他のアクチュエータと結合した１以上の可動プラットフォーム又はステージを含むことができる。回動シフト機構３５５は、１以上の追加の可動プラットフォーム又はステージを含んでもよく、あるいは、ＩＯＤ機構３５２とΘ機構３５４と一体としてもよい。
【００２３】
ＩＯＤ機構３５２、Θ機構３５４、及び回動シフト機構３５５を組み合わせて、コントローラ３６０から受信したデータに応じて、瞳孔間距離、輻輳角、及び回動軸の相対的位置をそれぞれ設定するように使用することができる。本明細書では、「データ」とは、デジタルデータ、コマンド、インストラクション、デジタル信号、アナログ信号、光信号、及び、瞳孔間距離又は輻輳角などのパラメータの値を通信するために使用することができるその他の任意のデータを含む。
【００２４】
カメラプラットフォーム３５０は、レンズ３１２Ｌ、３１２Ｒの集束距離を同期して調整及び設定する集束機構３５６を含むことができる。集束機構３５６は、２つのレンズ３１２Ｌ、３１２Ｒの集束距離が同一の値となるように同時に調整を行うレンズ３１２Ｌ、３１２Ｒの間の機械的、電子的、電気的、又は、電気機械的連結部を含むことができる。集束機構３５６は、コントローラ３６０から受けたデータに応じて集束距離を設定するように構成された、モータ又その他のアクチュエータを含むことができる。集束機構３５６は、カメラマン又はアシスタントカメラマンなどのオペレータ（共通して「フォーカスプラー」とも呼ぶ）が手動で制御してもよい。手動制御とする場合、集束機構３５６は、コントローラ３６０に集束距離を示すデータを提供するためのエンコーダ、ポテンショメータ、又は、その他のセンサを含んでもよい。集束機構３５６は、手動制御で、及び／又は、コントローラ３６０から受けたデータに応じて動作するように構成することができる。
【００２５】
カメラプラットフォーム３５０は、レンズ３１２Ｌ、３１２Ｒの焦点距離を同期して調節し設定するズーム機構３５８を含むことができる。ズーム機構３５８は、２つのレンズ３１２Ｌ、３１２Ｒの焦点距離が同一の値となるように同時に調整を行うレンズ３１２Ｌ、３１２Ｒの間の機械的、電子的、電気的、又は、電気機械的連結部を含むことができる。ズーム機構３５８は、コントローラ３６０から受けたデータに応じて焦点距離を設定するように構成された、モータ又その他のアクチュエータを含むことができる。ズーム機構３５８は、カメラマン又はアシスタントカメラマンなどの１以上のオペレータが手動で制御してもよい。手動で制御する場合、ズーム機構３５８は、コントローラ３６０に焦点距離を示すデータを提供するためのエンコーダ、ポテンショメータ、又は、その他のセンサを含んでもよい。ズーム機構３５８は、手動制御で、又は、コントローラ３６０から受けたデータに応じて動作するように構成することができる。
【００２６】
コントローラ３６０は、オペレータインタフェース３６２に連結してもよい。コントローラ３６０は、オペレータインタフェース３６２から瞳孔間距離を示すデータを受信するようにしてもよい。コントローラ３６０は、オペレータインタフェース３６２から、最大許容視差と、シーンにおいて最も遠い対象物とカメラとの間の距離を表す最大対象物距離を示すデータを受信してもよい。コントローラ３６０は、これらの最大許容視差と最大対象物距離を用いて、２００９年３月２３日に出願された、「Ｓｔｅｒｅｏ  Ｃａｍｅｒａ  Ｗｉｔｈ  Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｏｆ  Ｉｎｔｅｒｏｃｕｌａｒ  Ｄｉｓｔａｎｃｅ」と題する同時係属特許出願第１２／０４９，３１６に記載された瞳孔間距離の算出を行うことができる。コントローラ３６０は、オペレータインタフェース３６２から、レンズ３１２Ｌ、３１２Ｒの集束距離と焦点距離を示すデータも受信してもよい。
【００２７】
オペレータインタフェース３６２は、カメラプラットフォーム３５０に部分的に又は全体的に組み込まれていてもよい。例えば、集束機構３５６及び／又はズーム機構３５８は、カメラマン、及び／又は、アシスタントカメラマンなどのオペレータが手動で制御してもよい。この場合、集束機構３５６及び／又はズーム機構３５８はコントローラ３６０に、手動で設定した集束距離及び／又は焦点距離を示すデータを提供することができる。同様に、瞳孔間距離及び／又は最大視差を設定する制御アクチュエータは、カメラマン及び／又はアシスタントカメラマンによる操作のためカメラプラットフォームに配置してもよい。
【００２８】
オペレータインタフェース３６２は、コントローラ３６０に部分的に又は全体的に組み込まれていてもよい。例えば、シーンの記録時に瞳孔間距離及び／又は最大許容視差を固定とした状況では、瞳孔間距離及び／又は最大許容視差の一つ又は両方を、キーボード又はその他のデータ入力装置を用いてコントローラに手動で供給してもよい。シーンの記録時に瞳孔間距離及び／又は最大許容視差の一つ又は両方を可変とする状況では、瞳孔間距離及び／又は最大許容視差を、例えば、キーボードの矢印キー、又は、ポテンショメータ、ジョイスティック、又はマウスなどの１以上の連続制御デバイスを用いて制御することができる。
【００２９】
コントローラ３６０は、カメラプラットフォーム３５０とインタフェースする。コントローラ３６０は、カメラプラットフォーム３５０と一体でもよい。コントローラは、レンズ３１２Ｌ、３１２Ｒのそれぞれの集束距離及び焦点距離を示すデータを集束機構３５６及びズーム機構３５８に供給する、及び／又は、集束機構３５６及びズーム機構３５８から受け取る。
【００３０】
コントローラ３６０はＩＯＤ機構３５２及びΘ機構３５４に、カメラ３１０Ｌ、カメラ３１０Ｒとの間の瞳孔間距離と輻輳角を設定するためのデータをそれぞれ供給する。例えば、コントローラ３６０はＩＯＤ機構３５２及びΘ機構３５４に、輻輳距離をレンズ３１２Ｌ、３１２Ｒの集束距離と等しくするように設定するためのデータを供給することができる。回動シフト機構３５５がＩＯＤ機構３５２及びΘ機構３５４と一体の場合、コントローラ３６０はＩＯＤ機構３５２及びΘ機構３５４に、それぞれのレンズ３１２Ｌ、３１２Ｒの節点を仮想回動軸と同一直線上とするためのデータを供給することができる。例えば、コントローラ３６０は、ＩＯＤ機構３５２及びΘ機構３５４に、レンズ３１２Ｌ、３１２Ｒの焦点距離に基づいて仮想回動軸を位置決めするためのデータを供給してもよい。コントローラは、焦点距離に対するそれぞれのレンズ３１２Ｌ、３１２Ｒの節点の位置に関する情報を保存するメモリを有することができる。焦点距離に対するそれぞれのレンズ３１２Ｌ、３１２Ｒの節点の位置に関する情報は、ルックアップテーブル、フォーミュラ、数式、又はその他のデータの形式でよい。
【００３１】
回動シフト機構３５５がＩＯＤ機構３５２及びΘ機構３５４と独立とした場合、コントローラ３６０は回動シフト機構３５５に、カメラ３１０Ｌ、カメラ３１０Ｒの回動軸又は軸の位置を設定するためのデータを供給してもよい。コントローラ３６０は回動シフト機構３５５に、レンズ３１２Ｌ、３１２Ｒの焦点距離に基づいて回動軸を適切な位置に設定するためのデータを供給してもよい。
【００３２】
図４Ａ及び図４Ｂはそれぞれ、立体画像カメラシステムの一つのカメラ４１０を支持する、カメラプラットフォーム４５０の一部の概略側面図と概略正面図である。カメラプラットフォーム４５０は、図３に示すカメラプラットフォーム３５０の一部であってもよい。図４Ａ及び図４Ｂは概略図であり、機械的詳細を省略して、カメラプラットフォームの機能構成部をブロックとして示している。
【００３３】
カメラ４１０は、固定焦点距離又は「プライム」でもよく、調整可能な焦点距離を有するレンズ又はズームレンズでもよい、レンズ４１２を有することができる。かかるレンズは、光学軸４１５と、光学軸４１５に沿って配置された少なくとも一つの節点４１４とを有することができる。レンズ４１２の焦点距離を調整する際、ズームレンズの節点４１４の位置は光学軸４１５に沿って移動することができる。
【００３４】
カメラ４１０は、立体画像カメラシステムのカメラ４１０と第２のカメラ（図４には図示されていない）との間の瞳孔間距離及び輻輳角を調整できるように、プラットフォーム４５０の内部で支持することができる。
【００３５】
プラットフォーム４５０は、立体画像カメラシステムのカメラ４１０と第２のカメラとの間の瞳孔間距離を設定するためのＩＯＤ機構４５２を含むことができる。ＩＯＤ機構４５２は、例えば、カメラ４１０を光学軸４１５と略直交する方向に沿って移動する直線移動ステージでもよい。ＩＯＤ機構４５２は、コントローラ５６０などのコントローラに応答して第１のモータ（図示されていない）によって駆動するようにしてもよい。
【００３６】
プラットフォーム４５０は、立体画像カメラシステムのカメラ４１０と第２のカメラの間の輻輳角を設定する輻輳機構４５４を含むことができる。輻輳機構４５４は、例えば、カメラ４１０を回動軸４１３の周りに回転させる回転移動ステージであってもよい。輻輳機構４５４は、コントローラ５６０などのコントローラに応答して第２のモータ（図示されていない）によって駆動するようにしてもよい。
【００３７】
プラットフォーム４５０は、回動軸４１３がレンズ４１２の節点４１４を通るように、カメラ４１０を位置決めする回動シフト機構４５５を含むことができる。回動シフト機構４５５は、例えば、カメラ４１０を光学軸４１５と略並行な方向に移動するように構成された直線移動ステージ、又は、スライドであってもよい。回動シフト機構４５５は、コントローラ５６０などのコントローラに応答して第３のモータ（図示されていない）によって駆動するようにしてもよい。
【００３８】
回動シフト機構４５５は、レンズ４１２の焦点距離の調整と同期して、いかなる焦点距離設定に対しても、即ち、全ての焦点距離設定に対しても、回動軸４１３がレンズの節点４１４を通るようにカメラを移動するように制御することができる。
【００３９】
立体画像システムの一つ又は両方のカメラは、瞳孔間距離と輻輳角を設定するように移動することができる。図４に示されていないが、第２のカメラは、静止又は固定することができる。第２のカメラは、輻輳機構４５４及び回動シフト機構４５５と類似の、又は同様の輻輳機構及び回動シフト機構によってＩＯＤ機構４５２に結合することができる。この場合、第２のカメラは、第１のカメラ４１０のミラー画像として移動するように制御されるようにしてもよい。
【００４０】
仮想回動軸の周りに一つ又は二つのカメラが回転するように、機械的回動シフト機構の代わりに、又は、機械的回動シフト機構に加えて、立体画像カメラシステムのＩＯＤ機構及び輻輳機構を制御するようにしてもよい。この場合、回動シフト機構は、ＩＯＤ機構及び輻輳機構と効果的に一体となるようにしてもよい。図５Ａに、立体画像カメラシステムの一つのカメラ５１０を含むカメラプラットフォーム５５０の一部を示す。カメラプラットフォーム５５０は、図３に示すカメラプラットフォーム３５０でもよい。
【００４１】
カメラ５１０は、レンズ５１２を含むことができる。レンズ５１２は、固定焦点距離を有するプライムレンズでもよく、又は調整可能な焦点距離を有するズームレンズでもよい。レンズは、光学軸５１５Ａと、光学軸５１５Ａ上に配置された、破線の円で示された、少なくとも一つの節点５１４とを有することができる。レンズ５１２の焦点距離を調整する際に、ズームレンズの節点５１４の位置は、光学軸５１５Ａに沿って移動することができる。
【００４２】
カメラプラットフォーム５５０は、回転可能な輻輳プレート５７６を有する輻輳機構を含むことができる。カメラ５１０は、輻輳プレート５７６に取り付けることができる。カメラプラットフォーム５５０はＩＯＤ機構を含むことができ、ＩＯＤ機構は線形スライド５７２でもよい。輻輳プレート５７６は線形スライド５７２と、第１の回動点５７４Ａで回転可能に接合されている。輻輳プレートは第１の回動点５７４Ａの周りを回転して、立体画像カメラの輻輳角を設定することができる。輻輳機構は、輻輳プレートの回転を駆動する第１のモータ（図示しない）を有することができる。第１のモータはコントローラに応答するようにしてもよい。コントローラはコントローラ３６０でもよい。
【００４３】
カメラプラットフォーム５５１は、立体画像カメラシステムの第２のカメラ（図示されていない）が取り付けられる第２の輻輳プレート（図示されていない）を含むようにしてもよい。第２の輻輳プレートは線形スライド５７２と、第２の回動点（図示されていない）で回転可能に結合することができる。
【００４４】
線形スライド５７２は、第１の回動点５７４Ａと第２の回動点との間の距離を調整可能に構成されている。ＩＯＤ機構は、線形スライド５７２の動きを駆動する第２のモータ（図示されていない）を含むことができる。第２のモータはコントローラに応答するようにしてもよい。
【００４５】
図５Ｂに、節点５１４と同一直線となるように位置合わせされた仮想回動軸の周りを角度Φ回転したカメラ５１０を示す。比較のため、図５Ａで示した、カメラ５１０とカメラプラットフォーム５５０の元の位置を点線で示す。カメラ５１０の光学軸５１５Ｂと図５Ａに示す元の光学軸５１５Ａとの間に角度Φが形成される。カメラ５１０を回転させる場合、輻輳機構は輻輳プレート５７６を第１の回動軸５７４の周りに角度Φ回転させることができる。線形スライド５７２の長さは、回動点５７４Ｂが距離ｘ＝ｙ  ｓｉｎ（Φ）シフトするように制御することができる。ここで、ｙは、光学軸に沿った回動点５７４Ａと節点５１４との間の距離である。この場合、カメラ５１０の元の光学軸５１５Ａと、回転後の光学軸５１５Ｂは、節点５１４と同一直線上にある「仮想回動軸」で交差する。仮想回動軸とは、カメラのみかけ上の回転軸である。２カメラ立体画像カメラシステムの瞳孔間距離は、それぞれのカメラレンズの節点間で測定されるので、輻輳プレート５７６と線形スライド５７２の動きの組み合わせにより、輻輳角が変化しても瞳孔間距離を一定に保つことができることに留意されたい。
【００４６】
輻輳機構とＩＯＤ機構の動きの組み合わせを用いて、カメラ５１０を、線形スライド５７２の長さの最大値と最小値の物理的制限のみに拘束される、光学軸５１５Ａ／５１５Ｂに沿った任意の点に配置される仮想回動軸の周りに回転させることができる。レンズ５１２が可変焦点距離レンズ又はズームレンズである場合、輻輳機構とＩＯＤ機構の動きの組み合わせを用いて、距離ｙがレンズ５１２の焦点距離の関数として成立するようにしながら、節点５１４と同一直線上の仮想回動軸の周りにカメラ５１０を回転させることができる。
【００４７】
輻輳プレート５７６の回転と、線形スライド５７２の長さの変更は、略同時に実行することができる。ここで、略同時とは、組み合わせた動きが観察者に滑らかで同時に見えるように、線形スライドの長さ変化の増分に伴って輻輳プレートの動きが増分する、あるいは、線形スライドの長さ変化と輻輳プレートの動きが交互に増分して変化することを意味する。
【００４８】
立体画像カメラシステムの輻輳角Θは、１つ又は２つのカメラをそれぞれの回動点の周りに回転させて、設定することができる。２つのカメラが回転する場合、図５に示す角度ΦをΘ／２と等しくなるようにすることができる。１つのカメラが回転する場合は角度Φ＝Θとすることができる。
【００４９】
米国公開特許出願第ＵＳ２００６／０２０４２４０Ａ１号は、カメラプラットフォーム５５０の用途に好適となりうる立体画像取得プラットフォームを開示している。
【００５０】
図６は、コントローラ５６０に好適となりうる算出デバイス６６０のブロック図である。ここで、算出デバイスとは、インストラクションを実行することができる、プロセッサと、メモリと、ストレージデバイスを有する任意のデバイスを意味する。かかる算出デバイスは、これに限定されないが、パーソナルコンピュータ、サーバコンピュータ、コンピューティングタブレット、セットトップボックス、ビデオゲームシステム、パーソナルビデオレコーダ、電話、ＰＤＡ（ｐｅｒｓｏｎａｌ  ｄｉｇｉｔａｌ  ａｓｓｉｓｔａｎｔ）、ポータブルコンピュータ、及びラップトップコンピュータを含む。算出デバイス６６０は、以下に説明する処理を実行するためのハードウェア、ファームウェア、及び／又は、ソフトウェアを含むことができる。算出デバイスは、メモリ６６６とストレージデバイス６６８とに接続したプロセッサ６６４を含むことができる。
【００５１】
ストレージデバイス６６８は、算出デバイス６６０によって実行されると、算出デバイスに、コントローラ３６０の機能と特徴を実現させ得るインストラクションを保存することができる。本書でストレージデバイスとは、ストレージ媒体からの読み出し、及び／又は、ストレージ媒体への書き込みを行うことができるデバイスである。ストレージデバイスは、ハードディスクドライブ、ＤＶＤドライブ、フラッシュメモリデバイスなどを含む。各ストレージデバイスは、ストレージ媒体を受け付けることができる。これらのストレージ媒体は、例えば、ハードディスク、フロッピー（登録商標）ディスク、テープなどの磁気メディア、コンパクトディスク（ＣＤ−ＲＯＭ及びＣＤ−ＲＷ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ及びＤＶＤ＋ＲＷ）などの光メディア、フラッシュメモリカード、及びその他のストレージ媒体を含む。
【００５２】
算出デバイス６６０は、ディスプレイデバイス６７０、及び、キーボード６７２などの１以上の入力デバイスを含む又は、それらとのインタフェースすることができる。算出デバイス６６０は、１以上のネットワーク６７６とインタフェースすることもできる。算出デバイス６６０とネットワーク６７６との間のインタフェース６７４は、有線又は無線でもよい。ネットワーク６７６は、インターネット又はその他のプライベートネットワーク又は公共ネットワークでよい。
【００５３】
算出デバイス６６０はまた、カメラプラットフォーム６５０ともインタフェースすることができる。算出デバイス６６０は、オペレータインタフェース６６２と、直接、又は、カメラプラットフォーム６５０を介して接続することができる。
【００５４】
算出デバイス６６０の処理、特徴、及び機能はソフトウェアに、ファームウェア、アプリケーションプログラム、アプレット（例えば、ジャバアプレット）、ブラウザープラグイン、ＣＯＭオブジェクト、ＤＬＬ（ｄｙｎａｍｉｃ  ｌｉｎｋｅｄ  ｌｉｂｒａｒｙ）、スクリプト、１以上のサブルーチン、又は、オペレーティングシステムの構成部又はサービス形式で全体的に、又は部分的に組み込むことができる。算出デバイス６６０は、既に説明したように１以上のソフトウェアプログラムを作動してもよく、例えば、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）、Ｕｎｉｘ（登録商標）、ＭＳ−ＤＯＳ（登録商標）、Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ  Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）、Ｐａｌｍ  ＯＳ（登録商標）、Ｓｏｌａｒｉｓ（登録商標）、Ｓｙｍｂｉａｎ（登録商標）、及びＡｐｐｌｅ  Ｍａｃ  ＯＳ  Ｘ（登録商標）のオペレーティングシステムのバージョンを含むオペレーティングシステムを作動してもよい。ハードウェアとソフトウェア、及びそれらの機能は、いくつかの機能がプロセッサ６６４によって実行され、その他の機能が他のデバイスによって実行されるように分散してもよい。
処理の説明
【００５５】
図７は、立体画像カメラ５００などの可変焦点距離ズームレンズを含む立体画像カメラシステムを用いて立体画像を記録するための代表的な処理７８０のフローチャートである。具体的には、図７は、同じカメラとレンズを用いて１つ又は複数のシーンを記録する処理のフローチャートである。フローチャートは、開始７８２を有するが、全てのシーンの記録が完了するまで、又は、カメラレンズが変更するまで終了しない。処理７８０は実際は連続しており、処理中の動作は、各シーンの記録時、略リアルタイムで、又は連続して実行することができる。
【００５６】
本書において、「略リアルタイム」とは、シーンを記録するテンポラルイベントと比較して極めて短い処理遅延を除くリアルタイムのことを意味する。
【００５７】
７８４では、１以上のシーンを記録する際に使用するレンズを特徴付け、各レンズに設定する焦点距離に対する、各レンズの節点の位置に関する情報を構築する。例えば、各カメラを、２以上の深さの基準対象物を含むシーンの画像を撮像するように設定する。続いて各カメラを、回動軸の周りを繰り返し回転させ、その間、カメラの回転によって画像に招来される視差を観察することができる。カメラの位置は、例えば、図４のカメラプラットフォーム４５０と類似の装置を用いて自動又は手動又で、カメラの回転が視差を招来しない位置に調整する。このポイントでは、回動軸とカメラレンズの節点を一直線上にそろえることができる。レンズの節点の位置は、レンズ焦点距離の２以上の設定について決定することができる。焦点距離に対する各レンズの節点の位置に関する情報は、ルックアップテーブル、焦点距離の関数として節点の位置を表す数式、又はその他のデータの形態で構築する。
【００５８】
７８６において、立体画像カメラシステムは、特定のシーンを記録するように設定することができる。この設定は、瞳孔間距離及び集束距離を輻輳距離（ＦＬ−ＣＤ）オフセットに設定するためのデータを受信することを含む。同時係属特許出願第１２／０４９，３１６に記載されているように、設定は、最大許容視差と最大対象物距離を示すデータを受信することを含んでもよい。この場合、瞳孔間距離は、当該シーンの記録時に略リアルタイムに算出して設定することができる。
【００５９】
７８８では、カメラレンズの焦点距離を示すデータを受けて、立体画像カメラシステムの１つ又は２つのカメラの回動軸の位置を、７８４で特徴付けたレンズ焦点距離と節点位置との間の関係に基づいて設定することができる。焦点距離は、シーンの記録時に変更又は拡大縮小（ズーム）することができ、回動軸の位置も、シーンを記録している間中、略リアルタイムで節点と同時に設定することができる。
【００６０】
７９０では、立体画像カメラシステムの２つのカメラの輻輳角Θを、１つ又は２つのカメラをそれぞれの回動軸の周りに回転させて設定することができる。それぞれの回動軸とは、機械的回転軸と一致しなくてもよく、仮想回動軸でもよい。輻輳角Θは、カメラレンズの集束距離を示すデータに基づいて設定してもよい。集束距離は、シーン記録時に変更してもよい。輻輳角は、シーンを記録している間中、略リアルタイムで設定してもよい。
【００６１】
７９２では、シーンの記録が完了したか否かの判定がなされる。記録が実行中である場合、処理７８０は、７８８から略リアルタイムで連続して繰り返すことができる。シーンの記録が完了すると、処理７８０は、７９８で終了することができる。その後、処理７８０は、７８６から他のシーンの記録を再開してもよい。
結辞
【００６２】
本書において、実施の形態と例は、例示として考慮されるべきであって、本書が開示する装置、手順、又は特許請求の範囲を限定するものではない。本書で説明する多くの例は個別の実施の形態の方法動作、システム構成部の特定の組み合わせによって提示されているが、これらの動作及び構成部は、同一の目的を実現するための他の手法で組み合わせてもよい。フローチャートについては、ステップを追加又は削減してもよく、本書が説明する方法を実行するため、ここで表示したステップを組み合わせ、さらに改良してもよい。一実施の形態と関連してのみ構成部、動作、特徴について説明したが、他の実施の形態において類似の役割を果たすことを排除する意図はない。
【００６３】
特許請求の範囲のミーンズプラスファンクションの記載であるが、本書の当該機能を実行するための手段に限定することを意図したものではなく、当該機能を実行するための、現在知られている、あるいは、今後開発されるいかなる手段をも範囲に含むことを意図するものである。
【００６４】
本書において「複数」とは、２以上を意味する。
【００６５】
本書において項目の「群」とは、かかる項目の１以上を含んでもよい。
【００６６】
本書において、明細書又は特許請求の範囲において、「含む」、「有する」、「備える」などの用語は、オープンエンド形式として理解されるべきであり、限定的に解釈されるべきでない。特許請求の範囲において「〜からなる」、「基本的に〜からなる」の移行句は、それぞれ、クローズドエンドとセミクローズドエンドである。
【００６７】
特許請求の範囲において「第１」、「第２」、「第３」などの特許請求の範囲の要素を修飾する序数は、特許請求の範囲の要素の他の要素に対する優先度、順番、順位、又は方法の動作を実行する時間的な順序を意味するものではなく、ある名称を有する特許請求の範囲の要素と（序数を除いて）同一の名称を有する特許請求の範囲の要素を相互に区別するための指標として用いるにすぎない。
【００６８】
本書において、「及び／又は」は、列挙された項目は択一的であるが、これらの択一的な項目がまた、列挙された項目の組み合わせを含むことも意味する。
【図１】
2012521717.tif 000003
【図２Ａ】
2012521717.tif 000004
【図２Ｂ】
2012521717.tif 000005
【図２Ｃ】
2012521717.tif 000006
【図３】
2012521717.tif 000007
【図４Ａ】
2012521717.tif 000008
【図４Ｂ】
2012521717.tif 000009
【図５Ａ】
2012521717.tif 000010
【図５Ｂ】
2012521717.tif 000011
【図６】
2012521717.tif 000012
【図７】
2012521717.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成23年9月30日(2011.9.30)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが第１のレンズと第２のレンズを含む第１のカメラと第２のカメラと、
輻輳機構と、
回動シフト機構と、を備え、
前記輻輳機構は、輻輳角を、少なくとも前記第１のカメラを第１の回動軸の周りを回転させることによって設定するように構成され、
前記回動シフト機構は、前記第１のカメラの位置を前記第１の回動軸に対して、
前記第１の回動軸が前記第１のレンズの非視差点を通るように、調整するように構成されており、
前記第１のレンズの前記非視差点は、前記第１のカメラが回転をしても前記第１のカメラによって撮像された画像に視差を招来させない前記第１のレンズの軸上の点である、立体画像カメラシステム。
【請求項２】
前記輻輳機構は、前記第２のカメラを第２の回動軸の周りに回転させるように構成され、
前記回動シフト機構は、前記第２のカメラの位置を前記第２の回動軸に対して、
前記第２の回動軸が前記第２のレンズの非視差点を通るように、調整するように構成されており、
前記第２のレンズの前記非視差点は、前記第２のカメラが回転をしても前記第２のカメラによって撮像された画像に視差を招来させない前記第２のレンズの軸上の点である、請求項１記載の立体画像カメラシステム。
【請求項３】
前記第１のレンズと前記第２のレンズの焦点距離を同期して設定するように構成されたズーム機構と、
前記ズーム機構によって設定された焦点距離に応じて、前記回動シフト機構を、
前記第１の回動軸が前記第１のレンズの非視差点を通り、前記第２の回動軸が前記第２のレンズの前記非視差点を通るように制御するコントローラを備え、
前記第１のレンズと前記第２のレンズのそれぞれの非視差点の位置は、前記ズーム機構によって設定される前記焦点距離によって変化する、請求項２記載の立体画像カメラシステム。
【請求項４】
前記第１のレンズと前記第２のレンズの集束距離を同期して設定するように構成された集束機構をさらに備え、
前記コントローラは、前記輻輳角を少なくとも部分的に前記集束距離に基づいて設定するように前記輻輳機構を制御する、請求項３記載の立体画像カメラシステム。
【請求項５】
前記コントローラが実行する動作は、略リアルタイムに行われる、請求項４記載の立体画像カメラシステム。
【請求項６】
前記コントローラは、前記輻輳機構と前記回動シフト機構を略同時に制御する、請求項５記載の立体画像カメラシステム。
【請求項７】
前記第１の回動軸と前記第２の回動軸は仮想回動軸である、請求項３記載の立体画像カメラシステム。
【請求項８】
前記第１のレンズの非視差点と前記第２のレンズの非視差点の間の瞳孔間距離を調整するように構成されたＩＯＤ機構をさらに備え、
前記コントローラは、前記輻輳機構と前記ＩＯＤ機構の動きの組み合わせが前記第１のカメラと前記第２のカメラを、それぞれ第１の仮想回動軸と第２の仮想回動軸の周りを回転するように、前記輻輳機構と前記ＩＯＤ機構とを制御する、請求項７記載の立体画像カメラシステム。
【請求項９】
前記コントローラは、
前記輻輳角を設定し、前記第１の回動軸と前記第２の回動軸の位置を設定し、前記瞳孔間距離を設定するように、前記輻輳機構と前記ＩＯＤ機構を制御する、請求項８記載の立体画像カメラシステム。
【請求項１０】
それぞれが第１のレンズと第２のレンズを有する第１のカメラと第２のカメラを含む立体画像カメラを制御する方法であって、該方法は、
前記第１のレンズと前記第２のレンズの焦点距離を同期して設定するステップと、
前記第１のレンズと前記第２のレンズの集束距離を同期して設定するステップと、
第１の回動軸が前記第１のレンズの非視差点を通るように、前記焦点距離に基づいて前記第１のカメラを位置決めするステップと、
前記集束距離に基づいて輻輳角を設定するために少なくとも前記第１のカメラを前記第１の回動軸の周りを回転させるステップと、を含み、
前記第１のレンズの前記非視差点は、前記第１のカメラが回転をしても前記第１のカメラによって撮像された画像に視差を招来させない前記第１のレンズの軸上の点である、方法。
【請求項１１】
前記方法は略リアルタイムに実行される、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記位置決めするステップと前記回転させるステップは、略同時に実行されることを特徴とする、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記第１のレンズの前記非視差点の位置と前記焦点距離との関係を判定するために前記第１のレンズを特徴付けるステップをさらに含み、
前記第１のカメラは、前記第１のレンズの前記非視差点の位置と前記焦点距離との関係に基づいて位置決めされる、請求項１０記載の方法。
【請求項１４】
前記第１のレンズを特徴付けるステップは、前記焦点距離に対する前記非視差点の位置に関する数式と値のテーブルの一つを構築するステップを含む、請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
立体画像カメラを制御する算出デバイスであって、
前記算出デバイスは、プロセッサと、前記プロセッサと接続したメモリと、インストラクションを自体に保存したストレージ媒体と、を有し、
前記インストラクションは実行されると、前記算出デバイスに、
第１のカメラと第２のカメラに関するレンズの焦点距離と前記レンズの集束距離を示す入力を受けるステップと、
第１の回動軸が第１のレンズの非視差点を通るように、前記第１のカメラの位置をシフトする位置決め機構を制御するステップと、
少なくとも前記第１のカメラを第１の回動軸の周りを回転させることによって、前記集束距離に基づいて輻輳角を設定するように輻輳機構を制御するステップと、
を実行させる、算出デバイスであって、
前記第１のレンズの前記非視差点は、前記第１のカメラが回転をしても前記第１のカメラによって撮像された画像に視差を招来させない前記第１のレンズの軸上の点である、方法。
【請求項１６】
前記算出デバイスが実行する動作は、略リアルタイムに行われる、請求項１５記載の算出デバイス。
【請求項１７】
前記輻輳機構を制御するステップと、前記位置決め機構を制御するステップとは、略同時に実行される、請求項１６記載の算出デバイス。
【請求項１８】
前記第１のカメラは、前記第１のレンズの非視差点の位置と前記焦点距離との間の関係に基づいて位置決めされる、請求項１５記載の算出デバイス。
【請求項１９】
前記第１のレンズの非視差点の位置と前記焦点距離との関係は、ルックアップテーブルと式の一つによって定義される、請求項１６記載の算出デバイス。
【手続補正書】
【提出日】平成24年6月6日(2012.6.6)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが第１のレンズと第２のレンズを含む第１のカメラと第２のカメラと、
前記第１のレンズと前記第２のレンズの焦点距離を同期して設定するように構成されたズーム機構と、
輻輳角を、少なくとも前記第１のカメラを第１の回動軸の周りに回転させることによって設定するように構成された輻輳機構と、
前記第１の回動軸に対して、前記第１のカメラの位置を調整するように構成された回動シフト機構と、
前記ズーム機構によって設定された焦点距離に応じて、前記第１の回動軸が前記第１のレンズの非視差点を通るように、前記第１の回動軸に対して、前記第１のカメラの位置を設定するための前記回動シフト機構を、制御するように構成されたコントローラと、を備え、
前記第１のレンズの前記非視差点は、前記第１のカメラが回転をしても前記第１のカメラによって撮像された画像に視差を招来させない前記第１のレンズの軸上の点である、立体画像カメラシステム。
【請求項２】
前記輻輳機構は、前記第２のカメラを第２の回動軸の周りに回転させるように構成され、
前記コントローラは、前記第２のカメラの位置を前記第２の回動軸に対して、前記第２の回動軸が前記第２のレンズの非視差点を通るように、設定するための前記回動シフト機構をさらに制御するように構成されており、
前記第２のレンズの前記非視差点は、前記第２のカメラが回転をしても前記第２のカメラによって撮像された画像に視差を招来させない前記第２のレンズの軸上の点である、請求項１記載の立体画像カメラシステム。
【請求項３】
前記第１のレンズと前記第２のレンズの集束距離を同期して設定するように構成された集束機構をさらに備え、
前記コントローラは、前記輻輳角を少なくとも部分的に前記集束距離に基づいて設定するように前記輻輳機構を制御する、請求項１記載の立体画像カメラシステム。
【請求項４】
前記コントローラが実行する動作は、略リアルタイムに行われる、請求項３記載の立体画像カメラシステム。
【請求項５】
前記コントローラは、前記輻輳機構と前記回動シフト機構を略同時に制御する、請求項４記載の立体画像カメラシステム。
【請求項６】
前記第１の回動軸と前記第２の回動軸は仮想回動軸である、請求項２記載の立体画像カメラシステム。
【請求項７】
前記第１のレンズの非視差点と前記第２のレンズの非視差点の間の瞳孔間距離を調整するように構成されたＩＯＤ機構をさらに備え、
前記コントローラは、前記輻輳機構と前記ＩＯＤ機構の動きの組み合わせが前記第１のカメラと前記第２のカメラを、それぞれ第１の仮想回動軸と第２の仮想回動軸の周りを回転するように、前記輻輳機構と前記ＩＯＤ機構とを制御する、請求項６記載の立体画像カメラシステム。
【請求項８】
前記コントローラは、
前記輻輳角を設定し、前記第１の回動軸と前記第２の回動軸の位置を設定し、前記瞳孔間距離を設定するように、前記輻輳機構と前記ＩＯＤ機構を制御する、請求項７記載の立体画像カメラシステム。
【請求項９】
それぞれが第１のレンズと第２のレンズを有する第１のカメラと第２のカメラを含む立体画像カメラを制御する方法であって、該方法は、
前記第１のレンズと前記第２のレンズの焦点距離を同期して設定するステップと、
前記第１のレンズと前記第２のレンズの集束距離を同期して設定するステップと、
第１の回動軸が前記第１のレンズの非視差点を通るように、前記焦点距離に基づいて前記第１のカメラを位置決めするステップと、
前記集束距離に基づいて輻輳角を設定するために少なくとも前記第１のカメラを前記第１の回動軸の周りを回転させるステップと、を含み、
前記第１のレンズの前記非視差点は、前記第１のカメラが回転をしても前記第１のカメラによって撮像された画像に視差を招来させない前記第１のレンズの軸上の点である、方法。
【請求項１０】
前記方法は略リアルタイムに実行される、請求項９記載の方法。
【請求項１１】
前記位置決めするステップと前記回転させるステップは、略同時に実行されることを特徴とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記第１のレンズの前記非視差点の位置と前記焦点距離との関係を判定するために前記第１のレンズを特徴付けるステップをさらに含み、
前記第１のカメラは、前記第１のレンズの前記非視差点の位置と前記焦点距離との関係に基づいて位置決めされる、請求項９記載の方法。
【請求項１３】
前記第１のレンズを特徴付けるステップは、前記焦点距離に対する前記非視差点の位置に関する数式と値のテーブルの一つを構築するステップを含む、請求項１２記載の方法。
【請求項１４】
立体画像カメラを制御する算出デバイスであって、
前記算出デバイスは、プロセッサと、前記プロセッサと接続したメモリと、インストラクションを自体に保存したストレージ媒体と、を有し、
前記インストラクションは実行されると、前記算出デバイスに、
第１のカメラと第２のカメラに関するレンズの焦点距離と前記レンズの集束距離を示す入力を受けるステップと、
第１の回動軸が第１のレンズの非視差点を通るように、前記第１のカメラの位置をシフトする位置決め機構を制御するステップと、
少なくとも前記第１のカメラを第１の回動軸の周りを回転させることによって、前記集束距離に基づいて輻輳角を設定するように輻輳機構を制御するステップと、
を実行させる、算出デバイスであって、
前記第１のレンズの前記非視差点は、前記第１のカメラが回転をしても前記第１のカメラによって撮像された画像に視差を招来させない前記第１のレンズの軸上の点である、方法。
【請求項１５】
前記算出デバイスが実行する動作は、略リアルタイムに行われる、請求項１４記載の算出デバイス。
【請求項１６】
前記輻輳機構を制御するステップと、前記位置決め機構を制御するステップとは、略同時に実行される、請求項１５記載の算出デバイス。
【請求項１７】
前記第１のカメラは、前記第１のレンズの非視差点の位置と前記焦点距離との間の関係に基づいて位置決めされる、請求項１４記載の算出デバイス。
【請求項１８】
前記第１のレンズの非視差点の位置と前記焦点距離との関係は、ルックアップテーブルと式の一つによって定義される、請求項１５記載の算出デバイス。
【国際調査報告】
2012521717.tif 000014