特許 7102246 多眼カメラ装置およびミラー可動機構

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-07-08

(45)【発行日】2022-07-19

(54)【発明の名称】多眼カメラ装置およびミラー可動機構

(51)【国際特許分類】

   G03B 35/08 20210101AFI20220711BHJP

   G01C 3/06 20060101ALI20220711BHJP

   G02B 7/182 20210101ALI20220711BHJP

   G03B 17/17 20210101ALI20220711BHJP

   G03B 17/54 20210101ALI20220711BHJP

   H04N 5/225 20060101ALI20220711BHJP

   H04N 5/232 20060101ALI20220711BHJP

【ＦＩ】

G03B35/08

G01C3/06 110V

G01C3/06 140

G02B7/182

G03B17/17

G03B17/54

H04N5/225 100

H04N5/225 400

H04N5/225 800

H04N5/225 900

H04N5/232

【請求項の数】 11

(21)【出願番号】P 2018117777

(22)【出願日】2018-06-21

(65)【公開番号】P2019219553

(43)【公開日】2019-12-26

【審査請求日】2021-05-20

(73)【特許権者】

【識別番号】390010308

【氏名又は名称】東芝デベロップメントエンジニアリング株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100103034

【弁理士】

【氏名又は名称】野河 信久

(74)【代理人】

【識別番号】100075672

【弁理士】

【氏名又は名称】峰 隆司

(74)【代理人】

【識別番号】100153051

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 直樹

(74)【代理人】

【識別番号】100179062

【弁理士】

【氏名又は名称】井上 正

(74)【代理人】

【識別番号】100189913

【氏名又は名称】鵜飼 健

(72)【発明者】

【氏名】石過 壮

【審査官】登丸 久寿

(56)【参考文献】

【文献】特開平０７－１５２０９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－１８５３９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－０２６６３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－０９５２７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－０６３８３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｂ ３５／０８

Ｇ０１Ｃ ３／０６

Ｇ０２Ｂ ７／１８２

Ｇ０３Ｂ １７／１７

Ｇ０３Ｂ １７／５４

Ｈ０４Ｎ ５／２２５

Ｈ０４Ｎ ５／２３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１のカメラと、
第２のカメラと、
少なくとも１枚のミラーである第１のミラー群を含み、前記第１のカメラへ第１の光線を導く第１の導光系と、
前記第１のミラー群のうちの１枚である第１の可動ミラーを取り付けられ、前記第１のカメラおよび前記第２のカメラと独立して回転および変位の少なくとも１つが可能であって、前記回転および変位の少なくとも１つに連動して当該第１の可動ミラーの回転角および位置の少なくとも１つが変化する第１の可動部材と、
少なくとも１枚のミラーである第２のミラー群を含み、前記第２のカメラへ第２の光線を導く第２の導光系と、
前記第２のミラー群のうちの１枚である第２の可動ミラーを取り付けられ、前記第１のカメラ、前記第２のカメラおよび前記第１の可動部材と独立して回転および変位の少なくとも１つが可能であって、前記回転および変位の少なくとも１つに連動して当該第２の可動ミラーの回転角および位置の少なくとも１つが変化する第２の可動部材と
を具備し、
前記第１のカメラは、前記第１のカメラの光軸と前記第１の可動ミラーの反射面の法線との成す角度が前記第１のカメラおよび前記第２のカメラを互いに背中合わせに配置した場合に比べて小さくなるように、前記第１のカメラおよび前記第２のカメラを互いに背中合わせに配置した場合に比べて一定の角度傾けて配置され、
前記第２のカメラは、前記第２のカメラの光軸と前記第２の可動ミラーの反射面の法線との成す角度が前記第１のカメラおよび前記第２のカメラを互いに背中合わせに配置した場合に比べて小さくなるように、前記第１のカメラおよび前記第２のカメラを互いに背中合わせに配置した場合に比べて前記一定の角度傾けて配置される、
多眼カメラ装置。

【請求項2】

前記第１のカメラの仮想的なカメラ位置および姿勢の少なくとも１つは、前記第１のミラー群のうち前記第１の光線の光路上で前記第１のカメラから最も遠いミラーにおける入射光としての前記第１の光線を仮想的に延長した直線に基づいて決まり、
前記第２のカメラの仮想的なカメラ位置および姿勢の少なくとも１つは、前記第２のミラー群のうち前記第２の光線の光路上で前記第２のカメラから最も遠いミラーにおける入射光としての当該第２の光線を仮想的に延長した直線に基づいて決まる、
請求項１に記載の多眼カメラ装置。

【請求項3】

前記第１の可動部材の位置および回転角の少なくとも１つを前記第１のカメラおよび前記第２のカメラの目標輻輳角、目標視野方向および目標光軸間隔の少なくとも１つに基づいて制御する機構制御部をさらに具備する、請求項１または請求項２に記載の多眼カメラ装置。

【請求項4】

第１の面と、第２の面と、前記第１の面および前記第２の面の間を貫く第１のスリットとを有する第１のベース部材と、
第１の面と、第２の面と、前記第１の面および前記第２の面の間を貫く第２のスリットとを有する第２のベース部材と
をさらに具備し、
前記第１の可動部材は、突起部を有し、当該突起部を前記第１のベース部材の前記第１の面に掛けた状態で当該第１の可動部材の一部が前記第２の面から露出するように前記第１のスリットを貫通しており、当該突起部を前記第１のベース部材の前記第１の面に掛けた状態で（ａ）当該第１の可動部材の長手方向を軸とした回転、および（ｂ）前記第１のスリットに沿った変位、の少なくとも１つが可能であり、
前記第２の可動部材は、突起部を有し、当該突起部を前記第２のベース部材の前記第１の面に掛けた状態で当該第２の可動部材の一部が前記第２の面から露出するように前記第２のスリットを貫通しており、当該突起部を前記第２のベース部材の前記第１の面に掛けた状態で（ａ）当該第２の可動部材の長手方向を軸とした回転、および（ｂ）前記第２のスリットに沿った変位、の少なくとも１つが可能である、
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の多眼カメラ装置。

【請求項5】

前記第１の可動部材および前記第２の可動部材の位置を前記第１のカメラおよび前記第２のカメラの目標光軸間隔に基づいて制御する機構制御部をさらに具備する、請求項４に記載の多眼カメラ装置。

【請求項6】

前記第１の可動部材の位置および回転角の少なくとも１つと、前記第２の可動部材の位置および回転角の少なくとも１つとを前記第１のカメラおよび前記第２のカメラの目標輻輳角、目標視野方向および目標光軸間隔の少なくとも１つに基づいて制御する機構制御部をさらに具備する、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の多眼カメラ装置。

【請求項7】

前記機構制御部は、前記第１の可動部材および前記第２の可動部材を互いに逆の方向に同量回転し、
前記第１の可動部材および前記第２の可動部材の回転方向および回転量は、前記第１のカメラおよび前記第２のカメラの目標輻輳角に基づく、
請求項６に記載の多眼カメラ装置。

【請求項8】

前記第１の可動部材および前記第２の可動部材が回転された後に前記第１のカメラおよび前記第２のカメラの焦点を自動制御するカメラ制御部をさらに具備する、請求項７に記載の多眼カメラ装置。

【請求項9】

第１のカメラおよび第２のカメラの焦点を自動制御し、制御後の焦点に基づいて前記第１のカメラおよび前記第２のカメラの目標輻輳角を決定するカメラ制御部をさらに具備する、請求項７に記載の多眼カメラ装置。

【請求項10】

前記機構制御部は、前記第１の可動部材および前記第２の可動部材を同方向に同量回転し、
前記第１の可動部材および前記第２の可動部材の回転方向および回転量は、前記第１のカメラおよび前記第２のカメラの目標視野方向に基づく、
請求項６に記載の多眼カメラ装置。

【請求項11】

前記第１の可動部材は、前記第１の可動ミラーの回転する範囲に亘って、前記第１の可動部材の回転軸が前記第１の光線の前記第１の可動ミラーへの入射方向から見て第１の平面よりも後方に位置するように前記第１の可動ミラーに取り付けられ、
前記第１の平面は、前記第１の可動ミラーの幾何中心を通り、かつ前記第１の可動ミラーの反射面に略垂直であり、
前記第２の可動部材は、前記第２の可動ミラーの回転する範囲に亘って、前記第２の可動部材の回転軸が前記第２の光線の前記第２の可動ミラーへの入射方向から見て第２の平面よりも後方に位置するように前記第２の可動ミラーに取り付けられ、
前記第２の平面は、前記第２の可動ミラーの幾何中心を通り、かつ前記第２の可動ミラーの反射面に略垂直である、
請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の多眼カメラ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、多眼カメラにおけるカメラ位置および／または姿勢の調整に関する。

【背景技術】

【0002】

例えばステレオカメラにおいて立体視を行って被写体との間の距離を計測する場合に、左カメラおよび右カメラをそれらの光軸が両者の前面で交差するように傾けて設置することが一般的である。左カメラおよび右カメラの光軸がなす角は輻輳角と呼ばれる。また、両者の光軸間の距離、すなわち光軸間隔は、計測可能な対被写体距離やその精度に影響を与える。

【0003】

特許文献１には、光学レンズと、この光学レンズを通過した光線を反射してＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）へと導く反射ミラーとを含む撮像ユニットを適宜移動または回動させることで光軸間隔または輻輳角を可変とする技法が開示されている（段落［００２５］～［００２９］）。

【0004】

特許文献２には、ズームレンズの変倍状態に応じてミラーを回転させることで、ステレオベースおよび輻輳角を増減させるステレオアダプターが記載されている。具体的には、ズームレンズ５の端部５ａが物体側（望遠側）に前進すると検出ピン１９と係合している駆動レバー１７Ｌ，１７Ｒが枢軸１７Ｌａ，１７Ｒａを軸に回転すること、この回転によってミラーキャリッジ１１Ｌ，１１Ｒが広がる方向（ステレオベースが広がる方向）へ移動すること、この移動によりミラー９Ｌ，９Ｒが各々進行方向（矢印ａＬ，ａＲの方向）へ向けて回転し、輻輳角θが減少する、といった記載がある（［００４４］～［００５０］）。また、ズームレンズをワイド側に操作して移動させると駆動レバー１７Ｌ，１７Ｒは先程と逆の方向に回動し、ミラーキャリッジ１１Ｌ，１１Ｒがピン１６Ｌ，１６Ｒを介してお互いが狭まる方向へ移動し、ミラー受け１０Ｌ，１０Ｒは前記したのと逆に輻輳角θが大きくなる方向へ動く、との記載もある（［００５１］）。

【0005】

特許文献３には、測距手段４１４の測距結果に基づいてステップモータ４１１ｂにより
全反射ミラー４１１ａＲ，４１１ａＬを駆動して輻輳角の変更を行う、ことが記載されている（［００４８］）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２００８－５１９６９号公報

【文献】特開平８－３６２２９号公報

【文献】特開２００１－１６６１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１に記載の技法では、光学レンズおよび反射ミラーを含む複数の部品からなる撮像ユニット全体を移動または回動させる必要があるので、撮像ユニット全体の可動範囲を確保するために十分な余剰スペースが必要となる。さらに、給電用または通信用のケーブルが撮像ユニットに接続されている場合には、当該ケーブルも必然的に撮像ユニットに連動して引っ張られたり撓んだりする。これにより、ケーブルの摩耗、断線が生じやすくなるという問題もある。加えて、一般に、対象および／またはその駆動機構の重量や寸法が大きくなるほど高速に対象を駆動することは困難となる。

【0008】

特許文献２に記載の技法では、左右のミラーを独立に動かすことは想定されていない。また、ズームレンズの変倍状態に応じてステレオベースおよび輻輳角が自動的に設定されるので、例えば両者を個別に設定することもできない。さらに、ミラーを駆動する機構の重量および寸法が大きいので、ミラーの角度を高速に変更することは困難となる。

【0009】

特許文献３の技法では、左右の全反射ミラーを１つのステップモータにより駆動しているので、両者を独立に動かすことは想定されていない。また、被写体との間に、シャッタ機能を有する液晶素子が配置されている。故に、全反射ミラーを回転させると、この液晶素子に対する入射角が変化し、当該液晶素子のシャッタとしての性能が悪化するという問題がある。また、液晶素子の開口により画角が制限される、という問題もある。

【0010】

輻輳角、光軸間隔などのパラメータが可変のステレオカメラは、例えば可動ロボットへの搭載が期待される。ただし、かかるロボットの構造上の制約などにより、当該ロボットに搭載されるステレオカメラにはコンパクト性および軽量性を求められることがある。

【0011】

本発明は、多眼カメラに関するパラメータの少なくとも１つを可変とすることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の第１の態様によれば、第１のカメラと、第２のカメラと、第１の導光系と、第１の可動部材と、第２の導光系と、第２の可動部材とを含む。第１の導光系は、少なくとも１枚のミラーである第１のミラー群を含み、第１のカメラへ第１の光線を導く。第１の可動部材は、第１のミラー群のうちの１枚である第１の可動ミラーを取り付けられ、第１のカメラおよび第２のカメラと独立して回転および変位の少なくとも１つが可能であって、回転および変位の少なくとも１つに連動して第１の可動ミラーの回転角および位置の少なくとも１つが変化する。第２の導光系は、少なくとも１枚のミラーである第２のミラー群を含み、第２のカメラへ第２の光線を導く。第２の可動部材は、第２のミラー群のうちの１枚である第２の可動ミラーを取り付けられ、第１のカメラ、第２のカメラおよび第１の可動部材と独立して回転および変位の少なくとも１つが可能であって、回転および変位の少なくとも１つに連動して第２の可動ミラーの回転角および位置の少なくとも１つが変化する。

【0013】

本発明の第２の態様によれば、ミラー可動機構は、第１のカメラおよび第２のカメラを含む多眼カメラに取り付け可能である。ミラー可動機構は、第１の導光系と、第１の可動部材と、第２の導光系と、第２の可動部材とを含む。第１の導光系は、少なくとも１枚のミラーである第１のミラー群を含み、ミラー可動機構が多眼カメラに取り付けられている時に第１のカメラへ第１の光線を導く。第１の可動部材は、第１のミラー群のうちの１枚である第１の可動ミラーを取り付けられ、ミラー可動機構が多眼カメラに取り付けられている時に、第１のカメラおよび第２のカメラと独立して回転および変位の少なくとも１つが可能であって、かつ回転および変位の少なくとも１つに連動して第１の可動ミラーの回転角および位置の少なくとも１つが変化する。第２の導光系は、少なくとも１枚のミラーである第２のミラー群を含み、ミラー可動機構が多眼カメラに取り付けられている時に第２のカメラへ第２の光線を導く。第２の可動部材は、第２のミラー群のうちの１枚である第２の可動ミラーを取り付けられ、ミラー可動機構が多眼カメラに取り付けられている時に、第１のカメラ、第２のカメラおよび第１の可動部材と独立して回転および変位の少なくとも１つが可能であって、かつ回転および変位の少なくとも１つに連動して第２の可動ミラーの回転角および位置の少なくとも１つが変化する。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、多眼カメラに関するパラメータの少なくとも１つを可変とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】実施形態に係るステレオカメラを例示する図。

【図2】図１のステレオカメラを含む、視差／距離計測システムを例示する図。

【図3】図２の視差／距離計測システムの動作を例示するフローチャート。

【図4】図１のステレオカメラの一例を示す正面図。

【図5】図１のステレオカメラの一例を示す底面図。

【図6】図１のステレオカメラにプロジェクターを内蔵させた構成を例示する図。

【図7】図１のステレオカメラの変形例を示す正面図。

【図8】図１のステレオカメラの変形例を示す側面図。

【図9】図１のステレオカメラの変形例を示す底面図。

【図10】図１のステレオカメラにおける可動部材の配置に関する変形例を示す図。

【図11】図６の変形例を示す図。

【図12】可動ミラーの回転に伴う、左カメラおよび右カメラへ入射する光束の変化の説明図。

【図13】可動ミラーの回転に伴う、左カメラおよび右カメラへ入射する光束の変化の説明図。

【図14】変形例２に係る多眼カメラ装置（ステレオカメラ）を例示する図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照しながら実施形態の説明を述べる。なお、以降、説明済みの要素と同一または類似の要素には同一または類似の符号を付し、重複する説明については基本的に省略する。

【0017】

（実施形態）
実施形態に係る多眼カメラ装置は、例えば図２に示す視差／距離計測システムに組み込むことができる。この視差／距離計測システムは、プロジェクター／カメラ制御部１０と、プロジェクター２０と、画像処理部４０と、機構制御部５０と、ステレオカメラ１００とを含む。具体的には、この視差／距離計測システムは、例えばロボットビジョンを実現するために、ロボットに搭載され得る。ここで、実施形態に係る多眼カメラ装置は、図２の要素のうちステレオカメラ１００に限らず、その他の要素を含み得る。

【0018】

ステレオカメラ１００は、図１に例示されるように、（左）カメラ１０１と、（右）カメラ１０２と、可動ミラー１１１と、可動ミラー１１２と、可動部材１２１と、可動部材１２２と、支持部材１３１と、支持部材１３２とを含む。なお、ステレオカメラ１００は、３眼以上の多眼カメラに置き換えられてもよい。

【0019】

プロジェクター／カメラ制御部１０は、プロジェクター２０、左カメラ１０１および右カメラ１０２を制御する。具体的には、プロジェクター／カメラ制御部１０は、プロジェクター２０に既定の計測用パターンの投射を命令する。それから、プロジェクター／カメラ制御部１０は、左カメラ１０１および右カメラ１０２に、計測用パターンが投射された被写体３０の撮影を命令する。

【0020】

また、プロジェクター／カメラ制御部１０は、左カメラ１０１および右カメラ１０２の焦点を自動制御してもよい。具体的には、プロジェクター／カメラ制御部１０は、後述される機構制御部５０などにより可動部材１２１および可動部材１２２が回転され左カメラ１０１および右カメラ１０２の輻輳角が調整された後に、焦点を自動制御してもよい。或いは、逆に、プロジェクター／カメラ制御部１０は、左カメラ１０１および右カメラ１０２の焦点を自動制御した後に、制御後の焦点に基づいて左カメラ１０１および右カメラ１０２の目標輻輳角を決定してもよい。

【0021】

ここで、計測用パターンは、プロジェクター／カメラ制御部１０からプロジェクター２０へ送られてもよいし、プロジェクター２０に内蔵または外付けされた記憶装置に保存されていてもよい。

【0022】

また、計測用パターンは、計測用パターン生成装置（図示されない）によって生成され得る。計測用パターン生成装置は、プロジェクター／カメラ制御部１０において実装されてもよいし、図示されない外部装置として実装されてもよい。後者の場合には、計測用パターン生成装置によって生成された計測用パターンが、通信媒体または記録媒体を経由して、最終的にプロジェクター２０に届けられる。

【0023】

計測用パターン生成装置は、計測用パターンを生成するパターン生成部を含む。パターン生成部は、例えば、プロセッサおよびメモリの組み合わせであり得る。ここで、プロセッサは、典型的にはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）および／またはＧＰＵ(Ｇｒａｐｈｉｃｓ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ)であるが、マイコン、ＦＰＧＡ(Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ)、またはＤＳＰ(Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ)、などであってもよい。

【0024】

プロジェクター２０は、プロジェクター／カメラ制御部１０からの命令に従って、計測用パターンを被写体３０に投射する。そして、左カメラ１０１は、計測用パターンが投射された被写体３０を撮影し、第１の撮影画像を生成する。同様に、右カメラ１０２は、計測用パターンが投射された被写体３０を撮影し、第２の撮影画像を生成する。

【0025】

画像処理部４０は、左カメラ１０１第１の撮影画像を取得し、右カメラ１０２から第２の撮影画像を取得し、例えば画素毎に第１の撮影画像と第２の撮影画像との間で画素ブロックレベルでのマッチングを行う。そして、画像処理部４０は、かかるマッチング結果に基づいて当該画素における左カメラ１０１および右カメラ１０２の視差、および／または左カメラ１０１および右カメラ１０２から被写体３０における当該画素に対応する点までの距離を算出する。さらに、画像処理部４０または図示されない後段の外部装置が、距離の算出結果に基づいて被写体の３次元形状を推定してもよい。

【0026】

具体的には、画像処理部４０は、左カメラ１０１および右カメラ１０２からそれぞれ第１の撮影画像および第２の撮影画像を取得する。また、画像処理部４０は、取得した第１の撮影画像および第２の撮影画像の画素ブロックレベルでのマッチングを行う。

【0027】

画像処理部４０は、まず、第１の撮影画像における画素の１つを注目画素として決定する。なお、以降の説明では、第１の撮影画像、すなわち左カメラ１０１による撮影画像から注目画素を決定することとするが、第２の撮影画像、すなわち右カメラ１０２による撮影画像から注目画素を決定することも可能である。後者の場合には、以降の説明において「第１の撮影画像」および「第２の撮影画像」の用語を適宜読み替えれば良い。

【0028】

画像処理部４０は、決定した注目画素を含む第１の画素ブロックを第１の撮影画像から抽出する。それから、画像処理部４０は、第１の画素ブロックに対応する第２の画素ブロックを第２の撮影画像から探索する。

【0029】

画像処理部４０は、注目画素を変更しながら第１の撮影画像の各画素について上記探索処理を繰り返す。これにより、第１の撮影画像内の各画素について、第２の撮影画像とのマッチングが行われる。マッチング結果は、例えば第１の撮影画像の各画素（マッチングに成功した画素）の座標（位置）と、第２の撮影画像において当該画素に対応するとして探索された画素の座標とを含み得る。

【0030】

画像処理部４０は、マッチング結果に基づいて、第１の撮影画像内の各画素（マッチングに成功した画素）に関する左カメラ１０１および右カメラ１０２の視差を算出する。視差算出結果は、例えば第１の撮影画像の各画素の座標と当該画素に関する視差ベクトルとを含み得る。また、画像処理部４０は、視差算出結果を図示されない外部装置へ送ってもよい。

【0031】

画像処理部４０は、視差算出結果に基づいて、第１の撮影画像内の画素（マッチングに成功した画素）毎に、左カメラ１０１および右カメラ１０２から被写体３０における当該画素に対応する点までの距離、すなわち深度を算出する。画像処理部４０は、距離算出結果を図示されない外部装置へ送ってもよい。距離算出結果は、例えば第１の撮影画像の各画素の座標と当該画素の深度とを含み得る。距離算出結果は、いわゆる深度マップであってもよい。

【0032】

画像処理部４０は、入出力制御、通信制御、および種々の画像処理（例えば、第１の撮影画像および第２の撮影画像の間のマッチング、視差および／または距離の算出、など）を行うプロセッサを含む。画像処理部４０は、さらに、かかる処理を実現するためにプロセッサによって実行されるプログラムおよび当該プログラムによって使用されるデータなどを一時的に格納するメモリを含んでいる。

【0033】

機構制御部５０は、可動部材１２１および可動部材１２２の回転角および／または位置を制御する。具体的には、機構制御部５０は、例えばモーターなどの小型のアクチュエーターに所望の制御値を示す制御信号を与え、可動部材１２１および可動部材１２２を必要な分、回転および／または平行移動させる。

【0034】

機構制御部５０は、例えば、左カメラ１０１および右カメラ１０２の目標輻輳角、目標視野方向および目標光軸間隔のうち少なくとも１つに基づいて、制御信号を生成してもよい。一例として、機構制御部５０は、左カメラ１０１および右カメラ１０２の目標輻輳角または目標視野方向に基づいて、可動部材１２１および可動部材１２２の回転方向および回転量を制御してもよい。

【0035】

例えば、機構制御部５０は、可動部材１２１および可動部材１２２を互いに逆の方向に同量回転させてもよい。これにより、左カメラ１０１および右カメラ１０２の視野方向を変えることなく輻輳角を調整することができる。ここで、可動部材１２１および可動部材１２２の回転の方向および大きさは、第１のカメラおよび第２のカメラの目標輻輳角に基づいて定められる。

【0036】

また、機構制御部５０は、可動部材１２１および可動部材１２２を同方向に同量回転させてもよい。これにより、左カメラ１０１および右カメラ１０２の輻輳角を変えることなく視野方向を調整することができる。ここで、可動部材１２１および可動部材１２２の回転の方向および大きさは、第１のカメラおよび第２のカメラの目標視野方向に基づいて定められる。

【0037】

さらに、機構制御部５０は、左カメラ１０１および右カメラ１０２の目標光軸間隔に基づいて、可動部材１２１および可動部材１２２の位置を制御してもよい。可動部材１２１および可動部材１２２の間の距離により、左カメラ１０１および右カメラ１０２の光軸間隔が決まる。

【0038】

ここで、可動部材１２１は、軸部と突起部とを有し、その軸部に可動ミラー１１１を取り付けられる。可動部材１２１は、左カメラ１０１および右カメラ１０２（を固定する支持部材）ならびに可動部材１２２とは独立して（すなわち連動することなく）回転および／または変位が可能である。可動部材１２１の回転および／または変位の少なくとも１つに連動して、可動ミラー１１１の回転角および／または位置が変化する。同様に、可動部材１２２は、軸部と突起部とを有し、その軸部に可動ミラー１１２を取り付けられる。可動部材１２２は、左カメラ１０１および右カメラ１０２ならびに可動部材１２１とは独立して（すなわち連動することなく）回転および／または変位が可能である。可動部材１２２の回転および／または変位の少なくとも１つに連動して、可動ミラー１１２の回転角および／または位置が変化する。なお、可動部材１２１および可動部材１２２の回転角および／または位置を手動で調整することも可能である。この場合に、機構制御部５０は不要となり得る。

【0039】

可動ミラー１１１の回転角および／または位置は、前述のように、可動部材１２１の回転および／または変位に連動して変化する。同様に、可動ミラー１１２の回転角および／または位置は、前述のように、可動部材１２２の回転および／または変位に連動して変化する。

【0040】

ここで、図１の例では、可動部材１２１は可動ミラー１１１の背面の中心付近に取り付けられ、可動部材１２２は可動ミラー１１２の背面の中心付近に取り付けられる。しかしながら、これは実装例の１つに過ぎない。可動部材１２１および可動部材１２２の取り付け位置は、図１１に例示されるように、可動ミラー１１２の背面の後方側に取り付けられてよい。

【0041】

具体的には、可動部材１２１は、可動ミラー１１１の回転する範囲に亘って、可動部材１２１の回転軸が第１の光線の可動ミラー１１１への入射方向から見て第１の平面よりも後方に位置するように可動ミラー１１１に取り付けられてよい。ここで、第１の平面とは、可動ミラー１１１の幾何中心を通り、かつ可動ミラー１１１の反射面（正面）に略垂直な平面を指す。同様に、可動部材１２２は、可動ミラー１１２の回転する範囲に亘って、可動部材１２２の回転軸が第２の光線の可動ミラー１１２への入射方向から見て第２の平面よりも後方に位置するように可動ミラー１１２に取り付けられてよい。ここで、第２の平面とは、可動ミラー１１２の幾何中心を通り、かつ可動ミラー１１２の反射面に略垂直な平面を指す。

【0042】

可動部材１２１および可動部材１２２をこのように取り付けることで、可動ミラー１１１および可動ミラー１１２の背面の中心付近に取り付けた場合に比べて、可動部材１２１および可動部材１２２の回転による左カメラ１０１および右カメラ１０２のカメラ位置のずれを抑制することができる。すなわち、光軸間隔をあまり変化させずに、輻輳角または視野方向を変化させることが可能となる。

【0043】

図１１において、左カメラ１０１の仮想的なカメラ位置および／または姿勢Ｐ１１と、左カメラ１０１の仮想的なカメラ位置および／または姿勢Ｐ２１とを比べると、仮想的なカメラ姿勢は変化しているが仮想的なカメラ位置は殆ど変化していない。同様に、図１１において、右カメラ１０２の仮想的なカメラ位置および／または姿勢Ｐ１２と、右カメラ１０２の仮想的なカメラ位置および／または姿勢Ｐ２２とを比べると、仮想的なカメラ姿勢は変化しているが仮想的なカメラ位置は殆ど変化していない。

【0044】

左カメラ１０１は、光学レンズと、受光画素と、ＡＤＣ（Ａｎａｌｏｇ－ｔｏ－Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）とを含む撮像ユニットである。左カメラ１０１は、さらに色フィルタを含んでもよい。右カメラ１０２の構成は、左カメラ１０１と同一または類似であり得る。

【0045】

左カメラ１０１は、後述される第１の導光系からの入射光をレンズにより受光画素に結像し、アナログ／デジタル変換を行って、第１の撮影画像を生成する。左カメラ１０１は、第１の撮影画像を画像処理部４０へ送る。同様に、右カメラ１０２は、後述される第２の導光系からの入射光をレンズにより受光画素に結像し、アナログ／デジタル変換を行って、第２の撮影画像を生成する。右カメラ１０２は、第２の撮影画像を画像処理部４０へ送る。

【0046】

第１の撮影画像および第２の撮影画像は、例えばＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）ケーブル、光ファイバケーブル、ＨＤＭＩ（登録商標）（Ｈｉｇｈ－Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ケーブル、などの有線通信Ｉ／Ｆを介して、または例えばＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、Ｗｉ－Ｆｉ（登録商標）などの無線通信技術を利用する無線通信Ｉ／Ｆを介して送信され得る。

【0047】

左カメラ１０１は、例えばその背面（光学レンズの備え付けられた面に対する裏面）が支持部材１３１に固定されており、可動部材１２１および可動部材１２２の回転および変位のいずれによる影響も実質的に受けない。同様に、右カメラ１０２は、例えばその背面が支持部材１３２に固定されており、可動部材１２１および可動部材１２２の回転および変位のいずれによる影響も実質的に受けない。すなわち、図１の例では、左カメラ１０１および右カメラ１０２は、互いに背中合わせとなるように支持部材１３１および支持部材１３２にそれぞれ固定されている。なお、図６に例示されるように、左カメラ１０１の背面と右カメラ１０２の背面との間に、プロジェクター２０が配置されてもよい。これにより、ステレオカメラ１００およびプロジェクター２０を同一の筐体に収容することができる。他方、ステレオカメラ１００を収容する筐体をコンパクト化する観点から、ステレオカメラ１００およびプロジェクター２０を別々の筐体に収容してもよい。

【0048】

第１の導光系は、少なくとも１枚のミラーである第１のミラー群を含み、左カメラ１０１へ第１の光線を含む入射光を導く。可動ミラー１１１は、この第１のミラー群に含まれる。同様に、第２の導光系は、少なくとも１枚のミラーである第２のミラー群を含み、右カメラ１０２へ第２の光線を含む入射光を導く。可動ミラー１１２は、この第２のミラー群に含まれる。

【0049】

左カメラ１０１の仮想的なカメラ位置および／または姿勢は、第１の導光系の構成に依存する。具体的には、図１に例示されるように、左カメラ１０１の仮想的なカメラ位置および／または姿勢Ｐ１１は、第１のミラー群のうち第１の光線の光路上で左カメラ１０１から最も遠いミラー（図１の例では可動ミラー１１１）における入射光としての第１の光線を仮想的に延長した直線に基づいて決まる。同様に、右カメラ１０２の仮想的なカメラ位置および／または姿勢は、第２の導光系の構成に依存する。具体的には、図１に例示されるように、右カメラ１０２の仮想的なカメラ位置および／または姿勢Ｐ１２は、第２のミラー群のうち第２の光線の光路上で右カメラ１０２から最も遠いミラー（図１の例では可動ミラー１１１）における入射光としての第２の光線を仮想的に延長した直線に基づいて決まる。

【0050】

可動ミラー１１１の位置または回転角が変化すると、左カメラ１０１の仮想的なカメラ位置および／または姿勢が変化する。同様に、可動ミラー１１２の位置または回転角が変化すると、右カメラ１０２の仮想的なカメラ位置および／または姿勢が変化する。これは、左カメラ１０１および右カメラ１０２の輻輳角、視野方向および光軸間隔の少なくとも１つが変化することを意味する。

【0051】

図４および図５に一例としてのステレオカメラ１００の正面図および底面図をそれぞれ示す。図４において、図の上から下へ向かう方向が鉛直方向に相当する。すなわち、図４および図５の例では、ステレオカメラ１００の下に被写体３０が配置されていることになる。しかしながら、これは実装例の１つに過ぎず、図４が底面図かつ図５が正面図である、すなわち被写体３０およびステレオカメラ１００は鉛直方向上で重なり合っていない、と解することもできる。

【0052】

図４および図５の例では、ステレオカメラ１００は、図１において説明した要素に加えて、ベース部材１４０と、ケーブル１５１と、ケーブル１５２とを含む。

【0053】

ベース部材１４０は、第１の面と、第２の面と、第１の面および第２の面の間を貫くスリットとを有する。図４では、第１の面およびスリットが描かれているものの、第２の面は第１の面の反対側の面であるため描かれていない。可動部材１２１および可動部材１２２は、それぞれベース部材１４０のスリットを貫通するように配置されており、当該スリットに沿って平行移動することができる。

【0054】

なお、図４では、可動部材１２１が貫通するスリットと可動部材１２２が貫通するスリットとはつながっていないが、両者がつながっていてもよい。或いは、ベース部材１４０は、可動部材１２１が貫通するスリットを有する第１のベース部材と、可動部材１２２が貫通するスリットを有する第２のベース部材とで構成されてもよい。また、図５の例では、ベース部材１４０は断面がＨ字型の柱状部材として形成されているが、スリットを有する複数の板状部材と当該複数の板状部材を接続する接続部材とで構成されてもよい。

【0055】

可動部材１２１は、その長手方向の両端にその周方向へ突出した突起部を有している。可動部材１２１は、この突起部をそれぞれベース部材１４０の面（例えば第１の面）に掛けた状態で、当該可動部材１２１の（軸部の）一部が当該面の反対側の面（例えば第２の面）から露出するようにスリットを貫通している。さらに、可動部材１２１は、この突起部がベース部材１４０の面に掛かった状態で、支持部材１３１および支持部材１３２ならびに可動部材１２２と独立して、当該可動部材１２１の長手方向を軸とした回転および／またはスリットに沿った変位が可能である。

【0056】

同様に、可動部材１２２は、その長手方向の両端に周方向へ突出した突起部を有している。可動部材１２２は、この突起部をそれぞれベース部材１４０の面（例えば第１の面）に掛けた状態で、当該可動部材１２２の（軸部の）一部が当該面の反対側の面（例えば第２の面）から露出するようにスリットを貫通している。さらに、可動部材１２２は、この突起部がベース部材１４０の面に掛かった状態で、支持部材１３１および支持部材１３２ならびに可動部材１２１と独立して、当該可動部材１２２の長手方向を軸とした回転および／またはスリットに沿った変位が可能である。

【0057】

ケーブル１５１は、例えばＵＳＢケーブルであって、左カメラ１０１への電源供給および／またはデータ伝送に用いられる。同様に、ケーブル１５２は、例えばＵＳＢケーブルであって、右カメラ１０２への電源供給および／またはデータ伝送に用いられる。

【0058】

次に、図７、図８および図９に変形例としてのステレオカメラ１００の正面図、側面図および底面図をそれぞれ示す。図７において、図の上から下へ向かう方向が鉛直方向に相当する。すなわち、図７乃至図９の例では、ステレオカメラ１００の下に被写体３０が配置されていることになる。しかしながら、これは実装例の１つに過ぎず、図７が底面図かつ図９が正面図である、すなわち被写体３０およびステレオカメラ１００は鉛直方向上で重なり合っていない、と解することもできる。

【0059】

図７乃至図９の例では、ステレオカメラ１００は、図１において説明した要素に加えて、ベース部材１４０と、ギア１６１と、ギア１６２と、モーター１７１と、モーター１７２とを含む。

【0060】

ベース部材１４０は、第１の面と、第２の面と、第１の面および第２の面の間を貫く孔とを有する。図７では、第１の面が描かれているものの、第２の面は第１の面の反対側の面であるため、また孔は可動部材１２１、可動部材１２２、ギア１６１およびギア１６２によって遮蔽されているため、描かれていない。可動部材１２１および可動部材１２２は、それぞれベース部材１４０の孔を貫通するように配置されている。

【0061】

なお、ベース部材１４０は、可動部材１２１およびギア１６１が貫通する孔を有する第１のベース部材と、可動部材１２２およびギア１６２が貫通する孔を有する第２のベース部材とで構成されてもよい。また、図９の例では、ベース部材１４０は、スリットを有する２つの板状部材と当該複数の板状部材を接続する接続部材とで構成されているが、ベース部材１４０は断面がＨ字型の柱状部材として形成されてもよい。

【0062】

可動部材１２１は、その長手方向の一端に周方向へ突出したギア状の突起部を有している。可動部材１２１は、この突起部をベース部材１４０の第１の面に掛けた状態で、当該可動部材１２１の一部が第２の面から露出するように孔を貫通している。また、可動部材１２１の突起部は、ギア１６１と噛み合うように配置される。故に、可動部材１２１は、この突起部がベース部材１４０の第１の面に掛かった状態で、支持部材１３１および支持部材１３２ならびに可動部材１２２と独立して、ギア１６１の回転に連動して当該可動部材１２１の長手方向を軸とした回転が可能である。

【0063】

同様に、可動部材１２２は、その長手方向の一端に周方向へ突出したギア状の突起部を有している。可動部材１２２は、この突起部をベース部材１４０の第１の面に掛けた状態で、当該可動部材１２２の一部が第２の面から露出するように孔を貫通している。また、可動部材１２２の突起部は、ギア１６２と噛み合うように配置される。故に、可動部材１２２は、この突起部がベース部材１４０の第１の面に掛かった状態で、支持部材１３１および支持部材１３２ならびに可動部材１２１と独立して、ギア１６２の回転に連動して当該可動部材１２２の長手方向を軸とした回転が可能である。

【0064】

ギア１６１は、モーター１７１のシャフトの先端に取り付けられ、可動部材１２１の突起部と噛み合うように、ベース部材１４０の第１の面上に配置される。同様に、ギア１６２は、モーター１７２のシャフトの先端に取り付けられ、可動部材１２２の突起部と噛み合うように、ベース部材１４０の第１の面上に配置される。

【0065】

モーター１７１は、そのシャフトの先端の一部がベース部材１４０の第１の面から露出するように孔を貫通しており、その露出部分にはギア１６１が取り付けられる。モーター１７１は、電気信号を受け取り、その電気的エネルギーを力学的エネルギーに変換し、この力学的エネルギーによってギア１６１を回転駆動する。モーター１７１は、第１の光線を含む左カメラ１０１への入射光の光路を妨げないように配置され得る。例えば、モーター１７１は、左カメラ１０１との間に第１の導光系が収まるように配置され得る。

【0066】

同様に、モーター１７２は、そのシャフトの先端の一部がベース部材１４０の第１の面から露出するように孔を貫通しており、その露出部分にはギア１６２が取り付けられる。モーター１７２は、電気信号を受け取り、その電気的エネルギーを力学的エネルギーに変換し、この力学的エネルギーによってギア１６２を回転駆動する。モーター１７２は、第２の光線を含む右カメラ１０２への入射光の光路を妨げないように配置され得る。例えば、モーター１７２は、右カメラ１０２との間に第２の導光系が収まるように配置され得る。

【0067】

モーター１７１およびモーター１７２は、互いに独立の電気信号により制御され得る。これらの電気信号は、例えば機構制御部５０から供給され得る。図７乃至図９に例示されるステレオカメラ１００によれば、可動部材１２１および可動部材１２２の回転角、すなわち左カメラ１０１および右カメラ１０２の少なくとも輻輳角および／または視野方向を電気的に制御することができる。

【0068】

ステレオカメラ１００における各種構造部品、具体的には、可動部材１２１、可動部材１２２、支持部材１３１、支持部材１３２、ベース部材１４０、ギア１６１、およびギア１６２の一部または全部には、例えばマグネシウムなどの軽金属、またはＰＰＳ（Ｐｏｌｙｐｈｅｎｙｌｅｎｅ ｓｕｌｆｉｄｅ）などの樹脂、といった軽量性および強度に優れた素材が用いられ得る。かかる素材を適切に用いることで、多眼カメラ装置を実用的な強度を維持しながらも軽量に構成することが可能である。

【0069】

以下、図３を用いて、図２の視差／距離計測システムの動作を説明する。
まず、プロジェクター２０が、プロジェクター／カメラ制御部１０からの命令に従って、被写体３０に計測用パターンを投射する（ステップＳ２０１）。プロジェクター２０は、少なくとも次のステップＳ２０２が終了するまで、被写体３０に計測用パターンを投射し続ける必要がある。

【0070】

次に、左カメラ１０１および右カメラ１０２がそれぞれ、プロジェクター／カメラ制御部１０からの命令に従って、被写体３０を撮影し、第１の撮影画像および第２の撮影画像を生成する（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０２において生成された第１の撮影画像および第２の撮影画像は、画像処理部４０によって取得される。ステップＳ２０２の後に処理はステップＳ２０３へと進む。

【0071】

ステップＳ２０３において、画像処理部４０は、第１の撮影画像内の未処理の画素の中から注目画素を決定する。注目画素は、例えばラスタスキャン順、またはその他の順序で順番に選定され得る。

【0072】

画像処理部４０は、ステップＳ２０３において決定した注目画素を含む第１の画素ブロックを抽出する（ステップＳ２０４）。例えば、画像処理部４０は、注目画素が中心に位置するように第１の画素ブロックを抽出してよい。画像処理部４０は、ステップＳ２０４において抽出した第１の画素ブロックに対応する第２の画素ブロックを第２の撮影画像から探索する（ステップＳ２０５）。

【0073】

画像処理部４０は、ステップＳ２０５において得られたマッチング結果に基づいて、ステップＳ２０３において決定した注目画素に関する左カメラ１０１および右カメラ１０２の視差を算出する（ステップＳ２０６）。

【0074】

画像処理部４０は、ステップＳ２０６において得られた視差算出結果に基づいて、左カメラ１０１および右カメラ１０２から被写体３０における注目画素に対応する点までの距離、すなわち深度を算出する（ステップＳ２０７）。そして、処理はステップＳ２０８へ進む。なお、さらに、図示されない外部装置、または画像処理部４０が距離算出結果に基づいて被写体３０の３次元形状を推定してもよい。

【0075】

ステップＳ２０８において、第１の撮影画像の各画素についてステップＳ２０３乃至ステップＳ２０７の処理が済んでいれば図３の動作は終了し、未処理の画素が残存していれば処理はステップＳ２０３に戻る。

【0076】

なお、ステップＳ２０６およびステップＳ２０７は、第１の撮影画像の各画素についてマッチング（ステップＳ２０３乃至ステップＳ２０５）が完了した後にまとめて行われてもよい。

【0077】

以上説明したように、実施形態に係る多眼カメラ装置は、２つのカメラおよび他の可動部材と独立して回転および／または変位が可能な可動部材を２つ備えており、この可動部材の回転および変位の少なくとも１つに連動して当該可動部材に取り付けられたミラーの回転角および／または位置が変化する。そして、かかる変化に基づいて、２つのカメラの輻輳角、視野方向および間隔の少なくとも１つが変化する。故に、この多眼カメラ装置によれば、可動部材およびミラーという限られた部品を動かすことで、カメラ、すなわちレンズ、受光画素およびＡＤＣなどを含む撮像ユニット全体を何ら動かすことなく、多眼カメラに関するパラメータ、例えば、輻輳角、視野方向、および光軸間隔など、の少なくとも１つを可変とすることができる。すなわち、本実施形態によれば、パラメータ可変の多眼カメラをコンパクトな機構により実現し、可動ミラーの駆動、すなわちパラメータの変更を高速に行うことができる。また、この多眼カメラ装置において、パラメータの変更のためにカメラを動かす必要がないので、当該カメラに接続されたケーブルの摩耗、断線が生じにくい。

【0078】

なお、ステレオカメラ１００のうち、左カメラ１０１および右カメラ１０２以外の要素の一部または全部をまとめて、ミラー可動機構と呼ぶこともできる。このミラー可動機構は、多眼カメラのアタッチメントであってよい。例えば、可動ミラー１１１、可動ミラー１１２、可動部材１２１、および可動部材１２２を含むミラー可動機構を、通常のステレオカメラに取り付けることでパラメータ可変のステレオカメラのパラメータを構成することができる。

【0079】

（変形例１）
図１、図２、図５、図６、図９および図１０の例では、いずれも左カメラ１０１および右カメラ１０２は互いに背中合わせとなるように配置されている。しかしながら、左カメラ１０１および右カメラ１０２の寸法、特に正面から背面までの奥行きが大きい場合には、両者を背中合わせに配置すると、ステレオカメラ１００の幅が許容範囲を超えて大きくなるおそれがある。

【0080】

そこで、図１１に例示されるように、左カメラ１０１および右カメラ１０２は、光軸が略平行となるように配置されてもよい。これにより、ステレオカメラ１００の幅をより小さくに構成することが可能となる。

【0081】

なお、図１１の例では、左カメラ１０１および右カメラ１０２の向きの変更に伴い、両カメラの入射光の光路をさらに曲げるためのミラー１８１およびミラー１８２が第１の導光系および第２の導光系にそれぞれ追加されている。

【0082】

具体的には、ミラー１８１は、第１の光線の光路上に配置され、可動ミラー１１１によって反射された第１の光線をさらに反射して左カメラ１０１へ導く。同様に、ミラー１８２は、第２の光線の光路上に配置され、可動ミラー１１２によって反射された第２の光線をさらに反射して右カメラ１０２へ導く。ミラー１８１およびミラー１８２は、固定であってもよいし、可動であってもよい。

【0083】

（変形例２）
前述の実施形態では、左カメラおよび右カメラを動かすことなく、パラメータ可変の多眼カメラを実現する。しかしながら、例えば図１２および図１３に例示されるように、左カメラ１０１および右カメラ１０２を動かすことなく可動ミラー１１１および可動ミラー１１２の回転角を変化させると、左カメラ１０１および右カメラ１０２へ入射する光束が変化する。故に、可動ミラー１１１および可動ミラー１１２の回転角次第では、左カメラ１０１および右カメラ１０２へ入射する光束が大幅に減少し撮影画像の画質が許容範囲を超えて劣化するおそれがある。

【0084】

そこで、上記実施形態に係る多眼カメラ装置または上記変形例１に係るミラー可動機構において、左カメラ１０１および右カメラ１０２を固定する支持部材１３１および支持部材１３２を回転させるための可動部材がさらに設けられてもよい。

【0085】

図１４にこの変形例２に係る多眼カメラ装置（ステレオカメラ）を例示する。この多眼カメラ装置は、可動部材１９１および可動部材１９２を備えている点で、図１に例示された多眼カメラ装置（ステレオカメラ）とは異なる。

【0086】

可動部材１９１および可動部材１９２は、支持部材１３１および支持部材１３２を回転させるための任意の構成を採り得るが、ここでは可動部材１２１および可動部材１２２と同様の構成であることとする。また、可動部材１９１および可動部材１９２の回転角は、可動部材１２１および可動部材１２２の回転角と同様に、機構制御部５０によって制御され得るが、可動部材１９１および可動部材１９２の回転角を手動で調整することも可能である。

【0087】

具体的には、可動部材１９１は、軸部と突起部とを有し、その軸部に支持部材１３１を取り付けられる。可動部材１９１は、可動部材１２１、可動部材１２２および可動部材１９２とは独立して（すなわち連動することなく）回転が可能であり、この回転に連動して、支持部材１３１の回転角が変化する。可動部材１９１の回転角は、可動部材１２１の回転角に基づいて決定され得る。例えば、可動ミラー１１１の回転角（図１４のθ１）が大きくなるほど、支持部材１３１の回転角（図１４のθ３）も大きくなるように、可動部材１９１の回転角は決定され得る。

【0088】

同様に、可動部材１９２は、軸部と突起部とを有し、その軸部に支持部材１３２を取り付けられる。可動部材１９２は、可動部材１２１、可動部材１２２および可動部材１９１とは独立して（すなわち連動することなく）回転が可能であり、この回転に連動して、支持部材１３２の回転角が変化する。可動部材１９２の回転角は、可動部材１２２の回転角に基づいて決定され得る。例えば、可動ミラー１１２の回転角（図１４のθ２）が大きくなるほど、支持部材１３２の回転角（図１４のθ４）も大きくなるように、可動部材１９２の回転角は決定され得る。

【0089】

支持部材１３１の回転に伴って、左カメラ１０１の光軸も回転する。同様に、同様に、支持部材１３２の回転に伴って、右カメラ１０２の光軸も回転する。図１４のように可動ミラー１１１および可動ミラー１１２の回転角の増減に応じて、支持部材１３１および支持部材１３２の回転角も増減させることで、可動ミラー１１１および可動ミラー１１２の回転に伴う、左カメラ１０１および右カメラ１０２へ入射する光束の減少を緩和することができる。さらに、可動ミラー１１１および可動ミラー１１２の要求寸法を小さくすることができるので、これらの重量およびモーメントを抑え、応答性を高めることが可能となる。

【0090】

なお、支持部材１３１および支持部材１３２の回転角の可変範囲を大きくするほど、上記効果の向上が期待できる。反面、支持部材１３１および支持部材１３２の回転角の可変範囲を大きくすることは、ミラー可動機構の大型化を招く。そこで、例えば、支持部材１３１および支持部材１３２の回転角の可変範囲が、例えば１０度以内などに制限されてもよい。

【0091】

（変形例３）
前述の変形例２では、左カメラ１０１および右カメラ１０２の支持部材１３１および支持部材１３２に可動部材１９１および可動部材１９２をそれぞれ取り付け、左カメラ１０１および右カメラ１０２の光軸を傾けることを可能にした。さらなる変形例として、左カメラ１０１および右カメラ１０２とその支持部材１３１および支持部材１３２を図１４に例示されるように予め傾けて固定配置することで、かかる可動部材１９１および可動部材１９２を利用することなく、左カメラ１０１および右カメラ１０２の光軸を傾けてもよい。

【0092】

具体的には、左カメラ１０１および支持部材１３１は、左カメラ１０１および右カメラ１０２を互いに背中合わせに配置した場合（図１）に比べて第１の角度（図１４のθ３に相当）傾けて配置され得る。また、右カメラ１０２および支持部材１３２は、左カメラ１０１および右カメラ１０２を互いに背中合わせに配置した場合（図１）に比べて第１の角度（図１４のθ４に相当）傾けて配置され得る。ここで、第１の角度および第２の角度は、それぞれ例えば１０度以内などに制限されてもよい。

【0093】

かかる構成によっても、可動ミラー１１１および可動ミラー１１２の回転角次第では、ミラー可動機構の大型化を招くことなく変形例２と同様の効果を得ることができる。すなわち、可動ミラー１１１および可動ミラー１１２の回転に伴う、左カメラ１０１および右カメラ１０２へ入射する光束の減少を緩和することができる。さらに、可動ミラー１１１および可動ミラー１１２の要求寸法を小さくすることができるので、これらの重量およびモーメントを抑え、応答性を高めることが可能となる。

【0094】

上述の実施形態は、本発明の概念の理解を助けるための具体例を示しているに過ぎず、本発明の範囲を限定することを意図されていない。実施形態は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、様々な構成要素の付加、削除または転換をすることができる。

【0095】

上述の実施形態では、いくつかの機能部を説明したが、これらは各機能部の実装の一例に過ぎない。例えば、１つの装置に実装されると説明された複数の機能部が複数の別々の装置に亘って実装されることもあり得るし、逆に複数の別々の装置に亘って実装されると説明された機能部が１つの装置に実装されることもあり得る。

【0096】

上記各実施形態において説明された種々の機能部は、回路を用いることで実現されてもよい。回路は、特定の機能を実現する専用回路であってもよいし、プロセッサのような汎用回路であってもよい。

【0097】

上記各実施形態の処理の少なくとも一部は、例えば汎用のコンピュータに搭載されたプロセッサを基本ハードウェアとして用いることでも実現可能である。上記処理を実現するプログラムは、コンピュータで読み取り可能な記録媒体に格納して提供されてもよい。プログラムは、インストール可能な形式のファイルまたは実行可能な形式のファイルとして記録媒体に記憶される。記録媒体としては、磁気ディスク、光ディスク（ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ等）、光磁気ディスク（ＭＯ等）、半導体メモリなどである。記録媒体は、プログラムを記憶でき、かつ、コンピュータが読み取り可能であれば、何れであってもよい。また、上記処理を実現するプログラムを、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ（サーバ）上に格納し、ネットワーク経由でコンピュータ（クライアント）にダウンロードさせてもよい。

【符号の説明】

【0098】

１０・・・プロジェクター／カメラ制御部
２０・・・プロジェクター
３０・・・被写体
４０・・・画像処理部
５０・・・機構制御部
１００・・・ステレオカメラ
１０１，１０２・・・カメラ
１１１，１１２・・・可動ミラー
１２１，１２２，１９１，１９２・・・可動部材
１３１，１３２・・・支持部材
１４０・・・ベース部材
１５１，１５２・・・ケーブル
１６１，１６２・・・ギア
１７１，１７２・・・モーター
１８１，１８２・・・ミラー

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】