專利名稱：立體圖像拍攝裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及捕捉立體圖像的立體圖像拍攝裝置，更具體地涉及在拍攝立體圖像時(shí)的聚焦調(diào)節(jié)技木。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，對(duì)能夠拍攝3D (立體)圖像的攝像機(jī)(立體圖像拍攝裝置)的需求不斷増加。對(duì)于拍攝立體圖像的方法，存在使用半反射鏡拍攝圖像的分束器型(半反射鏡型)、使用物理排列和安裝的兩個(gè)成像裝置來(lái)拍攝圖像的并列型(平行雙透鏡型)等。在這些拍攝類型中，成像裝置安裝在稱作臺(tái)架(rig)的支架上并執(zhí)行拍攝，因此安裝成像裝置的自由度增加。例如，可以高自由度地選擇用于拍攝立體圖像的兩個(gè)透鏡之間的距離(在下文 中，稱作IAD:軸間距離(Inter Axial Distance))、會(huì)聚性、或觀察角等。盡管自由度高，但是問(wèn)題在于為將立體圖像拍攝裝置安裝在臺(tái)架上，毎次拍攝的設(shè)置和調(diào)整需要非常多的努力和時(shí)間。此外，具體地，還存在分束器型臺(tái)架是大尺度裝置、而不適合在現(xiàn)場(chǎng)用于拍攝或報(bào)道的問(wèn)題。為解決上述問(wèn)題，存在將以并列方法執(zhí)行拍攝的兩個(gè)2D圖像拍攝攝像機(jī)安裝在單一外殼中來(lái)制造集成雙透鏡3D攝像機(jī)的情況。在以這種方式制造的集成雙眼3D攝像機(jī)中，不需要組裝，也不需要校準(zhǔn)調(diào)整(左右攝像機(jī)的光軸調(diào)整)。此外，由于集成雙透鏡3D攝像機(jī)緊湊，所以在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行拍攝或報(bào)道時(shí)易于攜帶，并且可以在短設(shè)置時(shí)間內(nèi)執(zhí)行拍攝。但是，集成雙透鏡3D攝像機(jī)基本上采用并列型，從而對(duì)IAD的調(diào)整存在限制。也就是說(shuō)，因?yàn)閮蓚€(gè)透鏡分別的光學(xué)系統(tǒng)或成像器在物理上彼此干渉，所以不可能使得IAD比由光學(xué)系統(tǒng)或成像器的布置位置所限定的特定距離更短。因此，例如，在非常接近對(duì)象的情況下，因?yàn)榧词雇ㄟ^(guò)將會(huì)聚點(diǎn)匹配到對(duì)象來(lái)將視差量調(diào)整到零，定位在對(duì)象后側(cè)的背景圖像的視差量也過(guò)大，所以視差量超出人能舒服地觀察3D圖像的視差范圍。對(duì)于對(duì)象與立體圖像拍攝裝置之間的距離非常短的情況下，例如，可能出現(xiàn)對(duì)人物進(jìn)行采訪拍攝的情況、在運(yùn)動(dòng)接力的背景下進(jìn)行拍攝的情況等。在這種情況下，對(duì)象和成像裝置之間的距離為約I到2m，會(huì)聚點(diǎn)也被調(diào)節(jié)到約I到2m的距離。在這種情況下，可以認(rèn)為使視差處于人可舒服地觀察3D圖像的范圍內(nèi)的最有用的IAD是IOmm到40mm。但是，在現(xiàn)有的集成雙透鏡3D攝像機(jī)中，很難在保持圖像質(zhì)量和功能(即，不便透鏡直徑或成像器尺寸減小)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)這樣短的MD。在使用分束器型執(zhí)行拍攝的情況下，兩個(gè)成像裝置在物理上不彼此干渉，從而可以使IAD變得非常短。但是，如上所述，問(wèn)題在于每次拍攝的設(shè)置和調(diào)整需要非常多的努力和時(shí)間，因此，仍然存在不適合于對(duì)人物的采訪拍攝、或在運(yùn)動(dòng)接力背景下的拍攝的問(wèn)題。例如，日本未審查專利申請(qǐng)公開(kāi)No. 2003-5313公開(kāi)了立體圖像拍攝裝置，其中在攝像機(jī)的焦點(diǎn)與兩個(gè)透鏡的會(huì)聚點(diǎn)匹配的狀態(tài)下可以將會(huì)聚點(diǎn)調(diào)節(jié)到任意位置。如果使用該裝置，可以在IAD等于人的瞳孔距離的情況下執(zhí)行拍攝，因此，即使在近距離拍攝的情況下，也可以拍攝能夠獲得自然立體效果的圖像。

發(fā)明內(nèi)容
但是，當(dāng)分析在日本未審查專利申請(qǐng)公開(kāi)No. 2003-5313中公開(kāi)的內(nèi)容時(shí)，考慮設(shè)置目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)，從而除了成像光學(xué)系統(tǒng)的瞳孔之外，還在對(duì)象ー側(cè)上形成與成像光學(xué)系統(tǒng)的瞳孔相對(duì)應(yīng)的虛擬瞳孔。虛擬瞳孔是在從對(duì)象發(fā)出的光束當(dāng)中穿過(guò)目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)并穿過(guò)成像光學(xué)系統(tǒng)的透鏡中心的全體光束所穿過(guò)的點(diǎn)。也就是說(shuō)，在成像光學(xué)系統(tǒng)的成像裝置中形成的圖像是與使用虛擬瞳孔作為瞳孔(在下文中，虛擬瞳孔稱作“有效瞳孔”)所拍攝的圖像等效的圖像。因此，可以認(rèn)為兩個(gè)有效瞳孔之間的距離是立體圖像拍攝裝置的實(shí)際IAD (在下文中，稱作“有效IAD ”)。
有效IAD根據(jù)參數(shù)(例如，目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的焦距、或目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的第二主點(diǎn)與成像光學(xué)系統(tǒng)的第一主點(diǎn)之間的距離)值而變化。此外，在有效IAD顯著變化的情況下，由立體圖像拍攝裝置所獲得的視差圖像的視差量也顯著變化。日本未審查專利申請(qǐng)公開(kāi)No. 2003-5313公開(kāi)了用于調(diào)整圖像的立體效果的方法，但是本身沒(méi)有公開(kāi)有效IAD的概念。因此，日本未審查專利申請(qǐng)公開(kāi)No. 2003-5313也沒(méi)有公開(kāi)用于調(diào)節(jié)會(huì)聚點(diǎn)的形成位置以使得有效IAD不顯著改變的方法。為此，在通過(guò)日本未審查專利申請(qǐng)公開(kāi)No. 2003-5313中公開(kāi)的方法來(lái)調(diào)節(jié)會(huì)聚位置的情況下，有可能有效IDA會(huì)由于該調(diào)節(jié)而顯著改變。也就是說(shuō)，有可能在觀察過(guò)程中圖像的立體效果顯著改變、并且觀察者感到不舒服的情況下拍攝立體圖像。期望調(diào)節(jié)會(huì)聚點(diǎn)的形成位置、而幾乎不改變由立體圖像拍攝裝置所形成的虛擬瞳孔之間的間隙。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提供立體圖像拍攝裝置，其包括目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)，其具有使對(duì)象形成為實(shí)像或虛像的功能；多個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)，其使用多個(gè)獨(dú)立光學(xué)系統(tǒng)，使得從目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的不同路徑所發(fā)出的多個(gè)對(duì)象光束分別再次形成為視差圖像；和多個(gè)成像裝置，其安裝成與多個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)，并將由多個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)所形成的視差圖像轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)。此外，通過(guò)改變目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)于成像光學(xué)系統(tǒng)和/或成像裝置的布置位置的相對(duì)布置位置、或改變成像光學(xué)系統(tǒng)和/或成像裝置相對(duì)于目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的布置位置的相對(duì)布置位置，來(lái)調(diào)節(jié)會(huì)聚點(diǎn)的形成位置。會(huì)聚點(diǎn)形成于多個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸彼此相交的位置、或形成于將多個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)的第一主點(diǎn)與成像裝置的中心連接的線彼此相交的位置。在目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的第二主點(diǎn)與成像光學(xué)系統(tǒng)的第一主點(diǎn)之間在目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向上的距離內(nèi)，會(huì)聚點(diǎn)的形成位置經(jīng)調(diào)節(jié)，以使得目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的焦距、和目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)與成像光學(xué)系統(tǒng)的第一主點(diǎn)之間在目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向上的距離的比率基本恒定。采用上述構(gòu)造和控制，即使在會(huì)聚點(diǎn)的形成位置改變的情況下，目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的焦距、與目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的第二主點(diǎn)和成像光學(xué)系統(tǒng)的第一主點(diǎn)之間的距離的比率不改變，該距離限定虛擬瞳孔之間的間隔的參數(shù)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，可以調(diào)節(jié)會(huì)聚位置、同時(shí)幾乎不改變虛擬瞳孔之間的間隔。


圖I是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的立體圖像拍攝裝置的概要的示意圖。
圖2是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的立體圖像拍攝裝置所形成的有效瞳孔和有效IAD的示圖。圖3是示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的立體圖像拍攝裝置的構(gòu)造示例的示意圖。圖4A和4B是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的立體圖像拍攝裝置的構(gòu)造示例的示意圖，其中圖4A示出目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)置在接近成像部分的位置上的示例，圖4B示出目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)移動(dòng)以變得遠(yuǎn)離圖4A所示位置上的成像部分的示例。圖5A和5B是示出根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的立體圖像拍攝裝置的構(gòu)造示例的示意圖，其中圖5A示出可變焦點(diǎn)光學(xué)元件的曲率半徑很大的示例，圖5B示出可變焦點(diǎn)光學(xué)元件的曲率半徑變成比圖5A中所示更小的示例。
圖6A和6B是示出根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的立體圖像拍攝裝置的構(gòu)造示例的示意圖，其中圖6A示出成像部分設(shè)置在使得會(huì)聚點(diǎn)形成于空間圖像的最后端的位置上的示例，圖6B示出成像部分從圖6A所示的位置移動(dòng)到前側(cè)的示例。圖7A和7B是示出根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的立體圖像拍攝裝置的構(gòu)造示例的示意圖，其中圖7A示出成像部分設(shè)置在使得會(huì)聚點(diǎn)形成于空間圖像的最前側(cè)的角度的示例，圖7B示出成像部分在遠(yuǎn)離目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的光軸的方向上比圖7A所示的角度更加傾斜的示例。圖8A和SB是示出根據(jù)本發(fā)明的第五實(shí)施例的立體圖像拍攝裝置的構(gòu)造示例的示意圖，其中圖8A示出在成像裝置的布置中從成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸的偏移量減小的示例，圖SB示出從成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸的偏移量變得大于圖8A所示的偏移量的示例。圖9A至9C是示出根據(jù)本發(fā)明的第六實(shí)施例的立體圖像拍攝裝置的構(gòu)造示例的示意圖，其中圖9A示出會(huì)聚角改變透鏡偏移到與成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸分開(kāi)的位置的示例，圖9B示出會(huì)聚角改變透鏡朝向目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的光軸進(jìn)一歩偏移超過(guò)圖9A所示的位置，圖9C示出成像裝置從圖9A和9B所示的位置在遠(yuǎn)離成像光學(xué)系統(tǒng)的方向上移動(dòng)的示例。圖10是示出根據(jù)本發(fā)明的修改示例在會(huì)聚點(diǎn)設(shè)置在除了目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的光軸之外的軸上的情況下、立體成像裝置的構(gòu)造示例的示意圖。圖11是示出根據(jù)本發(fā)明的修改示例在會(huì)聚點(diǎn)設(shè)置在除了目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的光軸之外的軸上的情況下的、立體成像裝置的構(gòu)造示例的示意圖。圖12是示出根據(jù)本發(fā)明的修改示例在設(shè)置多個(gè)成像部分的情況下的、立體成像裝置的構(gòu)造示例的示意圖
具體實(shí)施例方式在下文中，將描述本發(fā)明的實(shí)施例。按照下列順序進(jìn)行描述。I.立體圖像拍攝裝置的構(gòu)造示例2.由立體圖像拍攝裝置所形成的有效瞳孔3.調(diào)節(jié)會(huì)聚位置和/或聚焦位置而幾乎不改變有效IAD的方法4.第一實(shí)施例(通過(guò)在光軸方向上移動(dòng)目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)會(huì)聚位置的示例)5.第二實(shí)施例(在目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的透鏡中使用可變焦點(diǎn)光學(xué)元件、并且使用該可變焦點(diǎn)光學(xué)元件的焦距變化功能來(lái)調(diào)節(jié)會(huì)聚位置的示例)6.第三實(shí)施例(通過(guò)使整個(gè)成像部分移動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)會(huì)聚位置的示例)
7.第四實(shí)施例(通過(guò)控制成像部分的取向來(lái)調(diào)節(jié)會(huì)聚位置的示例)8.第五實(shí)施例(使成像裝置的位置相對(duì)于成像光學(xué)系統(tǒng)的透鏡位置而移動(dòng)、然后通過(guò)只移動(dòng)成像裝置的位置來(lái)調(diào)節(jié)會(huì)聚位置的示例)9.第六實(shí)施例(使用能夠改變會(huì)聚角的透鏡來(lái)調(diào)節(jié)會(huì)聚點(diǎn)、并通過(guò)移動(dòng)成像裝置的位置來(lái)調(diào)節(jié)聚焦位置的構(gòu)造的示例)10.第一至第六實(shí)施例的修改示例I.立體圖像拍攝裝置的構(gòu)造示例圖I示出根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的立體圖像拍攝裝置I的構(gòu)造示例。首先，將參考圖I中所示的立體圖像拍攝裝置I來(lái)描述為下述第一到第四實(shí)施例所共用的立體圖像拍攝裝置I的基本構(gòu)造。圖I所示的立體圖像拍攝裝置I包括目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10和兩個(gè)成像部分2R和2し目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10具有將對(duì)象S (未示出)形成為實(shí)像的功能。成像部分2R和2L使得從目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的不同位置所發(fā)射的多個(gè)對(duì)象光束的圖像再次形成為視差圖像，并將所形成的圖像轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)。成像部分2R包括成像光學(xué)系統(tǒng)20R和成像裝置202R，成像部分2L包括成像光學(xué)系統(tǒng)20L和成像裝置202L。此外，在圖I中所示的示例中，為便于描述，目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10是具有焦距f的薄透鏡。目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10實(shí)際上由多個(gè)或多組透鏡、濾光器、光圈、透鏡驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)等組成。除了這些機(jī)構(gòu)之外，還可以包括縮放功能、聚焦功能和其他功能。成像光學(xué)系統(tǒng)20R和20L也實(shí)際上由多個(gè)和多組透鏡、濾光器、光圈、透鏡驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)(例如電機(jī))等組成，并且可以具有縮放功能、聚焦功能和其他功能。在圖I中所不的構(gòu)造中，目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10和成像光學(xué)系統(tǒng)20R和20L經(jīng)設(shè)直，以使得目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl、成像光學(xué)系統(tǒng)20R的光軸Ax2R和成像光學(xué)系統(tǒng)20L的光軸Ax2L位于相同平面上。成像部分2R和2L經(jīng)設(shè)置，以使得成像光學(xué)系統(tǒng)20R的光軸Ax2R和成像光學(xué)系統(tǒng)20L的光軸Ax2L在目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的光軸Axl上彼此相交。此外，成像部分2R和2L設(shè)置成以目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl置于兩者之間而彼此對(duì)稱。此外，成像光學(xué)系統(tǒng)20R的光軸Ax2R與成像光學(xué)系統(tǒng)20L的光軸Ax2L在空間圖像S'上彼此相交的點(diǎn)，是包括各個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20和相應(yīng)成像裝置202的成像部分2的會(huì)聚點(diǎn)C。在圖I中所示的示例中，會(huì)聚點(diǎn)c設(shè)置在與目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的焦點(diǎn)F偏離距離δ的位置上。假設(shè)成像部分2R(2L)中的成像光學(xué)系統(tǒng)20R(20L)與成像裝置202R(202L)之間的位置關(guān)系被預(yù)先調(diào)整到在會(huì)聚點(diǎn)的位置上最佳地形成圖像的位置。此外，在下面的描述中，在對(duì)于成像部分的各個(gè)構(gòu)造不需要通過(guò)具體區(qū)分左側(cè)和右側(cè)來(lái)進(jìn)行描述(例如，在左側(cè)(L)和右側(cè)(R)的布置或操作相同)的情況下，將使用例如成像部分2、成像光學(xué)系統(tǒng)20、成像裝置202、成像光學(xué)系統(tǒng)20的第一主點(diǎn)s和光軸Ax2的簡(jiǎn)單標(biāo)示來(lái)進(jìn)行描述。此外，立體圖像拍攝裝置I包括驅(qū)動(dòng)成像光學(xué)系統(tǒng)20R(20L)的透鏡的電機(jī)210R(210L)、和使成像裝置202R(202L)的位置移動(dòng)的成像裝置位置控制單元21 IR(211L)。此外，立體圖像拍攝裝置I包括使得成像部分2R(2L)的取向變化的攝像機(jī)取向控制單元212R(212L)。此外，立體圖像拍攝裝置I包括控制單元5，該控制単元5向用于透鏡驅(qū)動(dòng)的電機(jī)210R和210L、成像裝置位置控制單元211R和211L、和攝像機(jī)取向控制單元212R和212L提供控制信號(hào)。此外，立體圖像拍攝裝置I可以包括所有這些單元，但是也可以只包括根據(jù)之后描述的實(shí)施例的最小組成元件。、
根據(jù)以此方式構(gòu)造的立體圖像拍攝裝置1，在目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的后側(cè)的焦點(diǎn)F上形成無(wú)限遠(yuǎn)處的對(duì)象S的圖像，根據(jù)與目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的距離，還在除了焦點(diǎn)F之外的后側(cè)(在成像裝置202R和202L—側(cè))上形成對(duì)象S的圖像。此外，為便于說(shuō)明，盡管描述通過(guò)目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10和成像光學(xué)系統(tǒng)20R和20L形成實(shí)像的情況作為示例，但是本發(fā)明不限于此。2.由立體圖像拍攝裝置I所形成的有效瞳孔然后，將參考圖2對(duì)由立體圖像拍攝裝置I形成的有效瞳孔進(jìn)行描述。圖2是光路圖，該光路圖示出在從對(duì)象S發(fā)出的光束當(dāng)中的、穿過(guò)成像光學(xué)系統(tǒng)20R和20L的透鏡的主點(diǎn)的光束的路徑。在圖2中，這些光束由從對(duì)象S的三個(gè)不同位置發(fā)出的三個(gè)代表光束所表示。穿過(guò)成像光學(xué)系統(tǒng)20R的第一主點(diǎn)SR的光束由虛線表示，穿過(guò)成像光學(xué)系統(tǒng)20L的第一主點(diǎn)sL的光束由實(shí)線表不。 從對(duì)象S發(fā)出的光束穿過(guò)目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10,并在目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10與成像光學(xué)系統(tǒng)20R和20L之間形成圖像。當(dāng)從在成像光學(xué)系統(tǒng)20R和20L的透鏡來(lái)觀察吋，因?yàn)榭雌饋?lái)目標(biāo)存在于位置上，所以該位置上的圖像稱作空間圖像S'。已經(jīng)穿過(guò)形成空間圖像S'的位置的光束被弓I導(dǎo)至兩個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20R和20L，并且在成像裝置202R和成像裝置202L的各自光傳感表面(未示出)上形成圖像，并所形成的圖像分別成為視差圖像。此外，如果光束從成像光學(xué)系統(tǒng)20R和20L的透鏡的中心發(fā)出，則從對(duì)象S發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)與已經(jīng)使光束穿過(guò)的路徑相同的路徑。這在考慮從成像光學(xué)系統(tǒng)20R和20L的透鏡的中心發(fā)出的光束時(shí)可以易于理解。從成像光學(xué)系統(tǒng)20R和20L的透鏡的中心發(fā)出的光束在穿過(guò)空間圖像S,上的某一點(diǎn)之后到達(dá)目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的透鏡，并朝向?qū)ο骃的某一點(diǎn)(與空間圖像S'的某一點(diǎn)相對(duì)應(yīng))前迸。這時(shí)，可以看出穿過(guò)目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的透鏡的光束再次與位于透鏡和對(duì)象S之間的某一點(diǎn)相交。也就是說(shuō)，可以認(rèn)為這一點(diǎn)是穿過(guò)成像光學(xué)系統(tǒng)20R和20L的透鏡中心的所有光束所穿過(guò)的點(diǎn)。因此，在成像光學(xué)系統(tǒng)20R的成像裝置202R的成像平面上和在成像光學(xué)系統(tǒng)20L的成像裝置202L的成像平面上所形成的圖像與使用所述“ー個(gè)點(diǎn)”作為實(shí)際瞳孔所拍攝的圖像等價(jià)。也就是說(shuō)，該“ー個(gè)點(diǎn)”被認(rèn)為是立體圖像拍攝裝置I中的實(shí)際瞳孔(有效瞳孔EP)。因此，可以認(rèn)為由左成像光學(xué)系統(tǒng)20L和右成像光學(xué)系統(tǒng)20R所形成的各自有效瞳孔EP之間的距離是立體圖像拍攝裝置I中的實(shí)際IAD (在下文中，稱作有效IAD)。有效IADed由下列公式I表不。有效 IADed = f/(L-f) Xd …(公式 I)在公式I中，“f”表不目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的焦距,“L”表不在目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl方向上目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的第二主點(diǎn)r、與成像光學(xué)系統(tǒng)20R的第一主點(diǎn)sR和成像光學(xué)系統(tǒng)20L的第一主點(diǎn)sL之間的距離。此外，如圖2所示，如果目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的透鏡被理想化為薄透鏡，則第一主點(diǎn)和第二主點(diǎn)彼此不區(qū)分，因此第一主點(diǎn)和第二主點(diǎn)一致。“d”是由成像光學(xué)系統(tǒng)20R和成像光學(xué)系統(tǒng)20L的布置位置所確定的物理IAD(在下文中，稱作“IADd”)。例如，假設(shè)目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的焦距f是70mm，并且距離L是370mm。此外，假設(shè)相對(duì)于作為對(duì)稱軸的目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl,成像光學(xué)系統(tǒng)20R和成像光學(xué)系統(tǒng)20L設(shè)置成彼此間_開(kāi)60mm的距離d = 60mm(IADd = 60mm)。在這種情況下,通過(guò)公式I計(jì)算有效IADed為14mm。也就是說(shuō)，在根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的立體圖像拍攝裝置I中，有效IADed比物理 IADd (60mm)短(14mm) f7 (L_f)倍。因此，如果目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的焦距f和距離L設(shè)置成滿足下列公式2的值，則可以使得有效IADed比由成像光學(xué)系統(tǒng)20R和20L的布置位置所確定的物理IADd短。此外，下列公式基于使用凸透鏡作為目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的透鏡的假設(shè)，并且目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的焦距f是正值(f > O)。f/(L-f)彡 I …(公式 2)3.調(diào)節(jié)會(huì)聚位置(和/或聚焦位置)而不改變有效IAD的方法 再次返回到圖1，將對(duì)由立體圖像拍攝裝置I所形成的會(huì)聚點(diǎn)的位置(在下文中，也稱作會(huì)聚位置)的調(diào)整方法進(jìn)行描述。這里將描述調(diào)節(jié)會(huì)聚位置(和/或聚焦位置)而不改變有效IAD的方法的概，之后將描述會(huì)聚位置調(diào)節(jié)方法的詳細(xì)示例作為第一至第六實(shí)施例。在圖I中，成像光學(xué)系統(tǒng)20R的第一主點(diǎn)sR和成像光學(xué)系統(tǒng)20L的第一主點(diǎn)sL之間的距離(物理IAD)由d表不,光軸Axl、與從成像光學(xué)系統(tǒng)20R(20L)的第一主點(diǎn)sR(sL)到達(dá)目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl的垂線之間的交叉點(diǎn)由交叉點(diǎn)X表示。此外，目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的焦點(diǎn)F和交叉點(diǎn)X之間的距離由A表示。此外,連接目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的焦點(diǎn)F和成像光學(xué)系統(tǒng)20R(20L)的透鏡的第一主點(diǎn)sR(sL)的線由實(shí)線表不,該線與目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl所形成的夾角由Θ表不。此外，由成像光學(xué)系統(tǒng)20R(20L)的光軸Ax2(Ax2L)與目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl所形成的夾角由Θ '表示。假設(shè)成像光學(xué)系統(tǒng)20R的第一主點(diǎn)SR和成像光學(xué)系統(tǒng)20L的第一主點(diǎn)sL的位置被調(diào)整到在對(duì)位于一定拍攝距離處的對(duì)象S進(jìn)行拍攝時(shí)可以獲得最優(yōu)視差量的位置。SP，由兩個(gè)成像系統(tǒng)的主點(diǎn)之間的距離所確定的物理IADd設(shè)置成任意距離。在這種狀態(tài)下，將描述會(huì)聚位置被調(diào)整到空間圖像S'上的任意位置的情況。在通過(guò)改變會(huì)聚角Θ'來(lái)改變會(huì)聚點(diǎn)c的形成位置的情況下，執(zhí)行下面的控制，會(huì)聚角Θ'是由成像光學(xué)系統(tǒng)20R的光軸Ax2R和成像光學(xué)系統(tǒng)20L的光軸Ax2L所形成的夾角。從而，可以改變會(huì)聚位置，而不改變有效IADed。也即是說(shuō)，由成像光學(xué)系統(tǒng)20R(20L)的光軸Ax2(Ax2L)和目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl所形成的夾角Θ'被調(diào)節(jié)成滿足下列公式3的夾角夾角Θ ' = arctan (d/2 (A-δ ))(公式 3)。此外，即使會(huì)聚點(diǎn)c被調(diào)節(jié)到期望位置，還存在有效IADed會(huì)由于后續(xù)聚焦調(diào)節(jié)而改變。為了不改變有效IADed，可以執(zhí)行控制，以使得“tan Θ = d/2A”不會(huì)由于聚焦調(diào)節(jié)而改變。也就是說(shuō)，可以執(zhí)行聚焦調(diào)節(jié)，以使得從成像光學(xué)系統(tǒng)20R(20L)的第一主點(diǎn)sR(sL)到達(dá)目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl的垂線的長(zhǎng)度(d/2)、與從目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl與該垂線之間的交叉點(diǎn)X到目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的焦點(diǎn)F的比率是恒定的。例如，如果成像光學(xué)系統(tǒng)20R的第一主點(diǎn)sR和成像光學(xué)系統(tǒng)20L的第一主點(diǎn)sL的位置被固定、然后執(zhí)行聚焦調(diào)節(jié)，距離A或垂線的長(zhǎng)度d/2不改變?？商鎿Q地，在通過(guò)移動(dòng)成像光學(xué)系統(tǒng)20R(20L)的第一主點(diǎn)sR(sL)的位置來(lái)執(zhí)行聚焦調(diào)節(jié)的情況下，沿著將目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的焦點(diǎn)F與成像光學(xué)系統(tǒng)20的第一主點(diǎn)s連接的直線執(zhí)行移動(dòng)。從而,可以保持“tan Θ =d/2A”恒定。此外，如圖3所示，在立體圖像拍攝裝置I構(gòu)造成使得成像光學(xué)系統(tǒng)20的光軸Ax2也與目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl平行的情況下，可以通過(guò)相同的控制來(lái)調(diào)節(jié)會(huì)聚位置，而不改變有效IADed(參考圖2)。圖3所示的構(gòu)造與第五和第六實(shí)施例共用。在圖3所示的構(gòu)造中，每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20的透鏡設(shè)置成使得成像光學(xué)系統(tǒng)20的主表面與目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl垂直。此外，每個(gè)成像裝置202設(shè)置成處于其成像表面與目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl垂直的狀態(tài)，并且每個(gè)成像裝置202設(shè)置在每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20以偏移量V從姆個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20的姆個(gè)光軸Ax2偏移的位置上。在遠(yuǎn)離目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl的方向上執(zhí)行該偏移。在以這種方式構(gòu)造立體圖像拍攝裝置I的情況下，會(huì)聚點(diǎn)c形成于穿過(guò)成像光學(xué)系統(tǒng)20R的第一主點(diǎn)SR和成像裝置202R的中心的光束、與穿過(guò)成像光學(xué)系統(tǒng)20L的第一主點(diǎn)sL和成像裝置202L的中心的光束交叉的位置上。因此，例如通過(guò)調(diào)節(jié)每個(gè)成像裝置202的偏移量V，可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)改變會(huì)聚角來(lái)調(diào)節(jié)會(huì)聚位置。在這種情況下，執(zhí)行控制，以使得由穿過(guò)成像光學(xué)系統(tǒng)20R(20L)的第一主點(diǎn)sR(sL)和成像裝置202R(202L)的中心的光束、與目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl所形成的夾角Θ'滿足上述公式3。從而，可以改變會(huì)聚位置，而不改變有效有效IADed。同樣在圖3所示的構(gòu)造中，在調(diào)節(jié)會(huì)聚位置之后執(zhí)行聚焦調(diào)節(jié)的情況下，如圖I所示的示例中一樣來(lái)改變有效IADed。因此，為了不改變有效IADed，需要通過(guò)下面的方法來(lái)執(zhí)行聚焦調(diào)節(jié)。在圖3所示的構(gòu)造中，作為執(zhí)行聚焦調(diào)節(jié)的方法，例如，可以使用通過(guò)移動(dòng)每個(gè)成像裝置202來(lái)改變距離w的方法，距離w是每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20的第一主點(diǎn)s與成像裝置的成像表面之間的距離。也就是說(shuō)，通過(guò)在穿過(guò)成像光學(xué)系統(tǒng)20的第一主點(diǎn)s和成像裝置202的中心的線上移動(dòng)每個(gè)成像裝置202，來(lái)改變聚焦位置。這時(shí)，如果在每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20的第一主點(diǎn)s的位置被固定的情況下執(zhí)行每個(gè)成像裝置202的移動(dòng)，則上述“tan Θ=d/2A”不改變。也就是說(shuō)，可以執(zhí)行聚焦調(diào)節(jié)而不改變有效IADed。在同時(shí)執(zhí)行通過(guò)調(diào)節(jié)每個(gè)成像裝置202的偏移量V來(lái)調(diào)節(jié)會(huì)聚點(diǎn)、和執(zhí)行通過(guò)調(diào)節(jié)距離W來(lái)聚焦調(diào)節(jié)的情況下，需要在按照移動(dòng)量V/距離W的比率之后執(zhí)行調(diào)節(jié)。具體地，首先，根據(jù)從目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的焦點(diǎn)F到會(huì)聚點(diǎn)c的距離δ來(lái)計(jì)算距離W和偏移量V，距離δ由會(huì)聚點(diǎn)c的形成位置所限定。此外，每個(gè)成像裝置202移動(dòng)到由距離w和偏移量V所限定的位置。可以使用下列公式4來(lái)計(jì)算距離W，1/w = 1/fr-l/(Α_ δ )(公式 4)。在公式4中，“ fr”表示每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20的焦距。此外，公式4基于(A-δ )>fr的假設(shè)。通過(guò)確定空間圖像S'上期望形成會(huì)聚點(diǎn)c的位置，來(lái)限定距離δ。此外，通過(guò)將δ、預(yù)定距離A和距離d/2指定到公式3，獲得了由穿過(guò)成像光學(xué)系統(tǒng)20的第一主點(diǎn)s和成像裝置202的中心的線、與目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl所形成的夾角Θ '。此夕卜，通過(guò)將夾角Θ'乘以由公式4所計(jì)算出的距離W，獲得偏移量V。每個(gè)成像裝置202被移動(dòng)到根據(jù)以這種方式獲得的距離w和偏移量V所限定的位置，從而可以改變聚焦同時(shí)位置和會(huì)聚角，而不改變有效IADed。在所有圖I和圖3所示的構(gòu)造中，如果執(zhí)行聚焦調(diào)節(jié)，則需要同時(shí)調(diào)節(jié)成像光學(xué)系統(tǒng)20R和成像光學(xué)系統(tǒng)20L，以使得成像光學(xué)系統(tǒng)20R上的距離A和成像光學(xué)系統(tǒng)20L上的距離A總是具有相同的值。這里所述的聚焦調(diào)節(jié)(即，在每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20中)指的是用于在有限距離范圍內(nèi)移動(dòng)物面(聚焦面)的調(diào)節(jié)。也就是說(shuō)，聚焦調(diào)節(jié)指的是在并非通過(guò)包括目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的全體光學(xué)系統(tǒng)、而是可以通過(guò)成像光學(xué)系統(tǒng)20 (和/或成像裝置202)執(zhí)行的范圍內(nèi)的調(diào)節(jié)。這對(duì)于之后描述的各個(gè)實(shí)施例是共同的。然后，將描述根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例通過(guò)立體圖像拍攝裝置I所執(zhí)行的會(huì)聚位置調(diào)節(jié)方法。作為調(diào)節(jié)會(huì)聚位置的方法，大致上有兩種方法。ー種方法是如下方法會(huì)聚點(diǎn)設(shè)置在預(yù)定位置，使該會(huì)聚點(diǎn)在空間圖像S'上的形成位置移動(dòng)，因此會(huì)聚點(diǎn)的相對(duì)于空間圖像Si的相對(duì)位置改變。另ー種方法是通過(guò)改變會(huì)聚角來(lái)改變會(huì)聚位置的方法。前一方法通 過(guò)之后描述的第一至第三實(shí)施例實(shí)現(xiàn)，后一方法通過(guò)之后描述的第四至第六實(shí)施例實(shí)現(xiàn)。4.第一實(shí)施例(通過(guò)在光軸方向上移動(dòng)目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)來(lái)調(diào)節(jié)會(huì)聚位置的示例)圖4A和圖4B是示出根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施例的立體圖像拍攝裝置1_1的構(gòu)造示例的示意圖。立體圖像拍攝裝置1-1的構(gòu)造和布置與圖I中所示的相同。也就是說(shuō)，立體圖像拍攝裝置1-1包括目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10和兩個(gè)成像部分2R、2L，成像部分2R和成像部分2L設(shè)置在這樣的位置上在該位置上使得兩個(gè)成像部分2R、2L的光軸Ax2R和光軸Ax2L彼此相交于物鏡光學(xué)系統(tǒng)的光軸Axl上的空間圖像S'的形成位置。光軸的交叉點(diǎn)形成在與目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的焦點(diǎn)F分開(kāi)了距離δ的位置上?？臻g圖像S'上在與交叉點(diǎn)相對(duì)于的位置上所形成的圖像是，由左成像部分2L和右成像部分2R所獲得的雙目視差為零的圖像。也就是說(shuō)，這個(gè)交叉點(diǎn)是包括每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20和響應(yīng)成像裝置202的成像部分2的會(huì)聚點(diǎn)。目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10由包括凹透鏡和凸透鏡的ー組透鏡組成。之后將詳細(xì)描述，為了縮短目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的焦點(diǎn)F而采用這種構(gòu)造。此外，立體圖像拍攝裝置1-1的布置可以是如圖3所示的布置。也就是說(shuō)，成像光學(xué)系統(tǒng)20的每個(gè)光軸Αχ2設(shè)置成與目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl平行。在實(shí)施例中，立體圖像拍攝裝置1-1可以構(gòu)造成使得各個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20的光軸Αχ2、或?qū)⒏鱾€(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20的第一主點(diǎn)s與各個(gè)成像裝置202的中心連接的線在目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl上相交。也就是說(shuō)，每個(gè)成像部分2的構(gòu)造等可以采用任何形式。然后，將參考圖4Α和4Β，描述由立體圖像拍攝裝置1_1所執(zhí)行的會(huì)聚位置調(diào)節(jié)操作。如果目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的一部分透鏡或整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)10整體在目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl的方向上移動(dòng),空間圖像S'的形成位置隨之在目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl上移動(dòng)。例如，如果整個(gè)目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10朝向?qū)ο骃(物體側(cè))移動(dòng)(目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的透鏡鏡筒(未示出)伸長(zhǎng))，則如圖4Β所示，空間圖像S'的形成位置也朝向物體移動(dòng)。如果每個(gè)成像部分2的布置不改變，該成像部分2包括每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20和與成像光學(xué)系統(tǒng)20相對(duì)應(yīng)的每個(gè)成像裝置202，則交叉點(diǎn)(會(huì)聚點(diǎn)c)的形成位置不改變。由此，空間圖像S'相對(duì)于會(huì)聚點(diǎn)c的形成位置朝向?qū)ο?物體)移動(dòng)。也就是說(shuō)，相對(duì)于空間圖像S'的形成位置，會(huì)聚點(diǎn)c相對(duì)移動(dòng)到后側(cè)(光的射出側(cè))。也就是說(shuō)，因?yàn)榭臻g圖像S,的形成位置移動(dòng)以跟蹤目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的伸長(zhǎng)操作，所以通過(guò)控制目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的伸長(zhǎng)量，可以將形成會(huì)聚點(diǎn)c的位置(會(huì)聚位置)調(diào)節(jié)到空間圖像S'上的任意位置。此外，目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的伸長(zhǎng)量是足以使得空間圖像S'的形成位置在目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10所形成的空間圖像S'在深度方向上的長(zhǎng)度的范圍內(nèi)移動(dòng)的量。例如，在透鏡具有50mm的焦距f的情況下，空間圖像S'可以用約I至2mm的伸長(zhǎng)量移動(dòng)到任意位置。也就是說(shuō)，會(huì)聚位置可以被調(diào)節(jié)到任意位置。在根據(jù)上述第一實(shí)施例的會(huì)聚位置調(diào)節(jié)方法中，嚴(yán)格來(lái)講，有效IADed略有改變。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的伸長(zhǎng)操作改變了作為限定有效IADed的其中一個(gè)參數(shù)的“距離L”。如上所迷，“距離L”是從每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20的第一主點(diǎn)s到達(dá)目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl的垂線與光軸Axl之間的交叉點(diǎn)、和目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的焦點(diǎn)F之間的距離?？梢允褂蒙鲜龉絀來(lái)計(jì)算有效IADed。但是，當(dāng)通過(guò)立體圖像拍攝裝置1-1調(diào)節(jié)會(huì)聚位置吋，目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的伸長(zhǎng)量是約I至2mm，因此對(duì)有效IADed的影響會(huì)非常小。如果想要使會(huì)聚位置調(diào)節(jié)對(duì)有效IADed的影響更加小，目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10可以經(jīng)構(gòu)造以使得焦距f短。如果焦距f短，則可以使得空間圖像S'在深度方向上的長(zhǎng)度短，因此可以進(jìn)ー步減小目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的透鏡的伸長(zhǎng)量?？商娲兀诿總€(gè)成像部分2中拍攝距離增長(zhǎng)之后執(zhí)行拍攝，從而可以進(jìn)ー步減小伸長(zhǎng)量變化對(duì)距離L的影響。此外，如果采用第一主點(diǎn)s的位置幾乎不會(huì)由于聚焦調(diào)節(jié)而改變的透鏡作為目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的透鏡，則可以改變空間圖像S'的形成位置而不改變“距離L”。第一主點(diǎn)s的位置幾乎不會(huì)由于聚焦調(diào)節(jié)而改變的透鏡包括內(nèi)聚焦型透鏡、后聚焦型透鏡等。根據(jù)上述第一實(shí)施例，可以通過(guò)使目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的全體或一部分透鏡移動(dòng)(通過(guò)透鏡精通的伸長(zhǎng)操作)而很容易地調(diào)節(jié)會(huì)聚位置。也就是說(shuō)，通過(guò)由目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10執(zhí)行成像位置的調(diào)節(jié)操作，可以簡(jiǎn)單地將會(huì)聚點(diǎn)調(diào)節(jié)到任意位置。此外，根據(jù)實(shí)施例，因?yàn)槟繕?biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的全體或一部分透鏡移動(dòng)，所以會(huì)聚位置和聚焦位置同時(shí)改變。從而，當(dāng)攝像師拍攝立體圖像時(shí)進(jìn)行設(shè)置所需要的步驟數(shù)量可以減少，并因此可以容易地拍攝立體圖像。此外，根據(jù)實(shí)施例，因?yàn)槟繕?biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的全體或一部分透鏡移動(dòng)，所以可以將會(huì)聚位置調(diào)節(jié)到任意位置，而不改進(jìn)對(duì)象S和成像部分2之間的距離。此外，根據(jù)實(shí)施例，可以在幾乎不改變有效IADed的同時(shí)調(diào)節(jié)會(huì)聚位置。也就是說(shuō)，可以改進(jìn)會(huì)聚位置，而不改變所拍攝圖像的立體效果。根據(jù)實(shí)施例的立體圖像拍攝裝置1-1，通過(guò)選擇各種參數(shù)(例如，目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的焦距f和每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20的布置位置)，不僅可以選擇立體圖像拍攝裝置的物理IADd，而且可以選擇立體圖像拍攝裝置的實(shí)際IAD。此外，如果目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的焦距f和距離L設(shè)置成滿足公式2的值，則可以使得有效IADed比根據(jù)成像光學(xué)系統(tǒng)20R和20L的布置位置所獲得的物理IADd更短。5.第二實(shí)施例(在目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的透鏡中使用可變焦點(diǎn)光學(xué)元件、并且使用該可變焦點(diǎn)光學(xué)元件的焦距變化功能來(lái)調(diào)節(jié)會(huì)聚位置的示例)將參考圖5A和圖5B描述根據(jù)本發(fā)明的第二實(shí)施例的立體圖像拍攝裝置1_2。在圖5A和圖5B中，向與圖I或圖4A和圖4B相對(duì)應(yīng)的組成元件提供相同的附圖標(biāo)記，并將省略對(duì)其的詳細(xì)描述。在立體圖像拍攝裝置1-2中，目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10-1包括凸透鏡IO-Ia和可變焦點(diǎn)光學(xué)元件ΙΟ-lb。作為可變焦點(diǎn)光學(xué)元件ΙΟ-lb，例如，可以使用通過(guò)用電流的電壓來(lái)改變光的折射率的液晶透鏡等。成像部分2R和成像部分2L設(shè)置在使得兩個(gè)成像部分2R、2L的光軸Ax2R和光軸Ax2L在目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)在光軸Axl上的空間圖像S'的形成位置上彼此相交的位置。也就是、說(shuō)，兩個(gè)光軸Ax2彼此相交的交叉點(diǎn)是包括成像光學(xué)系統(tǒng)20和成像裝置202的成像部分2的會(huì)聚點(diǎn)C。此外，同樣在立體圖像拍攝裝置1-2中，成像部分2R和2L的布置不限于圖5A和5B所示的示例。如圖3所示的布置，成像光學(xué)系統(tǒng)20的每個(gè)光軸Ax2可以設(shè)置成與目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl平行。也就是說(shuō)，每個(gè)成像部分2可以經(jīng)設(shè)置，以使得各個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20的光軸Ax2、或?qū)⒏鱾€(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20的第一主點(diǎn)s與各個(gè)成像裝置202的中心連接的線在目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl上彼此相交。
然后，將參考圖5A和5B描述由立體圖像拍攝裝置1_2所執(zhí)行的會(huì)聚位置調(diào)節(jié)操作。在立體圖像拍攝裝置1-2中,通過(guò)改變可變焦點(diǎn)光學(xué)元件IO-Ib的曲率來(lái)改變目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10-1的焦距f，從而使空間圖像S'的形成位置移動(dòng)。目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10-1的焦距f表示為凸透鏡IO-Ia的焦距fl和可變焦點(diǎn)光學(xué)元件IO-Ib的焦距f2的組合焦距f。因此，目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10-1的焦距f由下面的公式5表示，焦距f = (fl村2) / (fl+f2-ds)(公式 5)。在上述公式中，“ds”表示凸透鏡IO-Ia的主面與可變焦點(diǎn)光學(xué)元件IO-Ib的主面之間的距離。圖5B示出可變焦點(diǎn)光學(xué)元件IO-Ib的曲率半徑從圖5A所示的狀態(tài)少量改變的情況的示例。如果當(dāng)曲率改變時(shí)可變焦點(diǎn)光學(xué)元件IO-Ib的焦距由f2'表示，則焦距f2'比焦距f2更短。使用上述公式5來(lái)計(jì)算具有凸透鏡IO-Ia的焦距f。因此，如果兩個(gè)透鏡的主面之間的距離ds固定，則由于可變焦點(diǎn)光學(xué)元件IO-Ib的曲率半徑變得更小(透鏡變得更厚)，所以目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10-1的組合焦距f也變短。此外，如果目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10-1的焦距變短，則空間圖像S'的形成位置在目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10-1的光軸Axl上朝向?qū)ο骃移動(dòng)。因?yàn)槌上癫糠?R和2L的布置固定、并且會(huì)聚點(diǎn)c的位置不移動(dòng),所以空間圖像S'相對(duì)于會(huì)聚點(diǎn)c的相對(duì)位置改變,從而會(huì)聚點(diǎn)c在空間圖像S'上的位置改變。根據(jù)上述第二實(shí)施例的立體圖像拍攝裝置1-2，可以實(shí)現(xiàn)與第一實(shí)施例所實(shí)現(xiàn)的效果相同的效果。此外，在立體圖像拍攝裝置1-2中，通過(guò)移動(dòng)透鏡位置不改變成像位置，但是通過(guò)改變可變焦點(diǎn)光學(xué)元件IO-Ib的曲率而改變目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10-1的焦距f，改變了成像位置。也就是說(shuō)，與移動(dòng)透鏡位置的情況相比，改變焦距f所需要的“改變”的絕對(duì)量非常小。因此，與根據(jù)第一實(shí)施例的使透鏡位置移動(dòng)的構(gòu)造相比，用于實(shí)現(xiàn)焦距f改變的エ作部分的等效質(zhì)量顯著減小。從而，聚焦控制響應(yīng)頻率可以增高，因此可以高速地執(zhí)行焦點(diǎn)改變或會(huì)聚位置改變。也就是說(shuō)，即使對(duì)象S快速移動(dòng)，也可以跟蹤焦點(diǎn)和會(huì)聚位置。6.第三實(shí)施例(通過(guò)使整個(gè)成像部分移動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)會(huì)聚位置的示例)將參考圖6A和6B描述根據(jù)本發(fā)明的第三實(shí)施例的立體圖像拍攝裝置1_3。立體圖像拍攝裝置1-3的構(gòu)造和布置與圖I或圖4A、4B中所示的相同。也就是說(shuō)，立體圖像拍攝裝置1-3包括目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10和兩個(gè)成像部分2R、2L，成像部分2R和成像部分2L設(shè)置在這樣的位置上在該位置上使得兩個(gè)成像部分2R、2L的光軸Ax2R和光軸Ax2L彼此相交于物鏡光學(xué)系統(tǒng)的光軸Axl上的空間圖像S'的形成位置。也就是說(shuō)，兩個(gè)光軸Ax2彼此相交的交叉點(diǎn)是包括每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20和響應(yīng)成像裝置202的成像部分2的會(huì)聚點(diǎn)。此夕卜，同樣在立體圖像拍攝裝置1-3中，如如圖3所示的布置，每個(gè)成像部分2可以經(jīng)設(shè)置，以使得成像光學(xué)系統(tǒng)20的每個(gè)光軸Ax2與目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl平行。也就是說(shuō)，每個(gè)成像部分2可以經(jīng)設(shè)置，以使得各個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20的光軸Ax2、或?qū)⒏鱾€(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20的第一主點(diǎn)s與各個(gè)成像裝置202的中心連接的線在目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl上相交。然后，將參考圖6A和6B描述由立體圖像拍攝裝置1_3所執(zhí)行的會(huì)聚位置調(diào)節(jié)操作。在實(shí)施例中，通過(guò)在前后方向上移動(dòng)每個(gè)成像部分2的整體來(lái)改變空間圖像S'的形成位置，從而改變會(huì)聚點(diǎn)c在對(duì)象(空間圖像S')中的位置。沿著線Ln執(zhí)行每個(gè)成像部分2的移動(dòng)，線Ln穿過(guò)成像光學(xué)系統(tǒng)20R(20L)的第一主點(diǎn)sR(sL)、且平行于目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl。線L在圖6A和6B中由虛線表示。如果目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10不移動(dòng)而是被固定，則空間圖像S'的位置也固定。在這種情況下，通過(guò)上述方法使每個(gè)成像部分2在前后方向上移動(dòng)，從而會(huì)聚點(diǎn)c的形成位置也被移動(dòng)以跟蹤成像部分2的移動(dòng)。圖6A示出會(huì)聚點(diǎn)c形成于空間圖像S'的后側(cè)(成像光學(xué)系統(tǒng)20 —側(cè))的狀態(tài)。如果每個(gè)成像部分2從這個(gè)狀態(tài)朝向?qū)ο笠苿?dòng)，則會(huì)聚點(diǎn)c的形成 位置也朝向?qū)ο笠苿?dòng)。根據(jù)上述第三實(shí)施例，可以與聚焦調(diào)節(jié)操作獨(dú)立地執(zhí)行會(huì)聚位置調(diào)節(jié)操作。此外，可以不僅獨(dú)立于聚焦調(diào)節(jié)操作、而且獨(dú)立于其他調(diào)節(jié)(例如，物理IADd調(diào)節(jié)或變焦調(diào)節(jié))，來(lái)執(zhí)行會(huì)聚位置調(diào)節(jié)。此外，根據(jù)實(shí)施例，可以調(diào)節(jié)會(huì)聚位置，而不改變有效IADed。作為與由第一實(shí)施例所實(shí)現(xiàn)的效果相同的效果，可以實(shí)現(xiàn)通過(guò)選擇各種參數(shù)而確定有效IADed的效果、和使得有效IADed比物理IADd更短的效果。此外，在立體圖像拍攝裝置1-3中，每個(gè)成像部分2由全景聚焦(深焦)相機(jī)組成，從而不需要執(zhí)行聚焦位置調(diào)節(jié)操作。采用該構(gòu)造，還可以使立體圖像拍攝裝置1-3的構(gòu)造簡(jiǎn)化。此外，如果每個(gè)成像部分2由全景聚焦(深焦)相機(jī)組成，則因?yàn)樵诰吧畲蟮臓顟B(tài)下執(zhí)行拍攝，所以聚焦范圍變得非常寬。從而，可以防止在沒(méi)有調(diào)節(jié)焦點(diǎn)的情況下模糊對(duì)象被融像。此外，可以實(shí)現(xiàn)在由左和右成像部分2所獲得的視差圖像中沒(méi)有產(chǎn)生對(duì)相同對(duì)象S的聚焦?fàn)顟B(tài)差異的效果。7.第四實(shí)施例(通過(guò)控制成像部分的取向來(lái)調(diào)節(jié)會(huì)聚位置的示例)將參考圖7A和7B描述根據(jù)本發(fā)明的第四實(shí)施例的立體圖像拍攝裝置1-4。立體圖像拍攝裝置1-4的構(gòu)造與圖I中所示的基本相同。也就是說(shuō)，立體圖像拍攝裝置1-4包括目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10和兩個(gè)成像部分2R、2L，成像部分2R和成像部分2L設(shè)置在這樣的位置上在該位置上使得兩個(gè)成像部分2R、2L的光軸Ax2R和光軸Ax2L彼此相交于物鏡光學(xué)系統(tǒng)的光軸Axl上的空間圖像S'的形成位置。也就是說(shuō)，兩個(gè)光軸Ax2彼此相交的交叉點(diǎn)是包括每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20和響應(yīng)成像裝置202的成像部分2的會(huì)聚點(diǎn)。會(huì)聚點(diǎn)c設(shè)置在與目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)F分開(kāi)了距離δ的位置上。每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20的第一主點(diǎn)s位于在光軸Axl上與目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)F分開(kāi)了距離A的位置上，并且該第一主點(diǎn)s設(shè)置在沿著豎直方向與光軸Axl分開(kāi)了距離d/2的位置上。通過(guò)控制成像部分2的取向，來(lái)執(zhí)行立體圖像拍攝裝置1-4的會(huì)聚點(diǎn)調(diào)節(jié)。具體地，每個(gè)相機(jī)取向控制單元212使得每個(gè)成像部分2相對(duì)于每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20的第一主點(diǎn)s旋轉(zhuǎn)，從而調(diào)節(jié)會(huì)聚位置。圖7B示出成像部分2R和2L的取向分別比圖7A所示的狀態(tài)更加朝向內(nèi)側(cè)(目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl —側(cè))傾斜的狀態(tài)。如果以這種方式使每個(gè)成像部分2旋轉(zhuǎn)，會(huì)聚點(diǎn)c的形成位置從圖7A所示的位置向后側(cè)移動(dòng)。隨之，目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的焦點(diǎn)F與會(huì)聚點(diǎn)c之間的距離δ增長(zhǎng)。如果距離δ的值經(jīng)調(diào)節(jié)、以使得會(huì)聚位置被調(diào)節(jié)到空間圖像S'上的任意點(diǎn)，則需要控制每個(gè)成像部分2旋轉(zhuǎn)的角度。具體地，控制每個(gè)成像部分2的旋轉(zhuǎn)，以使得由每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20的光軸Ax2與目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl所形成的夾角Θ'是由上述公式3所限定的Θ'(夾角Θ' =arctan(d/2(A-5)))0在焦點(diǎn)被調(diào)節(jié)到最短拍攝距離的情況下，因?yàn)榫嚯xδ増加，所以?shī)A角Θ，也根據(jù)上述公式中所示的關(guān)系而増加。在焦點(diǎn)被調(diào)節(jié)到無(wú)限遠(yuǎn)的情況下，因?yàn)榫嚯xδ是零，則夾角Θ，是最小值。根據(jù)上述第四實(shí)施例，可以實(shí)現(xiàn)與第三實(shí)施例所實(shí)現(xiàn)的效果相同的效果。也就是說(shuō)，可以調(diào)節(jié)會(huì)聚位置，而完全不改變有效IADed。此外，每個(gè)成像部分2由全景聚焦(深 焦)相機(jī)組成，通過(guò)旋轉(zhuǎn)每個(gè)成像部分2來(lái)控制改變每個(gè)成像部分2的取向，可以簡(jiǎn)單地改變會(huì)聚位置。采用這種構(gòu)造，與將用于改變會(huì)聚位置的工作部分構(gòu)造為線性運(yùn)動(dòng)引導(dǎo)機(jī)構(gòu)的情況相比，可以減少驅(qū)動(dòng)工作部分所需要的功率。因此，因?yàn)榭梢詼p少立體圖像拍攝裝置1-4中的功率消耗量，所以可以抑制電池(未示出)的消耗量，以使得電池的消耗量小。此外，立體圖像拍攝裝置1-4可以應(yīng)用于具有相機(jī)抖動(dòng)校正功能的成像裝置。在這種情況下，不僅可以通過(guò)物理移動(dòng)每個(gè)成像裝置202、而且可以通過(guò)電學(xué)偏移成像裝置202從成像表面讀取圖像的讀取范圍，來(lái)調(diào)節(jié)會(huì)聚位置。8.第五實(shí)施例(使成像裝置的位置相對(duì)于成像光學(xué)系統(tǒng)的透鏡位置而移動(dòng)、然后通過(guò)只移動(dòng)成像裝置的位置來(lái)調(diào)節(jié)會(huì)聚位置的示例)將參考圖8A和SB描述根據(jù)第五實(shí)施例的立體圖像拍攝裝置1-5。立體圖像拍攝裝置1-5的相關(guān)功能和布置與圖3所示的相同。也就是說(shuō)，立體圖像拍攝裝置1-5包括理想目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10和兩個(gè)成像部分2R、2L，每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20設(shè)置在使得成像光學(xué)系統(tǒng)20的光軸Ax2與目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl平行的位置。此外，每個(gè)202的角度經(jīng)調(diào)節(jié)，以使得成像裝置202的成像表面與目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl垂直。此外，沒(méi)設(shè)202設(shè)置成使得每個(gè)成像裝置202的中心位置設(shè)置在從成像光學(xué)系統(tǒng)20的光軸Ax2偏移的位置上。偏移方向是從10的光軸Axl偏離。每個(gè)成像裝置202的偏移量V被調(diào)節(jié)到使得將每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20的第一主點(diǎn)s和成像裝置202的中心連接的直線交叉在目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl上的交叉點(diǎn)c上的位置。然后，將參考圖8A和圖SB描述根據(jù)第五實(shí)施例的立體圖像拍攝裝置1-5。通過(guò)對(duì)每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20使每個(gè)成像裝置202偏移，來(lái)執(zhí)行對(duì)會(huì)聚點(diǎn)位置的控制。也就是說(shuō)，如參考圖3所述，通過(guò)相對(duì)于成像光學(xué)系統(tǒng)20的光軸Ax2改變每個(gè)成像裝置202的偏移量V，可以改變會(huì)聚點(diǎn)c的形成位置(與目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的焦點(diǎn)F的距離δ )。根據(jù)上述第五實(shí)施例，可以實(shí)現(xiàn)與第三(第四)實(shí)施例所實(shí)現(xiàn)的效果相同的效果。也就是說(shuō)，可以調(diào)節(jié)會(huì)聚位置，而完全不改變有效IADed。此外，根據(jù)實(shí)施例，因?yàn)橥ㄟ^(guò)改變每個(gè)成像裝置202的位置可以簡(jiǎn)單地改變會(huì)聚位置，所以以與第三實(shí)施例所示的示例相同的方式，與移動(dòng)每個(gè)成像部分2的整體的情況相比，可以降低用于改變會(huì)聚位置的工作部分的等效質(zhì)量。也就是說(shuō)，因?yàn)轵?qū)動(dòng)工作部分所需要的功率可以減小，所以可以減小立體圖像拍攝裝置1-5中的功率消耗量。從而，可以抑制電池的消耗量，以使得電池的消耗量小。此外，根據(jù)上述第五實(shí)施例，以與第二實(shí)施例相同的方式，可以實(shí)現(xiàn)左、右視差圖像中的焦平面彼此相同的效果。如果左、右視差圖像中的焦平面彼此相同，則即使在具有會(huì)聚角的狀態(tài)下，在由左、右成像部分2L和2R所獲得圖像中也不產(chǎn)生梯形失真。因此，可以獲得有利的視差圖像，而不需要處理梯形失真的圖像處理。9.第六實(shí)施例(使用能夠改變會(huì)聚角的透鏡來(lái)調(diào)節(jié)會(huì)聚點(diǎn)、并通過(guò)移動(dòng)成像裝置的位置來(lái)調(diào)節(jié)聚焦位置的構(gòu)造的示例)將參考圖9A至9C描述根據(jù)第六實(shí)施例的立體圖像拍攝裝置1-6。立體圖像拍攝裝置1-6包括目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10和兩個(gè)成像部分2Rci和2La，目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10具有理想透鏡。每個(gè)成像部分2 α包括成像光學(xué)系統(tǒng)20 α和成像裝置202。每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20設(shè)置成使得姆個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20的光軸Αχ2與目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl平行。成像光學(xué)系統(tǒng)20R(20L)包括由凹透鏡和兩個(gè)凸透鏡所形成的會(huì)聚角可變透鏡204R(204L)。會(huì)聚角可變透鏡204R(204L)設(shè)置在沿著豎直方向從目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸 Axl、相對(duì)于成像光學(xué)系統(tǒng)20的光軸Ax2偏移了預(yù)定距離的位置上。偏移方向是從目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl偏離的方向。成像光學(xué)系統(tǒng)20的光軸被會(huì)聚角可變透鏡204R(204L)所彎曲，從而成像光學(xué)系統(tǒng)20R的光軸Ax2R與成像光學(xué)系統(tǒng)20L的光軸Ax2L相交于目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl上的交叉點(diǎn)C。會(huì)聚角可變透鏡204R(204L)的偏移量可以設(shè)置成任意值。然后，將參考圖9A至9C描述由立體圖像拍攝裝置1-6所執(zhí)行的會(huì)聚位置調(diào)節(jié)操作。每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20的光軸Ax2的彎曲量與每個(gè)會(huì)聚角可變透鏡204的布置位置的偏移量成比例。也就是說(shuō)，如果每個(gè)會(huì)聚角可變透鏡204的布置位置改變，則每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20的光軸Ax2的彎曲量(即，由姆個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20的光軸Ax2和目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl所形成的夾角)改變。如果夾角改變，則在成像光學(xué)系統(tǒng)20R的光軸Ax2R和成像光學(xué)系統(tǒng)20L的光軸Ax2L之間的交叉點(diǎn)處所形成的會(huì)聚點(diǎn)c的形成位置在目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl上改變。因此，在立體圖像拍攝裝置1-6中，通過(guò)改變會(huì)聚角可變透鏡204的布置位置，根據(jù)該布置位置的偏移量可以改變會(huì)聚位置。圖9A和圖9B是示出當(dāng)每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20的會(huì)聚角可變透鏡204偏移時(shí)、會(huì)聚角可變透鏡204在每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20的光軸Ax2上的位置的變化的示圖。在圖9A中，每個(gè)會(huì)聚角可變透鏡204設(shè)置在相對(duì)于成像光學(xué)系統(tǒng)20的光軸Ax2非常遠(yuǎn)離目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl的位置上。采用這種構(gòu)造，光束穿過(guò)由凹透鏡所形成的會(huì)聚角可變透鏡204的下端部附近，因此光的折射率増大。從而，成像光學(xué)系統(tǒng)20的光軸Ax2與目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl相交于空間圖像S'上(成像光學(xué)系統(tǒng)20 —側(cè))。如圖9B所示，如果每個(gè)會(huì)聚角可變透鏡204的布置位置在更接近目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl的方向(向下)上偏移，則會(huì)聚角減小，會(huì)聚點(diǎn)c也形成于空間圖像的前側(cè)(對(duì)象S—側(cè))上。也就是說(shuō)，會(huì)聚角可變透鏡204的位置相對(duì)于目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl沿著豎直方向上下偏移，從而可以根據(jù)會(huì)聚角可變透鏡204的位置的偏移量來(lái)調(diào)節(jié)會(huì)聚點(diǎn)c的形成位置。此外，會(huì)聚角可變透鏡204的偏移量經(jīng)調(diào)節(jié)，以使得會(huì)聚點(diǎn)c的形成位置處于形成空間圖像S'的范圍內(nèi)。也就是說(shuō)，根據(jù)本實(shí)施例的立體圖像拍攝裝置1-6，會(huì)聚點(diǎn)c的可變范圍vr與空間圖像在深度方向上的形成長(zhǎng)度相同。此外，在立體圖像拍攝裝置1-6中，每個(gè)202設(shè)置在使得每個(gè)成像裝置202的成像表面與每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20的光軸Ax2垂直的角度。為此，通過(guò)沿著成像光學(xué)系統(tǒng)20的光軸Ax2在前后方向上移動(dòng)每個(gè)成像裝置202的位置，可以實(shí)現(xiàn)聚焦調(diào)節(jié)。圖9C示出將每個(gè)成像裝置202的位置從圖9B所示的位置移動(dòng)到后側(cè)的情況的示例。如此，如果將每個(gè)成像裝置202的位置移動(dòng)到后側(cè)，則焦平面fp也移動(dòng)到空間圖像S'上的后側(cè)。根據(jù)第六實(shí)施例，可以實(shí)現(xiàn)與由第三至第五實(shí)施例所實(shí)現(xiàn)的效果相同的效果。也就是說(shuō)，可以調(diào)節(jié)會(huì)聚位置，而不改變有效IADed。此外，根據(jù)實(shí)施例，因?yàn)轵?qū)動(dòng)會(huì)聚角可變透鏡204可以簡(jiǎn)單地調(diào)節(jié)會(huì)聚位置，所以可以減小調(diào)節(jié)會(huì)聚位置所需要的工作部分的等效質(zhì)量。也就是說(shuō)，因?yàn)榭梢詼p小驅(qū)動(dòng)工作部分所需要的功率，所以可以減小立體圖像拍攝裝置1-6中的功率消耗。從而，可以抑制電池消耗，以使得電池的消耗小。在實(shí)施例中，在聚焦調(diào)節(jié)時(shí)，執(zhí)行控制，以使得每個(gè)成像裝置202在相同方向上沿著相同方位移動(dòng)。也就是說(shuō)，可以整體移動(dòng)左、右成像裝置202L和202R。為此，成像裝置202R和202L固定到相同構(gòu)件，并且可以移動(dòng)以平行于目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl和成像光學(xué)系統(tǒng)20α的光軸Αχ2。從而，可以簡(jiǎn)化立體圖像拍攝裝置的機(jī)構(gòu)，并且左、右成像裝置202L和202R的成像表面也可以容易地保持在相同平面上。因此，可以實(shí)現(xiàn)容易確保對(duì)于經(jīng)時(shí)變化等的可靠性。此外，以與第二實(shí)施例至第五實(shí)施例相同的方式，成像裝置202的成像表面維持為與目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl和成像光學(xué)系統(tǒng)20的光軸Αχ2垂直，因此焦平面fp也垂直于光軸Axl和光軸Ax2。從而，左右視差圖像的焦平面彼此相同。為此，即使在具有會(huì)聚的狀態(tài)下執(zhí)行拍攝，在由成像部分2Ra和2La所獲得左右圖像中不產(chǎn)生梯形失真。從而，可以獲得有利的視差圖像，而在后續(xù)階段中不需要具體的圖像處理。10.第一至第六實(shí)施例的修改示例此外，在上述實(shí)施例中，舉例說(shuō)明了成像光學(xué)系統(tǒng)20R的光軸Ax2R和成像光學(xué)系統(tǒng)20L的光軸Ax2L在目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl上彼此相交的情況，但是本發(fā)明不限于此。如圖10所示，立體成像裝置I'可以構(gòu)造成使得成像光學(xué)系統(tǒng)20R的光軸Ax2R與成像光學(xué)系統(tǒng)20L的光軸Ax2L在光軸Ax3上彼此相交,該光軸Ax3與目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl平行。光軸Ax3在圖10中由長(zhǎng)虛線表示。假設(shè)該光軸Ax3出現(xiàn)在包括成像光學(xué)系統(tǒng)20R(20L)的第一主點(diǎn)sR(sL)和目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl的平面上。此外，目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl與光軸Ax3之間的距離的Λ的值根據(jù)設(shè)置會(huì)聚點(diǎn)c的位置(在與光軸Axl垂直的方向上的上下位置)而變化，會(huì)聚點(diǎn)c是成像光學(xué)系統(tǒng)20R的光軸Ax2R與成像光學(xué)系統(tǒng)20L的光軸Ax2L之間的交叉點(diǎn)。在姆個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20設(shè)置成使得每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20的光軸Ax2與光軸Ax3平行情況下，將每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20的第二主點(diǎn)和每個(gè)成像裝置202的中心連接的各條直線在光軸Ax3上彼此相交的點(diǎn)是會(huì)聚點(diǎn)C。如果以此方式構(gòu)造立體成像裝置Γ，則可以相對(duì)于光軸Ax3來(lái)調(diào)節(jié)各個(gè)實(shí)施例中描述的各個(gè)單元的布置位置或移動(dòng)。具體地，形成一對(duì)的成像光學(xué)系統(tǒng)20和/或成像裝置202被同時(shí)操作以執(zhí)行聚焦調(diào)節(jié)，以使得將交叉點(diǎn)X'(第二交叉點(diǎn))與各個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20的第一主點(diǎn)s連接的各個(gè)線段的長(zhǎng)度彼此相同，從目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的焦點(diǎn)F到達(dá)光軸Ax3的垂線(第二垂線)與光軸Ax3相交在交叉點(diǎn)上。此外，在通過(guò)改變由成像光學(xué)系統(tǒng)20R和20L的光軸Ax2R(Ax2L)與光軸Ax3所形成的夾角Θ'來(lái)執(zhí)行聚焦調(diào)節(jié)的情況下，每個(gè)成像部分2的取向、每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20的、位置、或每個(gè)成像裝置202的位置經(jīng)調(diào)整，以使得夾角Θ'滿足上述公式3。此外，在每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20設(shè)置成使得每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20的光軸Ax2與光軸Ax3平行的情況下，夾角Θ'表示為由穿過(guò)成像光學(xué)系統(tǒng)20的第一主點(diǎn)s和成像裝置202的中心的直線、與光軸Ax3所形成的夾角。在圖10中，“d”表示形成一對(duì)的成像光學(xué)系統(tǒng)20的透鏡間的距離。因此，“d/2”是從成像光學(xué)系統(tǒng)20R(20L)的第一主點(diǎn)sR(sL)到達(dá)光軸Ax3的垂線(第三垂線)的長(zhǎng)度。此外，“ A”是將交叉點(diǎn)X"(第三交叉點(diǎn))與交叉點(diǎn)X'連接的線段的長(zhǎng)度，第三垂線與光軸Ax3在交叉點(diǎn)X"上相交?！?δ ”是將會(huì)聚點(diǎn)c與交叉點(diǎn)X'連接的線段的長(zhǎng)度。
此外，盡管在圖10中，描述了將軸向Αχ3設(shè)置在包括成像光學(xué)系統(tǒng)20R(20L)的第一主點(diǎn)sR(sL)和目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl的平面上的示例，但本發(fā)明不限于此。即，光軸Ax3可以設(shè)置在使包括成像光學(xué)系統(tǒng)20R(20L)的第一主點(diǎn)sR(sL)的平面、與包括光軸Ax3和目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl的平面彼此不相同的位置上。即，光軸Ax3可以設(shè)置在相對(duì)于光軸Axl成360°的任意位置上,只要光軸Ax3與目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl平行。圖11示出光軸Ax3設(shè)置在使得平面pi和平面p2垂直的位置上的示例，平面pi由包括成像光學(xué)系統(tǒng)20R(20L)的第一主點(diǎn)sR(sL)的三角形表不,平面p2包括目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl和光軸Ax3。在圖11中，成像部分2R和2L與目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10由圓柱形簡(jiǎn)單地表示。此外，假設(shè)圖11中所示的目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10由凸透鏡形成。在圖11中,光軸Ax3設(shè)置在與目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl沿著豎直方向向上分開(kāi)了距離Λ的位置上。即，成像光學(xué)系統(tǒng)20R和20L設(shè)置成使得會(huì)聚點(diǎn)(交叉點(diǎn)の形成在光軸Αχ3上。如果以此方式設(shè)置，與成像部分2R相對(duì)應(yīng)的有效瞳孔EpR和與成像部分2L相對(duì)應(yīng)的有效瞳孔EpL，形成在從目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl沿著垂直方向向下偏離的位置上。如果在平面p2上、在從目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl沿著豎直方向向下偏離了距離Δ ,的位置上所形成的軸線是光軸Ax4吋，則例如，與成像部分2R相對(duì)應(yīng)的有效瞳孔EpR形成在從光軸Ax4向右偏離了距離ed'的位置上。因?yàn)樵趫D11所示的示例中假設(shè)了將凸透鏡用于目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10中的情況，所以各個(gè)有效瞳孔Ep的位置與實(shí)際成像部分2R和2L的布置位置左右相反，光軸Ax4設(shè)置在各個(gè)有效瞳孔Ep的位置之間。此外，盡管在上述實(shí)施例中描述了設(shè)置兩個(gè)成像部分2以獲取左視差圖像和右視差圖像的示例，但是本發(fā)明不限于此?？梢圆捎檬褂昧巳齻€(gè)或更多個(gè)成像部分2的構(gòu)造。圖12示出設(shè)置八個(gè)成像部分2的示例。成像部分2-1設(shè)置在目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl上，成像部分2-2和成像部分2-3設(shè)置在水平対稱的位置上，成像部分2-1置于成像部分2-2和成像部分2-3之間。此外，成像部分2-4和成像部分2-5設(shè)置在成像部分2-2和成像部分2-3的外側(cè)(在遠(yuǎn)離光軸Axl的方向上)。成像部分2的成像光學(xué)系統(tǒng)20的第一主點(diǎn)s都設(shè)置在相同平面上。也就是說(shuō)，成像部分2設(shè)置在包括第一主點(diǎn)s和會(huì)聚點(diǎn)c的平面p3上。此外，成像部分2-6和成像部分2-7設(shè)置在豎直對(duì)稱的位置上，成像部分2-1置于成像部分2-6和成像部分2-7之間。假設(shè)成像部分2-6和成像部分2-7中的主點(diǎn)s設(shè)置在與平面p3垂直的平面p4上。此外，成像部分2-8設(shè)置在不屬于平面p3或平面p4的位置上(圖的左上側(cè)位置)。成像部分2-1到2-8的布置(角度)調(diào)整到使得其光軸Ax2、或?qū)⒌谝恢鼽c(diǎn)s和成像裝置202的中心連接的線在交叉點(diǎn)(會(huì)聚點(diǎn)c)上彼此相交的位置上。采用這種構(gòu)造，例如，與成像部分2-2相對(duì)應(yīng)的有效瞳孔Ep-2形成在從目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl向右下向傾斜地偏離了距離ed'的位置上。在以這種方式布置多個(gè)成像部分2的情況下，當(dāng)執(zhí)行聚焦調(diào)節(jié)時(shí)，執(zhí)行控制，以使得成像部分2-2和2-3、成像部分2-4和2-5、和成像部分2_6和2_7分別同時(shí)被操作。此外，在上述實(shí)施例中，描述了這樣的情況的示例執(zhí)行控制，以使得存在于對(duì)稱位置上的成像部分2形成一対、目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)10的光軸Axl或光軸Ax3置于該ー對(duì)成像部分2之間，并且成像部分2的各個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20和/或與各個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)20相對(duì)應(yīng)的各個(gè)成像裝置202同時(shí)被操作。但是，本發(fā)明可以應(yīng)用于執(zhí)行控制以使得這些部件不同時(shí)被操作的形式。但是，即使在這種情況下，也需要執(zhí)行聚焦調(diào)節(jié)，以使得垂線的長(zhǎng)度d/2與線段A的長(zhǎng)度的比率恒定。通過(guò)這種控制，與各個(gè)成像部分2相對(duì)應(yīng)的有效瞳孔Ep的形成位置不會(huì)由于聚焦調(diào)節(jié)而改變。
此外，本發(fā)明可以采用下列構(gòu)造。(I) ー種立體圖像拍攝裝置，其包括目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)，其具有使對(duì)象形成為實(shí)像或虛像的功能；多個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)，其使用多個(gè)獨(dú)立光學(xué)系統(tǒng)，使得從目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的不同路徑所發(fā)出的多個(gè)對(duì)象光束分別再次形成為視差圖像；多個(gè)成像裝置，其安裝成與多個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)，并將由多個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)所形成的視差圖像轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)；和控制單元，其在目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的第二主點(diǎn)與成像光學(xué)系統(tǒng)的第一主點(diǎn)之間在目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向上的距離內(nèi)，通過(guò)改變目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)于成像光學(xué)系統(tǒng)和/或成像裝置的布置位置的相對(duì)布置位置、或改變成像光學(xué)系統(tǒng)和/或成像裝置相對(duì)于目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的布置位置的相對(duì)布置位置，來(lái)調(diào)節(jié)會(huì)聚點(diǎn)的位置，以使得目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的焦距、和目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)與成像光學(xué)系統(tǒng)的第一主點(diǎn)之間在目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向上的距離的比率基本恒定，會(huì)聚點(diǎn)形成于多個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸彼此相交的位置、或形成于將多個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)的第一主點(diǎn)與成像裝置的中心連接的線彼此相交的位置。(2)根據(jù)(I)所述的立體圖像拍攝裝置，其中，在目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)使對(duì)象形成為實(shí)像時(shí)焦距的值是正值、并且目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)使對(duì)象形成為虛像時(shí)焦距的值是負(fù)值的情況下，將目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的焦距(f)、和目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的第二主點(diǎn)與成像光學(xué)系統(tǒng)的第一主點(diǎn)之間在水平方向上的距離(L)設(shè)置成滿足下列公式的值，f/ (L-f) I ^ I ο(3)根據(jù)2所述的立體圖像拍攝裝置，其中，控制單元通過(guò)使目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)在目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的光軸上沿前后方向移動(dòng)，來(lái)調(diào)節(jié)會(huì)聚點(diǎn)的形成位置。(4)根據(jù)⑴至(3)中任一項(xiàng)所述的立體圖像拍攝裝置，其中，目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)包括多個(gè)透鏡組，并且其中，控制單元通過(guò)調(diào)節(jié)目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的透鏡組當(dāng)中的全部或一部分的位置，來(lái)調(diào)節(jié)會(huì)聚點(diǎn)的形成位置。(5)根據(jù)⑴或⑵所述的立體圖像拍攝裝置，其中，將可以改變焦距的可變焦點(diǎn)光學(xué)元件，用作目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的透鏡的一部分，并且其中，控制單元使用可變焦點(diǎn)光學(xué)元件的焦距改變功能，來(lái)調(diào)節(jié)會(huì)聚點(diǎn)的形成位置。(6)根據(jù)⑴或⑵所述的立體圖像拍攝裝置，其中，控制單元通過(guò)使成像部分相對(duì)于成像光學(xué)系統(tǒng)的第一主點(diǎn)旋轉(zhuǎn)、以改變成像部分的取向，來(lái)調(diào)節(jié)會(huì)聚點(diǎn)的形成位置，成像部分包括多個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)和成像裝置。
(7)根據(jù)(6)所述的立體圖像拍攝裝置，其中，如果多個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)的透鏡之間的距離是d ;從多個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)的每個(gè)第一主點(diǎn)到達(dá)目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的光軸的垂線的長(zhǎng)度是d/2 ;將垂線與目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的光軸相交的交叉點(diǎn)、與目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)連接的線段的長(zhǎng)度是A;并且將會(huì)聚點(diǎn)與目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)連接的線段的長(zhǎng)度是δ，會(huì)聚點(diǎn)形成于成像光學(xué)系統(tǒng)的各自光軸在目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的光軸上彼此相交的點(diǎn)，則控制單元控制成像部分的旋轉(zhuǎn)，以使得由每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸與目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的光軸所形成的夾角Θ'滿足下列公式，夾角Θ' = arctan (d/2 (Α-δ ))。(8)根據(jù)(6)所述的立體圖像拍攝裝置，其中，多個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)經(jīng)設(shè)置，以使得多個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸彼此相交于在與目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的光軸平行的預(yù)定位置處設(shè)置的軸線上，并且其中，如果多個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)的透鏡之間的距離是d;將會(huì)聚點(diǎn)與第二交叉點(diǎn)連接的線段的長(zhǎng)度是S，會(huì)聚點(diǎn)形成于每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)的各光軸在軸線上彼此相交的點(diǎn)，第二交叉點(diǎn)是從目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)到達(dá)軸線的第二垂線、與軸線的交叉點(diǎn)；從多個(gè)成 像光學(xué)系統(tǒng)的每個(gè)第一主點(diǎn)到達(dá)軸線的第三垂線的長(zhǎng)度是d/2 ;并且將第二交叉點(diǎn)與第三交叉點(diǎn)連接的線段的長(zhǎng)度是A，第三交叉點(diǎn)是第三垂線與軸線之間的交叉點(diǎn)，則控制單元控制成像部分的旋轉(zhuǎn)，以使得由每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸和目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的光軸所形成的夾角Θ，滿足下列公式，夾角Θ' = arctan (d/2 (Α-δ ))。(9)根據(jù)⑴或⑵所述的立體圖像拍攝裝置，其中，多個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)經(jīng)設(shè)置，以使得其光軸平行于目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的光軸，并且，多個(gè)成像裝置以使得成像裝置的成像表面與目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的光軸垂直的角度、設(shè)置在從成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸偏移預(yù)定量的位置上，其中，控制單元通過(guò)在與成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸垂直的方向上移動(dòng)成像裝置的位置，來(lái)調(diào)節(jié)會(huì)聚點(diǎn)的形成位置。(10)根據(jù)⑴或⑵所述的立體圖像拍攝裝置，其中，使用凹透鏡作為每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)的其中一個(gè)透鏡，并且控制單元通過(guò)使凹透鏡在與目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的光軸垂直的方向上移動(dòng)，來(lái)調(diào)節(jié)會(huì)聚點(diǎn)的形成位置。本申請(qǐng)包含與2011年2月25日遞交于日本特許廳的日本在先專利申請(qǐng)JP2011-039557中公開(kāi)的內(nèi)容相關(guān)的主題，該專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于此。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，只要在權(quán)利要求書的范圍或其等價(jià)的范圍內(nèi)，根據(jù)設(shè)計(jì)需要和其他因素可以產(chǎn)生各種修改、組合、變形和替換。
權(quán)利要求
1.ー種立體圖像拍攝裝置，其包括 目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)，其具有使對(duì)象形成為實(shí)像或虛像的功能； 多個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)，其使用多個(gè)獨(dú)立光學(xué)系統(tǒng)，使得從所述目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的不同路徑所發(fā)出的多個(gè)對(duì)象光束分別再次形成為視差圖像； 多個(gè)成像裝置，其安裝成與所述多個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)應(yīng)，并將由所述多個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)所形成的視差圖像轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)；和 控制單元，其在所述目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的第二主點(diǎn)與所述成像光學(xué)系統(tǒng)的第一主點(diǎn)之間在所述目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向上的距離內(nèi)，通過(guò)改變所述目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)相對(duì)于所述成像光學(xué)系統(tǒng)和/或所述成像裝置的布置位置的相對(duì)布置位置、或改變所述成像光學(xué)系統(tǒng)和/或所述成像裝置相對(duì)于所述目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的布置位置的相對(duì)布置位置，來(lái)調(diào)節(jié)會(huì)聚點(diǎn)的位置，以使得所述目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的焦距、和所述目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)與所述成像光學(xué)系統(tǒng)的第一主點(diǎn)之間在所述目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向上的距離的比率基本恒定，所述會(huì)聚點(diǎn)形成于所述多個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸彼此相交的位置、或形成于將所述多個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)的第一主點(diǎn)與所述成像裝置的中心連接的線彼此相交的位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的立體圖像拍攝裝置，其中，在所述目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)使所述對(duì)象形成為實(shí)像時(shí)所述焦距的值是正值、并且所述目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)使所述對(duì)象形成為虛像時(shí)所述焦距的值是負(fù)值的情況下，將所述目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的焦距(f)、和所述目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的第二主點(diǎn)與所述成像光學(xué)系統(tǒng)的第一主點(diǎn)之間在水平方向上的距離(L)設(shè)置成滿足下列公式的值，f/(L-f) I ^ I。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的立體圖像拍攝裝置，其中，所述控制単元通過(guò)使所述目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)在所述目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的光軸上沿前后方向移動(dòng)，來(lái)調(diào)節(jié)所述會(huì)聚點(diǎn)的形成位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述立體圖像拍攝裝置，其中， 所述目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)包括多個(gè)透鏡組，并且 所述控制単元通過(guò)調(diào)節(jié)所述目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的透鏡組當(dāng)中的全部或一部分的位置，來(lái)調(diào)節(jié)所述會(huì)聚點(diǎn)的形成位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的立體圖像拍攝裝置，其中 將可以改變焦距的可變焦點(diǎn)光學(xué)元件，用作所述目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的透鏡的一部分，并且 所述控制単元使用所述可變焦點(diǎn)光學(xué)元件的焦距改變功能，來(lái)調(diào)節(jié)所述會(huì)聚點(diǎn)的形成位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的立體圖像拍攝裝置，其中，所述控制単元通過(guò)使成像部分相對(duì)于所述成像光學(xué)系統(tǒng)的第一主點(diǎn)旋轉(zhuǎn)、以改變所述成像部分的取向，來(lái)調(diào)節(jié)所述會(huì)聚點(diǎn)的形成位置，所述成像部分包括多個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)和成像裝置。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的立體圖像拍攝裝置，其中，如果所述多個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)的透鏡之間的距離是d ;從所述多個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)的每個(gè)第一主點(diǎn)到達(dá)所述目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的光軸的垂線的長(zhǎng)度是d/2 ;將所述垂線與所述目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的光軸相交的交叉點(diǎn)、與所述目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)連接的線段的長(zhǎng)度是A ;并且將所述會(huì)聚點(diǎn)與所述目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)連接的線段的長(zhǎng)度是S，所述會(huì)聚點(diǎn)形成于所述成像光學(xué)系統(tǒng)的各自光軸在所述目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的光軸上彼此相交的點(diǎn)，則所述控制單元控制所述成像部分的旋轉(zhuǎn)，以使得由每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸與所述目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的光軸所形成的夾角Θ'滿足下列公式，夾角 9' = arctan (d/2 (A-δ ))。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的立體圖像拍攝裝置， 其中，所述多個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)經(jīng)設(shè)置，以使得所述多個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸彼此相交于在與所述目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的光軸平行的預(yù)定位置處設(shè)置的軸線上，并且 其中，如果所述多個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)的透鏡之間的距離是d ;將所述會(huì)聚點(diǎn)與第二交叉點(diǎn)連接的線段的長(zhǎng)度是S，所述會(huì)聚點(diǎn)形成于所述每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)的各光軸在所述軸線上彼此相交的點(diǎn)，所述第二交叉點(diǎn)是從所述目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)到達(dá)所述軸線的第二垂 線、與所述軸線的交叉點(diǎn)；從所述多個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)的每個(gè)第一主點(diǎn)到達(dá)所述軸線的第三垂線的長(zhǎng)度是d/2 ;并且將第二交叉點(diǎn)與第三交叉點(diǎn)連接的線段的長(zhǎng)度是A，所述第三交叉點(diǎn)是所述第三垂線與所述軸線之間的交叉點(diǎn)，則所述控制單元控制所述成像部分的旋轉(zhuǎn)，以使得由每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸和所述目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的光軸所形成的夾角Θ'滿足下列公式，夾角 9' = arctan (d/2 (A-δ ))。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的立體圖像拍攝裝置， 其中，所述多個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)經(jīng)設(shè)置，以使得其光軸平行于所述目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的光軸，并且，所述多個(gè)成像裝置以使得所述成像裝置的成像表面與所述目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的光軸垂直的角度、設(shè)置在從所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸偏移預(yù)定量的位置上， 其中，所述控制単元通過(guò)在與所述成像光學(xué)系統(tǒng)的光軸垂直的方向上移動(dòng)所述成像裝置的位置，來(lái)調(diào)節(jié)所述會(huì)聚點(diǎn)的形成位置。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的立體圖像拍攝裝置，其中， 使用凹透鏡作為每個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)的其中一個(gè)透鏡，并且 控制單元通過(guò)使所述凹透鏡在與所述目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的光軸垂直的方向上移動(dòng)，來(lái)調(diào)節(jié)所述會(huì)聚點(diǎn)的形成位置。
全文摘要
本發(fā)明涉及立體圖像拍攝裝置。立體圖像拍攝裝置包括目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)，其具有使對(duì)象形成為實(shí)像或虛像的功能；多個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)，其使用多個(gè)獨(dú)立光學(xué)系統(tǒng)，使得從目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的不同路徑所發(fā)出的多個(gè)對(duì)象光束分別再次形成為視差圖像；多個(gè)成像裝置，其將由多個(gè)成像光學(xué)系統(tǒng)所形成的視差圖像轉(zhuǎn)換成圖像信號(hào)；和控制單元，其調(diào)節(jié)會(huì)聚點(diǎn)的位置，以使得目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的焦距、和目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的焦點(diǎn)與成像光學(xué)系統(tǒng)的第一主點(diǎn)之間在目標(biāo)光學(xué)系統(tǒng)的光軸方向上的距離的比率基本恒定。
文檔編號(hào)G03B35/08GK102650818SQ201210039098
公開(kāi)日2012年8月29日 申請(qǐng)日期2012年2月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月25日
發(fā)明者山田正裕, 青木直 申請(qǐng)人:索尼公司