JP2000308091A - Stereoscopic image pickup device - Google Patents

Stereoscopic image pickup device

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JP2000308091A
JP2000308091A JP11118542A JP11854299A JP2000308091A JP 2000308091 A JP2000308091 A JP 2000308091A JP 11118542 A JP11118542 A JP 11118542A JP 11854299 A JP11854299 A JP 11854299A JP 2000308091 A JP2000308091 A JP 2000308091A
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Japan
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concave
lens array
concave lens
lens
array
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Application number
JP11118542A
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Japanese (ja)
Inventor
Haruo Hoshino
春男 星野
Atsushi Arai
淳 洗井
Fumio Okano
文男 岡野
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Japan Broadcasting Corp
Original Assignee
Nippon Hoso Kyokai NHK
Japan Broadcasting Corp
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Application filed by Nippon Hoso Kyokai NHK, Japan Broadcasting Corp filed Critical Nippon Hoso Kyokai NHK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To inexpensively obtain a picture which can directly be inputted to an IP display with simple constitution by providing a concave lens array where plural concave lenses are arranged in an array form and a camera having a lens focused to the concave lens array. SOLUTION: This stereoscopic image pickup device is composed of a concave lens array 12 where plural concave lenses 11b-11d are arranged in an array form and a television camera 13, which is provided with an image forming lens 14 and the photoelectric conversion element of a CCD or the like. The lens 14 of the television camera 13 can be focused to the concave lens array 12. Light beams are radiated in various directions from a point light source A15 and a point light source B16. The directions of the light beams passing through the concave lens array 12 change since the light beams refract in the concave lens array 12. They can directly be inputted to an IP display. Consequently, the light beams similar to an original object can be reproduced and a stereoscopic picture can be viewed without special glasses.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は立体画像撮像装置に
関し、特にIP(Integral Photogra
phy)画像を撮像する装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stereoscopic image pickup apparatus, and more particularly to an IP (Integral Photograph).
phy) An apparatus for capturing an image.

【0002】[0002]

【従来の技術】任意の視点から立体画像を自由に見るこ
とのできる立体テレビジョン方式の一つとしてIP(I
ntegral Photography)が知られて
おり、本発明者等は、IP画像の撮像装置および立体表
示装置を特開平8−289329号公報、特開平10−
150675号公報に提案している。以下に特開平8−
289329号公報のIP画像撮像装置を用いたIP画
像の撮影の様子、および撮影された画像をIPディスプ
レイに表示することにより撮影された被写体の光線が再
現される様子を説明する。
2. Description of the Related Art IP (I) is one of three-dimensional television systems that allow a user to freely view a three-dimensional image from any viewpoint.
The present inventors have disclosed an imaging device and a stereoscopic display device for IP images in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 8-289329 and 10-1998.
No. 150675. The following is a description of JP-A-8-
A description will be given of a state of capturing an IP image using the IP image capturing apparatus disclosed in Japanese Patent No. 289329, and a state of reproducing a light beam of a captured object by displaying the captured image on an IP display.

【0003】まず、図6を参照しながら、特開平8−2
89329号公報のIP画像撮像装置の原理について説
明する。図6(a)は撮像装置の概要を示す図である
が、理解を容易にするために、2つの点光源(四角の黒
点で示す点光源A65、丸い黒点で示す点光源B66)
を被写体とし、この被写体を撮影するための平面状に多
数の凸レンズが配列された凸レンズアレー62のうち、
3つの凸レンズ61b、61c、61dのみを図示す
る。点光源A65、点光源B66からは、いろいろな方
向に光線が放射される。凸レンズアレー62の各凸レン
ズ(…61b、61c、61d、…)を通ってテレビカ
メラ63のレンズ64に入射する光線は図示した光線6
7に限られる。結果として、テレビカメラ63が凸レン
ズアレー62越しに撮影した画像は図6(b)のように
なる。各凸レンズ61b、61c、61dの中に撮影さ
れた点光源A65と点光源B66の位置はそれぞれの凸
レンズに入射する光線の角度に対応し、その位置関係は
各凸レンズから見える2つの点光源の位置関係が反転し
たものとなっている。このような従来のIP画像撮影装
置によって撮影された画像は、図7に示される電気的な
計算処理を施す必要がある。まず、撮影された画像71
を、通過したレンズ(…61b、61c、61d、…)
ごとの小さな画像(…72b、72c、72d、…)に
分解する。次に、これらを180度回転させ、回転後の
小さな画像(…73b、73c、73d、…)を、分解
したのと逆の手順で並べて合成する。結果として、各レ
ンズごとにその内部が180度回転された画像74が得
られる。この画像をここでは「IP画像」と呼ぶことと
する。
First, with reference to FIG.
No. 89329 describes the principle of the IP image pickup device. FIG. 6A is a diagram showing an outline of the image pickup apparatus. For easy understanding, two point light sources (a point light source A65 indicated by a square black point and a point light source B66 indicated by a round black point) are shown.
Of the convex lens array 62 in which a large number of convex lenses are arrayed in a plane for photographing the subject.
Only three convex lenses 61b, 61c, 61d are shown. Light rays are emitted from the point light sources A65 and B66 in various directions. The light rays that enter the lens 64 of the television camera 63 through the respective convex lenses (... 61b, 61c, 61d,.
Limited to 7. As a result, an image captured by the television camera 63 through the convex lens array 62 is as shown in FIG. The positions of the point light source A65 and the point light source B66 photographed in each of the convex lenses 61b, 61c, and 61d correspond to the angles of light rays incident on the respective convex lenses, and the positional relationship is the position of the two point light sources seen from each of the convex lenses. The relationship has been reversed. An image captured by such a conventional IP image capturing apparatus needs to be subjected to an electrical calculation process shown in FIG. First, the captured image 71
(... 61b, 61c, 61d, ...)
Are decomposed into small images (... 72b, 72c, 72d,...). Next, these are rotated 180 degrees, and small images after rotation (... 73b, 73c, 73d,...) Are arranged side by side in the reverse order of the decomposition and synthesized. As a result, an image 74 is obtained in which the inside of each lens is rotated by 180 degrees. This image is referred to herein as an “IP image”.

【0004】IP画像74をIPディスプレイに入力す
ると、立体画像が表示される。図8を参照しながら立体
画像が表示される様子を説明する。IPディスプレイ8
0は、透過型の写真フィルムまたは液晶ディスプレイな
どのような平面ディスプレイ83の前面に、凸レンズ…
81b、81c、81d…がアレー状に並んだ凸レンズ
アレー82を配置したものである。この写真フィルムま
たは平面ディスプレイ83上にIP画像74を表示する
と、各凸レンズ(…81b、81c、81d…)からは
図示するような光線86が出射する。その結果、凸レン
ズアレー82越しに写真フィルムまたは平面ディスプレ
イ83を見ると点光源84と点光源85が再現される。
これらは撮影された点光源A65および点光源B66と
等しい。これによって特殊なメガネを用いなくとも、被
写体の立体像を見ることができる。
When an IP image 74 is input to an IP display, a stereoscopic image is displayed. The manner in which a stereoscopic image is displayed will be described with reference to FIG. IP display 8
0 denotes a convex lens on the front surface of a flat display 83 such as a transmission type photographic film or a liquid crystal display.
.. Are provided with a convex lens array 82 in which 81b, 81c, 81d,... When the IP image 74 is displayed on the photographic film or the flat display 83, a light ray 86 as shown is emitted from each convex lens (... 81b, 81c, 81d ...). As a result, when the photographic film or flat display 83 is viewed through the convex lens array 82, the point light sources 84 and 85 are reproduced.
These are equal to the photographed point light source A65 and point light source B66. Thus, a stereoscopic image of a subject can be viewed without using special glasses.

【0005】なお、大越著「三次元画像工学」(朝倉書
店1991年初版)79ページに紹介されている正逆視
変換光学系を用いる方法や、図6のIP画像撮像装置に
おける凸レンズ(…61b、61c、61d、…)の代
りに屈折率分布レンズを用いる方法(特開平10−15
0675号公報)が提案されている。これらによれば、
上述の電気的計算処理を施すことなく、直接的にIP画
像74が得られる。
Incidentally, a method using an orthoscopic conversion optical system introduced on page 79 of "Three-dimensional image engineering" by Ohkoshi (Asakura Shoten, 1991, first edition), a convex lens (... 61b) in the IP image pickup apparatus shown in FIG. , 61c, 61d,...) Using a gradient index lens (JP-A-10-15)
No. 0675) has been proposed. According to these,
The IP image 74 can be obtained directly without performing the above-described electrical calculation processing.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上述の電気的計算処理
を施す方法では、計算のための高速計算機または大規模
な電子回路が必要である。また、正逆視変換光学系は、
プリズム等の光学部品を多数必要とする。さらに、屈折
率分布レンズは、一般的な凸または凹レンズに比べて高
価である。
The above-described method of performing the electric calculation process requires a high-speed computer or a large-scale electronic circuit for the calculation. In addition, the orthoscopic conversion optical system,
Many optical components such as prisms are required. Further, the gradient index lens is more expensive than a general convex or concave lens.

【0007】本発明はこれらに鑑みてなされたもので、
IPディスプレイに直接入力することができる画像を簡
易な構成で廉価に提供することを目的とする。
[0007] The present invention has been made in view of these circumstances,
It is an object of the present invention to provide an image which can be directly input to an IP display at a low cost with a simple configuration.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明による立体画像撮像装置は、複数の凹レン
ズがアレー状に並んだ凹レンズアレーと、該凹レンズア
レーに合焦するレンズを有する1台のカメラを具えたこ
とを特徴とする。
In order to achieve the above object, a three-dimensional image pickup apparatus according to the present invention has a concave lens array in which a plurality of concave lenses are arranged in an array, and a lens which focuses on the concave lens array. It is characterized by having two cameras.

【0009】さらに、本発明による立体画像撮像装置
は、複数の凹レンズがアレー状に並んだ凹レンズアレー
と、該凹レンズアレーに近接して配置された凸レンズ
と、該凸レンズを通して前記凹レンズアレーに合焦する
レンズを有する1台のカメラを具えたことを特徴とす
る。
Further, in the stereoscopic image pickup apparatus according to the present invention, a concave lens array in which a plurality of concave lenses are arranged in an array, a convex lens arranged close to the concave lens array, and focusing on the concave lens array through the convex lens. It is characterized by comprising one camera having a lens.

【0010】ここで、前記凸レンズを焦点距離が調節可
能な凸レンズとすることができ、また、前記カメラの位
置を前記凹レンズアレーに対して移動させる手段をさら
に具えることができる。
Here, the convex lens may be a convex lens whose focal length can be adjusted, and further may include a means for moving the position of the camera with respect to the concave lens array.

【0011】さらに、上述の立体画像撮像装置を複数台
並べて構成することもできる。
Furthermore, a plurality of the above-mentioned three-dimensional image pickup devices can be arranged side by side.

【0012】カメラが、写真フィルム上に被写体の像を
結像させる結像レンズを具えた光学写真機であってもよ
く、カメラが、光電変換素子上に被写体の像を結像させ
る結像レンズを具えたテレビカメラであってもよい。
The camera may be an optical camera having an imaging lens for forming an image of a subject on a photographic film, and the camera may be an imaging lens for forming an image of the subject on a photoelectric conversion element. A television camera equipped with

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】本発明の立体画像撮影装置は、従
来の複数の凸レンズからなる凸レンズアレーに代えて、
複数の凹レンズがアレー状に並んだ凹レンズアレーを用
い、テレビカメラのレンズのピントを凹レンズアレーに
合わせて撮影する構成としている。そのために、撮影さ
れた画像をそのままIPディスプレイに入力することが
できる。また、正逆視変換光学系や屈折率分布レンズな
どの特殊で高価な光学部品を必要としない。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A stereoscopic image photographing apparatus according to the present invention replaces a conventional convex lens array comprising a plurality of convex lenses.
A concave lens array in which a plurality of concave lenses are arranged in an array is used, and the lens of the television camera is focused on the concave lens array to shoot. Therefore, the captured image can be directly input to the IP display. Also, there is no need for special and expensive optical components such as an orthoscopic conversion optical system and a gradient index lens.

【0014】[0014]

【実施例】図1を参照して本発明の第1の実施例を説明
する。図1(a)に示すように、本実施例の装置は、複
数の凹レンズ…11b、11c、11d、…がアレー状
に並んだ凹レンズアレー12と、テレビカメラ13とか
らなり、テレビカメラ13は結像レンズ14とCCDな
どの光電変換素子を具えている。テレビカメラ13のレ
ンズ14は凹レンズアレー12に合焦可能である。実用
上は数千から数百万個の凹レンズを縦横に並べて凹レン
ズアレー12を構成するが、理解を容易にするために、
また図面を簡略化するために3個の凹レンズ11b、1
1c、11dのみを図示している。また、本装置は、通
常は一般的な被写体を撮影するものであるが、理解を容
易にするために、被写体が2個の点光源A15および点
光源B16である場合について説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 1A, the apparatus of the present embodiment includes a concave lens array 12 in which a plurality of concave lenses 11b, 11c, 11d,... Are arranged in an array, and a television camera 13. An imaging lens 14 and a photoelectric conversion element such as a CCD are provided. The lens 14 of the television camera 13 can focus on the concave lens array 12. Practically, thousands to millions of concave lenses are arranged vertically and horizontally to form the concave lens array 12, but in order to facilitate understanding,
Also, in order to simplify the drawing, three concave lenses 11b, 1
Only 1c and 11d are shown. In addition, although the present apparatus normally shoots a general subject, a case where the subject is two point light sources A15 and B16 will be described for easy understanding.

【0015】点光源A15および点光源B16からは、
あらゆる方向に光線が放射される。それらの光線は凹レ
ンズアレー12で屈折するために、凹レンズアレー12
を通った光線は方向が変化する。結果的に、各点光源を
出射し、テレビカメラ13のレンズ14に入射する光線
17は図示したような経路を通る。このとき、レンズ1
4のピントを凹レンズアレー12に合わせたテレビカメ
ラ13によって撮影された画像18は図1(b)のよう
になる。この画像18における点光源A15と点光源B
16の位置関係は、各凹レンズから見た点光源A15と
点光源B16の位置関係に等しい。すなわち、この画像
18は、従来の立体画像撮影装置で必須であった電気的
計算処理を施した後の画像、具体的には図7に示したI
P画像74に等しく、IPディスプレイ80(図8)に
直接入力することができる。その結果、IPディスプレ
イにおいて、図8について説明したように、もとの被写
体と同じ光線が再現され、特殊なめがねなしで、立体画
像を見ることができる。
From the point light sources A15 and B16,
Light rays are emitted in all directions. Since those rays are refracted by the concave lens array 12, the concave lens array 12
Light rays passing through change direction. As a result, the light beam 17 emitted from each point light source and incident on the lens 14 of the television camera 13 follows a path as shown. At this time, lens 1
An image 18 photographed by the television camera 13 in which the focus of No. 4 is adjusted to the concave lens array 12 is as shown in FIG. Point light source A15 and point light source B in this image 18
The positional relationship 16 is equal to the positional relationship between the point light source A15 and the point light source B16 viewed from each concave lens. That is, this image 18 is an image after the electrical calculation processing which is indispensable in the conventional three-dimensional image photographing apparatus, specifically, the image 18 shown in FIG.
Equivalent to the P image 74 and can be input directly to the IP display 80 (FIG. 8). As a result, as described with reference to FIG. 8, on the IP display, the same light rays as the original subject are reproduced, and a stereoscopic image can be viewed without special glasses.

【0016】次に、図2を参照して本発明の第2の実施
例を説明する。本実施例の装置は第1の実施例の装置に
おける凹レンズアレーに近接して凸レンズを配置したも
ので、その他の構成は第1の実施例の装置と同じであ
る。図2(a)に示すように、凹レンズアレー22に近
接して凸レンズ29が配置されている。凹レンズアレー
22と凸レンズ29の距離は装置構成の便宜上から適宜
定めることができる。凸レンズ29の焦点距離は変更可
能であるが、図2(a)は焦点距離が凸レンズ29とテ
レビカメラ23の距離に等しい場合について図示したも
のである。凸レンズ29の径は、凹レンズアレー22の
大きさと同じであり、1つの凹レンズの径に比べて十分
に大きい。従って、1つの凹レンズの径程度の範囲では
凸レンズ29の表面は平面であるとみなすことができ
る。凸レンズ29はピント合わせには関与せず、単に光
の進む方向を変えるだけである。よって、凸レンズ29
の焦点距離は光電変換素子までの距離に等しいことを必
要としない。ここでも、図1と同様に、凹レンズアレー
22を構成する多数の凹レンズのうち、3個の凹レンズ
21b、21c、21dのみを図示している。また、被
写体が2個の点光源A25および点光源B26である場
合について説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The apparatus according to the present embodiment is different from the apparatus according to the first embodiment in that a convex lens is arranged close to the concave lens array. The other configuration is the same as that of the apparatus according to the first embodiment. As shown in FIG. 2A, a convex lens 29 is arranged near the concave lens array 22. The distance between the concave lens array 22 and the convex lens 29 can be appropriately determined for convenience of the device configuration. Although the focal length of the convex lens 29 can be changed, FIG. 2A illustrates a case where the focal length is equal to the distance between the convex lens 29 and the television camera 23. The diameter of the convex lens 29 is the same as the size of the concave lens array 22, and is sufficiently larger than the diameter of one concave lens. Therefore, the surface of the convex lens 29 can be regarded as a flat surface within the range of the diameter of one concave lens. The convex lens 29 does not participate in focusing, but merely changes the direction in which light travels. Therefore, the convex lens 29
Does not need to be equal to the distance to the photoelectric conversion element. Here, as in FIG. 1, only three concave lenses 21b, 21c, and 21d are shown among a large number of concave lenses constituting the concave lens array 22. Further, a case where the objects are two point light sources A25 and B26 will be described.

【0017】点光源A25、点光源B26を出射し、凹
レンズアレー22および凸レンズ29で屈折してテレビ
カメラ23のレンズ24に入射する光線27は図示した
経路を通る。このとき、レンズ24のピントを凹レンズ
アレー22に合わせたテレビカメラ23によって撮影さ
れる画像28は図2(b)のようになり、第1の実施例
の装置と同様に、IP画像74(図7)に等しく、IP
ディスプレイ80(図8)に直接入力することができ
る。
Light rays 27 emitted from the point light sources A25 and B26, refracted by the concave lens array 22 and the convex lens 29, and incident on the lens 24 of the television camera 23 pass through the illustrated path. At this time, the image 28 captured by the television camera 23 in which the focus of the lens 24 is adjusted to the concave lens array 22 is as shown in FIG. 2B, and the IP image 74 (FIG. 7) equal to IP
It can be input directly to the display 80 (FIG. 8).

【0018】次に、第2の実施例の装置が第1の実施例
の装置に比べて優れている点を説明する。第1の実施例
の装置を示す図1(a)と第2の実施例の装置を示す図
2(a)のそれぞれにおいて、凹レンズアレー12およ
び22を出射する際の光線の角度に注目すると、第1の
実施例の装置では各凹レンズ11b、11c、11dご
とに出射する光線の角度が異なるが、第2の実施例の装
置では全ての各凹レンズ21b、21c、21dにおい
て光線は凹レンズアレー22に対して垂直に出射する。
これは、凹レンズアレー22に近接して焦点距離が凸レ
ンズ29とテレビカメラの距離に等しい凸レンズ29を
配置したことによる。この事実をもとに、第1および第
2の実施例の装置において、各凹レンズが撮影する光線
の方向を考える。図3は、簡略化のために、凹レンズア
レー12および凹レンズアレー22をそれぞれ5個の凹
レンズ11a〜11eおよび凹レンズ21a〜21eの
構成として、左端の凹レンズ11a、21aと右端の凹
レンズ11e、21eが撮影する光線の範囲を示したも
のである。図3(a)の構成は図1(a)と等しく、図
3(b)の構成は図2(a)に等しい。図3(a)に示
す第1の実施例の装置では、左端の凹レンズ11aが撮
影する範囲と右端の凹レンズ11eが撮影する範囲が外
側を向いている。これに対し、図3(b)に示す第2の
実施例の装置では、左端と右端の凹レンズ21a、21
eがそれぞれ撮影する範囲は平行である。さらに、凸レ
ンズ29の焦点距離を図3(b)のそれより短くした凸
レンズ29'を具えた図3(c)の装置では、左端と右
端の凹レンズ21a、21eがそれぞれ撮影する範囲は
内側を向いている。このように、第2の実施例の装置で
は、凸レンズ29の焦点距離を変更することにより、左
端と右端の凹レンズ21a、21eがそれぞれ撮影する
範囲を外側に向けたり、内側に向けたり、平行にしたり
することができる。これにより撮影する被写体の奥行き
を調整することができる。
Next, the point that the apparatus of the second embodiment is superior to the apparatus of the first embodiment will be described. In each of FIG. 1 (a) showing the device of the first embodiment and FIG. 2 (a) showing the device of the second embodiment, focusing on the angle of the light beam when exiting the concave lens arrays 12 and 22, In the apparatus of the first embodiment, the angle of the light beam emitted from each of the concave lenses 11b, 11c, and 11d is different, but in the apparatus of the second embodiment, the light beam is transmitted to the concave lens array 22 in all of the concave lenses 21b, 21c, and 21d. The light is emitted perpendicularly.
This is because the convex lens 29 whose focal length is equal to the distance between the convex lens 29 and the television camera is arranged close to the concave lens array 22. Based on this fact, the directions of the light rays captured by each concave lens in the devices of the first and second embodiments will be considered. FIG. 3 shows the concave lens array 12 and the concave lens array 22 as five concave lenses 11a to 11e and concave lenses 21a to 21e, respectively, for the sake of simplicity. It shows the range of the light beam. The configuration of FIG. 3A is equal to FIG. 1A, and the configuration of FIG. 3B is equal to FIG. In the apparatus of the first embodiment shown in FIG. 3A, the range photographed by the concave lens 11a on the left end and the range photographed by the concave lens 11e on the right face outward. On the other hand, in the apparatus of the second embodiment shown in FIG. 3B, the concave lenses 21a and 21a at the left end and the right end are used.
The ranges where e captures images are parallel. Further, in the apparatus of FIG. 3C provided with a convex lens 29 'in which the focal length of the convex lens 29 is shorter than that of FIG. 3B, the photographing ranges of the concave lenses 21a and 21e at the left end and the right end respectively face inward. ing. As described above, in the apparatus of the second embodiment, by changing the focal length of the convex lens 29, the left and right concave lenses 21a and 21e respectively direct the photographing ranges outward, inward, and parallel. Or you can. Thereby, the depth of the subject to be photographed can be adjusted.

【0019】次に、図4を参照して本発明の第3の実施
例を説明する。本実施例の装置は、第2の実施例の装置
において、テレビカメラ23の位置を凹レンズアレーに
近づけたり遠ざけたりすることによって、各凹レンズを
通して撮影される光線の角度を調整することができるよ
うにしたものである。図4(b)は図2の装置と同じも
のであり、この装置で撮影された画像をIPディスプレ
イ80(図8)に直接入力することができることは上述
したとおりである。図4(a)は、図4(b)に比べて
テレビカメラ23の位置が凹レンズアレー22から遠い
場合、図4(c)は、図4(b)に比べてテレビカメラ
23の位置が凹レンズアレー22に近い場合を示してい
る。これらの場合も、各凹レンズによって撮影される被
写体の像は図2(b)に示したと同様であり、IPディ
スプレイに直接入力することができる。これら、テレビ
カメラ23の位置が異なる3つの場合において、凹レン
ズアレー22の左端の凹レンズ21aおよび右端の凹レ
ンズ21eが撮影する光線の範囲は、それぞれ図示され
るようになる。図4から明らかなように、凹レンズ21
aと凹レンズ21eが撮影する光線は、テレビカメラ2
3が凹レンズアレー22から遠いほど内側を向き、近い
ほど外側を向く。このように、テレビカメラを移動させ
る機構を設け、テレビカメラ23の位置を凹レンズアレ
ー22に近づけたり遠ざけたりすることによって、各凹
レンズを通して撮影される光線の角度を調整することが
できる。図4では凹レンズアレーに近接して凸レンズを
配置した第2の実施例にテレビカメラの移動を適用した
場合を例に説明したが、テレビカメラを移動させること
は凸レンズが配置されていない第1の実施例に対しても
適用できることは言うまでもない。いずれの構成でも、
結果として第2の実施例の装置と同様に撮影される被写
体の奥行きを調整することができる。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The device of the present embodiment differs from the device of the second embodiment in that the position of the television camera 23 is moved closer to or away from the concave lens array so that the angle of the light beam captured through each concave lens can be adjusted. It was done. FIG. 4B is the same as the device in FIG. 2, and as described above, an image captured by this device can be directly input to the IP display 80 (FIG. 8). 4A shows a case where the position of the television camera 23 is farther from the concave lens array 22 than in FIG. 4B, and FIG. 4C shows a case where the position of the television camera 23 is concave compared to FIG. A case close to the array 22 is shown. Also in these cases, the image of the subject captured by each concave lens is the same as that shown in FIG. 2B, and can be directly input to the IP display. In these three cases where the position of the television camera 23 is different, the ranges of the light rays captured by the concave lens 21a at the left end and the concave lens 21e at the right end of the concave lens array 22 are respectively illustrated. As is clear from FIG.
a and the light beam photographed by the concave lens 21 e
3 faces inward as it is farther from the concave lens array 22, and faces outward as it is closer. Thus, by providing a mechanism for moving the television camera and moving the position of the television camera 23 closer to or away from the concave lens array 22, the angle of a light beam captured through each concave lens can be adjusted. FIG. 4 illustrates an example in which the movement of the television camera is applied to the second embodiment in which the convex lens is arranged close to the concave lens array. However, moving the television camera corresponds to the first embodiment in which the convex lens is not arranged. It goes without saying that the present invention can be applied to the embodiment. In either configuration,
As a result, the depth of the subject to be photographed can be adjusted in the same manner as in the apparatus of the second embodiment.

【0020】なお、上記の第2および第3の実施例の説
明では、凹レンズアレーの左端と右端の凹レンズのみに
注目して説明を行なったが、各凹レンズが撮影する光線
の角度の可変範囲は凹レンズアレーの中央から周辺に向
けて次第に大きくなっていくことは言うまでもない。
In the above description of the second and third embodiments, only the concave lenses at the left end and the right end of the concave lens array have been described, but the variable range of the angle of the light beam photographed by each concave lens is as follows. It goes without saying that the concave lens array gradually increases from the center to the periphery.

【0021】次に、図5を参照して本発明の第4の実施
例を説明する。第4の実施例の装置は、上述の3つの実
施例の装置のいずれかを一つの単位として、これをアレ
ー状に配置したものである。図5はその一例として、図
2に示した第2の実施例の装置を縦横にそれぞれ2式ず
つ並べたものである。例えば、凹レンズアレー51aと
凸レンズ52aとテレビカメラ53aからなる部分は第
2の実施例の装置に等しい。この部分がIPディスプレ
イに直接入力することができるIP画像を撮影する様子
は、第2の実施例で説明したとおりである。凹レンズア
レー51bと凸レンズ52bとテレビカメラ53bから
なる部分、凹レンズアレー51cと凸レンズ52cとテ
レビカメラ53cからなる部分、凹レンズアレー51d
と凸レンズ52dとテレビカメラ53dからなる部分も
同様であり、これらのテレビカメラ53a〜53dが撮
影した画像を、図7における画像73から74を生成す
るのと同じ手順で合成すれば、画素数の多いIP画像を
得ることができる。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. The device according to the fourth embodiment is such that any one of the devices according to the above-described three embodiments is used as one unit and arranged in an array. FIG. 5 shows, as an example, two sets of the apparatus of the second embodiment shown in FIG. 2 arranged vertically and horizontally. For example, the portion including the concave lens array 51a, the convex lens 52a, and the television camera 53a is the same as the device of the second embodiment. This part captures an IP image that can be directly input to the IP display, as described in the second embodiment. A part composed of a concave lens array 51b, a convex lens 52b and a television camera 53b, a part composed of a concave lens array 51c, a convex lens 52c and a television camera 53c, a concave lens array 51d
The same applies to the part consisting of the lens and the convex lens 52d and the television camera 53d. If the images taken by these television cameras 53a to 53d are synthesized in the same procedure as that for generating the images 73 to 74 in FIG. Many IP images can be obtained.

【0022】上述の各実施例では、結像レンズとCCD
などの光電変換素子を具えたテレビカメラを用いた例を
示したが、結像レンズによって写真フィルム上に画像を
結像させる光学写真機を用いることができることは言う
までもない。
In each of the above embodiments, the imaging lens and the CCD
Although an example using a television camera equipped with a photoelectric conversion element such as described above has been described, it is needless to say that an optical camera capable of forming an image on a photographic film by an imaging lens can be used.

【0023】[0023]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
画像を180度回転させるための電気的計算処理が不要
で、かつ複雑な正逆視変換光学系や高価な屈折率分布レ
ンズを用いずに、廉価な凹レンズを用いて、IPディス
プレイに直接入力することが可能な画像を撮影すること
ができる。
As described above, according to the present invention,
No electrical calculation for rotating the image by 180 degrees is required, and the image is directly input to the IP display using an inexpensive concave lens without using a complicated orthoscopic conversion optical system or an expensive refractive index distribution lens. Capable of capturing images.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を説明する模式図であ
る。
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施例を説明する模式図であ
る。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a second embodiment of the present invention.

【図3】第1および第2の実施例において、各凹レンズ
が撮影する光線の角度の範囲を比較して示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a comparison of the range of angles of light rays captured by each concave lens in the first and second embodiments.

【図4】本発明の第3の実施例を説明する模式図であ
る。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating a third embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4の実施例を説明する模式図であ
る。
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a fourth embodiment of the present invention.

【図6】従来の立体画像撮影装置を示す模式図である。FIG. 6 is a schematic view showing a conventional stereoscopic image photographing apparatus.

【図7】従来技術における電気的計算処理の様子を示す
図である。
FIG. 7 is a diagram showing a state of an electrical calculation process in the related art.

【図8】立体画像撮影装置によって撮影された画像をI
Pディスプレイに表示したときの、光線の再現を示す図
である。
FIG. 8 shows an image captured by the stereoscopic image capturing apparatus as I
It is a figure which shows the reproduction of a light ray when it displays on P display.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11a、11b、11c、11d、11e 凹レンズア
レー12を構成する凹レンズ 12 凹レンズアレー 13 テレビカメラ 14 テレビカメラ13のレンズ 15 被写体A 16 被写体B 17 テレビカメラ13に入射する光線 18 テレビカメラ13が撮影する画像 21a、21b、21c、21d、21e 凹レンズア
レー22を構成する凹レンズ 22 凹レンズアレー 23 テレビカメラ 24 テレビカメラ23のレンズ 25 被写体A 26 被写体B 27 テレビカメラ23に入射する光線 28 テレビカメラ23が撮影する画像 29、29' 凸レンズ 51a、51b、51c、51d 凹レンズアレー 52a、52b、52c、52d 凸レンズ 53a、53b、53c、53d テレビカメラ 61b、61c、61d 凸レンズアレー62を構成す
る凸レンズ 62 凸レンズアレー 63 テレビカメラ 64 テレビカメラ63のレンズ 65 点光源A 66 点光源B 67 テレビカメラ63に入射する光線 68 テレビカメラ63が撮影する画像 71 従来のIP画像撮影装置で撮影された画像 72b、72c、72d 画像71を分解した画像 73b、73c、73d 画像72b、72c、72d
を180度回転させた画像 74 画像73b、73c、73dを並べ直した画像 80 IPディスプレイ 81b、81c、81d 凸レンズアレー82を構成す
る凸レンズ 82 凸レンズアレー 83 平面ディスプレイ 84 再現された点光源A 85 再現された点光源B 86 再現された被写体の光線
11a, 11b, 11c, 11d, 11e Concave lens constituting concave lens array 12 Concave lens array 13 Television camera 14 Lens of television camera 13 Subject A 16 Subject B 17 Light incident on television camera 13 Image captured by television camera 13 21a, 21b, 21c, 21d, 21e Concave lens 22 constituting concave lens array 22 Concave lens array 23 Television camera 24 Lens of television camera 23 Subject A 26 Subject B 27 Rays incident on television camera 23 Image captured by television camera 23 29, 29 'convex lens 51a, 51b, 51c, 51d concave lens array 52a, 52b, 52c, 52d convex lens 53a, 53b, 53c, 53d television camera 61b, 61c, 61d convex lens array 62 Constituting convex lens 62 Convex lens array 63 Television camera 64 Lens of television camera 63 65 Point light source A 66 Point light source B 67 Light ray incident on television camera 63 68 Image photographed by television camera 63 71 Photographed by conventional IP image photographing apparatus Images 72b, 72c, 72d Images 73b, 73c, 73d obtained by decomposing the image 71 Images 72b, 72c, 72d
Image 180b rotated image by 74 degrees 74 image 73b, 73c, 73d rearranged image 80 IP display 81b, 81c, 81d convex lens constituting convex lens array 82 convex lens array 83 flat display 84 reproduced point light source A 85 reproduced Point light source B 86 Reproduced light ray of subject

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡野 文男 東京都世田谷区砧一丁目10番11号 日本放 送協会 放送技術研究所内 Fターム(参考) 5C061 AA06 AB02 AB06  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Fumio Okano 1-10-11 Kinuta, Setagaya-ku, Tokyo Japan Broadcasting Corporation Broadcasting Research Institute F-term (reference) 5C061 AA06 AB02 AB06

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の凹レンズがアレー状に並んだ凹レ
ンズアレーと、該凹レンズアレーに合焦するレンズを有
する1台のカメラを具えたことを特徴とする立体画像撮
像装置。
1. A three-dimensional image pickup apparatus comprising: a concave lens array in which a plurality of concave lenses are arranged in an array; and one camera having a lens that focuses on the concave lens array.
【請求項2】 複数の凹レンズがアレー状に並んだ凹レ
ンズアレーと、該凹レンズアレーに近接して配置された
凸レンズと、該凸レンズを通して前記凹レンズアレーに
合焦するレンズを有する1台のカメラを具えたことを特
徴とする立体画像撮像装置。
2. A camera comprising: a concave lens array in which a plurality of concave lenses are arranged in an array; a convex lens disposed close to the concave lens array; and a lens that focuses on the concave lens array through the convex lens. A three-dimensional image pickup device.
【請求項3】 請求項2に記載の立体画像撮像装置にお
いて、前記凸レンズは焦点距離が調節可能な凸レンズで
あることを特徴とする立体画像撮像装置。
3. A three-dimensional image pickup apparatus according to claim 2, wherein said convex lens is a convex lens whose focal length is adjustable.
【請求項4】 請求項1から3のいずれかに記載の立体
画像撮像装置において、前記カメラの位置を前記凹レン
ズアレーに対して移動させる手段をさらに具えたことを
特徴とする立体画像撮像装置。
4. The three-dimensional image pickup apparatus according to claim 1, further comprising a unit for moving a position of the camera with respect to the concave lens array.
【請求項5】 請求項1から4のいずれかに記載の立体
画像撮像装置を複数台並べて構成したことを特徴とする
立体画像撮像装置。
5. A three-dimensional image pickup device comprising a plurality of the three-dimensional image pickup devices according to claim 1 arranged side by side.
【請求項6】 前記カメラが、写真フィルム上に被写体
の像を結像させる結像レンズを具えた光学写真機である
ことを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の立
体画像撮像装置。
6. A three-dimensional image pickup apparatus according to claim 1, wherein said camera is an optical camera having an imaging lens for forming an image of a subject on a photographic film. apparatus.
【請求項7】 前記カメラが、光電変換素子上に被写体
の像を結像させる結像レンズを具えたテレビカメラであ
ることを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の
立体画像撮像装置。
7. The stereoscopic image pickup according to claim 1, wherein the camera is a television camera provided with an imaging lens that forms an image of a subject on a photoelectric conversion element. apparatus.
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