JP2001045521A - 立体画像撮影光学系及びそれを用いた立体画像撮影装置 - Google Patents
立体画像撮影光学系及びそれを用いた立体画像撮影装置Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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- H04N13/00—Stereoscopic video systems; Multi-view video systems; Details thereof
- H04N13/20—Image signal generators
- H04N13/204—Image signal generators using stereoscopic image cameras
- H04N13/207—Image signal generators using stereoscopic image cameras using a single 2D image sensor
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- Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
- Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 立体画像観察用の複数の視差画像を簡易な構
成で容易にしかも高性能で得ることができる立体画像撮
影光学系及びそれを用いた立体画像撮影装置を得るこ
と。 【解決手段】 被写体からの光束を反射させるミラーと
レンズ群とを用いて、左眼用と右眼用の２つの視差画像
に基づく光束を所定方向に導光する１対の前方レンズ系
と、該１対の前方レンズ系は光軸が交差しており、該光
軸が交差した位置又はその近傍に配置して、該１対の前
方レンズ系の光軸を一致させる合成光学素子と、該一致
した光軸と光軸が一致するように配置した後方レンズ系
と、該前方レンズ群と該後方レンズ群との間に配置した
光量制御手段と、を有し、該光量制御手段で該１対の前
方レンズ系からの各光束の透過及び不透過を交互に制御
して結像面に時系列的に左眼用と右眼用の視差画像を形
成していること。
成で容易にしかも高性能で得ることができる立体画像撮
影光学系及びそれを用いた立体画像撮影装置を得るこ
と。 【解決手段】 被写体からの光束を反射させるミラーと
レンズ群とを用いて、左眼用と右眼用の２つの視差画像
に基づく光束を所定方向に導光する１対の前方レンズ系
と、該１対の前方レンズ系は光軸が交差しており、該光
軸が交差した位置又はその近傍に配置して、該１対の前
方レンズ系の光軸を一致させる合成光学素子と、該一致
した光軸と光軸が一致するように配置した後方レンズ系
と、該前方レンズ群と該後方レンズ群との間に配置した
光量制御手段と、を有し、該光量制御手段で該１対の前
方レンズ系からの各光束の透過及び不透過を交互に制御
して結像面に時系列的に左眼用と右眼用の視差画像を形
成していること。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は立体画像撮影光学系
及びそれを用いた立体画像撮影装置に関し、ひとつの撮
像素子にシャッター手段を用いて左右の視差を有した画
像（視差画像）を時系列的に交互に導き、立体画像を得
る際に好適なものである。
及びそれを用いた立体画像撮影装置に関し、ひとつの撮
像素子にシャッター手段を用いて左右の視差を有した画
像（視差画像）を時系列的に交互に導き、立体画像を得
る際に好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】立体画像を観察する為には複数の視差画
像が必要となる。従来より、複数の視差画像を得る為の
立体画像撮影用の光学装置や撮影光学系が、種々と提案
されている。
像が必要となる。従来より、複数の視差画像を得る為の
立体画像撮影用の光学装置や撮影光学系が、種々と提案
されている。
【０００３】このうち、液晶シャッターを利用して、左
右の視差のある画像を時系列的にひとつの撮像素子の同
一領域に交互に導く立体画像撮影装置が、例えば特開平
０６−３２７０３６号公報で提案されている。
右の視差のある画像を時系列的にひとつの撮像素子の同
一領域に交互に導く立体画像撮影装置が、例えば特開平
０６−３２７０３６号公報で提案されている。
【０００４】特開平０６−３２７０３６号公報における
図１では、左右それぞれ２枚の反射ミラーと、面積的に
分割駆動可能な液晶シャッターと、撮影レンズより構成
され、前記液晶シャッターを、撮影レンズより被写体側
の前記撮影レンズの入射瞳近傍に配置することにより、
左右の視差を有した画像をひとつの撮像素子に交互に入
力することができるよう構成している。
図１では、左右それぞれ２枚の反射ミラーと、面積的に
分割駆動可能な液晶シャッターと、撮影レンズより構成
され、前記液晶シャッターを、撮影レンズより被写体側
の前記撮影レンズの入射瞳近傍に配置することにより、
左右の視差を有した画像をひとつの撮像素子に交互に入
力することができるよう構成している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】特開平０６−３２７０
３６号公報で提案されている立体画像撮影装置で用いら
れている液晶シャッターは一般的に、光線の入射角度が
偏光板に対し垂直な方向からずれてくると、例えば図４
に示すように消光比が悪くなるという特性を有してい
る。
３６号公報で提案されている立体画像撮影装置で用いら
れている液晶シャッターは一般的に、光線の入射角度が
偏光板に対し垂直な方向からずれてくると、例えば図４
に示すように消光比が悪くなるという特性を有してい
る。
【０００６】図４では液晶シャッターに対して光束の垂
直な場合の入射角を０度とし、入射角が２０度まで変化
した場合の消光比の変化の実測値の一例を示す。
直な場合の入射角を０度とし、入射角が２０度まで変化
した場合の消光比の変化の実測値の一例を示す。
【０００７】ここで、消光比とは、液晶シャッターの透
過率の最高値と最低値の比を表したものである。
過率の最高値と最低値の比を表したものである。
【０００８】ここで、図４において、実線のＦＬＣは強
誘電液晶を用いた液晶シャッターの消光比の角度特性を
示し、点線のＴＮはツイストネマチック液晶を用いた液
晶シャッターの消光比の角度特性を示す。
誘電液晶を用いた液晶シャッターの消光比の角度特性を
示し、点線のＴＮはツイストネマチック液晶を用いた液
晶シャッターの消光比の角度特性を示す。
【０００９】図４に示すように、一般的には強誘電液晶
を用いた液晶シャッターのほうが入射角度の変化に対す
る消光比の変化が少ない。
を用いた液晶シャッターのほうが入射角度の変化に対す
る消光比の変化が少ない。
【００１０】図４に示すような液晶シャッターの特性か
ら、上記従来例のように、撮影レンズの被写体側に液晶
シャッターを配置すると撮影レンズの画角に対応して、
液晶シャッターに入射する光束の角度が大きくなってく
る。この結果、画角の大きい撮影レンズを使用する場合
ほど、光を遮断させたいときの撮像素子の画面周辺の光
もれが多くなってくるという問題があった。
ら、上記従来例のように、撮影レンズの被写体側に液晶
シャッターを配置すると撮影レンズの画角に対応して、
液晶シャッターに入射する光束の角度が大きくなってく
る。この結果、画角の大きい撮影レンズを使用する場合
ほど、光を遮断させたいときの撮像素子の画面周辺の光
もれが多くなってくるという問題があった。
【００１１】このため、上記従来の立体画像撮影装置の
ように左右の視差を有した画像を時系列的に交互にひと
つの撮像素子に入力する場合、遮断したい側の画像が周
辺部でもれてしまい、たとえば右側の画像のみを入力し
たい場合に、左側の画像の周辺部がゴースト像のように
薄く重なって見えて、非常に見苦しい立体画像となる問
題があった。
ように左右の視差を有した画像を時系列的に交互にひと
つの撮像素子に入力する場合、遮断したい側の画像が周
辺部でもれてしまい、たとえば右側の画像のみを入力し
たい場合に、左側の画像の周辺部がゴースト像のように
薄く重なって見えて、非常に見苦しい立体画像となる問
題があった。
【００１２】また、光量制御手段に液晶シャッターを使
用すると、シャッターを通過したあとの光は偏光されて
しまう。このため、ＣＣＤ等の周期的に画像を取り込む
撮像素子を用いている場合、複屈折を用いたローパスフ
ィルターを用いているとローパス効果が弱まり、白黒モ
アレや、色モアレが生じて、撮像された画像が見苦しく
なるという問題があった。
用すると、シャッターを通過したあとの光は偏光されて
しまう。このため、ＣＣＤ等の周期的に画像を取り込む
撮像素子を用いている場合、複屈折を用いたローパスフ
ィルターを用いているとローパス効果が弱まり、白黒モ
アレや、色モアレが生じて、撮像された画像が見苦しく
なるという問題があった。
【００１３】また液晶シャッターの被写体側の偏光板に
より撮影光も偏光されてしまうので、実際に撮影者が肉
眼で見た場合の被写体の光沢と、撮像された被写体の画
像の光沢が著しく異なるといった問題があった。
より撮影光も偏光されてしまうので、実際に撮影者が肉
眼で見た場合の被写体の光沢と、撮像された被写体の画
像の光沢が著しく異なるといった問題があった。
【００１４】本発明は、液晶シャッターを用いて視差画
像を得るとき、画面全体において、遮断側の光もれが少
なく、かつ白黒モアレや色モアレの発生が少なく、また
被写体の光沢が自然に撮影可能な視差画像が容易に得ら
れる立体画像撮影光学系及びそれを用いた立体画像撮影
装置の提供を目的とする。
像を得るとき、画面全体において、遮断側の光もれが少
なく、かつ白黒モアレや色モアレの発生が少なく、また
被写体の光沢が自然に撮影可能な視差画像が容易に得ら
れる立体画像撮影光学系及びそれを用いた立体画像撮影
装置の提供を目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明の立体画
像撮影光学系は、被写体からの光束を反射させるミラー
とレンズ群とを用いて、左眼用と右眼用の２つの視差画
像に基づく光束を所定方向に導光する１対の前方レンズ
系と、該１対の前方レンズ系は光軸が交差しており、該
光軸が交差した位置又はその近傍に配置して、該１対の
前方レンズ系の光軸を一致させる合成光学素子と、該一
致した光軸と光軸が一致するように配置した後方レンズ
系と、該前方レンズ群と該後方レンズ群との間に配置し
た光量制御手段と、を有し、該光量制御手段で該１対の
前方レンズ系からの各光束の透過及び不透過を交互に制
御して結像面に時系列的に左眼用と右眼用の視差画像を
形成していることを特徴としている。
像撮影光学系は、被写体からの光束を反射させるミラー
とレンズ群とを用いて、左眼用と右眼用の２つの視差画
像に基づく光束を所定方向に導光する１対の前方レンズ
系と、該１対の前方レンズ系は光軸が交差しており、該
光軸が交差した位置又はその近傍に配置して、該１対の
前方レンズ系の光軸を一致させる合成光学素子と、該一
致した光軸と光軸が一致するように配置した後方レンズ
系と、該前方レンズ群と該後方レンズ群との間に配置し
た光量制御手段と、を有し、該光量制御手段で該１対の
前方レンズ系からの各光束の透過及び不透過を交互に制
御して結像面に時系列的に左眼用と右眼用の視差画像を
形成していることを特徴としている。
【００１６】請求項２の発明の立体画像撮影光学系は、
被写体からの光束を反射させるミラーとレンズ群とを用
いて、左眼用と右眼用の２つの視差画像に基づく光束を
所定方向に導光する１対の前方レンズ系と、該１対の前
方レンズ系は光軸が交差しており、該光軸が交差した位
置又はその近傍に配置して、該１対の前方レンズ系の光
軸を一致させる合成光学素子と、該一致した光軸と光軸
が一致するように配置した後方レンズ系と、該前方レン
ズ群と該合成光学素子との間に配置した１対の光量制御
手段と、を有し、該１対の光量制御手段で該１対の前方
レンズ系からの各光束の透過及び不透過を交互に制御し
て結像面に時系列的に左眼用と右眼用の視差画像を形成
していることを特徴としている。
被写体からの光束を反射させるミラーとレンズ群とを用
いて、左眼用と右眼用の２つの視差画像に基づく光束を
所定方向に導光する１対の前方レンズ系と、該１対の前
方レンズ系は光軸が交差しており、該光軸が交差した位
置又はその近傍に配置して、該１対の前方レンズ系の光
軸を一致させる合成光学素子と、該一致した光軸と光軸
が一致するように配置した後方レンズ系と、該前方レン
ズ群と該合成光学素子との間に配置した１対の光量制御
手段と、を有し、該１対の光量制御手段で該１対の前方
レンズ系からの各光束の透過及び不透過を交互に制御し
て結像面に時系列的に左眼用と右眼用の視差画像を形成
していることを特徴としている。
【００１７】請求項３の発明の立体画像撮影光学系は、
被写体からの光束を反射させるミラーとレンズ群とを用
いて、左眼用と右眼用の２つの視差画像に基づく光束を
所定方向に導光する１対の前方レンズ系と、該１対の前
方レンズ系は光軸が交差しており、該光軸が交差した位
置又はその近傍に配置して、該１対の前方レンズ系の光
軸を一致させる合成光学素子と、該一致した光軸と光軸
が一致するように配置した後方レンズ系と、該合成光学
素子と該後方レンズ群との間に配置した光量制御手段
と、を有し、該光量制御手段は面積的に光の透過及び不
透過を交互に制御して結像面に時系列的に左眼用と右眼
用の視差画像を形成していることを特徴としている。
被写体からの光束を反射させるミラーとレンズ群とを用
いて、左眼用と右眼用の２つの視差画像に基づく光束を
所定方向に導光する１対の前方レンズ系と、該１対の前
方レンズ系は光軸が交差しており、該光軸が交差した位
置又はその近傍に配置して、該１対の前方レンズ系の光
軸を一致させる合成光学素子と、該一致した光軸と光軸
が一致するように配置した後方レンズ系と、該合成光学
素子と該後方レンズ群との間に配置した光量制御手段
と、を有し、該光量制御手段は面積的に光の透過及び不
透過を交互に制御して結像面に時系列的に左眼用と右眼
用の視差画像を形成していることを特徴としている。
【００１８】請求項４の発明の立体画像撮影光学系は、
被写体からの光束を反射させるミラーとレンズ群とを用
いて、左眼用と右眼用の２つの視差画像に基づく光束を
所定方向に導光する１対の前方レンズ系と、該１対の前
方レンズ系は光軸が交差しており、該光軸が交差した位
置又はその近傍に配置して、該１対の前方レンズ系の光
軸を一致させる合成光学素子と、該一致した光軸と光軸
が一致するように配置した後方レンズ系と、を有し、該
合成光学素子の左眼用と右眼用の視差画像に基づく光を
反射させる２つの反射面には各々光の透過及び不透過を
制御する光量制御手段が設けられており、該光量制御手
段で光束の透過及び不透過を交互に制御して結像面に設
けた撮像素子に時系列的に左眼用と右眼用の視差画像を
形成していることを特徴としている。
被写体からの光束を反射させるミラーとレンズ群とを用
いて、左眼用と右眼用の２つの視差画像に基づく光束を
所定方向に導光する１対の前方レンズ系と、該１対の前
方レンズ系は光軸が交差しており、該光軸が交差した位
置又はその近傍に配置して、該１対の前方レンズ系の光
軸を一致させる合成光学素子と、該一致した光軸と光軸
が一致するように配置した後方レンズ系と、を有し、該
合成光学素子の左眼用と右眼用の視差画像に基づく光を
反射させる２つの反射面には各々光の透過及び不透過を
制御する光量制御手段が設けられており、該光量制御手
段で光束の透過及び不透過を交互に制御して結像面に設
けた撮像素子に時系列的に左眼用と右眼用の視差画像を
形成していることを特徴としている。
【００１９】請求項５の発明は請求項１の発明におい
て、前記光量制御手段の一部は前記前方レンズ系と前記
合成光学素子との間に配置され、他の一部は該合成光学
素子と前記後方レンズ系との間に配置されていることを
特徴としている。
て、前記光量制御手段の一部は前記前方レンズ系と前記
合成光学素子との間に配置され、他の一部は該合成光学
素子と前記後方レンズ系との間に配置されていることを
特徴としている。
【００２０】請求項６の発明は請求項１から５のいずれ
か１項の発明において、前記光量制御手段は液晶層と偏
光板とを有する液晶シャッターよりなることを特徴とし
ている。
か１項の発明において、前記光量制御手段は液晶層と偏
光板とを有する液晶シャッターよりなることを特徴とし
ている。
【００２１】請求項７の発明は請求項１，２，３，５又
は６の発明において、前記光量制御手段は、液晶層と、
液晶層を挟む両側に配置される偏光板と、光の入射側と
射出側の少なくとも一方に、１／４波長板が配置される
ことを特徴としている。
は６の発明において、前記光量制御手段は、液晶層と、
液晶層を挟む両側に配置される偏光板と、光の入射側と
射出側の少なくとも一方に、１／４波長板が配置される
ことを特徴としている。
【００２２】請求項８の発明は請求項１，２，３，５又
は６の発明において、前記光量制御手段は、液晶層と、
液晶層を挟む両側に配置される偏光板と、光の入射側と
射出側に、１／４波長板が配置されることを特徴として
いる。
は６の発明において、前記光量制御手段は、液晶層と、
液晶層を挟む両側に配置される偏光板と、光の入射側と
射出側に、１／４波長板が配置されることを特徴として
いる。
【００２３】請求項９の発明は請求項６，７又は８の発
明において、前記液晶層の液晶は強誘電液晶であること
を特徴としている。
明において、前記液晶層の液晶は強誘電液晶であること
を特徴としている。
【００２４】請求項１０の発明は請求項１から９のいず
れか１項の発明において、前記１対の前方レンズ系の光
軸が交差する位置又はその近傍に絞りを有していること
を特徴としている。
れか１項の発明において、前記１対の前方レンズ系の光
軸が交差する位置又はその近傍に絞りを有していること
を特徴としている。
【００２５】請求項１１の発明は請求項１から１０のい
ずれか１項の発明において、前記合成光学素子は射角を
反射面とする３角柱プリズムより成り、該３角柱プリズ
ムの頂角を含む稜線上で、前記１対の前方レンズ系の光
軸及び後方レンズ系の光軸が交差していることを特徴と
している。
ずれか１項の発明において、前記合成光学素子は射角を
反射面とする３角柱プリズムより成り、該３角柱プリズ
ムの頂角を含む稜線上で、前記１対の前方レンズ系の光
軸及び後方レンズ系の光軸が交差していることを特徴と
している。
【００２６】請求項１２の発明は請求項１から１１のい
ずれか１項の発明において、前記後方レンズ系は変倍部
及び合焦部を有していることを特徴としている。
ずれか１項の発明において、前記後方レンズ系は変倍部
及び合焦部を有していることを特徴としている。
【００２７】請求項１３の発明は請求項１から１２のい
ずれか１項の発明において、前記前方レンズ系は負の屈
折力を有し、前記後方レンズ系は正の屈折力を有してい
ることを特徴としている。
ずれか１項の発明において、前記前方レンズ系は負の屈
折力を有し、前記後方レンズ系は正の屈折力を有してい
ることを特徴としている。
【００２８】請求項１４の発明の立体画像撮影装置は、
請求項１から１３のいずれか１項の立体画像撮影光学系
と、ローパスフィルターと、周期的に画像を取り込む撮
像素子と、を有していることを特徴としている。
請求項１から１３のいずれか１項の立体画像撮影光学系
と、ローパスフィルターと、周期的に画像を取り込む撮
像素子と、を有していることを特徴としている。
【００２９】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施形態１の立体
画像撮影光学系を用いた立体画像撮影装置の光学断面図
である。図１の立体画像撮影光学系（撮影光学系）は２
つの視差画像を時系列に得る場合を示している。
画像撮影光学系を用いた立体画像撮影装置の光学断面図
である。図１の立体画像撮影光学系（撮影光学系）は２
つの視差画像を時系列に得る場合を示している。
【００３０】図１の撮影光学系は、人間の眼の幅にほぼ
等しい間隔で略並行に配置される左右の光軸ＡＸＬ，Ａ
ＸＲをそれぞれ内向きに偏向させる左右２つの反射ミラ
ーＭＬ，ＭＲと、左右２つの同じ構成の負の屈折力の第
１レンズ群１ＧＬ，１ＧＲと、光量制御手段としての左
右２つの液晶シャッターＳＬ，ＳＲと、撮影光学系の絞
り位置近傍に配置される左右の光軸ＡＸＬ，ＡＸＲを重
ね合わせるため面ＰＬ，ＰＲに反射コートが施された三
角プリズム（合成光学素子）Ｐと、光量調節のための絞
りＳＰと、像面ＦＰに対し常時固定の全体として弱い負
屈折力の第２レンズ群２Ｇと、広角端から望遠端への変
倍時に像側から物体側へ光軸上を移動可能な、全体とし
て正屈折力の第３レンズ群３Ｇと、広角端から望遠端へ
の変倍に伴う像面位置の補正のために光軸上を移動可能
な、全体として正屈折力の第４レンズ群４Ｇと、物体距
離の変化に応じて光軸上を移動可能な全体として正屈折
力の第５レンズ群５Ｇと、光学ローパスフィルターＬＦ
Ｐと、色分解プリズムＰＧより構成している。
等しい間隔で略並行に配置される左右の光軸ＡＸＬ，Ａ
ＸＲをそれぞれ内向きに偏向させる左右２つの反射ミラ
ーＭＬ，ＭＲと、左右２つの同じ構成の負の屈折力の第
１レンズ群１ＧＬ，１ＧＲと、光量制御手段としての左
右２つの液晶シャッターＳＬ，ＳＲと、撮影光学系の絞
り位置近傍に配置される左右の光軸ＡＸＬ，ＡＸＲを重
ね合わせるため面ＰＬ，ＰＲに反射コートが施された三
角プリズム（合成光学素子）Ｐと、光量調節のための絞
りＳＰと、像面ＦＰに対し常時固定の全体として弱い負
屈折力の第２レンズ群２Ｇと、広角端から望遠端への変
倍時に像側から物体側へ光軸上を移動可能な、全体とし
て正屈折力の第３レンズ群３Ｇと、広角端から望遠端へ
の変倍に伴う像面位置の補正のために光軸上を移動可能
な、全体として正屈折力の第４レンズ群４Ｇと、物体距
離の変化に応じて光軸上を移動可能な全体として正屈折
力の第５レンズ群５Ｇと、光学ローパスフィルターＬＦ
Ｐと、色分解プリズムＰＧより構成している。
【００３１】色分解プリズムＰＧは、物体からの光をＲ
ＧＢ３つの色光に分解する役割を担っている。
ＧＢ３つの色光に分解する役割を担っている。
【００３２】従って、像面ＦＰは各色光の光路に応じて
３つの撮像素子（ＣＣＤ）が配されることになるが、図
１では簡単化のため省略している。
３つの撮像素子（ＣＣＤ）が配されることになるが、図
１では簡単化のため省略している。
【００３３】撮像素子ＣＣＤ１は像面と一致している。
前記撮像素子ＣＣＤ１は周期的に画像を取り込むＣＣＤ
等の撮像素子を示す。
前記撮像素子ＣＣＤ１は周期的に画像を取り込むＣＣＤ
等の撮像素子を示す。
【００３４】前記左右２つの液晶シャッター（光量制御
手段）ＳＬ，ＳＲを交互に開閉させることにより、撮像
素子ＣＣＤ１上に左右の視差を有する画像を交互に時系
列的に導いている。
手段）ＳＬ，ＳＲを交互に開閉させることにより、撮像
素子ＣＣＤ１上に左右の視差を有する画像を交互に時系
列的に導いている。
【００３５】図２は図１の液晶シャッターＳＬ（ＳＲ）
の要部断面図である。左右の液晶シャッターＳＬ（Ｓ
Ｒ）は図２に示すように、それぞれ被写体側から、１／
４波長板Ｐ１、偏光板Ｈ１、カバーガラスＣＧ１，液晶
層ＬＣ、カバーガラスＣＧ２，偏光板Ｈ２、そして１／
４波長板Ｐ２より構成される。液晶層ＬＣに対向する面
には透明電極が付けられている。
の要部断面図である。左右の液晶シャッターＳＬ（Ｓ
Ｒ）は図２に示すように、それぞれ被写体側から、１／
４波長板Ｐ１、偏光板Ｈ１、カバーガラスＣＧ１，液晶
層ＬＣ、カバーガラスＣＧ２，偏光板Ｈ２、そして１／
４波長板Ｐ２より構成される。液晶層ＬＣに対向する面
には透明電極が付けられている。
【００３６】左右の液晶シャッターＳＬ，ＳＲを、左右
の負の屈折力の第１レンズ群１ＧＬ，１ＧＲと三角柱プ
リズムＰの間に配置することにより、左右の液晶シャッ
ターＳＬ，ＳＲへの軸外主光線の入射角度を小さくし
て、撮像素子ＣＣＤ１の受光面全域における、液晶シャ
ッター遮断時の、光もれを小さくしている。
の負の屈折力の第１レンズ群１ＧＬ，１ＧＲと三角柱プ
リズムＰの間に配置することにより、左右の液晶シャッ
ターＳＬ，ＳＲへの軸外主光線の入射角度を小さくし
て、撮像素子ＣＣＤ１の受光面全域における、液晶シャ
ッター遮断時の、光もれを小さくしている。
【００３７】本実施例においては、第１レンズ群１Ｇ
Ｌ，１ＧＲより被写体側に液晶シャッターＳＬ，ＳＲを
配置した場合と比較して、光束の液晶シャッターヘの最
大入射角を半分以下にしている。
Ｌ，１ＧＲより被写体側に液晶シャッターＳＬ，ＳＲを
配置した場合と比較して、光束の液晶シャッターヘの最
大入射角を半分以下にしている。
【００３８】本実施形態のように、画像合成手段（合成
光学素子）である三角柱プリズムＰより被写体側に負の
屈折力のレンズ群を１ＧＬ，１ＧＲを配置することによ
り、撮影光学系全体としてレトロフォーカスの構成と
し、十分なバックフォーカスが得られ易く、また広角化
も容易としている。また、広角化に伴う液晶シャッター
ＳＲ，ＳＬ面の軸外主光線の入射角度の増大に対して
も、第１レンズ群１ＧＲ，１ＧＬを負の屈折力とするこ
とで、絞り位置ＳＰ近傍の液晶シャッター面に対する軸
外主光線角度を小さくしている。
光学素子）である三角柱プリズムＰより被写体側に負の
屈折力のレンズ群を１ＧＬ，１ＧＲを配置することによ
り、撮影光学系全体としてレトロフォーカスの構成と
し、十分なバックフォーカスが得られ易く、また広角化
も容易としている。また、広角化に伴う液晶シャッター
ＳＲ，ＳＬ面の軸外主光線の入射角度の増大に対して
も、第１レンズ群１ＧＲ，１ＧＬを負の屈折力とするこ
とで、絞り位置ＳＰ近傍の液晶シャッター面に対する軸
外主光線角度を小さくしている。
【００３９】また、液晶ＬＣと２枚の偏光板Ｈ１，Ｈ２
で構成される液晶シャッターＳＬ（ＳＲ）の被写体側お
よび撮像素子側の両方に、１／４波長板Ｐ１，Ｐ２を配
置することにより、被写体の偏光による光沢の変化や、
偏光による水晶ローパスフィルターＬＰＦの効果の減少
によるモアレの発生を防ぎ、自然な画像を撮影すること
ができるようにしている。
で構成される液晶シャッターＳＬ（ＳＲ）の被写体側お
よび撮像素子側の両方に、１／４波長板Ｐ１，Ｐ２を配
置することにより、被写体の偏光による光沢の変化や、
偏光による水晶ローパスフィルターＬＰＦの効果の減少
によるモアレの発生を防ぎ、自然な画像を撮影すること
ができるようにしている。
【００４０】液晶シャッターＳＬ（ＳＲ）の両側に１／
４波長板Ｐ１，Ｐ２を配置することにより、液晶シャッ
ターＳＬ（ＳＲ）を通過する直線偏光光は、被写体側お
よび撮像側で円偏光となるので、偏光特性を有する被写
体の影響や、複屈折を利用して光線を分離する水晶ロー
パスフィルターの効果の減少を少なくしている。
４波長板Ｐ１，Ｐ２を配置することにより、液晶シャッ
ターＳＬ（ＳＲ）を通過する直線偏光光は、被写体側お
よび撮像側で円偏光となるので、偏光特性を有する被写
体の影響や、複屈折を利用して光線を分離する水晶ロー
パスフィルターの効果の減少を少なくしている。
【００４１】図１において広角端から望遠端の変倍時に
第３レンズ群３Ｇ、第４レンズ群４Ｇは図１に示す軌跡
３Ａ、４Ａのように光軸上を物体側へ移動して変倍と変
倍に伴う像面補正を行っている。第５レンズ群５Ｇは物
体距離が無限遠のときは軌跡５Ａのごとく像面に対し固
定であるが、物体距離の変動に応じて、例えば至近距離
物体のときは点線の軌跡５Ｂのように物体側に繰り出し
を行って物体距離の変動に対する像面位置の補正（フォ
ーカス）を行っている。
第３レンズ群３Ｇ、第４レンズ群４Ｇは図１に示す軌跡
３Ａ、４Ａのように光軸上を物体側へ移動して変倍と変
倍に伴う像面補正を行っている。第５レンズ群５Ｇは物
体距離が無限遠のときは軌跡５Ａのごとく像面に対し固
定であるが、物体距離の変動に応じて、例えば至近距離
物体のときは点線の軌跡５Ｂのように物体側に繰り出し
を行って物体距離の変動に対する像面位置の補正（フォ
ーカス）を行っている。
【００４２】矢印５Ｃは望遠端において無限遠物体から
至近物体へのフォーカス（合焦）を行うときの第５群５
Ｇの繰り出しを示している。第１レンズ群１ＧＬ（１Ｇ
Ｒ）から第５レンズ群５Ｇにより左眼（右眼）用の撮影
光学系を構成している。反射ミラーＭＬ（ＭＲ）と第１
レンズ群１ＧＬ（１ＧＲ）は前方レンズ系の一要素を構
成し、第２レンズ群２Ｇから第５レンズ群５Ｇで後方レ
ンズ系を構成している。
至近物体へのフォーカス（合焦）を行うときの第５群５
Ｇの繰り出しを示している。第１レンズ群１ＧＬ（１Ｇ
Ｒ）から第５レンズ群５Ｇにより左眼（右眼）用の撮影
光学系を構成している。反射ミラーＭＬ（ＭＲ）と第１
レンズ群１ＧＬ（１ＧＲ）は前方レンズ系の一要素を構
成し、第２レンズ群２Ｇから第５レンズ群５Ｇで後方レ
ンズ系を構成している。
【００４３】図１に示すように、撮影光学系の内部の物
体側に撮影光学系の入射瞳（絞り）ＳＰを設け、入射瞳
ＳＰにおいて左右の画像（視差画像）を第２レンズ群Ｌ
２側へ導光するよう三角プリズムＰを設けている。
体側に撮影光学系の入射瞳（絞り）ＳＰを設け、入射瞳
ＳＰにおいて左右の画像（視差画像）を第２レンズ群Ｌ
２側へ導光するよう三角プリズムＰを設けている。
【００４４】本実施形態では絞りＳＰに設けた３角プリ
ズム（合成光学素子）で絞り開口を２分している。３角
柱プリズムＰの頂角を含む稜線上で１対の前方レンズ系
の光軸と後方レンズ系の光軸が交差するようにしてい
る。そして左右のシャッターＳＬ，ＳＲを交互に切り換
えて、左右の視差画像を時系列的に像面ＦＰに配置した
撮像素子で得ている。
ズム（合成光学素子）で絞り開口を２分している。３角
柱プリズムＰの頂角を含む稜線上で１対の前方レンズ系
の光軸と後方レンズ系の光軸が交差するようにしてい
る。そして左右のシャッターＳＬ，ＳＲを交互に切り換
えて、左右の視差画像を時系列的に像面ＦＰに配置した
撮像素子で得ている。
【００４５】本実施形態は以上のような構成により撮影
光学系の前玉径を小さくし、物体側の軸外光束の広がり
を押さえている。これによって、左右２つの反射ミラー
ＭＬ，ＭＲや左右２つのシャッターＳＬ，ＳＲを小型化
でき、全体として小型な立体撮影用光学系を実現してい
る。
光学系の前玉径を小さくし、物体側の軸外光束の広がり
を押さえている。これによって、左右２つの反射ミラー
ＭＬ，ＭＲや左右２つのシャッターＳＬ，ＳＲを小型化
でき、全体として小型な立体撮影用光学系を実現してい
る。
【００４６】特に本実施形態ではシャッターＳＬ，ＳＲ
を小型化に対する為にシャッターＳＬ，ＳＲを反射ミラ
ーＭＬ，ＭＲと第１レンズ群１ＧＬ，１ＧＲの間に配置
している。シャッターＳＬ，ＳＲには、機械的なシャッ
ターを用いてもいいし、液晶シャッターを用いてもよ
い。
を小型化に対する為にシャッターＳＬ，ＳＲを反射ミラ
ーＭＬ，ＭＲと第１レンズ群１ＧＬ，１ＧＲの間に配置
している。シャッターＳＬ，ＳＲには、機械的なシャッ
ターを用いてもいいし、液晶シャッターを用いてもよ
い。
【００４７】また、三角プリズムＰの２つの反射面Ｐ
Ｌ，ＰＲを挟む角度（頂角）は絞りＳＰによる有効光束
のケラレや反射ミラーの小型化を考慮して、図１の実施
例では７５度に設定している。
Ｌ，ＰＲを挟む角度（頂角）は絞りＳＰによる有効光束
のケラレや反射ミラーの小型化を考慮して、図１の実施
例では７５度に設定している。
【００４８】また、本実施形態の構成では変倍光学系が
ひとつなので、変倍時の左右の倍率誤差や光軸のずれが
発生しない利点がある。
ひとつなので、変倍時の左右の倍率誤差や光軸のずれが
発生しない利点がある。
【００４９】図１の実施形態では、物体距離の変動に対
する像面位置の補正（フォーカス）を第５レンズ群で行
っているが、第１群以外のレンズ群であれば他のレンズ
群でも物体距離の変動に対する像面位置の補正が可能で
ある。
する像面位置の補正（フォーカス）を第５レンズ群で行
っているが、第１群以外のレンズ群であれば他のレンズ
群でも物体距離の変動に対する像面位置の補正が可能で
ある。
【００５０】また、さらなる光量調節のために、絞りＳ
Ｐの開口を変化させる方法の他に光量減衰フィルターを
第１レンズ群と反射ミラーの間や、第１レンズ群と合成
プリズムＰの間に、被写体の明るさに応じて、出し入れ
可能としてもよい。
Ｐの開口を変化させる方法の他に光量減衰フィルターを
第１レンズ群と反射ミラーの間や、第１レンズ群と合成
プリズムＰの間に、被写体の明るさに応じて、出し入れ
可能としてもよい。
【００５１】さらに、反射ミラーＭＬ，ＭＲを回転可動
とし、左右の光軸，ＡＸＬとＡＸＲの物体側で交差する
距離を、不図示の測距装置から得られた距離情報に応じ
て可変にすることにより、視差画像を得ても良い。これ
によれば、より見やすい立体画像を得ることができる。
とし、左右の光軸，ＡＸＬとＡＸＲの物体側で交差する
距離を、不図示の測距装置から得られた距離情報に応じ
て可変にすることにより、視差画像を得ても良い。これ
によれば、より見やすい立体画像を得ることができる。
【００５２】また、三角柱プリズムＰは２枚の平面ミラ
ーで構成してもよい。また、反射ミラーＭＬ，ＭＲを反
射プリズムにて構成することにより、軸外光線の広がり
を抑えて、さらなる小型化を実現してもよい。
ーで構成してもよい。また、反射ミラーＭＬ，ＭＲを反
射プリズムにて構成することにより、軸外光線の広がり
を抑えて、さらなる小型化を実現してもよい。
【００５３】図３は本発明の実施形態１で用いる左右の
液晶シャッターの他の実施形態の要部断面図である。
液晶シャッターの他の実施形態の要部断面図である。
【００５４】左右の液晶シャッターＳＬ，ＳＲは図３に
示すように、それぞれ被写体側から、カバーガラスＣＧ
３、１／４波長板Ｐ１、偏光板Ｈ１、カバーガラスＣＧ
１，液晶層ＬＣ、カバーガラスＣＧ２，偏光板Ｈ２、１
／４波長板Ｐ２、そしてカバーガラスＣＧ４より構成さ
れる。液晶層ＬＣに対向する面には透明電極が付けられ
ている。
示すように、それぞれ被写体側から、カバーガラスＣＧ
３、１／４波長板Ｐ１、偏光板Ｈ１、カバーガラスＣＧ
１，液晶層ＬＣ、カバーガラスＣＧ２，偏光板Ｈ２、１
／４波長板Ｐ２、そしてカバーガラスＣＧ４より構成さ
れる。液晶層ＬＣに対向する面には透明電極が付けられ
ている。
【００５５】図２に示した液晶シャッターに対しさらに
両側からカバーガラスＣＧ３，ＣＧ４で挟み込むように
構成することで、１／４波長板Ｐ１およびＰ２の平面性
の悪さを１／４波長板Ｐ１とカバーガラスＣＧ３の問お
よび１／４波長板Ｐ２とカバーガラスＣＧ４の間をカバ
ーガラスおよび１／４波長板の材質の屈折率に近い接着
剤で埋めることで改善している。
両側からカバーガラスＣＧ３，ＣＧ４で挟み込むように
構成することで、１／４波長板Ｐ１およびＰ２の平面性
の悪さを１／４波長板Ｐ１とカバーガラスＣＧ３の問お
よび１／４波長板Ｐ２とカバーガラスＣＧ４の間をカバ
ーガラスおよび１／４波長板の材質の屈折率に近い接着
剤で埋めることで改善している。
【００５６】図５は本発明の実施形態２の要部断面図で
ある。本実施形態は図１の実施形態１に比べて左右の２
つの液晶シャッターＳＬ，ＳＲを用いる代わりに、１つ
の液晶シャッターＳＴを合成光学素子Ｐと第２レンズ群
２Ｇとの間に配置した点が異なっており、その他の構成
は同じである。
ある。本実施形態は図１の実施形態１に比べて左右の２
つの液晶シャッターＳＬ，ＳＲを用いる代わりに、１つ
の液晶シャッターＳＴを合成光学素子Ｐと第２レンズ群
２Ｇとの間に配置した点が異なっており、その他の構成
は同じである。
【００５７】図５の構成例においては、人間の眼幅にほ
ぼ等しい間隔で略平行に配置される左右の光軸ＡＸＬ，
ＡＸＲをそれぞれ内向きに偏向させる左右２つの反射ミ
ラーＭＬ，ＭＲと、左右２つの負屈折力の第１レンズ群
１ＧＬ、１ＧＲと、撮影光学系の絞り位置近傍に配置さ
れる左右の光軸ＡＸＬ，ＡＸＲを重ね合わせるための三
角柱プリズムＰと、光量調節および左右の画像切り替え
のための液晶シャッターＳＴと、像面（撮像素子ＣＣＤ
１）に対し常時固定の全体として弱い負屈折力の第２レ
ンズ群２Ｇと、広角端から望遠端への変倍時に像面側か
ら被写体側へ光軸上を移動可能な、全体として正屈折力
の第３レンズ群３Ｇと、広角端から望遠端への変倍に伴
う像面位置の補正のために光軸上を移動可能な、全体と
して正屈折力の第４レンズ群４Ｇと、被写体距離の変化
に応じて光軸上を移動可能な全体として正屈折力の第５
レンズ群５Ｇと、光学ローパスフィルターＬＰＦと、色
分解プリズムＰＧ、撮像素子ＣＣＤ１（像面と一致）よ
り構成される。前記撮像素子ＣＣＤ１は周期的に画像を
取り込むＣＣＤ等の撮像素子を示す。
ぼ等しい間隔で略平行に配置される左右の光軸ＡＸＬ，
ＡＸＲをそれぞれ内向きに偏向させる左右２つの反射ミ
ラーＭＬ，ＭＲと、左右２つの負屈折力の第１レンズ群
１ＧＬ、１ＧＲと、撮影光学系の絞り位置近傍に配置さ
れる左右の光軸ＡＸＬ，ＡＸＲを重ね合わせるための三
角柱プリズムＰと、光量調節および左右の画像切り替え
のための液晶シャッターＳＴと、像面（撮像素子ＣＣＤ
１）に対し常時固定の全体として弱い負屈折力の第２レ
ンズ群２Ｇと、広角端から望遠端への変倍時に像面側か
ら被写体側へ光軸上を移動可能な、全体として正屈折力
の第３レンズ群３Ｇと、広角端から望遠端への変倍に伴
う像面位置の補正のために光軸上を移動可能な、全体と
して正屈折力の第４レンズ群４Ｇと、被写体距離の変化
に応じて光軸上を移動可能な全体として正屈折力の第５
レンズ群５Ｇと、光学ローパスフィルターＬＰＦと、色
分解プリズムＰＧ、撮像素子ＣＣＤ１（像面と一致）よ
り構成される。前記撮像素子ＣＣＤ１は周期的に画像を
取り込むＣＣＤ等の撮像素子を示す。
【００５８】液晶シャッターＳＴは図８に示すようにシ
ャッターの駆動領域ＬＣＥが面積的に駆動領域ＬＣＬと
ＬＣＲの左右２つに分かれており、左右の駆動領域ＬＣ
Ｌ，ＬＣＲの透過率を交互に高低させることにより、撮
像素子ＣＣＤ１上に左右の視差を有する画像を交互に時
系列的に導いている。
ャッターの駆動領域ＬＣＥが面積的に駆動領域ＬＣＬと
ＬＣＲの左右２つに分かれており、左右の駆動領域ＬＣ
Ｌ，ＬＣＲの透過率を交互に高低させることにより、撮
像素子ＣＣＤ１上に左右の視差を有する画像を交互に時
系列的に導いている。
【００５９】図５の実施形態において、左右の光軸の交
点ＣＰは液晶シャッターＳＴの液晶層とわずかにずれを
生じるので、図８に示すように左右の液晶の駆動領域Ｌ
ＣＬ，ＬＣＲの間に不透過部ＮＴをつくることで、光路
ずれによる遮断時の他チャンネルヘの光もれを防いでい
る。
点ＣＰは液晶シャッターＳＴの液晶層とわずかにずれを
生じるので、図８に示すように左右の液晶の駆動領域Ｌ
ＣＬ，ＬＣＲの間に不透過部ＮＴをつくることで、光路
ずれによる遮断時の他チャンネルヘの光もれを防いでい
る。
【００６０】さらに、絞りの機能も兼ねるのであれば、
液晶シャッターの開放時の透過率を最大値と最小値の間
に設定して光量制御を行ってもよい。また、液晶シャッ
ターの開閉時間を制御することでも同様の光量制御を行
うことができる。
液晶シャッターの開放時の透過率を最大値と最小値の間
に設定して光量制御を行ってもよい。また、液晶シャッ
ターの開閉時間を制御することでも同様の光量制御を行
うことができる。
【００６１】さらに詳しくは、液晶シャッターＳＴは図
６に示すように、それぞれ被写体側から、１／４波長板
Ｐ１、偏光板Ｈ１、カバーガラスＣＧ１，液晶層ＬＣ
Ｌ，ＬＣＲ、カバーガラスＣＧ２，偏光板Ｈ２、１／４
波長板Ｐ２より構成される。液晶層ＬＣに対向する面に
は透明電極が付けられている。
６に示すように、それぞれ被写体側から、１／４波長板
Ｐ１、偏光板Ｈ１、カバーガラスＣＧ１，液晶層ＬＣ
Ｌ，ＬＣＲ、カバーガラスＣＧ２，偏光板Ｈ２、１／４
波長板Ｐ２より構成される。液晶層ＬＣに対向する面に
は透明電極が付けられている。
【００６２】液晶シャッターＳＴを、三角柱プリズムＰ
と第２レンズ群２Ｇの間に配置することにより、液晶シ
ャッターＳＴへの軸外主光線の入射角度を小さくして、
撮像素子の受光面全域における、液晶シャッター遮断時
の光もれを小さくしている。
と第２レンズ群２Ｇの間に配置することにより、液晶シ
ャッターＳＴへの軸外主光線の入射角度を小さくして、
撮像素子の受光面全域における、液晶シャッター遮断時
の光もれを小さくしている。
【００６３】本実施形態においては、図１の第１レンズ
群１ＧＲ（１ＧＬ）より被写体側に液晶シャッターを配
置した場合と比較して、液晶シャッターへの最大入射角
を半分以下にすることができる。
群１ＧＲ（１ＧＬ）より被写体側に液晶シャッターを配
置した場合と比較して、液晶シャッターへの最大入射角
を半分以下にすることができる。
【００６４】また、液晶ＬＣＬと２枚の偏光板Ｈ１，Ｈ
２で構成される液晶シャッターの被写体側および撮像素
子側の両方に、１／４波長板Ｐ１，Ｐ２を配置すること
により、被写体の偏光による光沢の変化や、偏光による
水晶ローパスフィルターの効果の減少によるモアレの発
生を防ぎ、自然な画像を撮影することができるようにし
ている。
２で構成される液晶シャッターの被写体側および撮像素
子側の両方に、１／４波長板Ｐ１，Ｐ２を配置すること
により、被写体の偏光による光沢の変化や、偏光による
水晶ローパスフィルターの効果の減少によるモアレの発
生を防ぎ、自然な画像を撮影することができるようにし
ている。
【００６５】液晶シャッターの両側に１／４波長板を配
置することにより、液晶シャッターを通過する直線偏光
光は，被写体側および撮像側で円偏光として、偏光特性
を有する被写体の影響や、複屈折を利用して光線を分離
する水晶ローパスフィルターの効果の減少を少なくして
いる。
置することにより、液晶シャッターを通過する直線偏光
光は，被写体側および撮像側で円偏光として、偏光特性
を有する被写体の影響や、複屈折を利用して光線を分離
する水晶ローパスフィルターの効果の減少を少なくして
いる。
【００６６】図５の実施形態２は、液晶シャッターの構
成および配置位置以外は図１のものと同じであり、ズー
ムやフォーカス作動も同様である。
成および配置位置以外は図１のものと同じであり、ズー
ムやフォーカス作動も同様である。
【００６７】図７は本発明の実施形態２で用いる液晶シ
ャッターＳＴの他の実施形態の要部断面図である。
ャッターＳＴの他の実施形態の要部断面図である。
【００６８】液晶シャッターＳＴは図７に示すように、
被写体側から、カバーガラスＣＧ３、１／４波長板Ｐ
１、偏光板Ｈ１、カバーガラスＣＧ１，液晶層ＬＣＬ，
ＬＣＲ、カバーガラスＣＧ２，偏光板Ｈ２、１／４波長
板Ｐ２、カバーガラスＣＧ４より構成される。液晶層Ｌ
Ｃに対向する面には透明電極が付けられている。
被写体側から、カバーガラスＣＧ３、１／４波長板Ｐ
１、偏光板Ｈ１、カバーガラスＣＧ１，液晶層ＬＣＬ，
ＬＣＲ、カバーガラスＣＧ２，偏光板Ｈ２、１／４波長
板Ｐ２、カバーガラスＣＧ４より構成される。液晶層Ｌ
Ｃに対向する面には透明電極が付けられている。
【００６９】図６に示した液晶シャッターに対しさらに
両側からカバーガラスＣＧ３，ＣＧ４で挟み込むように
構成することで、１／４波長板Ｐ１およびＰ２の平面性
の悪さを１／４波長板Ｐ１とカバーガラスＣＧ３の間お
よび１／４波長板Ｐ２とカバーガラスＣＧ４の間をカバ
ーガラスおよび１／４波長板の材質の屈折率に近い接着
剤で埋めることで改善している。
両側からカバーガラスＣＧ３，ＣＧ４で挟み込むように
構成することで、１／４波長板Ｐ１およびＰ２の平面性
の悪さを１／４波長板Ｐ１とカバーガラスＣＧ３の間お
よび１／４波長板Ｐ２とカバーガラスＣＧ４の間をカバ
ーガラスおよび１／４波長板の材質の屈折率に近い接着
剤で埋めることで改善している。
【００７０】図５の実施形態２では、１つの液晶シャツ
ターＳＴで、左右の画像切り替えと、被写体の明るさの
変化に対応する光量制御を行い、装置全体の簡素化を図
っている。
ターＳＴで、左右の画像切り替えと、被写体の明るさの
変化に対応する光量制御を行い、装置全体の簡素化を図
っている。
【００７１】また、実施形態２においてさらなる光量調
節を行いたい場合には、三角柱プリズムＰと液晶シャッ
ターＳＴの間あるいは、液晶シャッターＳＴと第２レン
ズ群２Ｇの間に絞りやＮＤフィルターを設けてもよい。
節を行いたい場合には、三角柱プリズムＰと液晶シャッ
ターＳＴの間あるいは、液晶シャッターＳＴと第２レン
ズ群２Ｇの間に絞りやＮＤフィルターを設けてもよい。
【００７２】図９は本発明の実施形態３の要部断面図で
ある。本実施形態は図１の実施形態１に比べて左右の液
晶シャッターＳＬ，ＳＲを用いる代わりに反射率を独立
に調整することができる機能を合成光学素子（３角プリ
ズム）ＳＴＰに持たせて、液晶シャッターＳＬ，ＳＲを
省略した点が異なっており、その他の構成は同じであ
る。
ある。本実施形態は図１の実施形態１に比べて左右の液
晶シャッターＳＬ，ＳＲを用いる代わりに反射率を独立
に調整することができる機能を合成光学素子（３角プリ
ズム）ＳＴＰに持たせて、液晶シャッターＳＬ，ＳＲを
省略した点が異なっており、その他の構成は同じであ
る。
【００７３】図９の構成例においては、人間の眼幅にほ
ぼ等しい間隔で略平行に配置される左右の光軸ＡＸＬ，
ＡＸＲをそれぞれ内向きに偏向させる左右２つの反射ミ
ラーＭＬ，ＭＲと、左右２つの負の屈折力の第１レンズ
群１ＧＬ、１ＧＲと、左右２つの反射面を有し、左右の
反射面の反射率が独立に可変である撮影光学系の絞り位
置近傍に配置される左右の光軸ＡＸＬ，ＡＸＲを重ね合
わせるための三角柱プリズムＳＴＰと、像面（撮像素子
ＣＣＤ１）に対し常時固定の全体として弱い負の屈折力
の第２レンズ群２Ｇと、広角端から望遠端への変倍時に
像面側から被写体側へ光軸上を移動可能な、全体として
正屈折力の第３レンズ群３Ｇと、広角端から望遠端への
変倍に伴う像面位置の補正のために光軸上を移動可能
な、全体として正屈折力の第４レンズ群４Ｇと、被写体
距離の変化に応じて光軸上を移動可能な全体として正屈
折力の第５レンズ群５Ｇと、光学ローパスフィルターＬ
ＰＦと、色分解プリズムＰＧ、撮像素子ＣＣＤ１（像面
と一致）より構成される。前記撮橡素子ＣＣＤ１は周期
的に画像を取り込むＣＣＤ等の撮像素子を示す。
ぼ等しい間隔で略平行に配置される左右の光軸ＡＸＬ，
ＡＸＲをそれぞれ内向きに偏向させる左右２つの反射ミ
ラーＭＬ，ＭＲと、左右２つの負の屈折力の第１レンズ
群１ＧＬ、１ＧＲと、左右２つの反射面を有し、左右の
反射面の反射率が独立に可変である撮影光学系の絞り位
置近傍に配置される左右の光軸ＡＸＬ，ＡＸＲを重ね合
わせるための三角柱プリズムＳＴＰと、像面（撮像素子
ＣＣＤ１）に対し常時固定の全体として弱い負の屈折力
の第２レンズ群２Ｇと、広角端から望遠端への変倍時に
像面側から被写体側へ光軸上を移動可能な、全体として
正屈折力の第３レンズ群３Ｇと、広角端から望遠端への
変倍に伴う像面位置の補正のために光軸上を移動可能
な、全体として正屈折力の第４レンズ群４Ｇと、被写体
距離の変化に応じて光軸上を移動可能な全体として正屈
折力の第５レンズ群５Ｇと、光学ローパスフィルターＬ
ＰＦと、色分解プリズムＰＧ、撮像素子ＣＣＤ１（像面
と一致）より構成される。前記撮橡素子ＣＣＤ１は周期
的に画像を取り込むＣＣＤ等の撮像素子を示す。
【００７４】左右２つの反射面の反射率が可変の三角柱
プリズムＳＴＰは図１０に示すように三角柱プリズムＳ
ＴＰの右側の反射面ＰＭＲ上に形成された液晶層ＬＣＲ
Ｒとその液晶層ＬＣＲＲを挟み込むカバーガラスＣＧ５
と、カバーガラスＣＧ５の上に貼り付けられた偏光板Ｒ
Ｈと、偏光板のさらに上に貼り付けられた１／４波長板
ＲＰと、三角柱プリズムＳＴＰの左側の反射面ＰＭＬ上
に形成された液晶層ＬＣＬＬとその液晶層ＬＣＬＬを挟
み込むカバーガラスＣＧ６と、カバーガラスＣＧ６の上
に貼り付けられた偏光板ＬＨと、偏光板のさらに上に貼
り付けられた１／４波長板ＬＰより構成され、カバーガ
ラスＣＧ５およびＣＧ６の液晶に対向する面には透明電
極が付けられている。三角柱プリズムの反射面自体ＰＭ
Ｒ，ＰＭＬも電極の役目を果たしている。
プリズムＳＴＰは図１０に示すように三角柱プリズムＳ
ＴＰの右側の反射面ＰＭＲ上に形成された液晶層ＬＣＲ
Ｒとその液晶層ＬＣＲＲを挟み込むカバーガラスＣＧ５
と、カバーガラスＣＧ５の上に貼り付けられた偏光板Ｒ
Ｈと、偏光板のさらに上に貼り付けられた１／４波長板
ＲＰと、三角柱プリズムＳＴＰの左側の反射面ＰＭＬ上
に形成された液晶層ＬＣＬＬとその液晶層ＬＣＬＬを挟
み込むカバーガラスＣＧ６と、カバーガラスＣＧ６の上
に貼り付けられた偏光板ＬＨと、偏光板のさらに上に貼
り付けられた１／４波長板ＬＰより構成され、カバーガ
ラスＣＧ５およびＣＧ６の液晶に対向する面には透明電
極が付けられている。三角柱プリズムの反射面自体ＰＭ
Ｒ，ＰＭＬも電極の役目を果たしている。
【００７５】各要素ＬＣＬＬ，ＣＧ６，ＲＨ，ＲＰ（Ｌ
ＣＲＲ，ＣＧ５ＲＨ，ＬＰ）で左右の液晶シャッターを
構成している。
ＣＲＲ，ＣＧ５ＲＨ，ＬＰ）で左右の液晶シャッターを
構成している。
【００７６】上記のように構成された、左右の液晶シャ
ッターの透過率を交互に高低させることにより、撮像素
子ＣＣＤ１上に左右の視差を有する画像を交互に時系列
的に導いている。さらに、絞りの機能も兼ねるのであれ
ば、液晶シャッターの開放時の透過率を最大値と最小値
の間に設定して光量制御を行ってもよい。
ッターの透過率を交互に高低させることにより、撮像素
子ＣＣＤ１上に左右の視差を有する画像を交互に時系列
的に導いている。さらに、絞りの機能も兼ねるのであれ
ば、液晶シャッターの開放時の透過率を最大値と最小値
の間に設定して光量制御を行ってもよい。
【００７７】また、液晶シャッターの開閉時間を制御す
ることでも同様の光量制御を行うことができる。このよ
うに被写体の明るさに対応した光量調節を液晶シャッタ
ーで行う場合は、絞りＳＰを省略してもよい。
ることでも同様の光量制御を行うことができる。このよ
うに被写体の明るさに対応した光量調節を液晶シャッタ
ーで行う場合は、絞りＳＰを省略してもよい。
【００７８】本実施形態では、液晶シャッターヘの光線
の入射角が実施形態１，２と比較すると大きいので実施
形態１，２と比較してより消光比の角度特性の変化が小
さい液晶シャッターが必要となる。
の入射角が実施形態１，２と比較すると大きいので実施
形態１，２と比較してより消光比の角度特性の変化が小
さい液晶シャッターが必要となる。
【００７９】本実施例では、反射型の液晶シャッターを
用いているので、入射側および射出側の偏光板と１／４
波長板を兼用でき、小型化や簡素化が可能となる。
用いているので、入射側および射出側の偏光板と１／４
波長板を兼用でき、小型化や簡素化が可能となる。
【００８０】図９の実施形態３は、液晶シャッターの構
成および配置位置以外は図１のものと同じであり、ズー
ムやフォーカス作動も同様である。
成および配置位置以外は図１のものと同じであり、ズー
ムやフォーカス作動も同様である。
【００８１】図９の実施形態３では、画像合成手段と液
晶シャッターを一体化することができるので、小型化や
簡素化が実現できる。
晶シャッターを一体化することができるので、小型化や
簡素化が実現できる。
【００８２】また、実施形態３においてさらなる光量調
節を行いたい場合には、三角柱プリズムＳＴＰと撮像素
子ＣＣＤ１の間にＮＤフィルターを出し入れ可能に設け
てもよい。
節を行いたい場合には、三角柱プリズムＳＴＰと撮像素
子ＣＣＤ１の間にＮＤフィルターを出し入れ可能に設け
てもよい。
【００８３】図１１は本発明の実施形態４の要部断面図
である。本実施形態は図１の実施形態１に比べて左右の
液晶シャッターＳＬ，ＳＲを用いる代わりに、光量制御
手段としての液晶シャッターを複数の部剤に分割し、一
方の部材である左右２つの１／４波長板と偏光板を一体
化したフィルターＰＨＬ，ＰＨＲを第１レンズ群１ＧＲ
と合成光学素子ＳＴＰＰとの間に配置し、液晶層を合成
光学素子（３角プリズム）ＳＴＰＰの表面に設け、偏光
板と１／４波長板を一体化したフィルターＰＨ、合成光
学素子ＳＴＰＰと第２レンズ群２Ｇとの間に設けている
点が異なっており、その他は同じである。
である。本実施形態は図１の実施形態１に比べて左右の
液晶シャッターＳＬ，ＳＲを用いる代わりに、光量制御
手段としての液晶シャッターを複数の部剤に分割し、一
方の部材である左右２つの１／４波長板と偏光板を一体
化したフィルターＰＨＬ，ＰＨＲを第１レンズ群１ＧＲ
と合成光学素子ＳＴＰＰとの間に配置し、液晶層を合成
光学素子（３角プリズム）ＳＴＰＰの表面に設け、偏光
板と１／４波長板を一体化したフィルターＰＨ、合成光
学素子ＳＴＰＰと第２レンズ群２Ｇとの間に設けている
点が異なっており、その他は同じである。
【００８４】図１１の構成例においては、人間の眼幅に
ほぼ等しい間隔で略平行に配置される左右の光軸ＡＸ
Ｌ，ＡＸＲをそれぞれ内向きに偏向させる左右２つの反
射ミラーＭＬ，ＭＲと、左右２つの負屈折力の第１レン
ズ群１ＧＬ、１ＧＲと、左右２つの１／４波長板と偏光
板が一体化されたフィルターＰＨＬ，ＰＨＲと，左右２
つの反射面に液晶層が形成された、撮影光学系の絞り位
置近傍に配置される左右の光軸ＡＸＬ，ＡＸＲを重ね合
わせるための三角柱プリズムＳＴＰＰと、偏光板と１／
４波長板が一体化されたフィルターＰＨと、像面（撮像
素子ＣＣＤ１）に対し常時固定の全体として弱い負屈折
力の第２レンズ群２Ｇと、広角端から望遠端への変倍時
に像面側から被写体側へ光軸上を移動可能な、全体とし
て正屈折力の第３レンズ群３Ｇと、広角端から望遠端へ
の変倍に伴う像面位置の補正のために光軸上を移動可能
な、全体として正屈折力の第４レンズ群４Ｇと、被写体
距離の変化に応じて光軸上を移動可能な全体として正屈
折力の第５レンズ群５Ｇと、光学ローパスフィルターＬ
ＰＦと、色分解プリズムＰＧ、撮像素子ＣＣＤ１（像面
と一致）より構成される。前記撮像素子ＣＤ１は周期的
に画像を取り込むＣＣＤ等の撮像素子を示す。
ほぼ等しい間隔で略平行に配置される左右の光軸ＡＸ
Ｌ，ＡＸＲをそれぞれ内向きに偏向させる左右２つの反
射ミラーＭＬ，ＭＲと、左右２つの負屈折力の第１レン
ズ群１ＧＬ、１ＧＲと、左右２つの１／４波長板と偏光
板が一体化されたフィルターＰＨＬ，ＰＨＲと，左右２
つの反射面に液晶層が形成された、撮影光学系の絞り位
置近傍に配置される左右の光軸ＡＸＬ，ＡＸＲを重ね合
わせるための三角柱プリズムＳＴＰＰと、偏光板と１／
４波長板が一体化されたフィルターＰＨと、像面（撮像
素子ＣＣＤ１）に対し常時固定の全体として弱い負屈折
力の第２レンズ群２Ｇと、広角端から望遠端への変倍時
に像面側から被写体側へ光軸上を移動可能な、全体とし
て正屈折力の第３レンズ群３Ｇと、広角端から望遠端へ
の変倍に伴う像面位置の補正のために光軸上を移動可能
な、全体として正屈折力の第４レンズ群４Ｇと、被写体
距離の変化に応じて光軸上を移動可能な全体として正屈
折力の第５レンズ群５Ｇと、光学ローパスフィルターＬ
ＰＦと、色分解プリズムＰＧ、撮像素子ＣＣＤ１（像面
と一致）より構成される。前記撮像素子ＣＤ１は周期的
に画像を取り込むＣＣＤ等の撮像素子を示す。
【００８５】左右２つの反射面に液晶層が形成された三
角柱プリズムＳＴＰＰは図１２に示すように三角柱プリ
ズムＳＴＰＰの右側の反射面ＰＭＲ上に形成された液晶
層ＬＣＲＲとその液晶層ＬＣＲＲを挟み込むカバーガラ
スＣＧ５と、三角柱プリズムＳＴＰＰの左側の反射面Ｐ
ＭＬ上に形成された液晶層ＬＣＬＬとその液晶層ＬＣＬ
Ｌを挟み込むカバーガラスＣＧ６より構成され、カバー
ガラスＣＧ５およびＣＧ６の液晶に対向する面には透明
電極が付けられている。三角柱プリズムＳＴＰＰの反射
面自体ＰＭＲ，ＰＭＬも電極の役目を果たしている。
角柱プリズムＳＴＰＰは図１２に示すように三角柱プリ
ズムＳＴＰＰの右側の反射面ＰＭＲ上に形成された液晶
層ＬＣＲＲとその液晶層ＬＣＲＲを挟み込むカバーガラ
スＣＧ５と、三角柱プリズムＳＴＰＰの左側の反射面Ｐ
ＭＬ上に形成された液晶層ＬＣＬＬとその液晶層ＬＣＬ
Ｌを挟み込むカバーガラスＣＧ６より構成され、カバー
ガラスＣＧ５およびＣＧ６の液晶に対向する面には透明
電極が付けられている。三角柱プリズムＳＴＰＰの反射
面自体ＰＭＲ，ＰＭＬも電極の役目を果たしている。
【００８６】上記の三角柱プリズムＳＴＰＰの左右の反
射面に形成された液晶層ＬＣＬＬ（ＬＣＲＲ）と、三角
柱プリズムＳＴＰＰの入射側に配置された偏光板と１／
４波長板が一体化されたフィルターＰＨＬ、ＰＨＲと、
三角柱プリズムＳＴＰＰの射出側に配置された偏光板と
１／４波長板が一体化されたフィルターＰＨとの組み合
わせにより液晶シャッターが構成され、三角柱プリズム
ＳＴＰＰの左右の反射面の液晶層を独立に駆動すること
により、左右の光路の透過率を交互に高低させ、撮像素
子ＣＣＤ１上に左右の視差を有する画像を交互に時系列
的に導いている。
射面に形成された液晶層ＬＣＬＬ（ＬＣＲＲ）と、三角
柱プリズムＳＴＰＰの入射側に配置された偏光板と１／
４波長板が一体化されたフィルターＰＨＬ、ＰＨＲと、
三角柱プリズムＳＴＰＰの射出側に配置された偏光板と
１／４波長板が一体化されたフィルターＰＨとの組み合
わせにより液晶シャッターが構成され、三角柱プリズム
ＳＴＰＰの左右の反射面の液晶層を独立に駆動すること
により、左右の光路の透過率を交互に高低させ、撮像素
子ＣＣＤ１上に左右の視差を有する画像を交互に時系列
的に導いている。
【００８７】さらに、絞りの機能も兼ねるのであれば、
液晶シャッターの開放時の反射率を最大値と最小値の間
に設定して光量制御を行ってもよい。
液晶シャッターの開放時の反射率を最大値と最小値の間
に設定して光量制御を行ってもよい。
【００８８】また、液晶シャッターの開閉時間を制御す
ることでも同様の光量制御を行うことができる。
ることでも同様の光量制御を行うことができる。
【００８９】このように被写体の明るさに対応した光量
調節を液晶シャッターで行う場合は、絞りＳＰを省略し
てもよい。
調節を液晶シャッターで行う場合は、絞りＳＰを省略し
てもよい。
【００９０】本実施例のように、液晶シャッターの液晶
層だけを、三角柱プリズムＳＴＰＰの反射面に形成し、
偏光板を三角柱プリズムから分離することにより、偏光
板に対する光線の入射角度を小さくできるので、実施形
態３と比較すると、液晶シャッターの消光比の角度変化
を小さくでき、撮像素子の受光面全域における、液晶シ
ャッター遮断時の光もれを小さくすることができる。
層だけを、三角柱プリズムＳＴＰＰの反射面に形成し、
偏光板を三角柱プリズムから分離することにより、偏光
板に対する光線の入射角度を小さくできるので、実施形
態３と比較すると、液晶シャッターの消光比の角度変化
を小さくでき、撮像素子の受光面全域における、液晶シ
ャッター遮断時の光もれを小さくすることができる。
【００９１】本実施形態では、液晶層への入射角が実施
形態１，２と比較すると大きいので前記実施形態１，２
と比較して入射角度による特性の変化が小さい液晶が必
要となる。
形態１，２と比較すると大きいので前記実施形態１，２
と比較して入射角度による特性の変化が小さい液晶が必
要となる。
【００９２】図１３は、図１１に示した実施形態４のフ
ィルターＰＨＬ，ＰＨＲの詳細断面図を示す。
ィルターＰＨＬ，ＰＨＲの詳細断面図を示す。
【００９３】フィルターＰＨＬ、ＰＨＲは被写体側から
順に、カバーガラスＣＧ７、１／４波長板Ｐ３、偏光板
Ｈ３、カバーガラスＣＧ８より構成され、１／４波長板
Ｐ３の光学軸と偏光板Ｈ３の偏光軸は４５度に設定され
ている。
順に、カバーガラスＣＧ７、１／４波長板Ｐ３、偏光板
Ｈ３、カバーガラスＣＧ８より構成され、１／４波長板
Ｐ３の光学軸と偏光板Ｈ３の偏光軸は４５度に設定され
ている。
【００９４】図１４は、図１１に示した実施形態４のフ
ィルターＰＨの詳細断面図を示す。フィルターＰＨは被
写体側から順に、カバーガラスＣＧ９、偏光板Ｈ４、１
／４波長板Ｐ４、カバーガラスＣＧ１０より構成され、
１／４波長板Ｐ４の光学軸と偏光板Ｈ４の偏光軸は液晶
シャッター透過後の光が円偏光になるよう４５度に設定
されている。
ィルターＰＨの詳細断面図を示す。フィルターＰＨは被
写体側から順に、カバーガラスＣＧ９、偏光板Ｈ４、１
／４波長板Ｐ４、カバーガラスＣＧ１０より構成され、
１／４波長板Ｐ４の光学軸と偏光板Ｈ４の偏光軸は液晶
シャッター透過後の光が円偏光になるよう４５度に設定
されている。
【００９５】上記液晶シャッターの偏光板の被写体側お
よび撮像素子側に１／４波長板を配置することにより、
被写体の偏光による光沢の変化や、偏光による水晶ロー
パスフィルターの効果の減少によるモアレの発生を防
ぎ、自然な画像を撮影することができるようにしてい
る。
よび撮像素子側に１／４波長板を配置することにより、
被写体の偏光による光沢の変化や、偏光による水晶ロー
パスフィルターの効果の減少によるモアレの発生を防
ぎ、自然な画像を撮影することができるようにしてい
る。
【００９６】液晶シャッターの両側に１／４波長板を配
置することにより、液晶シャッターを通過する直線偏光
光を，被写体側および撮像側で円偏光とし、偏光特性を
有する被写体の影響や、複屈折を利用して光線を分離す
る水晶ローパスフィルターの効果の減少を少なくしてい
る。
置することにより、液晶シャッターを通過する直線偏光
光を，被写体側および撮像側で円偏光とし、偏光特性を
有する被写体の影響や、複屈折を利用して光線を分離す
る水晶ローパスフィルターの効果の減少を少なくしてい
る。
【００９７】図１１の実施形態４は、液晶層、偏光板お
よび１／４波長板の構成および配置位置以外は図１のも
のと同じであり、ズームやフォーカス作動も同様であ
る。
よび１／４波長板の構成および配置位置以外は図１のも
のと同じであり、ズームやフォーカス作動も同様であ
る。
【００９８】図１１の実施形態４では、画像合成手段と
液晶シャッターの一部を一体化することができるので、
小型化や簡素化が実現できる。
液晶シャッターの一部を一体化することができるので、
小型化や簡素化が実現できる。
【００９９】また、実施形態４においてさらなる光量調
節を行いたい場合には、三角柱プリズムＳＴＰＰと撮像
素子ＣＣＤ１の間にＮＤフィルターを出し入れ可能に設
けてもよい。
節を行いたい場合には、三角柱プリズムＳＴＰＰと撮像
素子ＣＣＤ１の間にＮＤフィルターを出し入れ可能に設
けてもよい。
【０１００】尚、実施形態１〜４において、偏光板の偏
光軸と１／４波長板の光学軸は円偏光を得るために４５
度に設定するのがよく、液晶シャッターに使用される２
枚の偏光板の偏光軸の角度は最も大きな消光比が得られ
る角度に設定するのがよい。
光軸と１／４波長板の光学軸は円偏光を得るために４５
度に設定するのがよく、液晶シャッターに使用される２
枚の偏光板の偏光軸の角度は最も大きな消光比が得られ
る角度に設定するのがよい。
【０１０１】一般的には、強誘電液晶を使用する場合に
は２枚の偏光板の偏光軸を平行に調整し、ツイストネマ
チック液晶を使用する場合には２枚の偏光板の偏光軸を
直交させると最も大きな消光比が得られる。
は２枚の偏光板の偏光軸を平行に調整し、ツイストネマ
チック液晶を使用する場合には２枚の偏光板の偏光軸を
直交させると最も大きな消光比が得られる。
【０１０２】また、図４の消光比の角度特性の結果か
ら、本発明の立体画像撮影光学系および立体画像撮像装
置に使用する液晶シャッターに用いる液晶は消光比の角
度特性の変化が小さい強誘電液晶が好ましい。
ら、本発明の立体画像撮影光学系および立体画像撮像装
置に使用する液晶シャッターに用いる液晶は消光比の角
度特性の変化が小さい強誘電液晶が好ましい。
【０１０３】
【発明の効果】本発明によれば、液晶シャッターを用い
て視差画像を得るとき、画面全体において、遮断側の光
もれが少なく、かつ白黒モアレや色モアレの発生が少な
く、また被写体の光沢が自然に撮影可能な視差画像が容
易に得られる立体画像撮影光学系及びそれを用いた立体
画像撮影装置を達成することができる。
て視差画像を得るとき、画面全体において、遮断側の光
もれが少なく、かつ白黒モアレや色モアレの発生が少な
く、また被写体の光沢が自然に撮影可能な視差画像が容
易に得られる立体画像撮影光学系及びそれを用いた立体
画像撮影装置を達成することができる。
【０１０４】この他本発明によれば、液晶シャッターを
軸外光線の入射角の小さいところに配置することによ
り、液晶シャッターの光もれを減少させ、さらに液晶シ
ャッターの両側に１／４波長板を配置して、被写体の偏
光による光沢の変化や、偏光による水晶ローパスフィル
ターの効果の減少によるモアレの発生を防ぎ、自然な画
像を撮影することができる。
軸外光線の入射角の小さいところに配置することによ
り、液晶シャッターの光もれを減少させ、さらに液晶シ
ャッターの両側に１／４波長板を配置して、被写体の偏
光による光沢の変化や、偏光による水晶ローパスフィル
ターの効果の減少によるモアレの発生を防ぎ、自然な画
像を撮影することができる。
【０１０５】また、結果として、有効径の小さいところ
に液晶のシャッターを配置することにより、小型化や装
置全体の簡素化を図ることができる等の効果が得られ
る。
に液晶のシャッターを配置することにより、小型化や装
置全体の簡素化を図ることができる等の効果が得られ
る。
【図１】本発明の実施形態１の光学断面図
【図２】本発明の実施形態１に使用される液晶シャッタ
ーの光学断面図
ーの光学断面図
【図３】本発明の実施形態１に使用される液晶シャッタ
ーの他の光学断面図
ーの他の光学断面図
【図４】一般的な液晶シャッターの消光比の角度特性
【図５】本発明の実施形態２の光学断面図
【図６】本発明の実施形態２に使用される液晶シャッタ
ーの光学断面図
ーの光学断面図
【図７】本発明の実施形態２に使用される液晶シャッタ
ーの他の光学断面図
ーの他の光学断面図
【図８】本発明の実施形態２に使用される液晶シャッタ
ーの正面図
ーの正面図
【図９】本発明の実施形態３の光学断面図
【図１０】本発明の実施形態３に使用される液晶シャッ
ターを兼ねた３角柱プリズムの光学断面図
ターを兼ねた３角柱プリズムの光学断面図
【図１１】本発明の実施形態４の光学断面図
【図１２】本発明の実施形態４に使用される液晶層を有
した３角柱プリズムの光学断面図
した３角柱プリズムの光学断面図
【図１３】本発明の実施形態４に使用されるフィルター
ＰＨＲ、ＰＨＬの光学断面図
ＰＨＲ、ＰＨＬの光学断面図
【図１４】本発明の実施形態４に使用されるフィルター
ＰＨの光学断面図
ＰＨの光学断面図
ＳＲ，ＳＬ，ＳＴ；光量制御装置 Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，ＲＰ，ＬＰ；１／４波長板 Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３，Ｈ４，ＲＨ，ＬＨ；偏光板 ＣＧ１，ＣＧ２，ＣＧ３，ＣＧ４，ＣＧ５，ＣＧ６，Ｃ
Ｇ７，ＣＧ８，ＣＧ９，ＣＧ１０；カバーガラス ＬＣ，ＬＣＲＲ，ＬＣＬＬ；液晶層 １ＧＬ，１ＧＲ；第１レンズ群 ２Ｇ；第２レンズ群 ３Ｇ；第３レンズ群 ４Ｇ；第４レンズ群 ５Ｇ；第５レンズ群 ＭＲ，ＭＬ；反射ミラー ＳＴＰ；光量制御装置を兼ねた３角柱プリズム ＳＴＰＰ；反射面に液晶層を有した３角柱プリズム Ｐ；三角柱プリズム ＬＰＦ；水晶ローパスフィルター ＰＧ；色分解プリズム ＣＣＤ１；撮像素子 ＮＴ；不透過部
Ｇ７，ＣＧ８，ＣＧ９，ＣＧ１０；カバーガラス ＬＣ，ＬＣＲＲ，ＬＣＬＬ；液晶層 １ＧＬ，１ＧＲ；第１レンズ群 ２Ｇ；第２レンズ群 ３Ｇ；第３レンズ群 ４Ｇ；第４レンズ群 ５Ｇ；第５レンズ群 ＭＲ，ＭＬ；反射ミラー ＳＴＰ；光量制御装置を兼ねた３角柱プリズム ＳＴＰＰ；反射面に液晶層を有した３角柱プリズム Ｐ；三角柱プリズム ＬＰＦ；水晶ローパスフィルター ＰＧ；色分解プリズム ＣＣＤ１；撮像素子 ＮＴ；不透過部
Claims (14)
- 【請求項１】 被写体からの光束を反射させるミラーと
レンズ群とを用いて、左眼用と右眼用の２つの視差画像
に基づく光束を所定方向に導光する１対の前方レンズ系
と、該１対の前方レンズ系は光軸が交差しており、該光
軸が交差した位置又はその近傍に配置して、該１対の前
方レンズ系の光軸を一致させる合成光学素子と、該一致
した光軸と光軸が一致するように配置した後方レンズ系
と、該前方レンズ群と該後方レンズ群との間に配置した
光量制御手段と、を有し、該光量制御手段で該１対の前
方レンズ系からの各光束の透過及び不透過を交互に制御
して結像面に時系列的に左眼用と右眼用の視差画像を形
成していることを特徴とする立体画像撮影光学系。 - 【請求項２】 被写体からの光束を反射させるミラーと
レンズ群とを用いて、左眼用と右眼用の２つの視差画像
に基づく光束を所定方向に導光する１対の前方レンズ系
と、該１対の前方レンズ系は光軸が交差しており、該光
軸が交差した位置又はその近傍に配置して、該１対の前
方レンズ系の光軸を一致させる合成光学素子と、該一致
した光軸と光軸が一致するように配置した後方レンズ系
と、該前方レンズ群と該合成光学素子との間に配置した
１対の光量制御手段と、を有し、該１対の光量制御手段
で該１対の前方レンズ系からの各光束の透過及び不透過
を交互に制御して結像面に時系列的に左眼用と右眼用の
視差画像を形成していることを特徴とする立体画像撮影
光学系。 - 【請求項３】 被写体からの光束を反射させるミラーと
レンズ群とを用いて、左眼用と右眼用の２つの視差画像
に基づく光束を所定方向に導光する１対の前方レンズ系
と、該１対の前方レンズ系は光軸が交差しており、該光
軸が交差した位置又はその近傍に配置して、該１対の前
方レンズ系の光軸を一致させる合成光学素子と、該一致
した光軸と光軸が一致するように配置した後方レンズ系
と、該合成光学素子と該後方レンズ群との間に配置した
光量制御手段と、を有し、該光量制御手段は面積的に光
の透過及び不透過を交互に制御して結像面に時系列的に
左眼用と右眼用の視差画像を形成していることを特徴と
する立体画像撮影光学系。 - 【請求項４】 被写体からの光束を反射させるミラーと
レンズ群とを用いて、左眼用と右眼用の２つの視差画像
に基づく光束を所定方向に導光する１対の前方レンズ系
と、該１対の前方レンズ系は光軸が交差しており、該光
軸が交差した位置又はその近傍に配置して、該１対の前
方レンズ系の光軸を一致させる合成光学素子と、該一致
した光軸と光軸が一致するように配置した後方レンズ系
と、を有し、該合成光学素子の左眼用と右眼用の視差画
像に基づく光を反射させる２つの反射面には各々光の透
過及び不透過を制御する光量制御手段が設けられてお
り、該光量制御手段で光束の透過及び不透過を交互に制
御して結像面に設けた撮像素子に時系列的に左眼用と右
眼用の視差画像を形成していることを特徴とする立体画
像撮影光学系。 - 【請求項５】 前記光量制御手段の一部は前記前方レン
ズ系と前記合成光学素子との間に配置され、他の一部は
該合成光学素子と前記後方レンズ系との間に配置されて
いることを特徴とする請求項１の立体画像撮影光学系。 - 【請求項６】 前記光量制御手段は液晶層と偏光板とを
有する液晶シャッターよりなることを特徴とする請求項
１から５のいずれか１項の立体画像撮影光学系。 - 【請求項７】 前記光量制御手段は、液晶層と、液晶層
を挟む両側に配置される偏光板と、光の入射側と射出側
の少なくとも一方に、１／４波長板が配置されることを
特徴とする請求項１，２，３，５又は６の立体画像撮影
光学系。 - 【請求項８】 前記光量制御手段は、液晶層と、液晶層
を挟む両側に配置される偏光板と、光の入射側と射出側
に、１／４波長板が配置されることを特徴とする請求項
１，２，３，５又は６の立体画像撮影光学系。 - 【請求項９】 前記液晶層の液晶は強誘電液晶であるこ
とを特徴とする請求項６，７又は８の立体画像撮影光学
系。 - 【請求項１０】 前記１対の前方レンズ系の光軸が交差
する位置又はその近傍に絞りを有していることを特徴と
する請求項１から９のいずれか１項の立体画像撮影光学
系。 - 【請求項１１】 前記合成光学素子は射角を反射面とす
る３角柱プリズムより成り、該３角柱プリズムの頂角を
含む稜線上で、前記１対の前方レンズ系の光軸及び後方
レンズ系の光軸が交差していることを特徴とする請求項
１から１０のいずれか１項の立体画像撮影光学系。 - 【請求項１２】 前記後方レンズ系は変倍部及び合焦部
を有していることを特徴とする請求項１から１１のいず
れか１項の立体画像撮影光学系。 - 【請求項１３】 前記前方レンズ系は負の屈折力を有
し、前記後方レンズ系は正の屈折力を有していることを
特徴とする請求項１から１２のいずれか１項の立体画像
撮影光学系。 - 【請求項１４】 請求項１から１３のいずれか１項の立
体画像撮影光学系と、ローパスフィルターと、周期的に
画像を取り込む撮像素子と、を有していることを特徴と
する立体画像撮影装置。
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