JP2002006425A - 立体画像撮影光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シャッタの間隔を変更するための複雑な機構
を必要とせずに、撮影される立体画像の遠近感を調整す
ること。 【解決手段】 左目用および右目用シャッタに対応する
シャッタ画像をシャッタ画像生成装置１４で時分割で交
互に生成して透過型ＬＣＤ１２上に表示することによっ
て、レンズ１３の瞳面の一部を左目用画像、別の一部を
右目用画像の光が交互に通過し、同一の撮像素子１１上
に結像する。左目用および右目用シャッタの光軸からの
位置を変更したシャッタ画像を透過型ＬＣＤ１２上に表
示することにより、撮影される立体画像の遠近感の強さ
が変わる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は立体画像撮影光学装
置に関し、特に、単一のレンズ系で立体画像を撮影する
立体画像撮影光学装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】単一のレンズ系で立体画像を撮影する従
来の光学装置を、図１８を参照しながら説明する。この
装置は、特開平１０−２７１５３４号公報に第１の実施
例として記載されている立体画像撮影装置である。従来
の光学装置は、被写体１１０Ｆ、Ｎの像を結像させる凸
レンズ１１３と、該凸レンズ１１３に近接して配置さ
れ、レンズ１１３の光軸１１５を中心に所定の間隔を隔
てて配置された２つのシャッタ１１２Ｌ、Ｒを具備して
いる。該２つのシャッタ１１２Ｌ、Ｒは、時分割で交互
に開閉する。被写体１１０Ｆの実像が撮像素子１１１上
に結像するように、凸レンズ１１３の焦点距離や撮像素
子１１１の位置が調整されているものとする。ここで
は、理解を容易にするため、２つの被写体１１０Ｆ、Ｎ
は、いずれもレンズ１１３の光軸上にあるものとする
が、光軸外にある被写体の立体画像を撮影することもで
きる。ピントを合わせている被写体１１０Ｆの実像は、
撮像素子１１１上の位置１１６Ｆにできる。一方、被写
体１１０Ｆよりも近い位置にある被写体１１０Ｎの実像
は、撮像素子１１１上にはできず、位置１１６Ｎにでき
る。

【０００３】次に、図１８の装置においてシャッタ１１
２Ｌ、Ｒを時分割で交互に開閉した場合の動作を、図１
９〜２１を参照しながら説明する。

【０００４】図１９は、図１８の装置において、左目用
シャッタ１１２Ｌが開かれ、右目用シャッタ１１２Ｒが
閉じられている状態を示す。図１９において、シャッタ
１１２Ｌ、Ｒは図１８と異なる形で図示されているが、
これは、シャッタの開閉の状態を明らかにするためであ
り、図１８の装置と構成上において、なんら変わりはな
い。被写体１１０Ｆ、１１０Ｎの光は、それぞれ撮像素
子１１１上の位置１２０Ｆ、１２０ＬＮで撮影され、結
果として、被写体１１０Ｆの右側に被写体１１０Ｎが映
っている画像１２１Ｌが撮影される。該画像１２１Ｌ中
に映っている被写体１１０Ｆ、１１０Ｎの像を、それぞ
れ符号１２１ＬＦ、１２１ＬＮで表す。

【０００５】図２０は、図１８の装置において、右目用
シャッタ１１２Ｒが開かれ、左目用シャッタ１１２Ｌが
閉じられている状態を示す。図２０においても、シャッ
タ１１２Ｌ、Ｒの開閉の状態を明らかにするため、図１
８と異なる形で図示するが、図１８の装置と構成上にお
いて、なんら変わりはない。被写体１１０Ｆ、１１０Ｎ
の光は、それぞれ撮像素子１１１上の位置１２０Ｆ、１
２０ＲＮで撮影され、結果として、被写体１１０Ｆの左
側に被写体１１０Ｎが映っている画像１２１Ｒが撮影さ
れる。該画像１２１Ｒ中に映っている被写体１１０Ｆ、
１１０Ｎの像を、それぞれ符号１２１ＲＦ、１２１ＲＮ
で表す。

【０００６】次に、撮影された左目用画像１２１Ｌと右
目用画像１２１Ｒ中において、被写体１１０Ｆ、１１０
Ｎが撮影されている位置の違いを考える。説明のため、
左目用画像１２１Ｌと右目用画像１２１Ｒを重ねて描い
たものを、図２１に示す。被写体１１０Ｆ（１２１Ｌ
Ｆ、１２１ＲＦ）は画像中の同じ位置で撮影されている
のに対し、被写体１１０Ｎ（１２１ＬＮ、１２１ＲＮ）
は画像中の異なる位置で撮影されている。この位置の違
いは視差１２２と呼ばれ、視差をともなって撮影された
被写体は、画面から飛び出して表示される。このよう
に、従来の光学装置と撮像素子１１１を組み合わせるこ
とにより、時分割ではあるものの、単一のレンズ系で左
目用および右目用画像を撮影することができる。

【０００７】従来の光学装置では、特定の位置（上述の
説明では被写体１１０Ｆ）にピントをあわせて撮影する
必要はなく、任意のピント位置に設定して立体画像を撮
影することができる。これを図２２〜２４を参照しなが
ら説明する。図２２〜２４の装置は、図１９〜２１の装
置と同一の構成であるが、レンズ１１３の焦点距離を変
更し、手前の被写体１１０Ｎの実像が撮像素子１１１上
にできるようにしたものである。変更後のレンズを符号
１１３'で表す。

【０００８】図２２は、左目用シャッタ１１２Ｌが開か
れ、右目用シャッタ１１２Ｒが閉じられている状態を示
す。手前の被写体１１０Ｎにピントを合わせているの
で、その実像は、撮像素子上の位置１３０Ｎにでき、撮
影される。一方、被写体１１０Ｆは、撮像素子１１１上
の位置１３０ＬＦで撮影され、結果として、被写体１１
０Ｎの左側に被写体１１０Ｆが映っている画像１３１Ｌ
が撮影される。該画像１３１Ｌ中に映っている被写体１
１０Ｆ、１１０Ｎの像を、それぞれ符号１３１ＬＦ、１
３１ＬＮで表す。

【０００９】図２３は、右目用シャッタ１１２Ｒが開か
れ、左目用シャッタ１１２Ｌが閉じられている状態を示
す。手前の被写体１１０Ｎにピントを合わせているの
で、その実像は、撮像素子上の位置１３０Ｎにでき、撮
影される。一方、被写体１１０Ｆは、撮像素子１１１上
の位置１３０ＲＦで撮影され、結果として、被写体１１
０Ｎの右側に被写体１１０Ｆが映っている画像１３１Ｒ
が撮影される。該画像１３１Ｒに映っている被写体１１
０Ｆ、１１０Ｎの像を、それぞれ符号１３１ＲＦ、１３
１ＲＮで表す。

【００１０】次に、撮影された左目用画像１３１Ｌと右
目用画像１３１Ｒにおいて、被写体１１０Ｆ、１１０Ｎ
が撮影されている位置の違いを考える。説明のため、左
目用画像１３１Ｌと右目用画像１３１Ｒを重ねて描いた
ものを、図２４に示す。被写体１１０Ｎ（１３１ＬＮ、
１３１ＲＮ）は画像中の同じ位置で撮影されているのに
対し、被写体１１０Ｆ（１３１ＬＦ、１３１ＲＦ）は画
像中の異なる位置で撮影され、視差１３２を生じる。こ
のように、ピント位置を変更しても、立体画像を撮影す
ることができる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来の光学装置
では、撮影された立体画像の遠近感の強さ、すなわち２
つの被写体の視差の差を調整することはできない。

【００１２】被写体１１０Ｆにピントを合わせた場合に
対応する図２１を参照すると、被写体１１０Ｆ（１２１
ＬＦ、１２１ＲＦ）の視差は０で、被写体１１０Ｎ（１
２１ＬＮ、１２１ＲＮ）の視差は、矢印１２２の長さで
表されている。２つの被写体１１０Ｆ、１１０Ｎの遠近
感の強さは、該２つの被写体の視差の差で表される。そ
の大きさは、被写体１１０Ｆの視差が０であるので、単
に、矢印１２２の長さで表される。

【００１３】一方、被写体１１０Ｎにピントを合わせた
場合に対応する図２４を参照すると、被写体１１０Ｎ
（１３１ＬＮ、１３１ＲＮ）の視差は０で、被写体１１
０Ｆ（１３１ＬＦ、１３１ＲＦ）の視差は、矢印１３２
の長さで表されている。２つの被写体１１０Ｆ、１１０
Ｎの遠近感の強さすなわち視差の差は、一方の被写体１
１０Ｎの視差が０であるので、単に、矢印１３２の長さ
で表される。

【００１４】被写体が映っている画像中の位置だけを考
えるならば、図２２に示す画像１３１Ｌは図１９に示す
画像１２１Ｌを左にシフトしたものに等しい。同様に、
図２３に示す画像１３１Ｒは図２０に示す画像１２１Ｒ
を右にシフトしたものに等しい。画像を左右にシフトし
た場合に、個々の被写体の視差は変化するものの、被写
体間の視差の差は変化しない。すなわち、図１９〜２１
の構成の遠近感の強さ１２２と、図２２〜２４の構成の
遠近感の強さ１３２は等しい。

【００１５】このように、従来の光学装置では、遠近感
を強さを調整する手段がない。

【００１６】遠近感を調整するためには、２つのシャッ
タ１１２Ｌ、Ｒの間隔を変更しなければならない。しか
し、２つのシャッタ１１２Ｌ、Ｒが光軸１１５から等距
離になるように連動させながら、その間隔を変更するた
めには、複雑な機構を必要とする。

【００１７】本発明はこれに鑑みてなされたもので、そ
の目的は、複雑な機構を要せずに、遠近感の強さを調整
できる光学装置を提供することである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め請求項１の発明は、撮像手段と、被写体の像を前記撮
像手段上に結像させる凸レンズと、前記凸レンズに前記
被写体からの光が入射する前の位置に配置された画素構
造を持つ空間光変調素子と、前記空間光変調素子上の前
記凸レンズの光軸を中心にして所定の間隔を隔てた２つ
の位置に左目用シャッタと右目用シャッタとを時分割で
交互に表示するためのシャッタ画像を生成する画像生成
手段とを具備し、前記撮像手段によって、前記左目用シ
ャッタの表示時に、前記凸レンズの瞳面の一部と前記左
目用シャッタとを通過した左目用画像の光を撮像し、前
記右目用シャッタの表示時に、前記凸レンズの瞳面の別
の一部と前記右目用シャッタとを通過した右目用画像の
光を撮像することを特徴とする。

【００１９】請求項２の発明は、請求項１において、前
記画像生成手段は、前記シャッタ画像中の左目用シャッ
タの位置と、右目用シャッタの位置とを変更することを
特徴とする。

【００２０】請求項３の発明は、撮像手段と、被写体の
像を前記撮像手段上に結像させるレンズと、前記レンズ
と前記撮像手段との間に配置され前記レンズの光軸を中
心にして所定の間隔を隔てた２つの位置に左目用シャッ
タおよび右目用シャッタを有するシャッタ手段と、前記
シャッタ手段を前記レンズと前記撮像手段との間で前記
光軸に沿って移動させるための機構とを具備し、前記シ
ャッタ手段の左目用シャッタおよび右目用シャッタを交
互に開閉することにより、前記レンズの瞳面の一部と前
記左目用シャッタを通過した左目用画像の光と、瞳面の
別の一部と右目用シャッタを通過した右目用画像の光と
を、前記撮像手段によって撮像することを特徴とする。

【００２１】請求項４の発明は、撮像手段と、被写体の
光を収束光にする第１のレンズと、前記第１のレンズの
光軸と同軸上において前記収束光を前記撮像手段上に集
光し結像させる第２のレンズと、前記第１および第２の
レンズの間に配置され前記レンズの光軸を中心にして所
定の間隔を隔てた２つの位置に左目用シャッタおよび右
目用シャッタを有するシャッタ手段と、前記シャッタ手
段を前記レンズと前記撮像手段との間で前記光軸に沿っ
て移動させるための機構とを具備し、前記シャッタ手段
の左目用シャッタおよび右目用シャッタを交互に開閉す
ることにより、前記レンズの瞳面の一部と前記左目用シ
ャッタを通過した左目用画像の光と、瞳面の別の一部と
右目用シャッタを通過した右目用画像の光とを、前記撮
像手段によって撮像することを特徴とする。

【００２２】

【発明の実施の形態】次に、図１を参照しながら、本発
明の第１の実施例を説明する。本発明の第１の実施例の
光学装置は、被写体の像を撮像素子１１上に結像させる
凸レンズ１３と、画素構造を持つ空間光変調素子である
透過型ＬＣＤ１２と、該透過型ＬＣＤ１２に表示する画
像１７を生成するシャッタ画像生成装置１４を具備して
いる。図１は、該光学装置を上から見た断面図である。
本実施例の装置は、任意に配置された被写体の立体画像
を撮影することができるが、理解を容易にするため、凸
レンズ１３の光軸１５上におかれた２つの被写体１０
Ｆ、１０Ｎを撮影する場合について説明する。

【００２３】従来の光学装置（図１８）と同様に、遠い
ほうの被写体１０Ｆの実像が撮像素子１１上にできるよ
うに、凸レンズ１３の焦点距離や撮像素子１１の位置が
調整されているものとすると、ピントを合わせている被
写体１０Ｆの実像は、撮像素子１１上の位置１６Ｆにで
きる。一方、被写体１０Ｆよりも近い位置にある被写体
１０Ｎの実像は、撮像素子１１上にはできず、位置１６
Ｎにできる。

【００２４】図１において、可変抵抗１８は、シャッタ
画像生成装置で生成される画像１７を、遠近感の強さを
調整するために変更できることを示すものである。以下
では、異なる画像１７Ｌ、１７Ｒおよび画像１７'Ｌ、
１７'Ｒを生成した場合に、遠近感の異なる立体画像が
撮影される様子を説明する。

【００２５】まず、シャッタ画像生成装置１４によっ
て、図２の（ａ）に示す画像１７Ｌを生成し、透過型Ｌ
ＣＤ１２に表示する場合を考える。図２の（ａ）は、透
過型ＬＣＤ１２上に表示された画像１７Ｌを撮像素子１
１側から見た図である。画像１７Ｌは、光軸１５から所
定の距離（レンズ１３の半径を超えない任意の距離）だ
け左に離れた位置に円形の白画像部分２２Ｌがあり、そ
の他の部分は黒画像である。該画像１７Ｌを透過型ＬＣ
Ｄ１２に表示すると、レンズ１３を通る光のうち、透過
型ＬＣＤ１２の白画像部分２２Ｌを通過する光だけが撮
像素子１１に到達し、撮影される（図３）。これは、従
来の技術の項で述べた従来の光学装置による立体画像の
撮影の図１９に示す構成と同一であるので、図１９と同
様の左目用画像３１Ｌが撮影される。該画像３１Ｌ中に
映っている被写体１０Ｆ、１０Ｎの像を、それぞれ符号
３１ＬＦ、３１ＬＮで表す。

【００２６】同様に、図２の（ｂ）のような画像１７Ｒ
を透過型ＬＣＤ１２に表示すると、レンズ１３を通る光
のうち、透過型ＬＣＤ１２の白画像部分２２Ｒを通過す
る光だけが撮像素子１１に到達し、撮影される（図
４）。これは、従来の技術の項で述べた従来の光学装置
による立体画像の撮影の図２０に示す構成と同一である
ので、図２０と同様の右目用画像３１Ｒが撮影される。
該画像３１Ｒ中に映っている被写体１０Ｆ、１０Ｎの像
を、それぞれ符号３１ＲＦ、３１ＲＮで表す。

【００２７】シャッタ画像生成装置１４において、上述
の２つの画像１７Ｌ、１７Ｒを撮像素子６１の撮影周期
にあわせて時分割で交互に生成する。具体的には、撮像
素子が毎秒６０コマの画像を撮影する場合、最初の画像
を撮影する１／６０秒間は、シャッタ画像生成装置１４
は画像１７Ｌを生成し、次の１／６０秒間は、シャッタ
画像生成装置１４は画像１７Ｒを生成する。以後同様に
繰り返す。該画像１７Ｌ、１７Ｒを透過型ＬＣＤ１２に
表示しながら、撮像素子６１によって撮影すると、１コ
マごとに左目用画像３１Ｌと右目用画像３１Ｒが交互に
得られ、立体画像となる。撮影された左目用画像３１Ｌ
と右目用画像３１Ｒを重ねて描き、被写体１０Ｆ、Ｎの
視差の差すなわち、遠近感の強さ３２を図示すると、図
５のようになる。

【００２８】次に、シャッタ画像生成装置１４を制御
し、図６の（ａ）、（ｂ）の画像１７'Ｌ、１７'Ｒを時
分割で交互に生成するようにする。画像１７'Ｌ、１７'
Ｒは、それぞれ、図２の画像１７Ｌ、１７Ｒにおける白
画像部分２２Ｌ、２２Ｒと光軸１５との間の距離を短く
したものである。該画像１７'Ｌ、１７'Ｒを透過型ＬＣ
Ｄ１２に表示すると、図７，８の装置と等価になる。こ
のとき撮影される左目用画像５１Ｌおよび右目用画像５
１Ｒは、図７，８のようになる。該画像５１Ｌ（５１
Ｒ）に映っている被写体１０Ｆ、１０Ｎの像を、それぞ
れ符号５１ＬＦ（５１ＲＦ）、５１ＬＮ（５１ＲＮ）で
表す。

【００２９】画像５１Ｌでは、画像３１Ｌに比べて、２
つの被写体１０Ｆ、Ｎがより近づいて撮影される。同様
に、画像５１Ｒでは、画像３１Ｒに比べて、２つの被写
体１０Ｆ、Ｎがより近づいて撮影される。撮影された左
目用画像５１Ｌと右目用画像５１Ｒを重ねて描き、被写
体１０Ｆ、Ｎの視差の差すなわち、遠近感の強さ５２を
図示すると、図９のようになる。

【００３０】図５と図９から明らかなように、画像１７
Ｌ、１７Ｒをシャッタ画像生成装置で生成したときに撮
影される立体画像３１Ｌ、Ｒの遠近感３２よりも、画像
１７'Ｌ、１７'Ｒをシャッタ画像生成装置で生成したと
きに撮影される立体画像５１Ｌ、Ｒの遠近感５２のほう
が弱い。このように、シャッタ画像生成装置で生成さ
れ、透過型ＬＣＤで表示される画像を変えることによ
り、撮影される立体画像の遠近感の強さを調整すること
ができる。

【００３１】次に、図１０を参照しながら、本発明の第
２の実施例を説明する。本発明の第２の実施例の装置
は、被写体６０Ｆ、Ｎの像を撮像素子６１上に結像させ
る凸レンズ６３と、前記凸レンズ６３より撮像素子６１
側に配置され、光軸６５を中心にして所定の間隔を隔て
て配置された左目用および右目用の２つのシャッタ６２
Ｌ、Ｒと、該２つのシャッタ６２Ｌ、Ｒの位置を光軸６
５に沿って移動させる機構６４を具備している。前記２
つのシャッタ６２Ｌ、Ｒは、撮像素子６１の撮影周期に
あわせて時分割で交互に開閉するように制御される。具
体的には、撮像素子が毎秒６０コマの画像を撮影する場
合、最初の画像を撮影する１／６０秒間は左シャッタ６
２Ｌだけが開き、次の１／６０秒間は右シャッタ６２Ｒ
だけが開くように制御され、以後同様に繰り返す。本実
施例では、凸レンズ６３によって被写体６０Ｆの実像が
撮像素子６１上にできるように調整されているものとし
て説明するが、第１の実施例の装置と同様に、これ以外
の位置にピントを調整しても立体画像の撮影が可能であ
る。

【００３２】図１１は、機構６４により、２つのシャッ
タ６２Ｌ、Ｒを凸レンズ６３から遠ざけた場合を示す図
である。シャッタ６２Ｌが開いている間に該シャッタを
通った被写体６０Ｆ、６０Ｎの光は、それぞれ撮像素子
６１上の点７０Ｆ、７０ＬＮで撮影され、左目用画像と
なる。一方、シャッタ６２Ｒが開いている間に該シャッ
タを通った被写体６０Ｆ、６０Ｎの光は、それぞれ撮像
素子６１上の点７０Ｆ、７０ＲＮで撮影され、右目用画
像となる。撮影された左目用画像と右目用画像を重ねて
描くと、図１１の７１ＬＲのようになる。図中、像７１
Ｆ、７１ＬＮ、７１ＲＮは、それぞれ撮像素子７１上の
点７０Ｆ、７０ＬＮ、７０ＲＮで撮影されたものであ
る。被写体６０Ｆの像６１Ｆは視差を生じないが、被写
体６０Ｎの像７１ＬＮ、７１ＲＮは、視差７２を生じて
撮影される。

【００３３】図１２は、機構６４により、２つのシャッ
タ６２'Ｌ、６２'Ｒを凸レンズ６３に近づけた場合を示
す図である。シャッタ６２'Ｌ、６２'Ｒは、それぞれシ
ャッタ６２Ｌ、６２Ｒと同一のものであるが、その位置
が異なるので、異なる符号で表す。シャッタ６２'Ｌが
開いている問に該シャッタを通った被写体６０Ｆの光
は、撮像素子６１上の点７０Ｆで撮影される（被写体６
０Ｆにピントを合わせているので、図１１の場合と同じ
点７０Ｆで撮影される。よって、同一の符号で表
す。）。また、ピントを合わせていない被写体６０Ｎ
は、点７０'ＬＮで撮影される。これらの点７０Ｆ、７
０'ＬＮで撮影された光は、左目用画像となる。一方、
シャッタ６２'Ｒが開いている間に該シャッタを通った
被写体６０Ｆ、６０Ｎの光は、それぞれ撮像素子６１上
の点７０Ｆ、７０'ＲＮで撮影され、右目用画像とな
る。撮影された左目用画像と右目用画像を重ねて描く
と、図１２の７１'ＬＲのようになる。図中、像７１
Ｆ、７１'ＬＮ、７１'ＲＮは、それぞれ撮像素子６１上
の点７０Ｆ、７０'ＬＮ、７０'ＲＮで撮影されたもので
ある。被写体６０Ｆの像７１Ｆは視差を生じないが、被
写体６０Ｎの像７１'ＬＮ、７１'ＲＮは、視差７２'を
生じて撮影される。

【００３４】図１１の７１ＬＲと図１２の７１'ＬＲを
比較すると、７１'ＬＲにおける視差７２'のほうが７１
ＬＲにおける視差７２より小さい。その理由について図
１３を参照しながら説明する。図１３は、図１１、１２
のシャッタ６２Ｒ、６２'Ｒ、撮像素子６１からなる部
分に注目したものである。点８０Ｆ、８０Ｎは、それぞ
れレンズ６３による被写体６０Ｆ、６０Ｎの実像ができ
る位置である。被写体６０Ｆ、６０Ｎの光は、シャッタ
６２Ｒ、６２'Ｒの位置にかかわらず、これらの点８０
Ｆ、８０Ｎに集光する。被写体６０Ｎの光を表す破線に
注目すると、シャッタ６２'Ｒを通り点８０Ｎに集光す
る光８１'は、シャッタ６２Ｒを通り点８０Ｎに集光す
る光８１よりも光軸寄りを通る。よって、光８１'が撮
像素子６１を横切る点７１'ＲＮは、光８１が撮像素子
６１を横切る点７１ＲＮよりも、光軸６５に近く、同時
に被写体６０Ｆが撮影される点７１Ｆに近い。同様の考
察により、被写体６０Ｎがシャッタ６２'Ｌを通って撮
影される点７１'ＬＮは、シャッタ６２Ｌを通って撮影
される点７１ＬＮよりも点７１Ｆに近い。以上の考察に
より、図１２の７１'ＬＲに示す視差７２'のほうが図１
１の７１ＬＲに示す視差７２より小さいことが証明され
た。

【００３５】以上に説明したように、シャッタ６２Ｌ、
Ｒの位置を光軸に沿って移動させることにより、撮影さ
れる立体画像の遠近感を調整することができる。

【００３６】本実施例においては、被写体の像の結像の
ために１枚の凸レンズ６３を用いた。該１枚の凸レンズ
６３の代わりに、合成焦点距離が正（すなわち凸レン
ズ）となる任意のレンズ群、例えば、ズームレンズ光学
系を用いてもよい。そして、該レンズ群よりも撮像素子
側に、交互に開閉し、かっレンズ群の光軸に沿って移動
することができる２つのシャッタを設ければ、遠近感の
調整が可能な立体画像撮影光学装置を製作することがで
きる。

【００３７】次に、第２の実施例の装置の第１の変形例
を、図１４を参照しながら説明する。本変形例の装置で
は、第２の実施例の装置における結像させるための１つ
のレンズまたはレンズ群６３を２つに分割し、ピントを
合わせた被写体６０Ｆの光を撮像素子６１より遠い位置
９０に集光する収束光にするための第１のレンズ群９３
ａと、該収束光を撮像素子６１上に集光するための第２
のレンズ群９３ｂとにしたものである。さらに本変形例
の装置では、時分割で交互に開閉する２つのシャッタ６
２Ｌ、Ｒは、前記第１および第２のレンズ群の間を、光
軸６５に沿って移動する。本変形例で、上述の第２の実
施例の装置と同一の部分は同一の符号で表し、その説明
を省略する。

【００３８】本変形例において、レンズ９３ｂと撮像素
子６１からなる部分を、図１５のように、新たな撮像素
子９１に置き換えることができる。この撮像素子９１
は、レンズ群９３ｂによる撮像素子６１の虚像に、位置
や大きさが等しいものである。図１５の装置は、第２の
実施例の装置の構成図である図１０に等しい。よって、
本変形例の装置は、第２の実施例の装置と同様に、遠近
感の調整が可能な立体画像撮影光学装置となる。

【００３９】次に、第２の実施例の装置の第２の変形例
を、図１６を参照しながら説明する。本変形例の装置で
は、第２の実施例の装置における結像させるための１つ
のレンズまたはレンズ群６３を２つに分割し、ピントを
合わせた被写体６０Ｆの光を撮像素子６１より近い位置
１００に集光する収束光にするための第１のレンズ群１
０３ａと、該収束光を撮像素子６１上に集光するための
第２のレンズ群１０３ｂとにしたものである。さらに本
変形例の装置では、時分割で交互に開閉する２つのシャ
ッタ６２Ｌ、Ｒは、前記第１および第２のレンズ群の間
を、光軸６５に沿って移動する。本変形例で、上述の第
２の実施例の装置と同一の部分は同一の符号で表し、そ
の説明を省略する。

【００４０】本変形例において、レンズ１０３ｂと撮像
素子６１からなる部分を、図１７のように、新たな撮像
素子１０１に置き換えることができる。この撮像素子１
０１は、レンズ群１０３ｂによる撮像素子６１の虚像
に、位置や大きさが等しいものである。図１７の装置
は、第２の実施例の装置の構成図である図１０に等し
い。よって、本変形例の装置は、第２の実施例の装置と
同様に、遠近感の調整が可能な立体画像撮影光学装置と
なる。

【００４１】第２の実施例およびその２つの変形例に共
通して、シャッタを配置する位置において、ピントを合
わせた被写体の光が収束光になっていることが特徴であ
る。

【００４２】

【発明の効果】本発明の立体画像撮影光学装置によれ
ば、シャッタの間隔を変更するための複雑な機構を必要
とせずに、撮影される立体画像の遠近感を調整すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の装置を示す図である。

【図２】第１の実施例のシャッタ画像生成装置が生成す
る画像を示す図である。

【図３】第１の実施例のシャッタ画像生成装置におい
て、図２の（ａ）のシャッタ画像に対応する左目用画像
が撮影される様子を説明する図である。

【図４】第１の実施例のシャッタ画像生成装置におい
て、図２の（ｂ）のシャッタ画像に対応する右目用画像
が撮影される様子を説明する図である。

【図５】撮影された左目および右目用画像を重ねて描い
た図である。

【図６】第１の実施例のシャッタ画像生成装置が生成す
る、図２とは異なる画像を示す図である。

【図７】第１の実施例のシャッタ画像生成装置におい
て、図６の（ａ）のシャッタ画像に対応する左目用画像
が撮影される様子を説明する図である。

【図８】第１の実施例のシャッタ画像生成装置におい
て、図６の（ｂ）のシャッタ画像に対応する右目用画像
が撮影される様子を説明する図である。

【図９】撮影された左目および右目用画像を重ねて描い
た図である。

【図１０】本発明の第２の実施例の装置を示す図であ
る。

【図１１】第２の実施例の装置において、シャッタ６２
Ｌ、６２Ｒがレンズ６３から遠い場合に、立体画像が撮
影される様子を示す図である。

【図１２】第２の実施例の装置において、シャッタ６２
Ｌ、６２Ｒがレンズ６３に近い場合に、立体画像が撮影
される様子を示す図である。

【図１３】第２の実施例の装置において、シャッタ６２
Ｌ、６２Ｒがレンズ６３に遠い場合よりも近い場合のほ
うが奥行き感が弱いことを説明する図である。

【図１４】第２の実施例の第１の変形例を示す図であ
る。

【図１５】第２の実施例の第１の変形例の説明図であ
る。

【図１６】第２の実施例の第２の変形例を示す図であ
る。

【図１７】第２の実施例の第２の変形例の説明図であ
る。

【図１８】従来の光学装置を示す図である。

【図１９】従来の光学装置において、左目用画像が撮影
される様子を説明する図である。

【図２０】従来の光学装置において、右目用画像が撮影
される様子を説明する図である。

【図２１】撮影された左目および右目用画像を重ねて描
いた図である。

【図２２】従来の光学装置において、ピント位置を変更
した場合に、左目用画像が撮影される様子を説明する図
である。

【図２３】従来の光学装置において、ピント位置を変更
した場合に、右目用画像が撮影される様子を説明する図
である。

【図２４】撮影された左目および右目用画像を重ねて描
いた図である。

【符号の説明】

１０Ｆ，１０Ｎ 被写体 １１ 撮像素子 １２ 透過型ＬＣＤ １３ レンズ １４ シャッタ画像生成装置

───────────────────────────────────────────────────── 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） 2H059 AA03 2H088 EA07 HA24 HA28 MA16 2H091 FA26X LA09 MA01 5C061 AA11 AA20 AB03 AB17

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 撮像手段と、被写体の像を前記撮像手段
   上に結像させる凸レンズと、前記凸レンズに前記被写体
   からの光が入射する前の位置に配置された画素構造を持
   つ空間光変調素子と、前記空間光変調素子上の前記凸レ
   ンズの光軸を中心にして所定の間隔を隔てた２つの位置
   に左目用シャッタと右目用シャッタとを時分割で交互に
   表示するためのシャッタ画像を生成する画像生成手段と
   を具備し、 前記撮像手段によって、前記左目用シャッタの表示時
   に、前記凸レンズの瞳面の一部と前記左目用シャッタと
   を通過した左目用画像の光を撮像し、前記右目用シャッ
   タの表示時に、前記凸レンズの瞳面の別の一部と前記右
   目用シャッタとを通過した右目用画像の光を撮像するこ
   とを特徴とする立体画像撮影光学装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記画像生成手段
   は、前記シャッタ画像中の左目用シャッタの位置と、右
   目用シャッタの位置とを変更することを特徴とする立体
   画像撮影光学装置。
3. 【請求項３】 撮像手段と、被写体の像を前記撮像手段
   上に結像させるレンズと、前記レンズと前記撮像手段と
   の間に配置され前記レンズの光軸を中心にして所定の間
   隔を隔てた２つの位置に左目用シャッタおよび右目用シ
   ャッタを有するシャッタ手段と、前記シャッタ手段を前
   記レンズと前記撮像手段との間で前記光軸に沿って移動
   させるための機構とを具備し、 前記シャッタ手段の左目用シャッタおよび右目用シャッ
   タを交互に開閉することにより、前記レンズの瞳面の一
   部と前記左目用シャッタを通過した左目用画像の光と、
   瞳面の別の一部と右目用シャッタを通過した右目用画像
   の光とを、前記撮像手段によって撮像することを特徴と
   する立体画像撮影光学装置。
4. 【請求項４】 撮像手段と、被写体の光を収束光にする
   第１のレンズと、前記第１のレンズの光軸と同軸上にお
   いて前記収束光を前記撮像手段上に集光し結像させる第
   ２のレンズと、前記第１および第２のレンズの間に配置
   され前記レンズの光軸を中心にして所定の間隔を隔てた
   ２つの位置に左目用シャッタおよび右目用シャッタを有
   するシャッタ手段と、前記シャッタ手段を前記レンズと
   前記撮像手段との間で前記光軸に沿って移動させるため
   の機構とを具備し、 前記シャッタ手段の左目用シャッタおよび右目用シャッ
   タを交互に開閉することにより、前記レンズの瞳面の一
   部と前記左目用シャッタを通過した左目用画像の光と、
   瞳面の別の一部と右目用シャッタを通過した右目用画像
   の光とを、前記撮像手段によって撮像することを特徴と
   する立体画像撮影光学装置。