JP2002341474A

JP2002341474A - 立体画像撮影用アダプタ及び立体画像撮影装置

Info

Publication number: JP2002341474A
Application number: JP2001149489A
Authority: JP
Inventors: Toyoji Hanzawa; 豊治榛澤
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 2001-05-18
Filing date: 2001-05-18
Publication date: 2002-11-27

Abstract

(57)【要約】【課題】肉眼で観察できる立体画像を容易に撮影できる
立体画像撮影用アダプタ及び立体画像撮影装置を提供す
ること。【解決手段】撮影装置（１２）のレンズ部に着脱可能に
備えられる立体画像撮影用アダプタ（１３）であって、
複数の独立した光学系を備え、前記各光学系により略同
一の被写体に対する前記撮影装置の複数の合焦位置をそ
れぞれ異ならせる第１の光学手段（１６，１７）と、前
記撮影装置の撮像面における対応する各領域に各画像が
形成されるよう、前記第１の光学手段を通過した各像を
前記レンズ部に入射させる第２の光学手段（１５）と、
から構成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、立体画像撮影用ア
ダプタ及び立体画像撮影装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】（第１の従来の技術）従来の立体画像の
観察方法としては、視差のある２つ以上の画像を撮影
し、それら異なる画像を観察者が左右の目で同時に見る
ことにより、立体的に認識する方法がある。この方法
は、観察者が移動することなく立体情報を得られるもの
の、目のフォーカスにより距離判断を行なうことができ
ない。そのため、観察する立体画像に不自然さを感じた
り、疲労が増えるなどの問題が発生していた。

【０００３】この問題を改善するために、特開２０００
−２１４４１３号公報に開示されているような、複数の
画像の間隔をあけて表示する方法が知られている。この
方法では、観察者側からの被写体の距離に応じて表示手
段の輝度を調整して、観察者に距離を判断させている。
この方法では、観察者はある程度、視差、輻輳、フォー
カスの情報が得られるので、立体的に観察を行なえる。

【０００４】（第２の従来の技術）また、従来の立体画
像の観察装置には、観察の際に特殊な眼鏡を必要とする
ものと、肉眼で観察できるものとの両方がある。特殊な
眼鏡を要する装置には、液晶シャッター眼鏡装置、ヘッ
ドマウントディスプレイ等がある。肉眼で観察できる観
察装置には、例えばレンチキュラーシートがあり、特殊
な眼鏡が不要なので、誰でも鑑賞できる等の利点があ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】（第１の従来の技術の
問題点）従来の立体画像の観察方法では、画像を作成す
るために大量の計算処理が必要になり、多くの時間を必
要とする。このため、画像処理量を少なくして、撮影か
ら画像の作成までを簡単に行なえることが望まれてい
る。

【０００６】（第２の従来の技術の問題点）従来の立体
画像の観察装置のように、肉眼で観察できるレンチキュ
ラーシート等を作成することは、容易でない。まず、厳
密な撮影条件で撮影することが必要であり、また、撮影
した画像に基づくシートの作成に専用の装置が必要であ
る。従って、身近な画像を手軽に立体画像にすること
や、様々な画像を交換して観察することも容易ではな
い。

【０００７】本発明の目的は、肉眼で観察できる立体画
像を容易に撮影できる立体画像撮影用アダプタ及び立体
画像撮影装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】課題を解決し目的を達成
するために、本発明の立体画像撮影用アダプタ及び立体
画像撮影装置は以下の如く構成されている。

【０００９】（１）本発明の立体画像撮影用アダプタ
は、撮影装置のレンズ部に着脱可能に備えられる立体画
像撮影用アダプタであって、複数の独立した光学系を備
え、前記各光学系により略同一の被写体に対する前記撮
影装置の複数の合焦位置をそれぞれ異ならせる第１の光
学手段と、前記撮影装置の撮像面における対応する各領
域に各画像が形成されるよう、前記第１の光学手段を通
過した各像を前記レンズ部に入射させる第２の光学手段
と、から構成されている。

【００１０】（２）本発明の立体画像撮影用アダプタは
上記（１）に記載のアダプタであり、かつ前記第１の光
学手段における前記複数の光学系は、それぞれ相互に焦
点距離の異なるレンズからなる。

【００１１】（３）本発明の立体画像撮影用アダプタは
上記（１）または（２）に記載のアダプタであり、かつ
前記第２の光学手段は、前記第１の光学手段を通過した
前記各像の光軸を前記レンズ部の所定位置で交差させ、
前記各画像を前記撮像面の所定位置にそれぞれ形成す
る。

【００１２】（４）本発明の立体画像撮影装置は、略同
一の被写体に対する合焦位置が異なる複数の画像を撮像
面の異なる領域に同時に形成させるアダプタが装着され
ることで立体画像撮影が可能な立体画像撮影装置であっ
て、前記立体画像撮影時に、合焦手段及びズーム手段の
少なくとも一方を所定の位置に固定して撮影をするよう
制御する制御手段を備えている。

【００１３】（５）本発明の立体画像撮影装置は、各々
が撮像手段を有する複数の独立した撮像光学系により、
略同一の被写体に対する複数の合焦位置をそれぞれ異な
らせて各画像を撮像する光学手段と、前記各撮像手段か
ら出力された各画像信号を記録する記録手段と、を備え
ている。

【００１４】（６）本発明の立体画像撮影装置は上記
（５）に記載の装置であり、かつ前記各撮像光学系がそ
れぞれズーム手段を有するとともに、前記各ズーム手段
のズーム倍率を同一にするよう、前記各ズーム手段を制
御するズーム制御手段を備えている。

【００１５】（７）本発明の立体画像撮影装置は上記
（５）または（６）に記載の装置であり、かつ前記光学
手段は、隣接する撮像光学系同士の光軸間隔を短縮する
短縮手段を備えている。

【００１６】（８）本発明の立体画像撮影装置は上記
（７）に記載の装置であり、かつ前記短縮手段は、偶数
の反射面を備えた反射部材である。

【００１７】上記手段を講じた結果、それぞれ以下のよ
うな作用を奏する。

【００１８】（１）本発明の立体画像撮影用アダプタに
よれば、撮影装置の撮像面に合焦位置の異なる一組の画
像を同時に形成させることができ、通常の撮影装置を用
いて簡単に立体撮影を行なえる。また撮影時に、全体画
角のずれや、動きのある被写体に対する像ずれが発生し
ない。

【００１９】（２）本発明の立体画像撮影用アダプタに
よれば、撮影装置のレンズ部に装着することで、合焦位
置の異なる一組の画像を同時に形成することができる。

【００２０】（３）本発明の立体画像撮影用アダプタに
よれば、合焦位置の異なる一組の画像を、所定の位置関
係をなすよう撮像面に形成することができる。

【００２１】（４）本発明の立体画像撮影装置によれ
ば、撮影者が合焦位置やズーム位置を調整することな
く、適正な立体画像撮影が可能になる。

【００２２】（５）本発明の立体画像撮影装置によれ
ば、合焦位置の異なる一組の画像を同時に撮影し、記録
することができる。

【００２３】（６）本発明の立体画像撮影装置によれ
ば、各画像の撮影倍率を同一にすることができ、各画像
間の倍率を統一することができる。

【００２４】（７）本発明の立体画像撮影装置によれ
ば、光学手段のサイズに影響されず、視差を適正に設定
することができる。

【００２５】（８）本発明の立体画像撮影装置によれ
ば、各像の光軸同士を近づけることが可能になる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。

【００２７】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態に係る撮影装置の撮影系と、立体画像観
察装置による立体画像の構成を示す図である。撮影装置
は、一般的な銀塩フィルムを用いたカメラや電子カメラ
（デジタルカメラ）であり、フォーカス位置の異なる少
なくとも２枚の画像を撮影する。その後、それらの画像
を立体画像観察装置で重ねることで、立体画像からなる
観察画像が構成される。立体画像観察装置では、撮影時
のフォーカス位置の遠近関係に対応するよう、複数の画
像が重ねられる。すなわち、立体画像観察装置で構成さ
れる立体画像は、複数の画像が、フォーカス位置の近い
側から遠い側へ対応して、観察者に近い側から遠い側へ
順に所定の間隔をもって重ねられる。

【００２８】以下、撮影装置でフォーカス位置の異なる
２枚の画像を撮影する場合について説明する。図１に示
すように、撮影レンズ１の前面１１からフォーカス面２
ｏまでの距離をｘ１、撮影レンズ１の前面１１からフォ
ーカス面３ｏまで距離をｘ２とする。この場合、ｘ２＞
ｘ１であり、撮影レンズ１からの撮影距離はフォーカス
面２ｏよりフォーカス面３ｏの方が長い。

【００２９】また、撮影レンズ１の焦点距離をｆ、撮影
レンズ１の前側焦点４から撮影レンズ１の前面１１まで
の距離をｂ、撮影レンズ１の最小錯乱円の半径をＲ、撮
影レンズ１における２つの画像の撮影時の各射出側開口
数のうち大きい方の値をＡとする。後側焦点位置からｘ
１の像面までの距離をＸ１とすると、ニュートンの式を
使い、ボケを感じる条件を表すと以下の式になる。

【００３０】（ｘ１−ｂ）Ｘ１＝ｆ² （ｘ２−ｂ）（Ｘ１−Ｒ／Ａ）≧ｆ² そして、これら二つの式からＸ１を消去して、ｘ２≧Ａｆ²（ｘ１−ｂ）／｛Ａｆ²−Ｒ（ｘ１−ｂ）｝＋ｂ（１）となる条件が、撮影したすべての画像中の２つの画像の
各組み合せについて満たされるようにする。

【００３１】なお、一般に撮影レンズ１の射出側開口数
は、フォーカス面２ｏでの撮影時よりフォーカス面３ｏ
での撮影時の方が大きくなる。上記（１）式の条件を満
たさない場合、２つの画像においてフォーカスの違いに
より生ずるボケの差がなくなる。この場合、観察者は２
つの画像の差を認識できず、観察画像を立体的に見るこ
とができない。すなわち、観察画像は上記（１）式の条
件を満たすことにより、２つの画像においてボケの差が
生じるため、立体的な画像となる。

【００３２】具体的には、２つの画像の撮影時に、互い
に合焦位置の被写界深度からはずれた位置を合焦位置と
している。すなわち、フォーカス面２ｏでの撮影では、
フォーカス面３ｏでの撮影の合焦位置の被写界深度から
はずれた位置を合焦位置とし、フォーカス面３ｏでの撮
影では、フォーカス面２ｏでの撮影の合焦位置の被写界
深度からはずれた位置を合焦位置としている。

【００３３】なお、被写界深度Ｃは、レンズのＦナンバ
ーをＦ、焦点深度をρ（経験値）、焦点距離をｆ、撮影
距離をＬとした場合、次式Ｃ＝±Ｆ・ρ／（ｆ／Ｌ）^２で表わされる。

【００３４】例えば、銀塩カメラでは、Ｆ＝２，ρ＝３
０μｍ，ｆ＝５０ｍｍ，Ｌ＝２ｍとすると、Ｃ＝±９６
ｍｍとなる。また、電子カメラでは、Ｆ＝２，ρ＝１０
μｍ，ｆ＝８ｍｍ，Ｌ＝２ｍとすると、Ｃ＝±１２５０
ｍｍである。

【００３５】また、撮影レンズ１から被写体までの距離
が連続的に変化し、（Ｋ＋１）枚の撮影を行なう場合、
以下の式を満たすようにする。

【００３６】Ｘn+1・Ａｆ²（Ｘn−ｂ）／｛Ａｆ²−２Ｒ（Ｘn−ｂ）｝＋ｂ（１ａ）（ｎ＝１，２，…，Ｋ）（隣り合う）被写体までの距離を以上の様に選択して、
連続的に撮影するとよい。すなわち、上記１ａ式で示さ
れるより狭い間隔で撮影を繰り返しても、相互に十分な
ボケが生じないので、むだな撮影となる。

【００３７】以下、立体画像観察装置で前述した２つの
画像から観察画像を構成する場合について説明する。図
１に示すように、前述した条件での撮影による撮影像２
ｉから観察画像５の画像２ｐへの、または撮影像３ｉか
ら観察画像５の画像３ｐへの倍率をβ、撮影像２ｉと撮
影像３ｉの間隔をｄ１、観察者６の観察画像５に対する
最大観察角をθ、画像２ｐと画像３ｐの間隔をＤ１、画
像２ｐと画像３ｐの間の媒質の屈折率をｎとする。この
場合、Ｄ１≦ｎβＡｄ１／ｓｉｎθ （２）の条件を満たすようにする。この条件を満たさない場
合、観察者は複数の画像２ｐ，３ｐが重なったように見
えず、観察画像５を立体的に見ることができない。

【００３８】また、上記した２つの画像の組み合せと異
なる他の画像の組み合せの場合、それらの撮影像の間隔
をｄｎ、それら画像の間隔をＤｎとすると、Ｄ１／ｄ１＝Ｄｎ／ｄｎ（３）の条件を、すべての画像の組み合せについて満たすよう
にする。これにより、観察画像を構成する画像数が多い
場合、観察者はそれらの距離感が合うため、観察時の疲
労がなくなる。

【００３９】図２は、上記撮影装置による撮影時の状態
を示す図である。撮影装置７は、近距離被写体８ｎと遠
距離被写体８ｆにそれぞれフォーカスを合わせた２つの
画像を撮影する。撮影装置７から近距離被写体８ｎまで
の距離は前述したｘ１であり、撮影装置７から遠距離被
写体８ｆまでの距離は前述したｘ２である。

【００４０】図３は、上記立体画像観察装置による鑑賞
時の状態を示す図である。上記のように撮影された２つ
の画像を使って、図３に示す観察画像９が作成される。
この観察画像９は、近距離被写体８ｎにフォーカスを合
わせて撮影された画像を透明板にプリント（印刷）した
透過画像１０ｎと、遠距離被写体８ｆにフォーカスを合
わせて撮影された画像を透明板にプリント（印刷）した
透過画像１０ｆとを、観察者１１側から透過画像１０
ｎ、１０ｆの順に配置しており、それらの関係が上記し
た（１）式または（１ａ）式と（２）式を満たしてい
る。なお、この場合、フォーカス位置が最も遠い画像に
ついては、透明でない板にプリント（印刷）してもよ
い。

【００４１】観察者は、この観察画像９をその後ろ側か
ら一様な白色照明で照明して観察する。透過画像１０ｎ
と透過画像１０ｆの色の濃度は、これら２枚の画像を合
わせたときに元の被写体８ｎ，８ｆの色になるよう、プ
リント時に調整する。

【００４２】また、被写体８ｎ，８ｆ以外に、さらに目
的とする被写体が違った距離にある場合、フォーカス位
置を変えた画像を撮影して透過画像の枚数を増やすこと
で、より自然な観察画像になる。また、観察者１１側か
ら最も離れた位置の画像を光の反射の多い白紙にプリン
トしたものとすることで、前述した照明をなくすことが
できる。この場合、観察者が観察する光は、各透過画像
に対して入射した後反射することで各透過画像を２回通
過する。このため、各透過画像の明るさや色を薄くし
て、観察者１１が見る観察画像の明るさや色調を調整す
る。

【００４３】なお、各画像は、時間差をおいて撮影する
ことになるので、画像間にズレが発生することがある。
この場合、撮影後、鑑賞用の観察画像を作る時に、各画
像の位置関係を補正して重ねる。また、このことを考慮
して、優先する被写体の順番に沿ってフォーカス情報を
撮像装置に入力し、シャッター操作時にその順番に従っ
てフォーカス位置を変えて撮影する。また、シャッター
操作時に、動きの速い被写体を検出してそのフォーカス
位置を優先して撮影するよう、フォーカス位置の順番を
決定することも可能である。一般的には、近距離の被写
体から順に撮影するとよい。

【００４４】以上の撮影方法は、一般的な銀塩カメラや
電子カメラ（デジタルカメラ）を用いて、フォーカス位
置を変えて撮影するだけなので、マニュアルフォーカス
操作またはオートフォーカス操作ができるカメラで、簡
単に撮影を行なうことができる。以下、上記の撮影方法
に適用される電子カメラについて説明する。

【００４５】図４は、本第１の実施の形態に係る立体画
像撮影装置をなす電子カメラの構成を示すブロック図で
ある。この電子カメラは、上述した撮影方法を実行する
機能を有している。図４に示すように、この電子カメラ
の撮像部１００は、フォーカスレンズ１１１、撮影レン
ズ（ズームレンズ）１、撮像素子１１２、撮像回路１１
３、フォーカス制御部１５１、モータ１５２、ズーム制
御部１５３、モータ１５４からなる。また、この電子カ
メラには、後述するアダプター１３が取付けられてい
る。

【００４６】バス１２０には、メインＣＰＵ１４０、撮
像回路１１３、ＡＥ処理部１２１、ＡＦ処理部１２２、
画像処理回路１２３、不揮発性メモリ１２４、内蔵メモ
リ１２５、圧縮伸長部１２６、着脱メモリ１２７、ＬＣ
Ｄドライバ１３１が接続されている。メインＣＰＵ１４
０には、入力部１４１、スピーカ１４２、フォーカス制
御部１５１、ズーム制御部１５３が接続されている。ま
た、フォーカス制御部１５１にはフォーカスレンズ１１
１を駆動するモータ１５２が、ズーム制御部１５３には
撮影レンズ（ズームレンズ）１を駆動するモータ１５４
が、撮像回路１１３にはＣＣＤからなる撮像素子１１２
が、ＬＣＤドライバ１３１にはＬＣＤ表示部１３２が接
続されている。

【００４７】図４において、アダプタ１３を介してフォ
ーカスレンズ１１１と撮影レンズ（ズームレンズ）１を
通過した被写体の光学像は、撮像素子１１２で電気信号
に変換され、この電気信号は、撮像回路１１３でアナロ
グ画像信号に変換された後にＡ／Ｄ変換される。そのデ
ジタル画像信号（以下、「画像情報」とも称する）は、
一旦、揮発性の内蔵メモリ１２５に記憶される。この内
蔵メモリ１２５は、高速な、例えばＳＤＲＡＭ（Ｓｙｎ
ｃｈｒｏｎｏｕｓＤｙｎａｍｉｃＲａｎｄｏｍＡ
ｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）からなり、画像一時記憶メ
モリ、画像処理用のワークエリアとしても使用される。

【００４８】画像処理回路１２３は、内蔵メモリ１２５
に一時記憶された画像情報の色情報の変換処理、画素数
変換などの処理を行なう。色情報の変換処理では、ＣＣ
Ｄからの色情報出力に対して固有の色合いの調整、例え
ばきれいな肌色を出すといった処理を行なう。画像処理
回路１２３では、下式の色マトリクスにおけるｋ値を変
えることで、色情報の変換を行なう。

【００４９】

【数１】

【００５０】また画像処理回路１２３では、立体撮影時
に、内蔵メモリ１２５に一時記憶された画像情報に対し
て、図５に示すようなγ曲線に沿った色低下処理を行な
う。画像処理回路１２３は、立体撮影時の色情報出力の
コントラストを低下させ、その彩度が通常の撮影時より
も低下するような色情報の変換処理を行なう。これによ
り、複数の画像が重なる立体画像のコントラストが過度
になることを防止できる。また立体撮影時には、ＡＥ処
理部１２１によるＡＥと画像処理回路１２３によるＡＷ
Ｂの検出エリアは、通常撮影時の画面センタから左右い
ずれかにシフトされる。

【００５１】そして、画像処理回路１２３でさまざまな
画像処理を受けた画像情報は、圧縮伸長部１２６で例え
ばＪＰＥＧ圧縮されて、スマートメディア等の着脱メモ
リ１２７に記録される。立体撮影時、着脱メモリ１２７
には一組の画像が１ファイルとして記録される。また、
画像処理回路１２３で一組の画像を各画像に分離してか
ら、別ファイルとして着脱メモリ１２７に記録してもよ
い。撮影画像を表示する場合には、画像処理後の画像情
報は、ＬＣＤドライバ１３１を介して、画像表示用のＬ
ＣＤ１３２に表示される。

【００５２】着脱メモリ１２７に記録された画像を表示
する場合には、着脱メモリ１２７から読み出された画像
情報は圧縮伸長部１２６で伸長されて、画像処理回路１
２３で所定の画像処理がなされる。その後、撮影の時と
同様に、画像表示用のＬＣＤ１３２に画像が表示され
る。ＬＣＤ１３２に表示される画像は、入力部１４１に
設けられた画像切り替えスイッチが操作されることで切
り替えられる。

【００５３】メインＣＰＵ１４０は、フラッシュメモリ
等の不揮発性メモリ１２４から電子カメラの基本制御プ
ログラムを読み出して、電子カメラ全体の制御を行な
う。メインＣＰＵ１４０は、入力部１４１からの入力を
受け付けて、その入力に応じた制御を行なう。入力部１
４１は、図示しないレリーズボタン（シャッターボタ
ン）、立体撮影モードと通常撮影モードを切り替えるた
めのモードボタン等を有している。

【００５４】また、メインＣＰＵ１４０は、図示しない
電源部を制御して電子カメラ全体の電源管理も行なう。
また、メインＣＰＵ１４０は、フォーカス制御部１５１
とモータ１５２を介してフォーカスレンズ１１１を駆動
制御するとともに、ズーム制御部１５３とモータ１５４
を介して撮影レンズ（ズームレンズ）１を駆動制御し、
撮像回路１１３に対して素子シャッター制御を行なう。
また、メインＣＰＵ１４０は、警告等の音声をスピーカ
１４２から発生させる。

【００５５】以下、立体画像観察装置による観察画像の
構成例を示す。被写体距離（撮影レンズ１の前面１１か
らフォーカス面までの距離）が２ｍの人物と被写体距離
が５０ｃｍの花を、撮影装置で撮影するものとする。撮
影装置で、焦点距離６．５ｍｍ（３５ｍｍカメラ換算焦
点距離３５ｍｍ）のレンズを使い、Ｆナンバーを２と
し、撮像範囲６．２５×４．６８ｍｍ²のＣＣＤで撮影
したとする。この場合、２つの撮影像の間隔ｄ１＝０．
０６３３ｍｍであり、Ａ＝１／２ＮＡであるからＡ＝
０．２５である。

【００５６】このように撮影された２つの画像をはがき
サイズにプリントし、観察画像として鑑賞する場合、倍
率β=２２．９倍である。観察者の眼から観察画像まで
の鑑賞距離を１５０ｍｍとし、最大の眼幅７０ｍｍに対
して左右に１０ｍｍの余裕をとって観察しやすくする。
その場合、最大観察角θについてｓｉｎθ＝（９０／２
／１５０）＝０．３となる。２つの画像の間の媒質であ
るガラスの屈折率ｎは、１．５である。このとき２つの
画像の間隔Ｄ１は、上記（２）式から以下の値になる。

【００５７】Ｄ1≦１．５×２２．９×０．２５×０．０６３３／０．３＝１．８１（ｍｍ）また、媒質を空気として換算すると、以下の値になる。

【００５８】Ｄ1≦１．８１／１．５＝１．２１（ｍ
ｍ）なお、本第１の実施の形態による観察画像では、Ｄ１の
間隔が空気換算長で１ｍｍ以下になると立体感が減る。
そのような場合、撮影時にレンズのＦナンバーか焦点距
離を変えることが好ましい。

【００５９】次に、撮影された２つの画像をＡ１サイズ
まで拡大し、観察画像として鑑賞する場合、倍率β＝１
３１．９倍となる。最大観察角θを、観察画像の中心か
ら見て４５度までで良いとすると、ｓｉｎθ＝ｓｉｎ４
５°＝０．７０７となる。このとき２つの画像の間隔Ｄ
１は、上記（２）式から以下の値になる。

【００６０】Ｄ1≦１．５×１３１．９×０．２５×０．０６３３／０．７０７＝４．４３（ｍｍ）すなわち、Ｄ１が４．４３（ｍｍ）以下で４．４３（ｍ
ｍ）に近いほど立体感が大きくなるため、適度な値であ
る厚さ４ｍｍのガラス（透明材質）を用いると良い。

【００６１】図６は、本発明の第１の実施の形態に係る
立体画像撮像装置の撮像系を示す図である。この撮影系
では、撮影装置１２のフォーカスレンズ１１１の前部に
アダプタ１３を取り付け、フォーカス位置の異なる二つ
の画像を撮影する。撮影装置１２は、図４に示した電子
カメラ（デジタルカメラ）または一般的な銀塩カメラで
ある。立体画像撮影時に、撮影装置１２のフォーカス位
置は無限遠にされる。あるいは、フォーカス位置を１ｍ
や３ｍ等の初期値に設定してもよい。

【００６２】アダプタ１３内には、撮影装置１２側に偏
角プリズム１５が配置されている。また、偏角プリズム
１５より被写体１８ｆ，１８ｎ側の左像光軸１４Ｌ上
に、該左像光軸１４Ｌに光軸を合わせた左像光軸フォー
カスレンズ１６（以後、左フォーカスレンズ１６と称
す）が配置されている。また、偏角プリズム１５より被
写体１８ｆ，１８ｎ側の右像光軸１４Ｒ上に、該右像光
軸１４Ｒに光軸を合わせた右像光軸フォーカスレンズ１
７（以後、右フォーカスレンズ１７と称す）が配置され
ている。

【００６３】被写体１８ｆ，１８ｎ側から左フォーカス
レンズ１６，右フォーカスレンズ１７とプリズム１５を
介して図示しない絞りの中央を通る光線は、フォーカス
レンズ１１１を介して撮影レンズ１から射出し、撮像面
の短辺（縦辺）の中央かつ各長辺（横辺）の左右の縁か
ら長辺の長さの１／４に位置する点を通る。すなわち、
左側の像の前記光線の光軸が左像光軸１４Ｌ、右側の像
の前記光線の光軸が右像光軸１４Ｒである。

【００６４】撮影者がモードボタンを操作し立体撮影モ
ードを設定すると、メインＣＰＵ１４０の指示に従い、
フォーカス制御部１５１とズーム制御部１５３はフォー
カスレンズ１１１と撮影レンズ（ズームレンズ）１の位
置を固定する。なお、フォーカスレンズ１１１と撮影レ
ンズ（ズームレンズ）１のいずれかの位置を固定するよ
うにしてもよい。ここでズームの位置は、設計上決めら
れる所定の位置となる。

【００６５】これにより、撮像面の左側にできる像は近
距離被写体１８ｎにフォーカスが合った像になり、撮像
面の右側にできる像は遠距離被写体１８ｆにフォーカス
が合った像になる。この光学系は、上記した（１）式ま
たは、（１ａ）式を満たす。

【００６６】図７は、前述した撮像系で撮影した画像を
示す図である。図７は、便宜上倒立像を１８０度回転さ
せて正立像にして示しているため、左側像２０Ｌと右側
像２０Ｒが入れ替わっている。２０Ｒは右フォーカスレ
ンズ１７により結像された画像で、被写体（人物）１８
ｆに合焦している。２０Ｌは左フォーカスレンズ１６に
より結像された画像で、人物より手前にある被写体
（花）１８ｎに合焦されたものである。この画像１９を
使って、上述した図３のような鑑賞画像を作ることによ
り、立体画像が観察される。この鑑賞方法によれば、僅
かに視差が発生する。しかし、撮影系の開口数をやや大
きくとるか、撮像面積の小さいカメラを用いることによ
り、視差が無視できるようにする。また、遠距離被写体
１８ｆのフォーカス位置を無限遠にする場合は、右フォ
ーカスレンズ１７は不要になる。

【００６７】この撮像系によれば、アダプタ１３を一般
的な銀塩カメラやデジタルカメラの前部に取り付けるだ
けで、時間差のない異なったフォーカス位置の各画像を
得られる。

【００６８】図８は、立体画像観察装置の第１の作成例
を示す側面図である。この装置では、前述のように撮像
された二つの画像が重ねられる。この装置は、第１の透
明アクリル板（表面板）４１、第２の透明アクリル板
（中間板）４２、底板（透明板でなくても可）４３が、
この順に積層して接着された平板状をなしている。第１
の透明アクリル板４１と第２の透明アクリル板４２の間
には、第１の画像がプリントされた透明紙４Ａが挟着さ
れており、第２の透明アクリル板４２と底板４３の間に
は、第２の画像がプリントされた白紙４Ｂが挟着されて
いる。この装置は、スタンド４４で立てかけて鑑賞する
ことができる。

【００６９】図９は、立体画像観察装置の第２の作成例
を示す側面図である。この装置では、前述のように撮影
された二つの画像が重ねられているとともに、観察画像
を背面側から照明する。この装置は、第１の透明アクリ
ル板（表面板）６１、第２の透明アクリル板（中間板）
６２、第３の透明アクリル板（裏面板）６３が、この順
に積層して接着された平板状をなしている。第１の透明
アクリル板６１と第２の透明アクリル板６２の間には、
第１の画像がプリントされた透明紙６Ａが挟着されてお
り、第２の透明アクリル板６２と第３の透明アクリル板
６３の間には、第２の画像がプリントされた透明紙６Ｂ
が挟着されている。さらに第３の透明アクリル板６３の
裏側に蛍光燈６４と反射板６５が設けられている。蛍光
燈６４の光は、反射板６５により第３の透明アクリル板
６３の裏面から観察側方向に向けて反射される。これに
より、各透明アクリル板６１〜６３が透過照明される。
この装置は、上記スタンド４４で立てかけて鑑賞するこ
とができる。

【００７０】（第２の実施の形態）図１０は、本第２の
実施の形態に係る立体画像撮影装置をなす電子カメラの
構成を示すブロック図である。この電子カメラは、第１
の実施の形態で述べた撮影方法を実行する機能を有して
いる。図１０において図４と同一な部分には同符号を付
し、その説明を省略する。

【００７１】この電子カメラは三つの撮影部１００Ｒ，
１００Ｍ，１００Ｌを備えており、これらは各々図４に
示した撮影部１００と同じ構成をなしている。図１０で
は、撮影部１００Ｍ，１００Ｌの内部構成の図示を省略
している。

【００７２】バス１２０には、第１の撮影部１００Ｒ、
第２の撮影部１００Ｍ、第３の撮影部１００Ｌの各撮像
回路１１３Ｒ，１１３Ｍ，１１３Ｌが接続されている。
メインＣＰＵ１４０には、第１の撮影部１００Ｒ、第２
の撮影部１００Ｍ、第３の撮影部１００Ｌの各フォーカ
ス制御部１５１Ｒ，１５１Ｍ，１５１Ｌ、ズーム制御部
１５３Ｒ，１５３Ｍ，１５３Ｌ、撮像回路１１３Ｒ，１
１３Ｍ，１１３Ｌが接続されている。

【００７３】また、各フォーカス制御部１５１Ｒ、１５
１Ｍ、１５１Ｌには、それぞれフォーカスレンズ１１１
Ｒ、１１１Ｍ、１１１Ｌを駆動するモータ１５２Ｒ、１
５２Ｍ、１５２Ｌが接続されている。各ズーム制御部１
５３Ｒ、１５３Ｍ、１５３Ｌには、それぞれ撮影レンズ
（ズームレンズ）１Ｒ、１Ｍ、１Ｌを駆動するモータ１
５４Ｒ、１５４Ｍ、１５４Ｌが接続されている。撮像回
路１１３Ｒ、１１３Ｍ、１１３Ｌには、それぞれＣＣＤ
からなる撮像素子１１２Ｒ、１１２Ｍ、１１２Ｌが接続
されている。

【００７４】図１１は、本発明の第２の実施の形態に係
る立体画像撮像装置の撮像系を示す図である。図１１に
おいて図１０と同一な部分には同符号を付してある。こ
の撮像系は、三つの撮像光学系２１Ｒ、２１Ｍ、２１Ｌ
からなる。撮像光学系２１Ｒ、２１Ｍ、２１Ｌには、そ
れぞれ前述した三つのフォーカスレンズ１１１Ｒ、１１
１Ｍ、１１１Ｌ、三つの撮影レンズ（ズームレンズ）１
Ｒ、１Ｍ、１Ｌ、三つの撮像素子１１２Ｒ、１１２Ｍ、
１１２Ｌが備えられている。

【００７５】撮影レンズ（ズームレンズ）１Ｒ、１Ｍ、
１Ｌは、各光軸が平行をなす状態で連動される。これら
撮影レンズ（ズームレンズ）１Ｒ、１Ｍ、１Ｌの各ズー
ム倍率は、撮影時に互いに同一となるよう、メインＣＰ
Ｕ１４０の指示に従い各ズーム制御部１５３Ｒ，１５３
Ｍ，１５３Ｌにより制御される。また、撮影レンズ（ズ
ームレンズ）１Ｒ、１Ｍ、１Ｌの被写体側には、それぞ
れフォーカスレンズ１１１Ｒ、１１１Ｍ、１１１Ｌが備
えられている。これらフォーカスレンズ１１１Ｒ、１１
１Ｍ、１１１Ｌが異なる所定位置にそれぞれ移動するこ
とで、撮影レンズ（ズームレンズ）１Ｒ、１Ｍ、１Ｌの
各フォーカス位置は異なるものとなる。これにより、被
写体中の物点２２Ｒ、２２Ｍ、２２Ｌの各像が、それぞ
れ撮像素子１１２Ｒ、１１２Ｍ、１１２Ｌの撮像面に結
像する。この物点距離の関係は、上記した（１）式また
は（１ａ）式を満たすようになる。

【００７６】また、各撮影レンズ（ズームレンズ）１
Ｒ、１Ｍ、１Ｌのフォーカス位置を変えた場合でも、上
記した（１）式または（１ａ）式の条件を満たすように
メインＣＰＵ４０の指示で制御される。特に、鑑賞画像
を構成する各画像の間隔が等間隔になるように、フォー
カスレンズ１１１Ｒ、１１１Ｍ、１１１Ｌのフォーカス
位置を決めると、鑑賞画像が作りやすくなり、その鑑賞
画像は観察者にとって見やすい立体画像になる。また、
撮影者が三つのフォーカス位置を個別に設定してもよ
い。この場合、撮影者は画面の各ＡＦ領域に被写体を合
わせてフォーカス位置を三回設定する。これらのＡＦ処
理はＡＦ処理部１２２で行なわれる。また、撮影者が何
れか一つのフォーカス位置（例えば最も撮影装置側）を
決めると、他の二つのフォーカス位置が自動的に決まる
ようにしてもよい。この際、フォーカス位置の差により
上述した所定のボケの差が発生するようにする。なお、
ＡＥ処理部１２１によるＡＥ処理は、画面の中央部を基
準に行なわれる。

【００７７】鑑賞画像の作成方法は、上記第１の実施の
形態と同じ画像を複枚数重ねるものであるが、本第２の
実施の形態では、画像の枚数が増えた分、各画像の濃度
を調整して、プリント時に全体で元の被写体の明るさや
色が再現できるように調整する。

【００７８】また、本第２の実施の形態による方法で
も、上記第１の実施の形態と同様に僅かに視差が発生す
る。この場合、隣同士の撮影レンズ（ズームレンズ）１
Ｒ、１Ｍ、１Ｌにて互いに近い２点のフォーカス位置を
選ぶようにし、画像を重ねるときの隣の画像との視差を
小さくすることで対応する。

【００７９】図１２は、図１１に示した立体画像撮像装
置の撮像系の変形例を示す図である。図１１に示した撮
像系において、レンズ系を収容する枠などの影響のため
に、隣り合う撮影レンズ（ズームレンズ）１Ｒ、１Ｍ、
１Ｌの間隔を小さくできないことが考えられる。この場
合、図１２に示すように、外側の撮影レンズ（ズームレ
ンズ）１Ｒ、１Ｌの被写体側にそれぞれ偶数の反射面を
有するプリズム２３Ｒ、２３Ｌを設ける。これにより、
物点２２Ｒ、２２Ｍ、２２Ｌの像の光軸同士を近づける
ことが可能になる。この場合、プリズム２３Ｒ、２３Ｌ
が設けられても、フォーカスレンズ１１１Ｒ、１１１Ｌ
を動かして、撮影レンズ（ズームレンズ）１Ｒ、１Ｌの
フォーカス位置を合わせることが可能である。

【００８０】しかし、フォーカスレンズ１１１Ｒ、１１
１Ｌの移動により多少倍率が変わるような場合、鑑賞画
像が立体的に見えなくなることもある。この場合、フォ
ーカスレンズ１１１Ｒ、１１１Ｌは移動させず、プリズ
ム２４Ｒ、２４Ｌの屈折率と硝路長を変えて光路長を合
わせることも可能である。このとき、光路長をａ、プリ
ズム２４Ｒ、２４Ｌの光軸方向の長さをｅ、プリズム２
４Ｒ、２４Ｌの屈折率をｎｐとすると、以下の関係式を
満たすようにする。

【００８１】ａ（１−１／ｎｐ）＝ｅ（４）これにより、視差の小さい各画像の撮影を時間差なしで
行なえる。

【００８２】なお、本第２の実施の形態では、三つの同
一の撮像光学系を示したが、さらに光学系の数を増やし
て同時に撮影する画像数を増やし、それら画像を重ねて
立体画像を作ることにより、自然な立体画像が得られ
る。なお、撮影画像数を増やした場合、撮像面積が大き
い撮影素子を設けると装置が大型化するので、小型で解
像力の高い画像を得るために、小型で画素数の多い撮像
素子を適用する。

【００８３】図１３は、立体画像観察装置の第３の作成
例を示す側面図である。この装置では、前述のように撮
影された三つの画像が重ねられる。この装置は、第１の
透明アクリル板（表面板）５１、第２の透明アクリル板
（中間板）５２、第３の透明アクリル板（中間板）５
３、底板（透明板でなくても可）５４が、この順に積層
して接着された平板状をなしている。第１の透明アクリ
ル板５１と第２の透明アクリル板５２の間には、第１の
画像がプリントされた透明紙５Ａが挟着されており、第
２の透明アクリル板５２と第３の透明アクリル板５３の
間には、第２の画像がプリントされた透明紙５Ｂが挟着
されており、第３の透明アクリル板５３と底板５４の間
には、第３の画像がプリントされた白紙５Ｃが挟着され
ている。この装置は、上記スタンド４４で立てかけて鑑
賞することができる。

【００８４】なお、図８，図９，図１３の変形例とし
て、各透明アクリル板に各画像を直接プリントし、各画
像が観察側から所定間隔（透明アクリル板の厚さ）を有
するよう、各透明アクリル板を合焦位置の近い順に重ね
て保持してもよい。これらの変形例では、合焦位置が最
も遠い画像を透明板でない板にプリントしてもよい。

【００８５】上述した立体画像撮影装置では、着脱メモ
リ１２７に画像情報を記録したが、それ以外に、立体画
像観察装置の作成に必要な付帯情報を記録するようにし
てもよい。この付帯情報として、例えば画像のプリント
サイズ、画像の間隔（Ｄ1）、画像の前後関係（重ねる
順番）等がある。観察者が他者へ立体画像観察装置の作
成を依頼する際、このような付帯情報と画像情報が記録
された着脱メモリ１２７が渡される。これにより、他者
による観察者の要求に応じた立体画像観察装置の作成が
可能になる。

【００８６】また撮影時には、観察者の要求する画像の
プリントサイズが、入力部１４１から指定される。な
お、このプリントサイズは、観察画像を構成する全画像
にて同一である。例えば、観察者が指定するプリントサ
イズがＷ×Ｈ（例えばＡ６サイズ）であり、ＣＣＤのサ
イズがｗ×ｈである場合、撮影像から観察画像の各画像
への倍率βは、β＝Ｗ／ｗとなる。また撮影時に、観察
者の要求する観察画像の各画像の間隔Ｄ1が、入力部１
４１から指定される。この場合、Ｄ1は定型の透明アク
リル板の厚み、例えば２ｍｍ，３ｍｍ，４ｍｍ等から選
択するようにする。このように、各画像の間隔を定型の
透明アクリル板の厚みから選択することで、立体画像観
察装置の作成に定型以外の透明アクリル板を使用するこ
とがなくなるため、作成に係るコストアップを防ぐこと
ができる。

【００８７】なお、本発明は上記各実施の形態のみに限
定されず、要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施で
きる。例えば、上記各実施の形態では、画像を紙や透明
板にプリントした例を示したが、撮影後現像されたリバ
ーサルフィルムを透明アクリル板４で挟着するようにし
てもよい。

【００８８】

【発明の効果】本発明によれば、肉眼で観察できる立体
画像を容易に撮影できる立体画像撮影用アダプタ及び立
体画像撮影装置を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る撮影装置の撮影系
と、立体画像観察装置による立体画像の構成を示す図。

【図２】本発明の実施の形態に係る撮影装置による撮影
時の状態を示す図。

【図３】本発明の実施の形態に係る立体画像観察装置に
よる鑑賞時の状態を示す図。

【図４】本発明の実施の形態に係る立体画像撮影装置を
なす電子カメラの構成を示すブロック図。

【図５】本発明の実施の形態に係る立体画像撮影装置に
おける色低下処理を示す図。

【図６】本発明の実施の形態に係る立体画像撮像装置の
撮像系を示す図。

【図７】本発明の実施の形態に係る撮像系で撮影した画
像を示す図。

【図８】本発明の実施の形態に係る立体画像観察装置の
第１の作成例を示す側面図。

【図９】本発明の実施の形態に係る立体画像観察装置の
第２の作成例を示す側面図。

【図１０】本発明の実施の形態に係る立体画像撮影装置
をなす電子カメラの構成を示すブロック図。

【図１１】本発明の実施の形態に係る立体画像撮像装置
の撮像系を示す図。

【図１２】本発明の実施の形態に係る立体画像撮像装置
の撮像系の変形例を示す図。

【図１３】本発明の実施の形態に係る立体画像観察装置
の第３の作成例を示す側面図。

【符号の説明】

１，１Ｒ，１Ｍ，１Ｌ…撮影レンズ２ｏ，３ｏ…フォーカス面２ｉ，３ｉ…撮影像２ｐ，３ｐ…画像４…前側焦点５…観察画像６…観察者７…撮影装置８ｎ…近距離被写体８ｆ…遠距離被写体９…観察画像１０ｎ，１０ｆ…透過画像１１…観察者１２…撮影装置１３…アダプタ１４Ｌ…左像光軸１４Ｒ…右像光軸１５…偏角プリズム１６…左像光軸フォーカスレンズ１７…右像光軸フォーカスレンズ１８ｆ，１８ｎ…被写体１９…画像２０Ｌ…左側像２０Ｒ…右側像２１Ｒ、２１Ｍ、２１Ｌ…撮像光学系２２Ｒ、２２Ｍ、２２Ｌ…被写体中の物点２３Ｒ、２３Ｌ…プリズム１００，１００Ｒ，１００Ｍ，１００Ｌ…撮影部１１１，１１１Ｒ，１１１Ｍ，１１１Ｌ…フォーカスレ
ンズ１１２，１１２Ｒ，１１２Ｍ，１１２Ｌ…撮像素子１１３，１１３Ｒ，１１３Ｍ，１１３Ｌ…撮像回路１２０…バス１２１…ＡＥ処理部１２２…ＡＦ処理部１２３…画像処理回路１２４…不揮発性メモリ１２５…内蔵メモリ１２６…圧縮伸長部１２７…着脱メモリ１３１…ＬＣＤドライバ１３２…ＬＣＤ表示部１４０…メインＣＰＵ１４１…入力部１４２…スピーカ１５１，１５１Ｒ…フォーカス制御部１５２，１５２Ｒ…モータ１５３，１５３Ｒ…ズーム制御部１５４，１５４Ｒ…モータ４１…第１の透明アクリル板４２…第２の透明アクリル板４３…底板４４…スタンド４Ａ…第１の画像がプリントされた透明紙４Ｂ…第２の画像がプリントされた白紙５１…第１の透明アクリル板５２…第２の透明アクリル板５３…第３の透明アクリル板５４…底板５Ａ…第１の画像がプリントされた透明紙５Ｂ…第２の画像がプリントされた透明紙５Ｃ…第３の画像がプリントされた白紙６１…第１の透明アクリル板６２…第２の透明アクリル板６３…第３の透明アクリル板６４…蛍光燈６５…反射板６Ａ…第１の画像がプリントされた透明紙６Ｂ…第２の画像がプリントされた透明紙

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】撮影装置のレンズ部に着脱可能に備えられ
る立体画像撮影用アダプタであって、複数の独立した光学系を備え、前記各光学系により略同
一の被写体に対する前記撮影装置の複数の合焦位置をそ
れぞれ異ならせる第１の光学手段と、前記撮影装置の撮像面における対応する各領域に各画像
が形成されるよう、前記第１の光学手段を通過した各像
を前記レンズ部に入射させる第２の光学手段と、を具備したことを特徴とする立体画像撮影用アダプタ。
【請求項２】前記第１の光学手段における前記複数の光
学系は、それぞれ相互に焦点距離の異なるレンズからな
ることを特徴とする請求項１に記載の立体画像撮影用ア
ダプタ。
【請求項３】前記第２の光学手段は、前記第１の光学手
段を通過した前記各像の光軸を前記レンズ部の所定位置
で交差させ、前記各画像を前記撮像面の所定位置にそれ
ぞれ形成することを特徴とする請求項１または２に記載
の立体画像撮影用アダプタ。
【請求項４】略同一の被写体に対する合焦位置が異なる
複数の画像を撮像面の異なる領域に同時に形成させるア
ダプタが装着されることで立体画像撮影が可能な立体画
像撮影装置であって、前記立体画像撮影時に、合焦手段及びズーム手段の少な
くとも一方を所定の位置に固定して撮影をするよう制御
する制御手段を備えたことを特徴とする立体画像撮影装
置。
【請求項５】各々が撮像手段を有する複数の独立した撮
像光学系により、略同一の被写体に対する複数の合焦位
置をそれぞれ異ならせて各画像を撮像する光学手段と、前記各撮像手段から出力された各画像信号を記録する記
録手段と、を具備したことを特徴とする立体画像撮影装置。
【請求項６】前記各撮像光学系がそれぞれズーム手段を
有するとともに、前記各ズーム手段のズーム倍率を同一にするよう、前記
各ズーム手段を制御するズーム制御手段を備えたことを
特徴とする請求項５に記載の立体画像撮影装置。
【請求項７】前記光学手段は、隣接する撮像光学系同士
の光軸間隔を短縮する短縮手段を備えたことを特徴とす
る請求項５または６に記載の立体画像撮影装置。
【請求項８】前記短縮手段は、偶数の反射面を有する反
射部材であることを特徴とする請求項７に記載の立体画
像撮影装置。