JP2004297540A

JP2004297540A - 立体映像記録再生装置

Info

Publication number: JP2004297540A
Application number: JP2003088367A
Authority: JP
Inventors: Masayuki Nomura; 正幸野村
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2003-03-27
Publication date: 2004-10-21

Abstract

【課題】小型でデザイン性に優れた立体映像記録再生装置を提供すること。
【解決手段】２次元撮像用の第１撮像素子１１と第１レンズ１２を備えたビデオカメラにおいて、３次元撮像用として第２撮像素子１３と第２レンズ１４及び第３撮像素子１５と第３レンズ１６を設け、撮像素子切り替え部４１によりこれらを切り替えて撮像するようにすると共に、２次元３次元切り替え部１７を設け、信号処理が共通化して得られるようにしたもの。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、２次元画像と３次元画像の何れのモードでも撮影と記録及び再生が可能な立体映像記録再生装置に係り、特にビデオカメラとして好適な立体映像記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ビデオカメラ（テレビジョンカメラ）の普及は目覚ましく、このため、種々の機能の付与が進んでいるが、最近、更に３次元画像の撮像、記録、再生に必要な機能の付与についても様々な提案がされるようになっている。
【０００３】
この場合、過去に撮影された多くの２次元画像素材や、他の２次元映像の記録再生装置との互換性を考えると、立体映像記録再生装置としては、３次元映像の記録再生ができるだけでなく、従来の２次元映像の記録再生にも同様に対応できるのが望ましい。
【０００４】
ところで、このような２次元動作モードと３次元動作モードに互換性を有する撮像装置としては、例えばミラーを４枚使用したステレオアダプタなど呼ばれている光学式アダプタの着脱による装置が従来から知られている。
【０００５】
そして、或る従来技術によれば、このような光学式アダプタの着脱に応じて光学系が２次元撮影モードと３次元撮影モードの一方から他方に切り替えられるだけではなく、このアダプタの着脱に連動して、更に装置全体の動作も２次元撮影モードと３次元撮影モードの何れかに自動的に設定されるようになっている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平７−２７４２１４号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、装置の小型化と取り扱いの容易性に配慮がされているとは言えず、以下の問題があった。
【０００８】
近年、カメラはかなり小型化されてきているのに対して、従来から知られている３次元撮影用の光学式アダプタはかなり大型で、場合によってはカメラ本体より光学式アダプタが大きくなってしまう虞れがある。
【０００９】
ここで、このような光学式アダプタとしては、上記したミラーを４枚使用したもの以外にもプリズムを使う方法や、ミラーと液晶シャッターを使う方法などが提案されているが、大きさに関しては何れも似たり寄ったりで、かなり大きくなってしまう。
【００１０】
なお、このように大型化してしまう理由は、この種の光学式アダプタが撮像レンズの前に取付けられるからである。そして、この結果、光学式アダプタは、レンズに対する入射光束を全てけられることなく、当該レンズに導入させなければならない。
【００１１】
このとき、レンズの入射光束は、通常、当該レンズに入射する際の前玉の径と同じであるが、このときレンズから被写体方向に離れるに従ってその径は大きくなる。そこで光学式アダプタは、レンズの前玉径よりも大きな光束を扱わなくてはならず、従って大型化が避けられないのである。
【００１２】
実際に市販されているステレオアダプタの例で示すと、まず、ミラーを４枚使用した光学式アダプタの或る例の外形寸法は、幅（Ｗ）が約１１１ｍｍで高さ（Ｈ）は約４９ｍｍ、そして奥行き（Ｄ）は約４５ｍｍである。
【００１３】
また、別の光学式アダプタの例としては、液晶シャッターを用いたフィールド順次方式の３次元映像撮影用のものがあり、これも撮像レンズの前に装着して使用されるものであるが、その或る例の外形寸法は、幅（Ｗ）が最大１８６ｍｍ、高さ（Ｈ）が５１ｍｍ〜７９ｍｍ、それに奥行き（Ｄ）は５１〜９２ｍｍである。
【００１４】
一方、市販されているビデオカメラの場合、その外形寸法の一例を示すと、幅（Ｗ）が７３ｍｍ、高さ（Ｈ）が８２ｍｍ、それに奥行き（Ｄ）は９２ｍｍとなっていて、かなり小型になっている。
【００１５】
そこで、これらのことからすると、従来の３次元映像撮影用の光学式アダプタは、取り扱いやすいような小型にはなっていないことが判り、従って、容易に、且つ手軽に利用できるような小型なものではないのである。
【００１６】
ここで、このような光学式アダプタも、対応するレンズに合わせて専用に設計しなおせば、若干の小型化は可能であるが、上述した理由により、大幅な小型化は困難である。
【００１７】
また、光学式アダプタは脱着に手間がかかり、従って、２次元撮影と３次元撮影に切り替えて撮影する際、面倒な操作が必要で、簡単に利用できるようなものにはならない。
【００１８】
更に、光学式アダプタの形状が大きいことから、製品のデザインに関しての制約も大きく、デザイン性に優れ消費者が望むような製品が作りに難いものになっていた。
【００１９】
なお、上記した特開７−２７４２１４号公報では、再生時における２次元と３次元の切り替えについては言及されていない。
【００２０】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、小型でデザイン性に優れた立体映像記録再生装置を提供することにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、第１の撮像素子と第１のレンズにより２次元映像を撮影する手段と、第２の撮像素子と第２のレンズ及び第３の撮像素子と第３のレンズにより３次元映像を撮像する手段を設け、前記２次元映像を撮影する手段と前記３次元映像を撮像する手段を切り替えて撮影し記録するようにして達成される。
【００２２】
このとき、前記第１のレンズがズームレンズで、前記第２のレンズと前記第３のレンズが固定焦点レンズであるようにしても上記目的が達成される。
【００２３】
また、ここで、前記第１のレンズがズームレンズで、前記第２のレンズと前記第３のレンズが同じ特性のズームレンズであり、前記第２と第３のズームレンズの最大焦点距離が、前記第１のズームレンズの最大焦点距離より小さくなるようにしても上記目的が達成される。
【００２４】
更に、ここで、前記第２の撮像素子と前記第３の撮像素子が、前記第１の撮像素子よりも少ない画素数の撮像素子であるようにしても上記目的が達成され、このとき、前記第２の撮像素子と前記第３の撮像素子は、装置の底面からの高さが同じになるように配置されているようにしてもよい。
【００２５】
同じく、ここで、前記第２のレンズと前記第３のレンズの取り付け位置の中心が、前記第１のレンズの取り付け位置と略一致するように配置されているようにしても上記目的が達成される。
【００２６】
また、ここで、前記第１の撮像素子と前記第２の撮像素子及び前記第３の撮像素子の出力映像信号が、単一の信号処理手段により処理されるようにしても上記目的が達成でき、このとき、前記単一の信号処理手段による前記第２の撮像素子の出力映像信号と前記第３の撮像素子の出力映像信号の信号処理がフィールド順次処理であり、３次元映像再生時には３次元映像表示手段に合わせて信号変換処理する手段が設けられているようにしてもよい。
【００２７】
同じく、ここで、前記第２の撮像素子の出力映像と前記第３の撮像素子の出力映像を同一画面内に配置する映像信号変換手段を備え、３次元映像再生時には３次元映像表示手段にあわせて信号変換処理する手段が設けられているようにしてもよい。
【００２８】
次に、このとき、２次元モードと３次元モードを切り替えるスイッチが備えられ、２次元モードと３次元モードの切り替えが撮像中も含め任意の時点で行えるように構成しても上記目的が達成でき、前記第２の撮像素子と前記第３の撮像素子による３次元映像の記録に際して、３次元映像であることを示す信号が同時に記録されるようにしても上記目的が達成できる。
【００２９】
また、ここで、前記３次元映像を記録して再生したとき、当該再生された画像信号を表示する手段は、２次元映像と３次元映像に切り替えて表示する機能を備えているようにしてもよく、前記映像信号の再生時、前記３次元映像であることを示す信号を検知し、前記表示する手段を自動的に２次元表示から３次元表示に切り替えるようにしてもよい。
【００３０】
更にこのとき、前記第１のレンズはズームレンズで、前記第２のレンズと前記第３のレンズは特性が同じズームレンズであり、前記第１のレンズのズーム短焦点側焦点距離と、前記第２及び第３のレンズのズームレンズの長焦点側焦点距離が略一致する焦点距離構成にし、前記第１のズームレンズ及び前記第２と第３のズームレンズのズーム比を変倍するズームレンズ切り替え手段と、ズーム変倍範囲が第２と第３のズームレンズにより動作しているときは３次元撮影を行なわせ、ズーム変倍範囲が第１のズームレンズにより動作しているときは２次元撮影を行なわせるズームレンズ制御手段とが設けられているようにしても上記目的を達成することができる。
【００３１】
同じく、このとき、前記第１のレンズはズームレンズで、前記第２のレンズと前記第３のレンズは特性が一致した固定焦点レンズであり、前記第１のレンズのズーム短焦点側焦点距離と、前記第２及び第３のレンズの固定焦点距離が略一致する焦点距離構成にし、前記第２及び第３の固定焦点距離レンズにより撮像しているときは３次元撮影を行なわせ、前記第１のレンズにより撮像しているときは２次元撮影を行なわせるレンズ切り替え手段とが設けられているようにしても上記目的を達成することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明による立体映像記録再生装置について、図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３３】
図１は、本発明をビデオカメラに適用した場合の一実施形態で、図において、まず、１１は第１の撮像素子、１２は第１のレンズ、１３は第２の撮像素子、１４は第２のレンズ、１５は第３の撮像素子、１６は第３のレンズ、それに１７は２次元撮影と３次元撮影の切り替え部である。
【００３４】
ここで、第１の撮像素子１１と第１のレンズ１２の組合わせは、２次元画像の撮影を行い、第２の撮像素子１３と第２のレンズ１４の組合わせ及び第３の撮像素子１５と第３のレンズ１６の組合わせは、対をなし左右に並んで配置されることにより３次元映像の撮影を行う。
【００３５】
周知のように、３次元映像は、水平方向に視差（パララックス）を有する右目用の画像と左目用の画像の２枚の画像から形成できるので、第２の撮像素子と第３の撮像素子により３次元映像から得るのである。
【００３６】
そこで、切り替え部１７により、２次元撮影を行うときは第１の撮像素子１１から出力される映像信号を用い、３次元撮影を行うときは第２の撮像素子１３と第３の撮像素子１５の双方から出力される映像信号に切り替えて撮影するのである。
【００３７】
このとき、３次元映像用の２枚の映像、つまり第２の撮像素子１３の出力特性と第３の撮像素子１５の出力特性が等しくなっていることが、良好な３次元映像を得るための要件となる。
【００３８】
従って、第２の撮像素子１３と第３の撮像素子１５には同一種類のものであることが望ましい。同じことは第２のレンズ１４と第３のレンズ１６にも当てはまり、これらの特性が同じであることが望ましい。
【００３９】
ところで、この実施形態では、３次元撮影用に撮像素子が２個、使用されていることになるが、しかし、近年は撮像素子の小型化が進んでいて、たとえ２個使用しても、３次元撮影用の光学式アダプタを使った場合より小型にできる。
【００４０】
しかも近年は、更に撮像レンズと撮像素子を一体化したモジュールも製品として存在し、或るモジュールの場合、その外形寸法は、幅（Ｗ）が１１．２ｍｍで高さ（Ｈ）は８．９ｍｍ、そして奥行き（Ｄ）は７．７７ｍｍである。
【００４１】
これは前述した３次元撮影用光学式アダプタと比較して遙かに小型になっており、従って、この実施形態で、これが２個使用されたとしても、光学式アダプタよりずっと小型化が図れることになる。
【００４２】
図１の説明に戻り、切り替え部１７から出力された各撮像素子の映像信号はカメラ信号処理部１８に入力され、ここで撮像素子の方式に応じた信号処理が施されてから３次元識別データ混合部１９に供給され、３次元撮影時には、ここで３次元映像であることを識別する信号が加えられる。
【００４３】
３次元識別データ混合部１９の出力は記録再生信号処理部２０に供給され、ここで記録メディア２１に応じて記録信号処理と再生信号処理が行われた後、図示してない記録再生部により記録メディア２１に記録される。
【００４４】
このときの記録メディア２１としては、テープメディア（いわゆる磁気テープ）が良く知られているが、これに限るものではなく、ディスクや半導体メモリであっても構わない。
【００４５】
また、このとき記録再生信号処理部２０の出力は、表示用信号処理部２２に供給され、ここで画像表示部２３の表示方式に合致した信号処理が施された後、画像表示部２３に供給される
次に、こうして記録メディア２１に記録された信号の再生処理について説明すると、まず、図示してない記録再生部により、記録メディア２１から信号を読出し、記録再生信号処理部２０で再生信号処理した後、表示用信号処理部２２に供給され、ここで画像表示部２３の表示方式に合致した信号処理が施された後、画像表示部２３に供給され、画像として表示されることになる。
【００４６】
ここで、この実施形態は、一例としてビデオカメラを対象としているので、画像表示部２３は、上記した再生信号の表示に使用されるだけではなく、撮影のときのファインダとして被写体の画像を表示したり、撮影中の画像をモニタするのにも使用される。
【００４７】
この画像表示部２３としては種々のものがあるが、小型化の見地からは液晶表示装置が好適で、更に言えば、２次元映像の表示と３次元映像の表示が切り替えて表示可能な装置であるのが望ましい。なお、このような表示装置については後述する。
【００４８】
そして、この実施形態では、画像表示部２３が、上記した２次元映像と３次元映像に切り替え表示が可能な装置であった場合、表示用信号処理手段２２も、表示モードに応じて必要な処理を行うようにしておく。
【００４９】
ここで出力信号処理部２４は、再生信号を本装置の外部に供給するための処理を行う手段で、これにより、記録メディア２１から再生された画像と撮影中のモニタ画像を必要に応じて外部に供給することができるようになっている。
【００５０】
次に、この実施形態におけるレンズ１２、１４、１６について説明すると、ビデオカメラの場合、撮影用のレンズには、一般にズームレンズが用いられることが多く、しかも、動画撮影用としては、通常、１０倍以上のズーム比のレンズが用いられる。
【００５１】
ここでズームレンズとは、周知のように、焦点距離が連続的に変えられるレンズのことで、近距離の広い範囲を撮影するときは焦点距離を小さく設定し、遠くのものを大きく写す場合は焦点距離を大きく設定する。なお、焦点距離を大きくし、ズームアップした状態で近距離を撮影することは、被写体が大きくなりすぎるので、通常はまれである。
【００５２】
ところで、３次元映像を撮影し、映像を再生したとき、レンズの焦点距離を小さくして近距離を撮影した場合には３次元効果が得易く、リアルな立体画像が観察できるが、レンズの焦点距離を長くして遠くを撮影した場合は、それほど効果が得られないことは経験的に知られているところである。
【００５３】
従って、この実施形態としては、３次元映像撮影用のレンズ、つまり第２レンズ１４と第３レンズ１６の焦点距離を長くし高倍率にする必要はあまりなく、２次元撮影用のレンズ、つまり第１レンズ１２についてだけ高倍率にしておき、遠景の撮像には２次元撮影を行えば充分である。
【００５４】
良く知られているように、焦点距離が長く高倍率のレンズは大型で重くなり、ズームレンズもズーム比を大きくするとレンズが大きく重くなってしまうが、この実施形態では、上記したように、３次元映像用のレンズの焦点距離を比較的小さくしズーム比を小さく抑えることができるので、ビデオカメラ全体として小型化が図れることになる。
【００５５】
更に小型化を優先するのであれば、３次元映像撮影用の第２のレンズ１４と第３のレンズ１６に固定焦点レンズを用いればよく、ズームレンズを使用する場合でも、実験によれば、ズーム比をおおむね３倍以下に抑え、焦点距離を３５ｍｍカメラ換算でおおむね１５０ｍｍ以下すればよい。それ以上にしても３次元効果がそれほど期待されるわけではないからである。
【００５６】
次に、この実施形態における撮像素子の画素数について説明すると、上述したように、動画撮影用のカメラとしては１０倍以上のズームレンズを用いるのが通例であるが、この場合、特に焦点距離を大きくした際にカメラの手ぶれが問題になる。
【００５７】
そして、この対策として、従来から手ぶれ補正機能が採用されていることは、良く知られているところであり、本発明の実施形態でも、この手ぶれ補正期機能を適用するのが望ましい。そこで、この手ぶれ補正について、図２により説明する。なお、ここでは、手ぶれ補正の原理について説明し、手ぶれ補正機能の詳細については省略する。
【００５８】
図２において、いま記録映像エリア２５と撮像素子の画素エリア２６が図示の通りであったとする。ここで記録映像エリア２５に対して画素エリア２６が大きくなっているのは余裕をみる必要があるからである。
【００５９】
そして、手ぶれがない場合の被写体が２７であるとすると、この場合は撮像素子の中心に被写体２７が結像されているので、記録映像エリア２５を切り出して記録してやれば画面中心に被写体が記録される。
【００６０】
ここで、もしも手ぶれがあったとすると、被写体の結像位置は、手ぶれの程度に応じて、例えば位置２８にずれてしまう。そうすると、このとき記録映像エリア２５を切り出して記録したとすれば、被写体が画像中心からずれてしまう。そこで、手ぶれの量を検出して、それに合わせて記録する映像エリア２５を位置２９ににずらして切り出すと、記録される映像は画面中心になる。
【００６１】
このように、手ぶれに応じて画像の切り出し位置を変え、被写体の画像が常に画像中心に撮影されるようにすれば、手ぶれが補正されたことになり、これが手ぶれ補正の原理である。
【００６２】
従って、手ぶれ補正のためには、本来必要な画素数より水平、垂直とも少し大きな画素数の撮像素子を用い、手ぶれに応じて記録画像を切り出すようにする必要が有り、このため本来必要とする画像エリアより大きな画素範囲をもった撮像素子を用いるようにすることになる。
【００６３】
このとき、上述したように、３次元映像撮影用レンズにはズーム比を大きくする必要がなく、従って手ぶれの影響も少ないので、手ぶれ補正の必要性はそれほどでもなくなる。
【００６４】
そこで、この実施形態では、２次元撮影用の撮像素子１１には、手ぶれ補正に備えて画素数の多いものが必要になるが、３次元映像撮影用の第２の撮像素子１３と第３の撮像素子１５には、それ程、画素数の大いものは不要で、第１の撮像素子１１よりも画素数が少ないものが採用できることになり、従って、この実施形態によれば、更に小型化に効果がある。
【００６５】
次に、この実施形態における３個の撮像素子１１、１３、１５とレンズ１２、１４、１６の配置について説明する。ここで、レンズの光軸は撮像素子の撮像面の中心と一致させるのが一般的なので、レンズ位置が決まれば撮像素子の位置は定まることになり、従って、ここではレンズの位置について説明する。
【００６６】
図３は、この実施形態におけるレンズ配置の一例を示したもので、ここで３１はビデオカメラの装置本体で、３２はカメラの底面位置、３３は第１のレンズ１２の位置、３４は第２のレンズ１４の位置、３５は第２のレンズ１４の底面位置３２からの高さ、３６は第３のレンズ１６の位置、３７は第３のレンズ１６の底面位置３２からの高さ、３８は第１のレンズ１２から第２のレンズ１４までの水平方向距離、３９は第１のレンズ１２から第３のレンズ１６までの水平方向距離である。
【００６７】
ここで、第２のレンズ１４と第３のレンズ１６は３次元映像を撮影するために使用されるので、３次元映像を得るのに必要な視差をもっていなければならないので、水平方向に所定の距離を離して左右に配置される。
【００６８】
しかも、このとき、これらのレンズ１４、１６の高さに差があると、撮影した映像の高さ方向の位置がずれた画像が撮影されてしまい、良好な３次元映像が得られなくなってしまう。そこで、第２のレンズの高さ３５と第３のレンズの高さ３７は同じになるように配置することが望まれる。
【００６９】
また、この実施形態では、２次元映像と３次元映像が切り替えて撮影されるので、切り替えたとき、画像の中心がずれると見苦しい画像になってしまう。従って、第１のレンズの取り付け位置に対して、第２のレンズと第３のレンズが左右に等距離離れて配置されることが望ましい。つまり、水平距離３８、３９が等しくなるように配置される。
【００７０】
この実施形態では、これら第１と第２それに第３の３個のレンズ１２、１４、１６の配置に関しては、以上の内容の制約が課されるだけなので、かなり自由な配置ができ、しかも３次元撮影用のレンズ１４、１６と撮像素子１３、１５については、上記したように、かなり小型にできるので、ビデオカメラ装置のデザイン上の自由度は高く、ユーザーの好みに応じたデザインに容易に仕上げることができる。
【００７１】
次に、この実施形態におけるカメラ信号処理について説明すると、この実施形態では、撮像素子が３個用いられているが、信号処理手段は３系統設ける必要はなく、図１に示されているように、１系統の回路で処理することができる。
【００７２】
すなわち、この実施形態では、まず、２次元撮影と３次元撮影が切り替えて処理され、そして、３次元撮像に際しては、フィールド順次で交互に処理されるので、１系統の回路で処理できるのである。
【００７３】
まず、２次元撮影と３次元撮影の切り替え方法について説明すると、図１において、６１は２次元と３次元の切り替えスイッチで、図示してないが、ビデオカメラ装置本体３１（図３）のユーザーが操作しやすい所に設けてある。
【００７４】
そして、このスイッチ６１から出力される信号を２次元３次元制御部６２に供給し、これにより切り替え部１７を制御して、２次元動作と３次元動作を切り替える。
【００７５】
そして、まず、２次元撮影の場合、切り替え部１７は撮像素子１１の出力映像信号をカメラ信号処理部１８に供給する。従って、このときは撮像素子１１の出力映像信号が処理され、撮像素子１３と撮像素子１５の出力映像信号は処理されない。
【００７６】
次に、３次元撮影の場合、切り替え部１７は撮像素子切り替え部４１の出力をカメラ信号処理部１８に供給する。従って、このときは撮像素子１３と撮像素子１５の出力映像信号がカメラ信号処理部１８で処理され、このときは撮像素子１１の信号は処理されない。
【００７７】
ここで、２次元撮影の場合の処理については、既に説明した通りであるから、以下、３次元撮像の場合の処理について説明すると、このときの処理は、図１の撮像素子切り替え部４１で実行される。そこで、以下、図４により、この撮像素子切り替え部４１の動作について説明する。
【００７８】
図４において、まず４２は垂直同期信号で、図１には図示されていないが、撮像素子１３、１５はこの同期信号４２に同期して駆動される。次に４３は切り替え制御信号で、垂直同期信号４１に同期して、フィールド期間毎に交互にレベル１とレベル０に切換わっており、この切り替え制御信号４３が、図１に示すように、撮像素子切り替え部４１に供給されている。
【００７９】
そこで、撮像素子切り替え部４１は、切り替え制御信号４３がレベル１のときは、第２の撮像素子１３の出力４４を出力４６として取り出し、レベル０のときは、第３の撮像素子１５の出力４５を出力４６に取り出すように動作する。
【００８０】
これにより、出力４６には、１フィールド期間毎に交互に第２の撮像素子１３の出力４４と第３の撮像素子１５の出力４５が得られ、これがカメラ信号処理部１８に供給されることになる。
【００８１】
この結果、記録メディア２１には、第２の撮像素子１３と第３の撮像素子１４の画像がフィールド順次で記録され、従って、再生時は、このフィールド順次の映像が表示信号処理部２２により、画像表示部２３の動作に合わせて変換処理されることになる。
【００８２】
そこで、後述するように、画像表示部２３の例えば偶数フィールド期間に表示される画像はユーザーの右目だけで観察され、奇数フィールド期間に表示される画像は左目でだけ観察されるようにしてやれば、３次元の立体画像がユーザーに見えることになる。
【００８３】
ここで、この実施形態における３次元画像信号処理の他の例について、図５により説明すると、この例では、同図に示すように、第２撮像素子１３の出力４４を第１圧縮位置調整手段５１を介して撮像素子切り替え部４１に供給し、第３撮像素子１５の出力４５も第２圧縮位置調整手段５２を介して撮像素子切り替え部４１に供給するように構成してある。
【００８４】
このとき第１圧縮位置調整手段５１は、図６に示すように、１フィールド期間の画像を水平方向に略１／２に圧縮し、画面の左側、つまり水平期間の前半に配置されるように位置を調整した出力５９に変換する働きをし、第２圧縮位置調整手段５２も同じく１フィールド期間の画像を水平方向に略１／２に圧縮し、今度は画面の右側、つまり１水平期間の後半に配置されるように位置を調整した出力６０に変換する働きをする。
【００８５】
このため、図６において、水平同期信号４２と第２撮像素子１３の出力４４、それに第３撮像素子１５の出力４５は、図４のときと同じであるが、切り替え制御信号５４は、図４の切り替え制御信号５４とは異なっていて、水平同期信号４２と同期して１フィールド期間の前半期間と後半期間で交互にレベル１とレベル０に切換わる信号になっている。
【００８６】
この結果、撮像素子切り替え部４１の出力４６による画像は、１水平期間中に第２の撮像素子信号と第３の撮像素子信号が並ぶような画像になる。
【００８７】
この様子を画像として示したのが図７で、図示のように、出力４６による画像は１画面の左右に第２の撮像素子と第３の撮像素子の画像が１／２に圧縮され並んだ映像となり、これがカメラ信号処理部１８に供給されることになる。
【００８８】
そして、この結果、この実施形態において、図５の３次元画像信号処理を適用うした場合は、１画面内に第１の撮像素子と第２の撮像素子の画像が１／２に圧縮して記録され、再生時は、この映像が表示信号処理部２２により、画像表示部２３による表示方式に合わせた変換処理が施され、図７の出力４６に示す画像が画像表示部２３に表示されることになる。
【００８９】
ここで、この図７の画像の場合は、図７の左側の画像５９はユーザーの左目だけで観察され、右側の画像６０はユーザーの右目だけで観察されるようにすると、３次元立体画像を見ることができる。この方法としては、後述する２次元映像と３次元映像を切り替えて動作することができる画像表示部を、３次元表示で使う場合が上げられる。このときＴＦＴ液晶部の細条部に右画像と左画像が交互に表示されるように、図１の表示信号処理部２２が変換処理を行うのである。
【００９０】
以上のようにすることにより、この実施形態によれば、カメラ信号処理が１系統で済むことになり、従って、装置の小型化に更に貢献することができる。
【００９１】
そして、この実施形態によれば、２次元と３次元の各モードの切り替えが電気的に行え、スイッチを操作するだけで即座に切り替えわれるので、光学式アダプタのように脱着操作の必要はなく、任意のタイミングで極めて簡単に切り替えることができ、撮影中でもそのままで切り替えることができる。
【００９２】
図１に戻り、この実施形態では、２次元と３次元の切り替えスイッチ６１が、再生時の２次元３次元切り替えにも使用される。すなわち、記録されている画像が２次元映像か３次元映像かによって、３次元表示処理部２２と画像表示部２３を制御し、再生映像のモードにあった処理が得られるようにするのである。
【００９３】
ここで、この実施形態では、上記したように、３次元識別データ混合回路１９を設け、これにより、３次元撮影モードのときは３次元識別データが混合されるようにしてあり、従って、記録した画像が３次元の場合は３次元識別信号が記録されている。
【００９４】
そこで、これを３次元識別データ検出部６３で検知し、この検知結果を２次元３次元制御部６２に供給することにより、表示処理部２２と画像表示部２３を制御し、３次元映像が再生された場合は自動的に３次元表示が行われるようにすることができる。
【００９５】
次に、ビデオカメラによる撮影時、被写体の位置により２次元撮影モードと３次元撮影モードが自動的に切り替えられるようにした場合の本発明の一実施形態について、図８により説明する。
【００９６】
ここで、この図８の実施形態が、ブロック構成上で図１の実施形態と異なる点は、ズーム制御スイッチＷ７１とズーム制御スイッチＴ７２、それにレンズ制御部７３が備えられている点だけで、その他は同じである。
【００９７】
従って、以下、図１と異なる部分に重点を置いて説明すると、この図８の実施形態の場合、まず第１のレンズ１２と第２のレンズ１４及び第３レンズ１６は、何れもズームレンズで構成されるが、このとき、第２のレンズ１４と第３レンズ１６には特性が同じズームレンズを使用する。
【００９８】
そして、第１のズームレンズの一番短いときの焦点距離と、第２と第３のズームレンズの一番長いときの焦点距離が同じになるように、各々のズームレンズの焦点距離が選択されている。
【００９９】
例えば図９に示すように、第１のレンズの焦点距離８１は、３５ｍｍカメラ換算で１４４ｍｍ〜４８０ｍｍ（ズーム比は３．３倍）とし、第２と第３のレンズの焦点距離８２は、同じく３５ｍｍカメラ換算で４８ｍｍ〜１４４ｍｍ（ズーム比は３倍）とする。
【０１００】
図８に戻り、ズーム制御スイッチＷ７１とズーム制御スイッチＴ７２は、その名称通り、ズームレンズの焦点距離を制御するスイッチで、このときズーム制御スイッチＷ７１は焦点距離を短くするとき操作し、ズーム制御スイッチＴ７２は焦点距離を長くするとき操作する。
【０１０１】
レンズ制御部７３は各スイッチ７１、７２の操作状態を入力し、それに応じて第１のレンズ１２、第２のレンズ１４、それに第３のレンズ１６の焦点距離を制御する働きをするが、このとき第２のレンズ１４と第３のレンズ１６は３次元映像を撮影するためのレンズなので、各々は常に同じ焦点距離８２になるように制御される。
【０１０２】
次に、この図８の実施形態による焦点距離の制御と２次元３次元切り替え撮影について、図９により説明すると、まず、基本的な制御としては、これら第１のレンズ１２と第２第３のレンズ１４、１６は、各スイッチ７１、７２の操作に応じて連続的に制御され、焦点距離が４８ｍｍから４８０ｍｍまで変化される。
【０１０３】
そして、この実施形態では、動作開始当初、つまりビデオカメラ装置の電源が投入された直後の初期状態では、第２と第３のレンズ１４、１６の焦点距離は一番短い４８ｍｍの点Ａに、そして、第１のレンズ１２の焦点距離も一番短い１４４ｍｍの点Ｂにセットされるようになっていて、このとき第２と第３のレンズ１４、１６の焦点距離を、ビデオカメラの焦点距離として認識する。
【０１０４】
ここで、まずズーム制御スイッチＴ７２が押されたとすると、第２と第３のレンズ１４、１６の焦点距離が長くなってゆき、図９の矢印Ｔで示すように、点Ａから点Ｂに向かって移動する。このとき第２と第３のレンズ１４、１６の焦点距離をビデオカメラの焦点距離として認識する。
【０１０５】
こうして点Ｂに達し、焦点距離が１４４ｍｍになると、第２と第３のレンズ１４、１６の焦点距離変化は停止するが、ここで、更にスイッチ７２が押されていると、今度は第１のレンズ１２の焦点距離がＢ点での１４４ｍｍから長くなってゆき、点Ｂから移動して点Ｃに向かう。
【０１０６】
そして、この第１のレンズ１２が動作を開始した時点で、今度は第１のレンズ１２の焦点距離がビデオカメラの焦点距離として認識され、点Ｃに達して焦点距離が４８０ｍｍになると、第１のレンズ１２の焦点距離変化は停止する。
【０１０７】
次に、今度はズーム制御スイッチＷ７１が押されたとする。そうすると、今度は焦点距離は短くなってゆくが、このとき、焦点距離１４４ｍｍまでは第１のレンズ１２だけが動き、この時点では、第１のレンズ１２の焦点距離がビデオカメラの焦点距離として認識される。
【０１０８】
ここで、更にスイッチ７１が押されていたとすると、やがて点Ｂで第１のレンズ１２は停止するが、ここで、第２と第３のレンズ１４、１６が動き始め、その焦点距離が短くなってゆく。
【０１０９】
そして、この時点で第２と第３のレンズ１４、１６の焦点距離がカメラの焦点距離として認識され、焦点距離４８ｍｍまでゆくと停止する。
【０１１０】
このようにした結果、ビデオカメラの焦点距離は４８ｍｍから１４４ｍｍまで連続なものとしてレンズ制御部７３に認識される。
【０１１１】
そして、このため、２次元３次元制御部６２には、レンズ制御部７３から制御信号が供給され、この結果、ビデオカメラの焦点距離が４８ｍｍから１４４ｍｍの間は第２と第３のレンズ１４、１６を使って３次元撮影が行われ、ビデオカメラの焦点距離が１４４ｍｍから４８０ｍｍの間は第１のレンズ１２を使った２次元撮影が行われるように制御されることになる。
【０１１２】
そこで、この実施形態によれば、ズーム制御スイッチ７１、７２を操作することにより、ビデオカメラの焦点距離が短焦点側では第２と第３のレンズ１４、１６を使用した３次元撮影が行われ、長焦点側では第１のレンズ１２を称した２次元撮影が行われるように自動的に切り替えられ、且つ３次元撮影を行っているときは、３次元識別データ混合部１９により識別信号が混合されて記録されることになる。
【０１１３】
従って、この実施形態によれば、３次元撮影用のレンズが小型化されると共に２次元撮影用のレンズもズーム比が小さくすることができ、この結果、小型化が図れる上、この実施形態によれば、撮影者（ユーザー）は、２次元撮影と３次元撮影に意識することなく撮影することができるので、撮影者の負担を減らすことができる。
【０１１４】
また、この実施形態の場合、既に説明したように、撮影した画像については、再生時、２次元動作と３次元動作に自動的に切り替わるようになっているので、３次元撮影した画像についても、極めて簡単に対応でき、容易に立体像として鑑賞することができる。
【０１１５】
ここで、上記した２次元映像の表示と３次元映像の表示に切り替えて動作することができる画像表示部の一例について説明すると、この場合の画像表示部２３は、図１０に示すように、ＴＦＴ液晶２３Ａとスイッチ液晶２３Ｂを積層して構成され、図の右側からバックライトで照明光を当て、図の左側から観察するようになっている。
【０１１６】
そして、まずＴＦＴ液晶２３Ａは、複数個の液晶セル（画素）を一列に上下に配置した細条部を複数本、左右に並行に並べて表示部としたもので、各細条部毎に交互に右画像と左画像を表示させるように作られている。
【０１１７】
次に、スイッチ液晶２３Ｂは、ＴＦＴ液晶２３Ａの細条部に対応して、同じく上下に伸び、左右に空間を隔てて交互に並んで配置された液晶を視差バリアとして備え、この視差バリアを光シャッタとして働かせるようにしたもので作られている。
【０１１８】
いま、ここでＴＦＴ液晶２３Ａの細条部に交互に右画像と左画像を表示させた状態で、スイッチ液晶２３Ｂの視差バリアを不透明状態に制御してやると、図１０（ａ）に示すように、視差バリアにより照明光が細条に分離されてＴＦＴ液晶２３Ａに照射され、この結果、ユーザーの右目には右画像だけが見られ、左目では左画像だけが見えるようになり、この結果、表示された画像が立体像として観察されることになる。
【０１１９】
次に、スイッチ液晶２３Ｂの視差バリアを透明状態に制御にした場合は、図１０（ｂ）に示すように、ＴＦＴ液晶２３Ａは均一に照明されるので、この結果、今度は通常の表示状態になり、２次元画像がそのまま観察される。
【０１２０】
従って、この図１０で説明した画像表示部２３によれば、２次元映像の表示と３次元映像の表示に切り替えて動作する画像表示部が得られることになる。
【０１２１】
ここで、以上に説明した本発明の実施形態による効果について列挙すれば以下の通りである。
【０１２２】
第１の撮像素子と、第１の撮像素子用の第１のレンズと、第２の撮像素子と、第２の撮像素子用の第２のレンズと、第３の撮像素子と、第３の撮像素子用の第３のレンズと、撮像素子から読み出された画像信号を処理するカメラ信号処理手段と、撮影した画像信号を記録する手段と、記録された画像信号を再生し表示する手段を備え、第１の撮像素子で２次元映像を撮影し、第２の撮像素子と第３の撮像素子で３次元映像を撮像し、前記第１の撮像素子による２次元映像の撮影と、前記第２の撮像素子と前記第３の撮像素子とによる３次元映像の撮影とを、切り替えて撮影するようにしたので、２次元動作と３次元動作の切り替えが簡単な小型の記録再生装置が実現できる。
【０１２３】
次に、前記第１のレンズはズームレンズであり、前記第２のレンズと前記第３のレンズは固定焦点のレンズとすることにより、小型な装置が実現できる。
【０１２４】
また、前記第１のレンズをズームレンズとし、第２のレンズと第３のレンズを同じ特性のズームレンズとした上で、第２と第３のズームレンズの最大焦点距離を、第１のズームレンズの最大焦点距離より小さくすることにより、小型な装置が実現できる。
【０１２５】
第２の撮像素子と第３の撮像素子として、第１の撮像素子よりも少ない画素数の撮像素子を用いることにより、小型な装置が実現できる。
【０１２６】
第２の撮像素子と第３の撮像素子を、装置の底面からの高さが同じになるように配置したので、高品位の３次元映像が撮影できる。
【０１２７】
第１の撮像素子の取付位置と、第２の撮像素子及び第３の撮像素子の取付位置の中心を略一致するようすることにより、２次元撮影と３次元撮影の切り替えに際しても画面中心がずれないので、高品位の画像を撮影することができる。
【０１２８】
カメラ信号処理部が、第１の撮像素子と第２の撮像素子、それに第３の撮像素子の出力映像信号に共通化できるので、小型化が可能になり、価格を低く抑えることができる。
【０１２９】
２の撮像素子と第３の撮像素子による３次元映像の撮影と記録にフィールド順次方式を適用し、３次元映像再生時、３次元映像表示部に合わせた変換が自動的に得られるので、３次元画像の観賞が容易になる。
【０１３０】
第２の撮像素子と第３の撮像素子による３次元映像の撮影と記録に際して、同一画面内に第２の撮像素子出力と第３の撮像素子出力を配置して記録し、３次元映像再生時、３次元映像表示部に合わせて変換する手段を設けたので、３次元画像の再生が容易になり、簡単に鑑賞することができる。
【０１３１】
２次元映像の撮影と３次元映像の撮影を切り替えるスイッチが設けられているので、撮影中でも任意に２次元モードと３次元モードを切り替えることができ、このため、撮影者の意図に従っていつでも簡単に２次元撮影と３次元撮影を切り替えることができる。
【０１３２】
第２の撮像素子と第３の撮像素子により撮影された３次元映像の記録に当たっては、３次元映像であることを示す信号が同時に記録できるので、再生時に２次元と３次元の切り替えを自動的に得ることができる。
【０１３３】
再生された画像信号を表示する手段が、２次元映像と３次元映像を切り替えて表示できるので、記録された画像が２次元か３次元かにより切り替えて再生することができ、どちらでも任意に再生できるので便利である。
【０１３４】
記録された映像信号の再生に当たっては、３次元映像であることを示す信号が検知でき、自動的に２次元表示と３次元表示に切り替えることができるので、ユーザー自ら切り替える必要がなくなり、極めて便利に使用することができる。
【０１３５】
第１のレンズをズームレンズとし、第２のレンズと第３のレンズは特性が同じズームレンズ又は固定焦点レンズとすることができるので、第１のレンズのズームの短焦点側焦点距離と第２第３のレンズの長焦点側の焦点距離を略一致させ、このとき、第１のレンズと第２第３のレンズを制御する手段を設け、単一のズームレバーの操作により、広角撮影時には、第２と第３の撮像素子とレンズを用いた３次元撮影を行い、望遠撮影時は、第１の撮像素子とレンズを用いた２次元撮影を行うように自動的に切り替わるので、撮影時にユーザーが２次元動作と３次元動作を意識することなく撮影ができる。
【０１３６】
また、この結果、レンズも小型にできるので、小型で簡便な装置にすることができる。
【０１３７】
【発明の効果】
本発明によれば、小型化に必要な種々の工夫が凝らされているので、小型でデザイン性に優れた立体映像記録再生装置を容易に提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による立体映像記録再生装置の一実施形態を示すブロック構成図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるぶれ補正の原理説明図である。
【図３】本発明の一実施形態におけるレンズ配置の説明図である。
【図４】本発明の一実施形態による撮像素子の切り替え動作を説明するためのタイミング図である。
【図５】本発明の一実施形態における撮像素子の切り替え制御の他の例を示すブロック構成図である。
【図６】本発明の一実施形態による撮像素子の切り替え動作の他の例を説明するためのタイミング図である。
【図７】本発明の一実施形態における３次元画像の一例を示す説明図である。
【図８】本発明による立体映像記録再生装置の他の一実施形態を示すブロック構成図である。
【図９】本発明による立体映像記録再生装置の他の一実施形態におけるズームレンズ制御の説明図である。
【図１０】本発明の実施形態における表示部の一例を示す説明図である。
【符号の説明】
１２第１のレンズ
１４第２のレンズ
１６第３のレンズ
１１第１の撮像素子
１３第２の撮像素子
１５第３の撮像素子
１７２次元３次元切り替え部
１８カメラ信号処理部
１９３次元識別データ混合部
２０記録再生信号処理部
２１記録メディア
２２表示信号処理部
２３画像表示部
４１撮像素子切り替え部
６１２次元３次元切り替えスイッチ
６２２次元３次元制御部
６３３次元識別データ検出部
７１ズーム制御スイッチＷ
７２ズーム制御スイッチＴ
７３レンズ制御部

Claims

第１の撮像素子と第１のレンズにより２次元映像を撮影する手段と、第２の撮像素子と第２のレンズ及び第３の撮像素子と第３のレンズにより３次元映像を撮像する手段を設け、
前記２次元映像を撮影する手段と前記３次元映像を撮像する手段を切り替えて撮影し記録することを特徴とする立体映像記録再生装置。
請求項１に記載の発明において、
前記第１のレンズがズームレンズで、前記第２のレンズと前記第３のレンズが固定焦点レンズであることを特徴とする立体映像記録再生装置。
請求項１に記載の発明において、
前記第１のレンズがズームレンズで、前記第２のレンズと前記第３のレンズが同じ特性のズームレンズであり、
前記第２と第３のズームレンズの最大焦点距離が、前記第１のズームレンズの最大焦点距離より小さいことを特徴とする立体映像記録再生装置。
請求項１に記載の発明において、
前記第２の撮像素子と前記第３の撮像素子が、前記第１の撮像素子よりも少ない画素数の撮像素子であることを特徴とする立体映像記録再生装置。
請求項１に記載の発明において、
前記第２の撮像素子と前記第３の撮像素子は、装置の底面からの高さが同じになるように配置されていることを特徴にする立体映像記録再生装置。
請求項１に記載の発明において、
前記第２のレンズと前記第３のレンズの取り付け位置の中心が、前記第１のレンズの取り付け位置と略一致するように配置されていることを特徴にする立体映像記録再生装置。
請求項１に記載の発明において、
前記第１の撮像素子と前記第２の撮像素子及び前記第３の撮像素子の出力映像信号が、単一の信号処理手段により処理されることを特徴にする立体映像記録再生装置。
請求項７に記載の発明において、
前記単一の信号処理手段による前記第２の撮像素子の出力映像信号と前記第３の撮像素子の出力映像信号の信号処理がフィールド順次処理であり、
３次元映像再生時には３次元映像表示手段に合わせて信号変換処理する手段が設けられていることを特徴とする立体映像記録再生装置。
請求項７に記載の発明において、
前記第２の撮像素子の出力映像と前記第３の撮像素子の出力映像を同一画面内に配置する映像信号変換手段を備え、
３次元映像再生時には３次元映像表示手段にあわせて信号変換処理する手段が設けられていることを特徴とする立体映像記録再生装置。
請求項１に記載の発明において、
２次元モードと３次元モードを切り替えるスイッチが備えられ、
２次元モードと３次元モードの切り替えが撮像中も含め任意の時点で行えるように構成したことを特徴にする立体映像記録再生装置。
請求項１に記載の発明において、
前記第２の撮像素子と前記第３の撮像素子による３次元映像の記録に際して、３次元映像であることを示す信号が同時に記録されるように構成したことを特徴とする立体映像記録再生装置。
請求項１１に記載の発明において、
前記３次元映像を記録して再生したとき、当該再生された画像信号を表示する手段は、２次元映像と３次元映像に切り替えて表示する機能を備えていることを特徴とする立体映像記録再生装置。
請求項１２の発明において、
前記映像信号の再生時、前記３次元映像であることを示す信号を検知し、前記表示する手段を自動的に２次元表示から３次元表示に切り替えることを特徴とする立体映像記録再生装置。
請求項１に記載の発明において、
前記第１のレンズはズームレンズで、前記第２のレンズと前記第３のレンズは特性が同じズームレンズであり、
前記第１のレンズのズーム短焦点側焦点距離と、前記第２及び第３のレンズのズームレンズの長焦点側焦点距離が略一致する焦点距離構成にし、
前記第１のズームレンズ及び前記第２と第３のズームレンズのズーム比を変倍するズームレンズ切り替え手段と、
ズーム変倍範囲が第２と第３のズームレンズにより動作しているときは３次元撮影を行なわせ、ズーム変倍範囲が第１のズームレンズにより動作しているときは２次元撮影を行なわせるズームレンズ制御手段とが設けられていることを特徴とする立体映像記録再生装置。
請求項１に記載の発明において、
前記第１のレンズはズームレンズで、前記第２のレンズと前記第３のレンズは特性が一致した固定焦点レンズであり、
前記第１のレンズのズーム短焦点側焦点距離と、前記第２及び第３のレンズの固定焦点距離が略一致する焦点距離構成にし、
前記第２及び第３の固定焦点距離レンズにより撮像しているときは３次元撮影を行なわせ、前記第１のレンズにより撮像しているときは２次元撮影を行なわせるレンズ切り替え手段とが設けられていることを特徴とする立体映像記録再生装置。