JP2013020051A - Parallax image acquisition device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、視差画像取得装置に関するものである。 The present invention relates to a parallax image acquisition device.
2D映像(2次元画像)よりも3D映像(立体画像)の方が、臨場感が高く、驚きや興奮を増す効果が大きいことから、様々な市場において映像を立体画像で鑑賞したいという強いニーズがある。一方、撮影装置の小型化を図るとともにコストアップを避けるため、単眼レンズで立体像を取得する提案がなされている。 3D images (stereoscopic images) are more realistic than 2D images (two-dimensional images), and have a greater effect of increasing surprise and excitement. Therefore, there is a strong need to view images as three-dimensional images in various markets. is there. On the other hand, in order to reduce the size of the photographing apparatus and avoid an increase in cost, proposals have been made to acquire a three-dimensional image with a monocular lens.
例えば、特許文献1において、光学系内のレンズをシフトさせて視差画像を取得する方法が提案されている。特許文献1記載のステレオ画像生成方法では、光軸上に複数配置されたレンズのうち、少なくとも1つのレンズを光軸に垂直な平面内でシフトさせて、視差画像を撮影する。 For example, Patent Document 1 proposes a method for acquiring a parallax image by shifting a lens in an optical system. In the stereo image generation method described in Patent Document 1, at least one lens among a plurality of lenses arranged on the optical axis is shifted in a plane perpendicular to the optical axis to capture a parallax image.
また、特許文献2は、鏡枠全体を駆動させて視差画像を取得する方法を提案している。特許文献2記載の立体画像形成装置では、被写体とそれを撮影する撮像部の相対位置を変化させる移動手段を備え、被写体を第1の方向及び第2の方向から撮影し、これら2つの方向から撮影した画像を同一の媒体上に作像する。 Patent Document 2 proposes a method of acquiring a parallax image by driving the entire lens frame. The stereoscopic image forming apparatus described in Patent Document 2 includes a moving unit that changes a relative position between a subject and an imaging unit that captures the subject. The subject is photographed in a first direction and a second direction, and the subject is taken from these two directions. The captured image is created on the same medium.
しかしながら、特許文献1のステレオ画像生成方法においては、レンズをシフトすることによる光学性能の低下が考えられ、視差画像が取得できたとしても画質が低下するおそれがある。
また、特許文献2の立体画像形成装置においては、まず、装置が大型化してしまうという問題がある。さらに、鏡枠全体を動かすことから、2つの方向からの撮影に大きな時間ずれが発生するため、デジタルカメラのような観賞用画像を取得する装置には向いていない。
However, in the stereo image generation method disclosed in Patent Document 1, it is conceivable that the optical performance is lowered by shifting the lens, and even if a parallax image can be acquired, the image quality may be lowered.
Further, the three-dimensional image forming apparatus disclosed in Patent Document 2 has a problem that the apparatus is first enlarged. Further, since the entire lens frame is moved, a large time lag occurs in photographing from two directions, and therefore, it is not suitable for an apparatus for acquiring an ornamental image such as a digital camera.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、小型な構成で、大幅なコストアップを伴わず、良好な画質の視差画像を取得することのできる、単一の光学系で視差画像を取得できる装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above, and it is possible to obtain a parallax image with a single optical system that can obtain a parallax image with a good image quality with a small configuration without significant cost increase. The object is to provide a device that can be obtained.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る視差画像取得装置は、レンズ筐体と、レンズ筐体に設置された複数のレンズを有し、撮像素子上に被写体像を結像する撮像光学系と、撮像光学系の前面に配置される光学面を有し、第1被写体像を与える第1光軸と第2被写体像を与える第2光軸のいずれかを撮像光学系が有するように光学面を調整する光軸可変部材と、を有し、第1被写体像と第2被写体像は、被写体の視差画像となることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, a parallax image acquisition device according to the present invention has a lens housing and a plurality of lenses installed in the lens housing, and captures a subject image on an image sensor. An imaging optical system that forms an image and an optical surface that is disposed in front of the imaging optical system, and takes either a first optical axis that provides a first subject image or a second optical axis that provides a second subject image And an optical axis variable member that adjusts the optical surface as the system has, and the first subject image and the second subject image are parallax images of the subject.
本発明に係る視差画像取得装置において、光軸可変部材は、1つの第1入射平面と1つの第1射出平面をもち、撮像光学系の前面に配置される、第1光学素子と、第1光学素子を駆動する駆動部と、を有し、第1入射平面と第1射出平面は、互いに所定の角度をなしていることが好ましい。 In the parallax image acquisition device according to the present invention, the optical axis variable member has one first incident plane and one first exit plane, and is disposed on the front surface of the imaging optical system; It is preferable that the first incident plane and the first emission plane form a predetermined angle with each other.
本発明に係る視差画像取得装置において、所定の角度は、0.1°以上、3°以下であることが好ましい。 In the parallax image acquisition device according to the present invention, the predetermined angle is preferably 0.1 ° or more and 3 ° or less.
本発明に係る視差画像取得装置において、第1光学素子は、光学ガラス部材であることが好ましい。 In the parallax image acquisition device according to the present invention, the first optical element is preferably an optical glass member.
本発明に係る視差画像取得装置において、第1光学素子は、樹脂部材であることが好ましい。 In the parallax image acquisition device according to the present invention, the first optical element is preferably a resin member.
本発明に係る視差画像取得装置において、駆動部は、第1被写体像を与えるとき第1光学素子を撮像光学系の前面に挿入して、第2被写体像を与えるとき第1光学素子を撮像光学系の前面から待避させることが好ましい。 In the parallax image acquisition device according to the present invention, the drive unit inserts the first optical element into the front surface of the imaging optical system when giving the first subject image, and takes the first optical element when taking the second subject image. It is preferred to retract from the front of the system.
本発明に係る視差画像取得装置において、光軸可変部材は、1つの第2入射平面と1つの第2射出平面をもち、第1光学素子に隣接して配置される、第2光学素子をさらに有し、駆動部は、第2光学素子をさらに駆動し、第2入射平面と第2射出平面は、互いに所定の角度をなしており、第1光学素子と第2光学素子は、被写体と撮像素子を通る軸に対して対称であることが好ましい。 In the parallax image acquisition device according to the present invention, the optical axis variable member further includes a second optical element having one second incident plane and one second exit plane, and disposed adjacent to the first optical element. And the driving unit further drives the second optical element, and the second incident plane and the second emission plane form a predetermined angle with each other, and the first optical element and the second optical element capture the image of the subject. It is preferably symmetric with respect to an axis through the element.
本発明に係る視差画像取得装置において、駆動部は、第1被写体像が撮られるとき、第1光学素子を撮像光学系の前面に挿入するとともに第2光学素子を撮像光学系の前面から待避させ、第2被写体像が撮られるとき、第1光学素子を撮像光学系の前面から待避させるとともに第2光学素子を撮像光学系の前面に挿入することが好ましい。 In the parallax image acquisition device according to the present invention, when the first subject image is taken, the drive unit inserts the first optical element into the front surface of the imaging optical system and retracts the second optical element from the front surface of the imaging optical system. When the second subject image is taken, it is preferable to retract the first optical element from the front surface of the imaging optical system and insert the second optical element into the front surface of the imaging optical system.
本発明に係る視差画像取得装置において、駆動部は、第1光学素子および第2光学素子を固定する台座部と、台座部に回転運動を付勢する回転付勢部と、を有することが好ましい。 In the parallax image acquisition device according to the present invention, the driving unit preferably includes a pedestal unit that fixes the first optical element and the second optical element, and a rotation urging unit that urges the pedestal unit to rotate. .
本発明に係る視差画像取得装置において、第1被写体像と第2被写体像は、被写体の水平方向の視差画像となることが好ましい。 In the parallax image acquisition device according to the present invention, it is preferable that the first subject image and the second subject image are parallax images in the horizontal direction of the subject.
本発明に係る視差画像取得装置において、撮像光学系は共軸光学系であることが好ましい。 In the parallax image acquisition device according to the present invention, the imaging optical system is preferably a coaxial optical system.
本発明に係る視差画像取得装置において、撮像光学系は折り曲げ系であることが好ましい。 In the parallax image acquisition device according to the present invention, the imaging optical system is preferably a folding system.
本発明に係る視差画像取得装置は、小型で安価な構成で良好な画質の視差画像を取得でき、これにより高品質の立体画像を取得することが可能となる。 The parallax image acquisition device according to the present invention can acquire a parallax image having a good image quality with a small and inexpensive configuration, and can thereby acquire a high-quality stereoscopic image.
以下に、本発明に係る視差画像取得装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
本発明に係る視差画像取得装置では、光学系の前面にくさびプリズムを配置し、このくさびプリズムの屈折作用によって、視差画像を生成している。
Hereinafter, an embodiment of a parallax image acquisition device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited by the following embodiment.
In the parallax image acquisition device according to the present invention, a wedge prism is arranged in front of the optical system, and a parallax image is generated by the refraction action of the wedge prism.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係るデジタルカメラ100の構成を示すブロック図である。
視差画像取得装置としてのデジタルカメラ100は、レンズモジュール110と、このレンズモジュール110が脱着可能なカメラボディ170と、を備える。
レンズモジュール110は、レンズ筐体110a中に、撮像光学系としての複数のレンズ(フォーカスレンズ)111、112、113と、第1光学素子としてのくさびプリズム121と、撮像素子120と、が第1レンズ111、第2レンズ112、及び第3レンズ113の光軸Axに沿って配置された構成を備える。さらに、レンズ筐体110a内には、くさびプリズム121を駆動する駆動部としての部材駆動部155が配置されている。
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a
A
In the
カメラボディ170は、3Dフォーマット変換部142、出力処理部143、記録部144、指示部145、システム制御部150、及び部材制御部154を備える。
The
第1レンズ111、第2レンズ112、及び第3レンズ113は、物体側から像側へ順に配置されており、システム制御部150からの指示信号にしたがって、不図示のレンズ駆動部によって光軸Axに沿って駆動される。
第1レンズ111、第2レンズ112、及び第3レンズ113は、撮像素子120上に被写体像を結像する。撮像素子120は撮像面に結像された被写体像を光電変換し電気的な画像信号を生成する。
The
The
3Dフォーマット変換部142は、指示部145が3Dモードを選択すると、システム制御部150によって3Dモードに設定される。3Dフォーマット変換部142は、設定されたモードに対応し、3Dフォーマット変換を行い、撮像素子120が取得した視差画像から立体画像を生成する。3Dフォーマット変換としては、例えば、SIDE BY SIDE、LINE BY LINE、ABOVE−BELOW、CHECKERBOARDを用いる。
When the
出力処理部143は、画像処理部140により表示用に処理された画像(3Dフォーマット変換された画像を含む)を、TV等の外部表示装置への画像出力を行う。さらに、このデジタルカメラ100の操作に係るメニューの表示などを行う表示デバイスへの画像出力処理も行う。
The
記録部144は、3Dフォーマット変換部142により3Dフォーマットに変換された画像データを不揮発に記憶するものであり、例えばメモリカードなどのデジタルカメラ100の外部に搬出し得るリムーバブルメモリとして構成されている。従って、記録部144は、デジタルカメラ100に固有の構成でなくても構わない。
The
指示部145は、デジタルカメラ100に対する操作入力を行うためのユーザーインタフェースであり、電源のオン/オフを指示するための電源ボタンや撮影開始を指示するための撮影ボタン、3Dモード等を設定するための撮像モード設定ボタン、その他各種の設定ボタンなどを含む。
The
部材駆動部155は、くさびプリズム121が固定された台座部131と、この台座部131を駆動軸132(図4)の周りに回転運動可能とする回転付勢部133と、を備える。
部材制御部154は、システム制御部150からの指示信号にしたがって、部材駆動部155へ制御信号を出力する。この制御信号を受けた部材駆動部155は、くさびプリズム121が光軸Ax上にある位置と光軸Axから外れた位置のいずれかに配置されるように、回転付勢部133を回転駆動する。
ここで、くさびプリズム121及び部材駆動部155は、光軸可変部材を構成する。
The
The
Here, the
図2は、レンズモジュール110のレンズ筐体110a内の構成を示す、光軸Axに沿った断面図である。図2は、くさびプリズム121が光軸Ax上に配置された状態を示している。なお、図2においては部材駆動部155の図示を省略している。図3は、レンズモジュール110のレンズ筐体110aのより具体的な内部構成を側方から見た図である。図4は、図3を前方から見た図である。なお、図3は、くさびプリズム121が光軸Ax上にある状態を示している。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the optical axis Ax, showing the configuration inside the
くさびプリズム121は、屈折率1.5近傍のガラス部材が好ましく、例えば、BK7などの硝材で構成する。このくさびプリズム121は、第1レンズ111の前面側に配置された光学面として、第1入射平面122及び第1射出平面123を有する。第1入射平面122及び第1射出平面123は、光軸Axに沿って前方から順に配置され、互いに所定の角度θをなしている。したがって、光線が空気中からくさびプリズム121へ入射すると屈折作用によって屈折し、さらに、射出面でも屈折作用により屈折するため、入射側と射出側で光線の角度を変えることができる。この角度θは、0.1°以上3°以下であれば、色収差の発生を低減することができるため、この角度範囲が望ましい。また、くさびプリズム121は、物体側から第1レンズ111への入射側に配置されることが望ましい。
ここで、前側は物体側であり、後ろ側は像面側としている。
The
Here, the front side is the object side, and the rear side is the image plane side.
回転付勢部133の回動により、台座部131に支持されたくさびプリズム121は、光軸Ax上にある位置(図4の位置P1)と光軸Axから外れた位置(図4の位置P2)のいずれかに配置される。このため、くさびプリズム121の位置により、物体側から第1レンズ111へ入射する光線の角度を変えることができる。すなわち、部材駆動部155の駆動によって光軸Axに対するくさびプリズム121の光学面の位置を調整することにより、くさびプリズム121が光軸Ax上にあるときは、撮像素子120に対して第1被写体像を与える第1光軸が構成され、くさびプリズム121が光軸Axから外れた位置にあるときは、撮像素子120に対して、第1被写体像とは異なる第2被写体像を与える第2光軸が構成される。前者では、くさびプリズム121に入射した光線L1(図2)は、くさびプリズム121において屈折して射出した後に光軸Axに沿って第1光軸上を進行し、後者では、光線L2(図2)は、撮像素子120に対して垂直な第2光軸に沿って光軸Ax上を進行する。これにより、第1被写体像と第2被写体像では視差が生じるため、これらの被写体像は被写体の視差画像となり、これら2枚の画像を再生することによって立体視が可能となる。ここで得られる視差画像は、くさびプリズム121の形状及び配置方向にしたがって、水平方向(図1〜図3の左右方向)の視差画像となるが、くさびプリズム121の形状及び配置方向を変更することによって水平以外の所望の方向の視差画像を得ることもできる。
Due to the rotation of the
次に、図5、図6を参照しつつ、デジタルカメラ100を用いた視差画像取得方法について説明する。ここで、図5は、視差画像を取得するときのデジタルカメラ100を側面から見た概念図である。図6は、視差画像取得方法の流れを示すフローチャートである。図5においては、レンズモジュール110に入射する光線は簡略に表示している。
Next, a parallax image acquisition method using the
ユーザーが指示部145を操作することにより、カメラが起動され、撮影モード(静止画)が設定されると、撮像開始となる。つづいて、既存のカメラと同様のため詳細な説明は省略するが、ユーザーは、撮影環境及び撮影するモードに対応して撮像条件を設定する。撮像条件としては、例えば、絞り、シャッタースピード、ISO感度、焦点距離がある。
When the user operates the
次に、システム制御部150は、ユーザーが選択したモードが3Dモードであるか否かを判断する(ステップS101)。選択されたのが2D(2次元)モードであれば(ステップS101でN)、立体撮像せずに、既存の2Dカメラのように撮像する(ステップS201)。
Next, the
これに対して、3Dモードが選択された場合(ステップS101でY)、立体撮像可能な状態に移行する。
AE(自動露出)、AF(オートフォーカス)、及びAWB(オートホワイトバランス)の処理は、既存の方式で実行し、スルー画表示を行う(ステップS102)。
ここで、AE、AF、AWBについては、既存の方式で行うため、説明を省略している。
On the other hand, when the 3D mode is selected (Y in step S101), the state shifts to a state where stereoscopic imaging is possible.
Processing of AE (automatic exposure), AF (autofocus), and AWB (auto white balance) is executed by an existing method to display a through image (step S102).
Here, since AE, AF, and AWB are performed by an existing method, description thereof is omitted.
つづいて、システム制御部150は、レリーズボタンが半押しされたかどうかを判断する(ステップS103)。レリーズボタンが半押しされない間(ステップS103でN)は、AE、AF、及びAWBの処理(ステップS102)を繰り返し実行して、処理結果を順次更新する。
Subsequently, the
レリーズボタンが半押しされた場合(ステップS103でY)は、AE、AF、及びAWBの処理を実行する(ステップS104)。この処理は、ステップS102と同様に既存の方式で実行し、記録部144に格納する。
If the release button is pressed halfway (Y in step S103), AE, AF, and AWB processes are executed (step S104). This process is executed by an existing method as in step S102 and stored in the
以上のステップS102〜S104までの処理は、レリーズボタンが全押しされるまでの間(ステップS105でNである間)、繰り返される。
ユーザーによってレリーズボタンが全押しされると(ステップS105でY)、システム制御部150は、立体撮像の第1の画像の取得(第1の撮影)を実行する(ステップS106)。ここで、第1の画像は、くさびプリズム121を光軸Ax上から外れた位置に配置した状態で取得する上記第2被写体像としている。また、第1の撮影は、くさびプリズム121を介さずに第1レンズ111に光線が入射するため、通常の2D撮影と同様の画像が得られる。
The processes from step S102 to S104 are repeated until the release button is fully pressed (while N in step S105).
When the release button is fully pressed by the user (Y in step S105), the
第1の撮影が終了すると、システム制御部150は、光線制御部材として部材駆動部155を駆動させてくさびプリズム121を光軸Ax上に配置(ステップS107)し、立体撮像の第2の画像の取得(第2の撮影)を実行する(ステップS108)。ここで、第2の画像は、くさびプリズム121が光軸Ax上にある状態で取得する上記第1被写体像としている。
When the first imaging is finished, the
第2の撮影(ステップS108)が終了すると、システム制御部150は、部材駆動部155を駆動させてくさびプリズム121を光軸Ax上から外れた位置に移動させるように、部材制御部154へ指示信号を送出する(ステップS111)。
また、システム制御部150は、3Dフォーマット変換部142に、第1の撮影及び第2の撮影で取得した画像について3Dフォーマット変換を実行させる(ステップS109)。変換されたデータは記録部144に記録される(ステップS110)。
When the second imaging (step S108) is completed, the
In addition, the
以上のように保存された、視差のある画像(第1被写体像及び第2被写体像)を出力処理部143から外部表示装置へ出力して再生させると、立体視することが可能となる。デジタルカメラ100においては、台座部131に支持されたくさびプリズム121を第1レンズ111、第2レンズ112、及び第3レンズ113の光軸Ax上に出し入れすることにより、2つの光軸を切り替える構成であり、光軸Axに沿った光軸が共通する共軸光学系であるため、装置が大型化することがなく、かつ、良質な画質の視差画像を取得することができる。
When the parallax images (first subject image and second subject image) stored as described above are output from the
(第2実施形態)
図7、図8を参照しつつ第2実施形態に係る視差画像取得装置について説明する。
第2実施形態に係る視差画像取得装置においては、2つの光軸可変部材を用いている点が第1実施形態に係る視差画像取得装置と異なる。その他の構成は第1実施形態に係る視差画像取得装置と同様であって、同じ部材については同じ参照符号を使用し、その詳細な説明は省略する。
(Second Embodiment)
A parallax image acquisition apparatus according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 8.
The parallax image acquisition device according to the second embodiment is different from the parallax image acquisition device according to the first embodiment in that two optical axis variable members are used. Other configurations are the same as those of the parallax image acquisition device according to the first embodiment, and the same reference numerals are used for the same members, and detailed descriptions thereof are omitted.
図7は、第2実施形態に係るレンズモジュール210のレンズ筐体210aのより具体的な内部構成を側方から見た図である。図8は、図7を前方から見た図である。なお、図7は、第1くさびプリズム221及び第2くさびプリズム222が第1レンズ111、第2レンズ112、及び第3レンズ113の光軸Ax上にある状態を示している。
FIG. 7 is a side view of a more specific internal configuration of the
レンズモジュール210は、レンズ筐体210a中に、撮像光学系としての複数のレンズ(フォーカスレンズ)111、112、113と、第1光学素子としての第1くさびプリズム221と、第2光学素子としての第2くさびプリズム222と、撮像素子120と、が第1レンズ111、第2レンズ112、及び第3レンズ113の光軸Axに沿って配置された構成を備える。なお、図7、図8においては、撮像素子120の図示を省略している。
The
さらに、レンズ筐体210a内には、第1くさびプリズム221を駆動する第1部材駆動部255と、第2くさびプリズム222を駆動する第2部材駆動部256と、が配置されている。
第1部材駆動部255は、第1くさびプリズム221が固定された第1台座部231と、この第1台座部231を第1駆動軸232の周りに回転運動可能とする第1回転付勢部233と、を備える。第2部材駆動部256は、第2くさびプリズム222が固定された第2台座部241と、この第2台座部241を第2駆動軸242の周りに回転運動可能とする第2回転付勢部243と、を備える。
Furthermore, a first
The first
第1部材駆動部255及び第2部材駆動部256は、部材制御部154(図1)から制御信号を受けて第1くさびプリズム221及び第2くさびプリズム222をそれぞれ、光軸Ax上に配置し、又は、光軸Ax上から退避させる駆動部である。第1部材駆動部255及び第2部材駆動部256は、第1くさびプリズム221及び第2くさびプリズム222をそれぞれ回動させる別個の駆動部としてもよいし、第1くさびプリズム221及び第2くさびプリズム222の回動に共通の駆動部としてもよい。
ここで、第1くさびプリズム221及び第1部材駆動部255、並びに、第2くさびプリズム222及び第2部材駆動部256は、それぞれが光軸可変部材を構成する。
The first
Here, each of the
第1くさびプリズム221及び第2くさびプリズム222はそれぞれ、屈折率1.5近傍のガラス部材が好ましく、例えば、BK7などの硝材で構成する。
第1くさびプリズム221は、第1レンズ111の前面側に配置された光学面として、第1入射平面221a及び第1射出平面221bを有する。第1入射平面221a及び第1射出平面221bは、光軸Axに沿って前方から順に配置され、互いに所定の角度θをなしている。
また、第2くさびプリズム222は、第1レンズ111の前面側に配置された光学面として、第2入射平面222a及び第2射出平面222bを有する。第2入射平面222a及び第2射出平面222bは、光軸Axに沿って前方から順に配置され、互いに所定の角度θをなしている。
Each of the
The
Further, the
第2くさびプリズム222は、第1くさびプリズム221よりも前側に配置されている。第1くさびプリズム221と第2くさびプリズム222は、ともに光軸Ax上に配置したときにくさび形状が互い違いになるように配置されている。また、第1くさびプリズム221と第2くさびプリズム222は、被写体と撮像素子120を通る軸である光軸Axに対して対称となるように配置される。
The
第1くさびプリズム221及び第2くさびプリズム222においては、それぞれ、空気中から入射した光線は屈折作用によって屈折し、さらに、射出面でも屈折作用によりそれぞれ屈折するため、入射側と射出側で光線の角度を変えることができる。角度θは、0.1°以上3°以下であれば、色収差の発生を低減することができるため、この角度範囲が望ましい。また、第1くさびプリズム221、第2くさびプリズム222は、物体側から第1レンズ111への入射側に配置されることが望ましい。
In each of the
第1回転付勢部233は、部材制御部154からの制御信号にしたがって、第1駆動軸232の周りを回動するように駆動される。この第1回転付勢部233の回動により、第1台座部231に支持された第1くさびプリズム221は、光軸Ax上にある位置(図8の位置P11)と光軸Axから外れた位置(図8の位置P12)のいずれかに配置される。また、第2回転付勢部243は、部材制御部154からの制御信号にしたがって、第2駆動軸242の周りを回動するように駆動される。この第2回転付勢部243の回動により、第2台座部241に支持された第2くさびプリズム222は、光軸Ax上にある位置(図8の位置P21)と光軸Axから外れた位置(図8の位置P22)のいずれかに配置される。
The first
このような第1くさびプリズム221及び第2くさびプリズム222の動きにより、物体側から第1レンズ111へ入射する光線の角度を変えることができる。すなわち、第1部材駆動部255及び第2部材駆動部256の駆動によって、光軸Axに対する第1くさびプリズム221及び第2くさびプリズム222の光学面の位置を調整することにより、例えば、第1くさびプリズム221が光軸Ax上にあり、かつ、第2くさびプリズム222が光軸Ax上から退避しているときは、撮像素子120に対して第1被写体像を与える第1光軸が構成され、第1くさびプリズム221及び第2くさびプリズム222が光軸Ax上にあるときは、撮像素子120に対して、第1被写体像とは異なる第2被写体像を与える第2光軸が構成される。前者では、第1くさびプリズム221に入射した光線は、撮像素子120の撮像面に対して垂直ではない第1光軸に沿って、第1くさびプリズム221において屈折して射出した後に撮像素子120へ向けて進行し、後者では、光線は、撮像素子120に対して垂直な第2光軸に沿って光軸Ax上を進行する。これにより、第1被写体像と第2被写体像では視差が生じるため、これら2枚の画像を再生することによって立体視が可能となる。
なお、第1くさびプリズム221及び第2くさびプリズム222の光軸Axに対する位置は、上述した例に限定されず、第1光軸及び第2光軸は第1くさびプリズム221及び第2くさびプリズム222の位置にしたがって任意に定めることができる。
なお、その他の構成、作用、効果については、第1実施形態と同様である。
By such movement of the
Note that the positions of the
In addition, about another structure, an effect | action, and an effect, it is the same as that of 1st Embodiment.
(第3実施形態)
図9は、第3実施形態に係る視差画像取得装置の光学系の構成を示す断面図である。
第3実施形態に係る視差画像取得装置においては、光学系として折り曲げ光学系を用いている点が第1実施形態に係る視差画像取得装置と異なる。その他の構成は第1実施形態に係る視差画像取得装置と同様であって、同じ部材についてはその詳細な説明は省略する。
(Third embodiment)
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the configuration of the optical system of the parallax image acquisition device according to the third embodiment.
The parallax image acquisition device according to the third embodiment is different from the parallax image acquisition device according to the first embodiment in that a bending optical system is used as the optical system. Other configurations are the same as those of the parallax image acquisition device according to the first embodiment, and detailed description of the same members is omitted.
図9に示すように、第3実施形態における第1光学素子としてのくさびプリズム321(光軸可変部材)は、第1実施形態のくさびプリズム121と同様の構成であって、折り曲げ光学系301の最も物体側の面の前側に配置されている。このくさびプリズム321は、第1実施形態のくさびプリズム121と同様に台座部131によって支持されており、部材駆動部155が駆動されることにより、くさびプリズム321は折り曲げ光学系301の光軸Ax2上の位置、又は光軸Ax2から外れた位置に配置される。これにより、くさびプリズム321が光軸Ax2上にあるときは、撮像素子120に対して第1被写体像を与える第1光軸が構成され、くさびプリズム321が光軸Axから外れた位置にあるときは、撮像素子120に対して、第1被写体像とは異なる第2被写体像を与える第2光軸が構成される。第1被写体像と第2被写体像では視差が生じるため、これら2枚の画像を再生することによって立体視が可能となる。
As shown in FIG. 9, the wedge prism 321 (optical axis variable member) as the first optical element in the third embodiment has the same configuration as the
ここで、第2実施形態と同様に、第2光学素子としてのくさびプリズムを追加して、2つのくさびプリズムを用いて第1光軸及び第2光軸を構成してもよい。
また、その他の構成、作用、効果については、第1実施形態と同様である。
Here, similarly to the second embodiment, a wedge prism as a second optical element may be added, and the first optical axis and the second optical axis may be configured using two wedge prisms.
Other configurations, operations, and effects are the same as those in the first embodiment.
(第4実施形態)
図10は、第4実施形態に係る視差画像取得装置の光学系の構成を示す断面図である。
第4実施形態に係る視差画像取得装置においては、第1光学素子としてDOE(Diffractive optical element)を用いる点が第1実施形態に係る視差画像取得装置と異なる。その他の構成は第1実施形態に係る視差画像取得装置と同様であって、同じ部材についてはその詳細な説明は省略する。
(Fourth embodiment)
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the configuration of the optical system of the parallax image acquisition device according to the fourth embodiment.
The parallax image acquisition device according to the fourth embodiment is different from the parallax image acquisition device according to the first embodiment in that a DOE (Differential Optical Element) is used as the first optical element. Other configurations are the same as those of the parallax image acquisition device according to the first embodiment, and detailed description of the same members is omitted.
DOE421は、第1レンズ111、第2レンズ112、及び第3レンズ113の光軸Axに垂直な方向に沿って複数の溝が互いに平行になるように形成された回折格子である。DOE421は、第1レンズ111の前面側に配置されており、光の回折現象を利用して入射する光線を制御する。入射した光線は次数に応じて回折する角度が違うが、溝の形状により、特定次数の回折効率を高めることができる。すなわち、入射した光線の角度を特定の角度に偏向することが可能となる。したがって、図10のように、光学系の前面にDOE421を配置することで、光軸の角度を制御し、視差画像を取得することが可能となる。
なお、その他の構成、作用、効果については、第1実施形態と同様である。
The
In addition, about another structure, an effect | action, and an effect, it is the same as that of 1st Embodiment.
以上のように、本発明に係る視差画像取得装置は、小型な構成で、大幅なコストアップを伴わずに良好な画質の視差画像を取得する面で有用である。 As described above, the parallax image acquisition device according to the present invention is useful in terms of acquiring a parallax image with a good image quality without a significant increase in cost with a small configuration.
100 デジタルカメラ
110 レンズモジュール
110a レンズ筐体
111 第1レンズ
112 第2レンズ
113 第3レンズ
120 撮像素子
121 くさびプリズム
122 第1入射平面
123 第1射出平面
131 台座部
132 駆動軸
133 回転付勢部
140 画像処理部
142 3Dフォーマット変換部
143 出力処理部
144 記録部
145 指示部
150 システム制御部
154 部材制御部
155 部材駆動部
170 カメラボディ
210 レンズモジュール
210a レンズ筐体
221 第1くさびプリズム
221a 第1入射平面
221b 第1射出平面
222 第2くさびプリズム
222a 第2入射平面
222b 第2射出平面
231 第1台座部
232 第1駆動軸
233 第1回転付勢部
241 第2台座部
242 第2駆動軸
243 第2回転付勢部
255 第1部材駆動部
256 第2部材駆動部
301 折り曲げ光学系
321 くさびプリズム
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記レンズ筐体に設置された複数のレンズを有し、撮像素子上に被写体像を結像する撮像光学系と、
前記撮像光学系の前面に配置される光学面を有し、第1被写体像を与える第1光軸と第2被写体像を与える第2光軸のいずれかを前記撮像光学系が有するように前記光学面を調整する光軸可変部材と、
を有し、
前記第1被写体像と前記第2被写体像は、前記被写体の視差画像となることを特徴とする視差画像取得装置。 A lens housing;
An imaging optical system that has a plurality of lenses installed in the lens housing and forms a subject image on the imaging device;
The imaging optical system has an optical surface disposed in front of the imaging optical system, and the imaging optical system has either a first optical axis that provides a first subject image or a second optical axis that provides a second subject image. An optical axis variable member for adjusting the optical surface;
Have
The parallax image acquisition apparatus, wherein the first subject image and the second subject image are parallax images of the subject.
1つの第1入射平面と1つの第1射出平面をもち、前記撮像光学系の前面に配置される、第1光学素子と、
前記第1光学素子を駆動する駆動部と、
を有し、
前記第1入射平面と前記第1射出平面は、互いに所定の角度をなしていることを特徴とする請求項1に記載の視差画像取得装置。 The optical axis variable member is
A first optical element having one first incident plane and one first exit plane and disposed in front of the imaging optical system;
A drive unit for driving the first optical element;
Have
The parallax image acquisition apparatus according to claim 1, wherein the first incident plane and the first emission plane form a predetermined angle with each other.
前記駆動部は、前記第2光学素子をさらに駆動し、
前記第2入射平面と前記第2射出平面は、互いに前記所定の角度をなしており、
前記第1光学素子と前記第2光学素子は、前記被写体と前記撮像素子を通る軸に対して対称であることを特徴とする請求項2から請求項5のいずれか1項に記載の視差画像取得装置。 The optical axis variable member further includes a second optical element having one second incident plane and one second exit plane, and disposed adjacent to the first optical element,
The driving unit further drives the second optical element;
The second incident plane and the second emission plane are at the predetermined angle with each other,
The parallax image according to any one of claims 2 to 5, wherein the first optical element and the second optical element are symmetrical with respect to an axis passing through the subject and the imaging element. Acquisition device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011152642A JP2013020051A (en) | 2011-07-11 | 2011-07-11 | Parallax image acquisition device |
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JP2011152642A JP2013020051A (en) | 2011-07-11 | 2011-07-11 | Parallax image acquisition device |
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JP2013020051A true JP2013020051A (en) | 2013-01-31 |
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