JP5213998B2 - Stereoscopic photographing apparatus and electronic apparatus equipped with the same - Google Patents

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Description

本発明は、静止画または動画のステレオ撮影が可能な偏光合成式ステレオカメラ、特に、同一被写体の2つの偏光画像を合成し光学系を通して再び2つの偏光画像を得ることができる偏光合成式ステレオカメラに関する。   The present invention relates to a polarization-combining stereo camera capable of taking still images or moving images in stereo, and in particular, a polarization-combining stereo camera that can combine two polarized images of the same subject and obtain two polarized images again through an optical system. About.

被写体を立体的にディスプレイに表示する方法として被写体の画像を異なる2方向から撮影し、ステレオ画像を生成することが提案されている。また、被写体までの距離の測定のための1つの方法としても被写体のステレオ画像を生成し被写体のズレから、三角測量の原理を用いて被写体までの距離を測定することが行われている。   As a method of displaying a subject on a display in three dimensions, it has been proposed to take a subject image from two different directions and generate a stereo image. Further, as one method for measuring the distance to the subject, a stereo image of the subject is generated, and the distance to the subject is measured from the deviation of the subject using the principle of triangulation.

このステレオ画像を撮影する一般的な方式としては以下のものがある。
(1)カメラを2台使用するもの。
(2)左右で対となる反射手段を使用してカメラの撮影素子を半分に分けて撮影するもの。
There are the following general methods for taking a stereo image.
(1) One that uses two cameras.
(2) A camera that shoots with the imaging element of the camera divided in half using a pair of reflecting means on the left and right.

(1)のカメラを2台使用する方式では、全く同じ特性のカメラ2台が必要であり、とくに、2台のカメラの取り付け、即ち光軸合わせを精度よく行う必要がある。また、2台のカメラに外部信号に同期させて映像を取り込む機構も必要である。例えば、特許文献1に記載されたものでは、左右カメラに夫々治具上に配置された位置決め装置を備え、この治具と平行に配置された白板に設けた参照点と参照水平線を用いて、カメラの光軸と水平角度を調節するようにしている。   In the method of using two cameras of (1), two cameras having exactly the same characteristics are required. In particular, it is necessary to attach the two cameras, that is, to perform optical axis alignment with high accuracy. Also, a mechanism for capturing video in synchronization with an external signal is required for the two cameras. For example, in the one described in Patent Document 1, the left and right cameras are each provided with a positioning device arranged on a jig, and using a reference point and a reference horizontal line provided on a white plate arranged in parallel with the jig, The camera's optical axis and horizontal angle are adjusted.

また(2)の左右で対となる反射手段を使用して、カメラの撮影素子を半分に分けて左右別々の撮像素子を使用して撮影する方式としては、例えば、2つの被写体光入射窓を持つステレオアダプタをステレオ撮影可能なカメラに取り付け、ステレオフォーマットの画面を2分割して右目用、左目用の写真を並べて露光するもの(特許文献2参照)、或いは、カメラの撮影素子を左右(水平方向)半分に分けて撮像を行った場合、左右の視野が狭くなるため、左右二つの撮影レンズの光路を回転ミラーと湾曲(凸面)ミラーを用いて左右方向に圧縮して撮像した後、画像処理で伸張して撮像素子全体を用いて撮像したときと同じアスペクト比にしたステレオアダプタ及びステレオ画像撮像装置(特許文献3参照)が知られている。   Further, as a method of using (2) a pair of reflecting means on the left and right sides and dividing the camera's imaging element in half and using the left and right imaging elements, for example, two subject light incident windows are used. A stereo adapter is attached to a camera capable of taking a stereo image, and a stereo format screen is divided into two to expose the right-eye and left-eye photos side by side (see Patent Document 2), or the camera's image sensor is arranged horizontally (horizontal). (Direction) When the image is divided in half, the left and right fields of view are narrowed. Therefore, the optical path of the two left and right imaging lenses is compressed in the left and right direction using a rotating mirror and a curved (convex) mirror. There is known a stereo adapter and a stereo image imaging device (see Patent Document 3) in which the aspect ratio is the same as when the image is expanded by processing and imaged using the entire imaging device.

ただ、このように撮像素子を左右に分割して使用すると、左右で同じ撮影対象(被写体)を取り込む光軸が異なる(物理的に離れた位置にある)ため、レンズの歪みをうち消すように撮像した左右画像を補正する必要があるだけではなく、撮像画像の左右方向の視野が狭くなるため、これを回避しようとすれば、例えば、特許文献3に記載されているような複雑な補正手段が必要になる。また左右の画像は撮像素子の半分で撮像するため、全体画素を用いて撮像する場合に比して、画像が粗くなるという問題もある。   However, if the image sensor is divided into left and right in this way, the left and right optical axes for capturing the same subject (subject) are different (physically separated), so the lens distortion is eliminated. In addition to the need to correct the captured left and right images, the field of view in the left and right direction of the captured image is narrowed. To avoid this, for example, complicated correction means as described in Patent Document 3 Is required. In addition, since the left and right images are picked up by half of the image pickup device, there is a problem that the images become rough as compared with the case of picking up using the whole pixels.

また、それ以外に、特許文献4として、右目用の像としてP偏光像、左目用の像としてS偏光像とし、偏光の違いにより撮像することも考えられるが、S偏光は反射しやすく、水面やガラス窓を写すと反射光がよく写り、P偏光は反射光が写りにくいため、P偏光像とS偏光像では同じ像を写しても見え方に違いが発生し左右の像が異なり、2つの像を合成しても立体像としては認識しにくくなる。   In addition, as Patent Document 4, it is conceivable that the right-eye image is a P-polarized image, the left-eye image is an S-polarized image, and the S-polarized light is easily reflected. When the glass window is projected, the reflected light is well reflected and the reflected light is not easily reflected in the P-polarized light. Therefore, even if the same image is captured in the P-polarized image and the S-polarized image, the left and right images are different. Even if two images are combined, it is difficult to recognize as a stereoscopic image.

特開平7−229736号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-229736 特開平7−77747号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-77747 特開2003−140280号公報JP 2003-140280 A 特開昭64−54438公報JP-A 64-54438

本発明は、ステレオ画像を撮影するための従来の方式の問題を解消するためなされたものであって、その目的は、一旦ステレオアダプタで左右に分けた画像を、カメラの撮像画素全体で撮像して1枚の画像を形成することで従来の撮像画素を左右に分けた場合の問題を解決し、また、そこから左右画像を容易に分割できるようにすることで、従来のように光学系の補正や撮像画像の補正を必要とすることなく、ぶれや歪みのないステレオ画像を容易に得られるようにすることである。   The present invention has been made to solve the problems of the conventional method for capturing a stereo image, and its purpose is to capture an image once divided into left and right by a stereo adapter with the entire imaging pixels of the camera. By forming a single image, the problem of dividing the conventional imaging pixel into left and right is solved, and by allowing the left and right images to be easily divided from there, the conventional optical system This is to make it possible to easily obtain a stereo image free from blurring and distortion without requiring correction or correction of a captured image.

本課題を解決するために本発明の立体撮像装置は、同一被写体像からそれぞれ異なる視差の偏光画像光線を取り出して、異なる偏光成分を分離する偏光分離膜を備えた第1のプリズムにより同一光軸上に合成画像光線を形成する偏光合成部と、前記偏光合成部で形成される合成画像光線を後記する複数の撮像素子に結像するカメラ光学系部と、第2のプリズムにより前記合成画像光線から異なる光軸方向に偏光画像光線を分離して複数の撮像素子に結像させる偏光分離部と、を有し、
前記偏光合成部は、画像を結像するための2つのレンズと、一方の偏光を反射し、他方の偏光を透過する偏光分離膜が形成された第1のプリズムと、反射された一方の偏光に対して直交する面に配置したλ/4膜と、λ/4膜に平行に配置された反射面で構成されている。
In order to solve this problem, the stereoscopic imaging apparatus of the present invention takes out polarized image light beams having different parallaxes from the same subject image, and uses the same optical axis by the first prism provided with a polarization separation film that separates different polarization components. The combined image beam is formed by a polarization combining unit that forms a combined image beam, a camera optical system that forms an image of the combined image beam formed by the polarized beam combining unit on a plurality of imaging elements described later, and a second prism. after separating the polarized image light to different optical axis directions possess a polarization separation section for imaging the plurality of imaging elements, a,
The polarization combining unit includes two lenses for forming an image, a first prism formed with a polarization separation film that reflects one polarized light and transmits the other polarized light, and one reflected polarized light. Λ / 4 film disposed on a plane orthogonal to the λ / 4 film and a reflecting surface disposed in parallel with the λ / 4 film.

上記構成によれば、1台のカメラでぶれのない視差を持った立体画像を得ることができ、左右の撮像画像に歪みが発生することもないため、歪み補正のための装置や画像処理も必要としない。また、薄型でコンパクトな記偏光合成部が得られる。 According to the above configuration, a stereoscopic image with no parallax can be obtained with one camera, and no distortion occurs in the left and right captured images. do not need. In addition, a thin and compact polarizing composition unit can be obtained.

また、本発明の立体撮像装置は、前記同一被写体像から取り出される異なる視差の偏光画像光線を、同一偏光成分とする。   In the stereoscopic imaging device of the present invention, polarized image light beams having different parallaxes extracted from the same subject image are set as the same polarization component.

上記構成によれば、偏光の違いによる像の見え方の違いも解消でき、2つの画像を使って良好な立体画像が得られる。   According to the above configuration, the difference in the appearance of the image due to the difference in polarization can be eliminated, and a good stereoscopic image can be obtained using the two images.

また、本発明の立体撮像装置は、前記同一被写体像から取り出される異なる視差の偏光画像光線が、前記第1のプリズムを出射するまでの光路中に、位相を1/2λずらす手段が設けられている。   Further, the stereoscopic imaging apparatus of the present invention is provided with means for shifting the phase by 1 / 2λ in an optical path until polarized image light beams of different parallax extracted from the same subject image exit from the first prism. Yes.

上記構成によれば、前記同一被写体像から取り出される異なる視差の偏光画像光線を、同一偏光成分とすることができる。   According to the above configuration, polarized image light beams having different parallaxes extracted from the same subject image can be set as the same polarization component.

また、本発明の立体撮像装置は、前記同一被写体像から取り出される異なる視差の偏光画像光線は、S偏光成分の偏光であることを特徴とする。   The stereoscopic imaging apparatus of the present invention is characterized in that polarized image light beams having different parallax extracted from the same subject image are polarized light of an S-polarized component.

上記構成によれば、反射の影響を反映した撮像画像が得られる。   According to the above configuration, a captured image reflecting the influence of reflection is obtained.

また、本発明の立体撮像装置の前記偏光合成部は、光入射部からカメラ光学系部への光出射部までの異なる画像の光路長が同じであることを特徴とする。   In the stereoscopic imaging device of the present invention, the polarization combining unit has the same optical path length for different images from the light incident unit to the light emitting unit to the camera optical system unit.

上記構成によれば、シンプルな構成で歪の無い撮像画像が得られる。   According to the above configuration, a captured image without distortion can be obtained with a simple configuration.

また、本発明の偏光合成部は、前記2つのレンズの入射側または出射側に特定の偏光成分を透過するための偏光シートを備えることを特徴とする。   In addition, the polarization beam combining unit of the present invention includes a polarization sheet for transmitting a specific polarization component on the incident side or the emission side of the two lenses.

上記構成によれば、違和感のない立体像を得られる。   According to the above configuration, a stereoscopic image without a sense of incongruity can be obtained.

また、本発明の立体撮像装置の前記偏光合成部は、前記カメラ光学系部は像の結像倍率を変更できるズーム光学系からなることを特徴とする。   In the stereoscopic image pickup apparatus according to the present invention, the polarization combining unit may include a zoom optical system in which the camera optical system unit can change an image forming magnification.

上記構成によれば、ズーミングの可能な立体撮像装置が得られる。   According to the above configuration, a stereoscopic imaging device capable of zooming is obtained.

また、本発明の偏光合成部は、偏光の偏りを補正するための偏光補正シートを備えることを特徴とする。   The polarization beam combining unit of the present invention includes a polarization correction sheet for correcting polarization polarization.

位相差シートを配置することで、偏光による偏りのある画像が偏りのない自然な画像にすることができる。位相差シートの配置位置は第1プリズムの偏光合成部の前段であれば良い。   By arranging the phase difference sheet, an image with a bias due to polarization can be made a natural image without a bias. The arrangement position of the phase difference sheet may be in the previous stage of the polarization combining unit of the first prism.

また、本発明の立体撮像装置は、前記偏光分離部は、一方の偏光画像と他方の偏光画像とを分離し、分離した一方の偏光画像を対応する撮像素子に結像させ、分離した他方の偏光画像を他方の対応する撮像素子に結像させるプリズムで構成されていることを特徴とする。   In the stereoscopic imaging device of the present invention, the polarization separation unit separates one polarization image and the other polarization image, forms the separated one polarization image on a corresponding image sensor, and separates the other polarization image. It is composed of a prism that forms an image of a polarized image on the other corresponding image sensor.

また、本発明の立体撮像装置は、前記第2のプリズムと前記複数の撮像素子の間には、偏光分離時のクロストークを低減するための偏光シートが配置されていることを特徴とする。   In the stereoscopic imaging device of the present invention, a polarizing sheet for reducing crosstalk at the time of polarization separation is arranged between the second prism and the plurality of imaging elements.

上記構成によれば、偏光分離時のクロストークを低減することができる。   According to the above configuration, crosstalk at the time of polarization separation can be reduced.

また、本発明の立体撮像装置搭載した電子機器は1台のカメラでぶれのない視差を持った立体画像を得ることができる。   In addition, an electronic apparatus equipped with the stereoscopic imaging apparatus of the present invention can obtain a stereoscopic image having a parallax without blurring with a single camera.

また、本発明の立体撮像装置において、分離した二枚の画像に基づき被写体までの距離を算出する距離測定手段を有することにより、三角測量の原理に基づき、画像上に区切った小領域毎演算処理を施すことで、その小領域に含まれる物体までの距離を求めることができる。   In addition, the stereoscopic imaging apparatus of the present invention has a distance measuring unit that calculates the distance to the subject based on the two separated images, so that the calculation processing for each small area divided on the image based on the principle of triangulation By performing the above, the distance to the object included in the small area can be obtained.

本発明によれば、1台のカメラでぶれのない視差を持った立体画像を得ることができるため、従来のように2台のカメラを用いた場合のように、全く同じ特性のカメラを2台用意する必要がなく、2台のカメラの取り付け、即ち光軸合わせ等の調整作業や、2台のカメラの同期機構等を必要としない。   According to the present invention, since a stereoscopic image having a parallax without blurring can be obtained with one camera, two cameras having exactly the same characteristics as in the case of using two cameras as in the past are used. There is no need to prepare a stand, and there is no need for adjustment work such as mounting of two cameras, that is, alignment of the optical axes, and a synchronization mechanism of the two cameras.

また、左右の撮像画像に歪みが発生することがないから、歪み補正のための装置や画像処理も必要としない。したがって、本発明によれば、コストだけではなくステレオ画像を得るための設備や処理負担も大幅に軽減できる。   In addition, since distortion does not occur in the left and right captured images, an apparatus for correcting distortion and image processing are not required. Therefore, according to the present invention, not only the cost but also the equipment and processing burden for obtaining a stereo image can be greatly reduced.

また、本発明によれば、二つの光入射部の距離に応じた視差を備えた同一被写体の同一偏光の画像光線を、一方の視差の画像光線の位相をλ/2ずらすことで、異なる偏光の画像光線として合成し、この合成画像光線を偏光分離素子で、互いに異なる偏光の画像光線に分離し、それぞれに対応した撮像素子に結像するため、偏光の違いによる像の見え方の違いも解消でき、2つの画像を使って良好な立体画像が得られる。   Also, according to the present invention, different polarizations can be obtained by shifting the image light of the same polarization of the same subject having the parallax according to the distance between the two light incident portions by shifting the phase of the image light of one parallax by λ / 2. Since the combined image light is separated into image light beams of different polarization by a polarization separation element and imaged on the corresponding image sensor, the difference in the appearance of the image due to the difference in polarization It can be eliminated, and a good stereoscopic image can be obtained using two images.

本発明の実施形態に係る立体撮影装置の概略図である。1 is a schematic diagram of a stereoscopic imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. 本発明の実施形態に係る立体撮影装置を説明する平面図である。It is a top view explaining the three-dimensional imaging device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る立体撮影装置を説明する斜視図である。It is a perspective view explaining the three-dimensional imaging device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の他の立体撮影装置の斜視図である。It is a perspective view of the other three-dimensional imaging device of this invention. 本発明の他の偏光分離部の図である。It is a figure of the other polarization separation part of this invention. 本発明の他の偏光分離部の図である。It is a figure of the other polarization separation part of this invention. 本発明の他の偏光分離部の図である。It is a figure of the other polarization separation part of this invention. 本発明の第2の実施形態に係る立体撮影装置の概略図である。It is the schematic of the three-dimensional imaging device which concerns on the 2nd Embodiment of this invention. 本発明の他の偏光合成部の図である。It is a figure of the other polarization composition part of the present invention. 本発明の他の偏光合成部の図である。It is a figure of the other polarization composition part of the present invention. 本発明の他の偏光合成部の図である。It is a figure of the other polarization composition part of the present invention. 本発明の他の偏光合成部の図である。It is a figure of the other polarization composition part of the present invention. 画像処理装置の構造を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the structure of an image processing apparatus. 本発明の実施形態に係る立体撮影装置を電子機器に搭載した実施例である。It is the Example which mounted the stereoscopic imaging device which concerns on embodiment of this invention in the electronic device.

<実施の形態1>
本発明の1実施形態について図面を参照して説明する。本実施形態に係る立体撮影装置は、二つの入射面の距離の差に応じた視差を備えた同一被写体の同一偏光の画像光線を、一方の視差の画像光線の位相をλ/2ずらすことで、異なる偏光の画像光線として合成し、1つのカメラ光学系で撮影し、再び偏光の違いにより2つの画像光線に分離しそれぞれに対応した撮像素子に結像させ、左右2枚の画像を形成するものである。以下、その構成について具体的に説明する。
<Embodiment 1>
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. The stereoscopic imaging apparatus according to the present embodiment shifts the phase of an image beam of the same subject having the same parallax with the parallax corresponding to the difference in distance between the two incident surfaces by λ / 2. , Synthesized as image light beams with different polarizations, photographed with one camera optical system, separated again into two image light beams due to the difference in polarization, and imaged on the corresponding image sensors to form two images on the left and right Is. The configuration will be specifically described below.

図1は、本発明の実施形態に係る偏光合成式立体撮影装置を概略的に示す概念図である。即ち、偏光合成式立体撮影装置は、概略的には被写体0の像を、光線α1、α2としてそれぞれ異なる視差で取り込む2か所の光入射部10、12と、光入射部10から入射した画像光線α1のS偏光成分と、光入射部12から入射した画像光線α2のS偏光成分の位相をλ/2ずらしてP偏光とした後で合成して、光線α1と光線α2の光軸が一致するようにカメラ光学系3に導く偏光合成部2と、合成されて入射した画像光線を所望の倍率で撮像センサ上に結像するように結像画像を出射するカメラ光学系3と、カメラ光学系3を出射した結像画像を偏光の違いにより2つの撮像センサ(素子)5、6の方向に分離する偏光分離部4と分離した像を撮像(光電変換)した後A/D変換して得たデジタル画像データから画像を形成する画像処理装置7とから成っている。   FIG. 1 is a conceptual diagram schematically showing a polarization combining type stereoscopic photographing apparatus according to an embodiment of the present invention. That is, the polarization-combining stereoscopic imaging apparatus roughly includes two light incident portions 10 and 12 that capture an image of the subject 0 as light rays α1 and α2 with different parallaxes, and an image incident from the light incident portion 10. The phase of the S-polarized component of the light beam α1 and the S-polarized component of the image light beam α2 incident from the light incident portion 12 are shifted by λ / 2 to form P-polarized light, and the optical axes of the light beam α1 and the light beam α2 coincide. The polarization combining unit 2 that guides the camera optical system 3 to the camera optical system 3, the camera optical system 3 that emits an image formed so that the combined and incident image light beam forms an image on the image sensor at a desired magnification, and camera optics The formed image emitted from the system 3 is imaged (photoelectrically converted) after being separated from the polarization separation unit 4 that separates the formed image in the direction of the two imaging sensors (elements) 5 and 6 according to the difference in polarization, and then A / D converted. Image processing apparatus for forming an image from obtained digital image data It is made up of 7.

上記実施の形態では、反射光の影響を考慮して、光入射部10から入射した画像光線α1のS偏光成分と、光入射部12から入射した画像光線α2のS偏光成分の位相をλ/2ずらしてP偏光として合成したが、反射光の影響を抑圧する場合には、光入射部10から入射した画像光線α1のP偏光成分、光入射部12から入射した画像光線α2のP偏光成分の位相をλ/2ずらしてS偏光成分として合成してもよい。その場合、図2に記載する偏光合成部2に位置する第1の偏光分離膜13’は、P偏光を反射し、S偏光を透過して使用することになる。   In the above embodiment, in consideration of the influence of the reflected light, the phase of the S-polarized component of the image beam α1 incident from the light incident unit 10 and the S-polarized component of the image beam α2 incident from the light incident unit 12 is λ / When the influence of the reflected light is suppressed, the P-polarized component of the image beam α1 incident from the light incident unit 10 and the P-polarized component of the image beam α2 incident from the light incident unit 12 are combined. May be combined as an S-polarized component with a phase shift of λ / 2. In that case, the first polarization separation film 13 ′ positioned in the polarization beam combiner 2 shown in FIG. 2 reflects the P-polarized light and transmits the S-polarized light.

図2は、偏光合成式立体撮影装置1の具体的な実施形態を模式的に示した図であり、図2(a)は平面図、図2(b)は斜視図を表す。偏光合成部2は、光の入射側からみて、光入射部であるレンズ10、12と、第1のプリズム13とからなっている。   2A and 2B are diagrams schematically showing a specific embodiment of the polarization combining type stereoscopic photographing apparatus 1, in which FIG. 2A shows a plan view and FIG. 2B shows a perspective view. The polarization beam combining unit 2 includes lenses 10 and 12 that are light incident portions and a first prism 13 when viewed from the light incident side.

第1のプリズム13は、レンズから入射した画像を折り曲げ、伝搬させるプリズム部と、一方の偏光を反射し、他方の偏光を透過(例えば、S偏光を反射し、P偏光を透過)する第1の偏光分離膜13’からなる。また、カメラ光学系部3と対向する側の反対面側にλ/4膜(λ/4シート、λ/4位相差シート)17(λは可視波長域としλ=450nm〜700nm)と画像を反射する反射面として反射ミラー18が配置されている。   The first prism 13 bends and propagates the image incident from the lens, and reflects the first polarized light and transmits the other polarized light (for example, reflects the S polarized light and transmits the P polarized light). The polarization separation film 13 ′. Further, a λ / 4 film (λ / 4 sheet, λ / 4 phase difference sheet) 17 (λ is a visible wavelength region, λ = 450 nm to 700 nm) and an image are formed on the opposite side of the side facing the camera optical system unit 3. A reflecting mirror 18 is disposed as a reflecting surface for reflection.

次に画像光線α1とα2について、図2(a)を用いて説明する。画像光線α1は実線、α2は破線でそれぞれ記載している。Z方向からレンズ10、12に入射した光線α1、α2はその下のプリズム部で第1の偏光分離膜13’の方向に反射する。ここで第1の偏光分離膜13’は、S偏光を反射し、P偏光を透過する偏光分離膜とした場合について説明する。レンズ10側から第1の偏光分離膜13’に入射する光線α1のうちS偏光成分からなる偏光画像光線は、反射して―Y方向のカメラ光学系部3の方向に向かう。一方、光線α2のうちP偏光成分からなる偏光画像光線に関しては、第1の偏光分離膜13’を透過し、カメラ光学系部3の方向に向かわず結像に寄与しない。つまり、実線で示した光線α1は、レンズ10から偏光分離膜13’まではP偏光とS偏光からなるが、偏光分離膜13’からカメラ光学系部3へは、光線α1はS偏光のみからなる。   Next, the image rays α1 and α2 will be described with reference to FIG. The image ray α1 is indicated by a solid line, and α2 is indicated by a broken line. Light rays α1 and α2 incident on the lenses 10 and 12 from the Z direction are reflected in the direction of the first polarization separation film 13 ′ by the prism portion below. Here, a case where the first polarization separation film 13 ′ is a polarization separation film that reflects S-polarized light and transmits P-polarized light will be described. Of the light α1 incident on the first polarization separation film 13 ′ from the lens 10 side, the polarized image light beam composed of the S-polarized component is reflected and travels in the direction of the camera optical system unit 3 in the −Y direction. On the other hand, the polarized image light beam composed of the P-polarized component in the light beam α2 is transmitted through the first polarization separation film 13 ′ and does not move toward the camera optical system unit 3 and does not contribute to image formation. In other words, the light ray α1 shown by the solid line is composed of P-polarized light and S-polarized light from the lens 10 to the polarization separation film 13 ′, but the light ray α1 is transmitted from the polarization separation film 13 ′ to the camera optical system unit 3 only from S-polarization. Become.

また、レンズ12側から第1の偏光分離膜13’に入射する光線α2のうちS偏光成分からなる偏光画像光線は、Y方向に反射してλ/4シート17を透過することで、たとえば右回り円偏光に変換され、さらに反射ミラー18で反射することで左回り円偏光になり、再びλ/4シート17を透過することでP偏光になる。P偏光になった偏光画像光線は、第1の偏光分離膜13’を透過し、カメラ光学系部3の方向に出射する。   Also, the polarized image light beam composed of the S-polarized component of the light beam α2 incident on the first polarization separation film 13 ′ from the lens 12 side is reflected in the Y direction and transmitted through the λ / 4 sheet 17, for example, to the right The light is converted into circularly polarized light and further reflected by the reflecting mirror 18 to become counterclockwise circularly polarized light, and again transmitted through the λ / 4 sheet 17 to become P polarized light. The polarized image light beam that has become P-polarized light passes through the first polarization separation film 13 ′ and is emitted in the direction of the camera optical system unit 3.

レンズ12側から第1の偏光分離膜13’に入射する画像光線のうちP偏光成分からなる偏光画像光線は、第1の偏光分離膜13’を透過し、カメラ光学系部3の方向に向かわず結像に寄与しない。つまり、破線で示した光線α2は、レンズ12から偏光分離膜13’まではP偏光とS偏光からなり、偏光分離膜13’で反射されたS偏光はλ/4シート17を透過し、反射ミラー18で反射し、再びλ/4シート17を透過することでP偏光となって偏光分離膜13’を透過し、偏光分離膜13’からカメラ光学系部3へは、光線α2はP偏光のみからなる。   Of the image light incident on the first polarization separation film 13 ′ from the lens 12 side, the polarization image light composed of the P-polarized component is transmitted through the first polarization separation film 13 ′ and directed toward the camera optical system unit 3. It does not contribute to image formation. That is, the light ray α2 indicated by the broken line is composed of P-polarized light and S-polarized light from the lens 12 to the polarization separation film 13 ′, and the S-polarized light reflected by the polarization separation film 13 ′ is transmitted through the λ / 4 sheet 17 and reflected. Reflected by the mirror 18 and again transmitted through the λ / 4 sheet 17, it becomes P-polarized light, and is transmitted through the polarization separation film 13 ′. From the polarization separation film 13 ′, the light α 2 is P-polarized light. Consist only of.

また、光学特性上、レンズ10側からカメラ光学系部3の方向に出射する画像光線とレンズ12側からカメラ光学系部3の方向に出射する画像光線の光路長を同一にすることが望ましく、レンズ10側のプリズム長をレンズ12側に比べて長くし光路長をそろえている。つまり、レンズ12側から入射した画像光線α2のうちS偏光が偏光分離膜13’で反射されてから、λ/4シート17、反射ミラー18を経てP偏光となって反射分離膜13’を透過するまでの間の光路長の分だけ、レンズ10側のプリズム長を長くしている。   Further, in terms of optical characteristics, it is desirable that the optical path lengths of the image light beam emitted from the lens 10 side in the direction of the camera optical system unit 3 and the image light beam emitted from the lens 12 side in the direction of the camera optical system unit 3 are the same. The prism length on the lens 10 side is made longer than that on the lens 12 side, and the optical path length is made uniform. That is, the S-polarized light of the image light beam α2 incident from the lens 12 side is reflected by the polarization separation film 13 ′, and then passes through the reflection separation film 13 ′ through the λ / 4 sheet 17 and the reflection mirror 18 to become P-polarization. The prism length on the lens 10 side is lengthened by the amount of the optical path length until this time.

図2(a)の立体撮影装置では、画像光線α2のS偏光をP偏光とするためにレンズ12側にλ/4シート17および反射ミラー18を設けた構成とした。別の構成としては、偏光分離膜13’がP偏光を反射し、S偏光を透過する構成とし、レンズ10側の画像光線α1のS偏光をP偏光とするλ/2シートを偏光分離膜13’の手前に設けることで、画像光線α1のP偏光となった偏光画像光線が偏光分離膜13’で反射されカメラ光学系部3に向かい、一方、レンズ12側の画像光線α2を反射ミラー18の方向からカメラ光学系部3に入射させ、偏光分離膜13’でP偏光を反射してカメラ光学系部3の方向と異なる方向に向かわすと共に、S偏光をカメラ光学系部3に向かう構成としても構わない。   2A has a configuration in which a λ / 4 sheet 17 and a reflection mirror 18 are provided on the lens 12 side in order to change the S-polarized light of the image light α2 to P-polarized light. As another configuration, the polarization separation film 13 ′ reflects P-polarized light and transmits S-polarized light, and a λ / 2 sheet having the S-polarized light of the image light α 1 on the lens 10 side as P-polarized light is the polarization separation film 13. The polarized image light beam that has become P-polarized light of the image light beam α1 is reflected by the polarization separation film 13 ′ and directed toward the camera optical system unit 3, while the image light beam α2 on the lens 12 side is reflected by the reflection mirror 18. The light is incident on the camera optical system unit 3 from the direction of the light, the P-polarized light is reflected by the polarization separation film 13 ′ and is directed in a direction different from the direction of the camera optical system unit 3, and the S-polarized light is directed to the camera optical system unit 3. It does not matter.

これまでに説明したP偏光とS偏光との関係は、偏光分離膜13’等の構成も含めてP偏光とS偏光を逆としても良い。また、光入射部のレンズ10、12は後述するカメラ光学系部3の光学特性を得やすく、あるいは偏光合成部2を伝搬する光束径を小さくすることができる効果があるが、組立性を良くする、部品削減によるコスト削減、装置厚みを薄くするために光入射部であるレンズ10、12をなくすこともできる。   The relationship between the P-polarized light and the S-polarized light described so far may be reversed for the P-polarized light and the S-polarized light including the configuration of the polarization separation film 13 ′ and the like. In addition, the lenses 10 and 12 in the light incident portion can easily obtain optical characteristics of the camera optical system portion 3 described later, or can reduce the diameter of the light beam propagating through the polarization combining portion 2, but the assembling property is improved. In addition, it is possible to eliminate the lenses 10 and 12 as the light incident portions in order to reduce the cost by reducing the number of parts and reduce the thickness of the apparatus.

上記の方法にて、レンズ10側とレンズ12側から取り込んだ2つの像を1つの光軸上に合成してカメラ光学系部3に出射することができる。また、像の合成にはP偏光とS偏光の違いを利用しているが、取り込んでいる像はいずれもS偏光像であり、そのうち一方のS偏光像を装置内部で位相を1/2λずらして、P偏光に変換しているだけであるため、たとえば水面、ガラスの反射光、液晶の表示画面等2つの像間で偏光の違いによる像の違いが発生せず、後述の立体像を生成した場合にも違和感のない像が得られる。   With the above method, two images captured from the lens 10 side and the lens 12 side can be combined on one optical axis and emitted to the camera optical system unit 3. In addition, although the difference between P-polarized light and S-polarized light is used for image synthesis, all the captured images are S-polarized images, and the phase of one of the S-polarized images is shifted by 1 / 2λ inside the apparatus. Because it is only converted to P-polarized light, for example, the difference in polarization between the two images, such as the water surface, the reflected light of the glass, and the liquid crystal display screen, does not occur, and a stereoscopic image described later is generated. If you do this, you will get an image without any sense of incongruity.

第1の偏光分離膜13’の特性としては、可視光波長帯域λ(450nm〜700nm)を用い、第1の偏光分離膜13’への入射角45±10度の範囲でP偏光透過率80%以上、S偏光反射率80%以上が望ましい。   As the characteristics of the first polarization separation film 13 ′, the visible light wavelength band λ (450 nm to 700 nm) is used, and the P-polarized light transmittance 80 is in the range of 45 ± 10 degrees incident on the first polarization separation film 13 ′. % Or more and S-polarized reflectance of 80% or more are desirable.

また、カメラ光学系部3に出射するP偏光をさらに除去するため、図3に示すように、レンズ10、12の前後どちらかに偏光シート9を配置しても良い。図3(a)はレンズ10、12の前に偏光シート9を配置したもので、図3(b)はレンズ10、12の後に偏光シート9を配置したものである。これにより、第1のプリズム13に入射する段階で、P偏光像を除去し、S偏光像の比率を高くすることができるため、偏光の違いによる像の違いが発生せず、立体像を生成した場合により違和感のない像を得られる。なお、レンズ10、12の後に偏光シート9を配置するほうが、光線がレンズにより集光され、偏光シート9への光線の入射角を狭くすることができるため、偏光シート9の性能をより発揮することができ、より高い効果を得られる。   Further, in order to further remove the P-polarized light emitted to the camera optical system unit 3, a polarizing sheet 9 may be disposed on either side of the lenses 10 and 12 as shown in FIG. 3A shows that the polarizing sheet 9 is arranged in front of the lenses 10 and 12, and FIG. 3B shows that the polarizing sheet 9 is arranged after the lenses 10 and 12. In FIG. As a result, the P-polarized image can be removed and the ratio of the S-polarized image can be increased at the stage of incidence on the first prism 13, so that a difference in image due to the difference in polarization does not occur, and a three-dimensional image is generated. If this is the case, an image without a sense of discomfort can be obtained. In addition, when the polarizing sheet 9 is disposed after the lenses 10 and 12, the light rays are collected by the lens, and the incident angle of the light rays to the polarizing sheet 9 can be narrowed. Therefore, the performance of the polarizing sheet 9 is further exhibited. More effective.

また更に、被写体像取込部のレンズ10、12の前後に偏光補正シート11を配置しても良い。偏光補正シート11は、S偏光成分あるいはP偏光成分の偏り成分(特に水面、ガラスの反射光、液晶の表示画面など)を含む直線偏光成分の位相をλ/4ずらして円偏光成分に変換し、偏光の偏りによる見え方の違いを補正する機能を有する。さらにその後ろに偏光合成時のクロストークを減らすためにS偏光のみを透過させる偏光シート9を付加してもよい。これにより後段の偏光分離膜13’の変更分離特性が十分でない場合でも偏光合成時にα1からの光がP偏光、α2からの光がS偏光として混じってしまいクロストークとして3D像を劣化させることを防止できる。   Furthermore, a polarization correction sheet 11 may be disposed before and after the lenses 10 and 12 of the subject image capturing unit. The polarization correction sheet 11 converts the phase of the linearly polarized light component including the polarization component of the S-polarized light component or the P-polarized light component (especially, water surface, reflected light of glass, liquid crystal display screen, etc.) to a circularly polarized light component by shifting it by λ / 4. And has a function of correcting a difference in appearance due to polarization deviation. Further, a polarizing sheet 9 that transmits only the S-polarized light may be added behind it in order to reduce crosstalk during polarization synthesis. As a result, even if the changed separation characteristics of the polarization separation film 13 ′ in the subsequent stage are not sufficient, the light from α1 is mixed as P-polarized light and the light from α2 is mixed as S-polarized light at the time of polarization synthesis, thereby degrading the 3D image as crosstalk. Can be prevented.

また、3D像を劣化させる迷光を抑制するために、光線α1、α2が通る部分を除く第1のプリズム13の表面への墨塗りや、すりガラス加工を行うことも良い。レンズの縁や反射面での散乱等によって生じる迷光が、カメラ光学系部3に出射し、撮像センサ5、6に結像すると、3D像を劣化させてしまうが、上記の方法によれば、光線α1、α2以外の迷光を抑制することができる。その他には、レンズ10、12とカメラ光学系部3間のX方向の距離を広げることで、レンズを通ってカメラ光学系部3へ侵入する迷光を抑制できる。   In addition, in order to suppress stray light that degrades the 3D image, it is also possible to perform sanitization or frosted glass processing on the surface of the first prism 13 excluding a portion through which the light rays α1 and α2 pass. When stray light generated by scattering on the edge of the lens or on the reflection surface is emitted to the camera optical system unit 3 and formed on the imaging sensors 5 and 6, the 3D image is degraded. Stray light other than the light rays α1 and α2 can be suppressed. In addition, by increasing the distance in the X direction between the lenses 10 and 12 and the camera optical system unit 3, stray light entering the camera optical system unit 3 through the lens can be suppressed.

次に、カメラ光学系部3は、複数のレンズ群8から構成されており、これらのレンズ群8の一部が駆動することにより焦点距離を変更できるズーム光学系となっている。このため入力された2種類の偏光像はこの1組のズームレンズユニットで同時にズーミング、フォーカシングが行われるとともに、光学系のもつ収差の影響は2つの像に対して同じように働くため、2つの像間の画像の違いが発生せず、さらに、撮像系として最もコストがかかり、サイズアップの影響があるカメラ光学系部分に対してコストダウンとサイズの最小化の効果が大きいこととなる。   Next, the camera optical system unit 3 is composed of a plurality of lens groups 8, and is a zoom optical system that can change the focal length by driving some of these lens groups 8. For this reason, the two types of input polarized images are simultaneously zoomed and focused by this set of zoom lens units, and the influence of the aberration of the optical system acts on the two images in the same way. The difference between the images does not occur, and the cost of the imaging system is the highest, and the effect of cost reduction and size minimization is great for the camera optical system part that is affected by the size increase.

カメラ光学系部3から出射した2種類の偏光像光線は偏光分離部4に入射し、第2のプリズム4’(例えば、PBS 偏光ビームスプリッタ Polarizing Beam Splitter)で元のP偏光像とS偏光像に分離され撮像センサ5に結像する。このとき第2のプリズム4’の特性は可視光波長帯域λ(450nm〜700nm)、第2の偏光分離膜4”への入射角45±10度の範囲でP偏光透過率80%以上、S偏光反射率80%以上が望ましい。また、第2の偏光分離膜4”と撮像センサ5、6の間に偏光シート9を配置することにより、偏光分離時のクロストークを低減することができる。   Two types of polarized image light beams emitted from the camera optical system unit 3 enter the polarization separation unit 4, and the original P-polarized image and S-polarized image are output by the second prism 4 ′ (for example, PBS polarizing beam splitter Polarizing Beam Splitter). And imaged on the image sensor 5. At this time, the characteristic of the second prism 4 ′ is that the visible light wavelength band λ (450 nm to 700 nm), the P polarization transmittance is 80% or more in the range of the incident angle 45 ± 10 degrees to the second polarization separation film 4 ″, S The polarization reflectance is preferably 80% or more. Further, by arranging the polarizing sheet 9 between the second polarization separation film 4 ″ and the imaging sensors 5 and 6, crosstalk at the time of polarization separation can be reduced.

図4は、偏光分離時のクロストークを低減するために、第2の偏光分離膜4”と撮像センサ5、6の間に偏光シート9を配置したものである。例えば、偏光分離膜4”と撮像センサ5の間にS偏光を透過させる偏光シート9を配置し、偏光分離膜4”と撮像センサ6の間にP偏光を透過させる偏光シート9を配置することで、迷光を遮断することができ、各レンズ10、13から入射した光線をきれいに再分割して各センサに結像することができる。   In FIG. 4, a polarizing sheet 9 is disposed between the second polarization separation film 4 ″ and the imaging sensors 5 and 6 in order to reduce crosstalk during polarization separation. For example, the polarization separation film 4 ″. The stray light is blocked by disposing a polarizing sheet 9 that transmits S-polarized light between the image sensor 5 and the imaging sensor 5 and a polarizing sheet 9 that transmits P-polarized light between the polarization separation film 4 ″ and the image sensor 6. The light rays incident from the lenses 10 and 13 can be neatly subdivided and imaged on each sensor.

撮像センサ5の間隔を広げ、配置しやすくなるレイアウトの偏光分離部4の他の実施例として図5(a)〜(e)がある。図5(a)〜(c)は第2のプリズム4’の形状を異型にし、第2の偏光分離膜4”への光の入射角を45度より小さくすることで撮像センサ5の間隔を広げたものである。図5(d)の第2のプリズム4’はS偏光反射、P偏光透過する第2の偏光分離膜4”とカメラ光学系部3方向と対向する側にλ/4シート17と反射ミラー18に配置されている。カメラ光学系部3方向から入射した画像のうちS偏光成分は第2の偏光分離膜4”で反射して撮像センサ5に向かい、P偏光成分は第2の偏光分離膜4”を透過してλ/4シートを透過することで、たとえば右回り円偏光に変換され、さらに反射ミラー18で反射することで左回り円偏光になり、再びλ/4シートを透過することでS偏光になる。S偏光になった画像は偏光分離膜4”を反射し、撮像センサ6に入射する。また、光学特性上、撮像センサ5、6に入射する画像の光路長を同一にすることが望ましく、撮像センサ5側の第2のプリズム4’を長くし光路長を揃えている。   FIGS. 5A to 5E show other examples of the polarized light separation unit 4 having a layout in which the interval between the image sensors 5 is widened to facilitate the arrangement. 5 (a) to 5 (c), the shape of the second prism 4 'is changed to a different shape, and the incident angle of the light to the second polarization separation film 4 "is made smaller than 45 degrees so that the interval between the image sensors 5 is increased. 5D, the second prism 4 ′ in FIG. 5D has a second polarization separation film 4 ″ that reflects S-polarized light and transmits P-polarized light, and λ / 4 on the side facing the direction of the camera optical system unit 3. The sheet 17 and the reflection mirror 18 are disposed. Of the image incident from the direction of the camera optical system unit 3, the S-polarized component is reflected by the second polarization separation film 4 "and directed to the image sensor 5, and the P-polarized component is transmitted through the second polarization separation film 4". By passing through the λ / 4 sheet, it is converted into, for example, clockwise circularly polarized light, and further reflected by the reflecting mirror 18 to become counterclockwise circularly polarized light, and again through the λ / 4 sheet, it becomes S polarized light. The S-polarized image reflects off the polarization separation film 4 ″ and enters the image sensor 6. In addition, it is desirable that the optical path lengths of the images incident on the image sensors 5 and 6 are the same because of optical characteristics. The second prism 4 'on the sensor 5 side is lengthened to make the optical path length uniform.

図5(e)の第2のプリズム4’はS偏光反射、P偏光透過する第2の偏光分離膜4”とカメラ光学系部3方向と直交する側にλ/4シート17と反射ミラー18に配置されている。カメラ光学系部3方向から入射した画像のうちP偏光成分は第2の偏光分離膜4”を透過して撮像センサ6に向かい、S偏光成分は第2の偏光分離膜4”を反射してλ/4シートを透過することで、たとえば右回り円偏光に変換され、さらに反射ミラー18で反射することで左回り円偏光になり、再びλ/4シートを透過することでP偏光になる。P偏光になった画像は第2の偏光分離膜4”を透過し、撮像センサ5に入射する。また、光学特性上、撮像センサ5、6に入射する画像の光路長を同一にすることが望ましく、撮像センサ6側の第2のプリズム4’を長くし光路長を揃えている。   The second prism 4 ′ in FIG. 5E includes a second polarization separation film 4 ″ that reflects S-polarized light and transmits P-polarized light, a λ / 4 sheet 17 and a reflecting mirror 18 on the side perpendicular to the direction of the camera optical system 3. Of the image incident from the direction of the camera optical system 3, the P-polarized light component passes through the second polarization separation film 4 ″ and travels toward the image sensor 6, and the S-polarized light component is the second polarization separation film. By reflecting 4 ″ and transmitting through the λ / 4 sheet, for example, it is converted into clockwise circularly polarized light, and further reflected by the reflecting mirror 18 to become counterclockwise circularly polarized light, and again transmitted through the λ / 4 sheet. The P-polarized image passes through the second polarization separation film 4 ″ and enters the image sensor 5. In addition, in view of optical characteristics, it is desirable that the optical path lengths of the images incident on the imaging sensors 5 and 6 are the same, and the second prism 4 ′ on the imaging sensor 6 side is lengthened to make the optical path lengths uniform.

また偏光分離部4の他の実施例として図6に示すように、撮像センサ6の各画素21に対応した位置にP偏光透過の偏光素子20とS偏光透過の変更素子が交互に配置された偏光板22を構成することでカメラ光学系部3からのP,S偏光を分離するようにしている。これにより撮像センサ6は1個しか使用する必要がなくなり、組立性が向上し、コスト削減が可能となるとともに、プリズムのような大きな光学素子が不要となり、装置の小型化が可能となると共に、光学性能の改善が図られる効果がある。   As another example of the polarization separation unit 4, as shown in FIG. 6, a polarization element 20 for transmitting P-polarized light and a changing element for transmitting S-polarized light are alternately arranged at positions corresponding to the respective pixels 21 of the imaging sensor 6. The polarizing plate 22 is configured to separate the P and S polarized light from the camera optical system unit 3. As a result, it is not necessary to use only one image sensor 6, the assembling property is improved, the cost can be reduced, a large optical element such as a prism is not required, and the apparatus can be miniaturized. The optical performance is improved.

撮像センサ5、6は、例えばCCDイメージセンサやCMOSイメージセンサ等の撮像素子(センサ)、サンプルホールド回路、A/D変換器等を備えており、上記P偏光及びS偏光の分離画像に基づく撮像素子の出力に基づいて画像データを生成する。また、カメラ装置は、自身が撮影した画像に関する情報を記録する内蔵メモリを有し、双方向パラレルインターフェースやSCSIインターフェース等の、高速で画像転送可能な汎用インターフェースやUSB(Universal Series Bus)によって画像処理装置7のコンピュータに接続される。   The imaging sensors 5 and 6 include, for example, an imaging element (sensor) such as a CCD image sensor or a CMOS image sensor, a sample hold circuit, an A / D converter, and the like, and imaging based on the P-polarized and S-polarized separated images. Image data is generated based on the output of the element. In addition, the camera device has a built-in memory that records information related to the image taken by itself, and performs image processing using a general-purpose interface capable of transferring images at high speed, such as a bidirectional parallel interface or a SCSI interface, or USB (Universal Series Bus). It is connected to the computer of the device 7.

<実施の形態2>
次に、本発明の立体撮影装置に関わる実施の形態2を図7〜図11を用いて説明する。実施の形態1では、S偏光像のうち一方のS偏光像を偏光合成部によってP偏光に変換するための手段として、λ/4シートと反射ミラーを用いた構成について説明したが、本実施の形態2では、λ/4シートと反射ミラーを用いない構成である。その他の構成については実施の形態1と同一であるため、同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
<Embodiment 2>
Next, a second embodiment related to the stereoscopic photographing apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. In the first embodiment, the configuration using the λ / 4 sheet and the reflection mirror as means for converting one S-polarized image of the S-polarized images into P-polarized light by the polarization combining unit has been described. In the second embodiment, the λ / 4 sheet and the reflection mirror are not used. Since other configurations are the same as those in the first embodiment, the same reference numerals are given and detailed descriptions thereof are omitted.

図7は、偏光合成部2の他の実施例である。偏光合成部2は、画像の入射側からみて光入射部であるレンズ10、12と、第1のプリズム13とからなっている。ここでは、偏光補正シート11を設けない構成として説明する。   FIG. 7 shows another embodiment of the polarization beam combiner 2. The polarization beam combiner 2 includes lenses 10 and 12 that are light incident portions when viewed from the image incident side, and a first prism 13. Here, a description will be given assuming that the polarization correction sheet 11 is not provided.

第1のプリズム13は、レンズ10、12から入射した画像を折り曲げ、伝搬させるプリズム部と、一方の偏光を反射し、他方の偏光を透過する第1の偏光分離膜13’から構成されている。以下は、第1の偏光分離膜13’として、S偏光を反射し、P偏光を透過する場合について説明する。レンズ10側の画像光線α1のS偏光は偏光分離膜13’で反射されカメラ光学系部3に向かうと共に、P偏光は偏光分離膜13’を透過してカメラ光学系部3の方向と異なる方向に向かう。一方、レンズ12側の画像光線α2は、カメラ光学系部3と対向した方向から第1のプリズム13へ入射させ、S偏光は偏光分離膜13’反射してカメラ光学系部3の方向と異なる方向に向かわすと共に、P偏光をカメラ光学系部3に向かう。つまり、ここでの偏光合成部2は、画像光線α1のS偏光と画像光線α2のP偏光の光軸が一致するようにカメラ光学系部3へ導かれることとなる。   The first prism 13 is composed of a prism portion that bends and propagates an image incident from the lenses 10 and 12, and a first polarization separation film 13 ′ that reflects one polarized light and transmits the other polarized light. . Hereinafter, a case where the first polarization separation film 13 ′ reflects S-polarized light and transmits P-polarized light will be described. The S-polarized light of the image beam α1 on the lens 10 side is reflected by the polarization separation film 13 ′ and travels to the camera optical system unit 3, and the P-polarized light is transmitted through the polarization separation film 13 ′ and differs from the direction of the camera optical system unit 3. Head for. On the other hand, the image light beam α2 on the lens 12 side is incident on the first prism 13 from the direction facing the camera optical system unit 3, and the S-polarized light is reflected by the polarization separation film 13 ′ and is different from the direction of the camera optical system unit 3. The P-polarized light is directed to the camera optical system unit 3 while moving in the direction. That is, the polarization combining unit 2 here is guided to the camera optical system unit 3 so that the optical axes of the S-polarized light of the image light α1 and the P-polarized light of the image light α2 coincide.

これまでに説明したP偏光とS偏光との関係は、偏光分離膜13’等の構成も含めてP偏光とS偏光を逆としても良い。また、光入射部のレンズ10、12は後述するカメラ光学系部3の光学特性を得やすく、あるいは偏光合成部2を伝搬する光束径を小さくすることができる効果があるが、組立性を良くする、部品削減によるコスト削減、装置厚みを薄くするために光入射部であるレンズ10、12をなくすこともできる。   The relationship between the P-polarized light and the S-polarized light described so far may be reversed for the P-polarized light and the S-polarized light including the configuration of the polarization separation film 13 ′ and the like. In addition, the lenses 10 and 12 in the light incident portion can easily obtain optical characteristics of the camera optical system portion 3 described later, or can reduce the diameter of the light beam propagating through the polarization combining portion 2, but the assembling property is improved. In addition, it is possible to eliminate the lenses 10 and 12 as the light incident portions in order to reduce the cost by reducing the number of parts and reduce the thickness of the apparatus.

次に、偏光合成時のクロストークを減らすために偏光補正シート(λ/4位相差シート)11をレンズ10、12の前に設けた場合について説明する。偏光補正シート11は、偏光分離膜13’までの偏光合成部2であれば、何れに設けても良い。このときレンズ10、12から入射した画像は、偏光補正シート11(λ/4位相差シート)によりS偏光成分あるいはP偏光成分の偏り成分(特に水面、ガラスの反射光、液晶の表示画面など)が円偏光成分に変換され、偏光の偏りが補正された均一な画像になる。なおこの偏光補正シート11はλ/4位相差シートに限るものではなく、λ/2位相差シートで後段の偏光分離膜13’のP偏光あるいはS偏光の偏光方向に対して45度偏光を回転するシートであってもよく、この場合、偏光分離膜13’の偏光分離膜面に対して光入射時にS偏光成分だった光の偏光方向が45度回転することによりP偏光成分50%、S偏光成分50%に変換され、同様に光入射時にP偏光成分だった光が45度回転することによりP偏光成分50%、S偏光成分50%に変換される。その結果、偏光分離膜13’の偏光分離膜面で反射するS偏光は光入射時S偏光だった光の50%と光入射時P偏光だった光の50%分からなり、入射光の偏光の偏り(P偏光だけ、あるいはS偏光だけ)がなく取り込むことができる。偏光補正シート11は、被写体の偏光の偏りが気にならない場合にはコスト削減のため省いても良い。   Next, a case where a polarization correction sheet (λ / 4 phase difference sheet) 11 is provided in front of the lenses 10 and 12 in order to reduce crosstalk during polarization synthesis will be described. The polarization correction sheet 11 may be provided in any polarization synthesis unit 2 up to the polarization separation film 13 ′. At this time, the images incident from the lenses 10 and 12 are polarized by the polarization correction sheet 11 (λ / 4 retardation sheet), and the polarization component of the S-polarization component or the P-polarization component (especially water surface, reflected light of glass, liquid crystal display screen, etc.) Is converted into a circularly polarized light component, and a uniform image with corrected polarization deviation is obtained. The polarization correction sheet 11 is not limited to the λ / 4 phase difference sheet, and the λ / 2 phase difference sheet rotates the 45-degree polarized light with respect to the polarization direction of the P-polarized light or S-polarized light of the polarization separation film 13 ′. In this case, the polarization direction of the light, which was the S-polarized component at the time of light incidence, is rotated by 45 degrees with respect to the polarization-separating film surface of the polarization separating film 13 ′, so that the P-polarized component is 50%, S Similarly, the light that was the P-polarized component at the time of incident light is converted into 50% P-polarized component and 50% S-polarized component by rotating 45 degrees. As a result, the S-polarized light reflected by the polarization separation film surface of the polarization separation film 13 'is composed of 50% of the light that was S-polarized at the time of light incidence and 50% of the light that was P-polarized at the time of light incidence. It is possible to capture without bias (only P-polarized light or only S-polarized light). The polarization correction sheet 11 may be omitted for cost reduction when the polarization deviation of the subject is not a concern.

次に偏光の偏りが補正された均一な画像は、レンズ10、12から入射した画像を折り曲げ、伝搬させるプリズム部で90度光軸が曲げられ、一方の偏光を透過し、他方の偏光を反射するプリズム部(例えば、PBS 偏光ビームスプリッタ Polarizing Beam Splitter、以下PBSと表記する。)に入射する。PBSの特性としては可視光波長帯域λ(450nm〜700nm)、第1の偏光分離膜13’への入射角45±10度の範囲でP偏光透過率80%以上、S偏光反射率80%以上が望ましい。   Next, the uniform polarization-corrected image is bent and propagated by the prism unit that propagates the image incident from the lenses 10 and 12, the optical axis is bent by 90 degrees, one polarized light is transmitted, and the other polarized light is reflected. Is incident on a prism portion (for example, PBS polarizing beam splitter Polarizing Beam Splitter, hereinafter referred to as PBS). PBS has a visible light wavelength band λ (450 nm to 700 nm), a P-polarized light transmittance of 80% or more, and an S-polarized light reflectance of 80% or more in a range of an incident angle of 45 ± 10 degrees to the first polarization separation film 13 ′. Is desirable.

また更に偏光合成時のクロストークを減らすためにλ/4位相差シート11と第1の偏光分離膜13’の間に偏光シート9を配置しても良い。このときレンズ10側からの画像のうちS偏光成分は、第1のプリズム13で反射してカメラ光学系部3方向に進み、レンズ12側からの画像はλ/4位相差シートによりS偏光成分あるいはP偏光成分の偏り成分(特に水面、ガラスの反射光、液晶の表示画面など)が円偏光成分に変換され、偏光の偏りが補正され均一になった画像のうちP偏光成分は、第1のプリズム13を透過しカメラ光学系部3方向に進む。これによりカメラ光学系部3に対してレンズ10側からのS偏光像とレンズ12側からのP偏光像が偏光合成部2で合成され、光軸が一致して入力される。   Further, in order to reduce crosstalk during polarization synthesis, the polarizing sheet 9 may be disposed between the λ / 4 phase difference sheet 11 and the first polarization separation film 13 ′. At this time, the S-polarized component of the image from the lens 10 side is reflected by the first prism 13 and proceeds in the direction of the camera optical system unit 3, and the image from the lens 12 side is the S-polarized component by the λ / 4 phase difference sheet. Alternatively, the polarization component of the P-polarized component (particularly the water surface, the reflected light of the glass, the liquid crystal display screen, etc.) is converted into a circularly polarized component, and the P-polarized component of the image obtained by correcting the polarization polarization is uniform. Through the prism 13 and proceed in the direction of the camera optical system 3. As a result, the S-polarized image from the lens 10 side and the P-polarized image from the lens 12 side are synthesized by the polarization synthesizing unit 2 and input to the camera optical system unit 3 with the optical axes coincident.

偏光合成部2の更に他の実施例として図8(a)〜(b)のような構成にするとレンズ10、12が図面X方向にならび、偏光合成光は−Y方向に出射するため、装置に無駄なスペースができずに、小型化が図れる。さらに図8(c)〜(f)のようなレイアウトをとるとレンズ10と12の間隔(基線長)が長くとることができ、立体像を生成した場合、より立体感のある像をつくることができる。また図8(d)〜(f)のようなレイアウトの場合、カメラ光学部もX方向に配置できるため、Y方向の長さをより短縮できる装置が実現可能となる。   As another embodiment of the polarization combiner 2, when configured as shown in FIGS. 8A and 8B, the lenses 10 and 12 are aligned in the X direction of the drawing, and the combined polarization light is emitted in the −Y direction. Therefore, it is possible to reduce the size without creating a useless space. Further, when the layouts as shown in FIGS. 8C to 8F are taken, the distance (base line length) between the lenses 10 and 12 can be increased, and when a stereoscopic image is generated, a more stereoscopic image can be created. Can do. Further, in the case of the layouts as shown in FIGS. 8D to 8F, since the camera optical unit can also be arranged in the X direction, an apparatus that can further reduce the length in the Y direction can be realized.

また、図9は、偏光合成部2の第1のプリズム13を分割構造にしたものである。これにより基線長を長くとることができ、立体像を生成した場合、より立体感のある像をつくることができる。また、図9(b)のように、分割させたレンズ側のプリズムにあおりの機能を追加することで、生成する立体像の立体感を調整することができる。立体感を決める要素は、2つの光線α1、α2の光軸が交差してできる輻輳角θであり、被写体0が遠いと輻輳角θは小さくなり、近いと大きくなる。このように輻輳角θの大きさにより、被写体0の立体感を調整できるため、分割させたプリズムにあおりを加えて輻輳角θを調整することで、立体像の立体感を調整することができる装置が実現可能となる。また、分割させて空いた隙間に偏光シート9を追加してもよい。   FIG. 9 shows a structure in which the first prism 13 of the polarization beam combiner 2 is divided. As a result, the base line length can be increased, and when a stereoscopic image is generated, an image with a more stereoscopic effect can be created. Further, as shown in FIG. 9B, the stereoscopic effect of the generated stereoscopic image can be adjusted by adding the function of the tilt to the divided lens-side prism. The factor that determines the stereoscopic effect is the convergence angle θ formed by the intersection of the optical axes of the two light rays α1 and α2, and the convergence angle θ decreases as the subject 0 is far, and increases when the subject 0 is close. As described above, since the stereoscopic effect of the subject 0 can be adjusted by the size of the convergence angle θ, the stereoscopic effect of the stereoscopic image can be adjusted by adjusting the convergence angle θ by adding a tilt to the divided prism. The device can be realized. Moreover, you may add the polarizing sheet 9 to the clearance gap which divided | segmented and was vacant.

さらに、基線長を長くとりながら、プリズムの大きさをできるだけ小さくする実施例として図10のような構成も可能となる。図10ではZ方向からレンズ10、12に入射した画像はλ/4位相差シート11によりS偏光成分あるいはP偏光成分の偏り成分(特に水面、ガラスの反射光、液晶の表示画面など)が円偏光成分に変換され、偏光の偏りが補正されその下のプリズム14でプリズム方向に反射する。この時、プリズムはS偏光反射、P偏光透過する偏光膜15とS偏光透過、P偏光反射する偏光膜16から形成されているクロスプリズムの構造を有する。これにより、レンズ10側からプリズムに入射する画像のうちS偏光成分は偏光膜16を透過し、偏光膜15で反射して―Y方向のカメラ光学系部方向に向かい、レンズ12側からプリズムに入射する画像のうちP偏光成分は偏光膜15を透過し、偏光膜16で反射して―Y方向のカメラ光学系部方向に向かう。このような構成にすることにより、より小型化された立体撮影装置を提供できる。   Furthermore, a configuration as shown in FIG. 10 is also possible as an embodiment in which the size of the prism is made as small as possible while keeping the base line length long. In FIG. 10, an image incident on the lenses 10 and 12 from the Z direction has a circular component of the S-polarized component or P-polarized component (particularly water surface, reflected light of glass, liquid crystal display screen, etc.) by the λ / 4 retardation sheet 11. It is converted into a polarization component, the polarization deviation is corrected, and reflected by the prism 14 below in the prism direction. At this time, the prism has a cross prism structure formed of a polarizing film 15 that reflects S-polarized light and transmits P-polarized light and a polarizing film 16 that transmits and reflects S-polarized light. As a result, of the image incident on the prism from the lens 10 side, the S-polarized light component is transmitted through the polarizing film 16 and reflected by the polarizing film 15 toward the camera optical system in the -Y direction, and from the lens 12 side to the prism. Of the incident image, the P-polarized light component passes through the polarizing film 15 and is reflected by the polarizing film 16 and travels in the −Y direction toward the camera optical system. With such a configuration, a more compact stereoscopic imaging device can be provided.

図11(a)〜(b)はプリズムの形状を異型にし、偏光膜15への画像の入射角を45度より小さくすることでプリズムの大きさを比較的小さくしながらレンズ10,12の間隔を広げ、その間隔である基線長を大きくすることができる。   11A and 11B, the prism shape is made different, and the incident angle of the image to the polarizing film 15 is made smaller than 45 degrees, so that the size of the prism is made relatively small, and the distance between the lenses 10 and 12 is reduced. And the base line length that is the interval can be increased.

<実施の形態3>
次に、本発明の立体撮影装置を搭載した電子機器について、図12、図13を用いて説明する。立体撮影装置の構成については実施の形態1または実施の形態2と同一であるため、同一の符号を付してその詳細な説明および図面を省略する。図12は画像処理装置7の構造を説明するブロック図である。
<Embodiment 3>
Next, an electronic apparatus equipped with the stereoscopic imaging apparatus of the present invention will be described with reference to FIGS. Since the configuration of the stereoscopic imaging apparatus is the same as that of the first embodiment or the second embodiment, the same reference numerals are given and the detailed description and drawings are omitted. FIG. 12 is a block diagram illustrating the structure of the image processing device 7.

画像処理装置7は、演算処理を実行し命令を出力する等の機能を備えたCPU71と、画像処理のための手順をCPU71に実行させるためのプログラム等を格納したROM72と、CPUの処理動作のために、ROM72から読み出した上記プログラムや、CPUの処理のために必要なデータ等を一時的に格納しておくRAM73からなるコンピュータ70と、データやコマンド等を入力するための入力部74と、CPUの出力を表示するための表示部75、更に必要に応じて画像データを収納するための記憶手段(図示せず)を備えている。   The image processing apparatus 7 includes a CPU 71 having a function of executing arithmetic processing and outputting an instruction, a ROM 72 storing a program for causing the CPU 71 to execute a procedure for image processing, and the processing operation of the CPU. Therefore, the above-mentioned program read from the ROM 72, the computer 70 composed of the RAM 73 for temporarily storing data necessary for the processing of the CPU, the input unit 74 for inputting data, commands, etc. A display unit 75 for displaying the output of the CPU and storage means (not shown) for storing image data as necessary are provided.

以上の構成において、各光入射部10及び12を通った入射画像α1及びα2は、それぞれ偏光合成部2、カメラ光学系部3、偏光分離部4を通して、その撮像センサ上にそれぞれP偏光及びS偏光に分離した画像を結像する。このP、S偏光画像は上記光入射部10及び12の視差に応じてそれぞれ互いに僅かにずれている。   In the above configuration, the incident images α1 and α2 that have passed through each of the light incident units 10 and 12 pass through the polarization combining unit 2, the camera optical system unit 3, and the polarization separation unit 4, respectively, on the image sensor, respectively with P-polarized light and S An image separated into polarized light is formed. The P and S polarized images are slightly shifted from each other according to the parallax of the light incident portions 10 and 12.

画像は撮像センサで電気信号に変換されて、A/D変換した後、内蔵の画像信号処理回路に入りシェーディング補正やγ補正等の処理を行った後、その内蔵メモリに記録される。この内蔵メモリに記録された画像データは、画像処理装置3からの画像データ要求に応じて画像処理装置7に入力される。画像処理装置7に入力された画像データは、そのコンピュータ70で画像2枚のステレオ画像に形成される。画像処理装置7のコンピュータ70はこのようにして得られた2つの画像から、例えば被写体までの距離を演算し、図示しない出力装置に出力することもできる。   The image is converted into an electrical signal by the image sensor, A / D converted, then entered into a built-in image signal processing circuit, subjected to processing such as shading correction and γ correction, and then recorded in the built-in memory. The image data recorded in the built-in memory is input to the image processing device 7 in response to an image data request from the image processing device 3. The image data input to the image processing device 7 is formed into two stereo images by the computer 70. The computer 70 of the image processing device 7 can also calculate, for example, the distance to the subject from the two images obtained in this way, and output it to an output device (not shown).

図13は、本発明の偏光合成式立体撮影装置1を携帯電話あるいはポケットムービー、デジカメの等の電子機器の筐体に組み込んだときの実施例である。図13(a)の電子機器は、図6の実施例の立体撮影装置のように、光入射部10,12が、偏光合成部2、カメラ光学系部3、偏光分離部4から成る平面に直交する側に配置されている場合の搭載例を表したものであり、図13(b)の電子機器は、図1のように光入射部10,12が、偏光合成部2、カメラ光学系部3、偏光分離部4から成る平面方向に配置されている場合の搭載例を表したものである。   FIG. 13 shows an embodiment when the polarization combining type stereoscopic photographing apparatus 1 of the present invention is incorporated in a casing of an electronic device such as a mobile phone, a pocket movie, or a digital camera. In the electronic apparatus of FIG. 13A, the light incident units 10 and 12 are arranged on a plane composed of the polarization combining unit 2, the camera optical system unit 3, and the polarization separation unit 4, as in the stereoscopic imaging apparatus of the embodiment of FIG. 6. FIG. 13B shows an example of mounting when arranged on the orthogonal side, and the electronic apparatus of FIG. 13B includes a light combining unit 10 and a polarization combining unit 2 and a camera optical system as shown in FIG. 4 shows an example of mounting in the case where the unit 3 and the polarization separation unit 4 are arranged in a plane direction.

また、本発明の立体撮影装置は、距離測定に必要な構成をさらに設け電子機器に搭載することにより距離測定を可能にすることが出来る。偏光合成式ステレオカメラによる距離計測は、既に知られた三角測量の原理に基づいて行う。画像上に区切った小領域毎に三角測量の原理に基づく演算処理を施すことで、その小領域に含まれる物体までの距離を求めることができる。   In addition, the stereoscopic imaging apparatus of the present invention can make the distance measurement possible by further providing a configuration necessary for distance measurement and mounting the structure on an electronic apparatus. The distance measurement by the polarization combining type stereo camera is performed based on the already known triangulation principle. By performing arithmetic processing based on the principle of triangulation for each small area divided on the image, the distance to the object included in the small area can be obtained.

本発明に係る立体撮影装置は、デジタルスチルカメラなどの撮影機器全般に広く適用することができる。また、携帯に適した小型の撮影装置に適用することができる。具体的には、携帯型情報端末または携帯電話に搭載される。   The stereoscopic photographing apparatus according to the present invention can be widely applied to all photographing apparatuses such as a digital still camera. In addition, the present invention can be applied to a small photographing device suitable for carrying. Specifically, it is mounted on a portable information terminal or a mobile phone.

1 偏光合成式立体撮影装置
2 偏光合成部
3 カメラ光学系部
4 偏光分離部
4’ 第2のプリズム
4’’ 偏光分離膜
5,6 撮像センサ
7 画像処理装置
9 偏光シート
70 コンピュータ
71 CPU
72 ROM
73 RAM
74 入力部
75 表示部
10、12 光入射部
11 偏光補正シート
13 第1のプリズム
13' 偏光分離膜
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Polarization composition type | formula three-dimensional imaging device 2 Polarization composition part 3 Camera optical system part 4 Polarization separation part 4 '2nd prism 4''Polarization separation films 5 and 6 Image sensor 7 Image processing apparatus 9 Polarization sheet 70 Computer 71 CPU
72 ROM
73 RAM
74 Input unit 75 Display unit 10, 12 Light incident unit 11 Polarization correction sheet 13 First prism 13 ′ Polarization separation film

Claims (12)

同一被写体像からそれぞれ異なる視差の偏光画像光線を取り出して第1のプリズムにより同一光軸上に合成画像光線を形成する偏光合成部と、前記偏光合成部で形成される合成画像光線を結像するカメラ光学系部と、第2のプリズムにより前記合成画像光線から異なる光軸方向に偏光画像光線を分離して複数の撮像素子に結像させる偏光分離部とを有し、
前記偏光合成部は、光入射部を成し画像を結像するための2つのレンズと、一方の偏光を反射し、他方の偏光を透過する偏光分離膜が形成された第1のプリズムと、反射された一方の偏光に対して直交する面に配置したλ/4膜と、λ/4膜に平行に配置された反射面で構成されていることを特徴とする立体撮影装置。
A polarized light combining unit that extracts polarized image light beams having different parallax from the same subject image and forms a combined image light beam on the same optical axis by the first prism, and a combined image light beam formed by the polarized light combining unit is formed. possess a camera optical system unit, and a polarization separating part which separates the polarized image light is imaged on a plurality of image pickup elements in a different optical axis from the composite image light beam by the second prism,
The polarization combining unit includes two lenses for forming an image and forming an image, a first prism on which a polarization separation film that reflects one polarized light and transmits the other polarized light is formed, A stereoscopic photographing apparatus comprising: a λ / 4 film disposed on a surface orthogonal to one of the reflected polarized light; and a reflective surface disposed in parallel to the λ / 4 film .
前記同一被写体像から取り出される異なる視差の偏光画像光線は、同一偏光成分であることを特徴とする請求項1記載の立体撮影装置。 2. The stereoscopic photographing apparatus according to claim 1, wherein the polarized image light beams having different parallaxes extracted from the same subject image have the same polarization component. 前記同一被写体像から取り出される異なる視差の偏光画像光線が、前記第1のプリズムを出射するまでの光路中に、位相をλ/2ずらす手段が設けられていることを特徴とする請求項1記載の立体撮影装置。 2. A means for shifting a phase by λ / 2 is provided in an optical path until polarized image light beams having different parallaxes extracted from the same subject image are emitted from the first prism. Stereoscopic camera. 前記同一被写体像から取り出される異なる視差の偏光画像光線は、S偏光成分の偏光であることを特徴とする請求項1記載の立体撮影装置。 2. The stereoscopic photographing apparatus according to claim 1, wherein the polarized image light beams having different parallaxes extracted from the same subject image are polarized light of an S polarization component. 前記偏光合成部の光入射部からカメラ光学系部への光出射部までの異なる画像の光路長が同じであることを特徴とする請求項1記載の立体撮影装置。 The three-dimensional imaging device according to claim 1, wherein the optical path lengths of different images from the light incident part of the polarization beam combining part to the light emitting part to the camera optical system part are the same. 前記偏光合成部は、前記2つのレンズの入射側または出射側に特定の偏光成分を透過するための偏光シートを備えることを特徴とする請求項記載の立体撮影装置。 The polarization combining section, the stereoscopic imaging apparatus according to claim 1, characterized in that it comprises two lenses polarizing sheet for transmitting a specific polarized light component on the incident side or exit side of the. 前記カメラ光学系部は、像の結像倍率を変更できるズーム光学系からなることを特徴とする請求項1ないし請求項記載の立体撮影装置。 The camera optics unit, three-dimensional imaging apparatus of claim 1 to claim 4, wherein the consisting of zoom optical system that can change the imaging magnification of the image. 前記偏光合成部は、偏光の偏りを補正するための偏光補正シートを備えることを特徴とする請求項1に記載の立体撮影装置。 The stereoscopic imaging apparatus according to claim 1, wherein the polarization beam combining unit includes a polarization correction sheet for correcting polarization polarization. 前記偏光分離部は、一方の偏光画像と他方の偏光画像とを分離し、分離した一方の偏光画像を対応する撮像素子に結像させ、分離した他方の偏光画像を他方の対応する撮像素子に結像させるプリズムで構成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項記載の立体撮影装置。 The polarization separation unit separates one polarization image from the other polarization image, forms the separated one polarization image on a corresponding image sensor, and forms the separated other polarization image on the other corresponding image sensor. It is composed of a prism for imaging stereoscopic imaging apparatus according to claim 1 to claim 5 wherein. 前記第2のプリズム及び前記複数の撮像素子の間には、偏光分離時のクロストークを低減するための偏光シートが配置されていることを特徴とする請求項1ないし請求項記載の立体撮影装置。 Wherein between the second prism and the plurality of imaging devices, solid imaging of claims 1 to 5, wherein the polarizing sheet to reduce crosstalk during polarization separation is located apparatus. 請求項1ないし請求項記載の立体撮影装置を搭載したことを特徴とする電子機器。 Claim 1 to an electronic apparatus, characterized in that mounting the stereoscopic imaging apparatus according to claim 5, wherein. 請求項1ないし請求項記載の立体撮影装置において、分離した二枚の画像に基づき被写体までの距離を算出する距離測定手段を有することを特徴とする立体撮影装置。 In the stereoscopic imaging apparatus according to claim 1 to claim 5, wherein the three-dimensional imaging apparatus characterized by having a distance measuring means for calculating the distance to the object based on the two images separated.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5393926B2 (en) * 2011-08-24 2014-01-22 オリンパスメディカルシステムズ株式会社 Imaging apparatus and imaging apparatus system
US20150172631A1 (en) * 2012-07-23 2015-06-18 Ricoh Company, Ltd. Stereo camera
JP2014041332A (en) * 2012-07-23 2014-03-06 Ricoh Co Ltd Polarization device and imaging device
JP2014036298A (en) * 2012-08-08 2014-02-24 Ricoh Co Ltd Imaging apparatus
JP2014119654A (en) * 2012-12-18 2014-06-30 Ricoh Co Ltd Optical filter, cross prism and cross mirror, and imaging apparatus and stereo camera including the optical filter
JP2014178494A (en) * 2013-03-14 2014-09-25 Ricoh Co Ltd Parallax image photographing device
JP6331279B2 (en) * 2013-07-23 2018-05-30 株式会社ニコン Imaging apparatus, imaging method, and program
US10539763B2 (en) * 2016-03-31 2020-01-21 Sony Corporation Optical system, electronic device, camera, method and computer program
CN110381229A (en) * 2018-04-13 2019-10-25 甘肃智呈网络科技有限公司 A kind of spectroscopic imaging device
CN115580717A (en) * 2022-10-13 2023-01-06 北京灵犀微光科技有限公司 Stereo image acquisition device and method

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03163993A (en) * 1989-11-22 1991-07-15 Toshiba Corp Stereoscopic camera device
JP3019825B2 (en) * 1997-11-19 2000-03-13 日本電気株式会社 Projection type color liquid crystal display
JP2001075201A (en) * 1999-09-06 2001-03-23 Idemitsu Kosan Co Ltd Camera adapter for stereoscopic image photography
JP2008170714A (en) * 2007-01-11 2008-07-24 Necディスプレイソリューションズ株式会社 Lighting optical system and projection type display apparatus
JP4657313B2 (en) * 2008-03-05 2011-03-23 富士フイルム株式会社 Stereoscopic image display apparatus and method, and program

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