JP5809577B2 - Stereoscopic imaging device - Google Patents
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Description
本発明は、特殊なメガネを必要としないで3次元映像(立体映像)を撮像する立体映像撮像装置に関する。 The present invention relates to a stereoscopic video imaging apparatus that captures a three-dimensional video (stereoscopic video) without requiring special glasses.
一般に、任意の視点から自由に見られる立体映像方式として、インテグラルフォトグラフィ(Integral Photography、以下IPと記載する場合がある)方式が知られている。このIP方式は、例えば、図18(a)に示すような撮影装置100により被写体110の3次元映像を撮影している。図18(a)に示すように、撮影時には、撮影装置100は、撮影用の要素レンズ1201,1202…,120i,…,120nが平面内に配列された撮影用の要素レンズ群120を介して被写体110を撮影する。撮影装置100では、撮像素子130上に各撮影用の要素レンズ120iによって被写体110の像(要素画像1401,1402,…,140i,…,140n)が形成され、被写体110の要素画像群140が撮影される。
In general, an integral photography (hereinafter sometimes referred to as IP) method is known as a stereoscopic image method that can be viewed freely from an arbitrary viewpoint. In this IP method, for example, a three-dimensional image of a
図18(b)に示すように、表示時には、表示装置200が用いられ、被写体110を撮影した要素画像群140が表示された表示素子150を、表示用の要素レンズ1601,1602,…,160i,…,160nからなる要素レンズ群160を通して見ることで、被写体110の3次元映像(立体再生映像)170が観測される。ただしこの場合、観測者Wmには、被写体110の凹凸が逆転した3次元映像170が観測されていることになる。この被写体Wの凹凸が逆転する問題を回避する手法として、撮影用の要素レンズ1201〜120nを凸レンズではなく、長さを光の蛇行周期の3/4とした屈折率分布レンズ(GRadient INdexレンズ:GRINレンズ)を用いる方法(例えば、特許文献1参照)や、各要素画像を電子的に180度回転させる方法(例えば、非特許文献1)などが提案されている。
As shown in FIG. 18B, at the time of display, the
なお、IP方式では、撮像装置あるいは表示装置の画素数が、3次元映像の解像度、視域および奥行き範囲に振り分けられることが知られている。また、解像度、視域、奥行範囲の3つの情報は、トレードオフの関係となっている。また、このような解像度、視域、奥行き範囲の関係が分かった上で、視域角を広げる方法として、シミュレーションによって仮想的に要素光学素子の焦点距離を短くして撮像した画像を用いる技術が開示されている(非特許文献2)。また、従来の撮像装置では、要素光学素子のピッチを広げるという手法が知られている。 In the IP system, it is known that the number of pixels of the imaging device or the display device is distributed to the resolution, viewing area, and depth range of the 3D video. Further, the three pieces of information of resolution, viewing area, and depth range are in a trade-off relationship. In addition, as a method for widening the viewing zone angle after understanding the relationship between the resolution, viewing zone, and depth range, there is a technique that uses an image captured by virtually shortening the focal length of the element optical element by simulation. It is disclosed (Non-Patent Document 2). Further, in the conventional imaging apparatus, a method of increasing the pitch of the element optical elements is known.
しかし、前記した従来の撮像装置では、以下に示すような問題点が存在した。
従来の焦点距離を短くする構成の撮像装置では、前記したようにトレードオフの関係にある情報の一つを調整するため、撮像した三次元映像の奥行再現範囲が焦点距離を短くしたことにより低下してしまう問題点があった。
また、従来の要素光学素子のピッチを広げる構成の撮像装置では、同じ撮像範囲であると、要素光学素子のピッチが広がった分の三次元映像の解像度が低下するという問題点があった。
However, the conventional imaging apparatus described above has the following problems.
In the conventional imaging apparatus configured to shorten the focal length, the depth reproduction range of the captured three-dimensional image is reduced by shortening the focal length in order to adjust one piece of information having a trade-off relationship as described above. There was a problem that would do.
Further, in the conventional imaging apparatus configured to increase the pitch of the elemental optical elements, there is a problem that the resolution of the three-dimensional image is reduced when the pitch of the elemental optical elements is increased within the same imaging range.
本発明は、前記した問題点に鑑み創案されたもので、奥行再現範囲及び解像度を低下させることなく視域角を広げることができる立体映像撮像装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a stereoscopic video imaging apparatus capable of widening the viewing zone angle without reducing the depth reproduction range and resolution.
本発明に係る立体映像撮像装置は、前記課題を解決するため、以下に示すような構成とした。すなわち、立体映像撮像装置は、インテグラルフォトグラフィ方式により被写体の立体映像を撮像するために、要素画像を形成する要素光学素子を2次元平面上に配置した要素光学素子群と、前記被写体からの物体光のうち不要光を除去する不要光除去手段と、前記要素光学素子群で形成された要素画像を撮像する撮像手段と、を備える立体映像撮像装置において、前記要素光学素子群は、隣り合う前記要素光学素子間の中心間距離が最小となる2つの前記要素光学素子の中心を結んだ直線を基準線として、前記要素画像の長手方向に沿って当該要素画像の中心を通る直線と前記基準線が角度を持つように傾けて配置され、前記不要光除去手段は、前記要素画像群を構成する要素画像が、他の前記要素画像と重なり合わないように、前記被写体からの物体光の光線群のうち不要な光線群を除去する開口窓を少なくとも有し、前記開口窓の長手方向と前記要素画像の長手方向が平行となるように、前記要素光学素子群及び不要光除去手段を配置する構成とした。 The stereoscopic video imaging apparatus according to the present invention has the following configuration in order to solve the above problems. That is, the stereoscopic image capturing apparatus includes an element optical element group in which element optical elements for forming an element image are arranged on a two-dimensional plane in order to capture a stereoscopic image of a subject by an integral photography method, In a stereoscopic video imaging apparatus including unnecessary light removing means for removing unnecessary light from object light and imaging means for capturing an element image formed by the element optical element group, the element optical element groups are adjacent to each other. The straight line passing through the center of the element image along the longitudinal direction of the element image and the reference with a straight line connecting the centers of the two element optical elements having the minimum distance between the centers of the element optical elements as a reference line The unnecessary light removing means is arranged so that a line has an angle, and the unnecessary light removing unit is configured to prevent the element image constituting the element image group from overlapping another element image. At least an aperture window for removing an unnecessary ray group from the ray group of the object light from the element beam, and the element optical element group and unnecessary so that the longitudinal direction of the aperture window and the longitudinal direction of the element image are parallel to each other It was set as the structure which arrange | positions a light removal means.
かかる構成により、立体映像撮像装置は、被写体から不要光除去手段の開口窓を通過して物体光が送られ不要な光線群が除かれ、要素光学素子により要素画像が形成される。そして、立体映像撮像装置は、要素光学素子群において要素光学素子の長手方向に沿って当該要素画像の中心を通る直線である水平中心軸線が基準線に対して重ならないように傾斜しているので、その傾斜している状態の水平線上に隣り合う要素光学素子間で要素画像が形成されることになる。つまり、立体映像撮像装置は、開口窓からの物体光により隣り合う要素光学素子の間で要素画像を形成する要素光学素子の列が基準線に対して傾斜しているので、要素光学素子の数やピッチ及び奥行範囲を変えることがなく、視域角を広げることが可能となる。 With such a configuration, in the stereoscopic video imaging apparatus, the object light is transmitted from the subject through the opening window of the unnecessary light removing unit, unnecessary light groups are removed, and an element image is formed by the element optical element. The stereoscopic image pickup device is inclined so that the horizontal central axis that is a straight line passing through the center of the element image along the longitudinal direction of the element optical element in the element optical element group does not overlap the reference line. Element images are formed between adjacent element optical elements on the inclined horizontal line. That is, in the stereoscopic image pickup apparatus, the element optical element columns forming the element image between the adjacent element optical elements by the object light from the aperture window are inclined with respect to the reference line. It is possible to widen the viewing zone angle without changing the pitch and depth range.
さらに、前記立体映像撮像装置において、前記不要光除去手段は、前記被写体と要素光学素子群との間に配置され、前記開口窓を形成した遮光マスクと、この遮光マスク及び前記要素光学素子群の間に配置された奥行制御レンズとを備え、前記遮光マスクが前記奥行制御レンズの前焦点の位置に配置され、前記開口窓の長手方向開口径をAとし、前記長手方向開口径に直交する短手方向開口径をBとし、前記奥行制御レンズの焦点をFとし、前記要素画像の画像長手長の大きさをwnとし、前記画像長手長に直交する画像短手長をhnとし、前記要素光学素子の焦点をfとしたときに、A=(F/f)wn、B=(F/f)hnとして構成してもよい。 Further, in the stereoscopic image capturing apparatus, the unnecessary light removing unit is disposed between the subject and the element optical element group, and includes a light shielding mask having the opening window, and the light shielding mask and the element optical element group. A depth control lens disposed in between, and the light shielding mask is disposed at a position of a front focal point of the depth control lens, and the aperture diameter of the aperture window is defined as A, and is a short axis perpendicular to the aperture aperture length. hand direction opening diameter is B, the focus of the depth control lens is F, the size of the image longitudinal length the element images is w n, an image short armed perpendicular to the image longitudinal length is h n, said element When the focal point of the optical element is f, A = (F / f) w n and B = (F / f) h n may be configured.
かかる構成により、立体映像撮像装置は、奥行制御レンズと、不要光除去手段の遮光マスクとが、奥行制御レンズの焦点距離との関係、及び、開口窓の形状により、被写体から物体光に対して要素光学素子への入射角を制限し、かつ、被写体の要素画像を要素光学素子付近に結像させる。そして、立体映像撮像装置は、奥行制御レンズ及び遮光マスクにより、遮光マスクの開口窓を通過した物体光の範囲において、被写体の要素画像を要素光学素子付近に結像させる。立体映像撮像装置では、奥行制御レンズ及び遮光マスクを備えることで、開口窓を通過した物体光により、水平線上に離間して中心が隣り合う要素光学素子間で要素画像を形成して、特定方向に視域角の広い要素画像を撮像手段により撮像することが可能となる。 With such a configuration, the stereoscopic image capturing apparatus allows the depth control lens and the light-shielding mask of the unnecessary light removing unit to move from the subject to the object light depending on the relationship between the focal length of the depth control lens and the shape of the aperture window. The incident angle to the element optical element is limited, and an element image of the subject is formed near the element optical element. Then, the stereoscopic image pickup device forms an element image of the subject in the vicinity of the element optical element in the range of the object light that has passed through the opening window of the light shielding mask by the depth control lens and the light shielding mask. In the stereoscopic imaging device, by providing the depth control lens and the light shielding mask, an element image is formed between the element optical elements that are separated on the horizontal line and are adjacent to each other by the object light that has passed through the aperture window, and the specific direction. In addition, an element image with a wide viewing zone angle can be captured by the imaging means.
さらに、前記立体映像撮像装置において、前記不要光除去手段は、前記被写体と要素光学素子群との間に第1レンズ、前記開口窓を有する遮光マスク、第2レンズとをその順序で備え、前記第1レンズの前焦点の位置に前記被写体を配置すると共に、前記第1レンズの後焦点の位置に前記遮光マスクを配置し、前記第2レンズの前焦点の位置に前記遮光マスクを配置する共に、前記第2レンズの後焦点の位置に前記要素光学素子群を配置し、前記開口窓の長手方向開口径をCとし、短手方向開口径をDとし、第1レンズの焦点距離をF1とし、第2レンズの焦点距離をF2とし、前記要素画像の画像長手長の大きさをwnとし、前記画像長手長に直交する画像短手長の大きさをhnとし、前記要素光学素子の焦点をfとしたときに、C=(F2/f)wn、D=(F2/f)hnとして構成してもよい。 Furthermore, in the stereoscopic image capturing apparatus, the unnecessary light removing unit includes a first lens, a light shielding mask having the aperture window, and a second lens in the order between the subject and the element optical element group, The subject is disposed at the front focal position of the first lens, the light shielding mask is disposed at the rear focal position of the first lens, and the light shielding mask is disposed at the front focal position of the second lens. The element optical element group is arranged at the position of the back focal point of the second lens, the longitudinal aperture diameter of the aperture window is C, the lateral aperture diameter is D, and the focal length of the first lens is F 1. and then, the focal length of the second lens and F 2, the size of the image longitudinal length the element images is w n, the size of an image short armed perpendicular to the image longitudinal length is h n, said element optical element Where C = ( F 2 / f) w n , D = (F 2 / f) h n may be configured.
かかる構成により、立体映像撮像装置は、不要光除去手段の遮光マスクが、第1レンズ及び第2レンズの焦点距離との関係で開口窓を特定の長方形あるいは長尺な形状として不要な物体光を遮光する。すなわち、立体映像撮像装置は、第1レンズで物体光を平行光にして、遮光マスクの開口窓から必要な物体光を通過させ、第2レンズにより集光光として、要素光学素子に送る。そして、立体映像撮像装置は、開口窓を通過して第2レンズで集光され物体光により、水平線上に離間して中心が隣り合う要素光学素子で、開口窓の長方形あるいは長尺な形状に対応する形状の要素画像を形成して視域角を広げて撮像手段により撮像することが可能となる。 With such a configuration, the stereoscopic image pickup apparatus allows the unnecessary light removing unit to remove unnecessary object light with the light shielding mask having a specific rectangular or long shape as the aperture window in relation to the focal length of the first lens and the second lens. Shield from light. In other words, the stereoscopic image capturing device converts the object light into parallel light using the first lens, passes the necessary object light from the aperture window of the light shielding mask, and sends it as condensed light to the element optical element using the second lens. Then, the stereoscopic image pickup device is an element optical element that passes through the aperture window and is collected by the second lens and is separated on the horizontal line by the object light, and the center is adjacent to the rectangular or elongated shape of the aperture window. It is possible to form an element image of a corresponding shape and widen the viewing zone angle and take an image with the imaging unit.
そして、前記立体映像撮像装置において、前記不要光除去手段は、前記要素光学素子群の前記被写体側となる正面に対面した前記開口窓を前記要素光学素子のそれぞれに形成した遮光マスクと、前記要素光学素子の背面に、要素画像の大きさで光軸方向に形成した遮光壁とを備え、前記開口窓は、その長手方向開口径が前記要素光学素子の径と等しく、かつ、当該開口窓の短手方向開口径が前記要素画像の画像短手長と等しく形成され、前記遮光壁は、要素光学素子の焦点距離の長さに形成された構成としても構わない。 In the stereoscopic image capturing apparatus, the unnecessary light removing unit includes a light-shielding mask in which each of the element optical elements has the opening window facing the front surface on the subject side of the element optical element group, and the element A light-shielding wall formed in the optical axis direction at the size of the element image on the back surface of the optical element, and the opening window has a longitudinal opening diameter equal to the diameter of the element optical element, and the opening window lateral direction opening diameter formed equal to the image short armed of the element images, the light shielding wall may have a structure in which is formed the length of the focal length of the element optics.
かかる構成により、立体映像撮像装置は、被写体からの物体光が要素光学素子に対面する遮光マスクの開口窓の様々な角度から入射して、遮光壁で遮光されなかった物体光により要素画像が形成される。したがって、立体映像撮像装置は、開口窓以外の遮光部分及び遮光壁で物体光の不要光を除去し、水平軸方向に離間して中心が隣り合う要素光学素子間に沿って横長な長方形あるいは長尺な形状の範囲で要素画像を形成し、撮像手段で視域角が拡がった要素画像を撮像することができる。 With this configuration, the stereoscopic imaging apparatus allows the element light from the subject to enter from various angles of the opening window of the light shielding mask facing the element optical element, and the element image is formed by the object light not shielded by the light shielding wall. Is done. Therefore, the stereoscopic image pickup device removes unnecessary light of the object light by the light shielding portion and the light shielding wall other than the aperture window, and is a horizontally long rectangle or long object between the element optical elements that are separated in the horizontal axis direction and the center is adjacent. An element image can be formed in a range of a long shape, and an element image with a wide viewing zone angle can be captured by the imaging means.
また、立体映像撮像装置において、前記不要光除去手段は、前記要素光学素子と被写体との間に配置した第1開口窓を有する第1遮光マスクと、前記要素光学素子に対面して配置した第2開口窓を有する第2遮光マスクとを備え、前記要素光学素子群と前記第1遮光マスクとの距離をgとし、前記要素光学素子の焦点距離をfとし、前記要素光学素子間のピッチをpとし、前記要素画像の画像長手長の大きさをwnとし、その画像長手長に直交する画像短手長の大きさをhnとし、前記第1遮光マスクの第1開口窓の長手方向開口径をa1とすると共に短手方向開口径をb1とし、前記第2遮光マスクの第2開口窓の長手方向開口径をa2とすると共に短手方向開口径をb2としたときに、a1+a2=(g/f)w、0<a1≦min[w,(g/f)w]、0<a2≦p、あるいは、b1+b2=(g/f)h、0<b1≦min[h,(g/f)h]、0<b2≦p、の範囲で示すように形成される構成としても構わない。 Further, in the stereoscopic image capturing apparatus, the unnecessary light removing unit includes a first light-shielding mask having a first aperture window disposed between the element optical element and the subject, and a first light-shielding mask disposed facing the element optical element. A second light shielding mask having two aperture windows, wherein g is a distance between the element optical element group and the first light shielding mask, f is a focal length of the element optical element, and a pitch between the element optical elements is and p, the size of the image longitudinal length the element images is w n, the size of an image short armed perpendicular to the image longitudinal length is h n, longitudinal opening of the first opening window of the first light-shielding mask the lateral direction opening diameter with a diameter and a 1 and b1, a longitudinal opening diameter of the second opening window of the second light-shielding mask the lateral direction opening diameter with an a 2 when the b2, a 1 + a 2 = (g / f) w, 0 <a 1 ≦ mi n [w, (g / f) w], 0 <a 2 ≦ p, or b 1 + b 2 = (g / f) h, 0 <b 1 ≦ min [h, (g / f) h], A structure may be formed as shown in the range of 0 <b 2 ≦ p.
かかる構成により、立体映像撮像装置は、第1遮光マスクに形成した第1開口窓と、第2遮光マスクに形成した第2開口窓と、要素光学系素子から第1遮光マスクまでの距離との関係により、第1開口窓及び第2開口窓を特定の形状大きさにして、要素光学素子に入射する不要な物体光を除去している。すなわち、立体映像撮像装置は、被写体からの物体光を第1遮光マスクで隣の要素画像に入り込む物体光を除去し、さらに、第2遮光マスクの開口窓から長方形あるいは長尺な形状となる要素画像に有効な物体光を要素光学素子に入射して要素画像を形成する。 With this configuration, the stereoscopic image capturing apparatus includes the first opening window formed in the first light shielding mask, the second opening window formed in the second light shielding mask, and the distance from the element optical system element to the first light shielding mask. Due to the relationship, the first aperture window and the second aperture window are made to have a specific shape size, and unnecessary object light incident on the element optical element is removed. That is, the stereoscopic image pickup device removes object light entering the adjacent element image with the first light shielding mask from the object light from the subject, and further, an element that becomes a rectangle or a long shape from the opening window of the second light shielding mask. Object light effective for an image is incident on an element optical element to form an element image.
また、前記立体映像撮像装置において、前記開口窓は、要素画像の画像長手長の大きさが、隣り合う前記要素光学素子の中心間距離の最小値よりも大きい長辺を備える長方形の要素画像となるような形状に形成されても構わない。
かかる構成により、立体映像撮像装置は、要素画像が長方形に形成されることで、隣接する要素画像との間が隙間無く形成される。なお、立体映像撮像装置は、要素画像が長方形であるために長辺に沿った長手方向に視域角を広げ、長方形の短辺に沿った短手方向の視域角を小さくすることになる。
Further, in the stereoscopic image capturing apparatus, the opening window includes a rectangular element image having a long side in which the size of the image image longitudinal length of the element image is larger than the minimum value of the distance between the centers of the adjacent element optical elements. It may be formed in such a shape.
With this configuration, in the stereoscopic video imaging device, the element image is formed in a rectangular shape, so that there is no gap between adjacent element images. Note that since the element image is a rectangle, the stereoscopic image pickup device widens the viewing zone angle in the longitudinal direction along the long side and reduces the viewing zone angle in the short direction along the short side of the rectangle. .
さらに、立体映像撮像装置において、前記要素光学素子群と撮像手段の間で、前記要素光学素子群により要素画像群が形成される面位置に、フィールドレンズ又は拡散スクリーンを配置した構成としても構わない。
かかる構成により、立体映像撮像装置は、要素光学系素子から出力される要素画像がフィールドレンズ又は拡散スクリーンに形成され、その形成された要素画像を撮像手段が撮像する。
Further, in the stereoscopic image pickup apparatus, a field lens or a diffusing screen may be arranged between the element optical element group and the imaging unit at a surface position where the element image group is formed by the element optical element group. .
With this configuration, in the stereoscopic video imaging apparatus, the element image output from the element optical system element is formed on the field lens or the diffusion screen, and the imaging unit captures the formed element image.
そして、請求項3又は請求項4に記載の立体映像撮像装置において、前記要素光学素子群は、その外周縁を回動自在に回動装置に支持されて設置した構成としてもよい。例えば、前記要素光学素子群は、その外周縁にフレームを介して回動装置に設置され、前記要素光学素子群は、前記回動装置により当該要素光学素子群の中心軸を回転中心として所定角度に回転するように構成されても構わない。
かかる構成により、立体映像撮像装置は、回動装置により要素光学素子群の中心を回転中心として回転させて、基準線と要素画像の水平中心軸線との角度を自在に調整することが可能となる。
In the stereoscopic video imaging apparatus according to
With this configuration, the stereoscopic image capturing apparatus can freely adjust the angle between the reference line and the horizontal central axis of the element image by rotating the center of the element optical element group around the center of rotation by the rotation device. .
また、請求項3又は請求項4に記載の立体映像撮像装置において、前記遮光マスクは、前記開口窓を長方形とし、前記開口窓の長方形の長辺と短辺の長さを視域角に応じて可変する可変機構を備える構成としてもよい。例えば、前記遮光マスクは、可変機構として、前記開口窓を長方形とし前記長方形の上下の長辺に沿って配置した上長辺板と下長辺板と、前記開口窓の短辺に沿って配置される右短辺板と左短辺板と、前記上長辺板及び前記下長辺板を互いに平行で近接離間するように移動させる第1移動機構と、前記右短辺板及び前記左短辺板を互いに平行で近接離間するように移動する第2移動機構と、を備える構成とすることや、あるいは、可変機構として、液晶シャッタとして構成してもよい。
5. The stereoscopic image capturing apparatus according to
かかる構成により、立体映像撮像装置は、第1移動機構及び第2移動機構及により、上長辺板と下長辺板、及び、右短辺板と左短辺板を互いに平行に離間近接するように移動することで、要素画像の長方形状の比率を自在にして視域角の大きさを任意に変更することが可能となる。 With such a configuration, the stereoscopic video imaging apparatus causes the upper long side plate and the lower long side plate, and the right short side plate and the left short side plate to be spaced apart from each other in parallel by the first moving mechanism and the second moving mechanism. By moving in such a manner, the size of the viewing zone angle can be arbitrarily changed by freely changing the ratio of the rectangular shape of the element image.
また、前記立体映像撮像装置において、前記要素光学素子は、平凸レンズ、凸レンズ、屈折率分布レンズ、非球面レンズ、フレネルゾーンプレート、キノフォーム、回折光学素子、ホログラフィック光学素子、液晶レンズ、又は、組み合わせレンズ、可変焦点レンズのいずれかであってもよい。
かかる構成により、立体映像撮像装置は、装置の構成により適宜要素光学素子を選択して適切なものを使用することができる。
Further, in the stereoscopic image capturing apparatus, the element optical element is a plano-convex lens, a convex lens, a refractive index distribution lens, an aspheric lens, a Fresnel zone plate, a kinoform, a diffractive optical element, a holographic optical element, a liquid crystal lens, or Either a combination lens or a variable focus lens may be used.
With this configuration, the stereoscopic image capturing apparatus can use an appropriate one by appropriately selecting element optical elements depending on the configuration of the apparatus.
本発明に係る立体映撮像装置は、以下に示す優れた効果を奏するものである。
立体映像表示装置は、IP方式において、要素光学素子の画素数を一定として、3次元映像の解像度と奥行き距離を維持したまま、特定方向の視域角を広げることができる。
The three-dimensional imaging device according to the present invention has the following excellent effects.
In the IP system, the stereoscopic image display device can widen the viewing zone angle in a specific direction while maintaining the resolution and depth distance of the three-dimensional image while keeping the number of pixels of the element optical element constant.
立体映像撮像装置は、奥行制御レンズ及び開口窓を有する遮光マスクにより不要光除去手段を形成するので、簡易な構成で特定方向の視域角を広げることが可能となる。
立体映像撮像装置は、第1レンズ、開口窓を有する遮光マスク、第2レンズを所定の半角で配置することで、アフォーカル光学系を形成することができ、被写体の奥行きに応じた歪みが生じることなく、特定方向の視域角を広げることができる。
立体映像撮像装置は、要素光学素子ごとに開口窓を形成した遮光マスクと、遮光壁により不要光除去手段を形成して不要光を除去し、特定方向の視域角を広げることが可能となる。
Since the stereoscopic image pickup device forms the unnecessary light removing means by the light shielding mask having the depth control lens and the aperture window, the viewing zone angle in a specific direction can be widened with a simple configuration.
The stereoscopic image pickup apparatus can form an afocal optical system by arranging the first lens, the light shielding mask having an aperture window, and the second lens at a predetermined half angle, and distortion according to the depth of the subject is generated. Without increasing the viewing zone angle in a specific direction.
The stereoscopic image pickup apparatus can remove unnecessary light by forming unnecessary light removal means by a light shielding mask having an opening window for each element optical element and a light shielding wall, and can widen the viewing zone angle in a specific direction. .
立体映像撮像装置は、第1開口窓を有する第1遮光マスクと、第2開口窓を有する第2遮光マスクとにより不要光除去手段を形成し、特定方向の視域角を広げることが可能となる。
立体映像撮像装置は、要素画像が長方形となるように開口窓の形状を形成しているので、要素画像を要素光学素子により隙間無く長方形に効率よく形成することができる。
立体映像撮像装置は、フィールドレンズあるいは拡散スクリーンに表示される要素画像群を撮影手段で撮影することができる。
立体映像撮像装置は、回動装置により要素光学素子群を所定角度に傾斜することができるため、要素画像の調整が容易となる。また、立体映像撮像装置は、長方形の開口窓の大きさを任意に可変できる構成とすることで、回動装置と併せて、容易に要素画像の視域角の広さの調整をして撮像することができる。
The stereoscopic image pickup apparatus can form unnecessary light removing means by the first light shielding mask having the first opening window and the second light shielding mask having the second opening window, and can widen the viewing zone angle in a specific direction. Become.
Since the stereoscopic image pickup device forms the aperture window shape so that the element image is rectangular, the element image can be efficiently formed into a rectangle with no gap by the element optical element.
The stereoscopic video imaging apparatus can take a group of element images displayed on a field lens or a diffusing screen with an imaging unit.
Since the stereoscopic image pickup device can tilt the element optical element group at a predetermined angle by the rotation device, the adjustment of the element image is facilitated. In addition, the stereoscopic image pickup device is configured so that the size of the rectangular opening window can be arbitrarily changed, so that the viewing angle of the element image can be easily adjusted in combination with the rotation device. can do.
以下、本発明に係る立体映像撮像装置の第1実施形態から第4実施形態について、図面を参照して説明する。なお、各図において、要素画像や要素光学素子等の構成についてデフォルメして示すものもある。また、第1実施形態から第4実施形態までを順次説明し、その後に応用例について説明する。さらに、第2実施形態の立体映像撮像装置を用い、特定の条件で構成した本発明と従来技術の立体映像撮像装置とにおいて撮像した要素画像の視域角の違いについて説明する。そして、各実施形態において既に説明した構成は同じ符号を付して説明を省略する。 Hereinafter, first to fourth embodiments of a stereoscopic video imaging apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each figure, there are some which are shown in a deformed manner with respect to the configuration of the element image, the element optical element, and the like. Further, the first to fourth embodiments will be sequentially described, and then application examples will be described. Furthermore, differences in viewing zone angles of element images captured between the present invention configured under specific conditions and a conventional stereoscopic video imaging device using the stereoscopic video imaging device of the second embodiment will be described. And the structure already demonstrated in each embodiment attaches | subjects the same code | symbol, and abbreviate | omits description.
図1に示すように、立体映像撮像装置1は、被写体Wを視域角の広い3次元立体映像として撮像するものである。この立体映像撮像装置1は、不要光除去手段4として設置される遮光マスク2及び遮光マスク2からの物体光を制御する奥行制御レンズ3と、この奥行制御レンズからの物体光を入射する要素光学素子群としての要素レンズ群5と、この要素レンズ群5で形成された要素画像wを撮像する撮像手段としての撮影カメラ9とを備えている。また、図2に示すように、立体映像撮像装置1は、奥行制御レンズ3の前方で焦点距離Fの位置(前焦点位置)に遮光マスク2を設置し、奥行制御レンズ3の後方で所定距離lb離れた位置に要素レンズ群5を設置し、要素レンズ群5の要素レンズ6の焦点距離fよりも後方に撮影カメラ9を設定した位置関係としている。さらに、図2に示すように、立体映像撮像装置1は、奥行制御レンズ3から所定距離laを離れた位置に被写体Wを配置する位置関係としている。
なお、立体映像撮像装置1は、遮光マスク2の開口窓2aの形状と、要素レンズ群5の基準線SLに対する水平中心軸線hLの傾斜角度が所定の値をとることが従来の装置との違いである。
As shown in FIG. 1, the stereoscopic
The stereoscopic
要素レンズ群5は、被写体Wの物体光を要素画像群に形成するものである。この要素レンズ群5は、凸レンズである要素レンズ6を二次元平面に並列させて形成している。要素レンズ群5では、要素レンズ6を俵積み配列とした場合について傾斜角度及び形成される要素画像wの形状について説明する。
The
図3に示すように、要素レンズ群5では、要素レンズ6の中心をP(P0、P1、P2、…Pn)として隣と隣接する位置に要素レンズ6が配置され、最小中心間距離をpとし、Oで示す中心の要素レンズ6を0行0列目の位置とし、Pnで示す中心の要素レンズ6を1行n列目(nは整数)の位置とする。そして、要素レンズ群5では、要素レンズ6の中心距離が最小として結んだ中心線を基準線SLとし、要素画像wの長手方向に沿って当該要素画像wの中心を通る直線である要素画像wの水平中心軸線をhLとしたときに、線分OPnが要素画像wの長手方向とし、その要素画像wの長手方向の範囲を画像長手長wnとし、短手方向の範囲を画像短手長hnとする長方形に要素画像wが形成されている。また、要素レンズ群5では、基準線SLと線分OPnのなす角をφnとすると、要素画像wを以下の式(1)、(2)で表すことができる。
As shown in FIG. 3, the
wn=h0/sinφn …式(1)
hn=(w0h0)/wn=w0sinφn …式(2)
ここで、式(1)、(2)中、w0、h0は、それぞれ長手方向の大きさを要素レンズ6間の最小中心距離とした場合に隙間無く配置可能な要素画像の長手方向と短手方向の大きさであり、俵積み配列の場合、
w0=p …式(3)
h0=(√3)/2p …式(4)
で示すことができる。
w n = h 0 / sin φ n (1)
h n = (w 0 h 0 ) / w n = w 0 sin φ n (2)
Here, in the expressions (1) and (2), w 0 and h 0 are respectively the longitudinal direction of the element images that can be arranged without a gap when the size in the longitudinal direction is the minimum center distance between the
w 0 = p Equation (3)
h 0 = (√3) / 2p Equation (4)
Can be shown.
なお、要素レンズ群5では、基準線SLと水平中心軸線hL1とのなす傾斜角度が大きくなると、要素画像w1の形状も変化することが分かる。すなわち、水平中心軸線hL1線上に隣り合う中心P1と中心Oとの間で要素画像w1を形成するようになる。つまり、要素レンズ群5では、基準線SLと水平中心軸線hL、hL1等の線上で中心が隣り合う要素レンズ6,6間で要素画像w、w1を形成することになる。
In the
図3(b)に示すように、要素光学素子(要素レンズ)の傾き角φnのときに、正規化された要素画像の大きさから分かるように、φnが0度より大きくかつ60度より小さいときに、要素画像wの長手方向の大きさが、要素レンズ6のピッチp(wp:図1参照)よりも大きくなることが分かる。特に、φnが8度から30度のときに、要素画像wの長手方向の大きさと、短手方向の大きさの比が2対1以上の長方形等の長尺な形状になることが分かる。なお、要素画像wは、傾斜角度φnにより縦横比の関係が決まり、60度、120度、180度、240度、280度の位置以外では、視域角を広くすることが可能となる。
As shown in FIG. 3 (b), when the inclination angle phi n elements optical element (element lens), as can be seen from the size of the normalized elemental image, phi n is greater than 0 degrees and 60 degrees When it is smaller, it can be seen that the longitudinal size of the element image w is larger than the pitch p (wp: see FIG. 1) of the
ここでは、傾斜角度φnの値を60度に向かって大きくすることで、要素画像wの水平中心軸線方向の大きさ(画像長手長)wnと垂直中心軸線方向の大きさ(画像短手長)hnとの比率が近づく形状となる。たとえば、図3(a)に示すように、要素画像w1は、要素画像wより傾斜角度φnが60度に近いため、その縦横比が小さくなった長方形状となっていることが分かる。つまり、要素画像w1は、要素画像wよりも垂直方向の視域角は広いが、水平方向の視域角の範囲は狭くなっている。 Here, the inclination values of the angle phi n By increasing towards 60 degrees, the element horizontal central axis direction of the size of the image w (image longitudinal length) w n and the vertical center axis direction of the size (image short armed ) H The shape approaches the ratio with n . For example, as shown in FIG. 3 (a), the elemental image w1, because the inclination angle phi n from element image w is close to 60 degrees, it is seen that a rectangular shape whose aspect ratio is reduced. In other words, the element image w1 has a wider viewing zone angle in the vertical direction than the element image w, but has a narrower range of viewing zone angles in the horizontal direction.
図4(a)に示すように、要素レンズ群5は、要素レンズ6を俵積み配列にしたときの基準線SLに対して要素画像wの水平中心軸線hLが傾斜するように設定され、図4(b)に示すように、水平中心軸線hLが水平になるように要素レンズ6が配列されている。したがって、図1に示すように、水平中心軸線hL上に中心が来る要素画像w間であるピッチwpの要素レンズ6間において要素画像wが形成される。
As shown in FIG. 4A, the
図1及び図2に示すように、不要光除去手段4は、要素画像wを形成するときに不要な物体光を除去するためのものである。不要な物体光とは、要素画像群を形成するときに、一の要素画像の物体光の領域に他の要素画像の物体光が入射する光線群をいう。この不要光除去手段4は、ここでは、遮光マスク2と、奥行制御レンズ3とを備えている。
遮光マスク2は、矩形である長方形の開口窓2aを備え、この開口窓2a以外では物体光を遮光するように構成されている。また、奥行制御レンズ3は、凸レンズであり、遮光マスク2の開口窓2aからの物体光を要素レンズ6に入射角を制限して入射させるものである。また、奥行制御レンズ3は、被写体Wの光学像が要素レンズ付近に結像するようになる。ここで、奥行制御レンズ3の焦点距離Fと被写体Wまでの距離laと要素レンズ群5までの距離lbとの関係を次の式(5)に示す。
As shown in FIGS. 1 and 2, the unnecessary
The
(1/la)+(1/lb)=1/F …式(5)
そして、倍率Mは、
M=lb/la …式(6)
である。
幾何学的に、遮光マスク2の開口窓2aの長手方向開口径をAとし、その短辺方向開口径をBとしたときに、次の式(7)、(8)に示す大きさであれば、他の要素画像wの領域に入射する物体光を除去できる。
A=(F/f)wn …式(7)
B=(F/f)hn …式(8)
(1 / la) + (1 / lb) = 1 / F (5)
And the magnification M is
M = lb / la (formula 6)
It is.
Geometrically, when the opening diameter in the longitudinal direction of the
A = (F / f) w n Formula (7)
B = (F / f) h n Formula (8)
そして、立体映像撮像装置1では、遮光マスク2の開口窓2aの長手方向(水平中心線)と、要素レンズ6で形成される要素画像wの水平中心軸線hLが平行(開口窓2aの水平中心線と要素画像wの水平中心軸線hLのレベルが一致)になるように配置されている。なお、立体映像撮像装置1は、ここでは、開口窓2aの中心(光軸中心)と、奥行制御レンズ3の光軸中心と、要素レンズ群5の光軸中心と、撮影カメラ9の光軸中心とが一致する位置にそれぞれ配置されている。
撮影カメラ9は、要素画像wを撮像(撮影)するものである。この撮影カメラ9は、一般的なTVカメラ等である。
In the stereoscopic
The
以上のように構成された立体映像撮像装置1では、被写体Wからの物体光が遮光マスク2の開口窓2aから要素レンズ6に送られる。このとき、遮光マスク2の開口窓2aを通過できない光が不要な光線群として除去される。そして、要素レンズ群5に入射した物体光は、各要素レンズ6により要素画像が形成される。例えば、被写体Wを撮影した場合には、ここでは従来の俵積み配列の要素レンズ群と比較して、長方形となる水平視域角が広い要素画像wを撮影することが可能となる。ただし、要素画像wは、水平視域角が拡がる分、垂直視域角が狭くなる。立体映像撮像装置1では、要素レンズ群5で形成された要素画像群を撮影カメラ9により撮影することで3次元立体映像を撮影する。なお、立体映像撮像装置1では、被写体Wは、静止している物体であっても、動きがともなうものであっても同様に撮影(撮像)することができる。
In the stereoscopic
次に、本発明の第2実施形態を図5を参照して説明する。
立体映像撮像装置11は、被写体Wの3次元立体映像を撮像するためのものである。この立体映像撮像装置11は、不要光除去手段14としての第1レンズ13A、遮光マスク12、第2レンズ13Bと、要素光学素子群としての要素レンズ群5と、撮像手段としての撮影カメラ9とを備えている。この立体映像撮像装置11では、第1レンズ13A及び第2レンズ13Bによりアフォーカル光学系を形成している。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The stereoscopic
第1レンズ13Aは、その焦点距離F1の前焦点(前焦点面)の位置に被写体Wを配置し、その後焦点(後焦点面)の位置に遮光マスク12を配置している。
第2レンズ13Bは、その焦点距離F2の前焦点(前焦点面)の位置に遮光マスク12を配置し、その後焦点(後焦点面)の位置に要素レンズ群5を配置している。
そして、アフォーカル光学系において、第1レンズ13Aの後焦点面と、第2レンズ13Bの前焦点面とが一致している構成になっている。
この第1レンズ13A及び第2レンズ13Bのアフォーカル光学系により被写体Wの光学像が要素レンズ群5の付近に結像することになる。
The
The
In the afocal optical system, the rear focal plane of the
The optical image of the subject W is formed near the
遮光マスク12は、開口窓12aを備え、この開口窓12a以外では物体光を遮光するように構成されている。この遮光マスク12は、その開口窓12aの長手方向開口径Cと短手方向開口径Dとが、以下の式で示すように構成されている。
C=(F2/f)wn …式(9)
D=(F2/f)hn …式(10)
The
C = (F 2 / f) w n Formula (9)
D = (F 2 / f) h n Formula (10)
なお、式中、fは要素レンズの焦点距離、wnは要素画像wの画像長手長、hnは要素画像の画像短手長である。
そして、倍率Mは、M=F2/F1である。
立体映像撮像装置11では、式(9)、(10)に示すように遮光マスク12の開口窓12aを形成することで、他の要素画像wの領域に入射する光線を除去することができ、特定方向に視域角の広い要素画像wを撮影カメラ9により撮影することが可能となる。
In the formulas, f is the focal length of the element lenses, w n is the image longitudinal length component image w, h n is the image short armed element image.
The magnification M is M = F 2 / F 1 .
In the stereoscopic
つまり、立体映像撮像装置11では、被写体Wからの物体光を第1レンズ13Aで平行光にして遮光マスク12に送る。立体映像撮像装置11は、遮光マスクで開口窓12aを通過できる物体光を第2レンズ13Bに送ることで、物体光の不要な光線群を除去している。立体映像撮像装置11は、不要な光線群を除去した物体光を第2レンズ13Bから要素レンズ群5に送り各要素レンズ6で要素画像wを形成する。立体映像撮像装置11は、要素画像wを長方形あるいは長尺な形状として形成し、その要素画像群を撮影カメラ9で撮影する。
That is, in the stereoscopic
次に、本発明の第3実施形態について、図6、図7を参照して説明する。
図6に示すように、立体映像撮像装置21は、被写体Wから要素レンズ群5までの間には、レンズ等の光学系を設定していない構成である。立体映像撮像装置21は、被写体Wに対向する位置に配置した要素光学素子としての要素レンズ6を二次元平面上に配置した要素光学素子群としての要素レンズ群5と、この要素レンズ群5の各要素レンズ6の正面側に開口窓22aを形成した遮光マスク22及び各要素レンズ6の背面側に形成した遮光壁23を有する不要光除去手段24と、この不要光除去手段24で不要な光線群を除去して形成した要素画像wを撮像する撮像手段としての撮影カメラ9とを備えている。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 6, the stereoscopic
不要光除去手段24は、遮光マスク22及び遮光壁23により被写体Wの物体光の光線群のうち不要な光線群を除去するものである。
遮光マスク22は、図6(a)、(b)及び図7に示すように、各要素レンズ6の正面に対面して設けられ、ここでは、要素レンズ6の正面に開口窓22aを開口してレンズ面に取り付けられている。そして、開口窓22aは、その長手方向開口径をA1とし、その短手方向開口径をB1としたときに、長手方向開口径A1をレンズ幅に形成され、短手方向開口径B1を要素画像wの画像短手長hnとして形成されている。
ここで、不要光除去手段24では、遮光マスク22の開口窓22aに被写体Wからの物体光が入射されると、隣の要素画像に入射する物体光の光線群がまだあるため、遮光壁23によりその不要光を除去するようにしている。
The unnecessary
As shown in FIGS. 6A, 6 </ b> B, and 7, the
Here, in the unnecessary
遮光壁23は、図6(a)、(b)に示すように、開口窓22aに入射して要素レンズ6から出力される被写体Wの物体光のうち、他の要素画像wの領域に入射する不要光を除去するものである。この遮光壁23は、要素画像wの画像長手長wnと画像短手長hnとに合わせた範囲に光軸方向に沿って形成され、かつ、要素レンズ6の焦点距離fの長さにおいて形成されている。なお、遮光壁23は、遮光マスク22の背面及び要素レンズ6の背面に接着剤あるいは溶着等の取付手段により取り付けられている。この遮光壁23は、光を吸収することで遮光するものである。
As shown in FIGS. 6A and 6B, the
以上のように構成された立体映像撮像装置21は、被写体Wからの不要な物体光が遮光マスク22の遮光面で遮光され、さらに、開口窓22aから入射した物体光のうち要素レンズ6を通過した傾斜角度が大きな隣の要素画像wの領域に入射する光線群を遮光壁23で遮光して不要光を除去する。そして、立体映像撮像装置21は、要素レンズ6により要素画像wが図7の点線で示すように長方形に形成されることになる。したがって、特定方向(ここでは水平方向)に視域角が広い要素画像wを撮影カメラ9が撮影することができる。
In the stereoscopic
つぎに、本発明の第4実施形態について、図8を参照して説明する。
立体映像撮像装置31は、被写体Wに対面する位置に設けた不要光除去手段34としての第1遮光マスク32及び第2遮光マスク33と、この第2遮光マスク33に対面して設けた要素レンズ群5と、この要素レンズ群5からの要素画像群を撮像する撮像手段としての撮影カメラ9とを備えている。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
The three-dimensional
この立体映像撮像装置31は、要素レンズ群5の要素レンズ6の焦点距離fの位置(焦平面)に要素画像wが形成されるようになる。また、立体映像撮像装置31は、要素レンズ群5から第1遮光マスク32までの距離をgとして、第1遮光マスク32の第1開口窓32aの長手方向開口径a1、短手方向開口径b1とし、第2遮光マスク33の第2開口窓33aの長手方向開口径a2、短手方向開口径b2とし、要素レンズ(要素光学素子)6間(又は要素レンズの直径)のピッチをpとしたときに、
In the stereoscopic
a1+a2=(g/f)wn、0<a1≦min[wn,(g/f)wn]、0<a2≦p …式(11)、
b1+b2=(g/f)hn、0<b1≦min[hn,(g/f)hn]、0<b2≦p …式(12)で示す関係に形成されている。
なお、a1は、0より大きく、かつ、wnと(g/f)wnの値の小さい方における範囲になる。また、b1は、0より大きく、かつ、hnと(g/f)hnの値の小さい方における範囲になる(なお、図1では要素レンズ6間のピッチはpwで表示)。
a 1 + a 2 = (g / f) w n , 0 <a 1 ≦ min [w n , (g / f) w n ], 0 <a 2 ≦ p (11),
b 1 + b 2 = (g / f) h n , 0 <b 1 ≦ min [h n , (g / f) h n ], 0 <b 2 ≦ p... Yes.
Incidentally, a 1 is greater than 0, and the range of smaller values of w n and (g / f) w n. In addition, b 1 is larger than 0 and is in a range where h n and (g / f) h n are smaller (in FIG. 1, the pitch between the
このような関係により形成された立体映像撮像装置31は、第1遮光マスク32の第1開口窓32aと、第2遮光マスク33の第2開口窓33aとにより、被写体Wからの物体光のうち不要な光線群を除去して特定方向(水平方向)に視域角が広い要素画像wを形成することができる。
The three-dimensional
以上、本発明の第1から第4実施形態について説明したが、各構成において、下記に示すような応用例としても構わない。
すなわち、図9(a)に示すように、立体映像撮像装置1,11,21,31は、要素レンズ群5の要素レンズ6の焦点距離fの位置にフィールドレンズ8Aを配置し、そのフィールドレンズ8Aに形成された要素画像wを撮影カメラ9で撮影する構成としても構わない。また、図9(b)に示すように、立体映像撮像装置1,11,21,31は、要素レンズ群5の要素レンズ6の焦点距離fの位置に拡散スクリーン8Bを配置して、その拡散スクリーン8Bに表示される要素画像wを撮影カメラ9で撮影する構成としても構わない。なお、図9(a)、(b)では、立体映像撮像装置11の不要光除去手段14を具体的に図示して示したが、他の実施形態の構成であってもよい。
The first to fourth embodiments of the present invention have been described above. However, the following application examples may be used in each configuration.
That is, as shown in FIG. 9A, the stereoscopic
さらに、要素レンズ群5は、俵積み配列の例として説明したが、図10(a)で示すように正方配列として構成されたもので、基準線SLと水平中心軸線hLとの傾斜角度φnを所定の角度にして要素画像wを形成するようにしても構わない。図10(b)に示すように、俵積み配列との構成の差は、要素レンズ群5では、レンズピッチpが1となることが異なる。また、図10(b)に示すように、要素画像wは、傾斜角度φnにより縦横比の関係が決まり、90度、180度、270度の位置以外では、視域角を広くできることが可能となる。
Furthermore, although the
図11(a)に示すように、要素レンズ群5は、要素レンズ6を正方配列にしたときの基準線SLに対して要素画像wの水平中心軸線hLが傾斜するように設定され、図11(b)に示すように、水平中心軸線hLが水平になるように要素レンズ6が配列されている。したがって、要素レンズ群5では、水平中心軸線hL上に中心が来る要素画像w間であるピッチwpの要素レンズ6間において要素画像wが形成される。
As shown in FIG. 11A, the
また、要素レンズ6に対面する開口窓22a、33aを形成する場合には、図12に示すように、傾斜角度φnの値が変わると、開口窓22a、33aの縦横比の関係も変わる。図12では、俵積み配列の例として開口窓22aを形成しているので、傾斜角度φnの値を60度に向かって大きくすることで、要素画像wの水平中心軸線方向の大きさwnと垂直中心軸線方向の大きさhnとの比率が近づく形状となる。なお、図7では、要素画像wは、要素レンズ6を約2つ飛ばした位置の間で形成され、図12では、要素画像が、要素レンズ6を約1つ飛ばした位置の間で形成されることになる。
Also, the
また、遮光マスク2、12の開口窓2a、12aの大きさを自在に調整できる可変機構として図13に示すような構成にしても構わない。すなわち、図13に示すように、可変機構となる不要光除去装置52は、その開口窓52aの開口径が自在に調整できる構成である。この不要光除去装置52は、支持脚52bと、この支持脚52bに支持される支持板52cと、この支持板52cに取り付けられる第1移動機構53と、第2移動機構54と、第1移動機構53で移動する上長辺板55及び下長辺板56と、第2移動機構54で移動する右短辺板57及び左短辺板58と、を備えている。なお、支持板52cは、その中央に貫通する貫通孔52dが形成され、上長辺板55、下長辺板56、右短辺板57、左短辺板58で形成する開口窓52aの設定される最大開口よりも大きくなるように形成されている。
Moreover, you may make it a structure as shown in FIG. 13 as a variable mechanism which can adjust the magnitude | size of the
第1移動機構53は、上側移動機構53Aと、下側移動機構53Bとを備えている。
上側移動機構53Aは、上側駆動モータ53A1と、上側送りネジ53A2と、上側ガイド53A3と、を備えている。そして、上長辺板55は、その一端側に設けた上側送りネジ53A2に螺合する螺合部55aと、その他端側に設けた上側ガイド53A3に沿ってスライドする係合部55bと、開口窓52aの上長辺を形成する上遮蔽板55cとを備えている。
The first moving
The
下側移動機構53Bは、下側駆動モータ53B1と、下側送りネジ53B2と、下側ガイド53B3と、を備えている。そして、下長辺板56は、その一端側に設けた下側送りネジ53B2に螺合する螺合部56aと、その他端側に設けた下側ガイド53B3に沿ってスライドする係合部56bと、開口窓52aの下長辺を形成する下遮蔽板56cとを備えている。
The
第2移動機構54は、右側移動機構54Aと、左側移動機構54Bとを備えている。
右側移動機構54Aは、右側駆動モータ54A1と、右側送りネジ54A2と、右側ガイド54A3と、を備えている。そして、右短辺板57は、その一端側に設けた右側送りネジ54A2に螺合する螺合部57aと、その他端側に設けた右側ガイド54A3に沿ってスライドする係合部57bと、開口窓52aの右短辺を形成する右遮蔽板57cとを備えている。
The
The
左側移動機構54Bは、左側駆動モータ54B1と、左側送りネジ54B2と、左側ガイド54B3と、を備えている。そして、左短辺板58は、その一端側に設けた左側送りネジ54B2に螺合する螺合部58aと、その他端側に設けた左側ガイド54B3に案内されてスライドする係合部58bと、開口窓52aの左短辺を形成する左遮蔽板58cとを備えている。
The
不要光除去装置52は、以上のように構成されているので、第1移動機構53の上側移動機構53A及び下側移動機構53Bとを同期して移動させることで、開口窓52aの短手方向径を可変することができ、また、第2移動機構54の右側移動機構54A及び左側移動機構54Bを同期して移動させることで、開口窓52aの長手方向径を可変させることができる。なお、不要光除去装置52は、上長辺板55、下長辺板56、右短辺板57、左短辺板58を個別に移動させて開口窓52aを形成する構成としても構わない。
Since the unnecessary
さらに、図14に示すように、要素レンズ6を俵積み配列で整列した要素レンズ群5は、支持枠61で支持されると共に、回転装置60により所定角度に回転するように構成されている。回転装置60は、支持枠61を回転自在に保持する保持フレーム62と、この保持フレームを所定高さに支持する脚部63と、支持枠61に設けた従動歯車64と、この従動歯車64に噛合して回転させる駆動歯車65と、この駆動歯車65を図示しない減速機構を介して駆動する駆動モータ66とを備えている。要素レンズ群5は、回転装置60の駆動により光軸中心GPを回転中心として所定角度の位置で停止することで、基準線SLと要素画像wの水平中心軸線hLとの傾斜角度φnを設定するように構成されている。
Further, as shown in FIG. 14, the
また、不要光除去装置52及び回転装置60を使用して、撮影する被写体Wによって、特定方向の視域角の異なる要素画像wを撮影することができる。例えば、図15に示すように、立体映像撮像装置91は、被写体Wを入力手段80からの操作により制御装置70を介して、不要光除去装置52の開口窓52aを自在に設定する共に、回転装置60を所定角度に回転させて、特定方向の視域角が広い要素画像wとして撮影カメラ9により撮影する構成である。この立体映像撮像装置91は、撮影する被写体Wが変わる度に、開口窓52aの大きさと、要素レンズ群5の傾斜角度を変化させて撮影カメラ9で撮影することが可能となる。なお、制御装置70は、予め記憶手段90に入力手段80から撮影する入力手順を入力しておき、その予め記憶されている入力手順に基づいて開口窓52aや要素レンズ群5の傾斜角度を設定して撮影カメラ9で撮影するようにしても構わない。
さらに、特定方向に視域角を広げる場合に、水平方向について説明したが、広げたい視域の向きに合わせて基準線に対する要素レンズ群5の傾斜角度の向きを変えることで任意に設定することで構わない。
In addition, by using the unnecessary
Furthermore, in the case where the viewing zone angle is expanded in a specific direction, the horizontal direction has been described. It doesn't matter.
また、可変機構として不要光除去装置52を機械的に動作させる構成として説明したが、液晶スクリーンを可変機構として設置しても構わない。つまり、液晶スクリーンは、透過させたい部分以外を物体光を通過させないように制御し、物体光の透過させたい領域のみを例えば長方形に制御することで開口窓として使用することができる。
In addition, the unnecessary
さらに、IP方式により3次元映像を表示することについて説明したが、多眼方式(1次元IP方式を含む)による立体映像撮像装置であっても構わない。多眼方式では特定方向の視差のみを有する。そのため、要素レンズ群5を構成する要素レンズ6として、シリンドリカルレンズを適用する。前記シリンドリカルレンズは、視差を有する方向に集光作用があるように設置する。要素画像群を構成する要素画像wは、視域を拡大する方向に長いものとし、その方向に直交する方向の視差が拡大する方向よりも小さいか、あるいは視差を有さないものとなる。なお、シリンドリカルレンズを使用する場合には、被写体が要素光学素子群の近く(直前あるいはほぼ密着)にあるか、または奥行き制御レンズを用いる必要がある。
Furthermore, although the description has been given of displaying a three-dimensional image by the IP method, a stereoscopic image pickup device by a multi-view method (including a one-dimensional IP method) may be used. The multi-view system has only parallax in a specific direction. Therefore, a cylindrical lens is applied as the
また、要素画像wは、長方形の外径線を描く範囲の情報として示したが、長尺な形状であれば、要素画像wの中心と要素レンズ(要素光学素子)6の光軸中心点とが一致し要素画像wと同じ形状の開口窓2a,12aに形状することで、特定方向に要素光学素子の大きさを超えて長い形状において、例えば、ひし形、長い楕円形や多角形など任意の形とすることも可能となる。
Further, the element image w is shown as information of a range in which a rectangular outer diameter line is drawn. However, if it is a long shape, the center of the element image w and the optical axis center point of the element lens (element optical element) 6 Are formed in the
さらに、要素光学素子は、凸レンズである要素レンズとして説明したが、平凸レンズ、非球面レンズ、屈折率分布レンズ、フレネルゾーンプレート、キノフォーム、回折光学素子、ホログラフィック光学素子、液晶レンズ、又は、組み合わせレンズ、ピンホール、可変焦点レンズのいずれかである。 Further, the element optical element has been described as an element lens that is a convex lens, but a plano-convex lens, an aspheric lens, a refractive index distribution lens, a Fresnel zone plate, a kinoform, a diffractive optical element, a holographic optical element, a liquid crystal lens, or Either a combination lens, a pinhole, or a variable focus lens.
次に、立体映像撮像装置を具体的に特定して実際に3次元立体映像を撮像して、特定方向の視域角の広がりを検証する。ここでは、図16(a)に示すように、既に説明した立体映像撮像装置11の構成と、図16(b)に示すように、比較する立体映像撮像装置Saの構成とにより実際に視域角の広がりについて、比較してその違いを確認したので、以下に説明する。
Next, the stereoscopic image capturing device is specifically identified, and a three-dimensional stereoscopic image is actually captured to verify the spread of the viewing zone angle in the specific direction. Here, as shown in FIG. 16 (a), the viewing area is actually determined by the configuration of the stereoscopic
まず、立体映像撮像装置11は、第1レンズ13Aと、遮光マスク12と、第2レンズ13Bと、要素レンズ群5と、拡散スクリーン8Bと、撮影カメラ9とを備える。そして、立体映像撮像装置11の構成として、要素レンズ群5の傾き角φnを30度とし、三次元映像の水平視域角をΩhとし、垂直視域角をΩvとしたときに、
Ωh=2tan−1(wn/(2f)) …式(13)
Ωv=2tan−1(hn/(2f)) …式(14)
となる。そのため、それぞれ、三次元映像の水平視域角Ωhは31.9となり、垂直視域角Ωvは9.4度となる。ここで、要素画像wの画像長手長wnと画像短手長hnとは、式(1)、(2)より、それぞれ(√3)mmと1/2mmであり、遮光マスク12の開口窓12aの長手方向開口径C及び短手方向開口径Dは、
First, the stereoscopic
Ω h = 2 tan −1 (w n / (2f)) Equation (13)
Ω v = 2 tan −1 (h n / (2f)) (14)
It becomes. Therefore, each of the horizontal viewing zone angle Omega h the next 31.9 of the three-dimensional image, the vertical viewing zone angle Ωv becomes 9.4 degrees. Here, the image longitudinal length w n and the image short armed h n of the element image w, equation (1), (2) from a respective (√3) mm and 1/2 mm, an opening window of the
C=F2tan(Ωh/2) …式(15)
D=F2tan(Ωv/2) …式(16)
および、式(15)、(16)、(1)、(2)から
C=(F2/f)[(√3p)/(2sinφn)] …式(17)
D=(F2/f)psinφn …式(18)
により、C=85.7mm、D=24.8mmとした。
なお、立体映像撮像装置11では、要素レンズ6のレンズピッチp=1mm、要素レンズ6の焦点距離f=3.03mm、基準線SLと要素画像wの水平中心軸線hLとの傾斜角φn=30度、第1レンズ13Aの焦点距離F1=150mm、第2レンズ13Bの焦点距離F2=150mmとした。
C = F 2 tan (Ω h / 2) Equation (15)
D = F 2 tan (Ω v / 2) (16)
And from the formulas (15), (16), (1), (2), C = (F 2 / f) [(√3p) / (2 sinφ n )] (17)
D = (F 2 / f) psinφ n Formula (18)
Therefore, C = 85.7 mm and D = 24.8 mm.
Note that in the stereoscopic
また、図16(b)に示すように、比較する立体映像撮像装置Saは、第1レンズ13Aと、遮光マスク202と、第2レンズ13Bと、要素レンズ群250と、拡散スクリーン8Bと、撮影カメラ9と、を備える。要素レンズ群250は、基準線SLと要素画像wの水平中心軸線hLとの傾斜角φn=0度として、他の構成は本発明と同じものを使用し遮光マスクの開口を以下に示すようにした。比較する立体映像撮像装置Saにおいて、水平視域角Ωh及び垂直視域角Ωvは、次式に示すように共に等しい値となり、
Ωh=Ωv=2tan−1(p/(2f)) …式(19)
ここでは、Ωh=Ωv=18.7度となる。
Further, as shown in FIG. 16B, the stereoscopic image capturing device Sa to be compared includes the
Ω h = Ω v = 2 tan −1 (p / (2f)) Equation (19)
Here, Ω h = Ω v = 18.7 degrees.
また、要素画像の直径は、要素レンズのピッチと一致しているため、1mmである。
さらに、要素レンズに対する入射角が(Ωh=Ωv)/2より大きな光線は、要素画像間のクロストークとなるため、取り除く必要がある。したがって、式(19)、(15)、(16)により、遮光マスクの開口窓202aは直径49.5mmの円形開口とした。
ここでは、比較する立体映像撮像装置Saは、要素レンズ郡250の後方(要素レンズ6の焦点距離)に拡散スクリーン8Bを挿入して、拡散スクリーン8B上に投影された要素画像群を撮影カメラ9により撮影した。
The diameter of the element image is 1 mm because it matches the pitch of the element lens.
Further, light rays having an incident angle with respect to the element lens larger than (Ω h = Ω v ) / 2 are crosstalk between element images, and need to be removed. Therefore, according to the equations (19), (15), and (16), the
Here, the stereoscopic image capturing device Sa to be compared inserts the
<再生実験>
立体映像撮像装置11及び従来の立体映像撮像装置で撮像した要素画像群を、計算機により再生計算を行った。ここで、撮影系と同様に、表示系においても要素レンズ群を傾斜して配置することで、撮影した要素画像群を光学的に再生することも可能である。したがって、計算機で計算するときには、撮像系と同じ要素レンズ群の構成とした。ここで、撮像系と表示系で同じ要素レンズ群を用いた場合、いわゆる奥行反転現象が生じる。そこで、各要素画像を180度回転させることで、奥行を元にもどして計算した。
<Regeneration experiment>
The element image group imaged by the stereoscopic
観察者の水平観察方向と垂直観察方向に対する三次元映像の変化を、図17に示す。ここで、θx、θyは、それぞれ観察者の水平観察方向と垂直観察方向とを表し、0度は真正面から観察した状態を表す。従来手法では、図17(c)に示すように、水平視域角が18.7度であるため、水平観察方向が9度のときに視域の端から観察している状態になり、12度より大きいときにはサイドローブから観察している状態になっていることが分かる。一方、本発明の立体映像撮像装置11で撮像した場合、図17(a)に示すように、水平視域角が31.9度であるため、水平観察方向が12度でもメインローブ内で観察している状態であることが分かる。
FIG. 17 shows changes in the three-dimensional image with respect to the observer's horizontal observation direction and vertical observation direction. Here, θ x and θ y represent the horizontal observation direction and the vertical observation direction of the observer, respectively, and 0 degree represents a state observed from the front. In the conventional method, as shown in FIG. 17C, since the horizontal viewing angle is 18.7 degrees, when the horizontal observation direction is 9 degrees, observation is performed from the end of the viewing area. It can be seen that when the angle is larger than that, the observation is made from the side lobe. On the other hand, when the image is picked up by the three-dimensional
また、図17(b)、(d)に示すように、垂直観察方向に対する三次元映像の変化に関しては、本発明の立体映像撮像装置11の視域角が狭く(小さく)なっていることが分かる(図17(b)が本発明、図17(d)が従来装置)。ここで、本発明の立体映像撮像装置11と比較する立体映像撮像装置Saとの垂直視域角は、それぞれ、9.4度と、18.7度である。これらの結果より、水平視域角及び垂直視域角の比率を変えることを確認できた。
Further, as shown in FIGS. 17B and 17D, regarding the change of the three-dimensional image with respect to the vertical observation direction, the viewing zone angle of the stereoscopic
1,11,21,31、91 立体映像撮像装置
2、12 遮光マスク
2a、12a、22a、52a 開口窓
3 奥行制御レンズ
4,14,24,34、52 不要光除去手段
5 要素レンズ群
6 要素レンズ
8A フィールドレンズ
8B 拡散スクリーン
9 撮影カメラ
13A 第1レンズ
13B 第2レンズ
23 遮光壁
32 第1遮光マスク
32a 第1開口窓
33 第2遮光マスク
33a 第2開口窓
60 回転装置
70 制御装置
80 入力手段
90 記憶手段
GP 光軸中心
W 被写体
hL 水平中心軸線
hn 画像短手長
w 要素画像
wn 画像長手長
1, 11, 21, 31, 91
Claims (9)
前記要素光学素子群は、隣り合う前記要素光学素子間の中心間距離が最小となる2つの前記要素光学素子の中心を結んだ直線を基準線として、前記要素画像の長手方向に沿って当該要素画像の中心を通る直線と前記基準線が角度を持つように傾けて配置され、
前記不要光除去手段は、前記要素画像群を構成する要素画像が、他の前記要素画像と重なり合わないように、前記被写体からの物体光の光線群のうち不要な光線群を除去する開口窓を少なくとも有し、
前記開口窓の長手方向と前記要素画像の長手方向が平行となるように、前記要素光学素子群及び不要光除去手段を配置し、
前記不要光除去手段は、前記被写体と要素光学素子群との間に配置され、前記開口窓を形成した遮光マスクと、この遮光マスク及び前記要素光学素子群の間に配置された奥行制御レンズとを備え、前記遮光マスクが前記奥行制御レンズの前焦点の位置に配置され、
前記開口窓の長手方向開口径をAとし、前記長手方向開口径に直交する短手方向開口径をBとし、
前記奥行制御レンズの焦点をFとし、
前記要素画像の画像長手長の大きさをwnとし、前記画像長手長に直交する画像短手長をhnとし、
前記要素光学素子の焦点をfとしたときに、
A=(F/f)wn、B=(F/f)hnとしたことを特徴とする立体映像撮像装置。 In order to capture a stereoscopic image of a subject using the integral photography method, an element optical element group in which element optical elements for forming an element image are arranged on a two-dimensional plane and unnecessary light from the object light from the subject are removed. In a stereoscopic video imaging apparatus comprising unnecessary light removing means for performing imaging and imaging means for imaging an element image formed by the element optical element group,
The element optical element group includes the element along the longitudinal direction of the element image, with a straight line connecting the centers of the two element optical elements having a minimum center-to-center distance between adjacent element optical elements as a reference line. The straight line passing through the center of the image and the reference line are inclined so that they have an angle,
The unnecessary light removing means removes an unnecessary light group from the light group of the object light from the subject so that the element image constituting the element image group does not overlap with the other element image. Having at least
The element optical element group and unnecessary light removing means are arranged so that the longitudinal direction of the opening window and the longitudinal direction of the element image are parallel to each other,
The unnecessary light removing means is disposed between the subject and the element optical element group, and includes a light shielding mask that forms the aperture window, and a depth control lens disposed between the light shielding mask and the element optical element group. The light shielding mask is disposed at the position of the front focal point of the depth control lens,
A longitudinal opening diameter of the opening window is A, a short opening diameter perpendicular to the longitudinal opening diameter is B,
The focus of the depth control lens is F,
The size of the image longitudinal length the element images is w n, an image short armed perpendicular to the image longitudinal length is h n,
When the focal point of the element optical element is f,
A = (F / f) w n, B = (F / f) steric image pickup device characterized in that the h n.
前記要素光学素子群は、隣り合う前記要素光学素子間の中心間距離が最小となる2つの前記要素光学素子の中心を結んだ直線を基準線として、前記要素画像の長手方向に沿って当該要素画像の中心を通る直線と前記基準線が角度を持つように傾けて配置され、
前記不要光除去手段は、前記要素画像群を構成する要素画像が、他の前記要素画像と重なり合わないように、前記被写体からの物体光の光線群のうち不要な光線群を除去する開口窓を少なくとも有し、
前記開口窓の長手方向と前記要素画像の長手方向が平行となるように、前記要素光学素子群及び不要光除去手段を配置し、
前記不要光除去手段は、前記被写体と要素光学素子群との間に第1レンズ、前記開口窓を有する遮光マスク、第2レンズとをその順序で備え、
前記第1レンズの前焦点の位置に前記被写体を配置すると共に、前記第1レンズの後焦点の位置に前記遮光マスクを配置し、
前記第2レンズの前焦点の位置に前記遮光マスクを配置する共に、前記第2レンズの後焦点の位置に前記要素光学素子群を配置し、
前記開口窓の長手方向開口径をCとし、短手方向開口径をDとし、
第1レンズの焦点距離をF1とし、第2レンズの焦点距離をF2とし、
前記要素画像の画像長手長の大きさをwnとし、前記画像長手長に直交する画像短手長の大きさをhnとし、
前記要素光学素子の焦点をfとしたときに、
C=(F2/f)wn、D=(F2/f)hnとしたことを特徴とする立体映像撮像装置。 In order to capture a stereoscopic image of a subject using the integral photography method, an element optical element group in which element optical elements for forming an element image are arranged on a two-dimensional plane and unnecessary light from the object light from the subject are removed. In a stereoscopic video imaging apparatus comprising unnecessary light removing means for performing imaging and imaging means for imaging an element image formed by the element optical element group,
The element optical element group includes the element along the longitudinal direction of the element image, with a straight line connecting the centers of the two element optical elements having a minimum center-to-center distance between adjacent element optical elements as a reference line. The straight line passing through the center of the image and the reference line are inclined so that they have an angle,
The unnecessary light removing means removes an unnecessary light group from the light group of the object light from the subject so that the element image constituting the element image group does not overlap with the other element image. Having at least
The element optical element group and unnecessary light removing means are arranged so that the longitudinal direction of the opening window and the longitudinal direction of the element image are parallel to each other,
The unnecessary light removing means includes a first lens, a light shielding mask having the aperture window, and a second lens in that order between the subject and the element optical element group.
The subject is disposed at a front focal position of the first lens, and the light shielding mask is disposed at a rear focal position of the first lens,
The light shielding mask is disposed at the front focal position of the second lens, and the element optical element group is disposed at the rear focal position of the second lens,
The opening diameter in the longitudinal direction of the opening window is C, the opening diameter in the short direction is D,
The focal length of the first lens and F 1, the focal length of the second lens and F 2,
The size of the image longitudinal length the element images is w n, the size of an image short armed perpendicular to the image longitudinal length is h n,
When the focal point of the element optical element is f,
C = (F 2 / f) w n, D = (F 2 / f) steric image pickup device characterized in that the h n.
前記要素光学素子群は、隣り合う前記要素光学素子間の中心間距離が最小となる2つの前記要素光学素子の中心を結んだ直線を基準線として、前記要素画像の長手方向に沿って当該要素画像の中心を通る直線と前記基準線が角度を持つように傾けて配置され、
前記不要光除去手段は、前記要素画像群を構成する要素画像が、他の前記要素画像と重なり合わないように、前記被写体からの物体光の光線群のうち不要な光線群を除去する開口窓を少なくとも有し、
前記開口窓の長手方向と前記要素画像の長手方向が平行となるように、前記要素光学素子群及び不要光除去手段を配置し、
前記不要光除去手段は、前記要素光学素子群の前記被写体側となる正面に対面した前記開口窓を前記要素光学素子のそれぞれに形成した遮光マスクと、前記要素光学素子の背面に、要素画像の大きさで光軸方向に形成した遮光壁とを備え、
前記開口窓は、その長手方向開口径が前記要素光学素子の径と等しく、かつ、当該開口窓の短手方向開口径が前記要素画像の画像短手長と等しく形成され、
前記遮光壁は、要素光学素子の焦点距離の長さに形成されたことを特徴とする立体映像撮像装置。 In order to capture a stereoscopic image of a subject using the integral photography method, an element optical element group in which element optical elements for forming an element image are arranged on a two-dimensional plane and unnecessary light from the object light from the subject are removed. In a stereoscopic video imaging apparatus comprising unnecessary light removing means for performing imaging and imaging means for imaging an element image formed by the element optical element group,
The element optical element group includes the element along the longitudinal direction of the element image, with a straight line connecting the centers of the two element optical elements having a minimum center-to-center distance between adjacent element optical elements as a reference line. The straight line passing through the center of the image and the reference line are inclined so that they have an angle,
The unnecessary light removing means removes an unnecessary light group from the light group of the object light from the subject so that the element image constituting the element image group does not overlap with the other element image. Having at least
The element optical element group and unnecessary light removing means are arranged so that the longitudinal direction of the opening window and the longitudinal direction of the element image are parallel to each other,
The unnecessary light removing means includes a light-shielding mask formed on each of the element optical elements with the opening window facing the front surface on the subject side of the element optical element group, and a rear surface of the element optical element. A light shielding wall formed in the optical axis direction in size,
The opening window has a longitudinal opening diameter equal to the diameter of the element optical element, and a short opening diameter of the opening window equal to the image short length of the element image,
The light shielding wall, characterized in that it is formed to the length of the focal length of the element optical element steric image pickup device.
前記要素光学素子群は、隣り合う前記要素光学素子間の中心間距離が最小となる2つの前記要素光学素子の中心を結んだ直線を基準線として、前記要素画像の長手方向に沿って当該要素画像の中心を通る直線と前記基準線が角度を持つように傾けて配置され、
前記不要光除去手段は、前記要素画像群を構成する要素画像が、他の前記要素画像と重なり合わないように、前記被写体からの物体光の光線群のうち不要な光線群を除去する開口窓を少なくとも有し、
前記開口窓の長手方向と前記要素画像の長手方向が平行となるように、前記要素光学素子群及び不要光除去手段を配置し、
前記不要光除去手段は、前記要素光学素子と被写体との間に配置した第1開口窓を有する第1遮光マスクと、前記要素光学素子に対面して配置した第2開口窓を有する第2遮光マスクとを備え、
前記要素光学素子群と前記第1遮光マスクとの距離をgとし、
前記要素光学素子の焦点距離をfとし、前記要素光学素子間のピッチをpとし、
前記要素画像の画像長手長の大きさをwnとし、その画像長手長に直交する画像短手長の大きさをhnとし、
前記第1遮光マスクの第1開口窓の長手方向開口径をa1とすると共に短手方向開口径をb1とし、
前記第2遮光マスクの第2開口窓の長手方向開口径をa2とすると共に短手方向開口径
をb2としたときに、
a1+a2=(g/f)w、0<a1≦min[w,(g/f)w]、0<a2≦p、
b1+b2=(g/f)h、0<b1≦min[h,(g/f)h]、0<b2≦p、
の範囲で示すように形成されたことを特徴とする立体映像撮像装置。 In order to capture a stereoscopic image of a subject using the integral photography method, an element optical element group in which element optical elements for forming an element image are arranged on a two-dimensional plane and unnecessary light from the object light from the subject are removed. In a stereoscopic video imaging apparatus comprising unnecessary light removing means for performing imaging and imaging means for imaging an element image formed by the element optical element group,
The element optical element group includes the element along the longitudinal direction of the element image, with a straight line connecting the centers of the two element optical elements having a minimum center-to-center distance between adjacent element optical elements as a reference line. The straight line passing through the center of the image and the reference line are inclined so that they have an angle,
The unnecessary light removing means removes an unnecessary light group from the light group of the object light from the subject so that the element image constituting the element image group does not overlap with the other element image. Having at least
The element optical element group and unnecessary light removing means are arranged so that the longitudinal direction of the opening window and the longitudinal direction of the element image are parallel to each other,
The unnecessary light removing means includes a first light shielding mask having a first opening window disposed between the element optical element and the subject, and a second light shielding having a second opening window disposed to face the element optical element. With a mask,
The distance between the element optical element group and the first light shielding mask is g,
The focal length of the element optical elements is f, the pitch between the element optical elements is p,
Said image longitudinal length the size of the element image and w n, the size of the image short armed perpendicular to the image longitudinal length and h n,
A longitudinal opening diameter of the first opening window of the first light-shielding mask is shorter direction opening diameter and b1 with the a 1,
A longitudinal opening diameter of the second opening window of the second light-shielding mask the lateral direction opening diameter with an a 2 when the b2,
a 1 + a 2 = (g / f) w, 0 <a 1 ≦ min [w, (g / f) w], 0 <a 2 ≦ p,
b 1 + b 2 = (g / f) h, 0 <b 1 ≦ min [h, (g / f) h], 0 <b 2 ≦ p,
Standing body image pickup device you characterized by being formed as indicated by the scope of the.
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