JPH01147444A

JPH01147444A - 立体テレビジョン用撮像装置

Info

Publication number: JPH01147444A
Application number: JP62306336A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Atsuta; 熱田　裕史; Kouji Katano; 片野　光詞; Shoji Nishikawa; 彰治西川
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-12-03
Filing date: 1987-12-03
Publication date: 1989-06-09
Anticipated expiration: 2011-03-21
Also published as: JPH0827499B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、被写体の立体映像を得るための立体テレビジ
ョン用撮像装置に関する。

従来の技術近年、ビデオディスクを用いてテレビジョンに立体映像
を得るシステムが開発されている。この種の立体映像は
２眼式立体映像と呼ばれ、右眼と左眼との視差によって
立体感を得るというものである。つまり、右眼用と左眼
用との各々の映像をフィールド毎にテレビジョンに交互
に再生し、その映像信号と同期して開閉する液晶シャッ
ター眼鏡などを通して、右眼と左眼とで交互に映像を見
るものである。このような立体テレビジョンシステムに
おいては、右眼用と左眼用とに対応する２種類の映像信
号を作るための立体テレビジョン用撮像装置が必要であ
る。

従来、この立体テレビジョン用撮像装置は、第６図に示
すように右眼と左眼とに対応する２台のビデオカメラ１
．２によって被写体３を撮像し、信号切り替え器４によ
って映像信号を交互に切り替えて合成して、立体テレビ
ジョン用の映像信号を出力端子６に出力していた。とこ
ろがこの方法だと、装置全体は大型化し重量も増加する
ため、持ち運びや取り扱いが容易でない。また、２台の
ビデオカメラの信号の同期や色合わせ、ピント合わせ、
ズームの連動なども容易でなく、構成は複雑になり、か
つ高価になる。そのため、２台のビデオカメラを用いる
ことをせずに、１台のビデオカメラで右眼用と左眼用と
に対応する映像信号を得るための装置が、公開特許公報
、昭５７−６２６８６号（撮像装置）、昭５７−７５０
８９号（立体テレビジョン用撮像方法）、昭５８−８４
５８９号（立体テレビジョン用撮像系）に記載されてい
る。しかし、これらはミラー系が複雑であったり、レン
ズ系を２ケ所に必要としたりするので得策でない。

そこで、さらに簡単な構成として、昭和６９年度電子通
信学会総合全国大会講演論文集５−８０頁に「液晶シャ
ッターを利用した二眼式立体画像の時分割撮影・表示シ
ステム」として、第７図に示すような構成が記載される
。第７図において、６はビデオカメラ、７はハーフミラ
−１８はプリズム、９，１ｏは液晶シャッターであり、
液晶シャッター９，１ｏをフィールド毎に交互に開閉し
て、右眼用と左眼用の映像信号を得るものである。

発明が解決しようとする問題点従来の第７図のような構成だと、少ない部品点数の簡単
な光学系で立体テレビジョンの撮像が可能となる利点が
あり、原理的には問題ない。しかし、実用的にはこのよ
うな構成だと、有効な画角が非常に狭いか、もしくは画
角を拡大しようとすると液晶シャッター９．１０などが
非常に大きくなるという問題がある。一般に家庭用のビ
デオカメラはズームレンズが装備されており、その画角
は望遠から広角まで焦点距離に応じて変化する。

第７図のような装置においてズームレンズの使用を可能
とするためには、少なくとも広角状態において画面に大
きなけられが生じないように、光学部品子、８と液晶シ
ャッター９，１ｏの大きさを決めねばならない。装置全
体の持ち運びや取り扱いのために、各構成部品の大きさ
はできるだけ小さく軽くできるものでなければならない
。

本発明は以上のような点に鑑み、１台のビデオカメラを
用いて簡単な構成で立体テレビジョンの撮像を行うため
の、実用上基本となる構成に関するもので、液晶シャ、
ターや他の光学部品を縮小でき、望遠から広角までズー
ムレンズの使用を可能とする小型軽量の立体テレビジョ
ン用撮像装置全提供することを目的とする。

問題点を解決するための手段この問題点を解決する本発明の技術的な手段は、撮像レ
ンズの光軸方向と異なる方向から被写体の光束を受けて
反射偏向させる１個の全反射ミラーと、前記撮像レンズ
の光軸方向からの被写体の光束を透過直進させ、かつ前
記全反射ミラーからの光束を反射偏向させて同一方向に
向かわせる１個の半透過ミラーと、前記半透過ミラーに
入射する２光束を交互に遮へいする２個の光シャッター
とを備え、前記２個の光シャッターは各々前記撮像レン
ズから略等しい光路長とするとともに、各々の片端部を
前記半透過ミラーの片端部と近接させて構成するもので
ある。

作用前記のような光シャッターと半透過ミラーとの配設によ
って、ズームレンズの広角状態においてもけられが生じ
ないという条件を満たしつつ、２個の光シャッターの大
きさを小さく、かつ使用面積を同一にできる。そして、
右眼、左眼各々の画角に対応する入射光束を、光シャッ
ターの手前（直前）からオーバーラツプさせることがで
きるため、両眼間隔に相当する光軸間距離をより狭くで
きる。その結果、装置全体の大きさもより小さくでき、
小型化、軽量化が可能となる。さらにこれらに加えて、
半透過ミラーのプリズムブロック化、全反射ミラーのプ
リズムブロック化、あるいは全反射ミラー人射光束への
部分的なけられの設定といった手段を併用することによ
って、−層の小型化が可能となるものである。

実施例以下、本発明の立体テレビジョン用撮像装置における実
施例を図面にもとづいて説明する。第１図は本発明の第
１の実施例を示す平面図である。

同図において、１１はビデオカメラのズームレンズ（正
確にはその鏡筒）である。１２は振幅分割もしくは偏光
分割を行う半透過ミラーであり、１３．１４はテレビジ
ョン信号のフィールド毎に交互に開閉する液晶シャッタ
ーであり、１６は全反射ミラーである。１６はズームレ
ンズ１１の光軸方向から入射する光束（正確にはその光
軸）を示し、１７．１８は広角状態における光束の範囲
を示す。光束１６は液晶シャッター１３と半透過ミラー
１２を経て、光束の約半分が１９のようにズームレンズ
１１に入射し、残りの約半分が２０のように反射して捨
てられる。２１はズームレンズ１１の光軸方向と異なる
方向から入射する光束を示し、２２．２３は広角状態に
おける光束の範囲を示す。光束２１は全反射ミラー１５
によって２４のように反射偏光させられた後、液晶シャ
ッター１４と半透過ミラー１２を経て、約半分が１９の
ようにズームレンズ１１に入射し、残りは２ｏのように
透過して捨てられる。液晶シャッター１３　、１４の開
閉によって、光束１６と２１はフィールド毎に交互にズ
ームレンズ１１に入射させられ、立体テレビジョン用の
撮像が可能となる。

以上のような第１の実施例では、平板状の半透過ミラー
１２を用い、その片端部を液晶シャッター１３　、１４
の片端部と突き合わせた形で近接させる。液晶シャッタ
ー１３．１４はズームレンズ１１から略等しい光路長に
配設させる。広角状態における入射光束２１の範囲は、
装置の入射側で広がってかなり大きくなるが、液晶シャ
ッター１３．１４は比較的小さくでき、同一形状のもの
が使用できる。全反射ミラー１６のみ大きくなるが、他
部品と同様に平板状にして装置全体の軽量化を図ってい
る。また、液晶シャッター１３．１４の手前からは斜線
部２５に示すように、光束１６と２１をオーバーラツプ
させることができるため、両眼間隔に相当する光束１６
と２１の光軸間距離をより狭くして、人間の両眼距離に
近づけられるとともに、全反射ミラー１５をより小さく
できる。

もし、液晶シャッター１３　、１４’ｉ従来例（第７図
）のように全反射ミラー１５の手前に配設した場合、斜
線部２６０オーバーラツプ部分に液晶シャッター１３．
１４が入ってはならないため、光束１６．２１の光軸間
距離を広げ、全反射ミラー１６、および液晶シャッター
１３．１４はより大きくせねばならず、装置全体は大き
く重くなる。

本発明では第１図のように、半透過ミラー１２と液晶シ
ャッター１３１．１４との片端部どおしを突き合わせる
形にすることによって、オーバーラツプ部分２５をより
無駄なく設定できることになる。

第２図は本発明の立体テレビジョン用撮像装置における
第２の実施例を示す平面図である。同図において、３０
はビデオカメラのズームレンズである。３１は内部に振
幅分割もしくは偏光分割を行う光学薄膜を３２で示すよ
うに内在させてプリズムブロックとした、半透過ミラー
である。３３゜３４は液晶シャッターであり、３６は全
反射ミラーである。３６．３７は各々被写体から入射す
る光束を示し、３８．３９および４０．４１は広角状態
における光束３６．３７の範囲を示す。

以上のような第２の実施例では、半透過ミラー３１のプ
リズムの屈折率によって、プリズム内で光束３６．３７
が引き伸ばされる形になり、広がりが抑えられる。その
結果、第１の実施例の第１図と比較してみるとわかるよ
うに、液晶シャッター３３．３４、全反射ミラー３５を
さらに小さくすることが可能となり、装置全体を小型化
できる。

両眼間隔に相当する光束３６．３７の光軸間距離は、人
間の眼の寸法に近いことが望ましいが、実際のズームレ
ンズ３０の径は図に示すよりも大きいため、装置の実寸
も図よりは大きくなる。従って、光束３６．３７の光軸
間距離を狭くできることは、人間の両眼間隔に近づけら
れるということで効果的といえる。プリズムの屈折率は
１．５程度であるが、高いほど寸法の縮小効果がある。

プリズムの材質は軽量化のためにプラスチックとすると
良い。また第１の実施例で説明したように、半透過ミラ
ー面（光学薄膜）３２と液晶シャッター３３．３４との
片端部を突き合わせた形で近接させ、液晶シャッター３
３．３４ｉズームレンズ３０から略等しい光路長に配設
させることの効果については、同様のことがいえる。

第３図は本発明の立体テレビジョン用撮像装置における
第３の実施例を示す平面図である。同図において、４５
はズームレンズであり、４６はプリズムブロックとした
半透過ミラーであり、４７゜４８は液晶シャッターであ
る。４９はプリズムブロックとした全反射ミラーで、６
ｏは金属膜などを形成してなる全反射面である。５１．
５２は各各被写体からの入射する光束を示す。

このような第３の実施例では、全反射ミラー４９のプリ
ズムの屈折率によって、プリズム内にて光束５２が引き
伸ばされる形になり、広がりが抑えられる。その結果、
第２の実施例の第２図と比較してみるとわかるように、
全反射面６０をさらに小さくすることが可能となり、装
置全体をより小型化できる。プリズムの屈折率は高いほ
ど効果があり、その材質は軽量化のためプラスチックプ
リズムとすると良い。

第４図は本発明の立体テレビジョン用撮像装置における
第４の実施例を示す平面図である。同図において、６６
はズームレンズであり、５６は半透過ミラーであり、５
７．５８は液晶シャッターである。６９は全反射ミラー
であり、６０．６１は入射する光束を示す。この構成は
第２図に示した第２の実施例と類似しているが、光束６
１に斜線部６２のような部分的なけられが生じるように
、全反射ミラー５９の大きさと位置を定めるところが異
なる。すなわち、全反射ミラー５９に入射する光束６１
の周辺の一部に、他方の光束６０用の液晶シャッター６
７によってけられを生じさせるように配設する。これに
よって、立体テレビジョンの画質を実用的なレベルでそ
こなうことなく、全反射ミラー６９をより小型化でき、
光束６０゜６１の光軸間距離や装置全体をより縮小でき
る。

第５図は本発明の立体テレビジョン用撮像装置における
第６の実施例を示す平面図である。同図において、６６
はズームレンズであり、６６は半透過ミラーであり、６
７．６８は液晶シャッターであり、６９は全反射ミラー
である。７０．７１は入射する光束を、示し、７２．７
３は光束７１０両隅に生じさせたけられを示す。この構
成は第３図に示した第３の実施例と類似しているが、光
束７１に部分的なけられを生じさせるように全反射ミラ
ー６９０大きさと位置を定める。これによって、立体テ
レビジョンの画質を実用的なレベルでそこなうことなく
、全反射ミラー６９と装置全体を、第４の実施例以上に
より小型化できる。

なお、本発明の立体テレビジョン用撮像装置のビデオカ
メラとの機械的結合方法としては、全反射ミラー、半透
過ミラー、液晶シャッターなどを取り付ける構造部材を
設け、この構造部材をビデオカメラの三脚固定用ネジ穴
にて固定すると良い。

このようにすることで、複数の機種のビデオカメラに取
り付は可能な、アタッチメント式の立体テレビジョン用
撮像装置とすることもできる。本発明によって、ズーム
レンズを備えたビデオカメラに対して小型化が可能とな
るため、前記のように簡単にアタッチメント式とするこ
とができるのである。

発明の効果本発明の立体テレビジョン用撮像装置は、２個の光シャ
ッターを撮像レンズから略等しい光路長とするとともに
、各々の片端部を半透過ミラーの片端部と近接させて設
ける。これによって、広角状態の撮像に対しても、両眼
間隔に相当する光軸間距離を狭くして人間の両眼間隔に
近ずけられるとともに、各構成部品や装置全体の小型化
、軽量化が図れる。その結果、ズームレンズを有する１
台のビデオカメラに着脱容易なアタッチメント式の立体
テレビジョン用撮像装置とすることも可能となる。持ち
運びや取り扱い性も向上し、一般のビデオカメラ使用者
が簡単に立体テレビジョンの撮像を行うことをも可能と
なるなど、その工業的価値と実用的効果は甚だ大きいと
いえる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例における立体テレビジョ
ン用撮像装置の平面図、第２図は本発明の第２の実施例
における立体テレビジョン用撮像装置の平面図、第３図
は本発明の第３の実施例における立体テレビジョン用撮
像装置の平面図、第４図は本発明の第４の実施例におけ
る立体テレビジョン用撮像装置の平面図、第５図は本発
明の第５の実施例における立体テレビジョン用撮像装置
の平面図、第６図は従来の立体テレビジョン用撮像装置
の平面図、第７図は他の従来の立体テレビジョン用撮像
装置の平面図である。１１．３０，４５，５６．６５・・・・・・ズームレン
ズ、１２，３１．４６，５６．６６・・・・・・半透過
ミラー、１３．１４ｊ３３，３４，４７，４８゜５７　
、５８　、６７　、６８・・・・・・液晶シャッター、
１５．３５，４９，５９．６９・・・・・・全反射ミラ
ー。代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名１１
−−−ス°−ムレンス゛１？−４−逮遁ミラー１３、／４−−一液晶シずヅクー１５−血汲射Ｓラー３０−−−ズームレンズ゛、３３．３４−−−λ晶ンず・ツタ− ，３５−−−−全反射ミラー第２図４５−−−ス゛−ムνンス゛４６−−−＃−述５盾ミラー４１４８−一一大晶シアックー４ｑ−Ａ反射ミラー第３図第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）撮像レンズの光軸方向と異なる方向から被写体の
光束を受けて反射偏向させる１個の全反射ミラーと、前
記撮像レンズの光軸方向からの被写体の光束を透過直進
させ、かつ前記全反射ミラーからの光束を反射偏向させ
て同一方向に向かわせる１個の半透過ミラーと、前記半
透過ミラーに入射する２光束を交互に遮へいする２個の
光シャッターとを備え、前記２個の光シャッターは各々
前記撮像レンズから略等しい光路長とするとともに、各
々の片端部を前記半透過ミラーの片端部と近接させて設
けた立体テレビジョン用撮像装置。
（２）半透過ミラーは、振幅分割もしくは偏光分割をお
こなう光学薄膜を内在させたプリズムブロックとした特
許請求の範囲第１項記載の立体テレビジョン用撮像装置
。
（３）全反射ミラーに入射する光束に、光シャッターあ
るいは全反射ミラーなどによって部分的なけられを生じ
させた特許請求の範囲第１項記載の立体テレビジョン用
撮像装置。
（４）全反射ミラーは、内側に反射面を設けたプリズム
ブロックとした特許請求の範囲第２項記載の立体テレビ
ジョン用撮像装置。