JPH0279582A

JPH0279582A - 立体テレビジョン用撮像装置

Info

Publication number: JPH0279582A
Application number: JP63230433A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Atsuta; 熱田　裕史; Kouji Katano; 片野　光詞
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1988-09-14
Filing date: 1988-09-14
Publication date: 1990-03-20

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
ョン用撮像装置に間する。

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、斧右の眼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□眼用の各々の映像をフィールド毎
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、右眼と左眼とに対応する２種類′め映像
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。

この立体テレビジョン用撮像装置として、１台のビデオ
カメラと液晶シャッターを用いた装置が、昭和５９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像・
表示システム」として開示されている。

第４図は、その立体テレビジョン用撮像装置であり、ｌ
はビデオカメラ、２はハーフミラ−１３はプリズム、４
．５は液晶シャッターであり、液晶シャッター４．５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課題従来の第４図のような構成だと、比較的簡単な光学系構
成で立体テレビジョンの撮像が可能になる。しかし、液
晶シャッターとハーフミラ−を使用することで、撮像す
る光の利用効率が低下するという問題がある。つまり、
液晶シャッターは原理的に偏光板を必ず用いるため、透
過率は５０％以下であり、ハーフミラ−も透過率と反射
率は５０％以下である。そのため、液晶シャッターとハ
ーフミラ−を併せた光の利用効率は２５％以下となり、
画質の低下をもたらす原因となる。実際には光の吸収も
生じるため、効率はざらに低下することになる。

本発明はこのような点に鑑みて、１台のビデオカメラと
液晶シャッターを使用して立体テレビジョンの撮像を行
い、光の利用効率を向上させた立体テレビジョン用撮像
装置を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段本発明は、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Ｃすで反射偏向させる全反射ミラーと、前
記撮像レンズの光軸方向からの光束をＰ偏光に変換する
第１の偏光板と、前記全反射ミラーからの光束をＳ偏光
に変換する第２の偏光板と、前記Ｐ偏光を半分以上透過
直進させ、かつ前記Ｓ偏光を半分以上反射偏向させて同
一方向に向かわせる偏光ビームスプリッタ−と、前記二
つの偏光板の前方または重犯偏光ビームスプリッタ−の
後方に、旋光作用を制御する液晶素子と、前記液晶素子
を介して第３の偏光板とを設けて１［するものである。

作用本発明では、第１、第２の偏光板にてＰ偏光とＳ偏光に
限定した光のみを、Ｐ偏光は透過、Ｓ偏光は反射となる
よう、偏光ビー１１スプリツターに入射させる。このと
きの偏光板での透過率は最大だと５０％であるが、偏光
ビームスプリッタ−では、Ｐ偏光を５０％以上透過直進
させ、Ｓ偏光を５０％以上反射偏向させることは容易と
なる。さらに第１、第２の偏光板に、液晶素子と第３の
偏光板を作用させて、Ｐ偏光の光とＳ偏光の光をフィー
ルド毎に交互に透過遮断させられる。このようにして、
従来よりも容易に光の利用効率を高くでき、明るく良好
な立体テレビジョン映像を得ることができるものである
。

実施例以下、本発明の実施例を図面にもとずいて説明する。　
　　− 第１図は本発明の立体テレビジョン用撮像装置の一実施
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）、１２．１３は被写体からの光束（正
確にはその光軸）であり、光束１２はズームレンズ１１
の光軸方向から入射する光束を、光束１３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表わ
す。１４は偏光ビームスプリッタ−で、偏光分割を行う
光学多層膜を内在させたプリズムブロックである。

第２図は、第１図の偏光ビームスプリッタ−１４の分光
特性図である。Ｐ偏光の透過率は８０〜９０％、Ｓ偏光
の透過率は１０〜２０％である。

誘電体の光学多層膜で作成するため、吸収損失は極めて
少なく、反射率は透過率のほぼ逆の特性となる。

第１図におち）で、１５は第１の偏光板で、偏光ビーム
スプリッタ−１４にＰ偏光のみ入射させるように、偏光
方向を設定する。１６は第２の偏光板で、偏光ビームス
プリッタ−１４にＳ偏光のみ入射させるように、偏光方
向を設定する。１７．１８は液晶素子で、偏光方向を約
９０°回転可能な、つまり旋光作用をＯＮ、ＯＦＦ制御
できるＴＮ型の液晶である。１９．２０は第３の偏光板
で、液晶素子１７．１日への入射光を直線偏光に限定す
る偏光子になり、その偏光方向は第１、第２の偏光板１
５．１６に各々一致させる。液晶素子１７．１８の偏光
方向は、ＯＦＦ時に第１、第２の偏光板１５．１６の偏
光方向と各々直交するように、ＯＮ時に第１．第２の偏
光板１５．１６の偏光方向と各々一致するように設ける
。２１は全反射ミラーで、金属膜を用いた全反射面を有
する。

次に、上記実施例の動作を説明する。

光束１２．１３はもともと自然光であり、光の振動ベク
トルの方向分布は一様であるが、第３の偏光板１９．２
０によって、光束１２をＰ偏光として、光束１３をＳ＠
光として、液晶素子１７．１８に入射させる。液晶素子
１７．１８は、映像信号と同期してフィールド毎に交互
にＯＮ、ＯＦＦ動作させ、光束１２．１３の偏光方向を
交互に回転させる。光束１２．１３の偏光方向が、第１
、第２の偏光板１５．１６の偏光方向と交互に一致して
、偏光ビームスプリッタ−１４に交互に入射させられる
。このときの光の透過率は最大だと５０％である。そし
て、第１の偏光板１５を通過した光束１２は、偏光ビー
ムスプリッタ−１４に対して偏光方向が一致して最大の
透過率（第２図の８０〜９０％）となり、第２の偏光板
１６を通過した光束１３は、最大の反射率（８０から９
０％）となる。これらを併せると、光束１２．１３共に
光の利用効率は最大で４０〜４５％となり、従来の２倍
近く高められる。このように、液晶素子１７．１８の動
作によって光束１２．１３を高い効率でズームレンズ１
１に入射させられ、良質な２眼式の立体テレビジョン用
の撮像が可能となる。

上記実施例では、液晶素子１７．１８を２個用いるが、
透過時の偏光方向のみ精度良く一致させるよう制御すれ
ば良いため、旋光作用の設定が容易になり、動作の高速
化も図り易い。偏光ビームスプリッタ−１４の分光特性
は、−船釣なレーザー用途のものとは異なり、第２図に
示したような可視光全域にわたる広帯域の特性を持たせ
る。ちなみにＰ偏光とＳ偏光の分離度を、広帯域にわた
ってさらに１００％近くまで高めることは、設計的にも
製造的にも難しく問題が多い。例えば、光学多層膜の層
数が多くなったり、高屈折率の硝子材料を必要としたり
する他、特性の入射角依存性が大きくなり、画質の色再
現性などに対しても好ましくない傾向が現れる。第２図
のような特性であれば、比較的容易に実現でき、第１、
第２の偏光板１５．１６によって入射光の偏光方向を限
定しているので、Ｐ偏光の透過率とＳ偏光の反射率を最
大限生かすことができる。

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
、他の実施例を示す平面図である。同図において、３１
はビデオカメラのズームレンズ（正確にはその鏡筒）、
３２．３３は被写体からの光束（正確にはその光軸）で
あり、光束３２はズームレンズ３１の光軸方向から入射
する光束を、光束３３はズームレンズ３１の光軸方向と
異なる方向から入射する光束を表わす。３４は偏光ビー
ムスプリッタ−で、偏光分割を行う光学多層膜を内在さ
せたプリズムブロックである。偏光ビームスプリッタ−
３４の分光特性は、第２図の場合と同様とする。つまり
、可視光全域にわたりＰ偏光の透過率は８０〜９０％、
Ｓ偏光の透過率は１０〜２０％である。第３図の３５は
第１の偏光板で、偏光ビームスプリッタ−３４にＰ偏光
のみ入射させるように、偏光方向を設定する。３６は第
２の偏光板で、偏光ビームスプリッタ−３４にＳ偏光の
み入射させるように、偏光方向を設定する。３７は液晶
素子で、偏光方向を比較的正確に９Ｑ’回転可能な、つ
まり旋光作用をＯＮ、ＯＦＦ制御できるＴＮ型の液晶で
ある。３８は第３の偏光板で、液晶素子３７の出射光の
検光子として働き、　　“その偏光方向は第１、第２の
偏光板３５１．３６のどちらかに一致させる。液晶素子
３７の偏光方向は、ＯＦＦ時に第１、第２の偏光板３５
．３６の偏光方向のどちらかと一致するように、ＯＮ時
には残りのどちらかと一致するように設定する。３９は
全反射ミラーで、金属膜を用いた全反射面を有する。

光束３２．３３はもともと自然光であるが、第１、第２
の偏光板３５．３６によって、光束３２をＰ偏光として
、光束３３をＳ偏光として、偏光ビームスプリッタ−３
４に入射させる。このときの光の透過率は最大だと５０
％である。第１の偏光板３５を通過した光束３２は、偏
光ビームスブリッター３４に対して偏光方向が一致して
最大の透過率（第２図の８０〜９０％）となり、第２の
偏光板３６を通過した光束３３は、最大の反射率（８０
から９０％）となる。そして、液晶素子３７は、映像信
号と同期してフィールド毎に交互にＯＮ、ＯＦＦ動作さ
せ、光束３２．３３の偏光方向を共に回転させる。光束
３２．３３の偏光方向が、検光子となる第３の偏光板３
８の偏光方向と交互に一致することになり、ズームレン
ズ３１に交互に入射させられる。これらの効率を併せる
と、光束３２．３３共に最大で４０〜４５％となり、従
来の２倍近く高められる。このように、液晶素子３７の
動作によって光束３２．３３を高い効率でズームレンズ
３１に入射させられ、良質な２眼式の立体テレビジョン
用の撮像が可能となる。

以上のような他の実施例では、液晶素子３７が１個で済
む。第２図のような分光特性の偏光ビームスプリッタ−
３４と第１、第２の偏光板３５．３６を用いることによ
って、比較的容易に、液晶索子の簡素化が実現できる。

発明の効果本発明の立体テレビジョン用撮像装置は、第１、第２の
偏光板にてＰ偏光とＳ偏光に限定した光のみを、Ｐ偏光
透過、Ｓ偏光反射となるよう、偏光ビームスプリッタ−
に入射させる。さらに第１、第２の偏光板に、液晶素子
と第３の偏光板を作用させて、Ｐ偏光の光とＳ偏光の光
をフィールド毎に交互に透過遮断させる。このようにし
て、従来よりも容易に光の利用効率を高くでき、１台の
ビデオカメラで、明るく良好な立体テレビジョン映像を
得ることを可能とするものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一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図は同実施例および他の実施例
における偏光ビームスプリッタ−の分光特性図、第３図
は本発明の他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図は従来の立体テレビジョン用撮像
装置の平面図である。ｌｌ、３１・・・・・・ズームレンズ、１４．３４・・
・・・・偏光ビームスプリッタ−１１５，３５・・・・
・・第１の偏光板、１６．３６・・・・・・第２の偏光
板、１７．１８．３７・・・・・・液晶素子、１９．２
０．３８・・・・・・第３の偏光板、２１．３９・・・
・・・全反射ミラー。代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名第１図１１−−−−−−ズームレンズ゛１４・−−−−一偵勧μヒームスブ１ハンター１５・−
−−−−Ｗ、１の偏光板１６−−−−−−第２の偏光板１７．１８−・液晶素子１９．２０−第３の偏光板２］−−−・−・全反４寸ミラー第２図４００　　　　　　５（Ｘ）　　　　　　　６００　　
　　　７００波長（ｎｍ　）第３図３１−−−−−ス５ムレンス” ３４−−−・−偏光ヒームスブリッター３５〜−−−一
第１の偏光板３６−−−−−第２の偏光板３７−−−−づ夜晶素子３８−−−−一第３の偏光板３９−一−−全反射ミラー

Claims

【特許請求の範囲】

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全反射ミラーと、前記撮像レンズ
の光軸方向からの光束をＰ偏光に変換する第１の偏光板
と、前記全反射ミラーからの光束をＳ偏光に変換する第
２の偏光板と、前記Ｐ偏光を半分以上透過直進させ、か
つ前記Ｓ偏光を半分以上反射偏向させて同一方向に向か
わせる偏光ビームスプリッターと、前記二つの偏光板の
前方または前記偏光ビームスプリッターの後方に、旋光
作用を制御する液晶素子と、前記液晶素子を介して第３
の偏光板とを設けた立体テレビジョン用撮像装置。