JPH0795622A

JPH0795622A - 立体画像撮影装置、立体画像表示装置および立体画像記録および／または再生装置

Info

Publication number: JPH0795622A
Application number: JP5234859A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Imai; 聡今井; Kokichi Kenno; 孝吉研野; Naoto Shimada; 直人島田
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1993-09-21
Filing date: 1993-09-21
Publication date: 1995-04-07

Abstract

(57)【要約】【目的】立体画像の撮影時における撮影条件を簡単に
設定できると共に、装置を小型化でき、観察時に違和感
の少ない安定した立体画像が得られる立体画像撮影装置
を提供する。【構成】被写体を撮像する左右の撮影光学系(102L,10
2R) と、これら左右の撮影光学系で撮像される被写体像
を画像信号に変換して出力する左右の撮像素子(103L,10
3R) とを有する立体画像撮影装置において、被写体まで
の撮影距離を検出する距離検出手段(105) と、この距離
検出手段からの撮影距離情報に基づいて立体視情報信号
を出力する立体視情報処理手段(106) と、この立体視情
報信号に基づいて、左右の撮影光学系の光軸を固定した
状態で、画像信号として出力すべき左右の撮像素子にお
ける被写体像の撮像範囲を制御する制御手段(108L,108
R) とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、立体画像撮影装置、
立体画像表示装置および、立体画像記録および／または
再生装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】人間の両眼立体視における立体情報の受
領は、両眼視差によるものが支配的であることが知られ
ている（例えば、「テレビジョン学会誌，Vol.41,No.7,
pp604〜609(1987) 」）。この両眼立体視によって得ら
れる立体感は、１ｍ〜１００ｍの間に対象物があるとき
に効果があり、輻輳角によるものは、１ｍ〜１０ｍの間
にあるときに効果があると言われている。

【０００３】従来、立体的に対象物を撮影する最も簡単
な方法として、２台のカメラの光軸の間隔（以下、基線
長と呼ぶ）を眼幅分だけ離して平行に配置して同時に撮
影する方法が知られている。この方法では、立体感を強
調するために、立体画像の撮影時に、基線長を大きくと
る場合が多い。

【０００４】また、特公平５−３１９９号公報には、２
台のビデオカメラを用いる立体画像撮影装置が開示され
ている。この立体画像撮影装置においては、両ビデオカ
メラの撮影条件を同一とするための撮像条件合わせ手段
と、両ビデオカメラの光軸の交差位置を調整する立体効
果調整機構とを設け、ビデオカメラのフォーカス調整デ
ータに基づいて立体効果調整機構により駆動モータを駆
動して、両ビデオカメラの光軸の交差位置を被写体の位
置と一致させるようにしている。

【０００５】さらに、特公平４−３９８３６号公報に
は、立体視用テレビカメラ２台と、画像処理用テレビカ
メラ１台とを用いる立体画像撮影装置が開示されてい
る。この立体画像撮影装置においては、画像処理用テレ
ビカメラからの像を映し出すモニタと、このモニタ上の
目標点とモニタの画像中心とを一致させる制御装置と、
２台の立体視用テレビカメラの画像中心を目標点に一致
させるカメラ視差角用モニタと、立体視用テレビカメラ
からの像を映し出すモニタ画面で、目標点を含む被写体
の水平長が一定となるように調整するズーム調整機構と
を設けて、カメラ操作の自動化における作業対象の立体
視を可能にしている。

【０００６】なお、上記の従来例においては、カメラ自
体を機械的に駆動することにより、両カメラの光軸を交
差させるようにしているが、他の方法として、特開平２
−２７６３９５号公報には、クサビ型プリズムを回転さ
せることにより、２つの撮影光学系の光軸を光学的に交
差させることが開示されている。

【０００７】一方、画像を立体的に表示する装置とし
て、両眼視差を用いた方式のディスプレイが知られてい
る。この両眼視差を用いる方式には、左右眼をシャッタ
で交互に開閉する時分割方式と、左右独立の画像を表示
する２眼方式とがあり、特に、２眼方式として、ＳＰＩ
Ｅ Vol.1256, p.210 (1990) には、ＬＥＥＰ光学系を用
いたヘッド・マウンテッド・ディスプレイ（ＨＭＤ）が
記載されている。このＨＭＤにおいては、ゴーグル内に
左右眼に対応して液晶ディスプレイおよび接眼光学系を
それぞれ設け、左右の液晶ディスプレイに両眼視差の情
報を含む左右の映像信号をそれぞれ供給して、映像を立
体的に表示するようにしている。

【０００８】なお、他の立体表示装置として、特開平４
−９５４９０号公報には、表示すべき３次元像における
複数の断面位置のそれぞれに対応する２次元図形を、Ｃ
ＲＴと振動する指向性スクリーンとにより発生させ、こ
の振動する指向性スクリーンにより、奥行きを持つ３次
元像を表示するようにしたものが提案されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述したように、立体
画像を撮影するには、２台のカメラにおける光軸の調整
および撮影条件の調整が重要である。しかしながら、上
記の特公平４−３９８３６号公報および特公平５−３１
９９号公報に開示された立体画像撮影装置にあっては、
２台のビデオカメラの光軸の交差位置を調整するのに、
カメラ本体外に取り付けたモータを用いている。特に、
特公平４−３９８３６号公報に開示された立体画像撮影
装置においては、２台のテレビカメラの他に画像処理用
テレビカメラと、その像を表示するモニタとが必要とな
る。このため、装置全体が大型になるという問題があ
る。また、撮影光学系のフォーカスやズームの調整速度
に比較して、交差位置の調整速度が鈍くなるという問題
もある。

【００１０】これに対して、上記の特開平２−２７６３
９５号公報に記載された立体画像撮影装置においては、
２つの撮影光学系の光軸の交差位置を光学的に調整する
ようにしているので、前者の２つの立体画像撮影装置に
おけるよりは、交差位置を迅速に調整することが可能と
なる。しかし、人間が自然な状態で感じる立体感は、両
眼視差、両眼輻輳および調節作用の３つが相互に作用し
て得られるものであるが、この立体画像撮影装置を含む
上述した従来の立体画像撮影装置においては、いずれも
両眼視差の情報しか得られないため、実際の立体感を全
て再現できないという問題がある。

【００１１】また、上述した立体画像の表示装置におい
ても、両眼視差のみを利用しているため、上記の立体画
像撮影装置におけると同様の問題が生じ、立体画像の観
察の違和感を生じて、長時間の観察においては疲労感を
増加させるという問題があると共に、この違和感が度を
越すと、立体画像が融像できなくなるという問題があ
る。さらに、特開平４−９５４９０号公報に記載された
立体表示装置では、被写体の奥行きの大きいものまで再
現しようとすると、装置全体が大型になり、自然界の奥
行きを全て再現することは、ほとんど実現不可能であ
る。

【００１２】この発明の第１の目的は、立体画像の撮影
時における撮影条件を簡単に設定できると共に、装置を
小型化でき、観察時に違和感の少ない安定した立体画像
が得られるよう適切に構成した立体画像撮影装置を提供
しようとするものである。

【００１３】この発明の第２の目的は、立体画像を表示
する際の設定を簡易化できると共に、装置を小型化で
き、立体画像を違和感少なく安定して融像できる状態で
表示できるよう適切に構成した立体画像表示装置を提供
しようとするものである。

【００１４】この発明の第３の目的は、立体画像の記録
および／または再生時における条件設定を簡易化できる
と共に、装置を小型化でき、しかも左右の画像データ
と、その撮影距離に関する立体視情報信号とを同期して
記録および／または再生できるよう適切に構成した立体
画像記録および／または再生装置を提供しようとするも
のである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため、第１の発明では、被写体を撮像する左右の撮影
光学系と、これら左右の撮影光学系で撮像される被写体
像を画像信号に変換して出力する左右の撮像素子とを有
する立体画像撮影装置において、前記被写体までの撮影
距離を検出する距離検出手段と、この距離検出手段から
の撮影距離情報に基づいて立体視情報信号を出力する立
体視情報処理手段と、この立体視情報信号に基づいて、
前記左右の撮影光学系の光軸を固定した状態で、画像信
号として出力すべき前記左右の撮像素子における前記被
写体像の撮像範囲を制御する制御手段とを設ける。

【００１６】また、第２の発明では、被写体を撮像する
左右の撮影光学系と、これら左右の撮影光学系で撮像さ
れる被写体像を画像信号に変換して出力する左右の撮像
素子とを有する立体画像撮影装置において、前記被写体
までの撮影距離を検出する距離検出手段と、前記左用の
撮影光学系および撮像素子と、前記右用の撮影光学系お
よび撮像素子とをそれぞれ一体に移動させて、前記左右
の撮影光学系の光軸間隔である基線長を変更する基線長
変更手段と、前記左右の撮影光学系の基線長を検出する
基線長検出手段と、前記距離検出手段からの撮影距離情
報および前記基線長検出手段からの基線長情報に基づい
て立体視情報信号を出力する立体視情報処理手段と、こ
の立体視情報信号に基づいて、画像信号として出力すべ
き前記左右の撮像素子における前記被写体像の撮像範囲
を制御する制御手段とを設ける。

【００１７】上記第２の目的を達成するため、第３の発
明では、入力される立体画像信号を表示する左右の画像
表示素子と、これら左右の画像表示素子に表示される画
像を左右の眼球に導く左右の表示光学系とを有する立体
画像表示装置において、前記立体画像信号に同期して入
力される撮影距離に関する立体視情報信号に基づいて、
立体画像表示における設定情報信号を出力する設定情報
処理手段と、この設定情報信号に基づいて、少なくとも
前記左右の表示光学系の光軸に対して前記左右の画像表
示素子に表示される画像位置を制御する制御手段とを設
ける。

【００１８】上記第３の目的を達成するため、第４の発
明では、入力される立体画像信号を記録媒体に記録する
立体画像記録部および／または記録された前記立体画像
信号を再生する立体画像再生部を有する立体画像記録お
よび／または再生装置において、前記立体画像信号に同
期して入力される撮影距離に関する立体視情報信号を前
記記録媒体に記録する立体視情報記録部、および／また
は前記立体画像信号と同期して記録された前記立体視情
報信号を再生する立体視情報再生部を設ける。

【００１９】

【作用】上記第１の発明においては、被写体は、左用撮
影光学系および右用撮影光学系によって撮影され、それ
ぞれ対応する左用撮像素子および右用撮像素子上に被写
体像が形成される。また、被写体までの撮影距離は、距
離検出手段によって検出されて立体視情報処理手段に供
給され、ここで検出された撮影距離情報に基づいて立体
視情報信号が生成される。この立体視情報信号は、制御
手段に供給され、これにより立体視情報信号に基づい
て、左右の撮影光学系の光軸を固定した状態で、画像信
号として出力すべき左右の撮像素子における被写体像の
撮像範囲が制御される。最終的に、左右の撮像素子から
画像信号が出力され、それと同期して立体視情報処理手
段から立体視情報信号が出力される。

【００２０】また、上記第２の発明においては、被写体
は、基線長変更手段によって基線長が変更可能な左用撮
影光学系および右用撮影光学系によって撮影され、それ
ぞれ対応する左用撮像素子および右用撮像素子上に被写
体像が形成される。また、被写体までの撮影距離が、距
離検出手段によって検出されると共に、左右の撮影光学
系の基線長が基線長検出手段によって検出される。これ
ら、検出された撮影距離情報および基線長情報は、立体
視情報処理手段に供給され、ここでこれらの入力信号に
基づいて立体視情報信号が生成される。この立体視情報
信号は、制御手段に供給され、これにより立体視情報信
号に基づいて画像信号として出力すべき左右の撮像素子
における被写体像の撮像範囲が制御される。最終的に、
左右の撮像素子から画像信号が出力され、それと同期し
て立体視情報処理手段から立体視情報信号が出力され
る。

【００２１】さらに、第３の発明においては、入力され
た立体画像信号は、左右の画像表示素子に供給されて表
示される。また、設定情報処理手段では、立体画像信号
に同期して入力される撮影距離に関する立体視情報信号
を受けて、立体画像表示における設定情報信号を出力す
る。この設定情報信号は制御手段に供給され、これによ
り立体画像の表示に最適となるように、左右の表示光学
系の光軸に対して左右の画像表示素子に表示される画像
位置が制御され、最終的に、左右の画像表示素子に表示
された画像が、左右の表示光学系を介して観察者の左右
の眼球に導かれる。

【００２２】また、第４の発明においては、入力される
立体画像信号は、立体画像記録部で記録媒体に記録され
ると共に、立体画像信号に同期して入力される撮影距離
に関する立体視情報信号は、立体視情報記録部で記記録
媒体に記録される。また、記録媒体に記録された立体画
像信号は、立体画像再生部で再生されると共に、立体画
像信号に同期して記録された立体視情報信号は、立体視
情報再生部で再生される。

【００２３】

【実施例】図１は、この発明にかかる立体画像撮影装
置、立体画像表示装置および立体画像記録・再生装置を
用いる立体画像システムの一例を示すものである。この
例では、立体画像撮影装置としての立体カメラ１００を
立体画像記録・再生装置としての磁気テープ装置３００
を介して立体画像表示装置としてのＨＭＤ２００に結合
する。なお、ここでは、磁気テープ装置３００を立体カ
メラ１００に内蔵させたが、これらは別体でもよい。以
下、各装置について、実施例を参照して説明する。

【００２４】図２は、この発明の第１実施例を示すもの
である。この実施例は、立体画像撮影装置の撮像部の構
成を示すもので、装置本体の被写体側には、左右の撮影
レンズ系１０２Ｌ，１０２Ｒ（Ｌは左側を、Ｒは右側を
意味する）を、それらの光軸がほぼ平行となるように設
け、これら撮影レンズ系１０２Ｌ，１０２Ｒを、対応し
て設けたフォーカス調整部１０７Ｌ，１０７Ｒにより所
要の被写体位置にフォーカスし得るようにする。また、
撮影レンズ系１０２Ｌ，１０２Ｒの後方には、撮像素子
１０３Ｌ，１０３Ｒを、それぞれ撮像素子駆動部１０８
Ｌ，１０８Ｒによって対応する撮影レンズ系の光軸と直
交する左右方向に変位可能に設け、これら撮像素子１０
３Ｌ，１０３Ｒの出力をそれぞれ撮像用処理回路１０４
Ｌ，１０４Ｒに供給して、左眼用画像データおよび右眼
用画像データを得るようにする。さらに、撮影レンズ系
１０２Ｌ，１０２Ｒの中間には、これら撮影レンズ系１
０２Ｌ，１０２Ｒの光軸と平行な方向の被写体距離を測
距し得るように測距センサ１０５を配置し、その測距信
号を距離データ処理回路１０６に供給して、距離データ
を出力させると共に、測距信号に基づいてフォーカス調
整部１０７Ｌ，１０７Ｒおよび撮像素子駆動部１０８
Ｌ，１０８Ｒを制御するようにする。

【００２５】ここで、撮影レンズ系１０２Ｌ，１０２Ｒ
としては、テレビカメラ、ビデオカメラあるいはスチル
ビデオカメラに採用されている固定焦点レンズ系と同様
のものを用いて構成し、また撮像素子１０３Ｌ，１０３
Ｒとしては、ＣＣＤ等の半導体撮像素子を用いて構成す
る。また、測距センサ１０５は、例えば赤外線や超音波
を利用したアクティブ方式のセンサ、あるいはパッシブ
方式のセンサを用いて構成し、撮像素子駆動部１０８
Ｌ，１０８Ｒは、例えば電動式モータあるいは圧電素子
等のアクチュエータを用いて構成する。なお、図示しな
いが、各駆動系および回路系には、装置本体内の電源部
から所要の電力を供給する。

【００２６】以下、この実施例の動作を、図３をも参照
しながら説明する。上記構成において、全撮影対象物の
中から目標とする被写体の方向へ立体画像撮影装置を向
けると、被写体は撮影レンズ系１０２Ｌ，１０２Ｒの各
光軸の延長線上付近にあり、かつ測距センサ１０５の測
距可能な方向にあることになる。測距センサ１０５は、
立体画像撮影装置から被写体までの距離を測定し、その
情報を測距信号として距離データ処理回路１０６へ出力
する。

【００２７】距離データ処理回路１０６では、測距信号
に基づいてフォーカス制御信号、撮像位置制御信号およ
び距離データの３系統の立体視情報信号を出力する。距
離データ処理回路１０６から出力されるフォーカス制御
信号は、フォーカス調整部１０７Ｌ，１０７Ｒに送ら
れ、このフォーカス制御信号に基づいて撮影レンズ系１
０２Ｌ，１０２Ｒがそれぞれフォーカス状態に制御され
る。なお、フォーカス制御信号は、予めプログラムされ
た設定情報に基づいて、被写体の光学像１１１Ｌ，１１
１Ｒの結像位置が撮像素子１０３Ｌ，１０３Ｒの撮像面
１１０Ｌ，１１０Ｒ上にくるように、パルス信号、電圧
・電流信号等の形で出力される。このフォーカス制御に
よって、撮影レンズ系１０２Ｌ，１０２Ｒは、適切なフ
ォーカス状態で被写体を撮影して、その光学像１１１
Ｌ，１１１Ｒを撮像面１１０Ｌ，１１０Ｒ上に結像す
る。

【００２８】また、距離データ処理回路１０６から出力
される撮像位置制御信号は、撮像素子駆動部１０８Ｌ，
１０８Ｒに送られ、撮像素子１０３Ｌ，１０３Ｒの横ず
らし状態を調整する。ここで、撮影レンズ系１０２Ｌ，
１０２Ｒの各光軸は、ほぼ平行に設定されているので、
撮像位置制御信号によって撮像素子１０３Ｌ，１０３Ｒ
を横ずらしすると、被写体の光学像１１１Ｌ，１１１Ｒ
の撮像面１１０Ｌ，１１０Ｒ上での位置は基線長方向に
移動することになる。特に、光学像１１１Ｌ，１１１Ｒ
が倒立像になることを考慮すると、近距離にある被写体
の結像位置は、遠距離にある被写体の結像位置と比較し
て基線長方向の外側に寄る。立体視する際に融像条件を
向上するには、被写体の光学像１１１Ｌ，１１１Ｒの周
辺の情報量が基線長方向で均等な比率になっている方が
良い。つまり、左右の画像において、被写体の周りにあ
る風景や撮影物の情報が左右方向で欠落しないように撮
影するのが良い。

【００２９】そこで、この実施例では、予めプログラム
された設定情報に基づいて、被写体の光学像１１１Ｌ，
１１１Ｒの結像位置が、撮像面１１０Ｌ，１１０Ｒのほ
ぼ中心にくるように、パルス信号、電圧・電流信号等の
形で撮像位置制御信号を出力する。具体的には、近距離
の被写体を撮影する場合には、撮像素子１０３Ｌ，１０
３Ｒの間隔を間隔を遠距離の被写体を撮影する場合より
も広める。例えば、各々の撮像素子１０３Ｌ，１０３Ｒ
の広める間隔Δは、基線長ｄ、撮影距離ｌ、撮像面１１
０Ｌ，１１０Ｒの横幅ａ、撮像素子１０３Ｌ，１０３Ｒ
で撮影できる撮影画角θとすれば、撮像素子駆動部１０
８Ｌ，１０８Ｒによって撮像素子１０３Ｌ，１０３Ｒ
を、Δ＝（ａｄ）／（２ｌθ）分だけ、それぞれ外側に
ずらす。ここで、基線長ｄ、撮像面１１０Ｌ，１１０Ｒ
の横幅ａおよび撮像素子１０３Ｌ，１０３Ｒで撮影でき
る撮影画角θは固定されている。

【００３０】最終的に、上記の設定状態において、光学
像１１１Ｌ，１１１Ｒは、撮像素子１０３Ｌ，１０３Ｒ
によって映像信号に変換され、撮像用処理回路１０４
Ｌ，１０４Ｒに送られる。撮像用処理回路１０４Ｌ，１
０４Ｒは、映像信号を画像データ信号に変換して、立体
画像表示装置あるいは立体画像記録・再生装置等の外部
装置に出力する。さらに、距離データ処理回路１０６か
ら出力される距離データ信号も、左右の画像データ信号
とほぼ同一のタイミングで、外部装置に出力される。実
際には、同期処理回路を外部出力部の手前に設け、左右
の画像データ信号と距離データ信号との同期が取られた
状態で出力するのがよい。

【００３１】なお、立体画像を撮影するには、上記以外
に、左右の画像の明るさおよび色合いが必要である。こ
れらの調整は、装置本体内に１つの制御装置を設けてお
き、左右の撮影レンズ系１０２Ｌ，１０２Ｒ、撮像素子
１０３Ｌ，１０３Ｒ、撮像用処理回路１０４Ｌ，１０４
Ｒを同時に制御すれば、左右の画像データにおける上記
項目のずれを少なくできる。

【００３２】この実施例によれば、立体画像の撮影条件
を撮影時に簡単に設定できると共に、立体画像撮影装置
全体を小型化することができる。また、左右の画像デー
タとして、目標とする被写体を中心に、左右方向で均等
の情報量を含む画像データを得ることができると共に、
目標とする対象物の距離情報も得ることができる。した
がって、立体画像を観察する際の違和感を少なくでき、
安定して融像することができる。

【００３３】図４は、この発明の第２実施例を示すもの
である。この実施例は、立体画像撮影装置の撮影部の構
成を示すもので、第１実施例に示した撮像素子駆動部１
０８Ｌ，１０８Ｒを用いて撮像素子１０３Ｌ，１０３Ｒ
を移動するのに代えて、撮像素子１０３Ｌ，１０３Ｒと
して撮像範囲の大きいものを用い、これら撮像素子１０
３Ｌ，１０３Ｒからの撮像信号を、距離データ処理回路
１０６からの撮像位置制御信号に基づいて撮像用処理回
路１１２Ｌ，１１２Ｒにおいてそれぞれ処理して、第１
実施例と同様の作用を電気的に行うようにしたもので、
その他の構成は第１実施例と同様である。

【００３４】撮像素子１０３Ｌ・１０３Ｒは、撮像用処
理回路１１２Ｌ，１１２Ｒから画像データ信号として出
力する撮像範囲よりも、基本長方向の長さが１．１倍以
上、好適には１．３〜２倍程度大きいサイズのものを使
用し、それらの撮像面１１０Ｌ，１１０Ｒの中心位置
を、撮影レンズ系１０２Ｌ，１０２Ｒの各光軸に対し
て、基本長方形の外側にずらして配置する。すなわち、
画像面１１０Ｌ，１１０Ｒを撮影レンズ系１０２Ｌ，１
０２Ｒに対してオフセンタ状態で配置する。また、撮影
レンズ系１０２Ｌ，１０２Ｒは、撮像素子１０３Ｌ，１
０３Ｒの全撮像面１１０Ｌ，１１０Ｒをカバーできる程
度の開口数を有するものを用いる。

【００３５】撮像用処理回路１１２Ｌ，１１２Ｒは、図
５に一方の撮像用処理回路１１２Ｌを示すように、プリ
アンプ１１３、Ａ／Ｄ変換器１１４、メモリ１１５、Ｄ
／Ａ変換器１１６およびアドレス発生器１１７を有し、
撮像素子１０３Ｌからの撮像信号をプリアンプ１１３お
よびＡ／Ｄ変換器１１４を経てメモリ１１５に格納し、
このメモリ１１５に格納された画像データを、距離デー
タ処理回路１０６からの撮像位置制御信号に基づいてア
ドレス発生器１１７により選択して、その選択された画
像データをＤ／Ａ変換器１１６を経て出力するよう構成
する。他方の撮像用処理回路１１２Ｒについても、同様
に構成する。なお、図示しないが、各駆動系および回路
系には、装置本体内の電源部から所要の電力を供給す
る。

【００３６】以下、この実施例の動作を、図６をも参照
しながら説明するが、基本的作用は第１実施例と同様で
あるので、ここでは相違点のみを説明する。距離データ
処理回路１０６から出力される撮像位置制御信号は、撮
像用処理回路１１２Ｌ，１２１Ｒのアドレス発生器１１
７に入力される。この撮像位置制御信号は、予めプログ
ラムされた設定情報に基づき、被写体の光学像１１１
Ｌ，１１１Ｒの結像位置が、撮像面１１０Ｌ，１１０Ｒ
における撮像範囲のほぼ中心に位置するように、パルス
信号、電圧・電流信号等の形で出力される。

【００３７】一方、撮像素子１０３Ｌ（あるいは１０３
Ｒ）の撮像面１１０Ｌ（あるいは１１０Ｒ）からの全撮
像信号は、プリアンプ１１３で増幅された後、Ａ／Ｄ変
換器１１４でデジタル化されてメモリ１１５に保持され
る。また、アドレス発生記１１７は、距離データ処理回
路１０６から撮像位置制御信号を受け取り、それに基づ
いてメモリ１１５に格納された全画像部分から所望の撮
像範囲を取り出すためのアドレス信号を発生する。メモ
リ１１５は、アドレス発生記１１７からのアドレス信号
を受けて、所望の撮像範囲にある撮像データのみを出力
する。メモリ１１５から切り出されて出力された撮像デ
ータは、Ｄ／Ａ変換器１１６でアナログ信号に変換さ
れ、画像データ信号として出力される。したがって、こ
の実施例においては、メモリ１１５から出力される撮像
データの範囲、すなわち撮像範囲が、被写体の撮影距離
に応じて、撮像面１１０Ｌ，１１０Ｒにおいて遠距離時
撮像範囲１１８Ｌ，１１８Ｒから近距離時撮像範囲１１
９Ｌ，１１９Ｒの間で移動することになる。

【００３８】この実施例によれば、第１実施例における
と同様に立体画像の撮影条件を撮影時に簡単に設定でき
る他、第１実施例におけるよりも立体画像撮影装置全体
を小型化することができると共に、左右の画像データと
して、目標とする被写体を中心に、基線長方向で均等の
情報量を含む画像データを得ることができ、第１実施例
におけるよりもスムーズな提示状態を確保することがで
きる。

【００３９】図７ＡおよびＢは、この発明の第３実施例
を示すものである。この実施例は、立体画像撮影装置の
撮影部の構成を示すもので、撮影レンズ系１０２Ｌ，１
０２Ｒとしてズームレンズ系を用いると共に、それらの
基線長を変更し得るようにして、ズーム状態あるいは基
線長の変更に応じて、撮像範囲の移動量を補正するよう
にしたもので、その他の基本的構成は第２実施例と同様
である。このため、この実施例では、図７Ａに示すよう
に、撮影レンズ系１０２Ｌ，１０２Ｒの間に基線長検出
器１２０を設置け、その検出出力を立体視データ処理回
路１２１に供給する。また、撮影レンズ系１０２Ｌ，１
０２Ｒには、フォーカス調整部およびズーム調整部を含
むレンズ系状態調整部１２２Ｌ，１２２Ｒを取り付け、
これにより立体視データ処理回路１２１からのレンズ系
状態制御信号に基づいて対応する撮影レンズ系１０２
Ｌ，１０２Ｒのフォーカス状態およびズーム状態を調整
するようにする。

【００４０】また、基線長を変更するため、図７Ｂに示
すように、対応する撮影レンズ系１０２Ｌ，１０２Ｒ
と、撮像素子１０３Ｌ，１０３Ｒとをそれぞれ駆動枠１
３０Ｌ，１３０Ｒに保持し、これら駆動枠１３０Ｌ，１
３０Ｒを互いに接近および離間する方向に平行に連動し
て移動するように基線長駆動部１３１に連結し、この基
線長駆動部１３１を基線長制御回路１３２からの信号に
より制御して基線長を変更するようにする。なお、図７
Ａにおいて、撮像用処理回路１１２Ｌ，１１２Ｒには、
測距センサ１０５からの測距信号に基づいて、立体視デ
ータ処理回路１２１から撮像位置制御信号を供給する。
また、図示しないが、各駆動系および回路系には、装置
本体内の電源部から所要の電力を供給する。

【００４１】以下、この実施例の動作を説明するが、基
本的作用は第２実施例と同様であるので、ここでは相違
点のみを説明する。立体画像の撮影においては、ズーム
状態を調整して被写体の大きさを変えて撮影したり、基
線長を調整して立体効果を強調して撮影したりする場合
がある。このような場合には、ズーム状態あるいは基線
長の変更に応じて、撮像範囲の移動量を補正する必要が
ある。このため、この実施例では、立体視データ処理回
路１２１において、測距センサ１０５からの測距信号お
よび基線長検出器１２０からの基線長信号を受けて、立
体視情報信号、すなわちレンズ系状態制御信号、撮像位
置制御信号および距離データ信号の３系統に変換して出
力する。

【００４２】また、図示してないが、立体視データ処理
回路１２１は、立体画像撮影装置に設けたズーム操作ボ
タンからのズーム状態信号を受けてレンズ系状態制御信
号にフィードバックする。この立体視データ処理回路１
２１から出力されるレンズ系状態制御信号は、レンズ系
状態調整部１２２Ｌ，１２２Ｒに供給し、これにより撮
影レンズ系１０２Ｌ，１０２Ｒの各フォーカス状態およ
びズーム状態を調整する。ここで、レンズ系状態制御信
号は、予めプログラムされた設定情報に基づき、パルス
信号、電圧・電流信号等の形で出力する。

【００４３】また、立体視データ処理回路１２１から出
力される撮像位置制御信号は、撮像用処理回路１１２
Ｌ，１１２Ｒのアドレス発生器１１７に供給する。ここ
で、撮像位置制御信号は、予めプログラムされた設定情
報に基づき、被写体の光学像１１１Ｌ，１１１Ｒの結像
位置が、撮像面１１０Ｌ，１１０Ｒにおける撮像範囲の
ほぼ中心にくるように、パルス信号、電圧・電流信号等
の形で出力する。この場合の撮像範囲の横ずらし量Δ
は、例えば、基線長ｄ、撮影距離ｌ、撮像面１１０Ｌ，
１１０Ｒの撮像範囲の横幅ａ、撮像素子１０３Ｌ，１０
３Ｒで撮影できる撮像画角θとすると、Δ＝（ａｄ）／
（２ｌθ）となる。したがって、基線長の変更を基線長
ｄに反映させ、かつズーム状態を撮影画角θに反映させ
れば、撮像範囲の横ずらし量Δを補正することができ
る。

【００４４】この実施例では、上記の基線長を、外部の
設定スイッチあるいは立体視データ処理回路１２１から
の基線長設定信号に基づいて変更する。この基線長の変
更にあたっては、外部の設定スイッチあるいは立体視デ
ータ処理回路１２１からの基線長設定信号を、図７Ｂに
示す基線長制御回路１３２に基線長設定信号を入力し、
この信号に基づいて基線長制御回路１３２から基線長駆
動部１３１に基線長制御信号を供給して、左右の駆動枠
１３０Ｌ，１３０Ｒを光軸と直交する水平方向に基線長
の変更分だけ移動させる。このように、左右の駆動枠１
３０Ｌ，１３０Ｒを移動させれば、それぞれの撮影レン
ズ系１０２Ｌ，１０２Ｒおよび撮像素子１０３Ｌ，１０
３Ｒが一体に移動するので、左右の光軸間隔である基線
長を変更することができる。

【００４５】この実施例によれば、第２実施例における
と同様に立体画像の撮影条件を撮影時に簡単に設定でき
ると共に、左右の画像データとして、目標とする被写体
を中心に、基線長方向で均等の情報量を含む画像データ
を得ることができ、かつスムーズな提示状態を確保する
ことができる。したがって、立体画像を観察する際に、
違和感が少なく、融像が安定して得られる。なお、この
実施例による基線長の変更は、上述した第１実施例に適
用することもできる。

【００４６】図８は、この発明の第４実施例を示すもの
である。この実施例は、立体画像表示装置の表示部の構
成を示すもので、装置本体には、左右の眼球２０２Ｌ，
２０２Ｒが配置される側にそれぞれ表示レンズ２０３
Ｌ，２０３Ｒを配置し、それらの奥に表示素子２０４
Ｌ，２０４Ｒを配置する。表示レンズ系２０３Ｌ，２０
３Ｒは、接眼系単独、あるいは接眼系とリレー系とを組
み合わせて構成し、左右の光軸がほぼ平行になるよう設
置する。また、表示素子２０４Ｌ，２０４Ｒは、各光軸
に対して垂直な左右方向に移動可能に保持する。ここ
で、表示素子２０４Ｌ，２０４ＲとしてはＬＣＤを主体
にしているが、２次元配列ＬＥＤあるいは小型ＣＲＴで
あってもよい。さらに、表示素子２０４Ｌ，２０４Ｒの
奥には、照明光源２０５Ｌ，２０５Ｒを配置する。

【００４７】表示素子２０４Ｌ，２０４Ｒおよび照明光
源２０５Ｌ，２０５Ｒは、それぞれ表示用処理回路２０
６Ｌ，２０６Ｒに接続する。また、表示素子２０４Ｌ，
２０４Ｒは、それぞれ表示素子駆動部２０８Ｌ，２０８
Ｒに連結する。表示素子駆動部２０８Ｌ，２０８Ｒは、
図２に示した撮像素子駆動部１０８Ｌ，１０８Ｒに使用
されるものと同様のものを使用し、これらを設定データ
処理回路２０７に接続する。なお、図示しないが、各駆
動系および回路系には、装置本体内の電源部から所要の
電力を供給する。

【００４８】以下、この実施例の動作を説明する。上記
構成において、立体視するための画像データ信号は、例
えば上述した立体画像撮影装置やＣＧ生成装置、あるい
は立体画像記録・再生装置などの外部装置から供給され
る。ここで、外部装置から供給される左右の画像データ
信号は、着目する提示物が左右の画像のほぼ同一位置に
提示されるような状態に設定されているものとする。こ
れら左右の画像データ信号は、表示用処理回路２０６，
２０６Ｒにそれぞれ送られ、ここでそれぞれ表示信号に
変換されて表示素子２０４Ｌ，２０４Ｒに送られて、そ
れらの表示面上に画像が表示される。また、表示用処理
回路２０６Ｌ，２０６Ｒが稼働している期間中、照明光
源２０５Ｌ，２０５Ｒには、所要の電力が供給され、こ
れにより対応する表示素子２０４Ｌ，２０４Ｒを照明す
る。

【００４９】さらに、左右の画像データ信号に同期し
て、立体視情報信号としての距離データ信号が、設定デ
ータ処理回路２０７に入力される。この距離データ信号
には、全表示対称物の中から着目する提示物に対する提
示距離の情報が含まれている。なお、左右の画像データ
信号と距離データ信号とは、入力部が別々になっている
ので、実際には同期処理回路を外部入力部の直後に設け
て、左右の画像データ信号と距離データ信号との同期を
とってから各処理回路へ信号を振り分けるのがよい。

【００５０】設定データ処理回路２０７は、距離データ
信号を表示位置制御信号に変換して表示素子駆動部２０
８Ｌ，２０８Ｒに送出する。このように、設定データ処
理回路２０７から表示素子駆動部２０８Ｌ，２０８Ｒに
表示位置制御信号を供給することにより、左右の画像デ
ータ信号が着目する提示物とその周囲の表示対象物との
視差情報しか含んでいなくても、この表示位置制御信号
を併用することで、着目する提示物の輻輳情報を視差情
報とともに提示することができる。

【００５１】上記の表示位置制御信号は、予めプログラ
ムされた設定情報に基づいて、パルス信号、電圧・電流
信号等の形で出力する。表示素子駆動部２０８Ｌ，２０
８Ｒは、着目する提示物が表面のほぼ同一位置に表示さ
れるのを基準として、表示位置制御信号により提示距離
に応じた輻輳角を成すように表示素子２０４Ｌ，２０４
Ｒを左右方向の内側に横ずらしする。具体的には、近距
離の提示物を表示する場合に、表示素子２０４Ｌ，２０
４Ｒの間隔を、遠距離の提示物を表示する場合よりも狭
める。この場合、各々の表示素子２０４Ｌ，２０４Ｒの
狭める間隔Δ′は、例えば、眼幅長ｄ′、提示距離
ｌ′、表示素子２０４Ｌ，２０４Ｒの表示範囲の横幅
ａ′、表示素子２０４Ｌ，２０４Ｒで表示できる表示画
角θ′とおけば、Δ′＝（ａ′ｄ′）／（２ｌ′θ′）
で表すことができる。

【００５２】以上の操作により、表示素子２０４Ｌ，２
０４Ｒ上に表示される画像は、視差情報と輻輳情報とを
含んだ状態で、表示レンズ系２０３Ｌ，２０３Ｒを介し
て眼球２０２Ｌ，２０２Ｒに導かれる。なお、立体画像
を表示するには、上記以外に、左右の画像の明るさおよ
び色合いの調整が必要であるが、これらの調整は、装置
本体内に１つの制御装置を設け、左右の表示レンズ系２
０３Ｌ，２０３Ｒ、表示素子２０４Ｌ，２０４Ｒ、表示
用処理回路２０６Ｌ，２０６Ｒを同時に制御することに
より、左右の画像データにおける上記項目のずれが少な
くなるよう調整することができる。

【００５３】この実施例によれば、立体画像を表示する
際の設定を簡易化できると共に、立体画像表示装置全体
を小型化することができる。また、観察者において観察
される画像には、視差情報だけでなく、着目する提示物
の提示距離に応じた輻輳情報も含まれるので、立体画像
を違和感が少なく、安定して融像できる状態で観察する
ことができる。

【００５４】なお、この実施例では、設定データ処理回
路２０７からの表示位置制御信号によって表示素子２０
４Ｌ，２０４Ｒを横ずらしすることにより、輻輳情報を
提示するようにしたが、表示素子２０４Ｌ，２０４Ｒを
横ずらしするのに代えて、表示レンズ系２０３Ｌ，２０
３Ｒを偏心（チルトあるいはシフト）させて輻輳情報を
提示することもでき、これにより同様の効果を得ること
ができる。

【００５５】図９は、この発明の第５実施例を示すもの
である。この実施例は、立体画像表示装置の表示部の構
成を示すもので、第４実施例に示した表示素子駆動部２
０８Ｌ，２０８Ｒを用いて表示素子２０４Ｌ，２０４Ｒ
を移動するのに代えて、表示素子２０４Ｌ，２０４Ｒと
して入力される画像データ信号による表示範囲よりも大
きいものを用い、入力される画像データ信号を設定デー
タ処理回路２０７からの表示位置制御信号に基づいて表
示用処理回路２０９Ｌ，２０９Ｒにおいてそれぞれ処理
して、第４実施例と同様の作用を電気的に行うようにし
たもので、その他の構成は第４実施例と同様である。

【００５６】表示素子２０４Ｌ・２０４Ｒは、表示用処
理回路２０９Ｌ，２０９Ｒからの画像データ信号の表示
範囲よりも、基本長方向の長さが１．１倍以上、好適に
は１．３〜２倍程度大きいサイズのものを使用し、それ
らの表示面の中心位置を、表示レンズ系２０３Ｌ，２０
３Ｒの各光軸に対して、左右方向の内側にずらして配置
する。すなわち、表示面を表示レンズ系２０３Ｌ，２０
３Ｒに対してオフセンタ状態で配置する。また、表示レ
ンズ系２０３Ｌ，２０３Ｒは、表示素子２０４Ｌ，２０
４Ｒの全表示面をカバーできる程度の大きさを有するも
のを用いる。

【００５７】表示用処理回路２０９Ｌ，２０９Ｒは、図
１０に一方の表示用処理回路２０９Ｌを示すように、Ａ
／Ｄ変換器２１０、メモリ２１１、Ｄ／Ａ変換器２１
２、ドライブ回路２１３およびアドレス発生器２１４を
有し、入力される画像データ信号をＡ／Ｄ変換器２１０
を経てメモリ２１１に格納し、このメモリ２１１に格納
される画像データの所望の表示範囲を、設定データ処理
回路２０７からの表示位置制御信号に基づいてアドレス
発生器２１４により設定して、その設定された画像デー
タをＤ／Ａ変換器２１２を経てドライブ回路２１３に供
給して表示素子２０４Ｌに表示するよう構成する。他方
の表示用処理回路２０９Ｒについても、同様に構成す
る。なお、図示しないが、各回路系には、装置本体内の
電源部から所要の電力を供給する。

【００５８】以下、この実施例の動作を説明するが、基
本的作用は第４実施例と同様であるので、ここでは相違
点のみを説明する。この実施例では、表示素子２０４
Ｌ，２０４Ｒにおける有効表示面が、画像データ信号の
表示範囲よりも大きくなっており、かつ表示レンズ系２
０３Ｌ，２０３Ｒの各光軸がほぼ平行に設定されている
ので、表示面内で画像の表示範囲を左右方向に移動させ
れば、眼球２０２Ｌ，２０２Ｒに入射する光束の入射角
を変化させることができる。このため、この実施例で
は、設定データ処理回路２０７から出力される表示位置
制御信号を、表示用処理回路２０９Ｌ，２０９Ｒのアド
レス発生器２１４に入力する。この表示位置制御信号
は、予めプログラムされた設定情報に基づき、パルス信
号、電圧・電流信号等の形で出力する。

【００５９】一方、外部装置からの各画像データ信号
（ＬおよびＲ）は、対応する表示用処理回路２０９Ｌ，
２０９Ｒにおいて、Ａ／Ｄ変換器２１０によりデジタル
化してメモリ２１１に供給する。また、これと同期して
設定データ処理回路２０７から、各アドレス発生器２１
４に表示位置制御信号を供給し、この表示位置制御信号
に基づいて各アドレス発生器２１４から対応するメモリ
２１１に、表示素子２０４Ｌ，２０４Ｒの全表示面上か
ら部分的に所望の場所を表示範囲として設定するための
アドレス信号を供給し、これにより、各メモリ２１１に
おいて、表示範囲とそれ以外の部分を含む全画像データ
を格納する。なお、各メモリ２１１に格納された画像デ
ータの内、表示範囲以外の部分の画像データは何も表示
されないで黒色状態になるようにする。

【００６０】各メモリ２１１に格納された全画像データ
は、所定のタイミングで読み出し、Ｄ／Ａ変換器２１２
でアナログ信号に変換して対応するドライブ回路２１３
に供給し、ここで画像データ信号を表示信号に変換して
対応する表示素子２０４Ｌ，２０４Ｒの表示面に表示す
る。

【００６１】この実施例によれば、第４実施例における
と同様に立体画像を表示する際の設定を簡易化できる
他、第４実施例におけるよりも立体画像表示装置全体を
小型化することができる。また、左右の画像データとし
て、視差情報だけでなく、着目する提示物の提示距離に
応じた輻輳情報も得ることができるので、立体画像を観
察する際に、提示状態が第４実施例よりもスムーズとな
り、立体画像を違和感が少なく、安定して融像できる状
態で観察することができる。

【００６２】図１１は、この発明の第６実施例を示すも
のである。この実施例は、立体画像表示装置における表
示部の構成を示すもので、表示素子２０４Ｌ，２０４Ｒ
に連結してそれぞれ視度調整部２１５Ｌ，２１５Ｒを設
けると共に、距離データ信号に基づいて設定データ処理
回路２０７から視度制御信号をも発生させ、その視度制
御信号に基づいて視度調整部２１５Ｌ，２１５Ｒにより
対応する表示素子２０４Ｌ，２０４Ｒを表示レンズ系２
０３Ｌ，２０３Ｒの各光軸とほぼ平行な方向に移動させ
て視度調整するようにしたもので、その他の基本的構成
は第２実施例と同様である。なお、図示しないが、各駆
動系および回路系には、装置本体内の電源部から所要の
電力を供給する。

【００６３】以下、この実施例の動作を説明するが、基
本的作用は第５実施例と同様であるので、ここでは相違
点のみを説明する。設定データ処理回路２０７は、入力
される距離データ信号に基づいて、表示素子２０４Ｌ，
２０４Ｒに表示される画像の輻輳状態と視度調整部２１
５Ｌ，２１５Ｒによる視度状態とが連動するタイミング
で、表示位置制御信号および視度制御信号を出力し、表
示位置制御信号を表示用処理回路２０９Ｌ，２０９Ｒ
に、視度制御信号を視度調整部２１５Ｌ，２１５Ｒにそ
れぞれ供給する。ここで、視度制御信号は、予めプログ
ラムされた設定情報に基いて、着目する提示物の提示距
離に応じた視度状態を変更できるよう、パルス信号、電
圧・電流信号等の形で出力する。具体的には、着目する
提示物の提示距離が近距離の場合は、遠距離の場合に比
べて、表示素子２０４Ｌ，２０４Ｒを表示レンズ系２０
３Ｌ，２０３Ｒ側に位置させるように移動させる。

【００６４】なお、この実施例では、表示素子２０４
Ｌ，２０４Ｒを表示レンズ系２０３Ｌ，２０３Ｒの各光
軸とほぼ平行な方向に移動させて視度調整するようにし
たが、表示レンズ系２０３Ｌ，２０３Ｒのフォーカシン
グレンズを駆動して視度調整するよう構成することもで
きると共に、この場合のフォーカシングレンズとして、
液晶レンズ、弾性レンズ、位相変調レンズを用いること
もできる。

【００６５】この実施例によれば、第５実施例と同様に
立体画像を表示する際の設定を簡易化することができ
る。また、左右の画像データとして、視差情報だけでな
く、着目する提示物の提示距離に応じた輻輳情報と視度
情報（眼球の調節情報）とを得ることができるので、立
体画像の提示状態が第５実施例におけるよりもスムーズ
となり、したがって立体画像を違和感が少なく、十分安
定して融像できる状態で観察することができる。

【００６６】なお、上述した立体画像撮影装置および立
体画像表示装置は、それぞれ単独で使用することもでき
るし、これらを組み合わせて使用することもできる。ま
た、テレエグジスタンス等では、立体画像撮影装置と立
体画像表示装置との組み合わせにおいて、立体画像撮影
装置に撮像素子１０３Ｌ，１０３Ｒや画像面１１０Ｌ，
１１０Ｒの各撮像範囲の横ずらし機構がない場合もあ
る。この場合には、立体画像撮影装置から、距離データ
以外に、左右の撮影レンズ系１０２Ｌ，１０２Ｒの撮影
画角データおよび基線長データを立体画像表示装置に送
出して、これらのデータに基づいて表示素子２０４Ｌ，
２０４Ｒや左右の表示範囲を横ずらしすればよい。この
場合、表示素子２０４Ｌ，２０４Ｒまたは左右の表示範
囲を横ずらしする間隔Δ′は、立体画像撮影装置から送
出される左右の撮影レンズ系１０２Ｌ，１０２Ｒの基線
長ｄ、撮影画角θとし、立体画像表示装置における左右
の表示レンズ系２０３Ｌ，２０３Ｒの眼幅長ｄ′、提示
距離ｌ′、表示面の表示範囲の横幅ａ′、表示画角θ′
とすると、Δ′＝｛ａ′／（２ｌ′）｝（ｄ／θ−ｄ′
／θ′）とすればよい。ただし、Δ′が負のときは、表
示素子２０４Ｌ，２０４Ｒを狭めればよい。以上のよう
に構成すれば、立体画像撮影装置の構成を簡略化するこ
とができると共に、立体画像表示装置により種々の立体
画像撮影装置に対応する立体画像を表示することができ
る。

【００６７】また、逆に、立体画像表示装置において、
表示素子２０４Ｌ，２０４Ｒや左右の表示面の横ずらし
機構を省くこともできる。この場合、立体画像表示装置
で正しい輻輳角が得られるように、立体画像撮影装置側
で調節する必要があるが、この調整を行うための撮像素
子１０３Ｌ，１０３Ｒまたは左右の撮像範囲の横ずらし
する間隔Δは、撮影距離ｌ、撮像面１１０Ｌ，１１０Ｒ
の撮像範囲の横幅ａとすると、Δ＝｛ａ／（２ｌ）｝
（ｄ′／θ′−ｄ／θ）とすればよい。なお、この場合
において、眼幅長が６５ｍｍ前後でほぼ一定と見なせる
場合には、立体画像撮影装置には立体画像表示装置にお
ける表示画角θ′のみを入力しておけばよい。また、立
体画像表示装置から表示画角データと眼幅長データと
を、立体画像撮影装置へ送ってもよい。以上のように構
成すれば、立体画像表示装置の構成を簡略化することが
できると共に、立体画像撮影装置により種々の立体画像
表示装置に対応する立体画像を撮影することができる。

【００６８】図１２は、この発明の第７実施例を示すも
のである。この実施例は、立体画像記録・再生装置にお
ける記録・再生部に関する構成を示し、記録系は記録用
時分割処理回路３０１、画像記録部３０２および距離デ
ータ記録部３０３を有し、再生系は画像再生部３０５、
再生用時分割処理回路３０６および距離データ再生部３
０７を有する。また、この実施例では、記録媒体として
磁気テープ３０４を用いる。記録用時分割処理回路３０
１は画像記録部３０２に接続し、画像記録部３０２は距
離データ記録部３０３に接続する。また、画像再生部３
０５は、再生用時分割処理回路３０６および距離データ
再生部３０７にそれぞれ接続する。なお、図示しない
が、磁気テープ３０４の駆動系および各回路系には、装
置本体内の電源部から所要の電力を供給する。

【００６９】以下、この実施例の動作を、図１３を参照
しながら説明する。まず、画像データと距離データとの
記録について説明する。外部装置からの左右の画像デー
タ信号は、記録用時分割処理回路３０１に供給され、こ
こで時分割されて交互に画像記録部３０２に送出され
る。この画像記録部３０２に交互に供給された左右の画
像データ信号は、該画像記録部３０２において磁気テー
プ３０４に記録できる信号形式に変換されて、磁気テー
プ部３０８の画像データ保存部３０９に交互に記録され
る。なお、この実施例では、１つの画像データ保存部３
０９に左右の画像データを交互に記録するようにしてい
るが、画像データ保存部を左用と右用との２つに分け
て、左右の画像データをそれぞれ分離して記録してもよ
い。

【００７０】また、外部装置からの距離データ信号は、
距離データ記録部３０３に供給されて磁気テープ３０４
に記録できる信号形式に変換され、磁気テープ部３０８
の距離データ保存部３１１に画像データと同期した状態
で記録される。なお、画像データ信号と距離データ信号
とは、ほぼ同じタイミングで入力されるので同期がとら
れた状態にあるが、好ましくは画像記録部３０２と距離
データ記録部３０３との間で同期をとる制御手段を設け
ておく。また、上記以外のデータとして、音響データ
を、磁気テープ部３０８の音響データ保存部３１０を利
用して保存することができる。

【００７１】次に、磁気テープ３０４に記録された画像
データと距離データとの再生動作について説明する。磁
気テープ部３０８の画像データ保存部３０９に記録され
た左右の画像データは、画像再生部３０５により交互に
読み取られ、シリアルな画像データ信号に変換されて再
生用時分割処理回路３０６に供給され、ここで左右の画
像データ信号に分離されて外部装置に出力される。ま
た、画像再生部３０５において読み取られている画像デ
ータに対応する距離データは、その画像データの読み取
りに同期して、距離データ再生部３０７で読み取られ、
ここで距離データ信号に変換されて外部装置に画像デー
タ信号とともに出力される。なお、磁気テープ３０４に
は、画像データと距離データとが同期して記録されてい
るので、再生においてもこれらを同期して読み取ること
ができるが、両者の信号を確実に同期させるためには、
好ましくは画像再生部３０５と距離データ再生部３０７
との間または出力部にタイミングを合わせる制御手段を
設けておく。

【００７２】この実施例によれば、立体画像の記録・再
生時における条件設定を簡易化できると共に、立体画像
記録・再生装置全体を小形化することができる。また、
記録媒体には、左右の画像データと、着目する提示物の
距離情報とが同期した状態で記録されるので、立体画像
データとして画像データおよび両眼視差の情報だけでな
く、両眼輻輳、眼球の調節作用の情報を含んだ状態での
記録・再生が可能となる。なお、この実施例では、記録
媒体として磁気テープ３０４を用いて左右の画像を時分
割した状態で記録・再生するようにしたが、記録媒体と
して、光磁気ディスク、磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等
の光ディスクを用いた記録方式を採用することもでき
る。

【００７３】図１４は、この発明の第８実施例を示すも
のである。この実施例は、立体画像記録・再生装置にお
ける記録・再生部に関する構成を示すもので、回転ヘッ
ド４０１および固定ヘッド４０２を有する公知の記録・
再生部４０３を利用して、磁気テープ４０４に従来と同
じ記録フォーマットで画像データ、音声データおよび立
体視情報信号を記録すると共に、磁気テープ４０４に記
録されたこれらの信号を再生し得るようにしたものであ
る。

【００７４】このため、この実施例では、外部装置から
の左右の画像データを、切り換え回路４０５に供給し
て、左右の画像データを交互に切り換えながら回転ヘッ
ド４０１に供給すると共に、この回転ヘッド４０１に外
部装置からの左右の音声データをも供給して、これら画
像データおよび音声データを回転ヘッド４０１により磁
気テープ４０４にハイファイ記録する。また、左右の画
像データに同期して外部装置から入力される立体視情報
信号は、信号変換回路４０６で変換して固定ヘッド４０
２に供給し、これにより磁気テープ４０４のオーディオ
トラックに記録する。

【００７５】また、上記のようにして磁気テープ４０４
に記録された信号は、同様にして回転ヘッド４０１およ
び固定ヘッド４０２で読み取って再生する。ここで、信
号変換回路４０６は、固定ヘッド４０２での記録に適し
た周波数、すなわち音声信号として存在する１００〜１
００００Ｈｚの周波数で、音声信号に相当するレベルを
有する基本信号を立体視情報信号に基づいて変調して固
定ヘッド４０２に供給する。

【００７６】図１５Ａ〜Ｆは、信号変換回路４０６にお
ける各種の変調方式を説明するための図で、図１５Ａお
よびＢは振幅変調方式を、図１５ＣおよびＤは周波数変
調方式を、図１５ＥおよびＦは振幅変調方式および周波
数変調方式を両用した変調方式を示す。これらの変調方
式においては、基本信号を音声信号周波数帯域の中心の
１０ｋＨｚ程度の正弦波として、この基本信号を立体視
情報信号に基づいて変調するようにしたものである。

【００７７】すなわち、振幅変調方式においては、基本
信号の振幅を、立体視情報信号、例えば距離データに基
づいて、遠距離の場合には図１５Ａに示すように大きく
し、近距離の場合には図１５Ｂに示すように小さくす
る。このようにして記録すれば、再生時において信号振
幅から距離データを得ることができる。

【００７８】また、周波数変調方式においては、基本信
号の周波数を、立体視情報信号、例えば距離データに基
づいて、遠距離の場合には図１５Ｃに示すように高く
し、近距離の場合には図１５Ｄに示すように低くする。
このようにして記録すれば、再生時において信号の周波
数から距離データを得ることができる。なお、この周波
数変調方式においては、周波数帯域によって立体視情報
を選別することもでき、これにより複数の立体視情報を
区別して記録することができる。

【００７９】さらに、振幅変調方式および周波数変調方
式を両用する変調方式においては、基本信号の振幅を立
体視情報信号のうちの例えば輻輳角データに基づいて、
輻輳角が大きい場合には振幅が大きく、輻輳角が小さい
場合には振幅が小さくなるように変調し、基本信号の周
波数を立体視情報信号のうちの例えば距離データに基づ
いて、遠距離の場合には高く、近距離の場合には低くな
るように変調する。このようにして変調すれば、近距離
で輻輳角が大きい場合には図１５Ｅに示すようになり、
遠距離で輻輳角が小さい場合には図１５Ｆに示すように
なる。したがって、再生時に信号の振幅および周波数を
検出すれば、１つの信号で、輻輳角データおよび距離デ
ータの２つの立体視情報信号を得ることができる。

【００８０】なお、立体視情報信号は、上記のアナログ
変調方式による記録の他、デジタル変調方式によっても
記録することができ、これにより距離データ、輻輳角デ
ータおよび基線長データの任意の１つまたは複数の立体
視情報信号を記録することができる。

【００８１】この実施例によれば、回転ヘッド４０１お
よび固定ヘッド４０２を有する公知の記録・再生部４０
３を用いて、立体視情報信号を含む立体画像信号を磁気
テープ４０４に従来と同じ記録フォーマットで記録・再
生することができるので、第７実施例におけるよりも装
置を安価にできる利点がある。

【００８２】図１４に示した立体画像記録・再生装置と
上述した立体画像撮影装置とを組み合わせる場合におい
て、両者が近くにある場合には、立体視情報信号用の転
送ラインを増設することで立体画像記録・再生装置に所
要の信号を供給することができる。しかしながら、両者
が離れている場合には、電波によって立体画像撮影装置
の出力信号を立体画像記録・再生装置に転送する必要が
ある。以下、この場合の転送方式として、現状のＮＴＳ
Ｃ方式を用いる転送方式について説明する。

【００８３】周知のように、ＮＴＳＣ方式のテレビジョ
ン放送においては、図１６ＡおよびＢに示すように、映
像信号、音声信号の主チャネル信号および副チャネル信
号、制御チャネル信号を周波数多重して伝送している。
そこで、立体視情報信号を音声信号に類似した信号に変
換し、この信号を音声信号の副チャネル信号とし、他の
信号は従来通りとして伝送する。このようにすれば、音
声信号をステレオで聞くことはできないが、従来方式の
ままで、立体視情報信号を含んだ信号を伝送することが
できる。

【００８４】この発明の第９実施例においては、８ｍｍ
ビデオデッキのようにハイファイ録音とＰＣＭ録音が可
能な画像記録・再生装置において、音声信号をハイファ
イ録音部に記録し、立体視情報信号をＰＣＭ録音部に記
録する。このため、この実施例では、デジタル化された
信号の記録フォーマットを、図１７に示すようにヘッ
ダ、コードおよびデータの３種でレコードを構成するよ
うにし、ヘッダにおいてレコードの始を検出し、コード
において立体視情報信号の種類を認識し、データにおい
て数値データを把握するようにする。

【００８５】このようにして記録すれば、立体視情報信
号は、映像信号のように高速で、かつ連続的である必要
はないので、数種類の立体視情報信号を記録して活用す
ることができる。また、データ長も数バイトまで拡張す
ることができるので、微妙な動きの再現も可能となる。
このように、ＰＣＭ録音部を利用することで、立体視情
報信号の利用効率を増大することができる。

【００８６】なお、図１２、図１４および図１７に示し
た実施例では、立体画像記録・再生装置として説明した
が、立体画像記録装置と立体画像再生装置とを分離して
構成することもできる。

【００８７】

【発明の効果】以上のように、この発明の立体画像撮影
装置によれば、立体画像の撮影時に撮影条件を簡単に設
定することができると共に、立体画像撮影装置を小型化
することができる。また、左右の画像データとして、目
標とする被写体を中心に左右方向で均等の情報量を含む
画像を提示することができるので、目標とする対象物の
距離情報も確保することができる。

【００８８】また、この発明の立体画像表示装置によれ
ば、立体画像を表示する際の設定を簡易化できると共
に、立体画像表示装置を小型化することができる。ま
た、左右の画像データとして、視差情報だけでなく、着
目する提示物の提示距離に応じた輻輳状態および視度状
態も再現することができる。

【００８９】さらに、この発明の立体画像記録・再生装
置によれば、立体画像の記録・再生時における条件設定
を簡易化できると共に、立体画像記録・再生装置の小型
化を実現できる。また、左右の画像データと、着目する
提示物の距離情報とを同期した状態で、これらを記録媒
体に対して記録・再生することができる。

【００９０】このように、上記の各装置においては、立
体画像データとして、画像データと両眼視差の情報だけ
でなく、着目する提示物の距離情報を含ませることがで
きるので、立体画像を観察する際に、違和感が少なく、
安定して融像することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明にかかる立体画像撮影装置、立体画像
表示装置および立体画像記録・再生装置を用いる立体画
像システムの一例を示す図である。

【図２】この発明の第１実施例としての立体画像撮影装
置の撮像部の構成を示す図である。

【図３】第１実施例の動作を説明するための図である。

【図４】この発明の第２実施例としての立体画像撮影装
置の撮影部の構成を示す図である。

【図５】図４に示す撮像用処理回路の一例の構成を示す
ブロック図である。

【図６】第２実施例の動作を説明するための図である。

【図７】この発明の第３実施例としての立体画像撮影装
置の撮影部の構成を示す図である。

【図８】この発明の第４実施例としての立体画像表示装
置の表示部の構成を示す図である。

【図９】この発明の第５実施例としての立体画像表示装
置の表示部の構成を示す図である。

【図１０】図９に示す表示用処理回路の一例の構成を示
すブロック図である。

【図１１】この発明の第６実施例としての立体画像表示
装置の表示部の構成を示す図である。

【図１２】この発明の第７実施例としての立体画像記録
・再生装置の記録・再生部に関する構成を示す図であ
る。

【図１３】第７実施例の動作を説明するための図であ
る。

【図１４】この発明の第８実施例としての立体画像記録
・再生装置の記録・再生部に関する構成を示す図であ
る。

【図１５】図１４に示す信号変換回路における変調方式
を説明するための図である。

【図１６】立体画像信号および立体視情報信号の転送方
式を説明するための図である。

【図１７】この発明の第９実施例としての立体画像記録
・再生装置における立体視情報信号の記録フォーマット
を説明するための図である。

【符号の説明】

１００立体カメラ２００ＨＭＤ３００磁気テープ装置１０２Ｌ，１０２Ｒ撮影レンズ系１０３Ｌ，１０３Ｒ撮像素子１０４Ｌ，１０４Ｒ撮像用処理回路１０５測距センサ１０６距離データ処理回路１０７Ｌ，１０７Ｒフォーカス調整部１０８Ｌ，１０８Ｒ撮像素子駆動部１１０Ｌ，１１０Ｒ撮像面１１１Ｌ，１１１Ｒ光学像１１２Ｌ，１１２Ｒ撮像用処理回路１１３プリアンプ１１４Ａ／Ｄ変換器１１５メモリ１１６Ｄ／Ａ変換器１１７アドレス発生器１１８Ｌ，１１８Ｒ遠距離時撮像範囲１１９Ｌ，１１９Ｒ近距離時撮像範囲１２０基線長検出器１２１立体視データ処理回路１２２Ｌ，１２２Ｒレンズ系状態調整部１３０Ｌ，１３０Ｒ駆動枠１３１基線長駆動部２０２Ｌ，２０２Ｒ眼球２０３Ｌ，２０３Ｒ表示レンズ２０４Ｌ，２０４Ｒ表示素子２０５Ｌ，２０５Ｒ照明光源２０６Ｌ，２０６Ｒ表示用処理回路２０７設定データ処理回路２０８Ｌ，２０８Ｒ表示素子駆動部２０９Ｌ，２０９Ｒ表示用処理回路２１０Ａ／Ｄ変換器２１１メモリ２１２Ｄ／Ａ変換器２１３ドライブ回路２１４アドレス発生器２１５Ｌ，２１５Ｒ視度調整部３０１記録用時分割処理回路３０２画像記録部３０３距離データ記録部３０４磁気テープ３０５画像再生部３０６再生用時分割処理回路３０７距離データ再生部３０８磁気テープ部３０９画像データ保存部３１０音響データ保存部３１１距離データ保存部４０１回転ヘッド４０２固定ヘッド４０３記録・再生部４０４磁気テープ４０５切り換え回路４０６信号変換回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体を撮像する左右の撮影光学系と、
これら左右の撮影光学系で撮像される被写体像を画像信
号に変換して出力する左右の撮像素子とを有する立体画
像撮影装置において、前記被写体までの撮影距離を検出する距離検出手段と、この距離検出手段からの撮影距離情報に基づいて立体視
情報信号を出力する立体視情報処理手段と、この立体視情報信号に基づいて、前記左右の撮影光学系
の光軸を固定した状態で、画像信号として出力すべき前
記左右の撮像素子における前記被写体像の撮像範囲を制
御する制御手段とを具えることを特徴とする立体画像撮
影装置。
【請求項２】被写体を撮像する左右の撮影光学系と、
これら左右の撮影光学系で撮像される被写体像を画像信
号に変換して出力する左右の撮像素子とを有する立体画
像撮影装置において、前記被写体までの撮影距離を検出する距離検出手段と、前記左用の撮影光学系および撮像素子と、前記右用の撮
影光学系および撮像素子とをそれぞれ一体に移動させ
て、前記左右の撮影光学系の光軸間隔である基線長を変
更する基線長変更手段と、前記左右の撮影光学系の基線長を検出する基線長検出手
段と、前記距離検出手段からの撮影距離情報および前記基線長
検出手段からの基線長情報に基づいて立体視情報信号を
出力する立体視情報処理手段と、この立体視情報信号に基づいて、画像信号として出力す
べき前記左右の撮像素子における前記被写体像の撮像範
囲を制御する制御手段とを具えることを特徴とする立体
画像撮影装置。
【請求項３】入力される立体画像信号を表示する左右
の画像表示素子と、これら左右の画像表示素子に表示さ
れる画像を左右の眼球に導く左右の表示光学系とを有す
る立体画像表示装置において、前記立体画像信号に同期して入力される撮影距離に関す
る立体視情報信号に基づいて、立体画像表示における設
定情報信号を出力する設定情報処理手段と、この設定情報信号に基づいて、少なくとも前記左右の表
示光学系の光軸に対して前記左右の画像表示素子に表示
される画像位置を制御する制御手段とを具えることを特
徴とする立体画像表示装置。
【請求項４】入力される立体画像信号を記録媒体に記
録する立体画像記録部および／または記録された前記立
体画像信号を再生する立体画像再生部を有する立体画像
記録および／または再生装置において、前記立体画像信号に同期して入力される撮影距離に関す
る立体視情報信号を前記記録媒体に記録する立体視情報
記録部、および／または前記立体画像信号と同期して記
録された前記立体視情報信号を再生する立体視情報再生
部を具えることを特徴とする立体画像記録および／また
は再生装置。