JPH0795624A - 光学装置 - Google Patents

光学装置

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JPH0795624A
JPH0795624A JP5239809A JP23980993A JPH0795624A JP H0795624 A JPH0795624 A JP H0795624A JP 5239809 A JP5239809 A JP 5239809A JP 23980993 A JP23980993 A JP 23980993A JP H0795624 A JPH0795624 A JP H0795624A
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JP
Japan
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optical
deflecting
distance
optical axis
photographing
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Withdrawn
Application number
JP5239809A
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English (en)
Inventor
Yusuke Furue
祐輔 古江
Shigeru Oshima
茂 大島
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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  • Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 2本の撮影光学系を並列配置し、撮像した映
像信号から立体視情報を得る様にした装置で、撮影光学
系の前方に光屈折を利用した偏向部材で撮影光学系の光
軸を屈折させて、撮影光学系の合焦した物体に偏向させ
た光軸を指向させる際に偏向部材による画質の低下を減
少させることを目的とする。 【構成】 2本の撮影光学系の前方に夫々の光軸を屈折
偏向させる偏向部材を配置し、光学系の焦点調節に同期
させて夫々の光軸を物体へ向けて偏向させる装置におい
て、所定の有限物体距離で両光軸の延長線が交差すると
き偏向部材は光軸を屈折偏向させることなく通過する様
に諸光学成分を配置した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば立体画像の観察
に使われる様な複数の画像を得る為の装置に関し、所定
の基線長隔ててテレビカメラを配置し、該2つのテレビ
カメラで得られるテレビ画像を用いて画像を観察する
際、簡易な方法により容易にしかも迅速に無限遠にある
物体から近距離にある物体に至るまで物体距離全般にわ
たり良好なる画像の観察が行えるようにした画像撮影装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の立体画像撮影装置としては特開平
2−276395号実施例に記載されているように2つ
の撮影光学系を光軸が互いに平行となるように配置し、
各々の光軸上前方に、各々2つの楔形プリズムをそのプ
リズム頂角が対向して互いに逆方向に回動可能となるよ
うにした偏向部材を配置し、偏向部材の楔形プリズムの
回動操作が撮影光学系のフォーカス部の回動操作と連動
するようにして撮影系のフォーカス部を回動操作したと
きに焦点が合う物体と各々の偏向部材の2つの楔形プリ
ズムの回動に伴って、対応する2つの撮影光学系の光軸
上に相当する光束がプリズム作用で偏向されて物体側で
交差する点とほぼ一致するようにしたものが知られてい
る。
【0003】以下、図6、図7により公知の一例を略説
する。
【0004】図中、11(12)は偏向部材であり、後
述する撮影系1(2)の前方に配置されている。偏向部
材11(12)はプリズム頂角の等しい2つの楔形プリ
ズム11a,11b(12a,12b)をプリズム頂角
が対向して互いに逆方向に回動可能となるように組合わ
せて構成されており、図7に示すように、基準状態(無
限遠にある物体を対象としたとき)では2つのプリズム
11a,11b(12a,12b)より全体として平行
平面となるように設定されている。
【0005】1,2は各々撮影系でありズームレンズや
固定焦点距離レンズ等から成り、各々の光軸1b,2b
が所定の基線長隔てて互いに平行となるように配置され
ている。1a(2a)は撮影光学系1′(2′)のフォ
ーカス部であり、焦点調節の為の回動が駆動手段13
(14)により偏向部材11(12)の回動操作と連動
して駆動制御されるように構成されている。3(4)は
テレビ画像表示部であり撮像器1C(2C)より得られ
た物体9の物体像を表示している。5,6は各々偏向フ
ィルターであり表示部3,4面上にその偏光軸が互いに
直交するようにして装着されている。7はハーフミラー
であり表示部3に表示された画像と表示部4に表示され
た画像を観察者10方向に導光している。8は偏光メガ
ネであり観察者10の左右の眼用の互いに偏光軸が直交
するように配置した2つの偏光フィルター8a,8bを
有している。
【0006】該2つの偏光フィルター8a,8bの偏光
軸方向は各々対応する偏光フィルター5,6の偏光軸方
向と略一致している。
【0007】即ち偏光フィルター5と偏光フィルター8
aの偏光軸方向は略一致しており、偏光フィルター6と
偏光フィルター8bの偏光軸方向は略一致している。
【0008】これにより観察者10の右眼には撮影系1
に基づく表示部3の画像のみが、又左眼には撮影系2に
基づく表示部5の画像のみが各々同じ方向に観察される
ようにして立体画像が観察されるようにしている。
【0009】15はフォーカス操作部であり観察者10
のフォーカス操作により電動的にモータ等から成る駆動
手段13(14)を駆動させフォーカス部1a(2a)
を回動駆動させ光軸上移動させると共に偏光部材11
(12)のプリズム11a,11b(12a,12b)
を各々互いに逆方向に回動させている。
【0010】図7に示すように観察物体9が無限遠距離
にあるときは偏向部材11(12)の2つのプリズム1
1a,11b(12a,12b)で全体として平行平面
となるように設定している。又このとき撮影光学系1′
(2′)のフォーカス部1a(2a)も当然無限遠に焦
点が合うように設定されている。
【0011】これにより無限遠物体からの光束が偏向部
材11(12)を介して撮影系1(2)の撮像面1c
(2c)上に結像されるようにしている。
【0012】一方、図6に示すように観察物体9が有限
距離に位置しているときは観察者は撮影系1(2)のフ
ォーカス操作部15により駆動手段13(14)を電気
的に又は手動的に駆動させ、撮影光学系1′(2′)の
フォーカス部1a(2a)を光軸上移動させて観察物体
に焦点が合うようにしている。又このときフォーカス部
1a(2a)の回動操作と連動させて偏向部材11(1
2)のプリズム11a,11b(12a,12b)を互
いに逆方向に回動させて全体として所定のプリズム頂角
を有するようにし光束を偏向させている。
【0013】このとき2つのプリズム11a,11b
(12a,12b)のプリズム作用の合成(ベクトル合
成)により撮影系1(2)の光軸1b(2b)の延長線
が偏向されて観察物体9面上に略交互するようにしてい
る。
【0014】これにより有限物体からの光束が偏向部材
11(12)を介して撮影系1(2)の撮像面1c(2
c)上に結像されるようにしている。
【0015】しかしながらこの従来例では無限遠の物体
距離に対して撮影光学系の光軸が互いに平行になる様に
配置しているため改善の余地がある。
【0016】すなわち、観察物体が近距離にあるときは
光軸が楔形プリズムで偏向される角度が大きいので、波
長による屈折率の差で色収差が発生すると同時に非点収
差も発生し、該撮影系の性能が低下しやすい。一方、観
察物体が無限遠にあるときは、光軸が楔形プリズムで偏
向される角度が小さいので、該撮影系の性能低下は小さ
い。
【0017】従って、観察物体が近距離にあるときと、
無限遠にあるときとの撮影系の性能差が大きい。とくに
至近距離の短い撮影光学系や室内撮影等近距離被写体の
みを撮影する場合にはこの性能低下が現われやすい。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】本発明は光軸を偏向さ
せる手段で光の屈折を利用する場合、装置の使用状態や
使用頻度を考慮して良好な画像が得られる様にすること
を課題とする。
【0019】
【課題を解決するための手段】組をなす対物光学系の光
軸上に夫々の光軸を屈折偏向させる光学部材を配置し、
対物光学系の焦点調節に同期させて前記光学部材により
夫々の光軸を物体へ向けて偏向させる装置において、無
限遠より対物光学系に近い所定の有限物体距離で両光軸
の延長線が交差するとき前記光学部材は光軸を屈折偏向
させることなく通過する様に諸光学要素を配置した。
【0020】また後述する実施例に基づいてより具体的
に述べれば、2つの撮影光学系の光軸上前方に各々の光
軸を観察物体の方向へ偏向させる作用をなすために各々
2つの楔形プリズムをそのプリズム頂角が対向して互い
に逆方向に回動可能となるようにした偏向部材を配置
し、偏向部材の楔形プリズムの回動操作か撮影光学系の
フォーカス部の回動操作と連動するようにし、撮影光学
系のフォーカス部を回動操作したときの焦点が合う物体
と各々の偏向部材の2つの楔形プリズムの回動に伴っ
て、対応する2つの撮影光学系の光軸上に相当する光束
がプリズム作用で偏向されて物体側で交差する点とがほ
ぼ一致するように各要素を設定した立体画像撮影装置に
おいて、被写体距離の最短をSmin、最長をSmax
とするとき、2/S=1/Smin+1/Smaxを満
足するような距離S近傍で、該2つの撮影光学系の光軸
の延長線が交わるようにしている。
【0021】
【実施例】図1〜図3は本発明を適用した1実施例の要
部を示す断面図であり撮影系と偏向部材のみを描いてい
る。他の構成要素は図6、図7と同じであるので省略し
ている。符番は図6と同じものを使用するが、1Cと2
Cは色分解プリズムと撮像素子を示すものとする。
【0022】本実施例では、被写体距離の範囲を最至近
距離(=Smin)から無限遠(=Smax)としてい
るので、S=最至近距離×2となる。図1は基準状態を
示す平面図であり、2つの撮影光学系1′(2′)の光
軸1b(2b)の延長線が偏向部材11(12)から最
至近距離×2離れた所で交わるように撮影系1(2)と
偏向部材11(12)を配置している。このとき、2つ
のプリズム11a,11b(12a,12b)は、全体
として平行平面となるように設定されているので、光軸
(あるいは光束)は屈折せずに通過する。また、撮影光
学系1′(2′)のフォーカス部1a(2a)は、偏向
部材11(12)から最至近距離×2離れた所で焦点が
合うように設定している。これにより物体からの光束が
偏向部材11(12)を介して撮影系1(2)の撮像面
1c(2c)上に結像するようになり、立体画像が観察
される。
【0023】図2は、観察物体9が偏向部材11(1
2)から最至近距離だけ離れた所にあるときの状態を示
す平面図である。図1から図2の状態に変わるとき(観
察物体が最至近距離の2倍の距離から最至近距離に変わ
るとき)の撮影光学系と偏向部材の操作方法は以下のと
おりである。すなわち、撮影光学系1′(2′)のフォ
ーカス部1a(2a)を光軸上移動させることで最至近
距離にある観察物体に焦点が合うようにする。
【0024】またフォーカス部1a(2a)の回動操作
と連動させて偏向部材11(12)のプリズム11a,
11b(12a,12b)はそれぞれ物体9から見て、
プリズム11a,12bは時計回りに、プリズム11
b,12aは反時計回りに回転し、全体として所定のプ
リズム頂角を有するようにして光束を偏向させる。この
とき、2つのプリズム11a,11b(12a,12
b)のプリズム作用の合成(ベクトル合成)により撮影
光学系1′(2′)の光軸1b(2b)上の延長線が偏
向されて、観察物体9面上でほぼ交差するようにしてい
る。これにより物体からの光束が偏向部材11(12)
を介して撮影系1(2)の撮像面1c(2c)上に結像
することで、その後、立体画像が観察される。図3は、
観察物体が無限遠にあるときの状態を示す平面図であ
る。図1から図3の状態に変わるとき(観察物体が最至
近距離の2倍の距離から無限遠に変わるとき)の撮影光
学系と偏向部材の操作方法は以下のとおりである。すな
わち撮影光学系1′(2′)のフォーカス部1a(2
a)を光軸上移動させることで無限遠にある観察物体に
焦点が合うようにする。また、フォーカス部1a(2
a)のくり出しのための回動操作と連動させて偏向部材
11(12)のプリズム11a,11b(12a,12
b)はそれぞれ物体9から見て、プリズム11a,12
bは反時計回りに、プリズム11b,12aは時計回り
に回転し全体として所定のプリズム頂角を有するように
して光束を偏向させる。このとき2つのプリズム11
a,11b(12a,12b)のプリズム作用の合成
(ベクトル合成)により撮影光学系1(2)の光軸1b
(2b)の延長線が偏向されて、観察物体9に向かうよ
うになっている。
【0025】これにより無限遠にある物体からの光束が
偏向部材11(12)を介して撮影系1(2)の撮像面
1c(2c)上に結像することで立体画像が観察され
る。ここで本実施例における光線の偏向角と光学性能と
の関係について考察してみる。観察物体が最至近距離×
2倍の距離の所にあるときは楔形プリズムが全体として
平行平面と等しくなり、撮影系の光軸が偏向される角度
は小さく性能の低下も少ない。
【0026】一方、観察物体が最至近距離にあるときと
無限遠にあるときは基準状態から互いに逆方向に同じ角
度、楔形プリズムを回転するので、光軸の偏向角は等し
くなる。従って観察物体が最至近距離と無限遠にあると
きの撮影系の性能の低下は等しくなる。
【0027】図4、図5は本発明を適用した他の実施例
の要部断面図であり、図1〜3と同様に撮影系と偏向部
材のみを描いている。本実施例においても被写体距離の
範囲を最至近距離(=Smin)から無限遠(=Sma
x)とするので、S=最至近距離×2となる。図4は、
観察物体が近距離にあることが多く、近距離での性能を
重視した撮影系に本発明を適用した例であり、2つの撮
影光学系の光軸の延長線が最至近距離(=Smin)と
最至近距離の2倍の距離(=S)の間で交わるようにし
ている。この状態から観察物体が、より近距離になった
場合、あるいは遠距離になった場合の撮影光学系、偏向
部材の操作方法は前実施例と同様である。また図5は観
察物体が遠距離にあることが多く、遠距離での性能を重
視した撮影系に本発明を適用した例であり、2つの撮影
光学系の光軸の延長線が最至近距離の2倍の距離(=
S)と無限遠(=Smax)の間で交わるようにしてい
る。この状態から観察物体がより近距離になった場合、
あるいはより遠距離になった場合の撮影光学系、偏向部
材の操作方法も、前実施例と同様である。このように撮
影系の使用目的や使用頻度に応じて、2つの撮影光学系
の光軸の延長線が交わる距離を変えることで本発明の適
用範囲を広げることが可能となる。尚、偏向部材11
(12)と撮影光学系1′(2′)の間に反射鏡の様な
固定の偏向素子で光軸1b(2b)を折り曲げて撮影光
学系自体は平行配置することもできる。また本発明は立
体テレビ以外の画像処理分野あるいは双眼観察鏡などに
も応用できる。
【0028】
【発明の効果】本発明は、用途に適した物体距離あるい
は使用頻度の多い物体距離もしくはそれに近い物体距離
する物体に対する画質を向上させることが可能となる効
果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の基準状態を示す要部光学断面
図。
【図2】実施例の近距離状態を示す要部光学断面図。
【図3】実施例の遠距離状態を示す要部光学断面図。
【図4】別実施例の基準状態を示す要部光学断面図。
【図5】別実施例の基準状態を示す要部光学断面図。
【図6】従来例の有限物体距離に対する配置図。
【図7】従来例の無限遠に対する配置図。
【符号の説明】
1,2 撮影系 1′,2′ 撮影光学系 11,12 偏向部材 11a,11b,12a,12b 楔形プリズム 13,14 駆動手段

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 組をなす対物光学系の光軸上に夫々の光
    軸を屈折偏向させる光学部材を配置し、対物光学系の焦
    点調節に同期させて前記光学部材により夫々の光軸を物
    体へ向けて偏向させる装置において、無限遠より対物光
    学系に近い所定の有限物体距離で両光軸の延長線が交差
    するとき前記光学部材は光軸を屈折偏向させることなく
    通過する様に対物光学系の光軸を設定したことを特徴と
    する光学装置。
  2. 【請求項2】 2つの撮影光学系の光軸上に各々の光軸
    を物体の方向へ屈折偏向させる偏向部材を配置し、前記
    撮影光学系の焦点調節により所望の物体距離の物体に焦
    点を合わせたときに前記偏向部材で偏向された光軸の延
    長線が前記物体位置で実質上交差する装置において、 物体距離の最短をSmin、最長をSmaxとするとき 2/S=1/Smin+1/Smax を満足するような物体距離S近傍で前記光軸の延長線の
    交差が成される様に光学配置して立体画像を得る様にし
    たことを特徴とする光学装置。
  3. 【請求項3】 前記光学系の近距離での性能を重視する
    場合はSminとSの間で光軸の延長線は交わり、遠距
    離での性能を重視する場合はSとSmaxの間で光軸の
    延長線は交わる様に配置したことを特徴とする請求項2
    の光学装置。
  4. 【請求項4】 前記偏向部材は夫々、相対的に回転する
    楔形プリズムを回転することで偏向がなされる様になっ
    ていることを特徴とする請求項2の光学装置。
JP5239809A 1993-09-27 1993-09-27 光学装置 Withdrawn JPH0795624A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007295449A (ja) * 2006-04-27 2007-11-08 Oki Electric Ind Co Ltd 撮影装置及び監視システム
JP2012159668A (ja) * 2011-01-31 2012-08-23 Canon Inc 立体映像撮影システム

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Effective date: 20001128