JPH08205200A - Three-dimensional image pickup device - Google Patents

Three-dimensional image pickup device

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Publication number
JPH08205200A
JPH08205200A JP7011973A JP1197395A JPH08205200A JP H08205200 A JPH08205200 A JP H08205200A JP 7011973 A JP7011973 A JP 7011973A JP 1197395 A JP1197395 A JP 1197395A JP H08205200 A JPH08205200 A JP H08205200A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image pickup
eye
image
stereoscopic image
stereoscopic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7011973A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinji Araoka
伸治 荒岡
Masao Sato
政雄 佐藤
Tsutomu Nakamura
努 中村
Masaki Imaizumi
正喜 今泉
Masashi Nakagawa
雅司 半川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP7011973A priority Critical patent/JPH08205200A/en
Publication of JPH08205200A publication Critical patent/JPH08205200A/en
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  • Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
  • Testing, Inspecting, Measuring Of Stereoscopic Televisions And Televisions (AREA)

Abstract

PURPOSE: To provide the three-dimensional image pickup device which can easily obtain a three-dimensional image in such a state that it is almost similar to one visible to the naked eye when an image is picked up by the three- dimensional image pickup device and is made smaller in size. CONSTITUTION: The three-dimensional image pickup device which obtains the three-dimensional image by utilizing the parallax between both the eyes is equipped with image pickup element 2L and 2R for obtaining right and left independent images and an image pickup element position changing means which changes respective image areas for the right and left eyes; and the positions of the image pickup elements 2L and 2R are changed by controlling segmentation areas of the image pickup elements 2L and 2R and the positions of the image pickup elements 2L and 2R are also changed according to variation in convergence vision.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、立体撮像装置、詳し
くは両眼視差を利用して立体映像を得る立体撮像装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a stereoscopic image pickup device, and more particularly to a stereoscopic image pickup device for obtaining a stereoscopic image by utilizing binocular parallax.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年において、立体映像を得るために撮
像装置(カメラ)の光学系を2本並べて配設し、それぞ
れの撮像装置によって撮像される映像をそれぞれ独立さ
せて左右の眼に対して再生するようにしたもの、いわゆ
る、両眼視差を利用して立体映像を得るようにした立体
撮像装置および立体映像再生装置について、種々の提案
がなされている。
2. Description of the Related Art In recent years, in order to obtain a stereoscopic image, two optical systems of image pickup devices (cameras) are arranged side by side, and the images picked up by the respective image pickup devices are made independent to the left and right eyes. Various proposals have been made for a stereoscopic imaging device and a stereoscopic video reproducing device that are adapted to reproduce, that is, a so-called stereoscopic image is obtained by utilizing binocular parallax.

【0003】上記立体映像再生装置は、上記立体撮像装
置によって撮像された左右それぞれの映像を、左右の眼
に対して独立させて再生するようにしたものであって、
例えば、ヘッド・マウンテッド・ディスプレイ(Head M
ounted Display;以下、HMDと言う。)や、液晶シャ
ッタ眼鏡方式、もしくは、偏光眼鏡方式等のものがあ
る。そして、上記立体撮像装置を用いて撮像された映像
を、上記立体映像再生装置によって再生することで、立
体映像の観察を行なうことができるようにしたものであ
る。
The stereoscopic image reproducing device reproduces the left and right images picked up by the stereoscopic image pickup device independently for the left and right eyes.
For example, Head Mounted Display (Head M
ounted Display; hereinafter referred to as HMD. ), A liquid crystal shutter spectacle system, or a polarized spectacle system. Then, the stereoscopic image can be observed by reproducing the image captured by the stereoscopic image capturing device by the stereoscopic image reproducing device.

【0004】ここで、上記立体映像再生装置によって再
生される立体映像の見え方は、上記立体撮像装置による
撮像状態や、上記立体映像再生装置による再生状態等に
よって変化することとなる。
Here, the appearance of the stereoscopic image reproduced by the stereoscopic image reproducing device changes depending on the image capturing state of the stereoscopic image capturing device, the reproduction state of the stereoscopic image reproducing device, and the like.

【0005】そこで、良好な立体映像を得るためには、
上記立体撮像装置の光学系の光軸交点のなす角が、観察
者が直接肉眼で見たときの眼の輻輳角と一致し(両眼輻
輳)、また、上記立体映像再生装置において再生される
立体映像が結像される位置、即ち、虚像位置が、実際の
対象物までの距離(観察者の眼の焦点位置)と同じ位置
に結像するようにする等の設定が必要である。
Therefore, in order to obtain a good stereoscopic image,
The angle formed by the optical axis intersections of the optical system of the stereoscopic imaging device matches the vergence angle of the eye when the observer directly sees it with the naked eye (binocular vergence), and is reproduced by the stereoscopic image reproducing device. It is necessary to set such that the position where the stereoscopic image is formed, that is, the virtual image position is formed at the same position as the actual distance to the object (focal position of the observer's eye).

【0006】つまり、良好な立体映像とは、上記立体映
像再生装置によって再生される立体映像が、観察者が直
接肉眼で見た場合と同じ像となるように、即ち、肉眼視
に近い状態で再生されるようになっている場合をいう。
In other words, a good stereoscopic image means that the stereoscopic image reproduced by the stereoscopic image reproducing apparatus is the same image as when the observer directly sees it with the naked eye, that is, in a state close to the naked eye. When it is set to be played.

【0007】従って、上記立体撮像装置によって立体映
像を撮像する場合において、良好な立体映像を得るため
の主要因としては、上記立体撮像装置の光学系の光軸交
点までの距離、基線長等の設定があげられる。
Therefore, when a stereoscopic image is picked up by the stereoscopic image pickup device, the main factors for obtaining a good stereoscopic image are the distance to the optical axis intersection of the optical system of the stereoscopic image pickup device, the base line length, and the like. Settings can be given.

【0008】そこで、良好な立体映像を得るために、例
えば、特開昭63−153987号公報、特開昭64−
11254号公報等によって、立体撮像装置の光学系の
光軸交点のなす角を変更する手段が開示されている。
Therefore, in order to obtain a good stereoscopic image, for example, JP-A-63-153987 and JP-A-64-
Japanese Patent No. 11254 discloses a means for changing the angle formed by the optical axis intersections of the optical system of the stereoscopic imaging device.

【0009】上記特開昭63−153987号公報にお
いて開示されている立体映像撮影用光学装置は、立体映
像を得るために設けられた2つの撮像装置の光学系の内
の一方の光学系を固定させ、他方の光学系を回転駆動さ
せることにより、撮像装置の光学系の光軸交点のなす角
を変更して撮像を行ない、これによって、立体映像の再
生時において生じる観察者の眼の疲労感等を軽減するよ
うにしたものである。
The stereoscopic image taking optical device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 63-153987 mentioned above fixes one of the optical systems of two image pickup devices provided for obtaining a stereoscopic image. Then, the other optical system is rotationally driven to change the angle formed by the optical axis intersection points of the optical system of the image pickup device to perform image pickup, which causes the fatigue of the eyes of the observer during reproduction of the stereoscopic image. And so on.

【0010】また、上記特開昭64−11254号公報
において開示されている立体撮像装置は、2台の撮像装
置の光学系の光軸交点のなす角を変更する際に、上記2
台の撮像装置の光学系を同時に、かつ均等に回転駆動さ
せて撮像を行なうことで、立体映像の再生時に生じる観
察者の眼の違和感、疲労感等を軽減するようにしたもの
である。
The stereoscopic image pickup device disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 64-11254 is used when the angle between the optical axis intersections of the optical systems of the two image pickup devices is changed.
The optical system of the image pickup device of the stand is driven to rotate at the same time and evenly so as to perform image pickup, thereby reducing discomfort, fatigue and the like of the eyes of the observer during reproduction of the stereoscopic image.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記特開昭
63−153987号公報および上記特開昭64−11
254号公報に開示されている手段によれば、立体撮像
装置の光学系の光軸を回動させるようにしたものである
ので、撮像装置の光学系が回転する範囲においてスペー
ス効率が悪化してしまうと共に、立体撮像装置自体が大
型化してしまうという問題点がある。
However, the above-mentioned JP-A-63-153987 and JP-A-64-11.
According to the means disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 254, the optical axis of the optical system of the stereoscopic image pickup device is rotated, so that space efficiency deteriorates in the range in which the optical system of the image pickup device rotates. At the same time, there is a problem that the stereoscopic imaging device itself becomes large.

【0012】また、上記撮像装置の光学系を回転させる
回転量は微小であるので駆動機構が複雑化してしまうと
共に、その精度を出すことが困難となってしまうという
問題点がある。
Further, since the amount of rotation for rotating the optical system of the image pickup apparatus is very small, there is a problem that the driving mechanism becomes complicated and it becomes difficult to obtain its accuracy.

【0013】本発明の目的は、上記従来の問題点を解消
し、立体撮像装置によって撮像を行なう際により簡単に
肉眼視に近い状態の立体映像を得ることができると共
に、より小型化を実現した立体撮像装置を提供するにあ
る。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems of the prior art, and more easily obtain a stereoscopic image close to the naked eye when an image is captured by a stereoscopic image pickup device, and further downsize. A stereoscopic imaging device is provided.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段および作用】本発明による
立体撮像装置によれば、両眼視差を利用して立体映像を
得る立体撮像装置において、左右独立した映像を得るた
めの撮像素子と、左眼用と右眼用の各映像エリアを変更
するための撮像素子位置変更手段とを具備したことを特
徴とし、また、撮像素子の位置変更を、撮像素子の切り
出しエリアの制御によって行なうことを特徴とする。
According to the stereoscopic image pickup device of the present invention, in a stereoscopic image pickup device for obtaining a stereoscopic image by utilizing binocular parallax, an image pickup element for obtaining left and right independent images and a left image pickup device are provided. The image pickup device position changing means for changing each image area for the eye and the right eye is provided, and the position of the image pickup device is changed by controlling the cutout area of the image pickup device. And

【0015】そして、撮像素子の位置変更を、輻輳視の
変更に応じて行なうことを特徴とする。
Then, the position of the image pickup device is changed according to the change of vergence vision.

【0016】[0016]

【実施例】以下、図示の実施例によって本発明を説明す
る。図1は、本発明の第1実施例の立体撮像装置および
立体映像再生装置を使用するシステムの概略を示す図で
ある。なお、この第1実施例は、立体撮像装置および立
体映像再生装置を使用して装置等の遠隔操作を行なうよ
うにするシステムの例示であるが、上記立体撮像装置お
よび立体映像再生装置を、他の用途、例えば、一般的な
立体映像の撮像および鑑賞用として適用してもよい。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments. FIG. 1 is a diagram showing an outline of a system using a stereoscopic imaging device and a stereoscopic video reproducing device according to a first embodiment of the present invention. Although the first embodiment is an example of a system in which a stereoscopic image pickup device and a stereoscopic image reproduction device are used to perform remote control of the device and the like, the stereoscopic image pickup device and the stereoscopic image reproduction device can be replaced by other systems. May be applied for, for example, general stereoscopic image pickup and viewing.

【0017】図1に示すように、この第1実施例におい
ては、遠隔操作を行なう装置等である、例えば、土木作
業用機械上等に上記立体撮像装置11が配設されてい
る。この立体撮像装置11は、その光学系の光軸を略平
行に並べて配設された2本のレンズ部を有する左右カメ
ラ部と、映像処理回路部、カメラ操作用回路部等からな
る装置側のトランスミッタ部12等によって構成されて
いる。
As shown in FIG. 1, in the first embodiment, the stereoscopic image pickup device 11 is arranged on a device for remote control, for example, on a machine for civil engineering work. The stereoscopic image pickup device 11 includes a left and right camera unit having two lens units arranged so that the optical axes of its optical system are arranged substantially parallel to each other, an image processing circuit unit, a camera operation circuit unit, and the like. It is configured by the transmitter unit 12 and the like.

【0018】一方、上記遠隔操作を行なう装置等の操作
者側においては、映像受信部、操作指令送信部等からな
るトランスミッタ部13と、システム全体の操作を行な
う操作盤15と、立体映像再生装置であるHMD14等
が配設されている。
On the other hand, on the operator side of the device for remote control, a transmitter unit 13 including a video receiving unit, an operation command transmitting unit, etc., a control panel 15 for operating the entire system, and a stereoscopic video reproducing device. The HMD 14 and the like are provided.

【0019】そして、上記立体撮像装置11によって得
られた立体映像は、上記トランスミッタ部12内の映像
処理回路部等において処理されて、上記操作者側のトラ
ンスミッタ部13の映像受信部に対して、例えば、無線
等の手段により送信され、この操作者側のトランスミッ
タ部13の映像受信部によって受信された信号は、この
トランスミッタ部13と、例えば、ケーブル等によって
接続されている上記HMD14に送られるようになって
いる。
Then, the stereoscopic image obtained by the stereoscopic image pickup device 11 is processed in the image processing circuit unit or the like in the transmitter unit 12 to the image receiving unit of the transmitter unit 13 on the operator side. For example, a signal transmitted by wireless means or the like and received by the video receiving unit of the transmitter unit 13 on the operator side is sent to the HMD 14 connected to the transmitter unit 13 by, for example, a cable or the like. It has become.

【0020】そして、上記HMD14によって左右の眼
に独立させて再生することによって、両眼視差を利用し
て立体映像を得ることができるようになっており、上記
遠隔操作を行なう装置等の操作者は、上記HMD14に
よって再生される立体映像を見ながら、上記操作盤15
を操作することにより、該装置等や上記立体撮像装置1
1等の遠隔操作を行なうようになっている。
By reproducing the left and right eyes independently by the HMD 14, a stereoscopic image can be obtained by utilizing the binocular parallax, and an operator such as a device for performing the remote operation described above. While watching the stereoscopic image reproduced by the HMD 14, the operation panel 15
By operating the device or the like and the stereoscopic imaging device 1 described above.
It is designed to be used for remote control of the first class.

【0021】図2は、本発明の第1実施例の立体撮像装
置の概略を示す横断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the outline of the stereoscopic image pickup apparatus according to the first embodiment of the present invention.

【0022】図2に示すように、この立体撮像装置11
は、それぞれ右眼用カメラ部11Rおよび左眼用カメラ
部11Lとからなっており、それぞれまったく同一の光
学系によって構成されている。
As shown in FIG. 2, the stereoscopic image pickup device 11
Are composed of a right-eye camera unit 11R and a left-eye camera unit 11L, respectively, and are configured by exactly the same optical system.

【0023】上記右眼用カメラ部11Rは右眼用レンズ
部1Rを有しており、また、上記左眼用カメラ部11L
は左眼用レンズ部1Lを有している。
The right-eye camera section 11R has a right-eye lens section 1R, and the left-eye camera section 11L.
Has a left-eye lens unit 1L.

【0024】上記右眼用レンズ部1Rおよび左眼用レン
ズ部1Lは、それぞれ一定の間隔で平行に、かつ、一致
した高さとなるように設定されている。
The right-eye lens unit 1R and the left-eye lens unit 1L are set to be parallel to each other at regular intervals and to have the same height.

【0025】上記右眼用レンズ部1Rおよび左眼用レン
ズ部1Lは、1群レンズ3R,3L、2群レンズ(ズー
ム部)4R,4L、アイリス部5R,5L、3群レンズ
6R,6L、4群レンズ(フォーカス部)7R,7L、
フィルタ(ローパスフィルタ、赤外線カットフィルタ)
8R,8L等によって構成されている。
The right-eye lens unit 1R and the left-eye lens unit 1L include first group lenses 3R and 3L, second group lenses (zoom units) 4R and 4L, iris sections 5R and 5L, third group lenses 6R and 6L, 4 group lens (focus section) 7R, 7L,
Filter (low-pass filter, infrared cut filter)
It is composed of 8R, 8L and the like.

【0026】そして、上記右眼用レンズ部1Rおよび左
眼用レンズ部1Lの後方の結像位置においては、例え
ば、CCD等からなる右眼用撮像素子2Rおよび左眼用
撮像素子2Lがそれぞれの撮像素子2R,2Lの中心位
置と光軸が一致するようにそれぞれ配設されており、そ
の構成は一般的なビデオ・ムービー等と同様のものから
なっている。
At the image forming positions behind the right-eye lens unit 1R and the left-eye lens unit 1L, the right-eye image pickup device 2R and the left-eye image pickup device 2L, which are, for example, CCDs, are respectively provided. The image pickup devices 2R and 2L are arranged so that their optical axes coincide with the center positions of the image pickup devices 2R and 2L, respectively, and their configurations are similar to those of a general video movie or the like.

【0027】しかし、切り出しエリアを内側にずらすこ
とは少ないため、撮像素子の中心位置が光軸に対してそ
れぞれ所定量外側にずれるように撮像素子2R,2Lを
配置してもよい。これにより、撮像素子の水平方向の寸
法が小さい場合においても、後述するずれ補正(補正量
δ)処理が可能となる。また、撮像素子の寸法が、後述
する図3に示すものと同様の場合には、輻輳角の制御範
囲を広くすることができる。
However, since it is unlikely that the cutout area is shifted inward, the image pickup elements 2R and 2L may be arranged so that the center positions of the image pickup elements are shifted outward by a predetermined amount with respect to the optical axis. As a result, even if the horizontal dimension of the image sensor is small, it is possible to perform a shift correction (correction amount δ) process described later. Further, when the dimensions of the image sensor are the same as those shown in FIG. 3, which will be described later, the control range of the convergence angle can be widened.

【0028】また、上記右眼用カメラ部11Rおよび左
眼用カメラ部11Lは、それぞれ上記トランスミッタ部
12内の映像処理回路部等と、例えば、ケーブル等によ
って電気的に接続されている。
The right-eye camera section 11R and the left-eye camera section 11L are electrically connected to the video processing circuit section and the like in the transmitter section 12 by, for example, cables.

【0029】そして、上述したように、上記各カメラ部
11R,11Lが互いに平行となるように設定されてい
るので、いわゆる、平行視による撮像を行なうことがで
きるようになっている。
As described above, since the camera units 11R and 11L are set to be parallel to each other, so-called parallel viewing can be performed.

【0030】なお、後述の図3に示す、上記右眼用およ
び左眼用撮像素子2R、2Lは、一般的なNTSC(Nat
ional Television System Committee)方式の撮像範囲
(エリア)よりも、その水平方向において広い撮像範囲
(エリア)を確保することができるようになっている。
The right-eye and left-eye image pickup devices 2R and 2L shown in FIG. 3 to be described later are generally NTSC (Nat
It is possible to secure a wider imaging range (area) in the horizontal direction than the imaging range (area) of the ional television system committee system.

【0031】ところで、上記立体撮像装置11の左眼用
カメラ部11Lと右眼用カメラ部11Rとが平行に配置
されている状態において撮像が行われる場合には、注視
する対象物までの距離の遠近によって、上記左眼用およ
び右眼用の各撮像素子2L,2Rに結像される対象物の
状態は変化することとなる。
By the way, when image pickup is performed in a state where the left-eye camera unit 11L and the right-eye camera unit 11R of the stereoscopic image pickup device 11 are arranged in parallel, the distance to the target object Depending on the distance, the state of the object imaged on each of the left-eye and right-eye image pickup devices 2L and 2R changes.

【0032】図3、図4は、上記立体撮像装置11の左
眼用カメラ部11Lと右眼用カメラ部11Rとが平行に
配置されている状態において撮像が行われる場合に、上
記左眼用および右眼用の各撮像素子2L,2Rに結像さ
れる対象物の状態をそれぞれ示す図であって、図3は、
いわゆる、平行視の場合を、図4は、いわゆる、輻輳視
の場合をそれぞれ示している。
3 and 4 show the left-eye camera unit 11L and the right-eye camera unit 11R of the stereoscopic image pickup device 11 when the image pickup is performed in a state in which the left-eye camera unit 11L and the right-eye camera unit 11R are arranged in parallel. FIG. 3 is a diagram showing a state of an object formed on each of the image pickup devices 2L and 2R for the right eye, and FIG.
FIG. 4 shows the case of so-called parallel vision, and FIG. 4 shows the case of so-called vergence.

【0033】図3に示すように、平行視が行われる場合
は、上記立体撮像装置11の左眼用カメラ部11Lおよ
び右眼用カメラ部11Rにより撮像される対象物が比較
的遠距離にある場合である。
As shown in FIG. 3, when parallel viewing is performed, the object imaged by the left-eye camera unit 11L and the right-eye camera unit 11R of the stereoscopic image pickup device 11 is at a relatively long distance. This is the case.

【0034】この場合においては、注視する対象物の像
は、上記各カメラ部11L,11Rのそれぞれの光学系
の光軸中心から入射して、上記左眼用および右眼用の各
撮像素子2L,2Rの有効撮像範囲(エリア)BL,B
Rの略中心位置に結像されるので、肉眼視に近い立体映
像を得ることができるが、図4に示すように、上記立体
撮像装置11の左眼用カメラ部11Lおよび右眼用カメ
ラ部11Rにより撮像される対象物が比較的近距離にあ
る場合には、輻輳視が行われることとなる。
In this case, the image of the object to be gazed enters from the center of the optical axis of the optical system of each of the camera sections 11L and 11R, and the image pickup elements 2L for the left eye and the right eye. , 2R effective imaging range (area) BL, B
Since the image is formed substantially at the center position of R, a stereoscopic image close to the naked eye can be obtained, but as shown in FIG. 4, the left-eye camera unit 11L and the right-eye camera unit of the stereoscopic imaging device 11 are obtained. When the object imaged by 11R is at a relatively short distance, vergence vision is performed.

【0035】この場合においては、上記左眼用および右
眼用の各撮像素子2L,2Rに結像される対象物の像
は、上記各カメラ部11L,11Rの光学系に入射した
後、上記左眼用および右眼用の各撮像素子2L,2Rの
それぞれの中心位置より外側に一定量ずれた位置に結像
されることとなる。
In this case, the image of the object formed on each of the left-eye and right-eye image pickup devices 2L and 2R is incident on the optical system of each of the camera units 11L and 11R and then, An image is formed at a position deviated by a certain amount from the center position of each of the left-eye and right-eye image pickup elements 2L and 2R.

【0036】従って、肉眼視に近い状態の良好な立体映
像を得るためには、上記各撮像素子2L,2R上に結像
される対象物の像の中心位置からのずれ量を補正し、上
記各撮像素子2L,2Rの有効撮像範囲(エリア)B
L,BRの略中心位置に対象物の像を結像するようにす
ればよい。
Therefore, in order to obtain a good stereoscopic image close to the naked eye, the deviation amount from the center position of the image of the object formed on each of the image pickup devices 2L and 2R is corrected, and Effective image pickup area (area) B of each image pickup element 2L, 2R
It suffices to form an image of the object at the approximate center position of L and BR.

【0037】このときのずれ補正量δ(mm;CCD移
動量)は、上記立体撮像装置11の光学系の焦点距離f
(mm)と、上記立体撮像装置の基線長a(mm)と、
注視点距離L(mm;対象物までの距離)との関係によ
り、次の(1)式によって求めることができる。即ち、 δ=(a/2)・(f/L) ……(1) ここで、例えば、一般的なビデオムービー用の立体撮像
装置等、即ち、 立体撮像装置の基線長a=70mm、 立体撮像装置の光学系の焦点距離f=5〜50mm、 注視点距離(対象物までの距離)L=5m、 とした場合において、上記ずれ補正量δ(mm)は、表
1に示すようになる。
The deviation correction amount δ (mm; CCD movement amount) at this time is the focal length f of the optical system of the stereoscopic image pickup device 11.
(Mm) and the baseline length a (mm) of the stereoscopic imaging device,
It can be calculated by the following equation (1) according to the relationship with the gazing point distance L (mm; distance to the object). That is, δ = (a / 2) · (f / L) (1) Here, for example, a stereoscopic imaging device for a general video movie or the like, that is, a base line length a = 70 mm of the stereoscopic imaging device, When the focal length f of the optical system of the imaging device is 5 to 50 mm and the gazing point distance (distance to the object) L is 5 m, the deviation correction amount δ (mm) is as shown in Table 1. .

【0038】[0038]

【表1】 上記(1)式によれば、注視点距離L、即ち、対象物ま
での距離が遠い(大きい)程、上記ずれ補正量δは小さ
い値となり、また、上記立体撮像装置の基線長a、即
ち、左眼用カメラ部と右眼用カメラ部の間隔が大きい
程、上記ずれ補正量δは大きい値となる傾向にあるが、
いずれも、補正する量は少ないので、上記左眼用および
右眼用の各撮像素子2L,2R上において、撮像範囲
(エリア)を処理することによって、上記ずれ量の補正
を行なうことは充分可能である。
[Table 1] According to the equation (1), the shift correction amount δ has a smaller value as the gazing point distance L, that is, the distance to the target object is larger (larger), and the base line length a of the stereoscopic imaging device, that is, , The larger the distance between the left-eye camera unit and the right-eye camera unit, the larger the deviation correction amount δ tends to be.
Since the amount of correction is small in both cases, it is possible to sufficiently correct the amount of deviation by processing the imaging range (area) on each of the left-eye and right-eye image sensors 2L and 2R. Is.

【0039】従って、本実施例の立体撮像装置11にお
いては、図3、図4に示すように、上記左眼用および右
眼用の各撮像素子2L,2Rの撮像範囲(エリア)A内
において、有効撮像範囲(エリア)として、上記左眼用
撮像素子2L内の有効撮像範囲(エリア)BL、およ
び、上記右眼用撮像素子2R内の有効撮像範囲(エリ
ア)BRを切り出す処理を行なうようにしているもので
ある。
Therefore, in the stereoscopic image pickup device 11 of the present embodiment, as shown in FIGS. 3 and 4, within the image pickup range (area) A of the left-eye and right-eye image pickup elements 2L, 2R. As the effective image pickup range (area), the effective image pickup range (area) BL in the left eye image pickup device 2L and the effective image pickup range (area) BR in the right eye image pickup device 2R are cut out. Is what you are doing.

【0040】一方、上記輻輳視の変更を検知するため
に、立体映像再生装置であるHMD14においては、視
線検知システムが配設されている。この視線検知システ
ムによって、上記HMD14において立体映像の再生を
行なう際に観察者が再生されている映像の内、どの点を
注視しているのかを検知することができるようになって
いる。
On the other hand, in order to detect the change of the vergence, the HMD 14 which is a stereoscopic image reproducing device is provided with a visual axis detecting system. With this line-of-sight detection system, it is possible to detect which point in the image being reproduced the viewer is gazing when reproducing the stereoscopic image on the HMD 14.

【0041】図5は、上記第1実施例の立体映像再生装
置である上記HMD14の概略を示す横断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing an outline of the HMD 14 which is the stereoscopic image reproducing apparatus of the first embodiment.

【0042】図5に示すように、立体映像再生装置であ
るHMD14内部には、LCD等からなる上記表示部2
1と、上記HMD14の光学系である接眼レンズ22
と、対物レンズ23と、赤外発光ダイオード24、ダイ
クロイックミラー27、集光レンズ25、視線検知用C
CD26等からなる視線検知システム等がそれぞれ配設
されている。
As shown in FIG. 5, inside the HMD 14 which is a stereoscopic image reproducing device, the display unit 2 including an LCD or the like is provided.
1 and an eyepiece lens 22 which is an optical system of the HMD 14.
An objective lens 23, an infrared light emitting diode 24, a dichroic mirror 27, a condenser lens 25, and a line-of-sight detection C
A line-of-sight detection system and the like including the CD 26 and the like are provided, respectively.

【0043】上記視線検知システムは、上記HMD14
の再生映像を観察する観察者の視線の方向を検知するも
のである。即ち、上記赤外発光ダイオード24によって
観察者の瞳に対して赤外光等を発光させることにより、
この赤外光が観察者の瞳孔で反射した後、ダイクロイッ
クミラー27で反射することで、その光路は下方に曲折
され、上記HMD14の下部に配設されている集光レン
ズ25を介して、上記視線検知用CCD26に集光され
るようになっている。これにより、上記視線検知用CC
D26上に集光された赤外光の位置によって、観察者の
視線の方向を検知することができるようになっている。
The line-of-sight detection system is based on the HMD 14
This is to detect the direction of the line of sight of an observer who observes the reproduced video. That is, by causing the infrared light emitting diode 24 to emit infrared light or the like to the observer's pupil,
After this infrared light is reflected by the observer's pupil and then reflected by the dichroic mirror 27, its optical path is bent downward, and through the condenser lens 25 disposed below the HMD 14, The light is focused on the line-of-sight detection CCD 26. Thereby, the line-of-sight detection CC
The direction of the line of sight of the observer can be detected by the position of the infrared light focused on D26.

【0044】なお、上記視線検知システムは、上記HM
D14の再生映像を観察する観察者の左眼もしくは右眼
の少なくとも一方の視線を検知することができればよい
ので、上記HMD14の少なくとも一方の表示部側に配
設されておればよく、また、左眼用および右眼用表示部
の両方に配設するようにしてもよい。
The line-of-sight detection system is based on the HM
Since it suffices to be able to detect the line of sight of at least one of the left eye and the right eye of the observer observing the reproduced image of D14, it suffices if the line of sight is provided on at least one display unit side of the HMD14. You may make it arrange | position in both the display part for eyes and the right eye.

【0045】また、上述の視線検知システムに限らず、
観察者の視線方向を検出するための他のシステムを適用
するようにしても同様である。
Further, not limited to the above-mentioned line-of-sight detection system,
The same applies even if another system for detecting the line-of-sight direction of the observer is applied.

【0046】このように構成された上記立体撮像装置1
1によって撮像された立体映像を、上記立体映像再生装
置であるHMD14によって再生する際の動作の概略
を、図6のフローチャートによって以下に簡単に説明す
る。
The above-mentioned stereoscopic image pickup device 1 configured as described above.
An outline of the operation when the stereoscopic video imaged by No. 1 is reproduced by the HMD 14 which is the stereoscopic video reproduction device will be briefly described below with reference to the flowchart of FIG.

【0047】図6に示すように、まず、ステップS1の
処理において、輻輳視の変更、即ち、観察者が上記表示
部21上に再生されている映像の内、どの対象物を注視
しているかの検出が行なわれる。
As shown in FIG. 6, first, in the process of step S1, the vergence is changed, that is, which object in the image reproduced by the observer is gazing. Is detected.

【0048】つまり、上記HMD14内の視線検知シス
テムによって、視線方向の検出が行なわれると共に、上
記立体撮像装置11による撮像時の撮影条件データのう
ち測距情報(オートフォーカス(AF)情報等)によっ
て、その対象物までの距離情報等の検出が行なわれる。
That is, the line-of-sight detection system in the HMD 14 detects the line-of-sight direction, and at the same time, the distance measurement information (autofocus (AF) information, etc.) in the photographing condition data at the time of image pickup by the stereoscopic image pickup device 11 is performed. The distance information to the object is detected.

【0049】次に、ステップS2の処理において、上述
のステップS1において検出された上記視線検知情報、
距離情報等に基づいて、上記HMD14内のCPU等か
らなる演算手段等によって、上記左眼用および右眼用撮
像素子2L,2Rのずれ補正量δ(CCD移動量)の演
算が行われる。なお、視線検知情報を用いずに、AF時
に得られる被写体距離情報に基づいて、上記演算を行な
うようにしても同様であり、この場合においては、処理
速度が速くなる。
Next, in the processing of step S2, the sight line detection information detected in step S1 described above,
On the basis of the distance information and the like, the calculation means such as the CPU in the HMD 14 calculates the shift correction amount δ (CCD movement amount) of the left-eye and right-eye image pickup devices 2L and 2R. The same is true if the above calculation is performed based on the subject distance information obtained during AF without using the line-of-sight detection information, and in this case, the processing speed becomes faster.

【0050】そして、ステップS3の処理において、撮
像素子位置変更手段であるCCD撮像エリア制御部等に
よって、上記撮像素子2L,2R上のずれ補正処理、即
ち、左眼用と右眼用の各映像エリアを変更(切り出しエ
リアの制御)が行われる。
Then, in the processing of step S3, by the CCD image pickup area control unit or the like which is the image pickup element position changing means, the shift correction processing on the image pickup elements 2L and 2R, that is, each image for the left eye and the image for the right eye. The area is changed (control of the cutout area).

【0051】なお、上記左眼用と右眼用の各撮像素子2
L,2Rのずれ補正量δは同量である。つまり、左眼用
と右眼用の各映像エリアの変更(切り出しエリア)は同
じ範囲内で行われる。
The left-eye and right-eye image pickup elements 2 are provided.
The shift correction amounts δ of L and 2R are the same. That is, the change (cutout area) of each of the left-eye and right-eye image areas is performed within the same range.

【0052】このとき、上記左眼用および右眼用の各撮
像素子2L,2R上の有効撮像範囲(エリア)の制御、
即ち、切り出しエリアの制御を行なう際の設定は、観察
者の注視点、即ち、対象物までの距離、もしくは、対象
物までの距離よりも若干後方に設定することで、肉眼視
に近い状態の良好な立体映像を得ることができるように
なっている。つまり、このように設定した場合において
は、観察者の左右の眼の視線は、平行もしくは若干寄り
目傾向となるので肉眼視に近い状態となり、良好な立体
映像を得られることとなる。
At this time, control of the effective image pickup range (area) on each of the left-eye and right-eye image pickup elements 2L and 2R,
That is, when setting the control of the cutout area, the gazing point of the observer, that is, the distance to the target object, or by setting a little behind the distance to the target object, a state close to the naked eye. It has become possible to obtain good stereoscopic images. That is, in the case of such a setting, the eyes of the left and right eyes of the observer tend to be parallel or slightly crossed, so that they are in a state close to macroscopic vision, and a good stereoscopic image can be obtained.

【0053】以上説明したように、上記第1実施例によ
れば、上記立体撮像装置11の左眼用撮像素子2Lおよ
び右眼用撮像素子2Rの撮像範囲(エリア)を一般的な
NTSC方式のものよりも水平方向に広く確保して、撮
像素子位置変更手段によって左眼用と右眼用の各映像エ
リアを変更することによって、輻輳視の場合において
も、肉眼視に近い状態で立体映像再生装置に再生される
立体映像を観察することができる。従って、立体映像の
観察時に生じる違和感、疲労感等を軽減することができ
る。
As described above, according to the first embodiment, the imaging range (area) of the left-eye image pickup element 2L and the right-eye image pickup element 2R of the stereoscopic image pickup apparatus 11 is set to the general NTSC system. Even in the case of vergence vision, stereoscopic video reproduction is possible even in the case of vergence vision by securing a wider area in the horizontal direction than the one and changing each image area for the left eye and the right eye by the image sensor position changing means. It is possible to observe a stereoscopic image reproduced on the device. Therefore, it is possible to reduce a feeling of discomfort, fatigue, and the like that occur when observing a stereoscopic image.

【0054】また、輻輳視の変更に応じて、撮像素子の
切り出しエリアを制御することによって、上記立体撮像
装置11の像光線の中心と、左眼用と右眼用の撮像素子
2L,2Rの中心位置とを一致させることができるの
で、上記立体撮像装置11の左眼用と右眼用の各カメラ
部11L,11Rを駆動して、光軸交点のなす角を変更
するようにした場合と同様の効果をより簡単に得ること
ができる。
Further, by controlling the cut-out area of the image pickup device in accordance with the change of vergence, the center of the image light beam of the stereoscopic image pickup device 11 and the image pickup devices 2L and 2R for the left and right eyes are detected. Since it is possible to match the center positions, it is possible to change the angle formed by the optical axis intersection points by driving the left-eye and right-eye camera units 11L and 11R of the stereoscopic imaging device 11. The same effect can be obtained more easily.

【0055】従って、上記立体撮像装置11の左眼用と
右眼用の各カメラ部11L,11Rとを駆動させる駆動
機構を必要としないので、良好なスペース効率を得ると
共に、立体撮像装置自体の小型化に寄与することができ
る。
Therefore, since a drive mechanism for driving the left-eye and right-eye camera units 11L and 11R of the stereoscopic image pickup device 11 is not required, good space efficiency is obtained and the stereoscopic image pickup device itself is provided. It can contribute to miniaturization.

【0056】また、上記立体撮像装置11の組み立て時
においては、上記各カメラ部11L,11Rの光学系の
光軸と、上記各撮像素子2L,2Rの中心位置のずれ量
をCPU等からなる撮像素子位置変更手段であるCCD
撮像エリア制御部等に、あらかじめ記憶させておくこと
によって、製造時に生じるずれ量の調整を簡略化するこ
とができる。
Further, when the stereoscopic image pickup device 11 is assembled, the amount of deviation between the optical axes of the optical systems of the camera parts 11L and 11R and the center positions of the image pickup devices 2L and 2R is picked up by a CPU or the like. CCD as a device position changing means
By pre-storing it in the imaging area control unit or the like, it is possible to simplify adjustment of the deviation amount that occurs during manufacturing.

【0057】なお、上記各撮像素子2L,2Rを、上記
立体撮像装置11の光学系の光軸に対して、相対的に平
行移動させるような駆動機構を配設するようにしても、
全く同様の効果を得ることができる。
It should be noted that a driving mechanism may be provided to move the image pickup devices 2L and 2R relatively in parallel with the optical axis of the optical system of the stereoscopic image pickup device 11.
It is possible to obtain exactly the same effect.

【0058】図7は、本発明の第2実施例の立体撮像装
置を示す図であって、上記立体撮像装置11の左眼用カ
メラ部11Lと右眼用カメラ部11Rとが平行に配置さ
れている状態において撮像が行われる場合に、上記左眼
用および右眼用の各撮像素子2L,2Rに結像される対
象物の状態をそれぞれ示す図である。なお、この第2実
施例の構成は、上述の第1実施例と基本的に同様である
ので、詳しい構成については、その説明および図示を省
略するものとする。
FIG. 7 is a diagram showing a stereoscopic image pickup apparatus according to the second embodiment of the present invention, in which the left-eye camera section 11L and the right-eye camera section 11R of the stereoscopic image pickup apparatus 11 are arranged in parallel. FIG. 7 is a diagram showing a state of an object formed on each of the left-eye and right-eye image pickup elements 2L and 2R when image pickup is performed in a state in which the object is formed. The configuration of the second embodiment is basically the same as that of the above-described first embodiment, and therefore detailed description thereof will not be repeated.

【0059】また、上述の第1実施例においては、上記
左眼用と右眼用の双方の撮像素子2L,2Rについて、
切り出しエリアの制御を行なうようにしたものである
が、この第2実施例においては、上記各撮像素子2L,
2Rのどちらか一方のみの撮像素子について、切り出し
エリアの制御を行なうようにした点が異なる。
Further, in the above-described first embodiment, the image pickup devices 2L and 2R for both the left and right eyes are
The cutout area is controlled. In the second embodiment, the image pickup elements 2L,
The difference is that the cutout area is controlled for only one of the 2R image pickup elements.

【0060】即ち、図7に示すように、例えば、左眼用
撮像素子2Lを固定すると共に、右眼用撮像素子2Rの
切り出しエリア、即ち、有効撮像範囲(エリア)BRの
制御を行なうようにしたものである。
That is, as shown in FIG. 7, for example, the left-eye image pickup device 2L is fixed, and the cut-out area of the right-eye image pickup device 2R, that is, the effective image pickup range (area) BR is controlled. It was done.

【0061】従って、制御を行なう側の撮像素子の切り
出しエリアのずれ補正量δは、上述の第1実施例におい
て説明した、上記各撮像素子2L,2R双方を制御する
場合に比べて、2倍の補正量となる。
Therefore, the deviation correction amount δ of the cutout area of the image pickup device on the control side is twice as large as that in the case of controlling both of the image pickup devices 2L and 2R described in the first embodiment. Is the correction amount.

【0062】なお、この第2実施例においても、上述の
第1実施例の図3に示す場合と同様に、それぞれの撮像
素子の中心位置と光軸とが一致するように撮像素子2
R,2Lが配置されているが、撮像素子2Rの中心位置
を、光軸に対して所定量外側にずらして配置するように
してもよい。このように配置した場合における効果は、
上述の第1実施例において説明したものと全く同様であ
る。
Also in the second embodiment, as in the case of the first embodiment shown in FIG. 3, the image pickup device 2 is arranged so that the center position of each image pickup device coincides with the optical axis.
Although R and 2L are arranged, the center position of the image sensor 2R may be arranged so as to be shifted outward by a predetermined amount with respect to the optical axis. The effect of arranging in this way is
This is exactly the same as that described in the first embodiment.

【0063】このように上記第2実施例によれば、上記
左眼用と右眼用の各撮像素子2L,2Rのどちらか一方
の撮像素子について、一般的なNTSC方式のものより
も水平方向に広く確保して、切り出しエリアの制御を行
なうようにしたので、上述の第1実施例と全く同様の効
果を得ることができる。
As described above, according to the second embodiment, one of the left-eye and right-eye image pickup elements 2L and 2R is placed in the horizontal direction more than the general NTSC type. Since a wide area is ensured and the cutout area is controlled, the same effect as that of the first embodiment can be obtained.

【0064】また、制御を行なわない側の他の一方の撮
像素子については、通常の撮像範囲(エリア)を有する
もの、即ち、一般的なNTSC方式等の撮像素子を適用
することができるので、製造コストの低減に寄与するこ
とができる。
Further, as the other one of the image pickup elements on the non-control side, an image pickup element having a normal image pickup range (area), that is, an image pickup element of a general NTSC system or the like can be applied. It can contribute to the reduction of manufacturing cost.

【0065】図8は、本発明の第3実施例の立体撮像装
置の概略を示す要部横断面図である。なお、この図8に
おいては、図面の繁雑化を避けるために、本発明に直接
関係する部分のみを簡単に示している。
FIG. 8 is a cross-sectional view of a main part showing an outline of a stereoscopic image pickup apparatus according to the third embodiment of the present invention. Note that, in FIG. 8, in order to avoid complication of the drawing, only a portion directly related to the present invention is simply shown.

【0066】また、この第3実施例の立体撮像装置は、
図8に示すように、1つの光学系33と1つの撮像素子
2aとから構成されている、いわゆる、1レンズ1CC
D方式の立体撮像装置である。
Further, the stereoscopic image pickup apparatus of the third embodiment is
As shown in FIG. 8, a so-called one lens 1CC including one optical system 33 and one image sensor 2a.
This is a D-type stereoscopic imaging device.

【0067】即ち、対象物の右眼側の映像は、右眼用の
第1偏光フィルタ31Rによって偏光されて、全反射ミ
ラー32によって角度90度の反射がなされ、スプリッ
タ33によって、さらに角度90度反射して、上記立体
撮像装置の光学系34および右眼用の第2偏光フィルタ
35Rを介して、CCD等からなる撮像素子2a上に結
像されるようになっている。
That is, the image on the right eye side of the object is polarized by the first polarizing filter 31R for the right eye, reflected by the total reflection mirror 32 at an angle of 90 degrees, and further split by the splitter 33 by an angle of 90 degrees. The light is reflected to form an image on the image pickup device 2a such as a CCD through the optical system 34 of the stereoscopic image pickup device and the second polarizing filter 35R for the right eye.

【0068】一方、対象物の左眼側の映像は、左眼用の
第1偏光フィルタ31Lによって偏光されて、その後方
に設けられた上記スプリッタ33を透過して、上記立体
撮像装置の光学系34および左眼用の第2偏光フィルタ
35Lを介して上記撮像素子2a上に結像するようにな
っている。
On the other hand, the image on the left eye side of the object is polarized by the first polarizing filter 31L for the left eye, passes through the splitter 33 provided behind it, and passes through the optical system of the stereoscopic image pickup apparatus. 34 and the second polarization filter 35L for the left eye to form an image on the image pickup device 2a.

【0069】また、前面側に設けられている上記左眼用
の第1偏光フィルタ31Lと、上記右眼用の第1偏光フ
ィルタ31Rとは、それぞれ異なる特性を有するように
なっており、また、上記光学系34と上記撮像素子2a
との間に配置されている上記左眼用の第2偏光フィルタ
35Lと、上記右眼用の第2偏光フィルタ35Rとは、
それぞれ異なる特性を有するようになっている。
Further, the first polarizing filter 31L for the left eye and the first polarizing filter 31R for the right eye, which are provided on the front side, have different characteristics from each other, and The optical system 34 and the image pickup device 2a
The second polarizing filter 35L for the left eye and the second polarizing filter 35R for the right eye, which are arranged between
Each has different characteristics.

【0070】そして、上記左眼用の第1偏光フィルタ3
1Lと第2偏光フィルタ35L、および、上記右眼用の
第1偏光フィルタ31Rと第2偏光フィルタ35Rと
は、それぞれ同様の特性を有するものからなっている。
The first polarizing filter 3 for the left eye
The 1L and the second polarization filter 35L, and the first polarization filter 31R and the second polarization filter 35R for the right eye have the same characteristics, respectively.

【0071】一方、上記光学系34と上記撮像素子2a
との間に配置されている上記左眼用の第2偏光フィルタ
35Lと、上記右眼用の第2偏光フィルタ35Rとは並
列して配置されており、上記各第2偏光フィルタ35
L,35Rは、上記光学系34の光軸と直交する方向、
即ち、図8において矢印Y方向に一体的に移動すること
によって、上記撮像素子2a上に結像させる映像を左眼
用または右眼用に切り替えるようになっている。
On the other hand, the optical system 34 and the image pickup device 2a
The second polarizing filter 35L for the left eye and the second polarizing filter 35R for the right eye, which are arranged between the second polarizing filter 35L and the second polarizing filter 35R, are arranged in parallel.
L and 35R are directions orthogonal to the optical axis of the optical system 34,
That is, by moving integrally in the direction of the arrow Y in FIG. 8, the image formed on the image pickup device 2a is switched between the left eye and the right eye.

【0072】なお、上記各第2偏光フィルタ35L,3
5Rの駆動機構については、上述のように、上記光学系
34の光軸と直交する方向(Y方向)に一体的に移動す
るようにすればよい。従って、一般的な駆動機構を適用
するものとし、特にその詳しい説明および図示は省略し
ている。
The second polarization filters 35L, 35L, 3 described above are provided.
As described above, the 5R drive mechanism may be integrally moved in the direction (Y direction) orthogonal to the optical axis of the optical system 34. Therefore, a general drive mechanism is applied, and its detailed description and illustration are omitted in particular.

【0073】このような構成とすることによって、上記
第3実施例において、上記撮像素子2aは、左眼用と右
眼用の映像とを時分割によって撮像を行なうようになっ
ている。
With such a structure, in the third embodiment, the image pickup device 2a picks up images for the left eye and the right eye by time division.

【0074】つまり、右眼用の映像を撮像する場合に
は、上記第2偏光フィルタ35Rを光学系34の光軸上
に移動させ、上記右眼用の第1偏光フィルタ31Rを透
過し、上記全反射ミラー32に反射され、上記スプリッ
タ33によって反射し、上記光学系34に入射し、上記
右眼用の第2偏光フィルタ35Rを透過して、撮像素子
2a上に結像する映像を、右眼用の映像として取り込む
ようになっている。
That is, in the case of picking up an image for the right eye, the second polarizing filter 35R is moved to the optical axis of the optical system 34, passes through the first polarizing filter 31R for the right eye, and The image reflected on the total reflection mirror 32, reflected by the splitter 33, incident on the optical system 34, transmitted through the second polarizing filter 35R for the right eye, and imaged on the image sensor 2a is displayed on the right. It is designed to be captured as an eye image.

【0075】また、左眼用の映像を撮像する場合には、
上記左眼用の第2偏光フィルタ35Lを光学系34の光
軸上に移動させ、上記左眼用の第1偏光フィルタ31L
を透過し、上記スプリッタ33を透過して、上記光学系
34に入射し、上記左眼用の第2偏光フィルタ35Lを
透過して、撮像素子2a上に結像する映像を、左眼用の
映像として取り込むようになっている。
In the case of picking up an image for the left eye,
The second polarization filter 35L for the left eye is moved onto the optical axis of the optical system 34, and the first polarization filter 31L for the left eye is moved.
Through the splitter 33, enters the optical system 34, passes through the second polarizing filter 35L for the left eye, and forms an image on the image sensor 2a. It is designed to be captured as a video.

【0076】このようにして、左右の映像を時分割によ
って交互に取り込み、立体映像再生装置等に再生する際
には、左右の映像を左右の眼に対して独立して再生する
こととなる。
In this way, when the left and right images are alternately captured in a time division manner and are reproduced by the stereoscopic image reproducing device or the like, the left and right images are reproduced independently for the left and right eyes.

【0077】そして、上記撮像素子2aによる左眼用の
映像と右眼用の映像の取り込みタイミングに合わせて、
左眼用の映像を取り込む際には、上記撮像素子2aの切
り出しエリアを左側、即ち、図8において矢印XL方向
に移動させ、また、右眼用の映像を取り込む際には、上
記撮像素子2aの切り出しエリアを右側、即ち、図8に
おいて矢印XR方向に移動させることによって、上記ず
れ補正量δの調整が行われることとなる。
Then, in accordance with the timing of capturing the image for the left eye and the image for the right eye by the image pickup device 2a,
When capturing the image for the left eye, the cutout area of the image sensor 2a is moved to the left side, that is, in the direction of the arrow XL in FIG. 8, and when capturing the image for the right eye, the image sensor 2a is moved. The shift correction amount δ is adjusted by moving the cutout area on the right side, that is, in the arrow XR direction in FIG.

【0078】以上説明したように上記第3実施例によれ
ば、1レンズ1CCD方式の立体撮像装置においても、
上記撮像素子2aの切り出しエリアを制御することによ
って、従来の立体撮像装置、即ち、左眼用と右眼用カメ
ラ部を駆動してその光軸のなす角を変更するようにした
場合と全く同様の効果を得ることができる。
As described above, according to the third embodiment, even in the one-lens / one-CCD stereoscopic image pickup apparatus,
By controlling the cut-out area of the image pickup device 2a, exactly the same as in the case where the conventional stereoscopic image pickup device, that is, the left-eye and right-eye camera units are driven to change the angle formed by the optical axes thereof. The effect of can be obtained.

【0079】従って、上述の第1実施例と全く同様の効
果を得ることができると共に、1つの光学系と1つの撮
像素子による1レンズ1CCD方式を採用したので、低
コスト化、および、小型化に寄与することができる。
Therefore, it is possible to obtain the same effect as that of the above-described first embodiment, and since the one-lens-one-CCD system with one optical system and one image pickup element is adopted, the cost and the size can be reduced. Can contribute to.

【0080】図9は、本発明の第4実施例の立体撮像装
置の概略を示す要部横断面図および撮像素子上の結像状
態を示す図である。なお、この図9においては、図面の
繁雑化を避けるために、本発明に直接関係する部分のみ
を簡単に示している。
FIG. 9 is a horizontal cross-sectional view of a main part showing an outline of a stereoscopic image pickup apparatus according to a fourth embodiment of the present invention and a view showing an image formation state on an image pickup element. Note that, in FIG. 9, in order to avoid complication of the drawing, only the portion directly related to the present invention is simply shown.

【0081】また、この第4実施例の立体撮像装置は、
図9に示すように、上述の第3実施例と同様に、1つの
光学系43と1つの撮像素子2bとから構成されてい
る、いわゆる、1レンズ1CCD方式の立体撮像装置で
ある。
Further, the stereoscopic image pickup apparatus of the fourth embodiment is
As shown in FIG. 9, a so-called one-lens-one-CCD stereoscopic image pickup device is composed of one optical system 43 and one image pickup device 2b, as in the third embodiment.

【0082】即ち、右眼用の映像は、第1ミラー41
R、第2ミラー42Rを介して、光学系43およびシリ
ンドリカルレンズ44を透過し、CCD等からなる撮像
素子2b上のBR部分に結像するようになっており、ま
た、左眼用の映像は、第1ミラー41L、第2ミラー4
2Lを介して、光学系43およびシリンドリカルレンズ
44を透過し、CCD等からなる撮像素子2b上のBL
部分に結像するようになっている。
That is, the image for the right eye is the first mirror 41.
The light is transmitted through the optical system 43 and the cylindrical lens 44 via the R and the second mirror 42R, and an image is formed on the BR portion on the image pickup device 2b including a CCD or the like. , First mirror 41L, second mirror 4
BL on the image sensor 2b formed of a CCD or the like, passing through the optical system 43 and the cylindrical lens 44 via 2L.
The image is formed on the part.

【0083】上記シリンドリカルレンズ44は、これを
透過した映像について、その横方向が圧縮されるように
なっており、これによって、上記1つの撮像素子2b上
において、図9に示すように、左眼用と右眼用の映像を
並べて結像させることができるようになっている。
The cylindrical lens 44 is adapted to compress the image transmitted through the cylindrical lens 44 in the lateral direction, whereby the left eye on the one image pickup device 2b as shown in FIG. The image for the right eye and the image for the right eye can be formed side by side.

【0084】上記撮像素子2bは、左眼用と右眼用の映
像の再生時における有効撮像範囲(エリア)BL,BR
よりも水平方向に若干広い撮像範囲(エリア)Aを有し
ており、上記有効撮像範囲(エリア)BL,BRを制御
することで切り出しエリアの変更が行なわれるようにな
っている。
The image pickup device 2b has effective image pickup ranges (areas) BL and BR at the time of reproducing images for the left eye and the right eye.
It has a slightly wider imaging range (area) A in the horizontal direction than the above, and the cutout area is changed by controlling the effective imaging ranges (areas) BL and BR.

【0085】なお、このときの切り出しエリアの制御
は、左眼用と右眼用の映像の少なくとも一方、もしく
は、双方を行なうようにすればよい。
The control of the cutout area at this time may be performed by performing at least one or both of the images for the left eye and the right eye.

【0086】そして、上記立体撮像装置において撮像さ
れた立体映像を、立体映像再生装置によって再生する場
合には、上記撮像素子2b上のBR部分に結像された右
眼用映像と、BL部分に結像された左眼用映像が、個々
に取り出され、上下左右反転処理、および、水平方向の
伸長処理等の画像処理が行われた後、HMD等の再生装
置によって鑑賞することができるようになっている。即
ち、上記シリンドリカルレンズ44によって圧縮された
映像を処理することによって復元することとなる。
When the stereoscopic image picked up by the stereoscopic image pickup device is reproduced by the stereoscopic image reproducing device, the right eye image formed on the BR portion on the image pickup element 2b and the BL portion are formed. The formed images for the left eye are individually taken out, and after being subjected to image processing such as up / down / left / right inversion processing and horizontal expansion processing, they can be viewed by a playback device such as an HMD. Has become. That is, the image compressed by the cylindrical lens 44 is processed to be restored.

【0087】以上説明したように上記第4実施例によれ
ば、上述の第3実施例と全く同様の効果を得ることがで
きる。
As described above, according to the fourth embodiment, the same effect as that of the third embodiment can be obtained.

【0088】[付記] (1) 両眼視差を利用して立体映像を得る立体撮像装
置において、左右独立した映像を得るための撮像素子
と、左眼用と右眼用の各映像エリアの変更を撮像素子の
切り出しエリアの制御によって行なう撮像素子位置変更
手段と、を具備した立体撮像装置。
[Supplementary Note] (1) In a stereoscopic image pickup apparatus which obtains a stereoscopic image by utilizing binocular parallax, an image pickup element for obtaining left and right independent images and change of each image area for left eye and right eye And an image pickup element position changing means for controlling the cutout area of the image pickup element.

【0089】この装置によれば、各映像エリアの変更を
容易に行なうことができる。
According to this apparatus, each video area can be easily changed.

【0090】(2) 切り出しエリアの変更量を左右同
一量とした付記第1に記載の立体撮像装置。
(2) The stereoscopic image pickup device according to attachment 1, wherein the amount of change in the cutout area is the same amount on the left and right.

【0091】この装置によれば、撮像素子の切り出しエ
リアの制御が簡単になる。
According to this apparatus, the control of the cutout area of the image pickup device becomes simple.

【0092】[0092]

【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、左眼用
と右眼用の各映像エリアを撮像素子位置変更手段によっ
て変更することができるので、立体撮像装置の小型化に
寄与することができると共に、肉眼視に近い状態の立体
映像を得るようにしたことで、立体映像再生装置により
立体映像の再生時に生じる違和感、疲労感等を軽減する
ことができる。
According to the first aspect of the invention, the image areas for the left eye and the right eye can be changed by the image pickup element position changing means, which contributes to downsizing of the stereoscopic image pickup apparatus. In addition, it is possible to reduce the discomfort, fatigue, and the like that occur when the stereoscopic image reproducing apparatus reproduces the stereoscopic image by obtaining the stereoscopic image in a state close to the naked eye.

【0093】請求項2に記載の発明によれば、左眼用と
右眼用の撮像素子の位置変更を、撮像素子の切り出しエ
リアの制御によって行なうようにしたので、より簡単に
各映像エリアの変更を行なうことができる。これによ
り、肉眼視に近い状態の立体映像を得ることができるの
で、立体映像再生装置により立体映像の再生時に生じる
違和感、疲労感等を軽減することができる。
According to the second aspect of the invention, the positions of the left-eye and right-eye image pickup elements are changed by controlling the cutout areas of the image pickup elements. You can make changes. This makes it possible to obtain a stereoscopic image in a state close to that of the naked eye, so that it is possible to reduce a feeling of strangeness, fatigue, and the like that occur when the stereoscopic image reproducing apparatus reproduces the stereoscopic image.

【0094】請求項3に記載の発明によれば、左眼用と
右眼用の撮像素子の位置変更を、輻輳視の変更に応じて
行なうようにしたので、さらに簡単に各映像エリアの変
更を行なうことができる。従って、肉眼視に近い状態の
立体映像を得ることができ、立体映像再生装置による立
体映像の再生時に生じる違和感、疲労感等を軽減するこ
とができる。
According to the third aspect of the present invention, the positions of the left-eye and right-eye image pickup elements are changed in accordance with the change in vergence, so that each image area can be changed more easily. Can be done. Therefore, it is possible to obtain a stereoscopic image in a state close to that of the naked eye, and it is possible to reduce a feeling of discomfort, a feeling of fatigue, or the like that occurs when the stereoscopic image is reproduced by the stereoscopic image reproducing device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例の立体撮像装置および立体映
像再生装置を使用するシステムの概略を示す図。
FIG. 1 is a diagram showing an outline of a system using a stereoscopic imaging device and a stereoscopic video reproducing device according to an embodiment of the present invention.

【図2】上記図1の立体撮像装置の概略を示す横断面
図。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the outline of the stereoscopic image pickup apparatus of FIG.

【図3】上記図1の立体撮像装置の左眼用および右眼用
カメラ部が平行に配置されている状態で、左眼用および
右眼用の各撮像素子に結像される対象物の状態を示す図
であり、平行視の場合を示す図。
FIG. 3 is a diagram illustrating an object to be imaged on left-eye and right-eye image pickup devices in a state where left-eye and right-eye camera units of the stereoscopic image pickup apparatus of FIG. 1 are arranged in parallel. It is a figure which shows a state and is a figure which shows the case of parallel view.

【図4】上記図1の立体撮像装置の左眼用および右眼用
カメラ部が平行に配置されている状態で、左眼用および
右眼用の各撮像素子に結像される対象物の状態を示す図
であり、輻輳視の場合を示す図。
4 is a diagram illustrating an object imaged on each of the left-eye and right-eye image pickup devices in a state where the left-eye and right-eye camera units of the stereoscopic image pickup apparatus of FIG. 1 are arranged in parallel. It is a figure which shows a state and is a figure which shows the case of vergence vision.

【図5】上記図1の立体映像再生装置であるHMDの概
略を示す横断面図。
5 is a transverse cross-sectional view showing an outline of an HMD which is the stereoscopic image reproducing device of FIG.

【図6】上記図1の立体撮像装置によって撮像された立
体映像を立体映像再生装置であるHMDによって再生す
る際の動作の概略を示すフローチャート。
6 is a flowchart showing an outline of an operation when a stereoscopic image captured by the stereoscopic image capturing apparatus of FIG. 1 is reproduced by an HMD which is a stereoscopic image reproducing apparatus.

【図7】本発明の第2実施例の立体撮像装置を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a stereoscopic imaging device according to a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第3実施例の立体撮像装置の概略を示
す要部横断面図。
FIG. 8 is a lateral cross-sectional view showing the outline of a three-dimensional image pickup apparatus according to a third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第4実施例の立体撮像装置の概略を示
す要部横断面図および撮像素子上の結像状態を示す図。
FIG. 9 is a cross-sectional view of a main part showing an outline of a stereoscopic image pickup apparatus according to a fourth embodiment of the present invention, and a diagram showing an image formation state on an image pickup element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1(L,R)……レンズ部 2L,2R,2a,2b……撮像素子 11(L,R)……カメラ部 11……立体撮像装置 12……トランスミッタ部(装置側) 13……トランスミッタ部(操作者側) 14……HMD(立体映像再生装置) 15……操作盤 21……表示部 22……接眼レンズ 23……対物レンズ 24……赤外発光ダイオード(視線検知システム) 25……集光レンズ(視線検知システム) 27……ダイクロイックミラー(視線検知システム) 26……視線検知用CCD(視線検知システム) 31(L,R)……第1偏光フィルタ 32……全反射ミラー 33……スプリッタ 34,43……光学系 35(L,R)……第2偏光フィルタ 41(L,R)……第1ミラー 42(L,R)……第2ミラー 44……シリンドリカルレンズ A……撮像範囲(エリア) BL,BR……有効撮像範囲(エリア) L……対象物までの距離(注視点距離) a……基線長(立体撮像装置側) θ……立体撮像装置の光軸交点のなす角 δ……ずれ補正量(CCD移動量) 1 (L, R) ... Lens section 2L, 2R, 2a, 2b ... Imaging element 11 (L, R) ... Camera section 11 ... Stereoscopic imaging apparatus 12 ... Transmitter section (apparatus side) 13 ... Transmitter Unit (operator side) 14 ... HMD (stereoscopic image reproducing device) 15 ... Operation panel 21 ... Display unit 22 ... Eyepiece 23 ... Objective lens 24 ... Infrared light emitting diode (visual axis detection system) 25 ... … Condensing lens (line-of-sight detection system) 27 …… Dichroic mirror (line-of-sight detection system) 26 …… CCD for line-of-sight detection (line-of-sight detection system) 31 (L, R) …… first polarizing filter 32 …… total reflection mirror 33 ...... Splitter 34,43 ...... Optical system 35 (L, R) ...... Second polarization filter 41 (L, R) ...... First mirror 42 (L, R) ...... Second mirror 44 ...... Cylindrical Lens A: Imaging range (area) BL, BR: Effective imaging range (area) L: Distance to object (gazing point distance) a: Baseline length (stereoscopic imaging device side) θ: Stereoscopic imaging device Formed by the optical axis intersection point of δ ... Deviation correction amount (CCD movement amount)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今泉 正喜 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 (72)発明者 半川 雅司 東京都渋谷区幡ヶ谷2丁目43番2号 オリ ンパス光学工業株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued Front Page (72) Masayoshi Imaizumi 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Co., Ltd. (72) Masaji Hankawa 2-43-2 Hatagaya, Shibuya-ku, Tokyo Olympus Optical Industry Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 両眼視差を利用して立体映像を得る立
体撮像装置において、 左右独立した映像を得るための撮像素子と、 左眼用と右眼用の各映像エリアを変更するための撮像素
子位置変更手段と、 を具備したことを特徴とする立体撮像装置。
1. A stereoscopic image pickup apparatus for obtaining a stereoscopic image using binocular parallax, an image pickup element for obtaining left and right independent images, and an image pickup for changing each image area for the left eye and the right eye. A three-dimensional image pickup device comprising: an element position changing unit;
【請求項2】 撮像素子の位置変更を、撮像素子の切
り出しエリアの制御によって行なうことを特徴とする請
求項1に記載の立体撮像装置。
2. The stereoscopic image pickup apparatus according to claim 1, wherein the position of the image pickup element is changed by controlling a cutout area of the image pickup element.
【請求項3】 撮像素子の位置変更を、輻輳視の変更
に応じて行なうことを特徴とする請求項1または請求項
2に記載の立体撮像装置。
3. The stereoscopic image pickup apparatus according to claim 1, wherein the position of the image pickup element is changed in accordance with a change in vergence vision.
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