JPH08328172A - 立体映像撮影装置 - Google Patents

立体映像撮影装置

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JPH08328172A
JPH08328172A JP7135012A JP13501295A JPH08328172A JP H08328172 A JPH08328172 A JP H08328172A JP 7135012 A JP7135012 A JP 7135012A JP 13501295 A JP13501295 A JP 13501295A JP H08328172 A JPH08328172 A JP H08328172A
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stereoscopic image
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Shinichi Mihara
伸一 三原
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Abstract

(57)【要約】 【目的】簡易な構造の立体映像撮像装置で高画質な立体
画像を提供する。 【構成】走査ミラー16は結像光学系10の光軸15上
をA方向に移動可能であり、かつ、B方向に回転可能で
ある。この走査ミラー16が移動しつつ、被写体18か
らの光を結像光学系10に送る。この場合、走査ミラー
16が適当に回転することにより、被写体18からの光
を常に結像光学系10に向けることができる。このよう
にして、互いに視差のある複数の画像が時系列的に結像
光学系10に送られ、それらの画像に基づいて立体画像
が形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は多眼式相当の立体映像情
報を電子的に取り込み、立体映像を提供する立体映像撮
影装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、立体映像を作成するための装置と
して主に二つの種類のものが用いられてきた。一つは、
複数のカメラその他の撮像手段を用いる装置であり、他
方は、一つの撮像手段及び一つの結像光学系にミラーを
付加することにより互いに視差のある複数の画像を取り
込む装置である。
【0003】前者の例としては、特開平1−28409
0号公報に記載された装置がある。この装置は、左右映
像の光路を変換する二つの光路変換手段と、左右映像が
同時に通過する一つのレンズ系とを備えており、レンズ
系が通過した左右映像を左右二つの撮像手段により撮像
するものである。
【0004】後者の例としては、特開平1−27923
5号公報に記載された装置がある。この装置は、光路に
一つ以上の反射鏡を配置し、二つの光路を通った二つの
映像を一つの撮像素子上に結像させることにより、二つ
の方向の映像を同時に撮影可能とするものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】前者の装置のように、
複数の撮像手段を用いれば、視差のある複数の画像を確
実に取り込むことは可能であるが、装置としては大型か
つ複雑にならざるを得ず、コストも高くなる。また、立
体映像撮影装置の小型化という近年高まっている要求に
も対処しがたい。
【0006】後者の装置は前者の装置と比較して、構造
的には簡易であるが、この後者の装置により得られる画
像は多くても二つであり、被写体の画像の画質という観
点からは高品質を望むことはできない。
【0007】本発明はこのような従来の立体映像撮影装
置の問題点に鑑みてなされたものであり、簡易な構造に
よって高画質な画像を提供することができる立体映像撮
影装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するた
め、本発明に係る立体映像撮影装置は、結像光学系と、
前記結像光学系によって形成される結像面又はその近傍
に設けられた電子撮像素子と、前記結像光学系と被写体
との間に設けられ、前記被写体からの光を前記結像光学
系に導く反射部材と、前記反射部材を走査させるととも
に、前記反射部材の走査に伴って前記反射部材の反射角
を変化させる反射部材可動手段とを備えることを特徴と
する。
【0009】前記反射部材を走査すると光路長が変化
し、光路長の変化に起因して倍率変化が生じる。このた
め、本立体映像撮影装置には、倍率変化を電気的に補正
するための画像倍率補正回路を設けることが好ましい。
【0010】また、前記反射部材可動手段は前記反射部
材を前記結像光学系の光軸に沿って直線的に走査するも
のであることが好ましい。
【0011】倍率変化の電気的補正については、被写体
距離データ、前側焦点位置データ、反射部材位置データ
及び焦点距離データを用いて、各々の画像情報の倍率又
は基準の画像情報に対する倍率差を算出し、デジタル的
に補正し、倍率を統一することが好ましい。特に、被写
体距離データについては、オートフォーカスやフラッシ
ュの光量調節などを目的とした測距の結果データを、前
側焦点位置データ及び焦点距離データについては、予め
内部記憶装置に記憶されているものを、反射部材位置デ
ータについては、エンコーダその他の位置検出メカニズ
ムからの読み取りデータをそれぞれ用いることができ
る。
【0012】また、結像光学系としてズームレンズを用
いる場合には、ズーム可動レンズ群の位置と前側焦点位
置と焦点距離の関係を内部記憶装置に点列データとして
予め記憶されているものを読み出し、線型補間して用い
ることができる。
【0013】ミラーなどから構成される反射部材の結像
光学系の光軸に対する角度の決定は被写体距離データ及
び反射部材位置データを用いて行うことができる。
【0014】反射部材の走査に伴うピントずれについて
は、深度内であれば問題はないが、反射部材の移動毎に
ピントを調節するようにすれば、より高品質の画質を得
ることができる。
【0015】
【作用】反射部材は反射部材可動手段により走査される
ので、この走査に伴い、反射部材と被写体との位置関係
が経時的に変化する。反射部材は走査されている間にお
いても、被写体からの光を結像光学系に対して連続的に
反射し続けているので、同一被写体に関して互いに視差
のある複数の画像が時系列的に結像光学系に送られる。
時系列的に送られてきた被写体の画像は電子映像素子に
より撮像され、立体映像として形成される。
【0016】なお、反射部材可動手段により反射部材の
反射角が適当に調節されるため、被写体からの光は常に
結像光学系に向かうようにされる。
【0017】
【実施例】図1は本発明に係る立体映像撮影装置の第一
実施例を示す。この立体映像撮影装置は、結像光学系1
0と、結像光学系10が形成する結像面の位置に配置さ
れた電子撮像素子11と、電子撮像素子11から送られ
てくる画像情報を適宜処理する処理装置12と、処理さ
れた画像情報を記録する記録装置13とを備えている。
なお、結像光学系10と電子撮像素子11との間には、
ノイズ除去のための光学フィルター14が配置されてい
る。
【0018】結像光学系10の光軸15上には1枚の走
査ミラー16が配置されている。この走査ミラー16は
適当な駆動装置(図示せず)に接続されており、この駆
動装置により、光軸15上を矢印A方向に自在に移動す
ることができるとともに、走査ミラー16と光軸15と
の交点17を中心として矢印B方向に自在に回転するこ
とができるように構成されている。
【0019】駆動装置は、走査ミラー16と光軸15と
の交点17と被写体18の合焦平面の中央19とを結ぶ
線と、光軸15とがほぼ入射と反射の関係になるよう
に、走査ミラー16の回転角度を決定する。さらに、駆
動装置は、走査ミラー16を結像光学系10の光軸15
に沿って直線的に移動させ、被写体18についての視差
のある複数の画像が時系列的に結像光学系10に送り込
まれるようにする。
【0020】結像光学系10に送り込まれた複数の画像
は電子撮像素子11により撮像された後、処理装置12
において処理され、立体映像が形成される。
【0021】本実施例においては、駆動装置は次式
(1)に基づいて走査ミラー16の回転角Δθを決定し
ている。 Δθ=−〔tan-1(L3/L1)〕/2 (1) ここで、Δθは走査ミラー16が光軸15に対して45
度の角度をなしているときの状態から走査ミラー16を
回転させる角度を指す。
【0022】さらに、結像倍率は次式(2)により決定
される。 β=−f/(L1+L2−L3) (2)
【0023】上式(1)及び(2)においてL1,L
2,L3及びfは以下のように定義される。 L1:被写体18の合焦平面の中央19から結像光学系
10の光軸15に下ろした垂線20の長さ。L1の値と
しては、例えば、オートフォーカスなどで測距したデー
タを使用する。 L2:垂線20と結像光学系10の光軸15との交点O
から結像光学系前側焦点位置Fまでの長さ。このL2の
値としては、ROMなどに内部データとして記憶されて
いる値を用いることができる。ズームレンズを使用する
場合には、可動レンズ群の位置とL2の関係を点列デー
タとして保有し、線型補間によりL2の値を求めて使用
すればよい。 L3:交点Oと、走査ミラー16と結像光学系10の光
軸15との交点17との間の距離。なお、L3は、交点
17が交点Oよりも結像光学系10側に位置していると
きに正の値とする。 f:焦点距離。なお、fは可動レンズ群の位置と焦点距
離との関係を読み出し、補間して使用する。
【0024】なお、本実施例に係る立体映像撮影装置は
電子映像式であるため、立体画像を形成するための各エ
レメント画(互いに視差の異なる画像)の倍率が異なっ
ても修正が容易である。このため、走査ミラー16の移
動に伴い、光路長が変化し、その結果として倍率の変化
が起こるが、容易に修正可能である。
【0025】例えば、処理装置12の一部として、倍率
変化を電気的に補正するための画像倍率補正回路21を
設けておくことにより、容易に倍率の変化に対処するこ
とができる。処理装置12において上式(2)に基づい
て倍率を計算し、基準画像の倍率に合わせるように、画
像倍率補正回路21がデジタル的に各倍率の補正を行
い、倍率を統一させることができる。記録装置13には
統一された倍率で画像が送られることになる。
【0026】図2は本発明に係る立体映像撮影装置の第
二実施例を表す。本実施例においては、結像光学系10
の光軸15上に反射ミラー22が配置されており、被写
体18からの光は走査ミラー16から反射ミラー22を
経て結像光学系10に送られる。
【0027】第一実施例では、被写体18からの光は走
査ミラー16による1回のみの反射で結像光学系10に
送られるので、結像光学系10には被写体18の反転像
が送られることになる。この反転像は、例えば、電気的
に正像化する手段を設け、この手段により正像化するこ
とも可能であるが、本実施例のように、走査ミラー16
と結像光学系10との間に反射ミラー22を設けておく
ことにより、一枚のミラーを用いるだけで光学系の段階
で容易に反転像を正像化させることが可能になる。
【0028】また、図3に示すように、反射ミラー22
は結像光学系10と電子撮像素子11との間に配置する
こともできる。この場合も、図2に示した装置と同様
に、一枚のミラーを用いるだけで容易に反転像を正像化
させることができる。
【0029】図4は本発明に係る立体映像撮影装置の第
三実施例を示す。本実施例においては、結像光学系10
の光軸15の周囲に4個の固定ミラー23A,23B及
び24A,24Bが配置されている。固定ミラー23A
と23B並びに固定ミラー24Aと24Bは各々結像光
学系10の光軸15に関して対称に配置されている。固
定ミラー23A,23B,24A,24B以外の構成要
素は第一実施例と同じである。
【0030】被写体18からの光は各固定ミラー23
A,23B,24A,24Bにより、結像光学系10の
光軸15に向かって反射する。駆動装置は走査ミラー1
6を結像光学系10の光軸15上を移動させ、各固定ミ
ラー23A,23B,24A,24Bからの反射光が結
像光学系10に向かうように矢印B方向に走査ミラー1
6を回転させる。この場合、各固定ミラー23Aと23
B、24Aと24Bとは光軸15に対して対称に配置さ
れているので、走査ミラー16は光軸15を中心として
両方向に同じ回転角だけ回転させればよい。このよう
に、走査ミラー16の回転角を適当に調整することによ
り、被写体18からの光を結像光学系10に送り込むこ
とができる。
【0031】本実施例においては、4個の固定ミラー2
3A,23B,24A,24Bの各々は被写体18に対
する位置関係が全て異なっているので、互いに視差の異
なる4個の画像を走査ミラー16を介して結像光学系1
0に送り込むことが可能になり、この4個の画像に基づ
いて立体画像がつくられる。
【0032】本実施例においては、各固定ミラー23
A,23B,24A,24Bはその反射光が結像光学系
10の光軸15に対して直角に入射するように配置され
ているが、各固定ミラー23A,23B,24A,24
Bの配置の仕方はこれには限定されない。固定ミラーか
らの反射光が光軸15に対して90度以外の角度で入射
しても、走査ミラー16の回転角を適当に調節すること
により、固定ミラーからの反射光を結像光学系10に送
ることが可能である。
【0033】また、本実施例においては、固定ミラー2
3Aと23B、24Aと24Bとは各々結像光学系10
の光軸15について対称に配置されているが、各々非対
称に配置することもできる。また、配置する固定ミラー
の数も4個には限定されない。2個以上であれば、任意
の数の固定ミラーを配置することができる。
【0034】
【発明の効果】本発明に係る立体映像撮影装置において
は、製造コストのかなりの部分を占める結像光学系及び
電子映像素子が一つで足りるので、低コスト化、小型軽
量化及び構造の簡素化を図ることができるとともに、高
画質の立体画像を提供することができる。
【0035】また、本発明に係る立体映像撮影装置に用
いられる電子撮像素子は銀塩フィルムとは異なり、共通
の撮像面で短時間に多くの画像を取り込むことができる
ので、静止画ではあっても時分割による取り込み方式を
採用することにより、撮像面のエリア分割による画素数
の実質的減少を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る立体映像撮影装置の第一実施例の
概念図である。
【図2】本発明に係る立体映像撮影装置の第二実施例の
概念図である。
【図3】第二実施例の変形例の概念図である。
【図4】本発明に係る立体映像撮影装置の第三実施例の
概念図である。
【符号の説明】
10 結像光学系 11 電子撮像素子 12 処理装置 13 記録装置 14 光学フィルター 15 結像光学系の光軸 16 走査ミラー 17 走査ミラーと光軸との交点 18 被写体 19 合焦平面中央 21 画像倍率補正回路 22 反射ミラー 23A,23B,24A,24B 固定ミラー

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 結像光学系と、前記結像光学系によって
    形成される結像面又はその近傍に設けられた電子撮像素
    子と、前記結像光学系と被写体との間に設けられ、前記
    被写体からの光を前記結像光学系に導く反射部材と、前
    記反射部材を走査させるとともに、前記反射部材の走査
    に伴って前記反射部材の反射角を変化させる反射部材可
    動手段とを備えた立体映像撮影装置。
  2. 【請求項2】 前記反射部材の走査によって変化した光
    路長に起因する倍率変化を電気的に補正するための画像
    倍率補正回路を有することを特徴とする請求項1に記載
    の立体映像撮影装置。
  3. 【請求項3】 前記反射部材可動手段は前記反射部材を
    前記結像光学系の光軸に沿って直線的に走査するもので
    あることを特徴とする請求項1又は2に記載の立体映像
    撮影装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2619627A4 (en) * 2010-12-29 2017-01-18 Olympus Memory Works Corp. 3-dimensional image capturing method

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