JPH1146373A

JPH1146373A - 立体映像取り込み装置

Info

Publication number: JPH1146373A
Application number: JP9202081A
Authority: JP
Inventors: Akishi Sato; 晶司佐藤; Shigeru Harada; 茂原田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1997-07-29
Filing date: 1997-07-29
Publication date: 1999-02-16

Abstract

(57)【要約】【課題】片方の眼用の映像を画面の右半分に、他方の
眼用の映像を画面の左半分にくるようにした立体写真型
の立体映像を撮影する映像機器において、視差量を必要
最低限に抑えて眼に負担がかからない立体映像を得るこ
とができる立体映像取り込み装置を提供する。【解決手段】単一の採光窓から入射する、左眼用のＬ
映像１１を、ミラーに反射させることなく前玉レンズ２
の右半分に直接取り込み、前記採光窓と前玉レンズ２の
間に、第１および第２のミラー１３，１４を、前記左眼
用のＬ映像の光線１７を介して対向配設し、前記第１お
よび第２のミラー１３，１４の角度を、前記採光窓から
入射する右眼用のＲ映像１２が、反射により前記前玉レ
ンズ２の左半分に取り込まれる角度に各々設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、立体撮影のため
にビデオカメラに取り付ける光学アタッチメントに係
り、特に必要最低限の視差量で撮影が行える立体映像取
り込み装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の立体映像取り込み装置は、例えば
特願平７−３３４４２３号で提案されているように、図
７の構造よりなる、いわゆる立体写真用のアタッチメン
トを１台のビデオカメラに取り付けて視差のある映像を
取り込むものであった。すなわち、４枚のミラー１ａ〜
１ｄを組み合わせ、前玉レンズ（撮影レンズ）２の中央
に、視差のある映像を左右に分けて図８（ａ）のように
取り入れる。そしてこの左右１対の立体映像ａを画像処
理によって図８（ｂ）、（ｃ）のようにそれぞれ２倍に
拡大し（Ａ_L，Ａ_R）、フィールドシーケンシャルな立体
映像信号に変換し、シャッターメガネにて立体視するも
のであった。

【０００３】ここで、カメラレンズの中央を境に左右別
々の映像を取り入れられる現象を利用して、図７に代表
されるアタッチメントを取り付け、１台のカメラでＬ，
Ｒの立体映像を得る手段は公知である。入射瞳の中心３
にて、２θの画角をもって撮影されるカメラにおいて、
ミラー１ａ〜１ｄで２回反射されたＲ映像４、Ｌ映像５
は、あたかもそれぞれ点６、７にて画角θの映像として
取り入れられる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前記図７の点６、７間
の距離ｄ₁は視差を決定する要因である。人の眼幅（６
０〜７０ｍｍ）だけ離して撮影し、現物と同じ大きさに
投影できれば理想的であるが、ディスプレイの大きさは
様々である。また一旦ディスプレイ上に投影された映像
は、撮影者の意図に反した部分を見られる場合がある。
視差のズレが不自然になり、眼の疲れの原因となる。

【０００５】また、前記図８（ｂ）、（ｃ）のように画
像処理により、左右の映像を２倍に拡大すると視差も２
倍に強調されるという問題がある。図７の構造からｄ₁
の長さはカメラレンズの水平画角によって制限され、６
０〜７０ｍｍが小さくできる限界である。そのために視
差は２倍の１２０〜１４０ｍｍと等価となり、立体視が
強調され目の疲れの原因になる。更にディスプレイのサ
イズによっても視差量は変わり、大型化によりますます
視差量が大きくなってしまう。

【０００６】本発明は上記の問題点と、立体視のための
視差量はほんの僅かで十分であることが実証されている
こととに鑑みてなされたもので、その目的は、視差量を
必要最低限に抑えて眼に負担がかからない立体映像を得
ることができる立体映像取り込み装置を提供することに
ある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために、一台のビデオカメラのレンズの前に装着
することにより、１画面の中に一対の立体画像を取り入
れるアタッチメントにおいて、第１のミラーは撮影レン
ズの右半分の情報を妨げない位置まで接近して取り付
け、撮影レンズの左半分を覆う第２のミラーの組み合わ
せで、撮影レンズの左半分の情報を取り入れる。そして
撮影レンズの右半分の情報は、ミラーを介さないで直接
取り入れる。さらに左右の立体情報の採光窓を一部共用
することにより、実質的に左右視差の少ない立体画像を
得ることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の具体的な実施の
形態例について図面を参照して説明する。図１は本発明
の実施の形態を示し、ビデオカメラに取り付けられるア
タッチメントに収納された内部部品を表している。

【０００９】図１において前記図７と同様に入射瞳の中
心点１０にて２θの画角をもって撮影されるカメラに
て、Ｌ映像１１は直接中心点１０に向かって入射し、左
眼用のＬ映像として取り入れられる。Ｒ映像１２はミラ
ー１３、１４で２回反射して、中心点１０に向かって入
射し右眼用のＲ映像として取り入れられる。この場合Ｒ
映像１２は破線の交点１５に向かって入射したのと等価
になる。このとき、ＲとＬとの距離ｄ₂は図７のｄ₁に比
べて約１／４に減少する。

【００１０】ここでミラー１４の右端部１４Ｒは前玉レ
ンズ２の光軸１６上にあり、その傾斜角は、ミラー１３
の傾斜角とともに、Ｌ映像１１とほぼ同じ角度で入射す
るＲ映像１２が中心点１０に入射するように決定されて
いる。またミラー１３の左端部１３ＬはＬ側映像情報の
左側の光線１７を妨げない限り光軸１６に近付けられ
る。このように構成した結果、アタッチメントの大幅な
小型化が可能となった。

【００１１】本発明の具体的な例として、焦点距離：６
ｍｍ（１／３インチＣＣＤにて水平画角４３度）、入射
瞳の位置：前玉レンズの前面より３５ｍｍのカメラ用に
設計するとｄ₂は約２０ｍｍとなる。即ち２台のカメラ
を２０ｍｍ離して撮影したのと同じ視差が得られる。こ
のアタッチメントによって得られた映像は、特願平７−
３３４４２３号に開示されている画像処理により、左右
半分ずつの画像がそれぞれ２倍に拡大されるので、視差
も２倍に拡大される。このため２台のカメラを４０ｍｍ
離して撮影したのと等価になる。人の平均眼幅は６５ｍ
ｍであるので幾分少なめであるが、立体視の効果は十分
に得られることは実証されている。

【００１２】またディスプレイの大きさによっても視差
量は変わるが、これについて図２〜図４とともに説明す
る。図２は２台のカメラ２０Ｌ，２０Ｒで、間隔をｄと
し、カメラ２０Ｌ，２０Ｒに近い順にＡ、Ｃ、Ｂと並ん
だ被写体を撮影するときの位置関係を示している。コン
バーゼンス（左右のカメラの光軸中心の交点）をＣに合
わせると、図２（ｂ），（ｃ）のように、それぞれのカ
メラからＬ，Ｒの映像が得られる。これらをフィールド
シーケンシャルな信号に変換して、図３のようにディス
プレイ２１上に再生し、シャッターメガネ２２にてＬ映
像は左眼だけに、Ｒ映像は右眼だけに入るようにして見
ると、Ｃはディスプレイ２１上に、Ａはディスプレイ２
１の手前に、Ｂはディスプレイ２１の奥に定位する。

【００１３】ここで映像情報はそのままでより大きなデ
ィスプレイ２３に再生させたのが図４である。図４によ
れば、視差は全て水平方向に拡大されてしまうことが分
かる。それにより像の位置は図示矢印方向に移る。この
場合Ｂの映像の間隔（ｂ）が人の眼幅（約６５ｍｍ）を
超えると融像が難しくなる。視差量が適切でないと立体
視での疲れの原因となる。前記のようなディスプレイの
大きさの違いに対応するためには、撮影時の視差量は極
力抑えた方が良い。しかしその分、立体感が損なわれる
危惧はある。

【００１４】この点については、左右方向に動きのある
映像に対してプルフリッヒ効果を利用して奥行き感をも
たらす方式での視差量を参考にすれば良い。すなわち、
一方の眼にＮＤフィルタをつけて光を弱めると、その
分、大脳への伝達遅れが生じ、左右の眼で時間差のある
映像が大脳で処理され立体視される。その遅れは１０ｍ
ｓｅｃ程度であるが、秒速１ｍの動きでも自然な立体感
が得られている。この場合１００×０．０１＝１ｃｍの
カメラ間隔と等価となる。このことから、立体視のため
には必要最低限の視差量で良いことが分かる。レンズの
大きさ、その水平画角により制限されているが、本発明
を適用した３Ｄアタッチメント以下の視差量での撮影
は、他の手段では実行不可能である。

【００１５】ここで、本発明と構成が似ているＵ．Ｓパ
テント（３８９１３０３）を図５に示し、それとの相違
を説明する。尚図５の数字はＵ．Ｓパテント（３８９１
３０３）に合わせている。まず図７（ａ）よりなるアタ
ッチメントにて得られた映像は、ディスプレイでは図７
（ｂ）のごとく映る。これを裸眼立体視するとき、Ｒ映
像４を右眼で、Ｌ映像５を左眼で見ることになる。ディ
スプレイが大きくなり、それぞれの映像のセンター幅が
人の眼幅を超えると、融像できなくなる。元々、人は眼
幅を広げることに慣れてはいない。そこで図５（ｂ）の
ように左右の配置を従来に対して逆転するように構成し
たのがこのＵ．Ｓパテント（３８９１３０３）である。

【００１６】したがって、Ｒ映像を右眼で、Ｌ映像を左
眼で見るには、眼を寄せれば良いことから、比較的楽に
裸眼立体視ができることを目的にしており、本発明のよ
うに視差を少なくする目的、もしくは効果は本文のどこ
にも述べられていない。そればかりか、図５（ａ）には
っきり仕切りＸが描かれており、ＲとＬの情報の取り入
れ口をわざわざ別個にしている。すなわち図５（ａ）の
Ｕ．Ｓパテント（３８９１３０３）は本発明のように図
６の網目の部分では、異なる方向の光線が共存できるこ
とに気付いていない。それはｃｌａｉｍ２で、「ｓａｉ
ｄｈｏｕｓｉｎｇｈａｖｉｎｇｔｗｏｈｏｒｉ
ｚｏｎｔａｌｌｙｓｐａｃｅｄｆｒｏｎｔａｐｅ
ｒｔｕｒｅｓｆｏｒｔｈｅｒｅｃｅｉｐｔｏｆ
ｔｈｅｐａｉｒｏｆｌｉｇｈｔｉｍａｇｅｓ」
のようにはっきり述べられている。

【００１７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、立体映像
を撮影する映像機器において、単一の採光窓から入射す
る、いずれか片方の眼用の映像を、ミラーに反射させる
ことなく撮影レンズの右半分に直接取り込み、前記採光
窓と撮影レンズの間に、第１および第２のミラーを、前
記いずれか片方の眼用の映像の光線を介して対向配設
し、前記第１および第２のミラーの角度を、前記採光窓
から入射する他方の眼用の映像が、反射により前記撮影
レンズの左半分に取り込まれる角度に各々設定したの
で、次のような優れた効果が得られる。

【００１８】（１）視差量を従来型に較べて１／３〜１
／４に減らすことができるので、無調整で近距離から無
限遠まで±１．５ｃｍ（３２インチモニタ上）のズレで
撮影できる。その結果、眼に負担の少ない立体映像が得
られるようになった。

【００１９】（２）２枚のミラーを組み合わせるだけで
良いので、組み立て、調整が簡単である。

【００２０】（３）従来型に較べ、約１／２のサイズで
済み、大幅なコンパクト化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態を示す要部構成図。

【図２】撮影時の被写体の位置関係を表す説明図。

【図３】ディスプレイ上に再生したときの視差量を表す
説明図。

【図４】大きいディスプレイ上に再生したときの視差量
を表す説明図。

【図５】従来のＵ．Ｓパテント（３８９１３０３）の要
旨を説明するための要部構成図。

【図６】従来例との違いを説明するための本発明の要部
構成図。

【図７】従来装置の要部構成図。

【図８】立体撮影時の映像を表し、（ａ）は左右の映像
を切り取る際の説明図、（ｂ）は切り取られて拡大され
た左眼用の映像の説明図、（ｃ）は切り取られて拡大さ
れた右眼用の映像の説明図。

【符号の説明】

２…前玉レンズ１０…中心点１１…Ｌ映像１２…Ｒ映像１３，１４…ミラー１５…交点１６…レンズの光軸１７…光線２０Ｌ，２０Ｒ…カメラ２１，２３…ディスプレイ２２…シャッターメガネ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】片方の眼用の映像を画面の右半分に、他
方の眼用の映像を画面の左半分にくるようにした立体写
真型の立体映像を撮影する映像機器において、単一の採光窓から入射する、いずれか片方の眼用の映像
を、ミラーに反射させることなく撮影レンズの右半分に
直接取り込み、前記採光窓と撮影レンズの間に、第１および第２のミラ
ーを、前記いずれか片方の眼用の映像の光線を介して対
向配設し、前記第１および第２のミラーの角度を、前記採光窓から
入射する他方の眼用の映像が、反射により前記撮影レン
ズの左半分に取り込まれる角度に各々設定したことを特
徴とする立体映像取り込み装置。