JPH08205200A

JPH08205200A - 立体撮像装置

Info

Publication number: JPH08205200A
Application number: JP7011973A
Authority: JP
Inventors: 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
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1995-01-27
Filing date: 1995-01-27
Publication date: 1996-08-09

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、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。【構成】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
２Ｌ，２Ｒと、左眼用と右眼用の各映像エリアＢＬ，Ｂ
Ｒを変更するための撮像素子位置変更手段とを具備し、
撮像素子２Ｌ，２Ｒの位置変更は、撮像素子２Ｌ，２Ｒ
の切り出しエリアの制御によって行なうことを特徴と
し、また、撮像素子２Ｌ，２Ｒ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。

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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【図２】上記図１の立体撮像装置の概略を示す横断面
図。

【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。

【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。

【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。

【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。

【図７】本発明の第２実施例の立体撮像装置を示す図。

【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。

【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。

【符号の説明】

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）

───────────────────────────────────────────────────── 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

Claims

【特許請求の範囲】

【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。
【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。
【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。