JP2010081580A - 撮像装置および映像記録再生システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】被写体からの光は、被写体の1点から拡散する光が平行光となる領域において、ミラー141および143によって左右に分光される。被写体に向かって右側から見た際の光はミラー141に反射して、さらにミラー142に反射する。被写体に向かって左側から見た際の光はミラー143に反射して、さらにミラー144に反射する。ミラー142に反射した右側の光は、結像レンズ151に入光する。結像レンズ151に入光された光は、撮像素子171の受光面に対して結像される。ミラー144に反射した左側の光は、結像レンズ152に入光する。結像レンズ152に入光された光は、撮像素子172の受光面に対して結像される。これにより、視差の大きさが適正で色収差の小さい高品質立体画像が撮像される。
【選択図】図2
Description
1.第1の実施の形態(撮像装置の例)
2.第2の実施の形態(映像記録再生システムの例)
[撮像装置の構成例]
図1は、本発明の実施の形態における撮像装置の一例の上面断面図である。この撮像装置は、被写体からの入射光101を受けて左右の撮像素子171および172に結像させ、左右の映像データを生成するものである。図面における上部が被写体に向かって右方向(R)であり、下部が被写体に向かって左方向(L)である。
図3は、本発明の実施の形態による撮像装置における入射瞳115のイメージ図である。入射瞳(entrance pupil)とは、レンズを被写体側から見たときの開口絞りの像である。本発明の実施の形態による撮像装置では、絞り149の像が交換レンズ110内の位置に入射瞳115として存在する。ここで、入射瞳115に相当する円の半径をrとすると、次式が成り立つ。
2r=f/F (式1)
ただし、fは焦点距離であり、FはF値である。したがって、焦点距離を固定した場合、入射瞳115の直径2rとF値は反比例の関係にあることがわかる。
D=8r/3π (式2)
すなわち、重心間距離Dは絞り149を絞ると、それに比例して小さくなることがわかる。換言すれば、絞り149の口径を変化させることにより、得られる立体感を調整することができることになる。このような前提を確認するために行った実験の結果を以下に示す。
図4は、重心間距離Dと基線長(ベースライン)との関係を示す図である。ここでは、交換レンズ110として#Aおよび#Bの2種類のレンズについて、重心間距離の理論値と基線長の実験値とを示している。
図5は、ズームによる拡大と視差との関係を示す図である。図5(a)では、左眼位置をL、右眼位置をRとし、被写体上の点をAおよびBとしている。A点を見込んだ角LARをA点の輻輳角θAとし、B点を見込んだ角LBRをB点の輻輳角θBとすると、A点とB点の視差(相対視差)dは、次式により与えられる。
d=θB−θA
ここで、角ALBをh、角ARBをgとすると、輻輳角θAはほぼhと等しく、輻輳角θBはほぼgと等しい。したがって、次式が成り立つ。
d=g−h
d≒Dδ/(DA 2−δDA)
ここで、DA,DB>>Dより、
d≒Dδ/DA 2
が成り立つ。
g'=ng
h'=nh
となる。このとき、視差d'は、次式のように表される。
d'=DB'−DA'
=g'−h'
=n(g−h)
=nd
すなわち、n倍の拡大によりn倍の視差が生じることになる。これは、テレ端側へズームしていくと立体感が増すことを意味する。換言すれば、ズーム撮影においては、短い基線長でも適正な視差を得ることができることになる。
[映像記録再生システムの構成例]
図6は、本発明の実施の形態における映像記録再生システムの一構成例を示す図である。この映像記録再生システムは、撮像部100と、映像記録部200と、映像記憶部300と、映像再生部400と、表示部500とを備えている。
101 入射光
110 交換レンズ
120 レンズマウント
130 リレーレンズ部
141〜144 ミラー
151、152 結像レンズ
171、172 撮像素子
200 映像記録部
211、212 信号処理部
221、222 画像メモリ
231、232 符号化部
300 映像記憶部
400 映像再生部
411、412 復号部
421、422 表示制御部
500 表示部
Claims (7)
- 被写体からの光を集光する撮影レンズと、
前記集光された光を伝送するリレーレンズと、
前記被写体の1点から拡散する光が平行光となる領域において前記伝送された光の光量を調整する絞りと、
前記被写体の1点から拡散する光が平行光となる領域において前記光量が調整された光を左右2つに分光するミラーと、
前記分光された光をそれぞれ結像させる2つの結像レンズと、
前記結像された光をそれぞれ電子信号による画像に変換する2つの撮像素子と
を具備する撮像装置。 - 前記絞りは、前記2つに分光された光の光軸間の距離を変化させるように、前記伝送された光の光量を調整する請求項1記載の撮像装置。
- 前記絞りは、前記2つに分光された光の光軸間の距離がおよそ7乃至65ミリメートルになるように、前記伝送された光の光量を調整する請求項1記載の撮像装置。
- 前記撮影レンズは、前記被写体からの光を拡大するズームレンズを含み、前記撮像素子により変換された前記画像間の相対視差を前記ズームレンズによって制御する請求項1記載の撮像装置。
- 前記複数の撮像素子の各々は、毎秒60フレーム以上のレートで前記電子信号から撮像画像を生成する請求項1記載の撮像装置。
- 前記複数の撮像素子の各々は、毎秒230乃至250フレームのレートで前記電子信号から撮像画像を生成する請求項2記載の撮像装置。
- 被写体からの光を集光する撮影レンズと、
前記集光された光を伝送するリレーレンズと、
前記被写体の1点から拡散する光が平行光となる領域において前記伝送された光の光量を調整する絞りと、
前記被写体の1点から拡散する光が平行光となる領域において前記光量が調整された光を左右2つに分光するミラーと、
前記分光された光をそれぞれ結像させる2つの結像レンズと、
前記2つの結像レンズによって結像された光をそれぞれ電子信号による画像に変換する2つの撮像素子と、
前記2つの撮像素子によって変換された前記画像をそれぞれ左右の映像データのフレームとして記憶部に記録させる映像記録部と、
前記記憶部に記録された前記左右の映像データを同時に再生表示させる映像再生部と
を具備する映像記録再生システム。
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