JP2000261830A

JP2000261830A - 立体映像撮影装置

Info

Publication number: JP2000261830A
Application number: JP11063130A
Authority: JP
Inventors: Kyojiro Nanbu; 恭二郎南部
Original assignee: Technology Research Association of Medical and Welfare Apparatus
Current assignee: Technology Research Association of Medical and Welfare Apparatus
Priority date: 1999-03-10
Filing date: 1999-03-10
Publication date: 2000-09-22

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明の目的は、像を明るく撮像でき、光学系
の調整が簡易、しかも高解像度を実現できる小型軽量の
立体画像撮影装置を提供することにある。【解決手段】本発明による立体映像撮影装置は、被写体
の光学像から右目用光学像と左目用光学像とを生成する
双眼光学系１と、右目用光学像を撮像する右目用カメラ
２と、左目用光学像を撮像する左目用カメラ３と、右目
用カメラ２から出力される右目用映像信号と左目用カメ
ラ３から出力される左目用映像信号とを１系統の映像信
号に合成するＣＣＵ装置４とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、被写体を立体的に
撮影する立体映像撮影装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】立体映像を撮影・伝送・記録・表示する
技術は、医療、建築、娯楽等の分野で特に広く実用され
ている。医療分野では、例えば、外科手術において、手
術用双眼顕微鏡の映像をビデオカメラで撮影し、画像処
理して、リアルタイムで立体映像として医師に供給する
ような技術が提案されている。また、建築の分野では、
遠隔操作を行う機器、例えば土木工事機械においても、
現場の状況の双眼映像をビデオカメラで撮影し、立体映
像としてリアルタイムが操作者に供給している。

【０００３】さらに、娯楽目的で作られた立体映像ビデ
オは、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）を装着し
て、右目と左目に別々の映像を供給する方式により普及
の兆しが見られるようになってきた。

【０００４】ところで、立体テレビジョン撮影の最も簡
便かつ実用的な方法として、「単カメラ立体視方式」
（登録特許番号第２，６０７，８２８号、（財）ＮＨＫ
エンジニアリングサービス望月亮、永島医科器械）があ
る。これは、双眼光学系で捉えた右目用と左目用の一対
の映像を一台のカメラの撮像面（例えば、ＣＣＤ）の右
半分、左半分にそれぞれ投影して撮影する方式である。

【０００５】従って、得られる画像信号は一系統のビデ
オ信号であり、通常の一台のカメラで捉えた１系統の映
像用の画像処理装置・録画装置・表示装置をそのまま流
用することができる。図１７は、この一系統のビデオ信
号の表示例を示している。この映像を、例えば図１８に
示すように、右目用動画映像を右目で、左目用動画映像
を左目で見ることによって、立体動画像が認識される。

【０００６】「単カメラ立体視方式」において、カメラ
はハイビジョンカメラを用いているが、他の種類のビデ
オカメラ、例えばＮＴＳＣカメラ（通常のテレビジョン
放送やホームビデオに用いられる、縦：横が３：４の比
を持つ方式であっても良い。

【０００７】このような撮影を行うために、「単カメラ
立体視方式」では図１９に示すように、双眼光学系１０
１で得た左右一対の像をカメラ１０７の撮像面（ＣＣ
Ｄ）１０６の右半分と左半分とにそれぞれ分けて投影す
るための幅寄せプリズム１０２、左右の像の光が撮像面
１０６の中央で混合しないように分離するためのナイフ
エッジ１０３、ナイフエッジ１０３において結像させる
ためのリレーレンズ１０４、左右の立体像が撮像面１０
６の左右に対応するように像を回転させるためのリレー
レンズ１０５等の光学系を用いている。

【０００８】ここで、「単カメラ立体視方式」の主要な
光学系構成要素の機能を説明する。幅寄せプリズム１０
２がないと、双眼光学系１０１の左右の光軸間の距離が
撮像面の大きさに適合する寸法に限定されてしまう。一
般に撮像面１０６は小さいため、このようにすると右目
用の像と左目用の像はほとんど同方向から被写体を捉え
たものになり、その結果立体感が得られない。ゆえに、
幅寄せプリズム１０２を用いることによって、左右の光
学系の光軸の間の距離を大きく取れるようにする必要が
ある。

【０００９】また、ナイフエッジ１０３がないと、図２
０に示すように、右目用の像は撮像面１０６の右半分の
みならず、左側の一部にも投影され、左目用も同様であ
る。このため、撮像面１０６の中央部は右目用の像の光
と左目用の像の光とを同時に受けることになり、両者か
重なり合って、混合した像を撮影してしまう。

【００１０】ゆえに、図２１に示すように、ナイフエッ
ジ１０３を用いることによって、左右の光学像の一部分
をナイフエッジ１０３が遮蔽し、重なり合う部分が生じ
ないようにする必要がある。

【００１１】さて、ナイフエッジ１０３の効果を得る為
には、ナイフエッジ１０３が置かれた光学像（実像）を
結像させなくてはならない。このためにリレーレンズ１
０４が必要である。

【００１２】またリレーレンズ１０４は、左右の正立像
が撮像面の左右にそれぞれ対応するように像を回転させ
る作用をしている。すなわち右目用の撮像面１０６の右
半分に投影され、左目用の像が撮像面１０６の左半分に
投影され、しかもそれぞれが、カメラから見て正立像に
なっているようにする。

【００１３】しかしもし、右目用の像を撮像面１０６の
左半分に投影し、左目用の像を撮像面１０６の右半分に
投影したいのであれば、左右のそれぞれの光学系に例え
ばもう一枚の凸レンズを挿入して、それぞれの像を１８
０度回転（すなわち倒立）させるようにし、さらにカメ
ラも１８０度回転させて取り付ければよい。こうすれば
倒立した像を倒立したカメラで撮影することによって、
正立像の映像信号が得られ、その結果、ディスプレイ画
面上では右目用の像が画面の左半分に、右目用の像が左
半分に、それぞれ正立して映し出される。

【００１４】この単カメラ立体視方式は、２台のカメラ
を用いて左右の像を別々に撮影するという方式に比べ
て、次のような利点を有している。

【００１５】（１）カメラ、カメラコントロールユニッ
ト（ＣＣＵ：ＣａｍｅｒａＣｏｎｔｒｏｌＵｎｉ
ｔ）、信号ケーブル等の通信路、画像処理装置、録画装
置等が一系統で済む。このため安価かつ軽量小型であ
る。

【００１６】（２）撮影、録画、画像処理、再生等が一
系統で済むため、左右の像の録画、再生に特別なタイミ
ング調整が要らない。単に２系統の録画装置で左右別々
の動画像を録画すると、再生したとき左右の像のタイミ
ングがずれてしまう。このため、録画、再生共に、２台
の装置が同期して動作する仕組みを持った特殊な装置が
必要である。

【００１７】（３）撮影、録画、画像処理、再生等が、
一系統で済むため、画像調節が容易である。ＣＣＵ、画
像処理装置、録画装置等の信号特性は装置ごとに異なる
ため、２系統を用いた場合、右目用の映像と左目用の映
像の間で例えばゲイン、コントラスト、明度、色調等に
差が生じないように両者を常時調節することは容易でな
い。

【００１８】（４）カメラが１台のため、カメラの取付
けが光学系に対して回転しないように調節する作業が容
易である。このため、カメラあるいは光学系を交換して
調節することが現場で可能である。

【００１９】（５）２台のカメラを用いて左右の像を別
々に撮影するという方式では、フレームメモリを介して
左右の像の映像信号を合成するといった処理を行う必要
があり、必然的に、１フレーム分の１／３０秒といった
時間遅延が生じるが、単カメラ立体視方式では、このよ
うな合成の処理が不要になるため、原理的に、当該遅延
は生じない。

【００２０】「単カメラ立体視方式」は上述した様々な
利点があるが、反面、次のような問題点もある。（１）
単カメラ立体視方式では、多くの光学素子を含む複雑な
光学系を用いる必要があるため、レンズやプリズムの表
面での反射によるロスが累積し、像が暗くなる。（２）
ナイフエッジを用いるので、光路が長くなり、そのため
装置が大型になり重くなる。装置を小型化するためには
プリズムを入れて光路を折り畳む方法もあるが、こうす
るとさらに重くなり、しかも像が暗くなる。（３）製造
時にナイフエッジ等の光学系の調整が必要である。
（４）立体視の際に正確に左右の像が対応するようにす
るには、カメラの取付けが光学系に対して回転してはな
らない。（５）左右の像はそれぞれ撮像面の画素の半分
に投影される。このため、左右の像それぞれの解像度は
用いた撮像素子の最高性能の高々半分になる。解像度を
上げるためには、高性能の撮像素子（高価）を用いなく
てはならない。

【００２１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、像を
明るく撮像でき、光学系の調整が簡易、高解像度を実現
でき、しかも２台のカメラを用いて左右の像を別々に撮
影するという方式における左右の像の映像信号を合成す
る処理に起因する時間遅延が生じるという問題がない小
型軽量の立体画像撮影装置を提供することにある。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明は、双眼光学系で
生成された左右の光学像をそれぞれ別個のカメラで撮像
し、これら２台のカメラから出力される２系統の映像信
号を、一台のカメラから出力されるのと同様の一系統の
映像信号に合成して出力するというものである。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明を
好ましい実施形態により詳細に説明する。図１に、本実
施形態に係る立体映像撮影装置の構成を示している。図
２には、図１の双眼光学系の詳細な構造図である。双眼
光学系１は、被写体の光学像から右目用光学像と左目用
光学像とを生成するための対物光学系１１と、右目用光
学像と左目用光学像とを連動して拡大縮小するためのズ
ーム光学系１２と、右目用光学像と左目用光学像とを右
目用カメラ２のＣＣＤ２１の撮像面と左目用カメラ３の
ＣＣＤ３１の撮像面とにそれぞれ結像するためマスター
レンズ１３とから構成される。

【００２４】この双眼光学系１では、右目用光学像と左
目用光学像とを右目用カメラ２と左目用カメラ３とでそ
れぞれ別々に撮像するようになっているので、従来の単
カメラ立体視方式と異なり、ナイフエッジや可変絞りが
不要であり、さらにこのナイフエッジの位置に実像を結
像させるためのリレーレンズも不要になるなど構造的に
比較的簡素になっている。

【００２５】カメラコントロールユニット装置（ＣＣＵ
装置）４は、カメラのゲイン等を調整する機能、映像信
号にガンマ補正をかける機能、映像信号に帰線消去信号
を追加（複合）する機能、映像信号に同期信号を追加
（複合）する機能といったＣＣＵで一般的な機能の他
に、右目用カメラ２から出力される右目用の映像信号
と、左目用カメラ３から出力される左目用の映像信号と
の２系統の映像信号を、水平走査線ごとに交互に組み合
わせて、１系統の映像信号に合成し、つまり、右目用映
像信号の水平走査線部分と左目用映像信号の水平走査線
部分とを、合成後の一系統の映像信号の１水平走査線の
前半部と後半部とにそれぞれ割り当てて、出力するとい
う本発明で特徴的な機能を備えている。

【００２６】なお、右目用カメラ２と左目用カメラ３と
は、アスペクト比が３：４というテレビ放送規格のもの
を採用している。アスペクト比が３：４の右目用の映像
信号と左目用の映像信号とは、カメラコントロールユニ
ット装置４において１系統に合成され、アスペクト比が
３：４より横長のＨＤＴＶ(high definition televisio
n)方式、例えばアスペクト比が９：１６というハイビジ
ョン方式の映像信号として出力される。

【００２７】このカメラコントロールユニット装置４の
構成としては、図３に示すように、右目用カメラ２から
出力される右目用の映像信号と、左目用カメラ３から出
力される左目用の映像信号とを、まず、信号合成ユニッ
ト４１においてアナログ処理で水平走査線ごとに交互に
出力し、その合成信号に対してハイビジョン用カメラコ
ントロールユニット（ハイビジョン用ＣＣＵ）で、映像
信号に帰線消去信号や同期信号等の必要な情報を追加
（複合）して、ハイビジョン規格の１系統の映像信号と
して出力するという構成でもよいし、また、図４に示す
ように、まず、右目用カメラ２から出力される右目用の
映像信号と、左目用カメラ３から出力される左目用の映
像信号とに、右目用カメラコントロールユニット（右Ｃ
ＣＵ）４３と左目用カメラコントロールユニット（左Ｃ
ＣＵ）４４とでそれぞれ別々に帰線消去信号や同期信号
等の必要な情報を追加（複合）した後に、信号合成ユニ
ット４５で水平走査線ごとに交互に合わせて、１系統の
映像信号として出力するという構成でもよい。

【００２８】さらに、図５に示すように、まず、右目用
カメラ２から出力される右目用の映像信号と、左目用カ
メラ３から出力される左目用の映像信号とを、右目用カ
メラアナログディジタルコンバータ（右ＡＤＣ）４６と
左目用アナログディジタルコンバータ（左ＡＤＣ）４７
とでそれぞれ別々にディジタル信号に変換した後、プロ
セッサ４８においてディジタル処理により１系統の映像
信号に合成し、また帰線消去信号や同期信号等の必要な
情報を追加（複合）するという構成でもよい。

【００２９】図６（ａ），（ｂ）に右目用カメラ２から
出力される右目用の映像信号を１本の水平走査線に着目
して示している。双眼光学系１で生成された右目用光学
像は、右目用カメラ２のＣＣＤ２１の撮像面に結像さ
れ、カメラコントロールユニット装置４の制御に従っ
て、一次元の信号として、つまり撮像面を多数の水平走
査線に分け、各水平走査線分の信号を上から順次、出力
される。なお、水平走査線分の信号とは、水平走査線上
の複数画素で変換した受光量に応じた電気信号をその水
平走査線上の画素位置に応じて時系列に並べたシリアル
信号である。

【００３０】この読み出し制御において、水平同期は、
基本的に、ハイビジョン方式に従って行われる。右目用
カメラ２は、アスペクト比３：４の規格のものであり、
これを実際に信号の存在する水平走査線の先頭部分（前
半）に無信号の部分をつけ加えて出力することで、簡単
に、９：１６のハイビジョン方式で水平同期を取ること
を実現している。これはあたかも、実際の撮像面より大
きい「仮想の撮像面」があって、実際の撮像面は「仮想
の撮像面」の右半分に概相当しており、「仮想の撮像
面」の左半分に相当する画素から得られる映像信号は無
信号である、という状況を模擬している。従って、もし
右目用カメラ２から得られた信号だけをディスプレイに
表示すれば、図７（ａ），（ｂ）に示すよう画面の右半
分には右目用カメラ２で撮像した映像が映し出され、無
信号の左半分は暗黒になる。

【００３１】なお、本実施形態では、図６に示すよう
に、無信号部分を、右目用カメラ２の実際の撮像面の左
側の一部分（Ａ）にまで延長している。従って、この延
長部分で捉えた映像部分は表示されず、従来の単カメラ
立体視方式におけるナイフエッジと同様に左右像がその
境界部分で重畳されてしまうという立体視を阻害する事
態を回避することができる。また、これは必ずしも撮像
面を構成する画素の幅が「仮想の撮像面」の丁度半分で
なくても良いことを示している。

【００３２】さて、左目用カメラ３の信号読み出しにつ
いても同様であり、図８（ａ），（ｂ）に示すように、
左目用カメラ３の撮像面に左目用光学像が投影され、こ
れを画素で電気信号に変換し、右目用カメラ２と同じハ
イビジョン方式の水平同期信号で水平同期を取りながら
順次走査によって時系列信号として読み出す。この読み
出しの際、右目用カメラ２の場合とは逆に、水平走査線
の末尾部分（後半）に無信号の部分をつけ加えて出力す
る。これはあたかも、実際の撮像面は「仮想の撮像面」
の左半分に概相当しており、「仮想の撮像面」の右半分
に相当する画素から得られる映像信号は無信号である、
という状況を模擬している。

【００３３】右目用カメラ２と左目用カメラ３との読み
出しは、ＣＣＵ装置４が供給する単一のハイビジョン用
のクロック信号（同期信号）に従って水平同期がとられ
ており、従って、図６（ｂ）に示す無信号部分を前半に
含む１本の水平走査線分の右目用の映像信号と、図８
（ｂ）に示す無信号部分を後半に含む同じ番号の１本の
水平走査線分の左目用の映像信号とが同時に出力され
る。

【００３４】このようなカメラ２，３からの信号読み出
し制御により、ＣＣＵ装置４には、無信号部分を前半に
含む右目用の映像信号と、無信号部分を後半に含む左目
用の映像信号とが同期して入力され、そのまま加算し
て、または水平走査線の右半分に関しては右目用カメラ
２からの映像信号を、また水平走査線の左半分に関して
は左目用カメラ３からの映像信号をそれぞれ採用して、
１本の水平走査線の信号に合成して出力する。

【００３５】従って、ＣＣＵ装置４から出力されるの
は、１台のハイビジョン用カメラからの出力信号と同様
の一系統の映像信号となり、これをディスプレイに表示
すると、図９（ａ），（ｂ）に示すように、画面の右半
分には右目用カメラ２からの映像が、左半分には左目用
カメラ３からの映像がそれぞれ映し出される。

【００３６】本実施形態による立体映像撮影装置は、主
に、医療用Ｘ線透視装置への適用が想定されている。周
知の通り、医療用Ｘ線透視装置では、Ｘ線管が発したＸ
線が人体を透過後、蛍光板に入射し、蛍光板がＸ線量に
応じた可視光線を発する。従って蛍光板には人体の透視
像が現れる。この像を高精細ＣＣＤカメラで撮影して、
ＣＲＴ等のディスプレイに表示している。このような装
置に使われるＣＣＤカメラは、１００万画素以上の高解
像度を持ち、かつ画角がほぼ正方形であるため、本実施
形態のカメラとして利用するのに適している。この場
合、ＣＣＵが出力する信号の規格としては、ハイビジョ
ン信号が適している。なぜならばハイビジョンは画角の
アスペクト比が９：１６であり、これを左右半分づつに
分割するとほぼ正方形（９：８）の画角が得られる。さ
らにハイビジョンの最高解像度は２００万画素であり、
これは上記のＣＣＤカメラ２，３の２台が出力する情報
量に丁度見合っている。

【００３７】本実施形態によれば、従来の２台のカメラ
を使って左右目用の２系統の映像信号を別々に出力する
方式及び単カメラ立体視方式に比較して、（１）光学系
が単純なので（レンズ・プリズムが少ないので）、像が
明るい、（２）光学系が単純なので、小型・軽量・安価
である、（３）ナイフエッジが不要であるため、ナイフ
エッジに関する調整が不要である、（４）カメラ２台を
用いるため、左右の像はそれぞれ撮像面全体に投影され
るので、左右の像それぞれの解像度は１台のカメラの性
能に一致、言い換えれば、「単カメラ立体視方式」と同
等の解像度を出すには、はるかに安価で入手が容易な一
般的なＴＶカメラを２個使えばよいという効果が実現さ
れる。

【００３８】さらに、本実施形態によれば、従来の単カ
メラ立体視方式の利点をそのまま保持することができ、
つまり（１）カメラ、カメラコントロールユニット、信
号ケーブル等の通信路、画像処理装置、録画装置等が一
系統で済むので、安価かつ軽量小型である、（２）録画
装置等が一系統で済むため、左右の像の録画及び再生に
特別なタイミング調整が要らない、つまり２系統の録画
装置で左右別々の動画像を録画すると、再生したとき左
右の像のタイミングがずれてしまうので、録画及び再生
共に、２台の装置が同期して動作する仕組みが必要とさ
れるが、本実施形態ではこのような仕組みは不要であ
る、（３）画像処理装置等が一系統で済むため、画像調
節が容易である、つまりカメラコントロールユニット、
画像処理装置、録画装置等の信号特性は装置ごとに異な
るため、２系統を用いた場合、右目用の映像と左目用の
映像の間で例えばゲイン、コントラスト、明度、色調等
に差が生じないように両者を常時調整することは容易で
ないのであるが、本実施形態では映像信号が１系統に合
成されているので、このような面倒は生じない、（４）
さらに左右の像の配置を入れ替えたい場合でも、光学系
を変えなくても良い、（５）左右の映像信号をシリアル
に交互に出力すればよいので、２台のカメラを用いて左
右の像を別々に撮影するという方式で問題となっていた
フレームメモリを介して左右の像の映像信号を合成する
処理に起因する１フレーム分の１／３０秒といった時間
遅延に関しては、原理的に発生しない。

【００３９】なお、上述の説明では、左右のカメラ２，
３からの映像信号にはそれぞれ前半部と後半部に無信号
の部分を付けるようにしていたが、図１０、図１１、図
１２に示すように無信号の部分を付けなくてもよい。こ
の場合、例えばＣＣＵ装置４の入力段にバッファーメモ
リ（緩衝用記憶装置）を設け、右目用カメラ２からの映
像信号と左目用カメラ３からの映像信号とを、水平走査
１ライン分一時的に保持し、これら映像信号のうち不要
な部分、つまり図１０の（Ａ）の部分を削除して、左右
の映像信号をシリアルにつなぎ合わせ、水平走査線１ラ
イン分として出力する。なお、カメラ２，３からの入力
とＣＣＵ装置４からの出力は必ずしも同じ帯域でなくて
も良い。

【００４０】さらに、水平走査線数がカメラ２，３から
の入力とＣＣＵ装置４からの出力とで異なっていても良
い。例えば、バッファーメモリに数ライン分の信号を蓄
え、補間あるいは平均化をして変換することが考えられ
る。なお、従来のところで説明したように、２台のカメ
ラを用いて左右の像を別々に撮影するという方式では、
フレームメモリを介して左右の像の映像信号を合成する
といった処理を行う必要があり、必然的に、１フレーム
分の１／３０秒といった時間遅延が生じる。しかし、本
実施形態では、バッファーメモリに数ライン分の信号を
蓄えるだけなので、実際には、１／１０００秒という遅
延は生じるが、実用上問題視される程度ではない。

【００４１】なお、アスペクト比が４：３の市販カメラ
を２台使う場合には、この市販カメラをそれぞれアスペ
クト比が３：４の如く横にして、合成して、結果的に、
アスペクト比が１６：９の横長のハイビジョン方式のフ
レームを作る。この場合、２系統のフレームメモリ（１
フレーム分のバッファ）を使って走査線の縦横変換を行
う必要があり、このため１フレーム分の遅延が生じるこ
とは否めないが、遅延があってもよい録画等には適用で
きる。

【００４２】また、図１３，図１４，図１５に示すよう
に、ＣＣＵ装置４で左右のカメラ２，３の水平走査線信
号を間引きや移動平均等の処理を使ってそれぞれ横に略
半分に縮小し、縮小した右目用映像信号と左目用映像信
号とをシリアルにつなぎ合わせて一本の水平走査線信号
を出力するようにしてもよい。この場合、出力された信
号をディスプレイで見ると左右のカメラ２，３の映像が
横に半分に潰れて表示されるので、適当な信号処理もし
くは光学系を使って補正する必要がある。例えば、ディ
スプレイの像を横方向にだけ拡大するために円筒状の鏡
を利用することができる。

【００４３】さらにまた、左右のカメラ２，３の水平走
査線信号を１画素単位又は所定画素単位で交互につなぎ
合わせて一本の水平走査線信号を出力するようにしても
よい。この場合、出力された信号をディスプレイで見る
と左右のカメラの映像が交互に縦縞状に交互に並んでい
る。これを図１６に示すようなメガネなしで立体視でき
るいわゆる立体ディスプレイ装置で表示し、それを観察
すると、右目には右目用カメラ２からの映像だけが、ま
た左目には左目用カメラ３からの映像だけが見え、その
結果立体像が観察できる。

【００４４】その他、本発明は、上述した実施形態に限
定されることなく、種々変形して実施可能である。

【００４５】

【発明の効果】本発明によれば、左右の光学像を２台の
カメラで撮影するので、単カメラ立体視方式とは異な
り、ナイフエッジ、リレーレンズ、可変絞り等の複雑な
光学系が不要になり、その分、レンズやプリズムの表面
での反射によるロスが少なくなり、また光路を短縮でき
る。これにより像が明るくなり、また小型軽量化を図る
ことができ、しかも、ナイフエッジ等の光学系やカメラ
の取付け位置に関する面倒で複雑な微調整が不要にな
る。さらに、単カメラ立体視方式では、左右の像を１台
のカメラで撮像するので、１つの像あたりの画素数は１
台のカメラの画素数の約半分になってしまうが、本発明
では、左右の像を２台のカメラで別々に撮像するので、
１つの像あたりの画素数は１台のカメラの画素数に等価
的になり、解像度が向上する。さらに、左右２台のカメ
ラの映像信号を１系統に合成するので、単カメラ立体視
方式における通常の一台のカメラで捉えた１系統の映像
用の画像処理装置・録画装置・表示装置をそのまま流用
することができる、録画、再生共に２系統の映像信号を
同期させる必要がない、さらにゲイン、コントラスト、
明度、色調等を２台のカメラ間で整合するという面倒な
調整が不要になるといった様々な利点をそのまま引き継
ぐことができる。また、左右の映像信号をシリアルに交
互に出力すればよいので、２台のカメラを用いて左右の
像を別々に撮影するという方式で問題となっていたフレ
ームメモリを介して左右の像の映像信号を合成する処理
に起因する１フレーム分の１／３０秒といった時間遅延
に関しては、原理的に発生しない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好ましい実施形態に係る立体画像撮影
装置の構成を示す図。

【図２】図１の双眼光学系の詳細図。

【図３】図１のＣＣＵ装置の構成を示すブロック図。

【図４】図１のＣＣＵ装置の他の構成を示すブロック
図。

【図５】図１のＣＣＵ装置のさらに他の構成を示すブロ
ック図。

【図６】図３の信号合成ユニットによる右カメラ信号の
処理に関する説明図。

【図７】図６の処理された右カメラ信号の表示例を示す
図。

【図８】図３の信号合成ユニットによる左カメラ信号の
処理に関する説明図。

【図９】図６の処理された右カメラ信号と図８の処理さ
れた左カメラ信号との合成処理に関する説明図。

【図１０】図３の信号合成ユニットによる右カメラ信号
の他の処理に関する説明図。

【図１１】図３の信号合成ユニットによる左カメラ信号
の他の処理に関する説明図。

【図１２】図１０の処理された右カメラ信号と図１１の
処理された左カメラ信号との合成処理に関する説明図。

【図１３】図３の信号合成ユニットによる右カメラ信号
のさらに他の処理に関する説明図。

【図１４】図３の信号合成ユニットによる左カメラ信号
のさらに他の処理に関する説明図。

【図１５】図１３の処理された右カメラ信号と図１４の
処理された左カメラ信号との合成処理に関する説明図。

【図１６】図３の信号合成ユニットによる左右のカメラ
信号の他の合成処理に対応する立体ディスプレイ装置を
示す図。

【図１７】従来の単カメラ立体視方式による表示画面例
を示す図。

【図１８】従来の単カメラ立体視方式による表示画面の
観察例を示す図。

【図１９】従来の単カメラ立体視方式の撮影装置の構成
図。

【図２０】図１９のナイフエッジを採用した目的に関す
る説明図。

【図２１】図１９のナイフエッジによる効果を示す図。

【符号の説明】

１…双眼光学系、２…右系統カメラ、３…左系統カメラ、４…カメラコントロールユニット装置、１１…対物光学系、１２…ズーム光学系、１３…マスターレンズ、２１…右系統ＣＣＤ、２２…左系統ＣＣＤ、４１…信号合成ユニット、４２…ハイビジョン用カメラコントロールユニット、４３…右系統カメラコントロールユニット、４４…左系統カメラコントロールユニット、４５…信号合成ユニット、４６…右系統アナログディジタルコンバータ、４７…左系統アナログディジタルコンバータ、４８…プロセッサ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体の光学像から右目用光学像と左目
用光学像とを生成する双眼光学系と、前記右目用光学像を撮像する右目用カメラと、前記左目用光学像を撮像する左目用カメラと、前記右目用カメラから出力される右目用映像信号と前記
左目用カメラから出力される左目用映像信号とを１系統
の映像信号に合成する合成手段とを具備することを特徴
とする立体映像撮影装置。
【請求項２】前記右目用映像信号の水平走査線部分と
前記左目用映像信号の水平走査線部分とを、合成後の一
系統の映像信号の１水平走査線の前半部と後半部とにそ
れぞれ割り当てることを特徴とする請求項１記載の立体
映像撮影装置。
【請求項３】前記右目用映像信号と前記左目用映像信
号との境界には、所定幅の無信号部分が設けられること
を特徴とする請求項１記載の立体映像撮影装置。
【請求項４】前記合成手段は、前記右目用映像信号と
前記左目用映像信号とを合成する合成ユニットと、前記
合成ユニットで合成された信号を複合映像信号に変換す
る機能を有するＣＣＵとを有することを特徴とする請求
項１記載の立体映像撮影装置。
【請求項５】前記合成手段は、前記右目用映像信号を
右目用複合映像信号に変換する機能を有する右目用ＣＣ
Ｕと、前記左目用映像信号を左目用複合映像信号に変換
する機能を有する左目用ＣＣＵと、前記右目用複合映像
信号と前記左目用複合映像信号とを合成する合成ユニッ
トとを有することを特徴とする請求項１記載の立体映像
撮影装置。
【請求項６】前記合成手段は、前記右目用映像信号を
右目用ディジタル映像信号に変換する機能を有する右目
用アナログディジタルコンバータと、前記左目用映像信
号を左目用ディジタル映像信号に変換する機能を有する
左目用アナログディジタルコンバータと、前記右目用デ
ィジタル映像信号と前記左目用ディジタル映像信号とを
ディジタル処理により合成するプロセッサとを有するこ
とを特徴とする請求項１記載の立体映像撮影装置。
【請求項７】前記合成手段は、前記１系統の映像信号
をハイビジョン用映像信号として出力することを特徴と
する請求項１記載の立体映像撮影装置。
【請求項８】被写体のカラー光学像から右目用カラー
光学像と左目用カラー光学像とを生成する双眼光学系
と、前記右目用カラー光学像を撮像する右目用ＣＣＤと、前記左目用カラー光学像を撮像する左目用ＣＣＤと、前記右目用ＣＣＤから出力される右目用映像信号と前記
左目用ＣＣＤから出力される左目用映像信号とを１系統
の映像信号に合成する手段とを具備することを特徴とす
る立体映像撮影装置。
【請求項９】被写体のカラー光学像から複数のカラー
光学像を生成する光学系と、前記生成された複数のカラー光学像を個別に撮影する複
数の撮像手段と、前記複数の撮像手段から出力される複数の映像信号を１
系統の映像信号に合成する手段とを具備することを特徴
とする映像撮影装置。