JP3186448B2 - 立体テレビカメラ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２台のカメラで被写体
を撮影する立体テレビカメラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】立体テレビカメラは左右に離れて設置さ
れた２台のカメラにより同一被写体を撮影し、左右像に
生じる視差を利用して、観察者に立体感のある被写体像
を供するものである。左右カメラで撮影した左右像の視
差は、カメラから被写体までの距離と左右カメラの設置
間隔すなわち基線長に依存する。

【０００３】図９に中距離に位置する被写体を立体テレ
ビカメラで撮影している様子と被写体像を示す。左右カ
メラ４L、４Rの光軸５L、５Rは被写体上で交差し、被写
体像は左右の画枠８L、８Rのほぼ中央に存在する。左右
の被写体像には視差が現れており、左像９Lを左眼で右
像９Rを右眼で観察し、脳で融像することにより立体的
な像認識がなされる。左右カメラ４L、４Rを至近距離被
写体に向けて撮影する場合を図１０に示す。図９同様に
被写体像は左右の画枠８L、８Rのほぼ中央に存在する
が、左右像９L、９Rの視差は極めて大きくなっており、
この状態では観察者は自然な立体像として認識すること
は困難になっている。

【０００４】左右像の視差は、左右の光軸のなす角すな
わち輻輳角が大きいほど大きくなる。輻輳角は、基線長
が一定であれば被写体距離が近いほど大きく遠いほど小
さくなり、被写体距離が一定であれば基線長が長いほど
大きく短いほど小さくなる。輻輳を調節するこの方式の
立体テレビカメラは、被写体が比較的遠距離に存在する
ときには自然な立体感を伴う立体像を供することができ
るが、被写体が至近距離に位置する場合には左右像の視
差が大きくなり過ぎ、観察者は自然な立体像として認識
することが困難になる。

【０００５】輻輳調節せずに左右カメラの光軸を固定し
て撮影しても、左右像には視差が生じ立体感が得られ
る。ただしこの場合、被写体は距離によって左右画枠の
異なる位置に結像する。左右光軸を平行に固定し、一方
のカメラを中距離に位置する被写体に向けて撮影してい
る様子と被写体像を図１１に示す。図において被写体は
左カメラ４Lの光軸５L上に存在し、左像９Lは左画枠８L
の中央に位置する。右像９Rは右画枠８Rにおいて中央よ
りも左側に寄っている。左右の像９L、９Rには視差があ
り、それぞれを左右の眼で観察して脳で融像すれば立体
像が得られる。ただし、このとき図１２のように左右画
枠８L、８Rは一致しない。この画枠のズレは被写体距離
が小さくなるにつれて大きくなる。図１１の被写体が至
近距離に至った状態を図１３に示す。この場合、被写体
は左画枠８Lの中央に捉えられているが、右カメラ４Rの
画角外に位置するため、右画枠８Rには被写体像が存在
しない。

【０００６】このように、いずれの方式によっても至近
距離に位置する被写体を自然な立体感を再現する立体像
に撮影することができないという問題がある。不自然な
映像を無理して立体的に観察しようとすれば眼に多大な
負担がかかり、観察者の健康の面でも問題が生じる。こ
のために、例えば、特公昭６１−２６２７８号公報に示
されるように、左右カメラの基線長と輻輳角とを可変に
しそれらを同時に調節することで撮影可能な距離範囲を
広げる技術が提案されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、基線長と輻
輳角を連動して調節するためには複雑な機構が必要にな
り、立体テレビカメラの製作工程も複雑化するとともに
コストも高くなる。さらに、撮影した像を観察者の両眼
に提示するための表示装置においても、立体テレビカメ
ラの基線長と輻輳角の設定に同期させる等の特別な配慮
が必要になる。

【０００８】輻輳調節しない方式においては、至近距離
被写体を撮影するときに基線長を短くすることで、左右
両カメラで被写体を捉え得る最短距離を短くすることが
考えられる。しかしこの場合、左右像に生じる視差は、
基線長を一定にして撮影するときの本来の視差とは異な
るものであり、自然な立体像を供するものではなくな
る。また、基線長を変化させるための機構をカメラに組
み込む必要があり、構成が複雑になる。

【０００９】本発明は、輻輳調整を行う方式にも輻輳固
定の方式にも適用でき、簡単な構成により撮影範囲を広
げられ、かつ、至近距離においても被写体の自然な立体
感を再現する立体像を撮影することができる立体テレビ
カメラを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、左右２台のカメラにより被写体の左右
情報を有する２つの像を撮影し、第１の映像信号と第２
の映像信号を出力する立体テレビカメラにおいて、カメ
ラから被写体までの距離が所定値を超えるときには、左
カメラと右カメラによる映像をそれぞれ第１、第２の映
像信号として出力し、カメラから被写体までの距離が所
定値以下であるときには、一方のカメラによる映像を第
１、第２の映像信号として出力する構成としている。

【００１１】また、カメラから被写体までの距離が所定
値を超えるときには、左カメラと右カメラによる映像を
それぞれ第１、第２の映像信号として出力し、カメラか
ら被写体までの距離が所定値以下であるときには、一方
のカメラによる映像を第１の映像信号として出力し、第
２の映像信号を出力しない構成とすることもできる。

【００１２】さらに、前記所定値をカメラから被写体ま
での距離が短かくなるときと長くなるときとで異なる値
に設定する。

【００１３】

【作用】カメラから被写体までの距離が所定値を超える
ときには、左カメラと右カメラによる映像をそれぞれ第
１、第２の映像信号として出力し、カメラから被写体ま
での距離が所定値以下であるときには、一方のカメラに
よる映像を第１、第２の映像信号として出力する構成の
立体テレビカメラにおいては、被写体距離が所定値を超
えるときには左右のカメラの映像がそれぞれ出力され
る。したがって、左右２つの表示部を有する表示装置と
組み合わせ、第１の映像信号出力を左表示部に第２の映
像信号出力を右表示部に入力すれば、被写体像を立体的
に観察することができる。被写体距離が所定値以下のと
きには、一方のカメラの映像が２つの映像信号として出
力される。このとき、表示装置の左右の映像は同一にな
る。

【００１４】カメラから被写体までの距離が所定値を超
えるときには、左カメラと右カメラによる映像をそれぞ
れ第１、第２の映像信号として出力し、カメラから被写
体までの距離が所定値以下であるときには、一方のカメ
ラによる映像を第１の映像信号として出力し、第２の映
像信号を出力しない構成においても、被写体距離が所定
値を超える場合には左右のカメラの映像がそれぞれ出力
されて、被写体像を立体的に観察することができる。被
写体距離が所定値以下である場合には、一方のカメラに
よる映像のみが出力され、他方のカメラの映像信号は出
力されない。したがって、表示装置の左右の一方にのみ
被写体像が表示され、他方には表示がなされない。

【００１５】前記所定値をカメラから被写体までの距離
が短かくなるときと長くなるときとで異なる値に設定す
ると、一方の映像出力の切り替わりの頻度が低減され
る。所定値を１つとすると、カメラから被写体までの距
離がその値近傍である場合に、カメラの微小な動きによ
っても被写体距離がその所定値を上下することになっ
て、映像出力がその都度切り替わる。出力切り替えの距
離を被写体距離が短かくなるときと長くなるときとで異
なる値に設定することにより、その被写体距離では出力
切り替えは１回だけ行われる。

【００１６】

【実施例】図１に本発明の立体テレビカメラと表示装置
を組み合わせた第１の実施例の構成を示す。立体テレビ
カメラ１は左右に１対のカメラ１１L、１１Rを備えてい
る。左カメラ１１Lは撮影レンズ１２Lと受光センサー１
３Lとから成り、撮影レンズ１２Lを透過して入射した光
は受光センサー１３L上に結像する。右カメラ１１Rも同
様に撮影レンズ１２Rと受光センサー１３Rから成る。こ
れらの受光センサー１３L、１３Rとしては光を電気信号
に変換するＣＣＤセンサーを用いる。カメラ１の左右中
央には光学式ファインダー１９が設置されており、撮影
者はファインダー１９によって被写体を捉え、カメラ１
を被写体に向ける。

【００１７】左右受光センサー１３L、１３Rに接続して
距離検出部１６が設けられている。距離検出部１６で
は、左右受光センサー１３L、１３Rからの信号を比較し
て、カメラ１から被写体までの距離を検出する。検出さ
れた被写体距離は、輻輳、ピント調節部１７に送られ
る。輻輳、ピント調節部１７は、距離検出部１６からの
距離情報に基づいて左右カメラ１１L、１１Rの輻輳とピ
ントを調節する。これにより、立体テレビカメラ１は被
写体距離に応じた適切な輻輳設定とピント設定がなされ
ることになる。

【００１８】映像信号を出力するために左右の出力回路
１４L、１４Rが設けられている。左受光センサー１３L
は出力選択部１５を介して左右の出力回路１４L、１４R
に接続されており、右受光センサー１３Rも出力選択部
１５を介して左右の出力回路１４L、１４Rに接続されて
いる。出力選択部１５には距離検出部１６から被写体距
離情報が送られる。また、選択スイッチ１８が設けられ
ており、その設定状況が出力選択部１５に伝えられる。

【００１９】表示装置３は液晶表示装置（ＬＣＤ）から
成る左右の表示部３０L、３０Rと、それらの表示を行う
ための左右の表示回路３１L、３１Rから成る。立体テレ
ビカメラ１の左出力回路１４Lは左表示回路３１Lに、右
出力回路１４Rは右表示回路３１Rに接続されている。観
察者は左表示部３０Lの像を左眼で、右表示部３０Rの像
を右眼で観察する。

【００２０】上記の構成において、カメラ１が被写体に
向けられると受光センサー１３L、１３Rからの信号によ
り距離検出部１６で被写体距離が検出され、その距離情
報に基づいて左右カメラ１１L、１１Rの輻輳とピントが
調節される。受光センサー１３L、１３Rからの信号は出
力選択部１５にも送られる。出力選択部１５は、通常、
左受光センサー１３Lの信号を左出力回路１４Lに、右受
光センサー１３Rの信号を右出力回路１４Rに伝える。左
右出力回路１４L、１４Rは映像信号を表示装置３の左右
表示回路３１L、３１Rにそれぞれ送る。これにより、左
右のカメラ１１L、１１Rで撮影した被写体像が、表示装
置３の左右の表示部３０L、３０Rにそれぞれ表示され、
観察者は被写体像を立体的に認識することができる。

【００２１】出力選択部１５には距離検出部１６から距
離情報が送られるが、被写体距離が所定値以下になった
場合には、出力選択部１５は左右受光センサー１３L、
１３Rのうちの一方の信号を左右出力回路１４L、１４R
の両方に送る。左右どちらの信号を出力回路１４L、１
４Rに送るかは、選択スイッチ１８の設定状態によって
判断される。このとき、表示装置３の左右表示部３０
L、３０Rには同一の映像が表示されることになる。

【００２２】以下、左右カメラ１１L、１１Rの映像をそ
れぞれ左右の表示部３０L、３０Rに表示するモードを標
準モードと呼び、一方の映像のみを表示するモードを単
一モードと呼ぶ。単一モードは、標準モードで表示して
も観察者が映像を立体視するのが困難なほど被写体が至
近距離に位置する場合に用いられ、標準モードはそれ以
外の場合に用いられる。モード切り替えを行う被写体距
離については後述する。

【００２３】図２に、無限遠に位置する被写体を立体テ
レビカメラ１で撮影している様子と、そのときの左右受
光センサー１３L、１３R上に結像した被写体像、ならび
に表示装置３の左右表示部３０L、３０Rに表示された映
像を模式的に示す。左右カメラ１１L、１１Rの光軸５
L、５Rは平行になっており、被写体は左右受光センサー
１３L、１３Rそれぞれの中央に結像している。このと
き、左右の被写体像６L、６Rに視差は生じていない。表
示装置３の左表示部３０Lには左受光センサー１３Lと同
一の像７Lが、右表示部３０Rには右受光センサー１３R
と同一の像７Rが表示されている。

【００２４】図３に、近距離被写体を撮影している様
子、左右受光センサー１３L、１３R上の被写体像、左右
表示部３０L、３０Rの表示像を示す。左右のカメラ１１
L、１１Rはその光軸５L、５Rの交点に被写体が位置する
ように輻輳設定されている。図３の被写体像６L、６Rは
左右の受光センサー１３L、１３Rのそれぞれの中央に位
置するが、図２に示した無限遠の場合と異なり、左右の
像６L、６Rに視差が生じている。このとき表示装置３の
左右表示部３０L、３０Rにはそれぞれ左右受光センサー
１３L、１３Rと同一の像７L、７Rが表示され、標準モー
ドになっている。

【００２５】被写体がさらに接近して至近距離に位置し
た場合の左右カメラ１１L、１１R、受光センサー１３
L、１３Rの像、左右表示部３０L、３０Rの像を図４に示
す。被写体は左右カメラ１１L、１１Rの光軸５L、５R上
にあり、受光センサー１３L、１３Rの中央に結像してい
る。カメラ１と被写体との距離が短いために、左右の像
６L、６Rには極めて大きな視差が生じている。この場
合、単一モードを用い、左右の受光センサー１３L、１
３Rのうちの一方の映像信号を両方の表示部３０L、３０
Rに送り表示する。図３の例では、左受光センサー１３L
の被写体像６Lが左右の表示部３０L、３０Rに表示され
ている。このため、観察者は同一の映像を左右の眼で観
察することになり、立体感は損なわれる。

【００２６】ところで、カメラからある距離に位置する
被写体にピントを合わせると、その被写体よりもカメラ
に近い一定位置からその被写体よりも遠い一定位置に至
るまでピントの合う範囲が存在する。この範囲は被写界
深度と呼ばれるもので、遠距離にピントを合わせた場合
に深く、すなわちピントの合う距離範囲が広く、近距離
にピントを合わせた場合には浅い。被写界深度内のもの
は鮮明に撮影され、被写界深度外のものはボケて撮影さ
れる。

【００２７】本発明の立体テレビカメラでは被写体が至
近距離にあるときには、左右に同一の映像を表示するた
め、立体感は損なわれるものの、観察者は被写界深度に
より遠近感を認識することができる。また、移動被写体
を撮影し動的に表示する場合には、被写体の動きによっ
ても遠近感がある程度得られる。さらには、被写体像の
大きさによっても遠近感が補われる。したがって、至近
距離被写体が単一モードで表示されている場合にも、観
察者はある程度の立体感を得ることができる。

【００２８】被写体と立体テレビカメラ１との距離がど
の程度の時に標準モードと単一モードの切り換えを行う
かは、左右カメラ１１L、１１Rの設置間隔等に依存する
左右視差の大きさを考慮して決定する。さらに、本発明
では、被写体が遠方から至近距離に近づく際に標準モー
ドから単一モードに切り替わる距離（第１切り替え距
離）と、至近距離に位置する被写体が遠ざかり単一モー
ドから標準モードに切り替わる距離（第２切り替え距
離）とを別個に設定する。これらの切り替え距離はカメ
ラ１に固有のものであり、出力選択部１５に予め記憶さ
れている。

【００２９】具体的には本実施例では、左右カメラ１１
L、１１Rの間隔すなわち基線長を６０ｍｍとし、第１切
り替え距離を４０ｃｍ、第２切り替え距離を５０ｃｍに
設定している。したがって、被写体が遠方からカメラ１
に近づき距離が４０ｃｍ以下になると、左右表示部３０
L、３０Rに表示される像は同一になる。被写体がカメラ
１から離れ距離が５０ｃｍ以上になると左右表示部３０
L、３０Rには異なった像が表示され、立体感が復元す
る。このようにモード切り替えの距離を２段に設定する
ことにより、モード切り替え距離近辺で手振れ等により
撮影距離が僅かに変化したときに、頻繁にモード切り替
えが起きることが防止される。

【００３０】人間は左右両眼で物体を観察するが、一般
に、どちらか一方の眼がきき眼となり、視覚による物体
認識は主にきき眼を用いてなされる。他方の眼は遠近感
や立体感の認識のためにきき眼を補助する役割をする。
上記構成の立体テレビカメラ１においては、被写体が近
づき第１切り替え距離に至ると表示装置３の一方の映像
が他方の映像で置き換えられる。また、被写体が至近距
離から遠ざかり第２切り替え距離になると、左右同一で
あった映像の一方が、異なる映像に置き換えられる。こ
のモード切り替えは観察者に瞬間的な違和感をもたらす
が、きき眼に対する映像を継続して表示し、きき眼でな
い方の映像を切り替えることにより違和感は軽減され
る。

【００３１】このため、本発明の立体テレビカメラ１に
は、左右受光センサー１３L、１３Ｒから表示装置３に
送る映像信号のうちどちらを切り換えるかを選択するた
めの選択スイッチ１８が設けられている。この選択スイ
ッチ１８を観察者に応じて設定すれば、その観察者のき
き眼には一方のカメラの映像が連続して表示され、モー
ド切り替えに伴う違和感を低減することができる。

【００３２】第２の実施例の立体テレビカメラと表示装
置の構成を図５に示す。本実施例においては、第１実施
例のファインダー１９に代えてモニター表示部２０を設
け、撮影者はこの表示をモニターしながらカメラ１を被
写体に向ける。また、立体テレビカメラ１に複数の表示
装置３が接続されており、１台のカメラ１による撮影映
像を複数の観察者が同時に観察することができるもので
ある。左右のカメラ１１Ｌ、１１Rは第１実施例と同様
に撮影レンズ１２L、１２Rと受光センサー１３L、１３R
とから成る。左右の受光センサー１３L、１３Rはそれぞ
れ直接左右の出力回路１４L、１４Rに接続されており、
左右の映像信号は常時表示装置３に送られる。

【００３３】モニター表示部２０はモニター表示回路２
１により駆動される。モニター表示回路２１には左右の
出力回路１４L、１４Rからの映像信号が入力され、距離
検出部１６から被写体距離情報が送られる。また、モニ
ター表示回路２１は選択スイッチ１８の設定状況を検出
する。

【００３４】表示装置３はＬＣＤから成る左右の表示部
３０L、３０Rとそれぞれの表示回路３１L、３１R、入力
選択部３２ならびに選択スイッチ３３を有している。立
体テレビカメラ１の左右出力回路１４L、１４Rは入力選
択部３２に接続され、入力選択部３２は左右表示回路３
１L、３１Rに接続されている。入力選択部３２には距離
検出部１６から被写体距離情報が送られ、また、選択ス
イッチ３３の設定状態が伝えられる。

【００３５】上記構成において、撮影者は選択スイッチ
１８を操作してモニター表示部２０に左右カメラ１１
L、１１Rの一方の映像を表示し、これを見ながら立体テ
レビカメラ１を被写体方向に向ける。距離検出部１６は
左右受光センサー１３L、１３Rからの信号に基づき被写
体距離を検出し、これを輻輳、ピント調節部１７に伝え
る。輻輳、ピント調節部１７は被写体距離に応じて左右
カメラ１１L、１１Rの輻輳とピントの設定を行う。

【００３６】左右受光センサー１３L、１３Rからの信号
はそれぞれ左右の出力回路１４L、１４Rに送られ、左出
力回路１４Lからは左カメラ１１Lの映像信号が、右出力
回路１４Rからは右カメラ１１Rの映像信号が常時出力さ
れる。これらの映像信号はモニター表示回路２１に送ら
れ、選択スイッチ１８の設定に基づいて選択されて、一
方がモニター表示部２０に表示される。

【００３７】左右出力回路１４L、１４Rからは、表示装
置３の入力選択部３２に映像信号が送られる。入力選択
部３２は、通常、左出力回路１４Lからの映像信号を左
表示回路３１Lに送り、右出力回路１４Rからの映像信号
を右表示回路３１Rに送ることで、標準モードによる表
示を行う。距離検出部１６からの距離情報に基づき被写
体が至近距離に位置すると判断されると、入力選択部３
２は一方の映像信号を左右の表示回路３１L、３１Rに送
り、単一モードで表示する。図５には複数の表示装置３
が示されているが、いずれも同じ構成であり、同時にモ
ード切り替えが行われる。

【００３８】本実施例においても第１実施例と同様に、
被写体が至近距離に位置するときには左右の映像のうち
一方を他方で置き換えて表示する。したがって、至近距
離被写体を撮影する際の左右カメラ１１L、１１Rと被写
体との位置関係、左右受光センサー１３L、１３R上の被
写体像、表示装置３の左右像は図４と同様になる。ただ
し、本実施例のように複数の観察者が同一映像を観察す
る場合には、きき眼は観察者によって異なるため、像切
り替えの選択をカメラ１で画一的に行うよりも表示装置
３側で行い、観察者に適した選択をすることが望まし
い。この選択は、表示装置３の選択スイッチ３３を観察
者が操作することによってなされる。したがって、図４
の表示装置３に表示される像は観察者によって異なり、
左の受光センサー１３Lの像６Lが左右の表示部３０L、
３０Rに表示されることもあれば、右の受光センサー１
３Rの像６Rが両表示部３０L、３０Rに表示されることも
ある。

【００３９】被写体が無限遠および近距離にある場合
の、左右カメラ１１L、１１Rと被写体との位置関係、左
右受光センサー１３L、１３R上の被写体像、表示装置３
に表示される左右の像は図２および図３に示したものと
同じである。

【００４０】撮影者はモニター表示部２０に左右どちら
の映像を表示するかを選択スイッチ１８を操作して決定
する。このモニター表示部２０には左右カメラ１１L、
１１Rのうちいずれか一方の像が表示される。モニター
表示回路２１には距離検出部１６から距離情報が送られ
るが、これは、モニター表示部２０の表示モードの切り
替えを行うためではない。この距離情報に基づき、モニ
ター表示部２０にはその時に使用されているモードが表
示される。これにより、撮影者は、各表示装置３におい
て標準モードと単一モードのどちらの表示がなされてい
るかを知ることができる。なお、単一のモニター表示部
２０に代えて、表示装置３のように左右表示部を有する
モニター表示部とし、表示モードの切り替えをしてもよ
い。

【００４１】このように、本実施例においても被写体と
カメラ１との距離に応じてモード切り替えがなされる
が、標準モードから単一モードに切り替わる第１切り替
え距離と、単一モードから標準モードに切り替わる第２
切り替え距離は別個に設定される。第２切り替え距離は
第１切り替え距離よりも大きな値に設定されており、モ
ード切り替え距離近辺での撮影距離の微小な変化による
頻繁なモード切り替えが回避される。

【００４２】本発明の第３の実施例の立体テレビカメラ
と表示装置を組み合わせた構成を図６に示す。前記の第
１実施例と共通する構成要素や機能については、説明を
省略し重複を避ける。本実施例の立体テレビカメラ１
は、左右カメラ１１L、１１Rの光軸５L、５Rが平行に固
定設定されており、輻輳調節は行われない。ただし、ピ
ント調節は距離検出部１６で検出した被写体距離に応じ
てなされる。これはピント調節部２２が行う。

【００４３】左右カメラ１１L、１１Rにはファインダー
を取付けるためのソケット２３L、２３Rが設けられてお
り、いずれか一方のカメラに光学式のファインダー１９
が取付けられる。ソケット２３L、２３Rにはファインダ
ー１９を取付けると閉じるスイッチ２４L、２４Rが備え
られ、このスイッチ２４L、２４Rによりいずれのカメラ
にファインダー１９が装着されているかが検知される。
撮影者はファインダー１９を通して被写体を捉えること
で、ファインダー１９を取付けた方のカメラを被写体に
向けることができる。図６においては、ファインダー１
９を左のソケット２３Lに装着した状態を示す。

【００４４】左右のカメラ１１L、１１Rの受光センサー
１３L、１３Rはそれぞれ左右の出力回路１４L、１４Rに
接続されている。左右出力回路１４L、１４Rからの左右
の映像信号出力は表示装置３の左右表示回路３１L、３
１Rに送られ、左右表示部３０L、３０Rに映像が表示さ
れる。左右出力回路１４L、１４Rは、通常はそれぞれ映
像信号を出力するが、その出力は出力選択部１５によっ
て制御される。出力選択部１５には距離検出部１６から
被写体距離情報が送られ、被写体距離が所定値以下の場
合には、出力回路１４L、１４Rのうち一方の出力を禁止
する。この場合、どちらの出力を禁止するかはファイン
ダー１９の装着によって判断される。前記スイッチ２４
Lまたは２４Rによってファインダー１９が取付けられて
いると判断された方のカメラからの信号は出力され、他
方の映像信号は出力が禁じられる。図６の例では、左カ
メラ１１Lにファインダー１９が装着されており、右出
力回路１４Rの出力が止められる。

【００４５】したがって、本実施例においても標準モー
ドと単一モードがあり、単一モードでは表示装置３の表
示部３０L、３０Rの一方には映像表示がなされず、一方
のみ表示されることになる。

【００４６】この立体テレビカメラ１で無限遠の被写体
を撮影する場合は、左右のカメラ１１L、１１R、受光セ
ンサー１３L、１３R上の被写体像および表示装置３の表
示像は図２と同様である。被写体が近距離に位置すると
きの被写体と左右カメラ１１L、１１Rの位置関係、左右
受光センサー１３L、１３R上の被写体像、表示部３０
L、３０Rに表示される映像を図７に示す。左右カメラ１
１L、１１Rの光軸は平行になっており、被写体は左カメ
ラ１１Lの光軸５L上に存在するため、左受光センサー１
３L上の被写体像６Lは中央に、右受光センサー１３R上
での被写体像６Rは中央より左によって結像している。
表示装置３の左表示部３０Lには左受光センサー１３Lと
同一の被写体像７Lが、右表示部３０Rには右受光センサ
ー１３Rと同一の被写体像７Rが表示されている。

【００４７】至近距離の被写体を撮影している状態と、
その時の左右受光センサー１３L、１３Rが捉える像およ
び表示装置３の表示を図８に示す。被写体はカメラ１に
極めて接近しており、左右カメラ１１L、１１Rの一方に
捉えられた時には他方の画角の外に存在し、一方のカメ
ラの受光センサー上にのみ結像する。図８の例では左カ
メラ１１Lで被写体を捉えており、右の受光センサー１
３Rには被写体像が存在しない。このときは、表示装置
３の左表示部３０Lには左受光センサー１３Lの像６Lが
表示され、右表示部３０Rには何も表示しない。この場
合、立体感は当然損なわれるが、観察者は表示されてい
る方の映像の被写界深度、像の大きさや動きからある程
度の距離感を得ることができる。

【００４８】このように本実施例においても、被写体距
離に応じて表示モードの切り替えが行われる。被写体が
至近距離以外に位置するときには標準モードにより、左
右の表示部３０L、３０Rにそれぞれ左右カメラ１１L、
１１Rの像を表示する。被写体が至近距離にあるときに
は単一モードにより、一方の表示部のみに表示を行う。
単一モードにおいて、左右カメラ１１L、１１Rのどちら
の像を表示するかは、既に述べたようにファインダー１
９をどちらに装着するかによって決定される。

【００４９】標準モードと単一モードの切り替え距離
は、左右受光センサー１３L、１３Rの像の重なりの程度
を考慮して設定するが、これは左右カメラ１１L、１１R
の画角と基線長に依存するものである。さらに、本実施
例においても、標準モードから単一モードに切り替わる
第１切り替え距離と、単一モードから標準モードに切り
替わる第２切り替え距離とを別個に設定する。具体的に
は左右受光センサー１３L、１３Rの重なりが２０％にな
る被写体距離を第１切り替え距離、重なりが３０％にな
る被写体距離を第２切り替え距離としている。これらの
切り替え距離はカメラ１に固有のものであり、出力選択
部１５に予め記憶されている。

【００５０】被写体が無限遠に存在するときには左右受
光センサー１３L、１３R上の像の重なりはほぼ１００％
である。このときは標準モードで表示が行われている。
被写体が近づくにつれて被写体の占める割合が大きくな
るとともに受光センサー１３L、１３R上の被写体位置に
ズレが生じ、重なりの度合いが低下する。さらに被写体
がカメラ１に接近して重なりの度合いが２０％以下にな
ると単一モードに切り替わり、ファインダー１９が装着
されているカメラで捉えた映像のみが表示される。この
状態から被写体が遠のき、受光センサー１３L、１３Rの
像の重なりが３０％以上になると再び標準モードとな
り、左右カメラ１１L、１１Rの映像が表示部３０L、３
０Rにそれぞれ表示される。

【００５１】上記構成の立体テレビカメラ１によれば、
被写体が至近距離以外に位置するときは、左右カメラ１
１L、１１Rで撮影した映像が表示され、観察者は被写体
を立体的に認識することができる。至近距離においては
一方の映像しか見えないが、前述したように、被写界深
度や被写体の動きあるいは被写体像の大きさによって、
観察者はある程度の遠近感を得ることができる。

【００５２】以上３つの例を挙げて本発明の立体テレビ
カメラを示したが、カメラの輻輳の可変または固定設
定、単一モードにおける表示法、複数表示装置への接
続、ファインダーとモニター表示部の選択設置等の組み
合わせは任意に行うことができものである。

【００５３】また、上記実施例では表示装置としてＬＣ
Ｄを左右に有するものを用いたが、表示装置はこれに限
定されるものではない。例えば、１つの表示部に時分割
に左右両眼用の像を出力し、眼の前においた左右の液晶
シャッターを同期させて両眼にそれぞれの像を与えて立
体視する装置や、２つの表示装置の像に異なった偏光あ
るいは色を与え、対応する偏光眼鏡あるいは色眼鏡で立
体視する装置も利用することができる。さらに、本発明
の立体テレビカメラは、表示装置を観察者の頭部に載置
する形態のヘッドマウンテッドディスプレイに接続して
利用することも可能である。

【００５４】

【発明の効果】上述のように、本発明では、左右２台の
カメラにより被写体の左右情報を有する２つの像を撮影
し、第１の映像信号と第２の映像信号を出力する立体テ
レビカメラにおいて、カメラから被写体までの距離が所
定値を超えるときには、左カメラと右カメラによる映像
をそれぞれ第１、第２の映像信号として出力し、カメラ
から被写体までの距離が所定値以下であるときには、一
方のカメラによる映像を第１、第２の映像信号として出
力する構成とすることで、被写体距離に応じて映像出力
を切り替える。通常は、左右カメラそれぞれの映像信号
を出力して適度な視差をもつ立体像を供することがで
る。

【００５５】被写体が至近距離にある場合には一方のカ
メラの映像が両方に出力されるため同一映像が表示され
るが、過大な視差を有する不自然な左右像を表示するよ
りも、自然な映像を供することができる。これにより、
観察者の眼精疲労が軽減される。遠近感は被写界深度や
被写体の動き等によって補われる。

【００５６】また、カメラから被写体までの距離が所定
値以下であるときには、一方のカメラによる映像を第１
の映像信号として出力し、第２の映像信号を出力しない
構成にした場合、至近距離における被写体は左右像のう
ち一方のみを表示することができるため、観察者は過大
な視差を有する左右像を見る必要がなく、自然な被写体
像を観察することができる。至近距離以外の被写体につ
いては、左右カメラによる適度な視差をもつ映像を観察
することができ、被写体を立体的に認識することができ
る。

【００５７】このように本発明は、一方カメラの映像信
号は常時出力され、他方の映像出力が被写体距離に応じ
て切り替えられる。被写体距離が短くなるときと長くな
るときの切り替え距離を同一に設定すると、被写体がそ
の切り替え距離近傍に位置する場合に、手ブレ等による
カメラの微小な動きによって被写体距離が変動し、映像
出力の切り替えが頻繁に発生する。これは、左右の表示
映像の一方が頻繁に変化することになり映像が不安定化
する。映像出力の切り替え距離を、カメラから被写体ま
での距離が短かくなるときと長くなるときとで異なる値
に設定した構成では、映像出力の切り替わりの頻度が低
減され、自然な映像が安定して供される。

【００５８】以上のように、本発明では簡単な構成によ
り、立体テレビカメラとして自然な像を撮影できる被写
体の距離範囲が拡げられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の実施例の立体テレビカメラと
表示装置の構成を示すブロック図。

【図２】 第１実施例による立体テレビカメラで無限遠
被写体を撮影している状態とその映像を示す模式図。

【図３】 第１実施例による立体テレビカメラで近距離
被写体を撮影している状態とその映像を示す模式図。

【図４】 第１実施例による立体テレビカメラで至近距
離被写体を撮影している状態とその映像を示す模式図。

【図５】 本発明の第２の実施例の立体テレビカメラと
表示装置の構成を示すブロック図。

【図６】 本発明の第３の実施例の立体テレビカメラと
表示装置の構成を示すブロック図。

【図７】 第３実施例による立体テレビカメラで近距離
被写体を撮影している状態とその映像を示す模式図。

【図８】 第３実施例による立体テレビカメラで至近距
離被写体を撮影している状態とその映像を示す模式図。

【図９】 従来例による立体カメラで輻輳調節をして中
距離被写体を撮影している状態とその映像を示す模式
図。

【図１０】 従来例による立体カメラで輻輳調節をして
至近距離被写体を撮影している状態とその映像を示す模
式図。

【図１１】 従来例による立体カメラで輻輳を固定して
中距離被写体を撮影している状態とその映像を示す模式
図。

【図１２】 図１１の映像を被写体が融像するように重
ね合わせた図。

【図１３】 従来例による立体カメラで輻輳を固定して
至近距離被写体を撮影している状態とその映像を示す模
式図。

【符号の説明】

１ 立体テレビカメラ ３ 表示装置 ４L 左カメラ ４R 右カメラ ５L 左光軸 ５R 右光軸 ６L 左被写体像 ６R 右被写体像 ７L 左表示被写体像 ７R 右表示被写体像 ８L 左画枠 ８R 右画枠 ９L 左被写体像 ９R 右被写体像 １１L 左カメラ １１R 右カメラ １２L 左撮影レンズ １２R 右撮影レンズ １３L 左受光センサー １３R 右受光センサー １４L 左出力回路 １４R 右出力回路 １５ 出力選択部 １６ 距離検出部 １７ 輻輳、ピント調節部 １８ 選択スイッチ １９ ファインダー ２０ モニター表示部 ２１ モニター表示回路 ２２ ピント調節部 ２３L 左ソケット ２３R 右ソケット ２４L 左スイッチ ２４R 右スイッチ ３０L 左表示部 ３０R 右表示部 ３１L 左表示回路 ３１R 右表示回路 ３２ 入力選択部 ３３ 選択スイッチ

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 左右２台のカメラにより被写体の左右情
   報を有する２つの像を撮影し、第１の映像信号と第２の
   映像信号を出力する立体テレビカメラにおいて、 カメラから被写体までの距離が所定値を超えるときに
   は、左カメラと右カメラによる映像をそれぞれ第１、第
   ２の映像信号として出力し、 カメラから被写体までの距離が所定値以下であるときに
   は、一方のカメラによる映像を第１、第２の映像信号と
   して出力することを特徴とする立体テレビカメラ。
2. 【請求項２】 左右２台のカメラにより被写体の左右情
   報を有する２つの像を撮影し、第１の映像信号と第２の
   映像信号を出力する立体テレビカメラにおいて、 カメラから被写体までの距離が所定値を超えるときに
   は、左カメラと右カメラによる映像をそれぞれ第１、第
   ２の映像信号として出力し、 カメラから被写体までの距離が所定値以下であるときに
   は、一方のカメラによる映像を第１の映像信号として出
   力し、第２の映像信号を出力しないことを特徴とする立
   体テレビカメラ。
3. 【請求項３】 前記所定値はカメラから被写体までの距
   離が短かくなるときと長くなるときとで異なる値であ
   る、請求項１または請求項２に記載の立体テレビカメ
   ラ。