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JP4568917B2 - Stereoscopic imaging device - Google Patents
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Description

本発明は、レンチキュラーレンズやレンズシートを使って表示するための立体像を撮影する装置に関する。   The present invention relates to an apparatus for capturing a stereoscopic image for display using a lenticular lens or a lens sheet.

従来、レンチキュラーレンズを使って表示する立体像を作成するためには、水平方向にそれぞれ所定の距離を離して置いた複数のカメラを使って被写体を撮影し、撮影された複数の像を画像処理によって縦のストライプ状に分解、並べ替えて作る方法や、印画紙の上にレンチキュラーレンズを重ね、同様に撮影された複数の像をレンチキュラーレンズを通して投影して焼き付ける方法がある。   Conventionally, in order to create a stereoscopic image to be displayed using a lenticular lens, a subject is photographed using a plurality of cameras placed at a predetermined distance in the horizontal direction, and the captured images are processed. There are a method of separating and rearranging them into vertical stripes, and a method of superimposing a lenticular lens on photographic paper and projecting and printing a plurality of images taken in the same way through the lenticular lens.

また、レンズシートを使って表示する立体像の撮影方法にはインテグラルフォトグラフィがあるが、遠近感の逆転する問題を解決するために、撮影した像を再生してもう一度撮影しなければならないという煩雑さがあり、一般に普及するには至っていない。
特開2003-307800号公報 特開2005-010549号公報
In addition, there is integral photography as a method of taking a 3D image displayed using a lens sheet, but in order to solve the problem of reversing perspective, it is necessary to replay the taken image and take it again. It is cumbersome and has not spread widely.
JP 2003-307800 JP JP 2005-010549 A

本発明の課題はレンチキュラーレンズやレンズシートを使って表示する立体像を直接撮影できる立体像撮影装置を実現することである。本発明者はこれらの課題を解決するものとして、すでに特開2003-307800および特開2005-010549に示した方法を提案した。これらの方法では自然な立体像を表示できる立体写真を撮影することができるが、凹レンズないしシリンドリカル凹レンズが並んだレンズシートや、凸面鏡ないしシリンドリカル凸面鏡が並んだ反射面など、特殊な部品を必要とするため資金の無い者には実施が容易でないという問題点があった。     An object of the present invention is to realize a stereoscopic image photographing apparatus capable of directly photographing a stereoscopic image to be displayed using a lenticular lens or a lens sheet. The present inventor has already proposed the methods disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2003-307800 and 2005-010549 to solve these problems. These methods can shoot stereoscopic photographs that can display natural stereoscopic images, but they require special parts such as lens sheets with concave or cylindrical concave lenses and reflective surfaces with convex or cylindrical convex mirrors. Therefore, there was a problem that it was not easy for those without funds.

そこでさらに検討を進め、試作コストが高い特殊なレンズシートや反射面を使わず、比較的安価に制作できるピンホール板を使って、同様の立体写真を撮影することができる立体像撮影装置を考案するに至った。本手法は視域角が比較的小さい立体像の撮影に適しているが、さらにレンズシートを加えることで、視域角の大きい立体像の撮影に利用することも可能である。   Therefore, further investigation was made, and a 3D image shooting device was devised that can capture the same 3D photo using a pinhole plate that can be produced at a relatively low cost without using a special lens sheet or reflective surface that is expensive to manufacture. It came to do. Although this method is suitable for shooting a stereoscopic image with a relatively small viewing zone angle, it can also be used for shooting a stereoscopic image with a large viewing zone angle by adding a lens sheet.

本発明の請求項1は、面上にピンホールが並んでなるピンホール板と、該ピンホール板を通る光を撮影レンズによって撮像面に投影して撮影するカメラからなり、該ピンホール板を通して被写体の像を撮影する装置であって、該撮像面は撮影レンズによって該ピンホール板のピンホール群の像が結ばれる位置より、所定の距離だけ撮影レンズに近い位置にあり、各ピンホールの通過光が撮像面上に像を形成し、かつ隣り合う像どうしが重なり合わないことを特徴とする立体像撮影装置である。   Claim 1 of the present invention comprises a pinhole plate in which pinholes are arranged on the surface, and a camera that projects light by projecting light passing through the pinhole plate onto an imaging surface by a photographing lens. An apparatus for photographing an image of a subject, wherein the imaging surface is closer to the photographing lens by a predetermined distance than a position where the image of the pinhole group of the pinhole plate is formed by the photographing lens. The three-dimensional image capturing apparatus is characterized in that passing light forms an image on an imaging surface and adjacent images do not overlap each other.

本発明の請求項2は、面上にピンホールが並んでなるピンホール板と、該ピンホール板に被写体の像を投影する投影レンズと、該ピンホール板の前後の少なくとも一方に置かれたリレーレンズと、該ピンホール板を通る光を撮影レンズによって撮像面に投影して撮影するカメラとからなり、該ピンホール板を通して被写体の像を撮影する装置であって、該撮像面は撮影レンズによって該ピンホール板のピンホール群の像が結ばれる位置より、所定の距離だけ撮影レンズに近い位置にあり、各ピンホールの通過光が撮像面上に像を形成し、かつ隣り合う像どうしが重なり合わないことを特徴とする立体像撮影装置である。   According to a second aspect of the present invention, a pinhole plate in which pinholes are arranged on a surface, a projection lens that projects an image of a subject on the pinhole plate, and at least one of the front and rear sides of the pinhole plate An apparatus for photographing a subject image through the pinhole plate, comprising a relay lens and a camera that projects light by passing light passing through the pinhole plate onto an imaging surface by a photographing lens, the imaging surface being a photographing lens The position of the pinhole plate on the pinhole plate is closer to the photographic lens by a predetermined distance than the position where the image of the pinhole group of the pinhole plate is formed. Is a three-dimensional image photographing device characterized by not overlapping.

本発明の請求項3は、請求項1ないし請求項2のピンホール板の撮影レンズ側に、該ピンホール板の各ピンホールと一対一に対応する凸レンズが並んだレンズシートを、該凸レンズの焦点距離より該ピンホール板に接近して置くこと特徴とする、請求項1ないし請求項2の立体像撮影装置である。   According to a third aspect of the present invention, there is provided a lens sheet in which convex lenses corresponding to each pinhole of the pinhole plate are arranged on the photographing lens side of the pinhole plate of the first or second aspect. 3. The stereoscopic image photographing device according to claim 1, wherein the stereoscopic image photographing device is placed closer to the pinhole plate than a focal length.

本発明の請求項4は、請求項1ないし請求項2のピンホール板の被写体側に、該ピンホール板の各ピンホールと一対一に対応する凹レンズが並んだレンズシートを置くこと特徴とする請求項1ないし請求項2の立体像撮影装置である。   According to a fourth aspect of the present invention, on the object side of the pinhole plate according to the first or second aspect, a lens sheet in which concave lenses corresponding to each pinhole of the pinhole plate are arranged one-on-one. 3. A stereoscopic image photographing apparatus according to claim 1 or 2.

本発明の請求項5は、面上に平行なスリットが一列に並んでなるスリット板と、該スリット板を通る光を撮影レンズによって撮像面に投影して撮影するカメラと、該撮影レンズの前ないし後に置かれた、該スリット板のスリットと垂直な単一スリットとからなり、該スリット板と単一スリットを通して被写体の像を撮影する装置であって、該撮像面は撮影レンズによって該スリット板のスリット群の像が結ばれる位置より、所定の距離だけ撮影レンズに近い位置にあり、各スリットの通過光が撮像面上に細長い像を形成し、かつ隣り合う像どうしが重なり合わないことを特徴とする立体像撮影装置である。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a slit plate in which parallel slits are arranged in a line on the surface, a camera for projecting light passing through the slit plate onto an imaging surface by a photographing lens, and a front of the photographing lens. Or an apparatus for photographing an image of a subject through the slit plate and the single slit, the imaging surface of the slit plate being formed by a photographing lens. The slit group is located closer to the photographic lens by a predetermined distance than the position where the images of the slit group are formed, and the light passing through each slit forms an elongated image on the imaging surface, and adjacent images do not overlap. This is a featured stereoscopic image photographing device.

本発明の請求項6は、面上に平行なスリットが一列に並んでなるスリット板と、該スリット板に被写体の像を投影する投影レンズと、該スリット板の前後の少なくとも一方に置かれたリレーレンズと、該スリット板を通る光を撮影レンズによって撮像面に投影して撮影するカメラと、該撮影レンズの前ないし後に置かれた、該スリット板のスリットと垂直な単一スリットとからなり、該スリット板と単一スリットを通して被写体の像を撮影する装置であって、該撮像面は撮影レンズによって該スリット板のスリット群の像が結ばれる位置より、所定の距離だけ撮影レンズに近い位置にあり、各スリットの通過光が撮像面上に細長い像を形成し、かつ隣り合う像どうしが重なり合わないことを特徴とする立体像撮影装置である。   According to a sixth aspect of the present invention, the slit plate in which parallel slits are arranged in a line on the surface, a projection lens for projecting an image of a subject on the slit plate, and at least one of the front and rear sides of the slit plate are placed. A relay lens, a camera that projects light by projecting light passing through the slit plate onto an imaging surface by a photographing lens, and a single slit that is placed before or after the photographing lens and is perpendicular to the slit of the slit plate A device for photographing an image of a subject through the slit plate and a single slit, wherein the imaging surface is closer to the photographing lens by a predetermined distance than a position where the image of the slit group of the slit plate is formed by the photographing lens. The three-dimensional image photographing device is characterized in that the light passing through each slit forms a long and narrow image on the imaging surface, and adjacent images do not overlap each other.

本発明の請求項7は、請求項5ないし請求項6のスリット板の撮影レンズ側に、該スリット板の各スリットと一対一に対応するシリンドリカル凸レンズが並んだレンズシートを、該シリンドリカル凸レンズの焦点距離より該スリット板に接近して置くこと特徴とする、請求項5ないし請求項6の立体像撮影装置である。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a lens sheet in which a cylindrical convex lens corresponding to each slit of the slit plate is arranged on the photographing lens side of the slit plate according to the fifth to sixth aspects, and the focal point of the cylindrical convex lens. 7. The stereoscopic image photographing device according to claim 5, wherein the stereoscopic image photographing device is placed closer to the slit plate than a distance.

本発明の請求項8は、請求項5ないし請求項6のスリット板の被写体側に、該スリット板の各スリットと一対一に対応するシリンドリカル凹レンズが並んだレンズシートを置くこと特徴とする請求項5ないし請求項6の立体像撮影装置である。   According to an eighth aspect of the present invention, on the subject side of the slit plate according to any one of the fifth to sixth aspects, a lens sheet in which cylindrical concave lenses corresponding to the respective slits of the slit plate are arranged one-on-one is placed. A stereoscopic image capturing apparatus according to claim 5.

本発明の立体像撮影装置によれば、従来複数台のカメラを使って撮影し、さらに後工程を要したレンチキュラー立体写真を直接撮影することができ、撮影された立体像は見る角度によって不連続に像が切り替わる、いわゆるフリップ現象をほとんど持たない自然な立体像となる。またインテグラルフォトグラフィと同様な立体写真についても、同様に遠近感の正しい像を直接撮影することができる。本発明では基本的にピンホール板ないしスリット板の働きを利用して立体像の撮影を可能とするため、特開2003-307800および特開2005-010549のように特殊なレンズシートや反射面などを使わず撮影することが可能であるが、さらにレンズシートを加えればより視域角の大きな立体像の撮影が容易になる。   According to the stereoscopic image photographing apparatus of the present invention, it is possible to directly photograph a lenticular stereoscopic photograph that has been photographed using a plurality of conventional cameras and further requires a post-process, and the photographed stereoscopic image is discontinuous depending on the viewing angle. The image is switched to a natural three-dimensional image having almost no so-called flip phenomenon. Similarly, stereoscopic images similar to integral photography can be directly photographed with a correct perspective. In the present invention, it is basically possible to take a three-dimensional image by using the function of a pinhole plate or a slit plate. Therefore, a special lens sheet, a reflecting surface, etc. as in JP 2003-307800 A and JP 2005-010549 A It is possible to shoot without using a lens, but if a lens sheet is further added, it becomes easier to shoot a stereoscopic image with a larger viewing angle.

図1に本発明請求項1の立体像撮影装置の光学系を斜視図をもって示す。以下の各実施例はその光学系のみを表し、光学系を収納する暗箱や構造材は省略する。本光学系は面上にピンホールが並んだピンホール板1と撮影レンズ2、撮像面3とからなり、被写体4からの光を、ピンホール板1を通し、撮影レンズ2によって撮像面3に投影して撮影する。ここで撮像面3は写真乾板や写真フィルムの感光面、あるいはCCD撮像素子の撮像面などである。撮影レンズ2の焦点距離をfとすると、平面図を図2に示す通り1/f=1/A+1/Bを満たす位置に、撮影レンズ2によるピンホール板1のピンホールの像5が結ばれるが、撮像面3をBよりdだけ撮影レンズ2に近い位置に置くと、撮像面3にはピンホール板1のピンホールによって形成されるピンホールカメラの像が投影されることになる。結果として撮像面3にはピンホール板1のピンホールに対応する小さなピンホールカメラ像が並ぶが、さらに撮影レンズ2の瞳径をR、ピンホール板1の隣り合うピンホールの間隔をpとするとき、Rd/B ≦ pB/A であれば隣り合うピンホールカメラ像が重ならずに並ぶことになる。   FIG. 1 is a perspective view showing an optical system of a stereoscopic image photographing apparatus according to claim 1 of the present invention. Each of the following embodiments represents only the optical system, and a dark box and a structural material for housing the optical system are omitted. This optical system comprises a pinhole plate 1 with pinholes arranged on the surface, a photographic lens 2 and an imaging surface 3, and light from the subject 4 passes through the pinhole plate 1 to the imaging surface 3 by the photographic lens 2. Project and shoot. Here, the imaging surface 3 is a photosensitive surface of a photographic plate or a photographic film, an imaging surface of a CCD image sensor, or the like. Assuming that the focal length of the photographic lens 2 is f, the pinhole image 5 of the pinhole plate 1 by the photographic lens 2 is formed at a position satisfying 1 / f = 1 / A + 1 / B as shown in FIG. However, when the image pickup surface 3 is placed at a position closer to the taking lens 2 by d than B, an image of a pinhole camera formed by the pinhole of the pinhole plate 1 is projected onto the image pickup surface 3. As a result, small pinhole camera images corresponding to the pinholes of the pinhole plate 1 are arranged on the imaging surface 3, but the pupil diameter of the photographing lens 2 is R, and the interval between adjacent pinholes of the pinhole plate 1 is p. When Rd / B ≦ pB / A, adjacent pinhole camera images are arranged without overlapping.

このようにして撮像面3で撮影された像は、インテグラルフォトグラフィで言う正しい立体像であり、図5に示すようにレンズシート11を立体像10に重ねることで、立体感を持って表示することができる。   The image photographed on the imaging surface 3 in this way is a correct stereoscopic image referred to in integral photography, and is displayed with a stereoscopic effect by superimposing the lens sheet 11 on the stereoscopic image 10 as shown in FIG. can do.

取り込まれる立体像の視域角は図2のαであり、撮影レンズ2の瞳径Rと距離Aの比で決定される。視域角をより大きくするためには、撮影レンズ2に大口径かつ厚肉で高性能なレンズを使わなければならないが、このようなレンズは高価であるため実施はより難しくなる。請求項1のようにピンホール板とカメラのみを使う簡単な装置は、視域角の比較的小さな立体像を撮影するのに適したものである。   The viewing zone angle of the captured stereoscopic image is α in FIG. 2, and is determined by the ratio between the pupil diameter R and the distance A of the photographing lens 2. In order to further increase the viewing zone angle, it is necessary to use a large-diameter, thick, and high-performance lens for the taking lens 2, but such a lens is expensive, and is more difficult to implement. The simple apparatus using only the pinhole plate and the camera as in claim 1 is suitable for photographing a stereoscopic image having a relatively small viewing zone angle.

図3は図1に矩形のアパチャー6を加えたもので、請求項1の立体像撮影装置の他の実施例である。ピンホール板1のピンホールが格子点状に並ぶ場合、撮像面3上の各ピンホールカメラ像が矩形であれば隙間無く並ぶことが可能で、撮像面全体を有効に使うことができる。各ピンホールカメラ像は撮影レンズの瞳の形状に等しくなるが、ここではアパチャー6によってピンホールカメラ像を矩形としている。ハニカム状に並んだレンズシートで表示する立体像を撮影するには、ピンホールがハニカムの中心になるように並んだピンホール板を使えば良いが、このときには六角形のアパチャーを使えば撮像面3を隙間無く使う立体像を撮影することができる。   FIG. 3 is a diagram in which a rectangular aperture 6 is added to FIG. When the pinholes of the pinhole plate 1 are arranged in a grid pattern, if the pinhole camera images on the imaging surface 3 are rectangular, they can be arranged without gaps, and the entire imaging surface can be used effectively. Each pinhole camera image is equal to the shape of the pupil of the photographic lens. Here, the aperture 6 makes the pinhole camera image rectangular. In order to take a three-dimensional image to be displayed on a lens sheet arranged in a honeycomb shape, it is sufficient to use a pinhole plate arranged so that the pinhole is in the center of the honeycomb, but in this case using a hexagonal aperture, the imaging surface 3D images can be taken without gaps.

図4に請求項2による立体像撮影装置の光学系を示す。同装置は図1の光学系に投影レンズ7と二枚のリレーレンズ8と9を加えたものになっている。被写体4の像は投影レンズ7によってピンホール板1上に投影され、あとは図1と同様に撮像面3上に立体像が形成され撮影される。図1の装置では表示面より奥にある被写体の像しか撮影することができないが、本装置では被写体の像を投影レンズ7によってピンホール板1と重なる位置や、あるいはピンホール板1より撮影レンズ2に近い位置に投影して撮影することができるため、表示面から手前に飛び出して見える立体像の撮影が可能になる。   FIG. 4 shows an optical system of a stereoscopic image photographing apparatus according to claim 2. This apparatus is obtained by adding a projection lens 7 and two relay lenses 8 and 9 to the optical system of FIG. The image of the subject 4 is projected onto the pinhole plate 1 by the projection lens 7, and then a three-dimensional image is formed on the imaging surface 3 as in FIG. In the apparatus of FIG. 1, only an image of a subject behind the display surface can be taken. However, in this apparatus, the subject image is overlapped with the pinhole plate 1 by the projection lens 7 or the taking lens from the pinhole plate 1. Since the image can be projected and projected at a position close to 2, it is possible to shoot a stereoscopic image that appears to pop out from the display surface.

二枚のリレーレンズ8と9は光を効率よく撮影レンズ2に導くためのもので、ピンホール板1を除いたとき、投影レンズ7の中心を通過する光が二枚のリレーレンズによって撮影レンズ2の中心に集まるようにすれば、最も効率のよい伝達ができる。具体的には、リレーレンズ8と投影レンズ7の距離をC、リレーレンズ9と撮影レンズ2の距離をDとするとき、リレーレンズ8の焦点距離をCに、リレーレンズ9の焦点距離をDに等しくすればよい。ここでは二枚のリレーレンズを用いた例を示したが、より焦点距離の短い一枚のレンズで同様の機能を果たすことも十分可能である。取り込まれる立体像の視域角は投影レンズ7の口径にも制限されるため、投影レンズ7には大口径の厚肉レンズないしフレネルレンズなどが使われる。   The two relay lenses 8 and 9 are for guiding light to the photographing lens 2 efficiently. When the pinhole plate 1 is removed, the light passing through the center of the projection lens 7 is taken by the two relay lenses. If they are gathered at the center of 2, the most efficient transmission can be achieved. Specifically, when the distance between the relay lens 8 and the projection lens 7 is C, and the distance between the relay lens 9 and the photographing lens 2 is D, the focal length of the relay lens 8 is C, and the focal length of the relay lens 9 is D. Should be equal to. Although an example using two relay lenses is shown here, it is possible to achieve the same function with a single lens having a shorter focal length. Since the viewing zone angle of the captured stereoscopic image is also limited by the aperture of the projection lens 7, a large-diameter thick lens or Fresnel lens is used as the projection lens 7.

本発明において、ピンホール板とカメラのみによる最もシンプルな構成では、視域角の大きな立体像を撮影するために、撮影レンズ2に大口径かつ厚肉な高性能レンズを使わなければならないため、実際には視域角を大きくとるのは困難であることは先に述べた通りである。そこで請求項3および請求項4では、ピンホール板にレンズシートを組み合わせることでこの問題を改善し、視域角の大きな立体像の撮影を容易にすることを可能にした。   In the present invention, in the simplest configuration using only a pinhole plate and a camera, a large-diameter and thick high-performance lens must be used for the photographing lens 2 in order to photograph a stereoscopic image with a large viewing zone angle. In fact, it is difficult to increase the viewing zone angle as described above. Accordingly, in the third and fourth aspects, this problem is improved by combining a lens sheet with a pinhole plate, and it is possible to easily capture a stereoscopic image with a large viewing zone angle.

ピンホール板1にレンズシートを組み合わせる様子を図6に示した。ここで(a)は凸レンズを面上に並べたレンズシート12を投影レンズ側に置く請求項3の例を部分図で示したもので、図の右側が撮影レンズ2のある側であり、左側が被写体4のある側である。レンズシート12の各凸レンズはピンホール板1の各ピンホールと一対一に対応し、凸レンズの作用によって被写体側から角度αでピンホールに入る光をαより小さい角度βの光に変換する。ここで角度αが撮影像の視域角、角度βが撮影レンズで撮影可能な角度範囲であると考えれば、撮影可能な角度範囲が小さくとも、レンズシート12の各凸レンズの働きによって大きな視域角の立体像を撮影することが可能になることが分かる。なおレンズシート12はピンホール板から各凸レンズの焦点距離より短い距離に置かれなければならない。もし焦点距離に等しい距離に置かれるとβ=0となって本発明の原理が成り立たず、また焦点距離より遠い距離に置かれるとβが負になり、像が倒立してしまうため好ましくない。   A state in which the lens sheet is combined with the pinhole plate 1 is shown in FIG. Here, (a) is a partial view showing an example of claim 3 in which a lens sheet 12 with convex lenses arranged on the surface is placed on the projection lens side, the right side of the figure is the side where the taking lens 2 is located, and the left side Is the side with the subject 4. Each convex lens of the lens sheet 12 corresponds to each pinhole of the pinhole plate 1 on a one-to-one basis, and light that enters the pinhole at an angle α from the object side is converted into light having an angle β smaller than α by the action of the convex lens. Assuming that the angle α is the viewing angle of the photographed image and the angle β is the angle range that can be photographed by the photographing lens, even if the angle range that can be photographed is small, the large viewing zone is caused by the action of each convex lens of the lens sheet 12. It can be seen that a three-dimensional image of the corner can be taken. The lens sheet 12 must be placed at a distance shorter than the focal length of each convex lens from the pinhole plate. If it is placed at a distance equal to the focal length, β = 0 and the principle of the present invention does not hold, and if it is placed at a distance farther than the focal length, β becomes negative and the image is inverted, which is not preferable.

さらに図6(b)は凹レンズを面上に並べたレンズシート13を被写体側に置く請求項4の例を部分図で示したもので、同様に右側が撮影レンズ2のある側、左側が被写体4のある側である。レンズシート13の各凹レンズはピンホール板1の各ピンホールと一対一に対応し、凹レンズの作用によって被写体側から角度αでピンホールに入る光をαより小さい角度βの光に変換する。あとは請求項3と同様の理屈で、撮影可能な角度範囲が小さくとも、レンズシート13の各凹レンズの働きによって大きな視域角の立体像を撮影することが可能になることが分かる。凹レンズには凸レンズのような距離条件はないが、ピンホールと一対一の対応関係が崩れるほど、ピンホール板1から離しすぎては好ましくないため、この点に留意して適当な位置を決めればよい。   Further, FIG. 6B is a partial view showing an example of claim 4 in which a lens sheet 13 with concave lenses arranged on the surface is placed on the subject side. Similarly, the right side is the side where the taking lens 2 is located and the left side is the subject. This is the side with 4. Each concave lens of the lens sheet 13 has a one-to-one correspondence with each pinhole of the pinhole plate 1, and the light entering the pinhole from the subject side at an angle α is converted into light having an angle β smaller than α by the action of the concave lens. After that, the same reasoning as in claim 3 shows that even if the angle range that can be photographed is small, a three-dimensional image with a large viewing zone angle can be photographed by the action of each concave lens of the lens sheet 13. The concave lens does not have the distance condition as the convex lens, but it is not preferable that the pinhole plate 1 is separated from the pinhole plate 1 so that the one-to-one correspondence with the pinhole is broken. Good.

図7に請求項5による立体像撮影装置の光学系を示す。同装置は図1のピンホール板1を面上に平行なスリットが一列に並んでなるスリット板14に置き換え、さらに水平な単一スリット15を加えたものになっている。本装置の水平面(xz面)内における機能は図1の装置と同じで、図2に示される通りである。一方yz面内においては図8に示すように通常の平面的な像を撮影する機能を持ち、結果として撮像面には細長いスリット像が形成される。ここで単一スリット15は、xz面内ではレンズ幅いっぱいに広く光を通して視域角を確保しつつ、yz面内では光を絞り込んで縦の焦点深度を深くとり、撮影される立体像の深度を稼ぐものである。このようにして撮影された立体像は、いわゆるレンチキュラー立体写真に等しいもので、図9に示すようにレンチキュラーレンズ17を立体像16に重ねることで立体感を持って表示することができる。   FIG. 7 shows an optical system of a stereoscopic image photographing apparatus according to claim 5. In this apparatus, the pinhole plate 1 of FIG. 1 is replaced with a slit plate 14 in which parallel slits are arranged in a line on the surface, and a horizontal single slit 15 is further added. The function of this apparatus in the horizontal plane (xz plane) is the same as that of the apparatus of FIG. 1, and is as shown in FIG. On the other hand, in the yz plane, as shown in FIG. 8, it has a function of taking a normal planar image, and as a result, a long and narrow slit image is formed on the imaging plane. Here, the single slit 15 is wide enough to fill the lens width in the xz plane and secures a viewing angle through light, while narrowing the light in the yz plane to increase the vertical depth of focus and the depth of the stereoscopic image to be photographed. To earn. The stereoscopic image thus taken is equivalent to a so-called lenticular stereoscopic photograph, and can be displayed with a stereoscopic effect by superimposing the lenticular lens 17 on the stereoscopic image 16 as shown in FIG.

請求項6の立体像撮影装置は、同様に図4においてピンホール板1を面上に平行なスリットが一列に並んでなるスリット板に置き換え、さらに撮影レンズ2の前ないし後に水平な単一スリットを加えて実現される。これにより撮影される立体像は請求項5と同様のレンチキュラーレンズによって表示できるもので、請求項2と同様に、被写体の像を投影レンズ7によってスリット板と重なる位置や、あるいはスリット板より撮影レンズ2に近い位置に投影して撮影することができるため、表示面から手前に飛び出して見える立体像の撮影が可能になる。   The stereoscopic image photographing apparatus according to claim 6 similarly replaces the pinhole plate 1 with a slit plate in which parallel slits are arranged in a line on the surface in FIG. 4, and further a horizontal single slit before or after the photographing lens 2. It is realized by adding. The three-dimensional image thus photographed can be displayed by the same lenticular lens as in the fifth aspect. Similarly to the second aspect, the subject image is overlapped with the slit plate by the projection lens 7 or the photographing lens from the slit plate. Since the image can be projected and projected at a position close to 2, it is possible to shoot a stereoscopic image that appears to pop out from the display surface.

さらに撮影可能な視域角を拡大する請求項3の手法は、レンズシートをシリンドリカル凸レンズが並んだレンズシートに置き換えることで適用でき(請求項7)。さらに請求項4の手法は、レンズシートをシリンドリカル凹レンズが並んだレンズシートに置き換えることで適用できる(請求項8)。いずれもシリンドリカルレンズをスリット板のスリットに平行になるように置き、各スリットとシリンドリカルレンズが一対一に対応するようにすれば、xz面内において図6の説明がそのまま適用できる。   Furthermore, the method of claim 3 for enlarging the imageable viewing zone angle can be applied by replacing the lens sheet with a lens sheet in which cylindrical convex lenses are arranged (claim 7). Further, the method of claim 4 can be applied by replacing the lens sheet with a lens sheet in which cylindrical concave lenses are arranged (claim 8). In any case, if the cylindrical lens is placed so as to be parallel to the slit of the slit plate so that each slit and the cylindrical lens have a one-to-one correspondence, the description of FIG. 6 can be applied as it is in the xz plane.

本発明は静止画の撮影として立体的な看板、ポスターなどを制作する印刷や出版業に役立てることができる。また本発明は動画の撮影に適用することも可能であるため、立体映画や立体テレビに応用することも可能である。   The present invention can be used for printing and publishing to produce three-dimensional signs, posters and the like as still images. Further, since the present invention can be applied to moving image shooting, it can also be applied to stereoscopic movies and stereoscopic televisions.

請求項1による立体像撮影装置の光学系である。An optical system of a stereoscopic image photographing apparatus according to claim 1. 図1に示した光学系の平面図である。It is a top view of the optical system shown in FIG. 請求項1による立体像撮影装置の他の実施例である。FIG. 6 is another embodiment of the stereoscopic image capturing apparatus according to claim 1. FIG. 請求項2による立体像撮影装置の光学系である。An optical system of a stereoscopic image photographing apparatus according to claim 2. 請求項1および請求項2による撮影像を表示する立体像表示装置の例である。It is an example of the three-dimensional image display apparatus which displays the picked-up image by Claim 1 and Claim 2. 請求項3および請求項4を説明する部分図である。FIG. 6 is a partial view illustrating claims 3 and 4. 請求項5による立体像撮影装置の光学系である。An optical system of a stereoscopic image capturing apparatus according to claim 5. 図7に示した光学系の側面図である。FIG. 8 is a side view of the optical system shown in FIG. 7. 請求項5および請求項6による撮影像を表示する立体像表示装置の例である。It is an example of the three-dimensional image display apparatus which displays the picked-up image by Claim 5 and Claim 6.

符号の説明Explanation of symbols

1 ・・・ ピンホール板
2 ・・・ 撮影レンズ
3 ・・・ 撮像面
4 ・・・ 被写体
5 ・・・ ピンホールの像
6 ・・・ 矩形のアパチャー
7 ・・・ 投影レンズ
8,9 ・・・ リレーレンズ
10 ・・・ 撮影した立体像
11 ・・・ 凸レンズの並んだ表示用レンズシート
12 ・・・ 凸レンズの並んだレンズシート
13 ・・・ 凹レンズの並んだレンズシート
14 ・・・ スリット板
15 ・・・ 単一スリット
16 ・・・ 撮影した立体像
17 ・・・ レンチキュラーレンズ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Pinhole board 2 ... Shooting lens 3 ... Imaging surface 4 ... Subject 5 ... Pinhole image 6 ... Rectangular aperture 7 ... Projection lens 8, 9 ... · Relay lens 10 · · · Taken stereoscopic image 11 · · · Display lens sheet 12 with convex lenses aligned · · · Lens sheet 13 with convex lenses aligned · · Lens sheet 14 with concave lenses aligned · · · Slit plate 15・ ・ ・ Single slit 16 ・ ・ ・ Taken solid image 17 ・ ・ ・ Lenticular lens

Claims (8)

面上にピンホールが並んでなるピンホール板と、該ピンホール板を通る光を撮影レンズによって撮像面に投影して撮影するカメラからなり、該ピンホール板を通して被写体の像を撮影する装置であって、該撮像面は撮影レンズによって該ピンホール板のピンホール群の像が結ばれる位置より、所定の距離だけ撮影レンズに近い位置にあり、各ピンホールの通過光が撮像面上に像を形成し、かつ隣り合う像どうしが重なり合わないことを特徴とする立体像撮影装置。 A device that shoots an image of a subject through the pinhole plate, comprising a pinhole plate with pinholes arranged on the surface, and a camera that projects the light passing through the pinhole plate onto the imaging surface by a photographic lens. The imaging surface is closer to the imaging lens by a predetermined distance than the position where the image of the pinhole group of the pinhole plate is formed by the imaging lens, and the light passing through each pinhole is imaged on the imaging surface. And a three-dimensional image photographing device characterized in that adjacent images do not overlap each other. 面上にピンホールが並んでなるピンホール板と、該ピンホール板に被写体の像を投影する投影レンズと、該ピンホール板の前後の少なくとも一方に置かれたリレーレンズと、該ピンホール板を通る光を撮影レンズによって撮像面に投影して撮影するカメラとからなり、該ピンホール板を通して被写体の像を撮影する装置であって、該撮像面は撮影レンズによって該ピンホール板のピンホール群の像が結ばれる位置より、所定の距離だけ撮影レンズに近い位置にあり、各ピンホールの通過光が撮像面上に像を形成し、かつ隣り合う像どうしが重なり合わないことを特徴とする立体像撮影装置。 A pinhole plate in which pinholes are arranged on a surface; a projection lens that projects an image of a subject on the pinhole plate; a relay lens placed on at least one of the front and rear sides of the pinhole plate; and the pinhole plate And a camera that shoots an image of a subject by projecting the light passing through the imaging surface by a photographic lens, the imaging surface being a pinhole of the pinhole plate by the photographic lens. It is located at a position closer to the taking lens by a predetermined distance than the position at which the group images are formed, and the light passing through each pinhole forms an image on the imaging surface, and adjacent images do not overlap. 3D image capturing device. 請求項1ないし請求項2のピンホール板の撮影レンズ側に、該ピンホール板の各ピンホールと一対一に対応する凸レンズが並んだレンズシートを、該凸レンズの焦点距離より該ピンホール板に接近して置くこと特徴とする、請求項1ないし請求項2の立体像撮影装置。 A lens sheet in which convex lenses corresponding to each pinhole of the pinhole plate are arranged on the side of the photographic lens of the pinhole plate according to claim 1 or 2 on the pinhole plate from the focal length of the convex lens. The three-dimensional image photographing device according to claim 1, wherein the three-dimensional image photographing device is placed close to each other. 請求項1ないし請求項2のピンホール板の被写体側に、該ピンホール板の各ピンホールと一対一に対応する凹レンズが並んだレンズシートを置くこと特徴とする請求項1ないし請求項2の立体像撮影装置。 3. A lens sheet in which concave lenses corresponding to each pinhole of the pinhole plate are arranged on the object side of the pinhole plate according to claim 1 or 2. Stereoscopic imaging device. 面上に平行なスリットが一列に並んでなるスリット板と、該スリット板を通る光を撮影レンズによって撮像面に投影して撮影するカメラと、該撮影レンズの前ないし後に置かれた、該スリット板のスリットと垂直な単一スリットとからなり、該スリット板と単一スリットを通して被写体の像を撮影する装置であって、該撮像面は撮影レンズによって該スリット板のスリット群の像が結ばれる位置より、所定の距離だけ撮影レンズに近い位置にあり、各スリットの通過光が撮像面上に細長い像を形成し、かつ隣り合う像どうしが重なり合わないことを特徴とする立体像撮影装置。 A slit plate in which parallel slits are arranged in a line on the surface, a camera for projecting light passing through the slit plate onto an imaging surface by a photographing lens, and the slit placed before or after the photographing lens An apparatus for photographing an image of a subject through a slit on the plate and a single slit perpendicular to the slit plate, and an image of a slit group of the slit plate on the imaging surface by a photographing lens A three-dimensional image photographing device, characterized in that the image is located closer to the photographing lens by a predetermined distance than the position, and the light passing through each slit forms a long and narrow image on the imaging surface, and adjacent images do not overlap each other. 面上に平行なスリットが一列に並んでなるスリット板と、該スリット板に被写体の像を投影する投影レンズと、該スリット板の前後の少なくとも一方に置かれたリレーレンズと、該スリット板を通る光を撮影レンズによって撮像面に投影して撮影するカメラと、該撮影レンズの前ないし後に置かれた、該スリット板のスリットと垂直な単一スリットとからなり、該スリット板と単一スリットを通して被写体の像を撮影する装置であって、該撮像面は撮影レンズによって該スリット板のスリット群の像が結ばれる位置より、所定の距離だけ撮影レンズに近い位置にあり、各スリットの通過光が撮像面上に細長い像を形成し、かつ隣り合う像どうしが重なり合わないことを特徴とする立体像撮影装置。 A slit plate in which parallel slits are arranged in a line on the surface, a projection lens that projects an image of a subject on the slit plate, a relay lens placed on at least one of the front and rear sides of the slit plate, and the slit plate A camera for projecting and projecting light passing through an imaging surface by an imaging lens, and a single slit perpendicular to the slit of the slit plate placed before or after the imaging lens, the slit plate and the single slit The imaging surface is located at a position closer to the photographic lens by a predetermined distance than the position at which the image of the slit group of the slit plate is formed by the photographic lens, and the light passing through each slit. Forms a long and narrow image on the imaging surface, and adjacent images do not overlap each other. 請求項5ないし請求項6のスリット板の撮影レンズ側に、該スリット板の各スリットと一対一に対応するシリンドリカル凸レンズが並んだレンズシートを、該シリンドリカル凸レンズの焦点距離より該スリット板に接近して置くこと特徴とする、請求項5ないし請求項6の立体像撮影装置。 A lens sheet in which a cylindrical convex lens corresponding to each slit of the slit plate is arranged on the photographing lens side of the slit plate according to claims 5 to 6 is closer to the slit plate than a focal length of the cylindrical convex lens. The stereoscopic image photographing device according to claim 5, wherein the stereoscopic image photographing device is placed. 請求項5ないし請求項6のスリット板の被写体側に、該スリット板の各スリットと一対一に対応するシリンドリカル凹レンズが並んだレンズシートを置くこと特徴とする請求項5ないし請求項6の立体像撮影装置。 7. A three-dimensional image according to claim 5, wherein a lens sheet in which cylindrical concave lenses corresponding to the respective slits of the slit plate are arranged in a one-to-one relationship is placed on the subject side of the slit plate of claims 5 to 6. Shooting device.
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