鏡筒アダプタ、レンズ鏡筒およびそれを用いた撮像装置
【課題】近距離において輻輳角を３度以下にして、疲労感を低減し、飛び出し感や奥行き感を楽しめる立体映像を撮像することが可能な鏡筒アダプタ、レンズ鏡筒およびそれを用いた撮像装置を提供することを目的としている。
【解決手段】被写体の光束３００は、第１光軸上に配置されたアダプタ用第１レンズ系４１０と第２光軸上に配置されたアダプタ用第２レンズ系４２０を介して、ズーム用レンズ系である第２レンズ系１２０とフォーカス用レンズ系である第４レンズ系１４０に取り込んでおり、鏡筒アダプタ４００が取り付けられる前のレンズ鏡筒１００のみによって決定される画角よりも、鏡筒アダプタ４００が取り付けられた後のレンズ鏡筒１００と鏡筒アダプタ４００によって決定される第１光軸における画角および第２光軸における画角を広くした構成である。
【解決手段】被写体の光束３００は、第１光軸上に配置されたアダプタ用第１レンズ系４１０と第２光軸上に配置されたアダプタ用第２レンズ系４２０を介して、ズーム用レンズ系である第２レンズ系１２０とフォーカス用レンズ系である第４レンズ系１４０に取り込んでおり、鏡筒アダプタ４００が取り付けられる前のレンズ鏡筒１００のみによって決定される画角よりも、鏡筒アダプタ４００が取り付けられた後のレンズ鏡筒１００と鏡筒アダプタ４００によって決定される第１光軸における画角および第２光軸における画角を広くした構成である。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体映像として視聴するための映像を撮影する際に用いる鏡筒アダプタ、レンズ鏡筒およびそれを用いた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサ等の撮像素子を用いたデジタルスチルカメラやビデオカメラの普及が著しい。一般に、これらのデジタルスチルカメラやビデオカメラには、被写体が発した光束を撮像素子に結像させて、被写体の光学像を撮像するためのレンズ鏡筒が取り付けられている。
【０００３】
このようなレンズ鏡筒を用いて光学像を撮像する際、２次元の映像だけでなく、立体映像として視聴するための映像を撮像することも要望されている。立体映像の撮像装置としては、例えば、特許文献１に開示されている。図１３に示すように、この撮像装置は、第１光軸上と第２光軸上に配置した２つの左右シャッタ１１Ｒ、１１Ｌと２つの左右ミラー１２Ｒ、１２Ｌを有する。第１光軸上にある被写体の光束と第２光軸上にある被写体の光束は、２つの左右ミラー１２Ｒ、１２Ｌで反射され、プリズム１３を介してレンズ１４に取り込まれる。このレンズ１４に取り込まれた被写体の光束は、ＣＣＤ１５で結像される。左右のシャッタ１１Ｒ、１１Ｌで、第１光軸上の光束と第２光軸上の光束とを切り替えながら、各々の光束がＣＣＤ１５で結像されて、第１光軸上の光学像と第２光軸上の光学像が形成される。ＣＣＤ１５で結像された第１光軸上の光学像と第２光軸上の光学像は、各々、立体映像用の右眼用映像と左眼用映像に対応する。この右眼用映像と左眼用映像は、光軸の異なる映像なので、互いに両眼視差を有する。
【０００４】
特許文献１の他に、両眼視差を有する右眼用映像と左眼用映像を撮像する撮像装置については、特許文献２や特許文献３に開示されている。
【０００５】
これらの撮像装置で撮像した互いに視差を有する右眼用映像と左眼用映像は、例えば、特許文献４に開示された立体映像表示装置を用いることによって、立体映像として見ることができる。立体映像表示装置は、互いに視差を有する右目用映像と左目用映像を交互に表示パネルの画面に表示する。視聴者は、右目用映像が写し出された際は、この映像を右目で見て、左目用映像が写し出された際は、この映像を左目で見ればよい。右目用映像を右目で、左目用映像を左目で見るためには、例えば、シャッタ方式の眼鏡を用いる。このシャッタ方式の眼鏡には、右目用レンズと左目用レンズに、光の通過と遮断を切り替える液晶フィルタを配置している。液晶フィルタのシャッタ開閉によって、光の通過と遮断を切り替えれば、右目用映像を右目で見ることができ、左目用映像を左目で見ることができる。このシャッタ開閉を繰り返し続けることによって、視聴者は視差を有する右目用映像と左目用映像から立体映像を見ることができる。なお、この立体映像は、右目用映像と左目用映像の視差量によって、映像の奥行き感や飛び出し感が変わる。視差量が大きければ、奥行きや飛び出しも大きくなり、視差量が小さければ、奥行きや飛び出しも小さくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−９２７７１号公報
【特許文献２】特開平８−３０７９０４号公報
【特許文献３】実開平１−１５５０４３号公報
【特許文献４】特開２０００−３６９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
立体映像用の右眼用映像と左眼用映像は互いに視差を有するが、この視差量が大きいと映像の飛び出し感や奥行き感も大きくなる。この飛び出し感や奥行き感が大きくなり過ぎると、視聴者は疲労感を受けることがある。視差量が大きくなり過ぎないように右眼用映像と左眼用映像を撮像するためには、輻輳角を３度以下にすることが望ましい。この輻輳角とは、被写体から見て右眼と左眼のなす角のことをいう。
【０００８】
特許文献１に開示された撮像装置における輻輳角は、被写体から見て左右ミラー１２Ｒと１２Ｌのなす角に相当する。この輻輳角は、被写体と撮像装置との距離が遠くなればなるほど小さくなり、被写体と撮像装置との距離が近くなればなるほど大きくなる。また、この輻輳角は、左右のミラー１２Ｒ、１２Ｌの距離に影響される。右眼用映像または左眼用映像に対応する第１光軸と第２光軸の間隔が狭ければ被写体から見た輻輳角は小さくなり、第１光軸と第２光軸の間隔が広ければ被写体から見た輻輳角は大きくなる。
【０００９】
一般的に、立体映像として望ましい右眼用映像と左眼用映像を撮像する場合、撮像装置に取り込まれる第１光軸と第２光軸の間隔は７０ｍｍ〜９０ｍｍに設定されることが多い。この間隔は、ステレオベースという。
【００１０】
このステレオベースを７０ｍｍ〜９０ｍｍに設定した場合、例えば、１ｍ〜５ｍ程度の近距離において立体映像を撮像しようとすると、上記従来の撮像装置では、輻輳角を３度以下にすることが難しい。また、一般的に、立体映像の飛び出し感や奥行き感を楽しむための被写体と撮像装置までの距離は、近距離に限られる。
【００１１】
すなわち、近距離において輻輳角を３度以下にすれば、疲労感を受けることがなく、飛び出し感や奥行き感を楽しめる立体映像を撮像できる。
【００１２】
しかし、上記従来の撮像装置では、近距離において輻輳角を３度以下にできないので、視聴者は飛び出し感や奥行き感に疲労感を受ける可能性があり、立体映像を十分に楽しめないという問題を有していた。
【００１３】
本発明は上記問題を解決するもので、近距離において輻輳角を３度以下にして、疲労感を低減し、飛び出し感や奥行き感を楽しめる立体映像を撮像することが可能な鏡筒アダプタ、レンズ鏡筒およびそれを用いた撮像装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明の鏡筒アダプタは、広角側または望遠側にズーム調整するズーム用レンズ系を備えたレンズ鏡筒または前記レンズ鏡筒を備えた撮像装置に取り付けられる鏡筒アダプタであって、前記鏡筒アダプタは、第１光軸上に配置された第１レンズ系と、第２光軸上に配置された第２レンズ系とを有し、被写体の光束は、前記第１レンズ系または前記第２レンズ系を介して、前記ズーム用レンズ系に取り込んでおり、前記鏡筒アダプタが取り付けられる前の前記レンズ鏡筒のみによって決定される画角よりも、前記鏡筒アダプタが取り付けられた後の前記レンズ鏡筒と前記鏡筒アダプタによって決定される前記第１光軸における画角および前記第２光軸における画角を広くした構成である。
【００１５】
また、上記目的を達成するために本発明のレンズ鏡筒は、第１光軸上に配置された第１レンズ系と、第２光軸上に配置された第２レンズ系と、広角側または望遠側にズーム調整するズーム用レンズ系とを配置したレンズ鏡筒であって、被写体の光束は、前記第１レンズ系または前記第２レンズ系を介して、前記ズーム用レンズ系に取り込んでおり、前記第１レンズ系または前記第２レンズ系を介さずして、前記レンズ鏡筒によって決定される画角よりも、前記第１レンズ系または前記第２レンズ系を介して、前記レンズ鏡筒によって決定される前記第１光軸における画角および前記第２光軸における画角を広くした構成である。
【００１６】
また、上記目的を達成するために本発明の撮像装置は、広角側または望遠側にズーム調整するズーム用レンズ系を備えたレンズ鏡筒または撮像装置に取り付けられる鏡筒アダプタを有し、前記鏡筒アダプタは、第１光軸上に配置された第１レンズ系と、第２光軸上に配置された第２レンズ系とを有し、被写体の光束は、前記第１レンズ系または前記第２レンズ系を介して、前記ズーム用レンズ系に取り込んでおり、前記鏡筒アダプタが取り付けられる前の前記レンズ鏡筒のみによって決定される画角よりも、前記鏡筒アダプタが取り付けられた後の前記レンズ鏡筒と前記鏡筒アダプタによって決定される前記第１光軸における画角および前記第２光軸における画角を広くした構成である。
【００１７】
また、上記目的を達成するために本発明の撮像装置は、レンズ鏡筒を有し、前記レンズ鏡筒は、第１光軸上に配置された第１レンズ系と、第２光軸上に配置された第２レンズ系と、広角側または望遠側にズーム調整するズーム用レンズ系とを配置したレンズ鏡筒であって、被写体の光束は、前記第１レンズ系または前記第２レンズ系を介して、前記ズーム用レンズ系に取り込んでおり、前記第１レンズ系または前記第２レンズ系を介さずして、前記レンズ鏡筒によって決定される画角よりも、前記第１レンズ系または前記第２レンズ系を介して、前記レンズ鏡筒によって決定される前記第１光軸における画角および前記第２光軸における画角を広くした構成である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、被写体の光束は、第１レンズ系または第２レンズ系を介して、ズーム用レンズ系に取り込んでおり、鏡筒アダプタが取り付けられる前のレンズ鏡筒のみによって決定される画角よりも、鏡筒アダプタが取り付けられた後のレンズ鏡筒と鏡筒アダプタによって決定される第１光軸における画角および第２光軸における画角を広くしているので、近距離においても輻輳角を３度以下にすることができる。
【００１９】
すなわち、疲労感を低減し、飛び出し感や奥行き感を楽しめる立体映像を撮像することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】一実施の形態における撮像装置のレンズ鏡筒の断面図
【図２】同撮像装置の概略図
【図３】同撮像装置のレンズ鏡筒に配置されたレンズ系の概略図
【図４】鏡筒アダプタを取り付けた同撮像装置の概略図
【図５】同鏡筒アダプタに配置された第１光軸上におけるレンズ系の概略図
【図６】同鏡筒アダプタに配置された第２光軸上におけるレンズ系の概略図
【図７】撮像素子上に形成される有効像円と撮像サイズの関係を示した図
【図８】撮像素子上に形成される有効像円と撮像サイズの関係を示した図
【図９】鏡筒アダプタにレンズ系を配置していない状態におけるステレオベースと焦点距離との関係を示した図
【図１０】撮影距離別のステレオベースと輻輳角との関係を示した図
【図１１】輻輳角別の撮影距離とステレオベースとの関係を示した図
【図１２】他の実施の形態における鏡筒アダプタを取り付けた撮像装置の概略図
【図１３】従来の撮像装置のレンズ系の概略図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、一実施の形態における撮像装置について図面を参照しながら説明する。図１は一実施の形態における撮像装置のレンズ鏡筒の断面図、図２は同撮像装置の概略図、図３は同撮像装置のレンズ鏡筒に配置されたレンズ系の概略図である。
【００２２】
＜レンズ鏡筒１００の全体構成について＞
レンズ鏡筒１００の全体構成について説明する。図１において、レンズ鏡筒１００は、鏡筒本体１０５と、この鏡筒本体１０５の内側に保持された第１レンズ系１１０、第２レンズ系１２０、第３レンズ系１３０、第４レンズ系１４０と、絞り１５０とを備えている。図２に示すように、撮像装置２００は、レンズ鏡筒１００が撮像装置本体２１０に取り付けられて構成されている。撮像装置本体２１０には、プリズム２２０を介して、被写体の光学像を撮像するための撮像素子２３０が配置されている。
【００２３】
図１〜図３に示すように、レンズ鏡筒１００に配置された第１レンズ系１１０は、鏡筒本体１０５の先端部に固定配置され、被写体が発した光束３００を最初に取り込んでいる。第２レンズ系１２０は、第１レンズ系１１０の後方で、光軸上に移動自在なように鏡筒本体１０５に配置され、第１レンズ系１１０を介して被写体の光束３００を取り込んでいる。第３レンズ系１３０は、第２レンズ系１２０の後方で、光軸上に移動しないように鏡筒本体１０５に固定して配置され、第２レンズ系１２０を介して被写体の光束３００を取り込んでいる。第４レンズ系１４０は、第３レンズ系１３０の後方で、光軸方向に移動自在なように鏡筒本体１０５に配置され、第３レンズ系１３０を介して被写体の光束３００を取り込んでいる。絞り１５０は、第３レンズ系１３０の前方に配置されている。
【００２４】
第１レンズ系１１０、第２レンズ系１２０、第３レンズ系１３０、第４レンズ系１４０は、各々、１枚または複数のレンズを組み合わせて構成している。第２レンズ系１２０は広角側または望遠側にズーム調整するズーム用レンズ系である。第１レンズ系に近くなることで広角側、第３レンズ系に近くなることで望遠側に変化するズーム機能があり、負の焦点距離を有している。
【００２５】
第１レンズ系１１０と第２レンズ系１２０の合成焦点距離は小さい（強い）負の焦点距離である。さらに第３レンズ系１３０を合成することにより、正または大きい（弱い）負の焦点距離に変換する。つまり第３レンズ系１３０は、撮像素子２３０に像を形成するために、実像へ変換するための補正レンズ系であり、正の焦点距離を有している。
【００２６】
第４レンズ系１４０はフォーカスを調整するためのフォーカス用レンズ系であり、正の焦点距離を有している。第４レンズ系が第３レンズ系に近くなることで正の焦点距離が小さくなり、遠くなることで正の焦点距離が大きくなる。よって、ズームの調整は、主に第２レンズ系１２０を光軸上に移動させて行う。フォーカスの調整は、主に第４レンズ系１４０を光軸上に移動させて行う。
【００２７】
このように、第１レンズ系１１０、第２レンズ系１２０、第３レンズ系１３０、第４レンズ系１４０を介して、被写体からの光束３００は撮像素子２３０の素子面で結像されて光学像となる。また、絞り１５０の径を大きくすることで、明るい像を形成でき、小さくすることで暗い像を形成することができる。
【００２８】
＜鏡筒アダプタ４００を取り付けた撮像装置２００の全体構成について＞
次に、鏡筒アダプタ４００を取り付けた撮像装置２００の全体構成について説明する。図４は鏡筒アダプタを取り付けた同撮像装置の概略図、図５は同鏡筒アダプタに配置された第１光軸上におけるレンズ系の概略図、図６は同鏡筒アダプタに配置された第２光軸上におけるレンズ系の概略図である。
【００２９】
図４において、鏡筒アダプタ４００は、被写体側から第１光軸上に配置されたアダプタ用第１レンズ系４１０と、アダプタ用第１レンズ系４１０の後方で第１光軸上に配置された第１レンズ系第１ミラー４１２と、第１光軸と略垂直方向に配置された第１レンズ系第２ミラー４１４と、第２光軸上に配置されたアダプタ用第２レンズ系４２０と、アダプタ用第２レンズ系４２０の後方で第２光軸上に配置された第２レンズ系第１ミラー４２２と、第２光軸と略垂直方向に配置された第２レンズ系第２ミラー４２４とを備えている。
【００３０】
アダプタ用第１レンズ系４１０は光軸方向に移動しない固定構造であり、負の焦点距離を有している。図５に示すように、第１レンズ系第１ミラー４１２はアダプタ用第１レンズ系４１０を透過した光束３００を約４５度方向に変化させる。第１レンズ系第２ミラー４１４は第１レンズ系第１ミラー４１２からの光束３００を、さらに約４５度方向に変化させて、撮像装置２００のレンズ鏡筒１００に光学像を導く。
【００３１】
同様に、アダプタ用第２レンズ系４２０は光軸方向に移動しない固定構造であり、負の焦点距離を有している。図６に示すように、第２レンズ系第１ミラー４２２はアダプタ用第２レンズ系４２０を透過した光束３００を約４５度方向に変化させる。第２レンズ系第２ミラー４２４は第２レンズ系第１ミラー４２２からの光束３００を、さらに約４５度方向に変化させて、撮像装置２００のレンズ鏡筒１００に光学像を導く。
【００３２】
この鏡筒アダプタ４００は、レンズ鏡筒１００の光軸に対して対象な構成となっている。第１光軸、第２光軸にて視差のある２次元映像を撮像素子２３０に生成し、それぞれの映像信号を利用して立体映像として生み出すことができる。
【００３３】
＜レンズ鏡筒１００のレンズ系と鏡筒アダプタ４００のレンズ系の関係について＞
次に、レンズ鏡筒１００のレンズ系と鏡筒アダプタ４００のレンズ系の関係について説明する。図４に示すように、レンズ鏡筒１００には、固定用の第１レンズ系１１０と、ズーム用レンズ系である第２レンズ系１２０と、補正用レンズ系である第３レンズ系１３０と、フォーカス調整用レンズ系である第４レンズ系１４０が配置されている。鏡筒アダプタ４００には、第１光軸上に配置されたアダプタ用第１レンズ系４１０、第２光軸上に配置されたアダプタ用第２レンズ系４２０が配置されている。
【００３４】
これらのレンズ系は、鏡筒アダプタ４００が取り付けられる前のレンズ鏡筒１００のみによって決定される画角よりも、鏡筒アダプタ４００が取り付けられた後のレンズ鏡筒１００と鏡筒アダプタ４００によって決定される第１光軸における画角および第２光軸における画角を広くするように設定されている。
【００３５】
また、鏡筒アダプタ４００が取り付けられた後のレンズ鏡筒１００と鏡筒アダプタ４００によって決定される第１光軸における画角および前記第２光軸における画角を等しくするのが望ましい。これは、第１光軸の光束と第２光軸の光束とが対称的になるので立体映像として適切になるからである。但し、立体映像が形成できる範囲においては、互いの画角が異なっていてもよい。
【００３６】
また、鏡筒アダプタ４００が取り付けられる前のレンズ鏡筒１００のみによって決定される画角は０．７度〜２４．４度とし、鏡筒アダプタ４００が取り付けられた後のレンズ鏡筒１００と鏡筒アダプタ４００によって決定される第１光軸における画角および第２光軸における画角は２７度〜８４度としている。
【００３７】
また、鏡筒アダプタ４００が取り付けられる前のレンズ鏡筒１００は、望遠が最大となるようにズーム用レンズ系である第２レンズ系１２０を光軸上に移動させてセットしている。このとき、第３レンズ系１３０に最も近接するように光軸上を移動させて第２レンズ系１２０を配置している。
【００３８】
＜撮像装置２００による撮像について＞
撮像装置２００の一例として、ビデオカメラを挙げる。このビデオカメラの仕様は、広角側３．０６ｍｍ（３５ｍｍフィルム換算では４３．８ｍｍ）、望遠側３５．９７ｍｍ（３５ｍｍフィルム換算では５１４．７ｍｍ）、ズーム比１１．７６倍、撮像素子２３０は１／６インチで有効像円φ３ｍｍだとする。
【００３９】
通常撮影（鏡筒アダプタ４００を装着しない状態での撮影）では、レンズ鏡筒１００に配置された第１レンズ系１１０、第２レンズ系１２０、絞り１５０、第３レンズ系１３０、第４レンズ系１４０を介して、撮像素子２３０の素子面上の有効像円φ３ｍｍ内に、被写体の光束３００が結像して光学像が形成される。映像信号としては、テレビアスペクト比に応じて切り出される。図７に示すように、ＨＤＴＶでは、１６：９のため、縦１．４７ｍｍ、横２．６１ｍｍとなる領域を撮影することになる。
【００４０】
一方、立体映像の撮影時（鏡筒アダプタ４００を装着した状態での撮影時）、第１光軸と第２光軸から光束３００をそれぞれ導く。第１光軸からの光束３００は、アダプタ用第１レンズ系４１０、第１レンズ系第１ミラー４１２、第１レンズ系第２ミラー４１４を介して、レンズ鏡筒１００に配置されたレンズ系に取り込まれる。また、第２光軸からの光束３００は、アダプタ用第２レンズ系４２０、第２レンズ系第１ミラー４２２、第２レンズ系第２ミラー４２４を介して、レンズ鏡筒１００に配置されたレンズ系に取り込まれる。第１光軸からの光束３００または第２光軸からの光束３００のいずれか一方が右眼用映像の光学像として形成され、他方が左眼用映像の光学像として形成される。
【００４１】
この撮影では、第１光軸の光束が結像された光学像と第２光軸の光束が結像された光学像とが、撮像素子２３０の素子面上において左右に画像分割して露光される。これは、図７に示すように、相似形アスペクト比とした映像を撮影することになる。このとき、有効像円φ１．６２ｍｍと小さくなるので画角は狭くなる。アダプタ用第１レンズ系４１０から第４レンズ系１４０までの合成焦点距離は２．０７ｍｍであり、有効像円が小さくなったため、３５ｍｍフィルム換算での焦点距離では５５．４ｍｍと長くなる。なお、図８に示すように、アスペクト比を縦と横で同一とはしない比率での映像を撮影することも容易に考えられる。このときの有効像円φ１．９７ｍｍの左右にそれぞれ撮像エリアが形成できる。また、裸眼にて得られる立体感については、被写体の距離が遠方にある場合は立体視することはできない。被写体の距離が近い（１〜５ｍ）場合にのみ立体感を得られるものである。そのため、近距離に適合したビデオカメラに求められる焦点距離としては、３５ｍｍフィルム換算で広角側（２４ｍｍ〜９０ｍｍ）があればよいことになる。
【００４２】
そこで、ビデオカメラのズーム設定を３５ｍｍフィルム換算で広角側（２４ｍｍ〜９０ｍｍ）とし、鏡筒アダプタ４００を第１レンズ系第１ミラー４１２と第２レンズ系第１ミラー４２２と第１レンズ系第２ミラー４１４と第２レンズ系第２ミラー４２４のみで構成した場合、ステレオベースは、図９に示すように、焦点距離が８７．５ｍｍの時は８６．４ｍｍとなる。すなわち、図１０及び図１１に示すように、撮影距離を５ｍとした場合、輻輳角は２度前後となり、撮影距離を１ｍとした場合、輻輳角は１０．３度（図示せず）となる。
【００４３】
ここで、ステレオベースをできるだけ小さくなるように、ズーム用レンズ系である第２レンズ系１２０のズームポジションを望遠側に設定する。また、第１レンズ系第１ミラー４１２と第１レンズ系第２ミラー４１４を介して、鏡筒アダプタ４００のアダプタ用第１レンズ系４１０の焦点距離を−１２．２ｍｍとすることで、ステレオベースが３８．６ｍｍ、焦点距離が５０ｍｍ〜６０ｍｍ相当（ビデオカメラの光学系全体では３５ｍｍフィルム換算の焦点距離）の光学系とすることができる。
【００４４】
＜一実施の形態のまとめ＞
一実施の形態によれば、被写体の光束３００は、第１光軸上に配置されたアダプタ用第１レンズ系４１０と第２光軸上に配置されたアダプタ用第２レンズ系４２０を介して、ズーム用レンズ系である第２レンズ系１２０に取り込んでおり、鏡筒アダプタ４００が取り付けられる前のレンズ鏡筒１００のみによって決定される画角よりも、鏡筒アダプタ４００が取り付けられた後のレンズ鏡筒１００と鏡筒アダプタ４００によって決定される第１光軸における画角および第２光軸における画角を広くしているので、近距離においても輻輳角を３度以下にすることができる。
【００４５】
すなわち、疲労感を低減し、飛び出し感や奥行き感を楽しめる立体映像を撮像することができる。
【００４６】
また、鏡筒アダプタ４００が取り付けられた後のレンズ鏡筒１００と鏡筒アダプタ４００によって決定される第１光軸における画角および第２光軸における画角を等しくするのが望ましい。これは、第１光軸の光束で結像された光学像と第２光軸の光束で結像された光学像とが対称的になるので、立体映像として適切になるからである。但し、立体映像が形成できる範囲においては、互いの画角が異なっていてもよい。
【００４７】
また、鏡筒アダプタ４００が取り付けられる前のレンズ鏡筒１００のみによって決定される画角は０．７度〜２４．４度とし、鏡筒アダプタ４００が取り付けられた後のレンズ鏡筒１００と鏡筒アダプタ４００によって決定される第１光軸における画角および第２光軸における画角は２７度〜８４度としている。これによって、１ｍ〜１０ｍ程度の近距離においても的確に輻輳角を３度以下にすることができる。
【００４８】
また、鏡筒アダプタ４００が取り付けられる前のレンズ鏡筒１００のズームが最大の望遠になるように、ズーム用レンズ系である第２レンズ系を光軸方向に移動させてセットしている。これによって、１ｍ〜１０ｍ程度の近距離においても的確に輻輳角を３度以下にすることができる。
【００４９】
なお、本実施の形態では、鏡筒アダプタ４００とレンズ鏡筒１００は、各々、別々の部品であるが、鏡筒アダプタ４００のレンズ系をあらかじめ備えたレンズ鏡筒１００を用いてもよい。
【００５０】
また、図１２に示すように、鏡筒アダプタ４００の反射ミラーの構成が異なるものを用いてもよい。第１光軸からの光束３００が、第１レンズ系第１ミラー４１２で反射され、第１レンズ系第２ミラー４１４で反射される点は、本実施の形態と同じである。図１２に示す鏡筒アダプタ４００では、第２光軸からの光束３００が、第２レンズ系第１ミラー４２２で反射され、第２レンズ系第２ミラー４２４で反射され、第１レンズ系第２ミラー４１４を介して、レンズ鏡筒１００に取り込まれる。第１レンズ系第２ミラーはハーフミラーとなっている。第１レンズ系第２ミラー４１４で反射される第１光軸からの光束３００と、第１レンズ系第２ミラー４１４を介して、レンズ鏡筒１００に取り込まれる第２光軸からの光束３００とは、同一の光軸上に位置するようにしている。
【００５１】
この撮影では、第１光軸の光束が結像された光学像と第２光軸の光束が結像された光学像とが、撮像素子２３０の素子面上において画像分割されずに露光される。これによって、第１光軸の光束が結像された光学像と第２光軸の光束が結像された光学像は、図７に示すように、有効像円φ３．０ｍｍにおいて、対角線が３．０ｍｍとなる撮像エリア（点線の範囲）に形成される。すなわち、１６：９の撮像サイズにおいて、最大の撮像エリアとなるので、解像度を向上できる。なお、第１光軸の光束が結像された光学像と第２光軸の光束が結像された光学像は画像分割されずに撮像素子２３０素子面上に露光されるので、各々の光学像を切り替えながら露光する必要がある。このためには、例えば、第１光軸上および第２光軸上の各々にシャッタを配置して、このシャッタを交互に開閉して、光学像を切り替えながら露光すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等に適用可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１００ レンズ鏡筒
１０５ 鏡筒本体
１１０ 第１レンズ系
１２０ 第２レンズ系
１３０ 第３レンズ系
１４０ 第４レンズ系
１５０ 絞り
２００ 撮像装置
２１０ 撮像装置本体
２２０ プリズム
２３０ 撮像素子
３００ 光束
４００ 鏡筒アダプタ
４１０ アダプタ用第１レンズ系
４１２ 第１レンズ系第１ミラー
４１４ 第１レンズ系第２ミラー
４２０ アダプタ用第２レンズ系
４２２ 第２レンズ系第１ミラー
４２４ 第２レンズ系第２ミラー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、立体映像として視聴するための映像を撮影する際に用いる鏡筒アダプタ、レンズ鏡筒およびそれを用いた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサ等の撮像素子を用いたデジタルスチルカメラやビデオカメラの普及が著しい。一般に、これらのデジタルスチルカメラやビデオカメラには、被写体が発した光束を撮像素子に結像させて、被写体の光学像を撮像するためのレンズ鏡筒が取り付けられている。
【０００３】
このようなレンズ鏡筒を用いて光学像を撮像する際、２次元の映像だけでなく、立体映像として視聴するための映像を撮像することも要望されている。立体映像の撮像装置としては、例えば、特許文献１に開示されている。図１３に示すように、この撮像装置は、第１光軸上と第２光軸上に配置した２つの左右シャッタ１１Ｒ、１１Ｌと２つの左右ミラー１２Ｒ、１２Ｌを有する。第１光軸上にある被写体の光束と第２光軸上にある被写体の光束は、２つの左右ミラー１２Ｒ、１２Ｌで反射され、プリズム１３を介してレンズ１４に取り込まれる。このレンズ１４に取り込まれた被写体の光束は、ＣＣＤ１５で結像される。左右のシャッタ１１Ｒ、１１Ｌで、第１光軸上の光束と第２光軸上の光束とを切り替えながら、各々の光束がＣＣＤ１５で結像されて、第１光軸上の光学像と第２光軸上の光学像が形成される。ＣＣＤ１５で結像された第１光軸上の光学像と第２光軸上の光学像は、各々、立体映像用の右眼用映像と左眼用映像に対応する。この右眼用映像と左眼用映像は、光軸の異なる映像なので、互いに両眼視差を有する。
【０００４】
特許文献１の他に、両眼視差を有する右眼用映像と左眼用映像を撮像する撮像装置については、特許文献２や特許文献３に開示されている。
【０００５】
これらの撮像装置で撮像した互いに視差を有する右眼用映像と左眼用映像は、例えば、特許文献４に開示された立体映像表示装置を用いることによって、立体映像として見ることができる。立体映像表示装置は、互いに視差を有する右目用映像と左目用映像を交互に表示パネルの画面に表示する。視聴者は、右目用映像が写し出された際は、この映像を右目で見て、左目用映像が写し出された際は、この映像を左目で見ればよい。右目用映像を右目で、左目用映像を左目で見るためには、例えば、シャッタ方式の眼鏡を用いる。このシャッタ方式の眼鏡には、右目用レンズと左目用レンズに、光の通過と遮断を切り替える液晶フィルタを配置している。液晶フィルタのシャッタ開閉によって、光の通過と遮断を切り替えれば、右目用映像を右目で見ることができ、左目用映像を左目で見ることができる。このシャッタ開閉を繰り返し続けることによって、視聴者は視差を有する右目用映像と左目用映像から立体映像を見ることができる。なお、この立体映像は、右目用映像と左目用映像の視差量によって、映像の奥行き感や飛び出し感が変わる。視差量が大きければ、奥行きや飛び出しも大きくなり、視差量が小さければ、奥行きや飛び出しも小さくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−９２７７１号公報
【特許文献２】特開平８−３０７９０４号公報
【特許文献３】実開平１−１５５０４３号公報
【特許文献４】特開２０００−３６９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
立体映像用の右眼用映像と左眼用映像は互いに視差を有するが、この視差量が大きいと映像の飛び出し感や奥行き感も大きくなる。この飛び出し感や奥行き感が大きくなり過ぎると、視聴者は疲労感を受けることがある。視差量が大きくなり過ぎないように右眼用映像と左眼用映像を撮像するためには、輻輳角を３度以下にすることが望ましい。この輻輳角とは、被写体から見て右眼と左眼のなす角のことをいう。
【０００８】
特許文献１に開示された撮像装置における輻輳角は、被写体から見て左右ミラー１２Ｒと１２Ｌのなす角に相当する。この輻輳角は、被写体と撮像装置との距離が遠くなればなるほど小さくなり、被写体と撮像装置との距離が近くなればなるほど大きくなる。また、この輻輳角は、左右のミラー１２Ｒ、１２Ｌの距離に影響される。右眼用映像または左眼用映像に対応する第１光軸と第２光軸の間隔が狭ければ被写体から見た輻輳角は小さくなり、第１光軸と第２光軸の間隔が広ければ被写体から見た輻輳角は大きくなる。
【０００９】
一般的に、立体映像として望ましい右眼用映像と左眼用映像を撮像する場合、撮像装置に取り込まれる第１光軸と第２光軸の間隔は７０ｍｍ〜９０ｍｍに設定されることが多い。この間隔は、ステレオベースという。
【００１０】
このステレオベースを７０ｍｍ〜９０ｍｍに設定した場合、例えば、１ｍ〜５ｍ程度の近距離において立体映像を撮像しようとすると、上記従来の撮像装置では、輻輳角を３度以下にすることが難しい。また、一般的に、立体映像の飛び出し感や奥行き感を楽しむための被写体と撮像装置までの距離は、近距離に限られる。
【００１１】
すなわち、近距離において輻輳角を３度以下にすれば、疲労感を受けることがなく、飛び出し感や奥行き感を楽しめる立体映像を撮像できる。
【００１２】
しかし、上記従来の撮像装置では、近距離において輻輳角を３度以下にできないので、視聴者は飛び出し感や奥行き感に疲労感を受ける可能性があり、立体映像を十分に楽しめないという問題を有していた。
【００１３】
本発明は上記問題を解決するもので、近距離において輻輳角を３度以下にして、疲労感を低減し、飛び出し感や奥行き感を楽しめる立体映像を撮像することが可能な鏡筒アダプタ、レンズ鏡筒およびそれを用いた撮像装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明の鏡筒アダプタは、広角側または望遠側にズーム調整するズーム用レンズ系を備えたレンズ鏡筒または前記レンズ鏡筒を備えた撮像装置に取り付けられる鏡筒アダプタであって、前記鏡筒アダプタは、第１光軸上に配置された第１レンズ系と、第２光軸上に配置された第２レンズ系とを有し、被写体の光束は、前記第１レンズ系または前記第２レンズ系を介して、前記ズーム用レンズ系に取り込んでおり、前記鏡筒アダプタが取り付けられる前の前記レンズ鏡筒のみによって決定される画角よりも、前記鏡筒アダプタが取り付けられた後の前記レンズ鏡筒と前記鏡筒アダプタによって決定される前記第１光軸における画角および前記第２光軸における画角を広くした構成である。
【００１５】
また、上記目的を達成するために本発明のレンズ鏡筒は、第１光軸上に配置された第１レンズ系と、第２光軸上に配置された第２レンズ系と、広角側または望遠側にズーム調整するズーム用レンズ系とを配置したレンズ鏡筒であって、被写体の光束は、前記第１レンズ系または前記第２レンズ系を介して、前記ズーム用レンズ系に取り込んでおり、前記第１レンズ系または前記第２レンズ系を介さずして、前記レンズ鏡筒によって決定される画角よりも、前記第１レンズ系または前記第２レンズ系を介して、前記レンズ鏡筒によって決定される前記第１光軸における画角および前記第２光軸における画角を広くした構成である。
【００１６】
また、上記目的を達成するために本発明の撮像装置は、広角側または望遠側にズーム調整するズーム用レンズ系を備えたレンズ鏡筒または撮像装置に取り付けられる鏡筒アダプタを有し、前記鏡筒アダプタは、第１光軸上に配置された第１レンズ系と、第２光軸上に配置された第２レンズ系とを有し、被写体の光束は、前記第１レンズ系または前記第２レンズ系を介して、前記ズーム用レンズ系に取り込んでおり、前記鏡筒アダプタが取り付けられる前の前記レンズ鏡筒のみによって決定される画角よりも、前記鏡筒アダプタが取り付けられた後の前記レンズ鏡筒と前記鏡筒アダプタによって決定される前記第１光軸における画角および前記第２光軸における画角を広くした構成である。
【００１７】
また、上記目的を達成するために本発明の撮像装置は、レンズ鏡筒を有し、前記レンズ鏡筒は、第１光軸上に配置された第１レンズ系と、第２光軸上に配置された第２レンズ系と、広角側または望遠側にズーム調整するズーム用レンズ系とを配置したレンズ鏡筒であって、被写体の光束は、前記第１レンズ系または前記第２レンズ系を介して、前記ズーム用レンズ系に取り込んでおり、前記第１レンズ系または前記第２レンズ系を介さずして、前記レンズ鏡筒によって決定される画角よりも、前記第１レンズ系または前記第２レンズ系を介して、前記レンズ鏡筒によって決定される前記第１光軸における画角および前記第２光軸における画角を広くした構成である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、被写体の光束は、第１レンズ系または第２レンズ系を介して、ズーム用レンズ系に取り込んでおり、鏡筒アダプタが取り付けられる前のレンズ鏡筒のみによって決定される画角よりも、鏡筒アダプタが取り付けられた後のレンズ鏡筒と鏡筒アダプタによって決定される第１光軸における画角および第２光軸における画角を広くしているので、近距離においても輻輳角を３度以下にすることができる。
【００１９】
すなわち、疲労感を低減し、飛び出し感や奥行き感を楽しめる立体映像を撮像することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】一実施の形態における撮像装置のレンズ鏡筒の断面図
【図２】同撮像装置の概略図
【図３】同撮像装置のレンズ鏡筒に配置されたレンズ系の概略図
【図４】鏡筒アダプタを取り付けた同撮像装置の概略図
【図５】同鏡筒アダプタに配置された第１光軸上におけるレンズ系の概略図
【図６】同鏡筒アダプタに配置された第２光軸上におけるレンズ系の概略図
【図７】撮像素子上に形成される有効像円と撮像サイズの関係を示した図
【図８】撮像素子上に形成される有効像円と撮像サイズの関係を示した図
【図９】鏡筒アダプタにレンズ系を配置していない状態におけるステレオベースと焦点距離との関係を示した図
【図１０】撮影距離別のステレオベースと輻輳角との関係を示した図
【図１１】輻輳角別の撮影距離とステレオベースとの関係を示した図
【図１２】他の実施の形態における鏡筒アダプタを取り付けた撮像装置の概略図
【図１３】従来の撮像装置のレンズ系の概略図
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、一実施の形態における撮像装置について図面を参照しながら説明する。図１は一実施の形態における撮像装置のレンズ鏡筒の断面図、図２は同撮像装置の概略図、図３は同撮像装置のレンズ鏡筒に配置されたレンズ系の概略図である。
【００２２】
＜レンズ鏡筒１００の全体構成について＞
レンズ鏡筒１００の全体構成について説明する。図１において、レンズ鏡筒１００は、鏡筒本体１０５と、この鏡筒本体１０５の内側に保持された第１レンズ系１１０、第２レンズ系１２０、第３レンズ系１３０、第４レンズ系１４０と、絞り１５０とを備えている。図２に示すように、撮像装置２００は、レンズ鏡筒１００が撮像装置本体２１０に取り付けられて構成されている。撮像装置本体２１０には、プリズム２２０を介して、被写体の光学像を撮像するための撮像素子２３０が配置されている。
【００２３】
図１〜図３に示すように、レンズ鏡筒１００に配置された第１レンズ系１１０は、鏡筒本体１０５の先端部に固定配置され、被写体が発した光束３００を最初に取り込んでいる。第２レンズ系１２０は、第１レンズ系１１０の後方で、光軸上に移動自在なように鏡筒本体１０５に配置され、第１レンズ系１１０を介して被写体の光束３００を取り込んでいる。第３レンズ系１３０は、第２レンズ系１２０の後方で、光軸上に移動しないように鏡筒本体１０５に固定して配置され、第２レンズ系１２０を介して被写体の光束３００を取り込んでいる。第４レンズ系１４０は、第３レンズ系１３０の後方で、光軸方向に移動自在なように鏡筒本体１０５に配置され、第３レンズ系１３０を介して被写体の光束３００を取り込んでいる。絞り１５０は、第３レンズ系１３０の前方に配置されている。
【００２４】
第１レンズ系１１０、第２レンズ系１２０、第３レンズ系１３０、第４レンズ系１４０は、各々、１枚または複数のレンズを組み合わせて構成している。第２レンズ系１２０は広角側または望遠側にズーム調整するズーム用レンズ系である。第１レンズ系に近くなることで広角側、第３レンズ系に近くなることで望遠側に変化するズーム機能があり、負の焦点距離を有している。
【００２５】
第１レンズ系１１０と第２レンズ系１２０の合成焦点距離は小さい（強い）負の焦点距離である。さらに第３レンズ系１３０を合成することにより、正または大きい（弱い）負の焦点距離に変換する。つまり第３レンズ系１３０は、撮像素子２３０に像を形成するために、実像へ変換するための補正レンズ系であり、正の焦点距離を有している。
【００２６】
第４レンズ系１４０はフォーカスを調整するためのフォーカス用レンズ系であり、正の焦点距離を有している。第４レンズ系が第３レンズ系に近くなることで正の焦点距離が小さくなり、遠くなることで正の焦点距離が大きくなる。よって、ズームの調整は、主に第２レンズ系１２０を光軸上に移動させて行う。フォーカスの調整は、主に第４レンズ系１４０を光軸上に移動させて行う。
【００２７】
このように、第１レンズ系１１０、第２レンズ系１２０、第３レンズ系１３０、第４レンズ系１４０を介して、被写体からの光束３００は撮像素子２３０の素子面で結像されて光学像となる。また、絞り１５０の径を大きくすることで、明るい像を形成でき、小さくすることで暗い像を形成することができる。
【００２８】
＜鏡筒アダプタ４００を取り付けた撮像装置２００の全体構成について＞
次に、鏡筒アダプタ４００を取り付けた撮像装置２００の全体構成について説明する。図４は鏡筒アダプタを取り付けた同撮像装置の概略図、図５は同鏡筒アダプタに配置された第１光軸上におけるレンズ系の概略図、図６は同鏡筒アダプタに配置された第２光軸上におけるレンズ系の概略図である。
【００２９】
図４において、鏡筒アダプタ４００は、被写体側から第１光軸上に配置されたアダプタ用第１レンズ系４１０と、アダプタ用第１レンズ系４１０の後方で第１光軸上に配置された第１レンズ系第１ミラー４１２と、第１光軸と略垂直方向に配置された第１レンズ系第２ミラー４１４と、第２光軸上に配置されたアダプタ用第２レンズ系４２０と、アダプタ用第２レンズ系４２０の後方で第２光軸上に配置された第２レンズ系第１ミラー４２２と、第２光軸と略垂直方向に配置された第２レンズ系第２ミラー４２４とを備えている。
【００３０】
アダプタ用第１レンズ系４１０は光軸方向に移動しない固定構造であり、負の焦点距離を有している。図５に示すように、第１レンズ系第１ミラー４１２はアダプタ用第１レンズ系４１０を透過した光束３００を約４５度方向に変化させる。第１レンズ系第２ミラー４１４は第１レンズ系第１ミラー４１２からの光束３００を、さらに約４５度方向に変化させて、撮像装置２００のレンズ鏡筒１００に光学像を導く。
【００３１】
同様に、アダプタ用第２レンズ系４２０は光軸方向に移動しない固定構造であり、負の焦点距離を有している。図６に示すように、第２レンズ系第１ミラー４２２はアダプタ用第２レンズ系４２０を透過した光束３００を約４５度方向に変化させる。第２レンズ系第２ミラー４２４は第２レンズ系第１ミラー４２２からの光束３００を、さらに約４５度方向に変化させて、撮像装置２００のレンズ鏡筒１００に光学像を導く。
【００３２】
この鏡筒アダプタ４００は、レンズ鏡筒１００の光軸に対して対象な構成となっている。第１光軸、第２光軸にて視差のある２次元映像を撮像素子２３０に生成し、それぞれの映像信号を利用して立体映像として生み出すことができる。
【００３３】
＜レンズ鏡筒１００のレンズ系と鏡筒アダプタ４００のレンズ系の関係について＞
次に、レンズ鏡筒１００のレンズ系と鏡筒アダプタ４００のレンズ系の関係について説明する。図４に示すように、レンズ鏡筒１００には、固定用の第１レンズ系１１０と、ズーム用レンズ系である第２レンズ系１２０と、補正用レンズ系である第３レンズ系１３０と、フォーカス調整用レンズ系である第４レンズ系１４０が配置されている。鏡筒アダプタ４００には、第１光軸上に配置されたアダプタ用第１レンズ系４１０、第２光軸上に配置されたアダプタ用第２レンズ系４２０が配置されている。
【００３４】
これらのレンズ系は、鏡筒アダプタ４００が取り付けられる前のレンズ鏡筒１００のみによって決定される画角よりも、鏡筒アダプタ４００が取り付けられた後のレンズ鏡筒１００と鏡筒アダプタ４００によって決定される第１光軸における画角および第２光軸における画角を広くするように設定されている。
【００３５】
また、鏡筒アダプタ４００が取り付けられた後のレンズ鏡筒１００と鏡筒アダプタ４００によって決定される第１光軸における画角および前記第２光軸における画角を等しくするのが望ましい。これは、第１光軸の光束と第２光軸の光束とが対称的になるので立体映像として適切になるからである。但し、立体映像が形成できる範囲においては、互いの画角が異なっていてもよい。
【００３６】
また、鏡筒アダプタ４００が取り付けられる前のレンズ鏡筒１００のみによって決定される画角は０．７度〜２４．４度とし、鏡筒アダプタ４００が取り付けられた後のレンズ鏡筒１００と鏡筒アダプタ４００によって決定される第１光軸における画角および第２光軸における画角は２７度〜８４度としている。
【００３７】
また、鏡筒アダプタ４００が取り付けられる前のレンズ鏡筒１００は、望遠が最大となるようにズーム用レンズ系である第２レンズ系１２０を光軸上に移動させてセットしている。このとき、第３レンズ系１３０に最も近接するように光軸上を移動させて第２レンズ系１２０を配置している。
【００３８】
＜撮像装置２００による撮像について＞
撮像装置２００の一例として、ビデオカメラを挙げる。このビデオカメラの仕様は、広角側３．０６ｍｍ（３５ｍｍフィルム換算では４３．８ｍｍ）、望遠側３５．９７ｍｍ（３５ｍｍフィルム換算では５１４．７ｍｍ）、ズーム比１１．７６倍、撮像素子２３０は１／６インチで有効像円φ３ｍｍだとする。
【００３９】
通常撮影（鏡筒アダプタ４００を装着しない状態での撮影）では、レンズ鏡筒１００に配置された第１レンズ系１１０、第２レンズ系１２０、絞り１５０、第３レンズ系１３０、第４レンズ系１４０を介して、撮像素子２３０の素子面上の有効像円φ３ｍｍ内に、被写体の光束３００が結像して光学像が形成される。映像信号としては、テレビアスペクト比に応じて切り出される。図７に示すように、ＨＤＴＶでは、１６：９のため、縦１．４７ｍｍ、横２．６１ｍｍとなる領域を撮影することになる。
【００４０】
一方、立体映像の撮影時（鏡筒アダプタ４００を装着した状態での撮影時）、第１光軸と第２光軸から光束３００をそれぞれ導く。第１光軸からの光束３００は、アダプタ用第１レンズ系４１０、第１レンズ系第１ミラー４１２、第１レンズ系第２ミラー４１４を介して、レンズ鏡筒１００に配置されたレンズ系に取り込まれる。また、第２光軸からの光束３００は、アダプタ用第２レンズ系４２０、第２レンズ系第１ミラー４２２、第２レンズ系第２ミラー４２４を介して、レンズ鏡筒１００に配置されたレンズ系に取り込まれる。第１光軸からの光束３００または第２光軸からの光束３００のいずれか一方が右眼用映像の光学像として形成され、他方が左眼用映像の光学像として形成される。
【００４１】
この撮影では、第１光軸の光束が結像された光学像と第２光軸の光束が結像された光学像とが、撮像素子２３０の素子面上において左右に画像分割して露光される。これは、図７に示すように、相似形アスペクト比とした映像を撮影することになる。このとき、有効像円φ１．６２ｍｍと小さくなるので画角は狭くなる。アダプタ用第１レンズ系４１０から第４レンズ系１４０までの合成焦点距離は２．０７ｍｍであり、有効像円が小さくなったため、３５ｍｍフィルム換算での焦点距離では５５．４ｍｍと長くなる。なお、図８に示すように、アスペクト比を縦と横で同一とはしない比率での映像を撮影することも容易に考えられる。このときの有効像円φ１．９７ｍｍの左右にそれぞれ撮像エリアが形成できる。また、裸眼にて得られる立体感については、被写体の距離が遠方にある場合は立体視することはできない。被写体の距離が近い（１〜５ｍ）場合にのみ立体感を得られるものである。そのため、近距離に適合したビデオカメラに求められる焦点距離としては、３５ｍｍフィルム換算で広角側（２４ｍｍ〜９０ｍｍ）があればよいことになる。
【００４２】
そこで、ビデオカメラのズーム設定を３５ｍｍフィルム換算で広角側（２４ｍｍ〜９０ｍｍ）とし、鏡筒アダプタ４００を第１レンズ系第１ミラー４１２と第２レンズ系第１ミラー４２２と第１レンズ系第２ミラー４１４と第２レンズ系第２ミラー４２４のみで構成した場合、ステレオベースは、図９に示すように、焦点距離が８７．５ｍｍの時は８６．４ｍｍとなる。すなわち、図１０及び図１１に示すように、撮影距離を５ｍとした場合、輻輳角は２度前後となり、撮影距離を１ｍとした場合、輻輳角は１０．３度（図示せず）となる。
【００４３】
ここで、ステレオベースをできるだけ小さくなるように、ズーム用レンズ系である第２レンズ系１２０のズームポジションを望遠側に設定する。また、第１レンズ系第１ミラー４１２と第１レンズ系第２ミラー４１４を介して、鏡筒アダプタ４００のアダプタ用第１レンズ系４１０の焦点距離を−１２．２ｍｍとすることで、ステレオベースが３８．６ｍｍ、焦点距離が５０ｍｍ〜６０ｍｍ相当（ビデオカメラの光学系全体では３５ｍｍフィルム換算の焦点距離）の光学系とすることができる。
【００４４】
＜一実施の形態のまとめ＞
一実施の形態によれば、被写体の光束３００は、第１光軸上に配置されたアダプタ用第１レンズ系４１０と第２光軸上に配置されたアダプタ用第２レンズ系４２０を介して、ズーム用レンズ系である第２レンズ系１２０に取り込んでおり、鏡筒アダプタ４００が取り付けられる前のレンズ鏡筒１００のみによって決定される画角よりも、鏡筒アダプタ４００が取り付けられた後のレンズ鏡筒１００と鏡筒アダプタ４００によって決定される第１光軸における画角および第２光軸における画角を広くしているので、近距離においても輻輳角を３度以下にすることができる。
【００４５】
すなわち、疲労感を低減し、飛び出し感や奥行き感を楽しめる立体映像を撮像することができる。
【００４６】
また、鏡筒アダプタ４００が取り付けられた後のレンズ鏡筒１００と鏡筒アダプタ４００によって決定される第１光軸における画角および第２光軸における画角を等しくするのが望ましい。これは、第１光軸の光束で結像された光学像と第２光軸の光束で結像された光学像とが対称的になるので、立体映像として適切になるからである。但し、立体映像が形成できる範囲においては、互いの画角が異なっていてもよい。
【００４７】
また、鏡筒アダプタ４００が取り付けられる前のレンズ鏡筒１００のみによって決定される画角は０．７度〜２４．４度とし、鏡筒アダプタ４００が取り付けられた後のレンズ鏡筒１００と鏡筒アダプタ４００によって決定される第１光軸における画角および第２光軸における画角は２７度〜８４度としている。これによって、１ｍ〜１０ｍ程度の近距離においても的確に輻輳角を３度以下にすることができる。
【００４８】
また、鏡筒アダプタ４００が取り付けられる前のレンズ鏡筒１００のズームが最大の望遠になるように、ズーム用レンズ系である第２レンズ系を光軸方向に移動させてセットしている。これによって、１ｍ〜１０ｍ程度の近距離においても的確に輻輳角を３度以下にすることができる。
【００４９】
なお、本実施の形態では、鏡筒アダプタ４００とレンズ鏡筒１００は、各々、別々の部品であるが、鏡筒アダプタ４００のレンズ系をあらかじめ備えたレンズ鏡筒１００を用いてもよい。
【００５０】
また、図１２に示すように、鏡筒アダプタ４００の反射ミラーの構成が異なるものを用いてもよい。第１光軸からの光束３００が、第１レンズ系第１ミラー４１２で反射され、第１レンズ系第２ミラー４１４で反射される点は、本実施の形態と同じである。図１２に示す鏡筒アダプタ４００では、第２光軸からの光束３００が、第２レンズ系第１ミラー４２２で反射され、第２レンズ系第２ミラー４２４で反射され、第１レンズ系第２ミラー４１４を介して、レンズ鏡筒１００に取り込まれる。第１レンズ系第２ミラーはハーフミラーとなっている。第１レンズ系第２ミラー４１４で反射される第１光軸からの光束３００と、第１レンズ系第２ミラー４１４を介して、レンズ鏡筒１００に取り込まれる第２光軸からの光束３００とは、同一の光軸上に位置するようにしている。
【００５１】
この撮影では、第１光軸の光束が結像された光学像と第２光軸の光束が結像された光学像とが、撮像素子２３０の素子面上において画像分割されずに露光される。これによって、第１光軸の光束が結像された光学像と第２光軸の光束が結像された光学像は、図７に示すように、有効像円φ３．０ｍｍにおいて、対角線が３．０ｍｍとなる撮像エリア（点線の範囲）に形成される。すなわち、１６：９の撮像サイズにおいて、最大の撮像エリアとなるので、解像度を向上できる。なお、第１光軸の光束が結像された光学像と第２光軸の光束が結像された光学像は画像分割されずに撮像素子２３０素子面上に露光されるので、各々の光学像を切り替えながら露光する必要がある。このためには、例えば、第１光軸上および第２光軸上の各々にシャッタを配置して、このシャッタを交互に開閉して、光学像を切り替えながら露光すればよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、デジタルスチルカメラ、ビデオカメラ等に適用可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１００ レンズ鏡筒
１０５ 鏡筒本体
１１０ 第１レンズ系
１２０ 第２レンズ系
１３０ 第３レンズ系
１４０ 第４レンズ系
１５０ 絞り
２００ 撮像装置
２１０ 撮像装置本体
２２０ プリズム
２３０ 撮像素子
３００ 光束
４００ 鏡筒アダプタ
４１０ アダプタ用第１レンズ系
４１２ 第１レンズ系第１ミラー
４１４ 第１レンズ系第２ミラー
４２０ アダプタ用第２レンズ系
４２２ 第２レンズ系第１ミラー
４２４ 第２レンズ系第２ミラー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
広角側または望遠側にズーム調整するズーム用レンズ系を備えたレンズ鏡筒または前記レンズ鏡筒を備えた撮像装置に取り付けられる鏡筒アダプタであって、
前記鏡筒アダプタは、第１光軸上に配置された第１レンズ系と、第２光軸上に配置された第２レンズ系とを有し、
被写体の光束は、前記第１レンズ系または前記第２レンズ系を介して、前記ズーム用レンズ系に取り込んでおり、
前記鏡筒アダプタが取り付けられる前の前記レンズ鏡筒のみによって決定される画角よりも、前記鏡筒アダプタが取り付けられた後の前記レンズ鏡筒と前記鏡筒アダプタによって決定される前記第１光軸における画角および前記第２光軸における画角を広くした
鏡筒アダプタ。
【請求項２】
前記鏡筒アダプタが取り付けられた後の前記レンズ鏡筒と前記鏡筒アダプタによって決定される前記第１光軸における画角および前記第２光軸における画角を等しくした
請求項１に記載の鏡筒アダプタ。
【請求項３】
前記鏡筒アダプタが取り付けられる前の前記レンズ鏡筒のみによって決定される画角は０．７度〜２４．４度とし、
前記鏡筒アダプタが取り付けられた後の前記レンズ鏡筒と前記鏡筒アダプタによって決定される前記第１光軸における画角および前記第２光軸における画角は２７度〜８４度とした
請求項１に記載の鏡筒アダプタ。
【請求項４】
前記鏡筒アダプタが取り付けられる前の前記レンズ鏡筒のズームが最大の望遠になるように、前記ズーム用レンズ系をセットした
請求項１に記載の鏡筒アダプタ。
【請求項５】
第１光軸上に配置された第１レンズ系と、第２光軸上に配置された第２レンズ系と、広角側または望遠側にズーム調整するズーム用レンズ系とを配置したレンズ鏡筒であって、
被写体の光束は、前記第１レンズ系または前記第２レンズ系を介して、前記ズーム用レンズ系に取り込んでおり、
前記第１レンズ系または前記第２レンズ系を介さずして、前記レンズ鏡筒によって決定される画角よりも、前記第１レンズ系または前記第２レンズ系を介して、前記レンズ鏡筒によって決定される前記第１光軸における画角および前記第２光軸における画角を広くした
レンズ鏡筒。
【請求項６】
前記第１レンズ系または前記第２レンズ系を介して、前記レンズ鏡筒によって決定される前記第１光軸における画角および前記第２光軸における画角を等しくした
請求項５に記載のレンズ鏡筒。
【請求項７】
前記鏡筒アダプタが取り付けられる前の前記レンズ鏡筒のみによって決定される画角は０．７度〜２４．４度とし、
前記鏡筒アダプタが取り付けられた後の前記レンズ鏡筒と前記鏡筒アダプタによって決定される前記第１光軸における画角および前記第２光軸における画角は２７度〜８４度とした
請求項５に記載のレンズ鏡筒。
【請求項８】
前記鏡筒アダプタが取り付けられる前の前記レンズ鏡筒のズームが最大の望遠になるように、前記ズーム用レンズ系をセットした
請求項５に記載のレンズ鏡筒。
【請求項９】
請求項５〜請求項８に記載のレンズ鏡筒を用いた撮像装置。
【請求項１】
広角側または望遠側にズーム調整するズーム用レンズ系を備えたレンズ鏡筒または前記レンズ鏡筒を備えた撮像装置に取り付けられる鏡筒アダプタであって、
前記鏡筒アダプタは、第１光軸上に配置された第１レンズ系と、第２光軸上に配置された第２レンズ系とを有し、
被写体の光束は、前記第１レンズ系または前記第２レンズ系を介して、前記ズーム用レンズ系に取り込んでおり、
前記鏡筒アダプタが取り付けられる前の前記レンズ鏡筒のみによって決定される画角よりも、前記鏡筒アダプタが取り付けられた後の前記レンズ鏡筒と前記鏡筒アダプタによって決定される前記第１光軸における画角および前記第２光軸における画角を広くした
鏡筒アダプタ。
【請求項２】
前記鏡筒アダプタが取り付けられた後の前記レンズ鏡筒と前記鏡筒アダプタによって決定される前記第１光軸における画角および前記第２光軸における画角を等しくした
請求項１に記載の鏡筒アダプタ。
【請求項３】
前記鏡筒アダプタが取り付けられる前の前記レンズ鏡筒のみによって決定される画角は０．７度〜２４．４度とし、
前記鏡筒アダプタが取り付けられた後の前記レンズ鏡筒と前記鏡筒アダプタによって決定される前記第１光軸における画角および前記第２光軸における画角は２７度〜８４度とした
請求項１に記載の鏡筒アダプタ。
【請求項４】
前記鏡筒アダプタが取り付けられる前の前記レンズ鏡筒のズームが最大の望遠になるように、前記ズーム用レンズ系をセットした
請求項１に記載の鏡筒アダプタ。
【請求項５】
第１光軸上に配置された第１レンズ系と、第２光軸上に配置された第２レンズ系と、広角側または望遠側にズーム調整するズーム用レンズ系とを配置したレンズ鏡筒であって、
被写体の光束は、前記第１レンズ系または前記第２レンズ系を介して、前記ズーム用レンズ系に取り込んでおり、
前記第１レンズ系または前記第２レンズ系を介さずして、前記レンズ鏡筒によって決定される画角よりも、前記第１レンズ系または前記第２レンズ系を介して、前記レンズ鏡筒によって決定される前記第１光軸における画角および前記第２光軸における画角を広くした
レンズ鏡筒。
【請求項６】
前記第１レンズ系または前記第２レンズ系を介して、前記レンズ鏡筒によって決定される前記第１光軸における画角および前記第２光軸における画角を等しくした
請求項５に記載のレンズ鏡筒。
【請求項７】
前記鏡筒アダプタが取り付けられる前の前記レンズ鏡筒のみによって決定される画角は０．７度〜２４．４度とし、
前記鏡筒アダプタが取り付けられた後の前記レンズ鏡筒と前記鏡筒アダプタによって決定される前記第１光軸における画角および前記第２光軸における画角は２７度〜８４度とした
請求項５に記載のレンズ鏡筒。
【請求項８】
前記鏡筒アダプタが取り付けられる前の前記レンズ鏡筒のズームが最大の望遠になるように、前記ズーム用レンズ系をセットした
請求項５に記載のレンズ鏡筒。
【請求項９】
請求項５〜請求項８に記載のレンズ鏡筒を用いた撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−５７６９８（Ｐ２０１３−５７６９８Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−５４７１（Ｐ２０１０−５４７１）
【出願日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１４日（２０１０．１．１４）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
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