JP2000056414A - ステレオ撮影可能なカメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 輝度差の大きい場面の画像を記録し、その画
像の再生時に部分的にとびやつぶれによる輝度差が観賞
者の感知できないという問題を解決するステレオ撮影可
能なカメラ。 【解決手段】 目標物からの光による視差を有する複数
の像を、露出制御手段８１６により異なる露出値で光感
知手段９１，９２に感知させるので、輝度差の大きな光
景を撮影または撮像した場合、従来のカメラによる再生
像では白とびあるいは黒くつぶれた状態で詳細が認識で
きない部分でも、複数の再生像のいずれかで詳細が感知
できるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、写真機、撮像機等
によりステレオ撮影可能なカメラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、記録手段として写真フィルム
等の感光剤利用品を用いる銀塩式カメラや、撮像素子と
半導体メモリあるいは磁気記録媒体等を用いる電子式カ
メラが知られている。また、視差をもった複数の画像を
記録して、再生時にそれらの画像から立体感のある画像
を知覚せしめるいわゆるステレオ写真を撮影または撮像
できるカメラないしその案が種々知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ステレ
オカメラに限らずカメラ一般において、記録媒体として
写真フィルム等の感光剤利用品を用いるカメラでも、撮
像素子を用いるカメラでも、記録媒体の光の強度に関す
るダイナミックレンジが狭い。このため、肉眼に比べて
光の強弱の識別可能範囲が狭い画像しか得られない。し
たがって、輝度差の大きい光景を撮影または撮像した場
合、画面の中において肉眼で直に見たときには濃淡が感
じられた部分でも、再生時には一様に白く見えたり一様
に黒く見えたりして濃淡が分からなくなることがあっ
た。例えば、周りに比べ明るすぎる部分は、再生画像上
においては一様に白く見えるいわゆる白とび状態とな
り、濃淡が感知できなくなる。逆に周りに比べ暗すぎる
部分は、一様に黒く見えるいわゆるつぶれた状態とな
り、やはり濃淡が感知できなくなるということが起こっ
た。

【０００４】即ち従来のカメラには、輝度差の大きい場
面の画像を記録し、その画像の再生時に部分的に輝度差
が観賞者に感知できないという問題があった。本発明の
目的は、肉眼で見て得られる情報と再生像から得られる
情報の差を縮めることができるステレオ撮影可能なカメ
ラを提供することである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係るス
テレオ撮影可能なカメラは、目標物からの光による視差
を有する複数の像を形成する複数の光学系と、複数の像
の各々が結像する面に配置され、光強度分布を感知する
光感知手段と、光感知手段で感知した光強度分布に基づ
いた画像情報を記録媒体に記録する画像記録手段と、複
数の像を異なる露出値で記録媒体に記録する露出制御手
段とを有することを特徴とする。

【０００６】請求項２の発明は、請求項１に記載のステ
レオ撮影可能なカメラにおいて、複数の像の各々を形成
する光束毎に作用する絞り手段、シャッター手段または
光減衰手段のいずれかまたは全部をさらに有し、露出制
御手段は、絞り手段、シャッター手段または光減衰手段
のいずれかまたは全部の動作を複数の像毎に異ならせる
ことを特徴とする。

【０００７】請求項３の発明は、請求項１または２に記
載のステレオ撮影可能なカメラにおいて、光感知手段が
撮像素子であることを特徴とする。請求項４の発明は、
請求項１〜３に記載のステレオ撮影可能なカメラにおい
て、複数の像の間の露出値差を表す情報を、記録媒体に
記録する記録手段をさらに有することを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１実施形態で
あるステレオ電子スチルカメラの回路構成を示すブロッ
ク図である。このカメラには二つの撮影光学系１１，１
２を有している。それらの撮影光学系１１，１２の光軸
は互いに平行で、約６５ｍｍの間隔で配置されている。
この６５ｍｍというのは、人間の左右両眼の間隔にほぼ
等しく、自然な立体感をもったステレオ写真を得るのに
都合がよい寸法である。各々の撮影光学系１１，１２に
より目標物の像が結像する位置には、ＣＣＤ撮像素子９
１，９２が配置され、このＣＣＤ撮像素子９１，９２と
撮影光学系１１，１２の間には、絞りユニット１５，１
６が配置されている。各々のＣＣＤ撮像素子９１，９２
からは映像信号がそれぞれ取り出され、これらが増幅器
９３，９４、信号処理回路９５，９６を介してＡ／Ｄ変
換回路９７，９８に供給され、ディジタル変換される。
変換後のディジタル信号は、画像処理回路８０１により
２画面の結合等の画像処理を施される。この画像処理後
の画像データは、スイッチ８０６を介して画像メモリ
（フレームメモリ）８０７に書き込まれる。この画像メ
モリ８０７に書き込まれた画像データが画像記録装置８
０８に供給され、システム制御装置８１６から付加情報
メモリ８０２に記録された画像に関する付加情報（後
述）とともにＩＣメモリに書き込まれる。なお、この記
録媒体としてＩＣメモリを用いたが、これに代わりフロ
ッピーディスク等を用いてもよい。

【０００９】また、画像メモリ８０７に書き込まれた画
像データが混合器８０９に供給されて、グラフィックメ
モリ８１０、テキストメモリ８１１からの信号が混合さ
れる。グラフィックメモリ８１０、テキストメモリ８１
１には、カメラの状態や操作の指示等を表す図形や文字
が記憶されている。この混合器８０９からの信号がＤ／
Ａ変換回路８１２に供給され、アナログ変換された画像
が液晶式のディスプレイ８１４に供給される。

【００１０】さらに、画像メモリ８０７に書き込まれた
画像データが画面上の一部の切り出しメモリ８１７に供
給され、この切り出しメモリ８１７からの信号が焦点検
出回路８１８および測光回路８１９に供給される。これ
ら焦点検出回路８１８および測光回路８１９からの信号
がシステム制御装置８１６に供給される。レリーズスイ
ッチ８２３がオフ状態では、システム制御装置８１６
は、焦点検出回路８１８からの信号を基にレンズ制御回
路８２０に制御信号を送り、目標物に対して合焦状態と
なるように撮影光学系１１，１２のレンズを駆動する。

【００１１】図４は、本発明のカメラの処理過程を示す
フローチャートである。前述以降のブロック図（図１）
の説明は、このフローチャート（図４）を参照して行
う。システム制御装置８１６は、ステップＳ１で測光回
路８１９からの信号を読み、ステップＳ２では、その信
号に基づいて一旦露出値を算出する。この露出値をここ
では基準露出値Ｅ０と呼ぶことにする。ステップＳ３で
は、露出差指定スイッチ８２４の状態を読んで指定の露
出差段数ｋを格納する。ステップＳ４では、ＣＣＤ撮像
素子９１の露出値ＥＲを、先に算出した基準露出値Ｅ０
を中心に指定の露出差段数ｋの半分の値だけアンダーに
なるようにする。また、ＣＣＤ撮像素子９２の露出値Ｅ
Ｌを、先に算出した基準露出値Ｅ０を中心に指定の露出
差段数ｋの半分の値だけオーバーになるようにする。ス
テップＳ５では、予め記憶されている露出値に絞り値と
蓄積時間の組み合わせを対応させた数表を参照して、露
出値ＥＲ，ＥＬそれぞれに応じた絞り値と蓄積時間を決
定する。ステップＳ６では、ＣＣＤ制御回路８２１およ
び絞り制御回路８５１に制御信号を送り、絞りの開口面
積とＣＣＤの蓄積時間を決定した値に保つ。したがっ
て、例えば露出差指定スイッチ８２４による指定が露出
差が無い場合（露出差段数ｋが０の場合）には、露出値
ＥＲ，ＥＬはともに先に算出した基準露出値Ｅ０となる
組み合わせとなり、また、露出差指定スイッチ８２４に
よる指定が２段の場合（露出差段数ｋが２の場合）に
は、露出値ＥＲは基準露出値Ｅ０より１段アンダーで、
露出値ＥＬは基準露出値Ｅ０より１段オーバーとなる組
み合わせとなる。

【００１２】レリーズスイッチ８２３がオン状態になれ
ば、システム制御装置８１６は、先ずレンズ系制御回路
８２０に制御信号を送り、一旦撮影光学系１１，１２の
レンズの駆動を止める。また、前述のオフ状態と同様に
して各ＣＣＤ撮像素子９１，９２用の露出値ＥＲ，ＥＬ
を決め、絞りの開口面積とＣＣＤの蓄積時間の組み合わ
せを各々の露出値ＥＲ，ＥＬに応じた状態に設定する。
その一方でシステム制御装置８１６は、画像に関する付
加情報として、露出値ＥＲ，ＥＬと基準露出値Ｅ０との
露出差を表す信号を生成して、付加情報メモリ８０２に
その露出差を送る。そして、このときのＣＣＤ撮像素子
９１，９２の出力信号を基に形成された画像メモリ８０
７に書き込まれた画像データに付加情報メモリ８０２か
らの信号を加えて記録装置８０８で記録媒体に書き込む
のである。

【００１３】記録装置８０８に書き込まれた画像を再生
するには、使用者によって図１に示すスイッチ８０６の
状態を切り替え、記録装置８０８からの再生信号がスイ
ッチ８０６を介して画像メモリ８０７に書き込まれ、書
き込まれた画像がディスプレイ８１４に表示される。こ
のような構成によるカメラを用いて撮像する手順を以下
に説明する。使用者は先ずディスプレイ８１４に一定間
隔毎に更新される画像を見ながら構図を決め、かつ左右
の画像の露出差をどうつけるか判断する。画面内の輝度
差が大きい光景を撮像する場合、通常いわゆる白とびや
つぶれが発生し、一部の画像が判然としなくなる恐れが
ある。そこで、ディスプレイ８１４の像を見て輝度差が
大きい光景であると使用者が判断した場合は、露出差指
定スイッチ８２４を操作して適当と思われる露出差を設
定する。そして、更新されたディスプレイ８１４の像を
見て設定した露出差が適当であったか否かを判断し、そ
れに応じて露出差指定スイッチ８２４の設定を修正す
る。このように、ディスプレイ８１４の像を見ての修正
を繰り返し、左右の画像が所望の状態になった後にレリ
ーズスイッチ８２３をオンすることにより、１カットの
ステレオ写真の撮像ができる。

【００１４】図２は、本発明のステレオカメラで撮影ま
たは撮像する場面の一例を示す図である。図２に示すよ
うな場面を撮る場合、手前の人物Ｆ１が黒くつぶれてシ
ルエットのようになっている。そこで、前述したように
露出差を調整することにより、図３に示すような画像を
ディスプレイ８１４上に表示させる。図３に示す画像の
うち紙面に向かって左側の左目用画像では、図２に示す
画像よりオーバーとなり窓の外の背景は白とびするが、
人物Ｆ１は適正な明るさで詳細も判別できる。一方、紙
面に向かって右側の右目用画像では、人物Ｆ１は黒くつ
ぶれるが、窓の外の背景は適正な明るさか少々アンダー
気味となり詳細も判別できる。ディスプレイ８１４上で
図３に示すような状態になった後にレリーズスイッチ８
２３をオンすることにより、ディスプレイ８１４上の画
像とほぼ同様な画像が撮像されるのである。この撮像し
た画像を観賞する場合は、カメラのディスプレイ８１４
や画像データを転送したコンピュータのモニター画面等
で画像を再生するか、あるいはプリンタで印刷を行い平
行法の裸眼立体視で立体像として観賞できる。この際、
窓の外の背景の部分と人物Ｆ１の部分ともにそれらの部
分中の詳細も認識できる。ただし、それらの部分中では
立体感は得られないが、人物Ｆ１の輪郭は左右ともに写
っているので、人物Ｆ１が窓枠より前方にあるといった
ことは感じられる。なお、図３に示すように、左右の画
像において明るさが一致しないので、立体視しにくいま
たは画像がチラついて感じるという欠点もある。しか
し、よしんば立体視できない場合でも、左右の画像を別
個に観賞することにより、露出差をつけなかった際の黒
くつぶれた人物Ｆ１の詳細も含めた場面を知ることがで
きる。

【００１５】また、さらに望ましい観賞方法は、画像デ
ータをコンピュータに転送し、左右各々の画像で輝度分
布を圧縮する画像処理を施してから観賞することであ
る。この際、図３に示す窓枠等の両方の画像に共通して
とんだりつぶれたりしないで写っているものについて
は、左右の画像の明るさが等しく見えるように加工す
る。このように加工することにより、図５に示すような
画像になる。加工後の画像は、モニター画面またはプリ
ントして観賞することが望ましい。このようにすれば、
前述した立体視しにくいまたは画像がチラつくという欠
点が緩和される。

【００１６】以上説明した第１の実施の形態におけるシ
ャッター機能は、ＣＣＤ撮像素子の駆動により実現され
るいわゆる電子シャッターであり、シャッタースピード
はＣＣＤの蓄積時間であったが、メカシャッターを設け
てもよいし、メカシャッターと電子シャッターの併用で
もよい。また、露出の調整を蓄積時間と絞り値の双方を
用いて行っていたが、どちらか一方を変化させて行うの
でもよい。さらに、光路の途中にＮＤフィルターを出し
入れする、あるいは液晶等の光透過率可変素子を設けて
その透過率変化を利用する等の方法で実質的に露出値を
変化させるものでもよい。

【００１７】また、第１の実施の形態では、指定した露
出差を一律に半分ずつ左画像と右画像に割り振る動作で
あったが、どちらか一方を基の基準露出値のままとし、
他方を操作部材による指示に応じてアンダーまたはオー
バー露出とするものでもよいし、左右画像の露出値各々
の基準露出値との隔たりを別個に設定できるもの等でも
よい。さらに、第１の実施の形態では、使用者の指示に
より露出差の指定をしていたが、測光回路により画面の
各所の輝度分布を考慮したアルゴリズムにより自動的に
露出差をカメラのシステム制御装置で判断するものでも
よい。

【００１８】さらに、前述の説明で望ましい観賞方法と
して述べた中で、転送後のコンピュータで行うとされた
ような輝度圧縮をカメラ内で施した後に記録媒体に加工
後の画像データを記録するものでもよい。さらにまた、
第１の実施の形態では、ステレオ撮像専門のカメラであ
ったが、操作部材による指示によって平面写真撮像とス
テレオ写真撮像を切り替える兼用カメラとしてもよい。
この場合、平面写真撮像時には、二つあるＣＣＤ撮像素
子の内のどちらか一方のみを使用することにより、容易
にこのような兼用カメラが実現できる。

【００１９】以上の例は、電子カメラであったが、写真
フィルム等を用いた銀塩式カメラにも本発明は適応でき
る。この場合、露出の調整は通常の銀塩式カメラと同様
にシャッタースピードと絞り値で行える。なお、この場
合フィルム等は光感知手段であると同時にそれ自身が記
録媒体に相当する。以上の発明の実施の形態において、
ＣＣＤ撮像素子９１，９２が光感知手段を、記録装置８
０８が画像記録手段を、システム制御装置８１６が露出
制御手段をそれぞれ構成する。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のステレオ撮影可能なカメラによれば、目標物からの光
による視差を有する複数の像を異なる露出値で感知させ
るので、輝度差の大きな光景を撮影または撮像した場
合、従来のカメラによる再生像では白とびあるいは黒く
つぶれた状態で詳細が認識できない部分でも、複数の再
生像のいずれかで詳細が感知できる。

【００２１】また、立体視が不得手でない観賞者にとっ
ては、十分に立体感を感じることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態のステレオ電子スチ
ルカメラの回路構成を示すブロック図である。

【図２】本発明のステレオ撮影可能なカメラの使用過程
を説明するための図である。

【図３】本発明のステレオ撮影可能なカメラの使用過程
を説明するための図である。

【図４】図１のカメラの処理過程を示すフローチャート
である。

【図５】本発明のステレオ撮影可能なカメラの望ましい
観賞形態を説明するための図である。

【符号の説明】

１１，１２ 光学系 ９１，９２ ＣＣＤ撮像素子 ８０２ 付加情報メモリ ８０７ 画像メモリ ８０８ 記録装置 ８１４ ディスプレイ ８１６ システム制御装置 ８２３ レリーズスイッチ ８２４ 露出差指定スイッチ Ｆ１ 人物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 13/02 Ｈ０４Ｎ 13/02 Ｆターム(参考） 2H002 CC01 CC21 DB02 EB02 2H059 AA07 AA18 5C022 AA00 AB03 AB06 AB12 AB17 AB28 AB33 AB61 AC01 AC13 AC32 AC42 AC52 AC54 AC55 AC56 AC69 AC78 CA00 5C024 AA01 BA00 CA09 CA15 CA17 CA24 DA06 EA01 EA02 EA08 FA01 FA13 GA11 HA05 HA14 HA21 HA24 HA25 HA27 JA01 JA11 5C061 AA01 AA11 AA21 AA25 AB04 AB08 AB18 AB21 AB24 EE07 EE13

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 目標物からの光による視差を有する複数
   の像を形成する複数の光学系と、 前記複数の像の各々が結像する面に配置され、光強度分
   布を感知する光感知手段と、 前記光感知手段で感知した光強度分布に基づいた画像情
   報を記録媒体に記録する画像記録手段と、 前記複数の像を異なる露出値で前記記録媒体に記録する
   露出制御手段とを有することを特徴とするステレオ撮影
   可能なカメラ。
2. 【請求項２】 前記複数の像の各々を形成する光束毎に
   作用する絞り手段、シャッター手段または光減衰手段の
   いずれかまたは全部をさらに有し、 前記露出制御手段は、前記絞り手段、シャッター手段ま
   たは光減衰手段のいずれかまたは全部の動作を前記複数
   の像毎に異ならせることを特徴とする請求項１に記載の
   ステレオ撮影可能なカメラ。
3. 【請求項３】 前記光感知手段は、撮像素子であること
   を特徴とする請求項１または２に記載のステレオ撮影可
   能なカメラ。
4. 【請求項４】 前記複数の像の間の露出値差を表す情報
   を、前記記録媒体に記録する記録手段をさらに有するこ
   とを特徴とする請求項１〜３に記載のステレオ撮影可能
   なカメラ。