JP2010206643A - 撮像装置、方法およびプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】被写体距離に関わらず、広角側の画角に対する望遠側の撮像範囲を正しく表示して、使い勝手のよい複眼の撮像装置を実現する。
【解決手段】測距部４５により、カメラ１から被写体までの距離Ｌを測定する。次に、表示部１０画面上の第１撮像部２ａのスルー画の中心位置から第２撮像部２ｂの撮像範囲を示す枠の中心位置までの距離Ｄを、距離Ｌに基づき所定の式で決定する。また、表示部１０の画面上の第２撮像部２ｂの撮像範囲を示す枠の幅Ｈ’を、所定の式で決定する。そして、決定された距離Ｄ、枠の幅Ｈ’に従って、枠の映像を重畳する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、複数の撮像光学系を有し、多視点から画像を取得可能な撮像装置に関する。

特許文献１では、立体映像撮影記録再生装置１に用いられる立体映像撮影装置を、２台のビデオカメラ２Ｒ，２Ｌにより構成する。この２台のうちの一方のビデオカメラ２Ｒの撮像レンズ２ａにズームレンズを用い、他方のビデオカメラ２Ｌの撮像レンズ２ａ′に固定倍率レンズを用いる。通常の２次元（２Ｄ）画像を撮影するときには、ワイドと望遠の拡大された画像を同時に撮影し、任意に切り換えられるようにしてある。その結果、３次元（３Ｄ）のときはもちろん、２Ｄを撮影するときにも、２台のビデオカメラ２Ｒ，２Ｌをフルに活用しての撮影が可能となる。また、３Ｄ撮影時のズームは、いわゆる電子ズームで行うので、複雑な機構が不要になる。

特許文献２では、カメラ装置が、望遠画像の撮影時点において、広角カメラ部の撮影視野における望遠カメラ部の撮像範囲の情報を取得するとともに、該撮像範囲を表示するのにより正確である広角画像を判定する手段によって、望遠画像に対応付ける広角画像を決定し、撮影した望遠画像を、撮像範囲情報及び広角画像を特定する情報とともに送信する。カメラ装置と離れた場所で撮影映像を再生する装置では、各望遠画像が特定する広角画像の表示上に、望遠撮像範囲を示すことができるように、望遠映像の再生を広角映像の再生に同期させる。

特許文献３、４および５は、被写体距離の測定の一例を示す。特許文献３はＴＯＦ（Time of Flight)を例示する。すなわち、距離情報処理手段は、２つの距離用発光素子から照射された光が被写体で反射されて２つの距離用撮像素子に返ってくるまでの時間を測定し、所定の数式に基づいて距離用撮像素子の捉えた被写体までの距離を算出する。そして、算出された結果を用いて、各画素の画素値が距離の値である距離画像をそれぞれ生成する。

特許文献４では、ＴＯＦのほか、ＡＦ機能を用いて顔に合焦した際のレンズ２１の位置を用いて被写体までの距離を測定するようにしても良いとする。

特許文献５では、レンズを通してピント調整を行う、いわゆるＴＴＬ（Ｔｈｒｕ Ｔｈｅ Ｌｅｎｓ）測距を行うものとして、撮像素子（ＣＣＤ）を用いるものやパッシブ型測距用受光センサを用いるもの等があるとする。

特開平９−２１５０１２号公報 特開２００６−２３８３２６号公報 特開２００８−３１０６９６号公報、段落００６９−００７３ 特開２００９−１７０３８号公報、段落００５９ 特開２００６−１４５８７１号公報、段落０００２−０００３

特許文献１では、２Ｄ撮影時のスルー画像は、２画像を並列配置するので、同時に撮像範囲を確認するのが難しい。

特許文献２では、異なる画角を持つ複数の光学系によって被写体を同時に撮影する際、広角側画像の中に望遠側の撮像範囲の枠を表示する技術が開示されている。しかし、複数の光学系の光軸が一致していない場合、被写体距離によって撮像範囲の相対的位置が変化してしまい、望遠側の撮像範囲を正しく表示することができなかった。

本発明は、被写体距離に関わらず、広角側の画角に対する望遠側の撮像範囲を正しく表示して、使い勝手のよい複眼の撮像装置を実現することを目的とする。

本発明に係る撮像装置は、第１の光学系および第２の光学系の各々を介して結像した被写体像を撮像素子により光電変換して第１の光学系に対応する画像である第１の画像および第２の光学系に対応する画像である第２の画像を出力可能な撮像部と、第１の光学系のズーム位置を広角側に設定するとともに、第２の光学系のズーム位置を望遠側に設定するズーム調節部と、被写体までの距離を測定する測距部と、測距部の測定した距離に応じて、第１の光学系の撮像範囲における第２の光学系の相対的な撮像範囲を決定する範囲決定部と、範囲決定部の決定した第２の光学系の相対的な撮像範囲を示す映像を第１の第１の光学系の撮像範囲を示す映像に重畳して所定の表示装置に表示するよう制御する制御部と、を備える。

範囲決定部は、第１の光学系の撮像範囲を示す映像の中心位置から第２の光学系の相対的な撮像範囲を示す映像の中心位置までの距離Ｄを、Ｈは第１の光学系の撮像範囲を示す映像の幅、Ｌは測距部の測定した距離、ＳＢは基線長、Ｌｘは撮像装置からクロスポイントまでの距離、θａは第１の光学系の半画角、Ｗａは距離Ｌにおける第１の光学系の撮像範囲（幅）、ｄは距離Ｌにおける第１および第２の光学系の光軸間距離であり、Ｌｘ≫ＳＢであるとして
Ｄ＝Ｈ×ｄ／Ｗａ
ｄ＝ＳＢ×（Ｌｘ−Ｌ）／Ｌｘ
Ｗａ≒２×Ｌ×ｔａｎθａ
により決定する。

範囲決定部は、所定の表示装置の画面上での第２の光学系の撮像範囲を示す映像の幅Ｈ’を、θｂは第２の光学系の半画角、Ｗｂは距離Ｌにおける第２の光学系の撮像範囲（幅）であり、Ｌｘ≫ＳＢであるとして
Ｈ’＝Ｈ×Ｗｂ／Ｗａ＝Ｈ×ｔａｎθｂ／ｔａｎθａ
により決定する。

制御部は、範囲決定部の決定した第２の光学系の相対的な撮像範囲を示す映像を第１の画像に重畳して所定の表示装置に表示するよう制御する。

制御部は、第２の光学系の相対的な撮像範囲を示す映像として第２の画像をはめ込み合成するよう制御する。

第２の画像はスルー画像を含む。

第１の画像はスルー画像を含む。

撮像部の出力した第１の画像および第２の画像を記録可能な記録部を備える。

本発明に係る撮像方法は、第１の光学系および第２の光学系の各々を介して結像した被写体像を撮像素子により光電変換して第１の光学系に対応する画像である第１の画像および第２の光学系に対応する画像である第２の画像を出力可能な撮像部と、第１の光学系のズーム位置を広角側に設定するとともに、第２の光学系のズーム位置を望遠側に設定するズーム調節部と、被写体までの距離を測定する測距部と、を備えた撮像装置が、測距部の測定した距離に応じて、第１の光学系の撮像範囲における第２の光学系の相対的な撮像範囲を決定するステップと、決定した第２の光学系の相対的な撮像範囲を示す映像を第１の第１の光学系の撮像範囲を示す映像に重畳して所定の表示装置に表示するよう制御するステップと、を実行する。

この撮像方法を撮像装置に実行させるためのプログラムも本発明に含まれる。

本発明によると、広角側の撮像光学系の撮像範囲に対する望遠側の撮像光学系の撮像範囲の大きさと相対的位置を被写体までの距離に応じて正確に表示するので、異なる光学系で広角撮影と望遠撮影を同時に行う場合、双方の画角を把握させやすくし、操作性をよくすることができる。

カメラのブロック図 撮影処理のフローチャート 第１撮像部２ａおよび第２撮像部２ｂにより撮像される被写体の一例を示す図 第１撮像部２ａおよび第２撮像部２ｂの撮像範囲とその両者の相対的サイズおよび位置を示す映像の一例を示す図 第１撮像部２ａおよび第２撮像部２ｂの撮像範囲とその両者の相対的サイズおよび位置を示す映像の他の例を示す図

図１はカメラ１の電気的構成を示す。第１撮像部２ａは、レンズ光軸Ｌ１に沿って配列された第１ズームレンズ１１、第１絞り１２、第１フォーカスレンズ１３を含む第１撮像光学系、及び第１イメージセンサ１４によって構成されている。第１ズームレンズ１１にはレンズモータ１５、第１絞り１２にはアイリスモータ１６、第１フォーカスレンズ１３にはレンズモータ１７が接続されており、また、第１イメージセンサ１４にはタイミングジェネレータ（ＴＧ）１８が接続されている。モータ１５〜１７、及びＴＧ１８の動作はＣＰＵ１９によって制御され、モータ１５〜１７の実際の駆動開始および終了はＣＰＵ１９の制御に従ってモータドライバ２９が指示する。

レンズモータ１５は、操作部９からのズーム操作に応じて、第１ズームレンズ１１をレンズ光軸Ｌ１に沿ってＴＥＬＥ側（繰り出し側）、或いはＷＩＤＥ側（繰り込み側）に移動させ、ズーム倍率を変化させる。アイリスモータ１６は、ＡＥ（Auto Exposure）動作時に第１絞り１２の開口値（絞り値）を変化させて光束を制限し、露出調整を行う。レンズモータ１７は、ＡＦ（Auto Focus）動作時に第１フォーカスレンズ１３をレンズ光軸Ｌ１に沿ってＮＥＡＲ側（繰り出し側）、或いはＩＮＦ側（繰り込み側）に移動させて合焦位置を変え、ピント調整を行う。

第１イメージセンサ１４は、ＣＣＤやＣＭＯＳなどの固体撮像素子で構成され、第１ズームレンズ１１、第１絞り１２、及び第１フォーカスレンズ１３によって結像された被写体光を受光し、受光素子に受光量に応じた光電荷を蓄積する。第１イメージセンサ１４の光電荷蓄積・転送動作は、ＴＧ１８によって制御され、ＴＧ１８から入力されるタイミング信号（クロックパルス）により、電子シャッタ速度（光電荷蓄積時間）が決定される。第１イメージセンサ１４は、撮影モード時には、１画面分の画像信号を所定周期ごとに取得し、順次、撮像回路２８ａに入力する。

第２撮像部２ｂは、第１撮像部２ａと同一の構成であり、レンズ光軸Ｌ２に沿って配列された第２ズームレンズ２０、第２絞り２１、第２フォーカスレンズ２２を含む第２撮像光学系、レンズモータ２４が接続された第２ズームレンズ２０、アイリスモータ２５が接続された第２絞り２１、レンズモータ２６が接続された第２フォーカスレンズ２２、及びタイミングジェネレータ（ＴＧ）２７が接続された第２イメージセンサ２３によって構成されている。モータ２４〜２６、及びＴＧ２７の動作はＣＰＵ１９によって制御される。第１撮像部２ａと第２撮像部２ｂとは、基本的に連動して動作を行うが、各々個別に動作させることも可能となっている。よって、一方で静止画、他方で動画を撮影したり、双方で静止画だけ、あるいは双方で動画だけを撮影することもできる。なお、第１及び第２イメージセンサ１４，２３として、ＣＣＤ型やＣＭＯＳ型のイメージセンサが用いられる。第１撮像部２ａと第２撮像部２ｂとは、１つの筐体に一体的に構成されてもよいが、別々でもよい。

第１及び第２イメージセンサ１４，２３から出力された撮像信号は、それぞれ撮像回路２８ａ、ｂ（まとめて撮像回路２８と表記）に含まれる相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）に入力される。ＣＤＳは、第１及び第２イメージセンサ１４，２３の各受光素子の蓄積電荷量に正確に対応したＲ，Ｇ，Ｂの画像データを、撮像回路２８に含まれる増幅器（ＡＭＰ）に入力する。ＡＭＰは、入力された画像データを増幅し、撮像回路２８に含まれるＡ／Ｄ変換器に入力する。Ａ／Ｄ変換器は、入力された画像データをアナログからデジタルに変換する。撮像回路２８に含まれるＣＤＳ、ＡＭＰ、Ａ／Ｄ変換器を通して、第１イメージセンサ１４の撮像信号は第１画像データ（左眼用画像データ）として、第２イメージセンサ２３の撮像信号は第２画像データ（右眼用画像データ）として出力される。

画像信号処理回路３１は、階調変換、ホワイトバランス補正、γ補正処理などの各種画像処理をＡ／Ｄ変換器から入力された第１及び第２画像データに施す。フレームメモリ３２は、画像信号処理回路３１で各種画像処理が施された第１及び第２画像データを一時的に格納する。

評価値算出回路３３は、フレームメモリ３２に格納された第１及び第２画像データの各々からＡＦ評価値及びＡＥ評価値を算出する。ＡＦ評価値は、各画像データの全領域又は所定領域（例えば中央部）について輝度値の高周波成分を積算することにより算出され、画像の鮮鋭度を表す。輝度値の高周波成分とは、隣接する画素間の輝度差（コントラスト）を所定領域内について足し合わせたものである。また、ＡＥ評価値は、各画像データの全領域又は所定領域（例えば中央部）について輝度値を積算することにより算出され、画像の明るさを表す。ＡＦ評価値及びＡＥ評価値は、公知のＡＦ動作（自動焦点制御）及びＡＥ動作（自動露出制御）においてそれぞれ使用される。

パノラマ画像処理回路４０は、操作部９からパノラマ撮影モードが選択された場合、フレームメモリ３２に格納されている第１及び第２イメージセンサ１４，２３で得られた第１及び第２画像データの重なる領域を繋ぐような関連付けおよび合成を行う。パノラマ画像処理回路４０の合成した画像をパノラマ画像という。パノラマ画像処理回路４０は、パノラマ画像をフレームメモリ３２に記憶し、このパノラマ画像データが、表示制御部３５を介して表示部１０にスルー画として表示される。スルー画とは、第１及び第２イメージセンサ１４，２３で所定時間間隔で継続的に撮影される画像である。

表示制御部３５は、ＣＰＵ１９の指示に従い、ＯＳＤ信号発生回路４６に対し、シャッタ速度や絞り値、撮影可能枚数、撮影日時、警告メッセージ、グラフィカルユーザインターフェイス（ＧＵＩ）、後述する望遠側の撮像範囲の枠等の文字、記号及び映像情報を表示するための信号を発生させるコマンドを送る。ＯＳＤ信号発生回路４６から出力される信号は、必要に応じて撮像回路２８ａ・２８ｂからの画像信号に混合されて、ＬＣＤなどで構成された表示部１０に供給される。これにより、スルー画像や再生画像に文字等が合成された合成画像が表示される。

立体画像処理回路３４は、操作部９から立体撮影モードが選択された場合、フレームメモリ３２に格納されている第１及び第２画像データを、表示部１０が立体表示を行うための立体画像データに合成する。撮影モード時に表示部１０が電子ビューファインダとして使用される際には、立体画像処理回路３４によって合成された立体画像データが、表示制御部３５を介して表示部１０にスルー画として表示される。

個別画像処理回路４１は、操作部９から２枚同時撮影モードが選択された場合、第１及び第２画像データをそれぞれ独立した個別画像データに構成し、個別画像データは、ＯＳＤ信号発生回路４６から供給された区切り枠の映像などで区別された上、それぞれ表示制御部３５を介して表示部１０にスルー画として表示される。

圧縮伸張処理回路３６は、シャッタボタン５から撮影指示が入力されたことに応じてフレームメモリ３２に記憶された静止画像データ（パノラマ画像データ、立体画像データ、個別画像データ）に対して、ＪＰＥＧ方式等の圧縮形式により圧縮処理を施す。動画撮影モードが選択指示された場合はＭＰＥＧ４などの圧縮形式により圧縮処理を施す。メモリ制御部３７は、圧縮伸張処理回路３６によって圧縮処理された画像データをメモリカード等の記録媒体３８に記録させる。なお、異なる光学系に対応した画像データを１つの画像ファイル内に記録してもよいし、２つ以上の独立した画像ファイルとしてもよい。ただし、２つの独立した画像ファイルの付帯情報（ヘッダ情報、タグ情報その他）には、画像データを撮影した第１撮像部２ａの識別情報（例えば「１」）または第２撮像部２ｂの識別情報（例えば「２」）と撮影日時情報と撮影時に選択されていた撮影モードが記録され、撮影日時情報の同一性によって同時に撮影された２枚の画像の関連づけを行う。

このようにして記録媒体３８に記録された画像データを表示部１０に再生表示する場合、記録媒体３８の各画像データは、メモリ制御部３７によって読み出され、圧縮伸張処理回路３６によって伸張処理が行われる。

読み出された画像データに対応する付帯情報の撮影モードが、パノラマ撮影モードの場合、画像データは、重複領域が重畳された平面のパノラマ画像に変換された後、表示制御部３５を介して表示部１０に再生画像として表示される。

読み出された画像データに対応する付帯情報の撮影モードが、立体撮影モードの場合、画像データは、立体画像処理回路３４によって立体画像データに変換された後、表示制御部３５を介して表示部１０に再生画像として表示される。

読み出された画像データに対応する付帯情報の撮影モードが、２枚同時撮影モードの場合、同一の撮影日時情報がヘッダ情報に記録された２枚の画像ファイルの画像データ（静止画、動画いずれも可）の各々を、表示部１０の同一画面に、撮像光学系の識別情報に対応した位置（２眼の撮像系では左側または右側）に配置した再生画像として表示される。

表示部１０の詳細な構造は図示しないが、表示部１０は、その表面にパララックスバリア表示層を備えている。表示部１０は、立体表示を行う際に、パララックスバリア表示層に光透過部と光遮蔽部とが交互に所定のピッチで並んだパターンからなるパララックスバリアを発生させるとともに、その下層の画像表示面に左右の像を示す短冊状の画像断片を交互に配列して表示することで擬似的な立体視を可能にする。なお、第１撮像部２ａおよび第２撮像部２ｂから得られた平面画像を短冊状の画像断片に再構成してこれらを交互に配列せず、第１撮像部２ａまたは第２撮像部２ｂの一方から得られた右あるいは左の像のみを短冊状の画像断片に再構成してこれらを交互に配列すれば、観者の右目も左目も同一の平面画像を視覚することになる。

ＣＰＵ１９は、カメラ１の全体の動作を統括的に制御する。ＣＰＵ１９には、前述のシャッタボタン５、操作部９のほか、不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ３９が接続されている。ＥＥＰＲＯＭ３９は、各種制御用のプログラムや設定情報などを格納している。ＣＰＵ１９は、このプログラムや設定情報に基づいて各種処理を実行する。

シャッタボタン５は２段押しのスイッチ構造となっている。撮影モード中に、シャッタボタン５が軽く押圧（半押し）されると、ＣＰＵ１９はＡＦ動作及びＡＥ動作を開始し撮影準備処理がなされる。この状態でさらにシャッタボタン５が強く押圧（全押し）されると、ＣＰＵ１９は撮影処理を開始し、１画面分の第１及び第２画像データがフレームメモリ３２から記録媒体３８に転送されて記録される。

ＡＦ動作は、ＣＰＵ１９がレンズモータ１７，２６を制御して第１及び第２フォーカスレンズ１３，２２をそれぞれ所定方向に移動させながら、順次に得られる第１及び第２画像データの各々から評価値算出回路３３が算出したＡＦ評価値の最大値を求めることによりなされる。ＡＥ動作は、ＡＦ動作が完了した後、評価値算出回路３３が算出したＡＥ評価値に基づいて、ＣＰＵ１９がアイリスモータ１８，２７及びＴＧ１８，２７を制御し、第１及び第２絞り１２，２１の開口値（絞り値）、及び第１及び第２イメージセンサ１４，２３の電子シャッタ速度をＥＥＰＲＯＭ３９に予め格納されたプログラム線図に従って設定することによりなされる。

測距部４５は、被写体までの距離を測定し、その測定した距離をＣＰＵ１９に出力する。被写体距離の測定方式は公知のもの、例えば特許文献３〜５に記載されるＴＯＦ、三角測距、ＴＴＬ方式などが採用できる。ただし、測距部４５が測距センサを採用する場合、測距部４５の光軸がクロスポイント（図３参照）に向かうよう、睨み角（測距センサの被写体側に延びる光軸と、撮影光学系の被写体側に延びる光軸との間の角度）を調整する必要がある。

図２はＣＰＵ１９が実行を制御する撮影処理のフローチャートである。この処理をＣＰＵ１９に実行させるプログラムはＥＥＰＲＯＭ３９に記憶されている。この処理は、操作部９から「立体撮影モード」、「パノラマ撮影モード」または「２枚同時撮影モード」の中から「２枚同時撮影モード」が選択されたことに応じて開始する。なお、操作部９から「２枚同時撮影モード」の選択指示が入力された場合、記録する画像データの形式である「静止画」、「動画」または「静止画および動画の両方」を選択させて、選択された形式に対応する記録方式で画像を記録してもよい。

Ｓ１では、第１撮像部２ａの第１ズームレンズ１１を広角側に設定するようモータドライバに指示するとともに、第２撮像部２ｂの第２ズームレンズ２０を望遠側に設定するようモータドライバに指示する。説明の都合上、広角・望遠の設定は上記のようにするが、当然ながら第１撮像部２ａの第１ズームレンズ１１を望遠側に設定し、第２撮像部２ｂの第２ズームレンズ２０を広角側に設定することも可能である。第１撮像部２ａの第１ズームレンズ１１の位置、第２撮像部２ｂの第２ズームレンズ２０の設定位置は操作部９から任意に変更可能であるとする。

Ｓ２では、第１撮像部２ａに対応する撮像回路２８ａで得られた画像データに基づくスルー画（第１スルー画）を表示部１０に表示するよう表示制御部３５を制御する。また、第１撮像部２ａの撮像範囲における相対的な第２撮像部２ｂの撮像範囲を示す映像（ここでは枠とする）をＯＳＤ信号発生回路４６に生成するよう指示し、生成された枠の映像を第１スルー画像に重畳するよう表示制御部３５を制御する。

枠の合成位置と大きさは、被写体までの距離に基づき、以下のように決定する。まず、測距部４５により、カメラ１から被写体までの距離Ｌを測定する。「２枚同時撮影モード」は立体撮影ではないので、距離Ｌの測定対象となる被写体はクロスポイントよりもカメラ１側に近く位置してもよいしそれより遠くでもよい。次に、表示部１０画面上の第１撮像部２ａのスルー画の中心位置から第２撮像部２ｂの撮像範囲を示す枠の中心位置までの距離Ｄを、次の式で決定する（図３、４参照）。

Ｄ＝Ｈ×ｄ／Ｗａ
ｄ＝ＳＢ×（Ｌｘ−Ｌ）／Ｌｘ
Ｗａ≒２×Ｌ×ｔａｎθａ （ただしＬｘ≫ＳＢとする）
また、表示部１０の画面上の第２撮像部２ｂの撮像範囲を示す枠の幅Ｈ’は、次の式で決定する。

Ｈ’＝Ｈ×Ｗｂ／Ｗａ＝Ｈ×ｔａｎθｂ／ｔａｎθａ
（∵Ｗｂ≒２×Ｌ×ｔａｎθｂ、ただしＬｘ≫ＳＢとする）
ここで、Ｈは表示部１０における第１撮像部２ａの撮像範囲を示す映像（第１スルー画）の幅、ＳＢはステレオベース（基線長）、Ｌｘはカメラからクロスポイントまでの距離、θａは第１撮像部２ａの半画角、θｂは第２撮像部２ｂの半画角、Ｗａは距離Ｌにおける第１撮像部２ａの撮像範囲（幅）、Ｗｂは距離Ｌにおける第２撮像部２ｂの撮像範囲（幅）、ｄは距離Ｌにおける光軸Ｌ１〜Ｌ２間の距離を示す。カメラ１に「立体撮影モード」が備わっている場合、Ｌｘは３〜５ｍ程度であるが、「２枚同時撮影モード」は立体撮影を前提としないため、Ｌｘの値は任意である。

そして、決定された距離Ｄ、枠の幅Ｈ’に従って、枠の映像を重畳する。垂直方向は、基本的には視差を持たない（第１撮像部２ａ、第２撮像部２ｂを同じ水平位置に設置する）ので、必要に応じて光軸誤差のみを補正する。

Ｓ３では、シャッタボタン５の半押しに応じてＡＦ・ＡＥ処理を行い、シャッタボタン５の全押しに応じて第１撮像部２ａと第２撮像部２ｂの各光学系で同時に撮影を行い各撮影画像（第１・第２画像データ）を記録する。第１・第２画像データの記録の方式は選択された撮影モードに対応する。

図４（ａ）は第１撮像部２ａおよび撮像回路２８ａから得られた映像に重畳された、相対的な第２撮像部２ｂの撮像範囲を示す枠ＦＲを示し、図４（ｂ）は第２撮像部２ｂの撮像範囲を示す。

第１撮像部２ａの光軸Ｌ１と第２撮像部２ｂの光軸Ｌ２とは輻輳角αをなし、視差が生じるため、第２撮像部２ｂの撮像範囲で捉えられた、クロスポイント以外の位置にある被写体が、第１撮像部２ａの画像に重畳された枠内の被写体と完全にずれなく一致することはない。

図４（ｂ）では、第２撮像部２ｂの撮像範囲で２人の被写体ＳＢ１・ＳＢ２が捉えられているが、図４（ａ）では、被写体ＳＢ１が枠ＦＲからはみだしている。

なお、重畳された枠の内側の映像は、第１撮像部２ａおよび撮像回路２８ａから得られた映像でもよいが（図４）、枠の重畳とともに、あるいは枠の重畳に代えて、第２撮像部２ｂおよび撮像回路２８ｂから得られた映像（第２スルー画）を重畳（はめ込み合成）してもよい（図５）。ＣＰＵ１９は、枠の合成の有無／はめ込み合成の有無を操作部９からの任意の選択操作に応じて切り替えてもよい。

また、枠ＦＲは第２撮像部２ｂの撮像範囲を示す映像の一例にすぎず、ＣＰＵ１９の指示に応じた表示制御部３５やＯＳＤ信号発生回路４６による当該範囲を示す映像効果の付与、例えば範囲内の第１スルー画の白黒化、点滅、格子その他の所定パターンのマスキングを、枠ＦＲの代わりにあるいは枠ＦＲとともに用いてもよい。

図５（ａ）は第１撮像部２ａおよび撮像回路２８ａから得られた映像に重畳された枠ＦＲと枠ＦＲ内に重畳された第２撮像部２ｂの撮像範囲を示し、図５（ｂ）は第２撮像部２ｂの撮像範囲を示す。このようなはめ込み合成映像により、広角側の撮像範囲で撮られた画像と望遠側の撮像範囲で撮られた画像の双方を同時に撮影者が確認できる。なお、ここでいう画像とは、典型的には撮影画角の確認を撮影者に行わせるスルー画（第１スルー画、第２スルー画）であるが、第１スルー画および第２スルー画を、記録媒体３８に記録済みの第１画像データおよび第２画像データで置換することも可能である。これは事後的な撮影画角の確認に役立つ。

なお、図４・５は、第１撮像部２ａ、第２撮像部２ｂを水平にして撮影する「横撮り」を想定しているが、第１撮像部２ａ、第２撮像部２ｂを垂直にして撮影する「縦撮り」でも、ＷａやＷｂを横幅でなく縦（垂直）方向の長さとすれば同様な撮影範囲の表示が可能である。

以上のように、カメラ１の表示部１０は、広角側の撮像光学系の撮像範囲に対する望遠側の撮像光学系の撮像範囲の大きさと相対的位置を被写体までの距離に応じて正確に表示するので、異なる光学系で広角撮影と望遠撮影を同時に行う場合、双方の画角を把握させやすくし、操作性をよくすることができる。

さらに、本発明は、２つ以上の撮像光学系を有するカメラにおいて、異なる任意の２つの光学系のズーム位置が広角側と望遠側に設定される場合に、一般的に適用できる。

２ａ：第１撮像部、２ｂ：第２撮像部、１１：第１ズームレンズ、１３：第１フォーカスレンズ、２０：第２ズームレンズ、２２：第２フォーカスレンズ、２９：モータドライバ、１９：ＣＰＵ、４５：測距部

Claims (10)

1. 第１の光学系および第２の光学系の各々を介して結像した被写体像を撮像素子により光電変換して第１の光学系に対応する画像である第１の画像および第２の光学系に対応する画像である第２の画像を出力可能な撮像部と、
   前記第１の光学系のズーム位置を広角側に設定するとともに、前記第２の光学系のズーム位置を望遠側に設定するズーム調節部と、
   被写体までの距離を測定する測距部と、
   前記測距部の測定した距離に応じて、前記第１の光学系の撮像範囲における前記第２の光学系の相対的な撮像範囲を決定する範囲決定部と、
   前記範囲決定部の決定した前記第２の光学系の相対的な撮像範囲を示す映像を前記第１の第１の光学系の撮像範囲を示す映像に重畳して所定の表示装置に表示するよう制御する制御部と、
   を備える撮像装置。
2. 前記範囲決定部は、前記第１の光学系の撮像範囲を示す映像の中心位置から前記第２の光学系の相対的な撮像範囲を示す映像の中心位置までの距離Ｄを、Ｈは前記第１の光学系の撮像範囲を示す映像の幅、Ｌは前記測距部の測定した距離、ＳＢは基線長、Ｌｘは撮像装置からクロスポイントまでの距離、θａは第１の光学系の半画角、Ｗａは距離Ｌにおける第１の光学系の撮像範囲（幅）、ｄは距離Ｌにおける第１および第２の光学系の光軸間距離であり、Ｌｘ≫ＳＢであるとして
   Ｄ＝Ｈ×ｄ／Ｗａ
   ｄ＝ＳＢ×（Ｌｘ−Ｌ）／Ｌｘ
   Ｗａ≒２×Ｌ×ｔａｎθａ
   により決定する請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記範囲決定部は、前記所定の表示装置の画面上での前記第２の光学系の撮像範囲を示す映像の幅Ｈ’を、θｂは第２の光学系の半画角、Ｗｂは距離Ｌにおける第２の光学系の撮像範囲（幅）であり、Ｌｘ≫ＳＢであるとして
   Ｈ’＝Ｈ×Ｗｂ／Ｗａ＝Ｈ×ｔａｎθｂ／ｔａｎθａ
   により決定する請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記制御部は、前記範囲決定部の決定した前記第２の光学系の相対的な撮像範囲を示す映像を前記第１の画像に重畳して所定の表示装置に表示するよう制御する請求項１〜３のいずれかに記載の撮像装置。
5. 前記制御部は、前記第２の光学系の相対的な撮像範囲を示す映像として前記第２の画像をはめ込み合成するよう制御する請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記第２の画像はスルー画像を含む請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記第１の画像はスルー画像を含む請求項４または５に記載の撮像装置。
8. 前記撮像部の出力した第１の画像および第２の画像を記録可能な記録部を備える請求項１〜７のいずれかに記載の撮像装置。
9. 第１の光学系および第２の光学系の各々を介して結像した被写体像を撮像素子により光電変換して第１の光学系に対応する画像である第１の画像および第２の光学系に対応する画像である第２の画像を出力可能な撮像部と、前記第１の光学系のズーム位置を広角側に設定するとともに、前記第２の光学系のズーム位置を望遠側に設定するズーム調節部と、被写体までの距離を測定する測距部と、を備えた撮像装置が、
   前記測距部の測定した距離に応じて、前記第１の光学系の撮像範囲における前記第２の光学系の相対的な撮像範囲を決定するステップと、
   前記決定した前記第２の光学系の相対的な撮像範囲を示す映像を前記第１の第１の光学系の撮像範囲を示す映像に重畳して所定の表示装置に表示するよう制御するステップと、
   を実行する撮像方法。
10. 請求項９に記載の撮像方法を前記撮像装置に実行させるためのプログラム。

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