JP2012151538A - ３ｄ撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】３Ｄ画像の再生環境によらずに観察者の目の疲労感を軽減する３Ｄ画像を生成可能な３Ｄ撮像装置を提供することを目的とする。
【解決手段】被写体を撮像して第１視点信号を出力する第１撮像手段と、第１撮像手段とは異なる視点から被写体を撮像して第２視点信号を出力する第２撮像手段と、第１視点信号及び第２視点信号の各々から所定の領域を切り出して各々第１切り出し画像信号及び第２切り出し画像信号として出力する切り出し手段と、切り出し手段が第１視点信号及び第２視点信号の各々から切り出す領域の位置を変化させながら複数組の第１切り出し画像信号及び第２切り出し画像信号を出力するように制御する制御手段と、を備える。
【選択図】図６

Description

本発明は、異なる視点から撮像した複数の画像を３Ｄ画像として得る３Ｄ撮像装置に関する。

両眼視差をもって左右の画像を撮影し、撮影した左右の画像を独立して左右の目に投影出来る表示装置に表示することにより、３次元（３Ｄ）画像を再現する手法（以下、３Ｄ視聴と称す）が知られている。左右の画像を取得する方法としては、２台のカメラを横に並べ同期撮影する方法、２つの光学系を基に形成される別視点での被写体像を撮影する方法、１つの光学系による時間差を持った複数回の撮影により、別視点での被写体像を得る方法等が一般的である。

このようにして得られる左右の画像を表示装置に表示させて３Ｄ視聴する際に、左右の画像間の視差を適切に設定して表示させる技術が、特許文献１に開示されている。特許文献１によれば、選択された輻輳角に関する情報に基づいて左右の画像の相対的再生位置（表示する領域の切り出し位置）を制御する。これにより、表示される左右の画像間の視差を調整して適切な視差とすることが出来、観察者の目の疲労感を軽減することが出来るとしている。

特開平８−２１１３３２号公報

しかしながら、このように元の左右の画像から切り出す位置を制御する従来技術においては、元の画像から一部の領域を切り出すことになり、表示装置に表示される画像の画角が元の画像のそれよりも狭くなる（視差調整により見えなくなる範囲がある）。このため、適切な視差に調整したときに撮影者の意図とは大幅に異なる画角となってしまう可能性があるという課題があった。

本発明は上記課題に対し、観察者の目の疲労感を軽減する３Ｄ画像を生成可能な３Ｄ撮像装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明は、被写体を撮像して第１視点信号を出力する第１撮像手段と、第１撮像手段とは異なる視点から被写体を撮像して第２視点信号を出力する第２撮像手段と、第１視点信号及び第２視点信号の各々から所定の領域を切り出して各々第１切り出し画像信号及び第２切り出し画像信号として出力する切り出し手段と、切り出し手段が第１視点信号及び第２視点信号の各々から切り出す領域の位置を変化させながら複数組の第１切り出し画像信号及び第２切り出し画像信号を出力するように制御する制御手段と、を備えた３Ｄ撮像装置である。

上記構成により本発明の３Ｄ撮像装置は、観察者の目の疲労感を軽減する３Ｄ画像を生成可能な３Ｄ撮像装置を提供することが出来る。

本実施の形態におけるデジタルカメラ１の電気的構成を示すブロック図 デジタルカメラ１における撮影動作の概要を説明するためのフローチャート ２Ｄ撮影モードにおける撮影動作を説明するためのフローチャート ３Ｄ撮影モードにおける撮影動作を説明するためのフローチャート 視差ブラケット撮影動作を説明するためのフローチャート 視差ブラケット撮影の概要を示す図 ３Ｄ再生モードの動作を説明するためのフローチャート 画像信号に対する基準切り出し位置を説明するための図

（実施の形態１）
以下、本発明をデジタルカメラに適用した場合の実施の形態１について、図面を参照しながら説明する。
＜１−１．デジタルカメラの構成＞
まずは、デジタルカメラの構成に関して説明する。

図１は、本実施の形態におけるデジタルカメラ１の電気的構成を示すブロック図である。

本実施の形態にかかるデジタルカメラ１の電気的構成について、図１を用いて説明する。デジタルカメラ１は、光学系１１０（ａ）及び１１０（ｂ）、ズームモータ１２０（ａ）及び１２０（ｂ）、ＯＩＳアクチュエータ１３０（ａ）及び１３０（ｂ）、フォーカスモータ１４０（ａ）及び１４０（ｂ）、ＣＣＤイメージセンサ１５０（ａ）及び１５０（ｂ）、画像処理部１６０、メモリ２００、コントローラ２１０、ジャイロセンサ２２０、カードスロット２３０、メモリカード２４０、操作部材２５０、ズームレバー２６０、液晶モニタ２７０、内部メモリ２８０、モード設定ボタン２９０を備える構成となる。

光学系１１０（ａ）は、ズームレンズ１１１（ａ）、ＯＩＳ１１２（ａ）、フォーカスレンズ１１３（ａ）を含む。また、光学系１１０（ｂ）は、ズームレンズ１１１（ｂ）、ＯＩＳ１１２（ｂ）、フォーカスレンズ１１３（ｂ）を含む。なお、光学系１１０（ａ）は、第１視点における被写体像を形成する。また、光学系１１０（ｂ）は、第１視点とは異なる第２視点における被写体像を形成する。

ズームレンズ１１１（ａ）及び１１１（ｂ）の各々は、光学系の光軸に沿って移動することにより、それぞれＣＣＤイメージセンサ１５０（ａ）及び１５０（ｂ）に結像する被写体像を拡大又は縮小可能である。ズームレンズ１１１（ａ）及び１１１（ｂ）は、それぞれズームモータ１２０（ａ）及び１２０（ｂ）によって制御される。

ＯＩＳ１１２（ａ）及び１１２（ｂ）は、それぞれ内部に光軸に垂直な面内で移動可能な補正レンズを有する。ＯＩＳ１１２（ａ）及び１１２（ｂ）は、それぞれデジタルカメラ１のブレを相殺する方向に補正レンズを駆動することにより、被写体像のブレを低減する。補正レンズは、ＯＩＳ１１２（ａ）及び１１２（ｂ）内において最大Ｌだけ中心から移動することが出来る。ＯＩＳ１１２（ａ）及び１１２（ｂ）は、それぞれＯＩＳアクチュエータ１３０（ａ）及び１３０（ｂ）によって制御される。

フォーカスレンズ１１３（ａ）及び１１３（ｂ）は、光学系の光軸に沿って移動することにより、それぞれＣＣＤイメージセンサ１５０（ａ）及び１５０（ｂ）に結像する被写体像のピントを調整する。フォーカスレンズ１１３（ａ）及び１１３（ｂ）は、それぞれフォーカスモータ１４０（ａ）及び１４０（ｂ）によって制御される。

なお、光学系１１０（ａ）及び１１０（ｂ）を総称して単に光学系１１０と記載することがある。ズームレンズ１１１、ＯＩＳ１１２、フォーカスレンズ１１３、ズームモータ１２０、ＯＩＳアクチュエータ１３０、フォーカスモータ１４０、ＣＣＤイメージセンサ１５０についても同様である。

ズームモータ１２０（ａ）及び１２０（ｂ）は、それぞれズームレンズ１１１（ａ）及び１１１（ｂ）を駆動制御する。ズームモータ１２０（ａ）及び１２０（ｂ）は、パルスモータやＤＣモータ、リニアモータ、サーボモータなどで実現してもよい。ズームモータ１２０（ａ）及び１２０（ｂ）は、カム機構やボールネジなどの機構を介してズームレンズ１１１（ａ）及び１１１（ｂ）を駆動するようにしてもよい。また、ズームレンズ１１１（ａ）と、ズームレンズ１１１（ｂ）と、を同じ動作で制御する構成にしても良い。

ＯＩＳアクチュエータ１３０（ａ）及び１３０（ｂ）は、それぞれＯＩＳ１１２（ａ）及び１１２（ｂ）内の補正レンズを光軸と垂直な面内で駆動制御する。ＯＩＳアクチュエータ１３０（ａ）及び１３０（ｂ）は、平面コイルや超音波モータなどで実現出来る。

フォーカスモータ１４０（ａ）及び１４０（ｂ）は、フォーカスレンズ１１３（ａ）及び１１３（ｂ）を駆動制御する。フォーカスモータ１４０（ａ）及び１４０（ｂ）は、パルスモータやＤＣモータ、リニアモータ、サーボモータなどで実現してもよい。フォーカスモータ１４０（ａ）及び１４０（ｂ）は、カム機構やボールネジなどの機構を介してフォーカスレンズ１１３（ａ）及び１１３（ｂ）を駆動するようにしてもよい。

ＣＣＤイメージセンサ１５０（ａ）及び１５０（ｂ）は、それぞれ光学系１１０（ａ）及び１１０（ｂ）で形成された被写体像を撮影して、第１視点信号及び、第２視点信号を生成する。ＣＣＤイメージセンサ１５０（ａ）及び１５０（ｂ）は、露光、転送、電子シャッタなどの各種動作を行う。

画像処理部１６０は、ＣＣＤイメージセンサ１５０（ａ）及び１５０（ｂ）で生成された第１視点信号及び、第２視点信号に対して各種の処理を施す。画像処理部１６０は、第１視点信号及び、第２視点信号に対して処理を施し、液晶モニタ２７０に表示するための画像データ（以下、レビュー画像と称す）を生成したり、メモリカード２４０に格納するための画像信号を生成したりする。例えば、画像処理部１６０は、第１視点信号及び、第２視点信号に対してガンマ補正やホワイトバランス補正、傷補正などの各種画像処理を行う。

また、画像処理部１６０は、コントローラ２１０からの制御信号に基づいて、第１視点信号及び、第２視点信号に対して、例えば、エッジ強調処理等のエンハンス処理を行う。

また、画像処理部１６０は、３Ｄ画像の処理において、第１視点信号及び、第２視点信号に対して切り出し処理を行う。３Ｄ画像の第１視点信号と、第２視点信号の間に垂直方向のずれが存在すると、観察者に違和感を与えてしまうが、垂直方向の切り出し位置を補正することにより、これを軽減することが出来る。また、第１視点信号及び、第２視点信号からの水平方向の切り出し位置を変化させることにより、両視点間の視差を調整出来ることとなり、これによって３Ｄ画像を再生した際の立体感を制御出来る。なお、ここでの立体感とは、３Ｄ画像を視聴した際の被写体像の飛び出し（奥行き）度合いを指す。また、画像処理部１６０が切り出した画像信号を、切り出し前の信号と区別して切り出し画像信号と呼ぶことがある。

さらに、画像処理部１６０は、上記処理された第１視点信号及び、第２視点信号に対して、それぞれＪＰＥＧ規格に準拠した圧縮形式等により画像信号を圧縮する。第１視点信号及び、第２視点信号を圧縮して得られる圧縮画像信号は２つが関連付けられて、メモリカード２４０に記録される。なお、２つが記録される際、ＭＰＯファイルフォーマットを用いて記録されるのが望ましい。また、圧縮する画像信号が動画の場合、Ｈ．２６４／ＭＰＥＧ４ ＡＶＣ等の動画圧縮規格が適用されることになる。また、ＭＰＯファイルフォーマットと、ＪＰＥＧ画像若しくは、ＭＰＥＧ動画と、を同時に記録する構成にしても構わない。

画像処理部１６０は、ＤＳＰやマイコンなどで実現可能である。なお、レビュー画像の解像度（画素数）は、液晶モニタ２７０の画面解像度に設定しても構わないし、ＪＰＥＧ規格に準拠した圧縮形式等により圧縮され形成される画像データの解像度に設定しても構わない。

メモリ２００は、画像処理部１６０及びコントローラ２１０のワークメモリとして機能する。メモリ２００は、例えば、画像処理部１６０で処理された画像信号若しくは、画像処理部１６０で処理される前のＣＣＤイメージセンサ１５０から入力される画像データを一時的に蓄積する。また、メモリ２００は、撮影時における光学系１１０（ａ）及び、１１０（ｂ）、ＣＣＤイメージセンサ１５０（ａ）及び、１５０（ｂ）の撮影条件を一時的に蓄積する。撮影条件とは、被写体距離、画角情報、ＩＳＯ感度、シャッタースピード、ＥＶ値、Ｆ値、レンズ間距離、撮影時刻、ＯＩＳシフト量等を示す。メモリ２００は、例えば、ＤＲＡＭ、強誘電体メモリなどで実現出来る。

内部メモリ２８０は、フラッシュメモリや強誘電体メモリなどで構成される。内部メモリ２８０は、デジタルカメラ１全体を制御するための制御プログラム等を記憶している。

コントローラ２１０は、全体を制御する制御手段である。コントローラ２１０は、ハードウェアのみで構成してもよいし、ハードウェアとソフトウェアとを組み合わせることにより実現してもよい。コントローラ２１０は、マイコンなどで実現出来る。

ジャイロセンサ２２０は、圧電素子等の振動材等で構成される。ジャイロセンサ２２０は、圧電素子等の振動材を一定周波数で振動させコリオリ力による力を電圧に変換して角速度情報を得る。ジャイロセンサ２２０から角速度情報を得、この揺れを相殺する方向にＯＩＳ１１２内の補正レンズを駆動させることにより、使用者によりデジタルカメラ１に与えられる手振れは補正される。なお、ジャイロセンサ２２０は、少なくともピッチ角の角速度情報を計測可能なデバイスであればよい。また、ジャイロセンサ２２０がヨー角の角速度情報を計測可能な場合、デジタルカメラ１の略水平方向に移動した際の回転について考慮することが可能となる。

カードスロット２３０は、メモリカード２４０を着脱可能である。カードスロット２３０は、機械的及び電気的にメモリカード２４０と接続可能である。

メモリカード２４０は、フラッシュメモリや強誘電体メモリなどを内部に含み、データを格納可能である。

操作部材２５０は、使用者からの操作を受け付けるユーザーインターフェースの総称である。例えば、使用者からの操作を受け付ける十字ボタン、決定ボタンやレリーズボタンを備える。レリーズボタンは、使用者の押圧操作を受け付ける。レリーズボタンを半押しした場合、コントローラ２１０を介してＡＦ制御及び、ＡＥ制御を開始する。また、レリーズボタンを全押しした場合、被写体の撮影を行う。

ズームレバー２６０は、使用者からズーム倍率の変更指示を受け付ける部材である。

液晶モニタ２７０は、ＣＣＤイメージセンサ１５０で生成した第１視点信号及び、第２視点信号や、メモリカード２４０から読み出した第１視点信号及び、第２視点信号を２Ｄ表示若しくは、３Ｄ表示可能な表示デバイスである。また、液晶モニタ２７０は、デジタルカメラ１の各種の設定情報を表示可能である。例えば、液晶モニタ２７０は、撮影時における撮影条件である、ＥＶ値、Ｆ値、シャッタースピード、ＩＳＯ感度等を表示可能である。

液晶モニタ２７０は、２Ｄ表示される場合、第１視点信号及び第２視点信号のうちいずれかを選択して表示しても構わないし、第１視点信号と、第２視点信号と、を画面分割して左右もしくは上下に表示しても構わないし、第１視点信号と、第２視点信号と、をライン毎に交互に表示しても構わない。

液晶モニタ２７０は、３Ｄ表示される場合、第１視点信号と、第２視点信号と、をフレームシーケンシャルに表示しても構わないし、第１視点信号と、第２視点信号とをオーバーレイして表示しても構わない。

モード設定ボタン２９０は、デジタルカメラ１で撮影する際の撮影モードを設定するボタンである。「撮影モード」とは、ユーザが想定する撮影シーンを示すものであり、例えば、（１）人物モード、（２）子供モード、（３）ペットモード、（４）マクロモード、（５）風景モードを含む２Ｄ撮影モードと、（６）３Ｄ撮影モードなどがある。なお、（１）〜（５）それぞれに対しての３Ｄ撮影モードを持ってもよい。デジタルカメラ１は、この撮影モードを基に、適切な撮影パラメータを設定して撮影を行う。なお、デジタルカメラ１が撮影モードの自動設定を行うカメラ自動設定モードを含めるようにしてもよい。また、モード設定ボタン２９０は、メモリカード２４０に記録される画像信号の再生モードを設定するボタンでもある。

視差ブラケット設定スイッチ３００は、デジタルカメラ１で上記（６）３Ｄ撮影モードにて３Ｄ撮影する際に、視差ブラケット撮影を行うか否かを設定するスイッチである。視差ブラケットスイッチをＯＦＦにすると、一度の撮影で、一組の第１視点信号と第２視点信号とを撮影し、これから一組の３Ｄ画像を得ることが出来る。視差ブラケットスイッチをＯＮにすると、一度の撮影で、一組の第１視点信号と第２視点信号とを撮影し、これからの水平方向切り出し位置を複数パターン切り替えて切り出す。切り出し位置を複数パターン切り替えることによって、それぞれの切り出し位置に応じた視差を持つ３Ｄ画像を生成出来る。このため、一度の撮影で、異なる立体感を持つ複数の３Ｄ画像を得ることが出来る。なお、本実施の形態のデジタルカメラ１では、水平方向の切り出し位置のブラケット撮影を行うものとし、垂直方向にずれのある３Ｄ画像は観察者に違和感を与えるため、垂直方向の切り出し位置のブラケット撮影は行わない。

なお、ＣＣＤイメージセンサ１５０（ａ）は、第１撮像手段の一例である。ＣＣＤイメージセンサ１５０（ｂ）は、第２撮像手段の一例である。画像処理部１６０は、切り出し手段の一例である。コントローラ２１０は、制御手段の一例である。
＜１−２．画像信号撮影動作＞
以下、デジタルカメラ１における画像信号の撮影動作について説明を行う。

図２は、デジタルカメラ１における画像信号の撮影動作の概要を説明するためのフローチャートである。図３は、２Ｄ撮影モードにおける撮影動作を説明するためのフローチャートである。図４は、３Ｄ撮影モードにおける撮影動作を説明するためのフローチャートである。

（Ｓ２０１）まず、モード設定ボタン２９０が使用者により撮影モードに操作されると、デジタルカメラ１はモード設定ボタン２９０の状態から現在のモードを取得する。

（Ｓ２０２）コントローラ２１０は、取得したモードが２Ｄ撮影モードか、３Ｄ撮影モードかを判定する。取得したモードが２Ｄ撮影モードである場合、ステップＳ３０１に進む。一方、３Ｄ撮影モードである場合、ステップＳ４０１に進む。

（Ｓ３０１）コントローラ２１０は、レリーズボタンが全押しされるまで待機する。

（Ｓ３０２）レリーズボタンが全押しされると、ＣＣＤイメージセンサ１５０（ａ）及び、１５０（ｂ）のうち少なくとも一方の撮像素子は、２Ｄ撮影モードから設定される撮影条件を基に撮影動作を行い、第１視点信号及び、第２視点信号のうち少なくとも一方の画像信号を生成する。

（Ｓ３０３）画像信号が生成されると、画像処理部１６０は、生成された画像信号を、一時的にメモリ２００に蓄積する。また、これらの画像信号に対して、２Ｄ撮影モードに則した各種画像処理を行い、圧縮画像信号を生成する。

（Ｓ３０４）圧縮画像信号が生成されると、コントローラ２１０は、圧縮画像信号をカードスロット２３０に接続されるメモリカード２４０に記録する。なお、第１視点信号の圧縮画像信号と、第２視点信号の圧縮画像信号と、が得られる場合、コントローラ２１０は、２つの圧縮画像信号を、各々ＪＰＥＧファイルフォーマットを用いて、メモリカード２４０に記録する。

（Ｓ４０１）一方、３Ｄ撮影モードが選択された場合、コントローラ２１０は、２Ｄ撮影モードと同様、レリーズボタンが全押しされるまで待機する。

（Ｓ４０２）レリーズボタンが全押しされると、ＣＣＤイメージセンサ１５０（ａ）及び、１５０（ｂ）の撮像素子は、３Ｄ撮影モードから設定される撮影条件を基に撮影動作を行い、第１視点信号及び、第２視点信号を生成する。第１視点信号と、第２視点信号とが生成されると、画像処理部１６０は、生成された２つの画像信号を、一時的に、メモリ２００に蓄積する。

（Ｓ４０３）コントローラ２１０は基準切り出し位置の決定処理を行う。基準切り出し位置決定処理について図８を用いて説明する。

図８は、画像信号に対する基準切り出し位置を説明するための図である。図８に示すように、コントローラ２１０は、第１視点信号９００Ｌの左上端の基準点９０１Ｌ、第２視点信号９００Ｒの左上端の基準点９０１Ｒに対して、第１視点信号用の基準切り出し位置９０２Ｌ、第２視点信号用の基準切り出し位置９０２Ｒを決定する。垂直方向の切り出し位置については、被写体の垂直方向のズレが少なくなるように決定する。垂直方向の切り出し位置決定方法の一例として、輝度マッチング処理によって被写体の垂直方向のズレ量を算出し、そのズレ量に基づいて垂直方向の切り出し位置を決定する方法などがある。また、水平方向の切り出し位置については、デジタルカメラ１の光学系１１０の光学的構成（ステレオベース、輻輳角等）に基づき、適切な立体感が得られるような位置を算出する。

（Ｓ４０４）コントローラ２１０は、視差ブラケット設定スイッチ３００のＯＮ／ＯＦＦを判定する。視差ブラケット設定スイッチ３００がＯＦＦである場合、ステップＳ４０５に進む。一方、視差ブラケット設定スイッチ３００がＯＮである場合、ステップＳ４０７に進む。

（Ｓ４０５）視差ブラケットスイッチがＯＦＦの状態でレリーズボタンが押下された場合、画像処理部１６０は、ステップＳ４０３で決定した基準切り出し位置に基づいて、メモリ２００に蓄積される第１視点信号と、第２視点信号から画像信号を切り出し、それぞれについての圧縮画像信号を生成する。

（Ｓ４０６）圧縮画像信号が生成されると、コントローラ２１０は、２つの圧縮画像信号をカードスロット２３０に接続されるメモリカード２４０に記録する。なお、２つの圧縮画像信号をメモリカード２４０に記録する際、例えばＭＰＯファイルフォーマットを用いて２つの圧縮画像信号を関連付けて記録する。

（Ｓ４０７）視差ブラケットスイッチがＯＮの状態でレリーズボタンが押下された場合の処理について図５を用いて説明する。

図５は、視差ブラケットスイッチがＯＮの状態でレリーズボタンが押下された場合のフローチャートである。

（Ｓ５０１）視差ブラケットスイッチがＯＮの状態でレリーズボタンが押下されると、コントローラ２１０は視差ブラケットパターン決定処理を行う。視差ブラケットパターン決定処理では、コントローラ２１０が視差ブラケットステップ、視差ブラケット画素数をそれぞれ決定する。視差ブラケットステップとは、視差ブラケット撮影を行う際に、基準切り出し位置を何段階変化させて画像を生成するかを表す設定である。

また、視差ブラケット画素数とは、視差ブラケット１ステップあたりの切り出し位置の水平方向の変化量を表し、視差ブラケット撮影を行う際に各ステップ間で、水平方向の切り出し位置を何画素切り替えながら切り出しを行うかを表す設定である。

視差ブラケットステップ及び視差ブラケット画素数は、あらかじめ撮影者が設定出来るようにしてもよいし、デジタルカメラ１として固定の設定であってもよい。

例えば、視差ブラケットステップが±１、視差ブラケット画素数が２０画素である場合、視差ブラケットパターンは、基準切り出し位置に対して水平方向に−２０画素ずらした位置で切り出すパターン（ａ）、基準切り出し位置で切り出すパターン（ｂ）、基準切り出し位置に対して＋２０画素ずらした位置で切り出すパターン（ｃ）の合計３つとなる。本実施の形態では、視差ブラケットパターンは上記の３パターンであるものとして説明する。

以下、ブラケットのパターン毎にステップＳ５０２〜Ｓ５０５の処理を繰り返すことにより、各パターンでの３Ｄ画像を生成し、記録する。

（Ｓ５０２）コントローラ２１０は、視差ブラケットパターンの中から、未撮影のパターンを選択し、その視差ブラケットパターンを内蔵メモリ２８０に保存する。

（Ｓ５０３）コントローラ２１０は、内蔵メモリ２８０から視差ブラケットパターンを取得し、そのパターンと、基準切り出し位置に基づいて視差ブラケット切り出し位置決定処理を行う。視差ブラケット切り出し位置決定処理について、図６を用いて説明する。

図６は視差ブラケットステップが±１、視差ブラケット画素数が２０画素の場合の視差ブラケット切り出し位置決定処理を表す。本実施の形態では、視差ブラケット位置決定処理では、第１視点信号からの切り出し位置は不変とし、第２視点信号からの切り出し位置を変化させることにより、第１視点信号に対する第２視点信号の相対的な位置を変化させて視差を調整するものとする。

図６（ａ）に示されるパターン（ａ）において第１視点信号６００Ｌに対するブラケット切り出し位置ＰＬａのｘ座標をＰＬａｘ、ｙ座標をＰＬａｙとする。同様に、第２視点信号６００Ｒに対するブラケット切り出し位置ＰＲａのｘ座標をＰＲａｘ、ｙ座標をＰＲａｙとする。図６（ｂ）に示されるパターン（ｂ）において第１視点信号６００Ｌに対する基準切り出し位置ＰＬｂのｘ座標をＰＬｂｘ、ｙ座標をＰＬｂｙとする。同様に、第２視点信号６００Ｒに対する基準切り出し位置ＰＲｂのｘ座標をＰＲｂｘ、ｙ座標をＰＲｂｙとする。図６（ｃ）に示されるパターン（ｃ）において第１視点信号６００Ｌに対するブラケット切り出し位置ＰＬｃのｘ座標をＰＬｃｘ、ｙ座標をＰＬｃｙとする。同様に、第２視点信号６００Ｒに対するブラケット切り出し位置ＰＲｃのｘ座標をＰＲｃｘ、ｙ座標をＰＲｃｙとする。

図６（ａ）に示されるパターン（ａ）においては、第２視点信号６００Ｒのブラケット切り出し位置ＰＲａは、第２視点信号６００Ｒの基準切り出し位置ＰＲｂを水平方向にマイナス２０画素変化させた位置で画像信号を切り出す。

図６（ｂ）に示されるパターン（ｂ）においては、第１視点信号６００Ｌからは、基準切り出し位置ＰＬｂから画像信号を切り出す。第２視点信号６００Ｒからは、基準切り出し位置ＰＲｂから画像信号を切り出す。

図６（ｃ）に示されるパターン（ｃ）においては、第２視点信号６００Ｒのブラケット切り出し位置ＰＲｃは、第２視点信号６００Ｒの基準切り出し位置ＰＲｂを水平方向にプラス２０画素変化させた位置で画像信号を切り出す。

このため、第２視点信号の切り出し位置ＰＲａは、ＰＲａｘ＝ＰＲｂｘ−２０、ＰＲａｙ＝ＰＲｂｙとなる。なお、第１視点信号の切り出し位置ＰＬａは基準切り出し位置ＰＬｂと同じ、すなわちＰＬａｘ＝ＰＬｂｘ、ＰＬａｙ＝ＰＬｂｙとなる。

これによって切り出した３Ｄ画像は、基準切り出し位置で切り出した３Ｄ画像と比べて、第２視点信号上の被写体の位置が右寄りになる。このため、基準切り出し位置で切り出した場合と比べて被写体がより奥側に位置するように見える。

また、第２視点信号の切り出し位置ＰＲｃは、ＰＲｃｘ＝ＰＲｂｘ＋２０、ＰＲｃｙ＝ＰＲｂｙとなる。なお、第１視点信号の切り出し位置ＰＬｃは基準切り出し位置ＰＬｂと同じ、すなわちＰＬｃｘ＝ＰＬｂｘ、ＰＬｃｙ＝ＰＬｂｙとなる。

これによって切り出した３Ｄ画像は、基準切り出し位置で切り出した３Ｄ画像と比べて、第２視点信号上の被写体の位置が左寄りになる。このため、基準切り出し位置で切り出した場合と比べて被写体がより手前側に位置するように見える。

例えばステップＳ５０２においては、コントローラ２１０がまず視差ブラケットパターンとしてパターン（ａ）を内蔵メモリ２８０に記憶する。次にＳ５０３において、コントローラ２１０はパターン（ａ）に相当する切り出し位置ＰＲａ及びＰＬａを求める。

（Ｓ５０４）画像処理部１６０は、ステップＳ５０３で決定した視差ブラケット切り出し位置に基づいて、メモリ２００に蓄積される第１視点信号と、第２視点信号から画像信号を切り出し、それぞれについての圧縮画像信号を生成する。

（Ｓ５０５）圧縮画像信号が生成されると、コントローラ２１０は、２つの圧縮画像信号をカードスロット２３０に接続されるメモリカード２４０に記録する。なお、２つの圧縮画像信号をメモリカード２４０に記録する際、例えばＭＰＯファイルフォーマットを用いて２つの圧縮画像信号を関連付けて記録する。

（Ｓ５０６）コントローラ２１０は、ステップＳ５０１で決定した視差ブラケットパターンの中に、まだ撮影していないパターンが存在するかどうかを判定する。未撮影のパターンが存在する場合は、ステップＳ５０２の視差ブラケット設定更新処理を行う。未撮影のパターンが存在しない場合は処理を終了する。

以上の処理により、３つの視差ブラケットパターンによる切り出し処理を行い、３組の３Ｄ画像信号がメモリカード２４０に記録される。
＜１−３．画像信号再生動作＞
以下、デジタルカメラ１における圧縮画像信号の再生動作について説明を行う。ここでは、３Ｄ画像として記録された圧縮画像信号の再生動作についてのみ説明する。

図７は、デジタルカメラ１における圧縮画像信号の再生動作を説明するためのフローチャートである。

（Ｓ９０１）まず、モード設定ボタン２９０が使用者により再生モードに操作されると、デジタルカメラ１は再生モードに移行する。

（Ｓ９０２）再生モードが選択されると、コントローラ２１０は、メモリカード２４０から画像信号のサムネイル画像を読出し若しくは、当該画像信号を基にサムネイル画像を生成し、液晶モニタ２７０に表示する。ここで、視差ブラケット撮影により記録された複数の画像があれば、それらに対応するサムネイル画像が各々表示される。使用者は、液晶モニタ２７０に表示されるサムネイル画像を基に、実際に表示を行う画像信号の選択を行う。

（Ｓ９０３）使用者が特定の画像信号を選択した場合、コントローラ２１０は、選択した画像信号にかかる圧縮画像信号をメモリカード２４０から読み出す。

（Ｓ９０４）メモリカード２４０から圧縮画像信号を読み出すと、コントローラ２１０は、読出した圧縮画像信号を一旦、メモリ２００に記録する。

（Ｓ９０５）画像処理部１６０は、３Ｄ用画像処理を行う。具体的に、画像処理部１６０は、圧縮画像信号の復号化処理を行う。なお、画像処理部１６０は、例えば、シャープネス処理や、輪郭強調処理等の画像処理を行っても構わない。

（Ｓ９０６）コントローラ２１０は、復号化処理された、第１視点信号と、第２視点信号とを、液晶モニタ２７０に３Ｄ表示を行う。ここで、３Ｄ表示とは視聴者が画像信号を３Ｄ画像信号として視認出来るように液晶モニタ２７０に表示を行う表示形式である。３Ｄ表示方法としては、第１視点信号と、第２視点信号とをフレームシーケンシャル方式で液晶モニタ２７０に表示する方法がある。

視差ブラケット撮影により記録された複数の画像があれば、使用者がそれらについて順に選択して表示させると、同じ絵柄で立体感が異なる画像が表示される。使用者は、これらの画像を確認することで、好みの立体感を持つ画像、最も疲労感が少ない画像（見やすい画像）等を選択することが出来る。
＜１−４．再生時に切り出し処理を行う方式に対する、本発明の利点＞
３Ｄ画像を表示装置に表示させて３Ｄ視聴する際に、左右の画像間の視差を調節可能な技術がある。このような技術は、一度ＭＰＯなどの形式で記録した３Ｄ画像に対して、切り出し処理を行って表示部分を変化させることによって視差を調整している。このように、再生時の視差調整機能では、記録された画像の一部分を切り出して３Ｄ表示するため、使用者が撮影時に意図した画角での３Ｄ表示が出来ない。これに対して、本発明では撮影時に視差パターンを複数用意し、それに基づいて複数枚の画像を記録するため、異なる立体感をもつ３Ｄ画像を使用者の意図した画角で得ることが出来る。

また、再生時に視差調整を行うためには、表示装置が上記のような視差調整機能を備えることが必要となるが、本発明を用いれば、視差調整機能を持たない表示装置を用いた場合でも、異なる立体感をもつ３Ｄ画像を得ることが出来る。
＜１−５．まとめ＞
本実施の形態のデジタルカメラ１は、被写体を撮像して第１視点信号を出力するＣＣＤイメージセンサ１５０（ａ）と、ＣＣＤイメージセンサ１５０（ａ）とは異なる視点から被写体を撮像して第２視点信号を出力するＣＣＤイメージセンサ１５０（ｂ）と、第１視点信号及び第２視点信号の各々から所定の領域を切り出して各々第１切り出し画像信号及び第２切り出し画像信号として出力する画像処理部１６０と、画像処理部１６０が第１視点信号及び第２視点信号の各々から切り出す領域の位置を変化させながら複数組の第１切り出し画像信号及び第２切り出し画像信号を出力するように制御するコントローラ２１０と、を備える。

この構成により、同一の被写体に対して、異なる立体感を持つ３Ｄ画像を１度の撮影で得ることが出来る。したがって、観察者の目の疲労感を軽減することが出来る３Ｄ撮像装置を提供することが出来る。

また、本実施の形態のデジタルカメラ１において、コントローラ２１０は、画像処理部１６０が第１視点信号及び第２視点信号の各々から切り出す領域の水平位置を変化させながら複数組の第１切り出し画像信号及び第２切り出し画像信号を出力するように制御する。

この構成により、同一の被写体に対して、異なる立体感を持つ３Ｄ画像を１度の撮影で得ることが出来る。したがって、観察者の目の疲労感を軽減することが出来る３Ｄ撮像装置を提供することが出来る。

また、本実施の形態のデジタルカメラ１において、画像処理部１６０が切り出す複数組の第１切り出し画像信号及び第２切り出し画像信号の各々を、コントローラ２１０がメモリカード２４０に記録する。

この構成により、同一の被写体に対して、異なる立体感を持つ３Ｄ画像を１度の撮影で得て、記録媒体に記録することが出来る。したがって、記録された画像信号をＰＣやテレビ等の外部表示装置に転送、または読み込ませることで、それらに表示させることが出来る。そして、異なる視差で記録された複数の画像信号から使用者が好みの画像を選択して表示させることが出来るため、観察者の目の疲労感を軽減することが出来る３Ｄ撮像装置を提供することが出来る。
＜２．その他の実施形態＞
上記実施の形態では、視差ブラケット位置決定処理において、第１視点信号からの切り出し位置は不変とし、第２視点信号からの切り出し位置を変化させるものとした。しかしながら、第１視点信号に対する第２視点信号の相対的な位置を変化させて視差を調整するのであれば、他の調整方法であってもよい。例えば、第２視点信号からの切り出し位置は不変とし、第１視点信号からの切り出し位置を変化させてもよい。また、第１視点信号及び第２視点信号の両方の切り出し位置を変化させてもよい。

上記実施の形態では、視差ブラケット撮影において、視差ブラケットパターンを視差ブラケットステップが±１、視差ブラケット画素数が２０画素の３パターンとした。しかしながら、これらは他のステップ数、画素数であってもよいし、ユーザが複数組の設定から選択、もしくは任意に設定可能としてもよい。

上記実施の形態では、視差ブラケット撮影において基準切り出し位置が複数のブラケットパターンのうちの中央位置となるように他のブラケットパターンを決定したが、これには限らない。例えば基準切り出し位置が複数のブラケットパターンのうち最も左端の位置となる（図６において切り出し位置ＰＬａ及びＰＲａが基準切り出し位置に相当）ようにしてもよい。

上記実施の形態では、ブラケット撮影として水平方向の切り出し位置を変化させながら切り出して複数の切り出し画像信号を得ることで、複数の視差を持つ画像信号を得る構成を説明したが、垂直方向の切り出し位置を変化させながら切り出して複数の切り出し画像信号を得ることも考えられる。さらにこの場合、第１画像信号及び第２画像信号における切り出し位置を相対的に変化させると、垂直方向のずれ量が異なる複数の画像信号が得られる。したがって、使用者がこのうちでもっとも垂直方向のずれ量が少ない画像信号を選ぶことで、疲労感の少ない画像信号を得ることが出来る。一方、第１画像信号及び第２画像信号における切り出し位置の相対的な位置関係を変化させないようにすると、垂直方向の画角が異なる複数の画像信号が得られる。したがって、使用者がこのうちで好みの画像信号を選ぶことが出来る。

また、上記実施の形態で説明したデジタルカメラにおいて、各ブロックは、ＬＳＩなどの半導体装置により個別に１チップ化されても良いし、一部又は全部を含むように１チップ化されても良い。

また、上記実施の形態の各処理をハードウェアにより実現してもよいし、ソフトウェアにより実現してもよい。さらに、ソフトウェア及びハードウェアの混在処理により実現しても良い。なお、上記実施形態に係るデジタルカメラをハードウェアにより実現する場合、各処理を行うためのタイミング調整を行う必要があるのは言うまでもない。上記実施形態においては、説明便宜のため、実際のハードウェア設計で生じる各種信号のタイミング調整の詳細については省略している。

また、上記実施の形態における処理方法の実行順序は、必ずしも、上記実施形態の記載に制限されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、実行順序を入れ替えることが出来るものである。

なお、本発明の具体的な構成は、前述の実施の形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更及び修正が可能である。

本発明の３Ｄ撮像装置は、観察者の目の疲労感を軽減する３Ｄ画像を生成可能な３Ｄ撮像装置を提供することが出来るため、３Ｄ撮像が可能なデジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯機器等にも適用可能である。

１１０（ａ）、１１０（ｂ） 光学系
１２０（ａ）、１２０（ｂ） ズームモータ
１３０（ａ）、１３０（ｂ） ＯＩＳアクチュエータ
１４０（ａ）、１４０（ｂ） フォーカスモータ
１５０（ａ）、１５０（ｂ） ＣＣＤイメージセンサ
１６０ 画像処理部
２００ メモリ
２１０ コントローラ
２２０ ジャイロセンサ
２３０ カードスロット
２４０ メモリカード
２５０ 操作部材
２６０ ズームレバー
２７０ 液晶モニタ
２８０ 内部メモリ
２９０ モード設定ボタン
３００ 視差ブラケット設定スイッチ

Claims (3)

1. 被写体を撮像して第１視点信号を出力する第１撮像手段と、
   前記第１撮像手段とは異なる視点から前記被写体を撮像して第２視点信号を出力する第２撮像手段と、
   前記第１視点信号及び前記第２視点信号の各々から所定の領域を切り出して各々第１切り出し画像信号及び第２切り出し画像信号として出力する切り出し手段と、
   前記切り出し手段が前記第１視点信号及び前記第２視点信号の各々から切り出す領域の位置を変化させながら複数組の前記第１切り出し画像信号及び前記第２切り出し画像信号を出力するように制御する制御手段と、
   を備えた３Ｄ撮像装置。
2. 前記制御手段は、前記切り出し手段が前記第１視点信号及び前記第２視点信号の各々から切り出す領域の水平位置を変化させながら複数組の前記第１切り出し画像信号及び前記第２切り出し画像信号を出力するように制御する、
   請求項１記載の３Ｄ撮像装置。
3. 前記切り出し手段が切り出す複数組の前記第１切り出し画像信号及び前記第２切り出し画像信号の各々を記録媒体に記録する記録手段をさらに備えた請求項１及び２のいずれかに記載の３Ｄ撮像装置。

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