JP2012222471A - 多眼撮像装置および多眼撮像方法、携帯情報端末装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像部を複数持つサブカメラ部を、ユーザ側から見て正面と背面に移動可能となるよう実装して立体映像を自分撮りと風景撮り共に撮影でき、背面のメインカメラ部の撮像部を複数持つ場合に比べて全体の画素数を減らしかつ、立体画像を撮影する際に使用しない画素をも少なくできて、装置の小型化およびコスト低減、低消費電力化を図る。
【解決手段】筐体２の背面側に設けられたメインカメラ部３と、筐体２の背面とは反対側の正面に配置されて少なくとも二つの撮像部４１，４３により立体視画像または／および位相差ＡＦ用画像を撮影可能とするサブカメラ部４とを有し、メインカメラ部３とサブカメラ部４は互いに回動可能に連結しておりメインカメラ部３がある背面側にサブカメラ部４を移動可能に構成し、位相差ＡＦ用画像からメインカメラ部３の焦点距離を得ている。
【選択図】図１

Description

本発明は、立体視を含む動画や静止画の映像・画像を生成可能とする多眼撮像装置および多眼撮像方法、この多眼撮像装置を撮像部に用いた例えばデジタルカメラやカメラ付き携帯電話装置などの携帯情報端末装置に関する。

この種の従来の多眼撮像装置は、特に、二つ以上の光学系から取得される画像信号を合成して３Ｄ画像として撮像するデジタルカメラなどに用いられ、この多眼撮像装置を撮像部に用いたカメラ付き携帯電話装置などの撮影機能付き携帯情報端末装置などに用いられる。この場合、「デジタルカメラ」とは、静止画を撮像するデジタルスチルカメラと、静止画および動画を撮像するデジタルビデオカメラを含むものとする。

複数の撮像部を持つ多眼撮像装置として、例えば３Ｄ（３次元）撮影やパノラマ撮影が可能な種々の多眼撮像装置が提案されている。

特許文献１では、携帯情報端末装置に追加された撮像機能において、画像表示部の両脇に１対のカメラ（撮像部）を搭載し、複数の方向から通話者の画像を撮影することによって立体画像の撮像を行うものが提供されている。

図４（ａ）〜図４（ｄ）は、特許文献１に開示されている従来の多眼撮像装置を用いた折り畳み型携帯電話機の外観図である。

図４（ａ）において、 従来の折り畳み型携帯電話機１００は、操作部１０１を有する下側ユニット１０２と、表示部１０３を有する上側ユニット１０４と、下側ユニット１０２と上側ユニット１０４とを開閉自在に結合するヒンジ部１０５とを有している。上側ユニット１０４は、表示部１０３を含む表示ユニット１０６と、その背面の支持部ユニット１０７と、図示しない回転／スライド機構とを有する。表示ユニット１０６は表示部１０３を配設する表示画面を持っている。表示部ユニット１０６に両端縁部に配置された一対の正面カメラ部１０８ａ、１０８ｂは、表示部１０３が縦長状態にある場合には、表示部１０３の上下両端縁部に位置し、表示部ユニット１０６を回転／スライド機構を用いて回転・スライドすることによって、図４（ｂ）に示すように表示部１０３が横長状態となった場合には表示部１０３が左右水平に位置し、一対の正面カメラ部１０８ａ、１０８ｂも、左右両端縁部に位置する。

要するに、図４（ａ）に示すように、表示部１０３が縦長状態であったのを、回転／スライド機構によって表示部ユニット１０４を反時計回りＣＣＷに略９０度回転して下方にスライドさせることにより、図４（ｂ）に示すように、表示部１０３を横長状態にすることができる。また、図４（ａ）に示すように、表示部１０３が縦長状態であったのを、回転／スライド機構によって表示部ユニット１０４を時計回りＣＷに略９０度回転して下方にスライドさせることにより、図４（ｃ）に示すように、表示部１０３を横長位置にすることができる。この時計回りＣＷの場合には反時計回りＣＣＷの場合に比べて、一対の正面カメラ部１０８ａ、１０８ｂの位置が下側になっている。また、表示部１０３を縦長状態から横長状態にする場合、表示部ユニット１０４を回転するだけでなくスライドをもしているので、表示部１０３が横長状態においてコンパクトにでき、見栄えが良いという利点がある。さらに、表示部ユニット１０４の背面には、図４（ｄ）に示すように、背面カメラ部１０９が配設されている。また、支持部ユニット１０７にも小形の副表示器１１０が設けられている。

また、特許文献２には、主レンズと第１の撮像素子からなる第１の撮像手段と、第１の撮像素子より有効画素数の少ない第２および第３の撮像素子からなる第２および第３の撮像手段とを備え、第２および第３の撮像手段により撮像した画像を参照することにより、第１の撮像手段の画像の深度情報を得ることを特徴構成とする多眼撮像装置としての三眼のカメラが提案されている。

図５は、特許文献２に開示されている従来の多眼撮像装置を用いた電子三眼カメラ装置の要部構成図である。

図５において、従来の電子３眼カメラ装置としての３眼式のデジタルカメラ２００は、主カメラに搭載された第１の撮像素子２０１と主レンズ２０２が光軸Ｃ１に沿って配置されている。また、２つの焦点距離、画角、口径が等価な副カメラに搭載された第２の撮像素子２０３、２０４と副レンズ２０５、２０６が設けられ、第２の撮像素子２０３と副レンズ２０５が光軸Ｃ２に沿って配置されていると共に、第３の撮像素子２０４と副レンズ２０６が光軸Ｃ３に沿って配置されている。上記した主レンズ２０２と第１の撮像素子２０１とは第１の撮像手段を構成し、上記した副レンズ２０５と第２の撮像素子２０３とは第２の撮像手段を構成し、上記した副レンズ２０６と第３の撮像素子２０４とは第３の撮像手段を構成している。

このように、高精細な画像を撮像する撮像素子２０１および主レンズ２０２の他に、画像の深度情報を計測するための等価な２つの撮像素子２０３，２０４および副レンズ２０５，２０６を別に備えている。

撮像素子２０１は高精細な画像を取り込むため、最低でもＳＶＧＡの表示が可能な８１万画素であり、好ましくは２００万画素以上である。撮像素子２０３，２０４は画像深度情報の計測に用いるために撮像素子２０１よりも画素数が小さいものを用いる。画素数が小さいと受光面積が小さくてもよいという利点がある。例えば３５万画素のＣＣＤは、１／４から１／６インチで十分であり、焦点距離も口径も小さくできる。よってＣＣＤのみならず、光学系も小さくできて、極めて安価なカメラとなる。上記した副レンズ２０５，２０６は従来のＡＦ（自動焦点）用のレンズ系を採用してもよい。

また、この３眼式のデジタルカメラ２００は、基本構成として記録装置２０７、制御回路２０８、操作部２０９およびフラッシュ系２１０を備えている。

記録装置２０７は脱着可能でもよい。制御回路２０８は上記第２の撮像手段の撮像した画像と上記第３の撮像手段の撮像した画像とを参照することにより、上記第１の撮像手段の撮像した画像の深度情報を得る深度検出手段としての機能を有している。

上記したように、撮像素子２０１により撮像した画像の深度情報を、それよりも有効画素数の少ない２つの撮像素子２０３，２０４により撮像した画像を参照して得るようにしたので、低コストで高品質の物体分離および３次元的な画像情報を取得可能な電子３眼カメラ装置２００を提供することができる。

次に、撮像手段を有する従来の携帯端末装置において、ユーザ側の正面に自分撮り用の１つの撮像手段、この正面の撮像素子よりも有効画素数が多い撮像素子を、ユーザ側とは背面に二つ使用しており、立体映像はこの背面の二つ撮像手段を利用している。これを図６に示している。

また、近年、撮像手段を有する携帯端末装置は、自動でピントを合わせるオートフォーカス機能（以下「ＡＦ機能」とする）が搭載されている。通常は、装置の小型化のためにコントラストＡＦ方式が採用されている。このコントラストＡＦ方式は、撮像素子に映った映像を元に、レンズを動かしながら明暗差（コントラスト）が大きなところを探してピントを合わせる方式である。

図６は、従来の多眼撮像装置を用いた従来の携帯情報端末装置の要部構成例を示すブロック図である。

図６において、従来の携帯情報端末装置３００は、ユーザ側の正面に１つの撮像手段としての自分撮り用のサブカメラ部３０１と、ユーザ側の正面のサブカメラ部３０１における撮像素子より有効画素数が多い撮像素子を、ユーザ側の正面とは反対側の背面に２つ有して立体映像を撮影するための撮像手段としてのメインカメラ部３０２と、サブカメラ部３０１およびメインカメラ部３０２からの画像信号に対して所定の信号処理を行う信号処理部３０３と、信号処理部３０３からの画像信号を用いてサブカメラ部３０１およびメインカメラ部３０２の駆動を制御するシステムコントロール部３０４と、信号処理部３０３からの画像信号に基づいて表示画面上に表示を行う表示装置３０５とを備えている。

自分撮り用のサブカメラ部３０１は、レンズ、撮像素子およびＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤＣなどが設けられた撮像部３１１と、撮像部３１１に対してレンズを自動焦点駆動すると共に、撮像素子を駆動して撮像信号を読み出すレンズ駆動／撮像素子駆動部３１２とを有している。

立体映像用のメインカメラ部３０２は、レンズ、撮像素子およびＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤＣなどが設けられた第１の撮像部３１３と、第１の撮像部３１３に対してレンズを自動焦点駆動すると共に、撮像素子を駆動して撮像信号を読み出す第１のレンズ駆動／撮像素子駆動部３１４と、レンズ、撮像素子およびＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤＣなどが設けられた第２の撮像部３１５と、第２の撮像部３１５に対してレンズを自動焦点駆動すると共に、撮像素子を駆動して撮像信号を読み出す第２のレンズ駆動／撮像素子駆動部３１６と、第１の撮像部３１３および第２の撮像部３１５からの左右の各画像信号が入力されてフレーム毎に３Ｄ合成されるメモリ及び３Ｄ合成部３１７とを有している。

特開２００３−３１９０４３号公報 特開２０００−１１２０１９号公報

しかしながら、特許文献１に開示されている従来の多眼撮像装置を用いた折り畳み型携帯電話機１００では、立体映像の撮影機能は、ユーザ側に設けられた一対の正面カメラ部１０８ａ、１０８ｂを用いた自分撮りでしか使用することができない。ユーザが写したい通常の撮影、例えば風景などを立体映像として撮影することができない。

また、特許文献２に記載の３眼式のデジタルカメラ２００では、複数の撮像素子がそれぞれカメラ本体の同一面上に並列配置されており、通常の撮影と深度測定以外の利用方法がない。つまり、ユーザが写したい通常の撮影、例えば風景などを立体映像として撮影することができない。

さらに、図６に示される従来の多眼撮像装置３００のように、立体視映像と２次元映像に用いるためにメインカメラ部３０２が二つあって背面側の撮像素子の有効画素数が大きいと、立体視映像の撮影時には規格サイズ（例えば２０７万画素）が小さく規格サイズ外の画素は無駄になってしまう。立体視映像と２次元映像に用いるメインカメラ部３０２の画素数は大きいものでは１０００万画素を超えるものもあり、立体視映像の撮影時には多くの画素が無駄になってしまう。一方、自分撮り用のサブカメラ部３０１は３０万画素程度である。

本発明は、上記従来の問題を解決するもので、ユーザ側から見て正面と背面に、メインカメラ部よりも画素数が圧倒的に少ない撮像部を複数持つサブカメラ部を移動して立体映像を自分撮りと風景撮り共に撮影でき、背面のメインカメラ部の撮像部を複数持つ場合に比べてより全体の画素数を減らしかつ、立体画像を撮影する際に使用しない画素をも少なくできて、装置の小型化およびコスト低減、低消費電力化を図ることができる多眼撮像装置および多眼撮像方法、この多眼撮像装置を撮像部に用いた例えばデジタルカメラやカメラ付き携帯電話装置などの携帯情報端末装置を提供することを目的とする。

本発明の多眼撮像装置は、筐体の背面側に設けられ２次元画像を撮影する第１の撮影手段と、該筐体の背面とは反対側の正面に配置されて少なくとも二つの撮像素子により立体視画像を撮影可能とする第２の撮影手段とを有し、該第１の撮影手段がある背面側に対して該第２の撮影手段が該正面と該背面との間で移動可能に構成されているものであり、そのことにより上記目的が達成される。

また、好ましくは、本発明の多眼撮像装置において、前記第１の撮影手段と前記第２の撮影手段は互いに回動可能とされている。

さらに、好ましくは、本発明の多眼撮像装置において、前記第１の撮影手段がある背面側に前記第２の撮影手段を移動した場合に、該第２の撮影手段が撮像した位相差ＡＦ用画像から求めた位相差に基づいて該第１の撮影手段の撮影時の光学レンズの駆動に用いられている。

さらに、好ましくは、本発明の多眼撮像装置において、前記第１の撮影手段の背面側に前記第２の撮影手段を移動した場合に、該第２の撮影手段は、前記二つの撮像素子からの各画像信号を用いて、該第１の撮影手段の自動焦点駆動用の位相差を検出する位相差検出部を更に有する。

さらに、好ましくは、本発明の多眼撮像装置において、前記第２の撮影手段は、前記第１の撮影手段よりも画素数が少なく構成されている。

さらに、好ましくは、本発明の多眼撮像装置における第２の撮影手段は、前記二つの撮像素子からの各画像信号を３Ｄ合成して立体視画像を得る立体画像生成記憶部を更に有する。

さらに、好ましくは、本発明の多眼撮像装置における第２の撮影手段は、前記二つの撮像素子のうちのいずれかを自分撮り用に用いる。

さらに、好ましくは、本発明の多眼撮像装置における自分撮り用に用いる撮像素子以外の撮像素子に対して電力供給を遮断する電力供給遮断手段をさらに有する。

さらに、好ましくは、本発明の多眼撮像装置における第２の撮影手段は、平面または立体動画を撮影しながら前記第１の撮影手段は静止画を撮影する。

さらに、好ましくは、本発明の多眼撮像装置において、前記第１の撮影手段および前記第２の撮影手段の撮像動作および信号読み出し動作を駆動制御するシステムコントロール部を更に有する。

さらに、好ましくは、本発明の多眼撮像装置におけるシステムコントロール部に対して、自分撮像モード、立体視撮像モードおよび位相差ＡＦモードの入力指令を行う操作部を更に有する。

さらに、好ましくは、本発明の多眼撮像装置において、前記第１の撮影手段および前記第２の撮影手段の少なくともいずれかからの画像信号は、動画データおよび静止画データのうちの少なくともいずれかである。例えば、第１の撮影手段および前記第２の撮影手段の少なくともいずれかからの画像信号は、動画データおよび静止画データである。

本発明の携帯情報端末装置は、本発明の上記多眼撮像装置を撮像部に用いたものであり、そのことにより上記目的が達成される。

また、好ましくは、本発明の携帯情報端末装置において、前記第１の撮影手段および前記第２の撮影手段の少なくともいずれかからの画像信号を表示用に所定の信号処理をした後の画像信号に基づいて表示画面上に表示を行う表示装置を有する。

さらに、好ましくは、本発明の携帯情報端末装置において、前記第１の撮影手段および前記第２の撮影手段の少なくともいずれかからの画像信号を記録用に所定の信号処理した後の画像信号を記録可能とするメモリ部を有する。

さらに、好ましくは、本発明の携帯情報端末装置において、前記第１の撮影手段および前記第２の撮影手段の少なくともいずれかからの画像信号を通信用に所定の信号処理をした後の画像信号を通信処理可能とする通信部を有する。

本発明の多眼撮像方法は、第１の撮影手段が背面側に設けられた筐体下部に対して、該筐体下部の背面とは反対側の筐体上部の正面に配置されて少なくとも二つの撮像素子により立体画像を撮影可能とする第２の撮影手段を該筐体上部と共に回動させて該第１の撮影手段がある背面側に該第２の撮影手段を移動し、該第２の撮影手段の二つの撮像素子からの各画像信号を位相差検出部に入力して、該位相差検出部が当該各画像信号から位相差を検出し、検出した位相差から該第１の撮影手段の焦点距離を求め、求めた焦点距離に対応する位置に該第１の撮影手段の光学レンズを移動させるものであり、そのことにより上記目的が達成される。

上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。

本発明においては、筐体の背面側に設けられ２次元画像を撮影する第１の撮影手段と、該筐体の背面とは反対側の正面に配置されて少なくとも二つの撮像素子により立体視画像を撮影可能とする第２の撮影手段とを有し、該第１の撮影手段がある背面側に対して該第２の撮影手段が該正面と該背面との間で移動可能に構成されている。

このように、ユーザ側から見て正面と背面に、撮像部を複数持つサブカメラ部を移動して立体映像を自分撮りと風景撮り共に撮影でき、背面のメインカメラ部の撮像部を複数持つ場合に比べてより全体の画素数が減らしかつ、立体画像を撮影する際に使用しない画素をも少なくできて、装置の小型化およびコスト低減、低消費電力化を図ることが可能となる。

また、従来において、オートフォーカス機能について、コントラストＡＦ方式は撮像素子とＡＦ用センサを兼用できるが、ピント検出に時間がかかり過ぎるという問題があった。

本発明においては、前記第１の撮影手段がある背面側に前記第２の撮影手段を移動した場合に、該第２の撮影手段が撮像した位相差ＡＦ用画像から求めた該第１の撮影手段の焦点距離が該第１の撮影手段の撮影時の光学レンズの駆動に用いられている。

これによって、位相差ＡＦ用画像から求めた位相差から焦点距離を測定してメインカメラの光学レンズを焦点位置に素早く駆動させるため、より短時間で焦点を合わせることが可能となる。

以上により、本発明によれば、ユーザ側から見て正面と背面に、撮像部を複数持つサブカメラ部を移動できるため、立体映像を自分撮りと風景撮り共に撮影でき、背面のメインカメラ部の撮像部を複数持つ場合に比べてより全体の画素数が減らしかつ、立体画像を撮影する際に使用しない画素をも少なくできて、装置の小型化およびコスト低減、低消費電力化を図ることができる。

また、位相差ＡＦ用画像から求めた位相差から焦点距離を測定してメインカメラの光学レンズを焦点位置に素早く駆動させるため、より短時間で焦点を合わせることができる。

本発明の多眼撮像装置を撮像部に用いた携帯情報端末装置の実施形態における要部構成例を模式的に示す外観図であって、（ａ）は携帯情報端末装置の正面図、（ｂ）はその携帯情報端末装置の背面図である。 図１のサブカメラ部分をメインカメラ部側に回転したときの携帯情報端末装置の背面図である。 図１の携帯情報端末装置１の実施形態の要部構成例を示すブロック図である。 （ａ）〜（ｄ）は、特許文献１に開示されている従来の多眼撮像装置を用いた折り畳み型携帯電話機の外観図である。 特許文献２に開示されている従来の多眼撮像装置を用いた電子三眼カメラ装置の要部構成図である。 従来の多眼撮像装置を用いた従来の携帯情報端末装置の要部構成例を示すブロック図である。

以下に、本発明の多眼撮像装置を撮像部に用いた例えばデジタルカメラやカメラ付き携帯電話装置などの携帯情報端末装置の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図における構成部材のそれぞれの厚みや長さなどは図面作成上の観点から、図示する構成に限定されるものではない。

図１は、本発明の多眼撮像装置を撮像部に用いた携帯情報端末装置の実施形態における要部構成例を模式的に示す外観図であって、図１（ａ）は携帯情報端末装置の正面図、図１（ｂ）はその携帯情報端末装置の背面図である。図２は、図１のサブカメラ部分をメインカメラ部側に回転したときの携帯情報端末装置の背面図である。

図１（ａ）に示すように、本実施形態１の多眼撮像装置１１を撮像部に用いた携帯情報端末装置１の筐体２は装置上部２１と装置下部２２が互いに回動可能に連結されている。装置上部２１には、立体視で自分撮り用のサブカメラ部４が設けられている。筐体２の装置上部２１を装置下部２２に対して回転自在に軸支する回転連結部（図示せず）が設けられ、ノッチ感覚で装置上部２１と装置下部２２の各平面が揃って同一平面で一時固定可能に構成されている。

筐体２の装置上部２１には、サブカメラ部４が設けられ、サブカメラ部４は、左右二つのレンズおよび撮像素子から構成されて立体視撮影を可能としている。また、装置下部２２には、正面側の中央位置には、液晶パネルおよびバックライトから構成されるＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）からなる表示画面２３が設けられている。図１（ｂ）に示すように、筐体２の装置下部２２の背面側には、サブカメラ部４よりも有効画素数が多い精細なメインカメラ部３のレンズおよび撮像素子が中央位置よりも上側内部に設けられている。

サブカメラ部４では、例えばテレビ電話装置などで自画像を撮影する場合（自分撮像モード）などに使用され、操作者（ユーザ）は表示画面２３で相手を見ながら、サブカメラ部４で自分自身を撮影しつつ電話をすることができる。このとき、筐体２の装置上部２１の設けられたサブカメラ部４はユーザ側の正面にあり、装置下部２２に設けられたメインカメラ部３はユーザ側の正面とは反対側の背面にある。

また、筐体２の装置上部２１を装置下部２２に対して回転自在に軸支する回転連結部（図示せず）により、図２に示すように装置上部２１をサブカメラ部４と共に正面から背面のメインカメラ部３側に回転移動させることができる。携帯情報端末装置１は、図示しない回転連結部により垂直軸方向（上下軸方向）を中心に水平方向に回動させることにより、メインカメラ部３とサブカメラ部４とが筐体２の背面部に共に向くよう配置することができる。この場合、立体視撮像モードにおいて、サブカメラ部４を用いて立体視で背面側から、通常の映像、例えば風景などの周りの被写体を撮影することができる。また、位相差ＡＦモードにおいて、サブカメラ部４を用いて位相差を検出し、検出した位相差により求めた焦点距離を用いてメインカメラ部３で自動的に焦点制御を素早く行うことができる。これによって、ユーザは、装置下部２２の正面にある表示画面２３を見ながら、撮影対象に、装置下部２２の背面にあるメインカメラ部３を向けて、通常の撮影、例えば風景やその周りの被写体をタイミングよく撮影することができる。

図３は、本実施形態の携帯情報端末装置１の実施形態の要部構成例を示すブロック図である。

図３に示すように、本発明の多眼撮像装置１１を撮像部に用いた携帯情報端末装置１は、装置上部２１に設けられ、立体映像を撮影可能とする二つの撮像手段としての自分撮り用および位相差ＡＦ用のサブカメラ部４と、サブカメラ部４における二つの撮像素子のそれぞれよりも有効画素数が多い撮像素子を、ユーザ側の正面とは反対側の背面に一つ有した撮像手段としてのメインカメラ部３と、サブカメラ部４およびメインカメラ部３からの画像信号に対して所定の信号処理（ホワイトバランス、色補間およびγ処理など）を行う信号処理部５と、信号処理部５からの画像信号を表示用に所定の信号処理をした後の画像信号に基づいて表示画面２３上に表示を行う表示装置６と、信号処理部５からの画像信号を用いてサブカメラ部４およびメインカメラ部３の撮像動作および信号読み出し動作を駆動制御するシステムコントロール部７と、信号処理部５からの画像信号を通信用に所定の信号処理をした後に通信処理可能とする送受信装置などの通信部８と、信号処理部５からの画像信号を記録用に所定の信号処理した後にデータ記録可能とする記録メディアなどのメモリ部９（記憶部）と、システムコントロール部７に対して、自分撮像モード、立体視撮像モードおよび位相差ＡＦモードなどの各入力指令を行う操作部１０とを備えている。

これらのメインカメラ部３、サブカメラ部４、信号処理部５、システムコントロール部７および操作部１０により多眼撮像装置１１が構成されている。これに表示装置６およびメモリ部９が加わって例えばデジタルカメラなどの携帯情報端末装置１が構成される。また、さらに通信部８が加わって例えばカメラ付き携帯電話装置などの携帯情報端末装置１が構成される。ここでは、携帯情報端末装置１として、カメラ付き携帯電話装置を示している。要するに、携帯情報端末装置１は、表示装置６、通信部８およびメモリ部９のうちの少なくともいずれかを有していればよい。

通常撮影用で位相差ＡＦ用のメインカメラ部３は、光学レンズ、赤外線カットフィルタ、マイクロレンズ、撮像素子およびＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤＣなどが設けられた撮像部３１と、撮像部３１に対してレンズを移動させて自動焦点駆動すると共に、撮像素子を駆動して撮像信号を読み出すレンズ駆動／撮像素子駆動部３２とを有している。

立体視撮影用のサブカメラ部４は、レンズ、撮像素子およびＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤＣなどが設けられた第１の撮像部４１と、第１の撮像部４１に対して撮像素子を駆動して撮像信号を読み出す第１の撮像素子駆動部４２と、レンズ、撮像素子およびＣＤＳ／ＡＧＣ／ＡＤＣなどが設けられた第２の撮像部４３と、第２の撮像部４３に対して撮像素子を駆動して撮像信号を読み出す第２の撮像素子駆動部４４と、第１の撮像部４１および第２の撮像部４３からの左右の各画像信号が入力されてフレーム毎に３Ｄ合成される立体画像生成記憶部４５と、第１の撮像部４１および第２の撮像部４３からの左右の各画像信号を用いて、メインカメラ部３の自動焦点駆動用の位相差を検出する位相差検出部４６とを有している。サブカメラ部４の撮像素子の有効画素数がメインカメラ部３の撮像素子の有効画素数よりも少ない撮像部４１，４３を２つ有している。

操作部１０については、筐体２の表面に入力ボタンが設けられていても良いし、表示画面２３がタッチパネルで構成されて入力エリアが設けられていてもよい。これらの入力ボタンや入力エリアを用いて自分撮像モード、立体視撮像モードおよび位相差ＡＦモードなどの各入力を行うことができる。

上記構成により、以下その動作を説明する。

本実施形態の多眼撮像方法は、まず、メインカメラ部３が背面側に設けられた筐体下部２２に対して、筐体下部２２の背面とは反対側の筐体上部２１の正面に配置されて少なくとも二つの撮像部４１，４３により立体画像を撮影可能とするサブカメラ部４を筐体上部２１と共に回動させてメインカメラ部３がある背面側にサブカメラ部４を移動する。次に、 サブカメラ部４の二つの撮像部４１，４３からの各画像信号を位相差検出部４６に入力して、位相差検出部４６が当該各画像信号から位相差を検出し、検出した位相差に基づいて、メインカメラ部３の焦点距離に対応する位置にメインカメラ部３の光学レンズを移動させる。この光学レンズの移動距離は、圧電効果を用いた圧電モータによりパルス数により制御される。位相差ＡＦとは、サブカメラ部４の二つの光学レンズで分離した被写体の像間隔（位相差）をセンサで計測し、像間隔が所定値になったメインカメラ部３の光学レンズ位置を合焦状態とすることである。

（位相差ＡＦモード）
メインカメラ部３の光学レンズを焦点位置に動作させる際に、サブカメラ部４を背面側に回転移動させ、操作部１０からの位相差ＡＦモードの入力指令によってシステムコントロール部７がメインカメラ部３およびサブカメラ部４を共に駆動制御することにより、サブカメラ部４をメインカメラ部３のＡＦセンサとして使用する。

位相差ＡＦモードにおいて、まず、サブカメラ部４の左右二つの撮像部４１，４３でそれぞれ撮影を行い、それらの二つの画像を位相差検出部４６に送って視差の有る二つの画像に基づいて位相差を測定する。

次に、計算した位相差からメインカメラ部３の焦点距離を計算する。位相差が大きいほど対象物とカメラとの距離が大きく、位相差が小さいほど対象物とカメラとの距離が小さいことが分かっている。このことに基づいて位相差からメインカメラ部３の焦点距離を計算することができる。

その後、システムコントロール部７からの焦点距離情報に基づいてメインカメラ部３のレンズ駆動を制御しピントを素早く合わせる。従来のコントラストによるＡＦ駆動ではそのＡＦ動作時間が約２秒のところ、位相差ＡＦではそのＡＦ動作時間が約０．４秒と大幅に短くなる。

以上の動画データおよび静止画データのいずれかを表示装置６の表示画面上に表示したり、これらの動画データおよび静止画データの少なくともいずれかを通信部８を介して通信したり、これらの動画データおよび静止画データの少なくともいずれかをメモリ部９に登録したりすることができる。

（立体画像撮像モード）
操作部１０からの立体画像撮像モードの入力指令によってサブカメラ部４の撮像動作を動画や静止画でシステムコントロール部７が制御することにより、立体画像の撮像が行われる。このとき、サブカメラ部４で撮像されて取得された撮像部４１，４３からの２つの画像データのうち、一方を右目用の画像データとし、他方を左目用の画像データとする。サブカメラ部４の撮像部４１，４３それぞれから得られた２つの画像データが、立体画像生成記憶部４５から信号処理部５を通じて画像表示装置６に出力されて表示画面上に立体視画像が表示される。

この立体画像生成記憶部４５は、サブカメラ部４による立体画像を構成する２つの画像データを１つの立体画像データとして３Ｄ合成して一時記憶する。

例えばテレビ電話装置などで自画像を撮影する自分撮像モード（立体画像モード）においてユーザは表示画面２３で相手を見ながら、サブカメラ部４で自分自身を撮影しつつ電話をすることができる。このとき、筐体２の装置上部２１の設けられたサブカメラ部４はユーザ側の正面にあるが、装置上部２１を回動させて装置下部２２のメインカメラ部３側の背面に移動させれば、立体画像モードとして、通常の画像撮影、風景およびその周りの被写体を、ユーザは表示画面２３で見ながら、立体視で撮影することができる。

以上の立体視の動画データおよび静止画データのいずれかを表示装置６の表示画面上に表示したり、これらの動画データおよび静止画データの少なくともいずれかを通信部８を介して通信したり、これらの動画データおよび静止画データの少なくともいずれかをメモリ部９に登録したりすることができる。

（通常撮像モード）
メインカメラ部３によって通常撮像モードの撮像動作を行うときは、操作部１０からの通常撮像モードの入力指令によって指示されたカメラ撮像動作を動画や静止画でシステムコントロール部７が制御する。

また、サブカメラ部４の撮像部４１，４３のどちらかを用いて単独で撮影したい場合についても操作部１０からの通常撮像モードの入力指令によってシステムコントロール部７がサブカメラ部４を駆動制御する。これによって得られた画像データは、信号処理部５を通じて画像表示装置６に出力されて画像表示される。

さらに、操作部１０からの入力指令によってシステムコントロール部７がメインカメラ部３およびサブカメラ部４を共に駆動制御することにより、サブカメラ部４の撮像部４１，４３および、メインカメラ部３の撮像部３１を同時に動作させて、一方で動画を撮影しながら他方で静止画を撮影することも可能である。

以上、これらの動画および静止画のいずれかを表示装置６の表示画面上に表示したり、これらの動画および静止画の少なくともいずれかを通信部８を介して通信したり、これらの動画および静止画の少なくともいずれかをメモリ部９に登録したりすることができる。

以上により、本実施形態によれば、筐体２の背面側に設けられたメインカメラ部３と、筐体２の背面とは反対側の正面に配置されて少なくとも二つの撮像部４１，４３により立体視画像または／および位相差ＡＦ用画像を撮影可能とするサブカメラ部４とを有し、メインカメラ部３とサブカメラ部４は互いに装置上部２１と装置下部２２を介して回動可能に連結しており、メインカメラ部３がある背面側にサブカメラ部４を移動可能に構成し、位相差ＡＦ用画像からメインカメラ部３の焦点距離を得ている。

即ち、本実施形態１の多眼撮像装置１１を撮像部に用いた携帯情報端末装置１は、背面に第１の撮像手段（メインカメラ部３）と、正面に第１の撮像素子よりも有効画素数の少ない、複数（ここでは左右二つ）の撮像素子から成る第２の撮像手段（サブカメラ部４）を有し、複数（ここでは左右二つ）のサブカメラ部４は背面側へ回転して撮影可能とする機能を有し、サブカメラ部４の複数の撮像部（ここでは左右二つの撮像部４１，４３）と、メインカメラ部３がある背面側にサブカメラ部４を移動可能とする図示しない回転連結手段と、サブカメラ部４の立体視画像を得るための立体画像生成記憶部４５と、サブカメラ部４の各画像データから位相差を検出し、検出した位相差からメインカメラ部３の焦点距離を求める位相差検出部４６とを有している。

これによって、回転連結手段によってサブカメラ部４を背面側に回転させて移動し、立体画像生成記憶部４５によって、メインカメラ部３に比べて有効画素数がより少ない撮像部４１，４３で立体画像が撮影できるため、従来の装置と比べ小型化および低価格化が実現できる。

また、回転連結手段によってサブカメラ部４を背面側に回転させて移動し、このサブカメラ部４をメインカメラ部３の位相差ＡＦ専用のセンサとして使用することによって、より高速にピントを合わすことができる。

この位相差ＡＦ方式とは、光学レンズから入った光を二つに分けてＡＦ専用のセンサへ導き、結像した二つの画像の間隔からピントの方向と量を判断する方式である。具体的には、サブカメラ部４の複数（ここでは左右二つ）の撮影画像から位相差検出部４６によってメインカメラ部３の焦点距離を測定し、これによって、メインカメラ部３のレンズ駆動を素早く制御することができる。

さらに、各撮像素子が単体で動作可能にすることによって、待機電力がなくなり、低消費電力化も実現できる。

したがって、サブカメラ部４によりメインカメラ部３のピントが早く合うことによって、より早くタイムリーに撮影することができる。また、サブカメラ部４は立体画像撮影用としても使用可能である。サブカメラ部４の撮像部を複数（ここでは左右二つ）持つことによって、従来のメインカメラ部の撮像部を複数持つことに比べてより画素数が減るため、コストの低減になり、また、立体画像を撮影する際に使用しない画素データをも少なくなる。

なお、上記実施形態では、特に説明しなかったが、サブカメラ部４は装置の背面側および正面側のどちらを向いていても撮像可能とする。

なお、上記実施形態では、表示画面はＬＣＤを用いたが、これに限らず、有機ＥＬディスプレイ、プラズマディスプレイおよびＣＲＴなどのいずれを用いても構わない。

なお、上記実施形態では、特に説明しなかったが、上記実施形態では、静止画の代わりに、立体画像を動画として取り込んでもよい。メインカメラ部３およびサブカメラ部４の少なくともいずれかからの画像信号は動画データおよび静止画データである。動画データの１フレームを静止画データとすることもできる。

なお、上記実施形態では、特に説明しなかったが、サブカメラ部４を位相差ＡＦ撮像機能として使用したが、これに限らず、メインカメラ部３が背面側に配置され、サブカメラ部４が正面側に配置されている場合に、メインカメラ部３だけによって撮影が可能であって、サブカメラ部４を位相差ＡＦ撮像機能として使用できないことから、従来のコントラストＡＦ方式でメインカメラ部３だけを動作させるようにしてもよい。

なお、上記実施形態では、立体画像データが携帯情報端末装置１の記憶部（メモリ部９）に記憶されている場合について説明したが、これに限らず、この画像データを携帯情報端末装置１以外の場所に記憶しておき、これを用いて立体画像を表示装置６や通信部８に出力する構成であってもよい。

なお、上記実施形態では、第２の撮影手段としてのサブカメラ部４は、二つの撮像素子、撮像部４１，４３のうちのいずれかを自分撮り用に用いる場合に、自分撮り用に用いる撮像素子としての撮像部４１または４３以外の撮像素子に対して電力供給を遮断する電力供給遮断手段をさらに有していてもよい。

以上のように、本発明の好ましい実施形態を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。

本発明は、立体視を含む動画や静止画の映像・画像を生成可能とする多眼撮像装置および多眼撮像方法、この多眼撮像装置を撮像部に用いた例えばデジタルカメラやカメラ付き携帯電話装置などの携帯情報端末装置の分野において、ユーザ側から見て正面と背面に、メインカメラ部よりも画素数が圧倒的に少ない撮像部を複数持つサブカメラ部を移動して立体映像を自分撮りと風景撮り共に撮影でき、背面のメインカメラ部の撮像部を複数持つ場合に比べてより全体の画素数を減らしかつ、立体画像を撮影する際に使用しない画素をも少なくできて、装置の小型化およびコスト低減、低消費電力化を図ることができる。

１ 携帯情報端末装置
２ 筐体
２１ 装置上部
２２ 装置下部
３ メインカメラ部（第１の撮影手段）
３１ 撮像部
３２ レンズ駆動／撮像素子駆動部
４ サブカメラ部（第２の撮影手段）
４１ 第１の撮像部
４２ 第１の撮像素子駆動部
４３ 第２の撮像部
４４ 第２の撮像素子駆動部
４５ 立体画像生成記憶部
４６ 位相差検出部
２３ ＬＣＤ
２４ マイク
２５ スピーカ
５ 信号処理部
６ 表示装置
７ システムコントロール部
８ 通信部
９ メモリ部
１０ 操作部
１１ 多眼撮像装置

Claims (17)

1. 筐体の背面側に設けられ２次元画像を撮影する第１の撮影手段と、該筐体の背面とは反対側の正面に配置されて少なくとも二つの撮像素子により立体視画像を撮影可能とする第２の撮影手段とを有し、該第１の撮影手段がある背面側に対して該第２の撮影手段が該正面と該背面との間で移動可能に構成されている多眼撮像装置。
2. 前記第１の撮影手段と前記第２の撮影手段は互いに回動可能とされている請求項１に記載の多眼撮像装置。
3. 前記第１の撮影手段がある背面側に前記第２の撮影手段を移動した場合に、該第２の撮影手段が撮像した位相差ＡＦ用画像から求めた位相差に基づいて該第１の撮影手段の撮影時の光学レンズの駆動に用いられている請求項１に記載の多眼撮像装置。
4. 前記第２の撮影手段は、前記二つの撮像素子からの各画像信号を用いて、前記第１の撮影手段の自動焦点駆動用の位相差を検出する位相差検出部を更に有する請求項３に記載の多眼撮像装置。
5. 前記第２の撮影手段は、前記第１の撮影手段よりも画素数が少なく構成されている請求項１に記載の多眼撮像装置。
6. 前記第２の撮影手段は、前記二つの撮像素子からの各画像信号を３Ｄ合成して立体視画像を得る立体画像生成記憶部を更に有する請求項１に記載の多眼撮像装置。
7. 前記第２の撮影手段は、前記二つの撮像素子のうちのいずれかを自分撮り用に用いる請求項１に記載の多眼撮像装置。
8. 前記自分撮り用に用いる撮像素子以外の撮像素子に対して電力供給を遮断する電力供給遮断手段をさらに有する請求項７に記載の多眼撮像装置。
9. 前記第２の撮影手段は、平面または立体動画を撮影しながら前記第１の撮影手段は静止画を撮影する請求項１に記載の多眼撮像装置。
10. 前記第１の撮影手段および前記第２の撮影手段の撮像動作および信号読み出し動作を駆動制御するシステムコントロール部を更に有する請求項１に記載の多眼撮像装置。
11. 前記システムコントロール部に対して、自分撮像モード、立体視撮像モードおよび位相差ＡＦモードの入力指令を行う操作部を更に有する請求項１０に記載の多眼撮像装置。
12. 前記第１の撮影手段および前記第２の撮影手段の少なくともいずれかからの画像信号は、動画データおよび静止画データである請求項１に記載の多眼撮像装置。
13. 請求項１〜１２の何れかに記載の多眼撮像装置を撮像部に用いた携帯情報端末装置。
14. 前記第１の撮影手段および前記第２の撮影手段の少なくともいずれかからの画像信号を表示用に所定の信号処理をした後の画像信号に基づいて表示画面上に表示を行う表示装置を有する請求項１３に記載の携帯情報端末装置。
15. 前記第１の撮影手段および前記第２の撮影手段の少なくともいずれかからの画像信号を記録用に所定の信号処理した後の画像信号を記録可能とするメモリ部を有する請求項１３に記載の携帯情報端末装置。
16. 前記第１の撮影手段および前記第２の撮影手段の少なくともいずれかからの画像信号を通信用に所定の信号処理をした後の画像信号を通信処理可能とする通信部を有する請求項１３に記載の携帯情報端末装置。
17. 第１の撮影手段が背面側に設けられた筐体下部に対して、該筐体下部の背面とは反対側の筐体上部の正面に配置されて少なくとも二つの撮像素子により立体画像を撮影可能とする第２の撮影手段を該筐体上部と共に回動させて該第１の撮影手段がある背面側に該第２の撮影手段を移動し、
    該第２の撮影手段の二つの撮像素子からの各画像信号を位相差検出部に入力して、該位相差検出部が当該各画像信号から位相差を検出し、検出した位相差から該第１の撮影手段の焦点距離を求め、求めた焦点距離に対応する位置に該第１の撮影手段の光学レンズを移動させる多眼撮像方法。