JP2013250360A - 撮像装置、撮像方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】立体視用画像の画像データの生成を簡便に、且つ、安価に行う。
【解決手段】撮像装置１００であって、レンズ部１と、レンズ部を鉛直軸周りに回動自在なレンズ駆動部３１ａと、光軸の向きを相対的に異ならせるように回動させた二つの状態のレンズ部を通り、被写体に対する背景の位置関係を異ならせた二つの光学像に対応する二つの画像信号を取得する撮像素子２と、取得された二つの画像信号に基づいて、立体視用画像の画像データを生成する画像生成部５ａと、を備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置、撮像方法及びプログラムに関する。

従来、人間の両目に近い間隔に配置された２組の撮像レンズを備え、ヒトの両目と同等の視差を持った画像を取得することによって３Ｄ画像を撮影する、所謂、二眼式の撮像装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、単眼式の撮像装置にて、装置本体を所定方向にスイングさせている間に高速連写により視差を持った複数の画像を取得して、３Ｄ画像を生成する技術も知られている。

特開２００５−１６７３１０号公報

しかしながら、上記特許文献１のような二眼式の撮像装置の場合、筐体サイズを二組のレンズの間隔よりも小さくすることができず、携帯性を大きく低下させてしまう。また、当該装置を構成する部品の中で相対的に高価な撮像レンズや撮像素子等の部品の数が増えると、コストが上昇してしまうといった問題もある。

そこで、本願発明の課題は、立体視用画像の画像データの生成を簡便に、且つ、安価に行うことができる撮像装置、撮像方法及びプログラムを提供することである。

上記課題を解決するため、本発明に係る撮像装置は、
撮像レンズと、前記撮像レンズを鉛直軸周りに回動自在な第１駆動手段と、前記第１駆動手段により光軸の向きを相対的に異ならせるように回動させた二つの状態の前記撮像レンズを通り、被写体に対する背景の位置関係を異ならせた二つの光学像に対応する二つの画像信号を取得する取得手段と、前記取得手段により取得された二つの画像信号に基づいて、立体視用画像の画像データを生成する生成手段と、を備えたことを特徴としている。

本発明によれば、立体視用画像の画像データの生成を簡便に、且つ、安価に行うことができる。

本発明を適用した一実施形態の撮像装置の概略構成を示す図である。 図１の撮像装置を構成するレンズ部及び撮像素子の動作を模式的に示す図である。 図２のレンズ部及び撮像素子の動作を説明するための図である。 図２の撮像装置による撮像処理に係る動作の一例を示すフローチャートである。 図４の撮像処理を説明するための図である。 図４の撮像処理によるレンズ部及び撮像素子の動作を説明するための図である。 図４の撮像処理による立体視用画像の生成を説明するための図である。 図４の撮像処理による立体視用画像の生成を説明するための図である。

以下に、本発明について、図面を用いて具体的な態様を説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。

図１は、本発明を適用した一実施形態の撮像装置１００の概略構成を示す図である。また、図２（ａ）〜図２（ｃ）は、撮像装置１００を構成するレンズ部１及び撮像素子２の動作を模式的に示す図である。
なお、以下の説明にあっては、装置本体のレンズ部１が露出されている面を前面とし、その反対側の面を後面とする。また、前後方向に直交する一方向を装置本体の左右方向とし、前後方向及び左右方向の双方に直交する方向を装置本体の上下方向とする。

本実施形態の撮像装置１００は、一組のレンズ部１及び撮像素子２を具備する、所謂、単眼式の構成にて立体視用画像Ｇ３（図７参照）の画像データを生成するものである。具体的には、図１に示すように、撮像装置１００は、レンズ部１と、撮像素子２と、撮像制御部３と、ユニット回路部４と、画像データ処理部５と、被写体距離算出部６と、被写体位置特定部７と、記録媒体制御部８と、表示部９と、メモリ１０と、操作入力部１１と、中央制御部１２等を備えている。
また、撮像制御部３、画像データ処理部５、被写体距離算出部６、被写体位置特定部７、記録媒体制御部８、表示部９、メモリ１０及び中央制御部１２は、バスライン１３を介して接続されている。

レンズ部（撮像レンズ）１は、例えば、ズームレンズ、フォーカスレンズ、絞り等を有し、これらレンズを通過した被写体の光学像を結像する。
また、レンズ部１は、撮像制御部３のレンズ駆動部３１ａ（後述）により鉛直軸周りに回動自在に支持されている（図２（ａ）〜図２（ｃ）参照）。

撮像素子２は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal-oxide Semiconductor）等のイメージセンサから構成され、レンズ部１の各種レンズを通過した光学像を二次元の画像信号に変換して、ユニット回路部４に出力する。
また、撮像素子２は、撮像制御部３の素子駆動部３２ａ（後述）により水平方向に移動自在に支持されている（図２（ａ）〜図２（ｃ）参照）。

撮像制御部３は、中央制御部１２からの指令に基づいて、撮像の際に、レンズ部１、撮像素子２等の動作を制御する。即ち、撮像制御部３は、レンズ部１のズームレンズやフォーカスレンズ等を光軸上で移動させるためのレンズモータ（図示略）の駆動を制御したり、撮像素子２を走査駆動するタイミングを制御する。
また、撮像制御部３は、レンズ動作制御部３１と、撮像素子動作制御部３２とを具備し、立体視用画像Ｇ３の画像データの生成に係る、被写体Ａ（図５参照）に対する背景Ｂ（図５参照）の位置関係を異ならせた二つの画像Ｇ１、Ｇ２の撮像を制御する。

レンズ動作制御部３１は、レンズ部１の動作を制御するものである。具体的には、レンズ動作制御部３１は、レンズ駆動部３１ａと、第１制御部３１ｂとを具備している。

レンズ駆動部３１ａは、第１駆動手段として、レンズ部１を鉛直軸周りに回動自在に構成されている。即ち、レンズ駆動部３１ａは、立体視用画像Ｇ３を視る者の両眼の視差方向に対して略直交する鉛直軸周りに一方向（例えば、時計回り等）及び当該一方向と反対の他方向（例えば、反時計回り等）のうちの少なくとも一方の方向にレンズ部１を回動自在となっている。
ここで、当該装置本体を横撮りの状態に構えた場合、装置本体の上下方向が鉛直方向となることから左右方向が視差方向となり（図２（ａ）等参照）、一方、当該装置本体を縦撮りの状態に構えた場合、装置本体の左右方向が鉛直方向となることから上下方向が視差方向となる（図示略）。なお、鉛直方向として例示する当該装置本体の上下方向や左右方向は、一例であってこれらに限られるものではなく、例えば、装置本体を横撮りや縦撮り以外の状態に構えた場合には、当該装置本体の上下方向や左右方向に対する斜め方向が鉛直方向となる場合もある。
また、レンズ駆動部３１ａは、例えば、モータ（駆動源）やカム（動力伝達機構）等を備え、レンズユニットスイング方式の手ぶれ補正機構と略同様の構成をなしている。即ち、レンズ駆動部３１ａは、装置本体の上下方向と略平行に延在する回転軸を中心とするヨー回転の手ぶれ補正機構及び装置本体の左右方向と略平行に延在する回転軸を中心とするピッチ回転の手ぶれ補正機構の各々と略同様の構成をなしている。ここで、レンズユニットスイング方式の手ぶれ補正機構は、公知の技術であるので、その詳細な説明は省略するが、レンズ部１の前後方向及び左右方向の略中心部に上下方向の回転軸１ａ（図２（ａ）等参照）が設けられ、レンズ部１の前後方向及び上下方向の略中心部に左右方向の回転軸（図示略）が設けられている。

なお、レンズ駆動部３１ａは、レンズ部１が複数のレンズから構成されている場合に、これら全てのレンズを回動自在に構成されていても良いし、複数のレンズのうちの少なくとも何れか一を回動自在に構成されていても良い。

第１制御部３１ｂは、レンズ駆動部３１ａによるレンズ部１の鉛直軸周りの回動を制御する。
即ち、第１制御部３１ｂは、第１制御手段として、装置本体と被写体Ａとの距離を基準として、レンズ駆動部３１ａによるレンズ部１の鉛直軸周りの一方向及び他方向のうちの少なくとも一方の方向の回動量を調整する。つまり、第１制御部３１ｂは、レンズ駆動部３１ａによりレンズ部１を鉛直軸周りに一方向及び他方向に回動させることで、レンズ部１の光軸の向きを相対的に異ならせる。そして、光軸の向きを相対的に異ならせるように回動させた二つの状態のレンズ部１は、被写体Ａに対する背景Ｂの位置関係を異ならせた二つの光学像を結ぶ。

具体的には、第１制御部３１ｂは、被写体距離算出部６により算出された被写体距離の大きさに応じて、レンズ駆動部３１ａのモータ（駆動源）に対する制御を変化させることで、レンズ部１の鉛直軸周りの回動量を調整する。
例えば、第１制御部３１ｂは、被写体距離が遠い程レンズ部１の回動量が小さくなるようにレンズ駆動部３１ａのモータを制御する一方で、被写体距離が近い程レンズ部１の回動量が大きくなるようにレンズ駆動部３１ａのモータを制御する（図３参照）。

また、第１制御部３１ｂは、画角内に存する被写体Ａの位置を基準として、レンズ駆動部３１ａによるレンズ部１の鉛直軸周りの一方向及び他方向のうちの少なくとも一方の方向の回動量を調整する。即ち、第１制御部３１ｂは、被写体位置特定部７により特定された被写体位置に応じて、レンズ駆動部３１ａのモータ（駆動源）に対する制御を変化させることで、レンズ部１の鉛直軸周りの回動量を調整する。
具体的には、例えば、画角内の略中央部に被写体Ａが存する場合には、第１制御部３１ｂは、レンズ部１の鉛直軸周りの一方向及び他方向の回動量が略等しくなるようにレンズ駆動部３１ａを制御する。一方、例えば、画角内の略中央部から所定方向（例えば、右方向等）にずれて被写体Ａが存する場合には、第１制御部３１ｂは、レンズ部１の撮像素子２側の部分が被写体Ａのずれている方向に回動する向きの当該レンズ部１の回動量が反対方向へのレンズ部１の回動量よりも相対的に大きくなるようにレンズ駆動部３１ａを制御する。

撮像素子動作制御部３２は、撮像素子２の動作を制御するものである。具体的には、撮像素子動作制御部３２は、素子駆動部３２ａと、第２制御部３２ｂとを具備している。

素子駆動部３２ａは、第２駆動手段として、撮像素子２を鉛直方向に対して直交する水平方向に移動自在に構成されている。即ち、素子駆動部３２ａは、立体視用画像Ｇ３を視る者の両眼の視差方向と略平行な水平方向に撮像素子２を往復移動自在となっている。
ここで、当該装置本体を横撮りの状態に構えた場合、装置本体の左右方向が水平方向（視差方向）となり（図２（ａ）等参照）、一方、当該装置本体を縦撮りの状態に構えた場合、装置本体の上下方向が水平方向（視差方向）となる（図示略）。
また、素子駆動部３２ａは、例えば、モータ（駆動源）やカム（動力伝達機構）等を備え、撮像素子シフト方式の手ぶれ補正機構と略同様の構成をなしている。即ち、素子駆動部３２ａは、装置本体の上下方向と略平行な方向に撮像素子２を移動させる上下方向の並進ぶれ補正機構及び装置本体の左右方向と略平行な方向に撮像素子２を移動させる左右方向の並進ぶれ補正機構の各々と略同様の構成をなしている。ここで、撮像素子シフト方式の手ぶれ補正機構は、公知の技術であるので、その詳細な説明は省略する。

第２制御部３２ｂは、素子駆動部３２ａによる撮像素子２の水平方向の移動を制御する。
即ち、第２制御部３２ｂは、第２制御手段として、レンズ駆動部３１ａによるレンズ部１の回動によって当該レンズ部１の光軸のずれる方向と略等しい方向に、素子駆動部３２ａにより撮像素子２を移動させる。つまり、第２制御部３２ｂは、レンズ部１の光軸のずれる方向と略等しい方向に、素子駆動部３２ａにより撮像素子２を移動させることで、被写体Ａに対する背景Ｂの位置関係を異ならせた二つの光学像を撮像素子２の撮像領域のより中央部に近い部分にて結像させるようにする。

具体的には、第２制御部３２ｂは、レンズ部１の回動によって変位する光軸に追従させるように素子駆動部３２ａにより撮像素子２を移動させる。例えば、当該装置本体を横撮りの状態に構えた場合、レンズ部１の光軸が基準位置（図２（ａ）参照）に対して水平方向の一方側（例えば、左側）にずれるように当該レンズ部１が回動した場合には、第２制御部３２ｂは、素子駆動部３２ａにより撮像素子２を同方向に移動させる（図２（ｂ）参照）。一方、例えば、レンズ部１の光軸が基準位置（図２（ａ）参照）に対して水平方向の他方側（例えば、右側）にずれるように当該レンズ部１が回動した場合には、第２制御部３２ｂは、素子駆動部３２ａにより撮像素子２を同方向に移動させる（図２（ｃ）参照）。
なお、図示は省略するが、当該装置本体を縦撮りの状態に構えた場合も、上記と同様にして、第２制御部３２ｂは、変位する光軸に追従させるように素子駆動部３２ａにより撮像素子２を水平方向に移動させる。

また、第２制御部３２ｂは、装置本体と被写体Ａとの距離を基準として、素子駆動部３２ａによる撮像素子２の水平方向の移動量を調整する。具体的には、第２制御部３２ｂは、被写体距離算出部６により算出された被写体距離の大きさに応じて、素子駆動部３２ａのモータ（駆動源）に対する制御を変化させることで、撮像素子２の水平方向の移動量を調整する。
例えば、第２制御部３２ｂは、被写体距離が遠い程撮像素子２の移動量が小さくなるように素子駆動部３２ａのモータを制御する一方で、被写体距離が近い程撮像素子２の移動量が大きくなるように素子駆動部３２ａのモータを制御する（図３参照）。

また、第２制御部３２ｂは、画角内に存する被写体Ａの位置を基準として、素子駆動部３２ａによる撮像素子２の水平方向の移動量を調整する。具体的には、第２制御部３２ｂは、被写体位置特定部７により特定された被写体位置に応じて、素子駆動部３２ａのモータ（駆動源）に対する制御を変化させることで、撮像素子２の水平方向の移動量を調整する。
即ち、例えば、画角内の略中央部に被写体Ａが存する場合には、第２制御部３２ｂは、撮像素子２の水平方向の一方向及び他方向の移動量が略等しくなるように素子駆動部３２ａを制御する。一方、例えば、画角内の略中央部から所定方向（例えば、右方向等）にずれて被写体Ａが存する場合には、第２制御部３２ｂは、撮像素子２の被写体Ａのずれている方向に対する移動量が反対方向（例えば、左方向等）への撮像素子２の移動量よりも相対的に大きくなるように素子駆動部３２ａを制御する。

そして、撮像制御部３は、撮像素子２を走査駆動するタイミングを制御して、被写体Ａに対する背景Ｂの位置関係を異ならせた二つの光学像に対応する二つの画像信号を当該撮像素子（取得手段）２にそれぞれ取得させる。
即ち、レンズ動作制御部３１の第１制御部３１ｂが、レンズ駆動部３１ａによりレンズ部１を鉛直軸周りに一方向に回動させ、且つ、撮像素子動作制御部３１の第２制御部３２ｂが、素子駆動部３２ａにより撮像素子２をレンズ部１の光軸のずれる方向と略等しい方向に（変位する光軸に追従させるように）移動させた状態で、撮像制御部３は、撮像素子２を走査駆動して、被写体Ａに対して背景Ｂが一の位置関係を有する一の光学像に対応する一の画像信号を取得させる（図６（ａ）参照）。これにより、当該装置本体を被写体Ａに対して相対的に左側に変位させることなく、被写体Ａを左側から視た状態の画像Ｇ１が撮像される。
続けて、レンズ動作制御部３１の第１制御部３１ｂが、レンズ駆動部３１ａによりレンズ部１を鉛直軸周りに他方向に回動させ、且つ、撮像素子動作制御部３２の第２制御部３２ｂが、素子駆動部３２ａにより撮像素子２をレンズ部１の光軸のずれる方向と略等しい方向に移動させた状態で、撮像制御部３は、撮像素子２を走査駆動して、被写体Ａに対して背景Ｂが他の位置関係を有する他の光学像に対応する他の画像信号を取得させる（図６（ｂ）参照）。これにより、当該装置本体を被写体Ａに対して相対的に右側に変位させることなく、被写体Ａを右側から視た状態の画像Ｇ２が撮像される。

ユニット回路部４は、例えば、図示は省略するが、ＣＤＳ（Correlated Double Sampling：相関二重サンプリング回路）、ＡＧＣ（Auto Gain Control：ゲイン調整アンプ）、ＡＤＣ（Analog to Digital Converter：アナログ／デジタル変換器）等を具備している。そして、ユニット回路部４は、撮像素子２から出力されて入力されるアナログの画像信号をＣＤＳにより保持し、当該画像信号をＡＧＣにより増幅した後、増幅された画像信号をＡＤＣによりデジタルの画像信号に変換する。

画像データ処理部５は、Ａ／Ｄ変換後の画像信号に対して、画素毎のＲ，Ｇ，Ｂの色成分データ（ＲＧＢデータ）を生成するＲＧＢ補間処理、ＲＧＢデータから輝度信号（Ｙ）と色差信号（Ｕ、Ｖ）からなるＹＵＶデータを画素毎に生成するＹＵＶ変換処理、さらに自動ホワイトバランスや輪郭強調などの画品質向上のためのデジタル信号処理を行う。そして、画像データ処理部５は、変換後の各フレーム画像のＹＵＶデータをメモリ１０に順次出力し、当該メモリ１０に格納させる。

また、画像を記録する際には、画像データ処理部５は、ＹＵＶデータを所定の符号化方式（例えば、ＪＰＥＧ形式、モーションＪＰＥＧ形式、ＭＰＥＧ形式等）に従って圧縮して、記録媒体制御部８に出力する。
また、画像を再生表示する場合には、画像データ処理部５は、記録媒体制御部８により記録媒体Ｍから読み出された表示対象に係る静止画像や動画像の画像データを対応する所定の符号化方式に従って復号して、表示制御部９ｂに出力する。このとき、画像データ処理部５は、読み出された画像データを、例えば、表示パネル９ａの表示解像度等に基づいて所定サイズ（例えば、ＶＧＡやＱＶＧＡサイズ）に縮小して表示制御部９ｂに出力しても良い。

また、画像データ処理部５は、立体視用画像Ｇ３の画像データを生成する画像生成部５ａを具備している。
画像生成部５ａは、生成手段として、撮像素子２により取得された二つの画像信号に基づいて、立体視用画像Ｇ３の画像データを生成する。即ち、画像生成部５ａは、被写体Ａに対する背景Ｂの位置関係を異ならせた二つの光学像に対応する二つの画像信号から生成された二つの画像Ｇ１、Ｇ２のＹＵＶデータに基づいて、立体視用画像Ｇ３の所定のフォーマットに準拠した画像データを生成する（図７等参照）。このとき、立体視用画像Ｇ３の生成に用いられる二つの画像Ｇ１、Ｇ２のＹＵＶデータは、被写体距離や被写体位置を基準としてレンズ部１の鉛直軸周りの一方向や他方向の回動量が調整された状態で撮像されているため、画像生成部５ａは、これら二つの画像Ｇ１、Ｇ２のＹＵＶデータを被写体Ａの位置を重ね合わせるように合成することで立体視用画像Ｇ３に適切な３Ｄ効果を付与することができる。

なお、立体視用画像Ｇ３の大きさは、二つの画像Ｇ１、Ｇ２のＹＵＶデータ内の被写体Ａの位置を基準として決定される。即ち、二つの画像Ｇ１、Ｇ２のＹＵＶデータに共通して含まれている領域のみが立体視用画像Ｇ３における被写体Ａ以外の領域となる。このため、撮像素子２をレンズ部１の変位する光軸に追従させるように水平方向に移動させた場合には、立体視用画像Ｇ３の水平方向の大きさ（立体視用画像Ｇ３における被写体Ａ以外の領域）が大きくなるが（図７参照）、撮像素子２を水平方向に移動させなかった場合には、立体視用画像Ｇ３の水平方向の大きさが小さくなる（図８参照）。
また、図７や図８に例示した立体視用画像Ｇ３は、一例であってこれらに限られるものではなく、ディスプレイやプロジェクタ等の表示形式に応じた画像データであれば適宜任意に変更可能である。

被写体距離算出部６は、装置本体と被写体Ａとの間の被写体距離を算出する。
具体的には、被写体距離算出部６は、例えば、自動合焦処理にて画像内の被写体Ａに合焦した状態で、フォーカスレンズの光軸方向の位置に対応するレンズ位置情報を撮像制御部３の合焦制御部（図示略）から取得して、当該レンズ位置情報に基づいて被写体距離を所定の換算手段（例えば、換算プログラムや換算テーブル等）を用いて算出する。

被写体位置特定部７は、画角内にて被写体Ａの存する被写体位置を特定する。
具体的には、被写体位置特定部７は、例えば、自動合焦処理にて画像内の被写体Ａに合焦した状態で、互いに直交する二軸（例えば、ｘ軸、ｙ軸等）により規定される二次元の平面空間内の所定位置（例えば、左上隅部等）を基準として、被写体Ａの所定の部分（例えば、略中央部等）の座標位置（x，y）を、被写体位置として特定する。

記録媒体制御部８は、例えば、不揮発性メモリ（フラッシュメモリ）等の記録媒体Ｍが着脱自在に構成され、装着された記録媒体Ｍからのデータの読み出しや記録媒体Ｍに対するデータの書き込みを制御する。
即ち、記録媒体制御部８は、画像データ処理部５の符号化部（図示略）により所定の圧縮形式（例えば、ＪＰＥＧ形式、モーションＪＰＥＧ形式、ＭＰＥＧ形式等）で符号化された記録用の画像データを記録媒体Ｍの所定の記録領域に記録させる。

表示部９は、表示パネル９ａと、表示制御部９ｂとを具備している。
表示パネル９ａは、表示領域内に画像を表示する。また、表示パネル９ａとしては、例えば、液晶表示パネルや有機ＥＬ表示パネルなどが挙げられるが、一例であってこれらに限られるものではない。

表示制御部９ｂは、記録媒体Ｍから読み出され画像データ処理部５により復号された所定サイズの画像データに基づいて、所定の画像を表示パネル９ａの表示画面に表示させる制御を行う。具体的には、表示制御部９ｂは、ＶＲＡＭ（Video Random Access Memory）、ＶＲＡＭコントローラ、デジタルビデオエンコーダなどを備えている。そして、デジタルビデオエンコーダは、画像データ処理部５により復号されてＶＲＡＭ（図示略）に記憶されている輝度信号Ｙ及び色差信号Ｃｂ，Ｃｒを、ＶＲＡＭコントローラを介してＶＲＡＭから所定の再生フレームレート（例えば、６０ｆｐｓ）で読み出して、これらのデータを元にビデオ信号を発生して表示パネル９ａに出力する。

また、表示制御部９ｂは、立体視用画像Ｇ３を表示する場合には、右目用の画像と左目用の画像を所定の時間間隔で交互に切り替えて表示するようにしても良い。

メモリ１０は、例えば、画像データ等を一時的に記録するバッファメモリや、中央制御部１２などのワーキングメモリ、当該撮像装置１００の機能に係る各種プログラムやデータが格納されたプログラムメモリ等（何れも図示略）を備えている。

操作入力部１１は、当該撮像装置１００の所定操作を行うためのものである。具体的には、操作入力部１１は、例えば、装置本体の電源のＯＮ／ＯＦＦに係る電源ボタン、被写体Ａの撮像指示に係るシャッタボタン、撮像モードや機能等の選択指示に係る選択決定ボタン、ズーム量の調整指示に係るズームボタン（何れも図示略）等の操作部を備えている。そして、操作入力部１１は、ユーザによる操作部の各ボタンの所定操作に応じて所定の操作信号を中央制御部１２に出力する。

中央制御部１２は、例えば、撮像装置１００の各部を制御するＣＰＵを具備するワンチップマイコン等から構成されている。
また、中央制御部１２は、操作入力部１１から出力され入力された操作信号に基づいて、撮像装置１００の各部を制御する。具体的には、中央制御部１２のＣＰＵは、操作入力部１１のシャッタボタンの所定操作に従って出力された撮像指示信号が入力されると、プログラムメモリに記憶されている所定のプログラムに従って、撮像制御部３により撮像素子２の駆動タイミングを制御して静止画像を撮影する処理を実行する。この静止画像の撮影によりバッファメモリに格納された１フレーム分のＹＵＶデータは、画像データ処理部５にてＪＰＥＧ方式等により圧縮され符号化されて、記録媒体Ｍに静止画像データとして記録される。

次に、撮像装置１００による撮像処理について、図４〜図８を参照して説明する。
図４は、撮像処理に係る動作の一例を示すフローチャートである。図５は、撮像処理を説明するための図であり、図６（ａ）及び図６（ｂ）は、撮像処理によるレンズ部１及び撮像素子２の動作を説明するための図である。また、図７及び図８は、撮像処理による立体視用画像Ｇ３の生成を説明するための図である。
なお、図６（ａ）及び図６（ｂ）図７並びに図８にあっては、図５に示す被写体Ａ及び背景Ｂを模式的に表している。

以下に説明する撮像処理にて立体視用画像Ｇ３を生成する場合には、装置本体を横撮りの状態に構えるか、或いは、縦撮りの状態に構えるか否かに拘わらず、被写体Ａが画角内の略中央部に存するような構図で撮像するのが好ましい。

図４に示すように、先ず、中央制御部１２のＣＰＵは、ユーザによる操作入力部１１のシャッタボタンの所定操作に基づいて出力された撮像信号が入力されたか否かを判定する（ステップＳ１）。ステップＳ１における撮像指示が入力されたか否かの判定は、当該撮像指示が入力されたと判定されるまで（ステップＳ１；ＹＥＳ）、所定の時間間隔で繰り返し実行される。
ステップＳ１にて、撮像指示が入力されたと判定されると（ステップＳ１；ＹＥＳ）、画像データ処理部５は、自動合焦処理を行ってフォーカス対象の被写体Ａを検出する（ステップＳ２）。具体的には、画像データ処理部５は、例えば、顔検出処理、エッジ検出処理、特徴抽出処理等の各種画像処理によって被写体Ａの候補となる画像領域（候補領域）を抽出し、抽出された候補領域の中で所定の識別条件を満たすものを被写体Ａとして検出する。

次に、被写体距離算出部６は、当該装置本体と被写体Ａとの間の被写体距離を算出する（ステップＳ３）。具体的には、被写体距離算出部６は、フォーカスレンズの光軸方向の位置に対応するレンズ位置情報に基づいて所定の換算手段（例えば、換算プログラムや換算テーブル等）を用いて被写体距離を算出する。
続けて、被写体位置特定部７は、画角内にて被写体Ａの存する被写体位置を特定する（ステップＳ４）。具体的には、被写体位置特定部７は、二次元の平面空間内の所定位置（例えば、左上隅部等）を基準として被写体Ａの略中央部の座標位置（x，y）を、被写体位置として特定する。
なお、被写体距離の算出処理及び被写体位置の特定処理の順序は、一例であってこれに限られるものではなく、逆にしても良い。

次に、レンズ動作制御部３１の第１制御部３１ｂは、被写体距離や被写体位置を基準として、レンズ駆動部３１ａによるレンズ部１の鉛直軸周りの一方向及び他方向の回動量を算出する（ステップＳ５）。即ち、第１制御部３１ｂは、被写体Ａを左側から視た状態の画像Ｇ１や被写体Ａを右側から視た状態の画像Ｇ２を撮像するためのレンズ部１の鉛直軸周りの一方向及び他方向の回動量を算出する。
続けて、撮像素子動作制御部３２の第２制御部３２ｂは、被写体距離や被写体位置を基準として、素子駆動部３２ａによる撮像素子２の水平方向の各方向の移動量を算出する（ステップＳ６）。即ち、第２制御部３２ｂは、被写体Ａを左側から視た状態の画像Ｇ１や被写体Ａを右側から視た状態の画像Ｇ２を撮像するためのレンズ部１の回動によって変位する光軸に追従させるように、素子駆動部３２ａにより撮像素子２を水平方向の各方向に移動させる際の移動量を算出する。

次に、第１制御部３１ｂが、算出された回動量に従ってレンズ駆動部３１ａによりレンズ部１を鉛直軸周りに一方向に回動させ、且つ、第２制御部３２ｂが、算出された移動量に従って素子駆動部３２ａにより撮像素子２をレンズ部１の光軸のずれる方向と略等しい方向に移動させ（ステップＳ７）、この状態で、撮像制御部３は、撮像素子２を走査駆動して、被写体Ａを左側から視た状態の画像（一枚目の画像）Ｇ１に対応する一の画像信号を撮像させる（ステップＳ８；図６（ａ）参照）。そして、画像データ処理部５は、被写体Ａを左側から視た状態に対応する一枚目の画像Ｇ１の画像信号をデジタルの画像信号に変換して当該画像Ｇ１のＹＵＶデータを生成する。

続けて、第１制御部３１ｂが、算出された回動量に従ってレンズ駆動部３１ａによりレンズ部１を鉛直軸周りに他方向に回動させ、且つ、第２制御部３２ｂが、算出された移動量に従って素子駆動部３２ａにより撮像素子２をレンズ部１の光軸のずれる方向と略等しい方向に移動させ（ステップＳ９）、この状態で、撮像制御部３は、撮像素子２を走査駆動して、被写体Ａを右側から視た状態の画像（二枚目の画像）Ｇ２に対応する一の画像信号を撮像させる（ステップＳ１０；図６（ｂ）参照）。そして、画像データ処理部５は、被写体Ａを右側から視た状態に対応する二枚目の画像Ｇ２の画像信号をデジタルの画像信号に変換して当該画像Ｇ２のＹＵＶデータを生成する。

なお、被写体Ａを左側から視た状態の画像Ｇ１の撮像処理及び被写体Ａを右側から視た状態の画像Ｇ２の撮像処理の順序は、一例であってこれに限られるものではなく、逆にしても良い。

続けて、画像データ処理部５の画像生成部５ａは、被写体Ａを左側から視た状態に対応する一枚目の画像Ｇ１及び被写体Ａを右側から視た状態に対応する二枚目の画像Ｇ２のＹＵＶデータに基づいて、立体視用画像Ｇ３の画像データを生成する（ステップＳ１１；図７参照）。
そして、記録媒体制御部８は、画像データ処理部５の符号化部により所定の圧縮形式で符号化された立体視用画像Ｇ３の画像データの所定の形式（例えば、Ｅｘｉｆ形式等）のファイルを生成して、記録媒体Ｍに記録させる（ステップＳ１２）。
これにより、撮像処理を終了させる。

以上のように、本実施形態の撮像装置１００によれば、光軸の向きを相対的に異ならせるように、立体視用画像Ｇ３を視る者の両眼の視差方向に対して略直交する鉛直軸周りに回動させた二つの状態のレンズ部１を通り、被写体Ａに対する背景Ｂの位置関係を異ならせた二つの光学像に対応する二つの画像信号（撮像素子２により光電変換された二つの画像信号）に基づいて、立体視用画像Ｇ３の画像データを生成するので、一組のレンズ部１及び撮像素子２を具備する単眼式の構成にて、当該装置本体を被写体Ａに対して相対的に変位させることなく、一回の撮像指示で被写体Ａに対する背景Ｂの位置関係を異ならせた二つの光学像に対応する二つの画像信号を取得することができる。さらに、立体視用画像Ｇ３の画像データの生成に特殊な構造が不要となり、コストダウンを図ることができる。
即ち、例えば、二眼式の撮像装置に比して、当該装置本体の筐体サイズを小さくすることができるだけでなく、相対的に高価なレンズ部１や撮像素子２等の部品点数を削減することができる。また、二眼式の撮像装置の場合、レンズ部１の配置方向とヒトの両眼の視差の方向とが同じ方向になるように当該装置本体を構えて撮像しなければならないが、本実施形態の撮像装置１００の場合には、レンズ部１を鉛直軸周りに回動自在となっているので、横撮りや縦撮りといった当該装置本体の構え方、即ち、構図の制約を解消することができる。また、例えば、立体視用画像Ｇ３の生成が可能な従来の単眼式の撮像装置のように、非常に限られた条件や環境下でしか撮像ができないといったことがなくなる。
従って、単眼式の構成の撮像装置１００にて、立体視用画像Ｇ３の画像データの生成を簡便に、且つ、安価に行うことができる。

また、装置本体と被写体Ａとの距離（被写体距離）や画角内に存する被写体Ａの位置（被写体位置）を基準として、レンズ部１の鉛直軸周りの一方向及び他方向のうちの少なくとも一方の方向の回動量を調整するので、被写体距離や被写体位置が変化しても立体視用画像Ｇ３に適切な３Ｄ効果を付与することができる。また、被写体距離や被写体位置を基準としてレンズ部１の鉛直軸周りの一方向や他方向の回動量が調整された状態で立体視用画像Ｇ３の生成に用いられる二つの画像Ｇ１、Ｇ２を撮像することができ、これら二つの画像Ｇ１、Ｇ２を被写体Ａの位置を重ね合わせるように合成することで立体視用画像Ｇ３に適切な３Ｄ効果を付与することができ、立体視用画像Ｇ３の画像データの生成をより簡便に行うことができる。

さらに、レンズ部１の回動によって当該レンズ部１の光軸のずれる方向と略等しい方向に、撮像素子２を水平方向に移動させるので、被写体Ａに対する背景Ｂの位置関係を異ならせた二つの光学像を撮像素子２の撮像領域のより中央部に近い部分にて結像させることができ、これら二つの光学像に対応する画像信号に基づいて生成される立体視用画像Ｇ３の水平方向の大きさをより大きくすることができる。
特に、装置本体と被写体Ａとの距離（被写体距離）や画角内に存する被写体Ａの位置（被写体位置）を基準として、撮像素子２の水平方向の移動量を調整するので、被写体距離や被写体位置の変化に応じてレンズ部１の回動量が変化した場合であっても、当該レンズ部１の変位する光軸に追従させるように素子駆動部３２ａにより撮像素子２を移動させることができ、被写体Ａに対する背景Ｂの位置関係を異ならせた二つの光学像を撮像素子２の撮像領域のより中央部に近い部分にて結像させることができる。

なお、本発明は、上記実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の改良並びに設計の変更を行っても良い。
例えば、上記実施形態では、立体視用画像Ｇ３を静止画像として画像データを生成するようにしたが、立体視用画像Ｇ３のフレーム画像を所定の時間間隔を空けて配列した動画像の画像データを生成するようにしても良い。このとき、上記実施形態と同様に、被写体距離や被写体位置を基準として、各フレーム画像毎にレンズ部１の鉛直軸周りの一方向や他方向の回動量を調整することにより、被写体Ａと当該装置本体との相対的な位置の連続的な変位により被写体距離や被写体位置が連続的に変化しても、動画像としての立体視用画像Ｇ３に適切な３Ｄ効果を付与することができる。

また、上記実施形態では、レンズ部１の回動量の調整を被写体距離や被写体位置を基準として行うようにしたが、一例であってこれに限られるものではなく、必ずしも被写体距離や被写体位置を基準とする必要はない。即ち、被写体距離算出部６や被写体位置特定部７を具備するか否かは適宜任意に変更可能である。

さらに、上記実施形態では、レンズ部１の回動によって当該レンズ部１の光軸のずれる方向と略等しい方向に、撮像素子２を水平方向に移動させるようにしたが、一例であってこれに限られるものではなく、撮像素子２を移動させるか否かは適宜任意に変更可能である。
また、同様に、撮像素子２の移動量の調整を被写体距離や被写体位置を基準として行うようにしたが、一例であってこれに限られるものではなく、必ずしも被写体距離や被写体位置を基準とする必要はない。

また、上記実施形態では、レンズ部１を回動させるようにしたが、例えば、当該レンズ部１を収容する鏡筒自体を回動させるようにしても良い。
さらに、上記実施形態では、レンズ動作制御部３１によりレンズ部１を鉛直軸周りに一方向及び他方向の両方向に回動自在な構成を例示したが、一例であってこれに限られるものではなく、必ずしも両方向に回動自在である必要はない。即ち、例えば、被写体Ａを左右の一側から視た状態の画像Ｇ１を撮像した後、レンズ動作制御部３１によりレンズ部１を鉛直軸周りに所定の一方向に回動させた後、被写体Ａを左右の他側から視た状態の画像Ｇ２を撮像するような構成としても良い。
同様に、撮像素子動作制御部３２により撮像素子２を水平方向の両方向に移動自在な構成を例示したが、一例であってこれに限られるものではなく、必ずしも両方向に移動自在である必要はない。即ち、例えば、被写体Ａを左右の一側から視た状態の画像Ｇ１を撮像した後、レンズ部１の回動に併せて撮像素子動作制御部３２により撮像素子２を水平方向の所定の一方向に移動させて、被写体Ａを左右の他側から視た状態の画像Ｇ２を撮像するような構成としても良い。

また、撮像装置１００の構成は、上記実施形態に例示したものは一例であり、これらに限られるものではない。例えば、レンズ部１が回動しない撮像装置１００の当該レンズ部１の前側に、本発明に係る回動自在なレンズを具備するコンバーターを装着することで、立体視用画像Ｇ３の画像データを生成可能な構成としても良い。
さらに、例えば、撮像素子２をレンズ部１の変位する光軸に追従させるように水平方向に移動させない場合（図８参照）には、撮像素子動作制御部３２は、撮像の際の手ぶれを補正するように撮像素子２を動作させても良い。

加えて、上記実施形態にあっては、取得手段、生成手段としての機能を、中央制御部１２の制御下にて、撮像素子２、画像データ処理部５が駆動することにより実現される構成としたが、これに限られるものではなく、中央制御部１２のＣＰＵによって所定のプログラム等が実行されることにより実現される構成としても良い。
即ち、プログラムを記憶するプログラムメモリ（図示略）に、取得処理ルーチン、生成処理ルーチンを含むプログラムを記憶しておく。そして、取得処理ルーチンにより中央制御部１２のＣＰＵを、第１駆動手段により光軸の向きを相対的に異ならせるように回動させた二つの状態の撮像レンズを通り、被写体Ａに対する背景Ｂの位置関係を異ならせた二つの光学像に対応する二つの画像信号を取得する取得手段として機能させるようにしても良い。また、生成処理ルーチンにより中央制御部１２のＣＰＵを、取得手段により取得された二つの画像信号に基づいて、立体視用画像Ｇ３の画像データを生成する生成手段として機能させるようにしても良い。

さらに、上記の各処理を実行するためのプログラムを格納したコンピュータ読み取り可能な媒体として、ＲＯＭやハードディスク等の他、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬型記録媒体を適用することも可能である。また、プログラムのデータを所定の通信回線を介して提供する媒体としては、キャリアウェーブ（搬送波）も適用される。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の範囲は、上述の実施の形態に限定するものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲とその均等の範囲を含む。
以下に、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲に記載した発明を付記する。付記に記載した請求項の項番は、この出願の願書に最初に添付した特許請求の範囲の通りである。
〔付記〕
＜請求項１＞
撮像レンズと、
前記撮像レンズを鉛直軸周りに回動自在な第１駆動手段と、
前記第１駆動手段により光軸の向きを相対的に異ならせるように回動させた二つの状態の前記撮像レンズを通り、被写体に対する背景の位置関係を異ならせた二つの光学像に対応する二つの画像信号を取得する取得手段と、
前記取得手段により取得された二つの画像信号に基づいて、立体視用画像の画像データを生成する生成手段と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。
＜請求項２＞
当該装置本体と前記被写体との距離を基準として、前記第１駆動手段による前記撮像レンズの鉛直軸周りの一方向及び他方向のうちの少なくとも一方の方向の回動量を調整する第１制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
＜請求項３＞
前記第１制御手段は、更に、画角内に存する前記被写体の位置を基準として、前記第１駆動手段による前記撮像レンズの前記一方向及び前記他方向のうちの少なくとも一方の方向の回動量を調整することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
＜請求項４＞
前記取得手段は、前記二つの光学像の各々を光電変換して前記二つの画像信号を生成する撮像素子を有することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の撮像装置。
＜請求項５＞
前記撮像素子を鉛直方向に対して直交する水平方向に移動自在な第２駆動手段と、
前記第１駆動手段による前記撮像レンズの回動によって当該撮像レンズの光軸のずれる方向と略等しい方向に、前記第２駆動手段により前記撮像素子を移動させる第２制御手段と、を更に備えることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
＜請求項６＞
前記第２制御手段は、更に、当該装置本体と前記被写体との距離を基準として、前記第２駆動手段による前記撮像素子の移動量を調整することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
＜請求項７＞
前記第２制御手段は、更に、画角内に存する前記被写体の位置を基準として、前記第２駆動手段による前記撮像素子の移動量を調整することを特徴とする請求項５又は６に記載の撮像装置。
＜請求項８＞
撮像レンズと、前記撮像レンズを鉛直軸周りに回動自在な第１駆動手段と、を備える撮像装置を用いた撮像方法であって、
前記第１駆動手段により光軸の向きを相対的に異ならせるように回動させた二つの状態の前記撮像レンズを通り、被写体に対する背景の位置関係を異ならせた二つの光学像に対応する二つの画像信号を取得する処理と、
取得された二つの画像信号に基づいて、立体視用画像の画像データを生成する処理と、
を含むことを特徴とする撮像方法。
＜請求項９＞
撮像レンズと、前記撮像レンズを鉛直軸周りに回動自在な第１駆動手段と、を備える撮像装置のコンピュータを、
前記第１駆動手段により光軸の向きを相対的に異ならせるように回動させた二つの状態の前記撮像レンズを通り、被写体に対する背景の位置関係を異ならせた二つの光学像に対応する二つの画像信号を取得する取得手段、
前記取得手段により取得された二つの画像信号に基づいて、立体視用画像の画像データを生成する生成手段、
として機能させることを特徴とするプログラム。

１００ 撮像装置
１ レンズ部
２ 撮像素子
３ 撮像制御部
３１ レンズ動作制御部
３１ａ レンズ駆動部
３１ｂ 第１制御部
３２ 撮像素子動作制御部
３２ａ 素子駆動部
３２ｂ 第２制御部
５ 画像データ処理部
５ａ 画像生成部
６ 被写体距離算出部
７ 被写体位置特定部

上記課題を解決するため、本発明に係る撮像装置は、
光学像内の被写体に対する背景の位置関係が変化するように光軸に垂直な鉛直軸周りに回動可能な撮像レンズと、前記撮像レンズを前記鉛直軸周りに回動させる第１駆動手段と、前記第１駆動手段による回動前後の前記撮像レンズを通り、被写体に対する背景の位置関係を異ならせた二つの光学像に対応する二つの画像信号を取得する取得手段と、前記取得手段により取得された前記回動前後の二つの画像信号に基づいて、立体視用画像の画像データを生成する生成手段と、を備えたことを特徴としている。

Claims (9)

1. 撮像レンズと、
   前記撮像レンズを鉛直軸周りに回動自在な第１駆動手段と、
   前記第１駆動手段により光軸の向きを相対的に異ならせるように回動させた二つの状態の前記撮像レンズを通り、被写体に対する背景の位置関係を異ならせた二つの光学像に対応する二つの画像信号を取得する取得手段と、
   前記取得手段により取得された二つの画像信号に基づいて、立体視用画像の画像データを生成する生成手段と、
   を備えたことを特徴とする撮像装置。
2. 当該装置本体と前記被写体との距離を基準として、前記第１駆動手段による前記撮像レンズの鉛直軸周りの一方向及び他方向のうちの少なくとも一方の方向の回動量を調整する第１制御手段を更に備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記第１制御手段は、更に、画角内に存する前記被写体の位置を基準として、前記第１駆動手段による前記撮像レンズの前記一方向及び前記他方向のうちの少なくとも一方の方向の回動量を調整することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記取得手段は、前記二つの光学像の各々を光電変換して前記二つの画像信号を生成する撮像素子を有することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の撮像装置。
5. 前記撮像素子を鉛直方向に対して直交する水平方向に移動自在な第２駆動手段と、
   前記第１駆動手段による前記撮像レンズの回動によって当該撮像レンズの光軸のずれる方向と略等しい方向に、前記第２駆動手段により前記撮像素子を移動させる第２制御手段と、を更に備えることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記第２制御手段は、更に、当該装置本体と前記被写体との距離を基準として、前記第２駆動手段による前記撮像素子の移動量を調整することを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記第２制御手段は、更に、画角内に存する前記被写体の位置を基準として、前記第２駆動手段による前記撮像素子の移動量を調整することを特徴とする請求項５又は６に記載の撮像装置。
8. 撮像レンズと、前記撮像レンズを鉛直軸周りに回動自在な第１駆動手段と、を備える撮像装置を用いた撮像方法であって、
   前記第１駆動手段により光軸の向きを相対的に異ならせるように回動させた二つの状態の前記撮像レンズを通り、被写体に対する背景の位置関係を異ならせた二つの光学像に対応する二つの画像信号を取得する処理と、
   取得された二つの画像信号に基づいて、立体視用画像の画像データを生成する処理と、
   を含むことを特徴とする撮像方法。
9. 撮像レンズと、前記撮像レンズを鉛直軸周りに回動自在な第１駆動手段と、を備える撮像装置のコンピュータを、
   前記第１駆動手段により光軸の向きを相対的に異ならせるように回動させた二つの状態の前記撮像レンズを通り、被写体に対する背景の位置関係を異ならせた二つの光学像に対応する二つの画像信号を取得する取得手段、
   前記取得手段により取得された二つの画像信号に基づいて、立体視用画像の画像データを生成する生成手段、
   として機能させることを特徴とするプログラム。

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