JP4143627B2 - 立体撮像レンズ装置、立体撮像システム、立体撮像装置及び立体撮像装置本体 - Google Patents

Description

本発明は、レンズ交換可能な撮像装置本体に装着されて、立体視可能な視差画像を撮影させる立体撮像レンズ装置に関するものである。

いわゆるフィールドシーケンシャル方式の立体視撮影を行わせる立体撮像装置では、左右の対物光学系と、これら対物光学系に設けられた液晶シャッタ等のシャッタとを有している。そして、両シャッタの透過と非透過を交互に切り換えることによって左右の視差像を交互に撮像素子に撮像させる。こうして撮像された視差画像は、特殊な観察装置を用いることにより、観察者に立体画像として観察させることができる。

図８には、フィールドシーケンシャル方式の立体撮像装置の構成を示している。この図において、８０１は焦点調節を行うフォーカスレンズであり、フォーカス駆動部８１６により駆動される。８０２は変倍動作を行うズームレンズであり、ズーム駆動部８１７により駆動される。８０３は温度ピント補正やフランジバック調節のための補正レンズであり、補正駆動部８１８により駆動される。

８０４，８０５は左右の対物ミラーであり、左右の光軸の向き（輻輳）を調節するよう回動可能となっている。８０６，８０７は左右の第１群レンズであり、８０８，８０９は左右のシャッタである。シャッタ８０８，８０９はシャッタ駆動回路８２０により駆動され、適切な周期で交互に開閉動作（液晶シャッタにおいては透過状態・非透過状態）を繰り返す。

８１０はプリズムであり、左右の対物ミラー８０４，８０５からそれぞれ第１群レンズ８０６，８０７およびシャッタ８０８，８０９を介して入射する光束の光軸を合成する。これにより、左右の対物ミラー８０４，８０５から入射する光束は、共通する撮像面上に交互に結像する。

８１１は絞り調節を行うためのＩＲＩＳであり、ＩＲＩＳ駆動部８１５により駆動される。８１２は第２群レンズである。

８１３，８１４はエンコーダであり、それぞれフォーカスレンズ８０１およびズームレンズ８０２の位置を検出する。

８１９は測距部であり、被写体までの距離を検出する。この検出信号は後述するマイクロコンピュータ８２８に送られ、マイクロコンピュータ８２８は被写体距離に応じて対物ミラー８０４，８０５を回動させて輻輳を調節する。

８２１は撮像面に配置されたＣＣＤなどの撮像素子であり、ＣＣＤ駆動回路８２２により駆動される。８２３は増幅器であり、撮像素子８２１の出力である撮像信号の増幅を行う。

８２４は信号処理部であり、ホワイトバランス、ＡＦ、ＡＥ等のための信号処理や映像信号の生成を行う。８２８はマイクロコンピュータであり、上記シャッタ８０８，８０９や駆動回路や信号処理部８２４等の装置全体の制御を司る。

この立体撮影装置は、専ら立体撮影を行う目的のためだけに作られており、立体撮影に特化した信号処理系と装置制御系（マイコン８２８）により撮影をすることで、立体画像を撮影することができる構成になっている。

ところで、最近では、図８中における左右の対物ミラー８０４から補正レンズ８０３までの撮影光学系を有した立体（３Ｄ）撮影レンズであって、一般的な２Ｄ撮影を行うカメラに装着可能なものが提案されている。

しかしながら、３Ｄ撮影レンズや２Ｄ撮影を行うカメラに装着した場合、種々の不都合が生じる。

例えば、カメラには、いわゆるスローシャッタモード（撮像素子の電荷蓄積時間を、例えばＮＴＳＣ方式で規定された６０分の１秒より遅い３０分の１秒や１５分の１秒とするモード）の選択が可能なものがある。このようなカメラに３Ｄ撮影レンズを装着して使用する場合において、スローシャッタモードが選択されていると、左右の視差画像が分離されずに混ざり合った画像として撮像されてしまい、適正な立体画像が得られないという問題がある。

また、左右の対物光学系により撮像素子上に形成される像には、左右の対物光学系の光学的な誤差（例えば、左右のシャッタの僅かな色の違い）による色の差や視差による像のずれがある。このために、これら左右の対物光学系により形成される像の撮像信号に基づいてホワイトバランスの設定制御を行う場合、２Ｄ撮影時と同様の方法では白抽出を適正に行うことができない可能性がある。

本願第１の発明は、撮像手段で撮像された撮像信号のうち所定の抽出範囲からの撮像信号を用いてホワイトバランスを設定する機能を備えた撮像装置本体に通信可能に装着され、左右の対物光学系と、これら左右の対物光学系を通じて形成される左右の視差を有する像を前記撮像手段に交互に撮像させる制御手段とを有する立体撮像レンズ装置であって、前記制御手段は、前記撮像装置本体に対し、２Ｄ撮像か立体撮像かの選択に応じて、前記撮像装置本体にホワイトバランスの抽出範囲を変更させる信号を送信することを特徴とする。

また、本願第２の発明は、撮像手段で撮像された撮像信号のうち所定の抽出範囲からの撮像信号を用いてホワイトバランスを設定する機能を備えた立体撮像装置本体であって、左右の対物光学系と、これら左右の対物光学系を通じて形成される左右の視差を有する像を前記撮像手段に交互に撮像させる制御手段とを有する立体撮像レンズ装置と通信可能に接続され、前記制御手段から送信された信号であって、２Ｄ撮像か立体撮像かの選択に応じたホワイトバランスの抽出範囲の変更に関する信号を受けて、該抽出範囲を変更することを特徴とする。

本願第１の発明によれば、この立体撮像レンズ装置を装着した撮像装置本体に、左右の視差画像の色の差や画像のずれを加味したホワイトバランスの設定許容範囲の設定を行わせることができる。このため、常に適正なホワイトバランス設定がなされた立体画像を得ることが可能となる。本願第２の発明においても同様である。

以下、本発明の実施例について説明する。
（参考実施例）
図１には、本発明の参考実施例であるの立体撮影システムの構成を示している。この立体撮影システムは、立体（３Ｄ）撮影レンズユニット１２７と、このレンズユニット１２７の着脱が可能なビデオカメラ本体とから構成されている。

レンズユニット１２７とビデオカメラ本体１２８は、所定フォーマットで規格化された不図示のマウントの機械的結合および不図示の接点ブロックの電気的接触によって、着脱および相互通信可能な交換レンズシステムを構成している。

レンズユニット１２７の接点ブロックとカメラ本体１２８の接点ブロックは、レンズマウントをカメラマウントに装着させることによって互いに接触する。これにより、レンズマイクロコンピュータ（以下、レンズコンという）１２６とカメラマイクロコンピュータ（以下、カメラマイコンという）１４１は所定のデータ通信を所定のフォーマットにしたがって行うことができる。また、カメラ本体１２８からレンズユニット１２７への電力供給も、接点ブロックを介して行われる。

レンズユニット１２７の対物光学系は左右２つ設けられている。これら左右の対物光学系に入射した被写体からの光は、対物ミラー１０４，１０５で反射されて第１群レンズ１０６，１０７を通過する。そして、各々の対物光学系内に配置された液晶シャッタ１０８，１０９の交互の開閉（透過・非透過）動作によって交互にプリズム１１０に到達する。

なお、対物ミラー１０４，１０５は、測距部１１９により検出された被写体までの距離に応じて、レンズマイコン１２６によりモータによる駆動制御がなされる。これにより、被写体距離に応じて輻輳が調節される。また、測距部１１９により検出された被写体までの距離に応じて、レンズマイコン１２６によりモータによるフォーカスレンズ駆動制御がなされ、被写体距離に応じてフォーカスが調節される。

プリズム１１０に到達した左右の光束は、プリズム１１０で反射されて共通の光軸を有することになる。そして、ＩＲＩＳ１１１で光量調整された後、第２群レンズ１１２と、フォーカスレンズ１０１と、ズームレンズ１０２と、補正レンズ１０３を通ってＣＣＤ等の撮像素子１２９上で結像する。ここで、第２群レンズ１１２は固定されており、フォーカスレンズ１０１はフォーカシングを行う第３群レンズである。また、ズームレンズ１０２は、変倍を行う第４群レンズであり、補正レンズ１０３は温度ピント補正やフランジバック調節のための補正を行う第５群レンズである。撮像素子１２９は、この光学像を光電変換し、赤、緑、青の各色成分に応じた撮像信号を出力する。

撮像素子１２９から出力された各色成分の撮像信号は、増幅器１３０でそれぞれ最適なレベルに増幅され、信号処理部１３１に入力される。信号処理部１３１では、入力された撮像信号を標準カラーテレビジョン信号に変換する。また、撮像信号は、信号処理部１３１内に設けられたＡＷＢ（Auto white balance）信号処理部１３２、ＡＦ（Auto focus） 信号処理部１３３およびＡＥ（Auto exposure ）信号処理部１３４に入力される。

ＡＷＢ信号処理部１３２では、入力された撮像信号から色差信号ＳＡＷＢを生成する。この色差信号ＳＡＷＢは、システムを統括して制御するカメラマイコン１４１内のＡＷＢ／露出制御部１３８に供給される。このＡＷＢ／露出制御部１３８では、色差信号ＳＡＷＢを零にするように増幅器１３０を制御し、ホワイトバランスの設定制御を行うとともに、その制御情報をレンズマイコン１２６に送る。

また、ＡＥ信号処理部１３４では、入力された撮像信号から測光信号ＳＡＥを生成する。この測光信号ＳＡＥは、ＡＷＢ／露出制御部１３８に送られ、露出制御に使われる。また、撮影画面内の一部の領域だけを重点的に測光する測光領域制御の命令がＡＥ信号処理部１３４に送られる。

ＡＷＢ／露出制御部１３８は露出制御も行っており、測光信号の露出状態が所望の状態になるように、ＣＣＤ駆動回路１３５を駆動して撮像素子１２９の電荷蓄積時間や増幅器１３０のゲインを制御する。また、ＡＷＢ／露出制御部１３８は、絞り駆動命令をレンズマイコン１２６のＩＲＩＳ制御部１２３に送る。ＩＲＩＳ駆動部１１５は、絞り駆動命令に応じてＩＲＩＳ１１１を開閉制御する。なお、ＩＲＩＳ１１１は、このＩＲＩＳ１１１を通過する光量とＩＲＩＳ１１１の実際の動きとを検出してＩＲＩＳ１１１をフィードバックループ制御する。

ＩＲＩＳ１１１のフィードバックループ制御は、ＩＲＩＳ駆動部１１５がカメラ本体１２８から送られた絞り駆動命令に応じて不図示のＩＧメータを駆動し、駆動した絞り状態を不図示のエンコーダで検出する。そして、そのエンコーダ出力信号をカメラマイコン１４１内のＡＷＢ／露出制御部１３８へ転送することで行う。

さらに、ＡＷＢ／露出制御部１３８は、低照度被写体を撮影する際等に用いられるスローシャッタ機能も制御する。すなわち、ＡＷＢ／露出制御部１３８は、カメラ本体１２８に設けられたスローシャッタＳＷユニット１４２で選択されたスローシャッタ速度に応じて、ＣＣＤ駆動回路１３５を制御する。そして、撮像素子１２９の電荷蓄積時間を通常（ＮＴＳＣ方式やＰＡＬ方式といったカラーテレビジョン方式で規定された電荷蓄積時間〈電子シャッタ速度〉）よりも長くなるように変更する。それに読み出し周期を合わせて間欠的に撮像信号を取り出す。なお、電子シャッタでは電荷蓄積時間は変化するが、読み出し周期は一定である。

読み出された間欠撮像信号は、信号処理部１３１を通して映像情報としてフィールドメモリ１３６に取り込まれる。そして、ＡＷＢ／露出制御部１３８はメモリコントローラ＆補間回路１３７を制御して、フィールドメモリ１３６にメモリされた映像情報を信号処理部１３１に引き渡し、読み出し周期間の欠落したフィールドの映像情報を補う。

ＡＷＢ／露出制御部１３８は、上記の露出制御およびスローシャッタ制御を行う。一方、露出情報としての電子シャッタ情報、ＡＧＣ等の増幅率情報、絞り制御情報、選択されたプログラムモード情報およびスローシャッタ時の読み出し周期情報をレンズマイコン１２６に送信する。

３Ｄ撮影時の自動焦点調節を行う場合、レンズマイコン１２６は、レンズユニット１２７に設けられた測距部１１９からの信号を用いて、三角測距法により被写体までの距離を測定する。そして、レンズマイコン１２６内のＡＦ／ズーム制御部１２２は、カメラ本体１２８側のＡＦ信号処理部１３３から送られてきたデータに基づいて制御信号をフォーカス駆動部１１６に出力し、フォーカスレンズ１０１を駆動させる。フォーカスレンズ１０１の位置情報は不図示のエンコーダによって検出が可能であり、被写体に合焦する位置にフォーカスレンズを駆動する。この一連のフィードバックループ制御を行うことで適切なＡＦ動作を行うことができる。

また、カメラマイコン１４１は、カメラ本体１２８に設けられたズームＳＷユニット１２４からのテレ／ワイドデータに基づいてズーム制御部１３９で計算された制御データをレンズマイコン１２６に送信する。レンズマイコン１２６内のＡＦ／ズーム制御部１２２は、カメラマイコン１４１からの制御データに基づいてズームレンズ１０２をズームＳＷユニット１２４におけるテレ又はワイドの押されている方向に駆動するよう、ズーム駆動部１１７に制御信号を送る。そして、ズームレンズ１０２を駆動させる。これにより、変倍動作が行われる。ズームレンズ１０２の位置は不図示のエンコーダにより検出可能であり、フィードバック駆動も行うことができる。

また、カメラマイコン１４１からは垂直同期信号が出力され、レンズユニット１２７に設けられた同期分離回路１２１に入力される。同期分離回路１２１は、入力された垂直同期信号を分離して所望のトリガー信号を生成し、シャッタ駆動回路１２０に送る。

このトリガー信号とレンズマイコン１２６で生成された左右識別信号はシャッタ駆動回路１２０に入力される。シャッタ駆動回路１２０は、２つのシャッタ１０８，１０９のうち一方を開動作させ、他方を閉動作させるよう制御する。これにより、左右の対物光学系により形成される像が交互に撮像素子１２９上に結像し、撮像素子１２９によって左右の視差画像が交互に撮像される。すなわち、フィールドシーケンシャル方式での立体撮影が行われる。

また、シャッタ１０８，１０９のどちらかが閉じた状態で撮影を行うことで２Ｄ撮影を行うことができ、容易に２Ｄ／３Ｄの切り変えを行うことができる。

なお、本実施例では、カメラマイコン１４１が垂直同期信号を出力しているが、信号処理部１３１から出力された映像信号を垂直同期信号とすることも可能である。

レンズマイコン１２６の通信処理部１２５とカメラマイコン１４１の通信処理部１４０とは、撮像フィールド毎（ＮＴＳＣフォーマットでは１秒間に６０回、ＰＡＬフォーマットでは１秒間に５０回）に通信を行っている。このときのレンズユニット１２７およびカメラ本体１２８におけるスローシャッタ禁止動作について図２のフローチャートを用いて説明する。

カメラ本体１２８の電源が投入され、レンズユニット１２７にも電源が供給されると、図２のステップ（図ではＳと略す）２０１から本シーケンスが開始される。まず、ステップ２０２では、レンズマイコン１２６はＳＳ＿ＰＥＲＭＩＳＳＩＯＮ＿ＦＬＡＧのＦＡＬＳＥデータをカメラマイコン１４１に送信する。このデータは、撮像フィールド毎に送られる。このデータは、スローシャッタを有効にするか無効にするかの２値データであり、ＦＡＬＳＥの場合はスローシャッタを禁止するデータである。

次に、ステップ２０３で、カメラマイコン１４１はスローシャッタＳＷ（ＳＳ＿ＳＷ）ユニット１４２がオン操作されたか否かを判別する。ＳＳ＿ＳＷがオンされたときは、ステップ２０５の処理に移る。また、ＳＳ＿ＳＷがオフの場合はステップ２０４の処理へ移る。

ステップ２０５では、カメラマイコン１４１は、レンズマイコン１２６から送られてきたＳＳ＿ＰＥＲＭＩＳＳＩＯＮ＿ＦＬＡＧの値を判断して、ＦＡＬＳＥの場合はＳ２０４の処理へ移る。

ステップ２０４では、スローシャッタ禁止撮影モードになる。そして、撮像素子１２９の電荷蓄積時間が通常（ＮＴＳＣフォーマットでは１／６０秒〈シャッタ速度としてはＳ１／６０〉、ＰＡＬフォーマットでは１／５０秒〈シャッタ速度としてはＳ１／５０〉）又は通常よりも短時間（高速シャッタ速度で）の撮影を行う。そして、ステップ２０１の処理に戻る。

また、ステップ２０５においてＳＳ＿ＰＥＲＭＩＳＳＩＯＮ＿ＦＬＡＧがＴＲＵＥのときは、ステップ２０６のスローシャッタ撮影モードになる。そして、撮像素子１２９の電荷蓄積時間が通常よりも長い（低速シャッタ速度）の撮影を行う。

ここで、カメラ本体１２８に３Ｄ撮影レンズユニット１２７が接続されている場合は、ＳＳ＿ＰＥＲＭＩＳＳＩＯＮ＿ＦＬＡＧは常にＦＡＬＳＥであるため、ステップ２０４で必ずスローシャッタ禁止撮影モードが設定される。

また、ステップ２０６の処理は、本実施例の３Ｄ撮影レンズユニットではなく、２Ｄ撮影レンズユニットが装着されている場合に行われる。２Ｄ撮影レンズが装着された場合、常にＳＳ＿ＰＥＲＭＩＳＳＩＯＮ＿ＦＬＡＧはＴＲＵＥに設定されるため、スローシャッタＳＷユニット１４２の操作によりスローシャッタ撮影モードを設定することができる。

ここで、スローシャッタＳＷユニット１４２は、操作されるごとに撮像素子１２９の電荷蓄積時間を可変設定する。例えば、スローシャッタ時の電荷蓄積間隔は、ＮＴＳＣフォーマットでは、Ｓ１／８（１秒間に８コマ分、つまり通常の７．５倍の蓄積時間），Ｓ１／１５，Ｓ１／３０と変更可能である。また、ＰＡＬフォーマットでは、スローシャッタは、Ｓ１／６（１秒間に６コマ分、つまり通常の１０倍の蓄積時間），Ｓ１／１２，Ｓ１／２５と変更可能である。

これらの電子シャッタ速度の選択がスローシャッタ禁止撮影モードでは禁止される。つまり、スローシャッタ禁止撮影モードでは、カメラ本体１２８側のスローシャッタＳＷユニット１４２を操作してもこれらの電子シャッタ速度を設定することができなくなる。

但し、スローシャッタとは逆に撮像素子１２９の電荷蓄積時間を短くする高速電子シャッタなどの効果は、３Ｄ撮影においては１フィールド（ＮＴＳＣフォーマットでは１秒間に６０コマ、ＰＡＬフォーマットでは１秒間に５０コマ）以上にまたがらない。このため、左右の視差画像が混ざって写り込む現象であるクロストークは発生しない。したがって、このような高速シャッタ速度の設定はスローシャッタ禁止撮影モードでも禁止する必要はない。

この高速シャッタ速度は、ＮＴＳＣフォーマットでは、Ｓ１／１００（１秒間に１００コマ分、つまり通常の５分の３の蓄積時間），Ｓ１／２５０，Ｓ１／５００，Ｓ１／１０００，Ｓ１／２０００，Ｓ１／４０００，Ｓ１／８０００，Ｓ１／１５００の選択が可能である。ＰＡＬフォーマットでは、Ｓ１／１２０（１秒間に１２０コマ分、つまり通常の２分の１の蓄積時間），Ｓ１／２５０，Ｓ１／５００，Ｓ１／１０００，Ｓ１／２０００，Ｓ１／４０００，Ｓ１／８０００の選択が可能である。

図３には、本発明の実施例１であるの立体撮影システムの構成を示している。この立体撮影システムは、立体（３Ｄ）撮影レンズユニット３２７と、このレンズユニット３２７の着脱が可能なビデオカメラ本体とから構成されている。

レンズユニット３２７とビデオカメラ本体３２８は、所定フォーマットで規格化された不図示のマウントの機械的結合および不図示の接点ブロックの電気的接触によって、着脱および相互通信可能な交換レンズシステムを構成している。

レンズユニット３２７の接点ブロックとカメラ本体３２８の接点ブロックは、レンズマウントをカメラマウントに装着させることによって互いに接触する。これにより、レンズマイクロコンピュータ（以下、レンズマイコンという）３２６とカメラマイクロコンピュータ（以下、カメラマイコン）３４１は所定のデータ通信を所定のフォーマットにしたがって行うことができる。また、カメラ本体３２８からレンズユニット３２７への電力供給も、接点ブロックを介して行われる。

レンズユニット３２７の対物光学系は左右２つ設けられている。これら左右の対物光学系に入射した被写体からの光は、対物ミラー３０４，３０５で反射されて第１群レンズ３０６，３０７を通過する。そして、各々の対物光学系内に配置された液晶シャッタ３０８，３０９の交互の開閉（透過・非透過）動作によって交互にプリズム３１０に到達する。

なお、対物ミラー３０４，３０５は、測距部３１９により検出された被写体までの距離に応じて、レンズマイコン３２６によりモータによる駆動制御がなされる。これにより、被写体距離に応じて輻輳が調節される。

また、測距部３１９により検出された被写体までの距離に応じて、レンズマイコン３２６によりモータによるフォーカスレンズ駆動制御がなされ、被写体距離に応じてフォーカスが調節される。

また、プリズム３１０に到達した左右の光束は、プリズム３１０で反射されて共通の光軸を有することになる。そして、ＩＲＩＳ３１１で光量調整された後、第２群レンズ３１２と、フォーカスレンズ３０１と、ズームレンズ３０２と、補正レンズ３０３を通ってＣＣＤ等の撮像素子３２９上で結像する。ここで、第２群レンズ３１２は固定されており、フォーカスレンズ３０１はフォーカシングを行う第３群レンズである。また、ズームレンズ３０２は変倍を行う第４群レンズであり、補正レンズ３０３は温度ピント補正やフランジバック調節のための補正を行う第５群レンズである。撮像素子３２９は、この光学像を光電変換し、赤、緑、青の各色成分に応じた撮像信号を出力する。

撮像素子３２９から出力された各色成分の撮像信号は、増幅器３３０でそれぞれ最適なレベルに増幅され、信号処理部３３１に入力される。信号処理部３３１では、入力された撮像信号を標準カラーテレビジョン信号に変換する。また、撮像信号は、信号処理部３３１内に設けられたＡＷＢ（Auto white balance）信号処理部３３２、ＡＦ（Auto focus） 信号処理部３３３およびＡＥ（Auto exposure ）信号処理部３３４に入力される。

ＡＷＢ信号処理部３３２では、入力された撮像信号から色差信号ＳＡＷＢを生成する。この色差信号ＳＡＷＢは、システムを統括して制御するカメラマイコン３４１内のＡＷＢ／露出制御部３３８に供給される。このＡＷＢ／露出制御部３３８では、色差信号ＳＡＷＢを零にするように増幅器３３０を制御し、ホワイトバランスの設定制御を行うとともに、その制御情報をレンズマイコン３２６に送る。

また、ＡＥ信号処理部３３４では、入力された撮像信号から測光信号ＳＡＥを生成する。この測光信号ＳＡＥは、ＡＷＢ／露出制御部３３８に送られ、露出制御に使われる。また、撮影画面内の一部の領域だけを重点的に測光する測光領域制御の命令がＡＥ信号処理部３３４に送られる。

ＡＷＢ／露出制御部３３８は露出制御も行っており、測光信号の露出状態が所望の状態になるように、ＣＣＤ駆動回路３３５を駆動して撮像素子３２９の電荷蓄積時間や増幅器３３０のゲインを制御する。また、ＡＷＢ／露出制御部３３８は、絞り駆動命令をレンズマイコン３２６のＩＲＩＳ制御部３２３に送る。ＩＲＩＳ駆動部３１５は、絞り駆動命令に応じてＩＲＩＳ３１１を開閉制御する。なお、ＩＲＩＳ３１１は、このＩＲＩＳ３１１を通過する光量とＩＲＩＳ３１１の実際の動きとを検出してＩＲＩＳ３１１をフィードバックループ制御する。

ＩＲＩＳ３１１のフィードバックループ制御は、ＩＲＩＳ駆動部３１５がカメラ本体３２８から送られた絞り駆動命令に応じてＩＧメータを駆動し、駆動した絞り状態をエンコーダで検出する。そのエンコーダ出力信号をカメラマイコン３４１内のＡＷＢ／露出制御部３３８へ転送することで行う。

さらに、ＡＷＢ／露出制御部３３８は、低照度被写体を撮影する際等に用いられるスローシャッタ機能も制御する。すなわち、ＡＷＢ／露出制御部３３８は、カメラ本体３２８に設けられたスローシャッタＳＷユニット３４２で選択されたスローシャッタ速度に応じて、ＣＣＤ駆動回路３３５を制御する。そして、撮像素子３２９の電荷蓄積時間を通常（ＮＴＳＣ方式やＰＡＬ方式といったカラーテレビジョン方式で規定された電荷蓄積時間〈電子シャッタ速度〉）よりも長くなるように変更し、それに読み出し周期を合わせて間欠的に撮像信号を取り出す。なお、電子シャッタでは電荷蓄積時間は変化するが、読み出し周期は一定である。

読み出された間欠撮像信号は、信号処理部３３１を通して映像情報としてフィールドメモリ３３６に取り込まれる。そして、ＡＷＢ／露出制御部３３８はメモリコントローラ＆補間回路３３７を制御して、フィールドメモリ３３６にメモリされた映像情報を信号処理部３３１に引き渡し、読み出し周期間の欠落したフィールドの映像情報を補う。

ＡＷＢ／露出制御部３３８は、上記の露出制御およびスローシャッタ制御を行う。一方、露出情報としての電子シャッタ情報、ＡＧＣ等の増幅率情報、絞り制御情報、選択されたプログラムモード情報およびスローシャッタ時の読み出し周期情報をレンズマイコン３２６に送信する。

３Ｄ撮影時の自動焦点調節を行う場合、レンズマイコン３２６は、レンズユニット３２７に設けられた測距部３１９からの信号を用いて、三角測距法により被写体までの距離を測定する。そして、レンズマイコン３２６内のＡＦ／ズーム制御部３２２は、カメラ本体３２８側のＡＦ信号処理部３３３から送られてきたデータに基づいて制御信号をフォーカス駆動部３１６に出力し、フォーカスレンズ３０１を駆動させる。フォーカスレンズ３０１の位置情報はエンコーダ３１３によって検出が可能であり、被写体に合焦する位置にフォーカスレンズを駆動する。この一連のフィードバックループ制御を行うことで適切なＡＦ動作を行うことができる。

また、カメラマイコン３４１は、カメラ本体３２８に設けられたズームＳＷユニット３２３からのテレ／ワイドデータに基づいてズーム制御部３３９で計算された制御データをレンズマイコン３２６に送信する。レンズマイコン３２６内のＡＦ／ズーム制御部３２２は、カメラマイコン３４１からの制御データに基づいてズームレンズ３０２をズームＳＷユニット３２４におけるテレ又はワイドの押されている方向に駆動するよう、ズーム駆動部３１７に制御信号を送る。そして、ズームレンズ３０２を駆動させる。これにより、変倍動作が行われる。ズームレンズ３０２の位置はエンコーダ３１４により検出可能であり、フィードバック駆動も行うことができる。

また、カメラマイコン３４１からは垂直同期信号が出力され、レンズユニット３２７に設けられた同期分離回路３２１に入力される。同期分離回路３２１は、入力された垂直同期信号を分離して所望のトリガー信号を生成し、シャッタ駆動回路３２０に送る。

このトリガー信号とレンズマイコン３２６で生成された左右識別信号はシャッタ駆動回路３２０に入力される。シャッタ駆動回路３２０は、２つのシャッタ３０８，３０９のうち一方を開動作させ、他方を閉動作させるよう制御する。これにより、左右の対物光学系により形成される像が交互に撮像素子３２９上に結像し、撮像素子３２９によって左右の視差画像が交互に撮像される。すなわち、フィールドシーケンシャル方式での立体撮影が行われる。

また、シャッタ３０８，３０９のどちらかが閉じた状態で撮影を行うことで２Ｄ撮影を行うことができ、容易に２Ｄ／３Ｄの切り変えを行うことができる。

なお、本実施例では、カメラマイコン３４１が垂直同期信号を出力しているが、信号処理部３３１から出力された映像信号を垂直同期信号とすることも可能である。

レンズマイコン３２６の通信処理部３２４とカメラマイコン３４１の通信処理部３４０とは、撮像フィールド毎（ＮＴＳＣフォーマットでは１秒間に６０回、ＰＡＬフォーマットでは１秒間に５０回）に通信を行っている。このときのレンズユニット３２７およびカメラ本体３２８におけるホワイトバランス制御について図４のフローチャートを用いて説明する。

カメラ本体３２８の電源が投入され、レンズユニット３２７にも電源が供給されると、本シーケンスが開始される。まず、ステップ（図ではＳと略す）４０１では、カメラマイコン３４１はホワイトバランス制御に必要なデータの初期化を行い、ＲＷＢ制御データ，ＢＷＢ制御データを出力する。

続いて、カメラマイコン３４１は、ステップ４０２において、ホワイトバランス制御を時間的に管理するための制御タイマのリセット／スタートを行う。この制御タイマは所定時間をカウントすると停止する。

次に、ステップ４０３で、カメラマイコン３４１は、画面全体を６４分割した画面領域の色データを読み込む。そして、ステップ４０４では、読み込んだ色データから各分割画面領域が白であるかの判定を行う。

さらに、ステップ４０５では、６４個の分割画面領域の中に白の画面領域があるかどうかを判断する。白の画面領域がなければステップ４０６に進み、ＲＷＢ制御データを固定とする。

一方、ステップ４０５で白の画面領域があった場合はステップ４０７に進み、白と判定した分割画面領域の色データの平均値を算出する。

次に、ステップ４０８では、算出した平均値がＲ−Ｙ、Ｂ−Ｙ領域の所定高色温度領域にあるかどうかを判断する。所定高色温度領域にあるときはステップ４１１に進み、現在のＲＷＢ制御データに所定量を加算する。

また、ステップ４０８で所定高色温度領域になかったときは、ステップ４０９に進み、ステップ４０７で算出した平均値が所定低色温度領域にあるかどうか判断する。

平均値が所定低色温度領域にあるときは、ステップ４１０で現在のＲＷＢ制御データから所定量を減算する。ステップ４０９において、ステップ４０７で算出した平均値が所定低色温度領域になかったときはステップ４０６へ進む。

本実施例では、レンズユニット３２７からの通信により、ホワイトバランスの調整許容範囲の変更要求フラグが立っていた場合には、ステップ４０８，４０９での判断に利用する温度領域のしきい値を緩和する。詳細については後述する。

ステップ４１３では、決定したＲＷＢ制御データからＢＷＢ制御データを算出する。また、ステップ４１４では、これらＲＷＢ制御データおよびＢＷＢ制御データを出力する。

ステップ４１５では、ステップ４１４で出力した制御データを格納する。さらに、ステップ４１６では、ステップ４０２でカウントをスタートさせた制御タイマがカウントを終了して停止したか否かを判断し、停止していないときは再度判断を繰り返す。そして、制御タイマが停止しているときは、ステップ４０２に戻る。この制御タイマによってホワイトバランスの制御周期は一定に保たれる。

次に、図５〜図７を用いて本実施例における３Ｄ撮影時のホワイトバランスの設定許容範囲の設定について説明する。

図５は、レンズユニット３２７における通信動作のうち、ホワイトバランスの設定許容範囲の設定に関わるフローチャートを表している。

レンズマイコン３２６は、レンズユニット３２７がカメラ本体３２８に装着されるとすぐに、ステップ５０１でカメラマイコン３４１との初期通信を行う。このとき、レンズマイコン３２６は、カメラマイコン３４１にレンズバージョン情報や焦点距離、変倍率などの各種データを送信する。

また、カメラ本体４２８からも、カメラバージョン情報やフランジバック調整値などの各種データが送信され、レンズマイコン３２６はこれらを受信する。

ステップ５０２では、レンズマイコン３２６が、カメラ本体３２８が３Ｄ撮影モードであるか否かの判定を行う。３Ｄ撮影モードである場合には、ステップ５０３に進み、３Ｄ撮影用のホワイトバランス抽出範囲（設定許容範囲）に変更が必要か否かを示すＷＢ変更要求フラグを１にセットする。３Ｄ撮影モードでない場合には、ステップ３０４へ進み、ＷＢ変更要求フラグを０にセットする。

ステップ５０５では、レンズマイコン３２６は、ステップ５０３，５０４でセットしたＷＢ変更要求フラグを含む制御通信を行う。この際、レンズマイコン３２６からは、カメラ本体３２８へのＷＢ変更要求の他に、ＩＲＩＳ情報やＡＦ測距枠サイズ、現在焦点距離などの各種データが送信される。また、カメラ本体からＡＦ評価値やＩＲＩＳ制御などの各種データを受信する。

図５はカメラマイコン３１４の通信動作のうち、本実施例に関わるフローチャートである。カメラ本体３２８に設けられたマニュアルでのホワイトバランス設定を行うためのＷＢセットスイッチ３４４が押されたとき、割込みが発生して処理が開始される。

まず、ステップ６０１では、レンズマイコン３２６からの制御通信の受信を確認する。レンズユニット３２７とカメラ本体３２８間の通信は垂直同期周期ごとに行われているため、ステップ６０１で制御通信の受信が完了していない場合は、完了するまで処理を待つ。

制御通信の受信が完了した後で、ステップ６０２では、レンズマイコン３２６が様々な制御データの中から３Ｄ特有の情報であるＷＢ変更要求フラグをレジスタに格納する。

そして、ステップ６０３では、ステップ６０２でレジスタに格納したＷＢ変更要求フラグを確認する。

ＷＢ変更要求フラグが１のときは、３Ｄ撮影であると判断し、ステップ６０４で３Ｄ撮影用のＷＢ抽出範囲に色温度のしきい値変更を行う。

一方、ＷＢ変更要求フラグが０のときは、ステップ６０５で、通常の２Ｄ撮影時のＷＢ抽出範囲を設定する。

そして、ステップ６０６では、図４で説明したホワイトバランスの設定処理を行い、割込み処理を終了する。

図７には、ホワイトバランス抽出範囲の概略を示している。２Ｄ撮影では、従来通りに、図中の点線内の抽出範囲で白抽出が行われる。しかし、３Ｄ撮影の場合は、左右の視差画像に対応する撮像信号により２つの色温度から白抽出を行う必要がある。

例えば、抽出範囲が狭いと、片方の撮像信号は抽出範囲に色温度を持つが、他方が抽出範囲から逸脱している場合が生じ、ホワイトバランスを取ることが困難になる。そこで、抽出範囲を図中の太線の範囲まで広げる。つまり、図４のフローチャートのステップ４０８，４０９での色温度判定時のしきい値を緩和することでホワイトバランスが取りやすくなるように抽出範囲の変更（拡大）を行う。

このように、ホワイトバランス抽出範囲を変更することで、左右の対物光学系の光学的差による影響や視差による色の違い（画像のずれ）の影響よって、ホワイトバランス制御時に色差信号が発散してしまうことを防ぐ。そして、ホワイトバランスの収束点に収束し易いようにすることができる。

本発明の参考実施例である立体撮影システムの構成を示すブロック図。 上記参考実施例の立体撮影システムにおける動作シーケンスを示すフローチャート。 本発明の実施例１である立体撮影システムの構成を示すブロック図。 上記実施例１の立体撮影システムにおける動作シーケンスを示すフローチャート。 上記実施例１の立体撮影システムにおける動作シーケンスを示すフローチャート。 上記実施例１の立体撮影システムにおける動作シーケンスを示すフローチャート。 上記実施例１の立体撮影システムにおけるホワイトバランス抽出範囲の概念図。 従来の立体撮影装置の構成を示すブロック図。

符号の説明

１０１，３０１ フォーカスレンズ
１０２，３０２ ズームレンズ
１０３，３０３ 補正レンズ
１０４，１０５，３０４，３０５ 対物ミラー
１０６，１０７，３０６，３０７ 第１群レンズ
１０８，１０９，３０８，３０９ シャッタ
１１０，３１０ プリズム
１１１，３１１ ＩＲＩＳ
１１２，３１２ 第２群レンズ
１１５，３１５ ＩＲＩＳ駆動部
１１６，３１６ フォーカス駆動部
１１７，３１７ ズーム駆動部
１１８，３１８ 補正駆動部
１１９，３１９ 測距部
１２０，３２０ シャッタ駆動回路
１２１，３２１ 同期分離回路
１２２，３２２ ＡＦ／ズーム制御部
１２３，３２３ ＩＲＩＳ制御部
１２４，３４３ ズームスイッチユニット
１２５，３２４ 通信処理部
１２６，３２６ レンズマイコン
１２７，３２７ レンズユニット
１２８，３２８ カメラ本体
１２９，３２９ 撮像素子
１３０，３３０ 増幅部
１３１，３３１ 信号処理部
１３２，３３２ ＡＷＢ信号処理部
１３３，３３３ ＡＦ信号処理部
１３４，３３４ ＡＥ信号処理部
１３５，３３５ ＣＣＤ駆動回路
１３６，３３６ フィールドメモリ
１３７，３３７ メモリコントローラ＆補間回路
１３８，３３８ ＡＷＢ／露出制御部
１３９，３３９ ズーム制御部
１４０，３４０ 通信処理部
１４１，３４１ カメラマイコン
１４２ スローシャッタＳＷユニット
１４４ ホワイトバランスセットＳＷ
３１３ フォーカスエンコーダ
３１４ ズームエンコーダ

Claims (3)

1. 撮像手段で撮像された撮像信号のうち所定の抽出範囲からの撮像信号を用いてホワイトバランスを設定する機能を備えた撮像装置本体に通信可能に装着され、
   左右の対物光学系と、これら左右の対物光学系を通じて形成される左右の視差を有する像を前記撮像手段に交互に撮像させる制御手段とを有する立体撮像レンズ装置であって、
   前記制御手段は、前記撮像装置本体に対し、２Ｄ撮像か立体撮像かの選択に応じて、前記撮像装置本体にホワイトバランスの抽出範囲を変更させる信号を送信することを特徴とする立体撮像レンズ装置。
2. 請求項１に記載の立体撮像レンズ装置と、この立体撮像レンズ装置が装着される撮像装置本体とを有して構成され、
   前記撮像装置本体は、前記制御手段から送信された抽出範囲の変更に関する信号に応じてホワイトバランスの抽出範囲を変更することを特徴とする立体撮像システム。
3. 撮像手段で撮像された撮像信号のうち所定の抽出範囲からの撮像信号を用いてホワイトバランスを設定する機能を備えた立体撮像装置本体であって、
   左右の対物光学系と、これら左右の対物光学系を通じて形成される左右の視差を有する像を前記撮像手段に交互に撮像させる制御手段とを有する立体撮像レンズ装置と通信可能に接続され、
   前記制御手段から送信された信号であって、２Ｄ撮像か立体撮像かの選択に応じたホワイトバランスの抽出範囲の変更に関する信号を受けて、該抽出範囲を変更することを特徴とする立体撮像装置本体。
   

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