JP4338500B2

JP4338500B2 - 撮像装置

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Publication number: JP4338500B2
Application number: JP2003385578A
Authority: JP
Inventors: 佐藤　　賢一; 秀夫吉田; 嘉広伊藤
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2003-11-14
Filing date: 2003-11-14
Publication date: 2009-10-07
Anticipated expiration: 2023-11-14
Also published as: JP2005151162A

Description

本発明は、画像の解像度を良好に保ちながら撮像倍率が変更でき、しかも立体視可能な画像データを得ることができる携帯型の撮像装置に関し、特に、携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant) などの小型の情報端末機器に用いて好適な撮像装置に関するものである。

近年、ＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳ型イメージセンサなどの固体撮像素子を撮像手段として用いた撮像装置が携帯電話やＰＤＡなどの小型の情報端末機器に組み込まれている。固体撮像素子を用いた撮像装置は広くデジタルカメラと称され、撮影レンズで光学的に得た被写体像を固体撮像素子を用いて撮像信号に変換し、電子的にその画像を撮影、記録する機能を有しており、固体撮像素子の小型化及び画素の高密度化に伴って撮像装置としての実用性も高くなってきている。

このようなデジタルカメラで、立体視が可能な画像データを撮影できるようにする試みが特許文献１などで知られている。立体視が可能な画像データを簡便に得るには、視差のある二種類の画像をほぼ同時に撮影し、各々の画像データを記録しておく必要がある。このため、こうした３Ｄカメラには焦点距離が等しい一対の撮影レンズが離間して配置され、その各々の結像面に個別の固体撮像素子が設けられる。そして、静止画の撮影時には一回の撮影操作で視差のある二種類の画像データを同時に得るようにしている。

一方、デジタルカメラの多くにはズーム機能が設けられている。撮影レンズそのものをズームレンズで構成する光学ズーム方式は解像度の高い撮影ができる反面、レンズ構成枚数が増えるだけでなく、レンズの移動機構も不可欠となって携帯電話機のような小型の端末機器には組込みスペースの問題やコスト負担が大きくて採用し難い。このような背景から、固体撮像素子で撮像して得た画像信号を信号処理して電気的に画像を拡大／縮小する電子ズーム方式が知られている。電子ズーム方式では可動部を全く必要とせず、コンパクト化やローコスト化の点では全く問題はないものの、画像の拡大率が大きくなるにつれて解像度の劣化が著しくなるため、そのほとんどは特許文献２で知られるように光学ズームと併用して用いられるのが一般である。

特開平１０−６６１０６号公報特開２０００−５１２５３号公報

上述のように、撮影する画像の解像度を極端に劣化させることなく、しかもある程度の拡大率を得ようとする場合には電子ズームと光学ズームとの併用が行われるが、このようなズーム方式を３Ｄカメラに適用するにはさらに困難が伴う。すなわち、３Ｄカメラでは、視差は異なるが像倍率については同一の画像を撮影しなければならないため、撮影レンズのそれぞれに同一の光学ズーム機能を組み込む必要がある。そして、ズーム操作を行ったときには一対の撮影レンズを等しく変倍させなければならず、単に部品点数や組み立て工数が増えるだけでなく、その精度管理も面倒で大幅なコストアップが避けられない。

本発明は上記問題を解消するためになされたもので、その目的は、視差のある一対の画像を撮影する機能をもちながらも、高い解像度のもとで高倍率での撮影もできるようにした撮像装置を提供することにある。

上記目的を達成するにあたり、本発明の撮像装置は、互いに焦点距離が異なり近接配置された第一及び第二レンズとこれらのレンズの結像面に配置された撮像素子とからなるカメラユニットの一対を互いに離間して設けるようにしてある。本発明では、好ましくは前記第一及び第二レンズの配置方向と、一対のカメラユニットの離間方向とが互いに直交するように配置される。また、変倍操作部からの入力に応じ、前記一対のカメラユニットの第一又は第二レンズのいずれか一方を通して得た被写体画像の画像データが選択され、内蔵ディスプレイにその被写体画像の表示が行われる。

さらに、内蔵ディスプレイには、一対のカメラユニットから得られる視差を伴った２種類の画像データによる被写体画像が表示され、別途に専用のビュワーや３Ｄ用眼鏡を使用することなく立体画像の観察ができる。変倍は、第一及び第二レンズの切替えにより広角／望遠の切替え式でもよいが、好ましくは変倍操作部が電子ズーム操作部で構成され、その操作に応じて各々のカメラユニットの第一又は第二レンズを通して得た画像データを信号処理して、内蔵ディスプレイに表示される被写体画像の大きさが電子的に可変される電子ズーム機能が用いられる。

本発明を用いた撮像装置によれば、解像度を劣化させることなく、高倍率で撮影可能な３Ｄカメラを得ることができ、携帯電話機などの携帯機器にもコンパクトかつローコストで組み込むことができる。第一及び第二レンズが近接配置された一対のカメラユニットをを、第一，第二レンズの配置方向と直交する方向に離間して配置したので、一対のカメラユニットにより視差のある撮影が可能となり、しかも第一又は第二レンズの間で切替えを行って像倍率を変更しても、像倍率の変更の前後で視差が変動することがない。内蔵ディスプレイに視差のある二種類の画像表示を行うことにより、専用のビュワーや特別な眼鏡を用いなくても画像の立体視が可能となる。

図１に本発明の撮像装置を組み込んだ携帯電話機の折り畳み時の外観を示し、図２に開いたときの外観を示す。携帯電話機２は、受話器ユニット１０と送話器ユニット１１とからなり、これらはヒンジ部１２により折り畳み自在に連結されている。受話器ユニット１０には一対のカメラユニット１３，１４が組み込まれ、また着信表示灯１５の両脇には測距光の投・受光用レンズ１６ａ，１６ｂや、アンテナ１７が設けられている。

図２に示すように、受話器ユニット１０の内面側には受話スピーカ１８，液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）２０が設けられている。ＬＣＤ２０は携帯電話機の内蔵ディスプレイとなり、携帯電話機２を使用するときの各種メニュー表示や電話番号表示などに用いられるほか、カメラユニット１３，１４を使用して撮影を行うときのファインダ画像表示や撮影済みの画像表示に用いられる。それぞれのカメラユニット１３，１４には、第一レンズ１３ａと第二レンズ１３ｂ、第一レンズ１４ａと第二レンズ１４ｂが組み込まれ、さらに各々のレンズの結像面にはＣＣＤイメージセンサが設けられている。そして図２に示す標準の使用形態で一方のカメラユニット１３が左眼用カメラとなり、他方のカメラユニット１４が右眼用カメラとなる。

各々のカメラユニット１３，１４には、さらにフラッシュ発光窓１３ｃ，１４ｃが設けられており、撮影時には必要に応じて被写体に補助照明光を与えることができる。フラッシュ用光源にはキセノンランプや白色ＬＥＤを有効に用いることが可能である。また、フラッシュ撮影時の設定操作により、カメラユニット１３，１４の双方で撮影を行うとき、あるいは一方のカメラユニット１３で撮影を行うときのいずれでも、フラッシュ発光窓１３ｃ，１４ｃの双方で補助照明を与えるか、あるいはその一方で補助照明を与えるかを選択することが可能で、双方で補助照明を与えるようにすれば暗い被写体に対してこれまでよりも明るい照明を与えることができる。

左眼用のカメラユニット１３の第一レンズ１３ａと第二レンズ１３ｂとは垂直方向に並べて配置され、光軸間距離は大きくても２０ｍｍ、好ましくは１５ｍｍ以下程度に収まるように近接して配置されている。右眼用のカメラユニット１４についても、第一及び第二レンズ１４ａ，１４ｂは全く同様に近接配置される。これらの第一レンズ１３ａ，１４ａ及び第二レンズ１３ｂ，１４ｂは光軸が互いに平行に設定され、第一レンズ１３ａ，１４ａは、それぞれ写真カメラ換算での焦点距離が２４ｍｍ程度でそのほかの光学諸元も等しく、同様に第二レンズ１３ｂ，１４ｂは写真カメラ換算での焦点距離が６０ｍｍ程度で他の光学諸元も互いに等しくしてある。そして、第一レンズ１３ａ，１４ａが、それぞれ左眼用広角レンズ，右眼用広角レンズとなり、第二レンズ１３ｂ，１４ｂがそれぞれ左眼用望遠レンズ，右眼用望遠レンズとなる。

各カメラユニット１３，１４の各々の第一，第二レンズが垂直方向に近接して縦並び配置されているのに対し、一対のカメラユニット１３，１４は左右方向（水平方向）に離間して配置され、左右方向で視差のある二種類の被写体画像を撮影するために用いられる。カメラユニット１３，１４の間隔は、それぞれの第一レンズ１３ａ，１４ａの光軸間距離が４０ｍｍ以上、好ましくは５０ｍｍ程度は離れるように決めるのがよい。なお、図示の形態では縦長の受話器ユニット１０の横幅方向にカメラユニット１３，１４を離間して配置しているが、受話器ユニット１０の縦方向にカメラユニット１３，１４を離間させる配置にすれば、各々の間隔を７０ｍｍ程度まで広げることも可能となる。その場合には、受話器ユニット１０を横長姿勢に構えて撮影を行えばよい。

カメラユニット１３，１４は、図２における垂直な中心軸の回りにそれぞれ回転自在であり、つまみ１９を操作することによって撮影方向を切り替えることができる。つまみ１９を下に下げるとカメラユニット１３，１４が１８０度回転し、各レンズが受話器ユニット１３の内側に向けられ、ＬＣＤ２０に表示される画像をもとにしてフレーミングを行いながら自分撮りができるようになる。なお、カメラユニット１３，１４は、上述した二つの回転位置でクリック止めされ、それ以外の回転位置ではＬＣＤ２０に警告表示がなされ、基本的には撮影できないようにしてある。

前述した投・受光用レンズ１６ａ，１６ｂの奥には、それぞれ近赤外光を放射するＩＲＥＤと近赤外光を受光するＰＳＤ（Position Sensinig Device) が内蔵され、これらによアクティブ型の三角測距装置が構成されている。投光レンズ１６ａから被写体に向かって測距光が投光され、その反射光が受光レンズ１６ｂに入射すると、ＰＳＤが測距光の受光位置に応じた光電信号を出力する。この光電信号は被写体までの距離に対応した値となっているから、ＰＳＤからの出力信号を被写体までの距離信号として用いることができる。なお、焦点距離が短い第一レンズ１３ａ，１４ａにはパンフォーカスタイプのものが用いられ、基本的にはピント合わせは不要となっているが、例えば焦点距離が長い第二レンズ１３ｂ，１４ｂについてはＰＳＤからの距離信号を用いてオートフォーカス式にピント合わせすることも可能で、もちろん第一レンズ１３ａ，１４ａについてもオートフォーカス方式でピント合わせすることも可能である。

送話器ユニット１１には、送話マイク２２、選択キー２３やダイヤルキー２４などからなる操作部２５が設けられている。これらのキーは、基本的に通話用あるいはメール送信用の操作部として用いられるが、選択キー２３の中のカーソルキー２７ａ，２７ｂの近傍には指標Ｔ（テレ），Ｗ（ワイド）が付され、これらのカーソルキー２７ａ，２７ｂは、カメラ撮影時にはズーム操作キーとして利用される。また、エンターキー２８は静止画撮影用のレリーズキーとして利用される。符号２９は送話器ユニット１１のメモリスロットに装着されたメモリカードを示し、撮像装置で得た画像データの記録に用いられる。

図２に上記携帯電話機の電気的構成を機能ブロックで示す。マイクロコンピュータで構成されたシステムコントローラ３０は、受話スピーカ１８及び送話マイク２２の音声入出力を制御する音声処理回路３１及び、アンテナ１７を介して送受信を行う無線通信インターフェース３２を主たる構成要素とする電話機の機能を管制するほか、操作部２５でカメラモードでの使用が設定された場合には、カメラユニット１３，１４を含む撮像装置の制御を行う。

左眼用カメラユニット１３の第一及び第二レンズ１３ａ，１３ｂの結像面にＣＣＤイメージセンサ３３ａ，３３ｂが、右眼用カメラユニット１４の第一及び第二レンズ１４ａ，１４ｂの結像面にＣＣＤイメージセンサ３４ａ、３４ｂが配置されている。これらのＣＣＤイメージセンサは、ＣＣＤドライバ３５からの駆動パルスを受けてそれぞれのレンズで得られた被写体像の撮像信号を出力する。これらの撮像信号は、それぞれ信号処理回路３６ａ，３６ｂ、３７ａ，３７ｂによりアナログ増幅、ガンマ補正，カラーバランス補正など周知の信号処理の後にデジタル変換され、システムコントローラ３０によりそれぞれフレームメモリ３８ａ，３８ｂ、３９ａ，３９ｂに書き込まれる。

これらの画像データの読み込みは各ＣＣＤイメージセンサから一画面分の撮像信号が出力されるごとに行われ、フレームメモリ３８ａでは左眼用カメラユニット１３の第一レンズ１３ａを通して得られた左眼用広角画像データが逐次更新され、フレームメモリ３８ｂではカメラユニット１３の第二レンズ１３ｂを通して得られた左眼用望遠画像データが逐次更新される。同様に、フレームメモリ３９ａでは、右眼用カメラユニット１４の第一レンズ１４ａを通して得られた右眼用広角画像データが、またフレームメモリ３９ｂでは第二レンズ１４ｂを通して得られた右眼用望遠画像データがそれぞれ逐次に更新される。

カメラモードでの使用時には、システムコントローラ３０から一定間隔でドライバ４１に測距コマンドが送信され、赤外発光ダイオード（ＩＲＥＤ）４２から近赤外域の測距光が投光レンズ１６ａを通して照射される。被写体で反射された測距光は、受光レンズ１６ｂを通してＰＳＤ４３で受光され、その受光位置に対応した光電信号を距離算出回路４４に入力する。距離算出回路４４は、入力された光電信号の値に応じてデジタル化された距離信号を算出し、システムコントローラ３０に入力する。

回動位置検出センサ４６は、カメラユニット１３，１４が本人撮影位置と一般撮影位置とのどちらにセットされているかを検出し、そのセット位置情報をシステムコントローラ３０に入力する。カメラユニット１３，１４を本人撮影位置に向けたときには、カメラユニット１３が右眼用カメラユニットとなり、カメラユニット１４が左眼用カメラユニットになるから、後述するようにＬＣＤ２０に立体視画像の表示を行うときにはカメラユニット１３，１４からの画像データをそれぞれ右眼用，左眼用の画像データに変換する必要がある。

左眼用カメラユニット１３及び右眼用カメラユニット１４から得られる画像データに対しては全く同様の処理が行われるので、以下、左眼用カメラユニット１３からの画像データを例に説明する。フームメモリ３８ａ，３８ｂで更新される広角画像データ，望遠画像データは、そのいずれかがシステムコントローラ３０からの選択信号によって画像データ処理回路４８ａに入力される。画像データ処理回路４８ａは、有効エリア設定回路５０ａからのエリア情報と、像倍率設定回路５１からの電子ズーム情報とを受けて、入力された広角画像データ，望遠画像データのいずれかに信号処理を施して画像データメモリ５２ａに書き込む。画像データメモリ５２ａに書き込まれた画像データはＬＣＤドライバ５３に送られる。ＬＣＤドライバ５３はＬＣＤ２０のサイズや表示画素数に応じて画像データに変調処理を行ってＬＣＤ２０にファインダ画像の表示を行う。

カメラモード下でカーソルキー２７ａが押圧操作されると、その押圧中にクロックパルスが加算されその個数が変倍カウンタ５５に書き込まれる。カーソルキー２７ｂが押圧操作されたときには変倍カウンタ５５のカウント値が減算される。変倍カウンタ５５のカウント値がリミット値に達した後はカウントアップは行われず、また初期値まで減算された後にもカウントダウンは行われない。この変倍カウンタ５５のカウント値に基づいて、フレームメモリ３８ａ，３８ｂのいずれの画像データが画像データ処理回路４８ａで読み込まれるのかが決まり、また像倍率設定回路５１から画像データ処理回路４８ａに入力される電子ズーム情報が決められる。

画像データ処理回路４８ａによって広角画像データが読み込まれるとき、有効エリア設定回路５０ａはＣＣＤイメージセンサ３３ａの全撮像エリアのうち、その一部を有効エリアとして設定する。この有効エリア情報が入力されると、画像データ処理回路４８ａはフレームメモリ３８ａから有効エリアに属する画像データだけを読み込む。この有効エリアの設定は、距離算出回路４４から入力される距離信号に応じて決められる。

ＬＣＤ２０の表示画像を観察しながらフレーミングを行い、エンターキー（レリーズボタンとなる）２８を押圧操作すると、その時点で画像データメモリ５２ａに格納されている画像データがフリーズされる。操作部２５で所定の操作を行うと、このフリーズ画像がメディアコントローラ５７によりメモリカード２９に記録された後、フリーズ画像のクリアが行われる。なお、記録不要の操作を行ったときにはメモリカード２９への記録が行われずにフリーズ画像のクリア処理が行われる。

さらに図４に示すフローチャートにしたがって、この携帯電話機２をカメラモードで使用するときの作用について説明する。カメラモードへの切替えにより、ＣＣＤイメージセンサ３３ａから出力された撮像信号とＣＣＤイメージセンサ３３ｂから出力された撮像信号は、それぞれ信号処理回路３６ａ，３６ｂで所定の信号処理を施された後、それぞれ広角画像データ，望遠画像データとしてフレームメモリ３８ａ，３８ｂに転送される。一方、カメラモードへの切替えにより、システムコントローラ３０はドライバ４１に測距コマンドを送信し、ＩＲＥＤ４２は投光レンズ１６ａを通して被写体に向けて測距光を投光する。被写体から反射された測距光が受光レンズ１６ｂを通してＰＳＤ４３に結像され、その光電信号に基づいて距離算出回路４４は距離信号を算出してシステムコントローラ３０に入力する。

変倍操作が行われていなければ、変倍カウンタ５５のカウント値は初期値（例えば「０」）である。カーソルキー２７ａを押圧操作すると望遠側への変倍が行われ、変倍カウンタ５５のカウント値はカーソルキー２７ａを押圧している間、例えば０．２秒ごとにカウントアップされてゆく。そして、図５に示すように、変倍カウンタ５５のカウント値が「０」から「Ｃ１」達するまでは、画像データ処理回路４８ａはフレームメモリ３８ａから広角画像データを読み込む。

さらに望遠側への変倍操作が行われ、変倍カウンタ５５のカウント値が「Ｃ１」→「Ｃ２」と変化すると、これに応答してフレームメモリ３８ｂの望遠画像データが画像データ処理回路４８ａで読み込まれるようになる。なお、広角側への変倍操作が行われるときには、変倍カウンタ５５のカウント値が「Ｃ２」→「Ｃ１」と変化したときに、望遠画像データの読込みから広角画像データへの読込みへと切替えられる。

また、変倍カウンタ５５のカウント値が「０」→「Ｃ１」と変化する過程で、電子ズーム倍率が「×１」→「×２．５」と変化する。この電子ズーム倍率が画像データ処理回路４８ａに入力されると、画像データ処理回路４８ａは入力された電子ズーム倍率に応じて広角画像データに拡大処理を施し、処理後の画像データを画像データメモリ５２ｂに転送する。この拡大処理は、広角画像データの画面中心を基準とし、電子ズーム倍率に応じた矩形エリア内の画像データを一画面分まで拡大することによって行われ、電子ズーム倍率が高いほど矩形エリアが狭くなる。したがって、拡大の程度によって画素密度が粗くなり画質は低下するが、電子ズーム倍率を極端に大きくしなければ画質の劣化を目立たなくすることができる。この例では、第一レンズ１３ａの焦点距離が写真カメラ換算で２４ｍｍであるから、電子ズーム倍率の漸増処理を行うことによって、第一レンズ１３ａの焦点距離を２４ｍｍ→６０ｍｍと変化させたような倍率で画像データを得ることができる。

カウント値が「Ｃ１」→「Ｃ２」と変化すると、画像データ処理回路４８ａはフレームメモリ３８ａに代えてフレームメモリ３８ｂから望遠画像データを読み込む。この時点で電子ズーム倍率は再び「×１」に戻され、引き続き望遠側への変倍操作が継続されると、電子ズーム倍率は「×１」→「×２．５」と変化する。フレームメモリ３８ｂに格納された望遠画像データは、写真カメラ換算で焦点距離が６０ｍｍの第二レンズ１３ｂを通して得られているから、電子ズーム処理によって、第二レンズ１３ｂの焦点距離を６０ｍｍ→１５０ｍｍと変化させたような倍率で画像データを得ることができる。

以上により、焦点距離２４ｍｍ相当の撮影から焦点距離１５０ｍｍ相当の撮影まで、６．２５倍のズーム倍率をもつ撮像装置が得られることになる。しかも、それぞれのＣＣＤイメージセンサ３３ａ，３３ｂから得られた画像データに対する電子ズーム倍率は２．５倍で済むから、極端な画質の劣化を防ぐことができるようになる。もちろん、広角レンズ２０，望遠レンズ２１の焦点距離を２５ｍｍ，５０ｍｍ程度とし、電子ズーム倍率も「×２」程度までに抑えれば、より高品位の画像を得ることができる。

ところで、互いに独立した第一レンズ１３ａ，第二レンズ１３ｂを通して得られる広角画像データと望遠画像データとを切替え使用することから、両者間のパララックスにより各々の画像データによる撮影画面の中心は一致しない。したがって、画像データ処理回路４８ａで画像データの読込みを行うときに、フレームメモリ３８ａからの広角画像データに代えて、単にフレームメモリ３８ｂから望遠画像データを読み込んだだけでは、ＬＣＤ２０に表示される被写体像がその切替えの瞬間にずれることが避けられない。

これを解消するために有効エリア設定回路５０ａが用いられ、基準となる望遠画像データによる被写体画像の中心に対し、広角画像データによる被写体画像の中心を一致させるように処理を施している。第一レンズ１３ａと第二レンズ１３ｂとは垂直方向にずれて配置されているから両者間には垂直方向のパララックスが生じる。よく知られるように、パララックスは撮影距離が近いほど大きく撮影距離が遠いほど小さくなる。そして第一，第二レンズ１３ａ，１３ｂの光軸が平行であること、各々の光軸間距離が予め決まっていることから、ＣＣＤイメージセンサ３３ａ，３３ｂの各々の撮像画面中心の相互間に生じるパララックスは撮影距離の関数として一義的に求められる。

そして、撮影距離情報は距離算出回路４４から得ることができるので、フレームメモリ３８ａからの広角画像データと、フレームメモリ３８ｂからの望遠画像データの切替えが行われる時点で距離算出回路４４からの距離信号を参照し、画像データ処理回路４８ａが各々の画像中心のズレを補償して画像データの読込みを行えば、画像データメモリ５２ａに転送される画像にパララックスによるブレは生じなくなる。したがって、変倍操作を行ってゆく途中で、画像データ処理回路４８ａが画像データの読み出し元をフレームメモリ３８ａとフレームメモリ３８ｂとの間で切り替えることがあっても被写体像の中心は動くことがなく、ＬＣＤ２０には滑らかな変倍表示が行われるようになる。

なお、第一，第二レンズ１３ａ，１３ｂの光軸は必ずしも平行でなくてもよい。各々の光軸が所定の撮影距離位置で交差するように設定することも可能であるが、この場合には、撮影距離に応じて画像中心のずらし方向を変える必要がある。なお、電子ズームを用いずに、二焦点式に切り替える場合にも全く同様の処理を行うことによってパララックスによる画像のブレは生じなくなる。また、一般のデジタルカメラで用いられているように、撮像された画像のコントラストが最も高くなるように第一，第二レンズ１３ａ，１３ｂの少なくとも一方を光軸方向に移動してピント合わせ行うようにした場合でも、ピント合わせ時のレンズ移動量に基づいて撮影距離を算出することができるので、全く同様にしてパララックスによる画像中心の移動を補償することも可能となる。

上述した画像データ処理及び第一，第二レンズ相互間のパララックスの補償処理は、右眼用カメラユニット１４のＣＣＤイメージセンサ３４ａ，３４ｂから得られる撮像信号についても全く同様に行われる。これにより、画像データメモリ５２ａには左眼用カメラユニット１３からの画像データが、画像メモリ５２ｂには右眼用カメラユニット１４からの画像データが書き込まれる。そして、操作部２５により３Ｄモードに設定されている場合には、これらの画像データの双方がＬＣＤドライバ５３に送られ、またメディアコントローラ５７に送られる。なお、３Ｄモードに設定されていない場合には、左眼用カメラユニット１３から得られる画像データのみで上述したＬＣＤ２０による表示処理とメディアコントローラ５７による記録処理が行われる。

ところで、ＬＣＤ２０には図６に示すような公知のスキャンバックライト方式の立体視可能な液晶ディスプレイが用いられている。このＬＣＤ２０は、液晶パネル６０とバックライトパネル６１と、白色ＬＥＤなどの光源６２ａ，６２ｂとからなる。液晶パネル６０の表示画面は紙面と垂直な方向にも広がりをもつので、光源６２ａ，６２ｂに白色ＬＥＤを用いる場合にはその方向に複数個並べて用いられる。

バックライトパネル６１は、光源６２ａ，６２ｂの点灯により各側面から入射される照明光の入射角度に応じ、それぞれ異なった指向性をもたせて液晶パネル６０に出射させる作用をもつ。例えば光源６２ａが点灯し、実線で示すようにそれぞれ異なった角度でバックライトパネル６１に入射した３本の光線は、それぞれ異なった角度で液晶パネル６０に照射される。同様に、光源６２ｂが点灯したときには、破線で示すような角度で液晶パネル６０に照明が与えられる。各々の光源６２ａ，６２ｂからの照明光にこのような指向性を与えるには、バックライトパネル６１として、照明光の入射位置ごとに反射面の傾きが異なる微小なプリズムを配列したマイクロプリズムシートを用いればよい。

操作部２５からの操作入力により３Ｄモードを選択して撮影を行うと、画像データメモリ５２ａ，５２ｂに転送されている画像データがメディアコントローラ５７に送られる。メディアコントローラ５７は、画像データメモリ５２ａ，５２ｂの双方から画像データが転送されてきたときには、各画像データを互いに関連付けるタグ情報を付加したうえでメモリカード２９に記録する。したがって、メモリカード２９から画像データを読み出して画像再生を行うときには、これらの一対の画像データを利用することが可能となる。

３Ｄモードが選択されていると、上述のように画像データメモリ５２ａ，５２ｂに転送された一対の画像データ、すなわち左眼用カメラユニット１３からの画像データと、右眼用カメラユニット１４からの画像データの各々がＬＣＤドライバ５３に転送され、ＬＣＤ２０には以下のように立体視可能な３Ｄ画像の表示が行われる。

３Ｄ画像の表示にあたっては、画像データメモリ５２ａに転送されている左眼用画像データがＬＣＤドライバ５３で読み込まれ、図６にハッチングで示すようにこの画像データにより液晶パネル６０の領域Ｓ１に画像表示が行われ、そのほかの領域は照明光を遮断するブラックとなる。同時に光源６２ａが点灯し、実線で示すように領域Ｓ１の表示画像が観察者の左眼６５ａで観察される。このとき、バックライトパネル６１により照明光に指向性が与えられ、右眼６５ｂには達しないようにしているため、領域Ｓ１に表示されている画像はほとんど右眼６５ｂで観察されることはない。

こうして左眼観察用の画像表示がなされた後、ＬＣＤドライバ５３は画像データメモリ５２ｂから右眼観察用の画像データを読み込み、領域Ｓ２に画像表示が行われる。同時に光源６２ａの代わりに光源６２ｂが点灯し、今度は光源６２ｂからの照明光によって図中破線で示すように領域Ｓ２の画像が右眼６５ｂで観察される。もちろん、領域Ｓ２の画像は左眼ではほとんど観察されることがない。上記の画像表示処理を例えば（１／６０）間隔で交互に行うことによって、観察者の左右の眼ではそれぞれ互いに視差のある左眼用画像と右眼用画像とが交互に観察され、立体的な画像観察を行うことができる。

このような画像表示は、撮影を行う前のフレーミングのときから行うことができ、しかも電子ズームを併用しながらの観察も可能である。そして、変倍の過程で左右のカメラユニット１３，１４の第一レンズ１３ａ，１４ａから第二レンズ１３ｂ，１４ｂに切替えが行われるような場合でも、垂直配列された第一，第二レンズ相互間のパララックスについては補償済みとなっているから、立体的なファインダ画像も途中で画像が上下にずれるようなこともなく滑らかに変倍表示されるようになる。

３Ｄモードにセットしていない場合には、画像データメモリ５２ａの画像データだけがＬＣＤドライバ５３で読み込まれ、その画像データが液晶パネル６０の中央部に表示され、そのほかの領域はブラックとなる。そして、光源６２ａ，６２ｂが３Ｄ表示のときのほぼ半分の光量で連続点灯して観察者の左右の眼で同じ画像が観察されるようになる。なお、メモリカード２９に記録された画像を再生するときも、タグ情報で関連づけられた互いに視差のある二種類の画像データが読み込まれ、画像データメモリ５２ａ，５２ｂに転送されるから、全く同様に３Ｄ画像の再生を行うことができる。

３Ｄ画像の表示機能をもったＬＣＤ２０は、必ずしも上述したスキャンバックライト方式のものに限られない。例えば、バックライト照明光の進行方向を視差バリアで制御することによって、観察者の左眼と右眼とのいずれかに届くように分離し、それぞれの光路中に左眼観察用の画像と右眼観察用の画像とを画素配分して表示すれば、液晶パネルに視差のある双方の画像を同時に表示しても３Ｄ画像の観察が可能となる。

本発明を用いた携帯電話機を折り畳んだ状態の外観図である。図１の携帯電話機の使用状態における外観図である。図１の携帯電話機の電気的構成を示す機能ブロック図であるカメラモード下での基本的な処理を示すフローチャートである。電子ズーム処理を表すタイミングチャートである。ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）の構造を示す概略図である。

符号の説明

２携帯電話機
１３，１４カメラユニット
１３ａ，１４ａ第一レンズ
１３ｂ，１４ｂ第二レンズ
１３ｃ，１４ｃフラッシュ発光窓
２０ＬＣＤ
２５操作部
３０システムコントローラ
３３ａ，３３ｂ，３４ａ，３４ｂＣＣＤイメージセンサ
３８ａ，３８ｂ，３９ａ，３９ｂフレームメモリ
４８ａ，４８ｂ画像データ処理回路
５２ａ，５２ｂ画像データメモリ
５３ＬＣＤドライバ
６０液晶パネル
６１バックライトパネル

Claims

互いに焦点距離が異なり近接配置された第一及び第二レンズとこれらのレンズの結像面に配置された撮像素子とを各々有し、前記第一及び第二レンズの配置方向と直交する方向において互いに離間され、前記第一及び第二レンズの配置方向に沿う方向を中心に一般撮影位置と本人撮影位置との間で回動自在な左眼用及び右眼用カメラユニットと、
前記左眼用及び右眼用カメラユニットを前記一般撮影位置と前記本人撮影位置との間で回動させる操作部と、
前記左眼用及び右眼用カメラユニットの回動位置を検出するセンサと、
変倍操作部からの入力に応じ、前記第一又は第二レンズのいずれか一方を通して得た被写体画像の画像データを選択し、前記左眼用及び右眼用カメラユニットが前記一般撮影位置にあるときには、前記左眼用及び右眼用カメラユニットの画像データをそれぞれ左眼用及び右眼用画像データとし、前記左眼用及び右眼用カメラユニットが前記本人撮影位置にあるときには、前記左眼用及び右眼用カメラユニットの画像データをそれぞれ前記右眼用及び左眼用画像データに変換する手段と、
前記左眼用及び右眼用画像データを用いて被写体画像が立体視可能なように表示する内蔵ディスプレイとを備えたことを特徴とする撮像装置。
前記左眼用及び右眼用カメラユニットは、撮影時に被写体に補助照明光を照射するフラッシュ発光窓をそれぞれ備えていることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
前記変倍操作部が電子ズーム操作部であり、その操作に応じて各々のカメラユニットの第一又は第二レンズを通して得た画像データを信号処理して、内蔵ディスプレイに表示される被写体画像の大きさが電子的に可変されることを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。