JP4646438B2 - 立体画像撮影装置及びカメラの制御方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、立体画像の撮影装置及びカメラの制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（第１の従来の技術）
従来の立体画像の観察方法としては、視差のある２つ以上の画像を撮影し、それら異なる画像を観察者が左右の目で同時に見ることにより、立体的に認識する方法がある。この方法は、観察者が移動することなく立体情報を得られるものの、目のフォーカスにより距離判断を行なうことができない。そのため、観察する立体画像に不自然さを感じたり、疲労が増えるなどの問題が発生していた。
【０００３】
この問題を改善するために、特開２０００−２１４４１３号公報に開示されているような、複数の画像の間隔をあけて表示する方法が知られている。この方法では、観察者側からの被写体の距離に応じて表示手段の輝度を調整して、観察者に距離を判断させている。この方法では、観察者はある程度、視差、輻輳、フォーカスの情報が得られるので、立体的に観察を行なえる。
【０００４】
（第２の従来の技術）
また、従来の立体画像の観察装置には、観察の際に特殊な眼鏡を必要とするものと、肉眼で観察できるものとの両方がある。特殊な眼鏡を要する装置には、液晶シャッター眼鏡装置、ヘッドマウントディスプレイ等がある。肉眼で観察できる観察装置には、例えばレンチキュラーシートがあり、特殊な眼鏡が不要なので、誰でも鑑賞できる等の利点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
（第１の従来の技術の問題点）
従来の立体画像の観察方法では、画像を作成するために大量の計算処理が必要になり、多くの時間を必要とする。このため、画像処理量を少なくして、撮影から画像の作成までを簡単に行なえることが望まれている。
【０００６】
（第２の従来の技術の問題点）
従来の立体画像の観察装置のように、肉眼で観察できるレンチキュラーシート等を作成することは、容易でない。まず、厳密な撮影条件で撮影することが必要であり、また、撮影した画像に基づくシートの作成に専用の装置が必要である。従って、身近な画像を手軽に立体画像にすることや、様々な画像を交換して観察することも容易ではない。
【０００７】
本発明の目的は、肉眼で観察できる立体画像を容易に撮影できる立体画像撮影装置及びカメラの制御方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
課題を解決し目的を達成するために、本発明の立体画像撮影装置及び方法は以下の如く構成されている。
【０００９】
（１）本発明の立体画像撮影装置は、同一の撮影対象に対して合焦位置の異なる少なくとも２枚の画像を撮影し、その画像を合焦位置の近い側から遠い側に対応して観察者に近い側から遠い側に所定の間隔をもって像を重ねて観察することで立体観察するための立体画像の構成に用いられる異なる合焦位置での画像をそれぞれ撮影する立体画像撮影装置であって、撮影対象に対して合焦を行なう合焦手段と、前記合焦手段により変更される合焦位置を予め指示する合焦位置指示手段と、前記合焦位置指示手段で指示された合焦位置を記憶する記憶手段と、前記合焦位置で前記撮影対象を撮影する撮影手段と、前記合焦位置指示手段によって２回目の撮影用の合焦位置が指示された場合に、当該２回目の撮影用の合焦位置が前記合焦位置指示手段によって１回目の撮影用として記憶されている合焦位置の被写界深度を外れる位置か否かを判定する判定手段と、前記判定手段で前記被写界深度を外れない位置と判定された場合、警告を発生する警告手段と、から構成されている。
【００１０】
（２）本発明の立体画像撮影装置は、同一の撮影対象に対して合焦位置の異なる少なくとも２枚の画像を撮影し、その画像を合焦位置の近い側から遠い側に対応して観察者に近い側から遠い側に所定の間隔をもって像を重ねて観察することで立体観察するための立体画像の構成に用いられる異なる合焦位置での画像をそれぞれ撮影する立体画像撮影装置であって、撮影対象に対して合焦を行なう合焦手段と、前記合焦手段で合焦された合焦位置を記憶する記憶手段と、前記撮影対象を撮影する撮影手段と、合焦位置を所定量ずつ移動させながら連続して撮影を行わせるよう制御するものであって、当該連続撮影の２回目以降の撮影については、その合焦位置が前回の合焦位置の被写界深度から毎回外れた位置になるように前記合焦手段を制御して、当該合焦位置で順次撮影を行なうよう前記撮影手段を制御する制御手段と、を備えている。
【００１１】
（３）本発明の立体画像撮影装置は上記（１）に記載の装置であり、かつ前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された合焦位置における近い位置から遠い位置への順番で撮影を行なうよう制御する。
【００１２】
（４）本発明の立体画像撮影装置は上記（１）に記載の装置であり、かつ前記制御手段は、前記合焦位置指示手段で指示された合焦位置の順番で撮影を行なうよう制御する。
【００１６】
（５）本発明の立体画像撮影装置は上記（２）に記載の装置であり、かつ前記立体画像を構成するための撮影と通常の撮影とを選択する選択手段を備えている。
【００１７】
（６）本発明の立体画像撮影装置は上記（５）に記載の装置であり、かつ前記立体撮影時に、前記通常の撮影時よりも画像の彩度を低下させる色処理を行なう画像処理手段を備えている。
【００１８】
（７）本発明の立体画像撮影装置は上記（５）に記載の装置であり、かつ前記立体撮影時に、前記通常の撮影時よりも露光量を大きくするよう露出を制御する露出制御手段を備えている。
【００１９】
（８）本発明のカメラの制御方法は、同一の撮影対象に対して合焦位置の異なる少なくとも２枚の画像を撮影し、その画像を合焦位置の近い側から遠い側に対応して観察者に近い側から遠い側に所定の間隔をもって像を重ねて観察することで立体観察するための立体画像の構成に用いられる異なる合焦位置での画像をそれぞれ撮影するカメラの制御方法において、合焦位置を所定量ずつ移動させながら連続して撮影を行わせるよう制御するものであって、当該連続撮影の２回目以降の撮影については、その合焦位置が前回の合焦位置の被写界深度から毎回外れた位置になるようにして、当該合焦位置で順次撮影を行なうよう制御する。
（９）本発明のカメラの制御方法は、同一の撮影対象に対して異なる合焦位置で撮影された画像が印刷された少なくとも２つの印刷物が厚さ方向で所定間隔離されて配置されることで観察者に立体感を与える立体画像観察装置に用いる画像として、同一画面上で撮影距離の異なる２つの被写体に対してそれぞれ一方の被写体のみにピントが合うような画像を撮影するカメラの制御方法であって、前記画像を得るための二回の撮影に際し、撮影レンズの前面から撮影距離が短い方の被写体への合焦位置までの距離をｘ１、前記撮影レンズの前面から撮影距離が長い方の被写体への合焦位置までの距離をｘ２、前記撮影レンズの焦点距離をｆ、前記撮影レンズの前側焦点から前記撮影レンズの前面までの距離をｂ、前記撮影レンズの最小錯乱円の半径をＲ、前記撮影レンズにおける前記二つの撮影像の射出側開口数のうち大きい値をＡ、とした場合、ｘ２≧Ａｆ ２ （ｘ１−ｂ）／｛Ａｆ ２ −Ｒ（ｘ１−ｂ）｝＋ｂの条件を満たすよう撮影を行なう。
【００２０】
上記手段を講じた結果、それぞれ以下のような作用を奏する。
【００２１】
（１）本発明の立体画像撮影装置によれば、第１の被写体に合焦した画像と、第２の被写体に合焦しかつ前記第１の被写体がボケた状態となる画像の両方が得られ、視差、輻輳、フォーカスの情報を含み肉眼で観察できる様々な立体画像を、容易に撮影できる。
【００２２】
（２）本発明の立体画像撮影装置によれば、撮影者が所望の複数の被写体に対して合焦をし撮影することができる。
【００２３】
（３）本発明の立体画像撮影装置によれば、被写体の動きが多い手前側から撮影を行なうので、被写体に動きがある場合でも立体画像のブレを小さく抑えることができる。
【００２４】
（４）本発明の立体画像撮影装置によれば、各被写体の相互の遠近関係に関わらず、優先する被写体を指定することができる。
【００２８】
（５）本発明の立体画像撮影装置によれば、本撮影装置で立体撮影と通常の撮影とを選択的に行なうことができる。
【００２９】
（６）本発明の立体画像撮影装置によれば、複数の画像が重なる立体画像のコントラストが過度になることを防止できる。
【００３０】
（７）本発明の立体画像撮影装置によれば、立体撮影時の画像を通常の撮影時の画像よりも薄い色調とし、複数の画像が重なる立体画像の色が濃くなることを防止できる。
【００３１】
（８）及び（９）本発明の立体画像撮影方法によれば、第１の被写体に合焦した画像と、第２の被写体に合焦しかつ前記第１の被写体がボケた状態となる画像の両方が得られ、視差、輻輳、フォーカスの情報を含み肉眼で観察できる様々な立体画像を、容易に撮影できる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３３】
図１は、本発明の実施の形態に係る撮影装置の撮影系と、立体画像観察装置による立体画像の構成を示す図である。撮影装置は、一般的な銀塩フィルムを用いたカメラや電子カメラ（デジタルカメラ）であり、フォーカス位置の異なる少なくとも２枚の画像を撮影する。その後、それらの画像を立体画像観察装置で重ねることで、立体画像からなる観察画像が構成される。立体画像観察装置では、撮影時のフォーカス位置の遠近関係に対応するよう、複数の画像が重ねられる。すなわち、立体画像観察装置で構成される立体画像は、複数の画像が、フォーカス位置の近い側から遠い側へ対応して、観察者に近い側から遠い側へ順に所定の間隔をもって重ねられる。
【００３４】
以下、撮影装置でフォーカス位置の異なる２枚の画像を撮影する場合について説明する。図１に示すように、撮影レンズ１の前面１１からフォーカス面２ｏまでの距離をｘ１、撮影レンズ１の前面１１からフォーカス面３ｏまで距離をｘ２とする。この場合、ｘ２＞ｘ１であり、撮影レンズ１からの撮影距離はフォーカス面２ｏよりフォーカス面３ｏの方が長い。
【００３５】
また、撮影レンズ１の焦点距離をｆ、撮影レンズ１の前側焦点４から撮影レンズ１の前面１１までの距離をｂ、撮影レンズ１の最小錯乱円の半径をＲ、撮影レンズ１における２つの画像の撮影時の各射出側開口数のうち大きい方の値をＡとする。後側焦点位置からｘ１の像面までの距離をＸ１とすると、ニュートンの式を使い、ボケを感じる条件を表すと以下の式になる。
【００３６】
（ｘ１−ｂ）Ｘ１＝ｆ2
（ｘ２−ｂ）（Ｘ１−Ｒ／Ａ）≧ｆ2
そして、これら二つの式からＸ１を消去して、
ｘ２≧Ａｆ2（ｘ１−ｂ）／｛Ａｆ2−Ｒ（ｘ１−ｂ）｝＋ｂ （１）
となる条件が、撮影したすべての画像中の２つの画像の各組み合せについて満たされるようにする。
【００３７】
なお、一般に撮影レンズ１の射出側開口数は、フォーカス面２ｏでの撮影時よりフォーカス面３ｏでの撮影時の方が大きくなる。上記（１）式の条件を満たさない場合、２つの画像においてフォーカスの違いにより生ずるボケの差がなくなる。この場合、観察者は２つの画像の差を認識できず、観察画像を立体的に見ることができない。すなわち、観察画像は上記（１）式の条件を満たすことにより、２つの画像においてボケの差が生じるため、立体的な画像となる。
【００３８】
具体的には、２つの画像の撮影時に、互いに合焦位置の被写界深度からはずれた位置を合焦位置としている。すなわち、フォーカス面２ｏでの撮影では、フォーカス面３ｏでの撮影の合焦位置の被写界深度からはずれた位置を合焦位置とし、フォーカス面３ｏでの撮影では、フォーカス面２ｏでの撮影の合焦位置の被写界深度からはずれた位置を合焦位置としている。
【００３９】
なお、被写界深度Ｃは、レンズのＦナンバーをＦ、焦点深度をρ（経験値）、焦点距離をｆ、撮影距離をＬとした場合、次式
Ｃ＝±Ｆ・ρ／（ｆ／Ｌ）２
で表わされる。
【００４０】
例えば、銀塩カメラでは、Ｆ＝２，ρ＝３０μｍ，ｆ＝５０ｍｍ，Ｌ＝２ｍとすると、Ｃ＝±９６ｍｍとなる。また、電子カメラでは、Ｆ＝２，ρ＝１０μｍ，ｆ＝８ｍｍ，Ｌ＝２ｍとすると、Ｃ＝±１２５０ｍｍである。
【００４１】
また、撮影レンズ１から被写体までの距離が連続的に変化し、（Ｋ＋１）枚の撮影を行なう場合、以下の式を満たすようにする。
【００４２】
Ｘn+1≧Ａｆ２（Ｘn−ｂ）／｛Ａｆ２−２Ｒ（Ｘn−ｂ）｝＋ｂ （１ａ）
（ｎ＝１，２，…，Ｋ）
（隣り合う）被写体までの距離を以上の様に選択して、連続的に撮影するとよい。すなわち、上記１ａ式で示されるより狭い間隔で撮影を繰り返しても、相互に十分なボケが生じないので、むだな撮影となる。
【００４３】
以下、立体画像観察装置で前述した２つの画像から観察画像を構成する場合について説明する。図１に示すように、前述した条件での撮影による撮影像２ｉから観察画像５の画像２ｐへの、または撮影像３ｉから観察画像５の画像３ｐへの倍率をβ、撮影像２ｉと撮影像３ｉの間隔をｄ１、観察者６の観察画像５に対する最大観察角をθ、画像２ｐと画像３ｐの間隔をＤ１、画像２ｐと画像３ｐの間の媒質の屈折率をｎとする。この場合、
Ｄ１≦ｎβＡｄ１／ｓｉｎθ （２）
の条件を満たすようにする。この条件を満たさない場合、観察者は複数の画像２ｐ，３ｐが重なったように見えず、観察画像５を立体的に見ることができない。
また、上記した２つの画像の組み合せと異なる他の画像の組み合せの場合、それらの撮影像の間隔をｄｎ、それら画像の間隔をＤｎとすると、
Ｄ１／ｄ１＝Ｄｎ／ｄｎ （３）
の条件を、すべての画像の組み合せについて満たすようにする。これにより、観察画像を構成する画像数が多い場合、観察者はそれらの距離感が合うため、観察時の疲労がなくなる。
【００４４】
図２は、上記撮影装置による撮影時の状態を示す図である。撮影装置７は、近距離被写体８ｎと遠距離被写体８ｆにそれぞれフォーカスを合わせた２つの画像を撮影する。撮影装置７から近距離被写体８ｎまでの距離は前述したｘ１であり、撮影装置７から遠距離被写体８ｆまでの距離は前述したｘ２である。
【００４５】
図３は、上記立体画像観察装置による鑑賞時の状態を示す図である。上記のように撮影された２つの画像を使って、図３に示す観察画像９が作成される。この観察画像９は、近距離被写体８ｎにフォーカスを合わせて撮影された画像を透明板にプリント（印刷）した透過画像１０ｎと、遠距離被写体８ｆにフォーカスを合わせて撮影された画像を透明板にプリント（印刷）した透過画像１０ｆとを、観察者１１側から透過画像１０ｎ、１０ｆの順に配置しており、それらの関係が上記した（１）式または（１ａ）式と（２）式を満たしている。なお、この場合、フォーカス位置が最も遠い画像については、透明でない板にプリント（印刷）してもよい。
【００４６】
観察者は、この観察画像９をその後ろ側から一様な白色照明で照明して観察する。透過画像１０ｎと透過画像１０ｆの色の濃度は、これら２枚の画像を合わせたときに元の被写体８ｎ，８ｆの色になるよう、プリント時に調整する。
【００４７】
また、被写体８ｎ，８ｆ以外に、さらに目的とする被写体が違った距離にある場合、フォーカス位置を変えた画像を撮影して透過画像の枚数を増やすことで、より自然な観察画像になる。また、観察者１１側から最も離れた位置の画像を光の反射の多い白紙にプリントしたものとすることで、前述した照明をなくすことができる。この場合、観察者が観察する光は、各透過画像に対して入射した後反射することで各透過画像を２回通過する。このため、各透過画像の明るさや色を薄くして、観察者１１が見る観察画像の明るさや色調を調整する。
【００４８】
なお、各画像は、時間差をおいて撮影することになるので、画像間にズレが発生することがある。この場合、撮影後、鑑賞用の観察画像を作る時に、各画像の位置関係を補正して重ねる。また、このことを考慮して、優先する被写体の順番に沿ってフォーカス情報を撮像装置に入力し、シャッター操作時にその順番に従ってフォーカス位置を変えて撮影する。また、シャッター操作時に、動きの速い被写体を検出してそのフォーカス位置を優先して撮影するよう、フォーカス位置の順番を決定することも可能である。一般的には、近距離の被写体から順に撮影するとよい。
【００４９】
以上の撮影方法は、一般的な銀塩カメラや電子カメラ（デジタルカメラ）を用いて、フォーカス位置を変えて撮影するだけなので、マニュアルフォーカス操作またはオートフォーカス操作ができるカメラで、簡単に撮影を行なうことができる。以下、上記の撮影方法に適用される電子カメラについて説明する。
【００５０】
図４は、本実施の形態に係る立体画像撮影装置をなす電子カメラの構成を示すブロック図である。この電子カメラは、上述した撮影方法を実行する機能を有している。図４に示すように、バス１２０には、メインＣＰＵ１４０、撮像回路１１３、ＡＥ処理部１２１、ＡＦ処理部１２２、画像処理回路１２３、不揮発性メモリ１２４、内蔵メモリ１２５、圧縮伸長部１２６、着脱メモリ１２７、ＬＣＤドライバ１３１が接続されている。メインＣＰＵ１４０には、入力部１４１、スピーカ１４２、フォーカス制御部１５１が接続されている。レンズ群１００は、撮影レンズ１とフォーカスレンズ１１１からなる。また、フォーカス制御部１５１にはフォーカスレンズ１１１を駆動するモータ１５２が、撮像回路１１３にはＣＣＤからなる撮像素子１１２が、ＬＣＤドライバ１３１にはＬＣＤ表示部１３２が接続されている。
【００５１】
図４において、撮影レンズ１とフォーカスレンズ１１１を通過した被写体の光学像は、撮像素子１１２で電気信号に変換され、この電気信号は、撮像回路１１３でアナログ画像信号に変換された後にＡ／Ｄ変換される。そのデジタル画像信号（以下、「画像情報」とも称する）は、一旦、揮発性の内蔵メモリ１２５に記憶される。この内蔵メモリ１２５は、高速な、例えばＳＤＲＡＭ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）からなり、画像一時記憶メモリ、画像処理用のワークエリアとしても使用される。
【００５２】
画像処理回路１２３は、内蔵メモリ１２５に一時記憶された画像情報の色情報の変換処理、画素数変換などの処理を行なう。色情報の変換処理では、ＣＣＤからの色情報出力に対して固有の色合いの調整、例えばきれいな肌色を出すといった処理を行なう。画像処理回路１２３では、下式の色マトリクスにおけるｋ値を変えることで、色情報の変換を行なう。
【００５３】
【数１】
【００５４】
また、画像処理回路１２３では、内蔵メモリ１２５に一時記憶された画像情報に対して、図５に示すようなγ曲線に沿った色低下処理を行なう。画像処理回路１２３は、立体撮影時の色情報出力のコントラストを低下させ、その彩度が通常の撮影時よりも低下するような色情報の変換処理を行なう。これにより、複数の画像が重なる立体画像のコントラストが過度になることを防止できる。
【００５５】
そして、画像処理回路１２３でさまざまな画像処理を受けた画像情報は、圧縮伸長部１２６で例えばＪＰＥＧ圧縮されて、スマートメディア等の着脱メモリ１２７に記録される。また、撮影画像を表示する場合には、画像処理後の画像情報は、ＬＣＤドライバ１３１を介して、画像表示用のＬＣＤ１３２に表示される。
【００５６】
着脱メモリ１２７に記録された画像を表示する場合には、着脱メモリ１２７から読み出された画像情報は圧縮伸長部１２６で伸長されて、画像処理回路１２３で所定の画像処理がなされる。その後、撮影の時と同様に、画像表示用のＬＣＤ１３２に画像が表示される。
【００５７】
メインＣＰＵ１４０は、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ１２４から電子カメラの基本制御プログラムを読み出して、電子カメラ全体の制御を行なう。メインＣＰＵ１４０は、入力部１４１からの入力を受け付けて、その入力に応じた制御を行なう。入力部１４１は、図示しないレリーズボタン（シャッターボタン）、立体撮影モードボタン、メニューボタン、プリセットボタン等を有している。なお、メニューボタンを操作することにより、‘近距離優先’、‘遠距離優先’、‘中間距離優先’、‘プリセット順’の撮影モードを選択できる。
【００５８】
また、メインＣＰＵ１４０は、図示しない電源部を制御して電子カメラ全体の電源管理も行なう。また、メインＣＰＵ１４０は、フォーカス制御部１５１とモータ１５２を介してフォーカスレンズ１１１を駆動制御するとともに、撮像回路１１３に対して素子シャッター制御を行なう。また、メインＣＰＵ１４０は、警告等の音声をスピーカ１４２から発生させる。
【００５９】
以下、立体画像観察装置による観察画像の構成例を示す。被写体距離（撮影レンズ１の前面１１からフォーカス面までの距離）が２ｍの人物と被写体距離が５０ｃｍの花を、撮影装置で撮影するものとする。撮影装置で、焦点距離６．５ｍｍ（３５ｍｍカメラ換算焦点距離３５ｍｍ）のレンズを使い、Ｆナンバーを２とし、撮像範囲６．２５×４．６８ｍｍ2のＣＣＤで撮影したとする。この場合、２つの撮影像の間隔ｄ１＝０．０６３３ｍｍであり、Ａ＝１／２ＮＡであるからＡ＝０．２５である。
【００６０】
このように撮影された２つの画像をはがきサイズにプリントし、観察画像として鑑賞する場合、倍率β=２２．９倍である。観察者の眼から観察画像までの鑑賞距離を１５０ｍｍとし、最大の眼幅７０ｍｍに対して左右に１０ｍｍの余裕をとって観察しやすくする。その場合、最大観察角θについてｓｉｎθ＝（９０／２／１５０）＝０．３となる。２つの画像の間の媒質であるガラスの屈折率ｎは、１．５である。このとき２つの画像の間隔Ｄ１は、上記（２）式から以下の値になる。
【００６１】
Ｄ1≦１．５×２２．９×０．２５×０．０６３３／０．３
＝１．８１（ｍｍ）
また、媒質を空気として換算すると、以下の値になる。
【００６２】
Ｄ1≦１．８１／１．５＝１．２１（ｍｍ）
なお、本実施の形態による観察画像では、Ｄ１の間隔が空気換算長で１ｍｍ以下になると立体感が減る。そのような場合、撮影時にレンズのＦナンバーか焦点距離を変えることが好ましい。
【００６３】
次に、撮影された２つの画像をＡ１サイズまで拡大し、観察画像として鑑賞する場合、倍率β＝１３１．９倍となる。最大観察角θを、観察画像の中心から見て４５度までで良いとすると、ｓｉｎθ＝ｓｉｎ４５°＝０．７０７となる。このとき２つの画像の間隔Ｄ１は、上記（２）式から以下の値になる。
【００６４】
Ｄ1≦１．５×１３１．９×０．２５×０．０６３３／０．７０７
＝４．４３（ｍｍ）
すなわち、Ｄ１が４．４３（ｍｍ）以下で４．４３（ｍｍ）に近いほど立体感が大きくなるため、適度な値である厚さ４ｍｍのガラス（透明材質）を用いると良い。
【００６５】
図６〜図９は、上記立体画像撮影装置の第１の動作手順を示すフローチャートである。以下、図６〜図９を基に上記立体画像撮影装置の動作を説明する。
【００６６】
図６は、メインフローチャートである。まずステップＳ１で、撮影者により入力部１４１の立体撮影モードボタンがＯＮにされると、ステップＳ２で、メインＣＰＵ１４０はフォーカス位置のプリセット処理を行なう。その後、ステップＳ３で、メインＣＰＵ１４０は撮影処理を実行する。なお、上記ステップＳ１で立体撮影モードボタンがＯＮにされない場合、ステップＳ４で、本電子カメラは通常の撮影装置として機能する。すなわち撮影者は、立体撮影モードボタンを操作することにより、通常の撮影から立体画像撮影へ選択的に切り替えることができる。
【００６７】
図７は、上記ステップＳ２のプリセット処理のフローチャートである。まずステップＳ１１で、撮影者によりプリセットボタンがＯＮにされると、ステップＳ１２で、メインＣＰＵ１４０はＡＦ（オートフォーカス）処理を実行する。次にステップＳ１３で、メインＣＰＵ１４０は、ＡＦ処理で算出されたフォーカス位置を内部メモリに記憶する。その後、ステップＳ１４で、撮影者により入力部１４１のメニューボタンが操作されるまで、上記ステップＳ１１〜Ｓ１３の処理が繰り返し実行される。すなわち、撮影者によりプリセットボタンがＯＮにされた回数分、ＡＦ処理が実行され、そのフォーカス位置が内部メモリに記憶される。
【００６８】
なお、２回目以降のＡＦ処理において、メインＣＰＵ１４０は、算出されたフォーカス位置が前回算出されたフォーカス位置の被写界深度からはずれた位置であるか否かを判定し、はずれた位置でない場合、スピーカ１４２から警告音を発生するか、あるいは図示しない表示部に警告を表示する。この警告音は、上記（１）式の条件を満たしていない場合、例えば前回のフォーカス位置が２ｍであり、今回算出されたフォーカス位置が２ｍ±１２５０ｍｍの範囲内である場合に発生される。このような場合、算出されたフォーカス位置は内部メモリに記憶されない。
【００６９】
続いてステップＳ１５で、撮影者により入力部１４１のメニューボタンで‘近距離優先’が選択された場合、ステップＳ１６で、メインＣＰＵ１４０は近距離優先モードを実行する。ステップＳ１７で、撮影者により入力部１４１のメニューボタンで‘遠距離優先’が選択された場合、ステップＳ１８で、メインＣＰＵ１４０は遠距離優先モードを実行する。ステップＳ１９で、撮影者により入力部１４１のメニューボタンで‘中間距離優先’が選択された場合、ステップＳ２０で、メインＣＰＵ１４０は中間距離優先モードを実行する。ステップＳ２１で、撮影者により入力部１４１のメニューボタンで‘プリセット順’が選択された場合、ステップＳ２２で、メインＣＰＵ１４０はプリセット順モードを実行する。
【００７０】
以上のプリセット処理により、メインＣＰＵ１４０の内部メモリには、複数の異なるフォーカス位置（撮影レンズ１の前面１１からフォーカス面までの距離）が、ＡＦ処理された順に記憶される。メインＣＰＵ１４０は、選択されたモードに応じて、複数の異なるフォーカス位置について撮影を行なう順番を決定する。近距離優先モードでは、メインＣＰＵ１４０は、近いフォーカス位置から遠いフォーカス位置へ順番に焦点を変える情報を、内部メモリに記憶する。遠距離優先モードでは、メインＣＰＵ１４０は、遠いフォーカス位置から近いフォーカス位置へ順番に焦点を変える情報を、内部メモリに記憶する。中間距離優先モードでは、メインＣＰＵ１４０は、中間のフォーカス位置からその前後のフォーカス位置へ順番に焦点を変える情報を、内部メモリに記憶する。プリセット順モードでは、メインＣＰＵ１４０は、内部メモリに記憶されたフォーカス位置の順番で焦点を変える情報を、内部メモリに記憶する。
【００７１】
例えば、メインＣＰＵ１４０の内部メモリに、Ａ：２ｍ、Ｂ：３ｍ、Ｃ：１ｍの三つのフォーカス位置が順に記憶されたとする。この場合、‘近距離優先’では、Ｃ：１ｍ→Ａ：２ｍ→Ｂ：３ｍの順、‘遠距離優先’では、Ｂ：３ｍ→Ａ：２ｍ→Ｃ：１ｍの順、‘中間距離優先’では、Ａ：２ｍ→Ｃ：１ｍ→Ｂ：３ｍの順、‘プリセット順’では、Ａ：２ｍ→Ｂ：３ｍ→Ｃ：１ｍの順となる。
【００７２】
図８は、上記ステップＳ１２のＡＦ処理のフローチャートである。まずステップＳ２１で、撮影者により被写体中の合焦対象が決められ、レリーズボタンが半押しされると、メインＣＰＵ１４０はフォーカス制御部１５１とモータ１５２を介して、フォーカスレンズ１１１を初期位置に移動させる。次にステップＳ２２で、メインＣＰＵ１４０は撮像回路１１３にて事前撮影を行なわせる。ステップＳ２３で、メインＣＰＵ１４０は、ＡＦ処理部１２２にコントラスト値を算出させ、内部メモリに記憶する。
【００７３】
ステップＳ２４で、フォーカスレンズ１１１の位置が最後の位置でない場合、ステップＳ２５で、メインＣＰＵ１４０がフォーカスレンズ１１１を次の位置に移動させた後、上記ステップＳ２２とＳ２３の処理が実行される。そして、上記ステップＳ２４で、フォーカスレンズ１１１の位置が最後の位置である場合、ステップＳ２６で、メインＣＰＵ１４０は内部メモリに記憶した各コントラスト値から、ＡＦ処理部１２２に最大のコントラスト値が得られたフォーカス位置を最適なフォーカス位置として算出させる。
【００７４】
図９は、上記ステップＳ６の撮影処理のフローチャートである。まずステップＳ３１で、撮影者により被写体中の合焦対象が決められ、レリーズボタンが全押しされると、メインＣＰＵ１４０は、明るさ統一のためＡＥ処理部１２１に１回のみ露出制御を行なわせる。なおＡＥ処理部１２１は、立体撮影時には、通常の撮影時よりも撮影回路１１３への露光量を大きくするよう露出を制御する。これにより立体撮影時の画像は、通常の撮影時の画像よりも薄い色調となる。
【００７５】
次にステップＳ３２で、メインＣＰＵ１４０は、内部メモリに記憶されたフォーカス位置に合うようフォーカスレンズ１１１を移動させる。ステップＳ３３で、撮像素子１１２が露光された後、その画像情報は、一時的に内蔵メモリ１２５に記憶される。次にステップＳ３４で、内蔵メモリ１２５に記憶された画像情報は、画像処理回路１２３で画像処理され、圧縮伸長部１２６で圧縮された後、ステップＳ３５で、着脱メモリ１２７に記録される。
【００７６】
そしてメインＣＰＵ１４０は、ステップＳ３６で、内部メモリに記憶されている全てのフォーカス位置についての撮影が終了するまで、各フォーカス位置について上記ステップＳ３２〜Ｓ３５の処理を行なう。
【００７７】
以下、上述したプリセット処理の第１の変形例について説明する。図７の手順では、撮影者によりプリセットボタンがＯＮにされる毎に、ＡＦ処理が実行されフォーカス位置が算出されたが、本変形例ではＡＦ処理を１回のみ実行する。
【００７８】
この場合、撮影者により入力部１４１のレリーズボタンが押下された時、まずメインＣＰＵ１４０は、撮像面の中心にある被写体に対しＡＦ処理を実行し、フォーカス位置を算出して撮影する。次にメインＣＰＵ１４０は、このフォーカス位置をＬ０とし、以降このＬ０に対して、予め設定されている間隔でフォーカス位置を変更しながら撮影する。具体的には、メインＣＰＵ１４０は下表のようなテーブルを内部メモリに記憶しており、このテーブルを参照してフォーカス位置を変更する。
【００７９】
【表１】
【００８０】
例えば、１番目のフォーカス位置Ｌ０が１ｍである場合、２番目のフォーカス位置Ｌ１は、１×２＝２ｍ、３番目のフォーカス位置Ｌ２は、１×４＝４ｍ、となる。また、１番目のフォーカス位置Ｌ０が２ｍである場合、２番目のフォーカス位置Ｌ１は、２×２＝４ｍ、３番目のフォーカス位置Ｌ２は、２×４＝８ｍ、となる。なお、上記テーブルは、各フォーカス位置が互いに他のフォーカス位置の被写界深度からはずれた位置となるよう設定される。
【００８１】
以下、上述したプリセット処理の第２の変形例について説明する。本変形例でもＡＦ処理を１回のみ実行する。この場合、撮影者により入力部１４１のレリーズボタンが押下された時、まずメインＣＰＵ１４０は、撮像面の中心にある被写体に対しＡＦ処理を実行し、第１のフォーカス位置を算出して１回目の撮影をする。次にメインＣＰＵ１４０は、この第１のフォーカス位置に対して所定の演算を行ない、第２のフォーカス位置を算出して２回目の撮影をする。
【００８２】
この演算では、撮影レンズ１の焦点距離をｆ、撮影レンズ１の前側焦点４から撮影レンズ１の前面１１までの距離をｂ、撮影像から観察画像の画像への倍率をβ、観察画像の各画像の間隔をＤ1とする。メインＣＰＵ１４０は、１回目の撮影の撮影距離（撮影レンズ１の前面１１から第１のフォーカス面までの距離）をｘ１とした場合、２回目の撮影の撮影距離ｘ２を、ｘ２＞ｘ１（ｘ２がｘ１に対して遠距離）であれば、
ｘ２＝ｆ２ β（ｘ１−ｂ）／｛ｆ２β−Ｄ1（ｘ１−ｂ）｝＋ｂ
ｘ２＜ｘ１（ｘ２がｘ１に対して近距離）であれば、
ｘ２＝ｆ２ β（ｘ１−ｂ）／｛ｆ２β＋Ｄ1（ｘ１−ｂ）｝＋ｂ
と演算する。
【００８３】
なお撮影の前には、撮影者により入力部１４１から、２回目の撮影距離が１回目の撮影距離に対して遠距離、近距離のいずれであるかが設定される。
【００８４】
図１０，図１１は、上記立体画像撮影装置の第２の動作手順を示すフローチャートである。以下、図１０，図１１を基に上記立体画像撮影装置の動作を説明する。
【００８５】
図１０は、メインフローチャートである。まずステップＳ４１で、撮影者により入力部１４１の立体撮影モードボタンがＯＮにされると、ステップＳ４２で、メインＣＰＵ１４０は撮影処理を実行する。上記ステップＳ４１でＯＮにされない場合、ステップＳ４３で通常の撮影処理を実行する。
【００８６】
図１１は、上記ステップＳ４２の撮影処理のフローチャートである。まずステップＳ５１で、メインＣＰＵ１４０は、明るさ統一のためＡＥ処理部１２１に１回のみ露出制御を行なわせる。次にステップＳ５２で、メインＣＰＵ１４０は、予め内部メモリに記憶されている所定のフォーカス位置（後述する）に合うようフォーカスレンズ１１１を移動させる。ステップＳ５３で、撮像素子１１２が露光された後、その画像情報は、一時的に内蔵メモリ１２５に記憶される。次にステップＳ５４で、内蔵メモリ１２５に記憶された画像情報は、画像処理回路１２３で画像処理され、圧縮伸長部１２６で圧縮された後、ステップＳ５５で、着脱メモリ１２７に記録される。
【００８７】
そしてメインＣＰＵ１４０は、ステップＳ５６で、予め内部メモリに記憶されている全てのフォーカス位置についての撮影が終了するまで、各フォーカス位置について上記ステップＳ５２〜Ｓ５５の処理を行なう。
【００８８】
具体的には、メインＣＰＵ１４０は下表のようなテーブルを内部メモリに記憶しており、このテーブルを参照してフォーカス位置を設定する。
【００８９】
【表２】
【００９０】
この例では、１番目のフォーカス位置Ｌ０は１ｍ、２番目のフォーカス位置Ｌ１は２ｍ、３番目のフォーカス位置Ｌ２は４ｍ、となる。なお、上記テーブルは、各フォーカス位置が互いに他のフォーカス位置の被写界深度からはずれた位置となるよう設定される。
【００９１】
図１２は、立体画像観察装置の第１の作成例を示す側面図である。この装置では、２つの画像が重ねられる。この装置は、第１の透明アクリル板（表面板）４１、第２の透明アクリル板（中間板）４２、底板（透明板でなくても可）４３が、この順に積層して接着された平板状をなしている。第１の透明アクリル板４１と第２の透明アクリル板４２の間には、第１の画像がプリントされた透明紙４Ａが挟着されており、第２の透明アクリル板４２と底板４３の間には、第２の画像がプリントされた白紙４Ｂが挟着されている。この装置は、スタンド４４で立てかけて鑑賞することができる。
【００９２】
図１３は、立体画像観察装置の第２の作成例を示す側面図である。この装置では、３つの画像が重ねられる。この装置は、第１の透明アクリル板（表面板）５１、第２の透明アクリル板（中間板）５２、第３の透明アクリル板（中間板）５３、底板（透明板でなくても可）５４が、この順に積層して接着された平板状をなしている。第１の透明アクリル板５１と第２の透明アクリル板５２の間には、第１の画像がプリントされた透明紙５Ａが挟着されており、第２の透明アクリル板５２と第３の透明アクリル板５３の間には、第２の画像がプリントされた透明紙５Ｂが挟着されており、第３の透明アクリル板５３と底板５４の間には、第３の画像がプリントされた白紙５Ｃが挟着されている。この装置は、上記スタンド４４で立てかけて鑑賞することができる。
【００９３】
図１４は、立体画像観察装置の第３の作成例を示す側面図である。この装置では、２つの画像が重ねられているとともに、観察画像を背面側から照明する。この装置は、第１の透明アクリル板（表面板）６１、第２の透明アクリル板（中間板）６２、第３の透明アクリル板（裏面板）６３が、この順に積層して接着された平板状をなしている。第１の透明アクリル板６１と第２の透明アクリル板６２の間には、第１の画像がプリントされた透明紙６Ａが挟着されており、第２の透明アクリル板６２と第３の透明アクリル板６３の間には、第２の画像がプリントされた透明紙６Ｂが挟着されている。さらに第３の透明アクリル板６３の裏側に蛍光燈６４と反射板６５が設けられている。蛍光燈６４の光は、反射板６５により第３の透明アクリル板６３の裏面から観察側方向に向けて反射される。これにより、各透明アクリル板６１〜６３が透過照明される。この装置は、上記スタンド４４で立てかけて鑑賞することができる。
【００９４】
なお、図１２〜図１４の変形例として、各透明アクリル板に各画像を直接プリントし、各画像が観察側から所定間隔（透明アクリル板の厚さ）を有するよう、各透明アクリル板を合焦位置の近い順に重ねて保持してもよい。これらの変形例では、合焦位置が最も遠い画像を透明板でない板にプリントしてもよい。
【００９５】
上述した立体画像撮影装置では、着脱メモリ１２７に画像情報を記録したが、それ以外に、立体画像観察装置の作成に必要な付帯情報を記録するようにしてもよい。この付帯情報として、例えば画像のプリントサイズ、画像の間隔（Ｄ1）、画像の前後関係（重ねる順番）等がある。観察者が他者へ立体画像観察装置の作成を依頼する際、このような付帯情報と画像情報が記録された着脱メモリ１２７が渡される。これにより、他者による観察者の要求に応じた立体画像観察装置の作成が可能になる。
【００９６】
また撮影時には、観察者の要求する画像のプリントサイズが、入力部１４１から指定される。なお、このプリントサイズは、観察画像を構成する全画像にて同一である。例えば、観察者が指定するプリントサイズがＷ×Ｈ（例えばＡ６サイズ）であり、ＣＣＤのサイズがｗ×ｈである場合、撮影像から観察画像の各画像への倍率βは、β＝Ｗ／ｗとなる。また撮影時に、観察者の要求する観察画像の各画像の間隔Ｄ1が、入力部１４１から指定される。この場合、Ｄ1は定型の透明アクリル板の厚み、例えば２ｍｍ，３ｍｍ，４ｍｍ等から選択するようにする。
このように、各画像の間隔を定型の透明アクリル板の厚みから選択することで、立体画像観察装置の作成に定型以外の透明アクリル板を使用することがなくなるため、作成に係るコストアップを防ぐことができる。
【００９７】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されず、要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施できる。例えば、上記実施の形態では、画像を紙や透明板にプリントした例を示したが、撮影後現像されたリバーサルフィルムを透明アクリル板４で挟着するようにしてもよい。
【００９８】
【発明の効果】
本発明によれば、肉眼で観察できる立体画像を容易に撮影できる立体画像撮影装置及びカメラの制御方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る撮影装置の撮影系と、立体画像観察装置による立体画像の構成を示す図。
【図２】本発明の実施の形態に係る撮影装置による撮影時の状態を示す図。
【図３】本発明の実施の形態に係る立体画像観察装置による鑑賞時の状態を示す図。
【図４】本発明の実施の形態に係る立体画像撮影装置をなす電子カメラの構成を示すブロック図。
【図５】本発明の実施の形態に係る立体画像撮影装置における色低下処理を示す図。
【図６】本発明の実施の形態に係る立体画像撮影装置の第１の動作手順を示すフローチャート。
【図７】本発明の実施の形態に係る立体画像撮影装置の第１の動作手順を示すフローチャート。
【図８】本発明の実施の形態に係る立体画像撮影装置の第１の動作手順を示すフローチャート。
【図９】本発明の実施の形態に係る立体画像撮影装置の第１の動作手順を示すフローチャート。
【図１０】本発明の実施の形態に係る立体画像撮影装置の第２の動作手順を示すフローチャート。
【図１１】本発明の実施の形態に係る立体画像撮影装置の第２の動作手順を示すフローチャート。
【図１２】本発明の実施の形態に係る立体画像観察装置の第１の作成例を示す側面図。
【図１３】本発明の実施の形態に係る立体画像観察装置の第２の作成例を示す側面図。
【図１４】本発明の実施の形態に係る立体画像観察装置の第３の作成例を示す側面図。
【符号の説明】
１…撮影レンズ
２ｏ，３ｏ…フォーカス面
２ｉ，３ｉ…撮影像
２ｐ，３ｐ…画像
４…前側焦点
５…観察画像
６…観察者
７…撮影装置
８ｎ…近距離被写体
８ｆ…遠距離被写体
９…観察画像
１０ｎ，１０ｆ…透過画像
１１…観察者
１００…レンズ群
１１１…フォーカスレンズ
１１２…撮像素子
１１３…撮像回路
１２０…バス
１２１…ＡＥ処理部
１２２…ＡＦ処理部
１２３…画像処理回路
１２４…不揮発性メモリ
１２５…内蔵メモリ
１２６…圧縮伸長部
１２７…着脱メモリ
１３１…ＬＣＤドライバ
１３２…ＬＣＤ表示部
１４０…メインＣＰＵ
１４１…入力部
１４２…スピーカ
１５１…フォーカス制御部
１５２…モータ
４１…第１の透明アクリル板
４２…第２の透明アクリル板
４３…底板
４４…スタンド
４Ａ…第１の画像がプリントされた透明紙
４Ｂ…第２の画像がプリントされた白紙
５１…第１の透明アクリル板
５２…第２の透明アクリル板
５３…第３の透明アクリル板
５４…底板
５Ａ…第１の画像がプリントされた透明紙
５Ｂ…第２の画像がプリントされた透明紙
５Ｃ…第３の画像がプリントされた白紙
６１…第１の透明アクリル板
６２…第２の透明アクリル板
６３…第３の透明アクリル板
６４…蛍光燈
６５…反射板
６Ａ…第１の画像がプリントされた透明紙
６Ｂ…第２の画像がプリントされた透明紙
【発明の属する技術分野】
本発明は、立体画像の撮影装置及びカメラの制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
（第１の従来の技術）
従来の立体画像の観察方法としては、視差のある２つ以上の画像を撮影し、それら異なる画像を観察者が左右の目で同時に見ることにより、立体的に認識する方法がある。この方法は、観察者が移動することなく立体情報を得られるものの、目のフォーカスにより距離判断を行なうことができない。そのため、観察する立体画像に不自然さを感じたり、疲労が増えるなどの問題が発生していた。
【０００３】
この問題を改善するために、特開２０００−２１４４１３号公報に開示されているような、複数の画像の間隔をあけて表示する方法が知られている。この方法では、観察者側からの被写体の距離に応じて表示手段の輝度を調整して、観察者に距離を判断させている。この方法では、観察者はある程度、視差、輻輳、フォーカスの情報が得られるので、立体的に観察を行なえる。
【０００４】
（第２の従来の技術）
また、従来の立体画像の観察装置には、観察の際に特殊な眼鏡を必要とするものと、肉眼で観察できるものとの両方がある。特殊な眼鏡を要する装置には、液晶シャッター眼鏡装置、ヘッドマウントディスプレイ等がある。肉眼で観察できる観察装置には、例えばレンチキュラーシートがあり、特殊な眼鏡が不要なので、誰でも鑑賞できる等の利点がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
（第１の従来の技術の問題点）
従来の立体画像の観察方法では、画像を作成するために大量の計算処理が必要になり、多くの時間を必要とする。このため、画像処理量を少なくして、撮影から画像の作成までを簡単に行なえることが望まれている。
【０００６】
（第２の従来の技術の問題点）
従来の立体画像の観察装置のように、肉眼で観察できるレンチキュラーシート等を作成することは、容易でない。まず、厳密な撮影条件で撮影することが必要であり、また、撮影した画像に基づくシートの作成に専用の装置が必要である。従って、身近な画像を手軽に立体画像にすることや、様々な画像を交換して観察することも容易ではない。
【０００７】
本発明の目的は、肉眼で観察できる立体画像を容易に撮影できる立体画像撮影装置及びカメラの制御方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
課題を解決し目的を達成するために、本発明の立体画像撮影装置及び方法は以下の如く構成されている。
【０００９】
（１）本発明の立体画像撮影装置は、同一の撮影対象に対して合焦位置の異なる少なくとも２枚の画像を撮影し、その画像を合焦位置の近い側から遠い側に対応して観察者に近い側から遠い側に所定の間隔をもって像を重ねて観察することで立体観察するための立体画像の構成に用いられる異なる合焦位置での画像をそれぞれ撮影する立体画像撮影装置であって、撮影対象に対して合焦を行なう合焦手段と、前記合焦手段により変更される合焦位置を予め指示する合焦位置指示手段と、前記合焦位置指示手段で指示された合焦位置を記憶する記憶手段と、前記合焦位置で前記撮影対象を撮影する撮影手段と、前記合焦位置指示手段によって２回目の撮影用の合焦位置が指示された場合に、当該２回目の撮影用の合焦位置が前記合焦位置指示手段によって１回目の撮影用として記憶されている合焦位置の被写界深度を外れる位置か否かを判定する判定手段と、前記判定手段で前記被写界深度を外れない位置と判定された場合、警告を発生する警告手段と、から構成されている。
【００１０】
（２）本発明の立体画像撮影装置は、同一の撮影対象に対して合焦位置の異なる少なくとも２枚の画像を撮影し、その画像を合焦位置の近い側から遠い側に対応して観察者に近い側から遠い側に所定の間隔をもって像を重ねて観察することで立体観察するための立体画像の構成に用いられる異なる合焦位置での画像をそれぞれ撮影する立体画像撮影装置であって、撮影対象に対して合焦を行なう合焦手段と、前記合焦手段で合焦された合焦位置を記憶する記憶手段と、前記撮影対象を撮影する撮影手段と、合焦位置を所定量ずつ移動させながら連続して撮影を行わせるよう制御するものであって、当該連続撮影の２回目以降の撮影については、その合焦位置が前回の合焦位置の被写界深度から毎回外れた位置になるように前記合焦手段を制御して、当該合焦位置で順次撮影を行なうよう前記撮影手段を制御する制御手段と、を備えている。
【００１１】
（３）本発明の立体画像撮影装置は上記（１）に記載の装置であり、かつ前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された合焦位置における近い位置から遠い位置への順番で撮影を行なうよう制御する。
【００１２】
（４）本発明の立体画像撮影装置は上記（１）に記載の装置であり、かつ前記制御手段は、前記合焦位置指示手段で指示された合焦位置の順番で撮影を行なうよう制御する。
【００１６】
（５）本発明の立体画像撮影装置は上記（２）に記載の装置であり、かつ前記立体画像を構成するための撮影と通常の撮影とを選択する選択手段を備えている。
【００１７】
（６）本発明の立体画像撮影装置は上記（５）に記載の装置であり、かつ前記立体撮影時に、前記通常の撮影時よりも画像の彩度を低下させる色処理を行なう画像処理手段を備えている。
【００１８】
（７）本発明の立体画像撮影装置は上記（５）に記載の装置であり、かつ前記立体撮影時に、前記通常の撮影時よりも露光量を大きくするよう露出を制御する露出制御手段を備えている。
【００１９】
（８）本発明のカメラの制御方法は、同一の撮影対象に対して合焦位置の異なる少なくとも２枚の画像を撮影し、その画像を合焦位置の近い側から遠い側に対応して観察者に近い側から遠い側に所定の間隔をもって像を重ねて観察することで立体観察するための立体画像の構成に用いられる異なる合焦位置での画像をそれぞれ撮影するカメラの制御方法において、合焦位置を所定量ずつ移動させながら連続して撮影を行わせるよう制御するものであって、当該連続撮影の２回目以降の撮影については、その合焦位置が前回の合焦位置の被写界深度から毎回外れた位置になるようにして、当該合焦位置で順次撮影を行なうよう制御する。
（９）本発明のカメラの制御方法は、同一の撮影対象に対して異なる合焦位置で撮影された画像が印刷された少なくとも２つの印刷物が厚さ方向で所定間隔離されて配置されることで観察者に立体感を与える立体画像観察装置に用いる画像として、同一画面上で撮影距離の異なる２つの被写体に対してそれぞれ一方の被写体のみにピントが合うような画像を撮影するカメラの制御方法であって、前記画像を得るための二回の撮影に際し、撮影レンズの前面から撮影距離が短い方の被写体への合焦位置までの距離をｘ１、前記撮影レンズの前面から撮影距離が長い方の被写体への合焦位置までの距離をｘ２、前記撮影レンズの焦点距離をｆ、前記撮影レンズの前側焦点から前記撮影レンズの前面までの距離をｂ、前記撮影レンズの最小錯乱円の半径をＲ、前記撮影レンズにおける前記二つの撮影像の射出側開口数のうち大きい値をＡ、とした場合、ｘ２≧Ａｆ ２ （ｘ１−ｂ）／｛Ａｆ ２ −Ｒ（ｘ１−ｂ）｝＋ｂの条件を満たすよう撮影を行なう。
【００２０】
上記手段を講じた結果、それぞれ以下のような作用を奏する。
【００２１】
（１）本発明の立体画像撮影装置によれば、第１の被写体に合焦した画像と、第２の被写体に合焦しかつ前記第１の被写体がボケた状態となる画像の両方が得られ、視差、輻輳、フォーカスの情報を含み肉眼で観察できる様々な立体画像を、容易に撮影できる。
【００２２】
（２）本発明の立体画像撮影装置によれば、撮影者が所望の複数の被写体に対して合焦をし撮影することができる。
【００２３】
（３）本発明の立体画像撮影装置によれば、被写体の動きが多い手前側から撮影を行なうので、被写体に動きがある場合でも立体画像のブレを小さく抑えることができる。
【００２４】
（４）本発明の立体画像撮影装置によれば、各被写体の相互の遠近関係に関わらず、優先する被写体を指定することができる。
【００２８】
（５）本発明の立体画像撮影装置によれば、本撮影装置で立体撮影と通常の撮影とを選択的に行なうことができる。
【００２９】
（６）本発明の立体画像撮影装置によれば、複数の画像が重なる立体画像のコントラストが過度になることを防止できる。
【００３０】
（７）本発明の立体画像撮影装置によれば、立体撮影時の画像を通常の撮影時の画像よりも薄い色調とし、複数の画像が重なる立体画像の色が濃くなることを防止できる。
【００３１】
（８）及び（９）本発明の立体画像撮影方法によれば、第１の被写体に合焦した画像と、第２の被写体に合焦しかつ前記第１の被写体がボケた状態となる画像の両方が得られ、視差、輻輳、フォーカスの情報を含み肉眼で観察できる様々な立体画像を、容易に撮影できる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３３】
図１は、本発明の実施の形態に係る撮影装置の撮影系と、立体画像観察装置による立体画像の構成を示す図である。撮影装置は、一般的な銀塩フィルムを用いたカメラや電子カメラ（デジタルカメラ）であり、フォーカス位置の異なる少なくとも２枚の画像を撮影する。その後、それらの画像を立体画像観察装置で重ねることで、立体画像からなる観察画像が構成される。立体画像観察装置では、撮影時のフォーカス位置の遠近関係に対応するよう、複数の画像が重ねられる。すなわち、立体画像観察装置で構成される立体画像は、複数の画像が、フォーカス位置の近い側から遠い側へ対応して、観察者に近い側から遠い側へ順に所定の間隔をもって重ねられる。
【００３４】
以下、撮影装置でフォーカス位置の異なる２枚の画像を撮影する場合について説明する。図１に示すように、撮影レンズ１の前面１１からフォーカス面２ｏまでの距離をｘ１、撮影レンズ１の前面１１からフォーカス面３ｏまで距離をｘ２とする。この場合、ｘ２＞ｘ１であり、撮影レンズ１からの撮影距離はフォーカス面２ｏよりフォーカス面３ｏの方が長い。
【００３５】
また、撮影レンズ１の焦点距離をｆ、撮影レンズ１の前側焦点４から撮影レンズ１の前面１１までの距離をｂ、撮影レンズ１の最小錯乱円の半径をＲ、撮影レンズ１における２つの画像の撮影時の各射出側開口数のうち大きい方の値をＡとする。後側焦点位置からｘ１の像面までの距離をＸ１とすると、ニュートンの式を使い、ボケを感じる条件を表すと以下の式になる。
【００３６】
（ｘ１−ｂ）Ｘ１＝ｆ2
（ｘ２−ｂ）（Ｘ１−Ｒ／Ａ）≧ｆ2
そして、これら二つの式からＸ１を消去して、
ｘ２≧Ａｆ2（ｘ１−ｂ）／｛Ａｆ2−Ｒ（ｘ１−ｂ）｝＋ｂ （１）
となる条件が、撮影したすべての画像中の２つの画像の各組み合せについて満たされるようにする。
【００３７】
なお、一般に撮影レンズ１の射出側開口数は、フォーカス面２ｏでの撮影時よりフォーカス面３ｏでの撮影時の方が大きくなる。上記（１）式の条件を満たさない場合、２つの画像においてフォーカスの違いにより生ずるボケの差がなくなる。この場合、観察者は２つの画像の差を認識できず、観察画像を立体的に見ることができない。すなわち、観察画像は上記（１）式の条件を満たすことにより、２つの画像においてボケの差が生じるため、立体的な画像となる。
【００３８】
具体的には、２つの画像の撮影時に、互いに合焦位置の被写界深度からはずれた位置を合焦位置としている。すなわち、フォーカス面２ｏでの撮影では、フォーカス面３ｏでの撮影の合焦位置の被写界深度からはずれた位置を合焦位置とし、フォーカス面３ｏでの撮影では、フォーカス面２ｏでの撮影の合焦位置の被写界深度からはずれた位置を合焦位置としている。
【００３９】
なお、被写界深度Ｃは、レンズのＦナンバーをＦ、焦点深度をρ（経験値）、焦点距離をｆ、撮影距離をＬとした場合、次式
Ｃ＝±Ｆ・ρ／（ｆ／Ｌ）２
で表わされる。
【００４０】
例えば、銀塩カメラでは、Ｆ＝２，ρ＝３０μｍ，ｆ＝５０ｍｍ，Ｌ＝２ｍとすると、Ｃ＝±９６ｍｍとなる。また、電子カメラでは、Ｆ＝２，ρ＝１０μｍ，ｆ＝８ｍｍ，Ｌ＝２ｍとすると、Ｃ＝±１２５０ｍｍである。
【００４１】
また、撮影レンズ１から被写体までの距離が連続的に変化し、（Ｋ＋１）枚の撮影を行なう場合、以下の式を満たすようにする。
【００４２】
Ｘn+1≧Ａｆ２（Ｘn−ｂ）／｛Ａｆ２−２Ｒ（Ｘn−ｂ）｝＋ｂ （１ａ）
（ｎ＝１，２，…，Ｋ）
（隣り合う）被写体までの距離を以上の様に選択して、連続的に撮影するとよい。すなわち、上記１ａ式で示されるより狭い間隔で撮影を繰り返しても、相互に十分なボケが生じないので、むだな撮影となる。
【００４３】
以下、立体画像観察装置で前述した２つの画像から観察画像を構成する場合について説明する。図１に示すように、前述した条件での撮影による撮影像２ｉから観察画像５の画像２ｐへの、または撮影像３ｉから観察画像５の画像３ｐへの倍率をβ、撮影像２ｉと撮影像３ｉの間隔をｄ１、観察者６の観察画像５に対する最大観察角をθ、画像２ｐと画像３ｐの間隔をＤ１、画像２ｐと画像３ｐの間の媒質の屈折率をｎとする。この場合、
Ｄ１≦ｎβＡｄ１／ｓｉｎθ （２）
の条件を満たすようにする。この条件を満たさない場合、観察者は複数の画像２ｐ，３ｐが重なったように見えず、観察画像５を立体的に見ることができない。
また、上記した２つの画像の組み合せと異なる他の画像の組み合せの場合、それらの撮影像の間隔をｄｎ、それら画像の間隔をＤｎとすると、
Ｄ１／ｄ１＝Ｄｎ／ｄｎ （３）
の条件を、すべての画像の組み合せについて満たすようにする。これにより、観察画像を構成する画像数が多い場合、観察者はそれらの距離感が合うため、観察時の疲労がなくなる。
【００４４】
図２は、上記撮影装置による撮影時の状態を示す図である。撮影装置７は、近距離被写体８ｎと遠距離被写体８ｆにそれぞれフォーカスを合わせた２つの画像を撮影する。撮影装置７から近距離被写体８ｎまでの距離は前述したｘ１であり、撮影装置７から遠距離被写体８ｆまでの距離は前述したｘ２である。
【００４５】
図３は、上記立体画像観察装置による鑑賞時の状態を示す図である。上記のように撮影された２つの画像を使って、図３に示す観察画像９が作成される。この観察画像９は、近距離被写体８ｎにフォーカスを合わせて撮影された画像を透明板にプリント（印刷）した透過画像１０ｎと、遠距離被写体８ｆにフォーカスを合わせて撮影された画像を透明板にプリント（印刷）した透過画像１０ｆとを、観察者１１側から透過画像１０ｎ、１０ｆの順に配置しており、それらの関係が上記した（１）式または（１ａ）式と（２）式を満たしている。なお、この場合、フォーカス位置が最も遠い画像については、透明でない板にプリント（印刷）してもよい。
【００４６】
観察者は、この観察画像９をその後ろ側から一様な白色照明で照明して観察する。透過画像１０ｎと透過画像１０ｆの色の濃度は、これら２枚の画像を合わせたときに元の被写体８ｎ，８ｆの色になるよう、プリント時に調整する。
【００４７】
また、被写体８ｎ，８ｆ以外に、さらに目的とする被写体が違った距離にある場合、フォーカス位置を変えた画像を撮影して透過画像の枚数を増やすことで、より自然な観察画像になる。また、観察者１１側から最も離れた位置の画像を光の反射の多い白紙にプリントしたものとすることで、前述した照明をなくすことができる。この場合、観察者が観察する光は、各透過画像に対して入射した後反射することで各透過画像を２回通過する。このため、各透過画像の明るさや色を薄くして、観察者１１が見る観察画像の明るさや色調を調整する。
【００４８】
なお、各画像は、時間差をおいて撮影することになるので、画像間にズレが発生することがある。この場合、撮影後、鑑賞用の観察画像を作る時に、各画像の位置関係を補正して重ねる。また、このことを考慮して、優先する被写体の順番に沿ってフォーカス情報を撮像装置に入力し、シャッター操作時にその順番に従ってフォーカス位置を変えて撮影する。また、シャッター操作時に、動きの速い被写体を検出してそのフォーカス位置を優先して撮影するよう、フォーカス位置の順番を決定することも可能である。一般的には、近距離の被写体から順に撮影するとよい。
【００４９】
以上の撮影方法は、一般的な銀塩カメラや電子カメラ（デジタルカメラ）を用いて、フォーカス位置を変えて撮影するだけなので、マニュアルフォーカス操作またはオートフォーカス操作ができるカメラで、簡単に撮影を行なうことができる。以下、上記の撮影方法に適用される電子カメラについて説明する。
【００５０】
図４は、本実施の形態に係る立体画像撮影装置をなす電子カメラの構成を示すブロック図である。この電子カメラは、上述した撮影方法を実行する機能を有している。図４に示すように、バス１２０には、メインＣＰＵ１４０、撮像回路１１３、ＡＥ処理部１２１、ＡＦ処理部１２２、画像処理回路１２３、不揮発性メモリ１２４、内蔵メモリ１２５、圧縮伸長部１２６、着脱メモリ１２７、ＬＣＤドライバ１３１が接続されている。メインＣＰＵ１４０には、入力部１４１、スピーカ１４２、フォーカス制御部１５１が接続されている。レンズ群１００は、撮影レンズ１とフォーカスレンズ１１１からなる。また、フォーカス制御部１５１にはフォーカスレンズ１１１を駆動するモータ１５２が、撮像回路１１３にはＣＣＤからなる撮像素子１１２が、ＬＣＤドライバ１３１にはＬＣＤ表示部１３２が接続されている。
【００５１】
図４において、撮影レンズ１とフォーカスレンズ１１１を通過した被写体の光学像は、撮像素子１１２で電気信号に変換され、この電気信号は、撮像回路１１３でアナログ画像信号に変換された後にＡ／Ｄ変換される。そのデジタル画像信号（以下、「画像情報」とも称する）は、一旦、揮発性の内蔵メモリ１２５に記憶される。この内蔵メモリ１２５は、高速な、例えばＳＤＲＡＭ（Ｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｄｙｎａｍｉｃ Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）からなり、画像一時記憶メモリ、画像処理用のワークエリアとしても使用される。
【００５２】
画像処理回路１２３は、内蔵メモリ１２５に一時記憶された画像情報の色情報の変換処理、画素数変換などの処理を行なう。色情報の変換処理では、ＣＣＤからの色情報出力に対して固有の色合いの調整、例えばきれいな肌色を出すといった処理を行なう。画像処理回路１２３では、下式の色マトリクスにおけるｋ値を変えることで、色情報の変換を行なう。
【００５３】
【数１】
また、画像処理回路１２３では、内蔵メモリ１２５に一時記憶された画像情報に対して、図５に示すようなγ曲線に沿った色低下処理を行なう。画像処理回路１２３は、立体撮影時の色情報出力のコントラストを低下させ、その彩度が通常の撮影時よりも低下するような色情報の変換処理を行なう。これにより、複数の画像が重なる立体画像のコントラストが過度になることを防止できる。
【００５５】
そして、画像処理回路１２３でさまざまな画像処理を受けた画像情報は、圧縮伸長部１２６で例えばＪＰＥＧ圧縮されて、スマートメディア等の着脱メモリ１２７に記録される。また、撮影画像を表示する場合には、画像処理後の画像情報は、ＬＣＤドライバ１３１を介して、画像表示用のＬＣＤ１３２に表示される。
【００５６】
着脱メモリ１２７に記録された画像を表示する場合には、着脱メモリ１２７から読み出された画像情報は圧縮伸長部１２６で伸長されて、画像処理回路１２３で所定の画像処理がなされる。その後、撮影の時と同様に、画像表示用のＬＣＤ１３２に画像が表示される。
【００５７】
メインＣＰＵ１４０は、フラッシュメモリ等の不揮発性メモリ１２４から電子カメラの基本制御プログラムを読み出して、電子カメラ全体の制御を行なう。メインＣＰＵ１４０は、入力部１４１からの入力を受け付けて、その入力に応じた制御を行なう。入力部１４１は、図示しないレリーズボタン（シャッターボタン）、立体撮影モードボタン、メニューボタン、プリセットボタン等を有している。なお、メニューボタンを操作することにより、‘近距離優先’、‘遠距離優先’、‘中間距離優先’、‘プリセット順’の撮影モードを選択できる。
【００５８】
また、メインＣＰＵ１４０は、図示しない電源部を制御して電子カメラ全体の電源管理も行なう。また、メインＣＰＵ１４０は、フォーカス制御部１５１とモータ１５２を介してフォーカスレンズ１１１を駆動制御するとともに、撮像回路１１３に対して素子シャッター制御を行なう。また、メインＣＰＵ１４０は、警告等の音声をスピーカ１４２から発生させる。
【００５９】
以下、立体画像観察装置による観察画像の構成例を示す。被写体距離（撮影レンズ１の前面１１からフォーカス面までの距離）が２ｍの人物と被写体距離が５０ｃｍの花を、撮影装置で撮影するものとする。撮影装置で、焦点距離６．５ｍｍ（３５ｍｍカメラ換算焦点距離３５ｍｍ）のレンズを使い、Ｆナンバーを２とし、撮像範囲６．２５×４．６８ｍｍ2のＣＣＤで撮影したとする。この場合、２つの撮影像の間隔ｄ１＝０．０６３３ｍｍであり、Ａ＝１／２ＮＡであるからＡ＝０．２５である。
【００６０】
このように撮影された２つの画像をはがきサイズにプリントし、観察画像として鑑賞する場合、倍率β=２２．９倍である。観察者の眼から観察画像までの鑑賞距離を１５０ｍｍとし、最大の眼幅７０ｍｍに対して左右に１０ｍｍの余裕をとって観察しやすくする。その場合、最大観察角θについてｓｉｎθ＝（９０／２／１５０）＝０．３となる。２つの画像の間の媒質であるガラスの屈折率ｎは、１．５である。このとき２つの画像の間隔Ｄ１は、上記（２）式から以下の値になる。
【００６１】
Ｄ1≦１．５×２２．９×０．２５×０．０６３３／０．３
＝１．８１（ｍｍ）
また、媒質を空気として換算すると、以下の値になる。
【００６２】
Ｄ1≦１．８１／１．５＝１．２１（ｍｍ）
なお、本実施の形態による観察画像では、Ｄ１の間隔が空気換算長で１ｍｍ以下になると立体感が減る。そのような場合、撮影時にレンズのＦナンバーか焦点距離を変えることが好ましい。
【００６３】
次に、撮影された２つの画像をＡ１サイズまで拡大し、観察画像として鑑賞する場合、倍率β＝１３１．９倍となる。最大観察角θを、観察画像の中心から見て４５度までで良いとすると、ｓｉｎθ＝ｓｉｎ４５°＝０．７０７となる。このとき２つの画像の間隔Ｄ１は、上記（２）式から以下の値になる。
【００６４】
Ｄ1≦１．５×１３１．９×０．２５×０．０６３３／０．７０７
＝４．４３（ｍｍ）
すなわち、Ｄ１が４．４３（ｍｍ）以下で４．４３（ｍｍ）に近いほど立体感が大きくなるため、適度な値である厚さ４ｍｍのガラス（透明材質）を用いると良い。
【００６５】
図６〜図９は、上記立体画像撮影装置の第１の動作手順を示すフローチャートである。以下、図６〜図９を基に上記立体画像撮影装置の動作を説明する。
【００６６】
図６は、メインフローチャートである。まずステップＳ１で、撮影者により入力部１４１の立体撮影モードボタンがＯＮにされると、ステップＳ２で、メインＣＰＵ１４０はフォーカス位置のプリセット処理を行なう。その後、ステップＳ３で、メインＣＰＵ１４０は撮影処理を実行する。なお、上記ステップＳ１で立体撮影モードボタンがＯＮにされない場合、ステップＳ４で、本電子カメラは通常の撮影装置として機能する。すなわち撮影者は、立体撮影モードボタンを操作することにより、通常の撮影から立体画像撮影へ選択的に切り替えることができる。
【００６７】
図７は、上記ステップＳ２のプリセット処理のフローチャートである。まずステップＳ１１で、撮影者によりプリセットボタンがＯＮにされると、ステップＳ１２で、メインＣＰＵ１４０はＡＦ（オートフォーカス）処理を実行する。次にステップＳ１３で、メインＣＰＵ１４０は、ＡＦ処理で算出されたフォーカス位置を内部メモリに記憶する。その後、ステップＳ１４で、撮影者により入力部１４１のメニューボタンが操作されるまで、上記ステップＳ１１〜Ｓ１３の処理が繰り返し実行される。すなわち、撮影者によりプリセットボタンがＯＮにされた回数分、ＡＦ処理が実行され、そのフォーカス位置が内部メモリに記憶される。
【００６８】
なお、２回目以降のＡＦ処理において、メインＣＰＵ１４０は、算出されたフォーカス位置が前回算出されたフォーカス位置の被写界深度からはずれた位置であるか否かを判定し、はずれた位置でない場合、スピーカ１４２から警告音を発生するか、あるいは図示しない表示部に警告を表示する。この警告音は、上記（１）式の条件を満たしていない場合、例えば前回のフォーカス位置が２ｍであり、今回算出されたフォーカス位置が２ｍ±１２５０ｍｍの範囲内である場合に発生される。このような場合、算出されたフォーカス位置は内部メモリに記憶されない。
【００６９】
続いてステップＳ１５で、撮影者により入力部１４１のメニューボタンで‘近距離優先’が選択された場合、ステップＳ１６で、メインＣＰＵ１４０は近距離優先モードを実行する。ステップＳ１７で、撮影者により入力部１４１のメニューボタンで‘遠距離優先’が選択された場合、ステップＳ１８で、メインＣＰＵ１４０は遠距離優先モードを実行する。ステップＳ１９で、撮影者により入力部１４１のメニューボタンで‘中間距離優先’が選択された場合、ステップＳ２０で、メインＣＰＵ１４０は中間距離優先モードを実行する。ステップＳ２１で、撮影者により入力部１４１のメニューボタンで‘プリセット順’が選択された場合、ステップＳ２２で、メインＣＰＵ１４０はプリセット順モードを実行する。
【００７０】
以上のプリセット処理により、メインＣＰＵ１４０の内部メモリには、複数の異なるフォーカス位置（撮影レンズ１の前面１１からフォーカス面までの距離）が、ＡＦ処理された順に記憶される。メインＣＰＵ１４０は、選択されたモードに応じて、複数の異なるフォーカス位置について撮影を行なう順番を決定する。近距離優先モードでは、メインＣＰＵ１４０は、近いフォーカス位置から遠いフォーカス位置へ順番に焦点を変える情報を、内部メモリに記憶する。遠距離優先モードでは、メインＣＰＵ１４０は、遠いフォーカス位置から近いフォーカス位置へ順番に焦点を変える情報を、内部メモリに記憶する。中間距離優先モードでは、メインＣＰＵ１４０は、中間のフォーカス位置からその前後のフォーカス位置へ順番に焦点を変える情報を、内部メモリに記憶する。プリセット順モードでは、メインＣＰＵ１４０は、内部メモリに記憶されたフォーカス位置の順番で焦点を変える情報を、内部メモリに記憶する。
【００７１】
例えば、メインＣＰＵ１４０の内部メモリに、Ａ：２ｍ、Ｂ：３ｍ、Ｃ：１ｍの三つのフォーカス位置が順に記憶されたとする。この場合、‘近距離優先’では、Ｃ：１ｍ→Ａ：２ｍ→Ｂ：３ｍの順、‘遠距離優先’では、Ｂ：３ｍ→Ａ：２ｍ→Ｃ：１ｍの順、‘中間距離優先’では、Ａ：２ｍ→Ｃ：１ｍ→Ｂ：３ｍの順、‘プリセット順’では、Ａ：２ｍ→Ｂ：３ｍ→Ｃ：１ｍの順となる。
【００７２】
図８は、上記ステップＳ１２のＡＦ処理のフローチャートである。まずステップＳ２１で、撮影者により被写体中の合焦対象が決められ、レリーズボタンが半押しされると、メインＣＰＵ１４０はフォーカス制御部１５１とモータ１５２を介して、フォーカスレンズ１１１を初期位置に移動させる。次にステップＳ２２で、メインＣＰＵ１４０は撮像回路１１３にて事前撮影を行なわせる。ステップＳ２３で、メインＣＰＵ１４０は、ＡＦ処理部１２２にコントラスト値を算出させ、内部メモリに記憶する。
【００７３】
ステップＳ２４で、フォーカスレンズ１１１の位置が最後の位置でない場合、ステップＳ２５で、メインＣＰＵ１４０がフォーカスレンズ１１１を次の位置に移動させた後、上記ステップＳ２２とＳ２３の処理が実行される。そして、上記ステップＳ２４で、フォーカスレンズ１１１の位置が最後の位置である場合、ステップＳ２６で、メインＣＰＵ１４０は内部メモリに記憶した各コントラスト値から、ＡＦ処理部１２２に最大のコントラスト値が得られたフォーカス位置を最適なフォーカス位置として算出させる。
【００７４】
図９は、上記ステップＳ６の撮影処理のフローチャートである。まずステップＳ３１で、撮影者により被写体中の合焦対象が決められ、レリーズボタンが全押しされると、メインＣＰＵ１４０は、明るさ統一のためＡＥ処理部１２１に１回のみ露出制御を行なわせる。なおＡＥ処理部１２１は、立体撮影時には、通常の撮影時よりも撮影回路１１３への露光量を大きくするよう露出を制御する。これにより立体撮影時の画像は、通常の撮影時の画像よりも薄い色調となる。
【００７５】
次にステップＳ３２で、メインＣＰＵ１４０は、内部メモリに記憶されたフォーカス位置に合うようフォーカスレンズ１１１を移動させる。ステップＳ３３で、撮像素子１１２が露光された後、その画像情報は、一時的に内蔵メモリ１２５に記憶される。次にステップＳ３４で、内蔵メモリ１２５に記憶された画像情報は、画像処理回路１２３で画像処理され、圧縮伸長部１２６で圧縮された後、ステップＳ３５で、着脱メモリ１２７に記録される。
【００７６】
そしてメインＣＰＵ１４０は、ステップＳ３６で、内部メモリに記憶されている全てのフォーカス位置についての撮影が終了するまで、各フォーカス位置について上記ステップＳ３２〜Ｓ３５の処理を行なう。
【００７７】
以下、上述したプリセット処理の第１の変形例について説明する。図７の手順では、撮影者によりプリセットボタンがＯＮにされる毎に、ＡＦ処理が実行されフォーカス位置が算出されたが、本変形例ではＡＦ処理を１回のみ実行する。
【００７８】
この場合、撮影者により入力部１４１のレリーズボタンが押下された時、まずメインＣＰＵ１４０は、撮像面の中心にある被写体に対しＡＦ処理を実行し、フォーカス位置を算出して撮影する。次にメインＣＰＵ１４０は、このフォーカス位置をＬ０とし、以降このＬ０に対して、予め設定されている間隔でフォーカス位置を変更しながら撮影する。具体的には、メインＣＰＵ１４０は下表のようなテーブルを内部メモリに記憶しており、このテーブルを参照してフォーカス位置を変更する。
【００７９】
【表１】
例えば、１番目のフォーカス位置Ｌ０が１ｍである場合、２番目のフォーカス位置Ｌ１は、１×２＝２ｍ、３番目のフォーカス位置Ｌ２は、１×４＝４ｍ、となる。また、１番目のフォーカス位置Ｌ０が２ｍである場合、２番目のフォーカス位置Ｌ１は、２×２＝４ｍ、３番目のフォーカス位置Ｌ２は、２×４＝８ｍ、となる。なお、上記テーブルは、各フォーカス位置が互いに他のフォーカス位置の被写界深度からはずれた位置となるよう設定される。
【００８１】
以下、上述したプリセット処理の第２の変形例について説明する。本変形例でもＡＦ処理を１回のみ実行する。この場合、撮影者により入力部１４１のレリーズボタンが押下された時、まずメインＣＰＵ１４０は、撮像面の中心にある被写体に対しＡＦ処理を実行し、第１のフォーカス位置を算出して１回目の撮影をする。次にメインＣＰＵ１４０は、この第１のフォーカス位置に対して所定の演算を行ない、第２のフォーカス位置を算出して２回目の撮影をする。
【００８２】
この演算では、撮影レンズ１の焦点距離をｆ、撮影レンズ１の前側焦点４から撮影レンズ１の前面１１までの距離をｂ、撮影像から観察画像の画像への倍率をβ、観察画像の各画像の間隔をＤ1とする。メインＣＰＵ１４０は、１回目の撮影の撮影距離（撮影レンズ１の前面１１から第１のフォーカス面までの距離）をｘ１とした場合、２回目の撮影の撮影距離ｘ２を、ｘ２＞ｘ１（ｘ２がｘ１に対して遠距離）であれば、
ｘ２＝ｆ２ β（ｘ１−ｂ）／｛ｆ２β−Ｄ1（ｘ１−ｂ）｝＋ｂ
ｘ２＜ｘ１（ｘ２がｘ１に対して近距離）であれば、
ｘ２＝ｆ２ β（ｘ１−ｂ）／｛ｆ２β＋Ｄ1（ｘ１−ｂ）｝＋ｂ
と演算する。
【００８３】
なお撮影の前には、撮影者により入力部１４１から、２回目の撮影距離が１回目の撮影距離に対して遠距離、近距離のいずれであるかが設定される。
【００８４】
図１０，図１１は、上記立体画像撮影装置の第２の動作手順を示すフローチャートである。以下、図１０，図１１を基に上記立体画像撮影装置の動作を説明する。
【００８５】
図１０は、メインフローチャートである。まずステップＳ４１で、撮影者により入力部１４１の立体撮影モードボタンがＯＮにされると、ステップＳ４２で、メインＣＰＵ１４０は撮影処理を実行する。上記ステップＳ４１でＯＮにされない場合、ステップＳ４３で通常の撮影処理を実行する。
【００８６】
図１１は、上記ステップＳ４２の撮影処理のフローチャートである。まずステップＳ５１で、メインＣＰＵ１４０は、明るさ統一のためＡＥ処理部１２１に１回のみ露出制御を行なわせる。次にステップＳ５２で、メインＣＰＵ１４０は、予め内部メモリに記憶されている所定のフォーカス位置（後述する）に合うようフォーカスレンズ１１１を移動させる。ステップＳ５３で、撮像素子１１２が露光された後、その画像情報は、一時的に内蔵メモリ１２５に記憶される。次にステップＳ５４で、内蔵メモリ１２５に記憶された画像情報は、画像処理回路１２３で画像処理され、圧縮伸長部１２６で圧縮された後、ステップＳ５５で、着脱メモリ１２７に記録される。
【００８７】
そしてメインＣＰＵ１４０は、ステップＳ５６で、予め内部メモリに記憶されている全てのフォーカス位置についての撮影が終了するまで、各フォーカス位置について上記ステップＳ５２〜Ｓ５５の処理を行なう。
【００８８】
具体的には、メインＣＰＵ１４０は下表のようなテーブルを内部メモリに記憶しており、このテーブルを参照してフォーカス位置を設定する。
【００８９】
【表２】
この例では、１番目のフォーカス位置Ｌ０は１ｍ、２番目のフォーカス位置Ｌ１は２ｍ、３番目のフォーカス位置Ｌ２は４ｍ、となる。なお、上記テーブルは、各フォーカス位置が互いに他のフォーカス位置の被写界深度からはずれた位置となるよう設定される。
【００９１】
図１２は、立体画像観察装置の第１の作成例を示す側面図である。この装置では、２つの画像が重ねられる。この装置は、第１の透明アクリル板（表面板）４１、第２の透明アクリル板（中間板）４２、底板（透明板でなくても可）４３が、この順に積層して接着された平板状をなしている。第１の透明アクリル板４１と第２の透明アクリル板４２の間には、第１の画像がプリントされた透明紙４Ａが挟着されており、第２の透明アクリル板４２と底板４３の間には、第２の画像がプリントされた白紙４Ｂが挟着されている。この装置は、スタンド４４で立てかけて鑑賞することができる。
【００９２】
図１３は、立体画像観察装置の第２の作成例を示す側面図である。この装置では、３つの画像が重ねられる。この装置は、第１の透明アクリル板（表面板）５１、第２の透明アクリル板（中間板）５２、第３の透明アクリル板（中間板）５３、底板（透明板でなくても可）５４が、この順に積層して接着された平板状をなしている。第１の透明アクリル板５１と第２の透明アクリル板５２の間には、第１の画像がプリントされた透明紙５Ａが挟着されており、第２の透明アクリル板５２と第３の透明アクリル板５３の間には、第２の画像がプリントされた透明紙５Ｂが挟着されており、第３の透明アクリル板５３と底板５４の間には、第３の画像がプリントされた白紙５Ｃが挟着されている。この装置は、上記スタンド４４で立てかけて鑑賞することができる。
【００９３】
図１４は、立体画像観察装置の第３の作成例を示す側面図である。この装置では、２つの画像が重ねられているとともに、観察画像を背面側から照明する。この装置は、第１の透明アクリル板（表面板）６１、第２の透明アクリル板（中間板）６２、第３の透明アクリル板（裏面板）６３が、この順に積層して接着された平板状をなしている。第１の透明アクリル板６１と第２の透明アクリル板６２の間には、第１の画像がプリントされた透明紙６Ａが挟着されており、第２の透明アクリル板６２と第３の透明アクリル板６３の間には、第２の画像がプリントされた透明紙６Ｂが挟着されている。さらに第３の透明アクリル板６３の裏側に蛍光燈６４と反射板６５が設けられている。蛍光燈６４の光は、反射板６５により第３の透明アクリル板６３の裏面から観察側方向に向けて反射される。これにより、各透明アクリル板６１〜６３が透過照明される。この装置は、上記スタンド４４で立てかけて鑑賞することができる。
【００９４】
なお、図１２〜図１４の変形例として、各透明アクリル板に各画像を直接プリントし、各画像が観察側から所定間隔（透明アクリル板の厚さ）を有するよう、各透明アクリル板を合焦位置の近い順に重ねて保持してもよい。これらの変形例では、合焦位置が最も遠い画像を透明板でない板にプリントしてもよい。
【００９５】
上述した立体画像撮影装置では、着脱メモリ１２７に画像情報を記録したが、それ以外に、立体画像観察装置の作成に必要な付帯情報を記録するようにしてもよい。この付帯情報として、例えば画像のプリントサイズ、画像の間隔（Ｄ1）、画像の前後関係（重ねる順番）等がある。観察者が他者へ立体画像観察装置の作成を依頼する際、このような付帯情報と画像情報が記録された着脱メモリ１２７が渡される。これにより、他者による観察者の要求に応じた立体画像観察装置の作成が可能になる。
【００９６】
また撮影時には、観察者の要求する画像のプリントサイズが、入力部１４１から指定される。なお、このプリントサイズは、観察画像を構成する全画像にて同一である。例えば、観察者が指定するプリントサイズがＷ×Ｈ（例えばＡ６サイズ）であり、ＣＣＤのサイズがｗ×ｈである場合、撮影像から観察画像の各画像への倍率βは、β＝Ｗ／ｗとなる。また撮影時に、観察者の要求する観察画像の各画像の間隔Ｄ1が、入力部１４１から指定される。この場合、Ｄ1は定型の透明アクリル板の厚み、例えば２ｍｍ，３ｍｍ，４ｍｍ等から選択するようにする。
このように、各画像の間隔を定型の透明アクリル板の厚みから選択することで、立体画像観察装置の作成に定型以外の透明アクリル板を使用することがなくなるため、作成に係るコストアップを防ぐことができる。
【００９７】
なお、本発明は上記実施の形態のみに限定されず、要旨を変更しない範囲で適宜変形して実施できる。例えば、上記実施の形態では、画像を紙や透明板にプリントした例を示したが、撮影後現像されたリバーサルフィルムを透明アクリル板４で挟着するようにしてもよい。
【００９８】
【発明の効果】
本発明によれば、肉眼で観察できる立体画像を容易に撮影できる立体画像撮影装置及びカメラの制御方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る撮影装置の撮影系と、立体画像観察装置による立体画像の構成を示す図。
【図２】本発明の実施の形態に係る撮影装置による撮影時の状態を示す図。
【図３】本発明の実施の形態に係る立体画像観察装置による鑑賞時の状態を示す図。
【図４】本発明の実施の形態に係る立体画像撮影装置をなす電子カメラの構成を示すブロック図。
【図５】本発明の実施の形態に係る立体画像撮影装置における色低下処理を示す図。
【図６】本発明の実施の形態に係る立体画像撮影装置の第１の動作手順を示すフローチャート。
【図７】本発明の実施の形態に係る立体画像撮影装置の第１の動作手順を示すフローチャート。
【図８】本発明の実施の形態に係る立体画像撮影装置の第１の動作手順を示すフローチャート。
【図９】本発明の実施の形態に係る立体画像撮影装置の第１の動作手順を示すフローチャート。
【図１０】本発明の実施の形態に係る立体画像撮影装置の第２の動作手順を示すフローチャート。
【図１１】本発明の実施の形態に係る立体画像撮影装置の第２の動作手順を示すフローチャート。
【図１２】本発明の実施の形態に係る立体画像観察装置の第１の作成例を示す側面図。
【図１３】本発明の実施の形態に係る立体画像観察装置の第２の作成例を示す側面図。
【図１４】本発明の実施の形態に係る立体画像観察装置の第３の作成例を示す側面図。
【符号の説明】
１…撮影レンズ
２ｏ，３ｏ…フォーカス面
２ｉ，３ｉ…撮影像
２ｐ，３ｐ…画像
４…前側焦点
５…観察画像
６…観察者
７…撮影装置
８ｎ…近距離被写体
８ｆ…遠距離被写体
９…観察画像
１０ｎ，１０ｆ…透過画像
１１…観察者
１００…レンズ群
１１１…フォーカスレンズ
１１２…撮像素子
１１３…撮像回路
１２０…バス
１２１…ＡＥ処理部
１２２…ＡＦ処理部
１２３…画像処理回路
１２４…不揮発性メモリ
１２５…内蔵メモリ
１２６…圧縮伸長部
１２７…着脱メモリ
１３１…ＬＣＤドライバ
１３２…ＬＣＤ表示部
１４０…メインＣＰＵ
１４１…入力部
１４２…スピーカ
１５１…フォーカス制御部
１５２…モータ
４１…第１の透明アクリル板
４２…第２の透明アクリル板
４３…底板
４４…スタンド
４Ａ…第１の画像がプリントされた透明紙
４Ｂ…第２の画像がプリントされた白紙
５１…第１の透明アクリル板
５２…第２の透明アクリル板
５３…第３の透明アクリル板
５４…底板
５Ａ…第１の画像がプリントされた透明紙
５Ｂ…第２の画像がプリントされた透明紙
５Ｃ…第３の画像がプリントされた白紙
６１…第１の透明アクリル板
６２…第２の透明アクリル板
６３…第３の透明アクリル板
６４…蛍光燈
６５…反射板
６Ａ…第１の画像がプリントされた透明紙
６Ｂ…第２の画像がプリントされた透明紙
Claims (9)
- 同一の撮影対象に対して合焦位置の異なる少なくとも２枚の画像を撮影し、その画像を合焦位置の近い側から遠い側に対応して観察者に近い側から遠い側に所定の間隔をもって像を重ねて観察することで立体観察するための立体画像の構成に用いられる異なる合焦位置での画像をそれぞれ撮影する立体画像撮影装置であって、
撮影対象に対して合焦を行なう合焦手段と、
前記合焦手段により変更される合焦位置を予め指示する合焦位置指示手段と、
前記合焦位置指示手段で指示された合焦位置を記憶する記憶手段と、
前記合焦位置で前記撮影対象を撮影する撮影手段と、
前記合焦位置指示手段によって２回目の撮影用の合焦位置が指示された場合に、当該２回目の撮影用の合焦位置が前記合焦位置指示手段によって１回目の撮影用として記憶されている合焦位置の被写界深度を外れる位置か否かを判定する判定手段と、
前記判定手段で前記被写界深度を外れない位置と判定された場合、警告を発生する警告手段と、
を具備したことを特徴とする立体画像撮影装置。 - 同一の撮影対象に対して合焦位置の異なる少なくとも２枚の画像を撮影し、その画像を合焦位置の近い側から遠い側に対応して観察者に近い側から遠い側に所定の間隔をもって像を重ねて観察することで立体観察するための立体画像の構成に用いられる異なる合焦位置での画像をそれぞれ撮影する立体画像撮影装置であって、
撮影対象に対して合焦を行なう合焦手段と、
前記合焦手段で合焦された合焦位置を記憶する記憶手段と、
前記撮影対象を撮影する撮影手段と、
合焦位置を所定量ずつ移動させながら連続して撮影を行わせるよう制御するものであって、当該連続撮影の２回目以降の撮影については、その合焦位置が前回の合焦位置の被写界深度から毎回外れた位置になるように前記合焦手段を制御して、当該合焦位置で順次撮影を行なうよう前記撮影手段を制御する制御手段と、
を具備したことを特徴とする立体画像撮影装置。 - 前記制御手段は、前記記憶手段に記憶された合焦位置における近い位置から遠い位置への順番で撮影を行なうよう制御することを特徴とする請求項１に記載の立体画像撮影装置。
- 前記制御手段は、前記合焦位置指示手段で指示された合焦位置の順番で撮影を行なうよう制御することを特徴とする請求項１に記載の立体画像撮影装置。
- 前記立体画像を構成するための撮影と通常の撮影とを選択する選択手段を備えたことを特徴とする請求項２に記載の立体画像撮影装置。
- 前記立体画像を構成するための撮影時に、前記通常の撮影時よりも画像の彩度を低下させる色処理を行なう画像処理手段を備えたことを特徴とする請求項５に記載の立体画像撮影装置。
- 前記立体画像を構成するための撮影時に、前記通常の撮影時よりも露光量を大きくするよう露出を制御する露出制御手段を備えたことを特徴とする請求項５に記載の立体画像撮影装置。
- 同一の撮影対象に対して合焦位置の異なる少なくとも２枚の画像を撮影し、その画像を合焦位置の近い側から遠い側に対応して観察者に近い側から遠い側に所定の間隔をもって像を重ねて観察することで立体観察するための立体画像の構成に用いられる異なる合焦位置での画像をそれぞれ撮影するカメラの制御方法において、
合焦位置を所定量ずつ移動させながら連続して撮影を行わせるよう制御するものであって、当該連続撮影の２回目以降の撮影については、その合焦位置が前回の合焦位置の被写界深度から毎回外れた位置になるようにして、当該合焦位置で順次撮影を行なうよう制御することを特徴とするカメラの制御方法。 - 同一の撮影対象に対して異なる合焦位置で撮影された画像が印刷された少なくとも２つの印刷物が厚さ方向で所定間隔離されて配置されることで観察者に立体感を与える立体画像観察装置に用いる画像として、同一画面上で撮影距離の異なる２つの被写体に対してそれぞれ一方の被写体のみにピントが合うような画像を撮影するカメラの制御方法であって、
前記画像を得るための二回の撮影に際し、
撮影レンズの前面から撮影距離が短い方の被写体への合焦位置までの距離をｘ１、
前記撮影レンズの前面から撮影距離が長い方の被写体への合焦位置までの距離をｘ２、
前記撮影レンズの焦点距離をｆ、
前記撮影レンズの前側焦点から前記撮影レンズの前面までの距離をｂ、
前記撮影レンズの最小錯乱円の半径をＲ、
前記撮影レンズにおける前記二つの撮影像の射出側開口数のうち大きい値をＡ、
とした場合、
ｘ２≧Ａｆ ２ （ｘ１−ｂ）／｛Ａｆ ２ −Ｒ（ｘ１−ｂ）｝＋ｂの条件を満たすよう撮影を行なうことを特徴とするカメラの制御方法。
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