JP4714176B2

JP4714176B2 - 立体撮影装置及び光軸調節方法

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Publication number: JP4714176B2
Application number: JP2007088139A
Authority: JP
Inventors: 博之岩崎
Original assignee: Fujifilm Corp
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Priority date: 2007-03-29
Filing date: 2007-03-29
Publication date: 2011-06-29
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Description

本発明は、撮影レンズ及び撮像素子を有する撮像部を２つ備え、２つの撮影レンズの光軸を調節して立体撮影を行う立体撮影装置、及びこれに用いられる光軸調節方法に関する。

従来、撮影レンズと、この撮影レンズによって結像された被写体像を光電変換によって撮像する撮像素子（例えば、ＣＣＤイメージセンサ）とを有する撮像部を複数備え、同一の被写体を撮像して、立体画像を表す画像データを生成して記録する立体撮影装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

このような立体撮影装置では、２つの撮像部の光軸のズレに起因する画像のズレを抑制することが重要である。この光軸のズレを補正する方法として、２つの撮像部によって撮像された２つの画像から光軸のズレ量を検出して、このズレ量に基づいて、撮像素子によって撮像された画像の切り出しエリアや、撮像素子の位置を調整して光軸のズレを補正する方法が知られている（例えば、特許文献２参照）。

また、２つの撮影レンズの焦点距離に対する光軸のズレ量を予め記憶しておき、各焦点距離（ズームレンズの位置）に応じて、画像の読み出しエリアを調整して、ズームレンズの移動によって生じる光軸のズレを補正する方法も知られている（例えば、特許文献３参照）。さらに、一方の撮像部に対して、他方の撮像部をスライド自在及び回転自在に支持し、２つの撮像部の間隔や光軸角度を自動的に変更できるようにしたものが知られている（例えば、特許文献４参照）。
特開２００６−３３３４６号公報特開２００３−５２０５８号公報特開平０８−３１７４２４号公報特開平１１−３５５６２４号公報

しかしながら、上記特許文献２及び３に記載の光軸調節方法では、画像の切り出しエリアを変更するために処理に時間が掛かるという問題や、画像に切り出しエリアの調整だけでは光軸のズレ量によっては光軸のズレ量を補正することができないという問題がある。また、撮像素子の位置を調整する場合には、装置が大型化するという問題がある。また、上記特許文献４に記載のように、一方の撮像ユニットに対して、他方の撮像ユニットをスライド及び回転させる場合も同様に、装置が大型化するという問題があった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、簡単な構成によって、２つの撮像部の光軸のズレを迅速に調節することが可能な立体撮影装置、及びこれに用いられる光軸調節方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の立体撮影装置は、撮影レンズと、前記撮影レンズによって結像された被写体像を光電変換して撮像する撮像素子とを有する第１及び第２撮像部を備えた立体撮影装置であり、前記第１撮像部の光軸角度を調節する第１角度調節手段と、前記第２撮像部の光軸角度を調節する第２角度調節手段と、前記第１及び前記第２撮像部によって撮像された画像から主要被写体を検出する被写体検出手段と、前記２つの画像間での前記主要被写体の位置ズレ量に基づいて、前記主要被写体の位置を光学的に一致させるための光軸補正角度を算出する補正角度算出手段と、前記光軸補正角度を前記第１及び前記第２角度調節手段の一方で調節するか、または両方で調節するかを判定する判定手段と、前記光軸補正角度及び前記判定手段の判定結果に基づいて、前記第１及び前記第２角度調節手段の少なくとも一方を制御して前記光軸角度を調節する制御手段とを備えていることを特徴とするものである。

また、前記撮影レンズは、ズームレンズを備えて構成され、前記被写体検出手段は、前記ズームレンズをワイド端に移動させた状態で撮像された画像から前記主要被写体を検出することが好ましい。

さらに、前記判定手段は、前記光軸補正角度が前記第１または前記第２角度調節手段の最大補正角度未満であるか否かに基づいて判定を行うことが好ましい。また、前記被写体検出手段は、前記画像から被写体の顔を検出する顔検出手段であることが好ましい。さらに、前記第１及び前記第２角度調節手段は、手振れによる光軸の振れを補正する手振れ補正手段であることが好ましい。

また、前記第１及び前記第２撮像部は、各々がユニット化されており、前記第１及び前記第２撮像部によって撮像された画像に対して画像処理を施すカメラ本体に着脱自在に装着されることが好ましい。さらに、前記第１及び前記第２撮像部は、前記カメラ本体にアダプタを介して着脱自在に装着されることが好ましい。また、前記第１及び前記第２角度調節手段の各々は、前記各撮像部内に設けられていることが好ましい。

本発明の光軸調節方法は、撮影レンズ、及び前記撮影レンズによって結像された被写体像を光電変換して撮像する撮像素子を有する第１及び第２撮像部と、前記各撮像部の光軸角度を調節する第１及び第２角度調節手段とを備えた立体撮影装置の光軸調節方法であり、前記第１及び第２撮像部によって撮像された画像から主要被写体を検出する検出ステップと、前記２つの画像間での前記主要被写体の位置ズレ量に基づいて、前記主要被写体の位置を光学的に一致させるための光軸補正角度を算出する算出ステップと、前記光軸補正角度を前記第１及び前記第２角度調節手段の一方で調節するか、または両方で調節するかを判定する判定ステップと、前記光軸補正角度及び前記判定ステップの判定結果に基づいて、前記第１及び前記第２角度調節手段の少なくとも一方を制御して前記光軸角度を調節する調節ステップとを有することを特徴とするものである。

また、前記撮影レンズのズームレンズをワイド端に移動させて、前記第１及び前記第２撮像部によって撮像を行った後、前記検出ステップを行うことが好ましい。

本発明によれば、第１及び第２撮像部によって撮像された２つの画像間での主要被写体の位置ズレ量に基づいて、主要被写体の位置を光学的に一致させるための光軸補正角度を算出し、この光軸補正角度を第１及び第２角度調節手段の一方で調節するか、または両方で調節するかを判定して、光軸補正角度及び判定結果に基づいて、第１及び第２角度調節手段の少なくとも一方を制御して光軸角度を調節するので、簡単な構成によって、２つの撮像部の光軸のズレを確実に補正することができる。また、画像の切り出しエリアを調節する場合よりも処理を簡略化できる。また、光軸補正角度が小さい場合には、一方の角度調節手段のみを制御して光軸のズレを補正できるので、光軸調節処理に要する時間をさらに短縮できる。

また、ズームレンズをワイド端に移動して撮像された画像から主要被写体を検出するので、各撮像部の画角内に主要被写体が確実に入るため、光軸補正角度を確実に算出することが可能である。

さらに、第１及び第２角度調節手段は、手振れ補正手段であり、手振れ補正手段を利用することによって、新たな装置を設けずに済むため製造コストを低減することが可能である。

また、第１及び第２撮像部は、各々がユニット化されてカメラ本体に着脱自在に装着できるため、立体撮影以外の通常撮影時は一方の撮像部のみを装着して撮影可能であり、携帯性が向上する。

図１に示す立体撮影装置１０は、カメラ本体１１と、２つの撮像ユニット（撮像部）１２Ａ，１２Ｂと、これらの撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂをカメラ本体１１に接続するためのアダプタ１３とで構成されている。また、各撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂは、撮影レンズ１４と、この撮影レンズ１４によって結像された被写体像を光電変換によって撮像する撮像素子であるＣＣＤイメージセンサ（以下、単にＣＣＤと称する）１５とを備えている。

カメラ本体１１の前面には、ストロボ発光部２１が設けられており、さらに、この前面には、アダプタ１３を介して２つの撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂが取り付けられる。さらに、カメラ本体１１の上面には、撮影時に押圧操作されるシャッタボタン２２と、モードを切り替える時に回転操作されるモード切替ダイヤル２３とが設けられている。

また、図２に示すように、カメラ本体１１の背面には、電源ボタン２４と、画像や各種設定画面等を表示するＬＣＤ２５と、複数の操作ボタンで構成される操作部２６とが設けられている。この操作部２６は、例えば、ズーム操作ボタンや、カーソル操作ボタンや、メニューボタンや、実行ボタンや、キャンセルボタン等で構成されている。

次に、図３を参照して、撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂの取り付けについて説明する。カメラ本体１１の前面には、マウント部（装着部）２７が設けられている。このマウント部２７は、例えば、バヨネット溝を備えて構成されている。

このマウント部２７には、アダプタ１３の背面に設けられたマウント部３１が挿入される。このマウント部３１は、例えば、バヨネット爪を備えて構成されており、このバヨネット爪をバヨネット溝に位置合わせして押し込み、時計方向に回転させることによって互いに嵌合して、アダプタ１３がカメラ本体１１の前面に固定される。この時、マウント部２７の複数の接点と、マウント部３１の複数の接点とが接続されて、カメラ本体１１とアダプタ１３とが電気的に接続される。

また、アダプタ１３の前面には、２つのマウント部（装着部）３２Ａ，３２Ｂが設けられている。このマウント部３２Ａ，３２Ｂは、前述のマウント部２７と同様の構成である。また、各撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂの背面には、マウント部３５が設けられており、このマウント部３５は、前述のマウント部３１と同様の構成である。

各マウント部３２Ａ，３２Ｂには、各マウント部３５が挿入されて、各撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂがアダプタ１３に固定される。この時、各マウント部３２Ａ，３２Ｂの複数の接点と、各マウント部３５の複数の接点とが接続されて、アダプタ１３と各撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂが電気的に接続される。

また、各撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂは、前述のマウント部２７にも装着可能であり、立体撮影以外の通常撮影を行う場合は、各撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂをマウント部２７に直接装着する。

次に、図４を参照して、撮像ユニット１２Ａの電気的構成を説明する。撮像ユニット１２Ａは、ユニット内の各部を制御するユニット制御部４０が設けられている。ユニット制御部４０は、各部を制御するための制御プログラムや制御データが記憶されたＲＯＭ４０ａと、作業用データを一時的に記憶するＲＡＭ４０ｂとを備えている。ユニット制御部４０は、後述する本体制御部（図６参照）６０からの指示を取得し、制御プログラム及び制御データに基づいて各部を制御する。また、前述のＲＯＭ４０ａには、撮像ユニット１２Ａの仕様（例えば、撮影レンズ１４の仕様やＣＣＤの仕様等）を示す仕様情報が記憶されている。

前述の撮影レンズ１４は、ズームレンズ１４ａと、フォーカスレンズ１４ｂと、補正レンズ１４ｃとを備えて構成されている。ズームレンズ１４ａ及びフォーカスレンズ１４ｂは、レンズ駆動部４１によって光軸ＬＡ方向に移動される。

レンズ駆動部４１は、例えば、ズームモータと、フォーカスモータと、各モータに駆動信号を入力するモータドライバとを備えて構成されており、ユニット制御部４０と接続されている。ユニット制御部４０は、このレンズ駆動部４１を制御することによって、ズームレンズ１４ａ及びフォーカスレンズ１４ｂを光軸ＬＡ方向に移動させる。

また、補正レンズ１４ｃは、撮影レンズ１４の光軸ＬＡを補正するためのレンズであり、補正レンズ駆動部４２によって、光軸ＬＡと垂直な平面内で移動される。この補正レンズ駆動部４２は、補正レンズ１４ｃを水平方向に駆動するモータと、補正レンズ１４ｃを垂直方向に駆動するモータとを備えて構成され、手振れ補正制御部４３に接続されている。

手振れ補正制御部４３は、光軸ＬＡの振れの角速度を検出するジャイロセンサを２つ備えており、一方は水平方向の角速度を検出し、他方は垂直方向の角速度を検出する。この手振れ補正制御部４３は、各ジャイロセンサの角速度信号を積分して振れ角度を算出し、この振れ角度を補正するための補正レンズ１４ｃのシフト量を算出する。

さらに、手振れ補正制御部４３は、このシフト量に基づいて、モータの駆動信号を生成して補正レンズ駆動部４２に出力する。補正レンズ駆動部４２は、この駆動信号に基づいて補正レンズ１４ｃをシフトさせて、光軸ＬＡの振れを補正する。なお、角度調節手段は、前述の補正レンズ１４ｃ、補正レンズ駆動部４２、及び手振れ補正制御部４３で構成される。

また、後述するように、立体撮影を行う前に、ユニット制御部４０が手振れ補正制御部４３を制御して、被写体上で２つの撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂの各光軸ＬＡ，ＬＢを補正して、被写体上で光軸ＬＡ，ＬＢを合致させる。

撮影レンズ１４の背後には、前述のＣＣＤ１５が配置されている。このＣＣＤ１５は、ＣＣＤドライバ４４を介してユニット制御部４０が接続されている。ユニット制御部４０は、ＣＣＤドライバ４４を制御してＣＣＤ１５を駆動するための駆動信号を生成させて、ＣＣＤ１５を駆動する。ＣＣＤ１５は、撮影レンズ１４によって結像された被写体像を光電変換によって電気信号に変換して、撮像信号を出力する。

ＣＣＤ１５には、アナログ信号処理部４５が接続されており、撮像信号をアナログ信号処理部４５に出力する。アナログ信号処理部４５は、データバス４６を介してユニット制御部４０が接続されており、ユニット制御部４０によって制御される。このデータバス４６には、ユニット制御部４０及びアナログ信号処理部４５の他に、Ａ／Ｄ変換器４７、ＡＥ／ＡＦ検出部４８、及びシリアルドライバ４９が接続されている。ユニット制御部４０は、データバス４６を介してこれらを制御するとともに、相互間でデータの授受が可能である。

アナログ信号処理部４５は、撮像信号に対してノイズの除去や増幅処理を施して、Ａ／Ｄ変換器４７に出力する。Ａ／Ｄ変換器４７は、アナログ信号である撮像信号をデジタル信号に変換して、画像データとして出力する。

また、Ａ／Ｄ変換器４７には、ＡＥ／ＡＦ検出部４８が接続されており、画像データがＡＥ／ＡＦ検出部４８に入力される。ＡＥ／ＡＦ検出部４８は、画像データに基づいて露出が最適となるＡＥ評価値を検出して、このＡＥ評価値をユニット制御部４０に出力する。さらに、ＡＥ／ＡＦ検出部４８は、画像データの高周波成分を積分して、この積分値（ＡＦ評価値）をユニット制御部４０に出力する。

ユニット制御部４０は、シャッタボタン２２が半押しされた時に、ＡＥ／ＡＦ検出部４８からＡＥ評価値を取得し、このＡＥ評価値に基づいてＣＣＤ１５の電子シャッタ速度を制御する。なお、本実施形態の説明において、撮影レンズ１４に絞りが設けられていない場合を例に説明するが、撮影レンズ１４内に絞りが設けられている場合、ユニット制御部４０は、ＡＥ評価値に基づいて、電子シャッタ速度とともに絞りの開口径を変化させて、ＣＣＤ１５の受光面に入射する被写体光量を調節する。

また、ユニット制御部４０は、シャッタボタン２２が半押しされた時に、レンズ駆動部４１を制御して、フォーカスレンズ１４ｂを光軸Ｌ１方向に移動させながら、ＡＥ／ＡＦ検出部４８からＡＦ評価値を逐次取得して、このＡＦ評価値がピーク（最大）となる位置にフォーカスレンズ１４ｂを停止させる。

シリアルドライバ４９は、マウント部３５の接点に接続されている。このシリアルドライバ４９は、Ａ／Ｄ変換器４７から出力された画像データや、制御信号等のデータをシリアル信号に変換するとともに、マウント部３５の接点を介して、変換後のデータをアダプタ１３またはカメラ本体１１へ送信する。このシリアルドライバ４９は、画像データを送信する場合、ＬＶＤＳ（low voltage differential signaling）方式で送信する。

また、シリアルドライバ４９は、アダプタ１３またはカメラ本体１１から制御信号等のデータを受信するとともに、このデータをシリアル信号からパラレル信号に変換して、ユニット制御部４０に出力する。

さらに、マウント３５の接点には、電源制御部５０が接続されている。この電源制御部５０は、カメラ本体１１から電源供給され、撮像ユニット１２Ａ内の各部への給電を行う。なお、撮像ユニット１２Ａ内にバッテリが設けられている場合には、電源制御部５０が、このバッテリから給電されても良い。以上、撮像ユニット１２Ａの電気的構成について説明を行ったが、撮像ユニット１２Ｂも同様の構成であり、詳しい説明を省略する。

次に、図５を参照してアダプタ１３の電気的構成について説明する。アダプタ１３は、前述のマウント部３１，３２Ａ，３２Ｂと、切替回路５１と、アダプタ制御部５２と、接続検出部５３Ａ，５３Ｂとを備えて構成されている。切替回路５１は、撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂとの間でデータの送受信を行う際に、これらとの接続を選択的に切り替えるスイッチであり、アダプタ制御部５２によって制御される。また、各接続検出部５３Ａ，５３Ｂは、各撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂの接続を電気的に検出して、接続情報をアダプタ制御部５２に出力する。

次に、図６を参照してカメラ本体１１の電気的構成について説明する。カメラ本体１１には、各部を制御する制御手段である本体制御部６０が設けられている。本体制御部６０は、各部を制御するための制御プログラム及び制御データが記憶されたＲＯＭ６０ａと、作業用データを一時的に記憶するＲＡＭ６０ｂとを備えている。本体制御部６０は、この制御プログラムや制御データに基づいて各部を制御する。

また、この本体制御部６０には、シャッタボタン２２、モード切替ダイヤル２３、操作部２６が接続されている。本体制御部６０は、これらから操作信号を取得して、各操作信号に対応する処理を実行する。

シャッタボタン２２は、２段階押圧式のボタンであり、第１及び第２スイッチを備えている。本体制御部６０は、このシャッタボタン２２が半押しされて１段目の第１スイッチからＯＮ信号を取得すると、各撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂを制御して、前述のＡＦ処理及びＡＥ処理を実行させる。また、シャッタボタン２２が全押しされて２段目の第２スイッチからＯＮ信号を取得すると、本体制御部６０は、各部を制御して後述する撮影処理を実行する。

本体制御部６０には、データバス６１を介して、シリアルドライバ６２、フレームメモリ６３、デジタル信号処理部６４、ＬＣＤドライバ６５、圧縮伸張処理部６６、メディアコントローラ６７、ストロボ制御部６８、及び電源制御部６９が接続されている。ユニット制御部６０は、データバス６１を介してこれらを制御するとともに、相互間でデータの授受が可能である。

シリアルドライバ６２は、マウント部２７の接点に接続されており、撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂからのデータを受信し、このデータをシリアル信号からパラレル信号に変換する。なお、シリアルドライバ６２によって画像データを受信する場合、ＬＶＤＳ方式で受信を行う。また、シリアルドライバ６２は、制御信号等のデータを撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂに送信する場合、このデータをパラレル信号からシリアル信号に変換して送信を行う。

シリアルドライバ６２は、撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂから画像データを取得した場合、この画像データをフレームメモリ６３に記憶させる。このフレームメモリ６３は、例えば、ＳＤＲＡＭであり、解像度の低いスルー画用の画像データや、高解像度の記録用の画像データが一時的に記憶される。デジタル信号処理部６４は、これらの画像データがフレームメモリ６３に記憶されている時に、画像データに対して、階調変換処理、ホワイトバランス補正処理、シャープネス補正処理、及びＹＣ変換処理等の各種画像処理を施す。また、このデジタル信号処理部６４は、撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂによって撮像された２つの画像データを合成して立体画像を表す立体画像データを生成する。

撮影モードにて撮影処理が実行される前に、各種画像処理が施されたスルー画用の画像データは、ＬＣＤドライバ６５に入力される。本体制御部６０は、ＬＣＤドライバ６５を制御して、この画像データをＬＣＤ２５にスルー画として表示させる。

また、撮影処理時には、各種画像処理が施された記録用の画像データが、圧縮伸長処理部６６によってＪＰＦＧ方式等の圧縮形式で圧縮処理が施される。その後、メディアコントローラ６７が、圧縮処理後の記録用の画像データを記録メディア７０に記録する。

また、ストロボ制御部６８は、ストロボ発光部２１の発光を制御する。電源制御部６９には、電源ボタン２４及びバッテリ７１が接続されている。電源制御部６９は、電源ボタン２４からＯＮ信号及びＯＦＦ信号を取得する。この電源制御部６９は、例えば、ＤＣ／ＤＣコンバータ等を備えており、電源ボタン２４からＯＮ信号を取得した時に、バッテリ７１の供給電圧を所定電圧に変圧して、カメラ本体１１、撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂ、及びアダプタ１３内の各部へ電源供給を行う。

また、本体制御部６０は、顔検出部（被写体検出手段）６０ｃと、補正角度算出部（補正角度算出手段）６０ｄと、判定部（判定手段）６０ｅとを備えている。顔検出部６０ｃは、フレームメモリ６３に記憶された画像データに基づいて、２つの撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂによって撮像された各画像から顔を検出する。この顔検出方法としては、公知の方法、例えば、顔検出用のパターン画像をＲＯＭ６０ａに記憶させておき、このパターン画像を参照してパターン認識によって顔検出を行う。

補正角度算出部６０ｄは、２つの画像内の顔位置を求めて差分を算出し、この差分に基づいて、２つの顔位置を光学的に一致させる（２つの撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂの光軸ＬＡ，ＬＢを被写体上で合致させる）ために必要な光軸補正角度を算出する。

以下に、図７を参照して、この光軸補正角度の算出方法について説明する。最初に、図７（Ａ）に示すように、撮像ユニット１２Ａによって撮像された撮影画像８１Ａ内で、被写体８２の顔８２ａの位置、例えば、基準点Ｐ１からの水平距離Ｈ１、垂直距離Ｖ１を求める。例えば、これらの水平距離Ｈ１、及び垂直距離Ｖ１は、基準点からの画素数をカウントして求める。

さらに、図７（Ｂ）に示すように、撮像ユニット１２Ｂによって撮像された撮影画像８１Ｂ内で、同様に、顔８２ａの位置、つまり、水平距離Ｈ２、及び垂直距離Ｖ２を求める。その後、顔位置の差分（水平方向位置ズレ量Ｈ＝Ｈ２−Ｈ１，垂直方向位置ズレ量Ｖ＝Ｖ２−Ｖ１）を算出する。

さらに、位置ズレ量Ｈに基づいて、水平方向の光軸補正角度θＨ＝Ｈ×ＫＨ（ＫＨ：水平画角／水平画素数）を算出する。なお、このＫＨは、焦点距離ｆ´によって変化する。また、位置ズレ量Ｖに基づいて、垂直方向の光軸補正角度θＶ＝Ｖ×ＫＶ（垂直画角／垂直画素数）を算出する。なお、このＫＶも、焦点距離ｆ´によって変化する。

判定部６０ｅは、光軸補正角度θＨ，θＶが、１つの撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂの最大光軸補正角度よりも小さいか否かを判定する判定手段である。なお、この最大光軸補正角度は、補正レンズ１４ｃの最大シフト量によって決まる。

最大光軸補正角度よりも小さいと判定された場合、本体制御部６０は、一方の撮像ユニットのみを制御して光軸角度を調節する。また、最大光軸補正角度以上であると判定された場合、判定部６０ｅは、光軸補正角度が２つの撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂの最大光軸補正角度の合計よりも小さいか否かを判定する。最大光軸補正角度の合計よりも小さいと判定された場合、本体制御部６０は、２つの撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂを制御して光軸角度を調節する。

次に、図８のフローチャートを参照して、上記構成のデジタルカメラ１０の立体撮影処理について説明する。撮影者がモード切替ダイヤル２６を操作して立体撮影モードを選択すると、本体制御部６０は、モード切替ダイヤル２６から操作信号を取得して立体撮影モードに設定する。

本体制御部６０は、アダプタ制御部５２から接続情報を取得して、撮像ユニットが２個装着されているか否かを判定する。撮像ユニットが２個装着されていないと判定された場合、本体制御部６０は、ＬＣＤドライバ６５を制御して、「立体撮影不可」を示すメッセージをＬＣＤ２５に表示させる。

撮像ユニットが２個装着されていると判定された場合、本体制御部６０は、アダプタ制御部５２を介して各撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂから仕様情報を取得して、２つの撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂの仕様が一致するか否かを判定する。仕様が一致しないと判定された場合、本体制御部６０は、ＬＣＤドライバ６５を制御して、「立体撮影不可」を示すメッセージをＬＣＤ２５に表示させる。

また、仕様が一致すると判定された場合、本体制御部６０は、ＬＣＤドライバ６５を制御して、「立体撮影が可能」であることを示すメッセージをＬＣＤ２５に表示させた後、光軸補正処理を実行する。

次に、図９のフローチャートを参照して光軸補正処理について説明する。最初に、本体制御部６０は、各撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂからズーム位置情報を取得してＲＡＭ６０ｂに記憶させ、さらに、各撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂからフォーカス位置情報を取得してＲＡＭ６０ｂに記憶させる。

その後、本体制御部６０は、各撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂを制御して、各ズームレンズ１４ａをワイド端に移動させる。ズームレンズ１４ａをワイド端に移動させる理由は、例えば、図１０（Ａ）に示すように、ズームレンズ１４ａがワイド端よりもテレ端側にあると、被写体８２の顔８２ａが、一方の撮像ユニット１２Ａの画角内に入らない場合がある。しかし、図１０（Ｂ）に示すように、ズームレンズ１４ａをワイド端に移動させることによって、顔８２ａが２つの撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂの画角内に入るので、顔８２ａを確実に検出できるためである。

図１０（Ｂ）に示すように、ズームレンズ１４ａをワイド端に移動させた後、本体制御部６０は、各撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂを制御してＡＦ処理を実行する。なお、この時、ＡＦ処理と同時にＡＥ処理を実行しても良い。

次に、本体制御部６０は、仕様情報に基づいて、撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂのうち一方（例えば、撮像ユニット１２Ａ）を主レンズ、他方（例えば、撮像ユニット１２Ｂ）を従レンズに設定するとともに、アダプタ制御部５２を制御して、切替回路５１を主レンズである撮像ユニット１２Ａ側に切り替える。

主レンズ側への切り替えが終了後、本体制御部６０は、撮像ユニット１２Ａを制御して撮像処理を実行させ、画像データをフレームメモリ６３に記憶させる。さらに、本体制御部６０は、アダプタ制御部５２を制御して、切替回路５１を従レンズである撮像ユニット１２Ｂ側に切り替えて、同様に、撮像ユニット１２Ｂを制御して撮像処理を実行させ、画像データをフレームメモリ６３に記憶させる。

その後、顔検出部６０ｃは、フレームメモリ６３に記憶された画像データに基づいて、各画像から顔を検出する。補正角度算出部６０ｄは、各画像内での顔位置に基づいて、水平方向の位置ズレ量Ｈ、及び垂直方向の位置ズレ量Ｖを算出し、さらに、これらに基づいて、光軸補正角度として、水平光軸補正角度θＨ及び垂直光軸補正角度θＶを算出する。なお、以下の説明において、水平光軸ズレ角度θＨのみがある場合について説明する。

水平光軸補正角度θＨの算出後、本体制御部６０は、ＲＡＭ６０ｂに記憶されたズーム位置及びフォーカス位置に基づいて各撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂを制御して、各撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂのズームレンズ１４ａ及びフォーカスレンズ１４ｂを元の位置に戻す。

判定部６０ｅは、補正角度算出部６０ｄによって算出された水平光軸補正角度θＨが従レンズの最大光軸補正角度よりも小さいか否かを判定する。従レンズの最大光軸補正角度よりも小さいと判定された場合、本体制御部６０は、水平光軸補正角度θＨに対応するシフト量ＳＨ（＝ＫＬ×θＨ）を算出する。なお、ＫＬは、レンズシフト量／光軸補正角度θＨであり、焦点距離ｆ´によって変化するメカ条数である。

本体制御部６０は、従レンズである撮像ユニット１２Ｂを制御して、補正レンズ１４ｃをシフト量ＳＨ分移動させて、図１１（Ａ）に示すように、元の光軸ＬＢ１を角度θＨ分補正して、光軸ＬＡと光軸ＬＢ２とを被写体８２上で合致させて、光軸補正処理を終了する。

また、従レンズの最大光軸補正角度以上であると判定された場合、判定部６０ｅは、水平光軸補正角度θＨが、主レンズ及び従レンズの最大光軸補正角度の合計よりも小さいか否かを判定する。最大光軸補正角度の合計以上であると判定された場合、本体制御部６０は、ＬＣＤドライバ６５を制御して、「立体撮影不可」を示すメッセージをＬＣＤ２５に表示させて、立体撮影処理を終了する。

また、最大光軸補正角度の合計よりも小さいと判定された場合、２つの撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂの補正レンズ１４ｃを水平光軸補正角度θＨに対応するシフト量分均等に移動させ、図１１（Ｂ）に示すように、元の光軸ＬＡ１を角度θＨ／２だけ補正して、さらに、元の光軸ＬＢ１を角度θＨ／２だけ補正して、光軸ＬＡ２と光軸ＬＢ２とを被写体８２上で合致させて、光軸補正処理を終了する。

前述のように、２つの撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂの光軸ＬＡ，ＬＢを均等に補正することによって、被写体距離が等しくなってピント調整位置も同一となるため、光軸ＬＡ，ＬＢを均等に補正することがこの増し意。また、２つの撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂの光軸ＬＡ，ＬＢを均等に補正する場合、補正レンズ１４ｃのシフト量が少なくなり、歪み等の発生の影響を小さくすることができる。

上記光軸補正処理の説明において、水平光軸補正角度θＨのみがある場合について説明したが、垂直光軸補正角度θＶがある場合には、同様に、垂直光軸補正角度θＶに対応して、各撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂの補正レンズ１４ｃを垂直方向にシフトさせれば良い。なお、垂直方向の場合も同様に、垂直光軸補正角度θＶに対応するシフト量ＳＶ（＝ＫＬ×θＶ）を算出する。この場合、ＫＬは、レンズシフト量／光軸補正角度θＶであり、焦点距離ｆ´によって変化するメカ条数である。

光軸補正処理終了後、本体制御部６０は、シャッタボタン２２が半押しされたか否かを判定する。なお、この判定は、シャッタボタン２２の第１スイッチからＯＮ信号を取得したか否かに基づいて行われる。

シャッタボタン２２が半押しされていないと判定された場合、この判定処理を繰り返し実行する。また、シャッタボタン２２が半押しされたと判定された場合、本体制御部６０は、各撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂを制御してＡＥ処理及びＡＦ処理を実行させる。

ＡＥ処理及びＡＦ処理の終了後、本体制御部６０は、シャッタボタン２２が全押しされたか否かを判定する。なお、この判定は、シャッタボタン２２の第２スイッチからＯＮ信号を取得したか否かに基づいて行われる。

シャッタボタン２２が全押しされていないと判定された場合、この判定処理を繰り返し実行する。また、シャッタボタン２２が全押しされたと判定された場合、本体制御部６０は、２つの撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂを制御して、撮像処理を実行させる。さらに、本体制御部６０は、アダプタ制御部５２を制御して切替回路５１を適宜切り替えることによって、２つの撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂによって撮像された画像データをフレームメモリ６３に記憶させる。

本体制御部６０は、各部を制御して、これらの画像データに各種画像処理を施して、画像処理後の画像データに対して圧縮処理を施した後、圧縮後の画像データを記録メディア００に記録して、立体撮影処理を終了する。なお、画像データを記録する場合、各撮像ユニット１２Ａ，１２Ｂによって撮像された画像データを別々に記録しても良いし、２つの画像データを合成した立体画像データを記録しても良い。

なお、上記実施形態において、撮像ユニットがカメラ本体に着脱自在に装着される場合を例に説明を行ったが、これに限るものではなく、２つの撮像部がカメラ本体に一体に設けられていても良い。また、２つの撮像素子をアダプタ内に設けて、このアダプタに２つのレンズユニットが着脱自在に装着されても良い。

さらに、上記実施形態において、撮影画像から顔を検出する場合を例に説明したが、これに限るものではなく、主要被写体を検出して、この主要被写体の２つの撮影画像間での位置ズレ量を検出して、光軸補正角度を算出すれば良い。

また、上記実施形態において、第１及び第２角度調節手段として、手振れによる光軸の振れを補正する手振れ補正手段を利用する場合を例に説明したが、これに限るものではなく、例えば、撮像素子を移動させて光軸を調節しても良い。

さらに、上記実施形態において、アダプタ内に切替回路を設ける場合を例に説明を行ったが、マウント部の接点の数が２つの撮像ユニットとの間のデータの送受信を同時に行うのに十分な場合、このような切替回路を設けなくても良い。

また、上記実施形態において、本体制御部内に、顔検出部、補正角度算出部、及び判定部を設けた場合を例に説明したが、これらを本体制御部の外部に設けても良いし、これらの処理をプログラムで実行する場合には、これらを設けなくても良い。

立体撮影装置の前面側の構成を示す斜視図である。立体撮影装置の背面側の構成を示す斜視図である。立体撮影装置の構成を示す平面図である。撮像ユニットの電気的構成を示すブロック図である。アダプタの電気的構成を示すブロック図である。カメラ本体の電気的構成を示すブロック図である。水平方向及び垂直方向の顔の位置ズレ量を説明する説明図である。立体撮影処理を説明するフローチャートである。光軸補正処理を説明するフローチャートである。立体撮影装置の画角を説明する説明図であり、ズームレンズがテレ端にある場合とワイド端にある場合を示している。光軸の補正を示す説明図であり、従レンズのみで光軸を補正する場合と、主従レンズの両方で光軸を補正する場合を示している。

符号の説明

１０立体撮影装置
１１カメラ本体
１２Ａ，１２Ｂ撮像ユニット
１３アダプタ
１４撮影レンズ
１４ａズームレンズ
１４ｂフォーカスレンズ
１４ｃ補正レンズ
１５ＣＣＤ
４０ユニット制御部
４１レンズ駆動部
４２補正レンズ駆動部
４３手振れ補正制御部
６０本体制御部
６０ｃ顔検出部
６０ｄ補正角度算出部
６０ｅ判定部
８１Ａ，８１Ｂ撮影画像
８２被写体
８２ａ顔
ＬＡ，ＬＢ光軸

Claims

撮影レンズと、前記撮影レンズによって結像された被写体像を光電変換して撮像する撮像素子とを有する第１及び第２撮像部を備えた立体撮影装置において、
前記第１撮像部の光軸角度を調節する第１角度調節手段と、
前記第２撮像部の光軸角度を調節する第２角度調節手段と、
前記第１及び前記第２撮像部によって撮像された画像から主要被写体を検出する被写体検出手段と、
前記２つの画像間での前記主要被写体の位置ズレ量に基づいて、前記主要被写体の位置を光学的に一致させるための光軸補正角度を算出する補正角度算出手段と、
前記光軸補正角度を前記第１及び前記第２角度調節手段の一方で調節するか、または両方で調節するかを判定する判定手段と、
前記光軸補正角度及び前記判定手段の判定結果に基づいて、前記第１及び前記第２角度調節手段の少なくとも一方を制御して前記光軸角度を調節する制御手段とを備えていることを特徴とする立体撮影装置。
前記撮影レンズは、ズームレンズを備えて構成され、前記被写体検出手段は、前記ズームレンズをワイド端に移動させた状態で撮像された画像から前記主要被写体を検出することを特徴とする請求項１記載の立体撮影装置。
前記判定手段は、前記光軸補正角度が前記第１または前記第２角度調節手段の最大補正角度未満であるか否かに基づいて判定を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の立体撮影装置。
前記被写体検出手段は、前記画像から被写体の顔を検出する顔検出手段であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の立体撮影装置。
前記第１及び前記第２角度調節手段は、手振れによる光軸の振れを補正する手振れ補正手段であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の立体撮影装置。
前記第１及び前記第２撮像部は、各々がユニット化されており、前記第１及び前記第２撮像部によって撮像された画像に対して画像処理を施すカメラ本体に着脱自在に装着されることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の立体撮影装置。
前記第１及び前記第２撮像部は、前記カメラ本体にアダプタを介して着脱自在に装着されることを特徴とする請求項６に記載の立体撮影装置。
前記第１及び前記第２角度調節手段の各々は、前記各撮像部内に設けられていることを特徴とする請求項６または７に記載の立体撮影装置。
撮影レンズ、及び前記撮影レンズによって結像された被写体像を光電変換して撮像する撮像素子を有する第１及び第２撮像部と、前記各撮像部の光軸角度を調節する第１及び第２角度調節手段とを備えた立体撮影装置の光軸調節方法において、
前記第１及び第２撮像部によって撮像された画像から主要被写体を検出する検出ステップと、
前記２つの画像間での前記主要被写体の位置ズレ量に基づいて、前記主要被写体の位置を光学的に一致させるための光軸補正角度を算出する算出ステップと、
前記光軸補正角度を前記第１及び前記第２角度調節手段の一方で調節するか、または両方で調節するかを判定する判定ステップと、
前記光軸補正角度及び前記判定ステップの判定結果に基づいて、前記第１及び前記第２角度調節手段の少なくとも一方を制御して前記光軸角度を調節する調節ステップとを有することを特徴とする光軸調節方法。
前記撮影レンズのズームレンズをワイド端に移動させて、前記第１及び前記第２撮像部によって撮像を行った後、前記検出ステップを行うことを特徴とする請求項９に記載の光軸調節方法。