JP4925070B2 - ３次元撮影装置および方法並びにプログラム - Google Patents

Description

本発明は、被写体を異なる位置から撮影することにより、３次元表示するための複数の画像を取得する３次元撮影装置および方法並びに３次元撮影方法をコンピュータに実行させるためのプログラムに関するものである。

複数の画像を組み合わせて３次元表示することにより、視差を利用して立体視できることが知られている。このような立体視は、同一の被写体を異なる位置から複数のカメラを用いて撮影することにより複数の画像を取得し、複数の画像に含まれる被写体の視差を利用して複数の画像を３次元表示することにより生成することができる。

具体的には、裸眼平衡法により立体視を実現する方式の場合、複数の画像を並べて配置して３次元表示を行うことができる。また、複数の画像の色を例えば赤と青のように異ならせて重ね合わせたり、複数の画像の偏光方向を異ならせて重ね合わせることにより、複数の画像を合成して３次元表示を行うことができる。この場合、赤青メガネや偏光メガネ等の画像分離メガネを用いて、３次元表示された画像を目の自動焦点機能により融合視することにより、立体視を行うことができる（アナグリフ方式、偏光フィルタ方式）。

また、偏光メガネ等を使用しなくても、パララックスバリア方式およびレンチキュラー方式のように、複数の画像を立体視可能な３次元表示モニタに表示して立体視することも可能である。この場合、複数の画像を垂直方向に短冊状に切り取って交互に配置することにより、３次元表示が行われる。また、画像分離メガネを使用したり、光学素子を液晶に貼ることで左右の画像の光線方向を変えながら、左右の画像を交互に表示することにより、３次元表示を行う方式も提案されている（スキャンバックライト方式）。

また、このような３次元表示を行うための撮影を行う、複数の撮影部を有する複眼カメラが提案されている。このような複眼カメラは、所定の間隔にて配置された複数の撮影部を備え、複数の撮影部が取得した画像から３次元表示用画像を生成し、生成した３次元表示用画像をモニタに３次元表示することができる。

ところで、複眼カメラを用いて撮影を行う場合、各撮像部が備えたズーム機能を用いることにより、撮影する画角を変更することが可能である。この場合、撮影者は３次元表示されたスルー画像を見ながら複眼カメラに対してズーム操作を行うことにより、被写体が所望とするサイズとなるように撮影を行うことが可能である。このように複眼カメラにおいてズーム操作を行う際に、各撮影部のズーム倍率を精度よく一致させるための手法が提案されている（特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１に記載されたように、各撮影部のズーム倍率を同時に駆動するためには大きな電力が必要となる。このため、複眼カメラのズーム操作を行う際に、１つの撮影部のズーム倍率のみをまず変更し、続いて他の撮影部のズーム倍率を１つのカメラのズーム倍率と一致させるように駆動する手法が提案されている（特許文献２参照）。

また、２つの撮影部を有する複眼カメラにおいて、１つの撮影部にのみズーム機構を設け、ズーム倍率が変更された場合、他の撮影部が取得した画像の拡大率を電子ズームにより変更して、他の撮影部が取得した画像の表示画角と１つの撮影部の撮影画角とを一致させる手法も提案されている（特許文献３参照）。
特開平９−１３３８５２号公報 特開２００５−１８１５２７号公報 特開平９−２１５０１２号公報

しかしながら、特許文献２に記載された手法においては、１つの撮影部のズーム倍率のみが変更されるため、３次元表示に用いる複数の画像の表示画角が一致せず、その結果、ズーム操作中は３次元表示された画像が非常に違和感を有するものとなる。一方、特許文献３に記載された手法は、ズーム機構を有さない撮影部により取得された画像は解像度が低下するため、高画質の３次元表示を行うことができない。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、ズーム倍率を変更する際に、３次元表示される画像の違和感をなくし、かつ高画質の３次元表示を行うことができるようにすることを目的とする。

本発明による３次元撮影装置は、互いに異なる位置において被写体を撮影することにより、視差を有する複数の画像を取得する、光学ズーム機構を有する複数の撮影手段と、
前記複数の画像に対して３次元表示のための３次元処理を行う３次元処理手段と、
前記複数の画像の３次元表示を少なくとも行う表示手段と、
前記３次元表示時のズーム倍率を変更する操作を行うズーム操作手段と、
前記ズーム操作手段が操作されると、前記複数の撮影手段の光学ズーム機構を順次駆動して、該複数の撮影手段のズーム倍率を同一のズーム倍率となるよう順次変更し、該ズーム倍率の変更中、前記複数の画像の前記表示手段への表示画角が一致するように前記複数の画像のうちの少なくとも１つの画像の拡大率を変更するズーム制御手段とを備えたことを特徴とするものである。

「光学ズーム機構を順次駆動する」とは、複数の撮影手段の光学ズーム機構を少しずつ交互に駆動するような場合も含む。また、１つの光学ズーム機構を高速で駆動し、他の光学ズーム機構を低速で駆動する、すなわち低電力駆動することにより、実質的に本発明と同様の効果を得ようとする場合も「順次駆動」に含む。

なお、本発明による３次元撮影装置においては、前記ズーム制御手段を、前記ズーム作手段に対してズームアップ操作がなされると、前記複数の撮影手段のうちの一の撮影手段の光学ズーム機構を駆動して該一の撮影手段のズーム倍率を変更するとともに、前記一の撮影手段以外の他の撮影手段が取得した他の画像の前記表示手段への表示画角が前記一の撮影手段の撮影画角と一致するように、前記他の画像の拡大率を変更し、前記ズーム操作手段の操作が停止されると、前記一の撮影手段の光学ズーム機構の駆動を停止し、前記他の撮影手段の光学ズーム機構を、前記一の撮影手段のズーム倍率と一致させるように順次駆動するとともに、該他の撮影手段のズーム倍率の変更に応じて、前記他の画像の前記表示手段への表示画角が、前記一の撮影手段の撮影画角と一致するよう、該他の画像の拡大率を順次変更する手段としてもよい。

また、本発明による３次元撮影装置においては、前記ズーム制御手段を、前記ズーム操作手段に対してズームアウト操作がなされると、前記複数の撮影手段のうちの一の撮影手段以外の他の撮影手段の光学ズーム機構を順次駆動して、該他の撮影手段のズーム倍率を最低倍率に順次変更するとともに、前記他の撮影手段が取得した他の画像の前記表示手段への表示画角が、前記一の撮影手段の撮影画角と一致するよう該他の画像の拡大率を順次変更し、その後、前記一の撮影手段の光学ズーム機構を駆動して該一の撮影手段のズーム倍率を変更するとともに、前記他の画像の前記表示手段への表示画角が前記一の撮影手段の撮影画角と一致するように前記他の画像の拡大率を変更し、前記ズーム操作手段の操作が停止されると、前記一の撮影手段の光学ズーム機構の駆動を停止し、前記他の撮影手段の光学ズーム機構を、前記一の撮影手段のズーム倍率と一致させるように順次駆動するとともに、該他の撮影手段のズーム倍率の変更に応じて、前記他の画像の前記表示手段への表示画角が前記一の撮影手段の撮影画角と一致するように、該他の画像の拡大率を順次変更する手段としてもよい。

また、本発明による３次元撮影装置においては、前記ズーム制御手段を、前記ズーム操作手段に対してズームアウト操作がなされると、前記複数の撮影手段の光学ズーム機構を所定量ずつ順次駆動するとともに、前記複数の画像の前記表示手段への表示画角が、互いに一致しつつ、前記光学ズーム機構の駆動による前記複数の撮影手段の撮影画角の変更よりも遅れて変更されるよう、前記複数の画像のうちの少なくとも１つの画像の拡大率を変更し、前記ズーム操作手段の操作が停止されると、前記複数の画像の前記表示手段への表示画角と前記複数の撮影手段の撮影画角とが一致するように、前記複数の撮影手段の光学ズーム機構を順次駆動する手段としてもよい。

本発明による３次元撮影方法は、互いに異なる位置において被写体を撮影することにより、視差を有する複数の画像を取得する、光学ズーム機構を有する複数の撮影手段と、
前記複数の画像に対して３次元表示のための３次元処理を行う３次元処理手段と、
前記複数の画像の３次元表示を少なくとも行う表示手段と、
前記３次元表示時のズーム倍率を変更する操作を行うズーム操作手段とを備えた３次元撮影装置における３次元撮影方法であって、
前記ズーム操作手段が操作されると、前記複数の撮影手段の光学ズーム機構を順次駆動して、該複数の撮影手段のズーム倍率を同一のズーム倍率となるよう順次変更し、
該ズーム倍率の変更中、前記複数の画像の前記表示手段への表示画角が一致するように前記複数の画像のうちの少なくとも１つの画像の拡大率を変更することを特徴とするものである。

なお、本発明による３次元撮影方法をコンピュータに実行させるためのプログラムとして提供してもよい。

本発明によれば、ズーム操作手段が操作されると、複数の撮影手段の光学ズーム機構が順次駆動されて複数の撮影手段のズーム倍率が同一のズーム倍率となるように順次変更される。そして、ズーム倍率の変更中、複数の画像の表示手段への表示画角が一致するように、複数の画像のうちの少なくとも１つの画像の拡大率が変更される。これにより、ズーム操作が行われた場合のズーム機構の駆動はいずれかの撮影手段のみとなるため、電力の大きな消費を防止できる。また、ズーム操作中においても、複数の撮影手段がそれぞれ取得した複数の画像の表示手段への表示画角が一致するため、３次元表示された画像を立体視した際の違和感をなくすことができる。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１は本発明の実施形態による３次元撮影装置を適用した複眼カメラの内部構成を示す概略ブロック図である。図１に示すように本実施形態による複眼カメラ１は、２つの撮影部２１Ａ，２１Ｂ、撮影制御部２２、画像処理部２３、圧縮／伸長処理部２４、フレームメモリ２５、メディア制御部２６、内部メモリ２７、および表示制御部２８を備える。なお、撮影部２１Ａ，２１Ｂは、所定の基線長および輻輳角を持って被写体を撮影可能なように配置されている。

図２は撮影部２１Ａ，２１Ｂの構成を示す図である。図２に示すように、撮影部２１Ａ，２１Ｂは、フォーカスレンズ１０Ａ，１０Ｂ、ズームレンズ１１Ａ，１１Ｂ、絞り１２Ａ，１２Ｂ、シャッタ１３Ａ，１３Ｂ、ＣＣＤ１４Ａ，１４Ｂ、アナログフロントエンド（ＡＦＥ）１５Ａ，１５ＢおよびＡ／Ｄ変換部１６Ａ，１６Ｂをそれぞれ備える。また、撮影部２１Ａ，２１Ｂは、フォーカスレンズ１０Ａ，１０Ｂを駆動するフォーカスレンズ駆動部１７Ａ，１７Ｂおよびズームレンズ１１Ａ，１１Ｂを駆動するズームレンズ駆動部１８Ａ，１８Ｂを備える。

フォーカスレンズ１０Ａ，１０Ｂは被写体に焦点を合わせるためものであり、モータとモータドライバとからなるフォーカスレンズ駆動部１７Ａ，１７Ｂによって光軸方向に移動可能である。フォーカスレンズ駆動部１７Ａ，１７Ｂは、後述する撮影制御部２２が行うＡＦ処理により得られる合焦データに基づいてフォーカスレンズ１０Ａ，１０Ｂの移動を制御する。

ズームレンズ１１Ａ，１１Ｂは、ズーム機能を実現するためのものであり、モータとモータドライバとからなるズームレンズ駆動部１８Ａ，１８Ｂによって光軸方向に移動可能である。ズームレンズ駆動部１８Ａ，１８Ｂはズームレバー３４Ａが操作されることによる後述するズーム制御部３１からの指示に基づいて、ズームレンズ１１Ａ，１１Ｂの移動を制御する。なお、ズームレンズ１１Ａ，１１Ｂの移動は、ズームレバー３４Ａが操作されている間、微少量ずつ段階的に行われる。なお、ズームレンズ１１Ａ，１１Ｂの１段階の移動量はあらかじめ定められている。

絞り１２Ａ，１２Ｂは、撮影制御部２２が行うＡＥ処理により得られる絞り値データに基づいて、不図示の絞り駆動部により絞り径の調整が行われる。

シャッタ１３Ａ，１３Ｂはメカニカルシャッタであり、不図示のシャッタ駆動部により、ＡＥ処理により得られるシャッタスピードに応じて駆動される。

ＣＣＤ１４Ａ，１４Ｂは、多数の受光素子を２次元的に配列した光電面を有しており、被写体光がこの光電面に結像して光電変換されてアナログ撮影信号が取得される。また、ＣＣＤ１４Ａ，１４Ｂの前面にはＲ，Ｇ，Ｂ各色のフィルタが規則的に配列されたカラーフィルタが配設されている。

ＡＦＥ１５Ａ，１５Ｂは、ＣＣＤ１４Ａ，１４Ｂから出力されるアナログ撮影信号に対して、アナログ撮影信号のノイズを除去する処理、およびアナログ撮影信号のゲインを調節する処理（以下アナログ処理とする）を施す。

Ａ／Ｄ変換部１６Ａ，１６Ｂは、ＡＦＥ１５Ａ，１５Ｂによりアナログ処理が施されたアナログ撮影信号をデジタル信号に変換する。なお、撮影部２１Ａにより取得されるデジタルの画像データにより表される画像を第１の画像Ｇ１、撮影部２１Ｂにより取得される画像データにより表される画像を第２の画像Ｇ２とする。

撮影制御部２２は、不図示のＡＦ処理部およびＡＥ処理部からなる。ＡＦ処理部は入力部３４に含まれるレリーズボタンの半押し操作により撮影部２１Ａ，２１Ｂが取得したプレ画像に基づいて合焦領域を決定するとともにレンズ１０Ａ，１０Ｂの焦点位置を決定し、撮影部２１Ａ，２１Ｂに出力する。ＡＥ処理部は、プレ画像に基づいて絞り値とシャッタ速度とを決定し、撮影部２１Ａ，２１Ｂに出力する。

また、撮影制御部２２は、レリーズボタンの全押し操作により、撮影部２１Ａ，２１Ｂに対して第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２の本画像を取得させる本撮影の指示を行う。なお、レリーズボタンが操作される前は、撮影制御部２２は、撮影部２１Ａに対して撮影範囲を確認させるための、第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２よりも画素数が少ないスルー画像を、所定時間間隔（例えば１／３０秒間隔）にて順次取得させる指示を行う。

なお、撮影制御部２２は、スルー画像の撮影中においてもＡＦ処理を行う。この場合のＡＦ処理は、プレ画像に基づくＡＦ処理と比較して、簡易な演算により行われるものである。

画像処理部２３は、撮影部２１Ａ，２１Ｂが取得した第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２のデジタルの画像データに対して、ホワイトバランスを調整する処理、階調補正、シャープネス補正、および色補正等の画像処理を施す。なお、画像処理部２３における処理後の第１および第２の画像についても、処理前の参照符号Ｇ１，Ｇ２を用いるものとする。

圧縮／伸長処理部２４は、画像処理部２３によって処理が施され、後述するように３次元表示のために第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２の本画像から生成された３次元表示用画像を表す画像データに対して、例えば、ＪＰＥＧ等の圧縮形式で圧縮処理を行い、３次元表示を行うための３次元画像ファイルを生成する。この３次元画像ファイルは、第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２の画像データおよび３次元表示用画像の画像データを含むものとなる。また、この画像ファイルには、Ｅｘｉｆフォーマット等に基づいて、撮影日時等の付帯情報が格納されたタグが付与される。

フレームメモリ２５は、撮影部２１Ａ，２１Ｂが取得した第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２を表す画像データに対して、前述の画像処理部２３が行う処理を含む各種処理を行う際に使用する作業用メモリである。

メディア制御部２６は、記録メディア２９にアクセスして３次元画像ファイル等の書き込みと読み込みの制御を行う。

内部メモリ２７は、複眼カメラ１において設定される各種定数、およびＣＰＵ３３が実行するプログラム等を記憶する。

表示制御部２８は、撮影時においてフレームメモリ２５に格納された第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２をモニタ２０に２次元表示させたり、記録メディア２９に記録されている第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２をモニタ２０に２次元表示させたりする。また、表示制御部２８は、後述するように３次元処理が行われた第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２をモニタ２０に３次元表示したり、記録メディア２９に記録されている３次元画像ファイルをモニタ２０に３次元表示することも可能である。なお、２次元表示と３次元表示との切り替えは自動で行ってもよく、後述する入力部３４を用いての撮影者からの指示により行ってもよい。ここで、３次元表示が行われている場合、レリーズボタンが押下されるまでは、第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２のスルー画像がモニタ２０に３次元表示される。

なお、表示モードが３次元表示に切り替えられた場合には、後述するように第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２の双方が表示に用いられ、２次元表示に切り替えられた場合は第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２のいずれか一方が表示に用いられる。

また、本実施形態による複眼カメラ１は３次元処理部３０を備える。３次元処理部３０は、第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２をモニタ２０に３次元表示させるために、第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２に３次元処理を行う。ここで、本実施形態における３次元表示としては、公知の任意の方式を用いることができる。例えば、第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２を並べて表示して裸眼平衡法により立体視を行う方式、またはモニタ２０にレンチキュラーレンズを貼り付け、モニタ２０の表示面の所定位置に画像Ｇ１，Ｇ２を表示することにより、左右の目に第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２を入射させて３次元表示を実現するレンチキュラー方式を用いることができる。さらに、モニタ２０のバックライトの光路を光学的に左右の目に対応するように交互に分離し、モニタ２０の表示面に第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２をバックライトの左右への分離にあわせて交互に表示することにより、３次元表示を実現するスキャンバックライト方式等を用いることができる。

なお、モニタ２０は３次元処理部３０が行う３次元処理の方式に応じた加工がなされている。例えば、３次元表示の方式がレンチキュラー方式の場合には、モニタ２０の表示面にレンチキュラーレンズが取り付けられており、スキャンバックライト方式の場合には、左右の画像の光線方向を変えるための光学素子がモニタ２０の表示面に取り付けられている。

ここで、本実施形態においては、第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２のスルー画像の表示中に、撮影者がズームレバー３４Ａを用いてズーム操作を行うと、ズーム制御部３１からの指示により、撮影部２１Ａ，２１Ｂがズーム動作を行う。また、ズーム制御部３１は、必要に応じて撮影部２１Ａ，２１Ｂが取得した第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２のスルー画像を、電子ズームにより拡大縮小する。ズーム制御部３１が行う処理については後述する。

ＣＰＵ３３は、レリーズボタン等を含む入力部３４からの信号に応じて複眼カメラ１の各部を制御する。

データバス３５は、複眼カメラ１を構成する各部およびＣＰＵ３３に接続されており、複眼カメラ１における各種データおよび各種情報のやり取りを行う。

次いで、本実施形態において行われる処理について説明する。なお、本発明はズームレバー３４Ａを用いてのズーム操作が行われた場合の処理に特徴を有するため、以降の説明においては、スルー画像表示中におけるズームレバー３４Ａを用いてのズーム操作が行われた場合の処理についてのみ説明する。まず、ズームアップ時の処理について説明する。図３は本実施形態においてズームアップ時に行われる処理を示すフローチャート、図４はズームアップ時における撮影部２１Ａ，２１Ｂのズームレンズ１１Ａ，１１Ｂの駆動、並びに第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２の表示画角Ａ０の状態を示す図である。なお、複眼カメラ１のモニタ２０には、撮影部２１Ａ，２１Ｂが取得した第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２に３次元処理部３０が３次元処理を行うことにより、第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２のスルー画像が３次元表示されているものとする。また、ここでは説明のため、撮影部２１Ａ，２１Ｂのズームレンズ１１Ａ，１１Ｂは、図４（ａ）に示すように最もワイド側の位置、すなわちワイド端にあるものとする。また、以降の説明においては、撮影部２１Ａが一の撮影手段に、撮影部２１Ｂが他の撮影手段に対応する。

ズーム制御部３１は撮影者によりズームレバー３４Ａが操作されたか否かを監視しており（ステップＳＴ１）、ステップＳＴ１が肯定されると、ズーム制御部３１は、撮影部２１Ａのズームレンズ１１Ａのみを、ズームレバー３４Ａの操作に応じてテレ側に１段階移動して撮影部２１Ａのズーム倍率を変更する。また、これとともに、ズーム制御部３１は、撮影部２１Ｂが取得した第２の画像Ｇ２のモニタ２０への表示画角Ａ０が、撮影部２１Ａの撮影画角と一致するように、第２の画像Ｇ２の拡大率を１段階拡大側に変更する（ステップＳＴ２）。なお、第１の画像Ｇ１の拡大率は変更されない。ここで、第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２の拡大率の変更の１段階は、ズームレンズ１１Ａ，１１Ｂを１段階移動することによるズーム倍率の変化に相当するものである。

次いで、ズーム制御部３１は、ズームレバー３４Ａの操作が終了したか否かを判定し（ステップＳＴ３）、ステップＳＴ３が否定されるとステップＳＴ２に戻る。

ステップＳＴ３が肯定されると、ズーム制御部３１は、ズームレンズ１１Ａの移動を停止する（ステップＳＴ４）。この状態においては、ズームレンズ１１Ａ，１１Ｂの位置関係および第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２のモニタ２０への表示画角Ａ０は図４（ｂ）に示すものとなっている。続いてズーム制御部３１は、撮影部２１Ｂのズーム倍率を撮影部２１Ａのズーム倍率と一致させるように、ズームレンズ１１Ｂをテレ側に１段階移動する。また、これとともに、ズーム制御部３１は、撮影部２１Ｂが取得した第２の画像Ｇ２のモニタ２０への表示画角Ａ０が撮影部２１Ａの撮影画角と一致するように、第２の画像Ｇ２の拡大率を１段階縮小側に変更する（ステップＳＴ５）。なお、第１の画像Ｇ１の拡大率は変更されない。

次いで、ズーム制御部３１は、図４（ｃ）に示すように、ズームレンズ１１Ａ，１１Ｂの位置が一致したか否かを判定し（ステップＳＴ６）、ステップＳＴ６が否定されるとステップＳＴ５に戻る。ステップＳＴ６が肯定されると、ズームレンズ１１Ｂの移動を停止し（ステップＳＴ７）、ズーム処理を終了する。

次いで、ズームアウト時の処理について説明する。図５は本実施形態においてズームアウト時に行われる処理を示すフローチャート、図６はズームアウト時における撮影部２１Ａ，２１Ｂのズームレンズ１１Ａ，１１Ｂの駆動、並びに第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２の表示画角Ａ０の状態を示す図である。なお、複眼カメラ１のモニタ２０には、撮影部２１Ａ，２１Ｂが取得した第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２に３次元処理部３０が３次元処理を行うことにより、第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２のスルー画像が３次元表示されているものとする。また、ここでは説明のため、撮影部２１Ａ，２１Ｂのズームレンズ１１Ａ，１１Ｂは、図６（ａ）に示すように最もテレ側の位置、すなわちテレ端にあるものとする。

ズーム制御部３１は撮影者によりズームレバー３４Ａが操作されたか否かを監視しており（ステップＳＴ１１）、ステップＳＴ１１が肯定されると、ズーム制御部３１は、撮影部２１Ｂのズームレンズ１１Ｂのみを、図６（ｂ）に示すようにワイド端に移動するとともに、撮影部２１Ｂが取得した第２の画像Ｇ２のモニタ２０への表示画角Ａ０が、撮影部２１Ａの撮影画角と一致するように、第２の画像Ｇ２の拡大率を拡大側に変更する（ステップＳＴ１２）。なお、第１の画像Ｇ１の拡大率は変更されない。

そして、ズームレバー３４Ａの操作に応じて撮影部２１Ａのズームレンズ１１Ａのみをワイド側に１段階移動して撮影部２１Ａのズーム倍率を変更するとともに、第２の画像Ｇ２のモニタ２０への表示画角が撮影部２１Ａの撮影画角と一致するように、第２の画像Ｇ２の拡大率を１段階縮小側に変更する（ステップＳＴ１３）。なお、第１の画像Ｇ１の拡大率は変更されない。

次いで、ズーム制御部３１は、ズームレンズ１１Ａがワイド端に移動したか否かを判定し（ステップＳＴ１４）、ステップＳＴ１４が肯定されるとズームレンズ１１Ａの移動を停止し（ステップＳＴ１５）、ズーム処理を終了する。ステップＳＴ１４が否定されると、ズーム制御部３１は、ズームレバー３４Ａの操作が終了したか否かを判定する（ステップＳＴ１６）。ステップＳＴ１６が否定されるとステップＳＴ１３に戻る。

ステップＳＴ１６が肯定されると、ズーム制御部３１は、ズームレンズ１１Ａの移動を停止する（ステップＳＴ１７）。この状態においては、ズームレンズ１１Ａ，１１Ｂの位置関係および第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２の表示画角Ａ０は図６（ｃ）に示すものとなっている。続いて、ズーム制御部３１は、撮影部２１Ｂのズーム倍率を撮影部２１Ａのズーム倍率と一致させるように、ズームレンズ１１Ｂをテレ側に１段階移動する。また、これとともに、ズーム制御部３１は、第２の画像Ｇ２のモニタ２０への表示画角が撮影部２１Ａの撮影画角と一致するように、第２の画像Ｇ２の拡大率を１段階縮小側に変更する（ステップＳＴ１８）。なお、第１の画像Ｇ１の拡大率は変更されない。

次いで、ズーム制御部３１は、図６（ｄ）に示すように、ズームレンズ１１Ａ，１１Ｂの位置が一致したか否かを判定し（ステップＳＴ１９）、ステップＳＴ１９が否定されるとステップＳＴ１８に戻る。ステップＳＴ１９が肯定されるとズームレンズ１１Ｂの移動を停止し（ステップＳＴ２０）、ズーム処理を終了する。

次いで、ズームアウト時の他の処理について説明する。図７および図８は本実施形態においてズームアウト時に行われる他の処理を示すフローチャート、図９は他の処理のズームアウト時における撮影部２１Ａ，２１Ｂのズームレンズ１１Ａ，１１Ｂの駆動、並びに第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２の表示画角の状態を示す図である。なお、複眼カメラ１のモニタ２０には、撮影部２１Ａ，２１Ｂが取得した第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２に３次元処理部３０が３次元処理を行うことにより、第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２のスルー画像が３次元表示されているものとする。また、ここでは説明のため、撮影部２１Ａ，２１Ｂのズームレンズ１１Ａ，１１Ｂは、図９（ａ）に示すように最もテレ側の位置、すなわちテレ端にあるものとする。

ズーム制御部３１は撮影者によりズームレバー３４Ａが操作されたか否かを監視しており（ステップＳＴ２１）、ステップＳＴ２１が肯定されると、ズーム制御部３１は、ズームレバー３４Ａの操作に応じて、撮影部２１Ｂのズームレンズ１１Ｂのみをワイド側に１段階移動するとともに、第２の画像Ｇ２のモニタ２０への表示画角Ａ０が撮影部２１Ａの撮影画角と一致するよう、第２の画像Ｇ２の拡大率を１段階拡大側に変更する（ステップＳＴ２２）。なお、第１の画像Ｇ１の拡大率は変更されない。したがって、この状態においては、モニタ２０に３次元表示される第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２の表示画角Ａ０は変更されない。

次いで、ズーム制御部３１は、ズームレンズ１１Ｂが図９（ｂ）に示すようにあらかじめ定められた所定量移動したか否かを判定する（ステップＳＴ２３）。なお、所定量としては、例えばズームレンズ１１Ｂの初期位置（ズーム操作が行われる前の位置）と、ワイド端との間の例えば１／２の位置に移動するまでの量とすることができるが、これに限定されるものではない。ステップＳＴ２３が否定されるとステップＳＴ２２に戻る。

ステップＳＴ２３が肯定されると、ズーム制御部３１は、ズームレンズ１１Ｂの移動を停止する（ステップＳＴ２４）。続いて、ズーム制御部３１は、ズームレバー３４Ａの操作に応じて撮影部２１Ａのズームレンズ１１Ａのみをワイド側に１段階移動して撮影部２１Ａのズーム倍率を変更するとともに、第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２のモニタ２０への表示画角Ａ０が、ズームレンズ１１Ａのズーム倍率の変更による撮影画角の変更から遅れて変更されるように、第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２の拡大率を１／２段階縮小側に変更する（ステップＳＴ２５）。

次いで、ズーム制御部３１は、ズーム操作が終了したか否かを判定する（ステップＳＴ２６）。ステップＳＴ２６が肯定されると、撮影部２１Ａをズームアップする処理を行うとともに（ステップＳＴ２７）、撮影部２１Ｂをズームアップする処理を行い（ステップＳＴ２８）、処理を終了する。

図１０は撮影部２１Ａのズームアップ処理のフローチャートである。まず、ズーム制御部３１は、ズームレンズ１１Ａをテレ側に１段階移動するとともに、第１の画像Ｇ１の拡大率を１段階縮小側に変更する（ステップＳＴ４１）。そして、撮影部２１Ａの撮影画角と第１の画像Ｇ１のモニタ２０への表示画角Ａ０とが一致したか否かを判定し（ステップＳＴ４２）、ステップＳＴ４２が否定されるとステップＳＴ４１に戻る。ステップＳＴ４２が肯定されると処理を終了する。ここで、例えば、ズームレンズ１１Ｂのみがワイド端まで移動していたとすると、撮影部２１Ａのズームアップ処理の終了時においては、ズームレンズ１１Ａ，１１Ｂの位置関係および第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２の表示画角Ａ０は図９（ｅ）に示すものとなる。

図１１は撮影部２１Ｂのズームアップ処理のフローチャートである。まず、ズーム制御部３１は、ズームレンズ１１Ｂをテレ側に１段階移動するとともに、第２の画像Ｇ２の拡大率を１段階縮小側に変更する（ステップＳＴ５１）。そして、撮影部２１Ｂの撮影画角と第２の画像Ｇ２のモニタ２０への表示画角Ａ０とが一致したか否かを判定し（ステップＳＴ５２）、ステップＳＴ５２が否定されるとステップＳＴ５１に戻る。ステップＳＴ５２が肯定されるとズーム処理を終了する。ここで、図９（ｅ）の状態に引き続き、撮影部２１Ｂのズームアップ処理が行われた場合、処理終了後のズームレンズ１１Ａ，１１Ｂの位置関係および第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２の表示画角Ａ０は図９（ｆ）に示すものとなる。

図７、図８に戻り、ズーム制御部３１は、ステップＳＴ２６が否定されると、撮影部２１Ｂの撮影画角と第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２のモニタ２０への表示画角Ａ０とが一致したか否かを判定する（ステップＳＴ２９）。ステップＳＴ２９が否定されるとステップＳＴ２５に戻る。なお、撮影部２１Ａのズームレンズ１１Ａの移動量は、第１の画像Ｇ１の拡大率の変更量よりも大きいため、撮影部２１Ｂの撮影画角と第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２のモニタ２０への表示画角Ａ０とが一致した場合、図９（ｃ）に示すように、ズームレンズ１１Ａはズームレンズ１１Ｂよりもワイド側に移動していることとなる。

ステップＳＴ２９が肯定されると、ズーム制御部３１は、ズームレンズ１１Ａの移動を停止し（ステップＳＴ３０）、さらに、ズームレバー３４Ａの操作に応じて撮影部２１Ｂのズームレンズ１１Ｂのみをワイド側に１段階移動して撮影部２１Ｂのズーム倍率を変更するとともに、第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２のモニタ２０への表示画角Ａ０が、ズームレンズ１１Ｂのズーム倍率の変更による撮影画角の変更から遅れて変更されるように、第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２の拡大率を１／２段階縮小側に変更する（ステップＳＴ３１）。

次いで、ズーム制御部３１は、ズーム操作が終了したか否かを判定する（ステップＳＴ３２）。ステップＳＴ３２が肯定されるとステップＳＴ２７に進み、撮影部２１Ａをズームアップする処理を行うとともに、撮影部２１Ｂをズームアップする処理を行い、ズーム処理を終了する。

ステップＳＴ３２が否定されると、ズーム制御部３１は、図９（ｄ）に示すようにズームレンズ１１Ｂがワイド端に移動したか否かを判定し（ステップＳＴ３３）、ステップＳＴ３３が否定されるとステップＳＴ３１に戻る。ステップＳＴ３３が肯定されると、ズーム制御部３１は、ズームレンズ１１Ｂの移動を停止し（ステップＳＴ３４）、ズームレバー３４Ａの操作に応じて撮影部２１Ａのズームレンズ１１Ａのみをワイド側に１段階移動して撮影部２１Ａのズーム倍率を変更するとともに、第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２のモニタ２０への表示画角Ａ０が、ズームレンズ１１Ａのズーム倍率の変更による撮影画角の変更から遅れて変更されるように、第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２の拡大率を１／２段階縮小側に変更する（ステップＳＴ３５）。

次いで、ズーム制御部３１は、ズーム操作が終了したか否かを判定する（ステップＳＴ３６）。ステップＳＴ３６が肯定されると、ステップＳＴ２７に進み、撮影部２１Ａをズームアップする処理を行うとともに、撮影部２１Ｂをズームアップする処理を行い、ズーム処理を終了する。

ステップＳＴ３６が否定されると、ズーム制御部３１は、第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２のモニタ２０への表示画角Ａ０がワイド端のものとなったか否かを判定する（ステップＳＴ３７）。ステップＳＴ３７が否定されるとステップＳＴ３５に戻る。ステップＳＴ３７が肯定されると、ズームレンズ１１Ａはすでにワイド端に移動しているため、ズーム処理を終了する。

このように、本実施形態においては、ズーム操作がなされると、撮影部２１Ａ，２１Ｂのズームレンズ１１Ａ，１１Ｂが順次移動されて撮影部２１Ａ，２１Ｂのズーム倍率が、同一のズーム倍率となるまで順次変更される。そして、ズーム倍率の変更に応じて、第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２のモニタ２０への表示画角が一致するように第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２のうちの少なくとも１つの画像の拡大率が変更される。このため、ズーム操作が行われた場合のズームレンズ１１Ａ，１１Ｂの移動は、いずれかの撮影部２１Ａ，２１Ｂのみとなるため、電力の大きな消費を防止できる。また、ズーム操作中においても第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２のモニタ２０への表示画角は一致することとなるため、３次元表示された画像を立体視した際の違和感をなくすことができる。

なお、上記実施形態においては、複眼カメラ１に２つの撮影部２１Ａ，２１Ｂを設け、２つの画像Ｇ１，Ｇ２を用いて３次元表示を行っているが、３以上の撮影部を設け、３以上の画像を用いて３次元表示を行う場合にも本発明を適用することができる。この場合、例えば、ズームアップ処理を行う場合には、複数の撮影部のうちの１つの撮影部のズームレンズのみを先に移動させ、その後１つの撮影部以外の他の撮影部を順次移動させればよく、ズームアウト処理を行う場合には、複数の撮影部のうちの１つの撮影部以外の他の撮影部のズームレンズを先にワイド端に順次移動させ、その後１つの撮影部のズームレンズを移動させればよい。また、他のズームアウト処理を行う場合には、すべての撮影部のズームレンズの移動を交互に行うようにすればよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、コンピュータを、上記のズーム制御部３１に対応する手段として機能させ、図３，５，７、８，１０，１１に示すような処理を行わせるプログラムも、本発明の実施形態の１つである。また、そのようなプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体も、本発明の実施形態の１つである。

本発明の実施形態による３次元撮影装置を適用した複眼カメラの内部構成を示す概略ブロック図 撮影部の構成を示す図 本実施形態においてズームアップ時に行われる処理を示すフローチャート ズームアップ時における撮影部２１Ａ，２１Ｂのズームレンズ１１Ａ，１１Ｂの駆動、並びに第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２の表示画角の状態を示す図 本実施形態においてズームアウト時に行われる処理を示すフローチャート ズームアウト時における撮影部２１Ａ，２１Ｂのズームレンズ１１Ａ，１１Ｂの駆動、並びに第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２の表示画角の状態を示す図 本実施形態においてズームアウト時に行われる他の処理を示すフローチャート（その１） 本実施形態においてズームアウト時に行われる他の処理を示すフローチャート（その２） ズームアウト時における撮影部２１Ａ，２１Ｂのズームレンズ１１Ａ，１１Ｂの駆動、並びに第１および第２の画像Ｇ１，Ｇ２の表示画角の状態を示す図 撮影部２１Ａのズームアップ処理のフローチャート 撮影部２１Ｂのズームアップ処理のフローチャート

符号の説明

１ 複眼カメラ
２１Ａ，２１Ｂ 撮影部
２２ 撮影制御部
２８ 表示制御部
３０ ３次元処理部
３１ ズーム制御部

Claims (6)

1. 互いに異なる位置において被写体を撮影することにより、視差を有する複数の画像を取得する、光学ズーム機構を有する複数の撮影手段と、
   前記複数の画像に対して３次元表示のための３次元処理を行う３次元処理手段と、
   前記複数の画像の３次元表示を少なくとも行う表示手段と、
   前記３次元表示時のズーム倍率を変更する操作を行うズーム操作手段と、
   前記ズーム操作手段が操作されると、前記複数の撮影手段の光学ズーム機構を順次駆動して、該複数の撮影手段のズーム倍率を同一のズーム倍率となるよう順次変更し、該ズーム倍率の変更中、前記複数の画像の前記表示手段への表示画角が一致するように前記複数の画像のうちの少なくとも１つの画像の拡大率を変更するズーム制御手段とを備えたことを特徴とする３次元撮影装置。
2. 前記ズーム制御手段は、前記ズーム操作手段に対してズームアップ操作がなされると、前記複数の撮影手段のうちの一の撮影手段の光学ズーム機構を駆動して該一の撮影手段のズーム倍率を変更するとともに、前記一の撮影手段以外の他の撮影手段が取得した他の画像の前記表示手段への表示画角が前記一の撮影手段の撮影画角と一致するように、前記他の画像の拡大率を変更し、前記ズーム操作手段の操作が停止されると、前記一の撮影手段の光学ズーム機構の駆動を停止し、前記他の撮影手段の光学ズーム機構を、前記一の撮影手段のズーム倍率と一致させるように順次駆動するとともに、該他の撮影手段のズーム倍率の変更に応じて、前記他の画像の前記表示手段への表示画角が、前記一の撮影手段の撮影画角と一致するよう、該他の画像の拡大率を順次変更する手段であることを特徴とする請求項１記載の３次元撮影装置。
3. 前記ズーム制御手段は、前記ズーム操作手段に対してズームアウト操作がなされると、前記複数の撮影手段のうちの一の撮影手段以外の他の撮影手段の光学ズーム機構を順次駆動して、該他の撮影手段のズーム倍率を最低倍率に順次変更するとともに、前記他の撮影手段が取得した他の画像の前記表示手段への表示画角が、前記一の撮影手段の撮影画角と一致するよう該他の画像の拡大率を順次変更し、その後、前記一の撮影手段の光学ズーム機構を駆動して該一の撮影手段のズーム倍率を変更するとともに、前記他の画像の前記表示手段への表示画角が前記一の撮影手段の撮影画角と一致するように前記他の画像の拡大率を変更し、前記ズーム操作手段の操作が停止されると、前記一の撮影手段の光学ズーム機構の駆動を停止し、前記他の撮影手段の光学ズーム機構を、前記一の撮影手段のズーム倍率と一致させるように順次駆動するとともに、該他の撮影手段のズーム倍率の変更に応じて、前記他の画像の前記表示手段への表示画角が前記一の撮影手段の撮影画角と一致するように、該他の画像の拡大率を順次変更する手段であることを特徴とする請求項１記載の３次元撮影装置。
4. 前記ズーム制御手段は、前記ズーム操作手段に対してズームアウト操作がなされると、前記複数の撮影手段の光学ズーム機構を所定量ずつ順次駆動するとともに、前記複数の画像の前記表示手段への表示画角が、互いに一致しつつ、前記光学ズーム機構の駆動による前記複数の撮影手段の撮影画角の変更よりも遅れて変更されるよう、前記複数の画像のうちの少なくとも１つの画像の拡大率を変更し、前記ズーム操作手段の操作が停止されると、前記複数の画像の前記表示手段への表示画角と前記複数の撮影手段の撮影画角とが一致するように、前記複数の撮影手段の光学ズーム機構を順次駆動する手段であることを特徴とする請求項１記載の３次元撮影装置。
5. 互いに異なる位置において被写体を撮影することにより、視差を有する複数の画像を取得する、光学ズーム機構を有する複数の撮影手段と、
   前記複数の画像に対して３次元表示のための３次元処理を行う３次元処理手段と、
   前記複数の画像の３次元表示を少なくとも行う表示手段と、
   前記３次元表示時のズーム倍率を変更する操作を行うズーム操作手段とを備えた３次元撮影装置における３次元撮影方法であって、
   前記ズーム操作手段が操作されると、前記複数の撮影手段の光学ズーム機構を順次駆動して、該複数の撮影手段のズーム倍率を同一のズーム倍率となるよう順次変更し、
   該ズーム倍率の変更中、前記複数の画像の前記表示手段への表示画角が一致するように前記複数の画像のうちの少なくとも１つの画像の拡大率を変更することを特徴とする３次元撮影方法。
6. 互いに異なる位置において被写体を撮影することにより、視差を有する複数の画像を取得する、光学ズーム機構を有する複数の撮影手段と、
   前記複数の画像に対して３次元表示のための３次元処理を行う３次元処理手段と、
   前記複数の画像の３次元表示を少なくとも行う表示手段と、
   前記３次元表示時のズーム倍率を変更する操作を行うズーム操作手段とを備えた３次元撮影装置における３次元撮影方法をコンピュータに実行させるためのプログラムであって、
   前記ズーム操作手段が操作されると、前記複数の撮影手段の光学ズーム機構を順次駆動して、該複数の撮影手段のズーム倍率を同一のズーム倍率となるよう順次変更する手順と、
   該ズーム倍率の変更中、前記複数の画像の前記表示手段への表示画角が一致するように前記複数の画像のうちの少なくとも１つの画像の拡大率を変更する手順とをコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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