JP5875268B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、デジタルカメラ等の撮像装置に関し、特に３Ｄ写真を撮影するための機能を具えた撮像装置に関するものである。

近年、ハリウッド映画を中心として専用のメガネを用いることで映像を立体的に見せるいわゆる３Ｄ映画が多く公開されるようになってきた。それに応じ、家庭用テレビにおいても３Ｄ画像の表示に対応したものが普及しつつある。３Ｄ表示に対応したテレビが一般家庭に普及するにつれ、ユーザ自身が３Ｄ画像を簡単に撮影することが可能な家庭用のビデオカメラやデジタルカメラの要求が高まっている。

人間が視覚情報から立体感を感じるのは、人間の両目の間隔が数センチメートル離れているため、ある対象物体を見た時に視方向の差、いわゆる視差があり、この視差を無意識のうちに立体と認識するためである。

３Ｄ画像の表示は、この両目の視差に相当する２枚の画像を準備し、それぞれの画像を右目、および左目に独立して入光させることで実現させている。具体的には電子シャッタや偏光板を用いた専用のメガネを使用したり、あるいは、表示パネルの前面にそれぞれの画素に対応した微小なレンズ群（レンチキュラーレンズ）を配置することで対応している。

視差のある２枚の画像を得る方法の一つに、光学レンズを含めた撮像系を２組用いて右目用画像と左目用画像を同時に撮影する方式がある。この方式は一度の撮影で３Ｄ用の２枚の画像が得られるという利点があり動画の撮影にも対応可能だが、撮像系を２組用いるため撮像装置が大型化し、また製品コストも高くなってしまうという課題がある。

視差のある２枚の画像を得るその他の方法として、通常の単眼カメラを用いてカメラの位置を変えながら２回撮影する方式がある。この方式では同一の被写体を２回に分けて撮影するため被写体は静物に限られる。しかし、光学レンズを含む撮像系は１組あればよいため撮像装置を小型、安価に構成できるという利点がある。よって小型のデジタルカメラにおける３Ｄ撮影機能の実現にはこの方式が適している。

例えば、特許文献１では雲台に具えたレールに沿ってカメラを移動させることによって単眼カメラで視差のある２枚の画像を撮影する方法が開示されている。

特許文献２では、別々に撮影した画像が左目用画像であるのか右目用画像であるのかを識別させるための方法が開示されている。

特開２００３−１４０２７９号公報 特開２００４−２６６８６２号公報

単眼カメラを用いて３Ｄ撮影をするためにカメラの位置を変えながら２回撮影を行う場合、人間の両目の間隔分だけカメラを平行移動させる必要がある。しかし、実際にカメラをどれだけ移動させれば良いのかが撮影者にはわかりにくいという課題があった。

また、上述の特許文献１に開示された従来技術では、カメラを移動させるためのレールが必要であり撮影システムが大型化してしまう。

また、上述の参考文献２に開示された従来技術では、左目用画像を撮影するのか右目用画像を撮影するのかを識別するスイッチを設け、撮影者が撮影時にそれを操作しなければならないという煩わしさがある。

そこで本発明の目的は、位置決めのためのレール等を用いることなく簡単な構成で３Ｄ表示用の２枚の画像を撮影することが可能な撮像装置を提供することである。

さらに、撮影者に特別な操作を意識させることなく、撮影した画像が左目用画像か右目用画像かの識別信号を付加することが可能な撮像装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、３Ｄ撮影モードを設定することができる設定手段を備える撮像装置であって、前記撮像装置が正姿勢となっているか、上下反転姿勢となっているかを検出する検出手段と、第１のレリーズ手段と、前記撮像装置本体を前記上下反転姿勢としたときに、前記第１のレリーズ手段と同じ位置に配置される第２のレリーズ手段と、を備え、前記設定手段によって前記３Ｄ撮影モードが設定され、かつ前記検出手段によって前記撮像装置が前記正姿勢となっていることが検出される場合には、前記第１のレリーズ手段を有効にするとともに、前記第２のレリーズ手段を無効にし、前記設定手段によって前記３Ｄ撮影モードが設定され、かつ前記検出手段によって前記撮像装置が前記上下反転姿勢となっていることが検出される場合には、前記第２のレリーズ手段を有効にするとともに、前記第１のレリーズ手段を無効にすることを特徴とする。

本発明によれば、位置決めのためのレール等を用いることなく、簡単な構成で３Ｄ表示用の２枚の画像を撮影することが可能な撮像装置を提供することができる。

本発明における撮像光学系の配置の特徴を示す図 本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の基本構成を示すブロック図 本発明の第２の実施形態に係る撮像装置の基本構成を示すブロック図 本発明における撮像光学系とシャッターボタン配置の特徴を示す図 本発明における撮影方法の特徴を示す図 本発明における画像表示装置の配置の特徴を示す図 本発明の実施形態の動作処理のフローチャート 従来例の基本構成を示すブロック図

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

［実施例１］
以下、図１、図２を参照して、本発明の第１の実施例によるデジタルスチルカメラ(以下単にカメラともいう)について説明する。

図１は、本発明におけるカメラの撮像光学系の配置の特徴を示す図である。

図２は、本発明の第１の実施形態にかかわるカメラの基本構成を示すブロック図である。

第１実施形態のカメラは、図１にて垂直方向は撮像装置本体の中心線上、水平方向は中心線から人間の平均的眼幅の略１／２左右方向のいずれかにずらして配置した撮像レンズを具えている。また図２にて、撮像光学系１、センサ２、カメラ信号処理回路３、レンズ駆動回路４、記録再生信号処理回路５、画像表示装置６、記録媒体７、上下左右反転処理回路８、切り替えスイッチ９、シャッターボタン１０、マイコン１１、メモリ１２、上下反転検出器１３、２Ｄ／３Ｄモード選択スイッチ１４を具えている。

撮像光学系１は、センサ２上に被写体像を結像する。撮像光学系１はレンズ駆動回路４によりその一部または全部を光軸に沿って移動することにより、被写体像の焦点位置やズーム倍率を調節する。

センサ２は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサまたはＣＭＯＳ(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサを用いて被写体像を光電変換して映像信号とし、これをカメラ信号処理回路３へ伝える撮像部である。

カメラ信号処理回路３は、映像信号を画像処理し、記録再生信号処理回路５へ送る。

記録再生信号処理回路５は、映像信号を記録信号処理し、記録媒体７へ送る。これと同時に、映像信号は画像表示装置６へ送られる。

画像表示装置６はＬＣＤ(Liquid Crystal Display)や有機ＥＬ（Electro Luminescence）を用いて、映像信号を被写体画像に変換して表示する。

記録媒体７はＳＤカード等のメモリカードであり、記録映像信号処理された映像信号を記録する。

記録再生信号処理回路５には上下左右反転処理回路８と切り替えスイッチ９を具える。切り替えスイッチ９の動作については後述する。

マイコン１１は、本カメラ全体の動作を統括的に制御する制御部であり、切り替えスイッチ９の制御も行う。

シャッターボタン１０は被写体画像を取り込む時に撮影者が操作し、シャッターボタン１０が押されたか否かはマイコン１１にて判断する。

上下反転検出器１３は、カメラ本体が正姿勢であるのか上下反転された姿勢にあるのかを検出し、その検出結果をマイコン１１に供給する。

２Ｄ／３Ｄモード選択スイッチ１４は、２Ｄ用の写真を撮影するのか３Ｄ用の写真を撮影するのかを撮影者が選択するためのスイッチであり、その選択結果はマイコン１１に供給される。

メモリ１２はマイコン１１の制御ファームや本カメラの各種機能の設定値等を記憶するための記憶装置である。

２Ｄ／３Ｄモード選択スイッチ１４にて２Ｄモードが選択されたとき、マイコン１１は切り替えスイッチ９を映像信号が上下左右反転処理回路８を通過しない側へ切り替える。よって映像信号は上下左右反転されない通常の状態で記録媒体７に記録される。

２Ｄ／３Ｄモード選択スイッチ１４にて３Ｄモードが選択されたとき、マイコン１１はまず切り替えスイッチ９を映像信号が上下左右反転処理回路８を通過しない側に切り替える。撮影者は、本カメラを正姿勢に構え１枚目の写真を撮影する。このとき映像信号は上下左右反転されないまま記録媒体７に記録される。

次に撮影者はカメラ本体を上下反転させて構え２枚目の写真を撮影する。このとき、上下反転検出器１３にて本カメラが上下反転された姿勢にあることを検出し、検出結果をマイコン１１に供給する。マイコン１１は上下反転検出器１３の検出結果を受け、切り替えスイッチ９を映像信号が上下左右反転処理回路８を通過する側へ切り替える。映像信号は、上下左右反転処理回路８で上下左右反転処理された後、記録媒体７に記録される。

カメラ本体を上下反転させて撮影したとき、センサ２には正姿勢時での撮影と比較し、上下左右反転された被写体像が結像される。このように上下左右反転された被写体像に対して、前述のように上下左右反転処理回路８を通すことにより、被写体像は正姿勢での撮影と同じ向きで記録媒体７に記録されることになる。

ここで、図１を用いて本発明の特徴であるところの撮像光学系の配置について説明する。

図１（Ａ）に示すように本実施形態の撮像光学系は、垂直方向はデカメラ本体の中心線上に、水平方向は中心線から人間の平均的眼幅（λ）の１／２右方向にずらして配置されている。そのため、本カメラを上下反転させると撮像光学系は平均眼幅λだけ左にずれることになる（図１（Ｂ））。

よって、図１のカメラを用いて正姿勢で撮影すれば左目から見た画角相当の画像が、上下反転させて撮影すれば右目から見た画角相当の画像が得られる。カメラを上下反転させたとき記録される画像が上下左右反転されてしまう問題は、上述のように上下左右反転処理回路８を用いることで解消できる。

以上述べたように本実施形態では、撮影者はカメラ本体を上下反転させるだけで撮影レンズを眼幅分だけ平行移動させることができ、３Ｄ表示に適した視差のある画像を撮影することができる。

［実施例２］
以下、図３、図４および図５を参照して、本発明の第２の実施例によるカメラについて説明する。

図３は、本発明の第２の実施形態にかかわるカメラの基本構成を示すブロック図である。

図４は、本発明におけるカメラの撮像光学系とシャッターボタンの配置の特徴を示す図である。

図５は、本発明における撮影方法の特徴を示す図である。

第２実施形態のカメラは、図３にて、第１の実施形態の構成に加え、さらに、加算器１５、遮断スイッチ１６、切り替えスイッチ１７、第２の上下左右反転処理回路１８、第２のシャッターボタン１９、遮断スイッチ２０、遮断スイッチ２１を具えている。

第２のシャッターボタン１９は、図４に示すようにカメラ本体を上下反転させた時に相対的に第1のシャッターボタン１０と同じ位置となるように配置されている。ゆえに本カメラを上下反転させた時でも、図５に示すように撮影者は撮影姿勢を変えずにシャッターボタンを押すことができる。

図３において遮断スイッチ２０、遮断スイッチ２１はシャッターボタン１０および第２のシャッターボタン１９の機能を無効にするためのスイッチであり、次のように作用する。

２Ｄ/３Ｄモード 選択スイッチ１４にて２Ｄモードが選択されたとき、マイコン１１は遮断スイッチ２０を閉じ、遮断スイッチ２１を開くように切り替える。

２Ｄ/３Ｄモード 選択スイッチ１４にて３Ｄモードが選択され、かつ、上下反転検出器１３にて本カメラが正姿勢にあることを検出したとき、マイコン１１は遮断スイッチ２０を閉じ、遮断スイッチ２１を開くように切り替える。

２Ｄ/３Ｄモード 選択スイッチ１４にて３Ｄモードが選択され、かつ、上下反転検出器１３にて本カメラが上下反転された姿勢にあることを検出したとき、マイコン１１は遮断スイッチ２０を開き、遮断スイッチ２１を閉じるように切り替える。

以上の作用により、該カメラ本体が正姿勢であるか上下反転姿勢であるかにかかわらず、撮影者が本カメラを構えたときに下側に位置するシャッターボタンの機能が無効となる。よって、たとえば本カメラをテーブルの上に置いたときなどにシャッターボタンが不用意に押されて無駄な撮影が行われるということを防ぐことができる。

図３において加算器１５は、カメラ信号処理回路３から出力された被写体の画像と、記録媒体７から出力された記録済みの被写体の画像とを加算し、加算した結果を画像表示装置６に供給する。

ここで、遮断スイッチ１６、選択スイッチ１７、第２の上下左右反転処理回路１８は次のように作用する。

２Ｄ/３Ｄモード 選択スイッチ１４にて２Ｄモードが選択されたとき、マイコン１１は遮断スイッチ１６を開き記録媒体７からの画像を加算器１５に供給しない。

２Ｄ/３Ｄモード 選択スイッチ１４にて３Ｄモードが選択され、かつ、上下反転検出器１３にて本カメラが正姿勢にあることを検出したときも、マイコン１１は遮断スイッチ１６を開き記録媒体７からの画像を加算器１５に供給しない。

よって、（ｉ）、（ｉｉ）のときはカメラ信号処理回路３から出力された画像のみが画像表示装置６に表示される。

２Ｄ/３Ｄモード 選択スイッチ１４にて３Ｄモードが選択され、かつ、上下反転検出器１３にて本カメラが上下反転された姿勢にあることを検出したとき、マイコン１１は遮断スイッチ１６を閉じ、切り替えスイッチ１７を記録媒体７からの映像信号が上下左右反転処理回路１８を通過する側へ切り替える。

単眼カメラを用いて２度撮りを行うことで３Ｄ用画像の撮影を行うとき、画角合わせの補助のために１枚目に撮影した画像とこれから撮影しようとする画像とを重ね合わせたものを画像表示装置６に表示させる場合がある。通常、記録済みの画像を画像表示装置６に表示させた状態でカメラ本体を上下反転させると、本体の回転とともに表示画像も回転してしまう。しかし、本実施例では前述のように上下左右反転処理回路１８にてこの反転を補正するよう処理を行うため、記録媒体７から出力された画像は、カメラ信号処理回路３から出力された画像と同じ向きで画像表示装置６に加算表示させることができる。

なお再生時は、マイコン１１は遮断スイッチ１６を閉じ、切り替えスイッチ１７を映像信号が上下左右反転処理回路１８を通過しない側に切り替える。再生時にはカメラ信号処理回路３からは映像信号が出力されないため、画像表示装置６には記録媒体７からの映像信号のみが表示される。

実施例１、実施例２ともに、３Ｄ撮影モードにてカメラ本体を正位置に構えて撮影したか上下反転した状態で撮影したかによって、撮影された画像が右目用画像であるのか左目用画像であるのかが決まる。そこで撮影時のカメラの姿勢に応じて、撮影された画像が右目用画像であるのか左目用画像であるのかのフラグを、画像データとともに記録媒体に記録する。具体的には、図１（Ａ）のようにレンズ位置が正面向かって右側に配置されている場合、正姿勢で撮影した画像は左目用画像となり、図１（Ｂ）のように上下反転した状態で撮影した画像は右目用画像となる。ここでカメラ本体の姿勢の検出には、上下反転検出器１３の検出結果を用いることができる。

また実施例１、実施例２ともに、３Ｄ撮影モードにて第１の画像を撮影したときのズーム位置、フォーカス位置、シャッタスピード、絞り値、ホワイトバランス等の撮影条件を固定した後、第２の画像を撮影する。

さらに実施例１、実施例２ともに、シャッタ―ボタンとしては図１、図４のようなメカスイッチを用いても良いし、画像表示装置６の表示面に重ねて配置したタッチパネル（図示せず）上にシャッターボタンの機能を持たせても良い。

また、図６に示したように、画像表示装置６をカメラ本体背面の水平方向、垂直方向ともに中央に配置すれば、カメラ本体を上下反転させた場合でも画像表示装置の相対位置が変わらない。よって、撮影者にはカメラ本体を上下反転させたことの違和感がより少なくなる。

上述のように画角をずらして撮影した２枚の画像から画角のばらつきを補正し立体画像を得る方法は種々提案されている。例えば特開２００６−１５７４３２では、２つの画像データの中の特徴点の位置を画像間で比較し、対応する特徴点の位置を一致させるよう画像データに対してシフト処理と、縮小処理または拡大処理の少なくとも１つを実施している。

ここで、画角のばらつき補正方法は本提案の特徴とするところではないので、画角のばらつき補正を他の方法で行ったとしても本提案の効果には影響しない。

図７は、本実施形態のカメラにおける撮影動作処理を示すフローチャートである。

ステップ（以下、Ｓ）１にて撮影動作を開始する。

Ｓ２では、マイコン１１が遮断スイッチ２０を閉じ、遮断スイッチ２１を開くことでシャッターボタン１０の機能を有効化し第２のシャッターボタン１９の機能を無効化する。

Ｓ３では、マイコン１１は２Ｄ／３Ｄモード選択スイッチ１４の選択結果を受け、２Ｄ撮影モードが選択されたと判別したとき、Ｓ４にて２Ｄ用画像の撮影を行う。

Ｓ３にて、マイコン１１が２Ｄ／３Ｄモード選択スイッチ１４の選択結果から３Ｄ撮影モードが選択されたと判別したとき、Ｓ５にて１枚目の撮影を行い、Ｓ６にて撮影結果を記録媒体７に記録する。

Ｓ７では、マイコン１１は１枚目の撮影条件を固定するようレンズ駆動回路４、カメラ信号処理回路３を制御する。

Ｓ８では、画像表示装置６に「本体を反転し２枚目の画像を撮影して下さい」とメッセージを表示する。

Ｓ９では、上下反転検出器１３がカメラ本体の姿勢を判断し、判断結果をマイコン１１に供給する。

Ｓ９にてカメラが上下反転されたと判断したとき、マイコン１１はＳ１０にて、遮断スイッチ２０を開き遮断スイッチ２１を閉じることで、シャッターボタン１０の機能を無効化し第２のシャッターボタン１９の機能を有効化する。

Ｓ９でカメラが上下反転されたと判断されない場合はＳ８にて「本体を反転し２枚目の画像を撮影して下さい」とメッセージを表示し続ける。

Ｓ１１では、２枚目の画像の撮影を行う。

Ｓ１２では、上下左右反転処理回路８にて撮影された画像を上下左右反転処理し、Ｓ１３にて記録媒体７に記録する。

Ｓ１３を行った後は、処理を終了する。なお、撮影動作を続ける場合はＳ２からＳ１３を繰り返すこととなる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１・・・撮像光学系
２・・・センサ
３・・・カメラ信号処理回路
４・・・レンズ駆動回路
５・・・記録再生信号処理回路
６・・・画像表示装置
７・・・記録媒体
８・・・上下左右反転処理回路
９・・・切り替えスイッチ
１０・・・シャッターボタン
１１・・・マイコン
１２・・・メモリ
１３・・・上下反転検出器
１４・・・２Ｄ／３Ｄモード選択スイッチ
１５・・・加算器
１６・・・遮断スイッチ
１７・・・切り替えスイッチ
１８・・・上下左右反転処理回路
１９・・・シャッターボタン
２０・・・遮断スイッチ
２１・・・遮断スイッチ

Claims (5)

1. ３Ｄ撮影モードを設定することができる設定手段を備える撮像装置であって、
   前記撮像装置が正姿勢となっているか、上下反転姿勢となっているかを検出する検出手段と、
   第１のレリーズ手段と、
   前記撮像装置本体を前記上下反転姿勢としたときに、前記第１のレリーズ手段と同じ位置に配置される第２のレリーズ手段と、を備え、
   前記設定手段によって前記３Ｄ撮影モードが設定され、かつ前記検出手段によって前記撮像装置が前記正姿勢となっていることが検出される場合には、前記第１のレリーズ手段を有効にするとともに、前記第２のレリーズ手段を無効にし、
   前記設定手段によって前記３Ｄ撮影モードが設定され、かつ前記検出手段によって前記撮像装置が前記上下反転姿勢となっていることが検出される場合には、前記第２のレリーズ手段を有効にするとともに、前記第１のレリーズ手段を無効にすることを特徴とする撮像装置。
2. 前記撮像レンズによって形成された画像を上下左右反転して記録媒体に記録する記録手段と、を備え、
   前記設定手段によって前記３Ｄ撮影モードが設定され、かつ前記検出手段によって前記撮像装置が前記正姿勢となっていることが検出される場合には、前記記録手段は、前記撮像レンズによって形成された画像を上下左右反転することなく記録媒体に記録し、
   前記設定手段によって前記３Ｄ撮影モードが設定され、かつ前記検出手段によって前記撮像装置が前記上下反転姿勢となっていることが検出される場合には、前記記録手段は、前記撮像レンズによって形成された画像を上下左右反転して記録媒体に記録することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記設定手段によって前記３Ｄ撮影モードが設定されていない場合には、前記第１のレリーズ手段を有効にするとともに、前記第２のレリーズ手段を無効にすることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記設定手段によって前記３Ｄ撮影モードが設定される場合には、前記検出手段によって前記撮像装置が前記正姿勢となっていることが検出される際に第１の画像を撮像し、前記検出手段によって前記撮像装置が前記上下反転姿勢となっていることが検出される際に第２の画像を撮像するものであって、
   前記第１の画像を撮像したときの撮像条件を記憶し、
   記憶した前記撮像条件で前記第２の画像の撮像を行うことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
5. 撮像した画像を表示する画像表示手段と、を備え、
   前記設定手段によって前記３Ｄ撮影モードが設定され、前記第１の画像の撮像を行った後、前記第２の画像の撮像を行う際には、前記画像表示手段が前記第１の画像を上下左右反転させて表示することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。