JP5987270B2 - 立体画像を表示可能なカメラ - Google Patents

Description

本発明は、立体画像を表示可能なカメラに関し、特に、２次元画像と立体画像の切替に関する。

立体画像を表示可能なデジタルカメラでは、２つの撮像ユニットが両眼視差に応じた距離間隔だけ離れて設けられており、被写体を同時に撮影して左目用画像、右目用画像を記録する。そして、視差分割方式に従って立体表示する、すなわち、左目用撮影画像と右目用撮影画像を交互に表示することによって、奥行きある画像を裸眼で視認することができる。

このような３Ｄ画像表示機能を備えるカメラでは、立体画像と１つの撮像ユニットを使った撮影による画像（ここでは、平面画像という）の両方を撮影、記録することが可能である。立体画像の撮影モードでは２つの撮像ユニット両方を使用して左目用画像、右目用画像を記録する一方、通常画像撮影モードでは、一方の撮像ユニットを使って撮影する（特許文献１参照）。

一方、立体画像を表示可能な表示装置においても、通常の平面画像と立体画像の表示を切り替えることができる。ユーザによって選択された画像が立体画像の場合、視差分割方式によって左目用画像、右目用画像を交互に表示し、平面画像の場合、１フレーム分の画像をそのまま画面に表示する（特許文献２参照）。

特開平８−３１７４２５号公報 特開２０１０−１７１７３０号公報

両眼視差を利用する立体画像は、画像の横方向に沿って左目用画像、右目用画像を交互に配列させた画像であり、画像を縦表示すると立体視できない。しかしながら、一度立体表示に設定されると、カメラを縦位置にして撮影しても立体表示されてしまい、干渉縞のある視認困難な画像になる。

したがって、カメラの表示部に立体画像を表示する場合、立体視できない不必要な立体表示を防ぐことが求められる。

本発明のカメラは、被写体像を、平面表示により平面画像として、もしくは、立体表示により立体画像としてカメラに設けられた表示部に表示する表示手段と、カメラの姿勢を傾きとして検出する姿勢検出手段とを備える。カメラとして、例えば、スルー画像表示、静止画像、動画像の記録および表示可能なデジタルカメラ、ムービーカメラなどが適用可能である。

ここでの「立体表示」は、左目用画像と右目用画像を画面横方向に沿って交互に並べて表示し、両眼視差を利用して奥行きある立体画像を表示することを示す。また、「平面表示」は、両眼視差のある画像ではなく、左目、右目両方に同じ画像を見せる画像であることを意味する。

立体表示機能を備えたカメラとして、例えば、両眼視差に応じた距離間隔だけ離れて配置され、撮影時にそれぞれ画像信号を出力する１対の撮像ユニットと、１対の撮像ユニットから出力される画像信号に基づき、左目用画像および右目用画像を生成する画像信号処理手段が備えられる。この場合、表示手段は、撮影モードにおいて、生成された左目用画像と右目用画像から成る立体画像を、スルー画像、すなわち画像記録前にカメラが捉える動画像として表示することが可能である。

本発明では、表示手段が、被写体像が立体表示されているときにカメラの傾斜角度が所定角度を超える場合、立体表示から平面表示に切り替えて被写体像を平面画像として表示する。傾斜角度は、カメラの水平姿勢（あるいは垂直姿勢）からの傾きを表す。立体表示から平面表示に切り替えるとき、例えば表示手段は、立体画像の左目用画像もしくは右目用画像の一方だけに基づいて平面画像を表示することが可能である。

カメラの姿勢が水平状態から傾き、立体視困難な姿勢である場合、立体視できない視認困難な立体画像が表示されず、カメラ表示部では、画像内容が確認可能な平面画像が表示される。例えば、表示手段が、撮影モードにおいて、生成された左目用画像と右目用画像から立体画像をスルー画像として表示する場合、立体視可能な立体像だけを視認するため、構図、被写体追尾を撮影時に用意に行なうことが可能となる。

立体表示と平面表示を切り替える傾き角度については、例えば、カメラの姿勢が立体視可能な水平からの許容傾斜範囲の上限となる許容最大角度を設定してもよい。一方、カメラを縦位置にして人物、風景を撮影することが多いことから、カメラが縦位置にある場合、立体表示から平面表示に切り替えることによって被写体像を平面画像として表示するのがよい。この場合の縦位置は、厳密に９０度に傾いている状態だけでなく、撮影時にほぼ縦位置と認められる範囲も含まれる。

カメラを縦位置にして撮影した場合、記録した左目用画像、右目用画像を使って立体画像を表示しても、ユーザが立体的に視認することはできない。したがって、スルー画像表示を経て撮影するような場合、撮影操作（レリーズボタン操作など）に応じて被写体像を記録する記録手段は、撮影操作のときに表示されていた被写体像を記録すればよい。例えば、カメラが縦位置の場合、平面画像が記録される。

本発明の他の局面におけるカメラのプログラムは、カメラを、被写体像を、平面表示により平面画像として、もしくは、立体表示により立体画像としてカメラ表示部に表示する表示手段と、カメラの姿勢を検出する姿勢検出手段として機能させるプログラムであって、被写体像が立体表示されているときにカメラの傾斜角度が所定角度を超える場合、立体表示から平面表示に切り替えて被写体像を平面画像として表示するように、表示手段として機能させることを特徴とする。

本発明の他の局面におけるカメラは、被写体像を、平面表示により平面画像として、もしくは、立体表示により立体画像として表示部に表示する表示手段と、カメラの姿勢を検出する姿勢検出手段とを備え、表示手段が、カメラの姿勢変化に応じて、立体表示と平面表示との間で表示切替可能であることを特徴とする。

本発明の他の局面におけるカメラは、両眼視差に応じた距離間隔だけ離れて配置された１対の撮像ユニットと、撮影操作に応じて、１対の撮像ユニットから出力される画像信号に基づき、左目用画像および右目用画像を生成し、記録する画像処理手段と、カメラの姿勢を検出する姿勢検出手段とを備え、画像処理手段が、撮影操作のときにカメラの傾斜角度が所定角度を超える場合、左目用画像および右目用画像のいずれか一方に基づいて平面画像を生成し、メモリなどへ記録する。

例えば、左目用画像および右目用画像の一方を隣に並べて表示し、あるいは、左目用画像および右目用画像の一方を、補間処理等により１フレーム分の画像として生成し、記録することが可能である。

このような構成により、撮影後に再生モードなどで記録画像を表示する場合、縦位置撮影による画像は立体画像データではなく、平面画像データとして記録されているため、不必要な立体表示が行なわれない。

本発明の他の局面におけるカメラのプログラムは、カメラを、撮影操作に応じて、両眼視差に応じた距離間隔だけ離れて配置された１対の撮像ユニットから出力される画像信号に基づき、左目用画像および右目用画像を生成し、記録する画像処理手段と、カメラの姿勢を検出する姿勢検出手段として機能させるプログラムであって、撮影操作のときにカメラの傾斜角度が所定角度を超える場合、左目用画像および右目用画像のいずれか一方に基づいて平面画像を生成し、記録するように、画像処理手段として機能させることを特徴とする。

本発明の他の局面におけるカメラは、両眼視差に応じた距離間隔だけ離れて配置された１対の撮像ユニットと、１対の撮像ユニットから出力される画像信号に基づいて左目用画像および右目用画像を生成し、もしくは、いずれか一方の撮像ユニットからの画像信号に基づいて平面画像を生成し、記録する画像処理手段とを備え、画像処理手段が、撮影操作時のカメラの姿勢に応じて、左目用および右目用画像の生成と平面画像生成とを切り替え可能である。

本発明によれば、立体視可能な被写体像だけを立体画像としてユーザに視認させることができる。

第１の実施形態であるデジタルカメラの後方から見た斜視図である。 デジタルカメラの正面図である。 デジタルカメラのブロック図である。 ＬＣＤの内部構成を模式的に示した図である。 撮影動作処理を示したフローチャートである。 カメラ姿勢検出処理のフローチャートである。 第２の実施形態における撮影動作処理を示したフローチャートである。 再生表示処理を示したフローチャートである。

以下では、図面を参照して本実施形態であるデジタルカメラについて説明する。

図１は、第１の実施形態であるデジタルカメラの後方から見た斜視図である。図２は、デジタルカメラの正面図である。

デジタルカメラ１０は、３Ｄ画像（立体画像）を記録、表示可能なカメラであり、レンズ鏡筒１２には、１対の撮影レンズ１２Ｒ、１２Ｌが設けられている。カメラ背面に設けられた表示部２０は、視差バリア方式に基づく立体表示可能なＬＣＤで構成されており、立体表示および通常の２Ｄ画像（以下では、平面画像という）の表示（平面表示）のいずれかを行なう。

モードボタン１６は、撮影モード、再生モードなどモードを切り替えるための操作ボタンであり、メイン電源ボタン（図示せず）がＯＮになると撮影モードが設定される。撮影モードでは、１対の撮影レンズ１２Ｒ、１２Ｌを使った立体画像撮影モードと、１つの撮影レンズを使った平面画像撮影モードが選択可能である。

立体画像撮影モードの場合、撮影操作としてレリーズボタン１４の半押し操作、全押し操作により、スルー画像が表示部２０に表示され、立体画像が記録される。再生モードでは、立体画像表示モードと、通常画像（以下では、平面表示という）表示モードを設定することが可能であり、立体画像表示モードの場合、十字ボタン（図示せず）によってユーザに選択された記録画像が、立体表示により立体画像として表示される。

デジタルカメラ１０内部には、カメラの水平姿勢からの左右方向に対する傾き角度を検知することによってカメラ姿勢を検知する傾斜センサ１８Ａ、１８Ｂが設けられている。傾斜センサ１８Ａはカメラ姿勢の縦位置を検出するセンサであり、傾斜センサ１８Ｂはカメラの水平姿勢（横位置）を検知する。

図３は、デジタルカメラのブロック図である。図４は、ＬＣＤの内部構成を模式的に示した図である。

制御回路３０は、カメラ動作を制御し、レリーズボタン１４、モードボタン１６に対する操作に従って一連の撮影動作処理、再生表示処理等を実行する。制御回路３０に設けられたＲＯＭ（図示せず）には、カメラ動作に関する制御プログラムが、あらかじめ格納されている。

撮影レンズ１２Ｌ、ＣＣＤ１３Ｌおよび撮影レンズ１２Ｒ、ＣＣＤ１３Ｒは、それぞれ撮像ユニットとして構成される。立体画像撮影モードが設定されると、ＣＣＤ１３Ｌ、ＣＣＤ１３Ｒでは、それぞれ１フィールド分の画像信号が所定時間間隔（例えば１／６０秒間隔）で順次出力される。

画像信号処理回路３１では、ＣＣＤ１３Ｌ、１３Ｒからそれぞれ読み出される画像信号に対し、ホワイトバランス調整処理、色変換処理などが別々に施される。これにより、左目用画像データ、右目用画像データが生成される。

表示回路２２Ｌ、２２Ｒは、生成された左目用画像データ、右目用画像データに基づいてＬＣＤ２０を駆動し、立体表示を行なう。すなわち、左目用画像、右目用画像を交互に順に並べて表示させる。図４に示すように、ＬＣＤ２０は、バックライト２０Ａ、スイッチ液晶部２０Ｂ、そしてＴＦＴ液晶部２０Ｃを備え、所定間隔で液晶素子が画面横方向に沿って配置されるスイッチ液晶部２０ＢをＯＮ／ＯＦＦ制御することにより、光の進行方向を変更する。

スイッチ液晶部２０ＢをＯＮにすると、左目には左目用画像の光、右目には右目用画像の光だけが届く。異なる画像の光を左右の目別々に届けることにより、ユーザは両眼視差によって奥行きを感じ、スルー画像（動画像）としての被写体像は裸眼で立体視可能となる。

レリーズボタン１４が半押しされると、ＡＥ部３５、ＡＦ部３６によって測光検出、露出演算、絞り調整、そして焦点調整動作が行なわれる。そして、レリーズボタン１４が全押しされるとシャッタ（図示せず）の開閉動作によって１フレーム分の画像信号がＣＣＤ１３Ｌ、１３Ｒから読み出され、左目、右目用静止画像データが生成される。生成された静止画像データは、記録メモリ３２に記録される。

再生モードが設定されると、ユーザによって選択された立体画像、すなわち、左目、右目用静止画像データが読み出される。そして、表示回路２２Ｒ、２２Ｌによって左目用画像、右目用画像がＬＣＤ２０で交互に配列表示される。

一方、平面画像撮影モードが設定された場合、２つのＣＣＤ１３Ｌ、１３Ｒのうち一方のＣＣＤ１３Ｒから読み出される画像信号に基づき、平面画像がスルー画像として表示される。このとき、補間処理などを施すことにより、表示部２０の画面サイズに応じた１フレーム分のスルー画像が画像信号処理回路３１において生成される。また、２Ｄ画像が静止画像データとして生成され、記録メモリ３２に記録される。再生表示モードでは、記録された２Ｄ画像が表示される。

また、スルー画像表示の間にデジタルカメラ１０の姿勢が縦位置に変更されると、表示回路２０ＲだけがＬＣＤ２０を駆動し、通常表示によって平面画像を表示する。具体的には、右目用画像をそのまま表示する一方、左目用画像の代わりに右目用画像データを隣に並べて表示する。これにより、両眼視差と関係ない平面画像が表示される。

図５は、撮影動作処理を示したフローチャートである。図６は、図５のステップＳ１０７のサブルーチンであり、カメラ姿勢検出処理のフローチャートである。ここでは、立体画像撮影モードが設定されている。

レリーズボタン１４が半押しされると、測光演算、焦点調整、絞り調整が行われる（Ｓ１０１〜Ｓ１０４）。そして、ＣＣＤ１３Ｌ、１３Ｒからそれぞれ画像信号が出力され、右目用画像、左目用画像が生成される（Ｓ１０５、Ｓ１０６）。

ステップＳ１０７では、姿勢センサ１８Ａ、１８Ｂによってカメラの姿勢が検出される。図５に示すように、姿勢センサ１８Ａによって、カメラが水平姿勢から所定閾値角度以上（例えば、３０度以上）傾いていることが検出されると、カメラの姿勢が縦位置であると判断される。カメラの傾きが閾値角度より小さい場合、カメラの姿勢は縦位置ではないと判断される（Ｓ２０１〜Ｓ２０６）。

カメラの姿勢が縦位置ではないと判断されると、生成された左目用画像、右目用画像に基づいてスルー画像が立体画像として表示される（Ｓ１０８、Ｓ１０９、Ｓ１１０）。一方、カメラの姿勢が縦位置もしくはそれに準ずる位置に該当すると判断された場合、上述した右目用画像を隣り合わせに並べる平面表示に切り替えることにより、平面画像が表示部２０に表示される（Ｓ１０８、Ｓ１１１、Ｓ１１２）。このとき、スイッチ液晶部２０ＢはＯＦＦに設定される。

画像記録のためレリーズボタン１４が全押しされると、画像記録動作処理が行われる（Ｓ１１３、Ｓ１１４）。このとき表示部２０に表示されている画像が記録メモリ３２に記録される。カメラ縦位置の場合には平面画像が記録され、そうでない場合には立体画像が記録される。

以上のように本実施形態によれば、３Ｄ画像表示可能なカメラにおいて、カメラの姿勢を検知する姿勢センサ１８Ａ、１８Ｂが備えられる。スルー画像を立体画像として表示部２０に表示する立体画像撮影モードにおいて、カメラが縦位置になると、立体表示から平面表示に切り替え、ＣＣＤ１３Ｒから読み出される画像信号に基づいて２Ｄ画像（平面画像）を表示する。そして、カメラが縦位置姿勢でレリーズボタン１４が全押しされると、そのときの表示方式に従った画像、すなわち平面画像を記録メモリ３２に記録する。

立体表示できないカメラ姿勢の場合には２Ｄ画像を表示するため、ユーザは画像内容を正確に確認することができる。撮影操作時のカメラ姿勢に合わせて立体画像もしくは平面画像が記録されるため、縦位置撮影による記録画像を再生表示するときも、２Ｄ画像として表示され、立体視できないのに３Ｄ画像を再生表示することがない。

次に、図７、８を用いて、第２の実施形態であるデジタルカメラについて説明する。第２の実施形態では、スルー画像の表示形式に合わせて画像を記録するのではなく、撮影時のカメラ姿勢に基づいて立体画像もしくは平面画像を記録する。

図７は、第２の実施形態における撮影動作処理を示したフローチャートである。

ステップＳ３０１〜Ｓ３０７では、図５に示したＳ１０１〜Ｓ１０７と同様の処理が行われる。ただし、第２の実施形態のカメラには、ＣＣＤ１３Ｒから読み出される画像信号に基づく平面画像が、スルー画像として表示される。

レリーズボタン１４が全押しされたときにカメラが縦位置にある場合、ＣＣＤ１３Ｒから読み出される画像信号だけに基づいて、１フレーム分の静止画像が生成され、記録される。一方、カメラがレリーズボタン全押し操作のとき縦位置でない場合、ＣＣＤ１３Ｌ、ＣＣＤ１３Ｒから読み出される画像信号に基づいて左目用画像、右目用画像が生成される（Ｓ３０８〜Ｓ３１２）。

図８は、再生表示処理を示したフローチャートである。

ユーザによって再生表示する画像が選択されると、選択された記録画像データが立体画像として記録されているか否かが判断される（Ｓ４０１、Ｓ４０２）。平面画像データである場合、補間処理などにより表示部２０の画面サイズに合わせた解像度の平面画像が表示される（Ｓ４０４）。一方、立体画像データの場合、立体画像が表示される（Ｓ４０３）。再生モードが切り替えられるまで（Ｓ４０５）、ステップＳ４０１〜Ｓ４０５が繰り返し行なわれる。

このように第２の実施形態においても、立体視できないカメラ縦位置撮影によって記録される画像については、平面画像として生成され、記録される。また、再生モードでは、第１の実施形態と異なり、右目用画像を隣り合わせて画面横方向に順次並べるのでなく、画面サイズのフレーム画像として記録されるため、より自然な２Ｄ画像を表示させることができる。

なお、カメラの縦位置検出については、傾き検出センサ以外の構成によってもよい。また、両眼視差ができる傾き範囲の上限角度を超えると、立体表示から平面表示、もしくは、立体画像撮影から平面画像撮影に切り替えても良い。また、平面画像を生成するとき、右目用画像の代わりに左目用画像から生成してもよい。

１０ デジタルカメラ
１２Ｌ、１２Ｒ 撮影レンズ
１３Ｌ、１３Ｒ ＣＣＤ
１８Ａ、１８Ｂ 傾斜センサ
２０ ＬＣＤ（表示部）
２０Ｂ スイッチ液晶部
２０Ｌ、２０Ｒ 表示回路
３０ 制御回路
３１ 画像信号処理回路

Claims (6)

1. 両眼視差に応じた距離間隔だけ離れて配置される１対の撮像ユニットと、
   前記１対の撮像ユニットから出力される画像信号に基づき、左目用画像および右目用画像を生成する画像生成手段と、
   被写体像を、平面表示により平面画像として、もしくは、立体表示により立体画像としてカメラ表示部に表示する表示手段と、
   カメラの姿勢を傾きとして検出する姿勢検出手段とを備え、
   前記表示手段が、左目用画像に基づいて前記カメラ表示部を駆動する第１の表示回路と、右目用画像に基づいて前記カメラ表示部を駆動する第２の表示回路とを有し、
   前記第１の表示回路および前記第２の表示回路がそれぞれ前記カメラ表示部を駆動することによって、立体画像を、画像記録前にカメラが捉えるスルー画像として表示し、
   被写体像が立体表示されているときにカメラの傾斜角度が所定角度を超える場合、前記第１の表示回路および前記第２の表示回路のうち一方の表示回路が前記カメラ表示部を駆動することによって、立体表示から平面表示に切り替えて平面画像をスルー画像として表示することを特徴とするカメラ。
2. 前記表示手段が、カメラ姿勢が縦位置である場合、立体表示から平面表示に切り替えることによって被写体像を平面画像として表示することを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
3. 撮影操作に応じて被写体像を記録する記録手段とをさらに備え、
   前記記録手段が、撮影操作のときに表示されていた被写体像を記録することを特徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載のカメラ。
4. 前記表示手段が、カメラ姿勢が立体表示可能な水平からの許容傾斜範囲の上限である許容最大角度を超えた場合、立体表示から平面表示に切り替えることを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
5. カメラを、
   両眼視差に応じた距離間隔だけ離れて配置される１対の撮像ユニットから出力される画像信号に基づき、左目用画像および右目用画像を生成する画像生成手段と、
   被写体像を、平面表示により平面画像として、もしくは、立体表示により立体画像としてカメラ表示部に表示する表示手段と、
   カメラの姿勢を傾きとして検出する姿勢検出手段として機能させるプログラムであって、
   左目用画像に基づいて前記カメラ表示部を駆動する第１の表示回路と、右目用画像に基づいて前記カメラ表示部を駆動する第２の表示回路とを駆動制御することによって、立体画像を、画像記録前にカメラが捉えるスルー画像として表示するように、前記表示手段として機能させ、
   被写体像が立体表示されているときにカメラの傾斜角度が所定角度を超える場合、前記第１の表示回路および前記第２の表示回路のうち一方の表示回路で前記カメラ表示部を駆動させることによって、立体表示から平面表示に切り替えて被写体像を平面画像として表示するように、前記表示手段として機能させることを特徴とするプログラム。
6. 前記表示部が、立体表示を行うとき、左目用画像と右目用画像を画面横方向に沿って交互に順に並べることによって立体表示を行い、
   前記表示部が、平面表示を行うとき、左目用画像および右目用画像の一方の画像をそのまま表示する一方、他方の画像の代わりに一方の画像を隣に並べて表示することを特徴とする請求項１に記載のカメラ。

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