JPH07110505A - 複眼撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数の撮像装置のそれぞれに適切な露光が行
われる複眼撮像装置を実現すること。 【構成】 複数の撮像手段を有する複眼撮像装置におい
て、各撮像手段にそれぞれ設けられ、露光量を制御する
露光量制御手段と、前記複数の撮像手段により得られた
複数の撮像画像の測光値、または、各撮像画像のそれぞ
れを複数領域に分割したときの各分割画像の測光値に基
づいて各露光量制御手段の露光量を決定する制御装置を
有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は２つ以上の撮像手段を有
する複眼撮像装置に関し、特に、左右両眼視差をもって
立体視のため撮像データを入力するためのカメラ、ある
いは、複数のそれぞれの撮像部から得た画像を合成し
て、画面の縦横比を変えて（アスペクト変換して）、再
生表示するための撮像データを入力するためのカメラ装
置に於ける測光システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】図７は、従来のこの種の複眼撮像装置の
構成を示すブロック図である。

【０００３】図中、７１は全体の動作を制御する制御
部、７２は撮影モードと調整モードを切り替えるスイッ
チ、７３は撮影開始および撮影停止を指示するスイッ
チ、７７Ｒ，７７Ｌのそれぞれは、右側、左側の撮像部
である。図示していないが、ここには、撮像レンズ、絞
り、シャッター、イメージセンサなどが含まれ、ムービ
ーカメラまたはスチルカメラの撮像部と同等なものであ
る。７８Ｒ，７８Ｌのそれぞれは、撮像部７７Ｒ，７７
Ｌで得られた信号のカラー処理などを行うための信号処
理部、７９はそれぞれの撮像部７７Ｒ，７７Ｌで得られ
た信号を磁気テープや磁気ディスクなどに記憶するため
の記録部である。

【０００４】上記のような構成で、仮に点Ｐを撮影する
と、左右それぞれの撮像部より選られた画像は、角度θ
の両眼視差を持ったものとなり、これを再生時に左右そ
れぞれの目で見ることにより立体的な映像が得られる。

【０００５】因に、このときの角度θを輻輳角、２つの
撮像部の間隔Ｌを基線長という。

【０００６】また、このような複眼カメラの輻輳角、ズ
ーム倍率などを制御して、２つの撮像系から得られた画
像を合成して、パノラマ画像を得るシステムも提案され
ている。

【０００７】従来、この様な２つの撮像部を有する撮像
システムの露光量制御は、片方の撮像系（仮にＲとす
る）を通常の単眼のビデオカメラと同様に測光を行い、
このＲの露光量と等しくなるようにもう一方の撮像系
（仮にＬとする）の露光量を制御していた。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の複眼撮像装置には、以下のような問題点があ
る。

【０００９】例えば、パノラマ画像を得る場合を考え
る。即ち、複数のそれぞれの撮像部から得た画像を合成
して、画面の縦横比を変えて（アスペクト変換して）再
生表示する場合、２つの撮像系は、それぞれ、別のシー
ン（被写体）に向けられている。

【００１０】したがって、一方の撮像系で適正な露光で
あっても、他方にとっては、必ずしも適切でないことが
ある。

【００１１】上記のように、露光が適切ではない他方の
撮像系では、画像が露光オーバーで白飛びを起こした
り、反対に露光アンダーで黒く沈み込んだものとなるこ
とがあり、２つの画像を合成しても好ましい画像が得ら
れないという問題点がある。

【００１２】本発明は上述したような従来の技術が有す
る問題点に鑑みてなされたものであって、複数の撮像装
置のそれぞれに適切な露光が行われる複眼撮像装置を実
現することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の複眼撮像装置
は、複数の撮像手段を有する複眼撮像装置において、各
撮像手段にそれぞれ設けられ、露光量を制御する露光量
制御手段と、前記複数の撮像手段により得られた複数の
撮像画像の測光値、または、各撮像画像のそれぞれを複
数領域に分割したときの各分割画像の測光値に基づいて
各露光量制御手段の露光量を決定する制御装置を有す
る。

【００１４】この場合、各撮像手段の輻輳角を変化させ
て、パノラマモードまたは３Ｄモードとして撮像を行わ
せる撮像モード変更手段を有し、制御装置は、現在の撮
像モードに応じて露光量を決定するものとしてもよい。

【００１５】さらに、制御装置は、パノラマモードで
は、複数の撮像画像の合成部に重み付けをした測光を行
い、該測光値に基づいて露光量を決定するものとしても
よい。

【００１６】

【作用】本発明においては、複数の撮像手段により得ら
れた複数画像、もしくは、複数画像を分割した画像に基
づいて各撮像手段の露光量が決定される。この露光量の
決定の際には、各画像を連携して各露光量を決定するこ
とができるので、各撮像手段のそれぞれに適した露光量
が決定可能となる。

【００１７】パノラマモードや３Ｄモードを有する複眼
撮像装置においては、同一の被写体を撮像しているかど
うかの違いがあるため、撮像モードを考慮して露光量を
決定することにより、露光量の最適化が図られる。

【００１８】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１９】図１は本発明の一実施例の構成を示す図で
ある。

【００２０】図中、１は装置全体の動作を制御するＣＰ
Ｕ（制御部）、２はパノラマ撮影モード（Ｐモード）と
立体撮影モード（以下３Ｄモード）とを切り替えるスイ
ッチ、３は撮影開始、撮影停止を指示するスイッチ４は
カメラへ電源を供給するための電池、５はカメラの各種
パラメータなどを記憶しておくための不揮発性のメモリ
であるＥＥＰＲＯＭ、６は被写体を照明するための照明
手段、７Ｒ，７Ｌのそれぞれは、右側、左側の撮像部で
ある。

【００２１】上記の各撮像部７Ｒ，７Ｌは、撮像レンズ
群８Ｒ，８Ｌ、絞り、シャッター等の露光量制御部材９
Ｒ，９Ｌ、ＣＣＤ等のイメージセンサ１０Ｒ，１０Ｌよ
り構成されている。

【００２２】１１Ｒ，１１Ｌはズーム駆動、フォーカス
駆動を行うレンズ駆動部、１２Ｒ，１２Ｌは一対の撮像
部７Ｒ，７Ｌの輻輳角を変化させる撮像モード変更手段
である駆動モータ、１３Ｒ，１３Ｌは、左右それぞれの
撮像部の露光量制御部材を駆動するための駆動部、１４
Ｒ，１４Ｌは左右それぞれの撮像部が最適な焦点となる
よう制御するオートフォーカス制御部、１５Ｒ，１５Ｌ
は、左右それぞれの撮像部のイメージセンサ出力をディ
ジタル値に変換するためのＡ／Ｄ変換器、１６はディジ
タル化されたデータを一時記憶しておくためのメモリ、
１７はメモリのアドレスを指定して、データの読み書き
を制御するメモリコントローラ、１８は、左右それぞれ
の撮像部からの出力信号を合成したり、カラー処理など
フィルタ処理などを行う画像信号処理部、１９は、撮像
部の画像をエレクトリックビューファインダー（ＥＶ
Ｆ）に出力するための再生信号処理部、２０は、撮像部
で得られた画像を確認、または再生するためのＥＶＦな
どの表示部、２１は、それぞれの撮像部で得られた信号
を磁気テープや磁気ディスクなどに記憶するための記録
部である。

【００２３】次に、本実施例における測光のための画面
分割について述べる。

【００２４】図２は、本実施例における画面分割の一例
を示す図である。

【００２５】ここで、Ｌは左側の撮像系の画面、Ｒは右
側の撮像系の画面を示す。共に、メモリコントローラ１
７により、Ａ／Ｄ変換器１５Ｒ、１５Ｌからメモリ１６
に取り込まれたデータである。

【００２６】本実施例では、左右のそれぞれの画像をＣ
ＰＵが論理上の５×５の２５のブロックに分割してい
る。そして、それぞれのブロックを識別して説明するた
めに便宜上、１から２５までの番号を付した。

【００２７】上記のように、左右の画面を分割し、それ
ぞれのブロック毎に単位面積当りの明るさを求め、各ブ
ロック毎に独立に重み付けの計数を乗じて、全体の露光
レベルを決定する。

【００２８】例えば、３Ｄモードの場合の測光方法につ
いて述べる。

【００２９】仮に、撮影データとして、図３（ａ）のよ
うな、輝度データが得られたとする。 図で太字の数字
は、各ブロックの平均輝度レベルを示している。数字が
大きい程明るいと考えれば良い。実際は、輝度の階調を
８ビット程度で表現するが、ここでは説明を簡単にする
ために、０から１５（４ビット）で表している。さら
に、説明のために輝度分布も単純化している。

【００３０】以上のような前提で、左右の画面の輝度分
布データの相関をとると、両者は、ほぼ同じ輝度分布で
あると判断出来る（相関が低い場合については、あとで
述べる）。

【００３１】また、画面中のどこに主被写体があるかの
位置の判断は、通常の銀塩カメラのような、評価測光シ
ステムを用いて行えばよい。

【００３２】例えば、図３（ａ）に示す例では、画面の
中央部の輝度が周辺に対して、暗くなっているので、主
被写体は、画面のほぼ中央にあると判断できる。

【００３３】従って、画面の中央部に重み付けする測光
（いわゆる中央重点平均測光）を行う。

【００３４】例えば、図３（ｂ）のように、左側の撮像
系のブロック１３の平均輝度に最大の重み付け計数Ｃｍ
ａｘとして、例えばＣｍａｘ＝３を設定し、ブロック１
３の周辺のブロック７、８、９、１２、１４、１７、１
８、１９に計数Ｃ１＝１を設定する。そのほかのブロッ
クは、Ｃｍｉｎ＝０にする。

【００３５】この計数で、計算すると、測光評価値は、 ＥｖＲ＝５×３＋（７＋７＋７＋２＋２＋２＋２）×１
＝４４ となる。

【００３６】そして、一方の撮像部Ｒについて、この測
光評価値に対応する露光量（絞り、シャッタ速度、感度
Ｇａｉｎ）を決定する。この露光量を決める方法も、通
常のカメラと同様でよいので、詳しい説明は省く。

【００３７】そして、一方の撮像系Ｌはこの撮像部Ｒの
評価値ＥｖＲをもとに、撮像系Ｒと露光量が等しくなる
ようにも露光量を制御する。

【００３８】次に、パノラマ撮影モードの場合について
述べる。撮影データとして、図４（ａ）に示すような、
輝度データが得られたとする。

【００３９】ここで、パノラマ撮影モードであるので、
左右それぞれの撮像部は、別の方向に向けられている。
たとえば図４（ａ）に示すようにＬの左画面では、画面
内の右側部分が暗く、Ｒの右画面では、画面内の左側が
暗くなっているシーンの場合の測光データの例である。

【００４０】この場合は、左右のデータの相関をとると
輝度分布は異なる場合が多い。

【００４１】従って、主被写体位置の判断は、２つの画
面全体の中で判断する。つまり、２つの画面があたかも
１つの画面であるかのように見なして通常の銀塩力メラ
のような、評価測光システムを用いて行なう。

【００４２】ここでは、左画面の右側中央部と右側画面
の左中央部の輝度が、周辺に対して暗くなっているの
で、主被写体は、２つ画面を合わせた画面のほぼ中央
（左画面の右側中央部と右側画面の左中央部）にあると
判断できる。

【００４３】従って、２つの画面を合わせた中央部（左
画面の右側中央部と右側画面の左中央部）に重み付けす
る測光（ここでは合成部重点平均測光と呼ぶ）を行う。

【００４４】例えば、図４（ｂ）に示すように、重み付
け計数Ｃｍａｘ＝３として、左撮像部のブロック１５と
右撮像部のブロック１１に割付る。また、計数１の重み
付けＣ１＝１として、左撮像部のブロック９、１０、１
４、１９、２０と右撮像部のブロック６、７、１２、１
６、１７に割付る。その他のブロックにはＣｍｉｎ＝０
を割り付ける。

【００４５】この計数で、計算すると、測光評価値は、 ＥｖＡＢ＝（５＋４）×３＋｛（７＋７＋５＋５＋５）
＋（７＋７＋４＋４＋４）｝×１ となる。

【００４６】この値をもとに、撮像部Ａ、Ｂの露光量
（絞り、シャッタ速度、感度Ｇａｉｎ）を決定すればよ
い。

【００４７】そして、この評価値ＥｖＡＢをもとに、撮
像系Ａ、Ｂそれぞれの露光量が等しくなるように露光量
を制御する。

【００４８】また３Ｄモードでの、左右の輝度分布の相
関が低い場合についての例をここで述べる。

【００４９】撮影データとして、図５に示すような、輝
度データが得られたとする。このようなシーンは、被写
体に斜めから照明されているような場合が考えられる。

【００５０】ここで、被写体位置の判断は、それぞれの
画面全体の画面のほぼ中央付近と判断されたと仮定す
る。

【００５１】上記の場合、一方の画面（例えば左画面）
を中央重点測光し、その評価値で、他方の撮像系の露光
量を制御すると、その画面（右画面）は、適正露光とは
ならない。

【００５２】従って、これまでに説明した方法と同様
に、例えば図３（ｂ）に示したような重みつけ係数（も
ちろん他の係数でもよい）で画面を中央部重点平均測光
し、それぞれの評価値ＥｖＡ、ＥｖＢを得る。

【００５３】そして最終評価値ＥｖＡＢ＝（ＥｖＡ＋Ｅ
ｖＢ）／２とする。

【００５４】この値をもとに、撮像部Ａ、Ｂの露光量
（絞り、シャッタ速度、感度Ｇａｉｎ）を撮像系Ａ、Ｂ
それぞれの露光量が等しくなるように露光量を制御す
る。

【００５５】次に、本実施例における動作シーケンスに
ついて述べる。

【００５６】本実施例では、輻輳角制御、オートフォー
カス（ＡＦ）動作などの制御を行うが、説明が煩雑にな
るので、ここでは簡単に説明する。

【００５７】まず、３Ｄモード、パノラマモード等の切
り替えスイッチ２に応答して、２つの撮像系の輻輳角が
制御され、それぞれの光学系の焦点、ズーム倍率が制御
される。そして記録トリガースイッチ３に応答して、２
つの画像がメモリ１６に取り込まれ、信号処理部８で各
種画像処理（パノラマ時は合成アスペクト変換など）が
施される。記録部２１には、記録または、再生処理１９
を通じてＥＶＦ２０に出力される。

【００５８】以上の動作の中での露光制御シーケンスに
ついて、図６を参照してさらに詳しく説明する。

【００５９】ここでは、本発明に直接関係のある露出制
御の動作に限って説明する。

【００６０】露光制御が開始されると、ＣＰＵ１は、図
１に示したモードＳＷ２の状態を検出することにより、
撮影モードがパノラマモードか３Ｄモードかを判別する
（ステップＳ１）。

【００６１】パノラマモードであればステップＳ２へ、
３ＤモードであればステップＳ３へ移行するはじめに３
Ｄモードについて説明する。

【００６２】先ず、ステップＳ３でそれぞれの画面の輝
度分布を調べる。これは、図１の制御部１がメモリ制御
部１７を通して、メモリ１６から読みだして、図３に示
した様なブロック毎の輝度レベルを演算して求める。

【００６３】ステップＳ４では、左右の撮像系の２つの
画像の相関を求める。ここで、相関が所定値より大きい
場合は、ステップＳ５へ、大きくない場合は、ステップ
Ｓ９へ処理が移る。

【００６４】ステップＳ５では、主被写体の位置を判断
し、主被写体が画面の中央付近のあると判断されたとき
はステップＳ６へ移行する。主被写体が画面の中央付近
ではないと判断されたときはステップＳ７へ移行する。

【００６５】ステップＳ６では、先に述べたように、片
方の撮像系で中央重点測光を行い、露出評価値ＥｖＡを
計算する。そして、他方の撮像系の露出評価値ＥｖＢは
露出評価値ＥｖＡと同じ値に設定する。

【００６６】ステップＳ７では、被写体位置は中央に存
在しないので重み付けを中央以外のところにおいて、露
出評価値ＥｖＡを計算する。

【００６７】そして、他方の撮像系の露出評価値ＥｖＢ
は露出評価値ＥｖＡと同じ値に設定する。

【００６８】そしてステップＳ８では、上記計算により
得た露出値をもとに、それぞれの撮像系の露光量を制御
する。

【００６９】次に、ステップＳ４で、相関が大きくない
場合の処理ステップＳ９以降を説明する。

【００７０】ステップＳ９では、ステップＳ５と同様に
左右それぞれの撮像系の主被写体の位置を判断し、左右
両方の撮像系ともに画面の中央付近のあると判断された
ときにはステップＳ１０へ移行する。左右の撮像系の何
れか一方、または両方とも画面の中央付近ではないと判
断されたときはステップＳ１１へ移行する。

【００７１】ステップＳ１０では、左右独立に露光評価
値を算出する。つまり、左撮像系Ｌの画面での中央重点
測光を行い露出評価値ＥｖＡを算出し、右撮像系Ｒの画
面での中央重点測光を行って露出評価値ＥｖＢを算出す
る。

【００７２】ステップＳ１１では、被写体位置は撮像画
面の中央に存在しないので重み付けを中央以外のところ
において、それぞれの撮像系の露出評価値ＥｖＡ、Ｅｖ
Ｂを計算する。

【００７３】ステップＳ１２では、上記ステップＳ１
０、ステップＳ１１で得た左右それぞれの評価値Ａ、Ｂ
をもとに左右画面全体の露出評価値ＥｖＡＢを演算す
る。これは、ＥｖＡとＥｖＢとも同じ重み付けで加算平
均して、ＥｖＡＢとしてもよい。即ち、ＥｖＡＢ＝（Ｅ
ｖＡ十ＥｖＢ）／２、または、左右で別の重み付けを施
して加算平均してＥｖＡＢとしてもよい。

【００７４】ステップＳ８では、上記の計算により得た
露出値をもとに、それぞれの撮像系の露光量を制御す
る。

【００７５】次に、パノラマモードにおける露光量制御
について説明する。

【００７６】先ず、ステップＳ３と同様にステップＳ２
でそれぞれの画面の輝度分布を調べる。

【００７７】ステップＳ１３では、主被写体の位置を判
断し、２つの画面を合成した重なり付近、つまり、図４
（ａ）でＬ側の９，１０，１４，１５，１９，２０、Ｒ
側の６，７，１１，１２，１６，１７のブロック付近に
あると判断されたときにはステップＳ１４へ移行する。
前記重なり付近ではないと判断されたときはステップＳ
１５へ移行する。

【００７８】ステップＳ１４では、図４（ｂ）に示すよ
うに、２つの画面を合わせた中央部（左画面の右側中央
部と右側画面の左中央部）に重み付けする測光、即ち合
成部重点平均測光を行い、それぞれの撮像系とも同じ評
価値ＥｖＡ、ＥｖＢを演算する。

【００７９】ステップＳ１５では、被写体位置は２つの
画面の合成部付近に存在しないので、重み付けを合成部
以外の主被写体が存在するところにおいて、露出評価値
ＥｖＡ、ＥｖＢを計算する。ここでも、２つの撮像系の
評価値は同じ値に設定する。

【００８０】そしてステップＳ８では、上記計算により
得た露出値をもとに、それぞれの撮像系の露光量を制御
する。

【００８１】以上のような露光量制御を行うことによ
り、複数の撮像部の露光量がそれぞれ適切とされた複眼
撮像装置とすることができた。

【００８２】次に、本発明の第２の実施例について説明
する。

【００８３】上述した第１の実施例においては、左右そ
れぞれ画面全体の輝度パターンの相関を求めて、測光の
重み付けの判断に用いたが、該相関をとる範囲も画面全
体でなく、測光の重み付けを用いて、測光重み付けの低
いブロック間では相関を無視するようにしても良い。こ
の場合は、処理の高速化が期待できる。また相関の判断
の確度の向上も考えられる。

【００８４】さらに、画面の領域分割は勿論、図３に限
られるものではなく、いろいろなパターンが適用可能で
ある。

【００８５】さらに、上記実施例ではメモリ上の画像処
理で明るさを算出した例を述べたが、通常の銀塩カメラ
のように、光学的に多分割測光を行ってもよい。

【００８６】さらに、上記実施例では、３Ｄモードとパ
ノラマモードの両方を有する場合について述べたが、３
Ｄモードが無いパノラマ合成専用複眼カメラに本発明を
適応させて合成部重点測光を行うようにしてもよい。も
ちろん、３Ｄモードだけのカメラに適用しても良い。

【００８７】さらに、システムを単純化するため、主被
写体の位置を判断することなく、パノラマ時には左右の
画像の合成部重点測光、３Ｄ時には一方の画像の中央重
点測光を行うものとしても良い。あるいは、予めいくつ
かの重み付けパターンを用意しておき、撮影モードによ
って、重み付けパターンを選択して切り替えるものとし
てもよい。

【００８８】さらに、ＡＦで被写体位置を求め、その部
分を重点測光するようにしても良い。あるいは、測距工
リアの分割、選択を測光のブロックと同様に複数の画面
を総合して判定して決めても良い。

【００８９】また、複数の撮像系のうち何れかに主被写
体があるかを、ＡＦなどで検出し、複数の画像でそれぞ
れの測光値に重み付けを行って測光値としてもよい。

【００９０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
パノラマ合成、３Ｄ撮影に応じて測光分布を適切に切り
替えることにより、通常のカメラの測光感度分布とほぼ
等価なものが得られ、自然なパノラマ合成画像、あるい
は３Ｄ画像を実現することができる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】複眼撮像カメラのブロック図である。

【図２】左右画面の分割説明図である。

【図３】３Ｄモードでの測光データ例と重み付け係数を
説明するための図である。

【図４】パノラマモードでの測光データ例と重み付け係
数説明図である。

【図５】３Ｄモードでの左右測光データの相関が低い場
合の例である。

【図６】本発明の測光、露光制御のフローチャートであ
る。

【図７】複眼撮像カメラの従来例の構成図である。

【符号の説明】

１ ＣＰＵ ２ スイッチ ３ スイッチ ４ 電池 ５ ＥＥＰＲＯＭ ６ 照明手段 ７Ｒ，７Ｌ 撮像部 ８Ｒ，８Ｌ 撮像レンズ群 ９Ｒ，９Ｌ 露光量制御部材 １０Ｒ，１０Ｌ イメージセンサ １１Ｒ，１１Ｌ レンズ駆動部 １２Ｒ，１２Ｌ 駆動モータ １３Ｒ，１３Ｌ 駆動部 １４Ｒ，１４Ｌ オートフォーカス制御部 １５Ｒ，１５Ｌ Ａ／Ｄ変換器 １６ メモリ １７ メモリコントローラ １８ 画像信号処理部 １９ 再生信号処理部 ２０ 表示部 ２１ 記録部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 関根 正慶 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の撮像手段を有する複眼撮像装置に
   おいて、 各撮像手段にそれぞれ設けられ、露光量を制御する露光
   量制御手段と、 前記複数の撮像手段により得られた複数の撮像画像の測
   光値、または、各撮像画像のそれぞれを複数領域に分割
   したときの各分割画像の測光値に基づいて各露光量制御
   手段の露光量を決定する制御装置を有することを特徴と
   する複眼撮像装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の複眼撮像装置において、 パノラマモードまたは３Ｄモードとして撮像を行わせる
   撮像モード変更手段を有し、 制御装置は、現在の撮像モードに応じて露光量を決定す
   ることを特徴とする複眼撮像装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の複眼撮像装置におい
   て、 制御装置は、パノラマモードでは、複数の撮像画像の合
   成部に重み付けをした測光を行い、該測光値に基づいて
   露光量を決定することを特徴とする複眼画像撮像装置。