JPH0767023A - 複眼撮像装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パノラマ撮影時にも合焦検出が確実に行われ
る複眼撮像装置を実現すること。 【構成】 それぞれの絞り、フォーカス、ズームの撮像
条件を設定する機構が少なくともひとつのカメラ制御手
段により制御される第１のビデオカメラ部および第２の
ビデオカメラ部と、第１のビデオカメラ部と第２のビデ
オカメラ部を合体する合体手段と、第１のビデオカメラ
部と第２のビデオカメラ部のフォーカスの状態を検出す
る合焦演算回路と、を有する複眼撮像装置において、合
焦演算回路は、第１のビデオカメラ部と第２のビデオカ
メラ部の光軸が装置前方で交わらない場合には、２つの
ビデオカメラ部でそれぞれ撮像される領域のうちの重複
する領域で合焦検出を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、２台のビデオカメラを
用いた複眼撮像装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の複眼撮像装置は、その前
方にて２台のビデオカメラの光軸を交差させて立体映像
を撮影するものがほとんどで、前記光軸の交差角を変更
する機構を利用してパノラマ撮影を可能とする複眼撮像
装置は無かった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のような立体カメ
ラの合焦領域を、そのままパノラマ撮影時にも利用した
場合には、２つのカメラの撮像領域の非重複領域の信号
までもが合焦検出に使用されてしまい、合焦検出が不確
実となるという問題点がある。

【０００４】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、パノラマ撮影
時にも合焦検出が確実に行われる複眼撮像装置を実現す
ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の複眼撮像装置
は、それぞれの絞り、フォーカス、ズームの撮像条件を
設定する機構が少なくともひとつのカメラ制御手段によ
り制御される第１のビデオカメラ部および第２のビデオ
カメラ部と、前記第１のビデオカメラ部と第２のビデオ
カメラ部を合体する合体手段と、前記第１のビデオカメ
ラ部と第２のビデオカメラ部のフォーカスの状態を検出
する合焦演算回路と、を有する複眼撮像装置において、
前記合焦演算回路は、前記第１のビデオカメラ部と第２
のビデオカメラ部の光軸が装置前方で交わらない場合に
は、２つのビデオカメラ部でそれぞれ撮像される領域の
うちの重複する領域で合焦検出を行うことを特徴とす
る。

【０００６】

【作用】２つのビデオカメラ部の光軸が装置の前方で交
わらない場合、２つのカメラで撮像される領域のうちの
重複する領域で合焦検出を行う様に構成したので、合焦
検出が確実になされる。

【０００７】

【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。

【０００８】図１は、本発明による複眼撮像装置の一実
施例の構成を示すブロック図、図２は、本発明の一実施
例の外観斜視図を示している。

【０００９】第１のビデオカメラ部Ａと第２のビデオカ
メラ部Ｂはほぼ同一方向にほぼ並列に配置され、合体手
段Ｃにより一体化されている。第１および第２のビデオ
カメラ部Ａ、Ｂは本体部、光学部、本体内部の電気回路
部などで構成され、撮像素子としてはＣＣＤを用いた半
導体素子が使用されている。また本体にはそれぞれのビ
デオカメラに対応した撮像出力を各々対応するＶＴＲ等
の記憶装置に送り、また、外部からの電源供給を受け、
さらにはリモートコントロール信号を供給するためのコ
ネクタ部５０、５１が設けられている。またこの複眼撮
像装置には片方のビデオカメラの撮像出力を映し出すビ
ューファインダ２４が合体手段Ｃに設けられている。

【００１０】ところで、第１、第２のビデオカメラ部
Ａ、Ｂで撮像した画像を立体視するには、両方からの画
像をスクリーンあるいはブラウン管のスクリーンに重ね
あわせる必要がある。そして、重ねあわせたときに立体
効果を得る必要がある。そのためには、第１、第２のビ
デオカメラ部Ａ、Ｂの光学軸を被写体側で交差させて撮
像する必要がある。ここで、両カメラの光学軸の交差位
置と被写体の位置との関係は立体効果に大きく影響す
る。たとえば交差位置と被写体が同一であると、立体画
像が表現される位置はスクリーン面とほぼ同じである。
しかし、交差位置が被写体の手前にあると立体の表現位
置はスクリーンの奥にある。逆に、交差位置が被写体の
奥にあると立体の表現位置はスクリーンの手前にあり、
スクリーンから飛び出した位置になる。

【００１１】このような立体効果を適切に得るために
は、被写体とカメラ間の距離に応じて、第１、第２のビ
デオカメラ部Ａ、Ｂの光軸の交差位置を調整しなければ
ならない。本発明による複眼撮像装置においてもこの点
には留意した構成となっている。また、本発明による複
眼撮像装置においては、後述のようにＳＷを切り替える
ことにより、立体撮影だけでなくパノラマ撮影も可能と
なっている。次に、本発明による複眼撮像カメラの構成
を図１を元に具体的に説明する。

【００１２】図１において、右眼用の光は、レンズ群１
を通して右ビデオカメラ部Ａの内部の撮像素子２により
撮像され、右眼映像信号として出力される。一方、左眼
用の光は、レンズ群４を通して左ビデオカメラ部Ｂの内
部の撮像素子５により撮像され、左眼映像信号として出
力される。右眼映像信号および左眼映像信号のそれぞれ
は、後述の処理を経て出力端子５０、５１に出力され
る。

【００１３】各レンズ群１、４を駆動するモータは、ズ
ーム用と合焦用が左右のカメラにそれぞれ設けられ、右
ズームモータ７、右合焦モータ８、及び、左ズームモー
タ９、左合焦モータ１０が設けられている。また、各レ
ンズ群１、４には、撮像素子への受光量を調整する絞り
３、６がそれぞれ設けられている。さらに、ズームモー
タ、合焦モータに駆動されるレンズ位置を検出する位置
検出器１１、１２、１３、及び１４が設けられ、その出
力は制御部１５へ入力されている。第１および第２のビ
デオカメラ部Ａ、Ｂには、たとえば発光素子と受光素子
で構成され、被写体までの距離を測定して制御部１５に
入力する距離検出器３３、３４が設けられている。この
距離検出器３３、３４のうちの少なくとも一方は、水平
方向に対して回転可能に構成されていて、制御部１５の
命令により指定された方向の被写体の距離を測定するこ
とが可能となっている。１６は撮像素子の感度のばらつ
きや左右のレンズ群の固体差、さらには、後述の２つの
カメラの角度や間隔の初期値を製造時に記憶させるＥＥ
ＰＲＯＭである。

【００１４】さらに、撮像素子２、５の受光面を略回動
中心として、カメラを水平方向で回動させる右輻輳角モ
ータ１７、左輻輳角モータ１８が設けられ、また左右の
カメラには回転角検出器１９、２０がそれぞれ設けら
れ、その出力は制御部１５に入力されている。そして、
右ビデオカメラ部Ａには、左右のカメラの間隔を調整す
る調整部２１と、該調整部２１を駆動する調整モータ２
２と、左右のカメラの間隔を検出する間隔検出器２３と
が設けられ、その出力は制御部１５に入力されている。

【００１５】撮像素子２、５は、同期信号発生器３６に
より同期して駆動され、素子より出力されるアナログ映
像信号は、不図示のアンプを経てデジタル映像信号に変
換するＡ／Ｄ変換器４０、４１にそれぞれ入力される。
Ａ／Ｄ変換器４０、４１から出力されるデジタル映像信
号は、前記同期信号発生器３６で読み込み及び読みだし
を制御される画像メモリ４１、４４にそれぞれ記憶さ
れ、画像相関処理部４６により各画像メモリ４１、４４
に記憶されたデジタル映像信号から画像の相関演算を行
う。画像相関処理部４６での演算結果は制御部１５に入
力され、該演算結果によりメモリから読みだすアドレス
を変えたり、時間軸を変えたりする。４７はパノラマ撮
影時に前記画像相関処理部４４で得られた演算結果より
合成される画像合成処理部、４２、４５は、画像メモリ
４１、４４あるいは画像合成処理部４７から出力される
デジタル信号をアナログ映像信号に変換するＤ／Ａ変換
器で、Ｄ／Ａ変換器４５に出力される信号は立体−パノ
ラマ切替ＳＷ３５により、入力を画像メモリ４４あるい
は画像合成処理部４７のいずれかに切り替えられる。

【００１６】２４はビューファインダでＤ／Ａ変換器４
２、４５を経て得られるアナログ映像信号を見ることが
できるようになっている。またビューファインダ２４
は、合体手段Ｃに回動可能に取りつけられ、この回動に
より右眼だけでなく、１８０゜回転させることでビュー
ファインダ２４の接眼部をカメラ本体の反対側に移動さ
せることにより左眼でも見れるようになっている。ま
た、１８０゜回転させることでビューファインダ２４は
上下逆さまになってしまうが、不図示の機構により回転
可能に構成されており、なんら不具合は発生しないよう
になっている。

【００１７】さらに、立体撮影時は、主カメラ選択ＳＷ
２５によりビューファインダ２４へ出力される信号を右
ビデオカメラ部Ａからの信号と左ビデオカメラ部Ｂから
の信号とのどちらかを選択できるようになっている。つ
まり撮影者が右眼でビューファインダ２４を覗いている
場合には、主となるカメラを右カメラに、また、左眼で
覗いている場合には主となるカメラを左カメラにするこ
とができる。そして、パノラマ撮影時は、本実施例では
左カメラに切り替えることによって左右のカメラで撮像
された信号から合成されたパノラマ画像をビューファイ
ンダ２４で観察できるようになっている。また、ビュー
ファインダ２４には視線検出器２６が設けられ、視線の
位置を検出できるようになっている。

【００１８】また、カメラ本体には操作ボタンあるいは
ＳＷとして、カメラスタンバイボタン２７、ズーム操作
ボタン２８、被写体選択ボタン２９、被写体追尾ボタン
３０、ステータス記憶ボタン３１、立体−パノラマ切り
替えＳＷ３５、そして、初期状態選択ＳＷ３２があり、
初期状態選択ＳＷ３２はカメラスタンバイ時のカメラの
状態を初期化状態とするか、あるいは、ステータス記憶
ボタン３１が押されたときのカメラの状態を記憶してお
いて、スタンバイ時に自動的にその状態へ復帰するもの
である。

【００１９】次に、本実施例におけるズーム合焦系の説
明を行う。

【００２０】本実施例では、リアフォーカシングタイプ
のレンズシステムを採用しており、フォーカシングレン
ズ１−ａに対して焦点距離の変化に伴う焦点面の移動を
補正する補正レンズの機能とフォーカシングレンズとし
ての機能の両方の機能を持たせている。すなわち、この
タイプのレンズシステムでは、補正レンズがフォーカシ
ングレンズを兼ね備えているので、ズーム中は被写体距
離によって補正レンズの移動軌跡が異なる。そこで上記
複数のフォーカシングレンズ移動軌跡を制御部１５に記
憶させ、被写体距離によって軌跡を選択させてフォーカ
シングレンズ１−ａを移動させている。

【００２１】また、左右のレンズ群のばらつき等により
画角の違いやズーム時の光軸のずれ、さらには、フォー
カシングのタイミングのずれが複眼撮像系の弱点ともな
るため、製造時にＥＥＰＲＯＭ１６の画角と同一とする
ための左右のズームレンズ位置の対応データと、被写体
までの距離とその時の左右のフォーカシングレンズ位置
の対応データが書き込まれている。

【００２２】次に、本実施例にて行われる合焦動作につ
いて説明する。

【００２３】本実施例の複眼撮像装置では、自動焦点調
節装置の方式として、撮影素子からの映像信号を直接評
価して行う方式のうち、山登り方式を採用している。山
登り方式は合焦精度が高く、特別なセンサーが不要であ
る等の理由から広く利用されている。

【００２４】図３は山登り方式による合焦演算回路３３
の構成を示すブロック図である。ここでは右ビデオカメ
ラ部Ａについて説明するが左ビデオカメラ部Ｂも同一と
して説明を省略する。

【００２５】輝度信号は、帯域通過フィルタ（ＢＰＦ）
３３-ｃを通過して高域成分（たとえば、１Ｍｈｚ）の
みが分離され、次段の検波回路３３-ｄにて振幅検波さ
れる。この検波出力は、Ａ／Ｄ変換回路３３-ｅにてデ
ジタル値に変換され、ゲート回路３３-ｆで、たとえ
ば、画面中央に設定されたフォーカスエリアの信号だけ
が抜き取られて、積分回路３３-ｇで映像信号のフィー
ルド毎に積分され、現フィールドの焦点評価値が得られ
る。このとき、輝度信号より同期分離回路３３-ａによ
って分離された垂直及び水平同期信号は、ゲート制御部
３３-ｂに入力される。ゲート制御部３３-ｂは制御部１
５によりフォーカスエリアを画面内の複数の所定の場所
に設定できる様に制御される。たとえば画面中央部分に
長方形のフォーカスエリアを設定し、このエリアの範囲
のみの輝度信号の通過を許容するゲート開閉信号をゲー
ト回路３３-ｆに供給している。この様にして積分回路
３３-ｇより常時、１フィールド分の焦点評価値が出力
される。

【００２６】次に、本実施例による複眼撮像装置の合焦
動作を説明する。

【００２７】図４は、本実施例の動作を示すフローチャ
ートである。図４に基づいて本実施例の装置の実際の合
焦動作について説明する。

【００２８】カメラスタンバイボタンがＯＮ状態となる
と（ステップＳ１）、不図示の測光装置により被写体輝
度が測定され（ステップＳ１８）、山登り方式の合焦手
段及び撮影に適した光電変換素子の電子シャッタースピ
ードが求められ、その後、合焦動作が開始される。

【００２９】合焦動作開始直後には、最初の焦点評価値
が最大値メモリ３３-ｈと初期値メモリ３３-ｉに保持さ
せる（ステップＳ２）。その後、制御部１５は、ステッ
ピングモータである右フォーカスモータ８を予め決めら
れた方向に回転させ、フォーカシングレンズ１-ａを光
軸方向に変位させる（ステップＳ３）。合焦演算回路３
３は、右フォーカスモータ駆動後の焦点評価値を出力し
（ステップＳ４）、初期値メモリ３３-ｉに保持されて
いる初期評価値と比較し、その大小を出力する。

【００３０】合焦演算回路３３は、最大値メモリ３３-
ｈに保持されているこれまでの最大の焦点評価値と現在
の評価値を比較し、現在の評価値が最大値メモリ３３-
ｈの内容に比べて大きい（第１モード）か、現在の評価
値が最大値メモリ３３功の内容に比べて予め設定した第
１の閾値以上減少した（第２モード）かの２状態を示す
比較信号を出力する。

【００３１】制御部１５は、上記合焦演算回路３３が大
または小という出力を発するまで、最初の方向に右フォ
ーカスモータ８を回転させ、出力がなされた場合にはそ
の内容に応じてモータの回転方向を決定する（ステップ
Ｓ５）。現在の焦点評価値が初期評価値に比べ大である
という出力がなされた場合にはそのままの回転方向を保
持させ、現在の評価値が初期評価値よりも小さいと判断
された場合には、フォーカスモータの回転方向を逆とし
て、以後、上記と同様に合焦演算回路３３の出力を監視
する（ステップＳ７）。

【００３２】ここで最大値メモリ３３-ｈは積算回路３
３-ｇの出力に基づいて、現在の評価値が最大値メモリ
３３-ｈの内容よりも大きな場合には、その値が更新さ
れ、常に現在までの焦点評価値の最大値が保持される
（ステップＳ６）。この後、上述したようにフォーカス
モータは同一方向に駆動される（ステップＳ８）。

【００３３】図１に示す１２はモータ位置検出回路であ
り、具体的には、合焦動作の開始時点でリセットされ、
ステッピングモータである右フォーカスモータ８のステ
ップ量を、近点方向に正、遠点方向に負としてカウント
アップ、あるいはダウンするアップダウンカウンタで構
成されている。このモータ位置検出回路１２は、モータ
位置を記憶する位置メモリでもあり、最大値メモリ３３
-ｈと同様に、制御部１５の出力に基づいて最大評価値
となった場合のモータ位置を常時保持するように更新さ
れる（ステップＳ９）。

【００３４】制御部１５は、合焦演算回路３３の出力に
基づいて決定された方向に右フォーカスモータ８を回転
させながら、合焦演算回路３３の出力を監視し（ステッ
プＳ１０）、焦点評価値が最大値に比べて予め設定され
た第１の閾値（Ｍ）以上減少したという第２モードが指
示される（ステップＳ１１）と同時に右フォーカスモー
タ８を逆転させる（ステップＳ１２）。

【００３５】右フォーカスモータ８の逆転により、フォ
ーカシングレンズ１-ａの移動方向は、例えば、撮像素
子２に接近する方向から離れる方向へ、あるいはその逆
に離れる方向から接近する方向に変わる。

【００３６】逆転後、モータ位置検出回路１２に保持さ
れている最大評価値となったモータ位置と現在のモータ
位置が制御部１５にて比較され（ステップＳ１３）、一
致した時、即ちフォーカシングレンズ１-ａが焦点評価
値が最大となる位置に戻った時に、右フォーカスモータ
８を停止させるように制御部１５がレンズ停止信号を出
力し、フォーカシングレンズ１-ａが停止し合焦となる
（ステップＳ１４）上記の山登り合焦動作のレンズ位置
の変化は、図５に示す。

【００３７】又、上記のように合焦動作が終了して、レ
ンズ停止信号が発せられると同時に、その時点での焦点
評価値が制御部１５に保持される（ステップＳ１９）。
制御部１５は、合焦演算回路３３の出力を監視し（ステ
ップＳ１６）、保持内容が現在の焦点評価値と比較し、
現在の評価値が保持内容に比較して、予め設定された第
２の閾値以上減少した時、被写体が変化したと判断し、
再び山登り合焦動作をやり直して被写体の変化に追従す
る（ステップＳ１５）。

【００３８】上記の様に、この山登り方式の合焦手段
は、光電変換素子２面上での結像状態を毎フィールドご
とに比較する事で合焦を行うため、被写体の変化にもリ
アルタイムに対応でき、かつ、合焦精度が高いものにな
っている。

【００３９】続いて、本実施例における視線検出系の説
明を行う。

【００４０】本実施例において、ビューファインダ２４
には視線検出器が設けられている。視線検出の方法とし
ては、たとえば特開昭６１−１７２５５２号公報におい
ては、光源からの平行光束を観察者の眼球の前眼部へ投
射し、角膜からの反射光による角膜反射像と瞳孔の結像
位置を利用して視軸を求めている。

【００４１】図６は、視線検出の原理説明図で、（ａ）
は視線検出光学系の概略図、（ｂ）は光電素子列６６の
出力強度図である。

【００４２】同図において、６５は観察者に対して不感
の赤外光を放射する発光ダイオード等の光源であり、投
光レンズ６３の焦点面に配置されている。光源６５より
放射された赤外光は投光レンズ６３により平行光とさ
れ、ハーフミラー６２で反射し、眼球の角膜６７を照明
する。このとき角膜６７の表面で反射した赤外光の一部
による角膜反射像（虚像）ｄは、ハーフミラー６２を透
過し、受光レンズ６４により集光されて光電素子列６６
上の位置Ｚｄ′に投影される。また虹彩６９の端部ａ、
ｂからの光束は、受光レンズ６４を介して光電素子列６
６上のａ′、ｂ′に該端部ａ′、ｂ′の像を結像する。
受光レンズ６４の光軸（光軸ア）に対する眼球の光軸イ
の回転角θが小さい場合、虹彩６９の端部ａ、ｂのＺ座
標をＺａ、Ｚｂとすると瞳孔の中心位置ｃの座標Ｚｃ
は、 Ｚｃ≒（Ｚａ＋Ｚｂ）／２ と表される。

【００４３】また、角膜反射像ｄのＺ座標と角膜６７の
曲率中心ＯのＺ座標とは一致するため、角膜反射像の発
生位置ｄのＺ座標をＺｄ、角膜６７の曲率中心Ｏと瞳孔
の中心Ｃまでの距離をＯｃとすると眼球の光軸イ回転角
θは、 Ｏｃ×ＳＩＮθ≒Ｚｃ−Ｚｄ・・・・・・（１） の関係式を満足する。このため演算処理装置６０におい
て、図６（ｂ）のごとく光電素子列６６上に投影された
各特徴点（角膜反射像ｄ及び虹彩の瑞部ａ、ｂ）の位置
を検出することにより、眼球の光軸イの回転角θを求め
ることができる。この時、（１）式は、 γ×Ｏｃ×ＳＩＮθ≒（Ｚａ′＋Ｚｂ′）／２−Ｚｄ′・・・・・・（２） と書き換えられる。ただし、γは受光レンズ６４に対す
る眼球の位置により決まる倍率である。

【００４４】さらに、観察者の眼球光軸の回転角θが算
出されると、眼球の光軸と視軸の補正をすることにより
観察者の視線が求められる。

【００４５】また図６においては、観察者の眼球がＺ−
Ｘ平面（たとえば水平面）内で回転する例を示している
が、観察者の眼球がＸ−Ｙ平面（たとえば垂直面）内で
回転する場合においても同様に検出可能である。

【００４６】次に、本実施例における複眼撮像装置の動
作を説明する。

【００４７】本実施例では、撮影モードを立体−パノラ
マ切替ＳＷ３５により選択可能になっており、以下立体
撮影モード、パノラマ撮影モードの順番で説明を行う。

【００４８】図７は立体撮影モード時のフォーカスエリ
アを示す図で、３×５の領域に分割されている。画面中
央部のフォーカスエリアは、被写体が中央で捕らえる場
合が通常多いことを考慮し、周辺部に比べて広く設定さ
れている。この画面中央部のフォーカスエリア９０は初
期状態におけるフォーカスエリアとされている。

【００４９】カメラスタンバイボタン２７が押される
と、まず初期化が行われる。具体的には、２つのカメラ
のズーム光学系を初期値に設定した後に２つのカメラの
間隔を所定の初期値になるように詞整モータ２２をを駆
動し、その後２つのカメラがそれぞれの回転中心を結ぶ
線に垂直で、かつ、２つのカメラが平行になるように駆
動される。これらの状態設定は、製造時に角度検出器２
９、２０の基準値から上記状態とするために測定され、
ＥＥＰＲＯＭ１６に書き込まれている角度オフセット値
に基づいて行われる。

【００５０】その後、主カメラ選択ＳＷ２５により選択
された、たとえば、右ビデオカメラ部Ａの撮像画面のフ
オーカスエリア９０の輝度信号に基づき、前記山登り方
式にて合焦動作を行い、その時のフォーカシングレンズ
１-ａの位置検出回路１２の値から被写体までの距離ｌ
０をＥＥＰＲＯＭ１６から読みだす。

【００５１】図８に示すように測距結果をｌ０、カメラ
間隔をｅ０とすると、カメラ角度θ０は、 θ０＝ＡＴＡＮ（２×ｌ０／ｅ０） （以下、ＡＴＡＮはＴＡＮの逆関数を表すものとする） と求められ、制御部１５によりそれぞれのカメラが被写
体に向けられる。すなわち２つのカメラの回動中心を結
ぶ線の垂直二等分線上の被写体に自動的に向けられ、そ
こで再度合焦動作を行う。このとき左右のカメラは左右
対称の配置となる、ため被写体までの距離が左右のカメ
ラとも同じであるので左ビデオカメラ部Ｂの合焦動作は
右ビデオカメラ部Ａの合焦動作と同期して行われる。す
なわち、制御部１５から右フォーカスモータ８に対する
駆動命令が左フォーカスモータ９にも同じく与えられ
る。この駆動方法により左右のカメラのフオーカシング
のタイミングを同じにすることができ、観察者に違和感
を与えない。

【００５２】なお、本実施例ではカメラ間隔をたかだか
１０ｃｍ程度のものを想定しているため、前記垂直二等
分線上の被写体として右ビデオカメラ部Ａに正対する被
写体を使用してもなんら問題はない。また、もっと大掛
かりなシステム、たとえば、２つのカメラの間隔が数十
センチ以上離れたシステムを想定した場合には、時によ
ってカメラに正対した被写体でもフォーカスエリア９０
内に被写体を捕えられない場合が生じる。このような場
合、すなわち、フォーカスエリア９０での合焦動作で無
限遠と判定された時には、もう一方のカメラ側に近くな
る方向にフォーカスエリアをたとえばフォーカスエリア
９１に移動させて合焦動作を行うことでこの問題は解決
できる。また、他の方法としては、フォーカスエリア９
０での合焦動作で無限遠と判定された時に左右のカメラ
のズームレンズを広角側に駆動して行きながら合焦動作
を行っても良い。またさらには、フォーカスエリア９０
での合焦動作で無限遠と判定された時には、カメラの光
軸が交差する交差角（輻輳角）が大きくなる方向に左右
のカメラを回動させていきながら合焦動作を行わせてい
くことによっても可能である。

【００５３】立体撮影モードの初期化が終了すると実際
の撮影状態になる。撮影中に被写体が合焦の範囲で移動
してもカメラの輻輳角は変更しないが、被写体あるいは
カメラが移動して再合焦動作が必要となった場合には、
右ビデオカメラ部Ａの合焦動作に同期して左ビデオカメ
ラ部Ｂを駆動し、そこで得られた距離情報により輻輳角
を変更する。

【００５４】また、被写体が必ずしも画面中央付近のみ
にあるとは限らないので、その場合は本実施例では視線
検出を利用して被写体の選択を行う。

【００５５】被写体選択について図９を参照して説明す
る。

【００５６】図９は、右ビデオカメラ部Ａと左ビデオカ
メラ部Ｂと被写体の関係を模式的に表したもので、被写
体７０、７１と右ビデオカメラ部Ａを結んだ線を７２、
７３、被写体７０を通り線７２に垂直な線を７４する。
また、被写体７０、７１と左ビデオカメラ部Ｂを結んだ
線を７５、７６、被写体７０を通り線７５に垂直な線を
７７とする。線７４、線７７を複数に分割する様に設け
られた線８５は前記フォーカスエリアに対応するもので
ある。被写体７０は左右のカメラの光軸の交差する位置
にあり、現在被写体７０に焦点があっているとする。右
ビデオカメラ部Ａと左ビデオカメラ部Ｂの回転中心を結
ぶ線を８０とし、中心間の距離をｅ１、右ビデオカメラ
部Ａ，左ビデオカメラ部Ｂと被写体７０までの距離をｌ
１（被写体７０が線８０の垂直二等分線上にあるとし
た）、右ビデオカメラ部Ａと被写体７１との距離をｌ
２、線７６と線７７の交点を７９とした時の画面中心
（図９では被写体７０）と交点７９との距離をｌ３、左
ビデオカメラ部Ｂと被写体７１との距離をｌ４、線８０
と線７２、７５のなす角をθ１、線７３と線７２のなす
角をθ２、線７６と線８０のなす角をθ３とすると、 θ３＝ＡＴＡＮ（ｌ２×ＳＩＮ（θ１＋θ２）／（ｅ１＋ｌ２×ＣＯＳ（θ１ ＋θ２）））・・・・・・（１） ｌ３＝ｌ１×ＴＡＮ（θ１−θ２）・・・・・・（２） ｌ３＝ｌ２×ＳＩＮ（θ１＋θ２）／ＳＩＮθ３・・・・・・（３） と表すことができる。ここで、ｌ３が分かる事によって
左ビデオカメラ部Ｂにおける被写体７１に対応するフォ
ーカスエリアが分かるのである。

【００５７】ここで、ｅ１は調整部２１の間隔検出器の
データ、１１は合焦時のフォーカシングレンズ１-ａの
位置に対応した距離情報をＥＥＰＲＯＭ１６から読みだ
す事により、またθ１は角度検出器１９あるいは２０か
ら、そしてθ２は視線検出器２６から得られる。被写体
７１が図７におけるフォーカスエリア９２にあったと仮
定すると、撮影者はファインダ２４内の被写体を注視し
た状態で被写体選択ボタン２９を押す事により選択を行
う。

【００５８】制御部１５はその時の視線の位置とフォー
カスエリアを対応させることにより、フォーカスエリア
９２が選択されたと判断し、合焦演算回路３３のゲート
制御部３３-ｂに命令を出し、フォーカスエリア９２の
輝度信号の情報をもとに合焦動作を行わせ、その結果ｌ
２を得ることができる。よってｌ１、ｌ２、θ１、θ２
および上記の式によりｌ３、ｌ４が求まり、左ビデオカ
メラ部Ｂのフォーカシングレンズ４-ａはｌ４に対応し
た位置に駆動され、ｌ３から求まる被写体７１が対応す
る左ビデオカメラ部Ｂのフォーカスエリア９３にて合焦
動作が行われる。

【００５９】この時、左ビデオカメラ部Ｂにおける被写
体７１に対応するフォーカスエリア、と左ビデオカメラ
部Ｂと被写体７１との距離ｌ４は、右ビデオカメラ部Ａ
と被写体７１までの距離ｌ２を合焦動作によって求めた
後で無いと分からないために左右のカメラでフォーカス
のタイミングを合わせるのは不可能だが、被写体までの
距離ｌ４にに対応する距離にフォーカシングレンズ４-
ａを駆動した後に合焦動作に入ることにより、フォーカ
スのタイミングのずれが最小限に押さえられる。

【００６０】本実施例の装置では、立体撮影モードにお
いて被写体追尾ボタン３０を押す事によって視線で検知
された被写体を自動的に画面中央に移動させることがで
きる様に構成されている。撮影者がファインダ２４内の
被写体を注視した状態で被写体選択ボタン２９を押す
と、制御部１５は、その時の視線の位置とフォーカスエ
リアを対応させてフォーカスエリア９２が選択されたと
判断し、合焦演算回路３３のゲート制御部３３-ｂに命
令を出す。この結果、フォーカスエリア９２の輝度信号
の情報をもとに合焦動作が行われ、ｌ２を得ることがで
きる。よってｌ１、ｌ２、θ１、θ２より上記の式によ
りｌ３、ｌ４が求まり、左ビデオカメラ部Ｂのフォーカ
シングレンズ４-ａはｌ４に対応した位置に駆動され、
ｌ３から求まる被写体７１が対応する左ビデオカメラ部
Ｂのフォーカスエリア９３にて合焦動作が行われる。両
カメラとも被写体７１に合焦させたあと、右ビデオカメ
ラ部Ａと左ビデオカメラ部Ｂを角度θ２、θ３に基づい
て時計回りに回転させる。これにより被写体７１は自動
的に画面中央に移動する、この時被写体７１はフォーカ
スエリア９０にあるので左右のカメラともフォーカスエ
リア９０で合焦の監視が行われる。

【００６１】このように撮像された立体映像は画像メモ
リ４１、４４に一端記憶され、画像相関処理部４６によ
り左右が像の縦ずれ等を補正され、Ｄ／Ａ変換器４２、
４５を経て出力される。

【００６２】次に、本実施例のパノラマ撮影モードでの
動作について説明を行う。

【００６３】図１０はパノラマモードにおいて右ビデオ
カメラ部Ａに対応するフォーカスエリアを示す図であ
る。フォーカスエリア９５は初期状態におけるフォーカ
スエリアで、左右の撮像画面の重複領域となっている。

【００６４】パノラマ撮影時、２つのカメラは２つのカ
メラの回転中心を結んだ線の垂直二等分線に対して対称
に回動する様に設定され、カメラスタンバイボタン２７
がＯＮ状態となることにより初期化される。具体的には
立体撮影モードが選択されている場合と同様に、２つの
カメラがそれぞれの回転中心を結ぶ線に垂直で、かつ、
２つのカメラが平行になるように駆動される。この後、
右ビデオカメラ部Ａの撮像画面のフォーカスエリア９５
の輝度信号に基づいて合焦動作が行われる。

【００６５】上記の合焦動作時も、左右のカメラは左右
対称の配置とされ、被写体までの距離が左右のカメラと
も同じとなるので、左ビデオカメラ部Ｂの合焦動作は右
ビデオカメラ部Ａの合焦動作と同期して行われる。すな
わち、制御部１５から右フォーカスモータ８に対する駆
動命令が左フォーカスモータ９にも同じく与えられる。
ここでも、上記の駆動方法により左右のカメラのフォー
カシングのタイミングを同じにすることができ、観察者
に違和感を与えない。また、アスペクト比変更ボタン３
７により複数種のアスペクト比を選択できる様に構成さ
れており、その選択されたアスペクト比により両カメラ
で撮像された映像の重なる度合いが決まるのである。

【００６６】図１１は、右ビデオカメラ部Ａにおける左
ビデオカメラ部Ｂと重なる領域を示したもので、ここで
は４段階（typIからtypeIVまで）に変更できる様になっ
ている。この時のフォーカスエリアと重複領域との関係
は、typIがフォーカスエリア９５，typIIがフォーカス
エリア９６といった具合に必ず重複領域内にフォーカス
エリアが設定されている。ところで被写体までの距離が
カメラ間隔に対して十分大きければ、両カメラの画角の
うちで重なる領域の画角に対する比率κは、カメラのパ
ノラマ撮影モードの初期状態からのカメラ角度をα、ズ
ーム倍率から決まる水平画角の半分の角度をβとする
と、 κ＝１／（１＋ＴＡＮα×ＴＡＮ（α＋β））／（２×（（１／（１＋ＴＡＮ α×ＴＡＮ（α−β））−（ＣＯＳα）＾２））・・・・・・（４） と表され、被写体距離には関係なくズーム倍率とカメラ
角度で決まることが分かる。逆に比率κが選択され、そ
の時のズーム倍率が分かればカメラ角度は式（４）より
算出できるから、たとえばtypIIが選択されるとその重
なる領域に対応するカメラ角度が算出され２つのカメラ
が回動させられフォーカスエリア９６において合焦動作
が行われる。

【００６７】ここで、フォーカスエリアは重複領域内で
あればどこの領域を使用しても構わないし、アスペクト
比から分かる重複領域全体をフォーカスエリアとして合
焦動作を行っても構わない。

【００６８】ただ、重複領域に対応したフォーカスエリ
アのみで合焦させるだけでは背景とは別のたとえば手前
にある被写体を一緒に撮影しようとした場合に、手前に
ある被写体がぼけてしまうという問題も発生する。この
様な場合には合焦させたい被写体を注視した状態で被写
体選択ボタン２９を押す事によって、視線検出器２６の
出力によって視線に対応した、たとえばフォーカスエリ
ア９７を選択して合焦動作を行って、初期設定のフォー
カスエリア９６と、視線によるフォーカスエリア９７で
合焦動作を行って得られた結果から、背景と被写体とも
に合焦できるレンズ位置と絞り値が制御部１５により演
算され、左右のカメラの絞りとフォーカシングレンズが
駆動されるのである。この一連のレンズ駆動も同期して
行われ、左右のフォーカシングのタイミングのずれが除
かれている。

【００６９】また、被写体あるいはカメラ側が移動して
再合焦動作が必要となった場合、上記設定のままだと指
定されたフォーカスエリア９６、９７の信号に基づいた
合焦動作が行われる。さらに、被写体が他のフォーカス
エリアに移動していた場合には、再度被写体選択ボタン
２９を押す事によって新たなフォーカスエリアと初期設
定のフォーカスエリアの信号をもとに合焦動作が行われ
る。

【００７０】そして、撮像されたデジタル映像信号は、
画像メモリ４１、４４にそれぞれ記憶され、画像相関処
理部４６により各画像メモリ４１、４４に記憶されたデ
ジタル映像信号から画像の相関演算を行う。そして、た
とえばマッチング法により、パノラマ撮影時に重なる領
域の画面に対する位置を測定し、そこが重なる様に画像
合成処理部４７に記憶させる。

【００７１】画像合成処理部４７に記憶された画像情報
は通常の１画面分の情報より多く、水平方向ではメモリ
のデータが通常より多いため、これを通常のモニタで見
ようとすれば、同期信号発生器３６により読み出す周期
を速くする、また、水平、垂直の倍率を同じにするため
には、垂直方向は画面の上下をトリミングし、かつ、圧
縮あるいは間引きなどをして読みだせば良い。

【００７２】画像合成処理部４７からの出力は、立体−
パノラマ切替ＳＷ３５により切り替えられ、Ｄ／Ａ変換
器４５を経て、出力端子５１に出力される。Ｄ／Ａ変換
器４５の出力はアナログ映像信号であるから、この信号
はビューファインダ２４でも観察するｋとおができるの
で、ビューファインダ２４を観察しながらアスペクト比
を変更することも可能である。このときアスペクト比変
更ボタンを押すと、カメラ角度が設定され、合焦動作が
完了するまで画面は、画像合成処理部４７に記憶された
画像が出力される様に構成されており、カメラの動作中
の乱れた映像は出力されない。

【００７３】上記実施例では、立体撮影モード時とパノ
ラマ撮影モード時とフォーカスエリアの形状を変えて設
定しているが、同一形状たとえば立体撮影モード時のフ
ォーカスエリアをパノラマ時と同一にしても良い。

【００７４】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、合
焦検出が確実な複眼撮像装置を提供することができる効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による複眼撮像装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】本発明による複眼撮像装置の外観斜視図であ
る。

【図３】本発明による合焦演算回路の構成ブロック図で
ある。

【図４】本発明による合焦動作を説明するフローチャー
トである。

【図５】山登り合焦動作のレンズ位置の変化を示す図で
ある。

【図６】視線検出の原理図である。

【図７】立体撮影モード時のフォーカスエリアを示す図
である。

【図８】立体撮影モードにおける初期のカメラ角度を設
定するための摸式図である。

【図９】本発明による複眼撮像装置に視線検出を採用し
た場合の合焦動作並びに輻輳角制御を説明する模式図で
ある。

【図１０】パノラマ撮影モード時のフォーカスエリアを
示す図である。

【図１１】パノラマ撮影モードにおけるアスペクト比の
選択を説明する図である。

【符号の説明】

Ａ 第１のビデオカメラ部 Ｂ 第２のビデオカメラ部 Ｃ 合体手段、 １，４ レンズ群 ２，５ 撮像素子 １５ 制御部 １６ ＥＥＰＲＯＭ ｌ７，１８ 輻輳角モータ １９，２０ 角度検出器 ２４ ビューファインダ ２６ 視線検出器 ３３，３４ 距離検出器 ３５ 立体ーパノラマ切り替えＳＷ ３６ 同期信号発生器 ４１，４４ 画像メモリ ４６ 画像相関処理部 ４７ 画像合成処理部 ９０、９１、９２、９３、９５、９６ フォーカスエ
リア

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれの絞り、フォーカス、ズームの
   撮像条件を設定する機構が少なくともひとつのカメラ制
   御手段により制御される第１のビデオカメラ部および第
   ２のビデオカメラ部と、 前記第１のビデオカメラ部と第２のビデオカメラ部を合
   体する合体手段と、 前記第１のビデオカメラ部と第２のビデオカメラ部のフ
   ォーカスの状態を検出する合焦演算回路と、 を有する複眼撮像装置において、 前記合焦演算回路は、前記第１のビデオカメラ部と第２
   のビデオカメラ部の光軸が装置前方で交わらない場合に
   は、２つのビデオカメラ部でそれぞれ撮像される領域の
   うちの重複する領域で合焦検出を行うことを特徴とする
   複眼撮像装置。