JP5426262B2

JP5426262B2 - 複眼撮像装置

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Publication number: JP5426262B2
Application number: JP2009169332A
Authority: JP
Inventors: 武弘河口
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2009-07-17
Filing date: 2009-07-17
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2029-07-17
Also published as: JP2011022501A; US20110012997A1

Description

本発明は複眼撮像装置に係り、特に互いに視差を有する複数の視差画像を撮像する複眼撮像装置に関する。

従来、互いに視差を有する視差画像からなる立体視可能な３次元画像（３Ｄ画像）の撮像機能を持つ複眼撮像装置において、装置本体の小型化のために、プリズムを用いた屈曲光学系の撮影レンズ（以下、「屈曲レンズ」という）を使用したものが提案されている（特許文献１）。

また、２つのフォーカスレンズを同時に駆動し、所定の送り量ごとに画像のコントラストを示す評価値（ＡＦ評価値）を算出し、ＡＦ評価値の最大値を先に検出したフォーカスレンズの位置に、他方のフォーカスレンズを設定する複眼撮像装置が提案されている（特許文献２）。例えば、一方のフォーカスレンズは至近から無限遠に向けてＡＦサーチを行い、他方のフォーカスレンズは無限遠から至近に向けてＡＦサーチを行うことで、短時間に効率よくＡＦ動作を完了できるようにしている。

特開２００９−４８１８１号公報特開２００６−１６２９９０号公報

特許文献１に記載の複眼撮像装置は、屈曲レンズを使用することにより小型化されているが、左右の屈曲レンズは、立体感、臨場感を高めるために（基線長を長くとるために）、装置本体の左右の端部にそれぞれ配置されている。

従って、装置本体のグリップ部（レリーズボタン側の端部）を把持した場合には、把持した手の指がレリーズボタン側の屈曲レンズに掛かりやすいという問題がある。

尚、左右のレンズの一方に指が掛かると、左右のレンズに入射する光量が大きく変化し、左眼画像と右眼画像の明るさが大きく変化するという問題がある。同様に、左眼画像と右眼画像の焦点調節やホワイトバランス補正が異なり、良好な３Ｄ画像が得られないという問題がある。

一方、特許文献２に記載の複眼撮像装置は、沈胴式の鏡筒を使用しているため（特許文献２の図１、段落［００１６］）、撮影時にレンズへの指掛かりの問題はないが、装置の薄型化、小型化を図ることができない。また、特許文献２に記載の複眼撮像装置は、先に合焦したフォーカスレンズの合焦位置に、他方のフォーカスレンズの位置を合わせるようにしているため、基準となる撮像部を固定化することができない。

尚、従来のデジタルカメラでは、本撮像前に被写体の構図を確認するために、カメラ背面の液晶モニタにライブビュー画像（スルー画像）を表示させているが、３Ｄのスルー画像は、２次元（２Ｄ）のスルー画像に比べて指掛りが確認しにくいという問題がある。これは、一方のレンズに指掛りがあっても、他方のレンズに指掛りがない場合には、指掛りのある画像と指掛りのない画像とが重畳されて表示されるからである。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、レンズへの指掛りの有無にかかわらず、良好な３Ｄ画像を撮像することができる複眼撮像装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために請求項１に係る複眼撮像装置は、装置本体の左右方向の位置に配設され、互いに視差を有する複数の視差画像を撮像する複数の撮像手段であって、それぞれ装置本体の前面から突出しない（あるいは突出が小さい）撮影レンズを有する複数の撮像手段と、前記装置本体に配設されたレリーズボタンと、前記レリーズボタンから最も離れた撮影レンズを有する撮像手段を介して取得される画像信号に基づいて被写体の明るさを測光する測光手段と、前記測光手段により測光された被写体の明るさに基づいて前記複数の撮像手段の露出をそれぞれ制御する露出制御手段と、を備え、前記露出制御手段は、前記測光手段により測光された被写体の明るさに基づいて撮影感度、絞り値及び露光時間を求める手段と、前記複数の撮像手段の所定の基準値からの個体差を示す撮影感度、絞り、及びメカシャッター遅れのズレ量を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されたズレ量に基づいて前記求めた撮影感度を補正するとともに、メカシャッター閉じ予定位置を修正する手段と、を有することを特徴としている。

前記複数の撮像手段のうちのレリーズボタンから最も離れた撮影レンズを有する撮像手段を基準の撮像手段とし、前記測光手段は、前記基準の撮像手段を介して取得される画像信号に基づいて被写体の明るさを測光するようにしている。前記基準の撮像手段は、レリーズボタンから最も離れた撮影レンズを有するため、前記レリーズボタンを操作する手の指は前記撮影レンズに掛かることがない。前記測光手段は、前記指掛りのない撮像レンズを有する撮像手段（基準の撮像手段）から取得される画像信号に基づいて被写体の明るさを測光するため、良好な測光を行うことができる。また、前記測光結果に基づいて複数の撮像手段の露出をそれぞれ制御するようにしたため、複数の撮像手段によって撮像される複数の視差画像をそれぞれ適正な露出で撮像することができるとともに、複数の視差画像の明るさを合わせることができ、良好な３Ｄ画像が得られる。また、複数の撮像手段の固体差を吸収して高精度に露出制御を行うようにしている。

請求項２に係る複眼撮像装置は、装置本体の左右方向の位置に配設され、互いに視差を有する複数の視差画像を撮像する複数の撮像手段であって、それぞれ装置本体の前面から突出しない撮影レンズを有する複数の撮像手段と、前記装置本体に配設されたレリーズボタンと、前記レリーズボタンから最も離れた撮影レンズを有する撮像手段を介して取得される画像信号に基づいて該撮影レンズの焦点調節を行うとともに、該焦点調節結果を利用して他の撮像手段の撮影レンズの焦点調節を行う焦点調節手段と、を備え、前記焦点調節手段は、前記レリーズボタンから最も離れた撮影レンズを有する撮像手段の撮影レンズを至近から無限遠又は無限遠から至近に向けてサーチ動作させ、該撮像手段から取得される画像のコントラストが最大になる合焦位置に前記撮影レンズを移動させるとともに、前記焦点調節された撮影レンズの合焦位置に基づいて他の撮影レンズのサーチ範囲を制限して他の撮影レンズをサーチ動作させ、他の撮影レンズを有する撮像手段から取得される画像のコントラストが最大になる合焦位置に前記他の撮影レンズを移動させることを特徴としている。

前記複数の撮像手段のうちのレリーズボタンから最も離れた撮影レンズを有する撮像手段を基準の撮像手段とし、前記焦点調節手段は、前記基準の撮像手段を介して取得される画像信号に基づいて該撮影レンズの焦点調節を行うとともに、該焦点調節結果を利用して他の撮像手段の撮影レンズの焦点調節を行うようにしている。前記基準の撮像手段は、レリーズボタンから最も離れた撮影レンズを有するため、前記レリーズボタンを操作する手の指は前記撮影レンズに掛かることがない。これにより、前記焦点調節手段は、前記基準の撮像手段側の撮影レンズの焦点調節を適正に行うことができ、また、前記焦点調節結果を利用して他の撮像手段の撮影レンズの焦点調節を行うようにしため、他の撮影レンズに指掛りがあっても他の撮影レンズの焦点調節を適正に行うことができる。
また、前記他の撮影レンズは、前記焦点調節された撮影レンズの合焦位置を基準にしてサーチ範囲が制限されるため、前記焦点調節された撮影レンズの合焦位置から大幅に合焦位置がずれないようにすることができる。これにより、基準の撮像手段の撮影レンズが合焦している被写体と同じ被写体に、他の撮像手段の撮影レンズを合焦させることができる。

請求項３に示すように請求項２に記載の複眼撮像装置において、前記焦点調節手段は、前記レリーズボタンから最も離れた撮影レンズと他の撮影レンズとの固体差に対応するフォーカスズレ量を記憶する記憶手段と、前記焦点調節された撮影レンズの合焦位置と前記記憶手段に記憶されたフォーカスズレ量とに基づいて他の撮影レンズの移動すべき中心位置を算出する手段と、前記算出した中心位置を中心にしてサーチ余裕分の範囲で他の撮影レンズをサーチ動作させる手段と、を有することを特徴としている。

請求項４に示すように請求項３に記載の複眼撮像装置において、前記焦点調節手段は、前記他の撮像手段から取得される画像のコントラストが最大になる合焦位置が得られない場合には、前記他の撮影レンズの移動すべき中心位置に該他の撮影レンズを移動させることを特徴としている。これにより、何らかの原因により他の撮影レンズの合焦位置が得られない場合でも、焦点調節された撮影レンズの合焦位置に対応する位置に他の撮影レンズを移動させることにより、他の撮影レンズも合焦する可能性が高くなる。

請求項５に示すように請求項１から４のいずれかに記載の複眼撮像装置において、前記複数の撮影レンズは、それぞれ屈曲光学系の撮影レンズであることを特徴としている。

請求項６に示すように請求項１から５のいずれかに記載の複眼撮像装置において、前記複数の撮像手段は、左眼画像と右眼画像とをそれぞれ取得する第１の撮像手段及び第２の撮像手段であり、前記第１の撮像手段及び第２の撮像手段は、左右の撮影レンズの中心位置が前記装置本体の中心位置よりも前記第１の撮像手段側にずれるように配置されていることを特徴としている。これにより、右手で装置本体を把持した際に、該右手の指が第２の撮像手段の撮影レンズに掛かりにくいようにしている。

請求項７に示すように請求項１から６のいずれかに記載の複眼撮像装置において、前記装置本体の上下方向に移動自在に配設され、前記複数の撮像手段の複数の撮影レンズの前面を同時に開閉する１つのレンズバリアを備えたことを特徴としている。

請求項８に示すように請求項７に記載の複眼撮像装置において、前記レンズバリアの左右方向の幅は、前記装置本体の左右方向の幅と略一致していることを特徴としている。

請求項９に示すように請求項７又は８に記載の複眼撮像装置において、前記レンズバリアは、その表面の左右方向にわたって指掛り用の凸部が形成されていることを特徴としている。前記レンズバリアに形成された指掛り用の凸部は、該レンズバリアを操作する際に指掛りになるとともに、撮影時には複数のレンズへの指掛りを防止する役割を果たす。

本発明によれば、装置本体の前面から突出しない撮影レンズを有する複数の撮像手段のうちレリーズボタンから最も離れた撮影レンズを有する撮像手段を基準の撮像手段とし、この基準の撮像手段を介して取得される画像信号に基づいて複数の撮像手段の露出制御（ＡＥ制御）を行い、複数の撮影レンズの焦点調節（ＡＦ制御）を行い、又は複数の視差画像のホワイトバランス補正（ＡＷＢ補正）を行うようにしたため、他の撮影レンズへの指掛りの有無にかかわらず、良好な３Ｄ画像を撮像することができる。

図１は本発明に係る複眼撮像装置の外観を示す図である。図２は図１に示した複眼撮像装置の撮像時の正面図である。図３は本発明に係る複眼撮像装置の第１の実施形態を示すブロック図である。図４は本発明の第１の実施形態を示すフローチャートである。図５は本発明の第１の実施形態の要部のブロック図である。図６は本発明に係る露出制御時に適用されるプログラム線図である。図７は本発明に係る複眼撮像装置の第２の実施形態を示すブロック図である。図８は本発明の第２の実施形態を示すフローチャートである。図９は本発明に係る焦点調節を説明するために用いて図である。図１０は本発明の第２の実施形態の要部のブロック図である。図１１は本発明に係る複眼撮像装置の第３の実施形態を示すブロック図である。図１２は本発明の第３の実施形態を示すフローチャートである。図１３は本発明の第３の実施形態の要部のブロック図である。

以下、添付図面に従って本発明に係る複眼撮像装置の実施の形態について説明する。

［複眼撮像装置の外観］
図１は本発明に係る複眼撮像装置の外観を示す図であり、同図（Ａ）〜（Ｄ）はそれぞれ複眼撮像装置の上面図、正面図、背面図、及び左側面図である。また、図２は図１に示した複眼撮像装置の撮像時の正面図である。

この複眼撮像装置（複眼カメラ）１０は、２Ｄ／３Ｄの静止画、及び２Ｄ／３Ｄの動画の記録再生が可能なデジタルカメラであり、図１に示すように薄型の直方体状のカメラ本体の上面には、レリーズボタン１１、ズームボタン１２が配設されている。

カメラ本体の前面には、カメラ本体の左右方向の幅と略一の幅を有するレンズバリア１３が、カメラ本体の上下方向に移動自在に配設されており、このレンズバリア１３を上下方向に移動させることにより、図２に示すように左右一対の撮影レンズ14-1，14-2の前面を同時に開閉できるようになっている。尚、撮影レンズ14-1，14-2としては、屈曲レンズが使用されている。

また、レンズバリア１３の表面には、左右方向にわたって指掛り用の凸部１３Ａが形成されている。この指掛り用の凸部１３Ａは、レンズバリア１３を操作する際に指掛りになるとともに、撮像時にはレンズへの指掛りを防止する役割を果たす。また、レンズバリア１３によるレンズ前面の開閉動作に連動して、カメラ電源をＯＮ／ＯＦＦさせることができるようになっている。

カメラ本体の背面には、その中央部に３Ｄ用の液晶モニタ１６が配設されている。液晶モニタ１６は、複数の視差画像（右目用画像、左目用画像）をパララックスバリアによりそれぞれ所定の指向性をもった指向性画像として表示できるものである。尚、３Ｄ用の液晶モニタ１６としては、レンチキュラレンズを使用するものや、偏光メガネ、液晶シャッタメガネなどの専用メガネをかけることで右目用画像と左目用画像とを個別に見ることができるものなどが適用できる。

上記液晶モニタ１６の左右には、各種の操作スイッチが配設されている（図１（Ｃ））。操作スイッチ１８Ａは、静止画撮影と動画撮影とを切り替える切替えスイッチであり、操作スイッチ１８Ｂは、２Ｄ撮影と３Ｄ撮影とを切り替える切替えスイッチである。また、操作スイッチ１８Ｃは、MENU／OKボタンと再生ボタンとを兼ねたシーソーキーであり、操作スイッチ１８Ｄは、マルチファンクションの十字キーであり、操作スイッチ１８Ｅは、DISP／BACKキーである。

MENU／OKボタンは、液晶モニタ１６の画面上にメニューを表示させる指令を行うためのメニューボタンとしての機能と、選択内容の確定及び実行などを指令するＯＫボタンとしての機能とを兼備した操作スイッチである。再生ボタンは、撮影モードから再生モードに切り替えるボタンである。十字キーは、上下左右の４方向の指示を入力する操作スイッチであり、マクロボタン、フラッシュボタン、セルフタイマーボタン等が割り当てられており、また、メニューが選択されている場合には、そのメニュー画面から項目を選択したり、各メニューから各種設定項目の選択を指示するスイッチ（カーソル移動操作手段）として機能する。また、十字キーの左／右キーは再生モード時のコマ送り（順方向／逆方向送り）ボタンとして機能する。DISP／BACKキーは、液晶モニタ１６の表示形態を切り替えたり、メニュー画面上での指示内容の取消し、あるいは１つ前の操作状態に戻らせる時などに使用される。

図２に示すように、カメラ本体の左右方向の中心をＣ_１，左右の撮影レンズ14-1，14-2の中心をＣ_２とすると、Ｃ_２は、Ｃ_１よりも長さＬだけ図２上で右側（正面側から見て右側）にずれている。即ち、各撮影レンズ14-1，14-2は、カメラ本体の中心Ｃ_１に対してレンズ中心Ｃ_２がレリーズボタン１１側から遠ざかる方向にずれて配設されており、これによりカメラ本体を右手で把持してレリーズボタン１１を操作する際のグリップ部を確保できるようにしている。

［第１の実施形態］
図３は上記複眼撮像装置（複眼カメラ）１０の第１の実施形態を示すブロック図である。

図３に示すように、この複眼カメラ１０は、主として複数の撮像部20-1,20-2、中央処理装置（ＣＰＵ）３２、ＡＥ（Automatic Exposure：自動露出）測光部３３、前述したレリーズボタン１１、ズームボタン１２、及び各種の操作スイッチを含む操作部３４、表示制御部３６、液晶モニタ１６、記録制御部３８、圧縮／伸張処理部４２、デジタル信号処理部４４、ＡＦ（Auto Focus：自動焦点）検出部４６、ＡＷＢ（Automatic White Balance：自動ホワイトバランス）検出部４８、ＶＲＡＭ５０、ＲＡＭ５２、フラッシュメモリ５４、ＲＯＭ５６、及び露出設定算出部５８等から構成されている。尚、撮像部20-1,20-2は、互いに視差を有する左眼用画像と右眼用画像の２枚の視差画像を撮像するが、撮像部２０は、３つ以上あってもよい。

左眼用画像を撮像する撮像部20-1は、プリズム（図示せず）、フォーカスレンズ及びズームレンズ２１からなる屈曲レンズ、絞り２２及びメカシャッター２３からなる光学ユニットと、固体撮像素子（ＣＣＤ）２４と、アナログ信号処理部２５と、Ａ／Ｄ変換器２６と、画像入力コントローラ２７と、前記光学ユニットを駆動するレンズ駆動部２８、絞り駆動部２９及びシャッター制御部３０と、ＣＣＤ２４を制御するＣＣＤ制御部３１とを備えている。尚、右眼用画像を撮像する撮像部20-2は、前記左眼用画像を撮像する撮像部20-1と同じ構成を有するため、その具体的な構成の説明は省略する。

ＣＰＵ３２は、操作部３４からの入力に基づき所定の制御プログラムに従って複眼カメラ全体の動作を統括制御する。尚、ＲＯＭ５６には、ＣＰＵ３２が実行する制御プログラム及び制御に必要な各種データ等が格納され、フラッシュメモリ５４には、ユーザ設定情報等の複眼カメラの動作に関する各種設定情報等が格納される。また、ＶＲＡＭ５０は、液晶モニタ１６に表示する表示用の画像データを一時記憶するメモリであり、ＲＡＭ５２は、ＣＰＵ３２の演算作業用領域及び画像データの一時記憶領域を含んでいる。

屈曲レンズに含まれるフォーカスレンズ及びズームレンズ２１は、レンズ駆動部２８により駆動されて光軸に沿って前後に移動する。ＣＰＵ３２は、レンズ駆動部２８の駆動を制御することにより、フォーカスレンズの位置を制御して被写体に焦点が合うように焦点調節を行うとともに、操作部３４中のズームボタン１２からのズーム指令に応じてズームレンズの位置を制御してズーミングを行う。

絞り２２は、例えば、アイリス絞りで構成されており、絞り駆動部２９に駆動されて動作する。ＣＰＵ３２は、絞り駆動部２９を介して絞り２２の開口量（絞り値）を制御し、ＣＣＤ２４への入射光量を制御する。

メカシャッター２３は、光路を開閉することによりＣＣＤ２４での露光時間を決めるとともに、ＣＣＤ２４からの画像信号の読み出し時に不要光がＣＣＤ２４に入射しないようにしてスミアの発生を防止する。ＣＰＵ３２は、シャッター速度に対応する露光終了時点に同期したシャッター閉信号をシャッター制御部３０に出力し、メカシャッター２３を制御する。

ＣＣＤ２４は、２次元のカラーＣＣＤ固体撮像素子により構成されている。ＣＣＤ２４の受光面には、多数のフォトダイオードが２次元的に配列されており、各フォトダイオードには所定の配列でカラーフィルタが配置されている。

上記構成の光学ユニットを介してＣＣＤ受光面上に結像された被写体の光学像は、このフォトダイオードによって入射光量に応じた信号電荷に変換される。各フォトダイオードに蓄積された信号電荷は、ＣＰＵ３２の指令に従ってＣＣＤ制御部３１から与えられる駆動パルスに基づいて信号電荷に応じた電圧信号（画像信号）としてＣＣＤ２４から順次読み出される。ＣＣＤ２４は、電子シャッター機能を備えており、フォトダイオードへの電荷蓄積時間を制御することにより、露光時間（シャッター速度）が制御される。尚、電子シャッターによりシャッター速度に対応する電荷蓄積開始時点が制御され、前記メカシャッター２３を閉じることにより露光終了時点（電荷蓄積終了時点）が制御される。本実施の形態では、撮像素子としてＣＣＤ２４を用いているが、ＣＭＯＳセンサ等の他の構成の撮像素子を用いることもできる。

ＣＣＤ４４から読み出されたＲ、Ｇ、Ｂのアナログ信号は、アナログ信号処理部２５により相関二重サンプリング（ＣＤＳ）や増幅が行われた後、Ａ／Ｄ変換器２６によりＲ、Ｇ、Ｂのデジタル信号に変換される。

画像入力コントローラ２７は、所定容量のラインバッファを内蔵しており、Ａ／Ｄ変換器２６によりＡ／Ｄ変換されたＲ、Ｇ、Ｂの画像信号を一時蓄積したのち、バス６０を介してＲＡＭ５２に格納する。

ＣＰＵ３２は、３Ｄ撮影モード時には左目用画像を撮像する撮像部20-1と同様に右眼用画像を撮像する撮像部20-2を制御する。

ＡＥ測光部３３は、レリーズボタン１１の半押し時に取り込まれる画像信号に基づいてＡＥ制御に必要な被写体輝度を算出する。露出設定算出部５８は、ＡＥ測光部３３により測光された測光値に基づいて複数の撮像部20-1,20-2におけるシャッター速度（露光時間）、絞り値、撮影感度を設定する。

ＡＦ検出部４６は、レリーズボタン１１の半押し時に取り込まれるＡＦエリアの画像信号の高周波成分の絶対値を積算し、この積算した値（ＡＦ評価値）をＣＰＵ３２に出力する。ＣＰＵ３２は、フォーカスレンズを至近から無限遠側に移動させ、ＡＦ検出部４６により検出されるＡＦ評価値が最大となる合焦位置をサーチし、その合焦位置にフォーカスレンズを移動させることにより、被写体（主要被写体）への焦点調節を行う。ＡＷＢ検出部４８は、本撮像時に取得されたＲ、Ｇ、Ｂの画像信号に基づいて自動的に光源種（被写界の色温度）を求め、予め光源種別に設定されたＲ、Ｇ、Ｂのホワイトバランスゲイン（ホワイトバランス補正値）を記憶するテーブルから対応するホワイトバランスゲインを読み出す。

尚、ＡＥ測光部３３、ＡＦ検出部４６、ＡＷＢ検出部４８及び露出設定算出部５８の詳細については後述する。

デジタル信号処理部４４は、ホワイトバランス補正回路、階調変換処理回路（例えば、ガンマ補正回路）、単板ＣＣＤのカラーフィルタ配列に伴うＲ，Ｇ，Ｂなどの色信号の空間的なズレを補間して各色信号の位置を合わせる処理回路、輪郭補正回路、輝度・色差信号生成回路等を含む画像処理手段として機能し、ＲＡＭ５２に格納されたＲ、Ｇ、Ｂの画像信号に対して所定の信号処理を行う。即ち、Ｒ、Ｇ、Ｂの画像信号は、デジタル信号処理部４４において、ＡＷＢ検出部４８により検出されたホワイトバランスゲインが乗算されてホワイトバランス補正が行われ、その後、階調変換処理（例えば、ガンマ補正）等の所定の処理が施された後、輝度信号（Ｙ信号）及び色差信号（Ｃｒ、Ｃｂ信号）からなるＹＣ信号に変換される。デジタル信号処理部４４により処理されたＹＣ信号はＲＡＭ５２に格納される。

圧縮／伸張処理部４２は、記録メディア４０への記録時にはＣＰＵ３２からの指令に従い、ＲＡＭ５２に格納されたＹＣ信号を圧縮処理し、また、記録メディア４０に記録された圧縮された圧縮データを伸張処理してＹＣ信号にする。記録制御部３８は、圧縮／伸張処理部４２により圧縮された圧縮データを所定形式の画像ファイル（例えば、３Ｄの静止画は、ＭＰ（マルチピクチャ）フォーマットの画像ファイル）にして記録メディア４０に記録し、又は記録メディア４０から画像ファイルの読み出しを行う。

液晶モニタ１６は、撮影済み画像を表示するための画像表示部として使用されるとともに、各種設定時にＧＵＩ（グラフィカルユーザインターフェース）として使用される。また、液晶モニタ１６は、撮影モード時に画角を確認するための電子ファインダとして利用される。表示制御部３６は、液晶モニタ１６に３Ｄ画像を表示させる場合には、ＶＲＡＭ５０に保持されている左目用画像と右眼用画像とを１画素ずつ交互に表示させる。液晶モニタ１６に設けられているパララックスバリアにより、所定の距離から観察するユーザの左右の眼には、１画素ずつ交互に配列された左右の画像がそれぞれ別々に視認される。これにより、立体視を可能にしている。

＜ＡＥ制御＞
図４は本発明の第１の実施形態を示すフローチャートであり、各撮像部における露出設定値の算出手順に関して示している。

図４において、レリーズボタン１１が半押しされると、ＡＥ測光部３３は、レリーズボタン１１から最も離れたレンズを有する撮像部から取得される画像信号に基づいて被写体輝度の測光を行う（ステップＳ１０）。即ち、ＡＥ測光部３３は、レリーズボタン１１から最も離れたレンズを有する撮像部（この実施の形態では、撮影レンズ14-1を有する左眼用画像を撮像する撮像部20-1）から取得される画像信号の積算平均値を算出することにより被写体輝度を測光する。尚、測光方式は、平均測光に限らず、中央重点測光やスポット測光などの各種の測光方式を適応することができる。

ＡＥ測光部３３により測光された測光値は、図５に示すように露出設定算出部５８に入力される。露出設定算出部５８の他の入力には、全て撮像部の絞り２２及びメカシャッター２３の、基準値に対する絞りズレ量及びメカシャッター遅れのズレ量が加えられており、露出設定算出部５８は、上記入力した測光値と、全ての撮像部の絞りズレ量及びメカシャッター遅れのズレ量とに基づいて全ての撮像部の露出設定値を算出する（ステップＳ１２〜Ｓ２０）。

尚、露出設定算出部５８は、予め記憶部５８Ａに記憶されている感度／絞りの基準値に対する全ての撮像部の感度／絞りのズレ量、及びメカシャッター遅れの基準値に対する全ての撮像部のメカシャッターのズレ量から、それぞれ対応する感度／絞りのズレ量及びメカシャッター遅れのズレ量を入力できるようになっている。

続いて、露出設定算出部５８は、上記補正により得られた測光値から露出値（撮影ＥＶ値）を求め、この露出値と予め設定されたプログラム線図より撮影感度、絞り値及び露光時間（シャッター速度）を求める（ステップＳ１４）。

図６にプログラム線図の一例を示す。例えば、露出値が９の場合、図４のプログラム線図によれば、露光時間は１／１２５（秒）（ＴＶ７）、撮影感度はＩＳＯ４００、絞り値はＦ２．９（ＡＶ３）となる。

次に、露出設定算出部５８は、上記のようにして求めたレリーズボタン１１から最も離れたレンズを有する撮像部に対する露出設定値（撮影感度／絞り値／露光時間）を、他のレンズを有する撮像部に対する露出設定値として反映させる（ステップＳ１６）。

ここで、前記設定される各撮像部の撮影感度としては、その撮像部の感度／絞りの基準値からのズレ量により感度を補正し、この補正した感度を設定する（ステップＳ１８）。

また、各撮像部のメカシャッターは、その撮像部のメカシャッターの、メカシャッター遅れの基準値からのズレ量により、メカシャッター閉じ予定位置が修正される（ステップＳ２０）。

露出設定算出部５８は、上記のようにして算出した全ての撮像部の露出設定値をＣＰＵ３２に渡し、ＣＰＵ３２は、各撮像部ごとに設定された露出設定値に基づいて絞り２２、電子シャッター、メカシャッター２３及び撮影感度を制御する。尚、撮影感度の設定は、アナログ信号処理部２５のアンプゲインを設定することにより行われる。

上記のように屈曲レンズで構成された複眼カメラにおいて、レリーズボタンから最も離れたレンズを有する撮像部から取得された画像信号に基づいて被写体輝度を測光するようにしたため、指掛りしにくいレンズ側（片手持ちの時は、１００％指掛りしないレンズ側）の撮像部により測光できるため、測光・露出精度が向上する。また、それぞれの撮像部の感度／絞り／メカシャッター遅れの基準値からのズレ量をそれぞれ補正することで、各撮像部の個体差を吸収して高精度に露出制御することができ、可視性の高い立体画像を行うことができる。

［第２の実施形態］
図７は本発明に係る複眼カメラの第２の実施形態を示すブロック図である。尚、図３に示した第１の実施形態と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図７に示す第２の実施形態の複眼カメラは、図３に示したＡＥ測光部３３、ＡＷＢ検出部４８の代わりにＡＥ／ＡＷＢ検出部４９が設けられ、また、露出設定算出部５８の代わりにフォーカス範囲算出部６２が設けられている点で、第１の実施形態と相違する。尚、ＡＥ／ＡＷＢ検出部４９は、図３に示したＡＥ測光部３３及びＡＷＢ検出部４８と同様な検出を行うものである。
＜ＡＦ制御＞
図８は本発明の第２の実施形態を示すフローチャートであり、各撮像部における焦点調節方法に関して示している。

図８において、レリーズボタン１１が半押しされると、ＡＦ検出部４６は、レリーズボタン１１から最も離れたレンズを有する撮像部から取得されるＡＦエリアの画像信号の高周波成分の絶対値を積算し、その積算値（ＡＦ評価値）をＣＰＵ３２に出力する。ＣＰＵ３２は、フォーカスレンズを至近から無限遠側に移動させ、ＡＦ検出部４６により検出されるＡＦ評価値が最大となる合焦位置Ｐ１をサーチし、その合焦位置Ｐ１にフォーカスレンズを移動させることにより、被写体（主要被写体）への焦点調節を行う（ステップＳ３０）。

図９（Ａ）はレリーズボタン１１から最も離れた１番目のレンズのフォーカスレンズのサーチ位置とＡＦ評価値との関係を示す図であり、フォーカスレンズは、ＡＦ評価値が最大となる合焦位置Ｐ１に移動させられる。レリーズボタン１１から最も離れた１番目のレンズの焦点調節手段にて合焦位置Ｐ１を得ることで、指掛りの影響のない合焦位置を得ることができる。尚、レリーズボタン１１側にはグリップがあるため、レリーズボタン１１に近いレンズには指が掛かる可能性がある。

続いて、複眼カメラの撮像部を示す変数ｉを２に初期設定する（ステップＳ３２）。

図１０に示すようにフォーカス範囲算出部６２には、レリーズボタン１１から最も離れた１番目のレンズの合焦位置Ｐi、予め記憶部６２Ａに調査・保存されているｉ番目のレンズと１番目のレンズとのフォーカスズレ量Ｄfi、及びサーチ余裕分（Ｎｉ，Ｆｉ）の焦点調節幅が入力される。

フォーカス範囲算出部６２は、１番目のレンズの合焦位置Ｐ１と、ｉ番目のレンズと１番目のレンズとのフォーカスズレ量Ｄfiにより、ｉ番目のレンズの焦点調節手段の中心位置ＰiをＰ１−Ｄfiとして求める（ステップＳ３４、図９（Ｂ））。

また、フォーカス範囲算出部６２は、上記求めたｉ番目のレンズの焦点調節手段の中心位置Ｐiと、記憶部６２Ａに保存されているサーチ余裕分の焦点調節幅をＣＰＵ３２に渡す。ＣＰＵ３２は、中心位置Ｐiを中心にした近側にＮｉパルス、遠側にＦｉパルス（温度や姿勢等によるサーチ余裕分）の範囲で、ｉ番目のレンズのフォーカスレンズによるＡＦサーチを行わせる（ステップＳ３６）。

ＣＰＵ３２は、ｉ番目のレンズのフォーカスレンズによるＡＦサーチにより取得したＡＦ評価値に基づいて該ＡＦ評価値が最大となる合焦位置Ｐi’の有無を判別し（ステップＳ３８）、合焦位置Ｐi’があった場合には、ｉ番目のレンズのフォーカスレンズを合焦位置Ｐi’に移動させ（ステップＳ４０）、合焦位置Ｐi’がなかった場合には、ｉ番目のレンズのフォーカスレンズを前記算出した位置Ｐiに移動させる（ステップＳ４２）。

続いて、ＣＰＵ３２は、全てのレンズの焦点調節が終わったか否かを判別し（ステップＳ４４）、全てのレンズの焦点調節が終わっていない場合には、変数ｉを１だけインクリメントし（ステップＳ４６）、ステップＳ３４に遷移させ、次のｉ番目のレンズについて上記と同様な焦点調節を行う。尚、撮像部が３以上の場合には、上記フローラインにしたがってステップＳ３４に戻る場合があるが、２つの撮像部の場合は、ステップＳ３４には戻らない。

上記のように屈曲レンズで構成された複眼カメラにおいて、レリーズボタンから最も離れたレンズを有する撮像部から取得された画像信号に基づいて焦点調節するようにしたため、指掛りしにくいレンズ側（片手持ちの時は、１００％指掛りしないレンズ側）の撮像部から取得された画像信号に基づいて焦点調節することができ、正しい合焦位置が得られ、精度の高い焦点調節を行うことができる。また、予め求められているレリーズボタンから最も離れているレンズとｉ番目のレンズのフォーカスレンズのズレ量（Ｄfi）と、温度や姿勢等によるサーチ余裕分（Ｎｉ，Ｆｉ）を考慮してｉ番目のレンズを焦点調節することで、正しい合焦位置（同じ被写体に合焦させる合焦位置）を得られる可能性が高くなる。

更に、何らかの原因（例えば、レンズへの指掛りの原因）でｉ番目の合焦位置が得られなかった場合でも、予め求められているフォーカスレンズのズレ量から求めた位置に他のフォーカスレンズを移動させることで、合焦している可能性を上げることができる。以上により、可視性の高い立体画像を撮像することができる。

尚、上記の実施形態では、至近から無限遠に向けてＡＦサーチを行うようにしたが、例えば、風景モードによる撮影時には無限遠から至近に向けてＡＦサーチを行うようにしてもよい。

［第３の実施形態］
図１１は本発明に係る複眼カメラの第３の実施形態を示すブロック図である。尚、図３に示した第１の実施形態と共通する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。

図１１に示す第３の実施形態の複眼カメラは、図３に示したＡＷＢ検出部４８の代わりにＡＷＢ検出部６４が設けられ、また、ＡＥ測光部３３の代わりにＡＥ検出部５１が設けられ、更に露出設定算出部５８の代わりにＷＢ算出部６６が設けられている点で、第１の実施形態と相違する。尚、ＡＥ検出部５１は、図３に示したＡＥ測光部３３と同様な検出を行うものである。

＜ＡＷＢ補正＞
図１２は本発明の第３の実施形態を示すフローチャートであり、各撮像部におけるＡＷＢ補正方法に関して示している。

図１２において、ＡＷＢ検出部６４は、レリーズボタン１１の全押しにより本撮像され、ＲＡＭ５２に格納された複数視点の画像信号のうち、レリーズボタン１１から最も離れたレンズを有する撮像部から取得された１画面分の画像信号を取り込み、この画像信号の画面を複数の分割エリア（例えば、８×８）に分割し、各分割エリアごとにＲ、Ｇ、Ｂ信号を積算し、積算値Ｒ／Ｇ／Ｂの比で表される各分割エリアの色情報（Ｒ／Ｇ，Ｂ／Ｇ）を算出する（ステップＳ５０）。ＡＷＢ検出部６４は、得られた各分割エリアの色情報（Ｒ／Ｇ，Ｂ／Ｇ）の、Ｒ／Ｇ軸，Ｂ／Ｇ軸を座標軸とする色空間上の分布から日陰、曇り、晴れ、蛍光灯、及び電球等の各光源種の中から光源種を推定する（ステップＳ５２）。この光源種の推定方法としては、特開２０００−２２４６０８号公報、特開２００４−３０４６９５号公報等に記載の公知のものを使用することができる。

ＡＷＢ検出部６４は、光源種を推定すると、その推定した光源種に合わせてホワイトバランスゲイン（ホワイトバランス補正値）を求める（ステップＳ５３）。尚、前記ホワイトバランスゲインは、予め光源種別に最適なホワイトバランス補正を行うためのホワイトバランスゲインのテーブルを準備しておき、前記求めた光源種に応じて対応するホワイトバランスゲインを読み出すことで求めることができる。

続いて、複眼カメラの撮像部を示す変数ｉを２に初期設定する（ステップＳ５４）。

図１３に示すようにＷＢ算出部６６には、レリーズボタン１１から最も離れた１番目のレンズのホワイトバランスゲインが前記ＡＷＢ検出部６４から入力されるとともに、撮像部感度比を記憶する記憶部６６Ａから全てのレンズにおけるレリーズボタンから最も離れたレンズとの撮像部の感度比が入力できるようになっている。

ＷＢ算出部６６は、レリーズボタンから最も離れた１番目のレンズとｉ番目のレンズとの感度比と、１番目のレンズに対して求めたホワイトバランスゲインとに基づいてｉ番目のレンズのホワイトバランスゲインを算出する（ステップＳ５６）。

いま、１番目のレンズのホワイトバランスゲインを、Ｒ、Ｇ、Ｂ信号別にＷＢＲ１／ＷＢＧ１／ＷＢＢ１とし、１番目のレンズの撮像部とｉ番目のレンズの撮像部との感度比をＧＲｉ／ＧＧｉ／ＧＢｉとすると、ｉ番目のレンズのホワイトバランスゲイン（ＷＢＲｉ／ＷＢＧｉ／ＷＢＢｉ）は、次の［数１］式により求めることができる。

［数１］
ＷＢＲｉ＝ＷＢＲ１＊ＧＲｉ
ＷＢＧｉ＝ＷＢＧ１＊ＧＧｉ
ＷＢＢｉ＝ＷＢＢ１＊ＧＢｉ
ＷＢ算出部６６は、全てのレンズのホワイトバランスゲインの算出が終了したか否かを判別し（ステップＳ５８）、全てのレンズのホワイトバランスゲインの算出が終了していない場合には、変数ｉを１だけインクリメントし（ステップＳ６０）、ステップＳ５６に遷移させ、次のｉ番目のレンズについて上記と同様にしてホワイトバランスゲインの算出を行う。尚、撮像部が３以上の場合には、上記フローラインにしたがってステップＳ５６に戻る場合があるが、２つの撮像部の場合は、ステップＳ５６には戻らない。

上記のように屈曲レンズで構成された複眼カメラにおいて、レリーズボタンから最も離れたレンズを有する撮像部から取得された画像信号に基づいてホワイトバランスゲインを算出するようにしたため、指掛りしにくいレンズ側（片手持ちの時は、１００％指掛りしないレンズ側）の撮像部から取得された画像信号に基づいてホワイトバランスゲインを算出することができ、正しいホワイトバランスゲインが得られ、正しいホワイトバランス補正を行うことができる。また、予め求められているレリーズボタンから最も離れているレンズの撮像部と他のレンズの撮像部との感度比を用いて、レリーズボタンから最も離れているレンズのホワイトバランスゲインから、他のレンズのホワイトバランスゲインを算出することで、それぞれのレンズの撮像部の個体差を吸収してホワイトバランスを揃えることができる。以上により、可視性の高い立体画像が得られる。

［その他］
本発明は、上記第１から第３の実施形態に示したものに限らず、各実施形態を適宜組み合わせたものでもよい。

また、本発明に適用される撮影レンズは屈曲レンズに限らず、カメラ前面からレンズが突出しないレンズであれば、如何なるものでもよい。

本発明は上述した実施形態に限定されず、本発明の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。

１０…複眼撮像装置（複眼カメラ）、１１…レリーズボタン、１３…レンズバリア、１３Ａ…凸部、１６…液晶モニタ、20-1,20-2…撮像部、２１…フォーカスレンズ及びズームレンズ、２２…絞り、２３…メカシャッター、２４…ＣＣＤ、２５…アナログ信号処理部、２８…レンズ駆動部、２９…絞り駆動部、３０…シャッター制御部、３１…ＣＣＤ制御部、３２…中央処理装置（ＣＰＵ）、３４…操作部、４４…デジタル信号処理部、４６…ＡＦ検出部、４８、６４…ＡＷＢ検出部、５２…ＲＡＭ、５６…ＲＯＭ、５８…露出設定算出部、５８Ａ、６６Ａ、６２Ａ…記憶部、６２…フォーカス範囲算出部、６６…ＷＢ算出部

Claims

装置本体の左右方向の位置に配設され、互いに視差を有する複数の視差画像を撮像する複数の撮像手段であって、それぞれ装置本体の前面から突出しない撮影レンズを有する複数の撮像手段と、
前記装置本体に配設されたレリーズボタンと、
前記レリーズボタンから最も離れた撮影レンズを有する撮像手段を介して取得される画像信号に基づいて被写体の明るさを測光する測光手段と、
前記測光手段により測光された被写体の明るさに基づいて前記複数の撮像手段の露出をそれぞれ制御する露出制御手段と、を備え、
前記露出制御手段は、前記測光手段により測光された被写体の明るさに基づいて撮影感度、絞り値及び露光時間を求める手段と、前記複数の撮像手段の所定の基準値からの個体差を示す撮影感度、絞り、及びメカシャッター遅れのズレ量を記憶する記憶手段と、前記記憶手段に記憶されたズレ量に基づいて前記求めた撮影感度を補正するとともに、メカシャッター閉じ予定位置を修正する手段と、を有することを特徴とする複眼撮像装置。
装置本体の左右方向の位置に配設され、互いに視差を有する複数の視差画像を撮像する複数の撮像手段であって、それぞれ装置本体の前面から突出しない撮影レンズを有する複数の撮像手段と、
前記装置本体に配設されたレリーズボタンと、
前記レリーズボタンから最も離れた撮影レンズを有する撮像手段を介して取得される画像信号に基づいて該撮影レンズの焦点調節を行うとともに、該焦点調節結果を利用して他の撮像手段の撮影レンズの焦点調節を行う焦点調節手段と、を備え、
前記焦点調節手段は、前記レリーズボタンから最も離れた撮影レンズを有する撮像手段の撮影レンズを至近から無限遠又は無限遠から至近に向けてサーチ動作させ、該撮像手段から取得される画像のコントラストが最大になる合焦位置に前記撮影レンズを移動させるとともに、前記焦点調節された撮影レンズの合焦位置に基づいて他の撮影レンズのサーチ範囲を制限して他の撮影レンズをサーチ動作させ、他の撮影レンズを有する撮像手段から取得される画像のコントラストが最大になる合焦位置に前記他の撮影レンズを移動させることを特徴とする複眼撮像装置。
前記焦点調節手段は、前記レリーズボタンから最も離れた撮影レンズと他の撮影レンズとの固体差に対応するフォーカスズレ量を記憶する記憶手段と、前記焦点調節された撮影レンズの合焦位置と前記記憶手段に記憶されたフォーカスズレ量とに基づいて他の撮影レンズの移動すべき中心位置を算出する手段と、前記算出した中心位置を中心にしてサーチ余裕分の範囲で他の撮影レンズをサーチ動作させる手段とを有することを特徴とする請求項２に記載の複眼撮像装置。
前記焦点調節手段は、前記他の撮像手段から取得される画像のコントラストが最大になる合焦位置が得られない場合には、前記他の撮影レンズの移動すべき中心位置に該他の撮影レンズを移動させることを特徴とする請求項３に記載の複眼撮像装置。
前記複数の撮影レンズは、それぞれ屈曲光学系の撮影レンズであることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の複眼撮像装置。
前記複数の撮像手段は、左眼画像と右眼画像とをそれぞれ取得する第１の撮像手段及び第２の撮像手段であり、
前記第１の撮像手段及び第２の撮像手段は、左右の撮影レンズの中心位置が前記装置本体の中心位置よりも前記第１の撮像手段側にずれるように配置されていることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の複眼撮像装置。
前記装置本体の上下方向に移動自在に配設され、前記複数の撮像手段の複数の撮影レンズの前面を同時に開閉する１つのレンズバリアを備えたことを特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の複眼撮像装置。
前記レンズバリアの左右方向の幅は、前記装置本体の左右方向の幅と略一致していることを特徴とする請求項７に記載の複眼撮像装置。
前記レンズバリアは、その表面の左右方向にわたって指掛り用の凸部が形成されていることを特徴とする請求項７又は８に記載の複眼撮像装置。