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JPH08194274A - 立体撮像装置 - Google Patents

立体撮像装置

Info

Publication number
JPH08194274A
JPH08194274A JP450995A JP450995A JPH08194274A JP H08194274 A JPH08194274 A JP H08194274A JP 450995 A JP450995 A JP 450995A JP 450995 A JP450995 A JP 450995A JP H08194274 A JPH08194274 A JP H08194274A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image pickup
stereoscopic
optical system
focus
information
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP450995A
Other languages
English (en)
Inventor
Masao Sato
政雄 佐藤
Shinji Araoka
伸治 荒岡
Tsutomu Nakamura
努 中村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Optical Co Ltd filed Critical Olympus Optical Co Ltd
Priority to JP450995A priority Critical patent/JPH08194274A/ja
Publication of JPH08194274A publication Critical patent/JPH08194274A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03BAPPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B2213/00Viewfinders; Focusing aids for cameras; Means for focusing for cameras; Autofocus systems for cameras
    • G03B2213/02Viewfinders
    • G03B2213/025Sightline detection

Landscapes

  • Focusing (AREA)
  • Stereoscopic And Panoramic Photography (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】両眼視差を利用する立体撮像装置において、共
通の範囲に対して自動合焦処理、または、自動露光処理
が実行可能で、見やすく、疲れにくい安定した状態の立
体映像情報が得られる装置を提供する。 【構成】左眼、または、右眼用撮像情報を得る2つのレ
ンズ系1、2と、レンズ系に係るフォーカス位置,視線
方向角度等を検出する検出回路8と、検出された情報に
基づき2つのレンズ系に対して共通の被写体の合焦検出
用範囲を演算するエリア演算回路や距離演算回路等を内
蔵するCPU9と、演算された共通の検出範囲でピント
調節を行うピント調節用カメラ駆動回路7とで主に構成
される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、立体撮像装置、詳しく
は、両眼視差を利用した立体撮像装置における合焦、ま
たは、測光制御に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、両眼の視差による融像作用を利用
した立体画像表示装置に関して各種の提案がなされてお
り、また、その立体画像表示用の左右撮影画像データを
取り込む立体撮像装置に関しても多くの提案がなされて
いる。例えば、特開昭63−153987号公報に開示
の立体映像撮影用光学装置は、1つのレンズは固定さ
れ、他の1つのレンズは、被写体の遠近に応じてその光
軸方向を変化させるために回動可能とした装置である。
また、特開昭64−11254号公報に開示の立体撮像
装置は、2つのレンズの輻輳角、すなわち、2つのレン
ズの光軸方向の交叉する角度の変更手段として、2本レ
ンズを均等、かつ、対称となる方向に回転させることが
できる回転手段を用いたものである。
【0003】また、特開平1−284090号公報に開
示の立体撮像装置は、2つのミラー,プリズム等を用い
て1つのテイキングレンズと2つの撮像素子のCCDで
左右の映像を撮影するものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の特開昭63
−153987号公報、特開昭64−11254号公
報、また、特開昭64−11254号公報等に開示の立
体撮像装置では、2つのレンズの注視点、すなわち、2
つのレンズ光軸の交点に被写体がない場合、AF(自動
合焦処理)エリアと、AE(自動露光処理)エリア、す
なわち、測光エリアとが従来のように左右ほぼ中央に設
定されているとすれば、左右レンズ間のAF,AEにず
れを生ずる。
【0005】例えば、図21の撮影状態図に示すように
立体撮像装置の輻輳角α、画角2×Z、基線長aに設定
された左右2つの撮影レンズ系101,102に対し
て、被写体103,104,105が存在しており、左
右レンズ系の注視点PA 上に被写体が存在しないとす
る。上記撮像レンズ系では、それぞれの光軸O1 ,O2
上に位置する被写体(白)103,被写体(黒)104
に合焦する可能性が高い。
【0006】すなわち、図22(A),(B)は、上記
図21の被写体が左右撮影レンズ系101,102に取
り込まれる画面111,112を示す図であるが、本図
に示すように上記レンズ系101,102双方共に合焦
エリアを中央部113,114とすると、一方の合焦エ
リア113に被写体104があり、他方の合焦エリア1
14には別の被写体103が位置していることになる。
【0007】従って、同一被写体104の立体視のため
の画像データを得ようとした場合であっても、上記撮影
レンズ系101と102でそれぞれ異なった距離にある
中央エリアの被写体にピントが合わせられてしまい、双
方の撮影画面の合焦距離のずれが生じ、適切な左右2画
面の立体表示用画像データが得られない。また、そのず
れは、観察者の目の疲労の原因にもなる。
【0008】さらに、図23の撮影状態図に示すように
撮影レンズ系121,122を輻輳角が0°、すなわ
ち、平行視状態においた場合でも同様の不具合が生じ
る。すなわち、上記図23の撮影状態にあっては、レン
ズ系121側の光軸O1 上に被写体(家)123があっ
て,レンズ系122側の光軸O2 上に遠方まで被写体が
存在しないとする。また、比較的近い距離には被写体1
24,125が存在する。上記左側レンズ系121での
撮影画面126を示す図24(A)には、中央部の合焦
エリア128に被写体123が位置するが、右側レンズ
系122での撮影画面127を示す図24(B)には、
同じ中央部の合焦エリア129は無限遠合焦状態とな
り、前述の場合と同様に合焦距離のずれが生じる。
【0009】上述のように、同一被写体を立体視する画
像データを得る際、左右それぞれのレンズ系の撮影画面
の被写体の位置が異なっている場合、従来のようにAF
検出エリアをほぼ中央部に設定し、左右独立してAF処
理する方法では、左右映像にピントのずれが生じ、立体
視が困難となってくる。
【0010】なお、上述の問題点はAF処理についての
み記述しているが、AE(自動露光)処理に関しても、
従来のように双方の撮影画面の中央部を測光エリアに設
定するAE処理では、上記2つの撮影レンズ系での測光
データにずれが生じ、左右2つの撮影レンズ系に共通な
被写体に対するAE処理は困難になる。
【0011】一方、前述の特開平1−284090号公
報の立体撮像装置の場合のように2つのミラー等と1つ
の撮影レンズと2つのCCDを適用した立体撮影可能な
光学系でも同様なことがいえる。例えば、上記立体撮像
装置において、光学的条件は前記従来例と同じ光学系
で、前記図23と同様なシーンの場合を考えると、左右
映像は前記図24(A),(B)の画面と同じ構図にな
るが、1つの光学系によりピント、および、明るさの制
御がなされ、合焦距離、露光条件としては、左右同じと
なっても、手前の被写体(人)124や被写体(花)1
25などの1つの主要被写体に対するAF,AE処理を
実行することができない。
【0012】従って、上記いずれかの主要被写体に対す
るAF,AEを行うためには、撮影者が、改めてカメラ
を移動し、AF,AE検出エリア内に上記主要被写体を
入れる必要がある。この不具合は、焦点距離が望遠側
で、至近距離の被写体に対して発生しやすい。
【0013】本発明は、上述の不具合を解決するために
成されたものであって、両眼視差を利用するための立体
撮像用の2つの撮像光学系に係る情報に基づいた共通の
範囲に対して自動合焦処理、または、適正な自動露光処
理が実行可能で、見やすく疲れにくい安定した状態の立
体映像情報が得られる立体撮像装置を提供することを目
的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段および作用】本発明の第1
の立体撮像装置は、両眼視差を利用した立体撮像装置に
おいて、左眼用撮像情報を得るための第1の撮像光学系
と、右眼用撮像情報を得るための第2の撮像光学系と、
撮像光学系に係る所定の情報を検出する検出手段と、検
出された所定の情報に基づき合焦検出範囲を演算する演
算手段と、演算された合焦検出範囲でピント調節を行う
ピント調節手段とを具備する。本立体撮像装置において
は、上記検出手段により得られた情報をもとに、合焦検
出範囲を演算し、その合焦検出範囲に対してピント調節
が実行される。
【0015】本発明の第2の立体撮像装置は、上記第1
の立体撮像装置における上記検出手段により検出された
所定の位置において、上記第1の撮像光学系と上記第2
の撮像光学系で共通に撮像される範囲内を合焦検出範囲
とする。
【0016】本発明の第3の立体撮像装置は、上記第2
の立体撮像装置に対して、さらに、ピント調節手段によ
る合焦後の映像全体に対する合焦検出範囲の相対位置を
検出し、この相対位置情報に基づき、撮像光学系の輻輳
角を変化させる制御手段を具備している。本立体撮像装
置では、上記相対位置情報に基づいて撮影光学系の輻輳
角が調節される。
【0017】本発明の第4の立体撮像装置は、両眼視差
を利用した立体撮像装置において、左眼用撮像情報を得
るための第1の撮像光学系と、右眼用撮像情報を得るた
めの第2の撮像光学系と、撮像光学系に係る所定の情報
を検出する検出手段と、検出された所定の情報に基づ
き、測光範囲を演算する演算手段と、演算された測光範
囲で露出調節を行う露出調節手段とを具備する。本立体
撮像装置においては、上記検出手段により得られた情報
をもとに、測光範囲を演算し、その測光範囲に対する露
出調節が実行される。
【0018】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。図1は、本発明の一実施例の立体撮像装置のブロ
ック構成図である。本実施例の立体撮像装置は、両眼視
差を利用した立体映像用の左眼,右眼用の映像情報を得
るカメラブロック81と、上記左右の映像情報を用い、
両眼視差を利用した立体画像を再生するブロックであっ
て、撮影時のファインダとしても利用可能な再生ブロッ
ク82とで構成される。
【0019】上記カメラブロック81は、左眼,右眼用
の被写体撮像情報を取り込むための撮像素子であるCC
D3,4と、撮影レンズ1a,2aをそれぞれ内蔵し、
光軸O1 ,O2 を有し、間隔が基線長aであり、上記光
軸方向を回動させることができる第1の撮像光学系とし
ての左撮影レンズ系1および第2の撮像光学系としての
右撮影レンズ系2と、上記CCD3,4の撮像出力信号
を取り込み、左右の映像情報を後述するCPU9に出力
する左右レンズの撮像回路5と、上記撮像回路の映像情
報に基づいて被写体像のパターンを認識し、その出力を
CPU9に出力する画像パターン認識回路6と、本装置
全体の制御を司り、また、映像処理の制御処理も行う制
御手段としての上記CPU9と、上記左右撮影レンズ系
1,2のピント調節のためのフォーカス駆動,ズーム駆
動,露出調節のためのアイリス駆動,レンズ輻輳角駆動
等を行うためのカメラ駆動回路7と、上記各駆動により
駆動された上記撮像光学系の回動位置や駆動状態を検出
する検出手段としてのカメラ検出回路8と、上記CPU
9を介して処理された撮影画像情報を記録媒体、例え
ば、磁気テープ12等に記録するための画像記録回路1
0と、撮影条件の設定や撮影、および、再生開始停止等
の指示を上記CPU9に与える外部入力検出回路11と
により構成されている。
【0020】また、再生ブロック82は、上記CPU9
により制御され、上記撮像回路5の出力を取り込み、そ
の映像信号を画像再生回路14に出力する画像処理回路
13と、上記画像処理回路13の出力を取り込み、後述
するモニタ16、または、HMD(ヘッド マウント
ディスプレイ)17に映像再生信号を出力する画像再生
回路14と、上記モニタ16、または、HMD17にお
ける観察者の視線方向を検出する視線検出回路15と、
立体画像観察用であって、左右の映像信号をモニタする
レンチキュラーレンズ式や偏光式の立体視用モニタ1
6、または、左右映像用の2組の液晶ディスプレイと該
ディスプレイ画像を虚像により観察するための再生光学
系で構成されるHMD17とにより構成されている。
【0021】なお、上記CPU9には、上記撮像回路5
の左右映像出力とカメラ検出回路8の出力に基づいて被
写体距離を演算する距離演算回路9aや、合焦検出範
囲、または、測光範囲を演算する演算手段である検出エ
リア演算回路9bや、上記演算結果に基づいてカメラ駆
動回路7を駆動する制御回路等を内蔵している。
【0022】以上のように構成された本実施例の立体撮
像装置の動作について、以下に説明する。本実施例の立
体撮像装置においては、カメラ検出回路8より得られる
輻輳角、ズーム位置,ピント面位置などのレンズの情報
をもとに、CPU9においてAF(自動合焦処理)検出
エリア、または、AE(自動露光処理)検出エリアを演
算により決定し、そのエリアをAFエリア、すなわち、
合焦範囲、また、AEエリア、すなわち、測光範囲とし
て設定する。つまり、あるピント面距離で、左右レンズ
の共通するエリア内に上記AF,AEエリアを設定す
る。それにより共通の被写体に対しAF,AEが実行さ
れる。
【0023】まず、2つの左右撮影レンズ系1,2の光
軸O1 ,O2 を平行にセットした平行視状態の場合のA
F,AE処理について詳しく説明する。図2の撮影状態
図のように上述の平行視条件でレンズ系1,2がセット
されたとする。レンズからの距離L1、または、L2での
左、または、右レンズ全画角2×Z内での共通したエリ
アは、上記図2に示すように範囲W1、または、W2であ
るが、その範囲に対する立体視を行うためには、この共
通エリア内に同一被写体があることが必要である。逆
に、立体視される映像は、距離L1、または、L2に位置
する被写体のうち、上記エリア内にある被写体の映像と
なる。従って、本実施例の装置では、距離L1 、また
は、L2 をピント面距離とし、その距離での共通エリア
内にAF、または、AE処理の検出エリアを設定し、安
定した立体映像情報を得るようにしている。
【0024】なお、図3(A),(B)は、上記図2の
撮影状態における上記ピント面距離L1 上の2つのレン
ズ系1,2における撮影画面21,22を示し、該画面
上での共通範囲W1 に対応するそれぞれ共通範囲が範囲
23,24で示されている。同様に、図4(A),
(B)は、上記距離L1 より至近のピント面距離L2 上
の2つのレンズ系1,2に対する撮影画面25,26を
示し、該画面上の共通範囲W2 に対応するそれぞれ共通
範囲が範囲27,28で示されている。
【0025】AF,AE処理を実行するに際して、ピン
ト面距離とそのピント面距離上での被写体共通範囲を算
出する必要があるが、それらの算出方法について、次に
説明する。まず、光学的な原理より被写体距離Lとフォ
ーカスレンズの繰り出し量Xに対する焦点距離fの関係
は、 L×X=−f2 ………(1) となる。従って、ある基準より繰り出し量Xと焦点距離
fを検出することにより、レンズのピント面距離Lが算
出可能である。
【0026】また、図5は、平行視状態でのピント面距
離Lにおける共通エリアの比率rの変化を各焦点距離に
対して示した線図である。但し、基線長aは70mm,
焦点距離fは8〜70mm,CCDは1/3インチの場
合とし、上記共通エリアの比率rは、例えば、ピント面
距離L1 では全画角幅W0 に対する共通範囲幅W1 の割
合(%)で示している。
【0027】本図に示されるように、平行視の場合、至
近側で、かつ、焦点距離fが大きくなるほど、共通エリ
アの比率rは、低下する。また、前記図3,4の撮影画
面に示すように左眼側の映像の共通エリアは、右側方向
に位置するが、右眼側の映像の共通エリアは左側方向に
位置する。上記図5の共通エリアの比率rを参照し、ま
た、図3,4に示される撮影画面から共通エリアがどち
ら寄りであるかの情報に基づいてAF,AE処理のため
の共通エリアの設定ができる。
【0028】本実施例の装置では、上述の演算法等を適
用して、平行視状態でのAF,AE処理が実行される
が、そのAF,AE処理動作について、図6の制御の流
れを示すブロック図と、図7のAF,AE処理のフロー
チャートを用いて説明する。まず、ステップS1におい
て、ズーム釦で指示されるレンズ焦点距離f、レンズ系
の基線長a、輻輳角α等を読み出す。この場合、平行視
状態であり、上記輻輳角αは0°である。
【0029】ステップS2において、現フォーカスレン
ズ繰り出し位置を該カメラ検出回路8により検出し、そ
のデータを取り込む。ステップS3において、上記フォ
ーカスレンズ繰り出し位置に対するピント面距離Lを前
記(1)式に基づき、CPU9の距離演算回路9aにて
算出する。さらに、ステップS4にてCPU9の演算回
路9bにより共通エリアの比率rと画面上の共通エリア
位置を求める。これらは、前記図5の共通エリアの比率
rデータ、または、ステップS1で得た各レンズ情報に
より演算することから求められる。さらに、ステップS
5にて、図3に示すように上記共通エリア23,24の
うち、全共通幅に対する枠幅b%の枠部を除いた内側を
AF,AE検出エリアとして決定する。この決定はCP
U9内のAF,AE検出エリア決定手段にてなされる。
【0030】なお、上記枠幅bの値は、焦点距離fの値
により変化するように設定することが好ましい。すなわ
ち、全画角幅に対する被写体の大きさから考えると、テ
レ側では比較的に枠幅bを大きくして、エリアの狭め方
を少なくし、ワイド側では比較的に枠幅bを小さくし
て、エリアをあまり狭めないようにする。
【0031】そして、ステップS6において、上記A
F,AE検出エリアに対するAF,AE処理、すなわ
ち、フォーカスレンズを駆動してフォーカシング処理
を、また、測光値に基づくアイリスの調節をAF,AE
実行手段により実行する。
【0032】ステップS7において、上記フォーカシン
グ処理により左右のレンズ系1,2共に合焦状態が得ら
れたかどうかをチェックし、合焦状態が得られれば、本
処理を終了するが、合焦状態が得られなければ、再度A
F,AE検出エリアを設定するために、前記ステップS
1に処理を戻す。
【0033】上述のように本実施例の装置での平行視状
態でのAF,AE処理が実行されるので、双方のレンズ
系に対する共通エリアをAFエリア、または、AEエリ
アとして設定することができ、ピント面、および、露出
条件を左右のレンズ系の間で一致させることができ、観
察し易く、安定した状態の立体映像用の左右の撮影画像
データを得ることができる。
【0034】次に、本実施例の立体撮像装置において、
輻輳視状態、すなわち、2つのレンズ系が輻輳角を持つ
状態でのAF,AE処理について説明する。まず、撮影
状態におけるピント面距離は、前記平行視の場合と同様
に前記(1)式により求められる。
【0035】一方、被写体の共通範囲については、図8
の撮影状態図に示すように輻輳視の条件でレンズ系1,
2がセットされたとすると、2つの光軸O1 ,O2 の交
点であるレンズ系注視点PF より遠い距離L1 上の共通
エリアW1 は、図9(A),(B)の左レンズ系の画面
31と右レンズ系の画面32にも示すように、上記左画
面31では、画面の左側に、また、右画面32では右側
に寄っている。すなわち、互いに外側に寄っている。ま
た、上記レンズ系注視点PF より近い距離L2 での共通
エリアW2 は、図10(A),(B)に示すように、左
画面35では、画面の右側に、また、右画面36では左
側に寄っている。すなわち、互いに内側に寄っている。
【0036】また、上記注視点PF までの距離LF は、
左右レンズ系1,2の基線長aと傾斜角φから次式で求
めることができる。すなわち、 LF =(a/2)×tanφ ………(2) である。
【0037】そこで、前記(1)で求めたピント面距離
Lと上記注視点PF までの距離LFを比較し、 L>PF または L<PF ………(3) のいずれを満足するかをチェックすれば、ピント面が図
8の距離L1 側であるか距離L2 側であるかを判別で
き、画面上の共通エリアのパターンが前記図9の状態を
適用すべきか、前記図10の状態を適用すべきかが解
る。
【0038】さらに、共通エリアの範囲を限定するた
め、輻輳視の状態での共通エリアの撮影全画角幅W0 に
対する比率r%は、例えば、図11に示す共通エリアの
比率線図より求めることができる。なお、上記図11
は、レンズ注視点距離は2m,基線長aは70mm、焦
点距離fは8〜70mm、CCD1/3インチの条件で
の共通エリアの比率を示す。
【0039】本実施例の装置における輻輳視状態でのA
F,AE処理についても、上述の演算法等を適用してA
F,AE処理が実行されるが、その処理について、前記
平行視の場合と同様に前記図7のAF,AE処理のフロ
ーチャートに従って処理される。そして、共通エリアを
求め、それをAF,AE検出エリアとして適用すること
になる。
【0040】但し、前記平行視の場合と異なる点は、こ
の場合、輻輳角が設定されているのでカメラ検出回路8
(レンズ情報検出手段)により輻輳角が検出される。但
し、この例では、直接、輻輳角そのものが検出される訳
ではなく、左右レンズ系1,2の基線方向に対する傾き
角φが輻輳角に対応した角度として検出される。
【0041】そして、前述のように上記(2)式に適用
して、上記注視点PF までの距離LF を求める。また、
共通エリアのパターンの指定は、前記(3)式の判別式
で決定する。さらに、共通エリアの撮影全画角幅W0 に
対する比率r%は、前記図11に示す共通エリア比率線
図に基づいて設定される。その他の処理は、平行視の場
合と同様である。
【0042】以上、説明したように本実施例の立体撮像
装置によれば、左右撮影レンズ系1,2が平行視の状態
であっても輻輳視の状態であっても、左右レンズ系に対
して共通のエリアであって、しかも、適切な大きさに限
定されたエリアをAF,AEの検出エリアとして採用す
ることができ、さらに、そのエリアに共通の被写体が存
在するかどうかの確認を行って、AF,AE処理を実行
する。従って、従来の立体撮像装置のように、AF,A
E検出エリアを画面中央に限定することによって生じる
左右レンズ系でピント面距離データや測光データが異な
ってしまう不具合の発生を防止することができる。
【0043】上述の実施例の立体撮像装置では、2つの
レンズ系を使用した立体映像撮影装置として説明をした
が、1つのレンズ系による立体映像撮影装置、例えば、
前記従来の特開平1−284090号公報に開示の立体
撮像装置に対しても、上記実施例に基づくAF,AE方
式を適用したものを変形例として提案することが可能で
ある。
【0044】すなわち、上記従来の特開平1−2840
90号公報に開示の立体撮像装置においては、左右映像
のピント,明るさは同じにすることは可能であるが、片
方のレンズ系に合わせるために最終的に合う主要被写体
が、撮影者の意に反する可能性が出てくる。例えば、図
23の撮影状態の場合、被写体124を主要被写体とし
て撮影しようとするときでもAF,AE検出エリアが左
眼の映像の中心近傍に設定され、背景の被写体(家)1
23に合焦してしまう。
【0045】そこで、上述した実施例の立体撮像装置の
AF,AE検出エリア設定の方式を適用すれば、左右撮
影画面のAF,AE検出エリアを共通エリアとして処理
することができ、上述のような不具合を防止できる。
【0046】ところで、上記実施例の2つのレンズ系を
使用した立体撮像装置によると、各レンズ系のフォーカ
スレンズ枠の駆動を独立した回路及び機構で行った場
合、合焦するまでの左右の映像に差が生じる可能性があ
る。その不具合を解決するものとして、次の変形例の立
体撮像装置を提案する。すなわち、左右レンズ系1,2
は、元来、略同等の特性をもつことが必要であることか
ら、片方のレンズ系のAF制御方法に準じ、他方のレン
ズ系も同一量のAF制御を行うようにすれば、略一致し
た映像が得られる。そこで、本変形例においては、前述
のAF検出エリアの設定、または、変更を片方のレンズ
系の処理でのみ行うようする。このように処理すること
により、合焦するまでの左右映像の差の発生を防止する
ことができる。
【0047】しかしながら、上記変形例のおいても左右
レンズ系の特性は、組立上、、または、加工上のバラツ
キが存在するため、ピント精度は左右で完全には一致さ
せることは難しい。そこで、さらに、上記実施例の立体
撮像装置の変形例として次に提案するものは、制御上、
主になるレンズ系である片方のレンズ系における主要被
写体への視線方向を図1に示すHMD17の視線検出回
路15により検出し、さらに、上記主要被写体の具体的
位置を検出し、それらの情報により、他方のレンズ系に
対する主要被写体の位置を全体映像のどの位置になるか
を算出し、改めて他方のレンズのAFエリアを設定し、
他方のレンズ系のみのAF処理を再度行う。この変形例
によると、被写体が一致したより精度の高いエリアをA
Fエリアとして設定可能となり、適切な左右映像を得る
ことができる。
【0048】次に、上述の変形例の処理を図12の撮影
状態図,図13のHMD観察画面、および、図14のフ
ローチャートにより詳しく説明する。上記図12は、上
記変形例の装置における撮影状態を示す図であり、上述
の主なるレンズ系としては撮影レンズ系1を、また、他
のレンズとしては撮影レンズ系2を適用した場合を示し
ている。図13は、ファインダとしてのHMD17によ
り観察される左右画面41,42と、視線方向等の光路
を示している。
【0049】上記図12において、位置PG は、レンズ
系1側のみによる被写体46に対するピント位置であ
り、距離Lが該ピント位置に対するピント面距離を示し
ている。これは、レンズ系1が被写体46に対してベス
トピントであることを示す。また、上記図13におい
て、エリア43,44は、上記画面41,42上の求め
られたAF検出エリアを示している。なお、画角2×
Z′は、撮影レンズ系1,2の画角2×Zに対応するH
MDの観察画角を示す。そして、角度θ′,θは、撮影
レンズ系1対応側のHMD17で検出された光軸O1 基
準の視線方向角度と撮影レンズ系1の視線方向角度を示
す。また、角度η′,ηは、撮影レンズ系2側対応のH
MD17上と撮影レンズ系2上の演算により求められる
光軸O2 基準の視線方向角度を示す。
【0050】上記角度θとθ′、および、角度ηとη′
は、撮影レンズ画角2×ZとHMD17画角2×Z′の
関係から、 θ/θ′=Z/Z′、また、η/η′=Z/Z′ の関係式により換算される。
【0051】本変形例におけるAF処理を図14のフロ
ーチャートに沿って説明すると、まず、ステップS11
において、レンズ系1側のAFを実行し、合焦した後、
被写体46のピント面距離Lを検出し、HMD17の視
線検出により被写体46のファインダ画面上の方向角度
θ′を検出し、対応するレンズ系1の視線方向角度θを
算出する。
【0052】ステップS12において、上記距離Lと角
度θからレンズ系2側の被写体46の視線方向η′、ま
たは、ηを演算する。ステップS13において、視線方
向η′、または、ηを中心としたエリア44をAF検出
エリアに設定し、再度、AF処理を実行する。この再A
F処理によりレンズ系2に対しても適切なAF処理がな
される。前述したようにレンズ系1,レンズ系2間には
ばらつきが存在するので、主レンズ系のAF制御方法に
準じ、他方レンズ系について同一量の制御をしても、図
12に示すピント面距離差ΔLが生じるため、上記変形
例の手段により再AFすることにより被写体距離の修正
ができる。
【0053】なお、本変形例のAF処理によれば、片方
の視線検出と被写体距離の情報より、他方のレンズ系側
の視線方向を推定算出することができるので、上記他方
側のレンズ系の視線検出手段が不要となる。
【0054】つぎに、上記実施例の立体撮像装置に対し
て、観察者の融像立体視の限界視線方向角に基づいて、
レンズ系の輻輳角を可変とする変形例について説明す
る。前記実施例の立体撮像装置では、図15の撮影状態
図における平行視状態で共通の被写体51が存在する共
通範囲Wの左右の撮影画像が撮影レンズ系1、2により
取り込まれる。その画像が図16(A),(B)にHM
D17により観察される左右画面52,53として示さ
れるが、上記左右画面52、53の共通範囲に対応する
共通エリア54,55内に設定されたAF,AE検出エ
リア54a,55a中に上記共通範囲Wのピント面距離
Lの被写体51が位置しており、該被写体51に該レン
ズ系は合焦する。合焦されたことが確認できれば、さら
に、HMD17の視線検出回路15により、該被写体5
1の位置する視線方向角度θが検出される。
【0055】ところが、上記視線方向角度θが後述する
融像上の寄り目、拡散目の許容角度を超えた値になる
と、HMD17での観察が難しくなってしまう。そこ
で、本変形例の立体撮像装置は、上記視線方向角度が所
定の値を超えた状態になった場合には、自動的に撮影レ
ンズ系1,2を回動させることによって、図17に示す
ように、被写体51に視線方向を合わせた輻輳視状態に
セットすることを可能とした装置である。すなわち、本
変形例では、平行視状態で視線方向が立体像として融像
する限界をこえたときには、図18(A),(B)の左
右観察画面61,62のように検出エリアの被写体51
が、両レンズ系1,2の光軸O1 ,O2 上に位置するよ
うに、該レンズ系を回転させ、より見やすい自然に近い
映像を取り込むようにする。
【0056】上記融像上の寄り目、拡散目の許容角度に
ついて説明すると、図19の撮影状態図に示す距離L0
,LA ,LB にある被写体71,72,73に対し
て、被写体71の位置をレンズ系注視点とした輻輳角の
条件でレンズ系1,2により撮影したとする。その撮影
画面をHMD17により観察した場合、その左右の撮影
画面に対する観察者の視線方向としては、図20の左撮
影画面75に示すように被写体72,73に対する観察
者の外,内側視線方向角度がそれぞれθLA′,θLB′と
なり、また、図20の右撮影画面76に示すように被写
体72,73に対する観察者の外,内側視線方向角度が
それぞれθRA′,θRB′となる。
【0057】そこで、上記外、または、内側視線方向角
度がある所定の角度を超えると、HMD17上の観察状
態で拡散目、または、寄り目となってしまい、観察者の
融像許容値を超え、融像しなくなって、立体視が不可能
となってしまう。また、許容限界状態で立体視を長時間
行うと目の疲れを生じてしまう。上記視線方向角度のあ
る所定の角度が前述の融像上の拡散目、寄り目の許容角
度である。したがって、融像による立体視を行う場合、
上記外、または、内側、すなわち、拡散目、または、寄
り目側の許容視線方向角度内で立体視を行う必要があ
り、上述の変形例の立体撮像装置を適用すれば、上述の
不具合が生じないことになる。
【0058】前述の変形例の立体撮像装置において、被
写体の位置の方向である視線方向を検出する場合、さら
に、検出精度の高いものを別の変形例として提案でき
る。すなわち、この変形例では主要被写体が共通エリア
のどの位置にあるかの検出、すなわち、視線方向角度を
検出するには、左右の検出エリアをさらに分割し、各エ
リアの映像信号の高周波成分の大きさを比較することに
よって、主要被写体の位置を検出する。このようにして
検出した精度の高い主要被写体の位置への視線方向に左
右レンズ系1,2を駆動することが可能となる。
【0059】さらに、上述の主要被写体の方向を検出す
る別の手段を適用した変形例を提案できる。その変形例
は、分割したエリアを左右レンズ系でパターンマッチン
グを行い、共通パターンを検出することによって主要被
写体を検出する手段を適用するものである。このような
方法を用いて主要被写体の視線方向を高精度に検出する
ことができる。
【0060】また、これらの変形例における検出手段
は、前記実施例の立体撮像装置において、同一検出エリ
アに複数の被写体があり、どの被写体に対し、ピントを
合わせるかを決定する場合にも各々有効な手段となる、
これらの処理は、前記図7に示したAF,AE検出エリ
アの決定のためのフローチャートに沿って処理すること
ができる。具体的には、まず、同一被写体の映像位置を
検出し、その被写体にAF処理した後、左右の視線検出
を行って、その視線方向の近辺を検出エリアとして、A
F処理を行う。
【0061】
【発明の効果】本発明の請求項1記載の立体撮像装置に
おいては、2つの撮像光学系に係る所定の情報に基づい
て合焦検出範囲を演算して、その範囲に対して自動合焦
処理を実行可能としたので、左右の撮像光学系ともに合
焦ができ、見やすく疲れにくい安定した状態の立体映像
情報が得られる。
【0062】本発明の請求項2記載の立体撮像装置にお
いては、2つの撮影光学系における共通の被写体範囲に
対して、合焦処理を行うようにしたので、左右の撮像光
学系ともに同一被写体に対する合焦ができ、見やすく疲
れにくい状態の立体映像情報を得ることができる。
【0063】本発明の請求項3記載の立体撮像装置は、
2つの撮影光学系における合焦検出範囲の相対位置情報
に基づき、撮影光学系の輻輳角を変化させるようにした
ので、立体画像の観察に際して、見やすく疲れにくい状
態の立体映像情報を得ることができる。
【0064】本発明の請求項4記載の立体撮像装置にお
いては、2つの撮像光学系に係る所定の情報に基づいて
測光範囲を演算して、その測光範囲に対して露出調節処
理を実行するようにしたので、左右の撮影画面に露光の
差がなくなり、見やすく、疲れにくい安定した状態の立
体映像情報が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例の立体撮像装置のブロック構
成図。
【図2】上記図1の立体撮像装置において、平行視を行
ったときの撮影状態図。
【図3】上記図2の撮影状態で比較的に遠い位置を撮影
したときの撮影画面を示す図であって、(A)は左眼用
撮影画面、(B)は右眼用撮影画面である。
【図4】上記図2の撮影状態で比較的近い位置を撮影し
たときの撮影画面を示す図であって、(A)は左眼用撮
影画面、(B)は右眼用撮影画面である。
【図5】立体撮像装置における平行視の場合のピント面
距離,焦点距離と左右レンズの撮影共通エリア比率の関
係を示す図。
【図6】上記図1の立体撮像装置において、AF,AE
処理を実行する場合の処理の流れを示すブロック構成
図。
【図7】上記図1の立体撮像装置において、AF,AE
処理のフローチャート。
【図8】上記図1の立体撮像装置において、輻輳視を行
ったときの撮影状態図。
【図9】上記図8の撮影状態で比較的に遠い位置を撮影
したときの撮影画面を示す図であって、(A)は左眼用
撮影画面、(B)は右眼用撮影画面である。
【図10】上記図8の撮影状態で比較的に近い位置を撮
影したときの撮影画面を示す図であって、(A)は左眼
用撮影画面、(B)は右眼用撮影画面である。
【図11】立体撮像装置における輻輳視の場合のピント
面距離,焦点距離と左右レンズの撮影共通エリア比率の
関係を示す図。
【図12】上記図1の実施例の立体撮像装置の変形例に
よる撮影状態を示す図。
【図13】上記図12の変形例の立体撮像装置で撮影さ
れた画面をHMDで観察するときの光路を示す図。
【図14】上記図12の変形例の立体撮像装置における
AF処理のフローチャート。
【図15】上記図1の立体撮像装置による平行視での撮
影状態図。
【図16】上記図15の撮影状態で取り込まれた撮影画
面を示す図であって、(A)は、左眼用撮影画面であ
り、(B)は、右眼用撮影画面を示す。
【図17】上記図1の立体撮像装置の変形例による輻輳
視での撮影状態図。
【図18】上記図17の輻輳視による撮影状態での撮影
画面を示す図であって、(A)は左眼用撮影画面、
(B)は右眼用撮影画面である。
【図19】上記図17の変形例の立体撮像装置にて適用
される融像を許容する視線方向角を説明するための撮影
状態図。
【図20】上記図19の撮影状態で撮影される撮影画面
をHMDで観察するときの光路を示す図。
【図21】従来の立体撮像装置を用いた場合の輻輳視に
よる撮影状態を示す図。
【図22】上記図1の従来の立体撮像装置で撮影された
左右眼用の撮影画面であって、(A)は左眼用撮影画
面、(B)は、右眼用撮影画面を示す図。
【図23】図1の従来の立体撮像装置を用いた場合の平
行視による撮影状態を示す図。
【図24】上記図23の従来の立体撮像装置で撮影され
た左右眼用の撮影画面であって、(A)は左眼用撮影画
面、(B)は、右眼用撮影画面を示す図。
【符号の説明】
1……左眼用レンズ系(第1の撮像光学系) 2……右眼用レンズ系(第2の撮像光学系) 8……カメラ検出回路(所定の情報を検出する検出手
段) 9……CPU(合焦検出範囲、または、測光範囲を演算
する演算手段、制御手段) 7……カメラ駆動回路(ピント調節手段,露出調節手
段)

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】両眼視差を利用した立体撮像装置におい
    て、 左眼用撮像情報を得るための第1の撮像光学系と、 右眼用撮像情報を得るための第2の撮像光学系と、 撮像光学系に係る所定の情報を検出する検出手段と、 検出された所定の情報に基づき合焦検出範囲を演算する
    演算手段と、 演算された合焦検出範囲でピント調節を行うピント調節
    手段と、 を具備したことを特徴とする立体撮像装置。
  2. 【請求項2】検出手段により検出された所定の位置にお
    いて、第1の撮像光学系と第2の撮像光学系で共通に撮
    像される範囲内を合焦検出範囲とする請求項1記載の立
    体撮像装置。
  3. 【請求項3】ピント調節手段による合焦後の映像全体に
    対する合焦検出範囲の相対位置を検出し、この相対位置
    情報に基づき、撮像光学系の輻輳角を変化させる制御手
    段を有する請求項2記載の立体撮像装置。
  4. 【請求項4】両眼視差を利用した立体撮像装置におい
    て、 左眼用撮像情報を得るための第1の撮像光学系と、 右眼用撮像情報を得るための第2の撮像光学系と、 撮像光学系に係る所定の情報を検出する検出手段と、 検出された所定の情報に基づき、測光範囲を演算する演
    算手段と、 演算された測光範囲で露出調節を行う露出調節手段と、 を具備したことを特徴とする立体撮像装置。
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