JP3595634B2 - 複眼カメラ及び画像処理方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複眼カメラ及び画像処理方法、特に立体映像又は２次元映像の撮像及び表示が可能な複眼カメラ及び画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
立体映像を撮像及び表示する場合、これまでに考えられた立体映像撮像用のカメラでは、基本的に複数のカメラから視差を持った一組の映像を得て、これをそのカメラ専用の立体映像表示装置により操作者に立体映像を提供していた（特開昭６２−２１３９６号公報）。
【０００３】
また、この立体映像撮像用のカメラでは、現在の映像の主流である２次元映像との互換性については考慮されておらず、立体映像撮像用のカメラと２次元映像撮像用のカメラとは分離されてそれぞれ独立していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この立体映像撮像用のカメラでは、撮像を行うカメラと、立体映像を表示する立体ディスプレイとが分離しているため、映像が立体的に表示できない場合があり、映像を見ながらカメラの調整を行うことが難しかった。
【０００５】
また、この立体映像撮像用のカメラでは、現在の映像の主流である２次元映像との互換性がないため、個人が立体映像を撮像しようとした場合、改めて立体映像用カメラを購入する必要があり負担が大きかった。
【０００６】
よって、本発明の目的は、撮像中に常に立体映像が表示でき、これにより撮像しながら映像の立体感の調整ができ、また２次元映像と互換性を持つ複眼カメラ及び画像処理方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、被写体光を集光して被写体を撮像する複数の撮像手段と、前記複数の撮像手段により撮像された前記被写体の複数の映像信号を表示する表示手段とを備える複眼カメラにおいて、前記複数の撮像手段によって撮像された前記被写体の複数の映像信号を立体映像信号として視認できるように合成する立体映像信号合成手段と、前記立体映像信号合成手段により合成された立体映像信号を表示する合成映像信号表示手段と、前記複数の撮像手段中の１つの撮像手段を選択する撮像選択手段と、前記撮像選択手段によって選択された前記１つの撮像手段で前記被写体を撮像する手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載の複眼カメラにおいて、前記複数の撮像手段によって撮像された前記被写体の複数の映像信号を２次元映像信号として視認できるようにする２次元映像信号表示手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２記載の複眼カメラにおいて、前記立体映像信号合成手段と前記２次元映像信号表示手段とを択一的に選択する表示選択手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項２又は３記載の複眼カメラにおいて、前記合成映像信号表示手段での前記立体映像信号の表示周期が前記２次元映像信号の表示周期に比べ２倍にすることを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の複眼カメラにおいて、前記合成映像信号表示手段がレンチキュラーレンズを備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の複眼カメラにおいて、前記合成映像信号表示手段がパララックスバリヤを備えることを特徴する。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項２乃至４のいずれか１項記載の複眼カメラにおいて、前記合成映像信号表示手段での前記２次元映像信号の表示周期に同期して動作するシャッター付き眼鏡を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項記載の複眼カメラにおいて、前記複数の撮像手段が前記合成映像信号表示手段に対してそれぞれ回動できるように保持され、前記複数の撮像手段の前記合成映像信号表示手段に対するそれぞれの回動角を検知する回動角検知手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項９の発明は、 請求項８に記載の複眼カメラにおいて、前記回動角検知手段により検知された回動角に基づいて前記２次元映像信号表示手段と前記立体映像信号合成手段とを択一的に選択する第２表示選択手段を備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項１０の発明は、被写体光を集光し被写体を撮像する複数の撮像工程と、前記複数の撮像工程により撮像された前記被写体の複数の映像信号を表示する表示工程とを含む画像処理方法において、前記複数の撮像工程によって撮像された前記被写体の複数の映像信号を立体映像信号として視認できるように合成する立体映像信号合成工程と、前記立体映像信号合成工程により合成された立体映像信号を表示する合成映像信号表示工程と、前記複数の撮像工程中の１つの撮像工程を選択する撮像選択工程と、前記撮像選択工程によって選択された前記１つの撮像工程で前記被写体を撮像する工程とを含むことを特徴とする。
【００１８】
請求項１１の発明は、請求項１０記載の画像処理方法において、前記複数の撮像工程によって撮像された前記被写体の複数の映像信号を２次元映像信号として視認できるように表示する２次元映像信号表示工程を含むことを特徴とする。
【００１９】
請求項１２の発明は、請求項１１記載の画像処理方法において、前記立体映像信号合成工程と前記２次元映像信号表示工程とを択一的に選択する表示選択工程を含むことを特徴とする。
【００２０】
請求項１３の発明は、請求項１１又は１２記載の画像処理方法において、前記合成映像信号表示工程での前記立体映像信号の表示周期が前記２次元映像信号の表示周期に比べ２倍にすることを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る複眼カメラを図面を参照して説明する。
【００２２】
（第１の実施の形態）
以下、図１（Ａ）、図１（Ｂ）及び図２を参照しながら本発明の第１の実施の形態に係る複眼カメラの構成を説明する。ここで、図１（Ａ）は本発明の第１の実施の形態に係る複眼カメラの正面図であり、図１（Ｂ）は本発明の第１の実施の形態に係る複眼カメラの背面図であり、図２は本発明の第１の実施の形態に係る複眼カメラの斜視図である。
【００２３】
まず、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、本複眼カメラは、カメラ本体１と、カメラ本体１の左右に取り付けられ、表側に２つのレンズ３ａ，３ｂをそれぞれ有する２つのカメラヘッド２ａ，２ｂと、カメラ本体１の裏側に設けられた立体ディスプレイ４とを備える。ここで、カメラヘッド２ａ，２ｂは撮像手段を構成し、立体ディスプレイ４は表示手段を構成する。
【００２４】
カメラヘッド２ａ，２ｂは映像の立体感を出すためにカメラ本体１の左右にそれぞれ配置され、基線長を長く取る構成になっている。また、立体ディスプレイ４は左右のカメラヘッド２ａ，２ｂに含まれるレンズ３ａ，３ｂのそれぞれから得られた映像を立体的に表示する。立体ディスプレイ４の方式は多くの方式が考えられるが、ここではシャッター付き眼鏡等の特殊な器具を必要としないレンチキュラー方式とする。
【００２５】
図２に示すように、撮影時は、操作者はレンズ３ａ，３ｂにより撮像された立体映像を立体ディスプレイ４によって立体的に観察することができる。このとき、レンズ３ａ，３ｂは立体ディスプレイ４に対して、被写体にあわせて回転させることができる。また、レンズ３ａ，３ｂの位置を被写体にあわせて固定し、立体ディスプレイ４を操作者にあわせるように回転してもよい。
【００２６】
次に、図３を参照しながら、本発明の第１の実施の形態に係る複眼カメラの構成を説明する。ここで、図３は本発明の第１の実施の形態に係る複眼カメラの構成のブロック図である。
【００２７】
本複眼カメラは、レンズ３１ａ，３１ｂ、２つの撮像素子３２ａ，３２ｂ、２つのＡ／Ｄ変換器３３ａ，３３ｂ、２つのＦＩＦ０３４ａ，３４ｂ、タイミングジェネレータ３５、信号変換器３６、メモリを内部に含むＣＰＵ３７、表示制御部３８、立体ディスプレイ３９、記録制御部４０、記録媒体４１、及びカメラ制御部４２からなる。ここで、信号変換器３６は、立体映像信号合成手段、２次元映像信号合成手段、及び第１選択手段を構成し、立体ディスプレイ３９は合成映像信号表示手段を構成し、カメラ制御部４２は第２選択手段を構成する。
【００２８】
撮像素子３２ａ，３２ｂ、Ａ／Ｄ変換器３３ａ，３３ｂ、ＦＩＦ０３４ａ，３４ｂはそれぞれ直列的に接続されており、さらに信号変換器３６が接続されている。立体ディスプレイ３９は表示制御部３８を介して信号変換器３６に接続されており、また、記録媒体４１は記録制御部４０を介して信号変換器３６に接続されている。Ａ／Ｄ変換器３３ａ，３３ｂは直接ＣＰＵ３７に接続されており、ＦＩＦ０３４ａ，３４ｂはタイミングジェネレータ３５を介してＣＰＵ３７に接続されている。表示制御部３８、記録制御部４０、及びカメラ制御部４２はＣＰＵ３７にそれぞれ接続されている。
【００２９】
撮像素子３２ａ，３２ｂは、ＣＣＤ等からなり、レンズ３１ａ，３１ｂにより撮像された映像を光電効果により電気信号に変換し、Ａ／Ｄ変換器３３ａ，３３ｂはこの電気信号をデジタル信号に変換する。このデジタル信号は２次元の映像信号である。ＦＩＦ０３４ａ，３４ｂは、当該２次元映像信号を後述する立体映像信号生成のため一時保存する。タイミングジェネレータ３５は書き込み用制御信号をＦＩＦＯ３４ａ，３４ｂに供給する。ＣＰＵ３７はＡ／Ｄ変換器３３ａ，３３ｂ、ＦＩＦＯ３４ａ，３４ｂ、タイミングジェネレータ３５、信号変換器３６、表示制御部３８、記録制御部４０、及びカメラ制御部４２を制御する。信号変換器３６はＦＩＦ０３４ａ，３４ｂに書き込まれた２次元映像信号を立体映像信号に変換し、表示制御部３８は信号変換器３６で生成された立体映像信号を立体ディスプレイ３９に表示する。記録制御部４０はカメラで使用する記録媒体４１へ立体映像信号の書き込みを行い、カメラ制御部４２は操作者からの入力された内容の入力信号をＣＰＵ３７に送信する。
【００３０】
まず、操作者が映像の記録又は再生等の操作をカメラ制御部４２に対して入力すると、この入力に対する信号がカメラ制御部４２からＣＰＵ３７へ送られ、ＣＰＵ３７により各部の制御が行われる。本実施の形態ではカメラ制御部４２で立体映像撮像モードが選択されたとする。操作者がレンズ３１ａ，３１ｂより撮像した映像は、撮像素子３２ａ，３２ｂ上に結像される。さらに、撮像素子３２ａ，３２ｂ上に結像された映像は光電変換により電気信号に変換され、続けてＡ／Ｄ変換器３３ａ，３３ｂによりデジタル信号に変換される。このデジタル信号は、２次元の映像信号である。このとき左右の２次元映像信号はＣＰＵ３７の制御により互いに同期して駆動されるので、常に左右同じ位置の信号が処理される。２次元映像信号は後述する立体映像信号生成のため、一時的にＦＩＦ０３４ａ，３４ｂへ書き込まれる。このＦＩＦ０３４ａ，３４ｂは立体ディスプレイ３９の２画面分の映像に該当する２次元映像信号を記憶する領域を持っており、ＦＩＦＯ３４ａ，３４ｂの先頭に立体ディスプレイ３９の１画面分の映像に該当する２次元映像信号が書き込まれた後、続けてＦＩＦＯ３４ａ，３４ｂの後部に立体ディスプレイ３９の１画面分の映像に該当する２次元映像信号が書き込まれる。立体ディスプレイ３９の２画面分の映像に該当する２次元映像信号がＦＩＦＯ３４ａ，３４ｂに書き込まれると、再びＦＩＦＯ３４ａ，３４ｂの先頭に立体ディスプレイ３９の１画面分の映像に該当する２次元映像信号が上書きされていく。書き込み用制御信号は、ＣＰＵ７によって制御されるタイミングジェネレータ３５によって供給される。
【００３１】
ＦＩＦ０３４ａ，３４ｂに書き込まれた２次元映像信号は、信号変換器３６で立体映像信号に変換される。２次元映像信号の立体映像信号への変換とは、図４に示すように、ＦＩＦ０３４ａ，３４ｂに書き込まれた２次元映像信号である右側映像信号（図４（Ａ））及び左側映像信号（図４（Ｂ））を縦１ラインごとに交互に配置し（図４（Ｃ））、１つの立体映像信号を生成することである。ここで、図４は２次元映像信号の立体映像信号への変換の説明図であり、（Ａ）は右側映像信号を示し、（Ｂ）は左側映像信号を示し、（Ｃ）は立体映像信号を示す。
【００３２】
信号変換器３６で単純に右側映像信号及び左側映像信号の全ての領域を変換した場合、生成される立体映像信号は元の右側映像信号又は左側映像信号に比べて横幅が２倍になってしまうため、生成される立体映像信号を横方向に半分に間引くか、若しくは右側映像信号又は左側映像信号の一部を用いて立体映像信号を生成する必要がある。ここでは生成される立体映像信号の中央部分のみを表示のために使用して実質的な映像信号のアスペクト比が変化しないようにしている。
【００３３】
この信号変換器３６はＣＰＵ３７の制御により、ＦＩＦＯ３４ａ，３４ｂの先頭に立体ディスプレイ３９の１画面分の映像に該当する２次元映像信号が書き込まれた後、かかる２次元映像信号を読み出すのと同時にＦＩＦＯ３４ａ，３４ｂの後部に立体ディスプレイ３９の１画面分の映像に該当する２次元映像信号が書き込まれるので、ＣＰＵ３７から送信される書き込み用制御信号と読み出し用制御信号とは常に立体ディスプレイ３９の１画面分の映像に該当する２次元映像信号の１周期分だけずれることになる。この様子は図５の制御信号の説明図に示している。また、信号変換器３６では、読み出し用制御信号がＦＩＦ０３４ａ，３４ｂに同時に与えられることから、上記２次元映像信号が書き込まれる速度の２倍の速度でＦＩＦ０３４ａ，３４ｂ中の右側映像信号又は左側映像信号を交互に読み込み、撮像時のフレーム落ちを発生させずに順次処理を行う。この処理により、信号変換器３６は、右側映像信号又は左側映像信号のどちらか一方の映像信号の大きさに等しいサイズの立体映像信号を生成する。
【００３４】
信号変換器３６で生成された立体映像信号は、ＣＰＵ３７の制御により表示制御部３８を介して記録制御部４０へ送られ記録される。表示制御部３８では生成された立体映像信号を立体ディスプレイ３９に表示する。
【００３５】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は立体映像信号を表示した立体ディスプレイ３９を上部から見た状態の説明図であり、右側映像信号及び左側映像信号を縦１ラインごとに交互に配置した立体映像信号をそのまま表示している。立体ディスプレイ３９の前面には立体映像信号を操作者の左右の目に別々に入射するように立体映像用アダプタがあらかじめ付けられている。この立体映像用アダプタには数種類のものが考えられるが、図６（Ａ）は立体映像用アダプタとしてレンチキュラーレンズ６１を配置したもの示し、図６（Ｂ）は立体映像用アダプタとしてパララックスバリヤ６２を配置したものを示している。尚、レンチキュラーレンズ６１及びパララックスバリヤ６２のピッチは、立体ディスプレイ３９の画素ピッチ及び操作者の観察位置から計算されるピッチに予め合わせてある。また、２次元映像信号との互換性を考え、このアダプタを取りはずすこともできる。
【００３６】
記録制御部４０は、本複眼カメラで使用する記録媒体４１への立体映像信号の書き込みを行う。記録媒体４１の種類は磁気テープ、磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等であり、この記録媒体４１を用い、記録制御部４０は記録媒体４１の空き領域に立体映像信号をデジタル形式のままファイルとして保存する。
【００３７】
記録媒体４１への記録の開始又は終了は、操作者がカメラ制御部４２へ希望の操作を入力することにより行われる。尚、操作者は記録動作を行わずに、立体ディスプレイ３９で立体映像信号の観察のみを行うこともできる。
【００３８】
次に、記録媒体４１に記録された立体映像信号の再生時の複眼カメラでの処理について説明する。記録媒体４１には複数のファイルがあり、その中に立体映像信号が記録されているため、まず記録制御部４０は記録媒体４１内の領域を調べ、記録されている複数のファイルをＣＰＵ３７に送る。ＣＰＵ３７では立体映像信号として再生可能なファイルを選択し、選択されたファイル名の一覧を任意の表示フォーマットに整え、表示制御部３８へ送り、立体ディスプレイ３９で表示する。操作者は表示されたファイル名の一覧から再生したいファイルを選択し、カメラ制御部４２へ入力する。カメラ制御部４２は操作者に選択されたファイル名をＣＰＵ３７に送信する。選択されたファイルはＣＰＵ３７により記録制御部４０を介して記録媒体４１から読み出され、表示制御部３８により立体映像信号として立体ディスプレイ３９に表示される。このように、特別な機器を必要とせずに、撮像された立体映像信号を簡単に再生することができる。
【００３９】
また、図１０の本発明の第１の実施の形態に係る複眼カメラの外観図に示すように、カメラヘッド２ａ，２ｂの正面にマイク５ａ，５ｂを配置することで、映像と共に音声に対しても、より立体的な効果が得られる。
【００４０】
次に、２次元映像信号生成までの複眼カメラでの処理及び２次元映像信号の再生時の複眼カメラでの処理について説明する。この場合の２次元映像信号の記録又は表示はレンズ３１ａ，３１ｂのうち片側のみの映像信号を処理することになる。このレンズの選択は、操作者がカメラ制御部４２へ入力を行うことで選択できる。
【００４１】
２次元映像信号生成までの複眼カメラでの処理が、立体映像信号生成までの複眼カメラでの処理と異なるのは、信号変換器３６がＦＩＦ０３４ａ，３４ｂに書き込まれた２次元映像信号を立体映像信号に変換せずに処理なしで表示制御部３８又は記録制御部４０へ送るセレクタとして動作する点である。それ以外の処理は、上述した処理と同様である。
【００４２】
尚、２次元映像信号の記録中に、操作者がカメラ制御部４２へ撮像するレンズを切り替える入力を行った場合、記録する２次元映像信号がレンズ３１ａ，３１ｂの切り替えによって一時的に乱れるというような影響を避けるため、ＣＰＵ３７ではレンズ３１ａ，３１ｂの切り替えを２次元映像信号の取り込みに同期して行う。
【００４３】
２次元映像信号の再生時の複眼カメラでの処理は、立体映像信号の再生時の複眼カメラでの処理と同様であり、この場合は２次元映像信号のファイル名を操作者に対して表示し、選択されたファイルを立体ディスプレイ３９へ表示する。
【００４４】
上述したように、第１の実施の形態によれば、操作者は複眼カメラにより撮像された立体映像信号をリアルタイムで立体的に観察できる。また、立体ディスプレイ３９が両眼で見られることから、撮像時の姿勢の自由度が大きく、撮像中複眼カメラを持って移動する場合でも立体感を確認することができる。このときの被写体の立体感調整は、例えば、図４で示される右側映像信号及び左側映像信号の変換に使用する部分を左右にずらすことでもできるが、撮像時の被写体と複眼カメラとの間の距離の変更又はレンズ３１ａ，３１ｂのズーム操作等の簡単な操作で調整を行うことができる。また、従来の単眼による撮像との切り替えも容易に行うことができる。
【００４５】
尚、第１の実施の形態に係る複眼カメラは、動画像及び静止画像のいずれの画像の撮像にも使用することができる。
【００４６】
（第２の実施の形態）
以下、図７及び図８を参照しながら本発明の第２の実施の形態に係る複眼カメラの構成を説明する。ここで、図７（Ａ）は本発明の第２の実施の形態に係る複眼カメラの正面図であり、図７（Ｂ）は本発明の第２の実施の形態に係る複眼カメラの背面図であり、図８は本発明の第２の実施の形態に係る複眼カメラの斜視図である。
【００４７】
まず、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すように、本複眼カメラはカメラ本体７０と、カメラ本体７０の上に取り付けられ、表側にレンズ７５ａ，７５ｂを有する１つのカメラヘッド７１と、立体映像観察のためのシャッター付き眼鏡７４をカメラ本体７０に接続すべくカメラ本体７０の裏側に設けられたコネクタ７２と、カメラ本体７０の裏側に設けられた立体ディスプレイ７３とを備える。
【００４８】
カメラヘッド７１は、図８に示すように撮像時に垂直軸のまわりに回転できるように構成されている。また、シャッター付き眼鏡７４は、立体ディスプレイ７３での映像信号表示に同期して左右のシャッターが開閉し、右側映像信号と左側映像信号とを操作者の左右の目に別々に表示することができる。このため、立体映像信号撮像時では映像信号の表示周期が２次元映像信号表示時の２倍となる。
【００４９】
以下、図９を参照しながら、本発明の第２の実施の形態に係る複眼カメラの構成を説明する。ここで、図９は本発明の第２の実施の形態に係る複眼カメラの構成のブロック図である。
【００５０】
本複眼カメラは、２つのレンズ９１ａ，９１ｂ、２つの撮像素子９２ａ，９２ｂ、２つのＡ／Ｄ変換器９３ａ，９３ｂ、スイッチ９４、ユニット９５、ＦＩＦ０９６、表示制御部９７、立体ディスプレイ９８、記録制御部９９、記録媒体１００、カメラ制御部１０１、シャッター制御部１０２、絞り１０３ａ，１０３ｂ、絞り制御部１０４ａ，１０４ｂ、フォーカス制御部１０５ａ，１０５ｂ、及びメモリを内部に含むＣＰＵ１０６からなる。
【００５１】
撮像素子９２ａ，９２ｂは、Ａ／Ｄ変換器９３ａ，９３ｂ及びスイッチ９４を介してユニット９５に接続されている。ユニット９５はＦＩＦＯ９６及び記録制御部９９にそれぞれ接続されている。ＦＩＦ０９６、表示制御部９７、及び立体ディスプレイ９８は直列的に接続されており、記録制御部９９は記録媒体１００に接続されている。ＦＩＦ０９６、表示制御部９７、記録制御部９９、カメラ制御部１０１、シャッター制御部１０２、絞り制御部１０４ａ，１０４ｂ、及びフォーカス制御部１０５ａ，１０５ｂはＣＰＵ１０６にそれぞれ接続されている。
【００５２】
撮像素子９２ａ，９２ｂは、ＣＣＤ等からなり、レンズ９１ａ，９１ｂにより撮像された映像を光電効果により電気信号に変換し、Ａ／Ｄ変換器９３ａ，９３ｂはこの電気信号をデジタル信号に変換する。このデジタル信号は２次元の映像信号である。スイッチ９４は左右のＡ／Ｄ変換器９３ａ，９３ｂより入力された２次元映像信号をユニット９５に左右交互に送信するのに使用する。ユニット９５は、ＡＦ（オートフォーカス）、ＡＥ（オートイクスポージャー）のための演算及びホワイトバランス調整を行う。ＦＩＦ０９６は立体ディスプレイ９８で表示する２次元映像信号を一時保存し、表示制御部９７はＦＩＦＯ９６に記憶された２次元映像信号を立体ディスプレイ９８で表示する。記録制御部９９は２次元映像信号を記録媒体１００へ書き込む。カメラ制御部１０１は操作者からの入力された内容の入力信号をＣＰＵ３７に送信し、シャッター制御部１０２はシャッター付き眼鏡７４の駆動を制御する。絞り制御部１０４ａ，１０４ｂは絞り１０３ａ，１０３ｂを制御し、フォーカス制御部１０５ａ，１０５ｂはレンズ９１ａ，９１ｂの位置を制御する。ＣＰＵ１０６はＦＩＦ０９６、表示制御部９７、記録制御部９９、カメラ制御部１０１、シャッター制御部１０２、絞り制御部１０４ａ，１０４ｂ、及びフォーカス制御部１０５ａ，１０５ｂをそれぞれ制御する。
【００５３】
まず、操作者は立体映像モード又は通常映像モードのモード選択を行い、所望の映像モードをカメラ制御部１０１へ入力する。ここでは立体映像モードが選択されたものとする。モード選択の結果はカメラ制御部１０１からＣＰＵ１０６へ伝えられ、ＣＰＵ１０６により各部の制御が行われる。操作者がレンズ９１ａ，９１ｂより撮像した映像は、撮像素子９２ａ，９２ｂ上に結像される。さらに、撮像素子９２ａ，９２ｂ上に結像された映像は光電変換により電気信号に変換され、続けてＡ／Ｄ変換器９３ａ，９３ｂによりデジタル信号に変換される。このデジタル信号は、２次元の映像信号である。スイッチ９４は、左右の２次元映像信号を別々にユニット９５に送るので、立体映像信号表示時では映像信号の表示周期が２次元映像信号表示時の２倍となる。従って、立体映像信号撮像時のＡ／Ｄ変換器９３ａ，９３ｂによる撮像素子９２ａ，９２ｂからの電気信号の読み出し速度は、２次元映像撮像時のＡ／Ｄ変換器９３ａ，９３ｂによる撮像素子９２ａ，９２ｂからの電気信号の読み出し速度に比ベて２倍の速さであり、また電気信号の読み出しは、まず左右の撮像素子９２ａ，９２ｂのどちらか一方の電気信号をすべて読み出し、その後他方の電気信号を読み出す。これら各部の制御はＣＰＵ１０６により行われる。
【００５４】
ユニット９５に送られた左右の２次元映像信号は、ＡＦ（オートフォーカス）、ＡＥ（オートイクスポージャー）のための演算及びホワイトバランス調整が行われる。ＡＦ（オートフォーカス）、ＡＥ（オートイクスポージャー）を行うための演算は、画像中の一定領域の映像信号輝度値を用いて行われ、その結果はＣＰＵ１０６へ送られる。
【００５５】
ＣＰＵ１０６ではユニット９５からの演算結果と、保持している現在の絞り１０３ａ，１０３ｂの状態及びレンズ９１ａ，９１ｂの位置より、適当な制御量を決定し、絞り制御部１０４ａ，１０４ｂ及びフォーカス制御部１０５ａ，１０５ｂへこの制御量を送る。絞り制御部１０４ａ，１０４ｂでは、この制御量に基づき絞り１０３ａ，１０３ｂを調整し、フォーカス制御部１０５ａ，１０５ｂでは、この制御量に基づきレンズ９１ａ，９１ｂの位置を調整する。
【００５６】
ユニット９５へは左右の２次元映像信号が交互に入力されるので、絞り制御部１０４ａ，１０４ｂ及びフォーカス制御部１０５ａ，１０５ｂの制御もこれにあわせて交互に行われる。
【００５７】
ユニット９５からホワイトバランス調整を受けた２次元映像信号は、立体ディスプレイ９８での表示及び記録媒体１００への記録に用いられる。
【００５８】
カメラ制御部１０１では立体ディスプレイ９８で立体映像信号の表示、右側映像信号の表示、又は左側映像信号の表示のいずれの表示をするかの選択がなされ、選択された結果がＣＰＵ１０６に送られる。
【００５９】
カメラ制御部１０１で立体映像信号の表示が選択された場合は、左右の２次元映像信号はＦＩＦ０９６を介して表示制御部９７へ順次送られ、立体ディスプレイ９８上に左右の２次元映像信号が左右交互に表示される。この２次元映像信号の左右切り替えのタイミングにあわせてＣＰＵ１０６からは同期信号がシャッター制御部１０２に送られ、当該シャッター制御部１０２でシャッター付き眼鏡７４を駆動するための信号が生成され、外部端子７２を介してシャッター付き眼鏡７４に送られる。シャッター付き眼鏡７４は駆動信号により、立体ディスプレイ９８での２次元映像信号の表示に同期して左右のシャッターの開閉を交互に切り替える。これにより操作者に対して立体映像信号を表示する。
【００６０】
カメラ制御部１０１で右側映像信号の表示が選択された場合は、ＣＰＵ１０６は右側映像信号のみを立体ディスプレイ９８上に表示するようにＦＩＦ０９６の制御を行う。ＣＰＵ１０６はＦＩＦ０９６に対して読み出し用制御信号を送る。ユニット９５からＦＩＦＯ９６に送られられてくる２次元映像信号が右側映像信号の場合には、ＣＰＵ１０６はＦＩＦ０９６に対して書き込み用制御信号を送り、ＦＩＦＯ９６は右側映像信号を記録し、その後に記録された右側映像信号を順次表示制御部９７に出力する。ＦＩＦ０９６から出力された右側映像信号は、表示制御部９７を介して立体ディスプレイ９８に表示される。一方、ユニット９５からＦＩＦＯ９６に送られられてくる２次元映像信号が左側映像信号の場合には、ＣＰＵ１０６はＦＩＦ０９６に読み出し用制御信号のみを送る。ＦＩＦ０９６には左側映像信号が記録されず直前に送られてきた右側映像信号が記録されているので、ＦＩＦ０９６は再び直前の右側映像信号を表示制御部９７に出力する。ＦＩＦ０９６から出力された右側映像信号は、表示制御部９７を介して立体ディスプレイ９８に表示される。
【００６１】
カメラ制御部１０１で左側映像信号の表示が選択された場合は、右側映像信号の表示が選択された場合と同様にＣＰＵ１０６は左側映像信号のみをディスプレイ９８上に表示するようにＦＩＦ０９６の制御を行う。
【００６２】
このように、ＦＩＦ０９６の制御により、立体映像表示と２次元映像表示との切り替えが簡単に行える。また、操作者は、立体映像信号を立体ディスプレイ９８に一端表示させた後に、表示を切り換えて２次元映像信号を立体ディスプレイ９８に表示させることもできる。従って、立体映像信号で立体感を調整した後に、２次元映像信号でフレーミングの調整を行うこともできる。
【００６３】
尚、２次元映像信号表示時の表示周期は実質的に立体映像信号表示時の表示周期の半分である。
【００６４】
立体映像信号の再生は、第１の実施の形態と同様である。また、左右片側のレンズからの２次元映像信号を表示し記録する場合は、スイッチ９４が切り替わることで片側レンズのみの２次元映像信号を表示し記録することができる。また、この場合は、２次元映像信号の処理周期が立体映像信号の処理周期の半分になるようにＣＰＵ１０６は各部を制御する。尚、シャッター制御部１０２へはＣＰＵ１０６より駆動信号が送られず、シャッター付き眼鏡７４の駆動は止められる。
【００６５】
上述したように、第２の実施の形態によれば、立体映像信号又は２次元映像信号の表示又は記録を行うことができる。また、２次元映像信号を記録している場合でも、立体映像信号として観察する必要がない場合には２次元映像信号を表示できるため、立体ディスプレイ９８に表示中、シャッター付き眼鏡７４をはずしても、ちらつきのない２次元映像信号を観察することができる。
【００６６】
尚、第２の実施の形態に係るカメラは、動画像及び静止画像のいずれの画像の撮像にも使用することができる。
【００６７】
（第３の実施の形態）
以下、図１１を参照しながら、本発明の第３の実施の形態に係る複眼カメラの構成を説明する。ここで、図１１は本発明の第３の実施の形態に係る複眼カメラの構成のブロック図である。
【００６８】
第３の実施の形態に係る複眼カメラは、カメラヘッド１１３ａ，１１３ｂ、及び複眼カメラ本体１２０からなる。カメラヘッド１１３ａ，１１３ｂはレンズ１１１ａ，１１１ｂ、及び撮像素子１１２ａ，１１２ｂを備えており、複眼カメラ本体１２０は、第３選択手段としての信号合成手段１１４、回動角検知手段としての角度検知手段１１５ａ，１１５ｂ、表示手段１１６、記録手段１１７、システムコントローラ１１８、及びレリーズボタン１１９を備える。
【００６９】
撮像素子１１２ａ，１１２ｂ、表示手段１１６、記録手段１１７、及びシステムコントローラ１１８は信号合成手段１１４にそれぞれ接続されている。カメラヘッド１１３ａ，１１３ｂは角度検知手段１１５ａ，１１５ｂにそれぞれ接続されており、角度検知手段１１５ａ，１１５ｂ、及びレリーズボタン１１９はシステムコントローラ１１８に接続されている。
【００７０】
複眼カメラの構成を詳述すると、レンズ１１１ａ，１１１ｂは、図示しないピント調整手段、絞り調整機構を有している。撮像素子１１２ａ，１１２ｂは、それぞれ前記レンズ１１１ａ，１１１ｂで結像された光学像を電気的な映像信号に変換する。カメラヘッド１１３ａ，１１３ｂは、複眼カメラ本体１２０に対して回動可能に支持されている。図１２は本発明の第３の実施の形態に係る複眼カメラの外観図で、同図からわかるように本実施の形態ではカメラヘッド１１３ａ，１１３ｂは複眼カメラ本体１２０に対して水平軸のまわりに回転可能になっている。
【００７１】
信号合成手段１１４は、撮像素子１１２ａ，１１２ｂで得られた映像信号から２次元映像信号又は立体映像信号を生成する。角度検知手段１１５ａ，１１５ｂは、それぞれカメラヘッド１１３ａ，１１３ｂの回動角を検知する。尚、本実施の形態では、角度検知手段１１５ａ，１１５ｂとしてロータリーエンコーダを用いている。
【００７２】
表示手段１１６は、信号合成手段１１４により得られた２次元映像信号又は立体映像信号を表示する。ここで、図１３は表示手段１１６の構成を示した図であり、同図において液晶パネル１３１は多数の表示画素を有しており、レンチキュラレンズ１３２は液晶パネル１３１の前面側に配置され、かまぼこ状のレンズ群を有しており、バックライト１３３は液晶パネル１３１の背面側に配置されている。表示手段１１６はこのような構成になっているので、図１４の２次元映像信号の合成図に示すように所定の視差を有する２次元映像信号１４１，１４２をレンチキュラレンズ１３２のピッチに応じて交互に配列させ合成した立体映像信号１４３を液晶パネル１３１に表示することが可能である。
【００７３】
尚、このようなレンチキュラレンズ１３２を用いた立体映像表示装置は特開平３−６５９４３号公報等に示されているように公知なので、詳しい説明は省略する。また、ステレオ立体視が可能な方式にはレンチキュラレンズ１３２の代りにパララックスバリアを用いるものや、左目用の映像信号と右目用の映像信号とを交互に時分割的に表示し、それに同期したシャッター機能つき眼鏡を視聴者がかけることにより左目用の映像信号は左目だけに、右目用の映像信号は右目だけに見えるようにして立体視ができるようにしたものがあるが、既に公知なので詳しい説明は省略する。
【００７４】
再び図１１に戻って、記録手段１１７は信号合成手段１１４により得られた映像信号を記録する。システムコントローラ１１８は本複眼カメラ全体の制御を行う。レリーズボタン１１９は操作者に操作されることにより映像信号の記録開始のための信号を発する。
【００７５】
以下、図１５を参照しながら、本発明の第３の実施の形態に係る複眼カメラの撮像動作を説明する。ここで、図１５は本発明の第３の実施の形態に係る複眼カメラの撮像動作を示すフローチャートである。尚、特に断らない場合は、第３の実施の形態に係る複眼カメラの動作は全てシステムコントローラ１１８が行うものとする。
【００７６】
まず、図示しない複眼カメラの電源スイッチが投入されると（ステップＳ１００）、被写体に対してピント調整及び絞り調整が行われる（ステップＳ１０１）。
【００７７】
次に、角度検知手段１１５ａ，１１５ｂによりカメラヘッド１１３ａ，１１３ｂのそれぞれの回動角を検知する（ステップＳ１０２）。
【００７８】
そして、ステップＳ１０３において、カメラヘッド１１３ａ，１１３ｂのそれぞれの回動角の相対的なずれ量が所定の範囲内であるか否かを判別する。
【００７９】
ステップＳ１０３において、カメラヘッド１１３ａ，１１３ｂのそれぞれの回動角の相対的なずれ量が所定の範囲内である場合には、図１４に示すように撮像素子１１２ａ，１１２ｂで得られた２次元映像信号１４１，１４２を信号合成手段１１４によって櫛歯状に交互に並んだ１つの立体映像信号１４３に合成し（ステップＳ１０４）、そして合成された立体映像信号１４３は表示手段１１６によって表示され、操作者は被写体を立体的に視認することができる（ステップＳ１０５）。
【００８０】
次に、ステップＳ１０６でレリーズボタン１１９が操作者によってオンにされているか否かを判別する。ステップＳ１０６でレリーズボタン１１９が操作者によってオンにされている場合には、信号合成手段１１４によって合成された立体映像信号１４３を記録手段１１７に記録し（ステップＳ１０７）、その後、ステップＳ１０８において、本複眼カメラの撮像動作を終了するか否かを判別し、撮像動作を終了する場合には複眼カメラの電源スイッチが切断され、撮像動作を終了しない場合にはステップＳ１０１に戻る。
【００８１】
尚、ステップＳ１０３において、カメラヘッド１１３ａ，１１３ｂのそれぞれの回動角の相対的なずれの量が所定の範囲内でない場合には、図１６（Ａ）の２次元映像信号の合成図に示すように撮像素子１１２ａ，１１２ｂで得られた２次元映像信号１６１、１６２を、信号合成手段１１４によってそれぞれ独立した映像のまま１つの２次元映像信号１６３として合成し（ステップＳ１０９）、ステップＳ１０５に進む。
【００８２】
また、ステップＳ１０６でレリーズボタン１１９が操作者によってオンにされていない場合には、ステップＳ１０１に戻る。
【００８３】
以上で、第３の実施の形態に係る複眼カメラの撮像動作１回を終了する。
【００８４】
上述したように第３の実施の形態では、表示手段１１６にレンチキュラレンズ１３２を用いているので、立体映像信号を表示する場合でも操作者に偏光眼鏡等の特殊な眼鏡が必要ないといったメリットがある。
【００８５】
（第４の実施の形態）
以下、図１７を参照しながら、本発明の第４の実施の形態に係る複眼カメラの外観を説明する。ここで、図１７は本発明の第４の実施の形態に係る複眼カメラの外観図である。
【００８６】
同図において、上述した第３の実施の形態の図１２に示した複眼カメラの外観図と異なるのは、カメラヘッド１１３ａ，１１３ｂを複眼カメラ本体１２０の左右それぞれに配置するのに代えて、カメラヘッド１１３ａ，１１３ｂを複眼カメラ本体１２０の上部にそれぞれ配置するように構成した点である。これにより、カメラヘッド１１３ａ，１１３ｂは垂直軸のまわりに回転する。尚、複眼カメラの構成は、上記図１１と同様である。
【００８７】
以下、図１８を参照しながら、本発明の第４の実施の形態に係る複眼カメラの撮像動作を説明する。ここで、図１８は本発明の第４の実施の形態に係る複眼カメラの撮像動作を示すフローチャートである。尚、特に断らない場合は、第４の実施の形態に係る複眼カメラの動作は全てシステムコントローラ１１８が行うものとする。
【００８８】
まず、図示しない複眼カメラの電源スイッチが投入されると（ステップＳ２００）、被写体に対してピント調整及び絞り調整を行う（ステップＳ２０１）。
【００８９】
次に、角度検知手段１１５ａ，１１５ｂによりカメラヘッド１１３ａ，１１３ｂのそれぞれの回動角を検知する（ステップＳ２０２）。
【００９０】
そして、ステップＳ２０３において、カメラヘッド１１３ａ，１１３ｂのそれぞれの回動角とレンズ１１１ａ，１１１ｂの焦点距離、合焦距離、及び撮像光軸間距離等からカメラヘッド１１３ａ，１１３ｂで得られる２次元映像信号のオーバーラップ量を求め、そのオーバーラップ量が所定の範囲よりも大きいか否かを判別する。
【００９１】
ステップＳ２０３において、オーバーラップ量が所定の範囲よりも大きい場合には、図１４に示すように撮像素子１１２ａ，１１２ｂで得られた２次元映像信号１４１，１４２を信号合成手段１１４によって櫛歯状に交互に並んだ１つの立体映像信号１４３に合成し（ステップＳ２０４）、そして合成された立体映像信号１４３を表示手段１１６によって表示し、操作者はよりワイドなパノラマ映像又は異なる２方向の映像を視認することができる（ステップＳ２０５）。
【００９２】
次に、ステップＳ２０６でレリーズボタン１１９が操作者によってオンにされているか否かを判別する。ステップＳ２０６でレリーズボタン１１９が操作者によってオンにされている場合には、信号合成手段１１４によって合成された立体映像信号１４３は記録手段１１７に記録される（ステップＳ２０７）。
【００９３】
その後、ステップＳ２０８において、本複眼カメラの撮像動作を終了するか否かを判別し、撮像動作を終了する場合には複眼カメラの電源スイッチが切断され、撮像動作を終了しない場合にはステップＳ１０１に戻る。
【００９４】
上記ステップ２０３において、オーパーラップ量が所定の範囲よりも小さい場合には、ステップＳ２０９に進み、オーバーラップ量の有無を判別する。
【００９５】
ステップＳ２０９において、オーバーラップ量がある場合には、図１６（Ｂ）の２次元映像信号の合成図に示すように撮像素子１１２ａ，１１２ｂで得られた２次元映像信号１６４，１６５を、信号合成手段１１４によって連続した１つの２次元映像信号１６６に合成し（ステップＳ２１０）、ステップＳ２０５に進む。
【００９６】
ステップＳ２０９において、オーバーラップ量がない場合には、図１６（Ａ）に示すように撮像素子１１２ａ，１１２ｂで得られた２次元映像信号１６１，１６２を、信号合成手段１１４によってそれぞれ独立した映像のまま１つの２次元映像信号１６３として合成し（ステップＳ２１１）、ステップＳ２０５に進む。
【００９７】
また、ステップＳ２０６でレリーズボタン１１９が操作者によってオンにされていない場合には、ステップＳ２０１に戻る。
【００９８】
以上で、第４の実施の形態に係る複眼カメラの撮像動作１回を終了する。
【００９９】
上述したように第４の実施の形態では、カメラヘッド１１３ａ，１１３ｂの回動方向を垂直軸まわりにすることによってパノラマ映像も撮像可能になるといったメリットがある。
【０１００】
尚、第３の実施の形態、第４の実施の形態、共に静止画像の撮像について述べられているが、動画像についても本発明は有効である。また、第３の実施の形態、第４の実施の形態、共に信号合成手段１１４によって合成された映像信号を記録しているが、合成前の映像信号を記録するようにしてもよい。
【０１０１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１の発明によれば、複数の撮像手段によって撮像された被写体の複数の映像信号を立体映像信号として視認できるように合成する立体映像信号合成手段と、立体映像信号合成手段により合成された立体映像信号を表示する合成映像信号表示手段とを備えるので、複数の撮像手段によって撮像された被写体の複数の映像信号を立体映像信号に合成でき、また、撮像中に常に立体映像信号が表示でき、これにより撮像しながら映像の立体感の調整をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の第１の実施の形態に係る複眼カメラの正面図であり、（Ｂ）は本発明の第１の実施の形態に係る複眼カメラの背面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る複眼カメラの斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る複眼カメラの構成のブロック図である。
【図４】２次元映像信号の立体映像信号への変換の説明図であり、（Ａ）は右側映像信号を示し、（Ｂ）は左側映像信号を示し、（Ｃ）は立体映像信号を示す。
【図５】制御信号の説明図である。
【図６】（Ａ）は立体映像用アダプタとしてレンチキュラーレンズ６１を配置した説明図であり、（Ｂ）は立体映像用アダプタとしてパララックスバリヤ６２を配置した説明図である。
【図７】（Ａ）は本発明の第２の実施の形態に係る複眼カメラの正面図であり、（Ｂ）は本発明の第２の実施の形態に係る複眼カメラの背面図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る複眼カメラの斜視図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る複眼カメラの構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係る複眼カメラの外観図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係る複眼カメラの構成のブロック図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る複眼カメラの外観図である。
【図１３】表示手段１１６の構成を示した図である。
【図１４】２次元映像信号の合成図である。
【図１５】本発明の第３の実施の形態に係る複眼カメラの撮像動作を示すフローチャートである。
【図１６】（Ａ）は２次元映像信号の合成図であり、（Ｂ）も２次元映像信号の合成図である。
【図１７】本発明の第４の実施の形態に係る複眼カメラの外観図である。
【図１８】本発明の第４の実施の形態に係る複眼カメラの撮像動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
３１ａ，３１ｂ，１１１ａ，１１１ｂ レンズ
３２ａ，３２ｂ，１１２ａ，１１２ｂ 撮像素子
３３ａ，３３ｂ Ａ／Ｄ変換器
３４ａ，３４ｂ ＦＩＦ０
３５ タイミングジェネレータ
３６ 信号変換器
３７ ＣＰＵ
３８ 表示制御部
３９ 立体ディスプレイ
４０ 記録制御部
４１ 記録媒体
４２ カメラ制御部
１１３ａ，１１３ｂ カメラヘッド
１１４ 信号合成手段
１１５ａ，１１５ｂ 角度検知手段
１１６ 表示手段１１６
１１７ 記録手段
１１８ システムコントローラ
１１９ レリーズボタン
１２０ 複眼カメラ本体
【発明の属する技術分野】
本発明は、複眼カメラ及び画像処理方法、特に立体映像又は２次元映像の撮像及び表示が可能な複眼カメラ及び画像処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
立体映像を撮像及び表示する場合、これまでに考えられた立体映像撮像用のカメラでは、基本的に複数のカメラから視差を持った一組の映像を得て、これをそのカメラ専用の立体映像表示装置により操作者に立体映像を提供していた（特開昭６２−２１３９６号公報）。
【０００３】
また、この立体映像撮像用のカメラでは、現在の映像の主流である２次元映像との互換性については考慮されておらず、立体映像撮像用のカメラと２次元映像撮像用のカメラとは分離されてそれぞれ独立していた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この立体映像撮像用のカメラでは、撮像を行うカメラと、立体映像を表示する立体ディスプレイとが分離しているため、映像が立体的に表示できない場合があり、映像を見ながらカメラの調整を行うことが難しかった。
【０００５】
また、この立体映像撮像用のカメラでは、現在の映像の主流である２次元映像との互換性がないため、個人が立体映像を撮像しようとした場合、改めて立体映像用カメラを購入する必要があり負担が大きかった。
【０００６】
よって、本発明の目的は、撮像中に常に立体映像が表示でき、これにより撮像しながら映像の立体感の調整ができ、また２次元映像と互換性を持つ複眼カメラ及び画像処理方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、被写体光を集光して被写体を撮像する複数の撮像手段と、前記複数の撮像手段により撮像された前記被写体の複数の映像信号を表示する表示手段とを備える複眼カメラにおいて、前記複数の撮像手段によって撮像された前記被写体の複数の映像信号を立体映像信号として視認できるように合成する立体映像信号合成手段と、前記立体映像信号合成手段により合成された立体映像信号を表示する合成映像信号表示手段と、前記複数の撮像手段中の１つの撮像手段を選択する撮像選択手段と、前記撮像選択手段によって選択された前記１つの撮像手段で前記被写体を撮像する手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載の複眼カメラにおいて、前記複数の撮像手段によって撮像された前記被写体の複数の映像信号を２次元映像信号として視認できるようにする２次元映像信号表示手段を備えることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項２記載の複眼カメラにおいて、前記立体映像信号合成手段と前記２次元映像信号表示手段とを択一的に選択する表示選択手段を備えることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項２又は３記載の複眼カメラにおいて、前記合成映像信号表示手段での前記立体映像信号の表示周期が前記２次元映像信号の表示周期に比べ２倍にすることを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の複眼カメラにおいて、前記合成映像信号表示手段がレンチキュラーレンズを備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の複眼カメラにおいて、前記合成映像信号表示手段がパララックスバリヤを備えることを特徴する。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項２乃至４のいずれか１項記載の複眼カメラにおいて、前記合成映像信号表示手段での前記２次元映像信号の表示周期に同期して動作するシャッター付き眼鏡を備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれか１項記載の複眼カメラにおいて、前記複数の撮像手段が前記合成映像信号表示手段に対してそれぞれ回動できるように保持され、前記複数の撮像手段の前記合成映像信号表示手段に対するそれぞれの回動角を検知する回動角検知手段を備えることを特徴とする。
【００１６】
請求項９の発明は、 請求項８に記載の複眼カメラにおいて、前記回動角検知手段により検知された回動角に基づいて前記２次元映像信号表示手段と前記立体映像信号合成手段とを択一的に選択する第２表示選択手段を備えることを特徴とする。
【００１７】
請求項１０の発明は、被写体光を集光し被写体を撮像する複数の撮像工程と、前記複数の撮像工程により撮像された前記被写体の複数の映像信号を表示する表示工程とを含む画像処理方法において、前記複数の撮像工程によって撮像された前記被写体の複数の映像信号を立体映像信号として視認できるように合成する立体映像信号合成工程と、前記立体映像信号合成工程により合成された立体映像信号を表示する合成映像信号表示工程と、前記複数の撮像工程中の１つの撮像工程を選択する撮像選択工程と、前記撮像選択工程によって選択された前記１つの撮像工程で前記被写体を撮像する工程とを含むことを特徴とする。
【００１８】
請求項１１の発明は、請求項１０記載の画像処理方法において、前記複数の撮像工程によって撮像された前記被写体の複数の映像信号を２次元映像信号として視認できるように表示する２次元映像信号表示工程を含むことを特徴とする。
【００１９】
請求項１２の発明は、請求項１１記載の画像処理方法において、前記立体映像信号合成工程と前記２次元映像信号表示工程とを択一的に選択する表示選択工程を含むことを特徴とする。
【００２０】
請求項１３の発明は、請求項１１又は１２記載の画像処理方法において、前記合成映像信号表示工程での前記立体映像信号の表示周期が前記２次元映像信号の表示周期に比べ２倍にすることを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る複眼カメラを図面を参照して説明する。
【００２２】
（第１の実施の形態）
以下、図１（Ａ）、図１（Ｂ）及び図２を参照しながら本発明の第１の実施の形態に係る複眼カメラの構成を説明する。ここで、図１（Ａ）は本発明の第１の実施の形態に係る複眼カメラの正面図であり、図１（Ｂ）は本発明の第１の実施の形態に係る複眼カメラの背面図であり、図２は本発明の第１の実施の形態に係る複眼カメラの斜視図である。
【００２３】
まず、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、本複眼カメラは、カメラ本体１と、カメラ本体１の左右に取り付けられ、表側に２つのレンズ３ａ，３ｂをそれぞれ有する２つのカメラヘッド２ａ，２ｂと、カメラ本体１の裏側に設けられた立体ディスプレイ４とを備える。ここで、カメラヘッド２ａ，２ｂは撮像手段を構成し、立体ディスプレイ４は表示手段を構成する。
【００２４】
カメラヘッド２ａ，２ｂは映像の立体感を出すためにカメラ本体１の左右にそれぞれ配置され、基線長を長く取る構成になっている。また、立体ディスプレイ４は左右のカメラヘッド２ａ，２ｂに含まれるレンズ３ａ，３ｂのそれぞれから得られた映像を立体的に表示する。立体ディスプレイ４の方式は多くの方式が考えられるが、ここではシャッター付き眼鏡等の特殊な器具を必要としないレンチキュラー方式とする。
【００２５】
図２に示すように、撮影時は、操作者はレンズ３ａ，３ｂにより撮像された立体映像を立体ディスプレイ４によって立体的に観察することができる。このとき、レンズ３ａ，３ｂは立体ディスプレイ４に対して、被写体にあわせて回転させることができる。また、レンズ３ａ，３ｂの位置を被写体にあわせて固定し、立体ディスプレイ４を操作者にあわせるように回転してもよい。
【００２６】
次に、図３を参照しながら、本発明の第１の実施の形態に係る複眼カメラの構成を説明する。ここで、図３は本発明の第１の実施の形態に係る複眼カメラの構成のブロック図である。
【００２７】
本複眼カメラは、レンズ３１ａ，３１ｂ、２つの撮像素子３２ａ，３２ｂ、２つのＡ／Ｄ変換器３３ａ，３３ｂ、２つのＦＩＦ０３４ａ，３４ｂ、タイミングジェネレータ３５、信号変換器３６、メモリを内部に含むＣＰＵ３７、表示制御部３８、立体ディスプレイ３９、記録制御部４０、記録媒体４１、及びカメラ制御部４２からなる。ここで、信号変換器３６は、立体映像信号合成手段、２次元映像信号合成手段、及び第１選択手段を構成し、立体ディスプレイ３９は合成映像信号表示手段を構成し、カメラ制御部４２は第２選択手段を構成する。
【００２８】
撮像素子３２ａ，３２ｂ、Ａ／Ｄ変換器３３ａ，３３ｂ、ＦＩＦ０３４ａ，３４ｂはそれぞれ直列的に接続されており、さらに信号変換器３６が接続されている。立体ディスプレイ３９は表示制御部３８を介して信号変換器３６に接続されており、また、記録媒体４１は記録制御部４０を介して信号変換器３６に接続されている。Ａ／Ｄ変換器３３ａ，３３ｂは直接ＣＰＵ３７に接続されており、ＦＩＦ０３４ａ，３４ｂはタイミングジェネレータ３５を介してＣＰＵ３７に接続されている。表示制御部３８、記録制御部４０、及びカメラ制御部４２はＣＰＵ３７にそれぞれ接続されている。
【００２９】
撮像素子３２ａ，３２ｂは、ＣＣＤ等からなり、レンズ３１ａ，３１ｂにより撮像された映像を光電効果により電気信号に変換し、Ａ／Ｄ変換器３３ａ，３３ｂはこの電気信号をデジタル信号に変換する。このデジタル信号は２次元の映像信号である。ＦＩＦ０３４ａ，３４ｂは、当該２次元映像信号を後述する立体映像信号生成のため一時保存する。タイミングジェネレータ３５は書き込み用制御信号をＦＩＦＯ３４ａ，３４ｂに供給する。ＣＰＵ３７はＡ／Ｄ変換器３３ａ，３３ｂ、ＦＩＦＯ３４ａ，３４ｂ、タイミングジェネレータ３５、信号変換器３６、表示制御部３８、記録制御部４０、及びカメラ制御部４２を制御する。信号変換器３６はＦＩＦ０３４ａ，３４ｂに書き込まれた２次元映像信号を立体映像信号に変換し、表示制御部３８は信号変換器３６で生成された立体映像信号を立体ディスプレイ３９に表示する。記録制御部４０はカメラで使用する記録媒体４１へ立体映像信号の書き込みを行い、カメラ制御部４２は操作者からの入力された内容の入力信号をＣＰＵ３７に送信する。
【００３０】
まず、操作者が映像の記録又は再生等の操作をカメラ制御部４２に対して入力すると、この入力に対する信号がカメラ制御部４２からＣＰＵ３７へ送られ、ＣＰＵ３７により各部の制御が行われる。本実施の形態ではカメラ制御部４２で立体映像撮像モードが選択されたとする。操作者がレンズ３１ａ，３１ｂより撮像した映像は、撮像素子３２ａ，３２ｂ上に結像される。さらに、撮像素子３２ａ，３２ｂ上に結像された映像は光電変換により電気信号に変換され、続けてＡ／Ｄ変換器３３ａ，３３ｂによりデジタル信号に変換される。このデジタル信号は、２次元の映像信号である。このとき左右の２次元映像信号はＣＰＵ３７の制御により互いに同期して駆動されるので、常に左右同じ位置の信号が処理される。２次元映像信号は後述する立体映像信号生成のため、一時的にＦＩＦ０３４ａ，３４ｂへ書き込まれる。このＦＩＦ０３４ａ，３４ｂは立体ディスプレイ３９の２画面分の映像に該当する２次元映像信号を記憶する領域を持っており、ＦＩＦＯ３４ａ，３４ｂの先頭に立体ディスプレイ３９の１画面分の映像に該当する２次元映像信号が書き込まれた後、続けてＦＩＦＯ３４ａ，３４ｂの後部に立体ディスプレイ３９の１画面分の映像に該当する２次元映像信号が書き込まれる。立体ディスプレイ３９の２画面分の映像に該当する２次元映像信号がＦＩＦＯ３４ａ，３４ｂに書き込まれると、再びＦＩＦＯ３４ａ，３４ｂの先頭に立体ディスプレイ３９の１画面分の映像に該当する２次元映像信号が上書きされていく。書き込み用制御信号は、ＣＰＵ７によって制御されるタイミングジェネレータ３５によって供給される。
【００３１】
ＦＩＦ０３４ａ，３４ｂに書き込まれた２次元映像信号は、信号変換器３６で立体映像信号に変換される。２次元映像信号の立体映像信号への変換とは、図４に示すように、ＦＩＦ０３４ａ，３４ｂに書き込まれた２次元映像信号である右側映像信号（図４（Ａ））及び左側映像信号（図４（Ｂ））を縦１ラインごとに交互に配置し（図４（Ｃ））、１つの立体映像信号を生成することである。ここで、図４は２次元映像信号の立体映像信号への変換の説明図であり、（Ａ）は右側映像信号を示し、（Ｂ）は左側映像信号を示し、（Ｃ）は立体映像信号を示す。
【００３２】
信号変換器３６で単純に右側映像信号及び左側映像信号の全ての領域を変換した場合、生成される立体映像信号は元の右側映像信号又は左側映像信号に比べて横幅が２倍になってしまうため、生成される立体映像信号を横方向に半分に間引くか、若しくは右側映像信号又は左側映像信号の一部を用いて立体映像信号を生成する必要がある。ここでは生成される立体映像信号の中央部分のみを表示のために使用して実質的な映像信号のアスペクト比が変化しないようにしている。
【００３３】
この信号変換器３６はＣＰＵ３７の制御により、ＦＩＦＯ３４ａ，３４ｂの先頭に立体ディスプレイ３９の１画面分の映像に該当する２次元映像信号が書き込まれた後、かかる２次元映像信号を読み出すのと同時にＦＩＦＯ３４ａ，３４ｂの後部に立体ディスプレイ３９の１画面分の映像に該当する２次元映像信号が書き込まれるので、ＣＰＵ３７から送信される書き込み用制御信号と読み出し用制御信号とは常に立体ディスプレイ３９の１画面分の映像に該当する２次元映像信号の１周期分だけずれることになる。この様子は図５の制御信号の説明図に示している。また、信号変換器３６では、読み出し用制御信号がＦＩＦ０３４ａ，３４ｂに同時に与えられることから、上記２次元映像信号が書き込まれる速度の２倍の速度でＦＩＦ０３４ａ，３４ｂ中の右側映像信号又は左側映像信号を交互に読み込み、撮像時のフレーム落ちを発生させずに順次処理を行う。この処理により、信号変換器３６は、右側映像信号又は左側映像信号のどちらか一方の映像信号の大きさに等しいサイズの立体映像信号を生成する。
【００３４】
信号変換器３６で生成された立体映像信号は、ＣＰＵ３７の制御により表示制御部３８を介して記録制御部４０へ送られ記録される。表示制御部３８では生成された立体映像信号を立体ディスプレイ３９に表示する。
【００３５】
図６（Ａ）及び図６（Ｂ）は立体映像信号を表示した立体ディスプレイ３９を上部から見た状態の説明図であり、右側映像信号及び左側映像信号を縦１ラインごとに交互に配置した立体映像信号をそのまま表示している。立体ディスプレイ３９の前面には立体映像信号を操作者の左右の目に別々に入射するように立体映像用アダプタがあらかじめ付けられている。この立体映像用アダプタには数種類のものが考えられるが、図６（Ａ）は立体映像用アダプタとしてレンチキュラーレンズ６１を配置したもの示し、図６（Ｂ）は立体映像用アダプタとしてパララックスバリヤ６２を配置したものを示している。尚、レンチキュラーレンズ６１及びパララックスバリヤ６２のピッチは、立体ディスプレイ３９の画素ピッチ及び操作者の観察位置から計算されるピッチに予め合わせてある。また、２次元映像信号との互換性を考え、このアダプタを取りはずすこともできる。
【００３６】
記録制御部４０は、本複眼カメラで使用する記録媒体４１への立体映像信号の書き込みを行う。記録媒体４１の種類は磁気テープ、磁気ディスク、光ディスク、半導体メモリ等であり、この記録媒体４１を用い、記録制御部４０は記録媒体４１の空き領域に立体映像信号をデジタル形式のままファイルとして保存する。
【００３７】
記録媒体４１への記録の開始又は終了は、操作者がカメラ制御部４２へ希望の操作を入力することにより行われる。尚、操作者は記録動作を行わずに、立体ディスプレイ３９で立体映像信号の観察のみを行うこともできる。
【００３８】
次に、記録媒体４１に記録された立体映像信号の再生時の複眼カメラでの処理について説明する。記録媒体４１には複数のファイルがあり、その中に立体映像信号が記録されているため、まず記録制御部４０は記録媒体４１内の領域を調べ、記録されている複数のファイルをＣＰＵ３７に送る。ＣＰＵ３７では立体映像信号として再生可能なファイルを選択し、選択されたファイル名の一覧を任意の表示フォーマットに整え、表示制御部３８へ送り、立体ディスプレイ３９で表示する。操作者は表示されたファイル名の一覧から再生したいファイルを選択し、カメラ制御部４２へ入力する。カメラ制御部４２は操作者に選択されたファイル名をＣＰＵ３７に送信する。選択されたファイルはＣＰＵ３７により記録制御部４０を介して記録媒体４１から読み出され、表示制御部３８により立体映像信号として立体ディスプレイ３９に表示される。このように、特別な機器を必要とせずに、撮像された立体映像信号を簡単に再生することができる。
【００３９】
また、図１０の本発明の第１の実施の形態に係る複眼カメラの外観図に示すように、カメラヘッド２ａ，２ｂの正面にマイク５ａ，５ｂを配置することで、映像と共に音声に対しても、より立体的な効果が得られる。
【００４０】
次に、２次元映像信号生成までの複眼カメラでの処理及び２次元映像信号の再生時の複眼カメラでの処理について説明する。この場合の２次元映像信号の記録又は表示はレンズ３１ａ，３１ｂのうち片側のみの映像信号を処理することになる。このレンズの選択は、操作者がカメラ制御部４２へ入力を行うことで選択できる。
【００４１】
２次元映像信号生成までの複眼カメラでの処理が、立体映像信号生成までの複眼カメラでの処理と異なるのは、信号変換器３６がＦＩＦ０３４ａ，３４ｂに書き込まれた２次元映像信号を立体映像信号に変換せずに処理なしで表示制御部３８又は記録制御部４０へ送るセレクタとして動作する点である。それ以外の処理は、上述した処理と同様である。
【００４２】
尚、２次元映像信号の記録中に、操作者がカメラ制御部４２へ撮像するレンズを切り替える入力を行った場合、記録する２次元映像信号がレンズ３１ａ，３１ｂの切り替えによって一時的に乱れるというような影響を避けるため、ＣＰＵ３７ではレンズ３１ａ，３１ｂの切り替えを２次元映像信号の取り込みに同期して行う。
【００４３】
２次元映像信号の再生時の複眼カメラでの処理は、立体映像信号の再生時の複眼カメラでの処理と同様であり、この場合は２次元映像信号のファイル名を操作者に対して表示し、選択されたファイルを立体ディスプレイ３９へ表示する。
【００４４】
上述したように、第１の実施の形態によれば、操作者は複眼カメラにより撮像された立体映像信号をリアルタイムで立体的に観察できる。また、立体ディスプレイ３９が両眼で見られることから、撮像時の姿勢の自由度が大きく、撮像中複眼カメラを持って移動する場合でも立体感を確認することができる。このときの被写体の立体感調整は、例えば、図４で示される右側映像信号及び左側映像信号の変換に使用する部分を左右にずらすことでもできるが、撮像時の被写体と複眼カメラとの間の距離の変更又はレンズ３１ａ，３１ｂのズーム操作等の簡単な操作で調整を行うことができる。また、従来の単眼による撮像との切り替えも容易に行うことができる。
【００４５】
尚、第１の実施の形態に係る複眼カメラは、動画像及び静止画像のいずれの画像の撮像にも使用することができる。
【００４６】
（第２の実施の形態）
以下、図７及び図８を参照しながら本発明の第２の実施の形態に係る複眼カメラの構成を説明する。ここで、図７（Ａ）は本発明の第２の実施の形態に係る複眼カメラの正面図であり、図７（Ｂ）は本発明の第２の実施の形態に係る複眼カメラの背面図であり、図８は本発明の第２の実施の形態に係る複眼カメラの斜視図である。
【００４７】
まず、図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示すように、本複眼カメラはカメラ本体７０と、カメラ本体７０の上に取り付けられ、表側にレンズ７５ａ，７５ｂを有する１つのカメラヘッド７１と、立体映像観察のためのシャッター付き眼鏡７４をカメラ本体７０に接続すべくカメラ本体７０の裏側に設けられたコネクタ７２と、カメラ本体７０の裏側に設けられた立体ディスプレイ７３とを備える。
【００４８】
カメラヘッド７１は、図８に示すように撮像時に垂直軸のまわりに回転できるように構成されている。また、シャッター付き眼鏡７４は、立体ディスプレイ７３での映像信号表示に同期して左右のシャッターが開閉し、右側映像信号と左側映像信号とを操作者の左右の目に別々に表示することができる。このため、立体映像信号撮像時では映像信号の表示周期が２次元映像信号表示時の２倍となる。
【００４９】
以下、図９を参照しながら、本発明の第２の実施の形態に係る複眼カメラの構成を説明する。ここで、図９は本発明の第２の実施の形態に係る複眼カメラの構成のブロック図である。
【００５０】
本複眼カメラは、２つのレンズ９１ａ，９１ｂ、２つの撮像素子９２ａ，９２ｂ、２つのＡ／Ｄ変換器９３ａ，９３ｂ、スイッチ９４、ユニット９５、ＦＩＦ０９６、表示制御部９７、立体ディスプレイ９８、記録制御部９９、記録媒体１００、カメラ制御部１０１、シャッター制御部１０２、絞り１０３ａ，１０３ｂ、絞り制御部１０４ａ，１０４ｂ、フォーカス制御部１０５ａ，１０５ｂ、及びメモリを内部に含むＣＰＵ１０６からなる。
【００５１】
撮像素子９２ａ，９２ｂは、Ａ／Ｄ変換器９３ａ，９３ｂ及びスイッチ９４を介してユニット９５に接続されている。ユニット９５はＦＩＦＯ９６及び記録制御部９９にそれぞれ接続されている。ＦＩＦ０９６、表示制御部９７、及び立体ディスプレイ９８は直列的に接続されており、記録制御部９９は記録媒体１００に接続されている。ＦＩＦ０９６、表示制御部９７、記録制御部９９、カメラ制御部１０１、シャッター制御部１０２、絞り制御部１０４ａ，１０４ｂ、及びフォーカス制御部１０５ａ，１０５ｂはＣＰＵ１０６にそれぞれ接続されている。
【００５２】
撮像素子９２ａ，９２ｂは、ＣＣＤ等からなり、レンズ９１ａ，９１ｂにより撮像された映像を光電効果により電気信号に変換し、Ａ／Ｄ変換器９３ａ，９３ｂはこの電気信号をデジタル信号に変換する。このデジタル信号は２次元の映像信号である。スイッチ９４は左右のＡ／Ｄ変換器９３ａ，９３ｂより入力された２次元映像信号をユニット９５に左右交互に送信するのに使用する。ユニット９５は、ＡＦ（オートフォーカス）、ＡＥ（オートイクスポージャー）のための演算及びホワイトバランス調整を行う。ＦＩＦ０９６は立体ディスプレイ９８で表示する２次元映像信号を一時保存し、表示制御部９７はＦＩＦＯ９６に記憶された２次元映像信号を立体ディスプレイ９８で表示する。記録制御部９９は２次元映像信号を記録媒体１００へ書き込む。カメラ制御部１０１は操作者からの入力された内容の入力信号をＣＰＵ３７に送信し、シャッター制御部１０２はシャッター付き眼鏡７４の駆動を制御する。絞り制御部１０４ａ，１０４ｂは絞り１０３ａ，１０３ｂを制御し、フォーカス制御部１０５ａ，１０５ｂはレンズ９１ａ，９１ｂの位置を制御する。ＣＰＵ１０６はＦＩＦ０９６、表示制御部９７、記録制御部９９、カメラ制御部１０１、シャッター制御部１０２、絞り制御部１０４ａ，１０４ｂ、及びフォーカス制御部１０５ａ，１０５ｂをそれぞれ制御する。
【００５３】
まず、操作者は立体映像モード又は通常映像モードのモード選択を行い、所望の映像モードをカメラ制御部１０１へ入力する。ここでは立体映像モードが選択されたものとする。モード選択の結果はカメラ制御部１０１からＣＰＵ１０６へ伝えられ、ＣＰＵ１０６により各部の制御が行われる。操作者がレンズ９１ａ，９１ｂより撮像した映像は、撮像素子９２ａ，９２ｂ上に結像される。さらに、撮像素子９２ａ，９２ｂ上に結像された映像は光電変換により電気信号に変換され、続けてＡ／Ｄ変換器９３ａ，９３ｂによりデジタル信号に変換される。このデジタル信号は、２次元の映像信号である。スイッチ９４は、左右の２次元映像信号を別々にユニット９５に送るので、立体映像信号表示時では映像信号の表示周期が２次元映像信号表示時の２倍となる。従って、立体映像信号撮像時のＡ／Ｄ変換器９３ａ，９３ｂによる撮像素子９２ａ，９２ｂからの電気信号の読み出し速度は、２次元映像撮像時のＡ／Ｄ変換器９３ａ，９３ｂによる撮像素子９２ａ，９２ｂからの電気信号の読み出し速度に比ベて２倍の速さであり、また電気信号の読み出しは、まず左右の撮像素子９２ａ，９２ｂのどちらか一方の電気信号をすべて読み出し、その後他方の電気信号を読み出す。これら各部の制御はＣＰＵ１０６により行われる。
【００５４】
ユニット９５に送られた左右の２次元映像信号は、ＡＦ（オートフォーカス）、ＡＥ（オートイクスポージャー）のための演算及びホワイトバランス調整が行われる。ＡＦ（オートフォーカス）、ＡＥ（オートイクスポージャー）を行うための演算は、画像中の一定領域の映像信号輝度値を用いて行われ、その結果はＣＰＵ１０６へ送られる。
【００５５】
ＣＰＵ１０６ではユニット９５からの演算結果と、保持している現在の絞り１０３ａ，１０３ｂの状態及びレンズ９１ａ，９１ｂの位置より、適当な制御量を決定し、絞り制御部１０４ａ，１０４ｂ及びフォーカス制御部１０５ａ，１０５ｂへこの制御量を送る。絞り制御部１０４ａ，１０４ｂでは、この制御量に基づき絞り１０３ａ，１０３ｂを調整し、フォーカス制御部１０５ａ，１０５ｂでは、この制御量に基づきレンズ９１ａ，９１ｂの位置を調整する。
【００５６】
ユニット９５へは左右の２次元映像信号が交互に入力されるので、絞り制御部１０４ａ，１０４ｂ及びフォーカス制御部１０５ａ，１０５ｂの制御もこれにあわせて交互に行われる。
【００５７】
ユニット９５からホワイトバランス調整を受けた２次元映像信号は、立体ディスプレイ９８での表示及び記録媒体１００への記録に用いられる。
【００５８】
カメラ制御部１０１では立体ディスプレイ９８で立体映像信号の表示、右側映像信号の表示、又は左側映像信号の表示のいずれの表示をするかの選択がなされ、選択された結果がＣＰＵ１０６に送られる。
【００５９】
カメラ制御部１０１で立体映像信号の表示が選択された場合は、左右の２次元映像信号はＦＩＦ０９６を介して表示制御部９７へ順次送られ、立体ディスプレイ９８上に左右の２次元映像信号が左右交互に表示される。この２次元映像信号の左右切り替えのタイミングにあわせてＣＰＵ１０６からは同期信号がシャッター制御部１０２に送られ、当該シャッター制御部１０２でシャッター付き眼鏡７４を駆動するための信号が生成され、外部端子７２を介してシャッター付き眼鏡７４に送られる。シャッター付き眼鏡７４は駆動信号により、立体ディスプレイ９８での２次元映像信号の表示に同期して左右のシャッターの開閉を交互に切り替える。これにより操作者に対して立体映像信号を表示する。
【００６０】
カメラ制御部１０１で右側映像信号の表示が選択された場合は、ＣＰＵ１０６は右側映像信号のみを立体ディスプレイ９８上に表示するようにＦＩＦ０９６の制御を行う。ＣＰＵ１０６はＦＩＦ０９６に対して読み出し用制御信号を送る。ユニット９５からＦＩＦＯ９６に送られられてくる２次元映像信号が右側映像信号の場合には、ＣＰＵ１０６はＦＩＦ０９６に対して書き込み用制御信号を送り、ＦＩＦＯ９６は右側映像信号を記録し、その後に記録された右側映像信号を順次表示制御部９７に出力する。ＦＩＦ０９６から出力された右側映像信号は、表示制御部９７を介して立体ディスプレイ９８に表示される。一方、ユニット９５からＦＩＦＯ９６に送られられてくる２次元映像信号が左側映像信号の場合には、ＣＰＵ１０６はＦＩＦ０９６に読み出し用制御信号のみを送る。ＦＩＦ０９６には左側映像信号が記録されず直前に送られてきた右側映像信号が記録されているので、ＦＩＦ０９６は再び直前の右側映像信号を表示制御部９７に出力する。ＦＩＦ０９６から出力された右側映像信号は、表示制御部９７を介して立体ディスプレイ９８に表示される。
【００６１】
カメラ制御部１０１で左側映像信号の表示が選択された場合は、右側映像信号の表示が選択された場合と同様にＣＰＵ１０６は左側映像信号のみをディスプレイ９８上に表示するようにＦＩＦ０９６の制御を行う。
【００６２】
このように、ＦＩＦ０９６の制御により、立体映像表示と２次元映像表示との切り替えが簡単に行える。また、操作者は、立体映像信号を立体ディスプレイ９８に一端表示させた後に、表示を切り換えて２次元映像信号を立体ディスプレイ９８に表示させることもできる。従って、立体映像信号で立体感を調整した後に、２次元映像信号でフレーミングの調整を行うこともできる。
【００６３】
尚、２次元映像信号表示時の表示周期は実質的に立体映像信号表示時の表示周期の半分である。
【００６４】
立体映像信号の再生は、第１の実施の形態と同様である。また、左右片側のレンズからの２次元映像信号を表示し記録する場合は、スイッチ９４が切り替わることで片側レンズのみの２次元映像信号を表示し記録することができる。また、この場合は、２次元映像信号の処理周期が立体映像信号の処理周期の半分になるようにＣＰＵ１０６は各部を制御する。尚、シャッター制御部１０２へはＣＰＵ１０６より駆動信号が送られず、シャッター付き眼鏡７４の駆動は止められる。
【００６５】
上述したように、第２の実施の形態によれば、立体映像信号又は２次元映像信号の表示又は記録を行うことができる。また、２次元映像信号を記録している場合でも、立体映像信号として観察する必要がない場合には２次元映像信号を表示できるため、立体ディスプレイ９８に表示中、シャッター付き眼鏡７４をはずしても、ちらつきのない２次元映像信号を観察することができる。
【００６６】
尚、第２の実施の形態に係るカメラは、動画像及び静止画像のいずれの画像の撮像にも使用することができる。
【００６７】
（第３の実施の形態）
以下、図１１を参照しながら、本発明の第３の実施の形態に係る複眼カメラの構成を説明する。ここで、図１１は本発明の第３の実施の形態に係る複眼カメラの構成のブロック図である。
【００６８】
第３の実施の形態に係る複眼カメラは、カメラヘッド１１３ａ，１１３ｂ、及び複眼カメラ本体１２０からなる。カメラヘッド１１３ａ，１１３ｂはレンズ１１１ａ，１１１ｂ、及び撮像素子１１２ａ，１１２ｂを備えており、複眼カメラ本体１２０は、第３選択手段としての信号合成手段１１４、回動角検知手段としての角度検知手段１１５ａ，１１５ｂ、表示手段１１６、記録手段１１７、システムコントローラ１１８、及びレリーズボタン１１９を備える。
【００６９】
撮像素子１１２ａ，１１２ｂ、表示手段１１６、記録手段１１７、及びシステムコントローラ１１８は信号合成手段１１４にそれぞれ接続されている。カメラヘッド１１３ａ，１１３ｂは角度検知手段１１５ａ，１１５ｂにそれぞれ接続されており、角度検知手段１１５ａ，１１５ｂ、及びレリーズボタン１１９はシステムコントローラ１１８に接続されている。
【００７０】
複眼カメラの構成を詳述すると、レンズ１１１ａ，１１１ｂは、図示しないピント調整手段、絞り調整機構を有している。撮像素子１１２ａ，１１２ｂは、それぞれ前記レンズ１１１ａ，１１１ｂで結像された光学像を電気的な映像信号に変換する。カメラヘッド１１３ａ，１１３ｂは、複眼カメラ本体１２０に対して回動可能に支持されている。図１２は本発明の第３の実施の形態に係る複眼カメラの外観図で、同図からわかるように本実施の形態ではカメラヘッド１１３ａ，１１３ｂは複眼カメラ本体１２０に対して水平軸のまわりに回転可能になっている。
【００７１】
信号合成手段１１４は、撮像素子１１２ａ，１１２ｂで得られた映像信号から２次元映像信号又は立体映像信号を生成する。角度検知手段１１５ａ，１１５ｂは、それぞれカメラヘッド１１３ａ，１１３ｂの回動角を検知する。尚、本実施の形態では、角度検知手段１１５ａ，１１５ｂとしてロータリーエンコーダを用いている。
【００７２】
表示手段１１６は、信号合成手段１１４により得られた２次元映像信号又は立体映像信号を表示する。ここで、図１３は表示手段１１６の構成を示した図であり、同図において液晶パネル１３１は多数の表示画素を有しており、レンチキュラレンズ１３２は液晶パネル１３１の前面側に配置され、かまぼこ状のレンズ群を有しており、バックライト１３３は液晶パネル１３１の背面側に配置されている。表示手段１１６はこのような構成になっているので、図１４の２次元映像信号の合成図に示すように所定の視差を有する２次元映像信号１４１，１４２をレンチキュラレンズ１３２のピッチに応じて交互に配列させ合成した立体映像信号１４３を液晶パネル１３１に表示することが可能である。
【００７３】
尚、このようなレンチキュラレンズ１３２を用いた立体映像表示装置は特開平３−６５９４３号公報等に示されているように公知なので、詳しい説明は省略する。また、ステレオ立体視が可能な方式にはレンチキュラレンズ１３２の代りにパララックスバリアを用いるものや、左目用の映像信号と右目用の映像信号とを交互に時分割的に表示し、それに同期したシャッター機能つき眼鏡を視聴者がかけることにより左目用の映像信号は左目だけに、右目用の映像信号は右目だけに見えるようにして立体視ができるようにしたものがあるが、既に公知なので詳しい説明は省略する。
【００７４】
再び図１１に戻って、記録手段１１７は信号合成手段１１４により得られた映像信号を記録する。システムコントローラ１１８は本複眼カメラ全体の制御を行う。レリーズボタン１１９は操作者に操作されることにより映像信号の記録開始のための信号を発する。
【００７５】
以下、図１５を参照しながら、本発明の第３の実施の形態に係る複眼カメラの撮像動作を説明する。ここで、図１５は本発明の第３の実施の形態に係る複眼カメラの撮像動作を示すフローチャートである。尚、特に断らない場合は、第３の実施の形態に係る複眼カメラの動作は全てシステムコントローラ１１８が行うものとする。
【００７６】
まず、図示しない複眼カメラの電源スイッチが投入されると（ステップＳ１００）、被写体に対してピント調整及び絞り調整が行われる（ステップＳ１０１）。
【００７７】
次に、角度検知手段１１５ａ，１１５ｂによりカメラヘッド１１３ａ，１１３ｂのそれぞれの回動角を検知する（ステップＳ１０２）。
【００７８】
そして、ステップＳ１０３において、カメラヘッド１１３ａ，１１３ｂのそれぞれの回動角の相対的なずれ量が所定の範囲内であるか否かを判別する。
【００７９】
ステップＳ１０３において、カメラヘッド１１３ａ，１１３ｂのそれぞれの回動角の相対的なずれ量が所定の範囲内である場合には、図１４に示すように撮像素子１１２ａ，１１２ｂで得られた２次元映像信号１４１，１４２を信号合成手段１１４によって櫛歯状に交互に並んだ１つの立体映像信号１４３に合成し（ステップＳ１０４）、そして合成された立体映像信号１４３は表示手段１１６によって表示され、操作者は被写体を立体的に視認することができる（ステップＳ１０５）。
【００８０】
次に、ステップＳ１０６でレリーズボタン１１９が操作者によってオンにされているか否かを判別する。ステップＳ１０６でレリーズボタン１１９が操作者によってオンにされている場合には、信号合成手段１１４によって合成された立体映像信号１４３を記録手段１１７に記録し（ステップＳ１０７）、その後、ステップＳ１０８において、本複眼カメラの撮像動作を終了するか否かを判別し、撮像動作を終了する場合には複眼カメラの電源スイッチが切断され、撮像動作を終了しない場合にはステップＳ１０１に戻る。
【００８１】
尚、ステップＳ１０３において、カメラヘッド１１３ａ，１１３ｂのそれぞれの回動角の相対的なずれの量が所定の範囲内でない場合には、図１６（Ａ）の２次元映像信号の合成図に示すように撮像素子１１２ａ，１１２ｂで得られた２次元映像信号１６１、１６２を、信号合成手段１１４によってそれぞれ独立した映像のまま１つの２次元映像信号１６３として合成し（ステップＳ１０９）、ステップＳ１０５に進む。
【００８２】
また、ステップＳ１０６でレリーズボタン１１９が操作者によってオンにされていない場合には、ステップＳ１０１に戻る。
【００８３】
以上で、第３の実施の形態に係る複眼カメラの撮像動作１回を終了する。
【００８４】
上述したように第３の実施の形態では、表示手段１１６にレンチキュラレンズ１３２を用いているので、立体映像信号を表示する場合でも操作者に偏光眼鏡等の特殊な眼鏡が必要ないといったメリットがある。
【００８５】
（第４の実施の形態）
以下、図１７を参照しながら、本発明の第４の実施の形態に係る複眼カメラの外観を説明する。ここで、図１７は本発明の第４の実施の形態に係る複眼カメラの外観図である。
【００８６】
同図において、上述した第３の実施の形態の図１２に示した複眼カメラの外観図と異なるのは、カメラヘッド１１３ａ，１１３ｂを複眼カメラ本体１２０の左右それぞれに配置するのに代えて、カメラヘッド１１３ａ，１１３ｂを複眼カメラ本体１２０の上部にそれぞれ配置するように構成した点である。これにより、カメラヘッド１１３ａ，１１３ｂは垂直軸のまわりに回転する。尚、複眼カメラの構成は、上記図１１と同様である。
【００８７】
以下、図１８を参照しながら、本発明の第４の実施の形態に係る複眼カメラの撮像動作を説明する。ここで、図１８は本発明の第４の実施の形態に係る複眼カメラの撮像動作を示すフローチャートである。尚、特に断らない場合は、第４の実施の形態に係る複眼カメラの動作は全てシステムコントローラ１１８が行うものとする。
【００８８】
まず、図示しない複眼カメラの電源スイッチが投入されると（ステップＳ２００）、被写体に対してピント調整及び絞り調整を行う（ステップＳ２０１）。
【００８９】
次に、角度検知手段１１５ａ，１１５ｂによりカメラヘッド１１３ａ，１１３ｂのそれぞれの回動角を検知する（ステップＳ２０２）。
【００９０】
そして、ステップＳ２０３において、カメラヘッド１１３ａ，１１３ｂのそれぞれの回動角とレンズ１１１ａ，１１１ｂの焦点距離、合焦距離、及び撮像光軸間距離等からカメラヘッド１１３ａ，１１３ｂで得られる２次元映像信号のオーバーラップ量を求め、そのオーバーラップ量が所定の範囲よりも大きいか否かを判別する。
【００９１】
ステップＳ２０３において、オーバーラップ量が所定の範囲よりも大きい場合には、図１４に示すように撮像素子１１２ａ，１１２ｂで得られた２次元映像信号１４１，１４２を信号合成手段１１４によって櫛歯状に交互に並んだ１つの立体映像信号１４３に合成し（ステップＳ２０４）、そして合成された立体映像信号１４３を表示手段１１６によって表示し、操作者はよりワイドなパノラマ映像又は異なる２方向の映像を視認することができる（ステップＳ２０５）。
【００９２】
次に、ステップＳ２０６でレリーズボタン１１９が操作者によってオンにされているか否かを判別する。ステップＳ２０６でレリーズボタン１１９が操作者によってオンにされている場合には、信号合成手段１１４によって合成された立体映像信号１４３は記録手段１１７に記録される（ステップＳ２０７）。
【００９３】
その後、ステップＳ２０８において、本複眼カメラの撮像動作を終了するか否かを判別し、撮像動作を終了する場合には複眼カメラの電源スイッチが切断され、撮像動作を終了しない場合にはステップＳ１０１に戻る。
【００９４】
上記ステップ２０３において、オーパーラップ量が所定の範囲よりも小さい場合には、ステップＳ２０９に進み、オーバーラップ量の有無を判別する。
【００９５】
ステップＳ２０９において、オーバーラップ量がある場合には、図１６（Ｂ）の２次元映像信号の合成図に示すように撮像素子１１２ａ，１１２ｂで得られた２次元映像信号１６４，１６５を、信号合成手段１１４によって連続した１つの２次元映像信号１６６に合成し（ステップＳ２１０）、ステップＳ２０５に進む。
【００９６】
ステップＳ２０９において、オーバーラップ量がない場合には、図１６（Ａ）に示すように撮像素子１１２ａ，１１２ｂで得られた２次元映像信号１６１，１６２を、信号合成手段１１４によってそれぞれ独立した映像のまま１つの２次元映像信号１６３として合成し（ステップＳ２１１）、ステップＳ２０５に進む。
【００９７】
また、ステップＳ２０６でレリーズボタン１１９が操作者によってオンにされていない場合には、ステップＳ２０１に戻る。
【００９８】
以上で、第４の実施の形態に係る複眼カメラの撮像動作１回を終了する。
【００９９】
上述したように第４の実施の形態では、カメラヘッド１１３ａ，１１３ｂの回動方向を垂直軸まわりにすることによってパノラマ映像も撮像可能になるといったメリットがある。
【０１００】
尚、第３の実施の形態、第４の実施の形態、共に静止画像の撮像について述べられているが、動画像についても本発明は有効である。また、第３の実施の形態、第４の実施の形態、共に信号合成手段１１４によって合成された映像信号を記録しているが、合成前の映像信号を記録するようにしてもよい。
【０１０１】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、請求項１の発明によれば、複数の撮像手段によって撮像された被写体の複数の映像信号を立体映像信号として視認できるように合成する立体映像信号合成手段と、立体映像信号合成手段により合成された立体映像信号を表示する合成映像信号表示手段とを備えるので、複数の撮像手段によって撮像された被写体の複数の映像信号を立体映像信号に合成でき、また、撮像中に常に立体映像信号が表示でき、これにより撮像しながら映像の立体感の調整をすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の第１の実施の形態に係る複眼カメラの正面図であり、（Ｂ）は本発明の第１の実施の形態に係る複眼カメラの背面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る複眼カメラの斜視図である。
【図３】本発明の第１の実施の形態に係る複眼カメラの構成のブロック図である。
【図４】２次元映像信号の立体映像信号への変換の説明図であり、（Ａ）は右側映像信号を示し、（Ｂ）は左側映像信号を示し、（Ｃ）は立体映像信号を示す。
【図５】制御信号の説明図である。
【図６】（Ａ）は立体映像用アダプタとしてレンチキュラーレンズ６１を配置した説明図であり、（Ｂ）は立体映像用アダプタとしてパララックスバリヤ６２を配置した説明図である。
【図７】（Ａ）は本発明の第２の実施の形態に係る複眼カメラの正面図であり、（Ｂ）は本発明の第２の実施の形態に係る複眼カメラの背面図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る複眼カメラの斜視図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る複眼カメラの構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係る複眼カメラの外観図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係る複眼カメラの構成のブロック図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る複眼カメラの外観図である。
【図１３】表示手段１１６の構成を示した図である。
【図１４】２次元映像信号の合成図である。
【図１５】本発明の第３の実施の形態に係る複眼カメラの撮像動作を示すフローチャートである。
【図１６】（Ａ）は２次元映像信号の合成図であり、（Ｂ）も２次元映像信号の合成図である。
【図１７】本発明の第４の実施の形態に係る複眼カメラの外観図である。
【図１８】本発明の第４の実施の形態に係る複眼カメラの撮像動作を示すフローチャートである。
【符号の説明】
３１ａ，３１ｂ，１１１ａ，１１１ｂ レンズ
３２ａ，３２ｂ，１１２ａ，１１２ｂ 撮像素子
３３ａ，３３ｂ Ａ／Ｄ変換器
３４ａ，３４ｂ ＦＩＦ０
３５ タイミングジェネレータ
３６ 信号変換器
３７ ＣＰＵ
３８ 表示制御部
３９ 立体ディスプレイ
４０ 記録制御部
４１ 記録媒体
４２ カメラ制御部
１１３ａ，１１３ｂ カメラヘッド
１１４ 信号合成手段
１１５ａ，１１５ｂ 角度検知手段
１１６ 表示手段１１６
１１７ 記録手段
１１８ システムコントローラ
１１９ レリーズボタン
１２０ 複眼カメラ本体
Claims (13)
- 被写体光を集光して被写体を撮像する複数の撮像手段と、前記複数の撮像手段により撮像された前記被写体の複数の映像信号を表示する表示手段とを備える複眼カメラにおいて、
前記複数の撮像手段によって撮像された前記被写体の複数の映像信号を立体映像信号として視認できるように合成する立体映像信号合成手段と、
前記立体映像信号合成手段により合成された立体映像信号を表示する合成映像信号表示手段と、
前記複数の撮像手段中の１つの撮像手段を選択する撮像選択手段と、
前記撮像選択手段によって選択された前記１つの撮像手段で前記被写体を撮像する手段と
を備えることを特徴とする複眼カメラ。 - 前記複数の撮像手段によって撮像された前記被写体の複数の映像信号を２次元映像信号として視認できるようにする２次元映像信号表示手段を備えることを特徴とする請求項１記載の複眼カメラ。
- 前記立体映像信号合成手段と前記２次元映像信号表示手段とを択一的に選択する表示選択手段を備えることを特徴とする請求項２記載の複眼カメラ。
- 前記合成映像信号表示手段での前記立体映像信号の表示周期が前記２次元映像信号の表示周期に比べ２倍にすることを特徴とする請求項２又は３記載の複眼カメラ。
- 前記合成映像信号表示手段がレンチキュラーレンズを備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の複眼カメラ。
- 前記合成映像信号表示手段がパララックスバリヤを備えることを特徴する請求項１乃至４のいずれか１項記載の複眼カメラ。
- 前記合成映像信号表示手段での前記２次元映像信号の表示周期に同期して動作するシャッター付き眼鏡を備えることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項記載の複眼カメラ。
- 前記複数の撮像手段が前記合成映像信号表示手段に対してそれぞれ回動できるように保持され、前記複数の撮像手段の前記合成映像信号表示手段に対するそれぞれの回動角を検知する回動角検知手段を備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項記載の複眼カメラ。
- 前記回動角検知手段により検知された回動角に基づいて前記２次元映像信号表示手段と前記立体映像信号合成手段とを択一的に選択する第２表示選択手段を備えることを特徴とする請求項８記載の複眼カメラ。
- 被写体光を集光し被写体を撮像する複数の撮像工程と、前記複数の撮像工程により撮像された前記被写体の複数の映像信号を表示する表示工程とを含む画像処理方法において、
前記複数の撮像工程によって撮像された前記被写体の複数の映像信号を立体映像信号として視認できるように合成する立体映像信号合成工程と、
前記立体映像信号合成工程により合成された立体映像信号を表示する合成映像信号表示工程と、
前記複数の撮像工程中の１つの撮像工程を選択する撮像選択工程と、
前記撮像選択工程によって選択された前記１つの撮像工程で前記被写体を撮像する工程と
を含むことを特徴とする画像処理方法。 - 前記複数の撮像工程によって撮像された前記被写体の複数の映像信号を２次元映像信号として視認できるように表示する２次元映像信号表示工程を含むことを特徴とする請求項１０記載の画像処理方法。
- 前記立体映像信号合成工程と前記２次元映像信号表示工程とを択一的に選択する表示選択工程を含むことを特徴とする請求項１１記載の画像処理方法。
- 前記合成映像信号表示工程での前記立体映像信号の表示周期が前記２次元映像信号の表示周期に比べ２倍にすることを特徴とする請求項１１又は１２記載の画像処理方法。
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