JPH08194274A

JPH08194274A - 立体撮像装置

Info

Publication number: JPH08194274A
Application number: JP450995A
Authority: JP
Inventors: Masao Sato; 政雄佐藤; Shinji Araoka; 伸治荒岡; Tsutomu Nakamura; 努中村
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1995-01-13
Filing date: 1995-01-13
Publication date: 1996-07-30

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

【特許請求の範囲】

【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。
【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。
【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。
【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。