立体撮像装置及び立体撮像方法
【課題】合焦位置のズレを防いで立体視し易く眼が疲れにくい立体視画像を得ることができ、しかも装置サイズをコンパクトにすること。
【解決手段】左撮像系１１Ｌのフォーカスレンズ１３０ＦＬの被撮影空間における合焦位置Ｐ１、及び、右撮像系１１Ｒの被撮影空間におけるフォーカスレンズ１３０ＦＲの合焦位置Ｐ２を検出する合焦位置検出部１４４と、左撮像系１１Ｌと右撮像系１１Ｒとの視差量が許容範囲内になる撮影空間における立体視可能範囲を算出する立体視可能範囲算出部４２と、各合焦位置Ｐ１、Ｐ２が立体視可能範囲内にあるか否かを判定する合焦位置判定部５８とを備え、合焦位置Ｐ１、Ｐ２のうち立体視可能範囲内にあると判定されたひとつの合焦位置に、左撮像系１１Ｌのフォーカスレンズ１３０ＦＬ及び右撮像系１１Ｒのフォーカスレンズ１３０ＦＲを合焦させる。
【解決手段】左撮像系１１Ｌのフォーカスレンズ１３０ＦＬの被撮影空間における合焦位置Ｐ１、及び、右撮像系１１Ｒの被撮影空間におけるフォーカスレンズ１３０ＦＲの合焦位置Ｐ２を検出する合焦位置検出部１４４と、左撮像系１１Ｌと右撮像系１１Ｒとの視差量が許容範囲内になる撮影空間における立体視可能範囲を算出する立体視可能範囲算出部４２と、各合焦位置Ｐ１、Ｐ２が立体視可能範囲内にあるか否かを判定する合焦位置判定部５８とを備え、合焦位置Ｐ１、Ｐ２のうち立体視可能範囲内にあると判定されたひとつの合焦位置に、左撮像系１１Ｌのフォーカスレンズ１３０ＦＬ及び右撮像系１１Ｒのフォーカスレンズ１３０ＦＲを合焦させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の撮像手段を備えた立体撮像装置及び複数の撮像手段を用いる立体撮像方法に関し、特に、合焦位置のズレを防いで立体視し易く眼が疲れにくい立体視画像を得るための立体撮像装置及び立体撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォーカスレンズを含む左撮影光学系を有し被写体を撮像して左撮像画像を生成する左撮像系と、フォーカスレンズを含む右撮影光学系を有し前記被写体を撮像して右撮像画像を生成する右撮像系を備えた立体撮像装置が知られている。これにより得られた左撮像画像と右撮像画像とを重ね合わせて表示することで、立体視表示を行うことが可能である。
【０００３】
特許文献１には、左撮像系及び右撮像系でＡＦ（オートフォーカス）をそれぞれ行い、一方の撮像系により得られる撮像画像の高周波成分が最大となるフォーカスレンズ位置に、他方の撮像系のフォーカスレンズを設定することにより、合焦位置ズレを防ぐ構成が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、撮影光学系の輻輳角を調整する輻輳角調整機構を備えた構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１６２９９０号公報
【特許文献２】特開平８−１９４２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
立体撮像装置では両眼視差が存在するため、合焦エリアを画角の中央に設定すると、左撮像系と右撮像系とで合焦位置にずれが生ずる可能性がある。このような合焦位置のずれが原因で画像の立体感が損なわれる場合もある。
【０００７】
特許文献１の構成では、左撮像系と右撮像系とで合焦位置を一致させるようになっているが、一致させた合焦位置が立体視可能範囲外になる可能性があり、適切な立体視画像を得られない場合がある。
【０００８】
特許文献２の構成では、輻輳角を調整する機構が必須であり、そのような機構はどうしても複雑になるので、装置サイズが大型化し、また、コスト高につながる。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、合焦位置のズレを防いで立体視し易く眼が疲れにくい立体視画像を得ることができ、しかも装置サイズをコンパクトにすることができる立体撮像装置及び立体撮像方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段とを備えた立体撮像装置において、前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量が許容範囲内になる被撮影空間における立体視可能範囲を算出する立体視可能範囲算出手段と、前記各合焦位置が前記立体視可能範囲内にあるか否かを判定する合焦位置判定手段と、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうち前記立体視可能範囲内にあると判定されたひとつの前記合焦位置に、前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦制御手段と、を備えたことを特徴とする立体撮像装置を提供する。これよれば、撮影光学系の光軸の交点（クロスポイント）に被写体が無く、且つ、画角の中央に合焦エリアを設定して各撮像手段で合焦サーチを行った場合でも、立体視可能範囲内にある合焦位置に第１及び第２のフォーカスレンズが合焦するので、合焦位置のズレを防ぐと共に、立体視し易く眼が疲れにくい良好な立体感の立体視画像を得ることができる。しかも、輻輳角を調整する機構が不要なので、装置サイズがコンパクトで安価な立体撮像装置を提供することができる。
【００１１】
なお、本明細書では、撮影対象の被写体が実在する空間（即ち撮影される側の空間）を、「被撮影空間」という。また、本明細書では、画角内の特定範囲（合焦エリア）でフォーカスレンズを合焦させたとき、フォーカスレンズが合焦した被撮影空間における位置（即ちフォーカスレンズが合焦した被写体の位置）を、「合焦位置」という。例えば、画角中央でフォーカスレンズを合焦させたときには、撮影光学系の光軸上に実在する被写体の位置が「合焦位置」である。この場合には、被写体距離を用いて合焦位置を表すことができる。また、本明細書では、画角内の特定範囲（合焦エリア）で被写体に合焦したフォーカスレンズのレンズ位置を、「合焦レンズ位置」という。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段とを備えた立体撮像装置において、前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、前記各撮像手段の被写界深度を算出する被写界深度算出手段と、前記各撮像手段の被写界深度内に前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が包含されているか否かを判定する合焦位置判定手段と、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方を被写界深度内に包含する撮像手段にて検出されたひとつの前記合焦位置に、前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦制御手段と、を備えたことを特徴とする立体撮像装置を提供する。これよれば、撮影光学系の光軸の交点（クロスポイント）に被写体が無く、且つ、画角の中央に合焦エリアを設定して各撮像手段で合焦サーチを行った場合でも、両方の合焦位置を被写界深度内に包含する撮像手段にて検出されたひとつの合焦位置に第１及び第２のフォーカスレンズが合焦するので、合焦位置のズレを防ぐと共に、立体視し易く眼が疲れにくい良好な立体視画像を得ることができる。しかも、輻輳角を調整する機構が不要なので、装置サイズがコンパクトで安価な立体撮像装置を提供することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段とを備えた立体撮像装置において、前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、前記各合焦位置ごとに前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量を算出する視差量算出手段と、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうちで前記視差量が小さい合焦位置を判定する合焦位置判定手段と、前記合焦位置判定手段により視差量が小さいと判定された前記合焦位置に、前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦制御手段と、を備えたことを特徴とする立体撮像装置を提供する。これよれば、撮影光学系の光軸の交点（クロスポイント）に被写体が無く、且つ、画角の中央に合焦エリアを設定して各撮像手段で合焦サーチを行った場合でも、視差量が小さい合焦位置に第１及び第２のフォーカスレンズが合焦するので、合焦位置のズレを防ぐと共に、立体視し易く眼が疲れにくい良好な立体視画像を得ることができる。しかも、輻輳角を調整する機構が不要なので、装置サイズがコンパクトで安価な立体撮像装置を提供することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段とを備えた立体撮像装置において、前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量が許容範囲内になる被撮影空間における立体視可能範囲を算出する立体視可能範囲算出手段と、前記各撮像手段の被写界深度を算出する被写界深度算出手段と、前記各合焦位置ごとに前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量を算出する視差量算出手段と、前記第１の合焦位置、前記第２の合焦位置、前記立体視可能範囲、前記被写界深度及び前記視差量に基づいて、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうちいずれかを選択する合焦位置選択手段と、前記選択された合焦位置に前記レンズ駆動手段により前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦制御手段と、を備えたことを特徴とする立体撮像装置。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記各撮像手段の被写界深度を算出する被写界深度算出手段を備え、前記合焦位置判定手段は、前記各撮像手段の被写界深度内に前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が包含されているか否かを判定し、前記合焦制御手段は、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が前記立体視可能範囲内にある場合、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方を被写界深度内に包含する撮像手段にて検出されたひとつの前記合焦位置に、前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させることを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記各撮像手段の被写界深度を算出する被写界深度算出手段を備え、前記合焦位置判定手段は、前記各撮像手段の被写界深度内に前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が包含されているか否かを判定し、前記合焦制御手段は、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が前記立体視可能範囲外にある場合、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方を被写界深度内に包含する撮像手段にて検出されたひとつの前記合焦位置に、前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させることを特徴とする。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項１、５及び６のうちいずれか１項に記載の発明において、前記第１の画像及び前記第２の画像における前記各合焦位置の視差量を取得する視差量取得手段を備え、前記合焦制御手段は、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が前記立体視可能範囲内にある場合、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうちで視差量が小さい前記合焦位置に、前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させることを特徴とする。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、請求項１、５及び６のうちいずれか１項に記載の発明において、前記第１の画像及び前記第２の画像における前記各合焦位置の視差量を取得する視差量取得手段を備え、前記合焦制御手段は、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が前記立体視可能範囲外にある場合、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうちで視差量が小さい前記合焦位置に、前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させることを特徴とする。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記合焦位置判定手段は、前記各合焦位置が前記撮影光学系の光軸の交点と前記立体視可能範囲の近点との間にあるか否かを判定し、前記合焦制御手段は、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうち前記交点と前記立体視可能範囲の近点との間にあると判定されたひとつの前記合焦位置に、前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させることを特徴とする。
【００２０】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の立体撮像装置において、前記合焦制御手段は、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が前記交点と前記立体視可能範囲の近点との間にある場合、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうち前記近点に最も近い合焦位置に前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させることを特徴とする。
【００２１】
請求項１１に記載の発明は、第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段と、前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、を用いる立体撮像方法において、前記レンズ駆動手段により前記各フォーカスレンズを移動させて、前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出ステップと、前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量が許容範囲内になる被撮影空間における立体視可能範囲を算出する立体視可能範囲算出ステップと、前記各合焦位置が前記立体視可能範囲内にあるか否かを判定する合焦位置判定ステップと、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうち前記立体視可能範囲内にあると判定されたひとつの前記合焦位置に、前記レンズ駆動手段により前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦ステップと、を含むことを特徴とする立体撮像方法を提供する。
【００２２】
請求項１２に記載の発明は、第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段と、前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、を用いる立体撮像方法において、前記レンズ駆動手段により前記各フォーカスレンズを移動させて、前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出ステップと、前記各撮像手段の被写界深度を算出する被写界深度算出ステップと、前記各撮像手段の被写界深度内に前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が包含されているか否かを判定する合焦位置判定ステップと、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方を被写界深度内に包含する撮像手段にて検出されたひとつの前記合焦位置に、前記レンズ駆動手段により前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦ステップと、を含むことを特徴とする立体撮像方法を提供する。
【００２３】
請求項１３に記載の発明は、第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段と、前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、を用いる立体撮像方法において、前記レンズ駆動手段により前記各フォーカスレンズを移動させて、前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出ステップと、前記各合焦位置ごとに前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量を算出する視差量算出ステップと、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうちで前記視差量が小さい合焦位置を判定する合焦位置判定ステップと、前記合焦位置判定手段により視差量が小さいと判定された前記合焦位置に、前記レンズ駆動手段により前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦ステップと、を含むことを特徴とする立体撮像方法を提供する。
【００２４】
請求項１４に記載の発明は、第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段と、前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、を用いる立体撮像方法において、前記レンズ駆動手段により前記各フォーカスレンズを移動させて、前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出ステップと、前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量が許容範囲内になる被撮影空間における立体視可能範囲を算出する立体視可能範囲算出ステップと、前記各撮像手段の被写界深度を算出する被写界深度算出ステップと、前記各合焦位置ごとに前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量を算出する視差量算出ステップと、前記第１の合焦位置、前記第２の合焦位置、前記立体視可能範囲、前記被写界深度及び前記視差量に基づいて、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうちいずれかを選択する合焦位置選択ステップと、前記選択された合焦位置に前記レンズ駆動手段により前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦ステップと、を含むことを特徴とする立体撮像方法を提供する。
【００２５】
請求項１５に記載の発明は、第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段と、前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段とを用いる立体撮像方法において、前記レンズ駆動手段により前記各フォーカスレンズを移動させて、前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出ステップと、前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量が許容範囲内になる被撮影空間における立体視可能範囲を算出する立体視可能範囲算出ステップと、前記各合焦位置が前記撮影光学系の光軸の交点と前記立体視可能範囲の近点との間にあるか否かを判定する合焦位置判定ステップと、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうち前記交点と前記立体視可能範囲の近点との間にあると判定されたひとつの前記合焦位置に、前記レンズ駆動手段により前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦ステップと、を含むことを特徴とする立体撮像方法を提供する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、合焦位置のズレを防いで立体視し易く眼が疲れにくい立体視画像を得ることができ、しかも装置サイズをコンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明を適用したデジタルカメラの外観構成を示す正面斜視図
【図２】本発明を適用したデジタルカメラの外観構成を示す背面斜視図
【図３】立体視表示が可能なモニタの構造例を説明するための説明図
【図４】立体視撮影及び立体視表示の概要を説明するための説明図
【図５】第１実施形態におけるデジタルカメラの内部構成を示すブロック図
【図６】第１実施形態における立体撮像制御処理の一例の流れを示すフローチャート
【図７】第１実施形態の説明のために被撮影空間の一例を示す説明図
【図８】被撮影空間における撮像画像の一例を示す説明図
【図９】飛び出し画像及び引き込み画像の説明に用いる説明図
【図１０】クロスポイントと立体視可能範囲との対応関係の一例を示すグラフ
【図１１】立体視可能範囲算出部及び合焦位置判定部を回路で構成した場合の説明に用いる説明図
【図１２】第２実施形態におけるデジタルカメラの内部構成を示すブロック図
【図１３】第２実施形態における立体撮像制御処理の一例の流れを示すフローチャート
【図１４】第２実施形態の説明のために被撮影空間の一例を示す説明図
【図１５】合焦位置判定部を回路で構成した場合の説明に用いる説明図
【図１６】第３実施形態におけるデジタルカメラの内部構成を示すブロック図
【図１７】第３実施形態における立体撮像制御処理の一例の流れを示すフローチャート
【図１８】第３実施形態の説明のために被撮影空間の一例を示す説明図
【図１９】被写界深度算出部を回路で構成した場合の説明に用いる説明図
【図２０】第４実施形態におけるデジタルカメラの内部構成を示すブロック図
【図２１】第４実施形態における立体撮像制御処理の一例の流れを示すフローチャート
【図２２】第４実施形態の説明のために被撮影空間の一例を示す説明図
【図２３】視差量の説明のための説明図
【図２４】視差量算出部を回路で構成した場合の説明に用いる説明図
【図２５】第５実施形態におけるデジタルカメラの内部構成を示すブロック図
【図２６】第５実施形態における立体撮像制御処理の一例の流れを示すフローチャート
【図２７】撮影時合焦位置判定テーブルの一例を示す説明図
【図２８】撮影時合焦位置判定テーブルの他の例を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付図面に従って、本発明の実施形態について、詳細に説明する。
【００２９】
図１は、本発明を適用したデジタルカメラ１０の外観構成を示す正面斜視図である。図２は、図１のデジタルカメラ１０の背面斜視図である。
【００３０】
本実施形態のデジタルカメラ１０は、複数の撮像系（以下「撮像手段」ともいう）を備えた立体撮像装置の一例であって、同一の被写体を複数視点から撮像可能となっている。
【００３１】
なお、本実施形態では、説明の便宜のため二つの撮像系を例示しているが、本発明は、三つ以上の撮像系であっても同様に適用可能である。なお、撮像系（主として撮影レンズ１４Ｒ、１４Ｌ）の配置は、水平方向に沿った横一列でなくてもよく、二次元的に配置されていてもよい。
【００３２】
デジタルカメラ１０のデジタルカメラボディ１２は、矩形の箱状に形成されており、その正面には、図１に示すように、一対の撮影レンズ１４Ｒ、１４Ｌ、補助光照射部１５、フラッシュ１６等が設けられている。また、デジタルカメラボディ１２の上面には、シャッタボタン１８、電源／モードスイッチ２０、モードダイヤル２２等が設けられている。
【００３３】
一方、デジタルカメラボディ１２の背面には、図２に示すように、モニタ２４、ズームボタン２６、十字ボタン２８、ＭＥＮＵ／ＯＫボタン３０、ＤＩＳＰボタン３２、ＢＡＣＫボタン３４、縦撮り／横撮り切替ボタン３６等が設けられている。
【００３４】
左右一対の撮影レンズ１４Ｒ、１４Ｌは、それぞれ沈胴式のレンズで構成されており、マクロ撮影機能（近接撮影機能）を有している。この撮影レンズ１４Ｒ、１４Ｌは、それぞれデジタルカメラ１０の電源をＯＮすると、デジタルカメラボディ１２から繰り出される。なお、撮影レンズにおけるズーム機構や沈胴機構、マクロ撮影機構については、公知の技術なので、ここでは、その具体的な構成についての説明は省略する。
【００３５】
フラッシュ１６は、被撮影空間に本撮像用の光を照射する。本例のフラッシュ１６は、キセノン管で構成されており、暗い被写体を撮影する場合や逆光時などに必要に応じて発光される。
【００３６】
シャッタボタン１８は、いわゆる「半押し」と「全押し」が可能な二段ストローク式のスイッチで構成されている。デジタルカメラ１０は、静止画撮影時（例えば、モードダイヤル２２で静止画撮影モード選択時、又はメニューから静止画撮影モード選択時）、このシャッタボタン１８を半押しすると撮影準備処理、すなわち、ＡＥ（Automatic Exposure：自動露出）、ＡＦ（Auto Focus：自動焦点合わせ）、ＡＷＢ（Automatic White Balance：自動ホワイトバランス）の各処理を行い、全押しすると、本撮像及び撮像画像の記録処理を行う。以下では、半押しの場合に少なくともＡＦ処理を行うので「合焦指示」といい、全押しの場合に少なくとも撮像画像の記録処理を行うので「撮影指示」という場合もある。また、動画撮影時（例えば、モードダイヤル２２で動画撮影モード選択時、又はメニューから動画撮影モード選択時）、このシャッタボタン１８を全押すると、動画の撮影を開始し、再度全押しすると、撮影を終了する。なお、設定により、シャッタボタン１８を全押している間、動画の撮影を行い、全押しを解除すると、撮影を終了することもできる。なお、静止画撮影専用のシャッタボタン及び動画撮影専用のシャッタボタンを設けてもよい。
【００３７】
電源／モードスイッチ２０は、デジタルカメラ１０の電源スイッチとして機能するとともに、デジタルカメラ１０の再生モードと撮影モードとを切り替える切替手段として機能し、「ＯＦＦ位置」と「再生位置」と「撮影位置」の間をスライド自在に設けられている。デジタルカメラ１０は、この電源／モードスイッチ２０を「再生位置」に位置させると、再生モードに設定され、「撮影位置」に位置させると、撮影モードに設定される。また、「ＯＦＦ位置」に位置させると、電源がＯＦＦされる。
【００３８】
モードダイヤル２２は、撮影モード及び再生モードの詳細設定に用いられる。このモードダイヤル２２は、デジタルカメラボディ１２の上面に回転自在に設けられており、図示しないクリック機構によって、「２Ｄ静止画位置」、「２Ｄ動画位置」、「３Ｄ静止画位置」、「３Ｄ動画位置」にセット可能に設けられている。
【００３９】
撮影モードにて、モードダイヤル２２を「２Ｄ静止画位置」にセットすることにより、２Ｄの静止画を撮影する２Ｄ静止画撮影モードに設定され、２Ｄ／３Ｄモード切替フラグに、２Ｄモードであることを表すフラグが設定される。また、「２Ｄ動画位置」にセットすることにより、２Ｄの動画を撮影する２Ｄ動画撮影モードに設定され、２Ｄ／３Ｄモード切替フラグに、２Ｄモードであることを表すフラグが設定される。また、「３Ｄ静止画位置」にセットすることにより、３Ｄの静止画を撮影する３Ｄ静止画撮影モードに設定され、２Ｄ／３Ｄモード切替フラグに、３Ｄモードであることを表すフラグが設定される。さらに、「３Ｄ動画位置」にセットすることにより、３Ｄの動画を撮影する３Ｄ動画撮影モードに設定され、２Ｄ／３Ｄモード切替フラグに、３Ｄモードであることを表すフラグが設定される。後述するＣＰＵ１１０は、この２Ｄ／３Ｄモード切替フラグを参照して、２Ｄモード又は３Ｄモードのいずれであるかを把握する。
【００４０】
ここで、「２Ｄ」は２次元（すなわち平面）を意味し、「３Ｄ」は３次元（すなわち立体）を意味する。２Ｄ撮影は単視点の撮像画像（２Ｄ画像）の撮像及び記録をすること（「二次元撮影」、「平面撮影」ともいう）を意味し、２Ｄ表示は単視点の撮像画像（２Ｄ画像）を表示すること（「二次元表示」、「平面表示」ともいう）を意味する。また、３Ｄ撮影は複数視点の撮像画像（３Ｄ画像）の撮像及び記録をすること（「三次元撮影」、「立体視撮影」ともいう）を意味し、３Ｄ表示は複数視点の撮像画像（３Ｄ画像）を表示すること（「三次元表示」、「立体視表示」ともいう）を意味する。なお、３Ｄ撮影により得た複数視点の撮像画像は、通常は３Ｄ表示されるが、これらの複数視点の撮像画像のうちひとつの視点の撮像画像のみが２Ｄ表示される場合もある。
【００４１】
モニタ２４は、カラー液晶パネル等の表示装置である。このモニタ２４は、撮影済み画像を表示するための画像表示部として利用されるとともに、各種設定時にＧＵＩとして利用される。また、モニタ２４は、撮影時には、各撮像素子１３４Ｒ／Ｌが継続的に捉えた画像（スルー画像）を順次表示し、電子ファインダとして利用される。
【００４２】
ズームボタン２６は、撮影レンズ１４Ｒ、１４Ｌのズーム操作に用いられ、望遠側へのズームを指示するズームテレボタンと、広角側へのズームを指示するズームワイドボタンとで構成されている。
【００４３】
十字ボタン２８は、上下左右４方向に押圧操作可能に設けられており、各方向のボタンには、デジタルカメラの設定状態に応じた機能が割り当てられる。
【００４４】
ＭＥＮＵ／ＯＫボタン３０は、メニュー画面の呼び出し（ＭＥＮＵ機能）に用いられるとともに、選択内容の確定、処理の実行指示等（ＯＫ機能）に用いらる。
【００４５】
ＤＩＳＰボタン３２は、モニタ２４の表示内容の切り替え指示等の入力に用いられ、ＢＡＣＫボタン３４は入力操作のキャンセル等の指示の入力に用いられる。
【００４６】
縦撮り／横撮り切替ボタン３６は、縦撮り又は横撮りのいずれで撮影を行うかを指示するためのボタンである。
【００４７】
入出力コネクタ３８は、外部との有線通信に用いられる。入出力コネクタ３８を介してデジタルカメラ１０に撮像済の画像を入力することが可能である。
【００４８】
図３は、立体視表示が可能なモニタ２４の構造例を説明するための説明図である。本例は、レンチキュラ方式であり、かまぼこ状のレンズ群を有したレンチキュラレンズが前面に配置されたモニタ２４を用いる。
【００４９】
モニタ２４の前面（観察者の視点（左眼ＥＬ、右眼ＥＲ）が存在するｚ軸方向）には、レンチキュラレンズ２４ａが配置されている。レンチキュラレンズ２４ａは、複数の円筒状凸レンズを図３中ｘ軸方向に連ねることで構成されている。
【００５０】
モニタ２４に表示される立体視画像（「３Ｄ画像」ともいう）の表示領域は、左眼用短冊画像表示領域２４Ｌと右眼用短冊画像表示領域２４Ｒとから構成されている。左眼用短冊画像表示領域２４Ｌ及び右眼用短冊画像表示領域２４Ｒは、それぞれ画面の図３中のｙ軸方向に細長い短冊形状をしており、図３中のｘ軸方向に交互に配置される。
【００５１】
レンチキュラレンズ２４ａを構成する各凸レンズは、観察者の所与の観察点を基準として、それぞれ一組の左眼用短冊画像表示領域２４Ｌ及び右眼用短冊画像表示領域２４Ｒを含む各短冊集合画像表示領域２４ｃに対応した位置に形成される。
【００５２】
図３では、観察者の左眼ＥＬには、レンチキュラレンズ２４ａの光屈折作用により、モニタ２４の左眼用短冊画像表示領域２４Ｌに表示された左眼用短冊画像が入射される。また、観察者の右眼ＥＲには、レンチキュラレンズ２４ａの光屈折作用により、モニタ２４の右眼用短冊画像表示領域２４Ｒに表示された右眼用短冊画像が入射される。したがって、観察者の左眼は左眼用短冊画像のみを、観察者の右眼は右眼用短冊画像のみを見ることになり、これら左眼用短冊画像の集合である左眼用画像及び右眼用短冊画像の集合である右眼用画像による左右視差により立体視が可能となる。
【００５３】
なお、三次元表示のためのモニタ２４の構造として、図３を用いてレンチキュラ方式を用いた場合を例に説明したが、本発明はレンチキュラ方式には特に限定されない。
【００５４】
例えば、左撮像画像及び右撮像画像をそれぞれ画像の縦方向に細長く切り取った短冊状にして、交互に並べて表示するとともに、同様に縦方向に刻まれたスリットを通して画像を観察者に見せることで、観察者の左眼には左撮像画像を、右眼には右撮像画像をそれぞれ届ける、視差バリア（パララックスバリア）方式を用いてもよい。その他の空間分割方式でもよい。
【００５５】
また、モニタ２４を構成するＬＣＤ（液晶表示デバイス）の背面を照らすバックライトの方向を時分割で観察者の右眼方向及び左眼方向に制御する光方向制御方式（時分割光方向制御バックライト方式ともいう）を用いてもよい。光方向制御方式は、豊岡健太郎，宮下哲哉，内田龍男，“時分割光方向制御バックライトを用いた三次元ディスプレイ”、2000年日本液晶学会討論会講演予稿集、137-138頁(2000)や、特開2004‐20684号公報などに記載されている。特許第3930021号公報などに記載された、いわゆるスキャンバックライト方式を用いてもよい。
【００５６】
左右の画像を交互に表示するとともに、画像分離メガネを使用させることで、画像を立体視させてもよい。
【００５７】
モニタ２４は、例えば液晶表示デバイスや有機ＥＬデバイスを用いる。自発光の方式であってもよく、別に光源があり光量を制御する方式であってもよい。また、偏光による方式やアナグリフ、裸眼式等、方式は問わない。また、液晶や有機ＥＬを多層に重ねた方式でもよい。
【００５８】
次に、図４を用い、図１〜図３に示したデジタルカメラ１０における３Ｄ撮影（立体視撮影）及び３Ｄ表示（立体視表示）の概要を説明する。
【００５９】
まず、発明の理解を容易にするため、基線長ＳＢ（デジタルカメラ１０における撮像系１１Ｌ、１１Ｒの光軸の間隔）、及び、輻輳角θｃ（撮像系１１Ｌ、１１Ｒの光軸同士が成す角度）は、固定であるものとして説明する。
【００６０】
複数の撮像系１１Ｌ、１１Ｒにより、同一の特定対象９１（例えば球）を複数の視点から撮像することで、すなわち３Ｄ撮影することで、複数の撮像画像（本例では左撮像画像９２Ｌ及び右撮像画像９２Ｒ）が生成される。生成された撮像画像９２Ｌ、９２Ｒは、同一の特定対象９１が投影された特定対象像９３Ｌ、９３Ｒを、それぞれ含んでいる。
【００６１】
これらの撮像画像９２Ｌ、９２Ｒを、立体視表示可能なモニタ２４で重ね合わせて表示することで、すなわち３Ｄ表示することで、３Ｄ表示画像９４が再生される。本例では、３Ｄ表示画像９４は左撮像画像９２Ｌ及び右撮像画像９２Ｒによって構成されている。観察者９５は、モニタ２４上の３Ｄ表示画像９４を両眼９６Ｌ、９６Ｒから観察する。そうすると、観察者９５には特定対象９１（例えば球）の虚像９７が飛び出して見える。尚、図４では、光軸間の交点９９（「クロスポイント」ともいう）よりも近い位置に特定対象９１が存在するので虚像９７が手前側に飛び出して見えるが、交点９９よりも遠い位置に特定対象が存在する場合には虚像が奥側に引き込んで見える。
【００６２】
図４に示すように被写体距離Ｓが撮像系１１Ｌ、１１Ｒの光軸間の交点９９までの距離よりも小さい範囲内では、被写体距離Ｓが小さいほど、撮像画像９２Ｌ、９２Ｒ上で特定対象像９３Ｌ、９３Ｒの中心座標ＸＬＦ、ＸＲＦ（図４ではｘ座標のみ図示）の差分｜ＸＬＦ−ＸＲＦ｜が大きくなる。すなわち、被写体距離Ｓが小さいほど、視点別の撮像画像間で対応点同士が離れる。ここで、差分｜ＸＬＦ−ＸＲＦ｜はｘ座標のみであり、これを両眼視差量ＡＰとして表す。つまり、基線長ＳＢ及び輻輳角θｃが決まっていれば、被写体距離Ｓが小さいほど、ＡＰが大きくなり、観察者９５が体感する虚像９７の飛び出し量ＡＤも大きくなる。
【００６３】
なお、基線長ＳＢ及び輻輳角θｃが一定である場合を例に説明したが、輻輳角θｃが可変である構造の場合には、輻輳角θｃ及び被写体距離Ｓに応じて、飛び出し量ＡＤが変化する。
【００６４】
また、輻輳角θｃに加えて基線長ＳＢも可変である構造の場合には、基線長ＳＢ及び輻輳角θｃ及び被写体距離Ｓに応じて、飛び出し量ＡＤが変化する。
【００６５】
以下では、各実施形態ごとに、図１及び図２に示したデジタルカメラ１０の例について説明する。
【００６６】
（第１実施形態）
図５は、第１実施形態におけるデジタルカメラ１０１の内部構成を示すブロック図である。なお、図１、図２に示した要素には同じ符号を付してあり、既に説明した内容については、その説明を省略する。
【００６７】
図５に示すように、本実施形態のデジタルカメラ１０１は、二つの撮像系１１Ｌ、１１Ｒそれぞれから画像信号を取得できるように構成されており、立体視可能範囲算出部４２、合焦位置判定部４８、ＣＰＵ１１０、計時部１１１、操作部１１２、ＲＯＭ１１６、フラッシュＲＯＭ１１８、ＳＤＲＡＭ１２０、ＶＲＡＭ１２２（画像表示メモリ）、ズームレンズ制御部１２４（１２４Ｌ、１２４Ｒ）、フォーカスレンズ制御部１２６（１２６Ｌ、１２６Ｒ）、絞り制御部１２８（１２８Ｌ、１２８Ｒ）、撮像素子１３４（１３４Ｌ、１３４Ｒ）、撮像素子制御部１３６（１３６Ｌ、１３６Ｒ）、アナログ信号処理部１３８（１３８Ｌ、１３８Ｒ）、Ａ／Ｄ変換器１４０（１４０Ｌ、１４０Ｒ）、画像入力コントローラ１４１（１４１Ｌ、１４１Ｒ）、デジタル信号処理部１４２（１４２Ｌ、１４２Ｒ）、ＡＦ検出部１４４、ＡＥ／ＡＷＢ検出部１４６、３Ｄ画像生成部１５０、圧縮・伸張処理部１５２、メディア制御部１５４、メモリカード１５６、表示制御部１５８、電源制御部１６０、バッテリ１６２、フラッシュ制御部１６４、及び、姿勢検出センサ１６６を含んで構成されている。
【００６８】
左眼用の撮像系１１Ｌ（「左撮像手段」ともいう）は、主として、撮影レンズ１４Ｌ、ズームレンズ制御部１２４Ｌ、フォーカスレンズ制御部１２６Ｌ、絞り制御部１２８Ｌ、撮像素子１３４Ｌ、撮像素子制御部１３６Ｌ、アナログ信号処理部１３８Ｌ、Ａ／Ｄ変換器１４０Ｌ、画像入力コントローラ１４１Ｌ、デジタル信号処理部１４２Ｌ等から構成される。
【００６９】
右眼用の撮像系１１Ｒ（「右撮像手段」ともいう）は、主として、撮影レンズ１４Ｒ、ズームレンズ制御部１２４Ｒ、フォーカスレンズ制御部１２６Ｒ、絞り制御部１２８Ｒ、撮像素子１３４Ｒ、撮像素子制御部１３６Ｒ、アナログ信号処理部１３８Ｒ、Ａ／Ｄ変換器１４０Ｒ、画像入力コントローラ１４１Ｒ、デジタル信号処理部１４２Ｒ等から構成される。
【００７０】
なお、本明細書では、撮像系１１Ｌ、１１Ｒにより被写体を撮像して得られる画像信号（画像データ）を、「撮像画像」という。また、左眼用の撮像系１１Ｌにより得られる撮像画像を「左撮像画像」、右眼用の撮像系１１Ｒにより得られる撮像画像を「右撮像画像」という。
【００７１】
ＣＰＵ１１０は、撮影、再生などデジタルカメラ全体の動作を統括制御する制御手段として機能し、操作部１１２からの入力に基づき所定の制御プログラムに従って各部を制御する。
【００７２】
計時部１１１は、現在日時を計時するとともに、ＣＰＵ１１０からの指令に従って時間を計測する。
【００７３】
操作部１１２は、図１及び図２に示した、シャッタボタン１８、電源／モードスイッチ２０、モードダイヤル２２、ズームボタン２６、十字ボタン２８、ＭＥＮＵ／ＯＫボタン３０、ＤＩＳＰボタン３２、ＢＡＣＫボタン３４、縦撮り／横撮り切替ボタン３６などを含む。
【００７４】
バス１１４を介して接続されたＲＯＭ１１６には、ＣＰＵ１１０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ており、フラッシュＲＯＭ１１８には、ユーザ設定情報等のデジタルカメラ１０の動作に関する各種設定情報等が格納されている。
【００７５】
ＳＤＲＡＭ１２０は、ＣＰＵ１１０の演算作業用領域として利用されるとともに、画像データの一時記憶領域として利用され、ＶＲＡＭ１２２は、表示用の画像データ専用の一時記憶領域として利用される。
【００７６】
左右一対の撮影レンズ１４Ｌ、１４Ｒ（まとめて撮影レンズ１４と表すこともある）は、ズームレンズ１３０ＺＬ、１３０ＺＲ（まとめてズームレンズ１３０Ｚと表すこともある）、フォーカスレンズ１３０ＦＬ、１３０ＦＲ（まとめてフォーカスレンズ１３０Ｆと表すこともある）、絞り１３２Ｌ、１３２Ｒを含んで構成され、互いの光軸１３１Ｌ、１３１Ｒが所定の間隔（ＳＢ：基線長）をもって平行になるようにしてデジタルカメラボディ１２の図示しない本体フレームに取り付けられている。
【００７７】
ズームレンズ１３０ＺＲ、１３０ＬＲは、ズームレンズ駆動手段としてのズームレンズ制御部１２４Ｒ、１２４Ｌにより駆動されて、光軸に沿って前後移動する。ＣＰＵ１１０は、ズームレンズ制御部１２４Ｌ、１２４Ｒを介して、ズームレンズ１３０ＬＲ、１３０ＺＲの位置を制御し、撮影レンズ１４Ｌ、１４Ｒのズーミングを行う。
【００７８】
フォーカスレンズ１３０ＦＬ、１３０ＦＲは、フォーカスレンズ駆動手段としてのフォーカスレンズ制御部１２６Ｌ、１２６Ｒにより駆動されて、光軸に沿って前後移動する。ＣＰＵ１１０は、フォーカスレンズ制御部１２６Ｌ、１２６Ｒを介して、フォーカスレンズ１３０ＦＬ、１３０ＦＲの位置を制御し、撮影レンズ１４Ｌ、１４Ｒのフォーカシングを行う。
【００７９】
絞り１３２Ｌ、１３２Ｒ、は、たとえば、アイリス絞りで構成されており、図示しない絞りアクチュエータに駆動されて動作する。ＣＰＵ１１０は、絞り制御部１２８Ｌ、１２８Ｒを介して絞りアクチュエータの駆動を制御することにより、絞り１３２Ｌ、１３２Ｒの開口量（絞り値）を制御し、撮像素子１３４Ｌ、１３４Ｒへの入射光量を制御する。
【００８０】
なお、ＣＰＵ１１０は、撮影レンズ１４Ｌ、１４Ｒを構成するズームレンズ１３０ＺＬ、１３０ＺＲ、フォーカスレンズ１３０ＦＬ、１３０ＦＲ、絞り１３２Ｌ、１３２Ｒを駆動する際、左右の撮影レンズ１４Ｌ、１４Ｒを同期させて駆動する。すなわち、左右の撮影レンズ１４Ｌ、１４Ｒは、常に同じ焦点距離（ズーム倍率）に設定されるとともに、常に同じ被写体にピントが合うように、焦点調節が行われる。また、常に同じ入射光量（絞り値）となるように絞りが調整される。
【００８１】
撮像素子１３４Ｌ、１３４Ｒは、所定のカラーフィルタ配列のカラーＣＣＤで構成されている。ＣＣＤは、その受光面に多数のフォトダイオードが二次元的に配列されている。撮影レンズ１４Ｌ、１４ＲによってＣＣＤの受光面上に結像された被写体の光学像（被写体像）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、ＣＰＵ１１０の指令に従って撮像素子制御部１３６Ｌ、１３６Ｒ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）として撮像素子１３４Ｌ、１３４Ｒから順次読み出される。撮像素子１３４Ｌ、１３４Ｒには、電子シャッタの機能が備えられており、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（シャッタ速度）が制御される。なお、本実施の形態では、撮像素子としてＣＣＤ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。
【００８２】
アナログ信号処理部１３８Ｌ、１３８Ｒは、撮像素子１３４Ｌ、１３４Ｒから出力された画像信号に含まれるリセットノイズ（低周波）を除去するための相関二重サンプリング回路（ＣＤ）、画像信号を増幅して一定レベルの大きさにコントロールするためのＡＧＣ回路を含み、撮像素子１３４Ｌ、１３４Ｒから出力される画像信号を相関二重サンプリング処理するとともに増幅する。Ａ／Ｄ変換器１４０Ｌ、１４０Ｒは、アナログ信号処理部１３８Ｌ、１３８Ｒから出力されたアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換する。画像入力コントローラ１４１Ｌ、１４１Ｒは、Ａ／Ｄ変換器１４０Ｌ、１４０Ｒから出力された画像信号を取り込んで、ＳＤＲＡＭ１２０に格納する。本例では、左撮像画像及び右撮像画像がＳＤＲＡＭ１２０に一時的に格納される。デジタル信号処理部１４２Ｌ、１４２Ｒは、ＣＰＵ１１０からの指令に従い、ＳＤＲＡＭ１２０に格納された画像信号を取り込み、所定の信号処理を施して輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとからなる画像データ（Ｙ／Ｃ信号）を生成する。また、ＣＰＵ１１０からの指令に応じて、オフセット処理、ホワイトバランス調整処理、ガンマ補正処理、ＲＧＢ補間処理、ＲＧＢ／ＹＣ変換処理、ノイズ低減処理、輪郭補正処理、色調補正、光源種別判定処理等の各種のデジタル補正を行う。なお、デジタル信号処理部１４２Ｌ、１４２Ｒはハードウェア回路で構成してもよいし、同じ機能をソフトウェアにて構成してもよい。
【００８３】
ＡＦ検出部１４４は、一方の画像入力コントローラ１４１から取り込まれたＲ、Ｇ、Ｂの各色の画像信号（撮像画像）を取り込み、焦点評価値を算出する。本例のＡＦ検出部１４４は、Ｇ信号の高周波成分のみを通過させるハイパスフィルタ、絶対値化処理部、画面に設定された所定の合焦エリア内の信号を切り出す合焦エリア抽出部、及び、合焦エリア内の絶対値データを積算する積算部を含み、この積算部で積算された合焦エリア内の絶対値データを焦点評価値として算出する。焦点評価値は、合焦エリア内における撮像画像のコントラストを示す。
【００８４】
ＣＰＵ１１０は、ＡＦ制御時、合焦エリアにてＡＦ検出部１４４から出力される焦点評価値が極大となるレンズ位置（合焦レンズ位置）をサーチし、そのレンズ位置にフォーカスレンズ１３０ＦＬ、１３０ＦＲを移動させることにより、被撮影空間上の合焦させたい被写体への焦点合わせを行う。ＣＰＵ１１０は、例えば、まず、フォーカスレンズ１３０ＦＬ、１３０ＦＲを至近から無限遠まで移動させ、その移動過程で逐次ＡＦ検出部１４４から焦点評価値を取得し、合焦エリアにて焦点評価値が極大となるレンズ位置を検出して、そのレンズ位置（合焦レンズ位置）にフォーカスレンズ１３０ＦＬ、１３０ＦＲを移動させる。これにより、画角内の合焦エリアに位置する被写体（主要被写体）にピントが合わせられる。尚、撮像系１１Ｌ、１１Ｒ間の合焦位置合わせについては、後に詳説する。
【００８５】
ＡＥ／ＡＷＢ検出部１４６は、一方の画像入力コントローラ１４１Ｒから取り込まれたＲ、Ｇ、Ｂの各色の画像信号を取り込み、ＡＥ制御及びＡＷＢ制御に必要な積算値を算出する。本例のＡＥ／ＡＷＢ検出部１４６は、一画面を複数のエリア（たとえば、８×８＝６４エリア）に分割し、分割されたエリアごとにＲ、Ｇ、Ｂ信号の積算値を算出する。
【００８６】
ＣＰＵ１１０は、ＡＥ制御時、ＡＥ／ＡＷＢ検出部１４６で算出されたエリアごとのＲ、Ｇ、Ｂ信号の積算値を取得し、被写体の明るさ（測光値）を求めて、露出設定を行う。すなわち、感度、絞り値、シャッタ速度、フラッシュ発光要否を設定する。
【００８７】
また、ＣＰＵ１１０は、ＡＷＢ制御時、ＡＥ／ＡＷＢ検出部１４６で算出されたエリアごとのＲ、Ｇ、Ｂ信号の積算値を取得し、ホワイトバランス調整用のゲイン値を算出するとともに、光源種を検出する。
【００８８】
３Ｄ画像生成部１５０は、３Ｄ撮影時（３Ｄ静止画撮影モード時又は３Ｄ動画撮影モード時）、左右二系統の撮像系から得られた画像データから３Ｄ画像データを生成する。
【００８９】
本実施の形態のデジタルカメラでは、３Ｄ静止画撮影モード時は、左撮像系で撮像された左撮像画像と右撮像系で撮像された右撮像画像とを並列した画像を生成し、これを３Ｄ画像データとしてメモリカード１５６に記録する。また、３Ｄ動画撮影モード時は、時分割方式の３Ｄ動画を生成し、これをメモリカード１５６に記録する。なお、この種の３Ｄ画像の生成方法自体は公知の技術であるので、ここでは、その具体的な生成方法についての説明は省略する。
【００９０】
圧縮・伸張処理部１５２は、ＣＰＵ１１０からの指令に従い、入力された画像データに所定形式の圧縮処理を施し、圧縮画像データを生成する。また、ＣＰＵ１１０からの指令に従い、入力された圧縮画像データに所定形式の伸張処理を施し、非圧縮の画像データを生成する。
【００９１】
メディア制御部１５４は、ＣＰＵ１１０からの指令に従い、メモリカード１５６に対してデータの読み／書きを制御する。
【００９２】
表示制御部１５８は、ＣＰＵ１１０からの指令に従い、モニタ２４への表示を制御する。すなわち、入力された画像信号をモニタ２４に表示するための映像信号（たとえば、ＮＴＳＣ信号やＰＡＬ信号、ＳＣＡＭ信号）に変換してモニタ２４に出力する。また、画像信号に所定の文字、図形、記号等の信号を合成し、モニタ２４に出力する（いわゆる、オンスクリーンディスプレイ表示）。
【００９３】
電源制御部１６０は、ＣＰＵ１１０からの指令に従い、バッテリ１６２から各部への電源供給を制御する。
【００９４】
フラッシュ制御部１６４は、ＣＰＵ１１０からの指令に従い、フラッシュ１６の発光を制御する。
【００９５】
姿勢検出センサ１６６は、デジタルカメラボディ１２の姿勢（上下、左右の傾き）を検出し、その結果をＣＰＵ１１０に出力する。すなわち、デジタルカメラボディ１２の左右方向の傾き角度（撮影レンズ１４Ｌ、１４Ｒの光軸回りの回転角度）と、デジタルカメラボディ１２の上下方向の傾き角度（撮影レンズ１４Ｌ、１４Ｒの光軸の上下方向の傾き角度）とを検出する。
【００９６】
立体視可能範囲算出部４２は、左撮像系１１Ｌと右撮像系１１Ｒとの視差量が予め決められた許容範囲内になる被撮影空間おける範囲（以下「立体視可能範囲」という）を算出する。
【００９７】
本実施形態の合焦位置判定部４８は、各撮像系１１Ｌ、１１Ｒの被撮影空間における合焦位置が立体視可能範囲内であり且つ撮影レンズ１４Ｌ、１４Ｒの光軸交点（以下「クロスポイント」という）よりも至近側にあるか否かを判定する。つまり、各撮像系１１Ｌ、１１ＲにてＡＦサーチにより求めた各合焦位置（左撮像系合焦位置Ｐ１、右撮像系合焦位置Ｐ２）が、後述する図７のクロスポイント位置ＣＰと立体視可能近点位置Ｎearとの間にあるか否かを判定する。
【００９８】
図５では、立体視可能範囲算出部４２、合焦位置判定部４８及び３Ｄ画像生成部１５０を、ＣＰＵ１１０とは別に描いたが、ＣＰＵ１１０によって構成してもよい。
【００９９】
図６は、第１実施形態における立体撮像制御処理の一例の流れを示すフローチャートである。本処理は、図５のＣＰＵ１１０によりプログラムに従い実行される。
【０１００】
以下では、図７に示す被撮影空間にて３Ｄ撮影を行い、図８に示す左撮像画像９２Ｌ像及び右撮像画像９２Ｒを立体視画像としてメモリカード１５６に記録する場合を例に説明する。この場合、図９に模式的に示すように、クロスポイント位置ＣＰよりも近い花はモニタ２４に飛び出し画像として立体視表示され、クロスポイント位置ＣＰよりも遠い車はモニタ２４に引き込み画像として立体視表示される。
【０１０１】
ステップＳ１０１にて、ＣＰＵ１１０は、シャッタボタン１８が半押しされたか否かを判定し、半押しされたときにステップＳ１０２に進む。
【０１０２】
ステップＳ１０２にて、ＡＥ（自動露出）処理を行う。即ち測光を行い、露出設定を行う。
【０１０３】
ステップＳ１０３にて、ＡＦ（自動合焦）処理を開始する。
【０１０４】
ステップＳ１０４にて、左撮像系１１ＬのＡＦサーチを開始する。即ち、ＣＰＵ１１０は、左撮像系１１Ｌにて、フォーカスレンズ制御部１２６Ｌによりフォーカスレンズ１３０ＦＬを光軸１３１Ｌに沿って移動させながら、ＡＦ検出部１４４により左撮像画像９２Ｌの画角中央の合焦エリアにおける焦点評価値を算出する。
【０１０５】
ステップＳ１０５にて、左撮像系合焦位置Ｐ１を取得する。即ち、ＣＰＵ１１０は、左撮像系１１Ｌの合焦エリアにおける焦点評価値が極大となるフォーカスレンズ１３０ＦＬのレンズ位置（左撮像系合焦レンズ位置）を検出することで、当該レンズ位置に対応する被撮影空間における合焦位置Ｐ１（以下「左撮像系合焦位置」という）を取得する。
【０１０６】
ステップＳ１０６にて、右撮像系１１ＲのＡＦサーチを開始する。即ち、ＣＰＵ１１０は、右撮像系１１Ｒにて、フォーカスレンズ制御部１２６Ｒによりフォーカスレンズ１３０ＦＲを光軸１３１Ｒに沿って移動させながら、ＡＦ検出部１４４により右撮像画像９２Ｒの画角中央の合焦エリアにおける焦点評価値を算出する。
【０１０７】
ステップＳ１０７にて、右撮像系合焦位置Ｐ２を取得する。即ち、ＣＰＵ１１０は、右撮像系１１Ｒの合焦エリアにおける焦点評価値が極大となるフォーカスレンズ１３０ＦＲのレンズ位置（右撮像系合焦レンズ位置）を検出することで、当該レンズ位置に対応する被撮影空間における合焦位置Ｐ２（以下「右撮像系合焦位置」という）を取得する。
【０１０８】
ステップＳ１０８にて、合焦位置判定部４８は、左撮像系合焦位置Ｐ１と右撮像系合焦位置Ｐ２との差Ｐdiff（以下「合焦位置差」という）を算出する。図７にて、左撮像系１１Ｌの光軸１３１Ｌ上にある花の位置がＰ１であり、右撮像系１１Ｒの光軸１３１Ｒ上にある車の位置がＰ２であり、これらＰ１とＰ２との差（即ちＰ１とＰ２との間の距離）がＰdiffである。
【０１０９】
ステップＳ１０９にて、合焦位置判定部４８は、合焦位置差Pdiffが予め決められた閾値Diffよりも大きいか否かを判定する。ここで、PdiffがDiffよりも大きい場合にはステップＳ１１０に進み、PdiffがDiff以下である場合にはステップＳ１２０に進む。
【０１１０】
ステップＳ１１０にて、合焦位置判定部４８は、左右撮像系合焦位置Ｐ３にデフォールト位置を初期設定する。デフォールト位置として、例えば左撮像系合焦位置Ｐ１を用いる。
【０１１１】
ステップＳ１１１にて、立体視可能範囲算出部４２は、被撮影空間における立体視可能範囲を算出する。図７にて、立体視可能近点位置Ｎearと立体視可能遠点位置Ｆarとの間の領域が立体視可能範囲である。本例では、近点許容視差量Ｐnear、遠点許容視差量Ｐfar、焦点距離ｆ、クロスポイント位置ＣＰ及び基線長ＳＢに基づいて、被撮影空間における立体視可能近点位置Ｎnear及び立体視可能遠点位置Ｆarを算出する。
【０１１２】
立体視可能な視差量（「許容視差量」という）を画角横幅に対する比率で表した場合、例えば、近点側では３％、遠点側では５％である。図７における近点許容視差量Ｐnear及び遠点許容視差量Ｐfarは、撮像素子１３４Ｒの受光面における光軸１３１Ｒからの距離で表されている。焦点距離ｆは、ズーム位置（ズームレンズ１３０ＺＲ、１３０ＺＬのレンズ位置）、即ち撮影レンズ１４Ｌ、１４Ｒのズーム倍率に、対応する。ＣＰ、Ｎear及びＦarは、一方の撮影レンズ１４Ｌを基準として、それぞれクロスポイント距離Ｓcp、立体視可能近点距離Ｓnear、立体視可能遠点距離Ｓfarを用いて、表すことができる。基線長ＳＢは、二つの撮影レンズ１４Ｌ及び１４Ｒ間の距離である。図７のθnear及びθfarは［数１］によって表され、Ｓnear及びＳfarは［数２］によって表される。尚、atanはアーク・タンジェントである。
【０１１３】
［数１］
θnear＝atan (Ｐnear／ｆ)
θfar＝atan (Ｐfar／ｆ)
［数２］
Ｓnear＝ＳＢ×tan（９０°−atan（ＳＢ／Ｓcp）−θnear）
Ｓfar＝ＳＢ×tan（９０°−atan（ＳＢ／Ｓcp）−θfar）
立体視可能範囲算出部４２は、例えば、焦点距離ｆをズームボタン２６のズーム操作に依存する可変パラメータとし、それ以外のパラメータＰnear、Ｐfar、ＳＢ及びＳcpを固定パラーメータとして、数１及び数２に従ってＳnear及びＳfarを算出する。尚、Ｓnear及びＳfarは、焦点距離ｆとＳnear及びＳfarとの対応関係を示すテーブル情報を用いて取得すればよい。もっとも、Ｐnear、Ｐfar、ＳＢ及びＳcpを可変パラーメータとした場合にも、本発明を適用可能である。例えば、図１０のグラフは、ある焦点距離（ワイド端）におけるＳcpとＳnear及びＳfarとの関係を示す。このような対応関係を記憶したテーブル情報を各焦点距離ごとに用意することで、Ｓcpを可変パラメータとして扱うことができる。
【０１１４】
ステップＳ１１２にて、合焦位置判定部４８は、左撮像系合焦位置Ｐ１及び右撮像系合焦位置Ｐ２のうち少なくとも一方の合焦位置が、クロスポイント位置ＣＰと立体視可能近点Ｎearとの間にあるか否かを判定する。図７にて、花の合焦位置Ｐ１はＣＰとＮearとの間にあり、車の合焦位置Ｐ２はＣＰとＦarとの間にある。図７の場合、例えば、左撮影レンズ１４ＬからＰ１までの距離（第１の被写体距離）をＳcp及びＳnearと比較するとともに、右撮影レンズ１４ＲからＰ２までの距離（第２の被写体距離）をＳcp×acos（θc）及びＳnear×acos（θc）と比較する。尚、θc は輻輳角であり、acosはアーク・コサインである。合焦位置Ｐ１及びＰ２のうち少なくとも一方が、ＣＰとＮearとの間の領域にあると判定された場合にはステップＳ１１３に進み、両方の合焦位置がＣＰとＮearとの間の領域にないと判定された場合にはステップＳ１２０に進む。
【０１１５】
ステップＳ１１３にて、合焦位置判定部４８により、二つの合焦位置Ｐ１及びＰ２のうちクロスポイント位置ＣＰと立体視可能遠点Ｎearとの間にあると判定された合焦位置を、左右撮像系合焦位置Ｐ３に設定する。図７の場合、ＣＰとＮearとの間にある花の合焦位置Ｐ１をＰ３に設定する。尚、Ｐ１及びＰ２の両方がＣＰとＮearとの間にある場合には、Ｐ１及びＰ２のうち最も立体視可能近点Ｎearに近い合焦位置をＰ３に設定する。
【０１１６】
ステップＳ１２０にて、ＣＰＵ１１０は、フォーカスレンズ制御部１２６Ｌ、１２６Ｒにより、左撮像系１１Ｌのフォーカスレンズ１３０ＦＬ及び右撮像系１１Ｒのフォーカスレンズ１３０ＦＲを、それぞれ左右撮像系合焦位置Ｐ３に対応するレンズ位置に移動させる。即ち、両フォーカスレンズ１３０ＦＬ、１３０ＦＲを、クロスポイント位置ＣＰと立体視可能近点Nearとの間に位置する被写体（図７では花）に合焦させる。
【０１１７】
ステップＳ１２１にて、フォーカスレンズ制御部１２６Ｌ、１２６Ｒの合焦動作終了を待つ。
【０１１８】
ステップＳ１２２にて、シャッタボタン１８が全押しされたか否かを判定し、全押しされたときにステップＳ１２３に進む。
【０１１９】
ステップＳ１２３にて、撮影を開始する。即ち、左撮像系１１Ｌ及び右撮像系１１Ｒにてそれぞれ被写体を撮像し、得られた立体視画像（左撮像画像９２Ｌ及び右撮像画像９２Ｒ）をメディア制御部１５４によりメモリカード１５６に記録する。
【０１２０】
図１１は、本実施形態の立体視可能範囲算出部４２及び合焦位置判定部４８を回路によって構成した場合の一例を示す。
【０１２１】
図１１の立体視可能範囲算出部４２は、入力ポート４２ａ及び出力ポート４２ｂを備える。例えば、焦点距離ｆ、クロスポイント位置ＣＰ、基線長ＳＢ、近点許容視差量Ｐnear及び遠点許容視差量Ｐfarを入力ポート４２ａに入力すると、立体視可能範囲算出部４２は、入力されたパラメータｆ、ＣＰ、ＳＢ、Ｐnear及びＰfarに基づいて、被撮影空間における立体視可能近点位置Ｎear及び立体視可能遠点位置Ｆarを算出して、Ｎear及びＦarを出力ポート４２ｂから出力する。ＣＰ、Ｎear及びＦarは、それぞれ図７のクロスポイント距離Ｓcp、立体視可能近点距離Ｓnear及び立体視可能遠点距離Ｓfarを示す数値を含む。算出方法は、既に説明した通りだが、入力対出力の関係を示すテーブル情報を予めＲＯＭ１１６又はＥＥＰＲＯＭ１１８に記憶しておき、そのテーブル情報に基づいて、Ｎear及びＦarを出力してよい。また、前述のようにＣＰ、ＳＢ、Ｐnear及びＰfarを固定パラメータとし、入力を省略してよい。
【０１２２】
図１１の合焦位置判定部４８は、入力ポート４４ａ及び出力ポート４４ｂを備える。例えば、左撮像系合焦位置Ｐ１、右撮像系合焦位置Ｐ２、クロスポイント位置ＣＰ、立体視可能近点位置Ｎear及び立体視可能遠点位置Ｆarを入力ポート７４ａに入力すると、合焦位置判定部４８は、入力されたパラメータＰ１、Ｐ２、ＣＰ、Ｎear及びＦarに基づいて、Ｐ１及びＰ２のうちから左右撮像系合焦位置Ｐ３を判定し、Ｐ３を出力ポート４４ｂから出力する。ＣＰ、Ｎear及びＦarは、それぞれ図７のクロスポイント距離Ｓcp、立体視可能近点距離Ｓnear及び立体視可能遠点距離Ｓfarを示す数値を含む。判定方法は、既に説明した通りだが、入力対出力の関係を示すテーブル情報を予めＲＯＭ１１６又はＥＥＰＲＯＭ１１８に記憶しておき、そのテーブル情報に基づいて、Ｐ３を出力してよい。また、ＣＰを固定パラメータとし、入力を省略してもよい。Ｎear及びＦarは、立体視可能範囲算出部４２の出力ポート４２ｂから出力されたものを入力する。
【０１２３】
（第２実施形態）
図１２は、第２実施形態におけるデジタルカメラ１０２の内部構成を示すブロック図である。なお、図５に示した第１実施形態におけるデジタルカメラ１０１と同じ要素には同じ符号を付してあり、以下では、第１実施形態と異なる事項のみ説明する。
【０１２４】
本実施形態の合焦位置判定部５８は、各合焦位置Ｐ１、Ｐ２が立体視可能範囲内にあるか否かを判定する。
【０１２５】
尚、図１２にて、立体視可能範囲算出部４２及び合焦位置判定部５８を、ＣＰＵ１１０とは別に描いたが、ＣＰＵ１１０によって構成してもよい。
【０１２６】
図１３は、第２実施形態における立体撮像制御処理の一例の流れを示すフローチャートである。本処理は、図１２のＣＰＵ１１０によりプログラムに従い実行される。
【０１２７】
以下では、図１４に示す被撮影空間にて立体視撮影を行い、左撮像画像９２Ｌ像及び右撮像画像９２Ｒを立体視画像としてメモリカード１５６に記録する場合を例に説明する。
【０１２８】
ステップＳ２０１〜Ｓ２０８は、図６に示した第１実施形態におけるＳ１０１〜Ｓ１０８と同様であり、説明を省略する。
【０１２９】
ステップＳ２０９にて、合焦位置判定部５８は、合焦位置差Pdiffが閾値Diffよりも大きいか否かを判定し、PdiffがDiffよりも大きい場合にはステップＳ２１０に進み、PdiffがDiff以下である場合にはステップＳ２２０に進む。
【０１３０】
ステップＳ２１０〜Ｓ２１１は、第１実施形態のＳ１１０〜Ｓ１１１と同じである。
【０１３１】
ステップＳ２１２にて、合焦位置判定部５８は、左撮像系合焦位置Ｐ１及び右撮像系合焦位置Ｐ２のうち少なくとも一方の合焦位置が立体視可能範囲内にあるか否かを判定する。即ち、各合焦位置Ｐ１、Ｐ２が立体視可能遠点Ｆarと立体視可能近点Ｎearとの間にあるか否かを判定するとともに、少なくとも一方の合焦位置がＦarとＮearとの間にあるか否かを判定する。図１４にて、Ｐ１はＮearよりも近い位置にあり、Ｐ２はＦarとＮearとの間にある。少なくとも一方の合焦位置が立体視可能範囲内にあると判定された場合にはステップＳ２１３に進み、両方の合焦位置が立体視可能範囲内にないと判定された場合にはステップＳ２２０に進む。
【０１３２】
ステップＳ２１３にて、合焦位置判定部５８により、二つの合焦位置Ｐ１及びＰ２のうち立体視可能範囲にあると判定されたひとつの合焦位置を、左右撮像系合焦位置Ｐ３に設定する。図１４の場合、ＮearとＦarとの間にあるＰ１をＰ３に設定する。尚、Ｐ１及びＰ２の両方がＮearとＮearとの間にある場合には、Ｐ１及びＰ２のうち、最も立体視可能近点Ｎearに近い合焦位置をＰ３に設定する。
【０１３３】
ステップＳ２２０にて、ＣＰＵ１１０は、フォーカスレンズ制御部１２６Ｌ、１２６Ｒにより、左撮像系１１Ｌのフォーカスレンズ１３０ＦＬ及び右撮像系１１Ｒのフォーカスレンズ１３０ＦＲを、それぞれ左右撮像系合焦位置Ｐ３に対応するレンズ位置に移動させる。即ち、両フォーカスレンズ１３０ＦＬ、１３０ＦＲを、立体視可能範囲内の被写体（図１４では車）に合焦させる。
【０１３４】
ステップＳ２２１〜Ｓ２２３は、第１実施形態のＳ１２１〜Ｓ１２３と同じである。
【０１３５】
図１５は、本実施形態の合焦位置判定部５８を回路によって構成した場合の一例を示す。図１５にて、合焦位置判定部５８は、入力ポート５８ａ及び出力ポート５８ｂを備える。例えば、左撮像系合焦位置Ｐ１、右撮像系合焦位置Ｐ２、立体視可能近点位置Ｎear（Ｓnear）及び立体視可能遠点位置Ｆar（Ｓfar）を入力ポート５８ａに入力すると、合焦位置判定部５８は、入力されたパラメータＰ１、Ｐ２、Ｎear及びＦarに基づいて、Ｐ１及びＰ２のうちから左右撮像系合焦位置Ｐ３を判定し、Ｐ３を出力ポート５８ｂから出力する。判定方法は、既に説明した通りだが、入力対出力の関係を示すテーブル情報を予めＲＯＭ１１６又はＥＥＰＲＯＭ１１８に記憶しておき、そのテーブル情報に基づいて、Ｐ３を出力してよい。
【０１３６】
（第３実施形態）
図１６は、第３実施形態におけるデジタルカメラ１０３の内部構成を示すブロック図である。なお、図５に示した第１実施形態におけるデジタルカメラ１０１と同じ要素には同じ符号を付してあり、以下では、第１実施形態と異なる事項のみ説明する。
【０１３７】
被写界深度算出部６４は、各撮像系１１Ｌ、１１Ｒの被写界深度を算出する。
【０１３８】
本実施形態の合焦位置判定部６８は、各撮像系１１Ｌ、１１Ｒの被写界深度内に左撮像系合焦位置Ｐ１及び右撮像系合焦位置Ｐ２の両方が包含されているか否かを判定する。
【０１３９】
尚、図１６にて、被写界深度算出部６４及び合焦位置判定部６８を、ＣＰＵ１１０とは別に描いたが、ＣＰＵ１１０によって構成してもよい。
【０１４０】
図１７は、第３実施形態における立体撮像処理の一例の流れを示すフローチャートである。本処理は、図１６のＣＰＵ１１０によりプログラムに従い実行される。
【０１４１】
以下では、図１８に示す被撮影空間にて立体視撮影を行い、左撮像画像９２Ｌ像及び右撮像画像９２Ｒを立体視画像としてメモリカード１５６に記録する場合を例に説明する。
【０１４２】
ステップＳ３０１〜Ｓ３０８は、図６に示した第１実施形態におけるＳ１０１〜Ｓ１０８と同様であり、説明を省略する。
【０１４３】
ステップＳ３０９にて、合焦位置判定部６８は、合焦位置差Pdiffが閾値Diffよりも大きいか否かを判定し、PdiffがDiffよりも大きい場合にはステップＳ３１０に進み、PdiffがDiff以下である場合にはステップＳ３２０に進む。
【０１４４】
ステップＳ３１０にて、被写界深度算出部６４により、各撮像系１１Ｌ、１１Ｒの被写界深度を算出する。
【０１４５】
過焦点距離をＨ、焦点距離をｆ、絞り値をＮ、許容錯乱円直径をＣ、合焦位置までの距離をＳｐ、前側被写界深度をＤＮ、後側被写界深度をＤＦとすると、被写界深度Ｄは、数３〜数６を用いて算出できる。
［数３］Ｈ＝ｆ２／（Ｎ×Ｃ）
［数４］ＤＮ＝（Ｓｐ×（Ｈ−ｆ））／（Ｈ＋Ｓｐ−２ｆ）
［数５］ＤＦ＝（Ｓｐ×（Ｈ−ｆ））／（Ｈ−Ｓｐ）
［数６］Ｄ＝ＤＮ＋ＤＦ
以下では、左撮像系１１Ｌの被写界深度ＤをＤＬ、右撮像系１１Ｒの被写界深度ＤをＤＲと記す。即ち、左撮像系合焦位置Ｐ１に対応するレンズ位置にフォーカスレンズ１３０ＦＬを設定したときの左撮像系１１Ｌの被写界深度がＤＬであり、右撮像系合焦位置Ｐ２に対応するレンズ位置にフォーカスレンズ１３０ＦＲを設定したときの右撮像系１１Ｒの被写界深度がＤＲである。即ち、ＤＬ及びＤＲを被写界深度算出部６４により算出する。
【０１４６】
ステップＳ３１１にて、合焦位置判定部６８は、各撮像系１１Ｌ、１１Ｒの被写界深度ＤＬ、ＤＲ内に左撮像系合焦位置Ｐ１及び右撮像系合焦位置Ｐ２の両方が包含されているか否かを判定し、Ｐ１及びＰ２の両方を被写界深度内に包含している撮像系を選択し、選択した撮像系のＡＦサーチで検出したひとつの合焦位置（Ｐ１又はＰ２）を、左右撮像系合焦位置Ｐ３に設定する。図１８にて、Ｐ１に合焦した左撮像系１１Ｌの被写界深度ＤＬはＰ１及びＰ２の両方を包含しているが、Ｐ２に合焦した右撮像系１１Ｒの被写界深度ＤＲはＰ２のみを包含している。そこで、合焦位置判定部６８は、左撮像系１１Ｌを選択し、Ｐ１をＰ３に設定する。
【０１４７】
ステップＳ３２０にて、ＣＰＵ１１０は、フォーカスレンズ制御部１２６Ｌ、１２６Ｒにより、左撮像系１１Ｌのフォーカスレンズ１３０ＦＬ及び右撮像系１１Ｒのフォーカスレンズ１３０ＦＲを、それぞれ左右撮像系合焦位置Ｐ３に対応するレンズ位置に移動させる。即ち、Ｐ１及びＰ２の両方を被写界深度内に包含する撮像系（１１Ｌ又は１１Ｒ）で検出された合焦位置に、両フォーカスレンズ１３０ＦＬ，１３０ＦＲを合焦させる。
【０１４８】
ステップＳ３２１〜Ｓ３２３は、第１実施形態のＳ１２１〜Ｓ１２３と同じである。
【０１４９】
図１９は、本実施形態の被写界深度算出部６４を回路によって構成した場合の一例を示す。図１９にて、被写界深度算出部６４は、入力ポート６４ａ及び出力ポート６４ｂを備える。例えば、左撮像系合焦位置Ｐ１（Ｓp１）、右撮像系合焦位置Ｐ２（Ｓp２）、絞り１３２Ｌ，１３２Ｒの絞り値Ｎ、許容錯乱円の直径Ｃ及び焦点距離ｆを入力ポート６４ａに入力すると、被写界深度算出部６４は、入力されたパラメータＰ１、Ｐ２、Ｎ、Ｃ及びｆに基づいて、被写界深度ＤＬ及びＤＲを算出し、ＤＬ及びＤＲを出力ポート６４ｂから出力する。
【０１５０】
（第４実施形態）
図２０は、第４実施形態におけるデジタルカメラ１０４の内部構成を示すブロック図である。なお、図５に示した第１実施形態におけるデジタルカメラ１０１と同じ要素には同じ符号を付してあり、以下では、第１実施形態と異なる事項のみ説明する。
【０１５１】
視差量算出部７６は、各合焦位置Ｐ１、Ｐ２ごとに、左撮像系１１Ｌと右撮像系１１Ｒとの視差量を算出する。
【０１５２】
本実施形態の合焦位置判定部７８は、左撮像系合焦位置Ｐ１と右撮像系合焦位置Ｐ２とで視差量を比較して、Ｐ１及びＰ２のうち視差量が小さい合焦位置を判定する。
【０１５３】
尚、図２０にて、視差量算出部７６及び合焦位置判定部７８を、ＣＰＵ１１０とは別に描いたが、ＣＰＵ１１０によって構成してもよい。
【０１５４】
図２１は、第４実施形態における立体撮像処理の一例の流れを示すフローチャートである。本処理は、図２０のＣＰＵ１１０によりプログラムに従い実行される。
【０１５５】
以下では、図２２に示す被撮影空間にて立体視撮影を行い、図２３に示す左撮像画像９２Ｌ像及び右撮像画像９２Ｒを立体視画像としてメモリカード１５６に記録する場合を例に説明する。
【０１５６】
ステップＳ４０１〜Ｓ４０８は、図６に示した第１実施形態におけるＳ１０１〜Ｓ１０８と同様であり、説明を省略する。
【０１５７】
ステップＳ４０９にて、合焦位置判定部７８は、合焦位置差Pdiffが閾値Diffよりも大きいか否かを判定し、PdiffがDiffよりも大きい場合にはステップＳ４１０に進み、PdiffがDiff以下である場合にはステップＳ４２０に進む。
【０１５８】
ステップＳ４１０にて、視差量算出部７６は、各合焦位置Ｐ１、Ｐ２ごとに、左撮像系１１Ｌと右撮像系１１Ｒとの視差量を算出する。本例では、左撮像系合焦位置Ｐ１、右撮像系合焦位置Ｐ２、クロスポイント位置ＣＰ及び基線長ＳＢに基づいて、左撮像系合焦位置Ｐ１の視差量Ａ１及び右撮像系合焦位置Ｐ２の視差量Ａ２を算出する。Ａ１、Ａ２は、被撮影空間での撮像系１１Ｌ、１１Ｒ間の視差量である。図２２に示すように、Ｐ１までの被写体距離をＳp２、Ｐ２までの被写体距離をＳp２、ＣＰまでの距離をＳcpとしたとき、Ａ１及びＡ２は［数７］を用いて算出できる。
【０１５９】
［数７］
Ａ１＝（（Ｓcp／ＳＢ）×（Ｓcp−Ｓp１））
Ａ２＝（（Ｓcp／ＳＢ）×（Ｓp２−Ｓcp））
Ａ１は、図２３における左撮像画像９２Ｌの花画像９２１Ｌと右撮像画像９２Ｒの花画像９２１Ｒとの両眼視差量ＡＰ１に比例する。また、Ａ２は、図２３における左撮像画像９２Ｌの車画像９２２Ｌと右撮像画像９２Ｒの車画像９２２Ｒとの両眼視差量ＡＰ２に比例する。ＡＰ１、ＡＰ２は、撮像画像での両眼間の視差量である。よって、視差量算出部７６は、各合焦位置Ｐ１、Ｐ２ごとに、撮像画像での両眼視差量ＡＰ１、ＡＰ２を検出しているともいえる。
【０１６０】
ステップＳ４１１にて、合焦位置判定部７８は、左撮像系合焦位置Ｐ１と右撮像系合焦位置Ｐ２とで視差量Ａ１、Ａ２を比較して、Ｐ１及びＰ２のうち視差量が小さい合焦位置を判定し、左右撮像系合焦位置Ｐ３に設定する。
【０１６１】
ステップＳ４２０にて、ＣＰＵ１１０は、フォーカスレンズ制御部１２６Ｌ、１２６Ｒにより、左撮像系１１Ｌのフォーカスレンズ１３０ＦＬ及び右撮像系１１Ｒのフォーカスレンズ１３０ＦＲを、それぞれ左右撮像系合焦位置Ｐ３に対応するレンズ位置に移動させる。即ち、両フォーカスレンズ１３０ＦＬ，１３０ＦＲを、Ｐ１及びＰ２のうち視差量が小さい合焦位置に合焦させる。
【０１６２】
ステップＳ４２１〜Ｓ４２３は、第１実施形態のＳ１２１〜Ｓ１２３と同じである。
【０１６３】
図２４は、本実施形態の視差量算出部７６を回路によって構成した場合の一例を示す。図２４にて、視差量算出部７６は、入力ポート７６ａ及び出力ポート７６ｂを備える。例えば、左撮像系合焦位置Ｐ１（Ｓp１）、右撮像系合焦位置Ｐ２（Ｓp２）、クロスポイント位置ＣＰ（Ｓcp）、基線長ＳＢを入力ポート７６ａに入力すると、視差量算出部７６は、入力されたパラメータＰ１、Ｐ２、ＣＰ、ＳＢに基づいて、視差量Ａ１及びＡ２を算出し、Ａ１及びＡ２を出力ポート７６ｂから出力する。
【０１６４】
（第５実施形態）
図２５は、第５実施形態におけるデジタルカメラ１０４の内部構成を示すブロック図である。なお、第１実施形態から第４実施形態までのデジタルカメラ（図５の１０１、図１２の１０２、図１６の１０３、図２０の１０４）と同じ要素には同じ符号を付してあり、以下では、異なる事項のみ説明する。
【０１６５】
合焦位置判定部８８は、各合焦位置Ｐ１、Ｐ２が立体視可能範囲内にあるか否かを判定する(第１の合焦位置判定)。また、合焦位置判定部８８は、各撮像系１１Ｌ、１１Ｒの被写界深度内に左撮像系合焦位置Ｐ１及び右撮像系合焦位置Ｐ２の両方が包含されているか否かを判定する(第２の合焦位置判定)。また、合焦位置判定部８８は、左撮像系合焦位置Ｐ１における視差量と右撮像系合焦位置Ｐ２における視差量との大小関係を判定する(第３の合焦位置判定)。また、合焦位置判定部８８は、第１〜第３の合焦位置判定の結果に基づいて、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうちいずれかを選択する。すなわち、本例の合焦位置判定部８８は、左撮像系合焦位置Ｐ１、右撮像系合焦位置Ｐ２、立体視可能範囲、被写界深度、及び、Ｐ１、Ｐ２における視差量に基づいて、Ｐ１及びＰ２のうちから左右撮像系合焦位置Ｐ３を選択する。
【０１６６】
図２６は、第５実施形態における立体撮像処理の一例の流れを示すフローチャートである。本処理は、図２５のＣＰＵ１１０によりプログラムに従い実行される。
【０１６７】
ステップＳ５０１〜Ｓ５０８は、図６に示した第１実施形態におけるＳ１０１〜Ｓ１０８と同様であり、説明を省略する。
【０１６８】
ステップＳ５０９にて、合焦位置判定部８８は、合焦位置差Pdiffが閾値Diffよりも大きいか否かを判定し、PdiffがDiffよりも大きい場合にはステップＳ５１０に進み、PdiffがDiff以下である場合にはステップＳ５２０に進む。
【０１６９】
ステップＳ５１０にて、第３実施形態のステップＳ３１０と同様に、被写界深度算出部６４により各撮像系１１Ｌ、１１Ｒの被写界深度ＤＬ、ＤＲを算出する。即ち、左撮像系１１Ｌのフォーカスレンズ１３０ＦＬを左撮像系合焦位置Ｐ１に合焦させた状態における左撮像系１１Ｌの被写界深度ＤＬと、右撮像系１１Ｒのフォーカスレンズ１３０ＦＲを右撮像系合焦位置Ｐ２に合焦させた状態における右撮像系１１Ｒの被写界深度ＤＲとを算出する。
【０１７０】
ステップＳ５１１にて、第３実施形態のステップＳ３１１と同様に、各撮像系１１Ｌ、１１Ｒの被写界深度ＤＬ、ＤＲ内に左撮像系合焦位置Ｐ１及び右撮像系合焦位置Ｐ２の両方が包含されているか否かを判定する。
【０１７１】
ステップＳ５１２にて、第４実施形態のステップＳ４１０と同様に、各合焦位置Ｐ１、Ｐ２ごとに、左撮像系１１Ｌと右撮像系１１Ｒとの視差量を算出する。
【０１７２】
ステップＳ５１３にて、第４実施形態のステップＳ４１１と同様に、左撮像系合焦位置Ｐ１における視差量と右撮像系合焦位置Ｐ２における視差量との大小関係を判定する。
【０１７３】
ステップＳ５１４にて、第２実施形態のステップＳ２１１と同様に、被撮影空間における立体視可能範囲を算出する。
【０１７４】
ステップＳ５１５にて、第２実施形態のステップＳ２１２と同様に、各合焦位置Ｐ１、Ｐ２が立体可能範囲内にあるか否かを判定する。
【０１７５】
ステップＳ５１７にて、撮影時合焦位置判定テーブルに基づいて、左右撮像系合焦位置Ｐ３（撮影時合焦位置）を決定する。
【０１７６】
図２７に撮影時合焦位置判定テーブルの一例を示す。本例では、Ｐ１、Ｐ２のうち少なくとも一方が立体視可能範囲内にある場合には、第２実施形態と同様、立体視可能範囲内にある合焦位置を撮影時合焦位置Ｐ３として選択する。また、Ｐ１及びＰ２の両方が立体視可能範囲外である場合には、視差量が小さい合焦位置をＰ３として選択する。また、Ｐ１及びＰ２の両方が立体視可能範囲内である場合には、被写界深度内に両合焦位置Ｐ１及びＰ２の両方を包含する撮像系にて検出されたひとつの合焦位置をＰ３として選択する。
【０１７７】
図２８に撮影時合焦位置判定テーブルの他の例を示す。本例では、Ｐ１、Ｐ２のうち少なくとも一方が立体視可能範囲内にある場合には、第２実施形態と同様、立体視可能範囲内にある合焦位置を撮影時合焦位置Ｐ３として選択する。また、Ｐ１及びＰ２の両方が立体視可能範囲外である場合には、被写界深度内に両合焦位置Ｐ１及びＰ２の両方を包含する撮像系にて検出されたひとつの合焦位置をＰ３として選択する。また、Ｐ１及びＰ２の両方が立体視可能範囲内である場合には、視差量が小さい合焦位置をＰ３として選択する。
【０１７８】
なお、本発明は図２７又は図２８に示した場合には特に限定されない。例えば、Ｐ１及びＰ２の両方が立体視可能範囲外である場合も両方が立体視可能範囲内である場合も、視差量が小さい合焦位置をＰ３として選択してもよい。また、例えば、Ｐ１及びＰ２の両方が立体視可能範囲外である場合も両方が立体視可能範囲内である場合も、被写界深度内に両合焦位置Ｐ１及びＰ２の両方を包含する撮像系にて検出されたひとつの合焦位置をＰ３として選択してもよい。
【０１７９】
ステップＳ５２０にて、ＣＰＵ１１０は、フォーカスレンズ制御部１２６Ｌ、１２６Ｒにより、左撮像系１１Ｌのフォーカスレンズ１３０ＦＬ及び右撮像系１１Ｒのフォーカスレンズ１３０ＦＲを、それぞれ左右撮像系合焦位置Ｐ３に対応するレンズ位置に移動させる。
【０１８０】
ステップＳ５２１〜Ｓ５２３は、第１実施形態のＳ１２１〜Ｓ１２３と同じである。
【０１８１】
なお、撮像画像のコントラストが極大になる合焦レンズ位置を検出することで、画角内の特定の合焦エリアでフォーカスレンズが合焦する被写体の位置（合焦位置）を検出する場合を例に説明したが、本発明はこのような場合に限定されない。例えば測距センサを用いて被写体距離を測定する場合にも適用可能である。
【０１８２】
本発明は、本明細書において説明した例や図面に図示された例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の設計変更や改良を行ってよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【０１８３】
１０、１０１〜１０５…デジタルカメラ、１８…シャッタボタン、１１Ｌ、１１Ｒ…撮像系、１４Ｌ、１４Ｒ…右撮影レンズ、２４…モニタ、４２…立体視可能範囲算出部、４８、５８、６８、７８、８８…合焦位置判定部、６４…被写界深度算出部、７６…視差量算出部、１１０…ＣＰＵ、１２４Ｌ、１２４Ｒ…ズームレンズ制御部、１２６Ｌ、１２６Ｒ…フォーカスレンズ制御部、１３０ＺＬ、１３０ＺＲ…ズームレンズ、１３０ＦＬ、１３０ＦＲ…フォーカスレンズ、１３４Ｌ、１３４Ｒ…撮像素子、１４４…ＡＦ検出部、１５６…メモリカード、ＣＰ…クロスポイント、Ｐ１…左撮像系合焦位置、Ｐ２…右撮像系合焦位置、ＳＢ…基線長
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の撮像手段を備えた立体撮像装置及び複数の撮像手段を用いる立体撮像方法に関し、特に、合焦位置のズレを防いで立体視し易く眼が疲れにくい立体視画像を得るための立体撮像装置及び立体撮像方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォーカスレンズを含む左撮影光学系を有し被写体を撮像して左撮像画像を生成する左撮像系と、フォーカスレンズを含む右撮影光学系を有し前記被写体を撮像して右撮像画像を生成する右撮像系を備えた立体撮像装置が知られている。これにより得られた左撮像画像と右撮像画像とを重ね合わせて表示することで、立体視表示を行うことが可能である。
【０００３】
特許文献１には、左撮像系及び右撮像系でＡＦ（オートフォーカス）をそれぞれ行い、一方の撮像系により得られる撮像画像の高周波成分が最大となるフォーカスレンズ位置に、他方の撮像系のフォーカスレンズを設定することにより、合焦位置ズレを防ぐ構成が開示されている。
【０００４】
特許文献２には、撮影光学系の輻輳角を調整する輻輳角調整機構を備えた構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１６２９９０号公報
【特許文献２】特開平８−１９４２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
立体撮像装置では両眼視差が存在するため、合焦エリアを画角の中央に設定すると、左撮像系と右撮像系とで合焦位置にずれが生ずる可能性がある。このような合焦位置のずれが原因で画像の立体感が損なわれる場合もある。
【０００７】
特許文献１の構成では、左撮像系と右撮像系とで合焦位置を一致させるようになっているが、一致させた合焦位置が立体視可能範囲外になる可能性があり、適切な立体視画像を得られない場合がある。
【０００８】
特許文献２の構成では、輻輳角を調整する機構が必須であり、そのような機構はどうしても複雑になるので、装置サイズが大型化し、また、コスト高につながる。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、合焦位置のズレを防いで立体視し易く眼が疲れにくい立体視画像を得ることができ、しかも装置サイズをコンパクトにすることができる立体撮像装置及び立体撮像方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段とを備えた立体撮像装置において、前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量が許容範囲内になる被撮影空間における立体視可能範囲を算出する立体視可能範囲算出手段と、前記各合焦位置が前記立体視可能範囲内にあるか否かを判定する合焦位置判定手段と、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうち前記立体視可能範囲内にあると判定されたひとつの前記合焦位置に、前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦制御手段と、を備えたことを特徴とする立体撮像装置を提供する。これよれば、撮影光学系の光軸の交点（クロスポイント）に被写体が無く、且つ、画角の中央に合焦エリアを設定して各撮像手段で合焦サーチを行った場合でも、立体視可能範囲内にある合焦位置に第１及び第２のフォーカスレンズが合焦するので、合焦位置のズレを防ぐと共に、立体視し易く眼が疲れにくい良好な立体感の立体視画像を得ることができる。しかも、輻輳角を調整する機構が不要なので、装置サイズがコンパクトで安価な立体撮像装置を提供することができる。
【００１１】
なお、本明細書では、撮影対象の被写体が実在する空間（即ち撮影される側の空間）を、「被撮影空間」という。また、本明細書では、画角内の特定範囲（合焦エリア）でフォーカスレンズを合焦させたとき、フォーカスレンズが合焦した被撮影空間における位置（即ちフォーカスレンズが合焦した被写体の位置）を、「合焦位置」という。例えば、画角中央でフォーカスレンズを合焦させたときには、撮影光学系の光軸上に実在する被写体の位置が「合焦位置」である。この場合には、被写体距離を用いて合焦位置を表すことができる。また、本明細書では、画角内の特定範囲（合焦エリア）で被写体に合焦したフォーカスレンズのレンズ位置を、「合焦レンズ位置」という。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段とを備えた立体撮像装置において、前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、前記各撮像手段の被写界深度を算出する被写界深度算出手段と、前記各撮像手段の被写界深度内に前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が包含されているか否かを判定する合焦位置判定手段と、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方を被写界深度内に包含する撮像手段にて検出されたひとつの前記合焦位置に、前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦制御手段と、を備えたことを特徴とする立体撮像装置を提供する。これよれば、撮影光学系の光軸の交点（クロスポイント）に被写体が無く、且つ、画角の中央に合焦エリアを設定して各撮像手段で合焦サーチを行った場合でも、両方の合焦位置を被写界深度内に包含する撮像手段にて検出されたひとつの合焦位置に第１及び第２のフォーカスレンズが合焦するので、合焦位置のズレを防ぐと共に、立体視し易く眼が疲れにくい良好な立体視画像を得ることができる。しかも、輻輳角を調整する機構が不要なので、装置サイズがコンパクトで安価な立体撮像装置を提供することができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段とを備えた立体撮像装置において、前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、前記各合焦位置ごとに前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量を算出する視差量算出手段と、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうちで前記視差量が小さい合焦位置を判定する合焦位置判定手段と、前記合焦位置判定手段により視差量が小さいと判定された前記合焦位置に、前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦制御手段と、を備えたことを特徴とする立体撮像装置を提供する。これよれば、撮影光学系の光軸の交点（クロスポイント）に被写体が無く、且つ、画角の中央に合焦エリアを設定して各撮像手段で合焦サーチを行った場合でも、視差量が小さい合焦位置に第１及び第２のフォーカスレンズが合焦するので、合焦位置のズレを防ぐと共に、立体視し易く眼が疲れにくい良好な立体視画像を得ることができる。しかも、輻輳角を調整する機構が不要なので、装置サイズがコンパクトで安価な立体撮像装置を提供することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段とを備えた立体撮像装置において、前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量が許容範囲内になる被撮影空間における立体視可能範囲を算出する立体視可能範囲算出手段と、前記各撮像手段の被写界深度を算出する被写界深度算出手段と、前記各合焦位置ごとに前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量を算出する視差量算出手段と、前記第１の合焦位置、前記第２の合焦位置、前記立体視可能範囲、前記被写界深度及び前記視差量に基づいて、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうちいずれかを選択する合焦位置選択手段と、前記選択された合焦位置に前記レンズ駆動手段により前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦制御手段と、を備えたことを特徴とする立体撮像装置。
【００１５】
請求項５に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記各撮像手段の被写界深度を算出する被写界深度算出手段を備え、前記合焦位置判定手段は、前記各撮像手段の被写界深度内に前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が包含されているか否かを判定し、前記合焦制御手段は、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が前記立体視可能範囲内にある場合、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方を被写界深度内に包含する撮像手段にて検出されたひとつの前記合焦位置に、前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させることを特徴とする。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記各撮像手段の被写界深度を算出する被写界深度算出手段を備え、前記合焦位置判定手段は、前記各撮像手段の被写界深度内に前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が包含されているか否かを判定し、前記合焦制御手段は、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が前記立体視可能範囲外にある場合、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方を被写界深度内に包含する撮像手段にて検出されたひとつの前記合焦位置に、前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させることを特徴とする。
【００１７】
請求項７に記載の発明は、請求項１、５及び６のうちいずれか１項に記載の発明において、前記第１の画像及び前記第２の画像における前記各合焦位置の視差量を取得する視差量取得手段を備え、前記合焦制御手段は、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が前記立体視可能範囲内にある場合、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうちで視差量が小さい前記合焦位置に、前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させることを特徴とする。
【００１８】
請求項８に記載の発明は、請求項１、５及び６のうちいずれか１項に記載の発明において、前記第１の画像及び前記第２の画像における前記各合焦位置の視差量を取得する視差量取得手段を備え、前記合焦制御手段は、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が前記立体視可能範囲外にある場合、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうちで視差量が小さい前記合焦位置に、前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させることを特徴とする。
【００１９】
請求項９に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記合焦位置判定手段は、前記各合焦位置が前記撮影光学系の光軸の交点と前記立体視可能範囲の近点との間にあるか否かを判定し、前記合焦制御手段は、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうち前記交点と前記立体視可能範囲の近点との間にあると判定されたひとつの前記合焦位置に、前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させることを特徴とする。
【００２０】
請求項１０に記載の発明は、請求項９に記載の立体撮像装置において、前記合焦制御手段は、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が前記交点と前記立体視可能範囲の近点との間にある場合、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうち前記近点に最も近い合焦位置に前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させることを特徴とする。
【００２１】
請求項１１に記載の発明は、第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段と、前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、を用いる立体撮像方法において、前記レンズ駆動手段により前記各フォーカスレンズを移動させて、前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出ステップと、前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量が許容範囲内になる被撮影空間における立体視可能範囲を算出する立体視可能範囲算出ステップと、前記各合焦位置が前記立体視可能範囲内にあるか否かを判定する合焦位置判定ステップと、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうち前記立体視可能範囲内にあると判定されたひとつの前記合焦位置に、前記レンズ駆動手段により前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦ステップと、を含むことを特徴とする立体撮像方法を提供する。
【００２２】
請求項１２に記載の発明は、第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段と、前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、を用いる立体撮像方法において、前記レンズ駆動手段により前記各フォーカスレンズを移動させて、前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出ステップと、前記各撮像手段の被写界深度を算出する被写界深度算出ステップと、前記各撮像手段の被写界深度内に前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が包含されているか否かを判定する合焦位置判定ステップと、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方を被写界深度内に包含する撮像手段にて検出されたひとつの前記合焦位置に、前記レンズ駆動手段により前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦ステップと、を含むことを特徴とする立体撮像方法を提供する。
【００２３】
請求項１３に記載の発明は、第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段と、前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、を用いる立体撮像方法において、前記レンズ駆動手段により前記各フォーカスレンズを移動させて、前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出ステップと、前記各合焦位置ごとに前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量を算出する視差量算出ステップと、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうちで前記視差量が小さい合焦位置を判定する合焦位置判定ステップと、前記合焦位置判定手段により視差量が小さいと判定された前記合焦位置に、前記レンズ駆動手段により前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦ステップと、を含むことを特徴とする立体撮像方法を提供する。
【００２４】
請求項１４に記載の発明は、第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段と、前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、を用いる立体撮像方法において、前記レンズ駆動手段により前記各フォーカスレンズを移動させて、前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出ステップと、前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量が許容範囲内になる被撮影空間における立体視可能範囲を算出する立体視可能範囲算出ステップと、前記各撮像手段の被写界深度を算出する被写界深度算出ステップと、前記各合焦位置ごとに前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量を算出する視差量算出ステップと、前記第１の合焦位置、前記第２の合焦位置、前記立体視可能範囲、前記被写界深度及び前記視差量に基づいて、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうちいずれかを選択する合焦位置選択ステップと、前記選択された合焦位置に前記レンズ駆動手段により前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦ステップと、を含むことを特徴とする立体撮像方法を提供する。
【００２５】
請求項１５に記載の発明は、第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段と、前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段とを用いる立体撮像方法において、前記レンズ駆動手段により前記各フォーカスレンズを移動させて、前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出ステップと、前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量が許容範囲内になる被撮影空間における立体視可能範囲を算出する立体視可能範囲算出ステップと、前記各合焦位置が前記撮影光学系の光軸の交点と前記立体視可能範囲の近点との間にあるか否かを判定する合焦位置判定ステップと、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうち前記交点と前記立体視可能範囲の近点との間にあると判定されたひとつの前記合焦位置に、前記レンズ駆動手段により前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦ステップと、を含むことを特徴とする立体撮像方法を提供する。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、合焦位置のズレを防いで立体視し易く眼が疲れにくい立体視画像を得ることができ、しかも装置サイズをコンパクトにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明を適用したデジタルカメラの外観構成を示す正面斜視図
【図２】本発明を適用したデジタルカメラの外観構成を示す背面斜視図
【図３】立体視表示が可能なモニタの構造例を説明するための説明図
【図４】立体視撮影及び立体視表示の概要を説明するための説明図
【図５】第１実施形態におけるデジタルカメラの内部構成を示すブロック図
【図６】第１実施形態における立体撮像制御処理の一例の流れを示すフローチャート
【図７】第１実施形態の説明のために被撮影空間の一例を示す説明図
【図８】被撮影空間における撮像画像の一例を示す説明図
【図９】飛び出し画像及び引き込み画像の説明に用いる説明図
【図１０】クロスポイントと立体視可能範囲との対応関係の一例を示すグラフ
【図１１】立体視可能範囲算出部及び合焦位置判定部を回路で構成した場合の説明に用いる説明図
【図１２】第２実施形態におけるデジタルカメラの内部構成を示すブロック図
【図１３】第２実施形態における立体撮像制御処理の一例の流れを示すフローチャート
【図１４】第２実施形態の説明のために被撮影空間の一例を示す説明図
【図１５】合焦位置判定部を回路で構成した場合の説明に用いる説明図
【図１６】第３実施形態におけるデジタルカメラの内部構成を示すブロック図
【図１７】第３実施形態における立体撮像制御処理の一例の流れを示すフローチャート
【図１８】第３実施形態の説明のために被撮影空間の一例を示す説明図
【図１９】被写界深度算出部を回路で構成した場合の説明に用いる説明図
【図２０】第４実施形態におけるデジタルカメラの内部構成を示すブロック図
【図２１】第４実施形態における立体撮像制御処理の一例の流れを示すフローチャート
【図２２】第４実施形態の説明のために被撮影空間の一例を示す説明図
【図２３】視差量の説明のための説明図
【図２４】視差量算出部を回路で構成した場合の説明に用いる説明図
【図２５】第５実施形態におけるデジタルカメラの内部構成を示すブロック図
【図２６】第５実施形態における立体撮像制御処理の一例の流れを示すフローチャート
【図２７】撮影時合焦位置判定テーブルの一例を示す説明図
【図２８】撮影時合焦位置判定テーブルの他の例を示す説明図
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、添付図面に従って、本発明の実施形態について、詳細に説明する。
【００２９】
図１は、本発明を適用したデジタルカメラ１０の外観構成を示す正面斜視図である。図２は、図１のデジタルカメラ１０の背面斜視図である。
【００３０】
本実施形態のデジタルカメラ１０は、複数の撮像系（以下「撮像手段」ともいう）を備えた立体撮像装置の一例であって、同一の被写体を複数視点から撮像可能となっている。
【００３１】
なお、本実施形態では、説明の便宜のため二つの撮像系を例示しているが、本発明は、三つ以上の撮像系であっても同様に適用可能である。なお、撮像系（主として撮影レンズ１４Ｒ、１４Ｌ）の配置は、水平方向に沿った横一列でなくてもよく、二次元的に配置されていてもよい。
【００３２】
デジタルカメラ１０のデジタルカメラボディ１２は、矩形の箱状に形成されており、その正面には、図１に示すように、一対の撮影レンズ１４Ｒ、１４Ｌ、補助光照射部１５、フラッシュ１６等が設けられている。また、デジタルカメラボディ１２の上面には、シャッタボタン１８、電源／モードスイッチ２０、モードダイヤル２２等が設けられている。
【００３３】
一方、デジタルカメラボディ１２の背面には、図２に示すように、モニタ２４、ズームボタン２６、十字ボタン２８、ＭＥＮＵ／ＯＫボタン３０、ＤＩＳＰボタン３２、ＢＡＣＫボタン３４、縦撮り／横撮り切替ボタン３６等が設けられている。
【００３４】
左右一対の撮影レンズ１４Ｒ、１４Ｌは、それぞれ沈胴式のレンズで構成されており、マクロ撮影機能（近接撮影機能）を有している。この撮影レンズ１４Ｒ、１４Ｌは、それぞれデジタルカメラ１０の電源をＯＮすると、デジタルカメラボディ１２から繰り出される。なお、撮影レンズにおけるズーム機構や沈胴機構、マクロ撮影機構については、公知の技術なので、ここでは、その具体的な構成についての説明は省略する。
【００３５】
フラッシュ１６は、被撮影空間に本撮像用の光を照射する。本例のフラッシュ１６は、キセノン管で構成されており、暗い被写体を撮影する場合や逆光時などに必要に応じて発光される。
【００３６】
シャッタボタン１８は、いわゆる「半押し」と「全押し」が可能な二段ストローク式のスイッチで構成されている。デジタルカメラ１０は、静止画撮影時（例えば、モードダイヤル２２で静止画撮影モード選択時、又はメニューから静止画撮影モード選択時）、このシャッタボタン１８を半押しすると撮影準備処理、すなわち、ＡＥ（Automatic Exposure：自動露出）、ＡＦ（Auto Focus：自動焦点合わせ）、ＡＷＢ（Automatic White Balance：自動ホワイトバランス）の各処理を行い、全押しすると、本撮像及び撮像画像の記録処理を行う。以下では、半押しの場合に少なくともＡＦ処理を行うので「合焦指示」といい、全押しの場合に少なくとも撮像画像の記録処理を行うので「撮影指示」という場合もある。また、動画撮影時（例えば、モードダイヤル２２で動画撮影モード選択時、又はメニューから動画撮影モード選択時）、このシャッタボタン１８を全押すると、動画の撮影を開始し、再度全押しすると、撮影を終了する。なお、設定により、シャッタボタン１８を全押している間、動画の撮影を行い、全押しを解除すると、撮影を終了することもできる。なお、静止画撮影専用のシャッタボタン及び動画撮影専用のシャッタボタンを設けてもよい。
【００３７】
電源／モードスイッチ２０は、デジタルカメラ１０の電源スイッチとして機能するとともに、デジタルカメラ１０の再生モードと撮影モードとを切り替える切替手段として機能し、「ＯＦＦ位置」と「再生位置」と「撮影位置」の間をスライド自在に設けられている。デジタルカメラ１０は、この電源／モードスイッチ２０を「再生位置」に位置させると、再生モードに設定され、「撮影位置」に位置させると、撮影モードに設定される。また、「ＯＦＦ位置」に位置させると、電源がＯＦＦされる。
【００３８】
モードダイヤル２２は、撮影モード及び再生モードの詳細設定に用いられる。このモードダイヤル２２は、デジタルカメラボディ１２の上面に回転自在に設けられており、図示しないクリック機構によって、「２Ｄ静止画位置」、「２Ｄ動画位置」、「３Ｄ静止画位置」、「３Ｄ動画位置」にセット可能に設けられている。
【００３９】
撮影モードにて、モードダイヤル２２を「２Ｄ静止画位置」にセットすることにより、２Ｄの静止画を撮影する２Ｄ静止画撮影モードに設定され、２Ｄ／３Ｄモード切替フラグに、２Ｄモードであることを表すフラグが設定される。また、「２Ｄ動画位置」にセットすることにより、２Ｄの動画を撮影する２Ｄ動画撮影モードに設定され、２Ｄ／３Ｄモード切替フラグに、２Ｄモードであることを表すフラグが設定される。また、「３Ｄ静止画位置」にセットすることにより、３Ｄの静止画を撮影する３Ｄ静止画撮影モードに設定され、２Ｄ／３Ｄモード切替フラグに、３Ｄモードであることを表すフラグが設定される。さらに、「３Ｄ動画位置」にセットすることにより、３Ｄの動画を撮影する３Ｄ動画撮影モードに設定され、２Ｄ／３Ｄモード切替フラグに、３Ｄモードであることを表すフラグが設定される。後述するＣＰＵ１１０は、この２Ｄ／３Ｄモード切替フラグを参照して、２Ｄモード又は３Ｄモードのいずれであるかを把握する。
【００４０】
ここで、「２Ｄ」は２次元（すなわち平面）を意味し、「３Ｄ」は３次元（すなわち立体）を意味する。２Ｄ撮影は単視点の撮像画像（２Ｄ画像）の撮像及び記録をすること（「二次元撮影」、「平面撮影」ともいう）を意味し、２Ｄ表示は単視点の撮像画像（２Ｄ画像）を表示すること（「二次元表示」、「平面表示」ともいう）を意味する。また、３Ｄ撮影は複数視点の撮像画像（３Ｄ画像）の撮像及び記録をすること（「三次元撮影」、「立体視撮影」ともいう）を意味し、３Ｄ表示は複数視点の撮像画像（３Ｄ画像）を表示すること（「三次元表示」、「立体視表示」ともいう）を意味する。なお、３Ｄ撮影により得た複数視点の撮像画像は、通常は３Ｄ表示されるが、これらの複数視点の撮像画像のうちひとつの視点の撮像画像のみが２Ｄ表示される場合もある。
【００４１】
モニタ２４は、カラー液晶パネル等の表示装置である。このモニタ２４は、撮影済み画像を表示するための画像表示部として利用されるとともに、各種設定時にＧＵＩとして利用される。また、モニタ２４は、撮影時には、各撮像素子１３４Ｒ／Ｌが継続的に捉えた画像（スルー画像）を順次表示し、電子ファインダとして利用される。
【００４２】
ズームボタン２６は、撮影レンズ１４Ｒ、１４Ｌのズーム操作に用いられ、望遠側へのズームを指示するズームテレボタンと、広角側へのズームを指示するズームワイドボタンとで構成されている。
【００４３】
十字ボタン２８は、上下左右４方向に押圧操作可能に設けられており、各方向のボタンには、デジタルカメラの設定状態に応じた機能が割り当てられる。
【００４４】
ＭＥＮＵ／ＯＫボタン３０は、メニュー画面の呼び出し（ＭＥＮＵ機能）に用いられるとともに、選択内容の確定、処理の実行指示等（ＯＫ機能）に用いらる。
【００４５】
ＤＩＳＰボタン３２は、モニタ２４の表示内容の切り替え指示等の入力に用いられ、ＢＡＣＫボタン３４は入力操作のキャンセル等の指示の入力に用いられる。
【００４６】
縦撮り／横撮り切替ボタン３６は、縦撮り又は横撮りのいずれで撮影を行うかを指示するためのボタンである。
【００４７】
入出力コネクタ３８は、外部との有線通信に用いられる。入出力コネクタ３８を介してデジタルカメラ１０に撮像済の画像を入力することが可能である。
【００４８】
図３は、立体視表示が可能なモニタ２４の構造例を説明するための説明図である。本例は、レンチキュラ方式であり、かまぼこ状のレンズ群を有したレンチキュラレンズが前面に配置されたモニタ２４を用いる。
【００４９】
モニタ２４の前面（観察者の視点（左眼ＥＬ、右眼ＥＲ）が存在するｚ軸方向）には、レンチキュラレンズ２４ａが配置されている。レンチキュラレンズ２４ａは、複数の円筒状凸レンズを図３中ｘ軸方向に連ねることで構成されている。
【００５０】
モニタ２４に表示される立体視画像（「３Ｄ画像」ともいう）の表示領域は、左眼用短冊画像表示領域２４Ｌと右眼用短冊画像表示領域２４Ｒとから構成されている。左眼用短冊画像表示領域２４Ｌ及び右眼用短冊画像表示領域２４Ｒは、それぞれ画面の図３中のｙ軸方向に細長い短冊形状をしており、図３中のｘ軸方向に交互に配置される。
【００５１】
レンチキュラレンズ２４ａを構成する各凸レンズは、観察者の所与の観察点を基準として、それぞれ一組の左眼用短冊画像表示領域２４Ｌ及び右眼用短冊画像表示領域２４Ｒを含む各短冊集合画像表示領域２４ｃに対応した位置に形成される。
【００５２】
図３では、観察者の左眼ＥＬには、レンチキュラレンズ２４ａの光屈折作用により、モニタ２４の左眼用短冊画像表示領域２４Ｌに表示された左眼用短冊画像が入射される。また、観察者の右眼ＥＲには、レンチキュラレンズ２４ａの光屈折作用により、モニタ２４の右眼用短冊画像表示領域２４Ｒに表示された右眼用短冊画像が入射される。したがって、観察者の左眼は左眼用短冊画像のみを、観察者の右眼は右眼用短冊画像のみを見ることになり、これら左眼用短冊画像の集合である左眼用画像及び右眼用短冊画像の集合である右眼用画像による左右視差により立体視が可能となる。
【００５３】
なお、三次元表示のためのモニタ２４の構造として、図３を用いてレンチキュラ方式を用いた場合を例に説明したが、本発明はレンチキュラ方式には特に限定されない。
【００５４】
例えば、左撮像画像及び右撮像画像をそれぞれ画像の縦方向に細長く切り取った短冊状にして、交互に並べて表示するとともに、同様に縦方向に刻まれたスリットを通して画像を観察者に見せることで、観察者の左眼には左撮像画像を、右眼には右撮像画像をそれぞれ届ける、視差バリア（パララックスバリア）方式を用いてもよい。その他の空間分割方式でもよい。
【００５５】
また、モニタ２４を構成するＬＣＤ（液晶表示デバイス）の背面を照らすバックライトの方向を時分割で観察者の右眼方向及び左眼方向に制御する光方向制御方式（時分割光方向制御バックライト方式ともいう）を用いてもよい。光方向制御方式は、豊岡健太郎，宮下哲哉，内田龍男，“時分割光方向制御バックライトを用いた三次元ディスプレイ”、2000年日本液晶学会討論会講演予稿集、137-138頁(2000)や、特開2004‐20684号公報などに記載されている。特許第3930021号公報などに記載された、いわゆるスキャンバックライト方式を用いてもよい。
【００５６】
左右の画像を交互に表示するとともに、画像分離メガネを使用させることで、画像を立体視させてもよい。
【００５７】
モニタ２４は、例えば液晶表示デバイスや有機ＥＬデバイスを用いる。自発光の方式であってもよく、別に光源があり光量を制御する方式であってもよい。また、偏光による方式やアナグリフ、裸眼式等、方式は問わない。また、液晶や有機ＥＬを多層に重ねた方式でもよい。
【００５８】
次に、図４を用い、図１〜図３に示したデジタルカメラ１０における３Ｄ撮影（立体視撮影）及び３Ｄ表示（立体視表示）の概要を説明する。
【００５９】
まず、発明の理解を容易にするため、基線長ＳＢ（デジタルカメラ１０における撮像系１１Ｌ、１１Ｒの光軸の間隔）、及び、輻輳角θｃ（撮像系１１Ｌ、１１Ｒの光軸同士が成す角度）は、固定であるものとして説明する。
【００６０】
複数の撮像系１１Ｌ、１１Ｒにより、同一の特定対象９１（例えば球）を複数の視点から撮像することで、すなわち３Ｄ撮影することで、複数の撮像画像（本例では左撮像画像９２Ｌ及び右撮像画像９２Ｒ）が生成される。生成された撮像画像９２Ｌ、９２Ｒは、同一の特定対象９１が投影された特定対象像９３Ｌ、９３Ｒを、それぞれ含んでいる。
【００６１】
これらの撮像画像９２Ｌ、９２Ｒを、立体視表示可能なモニタ２４で重ね合わせて表示することで、すなわち３Ｄ表示することで、３Ｄ表示画像９４が再生される。本例では、３Ｄ表示画像９４は左撮像画像９２Ｌ及び右撮像画像９２Ｒによって構成されている。観察者９５は、モニタ２４上の３Ｄ表示画像９４を両眼９６Ｌ、９６Ｒから観察する。そうすると、観察者９５には特定対象９１（例えば球）の虚像９７が飛び出して見える。尚、図４では、光軸間の交点９９（「クロスポイント」ともいう）よりも近い位置に特定対象９１が存在するので虚像９７が手前側に飛び出して見えるが、交点９９よりも遠い位置に特定対象が存在する場合には虚像が奥側に引き込んで見える。
【００６２】
図４に示すように被写体距離Ｓが撮像系１１Ｌ、１１Ｒの光軸間の交点９９までの距離よりも小さい範囲内では、被写体距離Ｓが小さいほど、撮像画像９２Ｌ、９２Ｒ上で特定対象像９３Ｌ、９３Ｒの中心座標ＸＬＦ、ＸＲＦ（図４ではｘ座標のみ図示）の差分｜ＸＬＦ−ＸＲＦ｜が大きくなる。すなわち、被写体距離Ｓが小さいほど、視点別の撮像画像間で対応点同士が離れる。ここで、差分｜ＸＬＦ−ＸＲＦ｜はｘ座標のみであり、これを両眼視差量ＡＰとして表す。つまり、基線長ＳＢ及び輻輳角θｃが決まっていれば、被写体距離Ｓが小さいほど、ＡＰが大きくなり、観察者９５が体感する虚像９７の飛び出し量ＡＤも大きくなる。
【００６３】
なお、基線長ＳＢ及び輻輳角θｃが一定である場合を例に説明したが、輻輳角θｃが可変である構造の場合には、輻輳角θｃ及び被写体距離Ｓに応じて、飛び出し量ＡＤが変化する。
【００６４】
また、輻輳角θｃに加えて基線長ＳＢも可変である構造の場合には、基線長ＳＢ及び輻輳角θｃ及び被写体距離Ｓに応じて、飛び出し量ＡＤが変化する。
【００６５】
以下では、各実施形態ごとに、図１及び図２に示したデジタルカメラ１０の例について説明する。
【００６６】
（第１実施形態）
図５は、第１実施形態におけるデジタルカメラ１０１の内部構成を示すブロック図である。なお、図１、図２に示した要素には同じ符号を付してあり、既に説明した内容については、その説明を省略する。
【００６７】
図５に示すように、本実施形態のデジタルカメラ１０１は、二つの撮像系１１Ｌ、１１Ｒそれぞれから画像信号を取得できるように構成されており、立体視可能範囲算出部４２、合焦位置判定部４８、ＣＰＵ１１０、計時部１１１、操作部１１２、ＲＯＭ１１６、フラッシュＲＯＭ１１８、ＳＤＲＡＭ１２０、ＶＲＡＭ１２２（画像表示メモリ）、ズームレンズ制御部１２４（１２４Ｌ、１２４Ｒ）、フォーカスレンズ制御部１２６（１２６Ｌ、１２６Ｒ）、絞り制御部１２８（１２８Ｌ、１２８Ｒ）、撮像素子１３４（１３４Ｌ、１３４Ｒ）、撮像素子制御部１３６（１３６Ｌ、１３６Ｒ）、アナログ信号処理部１３８（１３８Ｌ、１３８Ｒ）、Ａ／Ｄ変換器１４０（１４０Ｌ、１４０Ｒ）、画像入力コントローラ１４１（１４１Ｌ、１４１Ｒ）、デジタル信号処理部１４２（１４２Ｌ、１４２Ｒ）、ＡＦ検出部１４４、ＡＥ／ＡＷＢ検出部１４６、３Ｄ画像生成部１５０、圧縮・伸張処理部１５２、メディア制御部１５４、メモリカード１５６、表示制御部１５８、電源制御部１６０、バッテリ１６２、フラッシュ制御部１６４、及び、姿勢検出センサ１６６を含んで構成されている。
【００６８】
左眼用の撮像系１１Ｌ（「左撮像手段」ともいう）は、主として、撮影レンズ１４Ｌ、ズームレンズ制御部１２４Ｌ、フォーカスレンズ制御部１２６Ｌ、絞り制御部１２８Ｌ、撮像素子１３４Ｌ、撮像素子制御部１３６Ｌ、アナログ信号処理部１３８Ｌ、Ａ／Ｄ変換器１４０Ｌ、画像入力コントローラ１４１Ｌ、デジタル信号処理部１４２Ｌ等から構成される。
【００６９】
右眼用の撮像系１１Ｒ（「右撮像手段」ともいう）は、主として、撮影レンズ１４Ｒ、ズームレンズ制御部１２４Ｒ、フォーカスレンズ制御部１２６Ｒ、絞り制御部１２８Ｒ、撮像素子１３４Ｒ、撮像素子制御部１３６Ｒ、アナログ信号処理部１３８Ｒ、Ａ／Ｄ変換器１４０Ｒ、画像入力コントローラ１４１Ｒ、デジタル信号処理部１４２Ｒ等から構成される。
【００７０】
なお、本明細書では、撮像系１１Ｌ、１１Ｒにより被写体を撮像して得られる画像信号（画像データ）を、「撮像画像」という。また、左眼用の撮像系１１Ｌにより得られる撮像画像を「左撮像画像」、右眼用の撮像系１１Ｒにより得られる撮像画像を「右撮像画像」という。
【００７１】
ＣＰＵ１１０は、撮影、再生などデジタルカメラ全体の動作を統括制御する制御手段として機能し、操作部１１２からの入力に基づき所定の制御プログラムに従って各部を制御する。
【００７２】
計時部１１１は、現在日時を計時するとともに、ＣＰＵ１１０からの指令に従って時間を計測する。
【００７３】
操作部１１２は、図１及び図２に示した、シャッタボタン１８、電源／モードスイッチ２０、モードダイヤル２２、ズームボタン２６、十字ボタン２８、ＭＥＮＵ／ＯＫボタン３０、ＤＩＳＰボタン３２、ＢＡＣＫボタン３４、縦撮り／横撮り切替ボタン３６などを含む。
【００７４】
バス１１４を介して接続されたＲＯＭ１１６には、ＣＰＵ１１０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ており、フラッシュＲＯＭ１１８には、ユーザ設定情報等のデジタルカメラ１０の動作に関する各種設定情報等が格納されている。
【００７５】
ＳＤＲＡＭ１２０は、ＣＰＵ１１０の演算作業用領域として利用されるとともに、画像データの一時記憶領域として利用され、ＶＲＡＭ１２２は、表示用の画像データ専用の一時記憶領域として利用される。
【００７６】
左右一対の撮影レンズ１４Ｌ、１４Ｒ（まとめて撮影レンズ１４と表すこともある）は、ズームレンズ１３０ＺＬ、１３０ＺＲ（まとめてズームレンズ１３０Ｚと表すこともある）、フォーカスレンズ１３０ＦＬ、１３０ＦＲ（まとめてフォーカスレンズ１３０Ｆと表すこともある）、絞り１３２Ｌ、１３２Ｒを含んで構成され、互いの光軸１３１Ｌ、１３１Ｒが所定の間隔（ＳＢ：基線長）をもって平行になるようにしてデジタルカメラボディ１２の図示しない本体フレームに取り付けられている。
【００７７】
ズームレンズ１３０ＺＲ、１３０ＬＲは、ズームレンズ駆動手段としてのズームレンズ制御部１２４Ｒ、１２４Ｌにより駆動されて、光軸に沿って前後移動する。ＣＰＵ１１０は、ズームレンズ制御部１２４Ｌ、１２４Ｒを介して、ズームレンズ１３０ＬＲ、１３０ＺＲの位置を制御し、撮影レンズ１４Ｌ、１４Ｒのズーミングを行う。
【００７８】
フォーカスレンズ１３０ＦＬ、１３０ＦＲは、フォーカスレンズ駆動手段としてのフォーカスレンズ制御部１２６Ｌ、１２６Ｒにより駆動されて、光軸に沿って前後移動する。ＣＰＵ１１０は、フォーカスレンズ制御部１２６Ｌ、１２６Ｒを介して、フォーカスレンズ１３０ＦＬ、１３０ＦＲの位置を制御し、撮影レンズ１４Ｌ、１４Ｒのフォーカシングを行う。
【００７９】
絞り１３２Ｌ、１３２Ｒ、は、たとえば、アイリス絞りで構成されており、図示しない絞りアクチュエータに駆動されて動作する。ＣＰＵ１１０は、絞り制御部１２８Ｌ、１２８Ｒを介して絞りアクチュエータの駆動を制御することにより、絞り１３２Ｌ、１３２Ｒの開口量（絞り値）を制御し、撮像素子１３４Ｌ、１３４Ｒへの入射光量を制御する。
【００８０】
なお、ＣＰＵ１１０は、撮影レンズ１４Ｌ、１４Ｒを構成するズームレンズ１３０ＺＬ、１３０ＺＲ、フォーカスレンズ１３０ＦＬ、１３０ＦＲ、絞り１３２Ｌ、１３２Ｒを駆動する際、左右の撮影レンズ１４Ｌ、１４Ｒを同期させて駆動する。すなわち、左右の撮影レンズ１４Ｌ、１４Ｒは、常に同じ焦点距離（ズーム倍率）に設定されるとともに、常に同じ被写体にピントが合うように、焦点調節が行われる。また、常に同じ入射光量（絞り値）となるように絞りが調整される。
【００８１】
撮像素子１３４Ｌ、１３４Ｒは、所定のカラーフィルタ配列のカラーＣＣＤで構成されている。ＣＣＤは、その受光面に多数のフォトダイオードが二次元的に配列されている。撮影レンズ１４Ｌ、１４ＲによってＣＣＤの受光面上に結像された被写体の光学像（被写体像）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、ＣＰＵ１１０の指令に従って撮像素子制御部１３６Ｌ、１３６Ｒ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）として撮像素子１３４Ｌ、１３４Ｒから順次読み出される。撮像素子１３４Ｌ、１３４Ｒには、電子シャッタの機能が備えられており、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（シャッタ速度）が制御される。なお、本実施の形態では、撮像素子としてＣＣＤ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。
【００８２】
アナログ信号処理部１３８Ｌ、１３８Ｒは、撮像素子１３４Ｌ、１３４Ｒから出力された画像信号に含まれるリセットノイズ（低周波）を除去するための相関二重サンプリング回路（ＣＤ）、画像信号を増幅して一定レベルの大きさにコントロールするためのＡＧＣ回路を含み、撮像素子１３４Ｌ、１３４Ｒから出力される画像信号を相関二重サンプリング処理するとともに増幅する。Ａ／Ｄ変換器１４０Ｌ、１４０Ｒは、アナログ信号処理部１３８Ｌ、１３８Ｒから出力されたアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換する。画像入力コントローラ１４１Ｌ、１４１Ｒは、Ａ／Ｄ変換器１４０Ｌ、１４０Ｒから出力された画像信号を取り込んで、ＳＤＲＡＭ１２０に格納する。本例では、左撮像画像及び右撮像画像がＳＤＲＡＭ１２０に一時的に格納される。デジタル信号処理部１４２Ｌ、１４２Ｒは、ＣＰＵ１１０からの指令に従い、ＳＤＲＡＭ１２０に格納された画像信号を取り込み、所定の信号処理を施して輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとからなる画像データ（Ｙ／Ｃ信号）を生成する。また、ＣＰＵ１１０からの指令に応じて、オフセット処理、ホワイトバランス調整処理、ガンマ補正処理、ＲＧＢ補間処理、ＲＧＢ／ＹＣ変換処理、ノイズ低減処理、輪郭補正処理、色調補正、光源種別判定処理等の各種のデジタル補正を行う。なお、デジタル信号処理部１４２Ｌ、１４２Ｒはハードウェア回路で構成してもよいし、同じ機能をソフトウェアにて構成してもよい。
【００８３】
ＡＦ検出部１４４は、一方の画像入力コントローラ１４１から取り込まれたＲ、Ｇ、Ｂの各色の画像信号（撮像画像）を取り込み、焦点評価値を算出する。本例のＡＦ検出部１４４は、Ｇ信号の高周波成分のみを通過させるハイパスフィルタ、絶対値化処理部、画面に設定された所定の合焦エリア内の信号を切り出す合焦エリア抽出部、及び、合焦エリア内の絶対値データを積算する積算部を含み、この積算部で積算された合焦エリア内の絶対値データを焦点評価値として算出する。焦点評価値は、合焦エリア内における撮像画像のコントラストを示す。
【００８４】
ＣＰＵ１１０は、ＡＦ制御時、合焦エリアにてＡＦ検出部１４４から出力される焦点評価値が極大となるレンズ位置（合焦レンズ位置）をサーチし、そのレンズ位置にフォーカスレンズ１３０ＦＬ、１３０ＦＲを移動させることにより、被撮影空間上の合焦させたい被写体への焦点合わせを行う。ＣＰＵ１１０は、例えば、まず、フォーカスレンズ１３０ＦＬ、１３０ＦＲを至近から無限遠まで移動させ、その移動過程で逐次ＡＦ検出部１４４から焦点評価値を取得し、合焦エリアにて焦点評価値が極大となるレンズ位置を検出して、そのレンズ位置（合焦レンズ位置）にフォーカスレンズ１３０ＦＬ、１３０ＦＲを移動させる。これにより、画角内の合焦エリアに位置する被写体（主要被写体）にピントが合わせられる。尚、撮像系１１Ｌ、１１Ｒ間の合焦位置合わせについては、後に詳説する。
【００８５】
ＡＥ／ＡＷＢ検出部１４６は、一方の画像入力コントローラ１４１Ｒから取り込まれたＲ、Ｇ、Ｂの各色の画像信号を取り込み、ＡＥ制御及びＡＷＢ制御に必要な積算値を算出する。本例のＡＥ／ＡＷＢ検出部１４６は、一画面を複数のエリア（たとえば、８×８＝６４エリア）に分割し、分割されたエリアごとにＲ、Ｇ、Ｂ信号の積算値を算出する。
【００８６】
ＣＰＵ１１０は、ＡＥ制御時、ＡＥ／ＡＷＢ検出部１４６で算出されたエリアごとのＲ、Ｇ、Ｂ信号の積算値を取得し、被写体の明るさ（測光値）を求めて、露出設定を行う。すなわち、感度、絞り値、シャッタ速度、フラッシュ発光要否を設定する。
【００８７】
また、ＣＰＵ１１０は、ＡＷＢ制御時、ＡＥ／ＡＷＢ検出部１４６で算出されたエリアごとのＲ、Ｇ、Ｂ信号の積算値を取得し、ホワイトバランス調整用のゲイン値を算出するとともに、光源種を検出する。
【００８８】
３Ｄ画像生成部１５０は、３Ｄ撮影時（３Ｄ静止画撮影モード時又は３Ｄ動画撮影モード時）、左右二系統の撮像系から得られた画像データから３Ｄ画像データを生成する。
【００８９】
本実施の形態のデジタルカメラでは、３Ｄ静止画撮影モード時は、左撮像系で撮像された左撮像画像と右撮像系で撮像された右撮像画像とを並列した画像を生成し、これを３Ｄ画像データとしてメモリカード１５６に記録する。また、３Ｄ動画撮影モード時は、時分割方式の３Ｄ動画を生成し、これをメモリカード１５６に記録する。なお、この種の３Ｄ画像の生成方法自体は公知の技術であるので、ここでは、その具体的な生成方法についての説明は省略する。
【００９０】
圧縮・伸張処理部１５２は、ＣＰＵ１１０からの指令に従い、入力された画像データに所定形式の圧縮処理を施し、圧縮画像データを生成する。また、ＣＰＵ１１０からの指令に従い、入力された圧縮画像データに所定形式の伸張処理を施し、非圧縮の画像データを生成する。
【００９１】
メディア制御部１５４は、ＣＰＵ１１０からの指令に従い、メモリカード１５６に対してデータの読み／書きを制御する。
【００９２】
表示制御部１５８は、ＣＰＵ１１０からの指令に従い、モニタ２４への表示を制御する。すなわち、入力された画像信号をモニタ２４に表示するための映像信号（たとえば、ＮＴＳＣ信号やＰＡＬ信号、ＳＣＡＭ信号）に変換してモニタ２４に出力する。また、画像信号に所定の文字、図形、記号等の信号を合成し、モニタ２４に出力する（いわゆる、オンスクリーンディスプレイ表示）。
【００９３】
電源制御部１６０は、ＣＰＵ１１０からの指令に従い、バッテリ１６２から各部への電源供給を制御する。
【００９４】
フラッシュ制御部１６４は、ＣＰＵ１１０からの指令に従い、フラッシュ１６の発光を制御する。
【００９５】
姿勢検出センサ１６６は、デジタルカメラボディ１２の姿勢（上下、左右の傾き）を検出し、その結果をＣＰＵ１１０に出力する。すなわち、デジタルカメラボディ１２の左右方向の傾き角度（撮影レンズ１４Ｌ、１４Ｒの光軸回りの回転角度）と、デジタルカメラボディ１２の上下方向の傾き角度（撮影レンズ１４Ｌ、１４Ｒの光軸の上下方向の傾き角度）とを検出する。
【００９６】
立体視可能範囲算出部４２は、左撮像系１１Ｌと右撮像系１１Ｒとの視差量が予め決められた許容範囲内になる被撮影空間おける範囲（以下「立体視可能範囲」という）を算出する。
【００９７】
本実施形態の合焦位置判定部４８は、各撮像系１１Ｌ、１１Ｒの被撮影空間における合焦位置が立体視可能範囲内であり且つ撮影レンズ１４Ｌ、１４Ｒの光軸交点（以下「クロスポイント」という）よりも至近側にあるか否かを判定する。つまり、各撮像系１１Ｌ、１１ＲにてＡＦサーチにより求めた各合焦位置（左撮像系合焦位置Ｐ１、右撮像系合焦位置Ｐ２）が、後述する図７のクロスポイント位置ＣＰと立体視可能近点位置Ｎearとの間にあるか否かを判定する。
【００９８】
図５では、立体視可能範囲算出部４２、合焦位置判定部４８及び３Ｄ画像生成部１５０を、ＣＰＵ１１０とは別に描いたが、ＣＰＵ１１０によって構成してもよい。
【００９９】
図６は、第１実施形態における立体撮像制御処理の一例の流れを示すフローチャートである。本処理は、図５のＣＰＵ１１０によりプログラムに従い実行される。
【０１００】
以下では、図７に示す被撮影空間にて３Ｄ撮影を行い、図８に示す左撮像画像９２Ｌ像及び右撮像画像９２Ｒを立体視画像としてメモリカード１５６に記録する場合を例に説明する。この場合、図９に模式的に示すように、クロスポイント位置ＣＰよりも近い花はモニタ２４に飛び出し画像として立体視表示され、クロスポイント位置ＣＰよりも遠い車はモニタ２４に引き込み画像として立体視表示される。
【０１０１】
ステップＳ１０１にて、ＣＰＵ１１０は、シャッタボタン１８が半押しされたか否かを判定し、半押しされたときにステップＳ１０２に進む。
【０１０２】
ステップＳ１０２にて、ＡＥ（自動露出）処理を行う。即ち測光を行い、露出設定を行う。
【０１０３】
ステップＳ１０３にて、ＡＦ（自動合焦）処理を開始する。
【０１０４】
ステップＳ１０４にて、左撮像系１１ＬのＡＦサーチを開始する。即ち、ＣＰＵ１１０は、左撮像系１１Ｌにて、フォーカスレンズ制御部１２６Ｌによりフォーカスレンズ１３０ＦＬを光軸１３１Ｌに沿って移動させながら、ＡＦ検出部１４４により左撮像画像９２Ｌの画角中央の合焦エリアにおける焦点評価値を算出する。
【０１０５】
ステップＳ１０５にて、左撮像系合焦位置Ｐ１を取得する。即ち、ＣＰＵ１１０は、左撮像系１１Ｌの合焦エリアにおける焦点評価値が極大となるフォーカスレンズ１３０ＦＬのレンズ位置（左撮像系合焦レンズ位置）を検出することで、当該レンズ位置に対応する被撮影空間における合焦位置Ｐ１（以下「左撮像系合焦位置」という）を取得する。
【０１０６】
ステップＳ１０６にて、右撮像系１１ＲのＡＦサーチを開始する。即ち、ＣＰＵ１１０は、右撮像系１１Ｒにて、フォーカスレンズ制御部１２６Ｒによりフォーカスレンズ１３０ＦＲを光軸１３１Ｒに沿って移動させながら、ＡＦ検出部１４４により右撮像画像９２Ｒの画角中央の合焦エリアにおける焦点評価値を算出する。
【０１０７】
ステップＳ１０７にて、右撮像系合焦位置Ｐ２を取得する。即ち、ＣＰＵ１１０は、右撮像系１１Ｒの合焦エリアにおける焦点評価値が極大となるフォーカスレンズ１３０ＦＲのレンズ位置（右撮像系合焦レンズ位置）を検出することで、当該レンズ位置に対応する被撮影空間における合焦位置Ｐ２（以下「右撮像系合焦位置」という）を取得する。
【０１０８】
ステップＳ１０８にて、合焦位置判定部４８は、左撮像系合焦位置Ｐ１と右撮像系合焦位置Ｐ２との差Ｐdiff（以下「合焦位置差」という）を算出する。図７にて、左撮像系１１Ｌの光軸１３１Ｌ上にある花の位置がＰ１であり、右撮像系１１Ｒの光軸１３１Ｒ上にある車の位置がＰ２であり、これらＰ１とＰ２との差（即ちＰ１とＰ２との間の距離）がＰdiffである。
【０１０９】
ステップＳ１０９にて、合焦位置判定部４８は、合焦位置差Pdiffが予め決められた閾値Diffよりも大きいか否かを判定する。ここで、PdiffがDiffよりも大きい場合にはステップＳ１１０に進み、PdiffがDiff以下である場合にはステップＳ１２０に進む。
【０１１０】
ステップＳ１１０にて、合焦位置判定部４８は、左右撮像系合焦位置Ｐ３にデフォールト位置を初期設定する。デフォールト位置として、例えば左撮像系合焦位置Ｐ１を用いる。
【０１１１】
ステップＳ１１１にて、立体視可能範囲算出部４２は、被撮影空間における立体視可能範囲を算出する。図７にて、立体視可能近点位置Ｎearと立体視可能遠点位置Ｆarとの間の領域が立体視可能範囲である。本例では、近点許容視差量Ｐnear、遠点許容視差量Ｐfar、焦点距離ｆ、クロスポイント位置ＣＰ及び基線長ＳＢに基づいて、被撮影空間における立体視可能近点位置Ｎnear及び立体視可能遠点位置Ｆarを算出する。
【０１１２】
立体視可能な視差量（「許容視差量」という）を画角横幅に対する比率で表した場合、例えば、近点側では３％、遠点側では５％である。図７における近点許容視差量Ｐnear及び遠点許容視差量Ｐfarは、撮像素子１３４Ｒの受光面における光軸１３１Ｒからの距離で表されている。焦点距離ｆは、ズーム位置（ズームレンズ１３０ＺＲ、１３０ＺＬのレンズ位置）、即ち撮影レンズ１４Ｌ、１４Ｒのズーム倍率に、対応する。ＣＰ、Ｎear及びＦarは、一方の撮影レンズ１４Ｌを基準として、それぞれクロスポイント距離Ｓcp、立体視可能近点距離Ｓnear、立体視可能遠点距離Ｓfarを用いて、表すことができる。基線長ＳＢは、二つの撮影レンズ１４Ｌ及び１４Ｒ間の距離である。図７のθnear及びθfarは［数１］によって表され、Ｓnear及びＳfarは［数２］によって表される。尚、atanはアーク・タンジェントである。
【０１１３】
［数１］
θnear＝atan (Ｐnear／ｆ)
θfar＝atan (Ｐfar／ｆ)
［数２］
Ｓnear＝ＳＢ×tan（９０°−atan（ＳＢ／Ｓcp）−θnear）
Ｓfar＝ＳＢ×tan（９０°−atan（ＳＢ／Ｓcp）−θfar）
立体視可能範囲算出部４２は、例えば、焦点距離ｆをズームボタン２６のズーム操作に依存する可変パラメータとし、それ以外のパラメータＰnear、Ｐfar、ＳＢ及びＳcpを固定パラーメータとして、数１及び数２に従ってＳnear及びＳfarを算出する。尚、Ｓnear及びＳfarは、焦点距離ｆとＳnear及びＳfarとの対応関係を示すテーブル情報を用いて取得すればよい。もっとも、Ｐnear、Ｐfar、ＳＢ及びＳcpを可変パラーメータとした場合にも、本発明を適用可能である。例えば、図１０のグラフは、ある焦点距離（ワイド端）におけるＳcpとＳnear及びＳfarとの関係を示す。このような対応関係を記憶したテーブル情報を各焦点距離ごとに用意することで、Ｓcpを可変パラメータとして扱うことができる。
【０１１４】
ステップＳ１１２にて、合焦位置判定部４８は、左撮像系合焦位置Ｐ１及び右撮像系合焦位置Ｐ２のうち少なくとも一方の合焦位置が、クロスポイント位置ＣＰと立体視可能近点Ｎearとの間にあるか否かを判定する。図７にて、花の合焦位置Ｐ１はＣＰとＮearとの間にあり、車の合焦位置Ｐ２はＣＰとＦarとの間にある。図７の場合、例えば、左撮影レンズ１４ＬからＰ１までの距離（第１の被写体距離）をＳcp及びＳnearと比較するとともに、右撮影レンズ１４ＲからＰ２までの距離（第２の被写体距離）をＳcp×acos（θc）及びＳnear×acos（θc）と比較する。尚、θc は輻輳角であり、acosはアーク・コサインである。合焦位置Ｐ１及びＰ２のうち少なくとも一方が、ＣＰとＮearとの間の領域にあると判定された場合にはステップＳ１１３に進み、両方の合焦位置がＣＰとＮearとの間の領域にないと判定された場合にはステップＳ１２０に進む。
【０１１５】
ステップＳ１１３にて、合焦位置判定部４８により、二つの合焦位置Ｐ１及びＰ２のうちクロスポイント位置ＣＰと立体視可能遠点Ｎearとの間にあると判定された合焦位置を、左右撮像系合焦位置Ｐ３に設定する。図７の場合、ＣＰとＮearとの間にある花の合焦位置Ｐ１をＰ３に設定する。尚、Ｐ１及びＰ２の両方がＣＰとＮearとの間にある場合には、Ｐ１及びＰ２のうち最も立体視可能近点Ｎearに近い合焦位置をＰ３に設定する。
【０１１６】
ステップＳ１２０にて、ＣＰＵ１１０は、フォーカスレンズ制御部１２６Ｌ、１２６Ｒにより、左撮像系１１Ｌのフォーカスレンズ１３０ＦＬ及び右撮像系１１Ｒのフォーカスレンズ１３０ＦＲを、それぞれ左右撮像系合焦位置Ｐ３に対応するレンズ位置に移動させる。即ち、両フォーカスレンズ１３０ＦＬ、１３０ＦＲを、クロスポイント位置ＣＰと立体視可能近点Nearとの間に位置する被写体（図７では花）に合焦させる。
【０１１７】
ステップＳ１２１にて、フォーカスレンズ制御部１２６Ｌ、１２６Ｒの合焦動作終了を待つ。
【０１１８】
ステップＳ１２２にて、シャッタボタン１８が全押しされたか否かを判定し、全押しされたときにステップＳ１２３に進む。
【０１１９】
ステップＳ１２３にて、撮影を開始する。即ち、左撮像系１１Ｌ及び右撮像系１１Ｒにてそれぞれ被写体を撮像し、得られた立体視画像（左撮像画像９２Ｌ及び右撮像画像９２Ｒ）をメディア制御部１５４によりメモリカード１５６に記録する。
【０１２０】
図１１は、本実施形態の立体視可能範囲算出部４２及び合焦位置判定部４８を回路によって構成した場合の一例を示す。
【０１２１】
図１１の立体視可能範囲算出部４２は、入力ポート４２ａ及び出力ポート４２ｂを備える。例えば、焦点距離ｆ、クロスポイント位置ＣＰ、基線長ＳＢ、近点許容視差量Ｐnear及び遠点許容視差量Ｐfarを入力ポート４２ａに入力すると、立体視可能範囲算出部４２は、入力されたパラメータｆ、ＣＰ、ＳＢ、Ｐnear及びＰfarに基づいて、被撮影空間における立体視可能近点位置Ｎear及び立体視可能遠点位置Ｆarを算出して、Ｎear及びＦarを出力ポート４２ｂから出力する。ＣＰ、Ｎear及びＦarは、それぞれ図７のクロスポイント距離Ｓcp、立体視可能近点距離Ｓnear及び立体視可能遠点距離Ｓfarを示す数値を含む。算出方法は、既に説明した通りだが、入力対出力の関係を示すテーブル情報を予めＲＯＭ１１６又はＥＥＰＲＯＭ１１８に記憶しておき、そのテーブル情報に基づいて、Ｎear及びＦarを出力してよい。また、前述のようにＣＰ、ＳＢ、Ｐnear及びＰfarを固定パラメータとし、入力を省略してよい。
【０１２２】
図１１の合焦位置判定部４８は、入力ポート４４ａ及び出力ポート４４ｂを備える。例えば、左撮像系合焦位置Ｐ１、右撮像系合焦位置Ｐ２、クロスポイント位置ＣＰ、立体視可能近点位置Ｎear及び立体視可能遠点位置Ｆarを入力ポート７４ａに入力すると、合焦位置判定部４８は、入力されたパラメータＰ１、Ｐ２、ＣＰ、Ｎear及びＦarに基づいて、Ｐ１及びＰ２のうちから左右撮像系合焦位置Ｐ３を判定し、Ｐ３を出力ポート４４ｂから出力する。ＣＰ、Ｎear及びＦarは、それぞれ図７のクロスポイント距離Ｓcp、立体視可能近点距離Ｓnear及び立体視可能遠点距離Ｓfarを示す数値を含む。判定方法は、既に説明した通りだが、入力対出力の関係を示すテーブル情報を予めＲＯＭ１１６又はＥＥＰＲＯＭ１１８に記憶しておき、そのテーブル情報に基づいて、Ｐ３を出力してよい。また、ＣＰを固定パラメータとし、入力を省略してもよい。Ｎear及びＦarは、立体視可能範囲算出部４２の出力ポート４２ｂから出力されたものを入力する。
【０１２３】
（第２実施形態）
図１２は、第２実施形態におけるデジタルカメラ１０２の内部構成を示すブロック図である。なお、図５に示した第１実施形態におけるデジタルカメラ１０１と同じ要素には同じ符号を付してあり、以下では、第１実施形態と異なる事項のみ説明する。
【０１２４】
本実施形態の合焦位置判定部５８は、各合焦位置Ｐ１、Ｐ２が立体視可能範囲内にあるか否かを判定する。
【０１２５】
尚、図１２にて、立体視可能範囲算出部４２及び合焦位置判定部５８を、ＣＰＵ１１０とは別に描いたが、ＣＰＵ１１０によって構成してもよい。
【０１２６】
図１３は、第２実施形態における立体撮像制御処理の一例の流れを示すフローチャートである。本処理は、図１２のＣＰＵ１１０によりプログラムに従い実行される。
【０１２７】
以下では、図１４に示す被撮影空間にて立体視撮影を行い、左撮像画像９２Ｌ像及び右撮像画像９２Ｒを立体視画像としてメモリカード１５６に記録する場合を例に説明する。
【０１２８】
ステップＳ２０１〜Ｓ２０８は、図６に示した第１実施形態におけるＳ１０１〜Ｓ１０８と同様であり、説明を省略する。
【０１２９】
ステップＳ２０９にて、合焦位置判定部５８は、合焦位置差Pdiffが閾値Diffよりも大きいか否かを判定し、PdiffがDiffよりも大きい場合にはステップＳ２１０に進み、PdiffがDiff以下である場合にはステップＳ２２０に進む。
【０１３０】
ステップＳ２１０〜Ｓ２１１は、第１実施形態のＳ１１０〜Ｓ１１１と同じである。
【０１３１】
ステップＳ２１２にて、合焦位置判定部５８は、左撮像系合焦位置Ｐ１及び右撮像系合焦位置Ｐ２のうち少なくとも一方の合焦位置が立体視可能範囲内にあるか否かを判定する。即ち、各合焦位置Ｐ１、Ｐ２が立体視可能遠点Ｆarと立体視可能近点Ｎearとの間にあるか否かを判定するとともに、少なくとも一方の合焦位置がＦarとＮearとの間にあるか否かを判定する。図１４にて、Ｐ１はＮearよりも近い位置にあり、Ｐ２はＦarとＮearとの間にある。少なくとも一方の合焦位置が立体視可能範囲内にあると判定された場合にはステップＳ２１３に進み、両方の合焦位置が立体視可能範囲内にないと判定された場合にはステップＳ２２０に進む。
【０１３２】
ステップＳ２１３にて、合焦位置判定部５８により、二つの合焦位置Ｐ１及びＰ２のうち立体視可能範囲にあると判定されたひとつの合焦位置を、左右撮像系合焦位置Ｐ３に設定する。図１４の場合、ＮearとＦarとの間にあるＰ１をＰ３に設定する。尚、Ｐ１及びＰ２の両方がＮearとＮearとの間にある場合には、Ｐ１及びＰ２のうち、最も立体視可能近点Ｎearに近い合焦位置をＰ３に設定する。
【０１３３】
ステップＳ２２０にて、ＣＰＵ１１０は、フォーカスレンズ制御部１２６Ｌ、１２６Ｒにより、左撮像系１１Ｌのフォーカスレンズ１３０ＦＬ及び右撮像系１１Ｒのフォーカスレンズ１３０ＦＲを、それぞれ左右撮像系合焦位置Ｐ３に対応するレンズ位置に移動させる。即ち、両フォーカスレンズ１３０ＦＬ、１３０ＦＲを、立体視可能範囲内の被写体（図１４では車）に合焦させる。
【０１３４】
ステップＳ２２１〜Ｓ２２３は、第１実施形態のＳ１２１〜Ｓ１２３と同じである。
【０１３５】
図１５は、本実施形態の合焦位置判定部５８を回路によって構成した場合の一例を示す。図１５にて、合焦位置判定部５８は、入力ポート５８ａ及び出力ポート５８ｂを備える。例えば、左撮像系合焦位置Ｐ１、右撮像系合焦位置Ｐ２、立体視可能近点位置Ｎear（Ｓnear）及び立体視可能遠点位置Ｆar（Ｓfar）を入力ポート５８ａに入力すると、合焦位置判定部５８は、入力されたパラメータＰ１、Ｐ２、Ｎear及びＦarに基づいて、Ｐ１及びＰ２のうちから左右撮像系合焦位置Ｐ３を判定し、Ｐ３を出力ポート５８ｂから出力する。判定方法は、既に説明した通りだが、入力対出力の関係を示すテーブル情報を予めＲＯＭ１１６又はＥＥＰＲＯＭ１１８に記憶しておき、そのテーブル情報に基づいて、Ｐ３を出力してよい。
【０１３６】
（第３実施形態）
図１６は、第３実施形態におけるデジタルカメラ１０３の内部構成を示すブロック図である。なお、図５に示した第１実施形態におけるデジタルカメラ１０１と同じ要素には同じ符号を付してあり、以下では、第１実施形態と異なる事項のみ説明する。
【０１３７】
被写界深度算出部６４は、各撮像系１１Ｌ、１１Ｒの被写界深度を算出する。
【０１３８】
本実施形態の合焦位置判定部６８は、各撮像系１１Ｌ、１１Ｒの被写界深度内に左撮像系合焦位置Ｐ１及び右撮像系合焦位置Ｐ２の両方が包含されているか否かを判定する。
【０１３９】
尚、図１６にて、被写界深度算出部６４及び合焦位置判定部６８を、ＣＰＵ１１０とは別に描いたが、ＣＰＵ１１０によって構成してもよい。
【０１４０】
図１７は、第３実施形態における立体撮像処理の一例の流れを示すフローチャートである。本処理は、図１６のＣＰＵ１１０によりプログラムに従い実行される。
【０１４１】
以下では、図１８に示す被撮影空間にて立体視撮影を行い、左撮像画像９２Ｌ像及び右撮像画像９２Ｒを立体視画像としてメモリカード１５６に記録する場合を例に説明する。
【０１４２】
ステップＳ３０１〜Ｓ３０８は、図６に示した第１実施形態におけるＳ１０１〜Ｓ１０８と同様であり、説明を省略する。
【０１４３】
ステップＳ３０９にて、合焦位置判定部６８は、合焦位置差Pdiffが閾値Diffよりも大きいか否かを判定し、PdiffがDiffよりも大きい場合にはステップＳ３１０に進み、PdiffがDiff以下である場合にはステップＳ３２０に進む。
【０１４４】
ステップＳ３１０にて、被写界深度算出部６４により、各撮像系１１Ｌ、１１Ｒの被写界深度を算出する。
【０１４５】
過焦点距離をＨ、焦点距離をｆ、絞り値をＮ、許容錯乱円直径をＣ、合焦位置までの距離をＳｐ、前側被写界深度をＤＮ、後側被写界深度をＤＦとすると、被写界深度Ｄは、数３〜数６を用いて算出できる。
［数３］Ｈ＝ｆ２／（Ｎ×Ｃ）
［数４］ＤＮ＝（Ｓｐ×（Ｈ−ｆ））／（Ｈ＋Ｓｐ−２ｆ）
［数５］ＤＦ＝（Ｓｐ×（Ｈ−ｆ））／（Ｈ−Ｓｐ）
［数６］Ｄ＝ＤＮ＋ＤＦ
以下では、左撮像系１１Ｌの被写界深度ＤをＤＬ、右撮像系１１Ｒの被写界深度ＤをＤＲと記す。即ち、左撮像系合焦位置Ｐ１に対応するレンズ位置にフォーカスレンズ１３０ＦＬを設定したときの左撮像系１１Ｌの被写界深度がＤＬであり、右撮像系合焦位置Ｐ２に対応するレンズ位置にフォーカスレンズ１３０ＦＲを設定したときの右撮像系１１Ｒの被写界深度がＤＲである。即ち、ＤＬ及びＤＲを被写界深度算出部６４により算出する。
【０１４６】
ステップＳ３１１にて、合焦位置判定部６８は、各撮像系１１Ｌ、１１Ｒの被写界深度ＤＬ、ＤＲ内に左撮像系合焦位置Ｐ１及び右撮像系合焦位置Ｐ２の両方が包含されているか否かを判定し、Ｐ１及びＰ２の両方を被写界深度内に包含している撮像系を選択し、選択した撮像系のＡＦサーチで検出したひとつの合焦位置（Ｐ１又はＰ２）を、左右撮像系合焦位置Ｐ３に設定する。図１８にて、Ｐ１に合焦した左撮像系１１Ｌの被写界深度ＤＬはＰ１及びＰ２の両方を包含しているが、Ｐ２に合焦した右撮像系１１Ｒの被写界深度ＤＲはＰ２のみを包含している。そこで、合焦位置判定部６８は、左撮像系１１Ｌを選択し、Ｐ１をＰ３に設定する。
【０１４７】
ステップＳ３２０にて、ＣＰＵ１１０は、フォーカスレンズ制御部１２６Ｌ、１２６Ｒにより、左撮像系１１Ｌのフォーカスレンズ１３０ＦＬ及び右撮像系１１Ｒのフォーカスレンズ１３０ＦＲを、それぞれ左右撮像系合焦位置Ｐ３に対応するレンズ位置に移動させる。即ち、Ｐ１及びＰ２の両方を被写界深度内に包含する撮像系（１１Ｌ又は１１Ｒ）で検出された合焦位置に、両フォーカスレンズ１３０ＦＬ，１３０ＦＲを合焦させる。
【０１４８】
ステップＳ３２１〜Ｓ３２３は、第１実施形態のＳ１２１〜Ｓ１２３と同じである。
【０１４９】
図１９は、本実施形態の被写界深度算出部６４を回路によって構成した場合の一例を示す。図１９にて、被写界深度算出部６４は、入力ポート６４ａ及び出力ポート６４ｂを備える。例えば、左撮像系合焦位置Ｐ１（Ｓp１）、右撮像系合焦位置Ｐ２（Ｓp２）、絞り１３２Ｌ，１３２Ｒの絞り値Ｎ、許容錯乱円の直径Ｃ及び焦点距離ｆを入力ポート６４ａに入力すると、被写界深度算出部６４は、入力されたパラメータＰ１、Ｐ２、Ｎ、Ｃ及びｆに基づいて、被写界深度ＤＬ及びＤＲを算出し、ＤＬ及びＤＲを出力ポート６４ｂから出力する。
【０１５０】
（第４実施形態）
図２０は、第４実施形態におけるデジタルカメラ１０４の内部構成を示すブロック図である。なお、図５に示した第１実施形態におけるデジタルカメラ１０１と同じ要素には同じ符号を付してあり、以下では、第１実施形態と異なる事項のみ説明する。
【０１５１】
視差量算出部７６は、各合焦位置Ｐ１、Ｐ２ごとに、左撮像系１１Ｌと右撮像系１１Ｒとの視差量を算出する。
【０１５２】
本実施形態の合焦位置判定部７８は、左撮像系合焦位置Ｐ１と右撮像系合焦位置Ｐ２とで視差量を比較して、Ｐ１及びＰ２のうち視差量が小さい合焦位置を判定する。
【０１５３】
尚、図２０にて、視差量算出部７６及び合焦位置判定部７８を、ＣＰＵ１１０とは別に描いたが、ＣＰＵ１１０によって構成してもよい。
【０１５４】
図２１は、第４実施形態における立体撮像処理の一例の流れを示すフローチャートである。本処理は、図２０のＣＰＵ１１０によりプログラムに従い実行される。
【０１５５】
以下では、図２２に示す被撮影空間にて立体視撮影を行い、図２３に示す左撮像画像９２Ｌ像及び右撮像画像９２Ｒを立体視画像としてメモリカード１５６に記録する場合を例に説明する。
【０１５６】
ステップＳ４０１〜Ｓ４０８は、図６に示した第１実施形態におけるＳ１０１〜Ｓ１０８と同様であり、説明を省略する。
【０１５７】
ステップＳ４０９にて、合焦位置判定部７８は、合焦位置差Pdiffが閾値Diffよりも大きいか否かを判定し、PdiffがDiffよりも大きい場合にはステップＳ４１０に進み、PdiffがDiff以下である場合にはステップＳ４２０に進む。
【０１５８】
ステップＳ４１０にて、視差量算出部７６は、各合焦位置Ｐ１、Ｐ２ごとに、左撮像系１１Ｌと右撮像系１１Ｒとの視差量を算出する。本例では、左撮像系合焦位置Ｐ１、右撮像系合焦位置Ｐ２、クロスポイント位置ＣＰ及び基線長ＳＢに基づいて、左撮像系合焦位置Ｐ１の視差量Ａ１及び右撮像系合焦位置Ｐ２の視差量Ａ２を算出する。Ａ１、Ａ２は、被撮影空間での撮像系１１Ｌ、１１Ｒ間の視差量である。図２２に示すように、Ｐ１までの被写体距離をＳp２、Ｐ２までの被写体距離をＳp２、ＣＰまでの距離をＳcpとしたとき、Ａ１及びＡ２は［数７］を用いて算出できる。
【０１５９】
［数７］
Ａ１＝（（Ｓcp／ＳＢ）×（Ｓcp−Ｓp１））
Ａ２＝（（Ｓcp／ＳＢ）×（Ｓp２−Ｓcp））
Ａ１は、図２３における左撮像画像９２Ｌの花画像９２１Ｌと右撮像画像９２Ｒの花画像９２１Ｒとの両眼視差量ＡＰ１に比例する。また、Ａ２は、図２３における左撮像画像９２Ｌの車画像９２２Ｌと右撮像画像９２Ｒの車画像９２２Ｒとの両眼視差量ＡＰ２に比例する。ＡＰ１、ＡＰ２は、撮像画像での両眼間の視差量である。よって、視差量算出部７６は、各合焦位置Ｐ１、Ｐ２ごとに、撮像画像での両眼視差量ＡＰ１、ＡＰ２を検出しているともいえる。
【０１６０】
ステップＳ４１１にて、合焦位置判定部７８は、左撮像系合焦位置Ｐ１と右撮像系合焦位置Ｐ２とで視差量Ａ１、Ａ２を比較して、Ｐ１及びＰ２のうち視差量が小さい合焦位置を判定し、左右撮像系合焦位置Ｐ３に設定する。
【０１６１】
ステップＳ４２０にて、ＣＰＵ１１０は、フォーカスレンズ制御部１２６Ｌ、１２６Ｒにより、左撮像系１１Ｌのフォーカスレンズ１３０ＦＬ及び右撮像系１１Ｒのフォーカスレンズ１３０ＦＲを、それぞれ左右撮像系合焦位置Ｐ３に対応するレンズ位置に移動させる。即ち、両フォーカスレンズ１３０ＦＬ，１３０ＦＲを、Ｐ１及びＰ２のうち視差量が小さい合焦位置に合焦させる。
【０１６２】
ステップＳ４２１〜Ｓ４２３は、第１実施形態のＳ１２１〜Ｓ１２３と同じである。
【０１６３】
図２４は、本実施形態の視差量算出部７６を回路によって構成した場合の一例を示す。図２４にて、視差量算出部７６は、入力ポート７６ａ及び出力ポート７６ｂを備える。例えば、左撮像系合焦位置Ｐ１（Ｓp１）、右撮像系合焦位置Ｐ２（Ｓp２）、クロスポイント位置ＣＰ（Ｓcp）、基線長ＳＢを入力ポート７６ａに入力すると、視差量算出部７６は、入力されたパラメータＰ１、Ｐ２、ＣＰ、ＳＢに基づいて、視差量Ａ１及びＡ２を算出し、Ａ１及びＡ２を出力ポート７６ｂから出力する。
【０１６４】
（第５実施形態）
図２５は、第５実施形態におけるデジタルカメラ１０４の内部構成を示すブロック図である。なお、第１実施形態から第４実施形態までのデジタルカメラ（図５の１０１、図１２の１０２、図１６の１０３、図２０の１０４）と同じ要素には同じ符号を付してあり、以下では、異なる事項のみ説明する。
【０１６５】
合焦位置判定部８８は、各合焦位置Ｐ１、Ｐ２が立体視可能範囲内にあるか否かを判定する(第１の合焦位置判定)。また、合焦位置判定部８８は、各撮像系１１Ｌ、１１Ｒの被写界深度内に左撮像系合焦位置Ｐ１及び右撮像系合焦位置Ｐ２の両方が包含されているか否かを判定する(第２の合焦位置判定)。また、合焦位置判定部８８は、左撮像系合焦位置Ｐ１における視差量と右撮像系合焦位置Ｐ２における視差量との大小関係を判定する(第３の合焦位置判定)。また、合焦位置判定部８８は、第１〜第３の合焦位置判定の結果に基づいて、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうちいずれかを選択する。すなわち、本例の合焦位置判定部８８は、左撮像系合焦位置Ｐ１、右撮像系合焦位置Ｐ２、立体視可能範囲、被写界深度、及び、Ｐ１、Ｐ２における視差量に基づいて、Ｐ１及びＰ２のうちから左右撮像系合焦位置Ｐ３を選択する。
【０１６６】
図２６は、第５実施形態における立体撮像処理の一例の流れを示すフローチャートである。本処理は、図２５のＣＰＵ１１０によりプログラムに従い実行される。
【０１６７】
ステップＳ５０１〜Ｓ５０８は、図６に示した第１実施形態におけるＳ１０１〜Ｓ１０８と同様であり、説明を省略する。
【０１６８】
ステップＳ５０９にて、合焦位置判定部８８は、合焦位置差Pdiffが閾値Diffよりも大きいか否かを判定し、PdiffがDiffよりも大きい場合にはステップＳ５１０に進み、PdiffがDiff以下である場合にはステップＳ５２０に進む。
【０１６９】
ステップＳ５１０にて、第３実施形態のステップＳ３１０と同様に、被写界深度算出部６４により各撮像系１１Ｌ、１１Ｒの被写界深度ＤＬ、ＤＲを算出する。即ち、左撮像系１１Ｌのフォーカスレンズ１３０ＦＬを左撮像系合焦位置Ｐ１に合焦させた状態における左撮像系１１Ｌの被写界深度ＤＬと、右撮像系１１Ｒのフォーカスレンズ１３０ＦＲを右撮像系合焦位置Ｐ２に合焦させた状態における右撮像系１１Ｒの被写界深度ＤＲとを算出する。
【０１７０】
ステップＳ５１１にて、第３実施形態のステップＳ３１１と同様に、各撮像系１１Ｌ、１１Ｒの被写界深度ＤＬ、ＤＲ内に左撮像系合焦位置Ｐ１及び右撮像系合焦位置Ｐ２の両方が包含されているか否かを判定する。
【０１７１】
ステップＳ５１２にて、第４実施形態のステップＳ４１０と同様に、各合焦位置Ｐ１、Ｐ２ごとに、左撮像系１１Ｌと右撮像系１１Ｒとの視差量を算出する。
【０１７２】
ステップＳ５１３にて、第４実施形態のステップＳ４１１と同様に、左撮像系合焦位置Ｐ１における視差量と右撮像系合焦位置Ｐ２における視差量との大小関係を判定する。
【０１７３】
ステップＳ５１４にて、第２実施形態のステップＳ２１１と同様に、被撮影空間における立体視可能範囲を算出する。
【０１７４】
ステップＳ５１５にて、第２実施形態のステップＳ２１２と同様に、各合焦位置Ｐ１、Ｐ２が立体可能範囲内にあるか否かを判定する。
【０１７５】
ステップＳ５１７にて、撮影時合焦位置判定テーブルに基づいて、左右撮像系合焦位置Ｐ３（撮影時合焦位置）を決定する。
【０１７６】
図２７に撮影時合焦位置判定テーブルの一例を示す。本例では、Ｐ１、Ｐ２のうち少なくとも一方が立体視可能範囲内にある場合には、第２実施形態と同様、立体視可能範囲内にある合焦位置を撮影時合焦位置Ｐ３として選択する。また、Ｐ１及びＰ２の両方が立体視可能範囲外である場合には、視差量が小さい合焦位置をＰ３として選択する。また、Ｐ１及びＰ２の両方が立体視可能範囲内である場合には、被写界深度内に両合焦位置Ｐ１及びＰ２の両方を包含する撮像系にて検出されたひとつの合焦位置をＰ３として選択する。
【０１７７】
図２８に撮影時合焦位置判定テーブルの他の例を示す。本例では、Ｐ１、Ｐ２のうち少なくとも一方が立体視可能範囲内にある場合には、第２実施形態と同様、立体視可能範囲内にある合焦位置を撮影時合焦位置Ｐ３として選択する。また、Ｐ１及びＰ２の両方が立体視可能範囲外である場合には、被写界深度内に両合焦位置Ｐ１及びＰ２の両方を包含する撮像系にて検出されたひとつの合焦位置をＰ３として選択する。また、Ｐ１及びＰ２の両方が立体視可能範囲内である場合には、視差量が小さい合焦位置をＰ３として選択する。
【０１７８】
なお、本発明は図２７又は図２８に示した場合には特に限定されない。例えば、Ｐ１及びＰ２の両方が立体視可能範囲外である場合も両方が立体視可能範囲内である場合も、視差量が小さい合焦位置をＰ３として選択してもよい。また、例えば、Ｐ１及びＰ２の両方が立体視可能範囲外である場合も両方が立体視可能範囲内である場合も、被写界深度内に両合焦位置Ｐ１及びＰ２の両方を包含する撮像系にて検出されたひとつの合焦位置をＰ３として選択してもよい。
【０１７９】
ステップＳ５２０にて、ＣＰＵ１１０は、フォーカスレンズ制御部１２６Ｌ、１２６Ｒにより、左撮像系１１Ｌのフォーカスレンズ１３０ＦＬ及び右撮像系１１Ｒのフォーカスレンズ１３０ＦＲを、それぞれ左右撮像系合焦位置Ｐ３に対応するレンズ位置に移動させる。
【０１８０】
ステップＳ５２１〜Ｓ５２３は、第１実施形態のＳ１２１〜Ｓ１２３と同じである。
【０１８１】
なお、撮像画像のコントラストが極大になる合焦レンズ位置を検出することで、画角内の特定の合焦エリアでフォーカスレンズが合焦する被写体の位置（合焦位置）を検出する場合を例に説明したが、本発明はこのような場合に限定されない。例えば測距センサを用いて被写体距離を測定する場合にも適用可能である。
【０１８２】
本発明は、本明細書において説明した例や図面に図示された例には限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、各種の設計変更や改良を行ってよいのはもちろんである。
【符号の説明】
【０１８３】
１０、１０１〜１０５…デジタルカメラ、１８…シャッタボタン、１１Ｌ、１１Ｒ…撮像系、１４Ｌ、１４Ｒ…右撮影レンズ、２４…モニタ、４２…立体視可能範囲算出部、４８、５８、６８、７８、８８…合焦位置判定部、６４…被写界深度算出部、７６…視差量算出部、１１０…ＣＰＵ、１２４Ｌ、１２４Ｒ…ズームレンズ制御部、１２６Ｌ、１２６Ｒ…フォーカスレンズ制御部、１３０ＺＬ、１３０ＺＲ…ズームレンズ、１３０ＦＬ、１３０ＦＲ…フォーカスレンズ、１３４Ｌ、１３４Ｒ…撮像素子、１４４…ＡＦ検出部、１５６…メモリカード、ＣＰ…クロスポイント、Ｐ１…左撮像系合焦位置、Ｐ２…右撮像系合焦位置、ＳＢ…基線長
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段とを備えた立体撮像装置において、
前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、
前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、
前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量が許容範囲内になる被撮影空間における立体視可能範囲を算出する立体視可能範囲算出手段と、
前記各合焦位置が前記立体視可能範囲内にあるか否かを判定する合焦位置判定手段と、
前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうち前記立体視可能範囲内にあると判定されたひとつの前記合焦位置に、前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦制御手段と、
を備えたことを特徴とする立体撮像装置。
【請求項２】
第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段とを備えた立体撮像装置において、
前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、
前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、
前記各撮像手段の被写界深度を算出する被写界深度算出手段と、
前記各撮像手段の被写界深度内に前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が包含されているか否かを判定する合焦位置判定手段と、
前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方を被写界深度内に包含する撮像手段にて検出されたひとつの前記合焦位置に、前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦制御手段と、
を備えたことを特徴とする立体撮像装置。
【請求項３】
第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段とを備えた立体撮像装置において、
前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、
前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、
前記各合焦位置ごとに前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量を算出する視差量算出手段と、
前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうちで前記視差量が小さい合焦位置を判定する合焦位置判定手段と、
前記合焦位置判定手段により視差量が小さいと判定された前記合焦位置に、前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦制御手段と、
を備えたことを特徴とする立体撮像装置。
【請求項４】
第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段とを備えた立体撮像装置において、
前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、
前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、
前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量が許容範囲内になる被撮影空間における立体視可能範囲を算出する立体視可能範囲算出手段と、
前記各撮像手段の被写界深度を算出する被写界深度算出手段と、
前記各合焦位置ごとに前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量を算出する視差量算出手段と、
前記第１の合焦位置、前記第２の合焦位置、前記立体視可能範囲、前記被写界深度及び前記視差量に基づいて、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうちいずれかを選択する合焦位置選択手段と、
前記選択された合焦位置に前記レンズ駆動手段により前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦制御手段と、
を備えたことを特徴とする立体撮像装置。
【請求項５】
前記各撮像手段の被写界深度を算出する被写界深度算出手段を備え、
前記合焦位置判定手段は、前記各撮像手段の被写界深度内に前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が包含されているか否かを判定し、
前記合焦制御手段は、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が前記立体視可能範囲内にある場合、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方を被写界深度内に包含する撮像手段にて検出されたひとつの前記合焦位置に、前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させることを特徴とする請求項１に記載の立体撮像装置。
【請求項６】
前記第１の画像及び前記第２の画像における前記各合焦位置の視差量を取得する視差量取得手段を備え、
前記合焦制御手段は、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が前記立体視可能範囲内にある場合、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうちで視差量が小さい前記合焦位置に、前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させることを特徴とする請求項１に記載の立体撮像装置。
【請求項７】
前記各撮像手段の被写界深度を算出する被写界深度算出手段を備え、
前記合焦位置判定手段は、前記各撮像手段の被写界深度内に前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が包含されているか否かを判定し、
前記合焦制御手段は、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が前記立体視可能範囲外にある場合、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方を被写界深度内に包含する撮像手段にて検出されたひとつの前記合焦位置に、前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させることを特徴とする請求項１、５及び６のうちいずれか１項に記載の立体撮像装置。
【請求項８】
前記第１の画像及び前記第２の画像における前記各合焦位置の視差量を取得する視差量取得手段を備え、
前記合焦制御手段は、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が前記立体視可能範囲外にある場合、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうちで視差量が小さい前記合焦位置に、前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させることを特徴とする請求項１、５及び６のうちいずれか１項に記載の立体撮像装置。
【請求項９】
前記合焦位置判定手段は、前記各合焦位置が前記撮影光学系の光軸の交点と前記立体視可能範囲の近点との間にあるか否かを判定し、
前記合焦制御手段は、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうち前記交点と前記立体視可能範囲の近点との間にあると判定されたひとつの前記合焦位置に、前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させることを特徴とする請求項１に記載の立体撮像装置。
【請求項１０】
前記合焦制御手段は、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が前記交点と前記立体視可能範囲の近点との間にある場合、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうち前記近点に最も近い合焦位置に前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させることを特徴とする請求項９に記載の立体撮像装置。
【請求項１１】
第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段と、前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、を用いる立体撮像方法において、
前記レンズ駆動手段により前記各フォーカスレンズを移動させて、前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出ステップと、
前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量が許容範囲内になる被撮影空間における立体視可能範囲を算出する立体視可能範囲算出ステップと、
前記各合焦位置が前記立体視可能範囲内にあるか否かを判定する合焦位置判定ステップと、
前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうち前記立体視可能範囲内にあると判定されたひとつの前記合焦位置に、前記レンズ駆動手段により前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦ステップと、
を含むことを特徴とする立体撮像方法。
【請求項１２】
第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段と、前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、を用いる立体撮像方法において、
前記レンズ駆動手段により前記各フォーカスレンズを移動させて、前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出ステップと、
前記各撮像手段の被写界深度を算出する被写界深度算出ステップと、
前記各撮像手段の被写界深度内に前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が包含されているか否かを判定する合焦位置判定ステップと、
前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方を被写界深度内に包含する撮像手段にて検出されたひとつの前記合焦位置に、前記レンズ駆動手段により前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦ステップと、
を含むことを特徴とする立体撮像方法。
【請求項１３】
第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段と、前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、を用いる立体撮像方法において、
前記レンズ駆動手段により前記各フォーカスレンズを移動させて、前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出ステップと、
前記各合焦位置ごとに前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量を算出する視差量算出ステップと、
前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうちで前記視差量が小さい合焦位置を判定する合焦位置判定ステップと、
前記合焦位置判定手段により視差量が小さいと判定された前記合焦位置に、前記レンズ駆動手段により前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦ステップと、
を含むことを特徴とする立体撮像方法。
【請求項１４】
第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段と、前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、を用いる立体撮像方法において、
前記レンズ駆動手段により前記各フォーカスレンズを移動させて、前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出ステップと、
前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量が許容範囲内になる被撮影空間における立体視可能範囲を算出する立体視可能範囲算出ステップと、
前記各撮像手段の被写界深度を算出する被写界深度算出ステップと、
前記各合焦位置ごとに前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量を算出する視差量算出ステップと、
前記第１の合焦位置、前記第２の合焦位置、前記立体視可能範囲、前記被写界深度及び前記視差量に基づいて、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうちいずれかを選択する合焦位置選択ステップと、
前記選択された合焦位置に前記レンズ駆動手段により前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦ステップと、
を含むことを特徴とする立体撮像方法。
【請求項１５】
第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段と、前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段とを用いる立体撮像方法において、
前記レンズ駆動手段により前記各フォーカスレンズを移動させて、前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出ステップと、
前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量が許容範囲内になる被撮影空間における立体視可能範囲を算出する立体視可能範囲取ステップと、
前記各合焦位置が前記撮影光学系の光軸の交点と前記立体視可能範囲の近点との間にあるか否かを判定する合焦位置判定ステップと、
前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうち前記交点と前記立体視可能範囲の近点との間にあると判定されたひとつの前記合焦位置に、前記レンズ駆動手段により前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦ステップと、
を含むことを特徴とする立体撮像方法。
【請求項１】
第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段とを備えた立体撮像装置において、
前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、
前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、
前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量が許容範囲内になる被撮影空間における立体視可能範囲を算出する立体視可能範囲算出手段と、
前記各合焦位置が前記立体視可能範囲内にあるか否かを判定する合焦位置判定手段と、
前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうち前記立体視可能範囲内にあると判定されたひとつの前記合焦位置に、前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦制御手段と、
を備えたことを特徴とする立体撮像装置。
【請求項２】
第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段とを備えた立体撮像装置において、
前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、
前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、
前記各撮像手段の被写界深度を算出する被写界深度算出手段と、
前記各撮像手段の被写界深度内に前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が包含されているか否かを判定する合焦位置判定手段と、
前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方を被写界深度内に包含する撮像手段にて検出されたひとつの前記合焦位置に、前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦制御手段と、
を備えたことを特徴とする立体撮像装置。
【請求項３】
第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段とを備えた立体撮像装置において、
前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、
前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、
前記各合焦位置ごとに前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量を算出する視差量算出手段と、
前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうちで前記視差量が小さい合焦位置を判定する合焦位置判定手段と、
前記合焦位置判定手段により視差量が小さいと判定された前記合焦位置に、前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦制御手段と、
を備えたことを特徴とする立体撮像装置。
【請求項４】
第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段とを備えた立体撮像装置において、
前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、
前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出手段と、
前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量が許容範囲内になる被撮影空間における立体視可能範囲を算出する立体視可能範囲算出手段と、
前記各撮像手段の被写界深度を算出する被写界深度算出手段と、
前記各合焦位置ごとに前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量を算出する視差量算出手段と、
前記第１の合焦位置、前記第２の合焦位置、前記立体視可能範囲、前記被写界深度及び前記視差量に基づいて、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうちいずれかを選択する合焦位置選択手段と、
前記選択された合焦位置に前記レンズ駆動手段により前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦制御手段と、
を備えたことを特徴とする立体撮像装置。
【請求項５】
前記各撮像手段の被写界深度を算出する被写界深度算出手段を備え、
前記合焦位置判定手段は、前記各撮像手段の被写界深度内に前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が包含されているか否かを判定し、
前記合焦制御手段は、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が前記立体視可能範囲内にある場合、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方を被写界深度内に包含する撮像手段にて検出されたひとつの前記合焦位置に、前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させることを特徴とする請求項１に記載の立体撮像装置。
【請求項６】
前記第１の画像及び前記第２の画像における前記各合焦位置の視差量を取得する視差量取得手段を備え、
前記合焦制御手段は、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が前記立体視可能範囲内にある場合、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうちで視差量が小さい前記合焦位置に、前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させることを特徴とする請求項１に記載の立体撮像装置。
【請求項７】
前記各撮像手段の被写界深度を算出する被写界深度算出手段を備え、
前記合焦位置判定手段は、前記各撮像手段の被写界深度内に前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が包含されているか否かを判定し、
前記合焦制御手段は、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が前記立体視可能範囲外にある場合、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方を被写界深度内に包含する撮像手段にて検出されたひとつの前記合焦位置に、前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させることを特徴とする請求項１、５及び６のうちいずれか１項に記載の立体撮像装置。
【請求項８】
前記第１の画像及び前記第２の画像における前記各合焦位置の視差量を取得する視差量取得手段を備え、
前記合焦制御手段は、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が前記立体視可能範囲外にある場合、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうちで視差量が小さい前記合焦位置に、前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させることを特徴とする請求項１、５及び６のうちいずれか１項に記載の立体撮像装置。
【請求項９】
前記合焦位置判定手段は、前記各合焦位置が前記撮影光学系の光軸の交点と前記立体視可能範囲の近点との間にあるか否かを判定し、
前記合焦制御手段は、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうち前記交点と前記立体視可能範囲の近点との間にあると判定されたひとつの前記合焦位置に、前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させることを特徴とする請求項１に記載の立体撮像装置。
【請求項１０】
前記合焦制御手段は、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が前記交点と前記立体視可能範囲の近点との間にある場合、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうち前記近点に最も近い合焦位置に前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させることを特徴とする請求項９に記載の立体撮像装置。
【請求項１１】
第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段と、前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、を用いる立体撮像方法において、
前記レンズ駆動手段により前記各フォーカスレンズを移動させて、前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出ステップと、
前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量が許容範囲内になる被撮影空間における立体視可能範囲を算出する立体視可能範囲算出ステップと、
前記各合焦位置が前記立体視可能範囲内にあるか否かを判定する合焦位置判定ステップと、
前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうち前記立体視可能範囲内にあると判定されたひとつの前記合焦位置に、前記レンズ駆動手段により前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦ステップと、
を含むことを特徴とする立体撮像方法。
【請求項１２】
第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段と、前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、を用いる立体撮像方法において、
前記レンズ駆動手段により前記各フォーカスレンズを移動させて、前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出ステップと、
前記各撮像手段の被写界深度を算出する被写界深度算出ステップと、
前記各撮像手段の被写界深度内に前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方が包含されているか否かを判定する合焦位置判定ステップと、
前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置の両方を被写界深度内に包含する撮像手段にて検出されたひとつの前記合焦位置に、前記レンズ駆動手段により前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦ステップと、
を含むことを特徴とする立体撮像方法。
【請求項１３】
第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段と、前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、を用いる立体撮像方法において、
前記レンズ駆動手段により前記各フォーカスレンズを移動させて、前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出ステップと、
前記各合焦位置ごとに前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量を算出する視差量算出ステップと、
前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうちで前記視差量が小さい合焦位置を判定する合焦位置判定ステップと、
前記合焦位置判定手段により視差量が小さいと判定された前記合焦位置に、前記レンズ駆動手段により前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦ステップと、
を含むことを特徴とする立体撮像方法。
【請求項１４】
第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段と、前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段と、を用いる立体撮像方法において、
前記レンズ駆動手段により前記各フォーカスレンズを移動させて、前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出ステップと、
前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量が許容範囲内になる被撮影空間における立体視可能範囲を算出する立体視可能範囲算出ステップと、
前記各撮像手段の被写界深度を算出する被写界深度算出ステップと、
前記各合焦位置ごとに前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量を算出する視差量算出ステップと、
前記第１の合焦位置、前記第２の合焦位置、前記立体視可能範囲、前記被写界深度及び前記視差量に基づいて、前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうちいずれかを選択する合焦位置選択ステップと、
前記選択された合焦位置に前記レンズ駆動手段により前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦ステップと、
を含むことを特徴とする立体撮像方法。
【請求項１５】
第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系を有し被写体を撮像して第１の画像を生成する第１の撮像手段と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系を有し前記被写体を撮像して第２の画像を生成する第２の撮像手段と、前記各フォーカスレンズを前記各撮影光学系の光軸に沿って移動させるレンズ駆動手段とを用いる立体撮像方法において、
前記レンズ駆動手段により前記各フォーカスレンズを移動させて、前記第１のフォーカスレンズの被撮影空間における第１の合焦位置、及び、前記第２のフォーカスレンズの被撮影空間における第２の合焦位置を検出する合焦位置検出ステップと、
前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との視差量が許容範囲内になる被撮影空間における立体視可能範囲を算出する立体視可能範囲取ステップと、
前記各合焦位置が前記撮影光学系の光軸の交点と前記立体視可能範囲の近点との間にあるか否かを判定する合焦位置判定ステップと、
前記第１の合焦位置及び前記第２の合焦位置のうち前記交点と前記立体視可能範囲の近点との間にあると判定されたひとつの前記合焦位置に、前記レンズ駆動手段により前記第１のフォーカスレンズ及び前記第２のフォーカスレンズを合焦させる合焦ステップと、
を含むことを特徴とする立体撮像方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【公開番号】特開２０１１−２８０５３（Ｐ２０１１−２８０５３Ａ）
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１７４５６０（Ｐ２００９−１７４５６０）
【出願日】平成２１年７月２７日（２００９．７．２７）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月１０日（２０１１．２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年７月２７日（２００９．７．２７）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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