(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に画像を記録する写真撮影装置において、
複数に分割された撮影領域における分割領域の各々について、撮影地点から前記分割領域の範囲内にある撮影対象までの距離値を測定する測距手段と、
前記測距手段によって測定された前記分割領域毎の距離値を前記画像と共に前記記録媒体に記録する記録手段と、
を有することを特徴とする写真撮影装置。
【請求項２】
通常の平面写真を撮影すると共に前記測距手段及び前記記録手段を作動させる立体写真撮影モードと、単に通常の平面写真のみを撮影するモードとを選択する選択手段と、
をさらに有することを特徴とする請求項１記載の写真撮影装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の写真撮影装置によって記録された画像を処理する画像処理装置であって、
前記記録手段によって前記画像と共に前記記録媒体に記録された前記分割領域毎の距離値に基づいて立体写真を作成する立体写真作成手段を備えたことを特徴とする画像処理装置。
【請求項４】
現像済写真フィルムの撮影画面に光を照射し、その反射光又は透過光の光量を予め定められた画素毎に量子化してディジタル原画像を作成し、作成された該原画像に基づいてディジタル処理を行う画像処理装置において、
写真フィルムに記録されている撮影画面を複数に分割する分割領域毎の距離値を読み取る読取手段と、
前記撮影画面を撮影した際における撮影地点よりレンズ光軸に対して垂直平面内に撮影画面の正立状態を基準として右側及び左側に所定の距離離れた各地点から前記分割領域の範囲内にあった撮影対象までを結ぶ直線が、前記撮影地点から所定距離離れたレンズ光軸に対して垂直な平面である投影面と交わる点をそれぞれ投影点とし、前記撮影地点と前記撮影対象とを結ぶ直線と平行に前記各地点から延長した直線が前記投影面と交わる点をそれぞれ交点とした場合において、前記投影点と前記投影点に対応する交点との距離値であるシフト量を、前記分割領域に対応する画素の各々について算出するシフト量算出手段と、
前記ディジタル原画像を構成する各画素を、当該画素が属する前記分割領域において前記シフト量算出手段により得られた前記シフト量だけ各々移動させることによって、前記各地点から仮想的に撮影した場合に得られる画像を各々作成する仮想画像作成手段と、
前記仮想画像作成手段によって得られた前記画像の各々から、反射光量又は透過光量の量子化された値である画素値の与えられていない画素から構成される空き領域を抽出すると共に、前記空き領域の周囲の画素における画素値に基づいて前記空き領域の画素値を推定し、前記空き領域の画素全てに画素値を与える補間手段と、
前記補間手段によって最終的に完成された画像の各々を出力する出力手段と、
を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項５】
撮影画面を複数に分割する分割領域毎に、写真フィルム面から前記分割領域の範囲内にある撮影対象までの距離値を測定し、前記分割領域毎の距離値を写真フィルムに記録する機能を備えた写真撮影装置で撮影すると共に、
当該撮影後、かつ現像済の前記写真フィルムに光を照射し、その反射光又は透過光の光量を予め定められた画素毎に量子化してディジタル原画像を作成し、
前記写真フィルムから前記分割領域毎の距離値を読取り、
前記撮影画面を撮影した際における撮影地点よりレンズ光軸に対して垂直平面内に撮影画面の正立状態を基準として右側及び左側に所定の距離離れた各地点から前記分割領域の範囲内にあった撮影対象までを結ぶ直線が、前記撮影地点から所定距離離れたレンズ光軸に対して垂直な平面である投影面と交わる点をそれぞれ投影点とし、前記撮影地点と前記撮影対象とを結ぶ直線と平行に前記各地点から延長した直線が前記投影面と交わる点をそれぞれ交点とした場合において、前記投影点と前記投影点に対応する交点との距離値であるシフト量を、前記分割領域に対応する画素の各々について算出し、
前記ディジタル原画像を構成する各画素を、当該画素が属する前記分割領域において前記シフト量算出手段により得られた前記シフト量だけ各々移動させることによって、前記各地点から仮想的に撮影した場合に得られる画像を各々作成し、
さらに前記画像の各々から、画素値の与えられていない空き領域を抽出し、前記空き領域の周囲の画素における画素値に基づいて前記空き領域の画素値を推定し、
前記空き領域の画素全てに画素値を与え、最終的に得られた画像の各々を出力する
ことを特徴とする立体写真作成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、通常の平面写真を撮影すると共に、記録媒体に距離値等を記録することによって、立体写真作成用の記録媒体を提供できる写真撮影装置及び距離値等が記録された記録媒体の画像からディジタル画像処理を行うことにより立体写真を作成する画像処理装置又は立体写真作成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の立体視用ネガフィルムでは、立体視のためのプリント作成のために以下のような手段を講じていた。
【０００３】
カメラに装着する立体写真専用のアダプタ（鏡を複数枚組み合わせた構造）をレンズの全面に装着し、光路を２分して撮影することによって、ネガ上に１コマにつき左右の目の対応する画像２コマ分を記録するようにしていた。
【０００４】
また、立体写真専用のカメラ機構（被写体を３方向から捉える）を必要とし、ネガ上には、１コマにつき３コマ分を記録するようにしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術は、特殊なアダプターや３つのレンズを備えたカメラを必要とするので、携帯性に乏しく、不経済であるという問題点が生じる。一方、立体写真として撮影したシーンを後に通常の平面写真のプリントとして作成するためには、却って特殊なプリント工程を必要とし、コスト、労力の点で不利である。
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、通常の撮影が可能なカメラにおいて、特殊なアダプターや特殊な装置を用いることなく、簡単な切替え操作のみによって、通常の平面写真を撮影すると共に立体写真作成を容易に得ることができる写真撮影装置、画像処理装置及び立体写真作成方法を得ることが目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、記録媒体に画像を記録する写真撮影装置において、
複数に分割された撮影領域における分割領域の各々について、撮影地点から前記分割領域の範囲内にある撮影対象までの距離値を測定する測距手段と、
前記測距手段によって測定された前記分割領域毎の距離値を前記画像と共に前記記録媒体に記録する記録手段と、
を有することが特徴である。
請求項２に記載の発明は、前記請求項１に記載の発明において、通常の平面写真を撮影すると共に前記測距手段及び前記記録手段を作動させる立体写真撮影モードと、単に通常の平面写真のみを撮影するモードとを選択する選択手段と、
をさらに有することが特徴である。
請求項３に記載の発明は、前記請求項１又は請求項２に記載の写真撮影装置によって記録された画像を処理する画像処理装置であって、
前記記録手段によって前記画像と共に前記記録媒体に記録された前記分割領域毎の距離値に基づいて立体写真を作成する立体写真作成手段を備えたことが特徴である。
【０００８】
請求項４に記載の発明は、記録媒体に記録された画像に基づいてディジタル原画像を作成し、作成された該原画像に基づいてディジタル処理を行う画像処理装置において、
前記記録媒体に記録された画像が表現される撮影画面を複数に分割する分割領域毎の距離値を読み取る読取手段と、
前記撮影画面を撮影した際における撮影地点よりレンズ光軸に対して垂直平面内に撮影画面の正立状態を基準として右側及び左側に所定の距離離れた各地点から前記分割領域の範囲内にあった撮影対象までを結ぶ直線が、前記撮影地点から所定距離離れたレンズ光軸に対して垂直な平面である投影面と交わる点をそれぞれ投影点とし、前記撮影地点と前記撮影対象とを結ぶ直線と平行に前記各地点から延長した直線が前記投影面と交わる点をそれぞれ交点とした場合において、前記投影点と前記投影点に対応する交点との距離値であるシフト量を、前記分割領域に対応する画素の各々について算出するシフト量算出手段と、
前記ディジタル原画像を構成する各画素を、当該画素が属する前記分割領域において前記シフト量算出手段により得られた前記シフト量だけ各々移動させることによって、前記各地点から仮想的に撮影した場合に得られる画像を各々作成する仮想画像作成手段と、
前記仮想画像作成手段によって得られた前記画像の各々から、画素値の与えられていない画素から構成される空き領域を抽出すると共に、前記空き領域の周囲の画素における画素値に基づいて前記空き領域の画素値を推定し、前記空き領域の画素全てに画素値を与える補間手段と、
前記補間手段によって最終的に完成された画像の各々を出力する出力手段と、
を有することが特徴である。
【０００９】
請求項５に記載の発明は、撮影画面を複数に分割する分割領域毎に、撮影地点から前記分割領域の範囲内にある撮影対象までの距離値を測定し、前記分割領域毎の距離値を記録媒体に記録する機能を備えた写真撮影装置で撮影すると共に、当該撮影後、前記記録媒体に記録された画像に基づいてディジタル原画像を作成し、
前記記録媒体から前記分割領域毎の距離値を読取り、
前記撮影画面を撮影した際における撮影地点よりレンズ光軸に対して垂直平面内に撮影画面の正立状態を基準として右側及び左側に所定の距離離れた各地点から前記分割領域の範囲内にあった撮影対象までを結ぶ直線が、前記撮影地点から所定距離離れたレンズ光軸に対して垂直な平面である投影面と交わる点をそれぞれ投影点とし、前記撮影地点と前記撮影対象とを結ぶ直線と平行に前記各地点から延長した直線が前記投影面と交わる点をそれぞれ交点とした場合において、前記投影点と前記投影点に対応する交点との距離値であるシフト量を、前記分割領域に対応する画素の各々について算出し、
前記ディジタル原画像を構成する各画素を、当該画素が属する前記分割領域において前記シフト量算出手段により得られた前記シフト量だけ各々移動させることによって、前記各地点から仮想的に撮影した場合に得られる画像を各々作成し、
さらに前記画像の各々から、画素値の与えられていない空き領域を抽出し、前記空き領域の周囲の画素における画素値に基づいて前記空き領域の画素値を推定し、
前記空き領域の画素全てに画素値を与え、最終的に得られた画像の各々を出力する立体写真作成方法であることが特徴である。
【００１０】
【作用】
請求項１に記載の発明によれば、例えば比較的近距離の人物等及び遠距離の背景から成るシーンを撮影した場合において、撮影画面を複数に分割する分割領域の各々に対して、測距手段により当該分割領域の範囲内にある撮影対象までの距離値が与えられる。当該シーンの場合には、撮影画面上における人物等が、その範囲に存在する分割領域で検出される距離は比較的小さい値を示す一方、背景等に係る分割領域で検出される距離は大きい値を示す。同時に各分割領域毎に検出された距離値は記録媒体に記録される。なお、この記録方法として、磁気層が塗布された写真フィルムに磁気的に記録する方法などがある。
【００１１】
従って、複数のレンズを装備したり、立体写真専用のカメラを用意する必要もなくなり通常の写真撮影装置と同様の装置により立体写真作成のための情報を記録した記録媒体を提供でき、携帯性の優れた写真撮影装置が実現できる。また、平面写真と同様に１つの記録媒体に全シーンを撮影するので、かかる立体写真を作成するための撮影をした場合でも通常の平面写真を１つの記録媒体から従来と同様に容易に作成できる。
請求項２に記載の発明によれば、選択手段によって通常の平面写真の撮影モードを選択すれば、全ての分割領域の測距等に時間を取られるおそれも無くなり、１台で平面写真、立体写真の撮り分けが可能となる。
請求項３に記載の発明によれば、立体写真作成手段によって、記録された前記距離値に基づいて立体写真を作成することができる。
【００１２】
請求項４に記載の発明によれば、先ず記録媒体に記録された画像に基づいてディジタル原画像が作成される。ここで、このディジタル原画像は通常の平面写真に相当するが、後述する処理によって、この画像に基づいて立体画像が作成される。
【００１３】
そして、記録媒体から、読取手段によって各分割領域毎の距離値が読み取られ、当該情報はメモリに格納される。
【００１４】
次に、当該撮影画面を撮影した際における撮影地点よりレンズ光軸に対して垂直平面内に撮影画面の正立状態を基準として右側及び左側に所定の距離離れた各地点（右地点及び左地点）が設定される。ここで、立体写真の仕上がり精度を高めるために、撮影地点として前記撮影画面の中心位置が設定されることが好ましい。また、前記右地点及び前記左地点から前記分割領域の範囲内にあった撮影対象までを結ぶ直線と、前記撮影地点から所定距離離れたレンズ光軸に対して垂直な平面である投影面と、の交わる点が、それぞれ右投影点及び左投影点として設定される。さらに、前記撮影地点と前記撮影対象とを結ぶ直線と平行に前記右地点及び左地点から延長した直線と、前記投影面と、の交わる点がそれぞれ右交点及び左交点として設定される。また、前記右投影点と前記右交点との距離値であるシフト量（右シフト量）及び前記左投影点と前記左交点との距離値であるシフト量（左シフト量）が、前記分割領域に対応する画素の各々について算出される。
【００１５】
そして、仮想画像作成手段によって、前記ディジタル原画像を構成する各画素が、当該画素が属する前記分割領域において前記シフト量算出手段により得られた前記右シフト量及び左シフト量だけそれぞれ移動されることによって、前記右地点及び左地点から仮想的に撮影した場合に得られる画像（右目画像及び左目画像）が作成される。
【００１６】
次に補間手段によって、先ず原画像と右目画像及び左目画像とが比較され、右目画像及び左目画像において画素値の与えられていない空き領域が抽出される。そして、さらに補間手段により、この空き領域の周囲の画素の画素値に基づいて空き領域の画素値が推定され、画像（右目画像及び左目画像）が完成される。
【００１７】
右目画像及び左目画像が完成されると、出力部により、例えば右目画像及び左目画像が並んだ状態で１枚にプリント出力される。オペレータが、左右の画像を拡大して２眼でステレオ画像を見せる立体視ビュワー等を用いることによって、当該プリントを観察すると、左右各々の距離に応じた微妙なずれを伴った画像が一度に視覚されるため、立体写真を得ることができる。
【００１８】
請求項５に記載の発明によれば、例えば比較的近距離の人物、中距離の建物及び遠距離の自然風景から成るシーンを写真撮影装置により撮影すると、撮影画面を複数に分割する分割領域の各々について測距が行われ、各分割領域毎の距離値が検出される。そして、前記各分割領域毎の距離値は、記録媒体に記録される。即ち、当該シーンでは、人物に係る微小領域には小さい距離値、建物に係る微小領域には中程度の距離値そして自然風景に係る微小領域には大きい距離値が与えられる。
【００１９】
次に、撮影が終了すると、記録媒体に記録された画像に基づいてディジタル原画像が作成された後、ディジタル原画像データはメモリに格納される。また当該記憶媒体に記録されている前記各分割領域毎の距離値も読み取られ、メモリに格納される。
【００２０】
次に、当該撮影画面を撮影した際における撮影地点よりレンズ光軸に対して垂直平面内に撮影画面の正立状態を基準として右側及び左側に所定の距離離れた各地点（右地点及び左地点）が設定される。ここで、立体写真の仕上がり精度を高めるために、撮影地点として前記撮影画面の中心位置が設定されることが好ましい。また、前記右地点及び前記左地点から前記分割領域の範囲内にあった撮影対象までを結ぶ直線と、前記撮影地点から所定距離離れたレンズ光軸に対して垂直な平面である投影面と、の交わる点が、それぞれ右投影点及び左投影点として設定される。さらに、前記撮影地点と前記撮影対象とを結ぶ直線と平行に前記右地点及び左地点から延長した直線と、前記投影面と、の交わる点がそれぞれ右交点及び左交点として設定される。また、前記右投影点と前記右交点との距離値であるシフト量（右シフト量）及び前記左投影点と前記左交点との距離値であるシフト量（左シフト量）が、前記分割領域に対応する画素の各々について算出される。
【００２１】
そして、ディジタル原画像の画素を前記左右のシフト量だけ移動させることによって画像（左目画像及び右目画像）が作成される。従って、近距離の人物は、右目画像では左に左目画像では右に大きくシフトされ、中距離にある建物は、右目画像では左に左目画像では右に人物よりも小さくシフトされる。そして遠距離の自然風景は、左右の画像ともほとんどシフトされない。
【００２２】
左右の画像が作成されると、上記シフトに伴い、左右の画像において画素値の与えられていない空き領域が存在する場合がある。そこで、右目画像及び左目画像の中から前記空き領域がサーチされ、前記空き領域が存在する場合には、当該領域が抽出され、存在しない場合には、出力ステップに移行する。
【００２３】
空き領域が抽出された場合には、当該空き領域の周囲の画素値が読み取られ、前記周囲の画素値に基づいて、当該空き領域の画素値が推定され、画像（右目画像及び左目画像）が完成される。
【００２４】
右目画像及び左目画像が完成すると、これらに基づき立体画像が出力される。例えば前記右目画像及び左目画像を１コマとしてプリントアウトし、立体視ビュワー等でプリントされた２つの画像を同時に観測すると、距離に応じたずれを伴う画像が知覚され立体感覚を得ることができる。また、立体ホログラフィー等により出力する方法などもある。
【００２５】
以上の方法により、従来のように立体写真を得るために光路を２分し２コマを撮影するためのアダプターをレンズ前面に装着させて撮影したり、３つのレンズを有する特殊な立体写真専用のカメラで撮影する必要は無くなり、１台のカメラで通常の写真を撮影すると同時に立体写真を得ることが可能となる。
【００２６】
【実施例】
（カメラ）
図１は、本実施例に係るカメラの構成の概要を示すブロック図である。
【００２７】
図１において、マイクロコンピュータ（以下「マイコン１００」という）は、自動カメラを制御するための中央処理装置であって、測距センサー１０２及び測距データ記録部１０６が接続されている。測距センサー１０２は、マイコン１００からの指令があると、撮影画面上を構成する多数の微小領域における被写体までの焦点を検出し、当該焦点に関する情報は、マイコン１００に伝達される。ここで、焦点に関する情報とは、例えば位相差検出法では位相差に相当する。そして、当該情報がマイコン１００に伝達されると、マイコン１００では、当該情報に基づいて距離値が算出される。
【００２８】
この距離値の算出は、例えば次のようにして行われる。即ち、レンズの回転部には、光学式エンコーダが取り付けられており、レンズの回転位置が検出できるようになっている。そして、当該レンズには、当該レンズにおいて焦点を合わせた場合における被写体までの距離値と回転位置との関数情報がレンズ内ＩＣに予めインプットされており、当該関数情報は、レンズを装着した際にマイコン１００に伝達される。そして、マイコン１００は、伝達された位相差等のデータ及び当該関数情報に基づいて、被写体までの距離値を算出する。算出された距離値は、測距データとして測距データメモリ１０４に送られ、そこで一時的に格納される。但し、被写体までの距離値が撮影画面を構成する多数の微小領域毎に求められる方法であれば測距の方法は問わず、上記のものには限られない。
【００２９】
また、マイコン１００及び測距データメモリ１０４には、測距データ記録部１０６が接続されている。そして、測距データメモリ１０４に格納されている測距データは、マイコン１００の指令により、測距データ記録部１０６によって読み取られ、磁気層が塗布されたネガフィルム上に記録される。このため、測距データ記録部１０６は、図示しないネガフィルム面に近接することのできる位置、例えば裏蓋のフィルム圧着板やフィルム巻き取り部付近に設けられている。
【００３０】
図２は、本実施例に係るカメラのより詳細な構成を示すブロック図である。なお、図１と同様の構成要件については同一の番号を付して説明を省略する。
【００３１】
図２において、カメラ１１８の撮影画面１０８は図示の如く多数の微小領域に分割されている。例えば撮影画面１０８において黒く塗りつぶした領域１１０が撮影画面１０８を構成する一つの微小領域であり、このような微小領域の一つ一つに対して測距センサー１０２による測距が行われる。即ち、各々の微小領域は一種のフォーカスエリアに相当している。この微小領域毎に測距する手段として、微小領域毎に一個ずつ測距センサー１０２を設ける方法の他、例えば、１又は２以上の測距センサー１０２を画面上で走査して、全画面領域を測距するようにしてもよい。
【００３２】
また、上述のように測距データ記録部１０６によって、カメラ１１８に装填されたフィルム１１６に測距データ等が記録されるわけであるが、測距データは例えば図３に示されるようなフィルム面上の位置に記録される。図３によれば、フィルム１１６における１撮影コマ１５０における記録データは、撮影コマ１５０を挟む上下の領域に塗布された磁気層１５７及び１５８に記録されるようになっている。例えば図２の微小領域１１０、１１１ａ、１１１ｂにおいて検出された測距データは、例えば図３の磁気層１５７における黒く塗られた位置１５２、１５４、１５６のように各微小領域の撮影画面上の位置と対応がとれた領域にそれぞれ磁気的に記録される。但し、記録位置は、これに限るものではなく当該撮影画面１０８上のどの微小領域の測距データであるかが識別できる限り、どの位置に記録されてもよい。
【００３３】
また、図２におけるカメラ１１８に装着されたレンズ１１７には、図示しない当該レンズの焦点距離を記憶したＩＣが内蔵されており、レンズ１１７をカメラ１１８のボディに装着する時又はズーミングして焦点距離を変化させると、当該焦点距離の情報は、マイコン１００に伝達されるようになっている。なお、レンズを交換しない固定焦点のレンズを備えたカメラの場合には、マイコン１００に当該焦点距離を予め格納しておくようにしてもよい。
【００３４】
また、マイコン１００には、レンズ焦点距離記録部１１２も接続されており、マイコン１００の指令により動作するようになっている。レンズ焦点距離記録部１１２は、撮影と同時又は撮影後次のコマがセットされる前までに、レンズの焦点距離情報をフィルム１１６に記録することができる。例えば、図３において撮影コマ１５０の画面枠外側に塗布された磁気層１５８の右すみの位置１６０に記録される。
【００３５】
さらにカメラ１１８には、立体写真モード変換スイッチ１１４が用意されている。この立体写真モードスイッチ１１４は、マイコン１００と接続されており、このスイッチをオン操作することにより、通常の平面写真撮影のための処理と共に立体写真作成のための処理が実行されるようになっている。また、この立体写真モード変換スイッチ１１４をオフ操作することによって、立体写真モードは解除され、通常の平面写真撮影のみが可能となる。
【００３６】
次に本実施例に係るカメラの作用について図２に従い説明する。
先ず、撮影者が立体写真作成モードスイッチ１１４を操作すると、その旨がマイコン１００に伝達され、立体写真作成のための準備が整う。
【００３７】
この場合において、例えば比較的近距離の人物等及び遠距離の背景から成るシーンを撮影したとする。すると、前記微小領域の各々に対して、測距センサー１０２による測距が行われ、微小領域の各々について被写体までの距離値が得られる。そして、微小領域毎の距離値は、検出されると順次測距データメモリ１０４に格納されていく。ここで、撮影画面上における人物等に係る微小領域で検出される距離は比較的小さく、背景等に係る微小領域で検出される距離は大きい値を示し、微小領域毎に様々な値を示す。
【００３８】
撮影画面１０８の全微小領域の測距データが検出され、全て測距データメモリ１０４に格納されると、マイコン１００は、次のコマに巻き上げる前に測距データ記録部１０６を作動させ、測距データメモリ１０４内の測距データを、磁気層が塗布されたフィルム１１６の所定の位置に記録させる。
【００３９】
また、レンズ１１７を交換すると、レンズ装着と同時に、レンズ内ＩＣに記録された焦点距離の情報がマイコン１００に伝達される。一方、レンズ１１７がズームレンズの場合には、ズーミングと同時にその時点における焦点距離がマイコン１００に伝達され、マイコン１００のバッファには、常に最新のレンズの焦点距離が格納されている。しかし、立体写真作成モードで撮影すると、撮影時点の焦点距離が固定され、マイコン１００は、レンズ焦点距離記録部１１２を作動させ、フィルム１１６の所定の位置に当該焦点距離の情報を記録させる。
【００４０】
なお、立体写真モード変換スイッチ１１４を操作しない場合には、上記処理は実行されず、通常の平面写真の撮影のみとなるが、カメラ１１８がオートフォーカスカメラである場合には、測距センサー１０２による測距が行われるようにしてもよい。但し、全画面に渡る測距ではなく、従来のオートフォーカスカメラのようにいくつかの微小領域における測距だけであってもよい。
【００４１】
以上により、複数のレンズを装備したり、立体写真専用のカメラを用意する必要もなくなり通常の写真撮影装置と同様の装置により立体写真作成のための情報を記録したフィルムを提供でき、携帯性の優れた写真撮影装置が実現できる。また、平面写真と同様に１枚のネガに全シーンを撮影するので、かかる立体写真を作成するための撮影をした場合でも通常の平面写真を１枚のネガから従来と同様に容易に作成できる。さらに、選択手段によって通常の平面写真の撮影モードを選択すれば、微小領域毎の測距等に時間を取られるおそれも無くなり、１台で平面写真、立体写真の撮り分けが可能となる。
【００４２】
なお、写真フィルムに情報を記録する方法として、磁気層が塗布された写真フィルムに磁気的に記録する方法を例として挙げたが、磁気記録のみに限定されるものではない。例えば、光学的に記録する方法であってもよい。
（画像処理装置）
図４は、本実施例に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【００４３】
図４において、画像データ読取部１２０は、現像定着されたネガフィルムから画像を読み取って、ディジタル画像に変換する機能を有する。例えば、光線を順次ネガフィルム上に走査し、その透過光の濃度を予め定められた画素毎に量子化するスキャナ等がこれに該当する。そして、変換されたディジタル原画像データは、ディジタル原画像データメモリ１２２に蓄えられる。
【００４４】
一方、ネガフィルム面には、測距データ読取部１２４が近接しており、磁気層を塗布したネガフィルムに磁気的に記録された測距データを読み取ることができるようになっている。この測距データ読取部１２４は、磁気ヘッド等から構成され、フィルム面の測距データの記録位置にアクセスするように設定されている。また、測距データ読取部１２４には、測距データメモリ１２６が接続されており、読み取られた測距データが一時的に蓄えられるようになっている。なお、この測距データは、撮影画面を多数に分割する微小領域毎の測距データである。
【００４５】
また、ネガフィルム面には、焦点距離読取部１２８も近接しており、ネガフィルムに記録された撮影レンズの焦点距離を読み取ることができるようになっている。この焦点距離読取部１２８は、焦点距離メモリ１３０と接続されており、読み取られた焦点距離情報が格納されるようになっている。なお、測距データ読取部１２４と焦点距離読取部１２８とは、同一の磁気ヘッド等であってもよい。
【００４６】
測距データメモリ１２６及び焦点距離メモリ１３０とは、シフト量計算部１３２に接続され、測距データ及び焦点距離情報を伝達できるようになっている。
【００４７】
シフト量計算部１３２では、撮影画面を撮影した際における撮影画面の中心位置である撮影地点よりレンズ光軸に対して垂直平面内に撮影画面の正立状態を基準として右側及び左側に所定の距離離れた右地点及び左地点から前記分割領域の範囲内にあった撮影対象までを結ぶ直線が、前記撮影地点から前記焦点距離離れたレンズ光軸に対して垂直な平面である投影面と交わる点をそれぞれ右投影点及び左投影点とし、前記撮影地点と前記撮影対象とを結ぶ直線と平行に前記右地点及び左地点から延長した直線が前記投影面と交わる点をそれぞれ右交点及び左交点とした場合において、前記右投影点と前記右交点との距離値である右シフト量及び前記左投影点と前記左交点との距離値である左シフト量が、各微小領域に対応する画素の各々について算出される。
【００４８】
このシフト量計算部１３２には、シフト量メモリ１３３が接続されており、計算結果である全微小領域の右シフト量及び左シフト量は、ここに格納される。
【００４９】
そして、ディジタル原画像メモリ１２２とシフト量メモリ１３３には、画像変換部１３４が接続されており、ここで立体画像のためのデータが作成される。具体的には、ディジタル原画像を構成する画素の各々について、当該画素が属する微小領域におけるシフト量だけ画素の位置をシフトした画像が右位置から見た右目画像及び左位置から見た左目画像の各々について作成され、それぞれ右目画像メモリ１３６及び左目画像メモリ１３８に格納される。
【００５０】
右目画像メモリ１３６及び左目画像メモリ１３８には、空き領域検出部１４０が接続され、ここで、画素のシフトに伴う画素値の与えられていない空き領域の検出が行われる。
【００５１】
右目画像メモリ１３６、左目画像メモリ１３８及び空き領域検出部１４０には、補間部１４２が接続され、ここで空き領域の周囲の画素に基づく補間処理が行われる。
【００５２】
そして、補間部１４２、右目画像メモリ１３６及び左目画像メモリ１３８には、立体画像データメモリ１４４が接続され、最終的に得られた立体画像データがここに格納される。
【００５３】
立体画像データメモリ１４４に格納されている立体画像データは、立体画像出力部１４６に送られ、立体画像として出力される。例えば、プリント用紙に２コマ又は３コマ分の平面画像が出力され、その画像を基にユーザが複眼ステレオ立体視用のビュワー等を用いて立体画像を得る。また、他にレンチキュラー画像、ホログラフィックステレオ画像、投写型立体画像等を出力する方法等がある。
【００５４】
次に、立体画像データをディジタル原画像から作成する処理について説明するが、立体画像データを原画像から作成する処理には、上述したように画像変換部１３４による右目画像と左目画像の作成及び補間部１４２による補間処理の二つのプロセスから構成される。以下に、各々別個に分けて説明する。
【００５５】
先ず、図５は右目画像と左目画像の作成プロセスを表すフローチャートである。ステップ２２０では、処理を開始するための画素番号ｉに１を代入して初期化する。即ち、画素番号１の画素から以下の処理を開始する。なお、画素番号ｉの画素を次から画素ｉと略す。
【００５６】
ステップ２２２では、当該コマを撮影したレンズの焦点距離ｆを読み取る。この焦点距離ｆの情報も磁気層を塗布したネガフィルム上に記録されている。
【００５７】
次のステップ２２４では、画素ｉの画素値が読み取られる。この画素値は、例えば、ネガ上の原画像を８ビットで量子化した場合には、２５６段階の番号で表されている。なお、カラーネガフィルムの場合は、ＲＧＢ各色毎に画素値が与えられており、以下の処理についても全く同様である。
【００５８】
ステップ２２６では、画素ｉにおける測距データがネガフィルムから読み取られる。ここで、測距データが画素ｉに係る対象物までの距離値ｄｉ  そのものである場合は、当該値がそのまま用いられるが、距離値でない形式で表されている場合には、距離値ｄｉ  に変換される。なお、ここで画素ｉに係る距離値をｄｉ  とした。
【００５９】
以上のステップにより、画素ｉにおける画素値及び距離値ｄｉ  が求められたこととなる。そして以下のステップによって、当該値に基づいて右目画像及び左目画像が作成される。
【００６０】
ステップ２２８では、仮想的に右目及び左目で見た場合における画素ｉの位置ずれ量が次のような原理に基づき計算される。
【００６１】
図６（ａ）は、仮想的に設定された右目位置より被写体を見た場合における被写体の位置ずれ量を説明するための図である。図６（ａ）において、カメラの撮影地点をＣ点とし、レンズ光軸をＣＣ’とする。ここで、着目する被写体をＱ点、被写体Ｑ点を含み、レンズ光軸ＣＣ’に垂直な平面を被写体面３１２として設定する。このとき、被写体面とカメラＣ点との距離は被写体距離ｄである。また、レンズ光軸ＣＣ’に垂直であり、カメラＣ点より距離がｆ（レンズの焦点距離）となる平面を、投影面３１０として設定する。
【００６２】
カメラＣ点を含み、レンズ光軸ＣＣ’に垂直な平面３０８を設定し、この平面３０８上にカメラＣ点から撮影画面の正立状態を基準にして右側に距離Ｌの位置に右目Ｒ点を取る。ここでいう撮影画面の正立状態とは、カメラそのものの正立状態ではなく、実際の画面に映る物体の正立状態をいう。従って、カメラの構えが縦横のいずれであっても、撮影画面の正立状態を基準にして右側及び左側に右目及び左目を基準にする。なお、Ｌは人の両目の感覚の１／２に相当する。ここで、線分ＣＲ方向にＸ軸を設定する。
【００６３】
カメラＣ点で撮影した撮影画像は、投影面上の画像で表現でき、例えば、図６（ｂ）に示されたようになる。撮影画像の中心点Ｏ点は、レンズ光軸ＣＣ’と投影面３１０との交点である。また、被写体Ｑ点は、投影面３１０上ではＰ点となり、撮影画像上では図６（ｂ）のＰ点に示された位置になる。
【００６４】
一方、右目に映る画像も投影面３１０上の右目画像で表現でき、例えば、図６（ｃ）に示されたようになる。ここで、右目Ｒ点を通り、レンズ光軸ＣＣ’に平行な右目光軸ＲＲ’を設定し、この右目光軸ＲＲ’と投影面３１０との交点をＯｒ  点とすると、Ｏｒ  点が右目画像の中心点となる。このとき、被写体Ｑ点は投影面３１０上ではＰｒ  点（右投影点）となり、右目画像上では図６（ｃ）のＰｒ  点に示された位置になる。
【００６５】
カメラ撮影画像を、右目画像の位置に平行移動したと想定した場合、Ｐｒ  ’点（右交点）がＰ点に相当する。三角形ＣＣ’Ｑと三角形ＲＲ’Ｑ’とは、平行移動した関係だからである。
【００６６】
即ち、カメラ撮影画像でＰ点の位置にある被写体Ｑ点は、右目画像ではＰｒ  点の位置となるから、視点の位置ずれにより発生する画像上の位置ずれ量Δｘは、Ｐｒ  点とＰｒ  ’点との距離となる（図６（ａ）、図６（ｃ）参照）。この位置ずれ量Δｘは、以下のように求められる。
【００６７】
被写体面３１２と投影面３１０とは平行であるので、三角形ＲＱＱ’と三角形ＲＰｒ  Ｐｒ  ’とは、相似関係である。同様に、三角形ＲＲ’Ｑ’と三角形ＲＯｒ  Ｐｒ  とは、相似関係である。従って、次式が成立する。
【００６８】
Δｘ／Ｌ＝｜ＲＰｒ  ’｜／｜ＲＱ’｜＝｜ＲＯｒ  ｜／｜ＲＲ’｜  ・・▲１▼
ここで、線分ＲＯｒ  の長さはレンズ焦点距離ｆ、線分ＲＲ’の長さは、距離ｄであるから、▲１▼式に代入すると、▲２▼式が求まる。
【００６９】
Δｘ  ＝  Ｌ×ｆ／ｄ                                  ・・・  ▲２▼
▲２▼式から分かるように、位置ずれ量Δｘは、距離ｄが小さい程、大きくなる。また、被写体Ｑ点の被写体面上の位置に依存しない。即ち、カメラ撮影画面上の位置にかかわらず、右目画像上の位置ずれ量は、被写体距離ｄ、レンズ焦点距離ｆ及び右目とカメラとの想定距離Ｌで求まる。なお、Ｙ軸（Ｘ軸に垂直）方向に関しては、カメラ画像と右目画像との間に位置ずれは発生しない。
【００７０】
左目画像についても、全く同様に計算できる。但し、位置ずれの方向は、右目画像については左方向にずれ、左目画像については右方向にずれる。
【００７１】
以上より、画像各点毎に測距データが存在するので、各点毎にずれ量を計算し、左右の目に対応する仮想画像を作成できる。そこで、以下に右目画像における各点毎の位置ずれ量を右シフト量Δｘｒ  、左目画像における各点毎の位置ずれ量を左シフト量Δｘｌ  として説明する。
【００７２】
次のステップ２３０では、右シフト量Δｘｒ  及び左シフト量Δｘｌ  に基づいて右目画像及び左目画像における画素ｉの位置が各々求められる。即ち、画素ｉの原画像における座標を（ｘ，ｙ）とすれば、右目画像における画素ｉの座標は（ｘ−Δｘｒ  ，ｙ）、左目画像における画素ｉの座標は（ｘ＋Δｘｌ  ，ｙ）となる。但し、ここでは画像に向かって右方向を正の方向としている。
【００７３】
次のステップ２３２では、画素ｉにおける右目画像及び左目画像をメモリ上に実際に追加する作業を行う。即ち、右目画像メモリの座標（ｘ−Δｘｒ  ，ｙ）及び左目画像メモリの座標（ｘ＋Δｘｌ  ，ｙ）に画素値Ｌｉ  を代入する。なお、この処理において、例えば背景と手前の物体とが重なり合い座標値が一致する場合がある。かかる場合には、距離値の小さい画素、即ち、手前にある物体の画素値を優先的に代入する。また、計算された座標値が右目画像及び左目画像の範囲を越えることとなる場合には、その越える部分は、画像領域外としてメモリ上に追加しないようにする。
【００７４】
また、ここで距離値による遠近差を強調する処理（小さい距離をさらに小さくする処理等）により、実際よりもさらに立体感を強調した立体用画像を作成する等、特殊処理を施してもよい。
【００７５】
次のステップ２３４では、画素ｉが最後のものであるか否かの判定を行い、否定判定の場合、即ち、まだ変換すべき画素が残っている場合には、次のステップ２３６で画素番号ｉを１つ更新して、再びステップ２２４に戻って同様の処理を繰り返す。また、肯定判定の場合、即ち、ディジタル原画像の画素全てについて上記変換が終了した場合には、処理を終了させる。
【００７６】
以上の右目画像及び左目画像への変換処理が終了すると、次の処理として補間処理を行う。この補間処理を行う理由として次のことが挙げられる。
先ず、一つの例として図７で示された状況を考える。図７では、原画像４００に示される撮影シーンは、手前にある人物４０２及び２つの山々、空等からなる背景４０４から構成される。ここで、右目画像４１０において、人物４０２はカメラとの距離が小さいため、より大きく左へシフトするが、背景４０４は、距離が大きいため、ほとんどシフトしない。従って、人物４０２の右側部分には、原画像４００において見えなかった部分が空き領域４１２の如く存在する。全く同様に、左目画像４２０では、人物４０２はカメラとの距離が小さいため、より大きく右へシフトするが、背景４０４は距離が大きいため、ほとんどシフトしない。従って、この場合には人物４０２の左側部分に空き領域４２２が存在する。なお、これらの空き領域は、右目画像メモリ及び左目画像メモリにおいてＬｉ  が代入されなかったアドレス領域として存在する。
【００７７】
これらの空き領域に対して何らかの妥当な画素値を与えない限り、画像中に濃度の無い領域ができることとなり好ましくない。そこで、図８のフローチャートに示されるような補間処理を行って画素の埋め合わせを行う。以下、図８のフローチャートに沿って説明する。
【００７８】
先ず、ステップ２５０では、空き領域の抽出を行う。即ち、図５の変換処理によって作成された右目画像及び左目画像をサーチし、画素値の代入されていない領域を全て抽出する。
【００７９】
次のステップ２５２では、抽出した空き領域に隣接する背景領域を抽出する。そして、ステップ２５４では、当該背景領域の画素に基づき、空き領域の画素を埋める補間処理を行う。当該補間処理について、具体的に図９に沿って説明する。
【００８０】
図９に示された如く、抽出された空き領域４５０は、右側境界画素列４５２及び左側境界画素列４５４によって左右を囲まれている。ここで、右側境界画素列４５２は、右画素１（Ｘ１  ，Ｙ１  ；Ｂ１  ）〜右画素ｎ（Ｘｎ  ，Ｙｎ  ；Ｂｎ  ）から構成される。なお、ここでは前記括弧内の表示のように、右画素ｋのＸ座標値をＸｋ  、Ｙ座標値をＹｋ  、画素値をＢｋ  と表すこととする。また同様に、左側境界画素列４５４は、左画素１（Ｘ１  −ΔＸ１  ，Ｙ１  ；Ｂ１  ’）〜左画素ｎ（Ｘｎ  −ΔＸｎ  ，Ｙｎ  ；Ｂｎ  ’）から構成される。なお、今度は、左画素ｋのＸ座標値は右画素ｋのＸ座標よりも左にシフトしているのでＸｋ  −ΔＸｋ  と表し、Ｙ座標値は同じであるためＹｋ  とするが、画素値は異なるため、Ｂｋ  ’と表している。
【００８１】
以上のような設定の下に、右目画像の場合には、右側画素列４５２が背景領域であり、左側画素列４５４が手前の物体、例えば人物領域である。ここで、本来、空き領域４５０を埋めるべきものは、背景領域であるから右画素１から左画素１にかけてのＹ座標値が同じ空き領域の部分には、右画素１の画素値Ｂ１  を代入する。同様な処理を右画素ｎから左画素ｎに至る空き領域の部分まで適用する。
【００８２】
一方、左目画像の場合には、逆に左側境界画素列４５４が背景領域となり、右側境界画素列４５２が手前の物体、例えば人物領域となる。従って、今度は空き領域４５０は左画素の画素値Ｂ１  ’〜Ｂｎ  ’で埋め尽くすこととなる。
【００８３】
以上の考え方は、いわゆる最近傍法に則っている。最近傍法とは、最も近い観測画素上の画素値を推定画素の画素値とする推定方法をいう。この方法により、右目画像及び左目画像の空き領域は、埋め尽くされることとなる。
【００８４】
さて、次のステップ２５６では、ステップ２５０において抽出された空き領域が全て補間処理されたか否かの判定を行い、まだ空き領域が残っている場合には、ステップ２５２に戻って同様の補間処理を繰り返し、残っていない場合には、当該補間処理を終了させる。
【００８５】
なお、上記ステップによって作成された右目画像及び左目画像に対して、さらに画質を向上させるための画像処理（平滑化処理等）を行うようにしてもよい。
【００８６】
以上の処理によって、通常の平面プリントを得ると共に、立体視のための画像を容易に得ることができる。
【００８７】
【発明の効果】
以上説明した如く本発明によれば、写真撮影装置において、記録媒体に距離値を記録し、後に画像処理装置において当該記録媒体に記録された画像をディジタル画像処理するだけで、立体写真を得る装置を提供できるので、複数のレンズを装備した立体写真専用の写真撮影装置を用意する必要は無くなり、１台でもって通常の平面写真と立体写真を選択して撮影できるという優れた効果を有する。これにより、携帯性、コストの点で優れた立体写真を作成するための写真撮影装置を提供できる。
【００８８】
また、全画面分の距離データを持っているため、縦横変更や、仮想的に視点移動した場合の立体用画像を作成することもできる。
【００８９】
さらに、距離データによる遠近差を強調する処理（小さい距離値をさらに小さくする処理等）により、実際よりもさらに立体感を強調した立体用画像を作成する等、特殊効果も実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施例に係るカメラの構成の概要を示すブロック図である。
【図２】本実施例に係るカメラの構成の詳細を示すブロック図である。
【図３】本実施例に係る発明によって記録される情報のフィルム上の位置を示す図である。
【図４】本実施例に係る画像処理装置の構成を示すブロック図である。
【図５】ディジタル原画像から立体画像を得るための処理を表すフローチャートである。
【図６】（ａ）は被写体までの距離値及びレンズの焦点距離に基づいて位置のシフト量を計算する原理を説明するための参考図、（ｂ）は撮影画像における被写体の位置を示す図、（ｃ）は右目画像における被写体の位置のずれを説明するための図である。
【図７】空き領域が存在する理由を説明するための図である。
【図８】補間処理を表すフローチャートである。
【図９】補間方法を説明するための参考図である。
【符号の説明】
１０２    測距センサー
１０６    測距データ記録部
１１２    レンズ焦点距離記録部
１２０    画像データ読取部
１２４    測距データ読取部
１２８    焦点距離読取部
１３４    画像変換部
１４２    補間部
１４６    立体画像出力部
【図１】
0003614898.tif 000002
【図２】
0003614898.tif 000003
【図３】
0003614898.tif 000004
【図４】
0003614898.tif 000005
【図５】
0003614898.tif 000006
【図６】
0003614898.tif 000007
【図７】
0003614898.tif 000008
【図８】
0003614898.tif 000009
【図９】
0003614898.tif 000010