(57)【要約】【課題】見やすい視差量を考慮した撮影を簡単に行うことができる撮像装置及び撮像方法を提供する。【解決手段】複数の撮影条件で視差画像を取得する撮像部と、複数の撮影条件の各々と所定の観察条件と視差制限範囲とから、視差制限範囲内の視差量になる最遠の被写体距離である遠方制限推奨距離と視差制限範囲内の視差量になる最近の被写体距離である近方制限推奨距離とを導出する推奨被写体範囲導出部と、複数の撮影条件の各々に応じた遠方制限推奨距離と近方制限推奨距離の情報を表示する表示部と、を備える。【選択図】図１
2014027390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の撮影条件で視差画像を取得する撮像部と、
前記複数の撮影条件の各々と所定の観察条件と視差制限範囲とから、前記視差制限範囲内の視差量になる最遠の被写体距離である遠方制限推奨距離と前記視差制限範囲内の視差量になる最近の被写体距離である近方制限推奨距離とを導出する推奨被写体範囲導出部と、
前記複数の撮影条件の各々に応じた前記遠方制限推奨距離と前記近方制限推奨距離の情報を表示する表示部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記表示部は、前記遠方制限推奨距離と前記近方制限推奨距離の数値情報を表示することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記複数の撮影条件の各々に応じた前記視差画像に対する補正処理を指定し、画像補正パラメータを設定する補正処理設定部をさらに備え、
前記推奨被写体範囲導出部は、前記複数の撮影条件の各々に応じた前記画像補正パラメータに応じて、前記遠方制限推奨距離と前記近方制限推奨距離を変更することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記遠方制限推奨距離と前記近方制限推奨距離の範囲内にある被写体について、前記所定の観察条件下で観察される立体像の歪具合を予測する歪導出部をさらに備え、
前記表示部は、前記歪導出部による予測結果に係る情報をさらに表示することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
複数の撮影条件で視差画像を取得する撮像ステップと、
前記複数の撮影条件の各々と所定の観察条件と視差制限範囲とから、前記視差制限範囲内の視差量になる最遠の被写体距離である遠方制限推奨距離と前記視差制限範囲内の視差量になる最近の被写体距離である近方制限推奨距離とを導出する推奨被写体範囲導出ステップと、
前記撮像ステップで取得した前記視差画像に重畳して、前記推奨被写体範囲導出ステップで導出した、前記遠方制限推奨距離と前記近方制限推奨距離の情報を表示する表示ステップと、
を備えることを特徴とする撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及び撮像方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に立体像の見え方は、観察条件（画面サイズと視距離）と左右画像の視差量の大きさに依存し、視差量が大きすぎると立体像は見づらくなり、極端な場合は融像できなくなる。特に撮影距離が短い場合やレンズの焦点距離が長い場合は、見やすい視差量になる距離範囲が狭いため注意が必要である。極端に視差量が小さくなるように撮影すれば見やすくはなるが、それでは立体感の乏しいつまらない画像になりやすく、かえって不自然に見えることもある。そのため撮影者は、立体効果を考えながら、全体の視差量がなるべく見やすい範囲に収まるように撮影条件や構図を工夫して撮影することになる。ただ、見やすい視差量に関する知識があっても、それが被写体距離にしてどの程度の範囲になるのかを判断するのは難しい。しかも撮影条件が変われば状況は変わる。このような状況が立体映像の撮影を面倒なものにしている。
【０００３】
この問題に対し、特許文献１記載の立体映像再生装置では、撮影条件と再生条件とあらかじめ決められた融像範囲（角度）に基づいて融像被写体距離を出し、非融像範囲の被写体にはフォーカスが合わないようにするとともに、最適被写界深度を演算して撮影光学系の絞り値を設定し、非融像範囲の被写体をぼかしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−１９１４６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１記載の立体映像再生装置では、撮影者が撮影条件や構図の工夫をすることは想定されておらず、そのような場合の判断のしやすさや操作性の向上は考えられていない。また、この立体映像再生装置では、主要被写体と背景の両方をちゃんと撮影したい意図が撮影者にあっても、あらかじめ決められた範囲外の被写体は、ぼかされてしまい、撮影者の意図を反映させることが難しい。さらに、この立体映像再生装置では、撮影画像を確認するまで、撮影者はどのような画像になるのかを知ることができない。
【０００６】
さらにまた、特許文献１記載の立体映像再生装置では、被写体を見やすい視差範囲に収めるような撮影をしたくても、どの範囲の被写体なら見やすい視差範囲に収まるか、また、撮影条件を変えると画像がどのように変わるか、などがすぐにはわからない。これに対して、リミットまでフォーカスをずらせば限界がわかるが、それでは手間がかかりすぎる。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、見やすい視差量に収まる被写体範囲が把握しやすくなり、撮影条件によって被写体範囲がどのように変化するかもわかりやすくなるため、見やすい視差量を考慮した撮影を簡単に行うことができる撮像装置及び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】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、複数の撮影条件で視差画像を取得する撮像部と、複数の撮影条件の各々と所定の観察条件と視差制限範囲とから、視差制限範囲内の視差量になる最遠の被写体距離である遠方制限推奨距離と視差制限範囲内の視差量になる最近の被写体距離である近方制限推奨距離とを導出する推奨被写体範囲導出部と、複数の撮影条件の各々に応じた遠方制限推奨距離と近方制限推奨距離の情報を表示する表示部と、を備えることを特徴としている。
【０００９】
本発明に係る撮像装置において、表示部は、遠方制限推奨距離と近方制限推奨距離の数値情報を表示することが好ましい。
【００１０】
本発明に係る撮像装置において、複数の撮影条件の各々に応じた視差画像に対する補正処理を指定し、画像補正パラメータを設定する補正処理設定部をさらに備え、推奨被写体範囲導出部は、複数の撮影条件の各々に応じた画像補正パラメータに応じて、遠方制限推奨距離と近方制限推奨距離を変更することが好ましい。
【００１１】
本発明に係る撮像装置において、遠方制限推奨距離と近方制限推奨距離の範囲内にある被写体について、所定の観察条件下で観察される立体像の歪具合を予測する歪導出部をさらに備え、表示部は、歪導出部による予測結果に係る情報をさらに表示することが好ましい。
【００１２】
本発明に係る撮像方法は、複数の撮影条件で視差画像を取得する撮像ステップと、複数の撮影条件の各々と所定の観察条件と視差制限範囲とから、視差制限範囲内の視差量になる最遠の被写体距離である遠方制限推奨距離と視差制限範囲内の視差量になる最近の被写体距離である近方制限推奨距離とを導出する推奨被写体範囲導出ステップと、撮像ステップで取得した視差画像に重畳して、推奨被写体範囲導出ステップで導出した、遠方制限推奨距離と近方制限推奨距離の情報を表示する表示ステップと、を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る撮像装置は、見やすい視差量に収まる被写体範囲が把握しやすくなり、撮影条件によって被写体範囲がどのように変化するかもわかりやすくなるため、見やすい視差量を考慮した撮影を簡単に行うことができる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】瞳分割方式光学系を概念的に説明する図である。
【図３】撮像光学系からの出力画像を示す図である。
【図４】立体表示対応テレビにＬ画像及びＲ画像を表示した状態を示す図である。
【図５】観察者が感じる立体像の再現位置と大きさを示す図である。
【図６】快適視差範囲を説明する概念図である。
【図７】本発明の第１実施形態における表示例を示す図である。
【図８】本発明の第１実施形態における表示例を示す図であって、図７の状態に対して、被写体にフォーカスしたまま遠ざかった状態を示す図である。
【図９】本発明の第１実施形態における表示例を示す図であって、図７の状態に対して、被写体にフォーカスしたままズームして拡大した状態を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】本発明の第２実施形態における表示例を示す図である。
【図１２】本発明の第３実施形態における表示例を示す図である。
【図１３】本発明の第４実施形態において非線形歪を説明する図であって、被写体空間と再現立体像空間が線形の場合を示す図である。
【図１４】本発明の第４実施形態において非線形歪を説明する図であって、非線形歪が発生している場合を示す図である。
【図１５】本発明の第４実施形態において非線形歪を説明する図であって、非線形歪が発生している場合を示す図である。
【図１６】本発明の第４実施形態において、被写体奥行きと被写体サイズの比率に対する、再現奥行きと再現被写体サイズの比率の関係を示すグラフである。
【図１７】本発明の第４実施形態において発生した圧縮歪の例を示す図である。
【図１８】本発明の第４実施形態に係る撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図１９】本発明の第４実施形態における表示例を示す図である。
【図２０】本発明の第５実施形態における表示例を示す図である。
【図２１】本発明の第６実施形態における表示例を示す図である。
【図２２】本発明の第６実施形態における表示例を示す図である。
【図２３】本発明の第６実施形態における表示例を示す図である。
【図２４】本発明の第６実施形態における表示例を示す図である。
【図２５】第２の絞りの例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、本発明に係る撮像装置の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
まず、本発明の実施形態に係る撮像装置の構成及び作用効果について説明する。
【００１６】
本発明の実施形態に係る撮像装置は、複数の撮影条件で視差画像を取得する撮像部と、複数の撮影条件の各々と所定の観察条件と視差制限範囲とから、視差制限範囲内の視差量になる最遠の被写体距離である遠方制限推奨距離と視差制限範囲内の視差量になる最近の被写体距離である近方制限推奨距離とを導出する推奨被写体範囲導出部と、複数の撮影条件の各々に応じた遠方制限推奨距離と近方制限推奨距離の情報を表示する表示部と、を備えることを特徴としている。
また、本発明に係る撮像方法は、複数の撮影条件で視差画像を取得する撮像ステップと、複数の撮影条件の各々と所定の観察条件と視差制限範囲とから、視差制限範囲内の視差量になる最遠の被写体距離である遠方制限推奨距離と視差制限範囲内の視差量になる最近の被写体距離である近方制限推奨距離とを導出する推奨被写体範囲導出ステップと、撮像ステップで取得した視差画像に重畳して、推奨被写体範囲導出ステップで導出した、遠方制限推奨距離と近方制限推奨距離の情報を表示する表示ステップと、を備えることを特徴としている。
【００１７】
ここで、表示部は、遠方制限推奨距離と近方制限推奨距離の数値情報を表示することができる。
この撮像装置又は撮像方法によれば、見やすい視差量に収まる被写体範囲が把握しやすくなり、撮影条件によって被写体範囲がどのように変化するかもわかりやすくなるため、被写体配置や撮影条件を考えやすくなり、見やすい視差量を考慮した撮影を簡単に行うことが可能になる。
【００１８】
本発明の実施形態に係る撮像装置は、上述の構成に加え、複数の撮影条件の各々に応じた視差画像に対する補正処理を指定し、画像補正パラメータを設定する補正処理設定部をさらに備え、推奨被写体範囲導出部は、複数の撮影条件の各々に応じた画像補正パラメータに応じて、遠方制限推奨距離と近方制限推奨距離を変更することが好ましい。
これにより、画像シフトや画像の拡縮により視差量を調整する機能をもったカメラ（撮像装置）の場合も、調整によってどのように見やすい被写体範囲が変わるのかが示されるため、撮影時にも適切な調整が可能になる。
【００１９】
本発明の実施形態に係る撮像装置は、上述の構成に加え、遠方制限推奨距離と近方制限推奨距離の範囲内にある被写体について、所定の観察条件下で観察される立体像の歪具合を予測する歪導出部をさらに備え、表示部は、歪導出部による予測結果に係る情報をさらに表示することが好ましい。
これにより、見やすい視差量になる被写体範囲とともに立体歪の具合がわかるため、見易さと不自然さのバランスを考慮した適切な条件設定ができるようになる。
【００２０】
本発明の実施形態に係る撮像装置は、表示画面には左右画像を重畳して表示し、想定する観察条件と、視差範囲制限条件と、表示画面サイズと表示拡大率の情報から、視差範囲制限条件に対応する画面上視差量を算出し、表示画面に算出した画面上視差量を表すスケールを重畳表示することが好ましい。
これにより、視差検出をしなくても、観察者はシーンの中の視差量が大きくなりそうな被写体について、ライブビュー画面上で左右画像のズレ量をスケールと比較することにより、気になる部分の視差量がおおよそどれくらいなのかを知ることができる。
【００２１】
本発明の実施形態に係る撮像装置は、ライブビュー画像上で指定された領域の被写体距離を導出し、該被写体距離の情報を前記遠方制限推奨距離と近方制限推奨距離の情報と関連付けて、表示画面に表示することが好ましい。
これにより、指定したエリアの被写体が推奨被写体範囲に入っているかどうか、また、どれくらい余裕があるか、が一目でわかる。
【００２２】
本発明の実施形態に係る撮像装置は、ライブビュー画像又は撮影済み画像に対して、各画素について視差量を検出して、被写体の最大視差量と最小視差量を導出し、該最大視差量と最小視差量と現在の撮影条件から、各視差量に相当する最遠被写体距離と最近被写体距離を導出し、その情報を前記遠方制限推奨距離と近方制限推奨距離の情報と関連付けて、カメラの表示画面に表示することが好ましい。
これにより、背景や前景の被写体距離は推奨被写体距離範囲に入っているかどうか、どれくらい余裕があるか、が一目でわかる。
【００２３】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る撮像装置１００の構成を示すブロック図である。
図１に示すように、撮像装置１００は、第１条件設定部１１０、第２条件設定部１２０、撮影条件取得部１３０、第１導出部１４０、表示制御部１５０、表示部１６０、及び撮像光学系１８０を備える。
【００２４】
撮像装置１００においては、第１条件設定部１１０（視差範囲制限条件設定部）、第２条件設定部１２０（観察条件設定部）、及び撮影条件取得部１３０の出力は、第１導出部１４０（推奨被写体範囲導出部）に入力される。第１導出部１４０が設定した被写体範囲と撮影条件の一部は表示制御部１５０に出力され、表示制御部１５０で重畳された映像信号（図示は省略）は表示部１６０で表示される。
【００２５】
以下、撮像装置１００を構成する各部の構成・作用について説明する。
視差範囲制限条件設定部としての第１条件設定部１１０は、観察時視差角の最大値Δφｃ１と最小値Δφｃ２を設定する。第１実施形態では、後で説明する快適視差範囲の考え方に基づいて、最大値Δφｃ１と最小値Δφｃ２にはあらかじめ初期値が設定されているが、ユーザー入力により変更可能にしてもよい。
【００２６】
観察条件設定部としての第２条件設定部１２０は、想定する表示画面の横幅Ｗｄ、観察距離Ｄｖ、及び観察者（ユーザー）の瞳孔間距離ＩＰＤを設定する。いずれもあらかじめ初期値が設定されているが、ユーザー入力により変更可能である。変更方法は、いくつかある候補の中から観察者が選択するようにしても良いし、任意の数値を入力してもよい。
【００２７】
撮影条件取得部１３０は、レンズ情報取得部１３１と基線長導出部１３２を備える。レンズ情報取得部１３１は、定期的に又は撮像光学系１８０に変化があったときに、撮像光学系１８０からレンズの焦点距離ｆ、絞りの大きさＦ、合焦距離Ｚｏ０の値を取得する。基線長導出部１３２は、焦点距離ｆと絞りの大きさＦに基づいて瞳分割撮影の基線長ＳＢ（図２）を導出する。そして、撮影条件取得部１３０は、焦点距離ｆと合焦距離Ｚｏ０と基線長ＳＢを第１導出部１４０へ出力する。
【００２８】
推奨被写体範囲導出部としての第１導出部１４０は、複数の撮影条件の各々と所定の観察条件と視差制限範囲とから、視差制限範囲内の視差量になる最遠の被写体距離である遠方制限推奨距離と視差制限範囲内の視差量になる最近の被写体距離である近方制限推奨距離とを導出する（推奨被写体導出ステップ）。
より具体的には、第１導出部１４０は、
（１）快適視差範囲の視差角の最大値Δφｃ１と最小値Δφｃ２、
（２）想定する表示装置の横幅Ｗｄ、
（３）観察距離Ｄｖ、
（４）観察者の瞳孔間距離ＩＰＤ、並びに、
（５）焦点距離ｆ、合焦距離Ｚｏ０、及び基線長ＳＢ
の値から、想定する観察条件（所定の観察条件）下で、
（ａ）観察時視差角が最大値Δφｃ１になるような被写体距離Ｚｏｃ１、及び、
（ｂ）観察時視差角が最小値Δφｃ２になるような被写体距離Ｚｏｃ２、
を導出する。
【００２９】
被写体距離Ｚｏｃ１（近方制限推奨距離）の位置にある被写体が快適に観察できる最も近方の被写体であり、被写体距離Ｚｏｃ２（遠方制限推奨距離）の位置にある被写体が快適に観察できる最も遠方の被写体である。撮影においては、近方制限推奨距離から遠方制限推奨距離までの範囲を超える被写体があまり写りこまないように、又は目立たないようにすることが望ましい。
【００３０】
表示制御部１５０は、第１導出部１４０から、近方制限推奨距離Ｚｏｃ１、遠方制限推奨距離Ｚｏｃ２、及び合焦距離Ｚｏ０の値を受け取り、これらの値を、センサ１８３から受けた映像信号（視差画像）に重畳して表示部１６０へ出力する。
【００３１】
表示部１６０は、表示制御部１５０から入力された情報にしたがって、映像情報に重畳して、複数の撮影条件の各々に応じた遠方制限推奨距離Ｚｏｃ２と近方制限推奨距離Ｚｏｃ１の数値情報を表示する（表示ステップ）。
【００３２】
撮像部としての撮像光学系１８０は、複数の撮影条件で視差画像を取得する（撮像ステップ）。ここでは、撮像光学系１８０は、瞳分割方式の光学系を想定する。撮像光学系１８０は、レンズ１８１、絞り１８２（図２）、センサ１８３、及び、駆動回路１８４を備える。駆動回路１８４はレンズ１８１をその光軸Ａｘに沿った方向に移動させ、その移動に関する情報をレンズ情報取得部１３１へ出力する。
【００３３】
立体映像を撮影するときは、２系統の光学系を用いる２眼式（平行法・交差法）が一般的だが、瞳分割方式は、１系統の光学系の入射瞳の一部を通過した光束と別の一部を通過した光束を２系統の光学系を通過した光束のように扱い、視差量のある左右画像を得るものである。詳細は後で説明するが、２眼式と異なり、フォーカスの合ったところの視差量が０になり、ボケたところほど視差量の絶対値が大きくなるという特徴がある。また、２眼式撮影では、左右の光軸がどれだけ離れているかを示す基線長は通常固定されているが、瞳分割方式ではレンズの焦点距離や絞りの大きさによって基線長が変化するという特徴もある。なお、左右の光軸が離れているほど視差量が大きくなりやすい。
【００３４】
図２を参照して、撮像光学系１８０による視差画像取得について説明する。
図２は、瞳分割方式光学系を概念的に説明する図であって、前側焦点位置に絞り１８２を置いたテレセントリック光学系を用いて瞳分割方式の撮影を行う場合の説明図である。図２において、レンズ１８１の中心からセンサ１８３のセンサ面１８３ａまでの距離はｂ０、被写体Ｔからの光が交差する点からレンズ１８１の中心までの距離はｂである。
【００３５】
図２は、レンズ１８１の中心からの距離Ｚｏの位置に被写体Ｔがあり、レンズ１８１の中心からの距離Ｚｏ０の位置に被写体Ｔ０があり、被写体Ｔ０にフォーカスを合わせたときの様子を示している。図２では、焦点距離ｆの位置にある絞り１８２を左右２つの領域に分けて考え、左側領域の中心ＡＬｃと右側領域の中心ＡＲｃ（図２）を通る光線を表している。
【００３６】
センサ１８３のセンサ面１８３ａでは、合焦被写体Ｔ０上の点から出た光は１点に収束するが、それより遠方の被写体Ｔ上の点から出た光はセンサ面より手前で１点に収束する。図２に示すように、被写体Ｔから出て絞り１８２の左右領域の中心ＡＬｃ、ＡＲｃをそれぞれ通った光はセンサ面１８３ａ上で重ならず異なる位置にずれる。この位置のずれは被写体と撮像光学系１８０との距離に応じて変わる。したがって、絞り１８２の左側領域を通った光と右側領域を通った光を別々に取り出すことができれば、一般的な２眼式の立体撮像と同様に、被写体距離に応じた左右画像のズレすなわち視差量のある２枚の画像が得られる。ただし、瞳分割方式光学系においては、合焦被写体の視差量は常に０になるという特徴がある。
【００３７】
ここで、絞り１８２の左右領域を通った光を分離するには、例えばレンズ１８１の入射瞳の右半分と左半分を交互に遮蔽して、時間的に左右を分離したり、光路上にプリズムなどをいれて別々のセンサに導いたり、画素ごとに左右を振り分けたりといった方法がある。
【００３８】
以上により、最終的に、図３のような２つの画像が保存される。図３は撮像光学系からの出力画像を示す図である。図３（ａ）は、絞り１８２の左側領域を通った光による、被写体Ｔの画像ＩＴ＿Ｌと被写体Ｔ０の画像ＩＴ０＿Ｌを示し、（ｂ）は、絞り１８２の右側領域を通った光による、被写体Ｔの画像ＩＴ＿Ｒと被写体Ｔ０の画像ＩＴ０＿Ｒを示している。
【００３９】
センサ１８３上での視差量の計算は次のように考える。
入射瞳の右半分の重心と左半分の重心との間の距離を基線長ＳＢとする。基線長ＳＢは、レンズ１８１の焦点距離ｆと、絞り１８２の大きさを表すＦ値と、の比に所定の係数をかけたものとして計算できる。さらに、被写体Ｔから絞り１８２の左側領域の中心ＡＬｃを通った光線がセンサ１８３上に達した点と、右側領域の中心ＡＲｃを通った光線がセンサ１８３上に達した点と、のセンサ面１８３ａ上での距離を、被写体Ｔのセンサ１８３上での視差量Δｘｓとする。この視差量Δｘｓと被写体距離Ｚｏの関係は、収差などの影響を無視すれば、次式（１）のようになる。
【００４０】
【数１】
2014027390.tif 000003
【００４１】
また、レンズ１８１の光軸Ａｘに垂直な面内において、被写体Ｔの大きさ（横サイズ）をＸｏとすると、センサ１８３上での被写体像の大きさＸｓは次式（２）のようになる。
【００４２】
【数２】
2014027390.tif 000004
【００４３】
次に、撮影された視差画像を想定する立体表示対応ＴＶなどで表示して観察する場合の視差量と立体像の再現位置について説明する。図４は、立体表示対応テレビにＬ画像（左眼用画像）及びＲ画像（右眼用画像）を表示した状態を示す図である。図５は、観察者Ｖが感じる立体像の再現位置と大きさを示す図である。
【００４４】
図４では、画面１６１に、被写体ＴのＬ画像ＩＴ＿ＬとＲ画像ＩＴ＿Ｒの両方が表示されているが、専用メガネＶＧをかけた観察者Ｖには、左眼ＥＬ（図５）ではＬ画像、右眼ＥＲ（図５）ではＲ画像のみが見える。撮像された被写体ＴのＬ画像ＩＴ＿ＬとＲ画像ＩＴ＿Ｒは、画面１６１において視差量Δｘｄだけずれて表示されている。これに対して、被写体Ｔ０のＬ画像ＩＴ０＿ＬとＲ画像ＩＴ０＿Ｒは丁度重なって表示されている。
【００４５】
図５に示すように、観察者Ｖには画面１６１上の視差量に応じた奥行き位置に被写体があるように見えている。再現される立体像ＶＴの奥行き位置（観察者Ｖからの距離Ｚｖの位置）は、画面１６１に対する観察距離Ｄｖ、観察者Ｖの瞳孔間距離ＩＰＤ、及び、画面１６１上の視差量Δｘｄで決まる。被写体Ｔの立体像ＶＴの再現奥行き位置を定める距離Ｚｖは、次式（３）のようになる。
【００４６】
【数３】
2014027390.tif 000005
【００４７】
一方、被写体Ｔ０の立体像ＶＴ０については、視差量が０となるため、Ｌ画像ＩＴ０＿Ｌ及びＲ画像ＩＴ０＿Ｒと丁度重なって画面１６１上に再現される。
また、再現される立体像ＶＴの大きさ（横サイズ）Ｘｖは、画面１６１上の被写体像の大きさＸｄ、観察距離Ｄｖ（観察者Ｖから画面１６１までの距離）、及び、立体像ＶＴの再現奥行き距離Ｚｖで決まる。再現奥行き距離Ｚｖは、上式（３）で決まるため、立体像ＶＴの大きさＸｖは、画面１６１上の被写体像の大きさＸｄ、観察者Ｖの瞳孔間距離ＩＰＤ、及び、画面上視差量Δｘｄ（Ｌ画像ＩＴ＿Ｌの中心とＲ画像ＩＴ＿Ｒの中心の距離）で決まることになり、次式（４）のように表せる。
なお、「横サイズ」とは、図２、図４、図５における被写体やセンサ面上の被写体像や表示画面に表示される被写体像および再現される立体像の左右方向の大きさである。
【００４８】
【数４】
2014027390.tif 000006
【００４９】
画面１６１上における、視差量Δｘｄ及び被写体像の大きさＸｄ（図５）は、それぞれセンサ１８３上における、視差量Δｘｓ及び被写体像の大きさＸｓ（図２）に比例する。表示装置（表示部１６０）の画面１６１の横サイズをＷｄ、センサ１８３の横サイズをＷｓとすると、画面１６１上の視差量Δｘｄは、センサ１８３上の視差量Δｘｓに画面サイズＷｄとセンササイズＷｓの比Ｍｓｄ＝Ｗｄ／Ｗｓを掛けたものになり、次式（５）のように表せる。式（５）において、符号はセンサ１８３上と画面１６１上で逆になり、式（５）では立体像を観察したときに画面１６１の奥に見える場合の視差量の符号が正、画面１６１より飛び出して見える場合の視差量の符号が負になる。
【００５０】
【数５】
2014027390.tif 000007
【００５１】
視差量Δｘｄと同様に、画面１６１上の被写体サイズＸｄは、センサ１８３上の被写体像の大きさＸｓに画面サイズＷｄとセンササイズＷｓの比Ｍｓｄを掛けたものになり、次式（６）のように表せる。
【００５２】
【数６】
2014027390.tif 000008
【００５３】
次に快適視差範囲（コンフォートゾーン）について説明する。図６は、快適視差範囲を説明する概念図である。
両眼視差を利用した立体表示を観察する場合、画面上視差量の絶対値が大きすぎると立体像は見づらくなり、極端な場合は融像できなくなる。そこで視差量がどれくらいで融像困難になるか、どの範囲（快適視差範囲）なら快適に見られるか、を調査する研究がこれまでに数多くなされ、おおよその目安となる値も発表されている（参考：３Ｄコンソーシアム「３ＤＣ安全ガイドライン」）。
【００５４】
立体像が快適に見られる画面上視差量は、画面１６１に対する視距離に応じて変わってしまうため、快適視差範囲は立体像に対する視差角で示されることが多い。視差角とは、立体像を見るときの観察者の視線の為す角度（輻輳角）と画面１６１に対する輻輳角の差である。
【００５５】
例えば、図６に示すように、快適に見られる最も近方の立体像ｃ１を見るときの視線の為す角度（輻輳角）をφｃ１、快適に見られる最も遠方の立体像ｃ２を見るときの輻輳角をφｃ２、及び、画面１６１に対する輻輳角をθｖとする。このとき、快適に見られる最も近方の立体像ｃ１を見るときの輻輳角φｃ１と画面１６１に対する輻輳角θｖの差Δφｃ１が快適に見られる最も近方の立体像ｃ１に対する視差角であり、快適に見られる最も遠方の立体像ｃ２を見るときの輻輳角φｃ２と画面１６１に対する輻輳角θｖの差Δφｃ２が快適に見られる最も遠方の立体像ｃ２に対する視差角である。これら２つの視差角Δφｃ１、Δφｃ２の間の範囲が快適視差範囲となる。これらの視差角Δφｃ１、Δφｃ２の具体的な数値としては、例えば「３ＤＣ安全ガイドライン」に、Δφｃ１＝１度、Δφｃ２＝−１度が示されている。
【００５６】
次に、第１導出部１４０で、観察時視差角がΔφｃ１になるような被写体距離（近方制限推奨距離）Ｚｏｃ１と、観察時視差角がΔφｃ２になるような被写体距離（遠方制限推奨距離）Ｚｏｃ２と、を導出する方法について説明する。
【００５７】
＜被写体距離の導出＞
視差角Δφ（Δφｃ１、Δφｃ２）は、上述のように、再現された立体像に対する輻輳角と画面１６１に対する輻輳角の差であり、画面１６１を観察するときの観察距離Ｄｖと観察者Ｖの瞳孔間距離ＩＰＤに依存し、画面１６１上の視差量Δｘｄを用いて次式（７）で表せる。
【００５８】
【数７】
2014027390.tif 000009
【００５９】
上式（７）で算出した視差角Δφを用いて、視差角Δφとなるような画面１６１上の視差量Δｘｄが次式（８）で決められる。
【００６０】
【数８】
2014027390.tif 000010
【００６１】
この式（８）のΔφに、視差角Δφｃ１、Δφｃ２を代入すれば、視差量Δｘｄをそれぞれ算出でき、これらにより画面上視差量の最大値Δｘｄｃ１及び最小値Δｘｄｃ２が決まる。さらに、上式（５）から逆算していけば画面１６１上の視差量Δｘｄｃ１、Δｘｄｃ２にそれぞれ対応する被写体距離Ｚｏｃ１、Ｚｏｃ２が計算できる。このため、最終的には、視差角がΔφｃ１になるような被写体距離Ｚｏｃ１は次式（９）のような形で表すことができる。
【００６２】
【数９】
2014027390.tif 000011
【００６３】
また、視差角がΔφｃ２になるような被写体距離Ｚｏｃ２は上式（９）のΔφｃ１をΔφｃ２に置き換えた次式（１０）で表せる。
【００６４】
【数１０】
2014027390.tif 000012
【００６５】
ここで、例外判定（例外処理）について説明する。
画面上視差量Δｘｄｃ２は画面１６１より奥に立体像が再生されるような視差量だが、画面上視差量Δｘｄｃ２が観察者Ｖの瞳孔間距離ＩＰＤを超えてしまうと視線が開散状態になり、快適に見ることはできなくなる。そこで、ＩＰＤ未満でＩＰＤに近い値ＸＤＭＸについて、
Δｘｄｃ２＞ＸＤＭＸ
が成り立つとき、別言すると上式（１０）において
Ｂ／Ｃ＞ＸＤＭＸ
が成り立つときは、例外処理としてＢ／Ｃ＝ＸＤＭＸとする。
ＸＤＭＸは例えばＸＤＭＸ＝ＩＰＤ×0.95とする。
【００６６】
また、条件によっては、
Ｚｏｃ２＜０
となることがある。これは後で説明する立体歪により遠方被写体に対する視差量が小さくなって、視差角がΔφｃ２になるような被写体距離Ｚｏｃ２が存在しない状態を示す。このような場合は、遠方制限推奨距離Ｚｏｃ２を無限大とする。
【００６７】
次に、図７〜図９を用いて、表示部１６０における推奨被写体範囲情報の表示について説明する。図７〜図９は、第１実施形態における表示例を示す図であって、図８は、図７の状態に対して、被写体にフォーカスしたまま遠ざかった状態を示す図であり、図９は、図７の状態に対して、被写体にフォーカスしたままズームして拡大した状態を示す図である。
【００６８】
図７は、カメラの背面液晶などの表示部（表示部１６０）の画面１６１に、ライブビュー画像ＬＶを表示し、さらに、推奨被写体範囲（近方制限推奨距離Ｚｏｃ１〜遠方制限推奨距離Ｚｏｃ２の範囲）、合焦距離Ｚｏ０の値、及び、それぞれのおおよその位置関係を示すスケールを重ねて表示した様子を示したものである。画面１６１にはＡＦ（オートフォーカス）などで使用したフォーカスエリアＦＡも同時に表示している。ライブビュー画像ＬＶはＬかＲのいずれか片方を表示するものであっても、両方を重畳表示するものであっても良い。図８、図９の表示は、図７に対して撮影条件が変わったことにより、推奨被写体範囲や合焦距離が変化したときの様子を示す。
【００６９】
撮影者は図７の表示を見て現在の推奨被写体範囲を視覚的に容易に把握できる。その後、例えば被写体にフォーカスしたまま遠ざかると、表示は図８のように推奨被写体範囲と合焦距離の値が更新される。また、被写体にフォーカスしたままズームすると、図９のように合焦距離は変わらず推奨被写体範囲が更新される。
このような表示により、撮影者は現在の撮影条件で見やすい視差範囲になる被写体の距離はどれくらいか、撮影条件が変わるとそれがどう変化するかが把握しやすくなり、構図の検討や適切な撮影条件の設定が行いやすくなる。また、図８、図９で示したように、推奨被写体範囲や合焦距離の値が変化したときは強調表示になるようにすると、変化に気づきやすいため好ましい。
【００７０】
（第２実施形態）
第１実施形態に係る撮像装置では、撮影された画像に特に補正処理を加えない場合を想定していたが、第２実施形態に係る撮像装置では撮影後のＬ画像及びＲ画像にシフト処理やズーム処理その他の補正処理を施してから画像を保存、又は補正処理を指定する情報を画像に付加して保存する場合を想定している。
【００７１】
第２実施形態に係る撮像装置は、第１実施形態に係る撮像装置の構成に加えて、複数の撮影条件の各々に応じた視差画像に対する補正処理を指定し、画像補正パラメータを設定する補正処理設定部２９０をさらに備える。推奨被写体範囲導出部としての第１導出部２４０は、複数の撮影条件の各々に応じた画像補正パラメータに応じて、遠方制限推奨距離と近方制限推奨距離を変更する。
【００７２】
図１０は、第２実施形態に係る撮像装置２００の構成を示すブロック図である。図１１は、第２実施形態における表示例を示す図である。
撮像装置２００における、第１条件設定部２１０、第２条件設定部２２０、撮影条件取得部２３０、レンズ情報取得部２３１、基線長導出部２３２、第１導出部２４０、表示制御部２５０、表示部２６０、撮像光学系２８０、レンズ２８１、撮像光学系２８０の絞り（不図示）、センサ２８３、及び駆動回路２８４は、第１実施形態の撮像装置１００の第１条件設定部１１０、第２条件設定部１２０、撮影条件取得部１３０、レンズ情報取得部１３１、基線長導出部１３２、第１導出部１４０、表示制御部１５０、表示部１６０、撮像光学系１８０、レンズ１８１、絞り１８２、センサ１８３、及び駆動回路１８４にそれぞれ対応する。
【００７３】
補正処理設定部２９０による補正処理は、再現される立体像の奥行き分布を調整する効果がある。例えば、第１実施形態のような瞳分割方式の撮像光学系２８０で撮影する場合、合焦被写体より手前の被写体の視差量が大きすぎるとき、別言すると、再現される立体像が画面２６１から飛出し過ぎるときに、Ｌ画像とＲ画像をそれぞれ外側へ、すなわちＬ画像は左へ、Ｒ画像は右へそれぞれシフトすることで、再現される立体像を全体的に奥へシフトさせ、手前の被写体の視差量を小さくして見やすくすることができる。
【００７４】
また、瞳分割方式の場合、合焦被写体は必ず画面２６１上に再現されるため、これを画面２６１から飛び出させたいような場合は、Ｌ画像とＲ画像をそれぞれ内側へシフトする。また、広角レンズで撮影したため全体に視差量が小さすぎて立体感に乏しい場合に、画像を拡大することで視差量を大きくすることができる。このように撮影条件だけでなく補正処理も併用することで、撮影者はより見やすく撮影意図の反映された画像を撮影することが出来る。
【００７５】
シフト処理や拡大処理は、画像自体を処理してもよいし、センサ２８３から信号を読み出す際に読み出し位置や読み出す範囲を変更する方法で実現する方法もある。観察者が補正処理を設定する場合、例えばカメラの表示部２６０にＬ画像とＲ画像を重畳表示して画像シフトの様子を確認しながら補正処理設定操作に割り当てられたボタンを操作する。
【００７６】
ただし、シフト処理や拡大処理を行うと、補正処理前には設定した視差範囲制限内に収まっていた被写体が、補正後に制限範囲外になることもあるので注意が必要である。例えば立体像全体を画面２６１の奥へシフトさせるようなシフト処理では、遠方の被写体の視差量が大きくなって、見やすい範囲を超えることがある。そのため、第２実施形態では、画像補正パラメータに応じて、遠方制限推奨距離と近方制限推奨距離を変更し、第１実施形態における表示項目に加えて、視差ゼロ距離Ｚｏ０’や補正処理設定ＣＳを画面２６１に表示させ、推奨被写体範囲の情報を確認しながら補正処理設定を行えるようにした（図１１）。
なお、その他の構成、作用、効果については、第１実施形態と同様である。
【００７７】
（第３実施形態）
第１実施形態に係る撮像装置では、快適視差範囲の考え方で視差範囲制限条件として、観察時視差角の最大値Δφｃ１と最小値Δφｃ２を設定した。これに対して、快適視差範囲を外れたものが直ちに問題になる訳ではなく、融像は容易である。しかし、そのような映像は長時間見続けると疲れやすい。そのため、通常は快適視差範囲に収まるように撮影するが、映像に迫力や面白みを持たせるために、融像は容易なレベルにおいて、敢えて快適視差範囲を超えた大きな視差量とすることもある。
【００７８】
ここで、融像限界を超えるほど大きな視差量は使うべきではない。第１実施形態の撮像装置では、推奨被写体範囲を超えてどこまでなら使用してよいかについてはっきり示さなかったが、第３実施形態の撮像装置では、図１２に例示するように、推奨被写体範囲とは別に限界被写体範囲として、近方限界距離Ｚｏｃ３及び遠方限界距離Ｚｏｃ４も表示することとしている。図１２は、第３実施形態における表示例を示す図である。
【００７９】
ここで、限界被写体範囲は、推奨被写体範囲の場合と同様に導出し、あらかじめ限界視差範囲として、遠方限界視差角Δφｃ４と近方限界視差角Δφｃ３の値が初期設定されている。この設定は必要に応じて観察者が変更しても良い。そして、遠方・近方の推奨被写体距離と同様の方法で、遠方限界被写体距離と近方限界被写体距離を導出する。このとき、推奨被写体範囲の例外処理と同様に、遠方限界視差角Δφｃ４から計算される画面上視差量Δｘｄｃ４が想定する観察者の瞳孔間距離ＩＰＤによって決まる値ＸＤＭＸより大きい場合は、Δｘｄｃ４＝ＸＤＭＸとして遠方限界被写体距離Ｚｏｃ４を導出する。ＸＤＭＸはＩＰＤより小さい値で例えばＩＰＤの９５％となるような値とする。
なお、その他の構成、作用、効果については、第１実施形態と同様である。
【００８０】
（第４実施形態）
第４実施形態に係る撮像装置においては、歪導出部としての第２導出部４７０（図１８）を備える点が第１実施形態に係る撮像装置と異なる。
【００８１】
第４実施形態の撮像装置では、第２導出部４７０（図１８）において、再現される立体像の歪具合を示す立体像歪評価値を導出し、表示制御部４５０は、推奨被写体範囲の情報とともに立体像歪評価値を表示部４６０に表示させる。別言すると、歪導出部としての第２導出部４７０は、遠方制限推奨距離と近方制限推奨距離の範囲内にある被写体について、所定の観察条件下で観察される立体像の歪具合を予測し、表示部は、歪導出部による予測結果に係る情報をさらに表示する。
【００８２】
ここで、立体像歪について説明する。
一般に立体映像を撮影するとき、撮影条件と観察条件の幾何学的な関係によって再現される立体像が歪み、不自然な見え方になることがある。ここでは歪の出方を大別して２つに分けて扱う。
【００８３】
１つ目の歪みとしての非線形歪は、被写体空間と再現立体像空間が非線形になることにより、ある程度遠方の被写体がひとつの面に張り付いて見えたり、奥行きによって被写体の大きさが狂って見えたりするものである。
【００８４】
図１３、図１４、図１５は非線形歪を説明する図であって、図１３は被写体空間と再現立体像空間が線形の場合、図１４、図１５は非線形歪が発生している場合を示す。また、図１３〜図１５において、（ａ）は被写体奥行きに対する再現立体像の奥行きを示したグラフ、（ｂ）は被写体奥行きに応じて再現立体像の大きさが変わることを示したグラフ、（ｃ）は被写体奥行きに応じて変わる再現立体像の見え方を示したものである。図１４（ａ）、（ｂ）、図１５（ａ）、（ｂ）において、破線は、被写体空間と再現立体像空間が線形の場合を示しており、実線は、非線形歪が発生している場合を示している。図１４と図１５は、非線形歪の現れ方が逆になっている。
【００８５】
図１３に示す場合では、被写体奥行きと再現奥行きは線形関係にあり、観察者が感じる再現立体像の大きさは奥行きによって変わらない。したがって、奥行きの異なる同じ大きさの２つの被写体を撮影したときに、再現立体像でも２つは同じ大きさに感じられる。
これに対して図１４に示す場合では、被写体奥行きが大きいほど、すなわち遠くにあるものほど、再現奥行きも大きさも強調されるため、手前にあるものが小さくなったような見え方になる（図１４（ｃ））。
また、図１５に示す場合は、図１４に示す場合と逆であって、遠くにあるものほど奥行きと大きさが圧縮されるため、ある程度遠くのものが全て平面に張り付いたように見える（図１５（ｃ））。
【００８６】
この現象は、例えば被写体距離に対して基線長や焦点距離が大きすぎると図１４のようになり、観察画面が小さすぎると図１５のようになる傾向があるが、関与するパラメータは基線長、焦点距離、合焦距離、観察画面サイズ、観察者の瞳孔間距離などがあり、歪とパラメータが１対１対応しているわけではない。
【００８７】
２つ目の歪を圧縮歪と呼ぶ。図１６は、第４実施形態において、被写体奥行きと被写体サイズの比率に対する、再現奥行きと再現立体像サイズの比率の関係を示すグラフである。図１７は、第４実施形態において発生した圧縮歪の例を示す図である。
図１６において、破線Ｌ０は被写体空間と再現立体像空間が相似形の場合、実線Ｌ１はサイズに比較して奥行きが強調された場合、実線Ｌ２はサイズに比較して奥行きが圧縮された場合をそれぞれ示している。図１７において、再現立体像Ｓ１は、そのサイズと奥行きの比率が、被写体Ｓ０のサイズと奥行きの比率と同じ場合、再現立体像Ｓ２は奥行きが強調された場合、再現立体像Ｓ３は奥行きが圧縮された場合をそれぞれ示している。
【００８８】
被写体空間と再現空間が線形であっても、図１６に示すようにサイズと奥行きの比率が被写体空間と再現空間で大きく異なることがあり、その結果、図１７の再現立体像Ｓ３のように全体が圧縮されてレリーフのように見えたり、逆に、再現立体像Ｓ２のように奥行きが強調されすぎて奇妙な見え方になることがある。この現象は、主に撮影画角と観察画角が大きく異なることが原因で、例えば撮影レンズの焦点距離が長すぎる、すなわち撮影画角が狭い場合、奥行きが圧縮された見えになりやすい。ただし、線形でないときは合焦距離などの他のパラメータも影響してくる。
【００８９】
このような歪の両方を完全になくすような理想的な条件の実現は多くの場合困難である。実際には、用途にもよるが、歪具合が小さければ観察者は気にしないため、歪が大きくなりすぎない程度に撮影条件を理想からずらして撮影することになる。そのためには、撮影者が、現在の撮影条件ではどのような歪の状態になるかを簡単にモニターできると都合が良い。
そこで、第４実施形態の撮像装置では、歪の状態を表す評価値ＤＥとして、線形性を表す数値としての線形率Ｌｉｎと、奥行き強調・圧縮の程度を表す数値としての圧縮率ｅｘ（ｅｘｐａ）と、を推奨被写体範囲とともにカメラの表示画面１６１に表示する（図１９）。図１９は、第４実施形態における表示例を示す図である。
【００９０】
非線形歪みの程度は、被写体の奥行き範囲をどう設定するかで変わるが、ここでは前述の第１導出部１４０で導出した近方制限推奨距離Ｚｏｃ１と遠方制限推奨距離Ｚｏｃ２を、非線形歪導出の範囲設定に利用する。
【００９１】
以下、歪評価値ＤＥの具体的な計算方法について説明する。
＜線形率  Ｌｉｎ＞
線形率は、近方制限推奨距離Ｚｏｃ１、遠方制限推奨距離Ｚｏｃ２、及び、合焦距離Ｚｏ０の３点のデータから導出する。なお、遠方制限推奨距離Ｚｏｃ２が無限大の場合は、視差量に関してはほとんど無限大とみなせるような大きな有限の距離で置き換えて計算する。
線形性が崩れると、図１４（ｂ）や図１５（ｂ）のグラフに示すように、再現される立体像のサイズが奥行きによって大きく変わる。そこで、近方制限推奨距離Ｚｏｃ１、遠方制限推奨距離Ｚｏｃ２、及び、合焦距離Ｚｏ０について、所定の被写体サイズＸｏに対する立体像のサイズＸｖｃ１、Ｘｖｃ２、Ｘｖ０を求め、設定した範囲内で最も近い立体像のサイズと最も遠い立体像のサイズの差を合焦位置の立体像（画面１６１上の像）のサイズで割って１を加えたものを線形率Ｌｉｎとする。ここで、線形率Ｌｉｎは、次式（１１）のようになる。
【００９２】
【数１１】
2014027390.tif 000013
【００９３】
立体像のサイズＸｖｃ１、  Ｘｖｃ２、  Ｘｖ０は、上式（４）のように画面１６１上の被写体像の大きさと観察者の瞳孔間距離と画面上視差量で決まり、次式（１２）、（１３）、（１４）のように表される。
【００９４】
【数１２】
2014027390.tif 000014
【００９５】
【数１３】
2014027390.tif 000015
【００９６】
【数１４】
2014027390.tif 000016
【００９７】
ここで、画面上被写体像の大きさＸｄｃ１、Ｘｄｃ２、画面上視差量Δｘｄｃ１、Δｘｄｃ２などは、上式（５）、（６）のＺｏにＺｏｃ１やＺｏｃ２を代入して計算する。
線形率Ｌｉｎは、その値が１のとき線形性が成り立っており、１＜Ｌｉｎのときは図１４のような歪が発生しており、Ｌｉｎ＜１のときは図１５のような歪が発生しており、値が１から離れるほど歪の程度が大きい。
【００９８】
＜圧縮率  Ｅｘｐａ＞
線形率が１でないとき、被写体距離によって圧縮率は異なってくるが、第４実施形態では合焦距離Ｚｏ０の被写体について導出した圧縮率を全体の圧縮率の代表値とする。
【００９９】
大きさ（横サイズ）Ｘｏの被写体が、合焦距離Ｚｏ０と所定の微小距離ΔＺｏだけ離れた距離Ｚｏ１にある場合を考える。ここで、合焦距離Ｚｏ０と距離Ｚｏ１に対応する立体像の再現奥行きＺｖ０とＺｖ１及び、奥行きＺｖ０に再現される立体像の横サイズＸｖ０を求め、立体像の奥行き差Ｚｖ１−Ｚｖ０とサイズＸｖ０の比を被写体距離の差ΔＺｏとサイズＸｏの比で割ったものを圧縮率Ｅｘｐａとする。圧縮率Ｅｘｐａを式で表すと次式（１５）のようになる。
【０１００】
【数１５】
2014027390.tif 000017
【０１０１】
圧縮率Ｅｘｐａは、その値が１００％のとき、再現された立体像はもとの被写体と相似形であり、Ｅｘｐａ＜１００％のときは奥行きが圧縮された状態を示し、１００％＜Ｅｘｐａのときは奥行きが強調された状態を示し、Ｅｘｐａが１００％から離れるほど、歪の程度が大きいことを示す。
【０１０２】
図１８は、第４実施形態に係る撮像装置４００の構成を示すブロック図である。第２導出部４７０には第１導出部４４０からの出力が入力され、第２導出部４７０からの出力は表示制御部４５０に入力される。
【０１０３】
ここで、撮像装置４００における、第１条件設定部４１０、第２条件設定部４２０、撮影条件取得部４３０、レンズ情報取得部４３１、基線長導出部４３２、第１導出部４４０、表示制御部４５０、表示部４６０、撮像光学系４８０、レンズ４８１、撮像光学系４８０の絞り（不図示）、センサ４８３、及び駆動回路４８４は、第１実施形態の撮像装置１００の第１条件設定部１１０、第２条件設定部１２０、撮影条件取得部１３０、レンズ情報取得部１３１、基線長導出部１３２、第１導出部１４０、表示制御部１５０、表示部１６０、撮像光学系１８０、レンズ１８１、絞り１８２、センサ１８３、及び駆動回路１８４にそれぞれ対応する。
【０１０４】
第１実施形態と同様に、第１導出部４４０は、近方制限推奨距離Ｚｏｃ１と遠方制限推奨距離Ｚｏｃ２を導出し、それらと合焦距離Ｚｏ０の情報を表示制御部４５０へ出力する。
また、立体像歪評価値導出部としての第２導出部４７０へ、近方制限推奨距離Ｚｏｃ１、遠方制限推奨距離Ｚｏｃ２、合焦距離Ｚｏ０、想定する表示画面４６１の幅Ｗｄ、観察距離Ｄｖ、瞳孔間距離ＩＰＤと、撮影レンズの焦点距離ｆ、及び、基線長ＳＢの値を出力する。
第２導出部４７０では、前述の線形率Ｌｉｎと圧縮率Ｅｘｐａを導出し、線形率Ｌｉｎ、圧縮率Ｅｘｐａ、及び基線長ＳＢの値を表示制御部４５０へ出力する。表示制御部４５０ではこれらの情報を映像信号に重畳して表示部４６０へ出力し、表示部４６０で表示する。
【０１０５】
図１９は、第４実施形態における表示例を示す図である。
第４実施形態では、推奨被写体範囲の情報と同時に立体歪の情報も表示されるため、撮影者は現在の撮影条件ではどの程度立体歪がでるのか把握できる。特に歪評価値ＤＥ（線形率Ｌｉｎ、圧縮率Ｅｘｐａ（ｅｘ））の値があらかじめ設定された値より悪いときは色を変えるなど特殊表示にすると、不慣れな撮影者でも立体歪の問題に気づきやすい。そして、撮影者は表示を見ながら基線長などの撮影条件を工夫することにより、立体歪の少ない自然な立体画像を撮影することができる。
【０１０６】
また、立体歪を改善するために基線長や焦点距離を長くすると、撮影したい被写体が推奨被写体範囲を超えてしまうこともあるが、推奨被写体範囲を見ながら、立体歪と全体の見易さのバランスを考えて撮影条件を調整できる。第１実施形態と同様に、変化があった値は強調表示になるようにするとよりわかりやすい。また、歪評価値が改善した、すなわち線形率が１に近づいた、又は圧縮率が１００％に近づいたときと劣化したときとで、色など表示の仕方を変えても良い。
なお、その他の構成、作用、効果については、第１実施形態と同様である。
【０１０７】
（第５実施形態）
図２０は、第５実施形態における表示例を示す図である。第５実施形態の撮像装置では、被写体距離でなく、画面１６１上の視差量を基準の視差量と比較する。ライブビュー画像ＬＶ上（図２０（ａ））で観察者がエリアＥＡ１（拡大指定エリア）を指定して拡大表示にすると、遠方推奨視差量を示すスケールＳＣ２と近方推奨視差量を示すスケールＳＣ１が表示される（図２０（ｂ）中の矢印）。これらのスケールの長さは、想定する観察条件、視差範囲制限条件、カメラの表示画面サイズ、及び、表示拡大率で決まる。観察者は実際の風景中で視差量が大きくなりそうな被写体について、画面１６１上で左右画像のズレ量をスケールと比較することにより、気になる部分の視差量がおおよそどれくらいなのかを知ることができる。
なお、その他の構成、作用、効果については、第１実施形態と同様である。
【０１０８】
（第６実施形態）
上述の第１〜第５実施形態の撮像装置では、推奨被写体範囲（遠方制限推奨距離と近方制限推奨距離）に対して実際の被写体がどの範囲にあるかということは、撮影者が自身で判断するようにしていた。このような方法は、あらかじめ撮影範囲を見積もっておいて、そこに被写体を配置していくような計画的な撮影や、距離を見積もりやすい近距離撮影には向いている。しかし、通常の撮影では、撮影者が被写体の距離を見積もるのが難しい場合も多い。
【０１０９】
そこで、第６実施形態の撮像装置では、カメラが被写体距離を検出して、その結果と推奨被写体範囲の関係を示す表示を行う。ステレオ撮影の場合であれば、ライブビュー画像から被写体の視差量を検出すれば、上式（１）を用いて被写体距離を計算することができる。視差量の検出方法は、一般的なステレオマッチングを用いればよい。なお、ステレオマッチングの説明は省略する。
【０１１０】
図２１〜図２４は、第６実施形態における表示例を示す図である。
図２１に示すように、ライブビュー画像ＬＶを表示したカメラの表示画面１６１上で、被写体距離を確認したいエリアを観察者が指定する。図２１に示す例では、エリア１（ＡＲ１）とエリア２（ＡＲ２）の２箇所を指定している。カメラはこの２箇所それぞれについてエリア内の平均視差量を算出し、被写体距離を導出する。
画面１６１の右端部には第１実施形態の画面１６１と同様にスケールが表示してあり、遠方制限推奨距離Ｚｏｃ２、近方制限推奨距離Ｚｏｃ１、及び合焦距離Ｚｏ０の数値、並びに、それらの位置関係がスケールで示されている。さらに、このスケール上に、導出した被写体距離に対応させて、エリアごとのマークとして、エリア１被写体距離Ｚａｒ１、エリア２被写体距離Ｚａｒ２を表示する。
【０１１１】
この表示により、撮影者は、指定した被写体部分が推奨被写体範囲に対しておおよそどのような位置関係にあるのか、指定した被写体部分が推奨被写体範囲内にあるのか、さらには、推奨被写体範囲をわずかに超えるのか、又は、大幅に超えているのかなどを直感的に把握することができる。また、それとともに、次の操作の判断、すなわち、この状態で撮影するか、それとも余裕があるためもっと立体感を強調するか、推奨範囲を大幅に超えているため撮影条件を大きく変えたほうが良いか、などの判断がしやすくなる。
【０１１２】
図２１に示すスケールの代わりに、図２２の右下部分に示すように、測定した被写体距離ごとにエリアマークの色を変えることによって、指定したエリアの距離と推奨被写体範囲の関係をインジケーターで示してもよい。図２２に示す例では、被写体距離と色の関係を示すインジケーターを用いており、インジケーターの左側の２つの黒三角印により、推奨被写体範囲として近方制限推奨距離Ｚｏｃ１と遠方制限推奨距離Ｚｏｃ２を示している。このインジケーターにおいては、遠方制限推奨距離Ｚｏｃ２よりも上側に遠方制限推奨距離より遠い範囲Ｉｏｃ２を示し、近方制限推奨距離Ｚｏｃ１よりも下側に近方制限推奨距離より近い範囲Ｉｏｃ１を示し、近方制限推奨距離Ｚｏｃ１と遠方制限推奨距離Ｚｏｃ２の中間位置に視差ゼロ距離Ｉｐ０を示している。
【０１１３】
ここで、被写体やカメラが動くと、エリアマークが意図したところからずれてしまうため、位置を再設定する必要がある。そのような場合、エリアマークに自動的に被写体を追従する機能を持たせることで、再設定の手間が省ける。さらに顔検出機能があれば、複数の人を撮影するときにそれぞれの顔を追跡して距離を検出するため、エリア指定も省ける。
エリア指定をせずに、画像の全画素について視差量を検出して最大視差量と最小視差量を算出し、図２３に示すように各視差量に相当する最遠被写体距離Ｚｆと最近被写体距離Ｚｃをスケール上に表す方法もある。
【０１１４】
また、画像の全画素について視差量を検出し、図２４に示すように、画面１６１に右下に視差量ごとに色分けした奥行きマップを表示して、奥行きマップの左側の２つの黒三角印により、推奨被写体範囲として近方制限推奨距離Ｚｏｃ１と遠方制限推奨距離Ｚｏｃ２の関係を示すようにしても良い。
なお、その他の構成、作用、効果については、第１実施形態と同様である。
【０１１５】
（変形例）
上述の第１〜第３実施形態の撮像装置では瞳分割方式の撮像光学系１８０を想定し、基線長は焦点距離と絞り１８２の大きさから計算する場合を挙げた。第４〜第６実施形態の撮像光学系４８０についても同様である。これに対して、撮像光学系のレンズに、図２５に示すような、２つの開口部１９２ａ、１９２ｂをもつ第２の絞り１９２を挿入するタイプを用いることもできる。その場合、基線長ＳＢは、第２の絞り１９２の２つの開口部１９２ａ、１９２ｂの間隔と焦点距離から導出する。
【０１１６】
また、瞳分割方式の光学系に限る必要は無く、一般的な２系統の光学系を用いることもできる。その場合の基線長は焦点距離や絞りの大きさには依存しないため、固定の値を用いる、又は、２系統の光学系を制御する機構から基線長情報を取得して用いる。
【０１１７】
さらにまた、第１〜第６実施形態の撮像装置では、第１条件設定部１１０、４１０で設定する値については一般的な快適視差範囲を例にとって説明したが、これに限られるものではない。例えば、一部の裸眼立体表示装置は、視差量が大きくなると急激に解像度が落ちる性質をもっているため、解像度が落ちない視差範囲を制限条件として設定しても良い。
【０１１８】
さらに、第３実施形態以外では、快適視差範囲と融像限界の違いを特に意識させない表示にしていたが、第１導出部１４０、２４０、４４０で例外処理を行ったとき、すなわち遠方限界推奨距離Ｚｏｃ２が開散限界の距離の場合は、その情報も表示制御部１５０へ送り、Ｚｏｃ２の表示にマークをつけるなど通常とは違う表示にして開散限界であることを明示すると、これより遠方の被写体を入れてはいけないことを観察者が認識しやすくなる。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
以上のように、本発明に係る撮像装置及び撮像方法は、見やすい視差量を考慮した撮影を撮影者が容易に行うことのできる撮像装置及び撮像方法の提供に有用である。
【符号の説明】
【０１２０】
１００    撮像装置
１１０    第１条件設定部（視差範囲制限条件設定部）
１２０    第２条件設定部（観察条件設定部）
１３０    撮影条件取得部
１３１    レンズ情報取得部
１３２    基線長取得部
１４０    第１導出部（推奨被写体範囲導出部）
１５０    表示制御部
１６０    表示部
１６１    画面
１８０    撮像光学系
１８１    レンズ
１８２    絞り
１８３    センサ
１８３ａ  センサ面
１８４    駆動回路
１９２    第２の絞り
１９２ａ、１９２ｂ  開口部
２００    撮像装置
２１０    第１条件設定部（視差範囲制限条件設定部）
２２０    第２条件設定部（観察条件設定部）
２３０    撮影条件取得部
２３１    レンズ情報取得部
２３２    基線長取得部
２４０    第１導出部（推奨被写体範囲導出部）
２５０    表示制御部
２６０    表示部
２６１    画面
２８０    撮像光学系
２８１    レンズ
２８３    センサ
２８４    駆動回路
２９０    補正処理設定部
４００    撮像装置
４１０    第１条件設定部（視差範囲制限条件設定部）
４２０    第２条件設定部（観察条件設定部）
４３０    撮影条件取得部
４３１    レンズ情報取得部
４３２    基線長取得部
４４０    第１導出部（推奨被写体範囲導出部）
４５０    表示制御部
４６０    表示部
４６１    画面
４７０    第２導出部
４８０    撮像光学系
ＡＬｃ    左側領域の中心
ＡＲ１、ＡＲ２  エリア
ＡＲｃ    右側領域の中心
Ａｘ      光軸
ＤＥ      歪評価値
Ｄｖ      観察距離
Ｅｘｐａ  圧縮率
ｆ        焦点距離
Ｆ        絞りの大きさ
ＦＡ      フォーカスエリア
ＩＰＤ    瞳孔間距離
ＩＴ＿Ｌ、ＩＴ＿Ｒ  被写体Ｔの画像
ＩＴ０＿Ｌ、ＩＴ０＿Ｒ  被写体Ｔ０の画像
ＬＶ      ライブビュー画像
Ｌｉｎ    線形率
Ｓ０      被写体
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３  再現立体像
ＳＢ      基線長
ＳＣ１、ＳＣ２  スケール
Ｔ、Ｔ０  被写体
Ｖ        観察者
Ｗｄ      画面サイズ
Ｗｓ      センササイズ
φｖｃ１  近方視差制限値
φｖｃ２  遠方視差制限値
φｖｃ３  近方限界視差角
φｖｃ４  遠方限界視差角
Ｚｏ０    合焦距離
Ｚｏｃ１  近方制限推奨距離
Ｚｏｃ２  遠方制限推奨距離
Ｚｏｃ３  近方限界距離
Ｚｏｃ４  遠方限界距離
Ｚｏ０’  視差ゼロ距離
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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