(57)【要約】【課題】２つの撮像素子を備えた３次元画像を撮影可能な３次元デジタルカメラにおいて、縦構図の３次元撮影画像を撮影可能とする３次元デジタルカメラを提供すること。【解決手段】被写体像を撮像して横長長方形状の撮影画像を取得する２つの撮像素子（７ａ，７ｂ）を含む撮像系（２）を備え、ユーザの操作に応じて、撮像素子（７ａ，７ｂ）の回転操作を受け付ける切り替えスイッチ（１２）と、ユーザにより切り替えスイッチ（１２）が操作されることに応じて、撮像系（２）の各光軸（４１ａ，４１ｂ）を軸中心として撮像素子（７ａ，７ｂ）を９０度回転することにより撮像素子（７ａ，７ｂ）の撮影有効範囲を変化させ、縦長長方形状の撮影画像を取得する撮像素子駆動部（２８）と、を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を撮像して撮影画像を取得する２つの撮像素子を含む撮像系を備える３次元デジタルカメラであって、
前記３次元デジタルカメラは、前記撮像素子の撮影有効範囲を横長長方形状と縦長長方形状との何れかに変化させる撮影有効範囲変化手段を備え、
前記撮影有効範囲変化手段が変化させた前記撮像素子の撮像有効範囲に応じて、前記撮像素子は横長長方形状と縦長長方形状との何れかの形状の撮影画像を取得することを特徴とする３次元デジタルカメラ。
【請求項２】
前記撮影有効範囲変化手段は、
ユーザの操作に応じて、前記撮像素子の回転操作を受け付ける回転操作手段と、
ユーザにより前記回転操作手段が操作されることに応じて、前記撮像系の各光軸を軸中心として前記撮像素子を所定角度回転することにより前記撮像素子の撮影有効範囲を変化させ、横長長方形状と縦長長方形状との何れかの形状の撮影画像を取得する撮像素子回転制御手段と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の３次元デジタルカメラ。
【請求項３】
前記３次元デジタルカメラに生じるブレ量を検出するブレ検出手段と、
前記ブレ検出手段により検出されたブレ量に応じて、前記２つの撮像素子のそれぞれを所定の方向に移動させて、前記２つの撮像素子のそれぞれにより撮像される被写体像のブレを補正するブレ補正手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の３次元デジタルカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３次元デジタルカメラに関し、特に、縦構図の３次元画像を撮影可能とする３次元デジタルカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
昨今、３次元画像を撮影可能なデジタルカメラの需要が高まりつつある。３次元画像の撮影を行うことができる一般的な３次元デジタルカメラとして、撮像素子及び撮影レンズを含む撮像部を２つ備えた３次元デジタルカメラが知られている（例えば、特許文献１参照）。かかる３次元デジタルカメラにおいて立体的な撮影画像を得るためには、所定の距離だけ離れた２つの撮影レンズで同時に２つの撮影画像を撮影する必要がある。
【０００３】
この２つの撮影レンズ間の距離は、人間の目の感覚に近くする必要がある。このため、３次元画像を表す３次元データを撮像する場合には、カメラ本体を水平方向に保ちながら、被写体を撮影する２つの撮影レンズと、撮影レンズによって結像された被写体像を受光する２つの撮像素子とを、略水平方向に所定の距離離した状態で撮影を行う必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２５２２５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このような従来の３次元デジタルカメラでは、横長長方形状の横の構図の３次元撮影画像を撮像する場合、カメラ本体を略水平方向に保った状態で撮影すればよいので特に問題は生じない。人間の目のように水平方向に離れているものを、離れて配置された撮影レンズで撮影して観察するときには、各々の画像を左右の目にそれぞれ見させることで視差を作り出すという手法が使用できる。
【０００６】
しかしながら、縦長長方形状の縦の構図の３次元画像撮影画像を撮像する場合には、図５に示すように従来のデジタルカメラ１０１を略垂直方向に保った状態で撮影したとしても、２つの撮影レンズが略垂直方向に離れた状態になるため、これにより得られる２つの撮影画像は、単に縦方向に２つ並んだ撮影画像となってしまう。人間の目のように水平方向に離れているものを撮影する場合の手法は縦の構図では成立しない。すなわち、縦構図の３次元画像を撮像するため、２つの撮影レンズを略垂直方向に離して撮影した各々の画像を左右の目にそれぞれ見させたとしても、人間の目は垂直方向に離れていないために、正しい視差を作り出せないので、こうして撮影された２つの撮影画像から人間の目に立体的に見える画像を生成することはできない。
【０００７】
このように、従来の３次元デジタルカメラでは、縦構図の３次元画像は撮像できないという課題があった。
【０００８】
本発明は、上述の従来の課題に鑑みてなされたものであり、縦構図の３次元画像を撮影可能とする３次元デジタルカメラ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】
【０００９】
本発明の第１の態様による３次元デジタルカメラは、被写体像を撮像して撮影画像を取得する２つの撮像素子を含む撮像系を備える３次元デジタルカメラであって、前記３次元デジタルカメラは、前記撮像素子の撮影有効範囲を横長長方形状と縦長長方形状との何れかに変化させる撮影有効範囲変化手段を備え、前記撮影有効範囲変化手段が変化させた前記撮像素子の撮像有効範囲に応じて、前記撮像素子は横長長方形状と縦長長方形状との何れかの形状の撮影画像を取得することを特徴とする。
【００１０】
本発明の第２の態様による３次元デジタルカメラは、前記撮影有効範囲変化手段は、ユーザの操作に応じて、前記撮像素子の回転操作を受け付ける回転操作手段と、ユーザにより前記回転操作手段が操作されることに応じて、前記撮像系の各光軸を軸中心として前記撮像素子を所定角度回転することにより前記撮像素子の撮影有効範囲を変化させ、横長長方形状と縦長長方形状との何れかの形状の撮影画像を取得する撮像素子回転制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
本発明の第３の態様による３次元デジタルカメラは、前記３次元デジタルカメラに生じるブレ量を検出するブレ検出手段と、前記ブレ検出手段により検出されたブレ量に応じて、前記２つの撮像素子のそれぞれを所定の方向に移動させて、前記２つの撮像素子のそれぞれにより撮像される被写体像のブレを補正するブレ補正手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、２つの撮像素子を備えた３次元画像を撮影可能な３次元デジタルカメラにおいて、縦構図の立体撮影画像を撮影可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態に係るデジタルカメラの正面及び背面を示す図である。
【図２】図１のデジタルカメラのブロック図である。
【図３】図１のデジタルカメラを構成する撮像素子の概略動作を示す図である。
【図４】図３の撮像素子の有効撮像範囲を示す図である。
【図５】従来例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施の形態に係る３次元デジタルカメラの実施の形態であるデジタルカメラ１の外観を示すブロック図であり、図１（１）はデジタルカメラ１の正面図を図１（２）はデジタルカメラ１の背面図である。
【００１６】
デジタルカメラ１は、図１（１）に示すように、デジタルカメラ１の筐体１０の正面側には、撮像系２（図２参照）を構成する２つのズームレンズ３ａ，３ｂ（レンズ群）を有している。また、デジタルカメラ１の筐体１０の背面には、図１（２）に示すように、表示モニタ１１と、操作部３６（図２参照）を構成する切り替えスイッチ１２、手ブレ補正機能キー１３、撮影条件を決定するためのモード設定ダイアル１４、カーソルキー１５、ズームキー１６（Ｗ（広角）ボタン１６ａ、Ｔ（望遠）ボタン１６ｂ）等が設けられている。また、デジタルカメラ１の筐体１０の上面にはシャッターキー１７、電源ボタン１８が設けられ、筐体の側部にはパーソナルコンピュータ（以下、パソコン）やモデム等の外部装置と接続するためのＵＳＢケーブルに接続する場合に用いるＵＳＢ端子接続部が設けられている。
【００１７】
図２は、本発明に係る実施の形態のデジタルカメラ１の制御回路の構成を説明するためのブロック図である。
【００１８】
デジタルカメラ１は、撮像系２、ブレ検出部２４、撮像素子駆動部２８、タイミング発生部２９、信号処理部３０、画像処理部３１、表示処理部３２、表示モニタ１１、記録部３４、操作部３６及びカメラ制御部３７を備える。操作部３６は切り替えスイッチ１２を含み、カメラ制御部３７は撮像素子回転制御部２６、撮像素子ブレ補正処理部２７を含む。
【００１９】
撮像系２は、２つのズームレンズ３ａ，３ｂ、２つのズームレンズ３ａ，３ｂのそれぞれに対応する２つのフォーカスレンズ４ａ，４ｂ、２つの撮像素子７ａ，７ｂ、及び２つの撮像素子７ａ，７ｂがそれぞれ配設される２つの撮像素子駆動ステージ８ａ，８ｂを有する。２つのズームレンズ３ａ，３ｂは、人間の目の間の間隔（６０ｍｍ程度）に近い間隔をおいて配置されており、ズーム制御機構（図示しない）によってそれぞれ光軸４１ａ，４１ｂ方向に進退駆動される。ズームレンズ３ａ，３ｂが進退駆動されることで撮影画角が変化する。
【００２０】
フォーカスレンズ４ａ，４ｂは、フォーカス制御機構によって光軸４１ａ，４１ｂ方向に進退駆動される。フォーカスレンズ４ａ，４ｂが進退駆動されることで撮像系２のピント調節が行われる。撮像素子駆動ステージ８ａ，８ｂは、撮像素子駆動部２８に設けられたアクチュエータによって、各撮像素子駆動ステージ８ａ，８ｂに配置された２つの撮像素子７ａ，７ｂを光軸４１ａ，４１ｂを軸に沿って駆動又は光軸４１ａ，４１ｂを中心として回転させる。また、手ブレ補正を行う時には、各撮像素子駆動ステージ８ａ，８ｂに配置された２つの撮像素子７ａ，７ｂを光軸４１ａ，４１ｂと直交する方向に手ブレを打ち消すように一体として駆動（移動）させる。
【００２１】
各撮像素子駆動ステージ８ａ，８ｂは、平板状に形成され、後で詳細に説明するが、図３に示すように、この撮像素子駆動ステージ８ａ，８ｂが駆動され２つの撮像素子７ａ，７ｂをそれぞれの光軸４１ａ，４１ｂを中心として９０度回転させることで、撮像素子７ａ，７ｂのそれぞれの２つのズームレンズ３ａ，３ｂ、フォーカスレンズ４ａ，４ｂに対する配置を、図３（１）に示すように横長長方形状に配置から、図３（２）に示すように縦長長方形状に変化させることができる。これにより、撮像素子７ａ，７ｂの有効撮影範囲は横長長方形状から縦長長方形状に変化する。このようにして有効撮影範囲が縦長長方形状に変化した２つの撮像素子７ａ，７ｂによってそれぞれ縦長長方形状の撮影画像を取得することができるので、縦構図の撮影画像が撮影可能となる。
【００２２】
また、この撮像素子駆動ステージ８ａ，８ｂが駆動されて２つの撮像素子７ａ，７ｂが移動することで、撮像素子７ａ，７ｂの撮像面上に結像される被写体像はシフトする。この撮像素子駆動ステージ８ａ，８ｂを駆動させて、例えば、ブレ検出部２４が検出した補正量に応じて、撮像素子７ａ，７ｂを光軸４１ａ，４１ｂと直交する方向に手ブレを打ち消すように駆動（移動）させることができる。これにより、撮像素子駆動ステージ８ａ，８ｂに配置されている２つの撮像素子７ａ，７ｂをシフトさせる撮像素子シフト方式による手ブレ補正を行うことができる。従って、撮像素子駆動ステージ８ａ，８ｂにより縦構図の撮影画像を取得することができるのみならず、撮像素子シフト方式による手ブレ補正を行うことができるので、縦構図でもブレのない立体撮影画像を取得することが可能となる。
【００２３】
２つの撮像素子７ａ，７ｂはＣＣＤやＣＭＯＳ等によって構成される。撮像素子７ａ，７ｂは、その撮像面上に結像される被写体像を変換して撮像信号を出力する。信号処理部３０は、アナログ撮像信号をディジタル信号に変換した上で所定の信号処理（例えば、色補間処理、γ補正処理、ホワイトバランス処理、シェーディング補正処理等）を施す。タイミング発生部２９は、撮像素子７ａ，７ｂから読み出す撮像信号の読み出しタイミング信号を発生する。
【００２４】
これらズームレンズ３ａ、フォーカスレンズ４ａ及び撮像素子７ａは、それぞれに入射する光の光軸４１ａが略一致するように配置されている。同様に、ズームレンズ３ｂ、フォーカスレンズ４ｂ及び撮像素子７ｂは、それぞれに入射する光の光軸４１ｂが略一致するように配置されている。
【００２５】
切り替えスイッチ１２は、ユーザの押圧操作を検出すると回転操作信号をカメラ制御部３７に出力する。この切り替えスイッチ１２は、ユーザの操作に応じて、撮像素子７ａ，７ｂの回転操作を受け付ける回転操作手段として機能する。ユーザが切り替えスイッチ１２を操作することにより、撮像素子７ａ，７ｂを回転させ縦構図の写真と横構図の写真とを切り替えることができる。
【００２６】
撮像素子回転制御部２６は、カメラ制御部３７に設けられており、ユーザにより切り替えスイッチ１２が操作されることに応じて撮像素子駆動部２８に対し各撮像素子駆動ステージ８ａ，８ｂを回転駆動させる回転指令信号を出力し、各撮像素子７ａ，７ｂの有効範囲の形状を変化させる。すなわち、カメラ制御部３７は、撮像素子７ａ，７ｂの有効範囲の形状を変化させて、縦長長方形状の撮影画像を取得する本実施の形態に係る撮影有効範囲変化手段を構成する。
【００２７】
撮像素子駆動部２８は、カメラ制御部３７からの回転指令信号に応じて撮像素子駆動ステージ８ａ，８ｂに配置された撮像素子７ａ，７ｂを撮像系２の光軸４１ａ，４１ｂを軸中心として９０度回転させることにより、撮像素子７ａ，７ｂの撮影有効範囲を横長長方形状から縦長長方形状に変化させることができる撮像素子回転制御手段として機能する。すなわち、撮像素子駆動部２８は、ユーザが切り替えスイッチ１２を操作する度に出力される回転指令信号を受ける度に、各撮像素子駆動ステージ８ａ，８ｂに配置された各撮像素子７ａ，７ｂを回転させ、各撮像素子７ａ，７ｂの撮影有効範囲を横長長方形状と縦長長方形状とに交互に切り替える。
【００２８】
ブレ検出部２４は、デジタルカメラ１の動きを物理的、直接的に検出し、角速度を示す動き検出信号をカメラ制御部３７に出力する。このブレ検出部２４は、ジャイロや角速度センサー等によるブレ検出手段として機能し、デジタルカメラ１に生じるブレ量を検出する。
【００２９】
撮像素子ブレ補正処理部２７は、カメラ制御部３７に設けられており、ブレ検出部２４からの検出信号の大きさに応じたブレ量を補正量として出力する変換テーブルを有している。ブレ検出部２４は、カメラ制御部３７から補正開始指令を受け付けて起動し、カメラ制御部３７は、ブレ検出部２４で検出される検出信号に応じて補正量を算出し、算出された補正量に基づいて撮像素子駆動部２８に対し撮像素子駆動ステージ８ａ，８ｂを駆動させる信号を出力する。
【００３０】
また、撮像素子駆動部２８は、カメラ制御部３７からの補正量に応じて撮像素子駆動ステージ８ａ，８ｂに配置された撮像素子７ａ，７ｂをズームレンズ３ａ，３ｂ及びフォーカスレンズ４ａ，４ｂの各光軸４１ａ，４１ｂと直交する方向に撮像素子駆動ステージ８ａ，８ｂを移動するブレ補正手段としても機能する。なお、撮像素子駆動ステージ８ａ，８ｂに配置されている各撮像素子７ａ，７ｂの移動量は撮像素子ブレ補正処理部２７によって決定される。
【００３１】
画像処理部３１は、信号処理部３０から入力される画像データを所定のデータ形式にフォーマット変換したり、画像データを表示処理部３２に与えたりする。表示処理部３２は画像データを用いて映像信号を生成して表示モニタ１１へ送出する。
【００３２】
表示モニタ１１は、液晶表示パネル等によって構成され、表示処理部３２から入力される映像信号による画像等を表示する。表示画像は、静止画撮影指示前に撮像素子７ａ，７ｂで逐次撮像されるスルー画、静止画撮影指示後に撮像素子７ａ，７ｂで撮像される静止画、動画撮影時の動画、記録部３４に記録されている画像データによる再生画等がある。これら画像は、操作部３６の操作によって表示モニタ１１上で、電気的に表示画角を変更して（電子ズーム）表示することができる。
【００３３】
記録部３４は、着脱可能なメモリーカード等によって構成される。撮影モードにおいて、記録部３４は画像処理部３１でフォーマット変換された画像データを記録する。再生モードにおいて、記録部３４に記録されている画像データが読み出されて画像処理部３１へ送られる。画像処理部３１は、再生画像を表示するための映像信号を生成する。なお、デジタルカメラ１は静止画撮影モード及び動画撮影モードのそれぞれを選択可能に構成されており、動画撮影時には音声データも記録してもよい。
【００３４】
操作部３６は、電源ボタン１８、ズームキー１６、モード設定ダイアル１４、レリーズ（半押しスイッチ、全押しスイッチ）スイッチ等を含み、各操作に応じた操作条件に基づき操作信号を発生してカメラ制御部３７へ送出する。これにより、例えば、操作者によりズームキー１６が操作された場合には、撮像条件として所定の倍率（例えば、１〜１２倍）が設定される。
【００３５】
カメラ制御部３７は、ＣＰＵ及びＣＰＵが実行する制御プログラムが格納されるＲＯＭ、ワークＲＡＭ（図示しない）を含んで構成され、操作部３６から入力される操作信号に応じて各ブロックへ指令を出力し、カメラ動作を制御する。
【００３６】
＜撮像素子の説明＞
図３を参照して、本実施の形態に係るデジタルカメラ１において、ユーザにより切り替えスイッチ１２が操作されたことに応じて撮像素子駆動ステージ８ａ，８ｂに配置された撮像素子７ａ，７ｂが回転する時の動作について説明する。図３（１）は、撮像素子７ａが横長長方形状に配置されている場合の構成を示し、図３（２）は、撮像素子７ａが回転して縦長長方形状に配置されている場合の構成を示す。
【００３７】
なお、撮像系２は、ズームレンズ３ａ、フォーカスレンズ４ａ（図示せず）及び撮像素子７ａが撮像対象（図示せず）に向いている光軸４１ａに沿って一列に並んで配置されているものとするが、図３では、撮像系２のうち、ズームレンズ３ａ、撮像素子７ａ及び撮像素子駆動ステージ８ａ以外の構成については省略し、ズームレンズ３ａを誇張して表示している。また、図３において、光軸４１ａ，４１ｂは撮像系２に対しては、撮像系２を貫通する方向に、光軸撮像素子７ａ，７ｂ、撮像素子駆動ステージ８ａ，８ｂに対しては、それぞれ光軸撮像素子７ａ，７ｂ、撮像素子駆動ステージ８ａ，８ｂの中心を紙面に対して垂直方向に延在するものとして図示している。また、ズームレンズ３ａ、撮像素子７ａ及び撮像素子駆動ステージ８ａの動作について説明するが、ズームレンズ３ｂ、撮像素子７ｂ及び撮像素子駆動ステージ８ｂも同様に動作する。
【００３８】
図３（１）に示すように、そして、本実施の形態の撮像素子７ａは、横長長方形状の状態で撮像素子駆動ステージ８ａに固定されている。撮像素子７ａが横長長方形状の状態でシャッターキーを押すと、シャッターが開き、被写体像が撮像素子７ａにおける光軸４１ａ上の略中心位置に結像し水平方向に伸びた横長長方形状の撮影画像を取得することができる。
【００３９】
撮像素子７ａが図３（１）に示す横長長方形状の状態で、ユーザが切り替えスイッチ１２を操作すると、撮像素子駆動ステージ８ａは駆動して該撮像素子駆動ステージ８ａに固定された撮像素子７ａを図３（２）に示す縦長長方形状の状態まで略９０度回転させる。
【００４０】
撮像素子７ａが縦長長方形状の状態でシャッターキーを押すと、シャッターが開き、被写体像が撮像素子７ａにおける光軸４１ａ上の略中心位置に結像し垂直方向に伸びた縦長長方形状の撮影画像を取得することができる。同様に、撮像素子７ｂにおいても、縦長長方形状の撮影画像を取得することができるため、２つの撮像素子７ａ，７ｂにより、水平方向に所定間隔離れた縦構図の撮像画像を２つ撮像することで、縦構図の立体撮影画像を取得することができる。また、ユーザが切り替えスイッチ１２を操作するだけで簡単に縦構図の撮影画像を撮像することができるため、デジタルカメラ１を横に構えるというユーザが通常慣れた手法で縦の構図を撮影することができるため、デジタルカメラ１を構え直す必要はなく、誰でも簡単に立体撮影画像を撮影することができる。
【００４１】
以上、本発明の一実施の形態について説明したが本発明はこれに限定されない。
【００４２】
上記の実施の形態においては、物理的に撮像素子７ａ，７ｂを９０度回転することにより撮像素子７ａ，７ｂの撮影有効範囲を変化させ、縦長長方形状の撮影画像を取得する構成として説明したが、本発明はこれに限られない。例えば、図４に示すように、撮像素子７ａ，７ｂ内の撮影有効範囲を電気的に変化させることにより、図４（１）に示すような横長長方形状の撮影有効範囲４２ａを、図４（２）に示すような縦長長方形状の撮影有効範囲４２ｂに変化させ、縦長長方形状の撮影画像を取得することもできる。これにより、機械的な機構を備えずに縦構図の立体撮影画像を取得することができるため、縦構図の立体撮影画像を撮影可能とするとともに、コストの削減を測ることができる。
【００４３】
また、上記の実施の形態においては、撮像素子７ａ，７ｂを撮像素子駆動ステージ８ａ，８ｂ上に配置して、撮像素子駆動ステージ８ａ，８ｂを駆動し回転することで撮像素子７ａ，７ｂを回転し、撮像素子７ａ，７ｂの有効範囲を変化させているが、本発明はこれに限定されない。例えば、撮像素子駆動部２８で直接撮像素子７ａ，７ｂを駆動して回転するようにしてもよい。
【００４４】
また、上記の実施の形態においては、撮像素子７ａ，７ｂを９０度回転しているがこれに限られない。０〜３６０度の間の回転角度であればよく、例えば、４５度回転して、長さ方向が４５度に傾斜した撮影画像を取得できるようにしてもよい。本発明は、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に様々な変形を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１    デジタルカメラ
２    撮像系
３ａ  ズームレンズ
３ｂ  ズームレンズ
４ａ  フォーカスレンズ
４ｂ  フォーカスレンズ
７ａ  撮像素子
７ｂ  撮像素子
８ａ  撮像素子駆動ステージ
８ｂ  撮像素子駆動ステージ
１０  筐体
１１  表示モニタ
１２  切り替えスイッチ
１３  手ブレ補正機能キー
２４  ブレ検出部
２６  撮像素子回転制御部
２７  撮像素子ブレ補正処理部
２８  撮像素子駆動部
２９  タイミング発生部
３０  信号処理部
３１  画像処理部
３２  表示処理部
３４  記録部
３６  操作部
３７  カメラ制御部
４１ａ  光軸
４１ｂ  光軸
４２ａ  撮影有効範囲
４２ｂ  撮影有効範囲
【図１】
2011135374.tif 000003
【図２】
2011135374.tif 000004
【図３】
2011135374.tif 000005
【図４】
2011135374.tif 000006
【図５】
2011135374.tif 000007