(57)【要約】      （修正有）【課題】被写体が予め定められた計測範囲内に配置されているかを判定する撮像装置を提供する。【解決手段】少なくとも、撮影レンズの全画角のうち中心部を含まない周辺画角の領域に配置される反射部によって定められる撮影対象物を配置する配置条件を取得する取得部と、少なくとも一つの測距点において撮影対象物との距離を測定する測距部と、撮影対象物が配置条件を満たして配置されているかを、測距部で測定した距離に基づいて判定し、判定結果に応じてユーザに報知する報知部とを備える撮像装置。【選択図】図１
2015050613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、撮影レンズの全画角のうち中心部を含まない周辺画角の領域に配置される反射部によって定められる撮影対象物を配置する配置条件を取得する取得部と、
少なくとも一つの測距点において前記撮影対象物との距離を測定する測距部と、
前記撮影対象物が前記配置条件を満たして配置されているかを、前記測距部で測定した距離に基づいて判定し、判定結果に応じてユーザに報知する報知部と
を備える撮像装置。
【請求項２】
前記撮影レンズの光軸を挟んで対向する二枚のミラーを少なくとも一組含む前記反射部とを備える請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記反射部を備える反射ユニットのマウント部と係合するマウント部とを備え、
前記取得部は、前記反射ユニットから前記配置条件を取得する請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記反射部と、
前記配置条件を記憶する記憶部とを備え、
前記取得部は、前記記憶部から前記配置条件を取得する請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記測距部は、複数の測距点のそれぞれについて前記距離を測定し、
前記報知部は、前記複数の測距点の少なくとも一つが前記配置条件を満たさない場合に、前記ユーザに前記配置条件を満たさない旨を報知する請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記距離を用いて、前記複数の測距点の間の領域に対応する距離を補間する補間部とを備える請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
撮像素子から出力される画像データにおいて、前記反射部に反射して取得された被写体像と、前記反射部に反射されることなく取得された前記被写体像とをマッチングすることにより視差量を算出する画像処理部とを備える請求項１から６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記画像処理部は、前記反射部に反射して取得された被写体像においてマッチングパターンを探索する場合に、前記測距部により測定された前記撮影対象物の高さに基づいて探索範囲を異ならせる請求項７に記載の撮像装置。
【請求項９】
撮影レンズの全画角のうち中心部を含まない周辺画角の領域に配置され、被写体光束の一部を反射させて前記撮影レンズへ導く反射部と、
少なくとも前記反射部によって定められる撮影対象物を配置する配置条件を取得する取得部と、
少なくとも一つの測距点において前記撮影対象物との距離を測定する測距部と、
前記撮影対象物が前記配置条件を満たして配置されているかを、前記測距部で測定した距離に基づいて判定し、判定結果に応じてユーザに報知する報知部と
を備える反射ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置および反射ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
魚眼レンズを備え、当該魚眼レンズを介して得られた画像を記録するカメラと、内壁面を鏡面とした鏡面円筒体とを用いて、鏡面に反射した像と、反射しない像とを撮像して、反射した像と反射しない像との視差から三次元計測を行う装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］  国際公開ＷＯ２００６／０７５５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この種の装置においては、被写体が予め定められた計測範囲内に配置されているかを判定することができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の第１の態様における撮像装置は、少なくとも、撮影レンズの全画角のうち中心部を含まない周辺画角の領域に配置される反射部によって定められる撮影対象物を配置する配置条件を取得する取得部と、少なくとも一つの測距点において撮影対象物との距離を測定する測距部と、撮影対象物が配置条件を満たして配置されているかを、測距部で測定した距離に基づいて判定し、判定結果に応じてユーザに報知する報知部とを備える。
【０００５】
本発明の第２の態様における反射ユニットは、撮影レンズの全画角のうち中心部を含まない周辺画角の領域に配置され、被写体光束の一部を反射させて撮影レンズへ導く反射部と、少なくとも反射部によって定められる撮影対象物を配置する配置条件を取得する取得部と、少なくとも一つの測距点において撮影対象物との距離を測定する測距部と、撮影対象物が配置条件を満たして配置されているかを、測距部で測定した距離に基づいて判定し、判定結果に応じてユーザに告知する告知部とを備える。
【０００６】
なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】（ａ）本実施形態に係る反射ユニットの正面の斜視図である。（ｂ）反射ユニットの背面斜視図である。
【図２】図１における反射ユニットのＡ−Ａ断面図である。
【図３】（ａ）Ｚ軸マイナス方向から見た反射ユニットの側面図である。（ｂ）Ｚ軸プラス方向から見た反射ユニットの側面図である。
【図４】レンズユニットとカメラユニットを反射ユニットへ取り付ける状態を示す。
【図５】レンズユニットと反射ユニットを取り付けたカメラユニットのシステム構成図を示す。
【図６】（ａ）カメラユニットおよびレンズユニットを反射ユニットに取り付けた状態のカメラユニットの光軸を通るＸＺ平面の断面図である。（ｂ）カメラユニットおよびレンズユニットを反射ユニットに取り付けた状態のカメラユニットの光軸を通るＹＺ平面の断面図である。
【図７】（ａ）撮影対象物と反射部６２との位置を説明する図である。（ｂ）撮影対象物を撮影する状態を説明する図である。（ｃ）撮像素子によって得られた画像を示す。
【図８】（ａ）測距点を説明する図である。（ｂ）測距点と撮影対象物との関係を説明する図である。
【図９】反射ユニットを用いた撮影動作に係る処理を示すフロー図である。
【図１０】（ａ）撮像素子によって得られた画像を示す。（ｂ）三次元計測を説明する図である。（ｃ）三次元計測を説明する図である。（ｄ）３Ｄ画像の生成を説明する図である。（ｅ）３Ｄ画像の生成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【０００９】
図１の（ａ）は、本実施形態に係る反射ユニット１０の正面の斜視図である。（ｂ）は、反射ユニット１０の背面斜視図である。以後の説明においては、図１（ａ）に示すように、反射ユニット１０の中心軸であって、紙面手前側をＺ軸プラス方向と定め、Ｚ軸と直交する平面において、紙面右方向をＸ軸プラス方向、紙面上方向をＹ軸プラス方向と定める。
【００１０】
反射ユニット１０は、取り付けユニット２０と、鏡面ユニット６０とから成る。取り付けユニット２０は、取り付け部３０と、支持部５０とを有する。取り付け部３０は、Ｚ軸マイナス方向側から、カメラユニットのマウントに装着される。これにより、反射ユニット１０は、カメラユニットのマウントに装着される。また、取り付け部３０は、Ｚ軸プラス方向側から、反射ユニット１０が装着されたカメラユニットに使用されるレンズユニットと係合して、レンズユニットを保持する。
【００１１】
支持部５０は、箱形状を成し、その底面において、取り付け部３０の外周面に接続する。これにより、支持部５０は、取り付け部３０の外周面に固定される。また、支持部５０は、側面内側において、鏡面ユニット６０をＺ軸方向に移動自在に支持する。
【００１２】
鏡面ユニット６０は、反射部６２を有する。反射部６２は、Ｘ軸方向に互いに向かい合う第１反射部６４と第２反射部６６の組と、Ｙ軸方向に互いに向かい合う第１反射部６５と第２反射部６７の組とを有する。反射部６２は、被写体光束の一部を反射させて、取り付け部３０に保持されたレンズユニットへ導く。第１反射部６４、６５および第２反射部６６、６７として鏡を用いることができる。なお、第１反射部６４、６５および第２反射部６６、６７は、鏡に限らず、被写体光束の一部を反射させることができる部材であればよい。
【００１３】
図２は、図１における反射ユニット１０のＡ−Ａ断面図である。図２において、一点鎖線は、反射ユニット１０の中心線を示し、当該中心線に対し、Ｙ軸プラス側は、反射部６２が展開された状態を示し、Ｙ軸マイナス側は、反射部６２が退避された状態を示す。また、図３（ａ）は、図１における反射ユニット１０をＺ軸マイナス方向から見た側面図であり、（ｂ）は、図１における反射ユニット１０をＺ軸プラス方向から見た側面図である。図２および図３において、図１と同じ要素には同じ参照番号を付して重複する説明を省略する。
【００１４】
図２および図３（ａ）（ｂ）を用いて、反射ユニット１０の構成をさらに詳細に説明する。取り付け部３０は、第１マウント部３２と、第２マウント部３４と、調整部３６と、カメラユニット用接点３８と、レンズユニット用接点４０とを有する。第１マウント部３２は、取り付け部３０のＺ軸方向プラス側の端面に設けられ、カメラユニットのマウント部と係合する。これにより反射ユニット１０はカメラユニットに装着される。第１マウント部３２には、カメラユニットのマウント部に設けられた円弧状切欠きに対応した、角度の異なる円弧リブ４２、４４が形成されている。図３（ａ）に示した例においては、Ｘ軸プラス方向に設けられた円弧リブ４２の中心角は９０°であり、Ｘ軸マイナス方向に設けられた円弧リブ４４の中心角は４５°である。第１マウント部３２は、反射ユニット１０が装着されるカメラユニットに用いられるレンズユニットのマウント部と同じ形状となっている。
【００１５】
第２マウント部３４は、取り付け部３０のＺ軸マイナス側に設けられ、レンズユニットのマウント部と係合して、レンズユニットを保持する。第２マウント部３４には、レンズユニットのマウント部に設けられたリブに対応した角度の異なる円弧状切欠き４６、４８を有する。図３（ｂ）に示した例においては、Ｙ軸マイナス方向に設けられた円弧状切欠き４６の中心角は９０°であり、Ｙ軸プラス方向に設けられた円弧状切欠き４８の中心角は４５°である。第２マウント部３４は、反射ユニット１０が装着されるカメラユニットのマウント部と同じ形状となっている。なお、第２マウント部３４は、レンズユニットが備える撮影レンズを保持するレンズ保持部の一例である。調整部３６は、レンズユニットが備える撮影レンズの焦点面が、カメラユニットに設けられた撮像素子の受光面に一致するように、撮影レンズの焦点面の位置を調整する。
【００１６】
カメラユニット用接点３８は、円弧リブ４２のＺ軸プラス側の端面に設けられる。カメラユニット用接点３８は、カメラユニットのマウント部に設けられた接点と接触して、カメラユニットと反射ユニット１０とを電気的に接続する。カメラユニット用接点３８は、レンズユニット用接点４０に電気的に接続している。レンズユニット用接点４０は、第２マウント部３４に設けられ、レンズユニットのマウント部に設けられた接点と接触して、反射ユニット１０とレンズユニットとを電気的に接続する。これにより、カメラユニットは、レンズユニットに電気的に接続することができる。カメラユニットはレンズユニットに対して制御信号等の通信、および電力の供給を行うことができる。また、カメラユニットは、当該接点を用いて反射ユニット１０へも制御信号等の通信、および電力の供給を行うこともできる。
【００１７】
鏡面ユニット６０は、変位機構部６８と、４個の照射部７０をさらに有する。変位機構部６８は、Ｘ軸プラス側の第１反射部６４のＺ軸プラス側端部に設けられ、反射部６２をＺ軸方向に駆動する。変位機構部６８の一例は、アクチュエータである。変位機構部６８は、カメラユニット用接点３８を介して、カメラユニットから電力の供給を受けて駆動する。図２の一点鎖線上側に示すように、変位機構部６８により、反射部６２は、Ｚ軸マイナス方向に繰り出されて、反射部６２を撮影レンズの全画角のうち中心部を含まない周辺画角の領域に配置するように展開される。この状態が、反射部６２の展開状態である。詳しくは後述するが、反射部の展開状態において撮影対象物を撮影することにより、一度の撮影で互いに視点が異なる複数の画像を得ることができる。また、図２の一点鎖線下側に示すように、変位機構部６８により、反射部６２は、Ｚ軸プラス方向に駆動され、反射部６２を周辺画角の領域から退避させる。この状態が、反射部６２の退避状態である。なお、反射部６２は、手動によって展開されてもよく、また、退避されてもよい。
【００１８】
照射部７０は、反射部６２のＺ軸プラス方向端部であって、四角筒の各角部にそれぞれ１個ずつ設けられる。照射部７０は、反射ユニット１０を用いてカメラユニットで撮影する場合に、被写体を照射する。これにより、撮影時の光量不足を抑制することができる。なお、照射部７０の一例は、ＬＥＤ電球である。
【００１９】
図４は、レンズユニット８０とカメラユニット９０を反射ユニット１０へ取り付ける状態を示す。反射ユニット１０の取り付け部３０は、カメラユニット９０に装着される。具体的には、第１マウント部３２の円弧リブ４２、４４の位置を、マウント部９２に設けられた円弧状切欠き９４の位置、すなわち、円弧リブ４２、４４の位相を円弧状切欠き９４の位相に一致させた状態で、円弧リブ４２、４４をＺ軸プラス方向に挿入させる。その状態を維持したまま、反射ユニット１０を反時計まわりに回転させることで、円弧リブ４２、４４を円弧リブ９６に係止させる。これにより、反射ユニット１０は、カメラユニット９０にＺ軸方向に固定される。また、反射ユニット１０を回転させることによって、ロックピンによるロック機構が作動し、反射ユニット１０は、Ｚ軸を中心とした回転方向に固定される。これにより反射ユニット１０は、カメラユニット９０のマウント部９２に装着される。
【００２０】
また、レンズユニット８０は、反射ユニット１０の取り付け部３０に取り付けられる。具体的には、レンズユニット８０に設けられたマウント部は、第２マウント部３４に装着される。レンズユニット８０のマウント部は、第１マウント部３２と同じ構成の円弧リブを有する。レンズユニット８０のマウント部と第２マウント部３４との装着は、第１マウント部３２とカメラユニットのマウント部９２との装着と同じであるので、レンズユニット８０のマウント部と第２マウント部３４との装着の説明は省略する。
【００２１】
図５は、レンズユニット８０と反射ユニット１０を取り付けたカメラユニット９０のシステム構成図を示す。カメラユニット９０のマウント部９２は、反射ユニット１０の第１マウント部３２に装着されて、レンズユニット８０のマウント部８１は、反射ユニット１０の第２マウント部３４に装着される。そして、各マウント部に設けられた接点が電気的に接続することによって、反射ユニット１０の制御信号は、カメラユニット９０から反射ユニット１０に出力される。また、レンズユニット８０の制御信号は、反射ユニット１０を介して、カメラユニット９０からレンズユニット８０に出力される。反射ユニットには、反射部の特性が異なる複数の種類があり、ユーザは任意のひとつをカメラユニット９０へ装着することができる。反射部の特性は、互いに向かい合う第１反射部と第２反射部の間の距離、第１反射部および第２反射部の寸法等である。詳しくは後述するが、反射部６２の特性が異なると、後述する配置条件も異なる。
【００２２】
撮影レンズ８２は、ズームレンズ８３、フォーカスレンズ８４を含んで構成される。詳しくは後述するが、反射ユニット１０により、被写体光束の一部が光軸８６に沿って撮影レンズ８２に入射し、撮像素子１３０の受光面に結像するとともに、被写体光束の残部は反射部６２で反射し、撮像素子１３０の受光面に結像する。
【００２３】
カメラユニット９０は、撮影レンズ８２から入射される被写体像を反射するメインミラー１２２と、メインミラー１２２で反射された被写体像が結像するピント板１２３を備える。メインミラー１２２は、回転軸周りに回転することによって、光軸８６を中心とする被写体光束中に斜設される状態と、被写体光束から退避する状態を取り得る。メインミラー１２２は、ピント板１２３側へ被写体像を導く場合、被写体光束中に斜設される。また、ピント板１２３は、撮像素子１３０の受光面と共役の位置に配置されている。ピント板１２３で結像した被写体像は、ペンタプリズム１２４で正立像に変換され、接眼光学系１２５を介してファインダ窓１２６からユーザに観察される。斜設状態におけるメインミラー１２２の光軸８６の近傍領域は、ハーフミラーとして形成されており、入射される光束の一部が透過する。透過した光束は、メインミラー１２２と連動して動作するサブミラー１２７で反射されて、ＡＦセンサ１４５へ入射される。なお、サブミラー１２７は、メインミラー１２２が被写体光束から退避する場合は、メインミラー１２２に連動して被写体光束から退避する。
【００２４】
撮像素子１３０は、被写体像である光学像を光電変換する素子である。撮像素子１３０として、ＣＣＤセンサ、ＣＭＯＳセンサを用いることができる。撮像素子１３０で光電変換された被写体像は、Ａ／Ｄ変換器１３３でアナログ信号からデジタル信号に変換される。
【００２５】
デジタル信号に変換された被写体像は、画像データとして順次処理される。画像データは、一旦内部メモリ１３６に記憶される。内部メモリ１３６は、高速で読み書きのできるランダムアクセスメモリである。内部メモリ１３６として、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭを用いることができる。内部メモリ１３６は、画像処理部１３４が行う画像処理、圧縮処理において、ワークメモリとしての役割を担う。内部メモリ１３６は、当該役割を担うに相当する十分なメモリ容量を備える。
【００２６】
画像処理部１３４は、設定されている撮影モード、ユーザからの指示に則して、画像データを所定の画像フォーマットに従った画像データに変換する。例えば、静止画像としてＪＰＥＧファイルを生成する場合には、色変換処理、ガンマ処理、ホワイトバランス処理等の画像処理を行った後に適応離散コサイン変換等を施して圧縮処理を行う。また、動画像としてＭＰＥＧファイルを生成する場合には、所定の画素数に縮小されて生成された連続する静止画としてのフレーム画像に対して、フレーム内符号化、フレーム間符号化を施して圧縮処理を行う。そして、変換された画像データは、再び内部メモリ１３６に格納される。本実施形態においては、撮影した被写体像を用いて、三次元計測を実行したり、互いに視差を有する３Ｄ画像を生成したりする。
【００２７】
画像処理部１３４によって処理された静止画像データ、動画像データは、記録媒体ＩＦ１３８を介して、内部メモリ１３６から記録媒体１５０に記録される。記録媒体１５０は、フラッシュメモリ等により構成される、カメラユニット９０に対して着脱可能な不揮発性メモリである。
【００２８】
画像処理部１３４は、記録用に処理される画像データに並行して、表示用の画像データを生成する。生成された表示用の画像データは、表示制御部１３７の制御に従って、表示部１２１に表示される。記録の有無に関わらず、カメラユニット制御部１１８が、画像処理部１３４に逐次表示用の画像データを生成させ、表示部１２１に表示させれば、電子ファインダ機能としてのライブビューを実現できる。
【００２９】
カメラユニット９０は、上記の画像処理における各々の要素も含めて、カメラユニット制御部１１８により直接的または間接的に制御される。カメラユニット制御部１１８は、システムメモリ１３５と通信する。システムメモリ１３５は、電気的に消去・記録可能な不揮発性メモリであり、例えばＥＥＰＲＯＭ（登録商標）等により構成される。システムメモリ１３５は、カメラユニット９０の動作時に必要な定数、変数、プログラム等を、カメラユニット９０の非動作時にも失われないように記憶している。例えば、カメラユニット９０を識別する識別情報、撮像素子１３０の一画素が実際の距離である絶対距離の何ｍｍに相当するかを対応付けた変換テーブル等を記憶している。一画素が絶対距離の何ｍｍに相当するかは、画角と画素の大きさによって決まる。カメラユニット制御部１１８は、定数、変数、プログラム等を適宜内部メモリ１３６に展開して、カメラユニット９０の制御に利用する。
【００３０】
カメラユニット制御部１１８は、反射ユニット制御部１１２およびレンズユニット制御部１１３との通信が確立されると、カメラユニット９０の識別情報を反射ユニット制御部１１２およびレンズユニット制御部１１３に送信する。カメラユニット９０の識別情報の送信に対する応答として、反射ユニット制御部１１２から撮影対象物の配置条件を取得する。すなわち、カメラユニット制御部１１８は、反射ユニット制御部１１２から撮影対象物の配置条件を取得する取得部として機能する。撮影対象物の配置条件は、反射ユニット１０を利用して撮影対象物を撮影した場合に、当該撮影対象物が撮影可能な領域内に収まるための条件である。詳しくは後述するが、配置条件は、撮影対象物と反射部との相対位置、撮影レンズ８２の光学特性によって定められる。また、詳しくは後述するが、カメラユニット制御部１１８は、後述するＡＦセンサ１４５の出力を用いて、撮影対象物が配置条件を満たして配置されているかを判定し、判定結果に応じてユーザに報知する報知部として機能する。
【００３１】
ＡＦセンサ１４５には、光学系を透過して入射する被写体光束の一部がサブミラー１２７により導かれる。ＡＦセンサ１４５は、サブミラー１２７から導かれた被写体光束の一部を受光する複数の光電変換素子列を有する。ＡＦセンサ１４５は、合焦状態にある場合には位相が一致した信号を出力し、前ピン状態または後ピン状態にある場合には、位相ずれした信号を出力する。位相のずれ量は、焦点状態からのずれ量に対応する。ＡＦセンサ１４５は、光電変換素子列の出力を相関演算することで位相差を検出して、位相差を示す位相差信号をカメラユニット制御部１１８に出力する。カメラユニット制御部１１８は、フォーカスレンズ８４を目標位置に移動させるための制御信号をレンズユニット制御部１１３へ出力する。以上のように、ＡＦセンサ１４５とカメラユニット制御部１１８とが協働して測距部として機能する。なお、カメラユニット９０には、複数の測距点が設定されており、ＡＦセンサ１４５およびカメラユニット制御部１１８は、複数の測距点のそれぞれにおいて、撮影対象物までの距離を測ることができる。複数の測距点のうちの少なくとも一つの測距点について距離を測定する。
【００３２】
反射部６２は、カメラユニット制御部１１８および反射ユニット制御部１１２の統括制御のもと、変位機構部６８によって駆動される。変位機構部６８は、ズームレンズ８３の駆動に連動して、ユーザの指示に応じて反射部６２を駆動して、レンズユニット８０に対する相対的な位置関係を変更する。反射部６２の位置が画角を略三等分するように調整されている場合に、例えばユーザの指示に応じて望遠側にズームされると画角が狭くなるので、狭くなった画角に対応して反射部６２の位置を調整する。これにより、焦点距離に関わらず、反射部６２は画角を略三等分するように位置することができる。
【００３３】
なお、撮像素子１３０の受光面が矩形の場合、カメラユニット９０の画角は、Ｘ方向とＹ方向とで異なる。したがって、反射部６２のＸ方向とＹ方向の寸法比を撮像素子１３０のアスペクト比に合せることが好ましい。レンズ交換式の一眼レフカメラに用いられる撮像素子のアスペクト比は３：２である。したがって、カメラユニット９０へ装着された状態における反射部６２のＸ軸方向とＹ軸方向の寸法比を３：２とすることが好ましい。なお、反射ユニット１０は、カメラユニット９０への装着時に半時計周りに９０°回転される。したがって、図１から図３における反射部６２は、Ｘ軸方向の寸法とＹ軸方向の寸法比を２：３としている。なお、カメラユニットにより、撮像素子のアスペクト比は異なる。例えば、コンパクトカメラの場合において、撮像素子のアスペクト比は４：３であり、ハイビジョンカメラの場合において、撮像素子のアスペクト比は１６：９である。したがって、本実施形態に記載の反射部６２のＸ軸方向とＹ軸方向の寸法比は、反射ユニット１０が装着されるカメラユニットにおける撮像素子のアスペクト比に合せている。
【００３４】
ズームレンズ８３、フォーカスレンズ８４は、カメラユニット制御部１１８およびレンズユニット制御部１１３の統括制御のもと、それぞれズーム制御部１３１、フォーカス制御部１３２によって制御される。ズーム制御部１３１は、ユーザの指示に応じてズームレンズ８３を駆動して、被写体像の画角を変更する。フォーカス制御部１３２は、ＡＦセンサ１４５の情報に応じて、特定の領域の被写体像が撮像素子１３０の受光面上で合焦するように、フォーカスレンズ８４を駆動する。
【００３５】
カメラユニット９０は、ユーザからの操作を受け付ける操作部材１４１を複数備えている。カメラユニット制御部１１８は、これら操作部材１４１が操作されたことを検知し、操作に応じた動作を実行する。例えば、操作部材１４１として、ズームレバー、メニューボタンを備える。ズームレバーは、ズームレンズのズームアップおよびズームアウトの操作をユーザから受け付ける。ズーム制御部１３１は、受け付けた操作に応じて、ズームレンズを広角（Ｗ）側または望遠（Ｔ）側にズームする。
【００３６】
また、カメラユニット９０は操作部材１４１の類としてレリーズスイッチ１４２を備える。レリーズスイッチ１４２は、押下げ方向に２段階に検知できる押しボタンで構成されている。カメラユニット制御部１１８は、１段階目の押下げであるＳＷ１の検知により撮影準備動作であるＡＦ、ＡＥ、顔検出等を実行し、２段階目の押下げであるＳＷ２の検知により撮像素子１３０による被写体像の取得動作を実行する。
【００３７】
カメラユニット制御部１１８は、ユーザの指示に応じて、撮影対象物を照射する照射部７０を、反射ユニット制御部１１２を介して制御する。例えば、カメラユニット制御部１１８は、ユーザのレリーズスイッチ１４２のＳＷ１を検知すると、撮影対象物を照射部７０の照明光により照射する。そして、撮影が終了すると、カメラユニット制御部１１８は、照射部７０による照明光の照射を停止する。
【００３８】
システムメモリ１１５には、ズームレンズ８３の焦点距離と、反射部６２の位置とが予め対応付けられた対応テーブルが記憶されている。本実施形態においては、反射部６２の位置は、対応する焦点距離に設定された場合に、当該焦点距離での画角を略三等分する位置になる。当該対応テーブルには、さらに、ズームレンズ８３の焦点距離と反射部６２の位置との組毎に、カメラユニットの識別情報および配置条件が対応付けられている。なお、本実施形態においては、予め設定された特定の焦点距離範囲のレンズユニットが反射ユニットに装着されることを想定している。すなわち、装着されたレンズユニットの焦点距離範囲であれば、画角を略三等分する位置へ反射部６２を移動させることができる。
【００３９】
反射ユニット制御部１１２は、カメラユニット９０との通信が確立されると、カメラユニット９０から当該カメラユニット９０の識別情報を取得する。そして、取得したカメラユニット９０の識別情報に対応する配置条件をカメラユニット制御部１１８に送信する。配置条件は、ズームレンズ８３の焦点距離により異なるので、反射ユニット制御部１１２は、取り得る焦点距離と配置条件とを対応付けてカメラユニット制御部１１８に送信する。これにより、カメラユニット制御部１１８は、焦点距離毎に適切な配置条件を得ることができる。システムメモリ１１４には、撮影レンズ８２のレンズ情報が記憶されている。
【００４０】
図６（ａ）は、カメラユニット９０およびレンズユニット８０を反射ユニット１０に取り付けた状態のカメラユニット９０の光軸を通るＸＺ平面の断面図である。図６（ａ）においては、図面を簡単にする目的で、第１反射部６４、第２反射部６６、撮影レンズ８２、および撮像素子１３０を抽出して図示している。（ｂ）は、カメラユニット９０およびレンズユニット８０を反射ユニット１０に取り付けた状態のカメラユニット９０の光軸を通るＹＺ平面の断面図である。（ｂ）においても同様に、第１反射部６５、第２反射部６７、撮影レンズ８２、および撮像素子１３０を抽出して図示している。
【００４１】
第１反射部６４と第２反射部６６は、レンズユニット８０の撮影レンズ８２の全画角のうち、中心部を含まない周辺画角の領域に配置されている。詳細には、全画角を三つに分けるように配置されている。本実施形態においては、全画角のそれぞれ略１／３に相当する領域に配置されている。第１反射部６４と第２反射部６６は、互いに平行である。
【００４２】
被写体光束の部分光束１００（図６（ａ）中、横線で示す領域）は、第１反射部６４と第２反射部６６に反射することなく、撮像素子１３０の中央領域に結像する。部分光束１０２（図６（ａ）中、クロスハッチングで示す領域）は、第１反射部６４に反射した後、撮像素子のＸ軸方向マイナス側の領域に結像する。部分光束１０２は、あたかも撮像素子１３０からＸ軸方向プラス側にずれた別の撮像素子８７に結像したかのように、視差を持った像として撮像素子１３０に結像する。部分光束１０４（図６（ａ）中、縦線で示す領域）は、第２反射部６６に反射した後、撮像素子１３０のＸ軸方向プラス側の領域に結像する。部分光束１０４は、あたかも撮像素子１３０からＸ軸方向マイナス側にずれた別の撮像素子８９に結像したかのように、視差を持った像として撮像素子１３０に結像する。このように、Ｘ軸方向に異なる二つの視点から撮影した被写体像を得ることができる。
【００４３】
図６（ｂ）に示すように、Ｙ軸方向に向かい合う第１反射部６５と第２反射部６７は、レンズユニット８０の撮影レンズ８２の全画角のうち、中心部を含まない周辺画角の領域に配置されている。詳細には、全画角を三つに分けるように配置されている。本実施形態においては、全画角のそれぞれ略１／３に相当する領域に配置されている。第１反射部６５と第２反射部６７は、互いに平行である。
第１反射部６５と第２反射部６７の組についても第１反射部６４と第２反射部６６の組と同様のことが言える。すなわち、部分光束１０６（図６（ｂ）中、横線で示す領域）は、第１反射部６５と第２反射部６７に反射することなく、撮像素子１３０の中央領域に結像する。部分光束１０８（図６（ｂ）中、クロスハッチングで示す領域）は、第１反射部６５に反射した後、撮像素子のＹ軸方向マイナス側の領域に結像する。部分光束１０８は、あたかも撮像素子１３０からＹ軸方向プラス側にずれた別の撮像素子９１に結像したかのように、視差を持った像として撮像素子１３０に結像する。部分光束１１０（図６（ｂ）中、縦線で示す領域）は、第２反射部６７に反射した後、撮像素子１３０のＹ軸方向プラス側の領域に結像する。部分光束１１０は、あたかも撮像素子１３０からＹ軸方向マイナス側にずれた別の撮像素子９３に結像したかのように、視差を持った像として撮像素子１３０に結像する。このように、Ｙ軸方向に異なる二つの視点から撮影した被写体像を得ることができる。
【００４４】
さらに、Ｘ軸方向に向かい合う第１反射部６４と第２反射部６６の一方に反射し、かつ、Ｙ軸方向に向かい合う第１反射部６５と第２反射部６７の一方に反射することにより、他の視点から撮像した被写体像を得ることができる。例えば、ある部分光束は、Ｘ軸方向に配置される第１反射部６４と、Ｙ軸方向に配置される第１反射部６５とに続けて反射した後、視差を持った像として撮像素子に結像する。結果として、あたかも撮像素子１３０から左上側にずれた別の撮像素子に結像したかのように、視差を持った像として撮像素子に結像する。同様に、他の部分光束はそれぞれ、右上側、左下側、および右下側のそれぞれにずれた別の撮像素子に結像したかのように、視差を持った像として撮像素子に結像する。以上のように、本実施形態によれば、互いに視点が異なる九つの被写体像を一枚の画像として撮ることができる。
【００４５】
図６（ａ）の点Ｐ１は、部分光束１０２が第１反射部６４で反射する位置である。点Ｐ２は、部分光束１０４が第２反射部６６で反射する位置である。第１反射部６４および第２反射部６６は、互いに光軸から同じ距離だけ離れて対向して配置されるので、点Ｐ１および点Ｐ２は、反射ユニット１０の撮影対象物側の先端からＺ軸方向に同じ距離Ｂ１離れた点である。撮影レンズ８２の焦点距離をｆ、像高をｌ１、第１反射部６４と第２反射部６６との間隔をＡ1２とする場合に、反射ユニット１０の撮影対象物側の先端から点Ｐ１および点Ｐ２までの距離Ｂ１は、Ｂ１＝ｆ×Ａ1２／ｌ１で表すことができる。
【００４６】
点Ｑ１は、部分光束１０２における点Ａ1の被写体光束と、部分光束１０４における点Ａ２の被写体光束が交差する点である。領域Ｓ１は、端部間Ａ1２を底辺、点Ｑ１を頂点とする三角形の領域である。領域Ｓ１は、部分光束１００、１０２および１０４が互いに重なる領域である。すなわち、領域Ｓ１は、部分光束１００、１０２および１０４いずれの部分光束によっても撮像素子１３０に結像される領域である。撮影対象物が領域Ｓ１の内部に配置される場合、後述する中央の被写体像の左右に位置する被写体像を取得できる。なお、中央の被写体像の左右に位置する被写体像を組み合わせれば、基線長が長くなるので精度よく３次元計測できる。ここで、反射ユニット１０の撮影対象物側の先端から点Ｑ１までのＺ軸方向の距離Ｃ１は、計測可能な範囲である。計測可能な範囲は、Ｃ１＝Ｂ１／２で表すことができる。
【００４７】
図６（ｂ）の点Ｐ３は、部分光束１０８が第１反射部６５で反射する位置である。点Ｐ４は、部分光束１１０が第２反射部６７で反射する位置である。点Ｐ３および点Ｐ４は、反射ユニット１０の撮影対象物側の先端からＺ軸方向に同じ距離Ｂ２離れた点である。距離Ｂ１と距離Ｂ２は等しい。上述のように、撮影レンズ８２の焦点距離をｆ、さらに、像高をｌ２、第１反射部６５と第２反射部６７との間隔をＡ３４とする場合に、反射ユニット１０の撮影対象物側の先端から点Ｐ３および点Ｐ４までの距離Ｂ２は、Ｂ２＝ｆ×Ａ３４／ｌ２で表すことができる。
【００４８】
点Ｑ２は、部分光束１０８における点Ａ３の被写体光束と、部分光束１１０における点Ａ４の被写体光束が交差する点である。領域Ｓ２は、端部間Ａ３４を底辺、点Ｑ２を頂点とする三角形の領域である。領域Ｓ２は、部分光束１０６、１０８および１１０が互いに重なる領域である。すなわち、領域Ｓ２は、部分光束１０６、１０８および１１０いずれの部分光束によっても撮像素子１３０に結像される領域である。撮影対象物が領域Ｓ２の内部に配置される場合、後述する中央の被写体像の左右に位置する被写体像を取得できる。ここで、距離Ｂ１と距離Ｂ２は等しい。ただし、端部間Ａ３４は端部間Ａ1２よりも短い。したがって、領域Ｓ２の面積は、領域Ｓ１の面積よりも小さくなる。すなわち、計測可能な範囲が互いに異なる。反射ユニット１０の撮影対象物側の先端から点Ｑ２までのＺ軸方向の距離Ｃ２は、計測可能な範囲であり、Ｃ２＝Ｂ２／２で表すことができる。距離Ｃ１と距離Ｃ２は等しい。
【００４９】
以上の説明では、平面の状態での計測可能な範囲を示したが、本実施形態においては、反射部６２は、第１反射部６４と第２反射部６６の組と、第１反射部６５と第２反射部６７の組との２組の反射部を有するので、実際の計測可能な範囲は空間である。この場合の計測可能な範囲は、底面における互いに対向する辺がＡ１２、およびＡ３４であり、かつ頂点をＱ１（Ｑ２）とする四角錐の内部である。したがって、カメラユニット制御部１１８が、計測可能な範囲の限界を示す四角錐の斜面の位置を把握できれば、撮影対象物が四角錐の内部に配置されているか否かを判断することができる。そこで、本実施形態においては、四角錐の斜面上の特定の位置を示す情報を配置条件として用いる。特定の位置は、カメラユニットに設定されている測距点に対応する位置である。上記の位置を示す情報をカメラユニットからの距離を示す情報に変換して保持しておけば、撮影対象物までの距離を測定した場合に、撮影対象物が四角錐の内部に配置されているかを判定できる。以上のように、四角錐に応じて撮影対象物の配置条件が決定される。
【００５０】
左右のいずれかに位置する被写体像と中央の被写体像とを組み合わせて３次元計測をすることもできる。この場合、図６（ａ）に示すように、計測可能な範囲は、距離Ｃ１よりも広い範囲である距離Ｄ１となる。一例として、中央の被写体像と左に位置する被写体像を組み合わせる場合を説明する。図中の点Ｒ１は、部分光束１０２における点Ａ1の被写体光束と、部分光束１００における点Ａ２の被写体光束が交差する点である。領域Ｔ１は、端部間Ａ１２を底辺、点Ｒ１を頂点とする三角形の領域である。領域Ｔ１は、部分光束１００および１０２が互いに重なる領域である。すなわち、領域Ｔ１は、部分光束１００および１０２の部分光束によって撮像素子１３０に結像される領域である。領域Ｔ１は、領域Ｓ１よりも範囲が広いので、より大きな撮影対象物を配置することができる。なお、中央の被写体像と右に位置する被写体像を組み合わせる場合も、計測可能な範囲は距離Ｄ１である。なお、反射ユニット１０を用いた撮影対象物の撮影において、部分光束１００と部分光束１０２または部分光束１０４の何れか一方と重なる範囲であれば、少なくとも無反射光束を結像した画像と、部分光束１０２または１０４の何れか一方を結像した画像とが取得でき、当該画像を用いて三次元計測できる。したがって、反射ユニット１０を用いた三次元計測の観察範囲は、部分光束１００と部分光束１０２または部分光束１０４の何れか一方と重なる範囲となる。
【００５１】
上下のいずれかに位置する被写体像と中央の被写体像とを組み合わせて３次元計測をすることもできる。この場合、図６（ｂ）に示すように、計測可能な範囲は、距離Ｃ２よりも広い範囲である距離Ｄ２となる。距離Ｄ２は、距離Ｄ１と等しい。一例として、中央の被写体像と上に位置する被写体像を組み合わせる場合を説明する。図中の点Ｒ２は、部分光束１０８における点Ａ３の被写体光束と、部分光束１０６における点Ａ４の被写体光束が交差する点である。領域Ｔ２は、端部間Ａ３４を底辺、点Ｒ２を頂点とする三角形の領域である。領域Ｔ２は、部分光束１０６および１０８が互いに重なる領域である。すなわち、領域Ｔ２は、部分光束１０６および１０８の部分光束によって撮像素子１３０に結像される領域である。領域Ｔ２は、領域Ｓ２よりも範囲が広いので、より大きな撮影対象物を配置することができる。なお、中央の被写体像と下に位置する被写体像を組み合わせる場合も、計測可能な範囲は距離Ｄ２である。なお、反射ユニット１０を用いた撮影対象物の撮影において、部分光束１０６と部分光束１０８または部分光束１１０の何れか一方と重なる範囲であれば、少なくとも無反射光束を結像した画像と、部分光束１０８または１１０の何れか一方を結像した画像とが取得でき、当該画像を用いて三次元計測できる。したがって、反射ユニット１０を用いた三次元計測の観察範囲は、部分光束１０６と部分光束１０８または部分光束１１０の何れか一方と重なる範囲となる。
【００５２】
図７（ａ）は、撮影対象となる撮影対象物１４６と反射部６２との位置を説明する図である。図示するように、撮影対象物１４６としてミニカーを撮影する場合について説明する。撮影対象物１４６は、反射部６２に周囲を囲まれた状態で撮影される。（ｂ）は、撮影対象物１４６を撮影する状態を説明する図である。反射ユニット１０の先端の内部には、撮影対象物１４６としてミニカーが配置される。
【００５３】
（ｃ）は、撮像素子１３０によって得られた画像を示す。特に、撮影対象物が配置条件を満たして配置された場合の画像を示す。なお、撮影レンズ８２による撮影対象物１４６の像の反転は、画像処理により修正されている。中央の被写体像は、反射部６２に反射されることなく取得された被写体像である。中央の被写体像の周辺に位置する八つの被写体像は、反射部６２に反射して取得された被写体像である。このため、周辺の被写体像の向きは、中央の被写体像の向きと異なっている。
【００５４】
中央の被写体像の左右に位置する各被写体像は、Ｘ軸方向に向かい合う第１反射部６４と第２反射部６６の一方に反射して取得された被写体像である。具体的には、左に位置する被写体像は、第１反射部６４に反射して結像した被写体像である。右に位置する被写体像は、第２反射部６６に反射して結像した被写体像である。これらの被写体像は、中央の被写体像に対して左右に反転している。中央の被写体像の上下に位置する被写体像は、Ｙ軸方向に向かい合う第１反射部６５と第２反射部６７の一方に反射して取得された被写体像である。具体的には、上に位置する被写体像は、第１反射部６５に反射して結像した被写体像である。下に位置する被写体像は、第２反射部６７に反射して結像した被写体像である。このように、上下左右に位置する四つの被写体像は、反射部６２に一回反射された、一回反射光束が結像した被写体像である。したがって、これらの被写体像は、中央の被写体像に対して上下に反転している。
【００５５】
中央の被写体像の左上、右上、左下、右下に位置する被写体像は、Ｘ軸方向に向かい合う第１反射部６４と第２反射部６６の一方に反射するとともに、Ｙ軸方向に向かい合う第１反射部６５と第２反射部６７の一方に反射して取得された被写体像である。具体的には、中央の被写体像に対し、左上に位置する被写体像は、第１反射部６４と６５に反射して結像した被写体像である。左上に位置する被写体像のうち、図中の破線の右側は、第１反射部６５に反射した後に第１反射部６４に反射して結像した被写体像であり、左側は、第１反射部６４に反射した後に第１反射部６５に反射して結像した被写体像である。同様に、中央の被写体像に対し、左下に位置する被写体像は、第１反射部６４と第２反射部６７に反射して結像した被写体像である。左下に位置する被写体像のうち、破線の右側は、第２反射部６７に反射した後に第１反射部６４に反射して結像した被写体像であり、左側は、第１反射部６４に反射した後に第２反射部６７に反射して結像した被写体像である。
【００５６】
同様に、中央の被写体像に対し、右上に位置する被写体像は、第１反射部６５と第２反射部６６に反射して結像した被写体像である。右上に位置する被写体像のうち、破線の右側は、第２反射部６６に反射した後に第１反射部６５に反射して結像した被写体像であり、左側は、第１反射部６５に反射した後に第２反射部６６に反射して結像した被写体像である。同様に、中央の被写体像に対し、右下に位置する被写体像は、第２反射部６６と６７に反射して結像した被写体像である。右上に位置する被写体像のうち、破線の右側は、第２反射部６６に反射した後に第２反射部６７に反射して結像した被写体像であり、左側は第２反射部６７に反射した後に第２反射部６６に反射して結像した被写体像である。
【００５７】
このように、画像における中央の被写体像に対して左上、左下、右上、右下に位置する四つの被写体像は、反射部６２に二回反射された、二回反射光束が結像した被写体像である。したがって、これらの被写体像は、中央の被写体像に対して左右および上下に反転している。上記の九つの被写体像を用いて種々の画像処理を行うことにより、被写体の３次元計測を行うことができる。
【００５８】
図８（ａ）は、測距点を説明する図である。（ｂ）は、測距点と撮影対象物との関係を説明する図である。図示するように、複数の測距点１５１が設定されている場合に、ＡＦセンサ１４５およびカメラユニット制御部１１８は、複数の測距点１５１のそれぞれにおいて撮影対象物１４６までの距離を測定する。そして、複数の測距点１５１のそれぞれにおける距離を対応する配置条件と比較することにより、撮影対象物１４６が配置条件を満たして配置されているか判定する。ここで、撮像素子１３０の中央領域に結像する部分光束が、反射部に反射することなく撮像素子１３０に到達する一方で、他の領域に結像する部分光束は、反射部に反射した後に撮像素子１３０に到達する。すなわち、同一の撮影対象物の部分光束が撮像素子１３０の異なる領域に到達している。そこで、配置条件に係る処理負荷を軽減すべく、撮影対象物１４６までの距離を測定するにあたって、中央領域に対応する１５個の測距点で測距し、他の測距点で測距しなくてもよい。
【００５９】
図９は、反射ユニット１０を用いた撮影動作に係る処理を示すフロー図である。本フローは、反射ユニット１０が装着された状態において、ユーザによりＳＷ１がオンされたことをカメラユニット制御部１１８が検知することによって開始される。なお、カメラユニット制御部１１８は、反射ユニット１０が装着されたときに、すでに配置条件を取得している。
【００６０】
カメラユニット制御部１１８は、ＳＷ１がオンされたことを検知すると、ＡＦセンサ１４５の出力を取得する（ステップＳ１０１）。カメラユニット制御部１１８は、ＡＦセンサ１４５の出力を用いて撮影対象物までの距離を算出する。具体的には、設定されている測距点毎に撮影対象物までの距離を算出する。ユーザにより使用すべき測距点が設定されていれば、設定されている測距点でのみ測距してもよい。
【００６１】
カメラユニット制御部１１８は、設定されている焦点距離に応じた配置条件を決定する（ステップＳ１０２）。そして、撮影対象物が配置条件を満たして配置されているかを判定する（ステップＳ１０３）。撮影対象物が配置条件を満たして配置されていないと判定した場合に（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、配置条件を満たさない旨を表示部１２１に表示する（ステップＳ１０４）。これにより、撮影対象物の配置位置の調整をユーザに促すことができる。例えば、少なくとも一つの測距点について配置条件を満たしていない場合に、配置条件を満たして配置されていないと判定する。この場合に、撮影対象物のどの部分が計測範囲からはみ出しているかを表示してもよい。また、撮影対象物が配置条件を満たして配置されていない旨を音声により伝えてもよい。一方、撮影対象物が配置条件を満たして配置されていると判定した場合には（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、カメラユニット制御部１１８は、配置条件を満たす旨を表示部１２１に表示する（ステップＳ１０５）。例えば、全ての測距点について配置条件を満たしている場合に、配置条件を満たして配置されていると判定する。
【００６２】
カメラユニット制御部１１８は、配置条件を満たすか否かのいずれかを表示した後、ＳＷ２がオンされたかを判定する（ステップＳ１０６）。カメラユニット制御部１１８は、ＳＷ２がオンされたと判定すれば（ステップＳ１０６：Ｙｅｓ）、撮影処理を実行し（ステップＳ１０７）、一連の処理を終了する。この場合には、例えば、図７（ｃ）に示した画像を得ることができる。一方、ＳＷ２がオンされていないと判定すれば（ステップＳ１０６：Ｎｏ）、撮影処理を実行することなく、一連の処理を終了する。
【００６３】
図１０（ａ）は、撮像素子１３０により得られた画像を示す。図１０（ａ）は、図７（ｃ）と同一である。（ｂ）、（ｃ）は、三次元計測を説明する図である。（ｄ）、（ｅ）は、３Ｄ画像の生成を説明する図である。
【００６４】
画像処理部１３４は、撮像素子１３０から出力される画像データにおいて、反射部６２に反射して取得された被写体像と、反射部６２に反射されることなく取得された被写体像とをそれぞれ分割する。本実施形態においては、反射部６２に反射して取得された被写体像が八つあるので、全体として画像を九つに分割する。上述のように、本実施形態においては、第１反射部６４と第２反射部６６は、ズームレンズ８３の光軸を含むＸＺ平面の断面において、全画角のそれぞれ略１／３に相当する領域に配置されている。同様に、第１反射部６５と第２反射部６７は、ズームレンズ８３の光軸を含むＹＺ平面の断面において、全画角のそれぞれ略１／３に相当する領域に配置されている。したがって、画像を略九等分すればよい。なお、反射部６２に反射して取得された被写体像と、反射部６２に反射されることなく取得された被写体像とが、撮像素子の結像面のどの領域に結像するかを示す領域情報を予め保持しておいてもよい。この場合には、画像処理部１３４は、位置情報を参照して、画像を分割することができる。
【００６５】
図１０（ｂ）に示すように、画像処理部１３４は、予め設定されている領域の画像を取り出す。三次元計測を実行する場合には、中央の被写体像と、左右のいずれか一方の被写体像とを用いるとよい。図１０（ｂ）においては、中央の被写体像と、右側の被写体像とを用いている。上述のように、右側の被写体像は、中央の被写体像に対して左右に反転している。したがって、図１０（ｃ）に示すように、画像処理部１３４は、右側の被写体像の左右を反転させ、中央の被写体像と向きを揃えた上で、これらの被写体像から被写体までの距離を算出する。画像処理部１３４は、一度の撮影で被写体までの距離を算出することができる。なお、三次元計測を実行するにあたって、中央の被写体像と左側の被写体像から算出した被写体までの距離と、中央の被写体像と右側の被写体像から算出した被写体までの距離との両方を用いてもよい。この場合には、中央の被写体像が共通しているので、互いに位置合わせすることができる。したがって、被写体までの距離を算出するにあたって、算出される距離の正確性を高めることができる。
【００６６】
図１０（ｄ）に示すように、画像処理部１３４は、予め設定されている領域の被写体像を取り出す。３Ｄ画像を生成する場合には、左右の被写体像を用いることができる。上述のように、左右の被写体像は、中央の被写体像に対して左右に反転している。したがって、図１０（ｅ）に示すように、画像処理部１３４は、左右の被写体像のそれぞれについて左右を反転させ、中央の被写体像と向きを揃えた上で、両者をマッチングする。なお、中央の被写体像と、左右のいずれか一方の被写体像とをマッチングしてもよい。
【００６７】
中央の被写体像と、左右のいずれか一方の被写体像とをマッチングする場合には、左右の被写体像をマッチングする場合に比べて、マッチングの精度は高くなる。逆に、左右の被写体像をマッチングする場合には、マッチングの精度は低くなるが、奥行き方向の距離の精度は高くなる。
【００６８】
このように、中央の被写体像と左右のいずれか一方の被写体像とを用いる場合と、左右の被写体像を用いる場合とでは、マッチングの精度が異なる。これらを組み合わせて補間的に画像処理することもできる。例えば、左右の被写体像をマッチングする場合に、被写体像の一部が欠けていることにより、マッチング精度が低くなる場合がある。この場合には、より視差の小さい、中央の被写体像と左右のいずれか一方の被写体像をマッチングするとよい。これにより、オクルージョンを抑制することができる。
【００６９】
画像処理部１３４は、視差量を算出する場合には、一方の被写体像におけるある領域のパターンに類似するパターンを、他方の被写体像から探索する。ここでは、中央の被写体像におけるある領域のパターンに類似するパターンを、右側の被写体像から探索する。右側の被写体像から類似するパターンを検出すれば、当該パターンとのずれ量によって視差量を算出することができる。ここで、二つの被写体像をマッチングするにあたって、右側の被写体像から類似するパターンを検出する場合に、撮影対象物１４６の高さに応じて探索範囲を異ならせるとよい。探索範囲を異ならせることは、後述のように、探索位置を異ならせることを含む。より詳細には、まず、中央の被写体像から、測距により得られた、撮影対象物との距離を示す距離情報と、当該距離情報に対応する測距点を示す位置を示す位置情報とを取得する。
【００７０】
ここで、例えば、反射ユニット１０とは異なる他の反射ユニットがカメラユニット９０に装着された場合には、撮像素子１３０と仮想的な撮像素子８９との距離が変わる場合がある。図６（ａ）に示したように、撮像素子１３０と仮想的な撮像素子８９との距離は、第１反射部６４と第２反射部６６との間隔Ａ1２によって定まる。すなわち、第１反射部６４と第２反射部６６との間隔Ａ1２が異なれば、たとえ同一の撮影対象物を撮影する場合であっても、撮像素子１３０と仮想的な撮像素子８９との距離は異なる。したがって、撮像素子１３０と仮想的な撮像素子８９との距離を考慮して、どれだけ探索位置を異ならせるかを示すオフセット値を算出する。具体的には、距離情報により示される距離に応じたピクセル数と、撮像素子１３０と仮想的な撮像素子８９との距離に応じた補正値とを乗算することにより、オフセット値を算出する。これにより、撮像素子１３０と仮想的な撮像素子８９との距離に応じた適切なオフセット値を算出することができる。
【００７１】
オフセット値を算出すると、右側の被写体像から類似するパターンを検出する場合に、距離情報に対応する測距点を示す位置からオフセット値だけオフセットされた位置から探索を開始する。これにより、類似するパターンを探索するにあたり探索領域を限定することができるので、処理負荷を低減できる。また、中央の被写体像におけるある領域のパターンに相当する近辺から探索を開始するので、ノイズに起因するパターンを誤って類似パターンと判定する可能性を低減できる。結果として、マッチング精度を向上させることができる。なお、反射ユニット１０とは異なる他の反射ユニットがカメラユニット９０に装着された場合に限らず、鏡面ユニット６０とは異なる他の鏡面ユニットが反射ユニット１０に取り付けられた場合にも、第１反射部６４と第２反射部６６との間隔Ａ1２が異なるのであれば、同様のことが言える。
【００７２】
さらに、中央の被写体像と、左の被写体像または右の被写体像との視差量を算出する場合と、左の被写体像と右の被写体像との視差量を算出する場合とでは、ずれ量が異なるので、視差量の算出の対象となる被写体像に応じて、オフセット値を調整するとよい。具体的には、左の被写体像と右の被写体像との視差量を算出する場合には、中央の被写体像と、左の被写体像または右の被写体像との視差量を算出する場合に比べてオフセット値が大きくなるように、ピクセル数と補正値とを乗算した値に、仮想的な撮像素子８９と仮想的な撮像素子８７との距離に応じた調整値をさらに乗算する。これにより、視差量の算出の対象となる被写体像に応じたオフセット値を得ることができる。
【００７３】
以上の説明では、撮影対象物を反射ユニット１０の先端に配置して撮影する例を示した。反射ユニット１０の先端よりも遠くの撮影対象物を撮影する場合、第１反射部６４および第２反射部６６は、撮影対象物側の先端を中心にＹ軸周りに回転するように構成されてもよい。同様に、第１反射部６５および第２反射部６７は、撮影対象物側の先端を中心にＸ軸周りに回転するように構成されてもよい。
【００７４】
以上の説明では、設定されている測距点において撮影対象物までの距離を測定したが、さらにそれぞれの測距点の間を画素毎に補間してもよい。撮影対象物までの距離の近似値として補間値を用いることにより、視差量をより精確に算出できる。また、より広範囲にわたって視差量を算出することができる。補間方法として線形補間、曲面補間を用いることができる。また、測距点以外においても撮影対象物までの距離を算出すれば、四角錐の斜面上の全体について配置条件を設定することができる。したがって、撮影対象物が四角錐の内部に配置されているかを、より精確に判定することができる。
【００７５】
以上の説明では、ＡＦセンサ１４５とＡＦセンサ１４５へ導く光学系は、カメラユニット９０に設けられていたが、反射ユニット１０に設けられてもよい。この場合には、反射ユニットは、配置条件を取得する取得部と、撮影対象物が配置条件を満たして配置されているかを、距離を用いて判定し、判定結果に応じてユーザに報知する報知部を備えてもよい。また、カメラユニット９０側に測距機能が備わっていなくてもよい。また、マウントアダプタ、すなわち第１マウント部３２と第２マウント部３４との間に、ＡＦセンサ１４５およびハーフミラーを設けてもよい。ＡＦセンサ１４５を用いずに、撮像素子１３０の一部の画素を測距用として用いてもよい。また、以上の説明では、位相差ＡＦ方式により測距したが、コントラストＡＦ方式により測距してもよい。
【００７６】
以上の説明では、反射ユニット１０は、アクセサリユニットとして、カメラユニット９０に着脱自在に装着される構成であったが、カメラユニット９０に一体的に構成されてもよい。この場合には、撮像装置は、反射ユニット１０とカメラユニット９０とを含んで構成される。反射ユニット１０は、カメラユニット９０もしくはレンズ鏡筒の外周に装着され固定されることが好ましい。
【００７７】
以上の説明では、カメラユニット制御部１１８は、反射ユニット１０から配置条件を取得したが、システムメモリ１３５から取得してもよい。この場合には、システムメモリ１３５は、対応テーブルを予め記憶している。対応テーブルは、反射ユニットの識別情報と当該反射ユニットの配置条件とが対応付けられたテーブルである。カメラユニット９０は、反射ユニット１０から識別情報を取得すれば、当該識別情報を対応テーブルに照らし合わせて、対応する配置条件を取得することができる。なお、対応テーブルは、ファームアップにより随時更新されてもよい。なお、カメラユニット毎に配置条件を異ならせたが、簡易的に判断する場合には、複数のカメラユニットで共通の配置条件を用いてもよい。また、システムメモリ１１５は、撮影対象物の配置条件を記憶するのではなく、反射ユニットの特性値を記憶してもよい。この場合には、カメラユニット制御部は、反射ユニットの特性値を取得し、配置条件を算出する。
【００７８】
以上の説明では、カメラユニット９０が三次元計測および３Ｄ画像の生成を行ったが、撮像素子１３０によって得られた画像を外部のＰＣに取り込み、ＰＣが上述した種々の画像処理を行うことにより、三次元計測および３Ｄ画像の生成を行ってもよい。この場合に、撮像素子１３０によって得られた画像のＥＸＩＦ情報として、反射ユニットを識別する識別情報が含まれてもよい。例えば、識別情報と、オフセット値を算出する際の補正値とを対応付けたテーブルを予め保持しておけば、ＰＣは、識別情報から補正値を決定することができる。すなわち、カメラユニット９０に装着された反射ユニット１０に応じて適切な補正値を決定することができる。これにより、オフセット値をより精確に算出することができる。
【００７９】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【符号の説明】
【００８０】
１０  反射ユニット、２０  取り付けユニット、３０  取り付け部、３２  第１マウント部、３４  第２マウント部、３６  調整部、３８  カメラユニット用接点、４０  レンズユニット用接点、４２、４４、９６  円弧リブ、４６、４８、９４  円弧状切欠き、５０  支持部  ６０  鏡面ユニット、６２  反射部、６４、６５  第１反射部、６６、６７  第２反射部、６８  変位機構部、７０  照射部、８０  レンズユニット、８１  マウント部、８２  撮影レンズ、８３  ズームレンズ、８４  フォーカスレンズ、８６  光軸、９０  カメラユニット、９２  マウント部、１００、１０２、１０４、１０６、１０８、１１０  部分光束、１１２  反射ユニット制御部、１１３  レンズユニット制御部、１１４、１１５、１３５  システムメモリ、１１８  カメラユニット制御部、１２１  表示部、１２２  メインミラー、１２３  ピント板、１２４  ペンタプリズム、１２５  接眼光学系、１２６  ファインダ窓、１２７  サブミラー、８７、８９、９１、９３、１３０  撮像素子、１３１  ズーム制御部、１３２  フォーカス制御部、１３３  Ａ／Ｄ変換器、１３４  画像処理部、１３６  内部メモリ、１３７  表示制御部、１３８  記録媒体ＩＦ、１４１  操作部材、１４２  レリーズスイッチ、１４５  ＡＦセンサ、１４６  撮影対象物、１５０  記録媒体、１５１  測距点
【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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