(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズユニットが装着され、前記レンズユニットを支持するレンズマウントと、
前記レンズユニットが形成する光学像を受光して画像信号に変換する撮像素子と、
前記画像信号に処理を施すシステム制御部と、
撮像装置自身の動きを検出するセンサ手段と、
前記撮像素子を少なくともロール方向に移動させる機構を有し、前記レンズユニットの光軸に平行な軸に対するロール方向の撮像装置自身の動きに起因して発生する前記撮像素子と前記光学像の相対的な位置関係の変化を抑制することにより画像の振れを補正する回転補正部と、
を備え、
前記システム制御部は、前記撮像素子の撮像面に第１の視点からの第１光学像を形成する第１光学系と、前記撮像素子の撮像面に第２の視点からの第２光学像を形成する第２光学系と、を有するレンズユニットが前記レンズマウントに装着されている場合には、前記撮像素子をロール方向に移動させる機構の動作を停止する、
撮像装置。
【請求項２】
撮像素子の撮像面に第１の視点からの第１光学像を形成する第１光学系と、前記撮像素子の撮像面に第２の視点からの第２光学像を形成する第２光学系と、を有する３Ｄ光学系と、
前記３Ｄ光学系が形成する光学像を受光して画像信号に変換する撮像素子と、
前記画像信号に処理を施すシステム制御部と、
撮像装置自身の動きを検出するセンサ手段と、
前記撮像素子を少なくともロール方向に移動させる機構を有し、前記３Ｄ光学系の光軸に平行な軸に対するロール方向の撮像装置自身の動きに起因して発生する前記撮像素子と前記光学像の相対的な位置関係の変化を抑制することにより画像の振れを補正する回転補正部と、
を備え、
前記システム制御部は、３Ｄ撮影モードの場合には、前記撮像素子をロール方向に移動させる機構の動作を停止する、
撮像装置。
【請求項３】
前記回転補正部は、前記撮像素子を回転する回転駆動部を有する、
請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記回転補正部は、前記画像信号の一部を回転させて読み出す回転処理部を有する、
請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記センサ手段は、傾斜センサ、加速度センサ、角速度センサのいずれかである、
請求項１又は２のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】
前記センサ手段は、撮影画像から動きベクトルを検出する、
請求項１又は２のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項７】
撮影者に音声もしくは映像の提示を行う警告手段を備え、
前記システム制御部は、３Ｄ撮影モード時に、前記撮像素子をロール方向に移動させる機構の動作を停止した場合に、前記警告手段を制御することによって、前記回転補正部の動作を停止した旨を撮影者に知らしめる、
請求項１又は２に記載の撮像装置。
【請求項８】
２つの光学系を有する第１レンズユニットと、１つの光学系を有する第２レンズユニットとを装着可能なレンズマウントと、
前記第１又は第２レンズユニットが形成する光学像を受光して画像信号に変換する撮像素子と、
自装置の動きを検出するセンサ手段と、
前記撮像素子を少なくともロール方向に移動させる機構を有し、前記第１又は第２レンズユニットの光軸に平行な軸を中心として前記撮像素子を回転させて画像の振れを補正する回転補正部と、
前記第２レンズユニットが前記レンズマウントに装着されている場合には、前記軸を中心とするロール方向における自装置の動きに応じて前記回転補正部を動作させ、前記第１レンズユニットが前記レンズマウントに装着されている場合には、前記撮像素子をロール方向に移動させる機構を停止させるシステム制御部と、
を備える撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関するものであり、特に３Ｄ（立体）映像を撮影する機能を有する撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、テレビと映画コンテンツの３Ｄ化に伴い、３Ｄ映像を一般ユーザーが簡単に視聴できる環境が整いつつある。これに連動して、撮像装置に関しても３Ｄ撮影が可能なカメラが提案されている。
例えば特許文献１においては、２系統のカメラからなり小型のレンズを用いながらも十分立体感のある映像を撮影できる立体画像撮影装置が提案されている。また特許文献２においては、視差のある左右画像を得るためのプリズムを有し、これによりカメラは１系統で左右の視差画像を得る構成の立体撮像装置が提案されており、より簡便な構成での立体撮像装置が構成できる。
また、３Ｄ映像は２Ｄ映像と異なり、視差のある画像から人間が脳内で映像を立体像と認識するプロセスを経る必要がある。そのため、眼で視覚される画像が人間の立体像の認識プロセスに合わせて適度に調整された画像でない場合には、鑑賞者に違和感を与える恐れがある。そのため特許文献３のように、３Ｄに対応した撮像装置で３Ｄ映像を撮影する場合に、２Ｄ映像を撮影する場合に比べてカメラの制御方法（特許文献３の場合は、露出制御の周期など）を変える装置が提案されている。
【０００３】
このように３Ｄ映像の撮影が可能な撮像装置においては、撮影という映像取得のみならず、撮影された映像の快適性、安全性にまで様々な考慮がなされている。一方で、２Ｄ映像の撮影時と同じく、３Ｄ映像の撮影時に注意を要する項目に、撮像装置を手持ちで撮影する際に発生する手振れによる画像の揺動がある。これは一般に映像酔いと呼ばれる現象を引き起こすもので、３Ｄ映像では２Ｄ映像以上に画像の揺動が鑑賞者に違和感を与える恐れがある。
この手持ち撮影時の手振れによる画像の揺動を補正する技術としては、加速度センサにより撮像装置自体の動きを検出し、この動き検出結果に応じて、撮像光学系に備えられた可変頂角プリズムを駆動制御することで画像の動きを補正する方法がある（例えば、特許文献４参照）。
【０００４】
特許文献４の撮像装置では、蛇腹状の特殊なフィルムで接続された２枚のガラス板の内部を高屈折率の液体で満たすことによって構成された可変頂角プリズムが固体撮像素子の前段に設けられている。そして、加速度センサから得られる撮像装置の動きの情報に基づき、この可変頂角プリズムの２枚のガラス板を水平・垂直方向に各々傾けることにより、入射光の光軸を曲げ、撮影画像の動きを安定化させるものである。
また別の例としては、例えば、特許文献５のように変倍光学群または焦点調節群を有する結像光学系と、この結像光学系の光軸を偏心または傾動させる補正光学機構に関する提案がなされている。特許文献５の撮像装置では、特許文献５の図２に示す４つのレンズ群からなる結像光学系の一部のレンズが、例えば特許文献５の図４に示すスライド軸を介して上下左右に移動可能な機構に組み込まれている。そして、コイルとマグネットによる電磁アクチュエータによりこの一部のレンズを移動させることで、結像光学系の光軸を偏心または傾動させる。この構成では、撮影時の手振れに応じて電磁アクチュエータでスライド軸（特許文献５の図４の４５ｙ、４５ｐ）によりスライド可能な部分を移動させることにより撮像装置の手振れによる画像の揺動を補正することができる。
【０００５】
また特許文献６にも変倍光学系の一部を構成する比較的小型軽量のレンズ群を光軸と垂直方向に移動させることによって、変倍光学系が振動した時の画像の振れを補正するよう構成された防振機能を備えた変倍光学系が開示されている。
また特許文献７には、撮像素子（ＣＣＤ）を光軸に直交する方向に移動させることにより、画像の動きを補正する方法も開示されている。
さらに、例えば特許文献８には、カメラ本体の傾きの検出手段と、検出手段によって得られた信号により傾きの程度を判断する判断手段と、撮像素子の回動手段と、回動手段の制御手段とを有するビデオカメラが開示されている。また特許文献９には、撮像素子を光軸に直交する上下左右方向と、光軸を中心軸とするロール方向の３方向に移動可能なカメラも開示されている。
【０００６】
そして、特許文献４〜７及び特許文献９では、揺動の検出には撮像装置自体の振れを検出する角速度センサ（ジャイロセンサ）が用いられている。具体的には、角速度センサで検出される撮像装置の動きの角速度に積分演算を施すことで撮像装置の振れ角を求め、この振れ角に応じて上述の可変頂角プリズム等が駆動制御される。また、特許文献８の例では、カメラの傾きを検出する手段として、重力を用いたものまたは加速度を利用したものを採用し、カメラ本体の傾きに応じて撮像素子を回動駆動することで、撮影画像の傾き（ロール方向の振れ）を解消している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−１０９０８９号公報
【特許文献２】特開平５−７３７４号公報
【特許文献３】特開２００８−１８７３８５号公報
【特許文献４】特開昭６２−１５３８１６号公報
【特許文献５】特開平５−６６４５０号公報
【特許文献６】特開平７−１２８６１９号公報
【特許文献７】特開平９−２６１５２４号公報
【特許文献８】特開平４−３３１５８６号公報
【特許文献９】特開２００６−１７１５２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上のように手振れによる画像の揺動を補正する技術に関しては各種方法が提案されていることは周知の通りである。しかしながら、このうち、特許文献８ならびに特許文献９に挙げたカメラのロール方向の振れ補正を、３Ｄ映像を撮影する撮像装置に導入した場合には大きな課題が発生する。例えば、視差のある左右２つの画像を撮影する方式の３Ｄ撮像装置において、左右画像の垂直方向の位置ズレや左右画像のサイズ差（すなわち、画角の差）などが存在すると、撮影された３Ｄ映像の鑑賞時にこの差異が原因で鑑賞者に大きな違和感を与えることになる。そのため、２つの視差画像を得る３Ｄ撮像装置の製造時には、得られる左右画像に差異が発生しないように、光学系の設計精度の確保や、組み立て後の調整、キャリブレーションによって、上記のような視差画像間の位置ズレ、サイズ差が発生しないようにすることが一般的である。
【０００９】
しかし特許文献２に挙げたような視差のある２画像を１つの撮像素子で撮影する構成のカメラに、特許文献８ならびに特許文献９に挙げたカメラのロール方向の振れ補正を導入した場合には、ロール方向の振れ補正を行うこと自体が、左右２つの画像間の垂直方向の位置ズレをあえて発生させることになる。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、ロール方向も含めた画像の振れ補正機能を有し、且つ視差のある２画像を１つの撮像素子で撮影する構成のカメラにおいて、３Ｄ映像の撮影時にはロール方向の振れ補正を停止することで、ロール方向の振れ補正に起因する左右２つの視差画像間の垂直方向の位置ズレの発生を抑制することによって鑑賞者の違和感を軽減可能な３Ｄ映像を撮影できる撮像装置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】
上述したような課題を解決するために、第１の発明に係る撮像装置は、レンズユニットが装着され、レンズユニットを支持するレンズマウントと、レンズユニットが形成する光学像を受光して画像信号に変換する撮像素子と、画像信号に処理を施すシステム制御部と、撮像装置自身の動きを検出するセンサ手段と、レンズユニットの光軸に平行な軸に対するロール方向の撮像装置自身の動きに起因して発生する撮像素子と光学像の相対的な位置関係の変化を抑制する回転補正部と、を備える。システム制御部は、撮像素子の撮像面に第１の視点からの第１光学像を形成する第１光学系と、撮像素子の撮像面に第２の視点からの第２光学像を形成する第２光学系と、を有するレンズユニットがレンズマウントに装着されている場合には、回転補正部の動作を停止する。
これにより、ロール方向の振れ補正に起因する左右２つの視差画像間の垂直方向の位置ズレの発生を回避し、鑑賞者の違和感を軽減する３Ｄ映像を撮影できる撮像装置を提供する。
【００１１】
第２の発明に係る撮像装置は、レンズユニットが装着され、レンズユニットを支持するレンズマウントと、レンズユニットが形成する光学像を受光して画像信号に変換する撮像素子と、画像信号に処理を施すシステム制御部と、撮像装置自身の動きを検出するセンサ手段と、レンズユニットの光軸に平行な軸に対するロール方向の撮像装置自身の動きに起因して発生する撮像素子と光学像の相対的な位置関係の変化を抑制する回転補正部と、ロール方向における撮像装置自身の動きに応じて、画像信号の一部を選択的に読み出す画像切り出し部と、を備える。システム制御部は、撮像素子の撮像面に第１の視点からの第１光学像を形成する第１光学系と、撮像素子の撮像面に第２の視点からの第２光学像を形成する第２光学系と、を有するレンズユニットがレンズマウントに装着されている場合には、画像切り出し部と回転補正部とを動作させる。
【００１２】
これにより、ロール方向の振れ補正に起因する左右２つの視差画像間の垂直方向の位置ズレの発生を回避し、鑑賞者の違和感を軽減する３Ｄ映像を撮影できる撮像装置を提供する。
第３の発明に係る撮像装置は、撮像素子の撮像面に第１の視点からの第１光学像を形成する第１光学系と、撮像素子の撮像面に第２の視点からの第２光学像を形成する第２光学系と、を有する３Ｄ光学系と、記３Ｄ光学系が形成する光学像を受光して画像信号に変換する撮像素子と、画像信号に処理を施すシステム制御部と、撮像装置自身の動きを検出するセンサ手段と、３Ｄ光学系の光軸に平行な軸に対するロール方向の撮像装置自身の動きに起因して発生する撮像素子と光学像の相対的な位置関係の変化を抑制する回転補正部と、を備える。３Ｄ撮影モードの場合には、回転補正部の動作を停止する。
【００１３】
これにより、ロール方向の振れ補正に起因する左右２つの視差画像間の垂直方向の位置ズレの発生を回避し、鑑賞者の違和感を軽減する３Ｄ映像を撮影できる撮像装置を提供する。
第４の発明に係る撮像装置は、撮像素子の撮像面に第１の視点からの第１光学像を形成する第１光学系と、撮像素子の撮像面に第２の視点からの第２光学像を形成する第２光学系と、を有する３Ｄ光学系と、３Ｄ光学系が形成する光学像を受光して画像信号に変換する撮像素子と、画像信号に処理を施すシステム制御部と、撮像装置自身の動きを検出するセンサ手段と、３Ｄ光学系の光軸に平行な軸に対するロール方向の撮像装置自身の動きに起因して発生する撮像素子と光学像の相対的な位置関係の変化を抑制する回転補正部と、ロール方向における撮像装置自身の動きに応じて、画像信号の一部を選択的に読み出す画像切り出し部と、を備える。システム制御部は、３Ｄ撮影モードの場合には、画像切り出し部と回転補正部とを動作させる。
【００１４】
これにより、ロール方向の振れ補正に起因する左右２つの視差画像間の垂直方向の位置ズレの発生を回避し、鑑賞者の違和感を軽減する３Ｄ映像を撮影できる撮像装置を提供する。
第５の発明に係る撮像装置は、回転補正部は、撮像素子を回転する回転駆動部を有し、これによる撮像装置のロール方向の動きを補正することができる。
第６の発明に係る撮像装置は、回転補正部は、画像信号の一部を回転させて読み出す回転処理部を有し、これによる撮像装置のロール方向の動きを補正することができる。
第７の発明に係る撮像装置は、センサ手段は、傾斜センサ、加速度センサ、角速度センサのいずれかであることで画像の動きを検出および補正することができる。
第８の発明に係る撮像装置は、センサ手段は、撮影画像から動きベクトルを検出することを特徴とし、これにより撮像装置の動きを精度よく検出することができる。
【００１５】
第９の発明に係る撮像装置は、警告手段を有し、３Ｄ撮影モード時に画像信号が示す被写体がロール方向に動くことを抑制する動作を停止した場合に、これを撮影者に知らしめる音声もしくは映像の提示を行うことを特徴とし、これによりロール方向の抑制動作の停止を撮影者に明確に知らしめることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ロール方向の振れ補正に起因して発生する左右２つの視差画像間の垂直方向の位置ズレを回避し、鑑賞者の違和感を軽減する３Ｄ映像を撮影できる撮像装置を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態における撮像装置の外観図
【図２】第１実施形態における鏡筒１０１とカメラボディ１０７の断面図
【図３】第１実施形態におけるカメラボディ１０７のブロック図
【図４】第１実施形態における撮像素子３００上の画像例
【図５】第１実施形態における撮像素子３００上の画像例
【図６】第１実施形態における撮像装置がロール方向に傾いた場合の外観図
【図７】第１実施形態における撮影される左右２画像の例
【図８】第１実施形態における撮像素子３００上の画像例
【図９】第１実施形態におけるシステム制御手段３０８による処理内容を説明するためのフローチャート
【図１０】第１実施形態におけるシステム制御手段３０８による処理内容を説明するためのフローチャート
【図１１】第１実施形態におけるシステム制御手段３０８による処理内容を説明するためのフローチャート
【図１２】第２実施形態における撮像素子３００上の画像と撮影される左右２画像の例
【図１３】レンズ一体型のカメラの外観図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
（第１実施形態）
１．撮像装置の概略構成
図１は、第１実施形態における撮像装置の外観図である。図１に示した撮像装置は、レンズ交換式のカメラである。３Ｄ映像を撮影する場合は、２つの撮影レンズ１００Ｒ（被写体方向に向かって右側）と１００Ｌ（被写体方向に向かって左側）を有する鏡筒１０１（３Ｄ光学系の一例）をカメラボディ１０７に装着する。これら２つの撮影レンズ１００Ｒ,１００Ｌを介して得られた左右方向に視差のある２つの映像を元に３Ｄ映像を撮影することができる。また２Ｄ映像を撮影する場合は、通常の撮影レンズが１つからなる鏡筒１０２を用いる。なお本撮像装置は鏡筒１０１に装備された２つの撮影レンズ１００Ｒ,１００Ｌのいずれか一方の映像だけを用いて２Ｄ映像も撮影することも可能である。
【００１９】
カメラボディ１０７は、録画ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１０３と、モード切替スイッチ１０４と、ズームレバー１０５と、ストロボ１０６と、レンズマウント１０８（マウントの一例）と、撮像素子３００とを備える。
モード切替スイッチ１０４は、２Ｄ撮影と３Ｄ撮影、動画撮影と静止画撮影等の撮影モードを切り替える。ズームレバー１０５は、カメラボディ１０７に装着される鏡筒（鏡筒１０１又は鏡筒１０２）のレンズの焦点距離の変更を指示する。ストロボ１０６は、暗い被写体を撮影する際に使用する。録画ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１０３は、動画記録モードでは一旦押下されると動画記録が開始され、再度押下されると録画が停止することとする。また静止画撮影モードでは録画ＯＮ／ＯＦＦスイッチ１０３を押下するごとに撮影が実行される。
【００２０】
レンズマウント１０８は、カメラボディ１０７に鏡筒を装着するための部材である。レンズマウント１０８には装着される鏡筒とカメラボディ１０７の間で情報をやり取りするための電気接点が設けられている。この電気接点を介して鏡筒とカメラボディ１０７の間で通信を行うことで、装着された鏡筒の情報（２Ｄ撮影用か３Ｄ撮影用かの区別、レンズの焦点距離範囲（ズーム倍率）、光学特性、製造番号、など）がカメラボディ１０７側で認識される。
２．撮像装置の内部構成
図２は、図１に示した鏡筒１０１をカメラボディ１０７に装着した場合の、２つの撮影レンズ１００Ｒならびに１００Ｌ、および撮像素子３００を水平面で切断して上方向から見た際の断面図である。図２においては、撮影レンズ１００Ｒを構成する複数の光学レンズ群２００Ｒと、撮影レンズ１００Ｌを構成する複数の光学レンズ群２００Ｌとが図示されている。２つの撮影レンズ１００Ｒならびに１００Ｌを介して結像される２つの光学像は、撮像素子３００上に結像される。また、図２において、２つの撮影レンズ１００Ｒと１００Ｌの２つの光軸ＡＲ,ＡＬ間の中心線と、撮像素子３００の左右方向における中心線とは略一致している。
【００２１】
３．カメラボディの機能構成
図３は、図１に示したカメラボディ１０７の機能構成を示すブロック図である。撮像素子３００は結像した被写体像を電気信号（画像信号）に変換する光電変換デバイスであり、例えばＣＣＤイメージセンサやＣ−ＭＯＳイメージセンサがこれにあたる。
アナログ信号処理部３０１は、撮像素子３００から得られた映像信号に対しゲイン調整、ノイズ除去等の処理を施す。これらの処理が施された映像信号はＡ／Ｄ変換部３０２によりデジタル信号に変換される。
Ａ／Ｄ変換手段３０２によりデジタル信号に変換された信号はデジタル信号処理部３０３に送られる。
デジタル信号処理部３０３は、例えば、輝度信号と色差信号の分離、ノイズ除去、ガンマ補正、先鋭度改善処理、電子ズーム処理等のカメラに必要なデジタル処理を実行する。また、デジタル信号処理部３０３は、撮影された画像信号のコントラストの変化を検出し、装着される鏡筒の合焦制御（オートフォーカス）に必要となる情報を抽出し、後述するシステム制御部３０８に供給する。
【００２２】
メモリ３０４は、デジタル信号処理部３０３を経由した信号を記憶する。ここで、記憶される信号はデジタル信号処理部３０３での処理後の信号に限るものではない。「Ａ／Ｄ変換部３０２から供給される信号をそのまま一旦メモリ手段３０４に記憶し、必要な信号のみを例えばブロック単位でメモリ３０４から読み出してデジタル信号処理部３０３にて処理し、再度、メモリ３０４に書き戻す」、というように、メモリ手段３０４のバッファメモリ的な使い方も可能である。
メモリ制御部３０５は、後述するシステム制御部３０８の指示に従い、メモリ３０４への信号の記録、及びメモリ３０４からの信号の読み出しを制御する。
ズーム・ＡＦ駆動部３０６は、後述するシステム制御部３０８からの指令信号に従い、装着される鏡筒に搭載されている図示しないズームモーターおよびフォーカスモーターを駆動させることによって、レンズ鏡筒１０１または１０２のズーム倍率と合焦位置（フォーカス調整）を調整する。
【００２３】
撮像素子駆動制御部３０７は、システム制御手段３０８からの指令信号に従い、撮像素子３００の露光タイミングや信号の読み出しタイミング、電子シャッター動作を制御するためのパルス信号を供給することによって、撮像素子３００を駆動制御する。
システム制御部３０８は、デジタル信号処理部３０３、及び後述する動きセンサ３１０から供給される情報、並びにモード切替スイッチ１０４、ズームレバー１０５の状態から、ズーム・ＡＦ駆動制御部３０６、撮像素子駆動制御部３０７、デジタル信号処理部３０３、メモリ制御部３０５、後述する３Ｄ映像生成部３０９、防振機構３１１、防振機構駆動制御部３１２、スイッチ３１３を統合的に制御するために、映像撮影時にそれぞれが連動して適切な動作を行うよう指令を与える。システム制御部３０８は、例えばマイクロコンピュータとそれに格納される制御プログラムからなる。
【００２４】
３Ｄ映像生成部３０９は、カメラボディ１０７に鏡筒１０１が装着された場合に、２つの撮影レンズ１００Ｒ,１００Ｌとそれぞれから得られた被写体像を元に最終的に３Ｄ映像を生成する。本実施形態においては、時分割方式で生成された３Ｄ動画が、図示しないカメラボディ１０７の記録手段（ハードディスクや半導体メモリカードなど）に記録され、また図示しない表示手段（ＬＣＤモニタなど）に表示される。
動きセンサ３１０（センサの一例）は、例えばジャイロセンサ（角速度センサ）などの物理センサであり、図１に示したカメラボディ１０７の内部に組み込まれている。動きセンサ３１０は、カメラ自体のピッチ方向（上下方向）、ヨー方向（左右方向）、ロール方向の３方向の動きに応じて角速度データを出力し、システム制御部３０８に供給する。
防振機構３１１は、手持ち撮影時の手振れによる画像の揺動をキャンセルするための防振機構であり、撮像素子３００を鏡筒に搭載された撮影レンズの光軸に直交する上下方向と左右方向と、撮影レンズの光軸（鏡筒１０１が装着された場合、２つの撮影レンズ１００Ｒ,１００Ｌの２つの光軸ＡＲ,ＡＬの中心線）を軸とするロール方向との３方向に移動可能とするための機構である。なお、上下、左右、ロールの３方向に撮像素子を移動させる機構については、例えば特許文献９（特開２００６−１７１５２８号公報）に記載の機構を用いてもよい。
【００２５】
防振機構駆動制御部３１２は、防振機構３１１を駆動するモーターとサーボ回路とによって構成される。防振機構駆動制御部３１２は、システム制御部３０８の指令を受けて、防振機構３１１を駆動することによって、手持ち撮影時の手振れによる画像の揺動をキャンセルするよう制御する。なお、本実施形態において、防振機構駆動制御部３１２は、防振機構３１１とともに「回転補正部」を構成している。
スイッチ３１３は、本実施形態の撮像装置が記録又は表示する映像を２Ｄ映像とするか３Ｄ映像とするかを切り換えるスイッチである。システム制御部３０８は、例えば鏡筒１０１がカメラボディ１０７に装着された場合、装着された鏡筒が３Ｄ撮影用であることを認識し、スイッチ３１３を図３のａ側に切り換える。これによって、デジタル信号処理部３０３の出力が３Ｄ映像生成部３０９側に切り換えられる。また、システム制御部３０８は、鏡筒１０２が装着された場合には、装着された鏡筒が２Ｄ撮影用であることを認識し、スイッチ３１３を図３のｂ側に切り換える。これによって、デジタル信号処理部３０３の出力が図３のｂ側に切り換えられることによって、２Ｄ映像が出力される。
【００２６】
警告手段３１４は、撮影者に対して撮像装置の内部状態を表示したり、撮影者に知らしむべき警告を発生する手段であり、警告音や液晶表示などで必要な表示、警告を行う手段である。
４．撮像装置の動作
以上のように構成された本実施形態の撮像装置に関し、以下にその動作を説明する。
（１）２Ｄ撮影モードにおける動作
まず、あらかじめ撮像装置のモード切替スイッチ１０４が撮影者により２Ｄ動画の撮影モードに設定されており、且つカメラボディ１０７には３Ｄ撮影用のレンズ鏡筒１０１が装着されているものとする。
撮像装置が三脚などで固定され、且つ図示しない操作スイッチにより防振機構３１１の動作も停止状態に設定されている場合に、撮像素子３００に結像される被写体像を模式的に表すと図４のようになる。このとき撮像素子３００の撮像面の略中心を通り、且つ撮像面と直交する軸と、２つの撮影レンズ１００Ｒ、１００Ｌの２つの光軸ＡＲ,ＡＬと平行で且つ２つの光軸の中心を通る軸は、略一致しているものとする。更に、撮像面の平面視において、２つの撮影レンズ１００Ｒ、１００Ｌの２つの光軸ＡＲ,ＡＬを結ぶ線と撮像素子３００の撮像領域の水平線は略平行しており、撮像素子がロール方向に回転していないものとする。
【００２７】
図４では、矩形領域４００Ｒと矩形領域４００Ｌと全撮像領域４０１とが図示されている。矩形領域４００Ｒは、撮影レンズ１００Ｒで結像される像のうち、撮像装置で記録または表示する映像として利用される領域である。同様に、矩形領域４００Ｌは、撮影レンズ１００Ｌで結像される像のうち映像として利用される領域である。全撮像領域４０１は、撮像素子３００の全撮像領域である。なお、本実施形態においては、撮像素子３００で得られる画像のうち、撮像装置が出力する映像として利用される領域は、矩形領域４００Ｒ及び４００Ｌで示す固定位置の矩形領域であるとする。また、光学レンズで形成される結像領域は一般に略円形となるが、説明を簡略化するため特に図示はしない。そして２Ｄ撮影モードでは、左右２つの映像のうち矩形領域４００Ｌが選択され撮像装置の出力対象となる。
【００２８】
次に、撮像装置が手持ち撮影でロール方向に回転した場合には、撮像素子３００に結像される被写体像は、図５のようになる。図５は、撮像装置が図６に示すようにロール方向に回転した状態で撮像素子３００に結像される被写体像を示す模式図である。図５では、矩形領域５００Ｒと矩形領域５００Ｌと全撮像領域５０１と回転軸５０２とが図示されている。矩形領域５００Ｒは、撮影レンズ１００Ｒで結像される像のうち、撮像装置で記録又は表示する映像として利用される領域である。同様に、矩形領域５００Ｌは、撮影レンズ１００Ｌで結像される像のうち映像として利用される領域である。全撮像領域５０１は、撮像素子３００の全撮像領域であり、回転軸５０２は、撮像装置がロール方向に回転した際の回転軸（回転中心）である。
図５に示すように、撮像装置がロール方向に回転すると、当然のことながら出力される２Ｄ映像も被写体が回転した（傾いた）映像となる。このような場合、撮像装置は、図示しない操作スイッチにより防振機構３１１の動作がＯＮにされると、動きセンサ３１０により検出した撮像装置のロール方向の回転量（回転方向の角速度）から回転角度を算出する。そして、撮像装置は、回転角度に応じて防振機構３１１により撮像素子３００を撮像装置のロール方向回転角と反対方向に回転させることによって、被写体像の回転（傾き）を補正する。ロール方向以外に、撮像装置の上下方向（もしくはピッチ方向）、左右方向（もしくはヨー方向）においても同様に、動きセンサ３１０により検出した撮像装置の移動（回転方向の角速度）から移動量を算出する。そして、撮像装置は、算出した移動量に応じて防振機構３１１によって撮像素子３００を変位させることで、撮像装置の動きに起因する画像の揺動を補正する。なお、このような画像の揺動（動き）の補正にはすでに知られている技術を用いればよく、詳細な説明は省略する。
【００２９】
（２）３Ｄ撮影モードにおける動作
次に、３Ｄ映像を撮影するモードでの動作を説明する。
まず、３Ｄ撮影時に防振機構３１１によるロール方向の補正動作を実施した場合の問題点を説明した後に、３Ｄ撮影時に防振機構３１１によるロール方向の補正動作を自動的に停止する動作について説明する。
まず、撮影者がモード切替スイッチ１０４を操作し、３Ｄ撮影モードを選択した場合でも、撮像装置が水平に位置している場合には図４に示したような像が撮像素子３００上に結像されている。一方で、撮像装置がロール方向に回転した場合には、図５に示したような像が撮像素子３００上に結像される。ここで撮像装置がロール方向に回転した場合、防振機構３１１の動作が停止状態にあれば、撮像装置から出力される視差のある２画像は、例えば図７に示すようになる。図７では、図５の矩形領域５００Ｒ,５００Ｌそれぞれに相当する画像７００Ｒ,７００Ｌが図示されており、画像７００Ｒ,７００Ｌは、撮像装置のロール方向の回転に伴い被写体像が傾いている。この被写体が傾いた画像は３Ｄ映像を鑑賞する上で、構図の良し悪しを別にすれば、特に鑑賞者に違和感を与えるものではない。
【００３０】
しかしここで仮に、防振機構３１１を動作させ、ロール方向の回転の補正を行った場合、撮像素子３００に結像される被写体像は、図８のようになる。図８では、矩形領域８００Ｒと矩形領域８００Ｌと全撮像領域８０１と回転軸８０２とが図示されている。矩形領域８００Ｒは、撮影レンズ１００Ｒで結像される像のうち、撮像装置で記録する映像として利用される領域である。矩形領域８００Ｌは、撮影レンズ１００Ｌで結像される像のうち映像として利用される領域である。全撮像領域８０１は撮像素子３００の全撮像領域であり、回転軸８０２は撮像装置がロール方向に回転した際の回転軸である。回転軸８０２は、ロール方向の回転を補正するために撮像素子３００を反対方向に回転させる際の回転中心でもある。図８の矩形領域８００Ｒ,８００Ｌに示すように、３Ｄ映像を撮影する場合にロール方向の補正を行うと撮影される左右２画像に上下方向の位置ズレ（図８中の位置ズレ量Ｄ）が発生する。
【００３１】
以上、説明したとおり、ロール方向の振れ補正を行うことは、左右２つの画像間の垂直方向の位置ズレをあえて発生させることになる。そして、この位置ズレは３Ｄ映像の鑑賞時に鑑賞者に大きな違和感を与えることになる。
そこで本実施の形態においては、システム制御部３０８は、３Ｄ撮影時には防振機構３１１による補正動作のうち、ロール方向の補正動作を禁止する。この結果、ロール方向の動き補正に起因して左右画像で垂直方向の位置ズレが発生することを回避することができるように構成されている。
以下、図９を用いてこの動作を説明する。図９はシステム制御部３０８が３Ｄ撮影時にロール方向の補正動作を自動的に禁止する動作を説明するフローチャートである。この動作を実現するための仕組みは、システム制御部３０８においてハードウエアもしくはソフトウエアとして実装されている。
【００３２】
図９に示すように、まず、システム制御部３０８はレンズ鏡筒の装着や撮像装置の電源の投入などを認識する（ステップ９００）。システム制御部３０８はカメラボディ１０７に装着されているレンズ鏡筒の情報を通信にて取得する（ステップ９０１）である。システム制御部３０８はステップ９０１の通信の結果、装着されているレンズ鏡筒が２Ｄ用か３Ｄ用かを判断し（ステップ９０２）、３Ｄ用ならばモード切替スイッチ１０４による撮像装置のモード設定を確認する（ステップ９０３）。システム制御部３０８は、撮影モードが３Ｄ撮影モードか否かを判断し（ステップ９０４）、撮影モードが３Ｄ撮影モードの場合、図示しない操作スイッチにより防振機構３１１の動作設定を確認する（ステップ９０５）。システム制御部３０８は、防振機構３１１のロール方向の補正がＯＮに設定されているか否かを判断し（ステップ９０６）、防振機構３１１のロール方向の補正がＯＮに設定されていた場合、これを強制的にＯＦＦに再設定する（ステップ９０７）。システム制御部３０８は、ロール方向の補正がＯＦＦにされたことを撮影者に知らしめる（ステップ９０８）。具体的に、システム制御部３０８は、警告手段３１４を用いて、警告音を図示しないスピーカから発したり、「ロール方向の動き補正がＯＦＦに設定されました」というような表示を図示しない表示手段に掲示する。
【００３３】
５．作用及び効果
以上のように、３Ｄ映像の撮影時にロール方向の動き補正をしないように自動で設定することによって、３Ｄ映像撮影時に、ロール方向の動き補正に起因して左右２つの視差画像間の垂直方向の位置ズレが発生することを回避できる。このように、鑑賞者の違和感を軽減する３Ｄ映像を撮影できる撮像装置を提供することができる。
６．第１実施形態の変形例
（１）本実施形態においては、ロール方向の動き補正は撮像素子３００の略中心を軸として撮像素子３００を回転させる構成で説明したがこれに限るものではない。例えば、違う軸を中心で撮像素子３００を回転させることも可能である。
（２）また、ロール方向の動き補正は撮像素子３００を物理的に回転させる構成として説明したが、これに限るものではない。例えば、撮像素子３００上に結像された映像のうち、一部の画像を回転させて切り出すことでロール方向の動きを補正する方式でも本発明が有効であることは明らかである。この場合、一部の画像を回転させて切り出す画像切り出し部が、回転補正部を構成することとなる。
【００３４】
（３）また、本実施形態においては、図９を用いて説明したように、３Ｄ映像撮影時にはロール方向の動き補正をＯＦＦにしたが、他の構成として図１０に示すような構成も可能である。図１０は図９のステップ９０７をステップ１００１に変更した点のみが図９と異なる。図１０のフローチャートでは、システム制御部３０８は、ステップ１００１においてロール方向の防振能力を一定角度以下に制限する。例えば、ロール補正時の左右２画像間の垂直方向の画像のズレ量Ｄ（図８参照）は（数１）で算出することができる。（数１）において左右２画像間の撮像面上の距離とは、図８の距離Ｗに相当する量である。
（数１）  Ｄ＝左右２画像間の撮像面上の距離×tanθ
一般に３Ｄ映像において、左右２画像間の垂直方向の画像のズレ量がある一定値以下であれば鑑賞者がそのズレを知覚できず鑑賞に問題が発生しないことが知られている。このことを利用して、左右２画像間の垂直方向の画像のズレ量が一定値以下におさまるようにロール方向補正を行えるよう構成したものが図１０の構成である。図１０の構成を採れば３Ｄ映像鑑賞に問題が生じない範囲で、構図の傾きを補正することができ、撮影した映像の品位を向上することが可能である。
【００３５】
（４）また、本実施形態は、ロール方向の動き補正の結果が左右２画像間の垂直方向の画像のズレを産み出すことに注目したが、他の観点から図１１に示すような構成も考えられる。図１１は、図９のステップ９０６と９０７をステップ１１０１と１１０２に変更した点のみが図９と異なる。図１１のフローチャートでは、システム制御部３０８は、ステップ１１０１において、防振機構３１１の動作設定（ロール方向に限らず、いずれかの方向の補正機能の設定）がＯＮであるか確認する。次に、システム制御部３０８は、ステップ１１０２において、ステップ１１０１でいずれかの方向の防振機能がＯＮの場合、その方向の補正能力を制限する。以上の構成においては、３Ｄ映像の撮影時には防振機構３１１の動作能力を一定以下に制限する。一般にレンズ交換式の撮像装置において、３Ｄ撮影用のレンズは設計上の制約が大きいため（サイズやコストなどの制約）、通常の２Ｄ撮影用のレンズに比べてレンズの周辺光量や周辺解像度が低めに設計される場合がありうる。その場合、３Ｄ撮影用レンズ装着時に、２Ｄ撮影用の撮影レンズ装着時と同じ能力（例えば補正範囲）で防振を行うと撮影された映像の周辺で光量落ちや解像度低下が発生し、品位の低い映像となる恐れがある。そこで図１１の構成では３Ｄ撮影用レンズ装着時には防振機構３１１による防振能力を制限する。なお、図１１の構成では３Ｄ撮影レンズでは全て防振機構３１１の防振能力を制限する構成としたが、これに限るものではない。例えばレンズ装着時にレンズマウント１０８の電気接点を介した通信時にレンズ側が自身の周辺光量や周辺解像度の情報をシステム制御手段３０８に提供し、システム制御手段３０８がこの情報を元に、防振機構３１１の防振能力を適宜適切に設定する構成でもよい。
【００３６】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態として、３Ｄ撮影モードにおいて、ロール方向の動き補正動作を行った場合でも、左右２画像間の垂直方向の位置ズレを補正することによって、鑑賞時に違和感を軽減する３Ｄ映像を撮影可能な撮像装置の例を説明する。なお、第２実施形態の撮像装置の基本的な構成は第１実施形態の図１、図２、図３に示した構成と同じであるため、説明には図１、図２、図３を用い、且つ第１実施形態と異なる部分のみ説明する。
１．撮像装置の構成
第２実施形態において、撮像装置の外観、撮影レンズの構成、内部構成を示すブロック図は図１、図２、図３と同様である。しかし、第２実施形態においては、図３に示した撮像素子３００、撮像素子駆動制御部３０７、システム制御部３０８の動作が第１実施形態とは異なる。
【００３７】
具体的には、撮像素子３００は、例えばＣ−ＭＯＳ型の撮像素子である。Ｃ−ＭＯＳ型の撮像素子では、Ｘ−Ｙアドレス方式で任意の領域の画像を読み出し可能である。撮像素子駆動制御部３０７（画像切り出し部の一例）は、撮像素子３００の露光タイミングや信号の読み出しタイミング、電子シャッター動作を制御するためのパルス信号を供給する手段である。撮像素子駆動制御部３０７は、撮像素子３００の撮像面上の任意の領域を自在に読み出すことができる。撮像素子駆動制御部３０７は、後述するシステム制御部３０８からの読み出し位置指令に従い、撮像素子３００で撮影された画像信号のうち、任意の位置の画像信号のみを読み出すことが可能である。なお、Ｃ−ＭＯＳ型などの撮像素子からＸ−Ｙアドレス方式で任意の領域を読み出す技術は公知の技術を用いればよく、ここでは詳細な説明は省略する。
【００３８】
システム制御部３０８は、第１実施形態と異なり、２Ｄ撮影モードと３Ｄ撮影モードともにロール方向の動き補正を許可するように構成されている。システム制御部３０８は、撮影者が図示しない操作スイッチにより防振機構３１１の動作をＯＮにした場合、３Ｄ撮影モードでもロール方向の動き補正を実施する。更にシステム制御部３０８は、ロール方向の動き補正を実施する場合、動きセンサ３１０の出力を元に撮像装置のロール方向の回転角θを算出し、（数１）に基づき左右２画像間に発生する垂直方向の位置ズレ量Ｄを求める。そして、システム制御部３０８は、算出された位置ズレ量を元に、撮像素子駆動制御部３０７に画像信号の読み出し領域を指定する指示信号を供給するように構成されている。
２．撮像装置の動作
以上のように構成された第２実施形態の撮像装置に関し、以下にその動作を説明する。
【００３９】
撮像装置が図６のようにロール方向に回転している場合に、ロール方向の防振機構３１１を動作させると、すでに説明したように撮像面上の像は図８のようになる。このとき、システム制御部３０８は、ロール方向の動きの補正角（回転角θ）から、左右２画像間の垂直方向の位置ズレ量Ｄを（数１）に基づいて算出する。そして、左右２画像間の位置ズレ量Ｄが解消できる方向に、撮像素子３００からの画像信号の読み出し領域をシフトさせる。これを図１２を用いて説明する。図１２では、読み出し領域１２００Ｒ,１２００Ｌ（点線）と読み出し領域１２０２Ｒ,１２０２Ｌ（実線）とが図示されている。読み出し領域１２００Ｒ,１２００Ｌは撮像素子３００からの画像読み出し領域をシフトしない場合の読み出し対象の領域である。読み出し領域１２０２Ｒ,１２０２Ｌは撮像素子３００からの画像読み出し領域をシフトした場合の読み出し対象の領域である。図１２に示すように、左右２画像のズレ量Ｄの１／２ずつ読み出し領域１２００Ｒ,１２００Ｌを逆方向にシフトし、読み出し領域１２０２Ｌ,１２０２Ｒの画像を読み出せば、２画像間の垂直方向の位置ズレを解消できる。
【００４０】
３．作用及び効果
以上のように、第２実施形態に係る撮像装置によれば、３Ｄ映像の撮影時にロール方向の動き補正を行っても、撮影される２つの映像の読み出し位置をかえることで、ロール方向の動き補正に起因して左右２つの視差画像間の垂直方向の位置ズレが発生することを抑制できる。このように、鑑賞者の違和感を軽減する３Ｄ映像を撮影できる撮像装置を提供することができる。
４．第２実施形態の変形例
（１）第２実施形態においては、撮像素子３００からの２つの映像の読み出し位置をシフトする構成を説明したがこれに限るものではない。例えば、図１２の１２０１に示した映像の全領域をメモリ３０４に一旦記録し、この記録された全映像から読み出し位置をシフトして一部の映像のみを読み出す構成としても同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００４１】
（２）また、撮像素子３００をＣ−ＭＯＳ型撮像素子とし、Ｘ−Ｙアドレス方式で任意の領域の画像を読み出す構成以外に、撮像素子をＣＣＤとし、ＣＣＤの高速転送モードを用いて垂直方向の必要な部分の画像をだけを読み出し、これをメモリ３０４に記録してから、再度必要な部分のみをメモリ３０４から読み出す２段階の画像切り出しを行う構成でも構わない。
（その他の実施形態）
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
（Ａ）撮像装置はレンズ交換式のカメラとして説明したがこれに限るものではない。図１３のように３Ｄ撮影用の複数の撮影レンズとカメラボディが一体となった構成でも本発明が有効であることはいうまでもない。その場合には、撮影者が２Ｄ撮影モードに設定した場合はロール方向の動き補正を許可し、３Ｄ撮影モードを設定した場合にはロール方向の動き補正を禁止するようにすればよい。
【００４２】
（Ｂ）また、撮像装置の動きの検出にはジャイロセンサ（角速度センサ）を用いる構成を説明したが、これに限るものではない。例えば加速度センサや傾斜（傾き）センサのような別のセンサを用いることも可能である。更に、すでに述べたジャイロセンサのような物理センサではなく、撮影された画像から検出される動きベクトルを用いて手振れによる撮像装置の動きを検出する構成を採り、動きベクトルから撮像装置の動きを求めても、本発明が有効であることは言うまでも無い。ちなみに画像から動きベクトルを検出する技術については、例えば、特許２５１６５８０号公報に記載の方式を用いてもよく、その方式は特定のものに限定されない。
（Ｃ）また、３Ｄ映像を得る撮像装置は２つの撮影レンズを有する構成を説明したがこれに限るものではない。３つ以上の撮影レンズを有する構成においても本発明が有効であることはいうまでもない。
【００４３】
（Ｄ）また、撮影される映像の静止画、動画の区別をあえて説明していないが、映像が静止画でも動画でも本発明は有効である。
（Ｅ）また、３Ｄ動画は時分割方式の３Ｄ動画として説明したがこれに限るものではなく、一般に知られている他の３Ｄ動画方式においても本発明は有効である。
（Ｆ）また、音声の記録については特に説明を行っていないが、動画と同期して音声を記録する構成も当然可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、例えば、３Ｄ映像を撮影する機能を有するデジタルカメラやビデオムービー等の撮像装置に利用することが可能である。
【符号の説明】
【００４５】
１００Ｒ、１００Ｌ  撮影レンズ
１０１  ３Ｄ撮影用鏡筒
１０２  ２Ｄ撮影用鏡筒
１０３  録画ＯＮ／ＯＦＦスイッチ
１０４  モード切替スイッチ
１０５  ズームレバー
１０６  ストロボ
１０７  カメラボディ
１０８  レンズマウント
２００Ｒ、２００Ｌ  撮影レンズ１００Ｒ、１００Ｌを構成する光学レンズ群
３００  撮像素子
３０１  アナログ信号処理部
３０２  Ａ／Ｄ変換部
３０３  デジタル信号処理部
３０４  メモリ
３０５  メモリ制御部
３０６  ズーム・ＡＦ駆動制御部
３０７  撮像素子駆動制御部
３０８  システム制御部
３０９  ３Ｄ映像生成部
３１０  動きセンサ
３１１  防振機構
３１２  防振機構駆動制御部
３１３  スイッチ
３１４  警告手段
【図１】
0005830662.tif 000002
【図２】
0005830662.tif 000003
【図３】
0005830662.tif 000004
【図４】
0005830662.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005830662.tif 000007
【図７】
0005830662.tif 000008
【図８】
0005830662.tif 000009
【図９】
0005830662.tif 000010
【図１０】
0005830662.tif 000011
【図１１】
0005830662.tif 000012
【図１２】
0005830662.tif 000013
【図１３】
0005830662.tif 000014