(57)【要約】    【課題】  ３Ｄレンズは交互に左右異なる画像を撮像するため良好なＡＦが行えない。    【解決手段】  左右の対物光学系（１０１〜１０３，１０７，１０８），（１０４〜１０６，１１２，１１３）を通じて形成される左右の視差像を交互に撮像させるとともに、左右の対物光学系にそれぞれ設けられたミラー１０７，１１２を回動させて左右の対物光学系の輻輳距離を調節可能な立体撮影光学装置において、自動合焦機能を有する自動合焦手段と、前記交互に撮影させた左右の視差像のそれぞれの像ごとに前記自動合焦手段を機能させることが可能な自動合焦手段を持つ。    【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに視差を有する第１の像と第２の像とを撮像素子上に交互に形成する光学系と、
前記第１および第２の像のうち一方を撮像した前記撮像素子の出力から得られた信号のみに基づいて前記光学系の焦点調節動作を制御する制御手段とを有することを特徴とする立体撮影用光学装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記撮像素子の出力の高周波成分を用いて得られるＡＦ評価値信号に基づいて前記焦点調節動作を行うことを特徴とする請求項１に記載の立体撮影用光学装置。
【請求項３】
互いに視差を有する第１の像と第２の像とを撮像素子上に交互に形成する光学系と、
前記第１の像を撮像した前記撮像素子の出力を用いて得られた信号に基づいて前記光学系の第１の焦点調節動作を制御し、かつ前記第２の像を撮像した前記撮像素子の出力から得られた信号に基づいて前記光学系の第２の焦点調節動作を制御し、前記第１および第２の焦点調節動作のそれぞれにより得られた合焦位置に基づいて単一の合焦位置を決定する制御手段とを有することを特徴とする立体撮影用光学装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記撮像素子の出力の高周波成分を用いて得られるＡＦ評価値信号に基づいて前記第１および第２の焦点調節動作を行うことを特徴とする請求項３に記載の立体撮影用光学装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第１の焦点調節動作により得られた合焦位置と前記第２の焦点調節動作により得られた合焦位置との中点を前記単一の合焦位置として決定することを特徴とする請求項３又は４に記載の立体撮影用光学装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記第１の焦点調節動作により得られた合焦位置と前記第２の焦点調節動作により得られた合焦位置のうち近距離側の合焦位置を前記単一の合焦位置として決定することを特徴とする請求項３又は４に記載の立体撮影用光学装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記第１の焦点調節動作により得られた合焦位置と前記第２の焦点調節動作により得られた合焦位置のうち遠距離側の合焦位置を前記単一の合焦位置として決定することを特徴とする請求項３又は４に記載の立体撮影用光学装置。
【請求項８】
前記第１の焦点調節動作により得られた合焦位置と前記第２の焦点調節動作により得られた合焦位置とに基づく前記単一の合焦位置の決定方法を選択する選択手段を有することを特徴とする請求項３に記載の立体撮影用光学装置。
【請求項９】
前記第１および第２の像を前記撮像素子上に交互に形成する第１のモードと、前記第１および第２の像のうち一方のみを前記撮像素子上に形成する第２のモードとの切り換えが可能であることを特徴とする請求項３から８のいずれか１つに記載の立体撮影用光学装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか１つに記載の立体撮影用光学装置と、前記撮像素子を有し、前記立体撮影用光学装置が装着される撮影装置とを有することを特徴とする立体撮影システム。
【請求項１１】
請求項１から９のいずれか１つに記載の立体撮影用光学装置を含み、かつ前記撮像素子を有することを特徴とする立体撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、左右の対物光学系により形成された視差像を交互に撮像する立体撮影用光学装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、この種のビデオカメラや電子スチルカメラなどの撮像装置で撮影された画像を表示するため、種々の立体画像表示装置が提案されている。
【０００３】
従来、左右の視差画像をモニタに表示し、それを観察者が液晶シャッタメガネをかけて観察する立体画像表示装置では、液晶シャッタメガネの左右の液晶の状態を画像信号と同期させることで、モニタ上に右眼用の画像と左眼用の画像とが交互に表示されても、観察者にとっては常に右眼には右眼用の画像が、左眼には左眼用の画像が観察され、奥行きのある立体画像が観察されるようになっている。
【０００４】
すなわち、モニタに右眼用の画像が表示されている間は、右の液晶が透過、左の液晶が非透過の状態になり、一方、モニタに左眼用の画像が表示されている間は、右眼用の液晶が非透過、左眼用の液晶が透過の状態となる。
【０００５】
また、近年、頭部搭載型やメガネ型のディスプレイ、いわゆるヘッドマウントディスプレイが開発されており、これらのディスプレイでも、同様に、右眼用の画像は右眼に、左眼用の画像は左眼に選択的に画像を表示させることで、奥行きのある立体画像を観察することが可能である。
【０００６】
また、液晶ディスプレイに、所定ピッチのレンチキュラシートや、開口部と非開口部を所定のパターンで形成したマスクを組み合わせることで液晶ディスプレイからの光に指向性を与え、この指向性と液晶ディスプレイに表示させる画像パターンとをマッチさせることで、右眼に右眼用の画像を、また左眼には左眼用の画像を観察させ、観察者に奥行きのある立体画像を観察される装置も提案されている。
【０００７】
従来、これらの表示画像は２本のレンズを有している２眼式のカメラによって撮影されることが一般的であった。一方、２本のレンズを必要としないカメラも提案されている(例えば、特許文献１参照)。このカメラは、２枚の液晶シャッタと反射ミラーとハーフミラーとを有することで、１本のレンズを通して左右の視差画像を交互に撮像するものである。
【０００８】
また、２眼式のカメラにおいて、左右の画像を時分割で取り込むレンズについては、左右の画像の視差を撮影時に調整すること、いわゆる輻輳調整が必要であるが、従来では、手動で行われることが一般的である。
【０００９】
最近では、左右の対物光学系を通じて形成される左右の視差像を交互に撮像させるとともに、左右の対物光学系にそれぞれ設けられたミラーを回動させて左右の対物光学系の輻輳距離が調節可能で、自動合焦機能を有する立体撮影光学装置が提案されている。
【特許文献１】特公平８−２７４９９号公報(第３貢)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記立体撮影光学装置で自動合焦機能を働かせる場合、立体映像の撮影ゆえに左右それぞれが別々の被写体となっているため、撮影したい被写体に自動的に合焦させることが難しい問題がある。
【００１１】
また、撮像される画像は左右交互のため撮像画から自動的に合焦させる自動合焦手段においては左右それぞれの被写体の条件によっては合焦点が見出せない問題がある。
【００１２】
更に、立体画像だけでなく左右どちらか片側のみの映像によって立体映像ではない平面画像の撮影も行うことができる立体撮影光学装置において、左右どちらか片側だけで前記平面画像を撮影する場合は山登り方式（特開昭６２−１０３６１６号公報参照）などの自動合焦機能によって良好な自動合焦動作が可能であるが、左右交互に撮像させる立体画像を撮影する場合には、前述と同様な自動合焦機能を行うと合焦店が見出せない問題がある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために本願発明の立体撮影用光学装置（例えばレンズ）の第１の構成は、互いに視差を有する第１の像と第２の像とを撮像素子上に交互に形成する光学系と、第１および第２の像のうち一方を撮像した撮像素子の出力から得られた信号のみに基づいて光学系の焦点調節動作を制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
ここで、制御手段に、撮像素子の出力の高周波成分を用いて得られるＡＦ評価値信号に基づいて焦点調節動作を行うようにさせるとよい。
【００１５】
また、本願発明の立体撮影用光学装置の第２の構成は、互いに視差を有する第１の像と第２の像とを撮像素子上に交互に形成する光学系と、第１の像を撮像した撮像素子の出力を用いて得られた信号に基づいて光学系の第１の焦点調節動作を制御し、かつ第２の像を撮像した撮像素子の出力から得られた信号に基づいて光学系の第２の焦点調節動作を制御し、第１および第２の焦点調節動作のそれぞれにより得られた合焦位置に基づいて単一の合焦位置を決定する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１６】
ここで、制御手段に、撮像素子の出力の高周波成分を用いて得られるＡＦ評価値信号に基づいて第１および第２の焦点調節動作を行うようにさせるとよい。
【００１７】
制御手段に、第１の焦点調節動作により得られた合焦位置と第２の焦点調節動作により得られた合焦位置との中点を単一の合焦位置として決定するようにさせるとよい。
【００１８】
制御手段は、第１の焦点調節動作により得られた合焦位置と第２の焦点調節動作により得られた合焦位置のうち近距離側の合焦位置を単一の合焦位置として決定するようにさせるとよい。
【００１９】
制御手段に、第１の焦点調節動作により得られた合焦位置と第２の焦点調節動作により得られた合焦位置のうち遠距離側の合焦位置を単一の合焦位置として決定するようにさせるとよい。
【００２０】
上述の第２の構成に、第１の焦点調節動作により得られた合焦位置と第２の焦点調節動作により得られた合焦位置とに基づく単一の合焦位置の決定方法を選択する選択手段を設けてもよい。
【００２１】
第１および第２の像を撮像素子上に交互に形成する第１のモードと、第１および第２の像のうち一方のみを撮像素子上に形成する第２のモードとの切り換えを可能としてもよい。
【００２２】
上記立体撮影用光学装置は、撮像素子と、立体撮影用光学装置が装着される撮影装置（例えば、カメラ）とを有する立体撮影システム（例えば、レンズ交換型カメラ）に用いることができる。
【００２３】
上記立体撮影用光学装置は、撮像素子を有する立体撮影装置（例えば、レンズ一体型カメラ）に用いることができる。
【発明の効果】
【００２４】
上述の第１の構成によれば、互いに視差を有する第１の像および第２の像のうち一方を撮像した撮像素子の出力から得られた信号のみに基づいて光学系の焦点調節動作を制御するようにしているため、第１の像および第２の像のうちいずれか一方の像に自動的に合焦させることができる。これにより、第１の像および第２の像の各被写体の条件によって合焦点がみつからなくなるという問題を回避することができる。
【００２５】
また、制御手段に、撮像素子の出力の高周波成分を用いて得られるＡＦ評価値信号に基づいて焦点調節動作を行うようにさせることにより、精度が高い焦点調節を行なうことができる。
【００２６】
上述の第２の構成によれば、制御手段に、第１の像を撮像した撮像素子の出力を用いて得られた信号に基づいて光学系の第１の焦点調節動作を制御させ、かつ第２の像を撮像した撮像素子の出力から得られた信号に基づいて光学系の第２の焦点調節動作を制御させ、第１および第２の焦点調節動作のそれぞれにより得られた合焦位置に基づいて単一の合焦位置を決定するようにさせているため、第１の像および第２の像の各被写体の条件によって、例えば、第１の焦点調節動作により得られた合焦位置と第２の焦点調節動作により得られた合焦位置との中点を単一の合焦位置とすること、第１の焦点調節動作により得られた合焦位置と第２の焦点調節動作により得られた合焦位置のうち近距離側の合焦位置を単一の合焦位置とすること、第１の焦点調節動作により得られた合焦位置と第２の焦点調節動作により得られた合焦位置のうち遠距離側の合焦位置を単一の合焦位置とすることができる。これにより、合焦位置を確実にみつけることができる。
【００２７】
また、単一の合焦位置の決定方法を選択する選択手段を設けることにより、必要に応じて、例えば、上述の中点、近距離側の合焦位置、遠距離側の合焦位置のいずれかを選択することができる。
【００２８】
第１および第２の像を撮像素子上に交互に形成する第１のモードと、第１および第２の像のうち一方のみを撮像素子上に形成する第２のモードとの切り換えを可能とすることにより、例えば、第１の像を立体画像、第２の像を平面画像とすることもできる。これにより、平面画像を撮影する場合は山登り方式（特開昭６２−１０３６１６号公報参照）という広く知られた方法により、良好な焦点調節動作を実現することができるようになるとともに第１の像および第２の像を立体画像とした場合にも、上述の第２の構成で説明したように、単一の合焦位置（例えば、中点、近距離側の合焦位置、遠距離側の合焦位置）を確実にみつけることができる。
【００２９】
また、本発明の立体撮影用光学装置と、撮像素子と、立体撮影用光学装置が装着される撮影装置とを有することにより、合焦位置の精度が高い立体撮影システムを提供することができる。
【００３０】
本発明の立体撮影用光学装置と、撮像素子とを有することにより、合焦位置の精度が高い立体撮影装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
本発明の実施例は、以下のとおりである。
【実施例１】
【００３２】
図１には、本発明の実施例である立体撮影レンズ装置（立体撮影用光学装置）およびこの立体撮影レンズ装置が着脱可能に装着されたビデオカメラ(撮影装置)からなる立体撮影システムの基本構成を示している。
【００３３】
図１において、１は立体撮影レンズ装置としての立体撮影用交換レンズユニット（以下、単にレンズユニットという）であり、撮影光学系１００と、液晶制御回路１２３と、ＩＧドライバ１２４と、モータドライバ１２５，１２６と、これらを制御するレンズマイコン（輻輳範囲設定手段，自動輻輳調節手段および手動輻輳調節手段）１２７と、映像入力端子（Line in ）１２８と、規格化されたレンズマウント（図示せず）と、接点ブロック（図示せず）とを有する。
【００３４】
２はビデオカメラ本体（以下、単にカメラ本体という）であり、撮像素子（例えば、ＣＣＤ、ＣＭＯＳイメージセンサ等）２０１，２０２，２０３を有する三板式撮像部２００と、撮像素子２０１，２０２，２０３に接続された増幅器２０４，２０５，２０６と、増幅器２０４，２０５，２０６に接続された信号処理回路２０７と、信号処理回路２０７に接続されたカメラマイコン２０８と、カメラマイコン２０８に接続されたズームスイッチおよびＡＦスイッチ（図示せず）と、映像出力端子（Line out）２０９と、電子ビューファインダ（ＥＶＦ）３と、規格化されているカメラマウント（図示せず）と、接点ブロック（図示せず）とを有する。
【００３５】
カメラマウントは、レンズユニット１に設けられたレンズマウントと着脱可能な構造になっている。レンズユニット１の接点ブロックとカメラ本体２の接点ブロックは、レンズマウントをカメラマウントに装着することで導通し、図中矢印７に示す信号のやり取りが可能となる。
【００３６】
レンズマイコン１２７とカメラマイコン２０８は、所定のデータの通信を所定のプロトコルにしたがって行う。また、カメラ本体２からレンズユニット１への電力の供給も接点ブロックを介して行われる。
【００３７】
レンズユニット１の撮影光学系１００は、右側の対物光学系Ｒと、左側の対物光学系Ｌとを有する。
【００３８】
これらの対物光学系Ｒ，Ｌにおいて、１０７，１１２は図１の紙面に垂直な所定軸回りに回動可能な対物ミラーであり、それぞれモータを含むミラー駆動部９，１１によって駆動される。本実施形態では、ミラー駆動部９，１１にはステップモータが採用されている。
【００３９】
なお、ミラー駆動部９，１１に使用されるモータはステップモータに限定されるものでなく、ＤＣモータや振動型モータなどでもよい。
【００４０】
１０，１２はレンズマイコン１２７からの制御信号を受けて、ミラー駆動部９，１１に駆動信号を送るドライバである。ミラー駆動部９，１１を駆動することで、対物ミラー１０７，１１２は回動し、両対物光学系Ｒ，Ｌの光軸４，５の方向を変化させる。
【００４１】
本実施例では、対物ミラー１０７，１１２の回動軸はそれぞれ、光軸４，５とミラー１０７，１１２とが交わる点の近傍を通り、図１の紙面に垂直な軸として設定されている。また、両対物光学系Ｒ，Ｌの光軸４，５は、略同一平面内にあり略交差する（以下、輻輳するという）。
【００４２】
前述したように、対物ミラー１０７，１１２は回動することで光軸４，５が輻輳する位置（輻輳距離）を変えることができる。自然な立体画像を撮影するためには、この輻輳位置を変化させることができるようにすることが必要不可欠である。
【００４３】
また、光軸４，５と対物ミラー１０７，１１２の反射面との交点の間隔（以下、基線長という）は、特に限定されないが、本実施形態では６３ｍｍ近傍に設定されている。これは、自然な立体画像を撮影するために、人間の平均的な瞳間隔である６３ｍｍ近傍に合わせて設定したものである。
【００４４】
レンズマイコン１２７は、ミラー駆動部９，１１の駆動ステップ数をカウントしてステップモータの回転角を検出する。
【００４５】
なお、ＤＣモータや振動型モータなどを使用する場合、対物ミラー１０７，１１２の回転角度の変化に応じた検出信号を出力するエンコーダを別に設けて、対物ミラー１０７，１１２の回転角を検出することが可能である。
【００４６】
１３０は輻輳調節モードスイッチで、その検出出力はレンズマイコン１２７に入力される。この検出信号を受けたレンズマイコン１２７は、検出信号に応じて、輻輳調節モードを自動モードと手動モードとに切り替える。
【００４７】
１３１は書き替え可能なメモリであり、レンズマイコン１２７はこの書き換え可能なメモリ１３１と通信を行い、データの送受信およびメモリ１３１でのデータの書き換えを行う。具体的には、種々のデータや制御上のしきい値などを記憶できる。
【００４８】
１３２は輻輳調節用の操作部材で、本実施例では電子リングを使用している。この電子リング１３２の操作検出は、図示しないロータリーエンコーダの出力をレンズマイコン１２７に入力し、読み込み方向および速度を判定することにより行われる。
【００４９】
輻輳調節モードスイッチ１３０が手動モードであれば、レンズマイコン１２７は、ロータリーエンコーダの出力に従ってステップモータ９，１０を駆動し、対物ミラー１０７，１１２を回動させ、光軸４，５の方向（つまりは輻輳距離）を変化させる。輻輳調節モードスイッチ１３０が自動モード側に設定されているときは、電子リング１３２の出力があってもミラー駆動部９，１１のステップモータを駆動しない。
【００５０】
８は被写体距離を検出する測距ユニットであり、本実施形態では、三角測距法により被写体までの距離を測定するものである。
【００５１】
ここで、図２には、三角測距法による測距原理を示している。測距ユニット８は、投光レンズと、左右の受光レンズＬＬ，ＬＲと、発光手段であるＩＲＥＤと、受光部をライン状に複数有する左右のセンサアレイ(ラインセンサ)ＳＬ，ＳＲと、これらのセンサアレイＳＬ，ＳＲからの出力を受けて被写体距離ＯＬを算出する算出部（図示せず）を有する。
【００５２】
ＩＲＥＤから発光された光は、被写体で反射し、受光レンズＬＬおよび受光レンズＬＲで集光され、センサアレイＳＬとセンサアレイＳＲ上に結像する。このとき、両センサアレイ上の受光位置の差（Ｘｌ−Ｘｒ）を求め、この差と、受光レンズＬＬ，ＬＲの焦点距離ｆｊと、受光レンズＬＬ，ＬＲの間隔（基線長）Ｂとから算出部で被写体距離ＯＬを求めることが可能である。
【００５３】
なお、図３には、撮像素子２０１〜２０３における撮像信号の読出範囲に設定された測距領域を示している。図示するように、読出範囲２２の中央および左右両側の３箇所に測距ユニット８によって検出される被写体距離ＯＬの測距範囲８１，８２，８３が設定されている。
【００５４】
なお、本実施例では、被写体距離情報を三角測距法により算出するものとしたが、撮影光学系の各レンズ群の位置情報から被写体距離情報を求めることも可能であり、これにより被写体距離情報を取得してもよい。
【００５５】
また、両対物光学系Ｒ，Ｌにおいて、１０８，１１３は１枚もしくは複数枚からなる負の屈折力を有する第１レンズ群である。また、１０２，１０５はシャッタ機能を有する液晶素子（以下、液晶シャッタという）である。
【００５６】
１１０は面１０９と面１１１に反射面を有するプリズムであり、左右の対物光学系Ｒ，Ｌから入射した光の光軸４，５を１つの光軸６に合成して後群光学系に導く。
【００５７】
後群光学系において、１１５は１枚もしくは複数枚からなる負の屈折力を有する第２レンズ群である。１１６，１１７および１１９はそれぞれ１枚もしくは複数枚からなる正の屈折力を有する第３、第４および第５のレンズ群である。さらに、１０１，１０３，１０４，１０６は偏光板である。
【００５８】
偏光板１０１，１０３と液晶シャッタ１０２とを組み合わせ、液晶に電界をかけることで光束が透過、非透過の状態になる。ここで、本明細書において、透過とは光束の大部分を通過させるという意味であり、非透過とは光束の大部分を遮光するという意味である。
【００５９】
偏光板１０４，１０６と液晶シャッタ１０５とを組み合わせても上記と同様光束が透過、非透過の状態になる。なお、本実施例では、液晶シャッタとしてＦＬＣ（強誘電性液晶）を用いているが、特にこれに限定されるものでなく、ＴＮ、ＳＴＮなどの液晶を使用することも可能である。また、偏光板１０１，１０３および偏光板１０４，１０６は、それぞれ液晶シャッタ１０２，１０５に接着などで固定してもよいし、別途配置してもよい。
【００６０】
１１４は光量調節を行う絞りユニットである。本実施例では、絞りユニット１１４を後群光学系のうち物体側に配置することで、前玉としての対物光学系の有効光束径を小さくしている。
【００６１】
１２０はＩＧメータ、１２１，１２２はステップモータである。ここで、第１レンズ群１０８，１１３と第２レンズ群１１５は固定のレンズ群であり、第３レンズ群１１６は光軸方向に移動して変倍を行うバリエータレンズである。また、第４レンズ群１１７は変倍時の合焦維持作用を有するコンペーセータレンズである。
【００６２】
これら第３レンズ群１１６および第４レンズ群１１７は、カム筒１１８を介して機械的に連動しており、ステップモータ１２１によりカム筒１１８を回動駆動することで光軸方向に駆動される。
【００６３】
また、第５レンズ群１１９は光軸方向に移動して本撮影光学系１００の焦点調節を行うフォーカシングレンズであり、ステップモータ１２２の駆動力によって光軸方向に移動する。
【００６４】
なお、レンズ群１１６，１１７の駆動方法は上記のものに限定されず、カム筒１１８を使用せずにレンズ群１１６，１１７を個々にモータ駆動するようにしてもよい。また、レンズ群１１６，１１７，１１９の駆動は、ステップモータに限らず、ＤＣモータなどの電磁式モータなどの固定モータや振動型モータなどの固体モータや静電式モータなどであってもよい。
【００６５】
また、レンズ群１１６，１１７，１１９の光軸方向の位置検出は、各ステップモータに与えられる駆動パルスをカウントし、このカウント値からレンズの位置を換算して行う。
【００６６】
なお、レンズの位置を検出する方法も、特にステップモータの駆動パルスをカウントして行うものに限定されず、可変抵抗式、静電容量式、ＰＳＤ（位置検出素子）を用いたり、ＩＲＥＤ（赤外線発光ダイオード）などの光学式のものを使用してもよい。
【００６７】
ＩＧメータ１２０は、絞りユニット１１４を駆動して光量調節を行う。また、図示しないＮＤフィルタが撮影光学系１００内に配置されている。
【００６８】
本撮影光学系１００のズームタイプはリアフォーカスズームタイプである。すなわち、レンズ群１１６，１１７，１１９はズーミングの際にレンズマイコン１２７によって所定の位置関係で連動して駆動制御される。但し、ズームタイプは特にこれに限定するものでない。
【００６９】
一方、カメラ本体２において、信号処理回路２０７は、カメラ信号処理回路２０７ａおよびＡＦ信号処理回路２０７ｂを有する。カメラ信号処理回路２０７ａの出力が映像信号として出力され、カメラマイコン２０８の出力がレンズユニット１のレンズマイコン１２７に供給される。
【００７０】
撮像部２００では、不図示の第１プリズム、第２プリズムおよび第３プリズムからなる色分離プリズムが用いられており、撮像光学系１００から入射した光が赤、緑、青の３原色光に分離される。３原色光中の赤色成分は撮像素子２０１上に結像し、緑色成分は撮像素子２０２上に結像し、青色成分は撮像素子２０３上に結像する。各撮像素子２０１，２０２，２０３上に結像した被写体像はそれぞれ光電変換され、電気信号として対応する増幅器２０４，２０５，２０６に供給される。
【００７１】
増幅器２０４，２０５，２０６によりそれぞれ最適な信号レベルに増幅された各電気信号は、カメラ信号処理２０７ａにより標準方式のテレビジョン信号に変換されて映像信号として出力されると共に、ＡＦ信号処理回路２０７ｂに供給される。
【００７２】
ＡＦ信号処理回路２０７ｂは、増幅器２０４，２０５，２０６から出力された信号のうち、撮像素子上での読出範囲内に設定された１つもしくは複数の焦点検出領域内の３原色の信号を用いてＡＦ評価値信号を生成する。
【００７３】
ＡＦ評価値信号は、ＡＦ信号処理回路２０７ｂに入力された電気信号のうち高周波成分を抽出することにより得られる、光学系の焦点状態を表す信号であり、本実施例では、そのＡＦ評価値信号が最大となる合焦位置をレンズを駆動しながら探索する焦点調節制御（コントラスト検出方式、山登り方式又はＴＶ−ＡＦ方式という）を行う。
【００７４】
ここで、ＡＦ評価値信号の生成について図４を用いて説明する。この図には、撮像素子の読出範囲に設定されたＡＦ評価値信号を生成するための領域を示している。撮像素子の読出範囲２２の中央およびその左右両側の３箇所には、ＡＦ評価値信号を生成するための領域２３，２４，２５が設定されている。
【００７５】
なお、各領域の位置および大きさは任意に設定可能であり、撮影者が自由に設定できるようにしてもよい。また、本実施形態では、ＡＦ評価値信号を生成するための領域を読出範囲２２の中心とその両側に計３つ設けているが、それ以上の数設けてもよい。
【００７６】
そして、領域２３，２４，２５は、それぞれ測距ユニット８によって検出される被写体距離ＯＬの測距領域８１,８２,８３が含まれるように設定される。
【００７７】
カメラマイコン２０８は、予め記憶されたデータ読出プログラムを用いて、ＡＦ信号処理回路２０７ｂで生成されたＡＦ評価値信号を読み出してレンズマイコン１２７に転送する。レンズマイコン１２７は転送されたＡＦ評価値信号に基づいて第５レンズ群１１９（ステップモータ１２２）を駆動制御してフォーカシングを行う。ＡＦ信号の読み出しタイミングは垂直同期の周波数、画像の取り込み周期で行われる。ＮＴＳＣの場合は１秒間で６０回のＡＦ信号を読み出しレンズの制御を行う。
【００７８】
図５には、レンズマイコン１２７の電気的構成を示している。レンズマイコン１２７は、ＣＰＵ１５１と、ＲＯＭ１５２と、ＲＡＭ１５３と、Ｉ／Ｏインターフェース（ＩＦ）１５４と、通信Ｉ／Ｆ１５５と、カウンタ１５６とを有し、これらをバス１５７を介して接続している。
【００７９】
次に、左右の視差像を撮像素子２００に撮像させるための構成および動作について説明する。まず、カメラ本体２における出力部である映像出力端子２０９とレンズユニット１の入力部である映像入力端子１２８とをケーブル１２９によって接続し、撮影された映像に対応する映像信号を液晶制御回路１２３に入力する。液晶制御回路１２３は、この映像信号の中から画像生成周期に対応する垂直同期信号を抽出する。
【００８０】
映像信号はＮＴＳＣのインターレース信号である。したがって、１秒間に６０枚の映像信号が出力される。これらの映像信号は、垂直同期信号と水平同期信号によって同期がとられている。垂直同期信号は６０枚の映像信号の先頭に重畳されている。
【００８１】
図６には、液晶制御回路１２３の各部の信号波形を示すタイミングチャートを示している。また、図７には、液晶制御回路１２３の構成を示している。
【００８２】
液晶制御回路１２３では、入力映像信号から１／６０秒毎の垂直同期信号を分離する。また、入力映像信号から奇数フィールドか偶数フィールドかを判別するための奇数／偶数信号を生成する。
【００８３】
奇数フィールドか偶数フィールドかの判別は、垂直同期信号が水平同期信号のエッジに対して一致している（奇数フィールド）か１／２Ｈ（Ｈは水平同期周期）遅れている（偶数フィールド）かで行うことができる。
【００８４】
次に、この垂直同期信号と奇数／偶数信号とからそれぞれ、左眼用液晶駆動信号と右眼用液晶駆動信号を生成して出力する。
【００８５】
この左右の液晶駆動信号は、時分割で交互に撮像部（ＣＣＤ）２００で左右の視差像を撮像するための駆動信号であり、一方の視差像が撮像されている間、すなわちこの視差像に対応する液晶シャッタは透過状態になり、他方の液晶シャッタは不透過状態になる。
【００８６】
図６に示すように、液晶シャッタは、正の電圧がかけられているときは不透過となり、負の電圧がかけられているときに透過となる。右眼用液晶シャッタが不透過状態の間は左眼用液晶シャッタは透過状態になり、右眼用液晶シャッタが透過状態の間は、左眼用液晶シャッタが不透過になるように液晶駆動信号を液晶１０２，１０５に与えられる。
【００８７】
このように左右の液晶シャッタを交互に駆動することで、液晶シャッタ１０２が不透過の間に液晶シャッタ１０５を透過した光により形成される像が撮像部２００で撮像され、液晶シャッタ１０５が不透過の間に液晶シャッタ１０２を透過した光により形成される像が撮像部２００で撮像される。
【００８８】
本実施例では、偶数／奇数フィールド信号が情報としてあるので、奇数フィールドには左眼用の映像信号が、偶数フィールドには右眼用の映像信号が撮像される。このような動作により、左眼用視差画像と右眼用視差画像とが交互に１秒間に３０枚ずつ計６０枚、撮像部２００で撮像される。
【００８９】
撮像部２００から読み出すタイミングもこれに同期しているので、左眼用視差画像と右眼用視差画像が交互に映像信号として信号処理回路２０７から出力される。
【００９０】
垂直同期分離の方法およびフィールド検出の方法は、特に本実施例において限定されるものではない。また、本実施例では、液晶制御回路１２３に映像信号をケーブル１２９で入力しているが、レンズマイコン１２７とカメラマイコン２０８間のデータ通信の中で、垂直同期信号情報や偶数／奇数フィールド情報を通信してもよい。
【００９１】
なお、図６には、垂直同期信号の立ち下がりに同期して右眼用液晶駆動信号と左眼用液晶駆動信号とが立ち上がったり立ち下がったりする様子を示している。右眼用液晶駆動信号と左眼用液晶駆動信号の立ち上がり、立ち下がりが映像信号の垂直帰線消去期間（２０Ｈ）の間にあればよい。
【００９２】
また、本実施例では、奇数フィールドでは左眼用の画像が、偶数フィールドでは右眼用の画像が撮像される場合について説明したが、奇数フィールドにて右眼用の画像が、偶数フィールドにて左眼用の画像が撮像されてもよい。
【００９３】
さらに、本実施例では、モニタ（ＥＶＦ）３として単眼のものを使用している。ＥＶＦ３には、左右視差画像が時系列で交互に表示されるので、ＥＶＦ３では左右の視差画像が２重像として観察されることになる。なお、時分割の映像信号から左右の視差画像を別の表示部に表示させることで、これを避けることも可能である。
【００９４】
例えば、この機能を有するいわゆるＨＭＤを使用することで実現される。したがって、ＥＶＦとしてＨＭＤを使用してもよい。また、ＥＶＦ３に片側の信号だけを表示する機能を付加してもよい。
【００９５】
図８には、輻輳制御の処理手順を示すフローチャートを示している。この処理プログラムは、レンズマイコン１２７内のＲＯＭ１５２に格納されており、同じくレンズマイコン１２７内のＣＰＵ１５１によって実行される。
【００９６】
レンズマイコン１２７は、輻輳制御を開始すると、始めにノイズなどの影響を排除するために、被写体距離の変化が所定値以上かつ所定時間以上である場合に限って対物ミラー１０７，１１２の回動角度、すなわち輻輳距離を決定するように次のような処理を行う。
【００９７】
まず、ステップ（図ではＳと略す）１では、測距ユニット８によって主被写体距離Ｌｋを検出する。ここで、測距ユニット８によって主被写体距離Ｌｋ（ＯＬ）を検出する際には、予め被写体距離の測距範囲を自動焦点制御（ＡＦ）のための測距領域の中に設定しておく。
【００９８】
そして、検出した主被写体距離Ｌｋと前回更新した主被写体距離Ｌｒｅｆとの差分の絶対値が所定値ΔＬよりも大きいか否かを判別する（ステップ２）。ここで、所定値ΔＬは、現在の輻輳によって無理なく左右の視差画像を融像できる被写体距離の範囲の値に設定されている。
【００９９】
主被写体距離の差分の絶対値が所定値ΔＬ以下である場合、すなわち検出された主被写体距離の変化が小さい場合には、レンズマイコン１２７内のカウンタ１５６の値ｋを「１」にリセットし（ステップ３）、ステップ１の処理に戻る。
【０１００】
ここで、カウンタの値ｋは、大きな被写体距離の変化が継続する時間を計測するために使用される。
【０１０１】
一方、主被写体距離の差分の絶対値が所定値ΔＬよりも大きい場合、すなわち検出された主被写体距離の変化が大きい場合、カウンタの値ｋを「１」だけ増やす（ステップ４）。そして、カウンタ値ｋが所定値ｎよりも大きくなったか否かを判別する（ステップ５）。
【０１０２】
ここで、所定値ｎは、ノイズなどによる主被写体距離の変化を排除するために設定された時間に相当する値であり、本実施例では、フィールド周波数の倍数に設定されている。
【０１０３】
カウンタ値ｋが所定値ｎよりも大きくない場合には、ステップＳ１の処理に戻る。また、カウンタ値ｋが所定値ｎよりも大きい場合は、今回検出した主被写体距離Ｌｋを次回参照される主被写体距離Ｌｒｅｆに更新する（ステップ６）。そして、カウンタ値ｋを「１」にリセットする（ステップ７）。
【０１０４】
次に、レンズマイコン１２７は、輻輳距離を被写体距離Ｌｒｅｆに決定し（ステップ８）、決定した輻輳距離に対応する対物ミラー１０７，１１２の回動角度が得られるようにドライバ１０，１２に信号を送る。ドライバ１０，１２は対物ミラー１０７，１１２を矢印１３，１５で示す方向に駆動する（ステップ９）。
【０１０５】
この結果、対物光学系Ｌ，Ｒの光軸４，５が矢印１４，１６で示す方向に回動し、輻輳距離が変化する。
【０１０６】
以上示した一連の処理によって、検出された被写体距離の差分が所定値ΔＬ以上であり、かつ所定時間継続した場合に限って輻輳距離を変化させることにより、ノイズなどの影響による被写体距離の変化を排除できる。なお、所定値ΔＬ，ｎは、レンズシステムに応じて適宜設定可能である。
【０１０７】
また、撮像部２００の撮像素子２０１〜２０３の読出範囲内に設定された自動焦点制御（ＡＦ）のためのＡＦ評価値の生成領域２３，２４，２５内に、測距ユニット８の測距範囲８１，８２，８３が含まれるように設定したことで、輻輳距離に対応した被写体距離に焦点が合わなくなることがないようにしている。
【０１０８】
図９には、ＲＯＭ１５２のメモリマップを示している。ＲＯＭ１５２には、図８にフローチャートとして示した輻輳制御処理プログラムモジュールなどが格納されている。
【０１０９】
なお、本実施例では、ＲＯＭ１５２に輻輳制御処理プログラムモジュールを格納した場合について説明したが、輻輳制御処理プログラムモジュールを供給する記憶媒体としてはＲＯＭに限らず、フレキシブルディスク、ハードディスク、不揮発性のメモリカードなどを用いることができる。
【０１１０】
ところで、撮像素子２０１〜２０３からの撮像信号を用いて焦点検出を行う場合、焦点検出精度は被写体依存度が高く、焦点検出精度を良好にできない被写体も少なくない。場合によっては、焦点検出が不能な場合もあり得る。例えば、フォーカスの範囲がある有限距離から無限なのに対して、輻輳距離に対応する被写体距離が至近側ではさらに至近側であったり、無限側では超無限であったりすると、被写体距離に対する輻輳距離が大幅にずれる場合があり、立体視できない左右の視差画像が撮像されてしまう可能性がある。
【０１１１】
また、絞りが小絞りで深度が深く、パンフォーカスのようにどこでもピントが合っているような場合、輻輳距離が超無限や至近などとなる位置で対物ミラー１０７，１１２が停止し、被写体によっては立体視できない画像が撮像されてしまうことも十分考えられる。
【０１１２】
そこで、本実施例では、対物ミラー１０７，１１２の回動により得られる輻輳調節可能範囲を、撮影光学系１００の合焦が得られる被写体距離範囲にほぼ一致させている。すなわち、フォーカス範囲と同等な輻輳調節可能範囲を設定している。これにより、被写体距離に対して輻輳距離が大幅にずれる等して立体視できない左右の視差画像が撮像されてしまうことを防止できる。
【０１１３】
また、被写体距離に対応した輻輳距離を得るための対物ミラー１０７，１１２の回動範囲が限定されるため、自動輻輳調節動作の追従性を向上させ、短時間で被写体距離に対応した輻輳距離を得ることができる。このような構成からなる本実施例の立体撮影光学装置は前述したようにＡＦ機能を有している。
【０１１４】
しかしながら、立体画像は左右の被写体を交互に撮像するためＡＦを行うためのＡＦ寝具生成のための被写体が必ずしも一致せず、前述した３つの測距枠内のずれによりＡＦ信号レベルが異なってしまう。そのため、合焦点が見つけられない問題がある。
【０１１５】
そこで、本実施例では、前述したように奇数フィールド偶数フィールドで左右それぞれの画像を取り込むようにしているため、あらかじめＡＦの動作も奇数フィールドのみまたは偶数フィールドのみのどちらか一方でＡＦを行うようにすることで、合焦点を見出すことができるようになるものである。
【０１１６】
図１０にフローチャートを示す。ステップ２０１で、カメラマイコン２０８がカメラ本体の電源が撮影可能なモードでＯＮされたことを検知すると、ステップ２０２に進む。電源ＯＮのモードには、ＶＴＲモードもあり、この場合は必ずしもステップ２０１を経なくてもよい。
【０１１７】
ステップ２０２では、レンズマイコン１２７が、不図示のフォトインタラプタの信号が透光側か遮光側かを読み取る。
【０１１８】
そして、ステップ２０３では、第５のレンズ群１１９を移動させるためにステップモータ１２２を駆動する。具体的には、該フォトインタラプタの信号が透光側である場合には遮光側に、遮光側である場合には透光側に駆動する。
【０１１９】
そして、ステップ２０４にて、透光・遮光の切り替わり位置を検出すると、ステップモータ１２２を停止させる。
【０１２０】
次に、ステップ２０５では、レンズマイコン１２７内に設けられたパルスカウンタを所定の値（以下、リセット値と記す）にする。このリセット値はリセット動作により所定の値になるようにしておく。予め不図示のＥＥＰＲＯＭに所定の値を記憶しておき、リセット動作に伴って設定するようにしてもよい。
【０１２１】
続いて、ステップ２０６にてリセット動作の完了となる。
【０１２２】
ステップ２０７で、カメラマイコン２０８は、撮影システムを撮影可能な待機状態（撮影スタンバイモード）とする。
【０１２３】
次に、ステップ２０８では、フィールド判定を行い、あらかじめ決めておいた奇数または偶数のフィールドのときであればステップ２０９においてＡＦ情報を読み込み、更にステップ２１０においてＡＦのための演算およびフォーカス駆動を行いステップ２１１に進む。
【０１２４】
ステップ２０８においてあらかじめ決めていたフィールドとは異なる場合はステップ２１１に進む。ステップ２１１では、撮影スタンバイモードにある場合は、ステップ２１１からステップ２０８に戻り、電源ＯＦＦ要求でこのモードが解除された場合はステップ２１２で電源がＯＦＦされる。
【０１２５】
このように立体撮影光学装置では交互に異なる左右の画像を撮影するため、ＡＦ信号の連続性が失われ、山登りできずに合焦点が見いだせなかったものが、左右どちらかの画像のみに対してＡＦ信号を読み取れば、ＡＦ信号の被写体に対する連続性が保たれるため、合焦点を見出すことができるのである。
【実施例２】
【０１２６】
実施例２において実施例１と同様の構成については同一符号を付して説明を省略する。実施例１では左右の画像のうちいずれか一方に合焦をさせるように構成していたが、本実施例では左右それぞれを別々にＡＦ制御し、それぞれの合焦位置を出した上で特定の位置に合焦点を持ってくることで左右に対して良好なピント位置を保つものである。
【０１２７】
図１１に本実施例のフローチャートを示す。ステップ３０１で、カメラマイコン２０８がカメラ本体の電源が撮影可能なモードでＯＮされたことを検知すると、ステップ３０２に進む。電源ＯＮのモードには、ＶＴＲモードもあるが、この場合は必ずしもステップ３０１を経なくてもよい。
【０１２８】
ステップ３０２では、レンズマイコン１２７が、不図示のフォトインタラプタの信号が透光側か遮光側かを読み取る。
【０１２９】
そして、ステップ３０３では、第５のレンズ群１１９を移動させるためにステップモータ１２２を駆動する。具体的には、フォトインタラプタ５０５の信号が透光側である場合には遮光側に、遮光側である場合には透光側に駆動する。
【０１３０】
そして、ステップ３０４にて、透光・遮光の切り替わり位置を検出すると、ステップ１０５にて、ステップモータ１２２を停止させる。
【０１３１】
次に、ステップ３０５では、レンズマイコン１２７内に設けられたパルスカウンタを所定の値（以下、リセット値と記す）にする。このリセット値はリセット動作により所定の値になるようにしておく。予め不図示のＥＥＰＲＯＭに所定の値を記憶しておき、リセット動作に伴って設定するようにしてもよい。
【０１３２】
続いて、ステップ３０６にてリセット動作の完了となる。
【０１３３】
ステップ３０７で、カメラマイコン２０８は、撮影システムを撮影可能な待機状態（撮影スタンバイモード）とする。
【０１３４】
次に、ステップ３０８では、フィールド判定を行い、奇数フィールドのときであればステップ３０９において奇数フィールド対応右または左目用ＡＦ情報を読み込み、更にステップ３１０において奇数フィールド対応右目または左眼用ＡＦの演算およびフォーカス駆動を行いステップ３１３に進む。
【０１３５】
偶数フィールドのときであればステップ３１１において偶数フィールド対応左または右目用ＡＦ情報を読み込み、更にステップ３１２において偶数フィールド対応左目または右眼用ＡＦの演算およびフォーカス駆動を行いステップ３１３に進む。
【０１３６】
ここで奇数偶数それぞれのフィールドに対する左右は一対一の関係であることはいうまでもなく、また、奇数フィールドに対して右または左、あるいは偶数フィールドに対して左または右を特定するように限定するものではない。
【０１３７】
ステップ３１３で奇数偶数フィールドが合焦となった場合はステップ３１４に進み、それ以外はステップ３０８に戻る。ステップ３１４で奇数及び偶数フィールドのＡＦ結果が同じ合焦位置かどうか判定し、同じであればその位置を最終的な合焦位置としてステップ３１６に進む。
【０１３８】
ステップ３１４において奇数及び偶数フィールドのＡＦ結果が異なる場合はステップ３１５においてあらかじめ決めておいた方法により所定の位置へ駆動しステップ３１６に進む。ここで例えば、それがそれぞれの中点としておけば左右それぞれでピントのズレの約中間の位置になることで立体像として見た場合に自然なフォーカスの効果をもたらす。
【０１３９】
または近距離を多く撮影する機会が多かったり、逆に遠距離を多く撮影する機会が多かったりする場合はあらかじめ左右のピント差が合った場合、近距離または遠距離にするような設定をしておくことで立体像をみた場合にフォーカスの合焦精度が高くなるのはいうまでもない。もちろんあらかじめ至近端、無限端を決めておき、それ以上はフォーカスを駆動しないようにしておいても良い。
【０１４０】
ステップ３１６では、撮影スタンバイモードにある場合は、ステップ３１６からステップ３０８をループし、電源ＯＦＦ要求でこのモードが解除された場合はステップ３１７で電源がＯＦＦされる。
【０１４１】
このように立体撮影光学装置では交互に異なる左右の画像を撮影するため、ＡＦ信号の連続性が失われ、山登りできずに合焦点が見いだせなかったものが、左右それぞれの画像に対してＡＦ信号を読み取れば、ＡＦ信号の被写体に対する連続性が保たれるため、合焦点を見出すことができる。
【０１４２】
そして、左右それぞれで求まった合焦点が一致しているときはそこをピント位置とし、異なっていた場合は中点をピント位置とすれば立体画像を見たときに被写体に合焦した形で観察を行うことができる。
【０１４３】
また、本実施例によれば、左右で異なる対物レンズによりどうしても撮像面上で左右のピント位置が生じる問題に対して、それぞれの中間の位置を合焦点とすることで立体視した場合の左右のフォーカスが良好にすることができる。
【０１４４】
また、ここでは左右の合焦点を見つける動作を並列的に説明しているが、左右いずれかずつ直列的に合焦点を見つけても良い。
【実施例３】
【０１４５】
本実施例の構成は、左右どちらかの画像を固定して平面画像の撮影も可能な立体画像撮影装置で、それぞれの撮影モードにおいて適切なＡＦを行わせるためのものである。
【０１４６】
図１２に本実施例のフローチャートを示す。ステップ４０１で、カメラマイコン２０８がカメラ本体の電源が撮影可能なモードでＯＮされたことを検知すると、ステップ２０２に進む。電源ＯＮのモードには、ＶＴＲモードもあるが、この場合は必ずしもステップ４０１を経なくてもよい。
【０１４７】
ステップ４０２では、レンズマイコン１２７が、不図示のフォトインタラプタの信号が透光側か遮光側かを読み取る。
【０１４８】
そして、ステップ４０３では、第５のレンズ群１１９を移動させるためにステップモータ１２２を駆動する。具体的には、該フォトインタラプタの信号が透光側である場合には遮光側に、遮光側である場合には透光側に駆動する。
【０１４９】
そして、ステップ４０４にて、透光・遮光の切り替わり位置を検出すると、ステップ４０５にて、ステップモータ１２２を停止させる。
【０１５０】
次に、ステップ４０５では、レンズマイコン１２７内に設けられたパルスカウンタを所定の値（以下、リセット値と記す）にする。このリセット値はリセット動作により所定の値になるようにしておく。予め不図示のＥＥＰＲＯＭに所定の値を記憶しておき、リセット動作に伴って設定するようにしてもよい。
【０１５１】
続いて、ステップ４０６にてリセット動作の完了となる。ステップ４０７で、カメラマイコン２０８は、撮影システムを撮影可能な待機状態（撮影スタンバイモード）とする。
【０１５２】
次に、ステップ４０８では、撮影モードが３Ｄ（立体）か２Ｄ（平面）撮影かを判定し、３Ｄモードの場合はステップ４０９に進み、２Ｄモードの場合はステップ４１４においてＡＦ情報を読み込み、ステップ４１５においてＡＦ演算及びフォーカス駆動を行い、ステップ４１２に進む。
【０１５３】
次に、ステップ４０９では、フィールド判定を行い、あらかじめ決めておいた奇数また
は偶数のフィールドのときであればステップ４１０においてＡＦ情報を読み込み、更にステップ４１１においてＡＦ演算及びフォーカス駆動を行いステップ４１２に進む。
【０１５４】
ステップ４０９においてあらかじめ決めていたフィールドとは異なる場合はステップ４１２に進む。ステップ４１２では、撮影スタンバイモードにある場合は、ステップ４１３からステップ４０８をループし、電源ＯＦＦ要求でこのモードが解除された場合はステップ４１３で電源がＯＦＦされる。
【０１５５】
このように、立体画像だけでなく左右どちらか片側のみの映像によって立体映像ではない平面画像の撮影も行うことができる立体撮影光学装置において、左右どちらか片側だけで前記平面画像を撮影する場合は山登り方式（特開昭６２−１０３６１６号公報参照）などの自動合焦機能によって良好な自動合焦動作が可能なばかりでなく、左右交互に撮像させる立体画像を撮影する場合には、左右交互に撮像される画像のどちらか一方の撮像画に自動的に合焦させることができ、左右それぞれの被写体の条件によっては合焦点が見出せないといった問題を解決することができる。
【実施例４】
【０１５６】
本実施例の構成は、左右どちらかの画像を固定して平面画像の撮影も可能な立体画像撮影装置で、それぞれの撮影モードにおいて適切なＡＦを行わせ、実施例３と異なるのは立体画像撮影時に左右それぞれの合焦点から所定の合焦点に持っていく方法である。
【０１５７】
フローチャートを図１３に示す。ステップ５０１で、カメラマイコン２０８がカメラ本体の電源が撮影可能なモードでＯＮされたことを検知すると、ステップ５０２に進む。電源ＯＮのモードには、ＶＴＲモードもあるが、この場合は必ずしもステップ５０１を経なくてもよい。
【０１５８】
ステップ５０２では、レンズマイコン１２７が、不図示のフォトインタラプタの信号が透光側か遮光側かを読み取る。
【０１５９】
そして、ステップ５０３では、第５のレンズ群１１９を移動させるためにステップモータ１２２を駆動する。具体的には、該フォトインタラプタの信号が透光側である場合には遮光側に、遮光側である場合には透光側に駆動する。
【０１６０】
そして、ステップ５０４にて、透光・遮光の切り替わり位置を検出すると、ステップ５０５にて、ステップモータ１２２を停止させる。
【０１６１】
ステップ５０５では、レンズマイコン１２７内に設けられたパルスカウンタを所定の値（以下、リセット値と記す）にする。このリセット値はリセット動作により所定の値になるようにしておく。予め不図示のＥＥＰＲＯＭに所定の値を記憶しておき、リセット動作に伴って設定するようにしてもよい。
【０１６２】
続いて、ステップ５０６にてリセット動作の完了となる。ステップ５０７で、カメラマイコン２０８は、撮影システムを撮影可能な待機状態（撮影スタンバイモード）とする。
【０１６３】
次に、ステップ５０８では、撮影モードが３Ｄ（立体）か２Ｄ（平面）撮影かを判定し、３Ｄモードの場合はステップ５０９に進み、２Ｄモードの場合はステップ５１９においてＡＦ情報を読み込み、ステップ５２０においてＡＦ演算及びフォーカス駆動を行い、ステップ５１８に進む。
【０１６４】
ステップ５０９では、フィールド判定を行い、奇数フィールドのときであればステップ５１０において奇数フィールド対応右または左目用ＡＦ情報を読み込み、更にステップ５１１において奇数フィールド対応右目または左眼用ＡＦの演算及びフォーカス駆動を行いステップ５１４に進む。
【０１６５】
偶数フィールドのときであればステップ５１２において偶数フィールド対応左または右目用ＡＦ情報を読み込み、更にステップ５１３において偶数フィールド対応左目または右眼用ＡＦの演算及びフォーカス駆動を行いステップ５１４に進む。
【０１６６】
ここで奇数偶数それぞれのフィールドに対する左右は一対一の関係であることはいうまでもなく、また、奇数フィールドに対して右または左、あるいは偶数フィールドに対して左または右を特定するように限定するものではない。
【０１６７】
ステップ５１４で奇数偶数フィールドが合焦となった場合はステップ５１５に進み、それ以外はステップ５０９に戻る。ステップ５１５で奇数及び偶数フィールドのＡＦ結果が同じ合焦位置かどうか判定し、同じであればその位置を最終的な合焦位置としてステップ５１７に進む。
【０１６８】
ステップ５１５において奇数及び偶数フィールドのＡＦ結果が異なる場合はステップ５１６においてあらかじめ決めておいた方法により所定の位置へ駆動する。例えば、それがそれぞれの中点としておけば左右それぞれでピントのズレの約中間の位置になることで立体像として見た場合に自然なフォーカスの効果をもたらす。
【０１６９】
または近距離を多く撮影する機会が多かったり、逆に遠距離を多く撮影する機会が多かったりする場合はあらかじめ左右のピント差が合った場合、近距離または遠距離にするような設定をしておくことで立体像をみた場合にフォーカスの合焦精度が高くなるのはいうまでもない。もちろんあらかじめ至近端、無限端を決めておき、それ以上はフォーカスを駆動しないようにしておいても良い。
【０１７０】
ステップ５１７では、撮影スタンバイモードにある場合は、ステップ５１７からステップ５０９をループし、電源ＯＦＦ要求でこのモードが解除された場合はステップ５１８で電源がＯＦＦされる。
【０１７１】
このように立体撮影光学装置では交互に異なる左右の画像を撮影するため、ＡＦ信号の連続性が失われ、山登りできずに合焦点が見いだせなかったものが、左右それぞれの画像に対してＡＦ信号を読み取れば、ＡＦ信号の被写体に対する連続性が保たれるため、合焦点を見出すことができる。
【０１７２】
そして、左右それぞれで求まった合焦点が一致しているときはそこをピント位置とし、異なっていた場合は中点をピント位置とすれば立体画像を見たときに被写体に合焦した形で観察を行うことができる。
【０１７３】
また、本実施例によれば、左右で異なる対物レンズによりどうしても撮像面上で左右のピント位置が生じる問題に対して、それぞれの中間の位置を合焦点とすることで立体視した場合の左右のフォーカスが良好にすることができる。
【０１７４】
また、ここでは左右の合焦点を見つける動作を並列的に説明しているが、左右いずれかずつ直列的に合焦点を見つけても良い。
【０１７５】
このように、立体画像だけでなく左右どちらか片側のみの映像によって立体映像ではない平面画像の撮影も行うことができる立体撮影光学装置において、左右どちらか片側だけで前記平面画像を撮影する場合は山登り方式（特開昭６２−１０３６１６号公報）などの自動合焦機能によって良好な自動合焦動作が可能なばかりでなく、左右交互に撮像させる立体画像を撮影する場合には、左右交互に撮像される画像の左右それぞれの撮像画の合焦位置を求めることができ、条件によってそれらの中点を合焦位置としたり、近距離側を合焦位置としたり遠距離側を合焦位置とすることができる。
【０１７６】
上述の実施例によれば、撮影者のニーズや使い勝手に応じて輻輳距離の調節可能範囲（つまりはミラーの回動可能範囲）を選択することができる。これにより、例えば、輻輳距離の調節可能範囲を撮影光学系が合焦可能な被写体距離範囲と同等に設定して、適正な輻輳距離に設定されるまでの時間を短縮したり、立体視できない画像が撮影されてしまったりすることを防止することができる。したがって、本発明によれば、小型かつローコストで機動性、拡張性に富み、高品位な立体画像を撮影できる立体撮影光学装置を実現することができる。
【０１７７】
そして、輻輳距離の調節可能範囲に関する情報を、書き換え可能な記憶手段に記憶させ、この記憶手段から読み出した輻輳距離の調節可能範囲を設定させるようにすることにより、多種多様な輻輳距離の調節範囲設定を容易に行うことができる。また個々の装置の光学的、メカ的なばらつきに起因する装置ごとの輻輳距離の調節可能範囲のばらつきを抑えることができ、装置の製品構成上および生産上、有利となる。
【０１７８】
また、自動調節時および手動調節時のそれぞれにおけるニーズや使い勝手に応じた輻輳距離の調節可能範囲を個別に設定することができる。例えば、手動輻輳調節時の輻輳距離の調節可能範囲を、自動輻輳調節時の輻輳距離の調節可能範囲よりも広くなるように設定すれば、自動調節時におしては適正な輻輳距離の短時間での自動設定ができ、かつ手動調節時における撮影者の意図を反映した立体視調節等を行うことが可能な立体撮影光学装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１７９】
【図１】本発明の実施形態である立体撮影システムの構成を示す図。
【図２】上記立体撮影システムに用いられる測距ユニットの動作原理図。
【図３】上記立体撮影システムの撮影画面上に設けられた測距領域を示す図。
【図４】上記立体撮影システムの撮影画面上に設けられたＡＦ評価値信号の生成領域を示す図。
【図５】上記立体撮影システムにおけるレンズマイコンの内部構成を概念的に示す図。
【図６】上記立体撮影システムにおける対物光学系の液晶シャッタを駆動する駆動信号と垂直同期信号との同期した状態を示すタイミングチャート。
【図７】上記立体撮影システムにおける液晶制御回路の構成を示す図。
【図８】上記立体撮影システムにおける輻輳距離の設定シーケンスを示すフローチャート。
【図９】上記立体撮影システムにおけるメモリの構成を示す図。
【図１０】上記第１の実施例における立体撮影システムにおけるＡＦシーケンスを示すフローチャート。
【図１１】上記第２の実施例における立体撮影システムにおけるＡＦシーケンスを示すフローチャート。
【図１２】上記第３の実施例における立体撮影システムにおけるＡＦシーケンスを示すフローチャート。
【図１３】上記第４の実施例における立体撮影システムにおけるＡＦシーケンスを示すフローチャート。
【符号の説明】
【０１８０】
１  立体撮影用交換レンズユニット
２  ビデオカメラ本体
３  モニタ
４，５，６  光軸
１０２，１０５  液晶シャッタ
１０７，１１２  対物ミラー
１０８，１１３  第１レンズ群
１１０  プリズム
１１４  絞りユニット
１１５  第２レンズ群
１１６  第３レンズ群（バリエータ）
１１７  第４レンズ群（コンペンセータ）
１１９  第５レンズ群（フォーカスレンズ）
１３０  輻輳調節モードスイッチ
１３１  メモリ
１３２  電子ダイヤル
２０１〜２０３  撮像素子
【図１２】
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【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１３】
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