(57)【要約】【課題】奥行のある三次元画像を生成する画像撮影装置を提供する。【解決手段】筐体と、筐体に移動可能に配置され、互いに異なる複数の光軸から見た被写体３の複数の像をそれぞれの光軸において結像する複数のレンズ１１ａ，１２ａと、複数の光軸が互いに交わる角度を変えるように複数のレンズ１１ａ，１２ａの相対的位置を移動させるとともに複数の光軸方向を、被写体３に合わせる駆動機構１１ｃ，１２ｃと、複数の像から被写体３の複数の二次元画像をそれぞれ生成する複数の二次元画像生成部１１ｂ，１２ｂと、複数の二次元画像を合成し、被写体３の三次元画像を生成する三次元画像生成部１５ｃとを備える。【選択図】      図２
2007335944.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体と、
前記筐体に移動可能に配置され、互いに異なる複数の光軸から見た被写体の複数の像をそれぞれの光軸において結像する複数のレンズと、
前記複数の光軸が互いに交わる角度を変えるように前記複数のレンズの相対的位置を移動させるとともに前記複数の光軸方向を、前記被写体に合わせる駆動機構と、
前記複数の像から前記被写体の複数の二次元画像をそれぞれ生成する複数の二次元画像生成部と、
前記複数の二次元画像を合成し、前記被写体の三次元画像を生成する三次元画像生成部と、
を備えることを特徴とする画像撮影装置。
【請求項２】
前記三次元画像生成処理部は、前記二次元画像生成部で生成された左目用の二次元画像及び右目用の二次元画像をそれぞれフィルタリング処理して合成し、三次元画像として立体視画像の画像を生成することを特徴とする請求項１記載の画像撮影装置。
【請求項３】
前記三次元画像生成処理部は、前記複数の二次元画像から被写体部分を抽出し、回転中心軸を中心にして前記被写体部分を回転可能に合成した三次元画像を生成することを特徴とする請求項１記載の画像撮影装置。
【請求項４】
前記三次元画像中の前記被写体部分を回転させる方向を指定する指令を含む回転操作の操作リクエストが入力されると、前記操作リクエストで指定される方向に前記回転中心軸を中心にして前記被写体部分を回転した三次元画像を表示部に表示させる表示制御部を更に有することを特徴とする請求項３記載の画像撮影装置。
【請求項５】
筐体に移動可能に備えられた複数のレンズを相対的に移動し、被写体において交わる互いに異なる複数の光軸から見た前記被写体の複数の像を、前記複数のレンズを用いて、それぞれの光軸において結像するステップと、
前記複数の光軸においてそれぞれ得られた前記複数の像から、前記被写体の複数の二次元画像をそれぞれ生成するステップと、
前記複数の二次元画像を合成し、前記被写体の三次元画像を生成するステップと、
を備えることを特徴とする画像撮影方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一つの被写体に対して撮影した複数の二次元画像から三次元画像を生成する画像撮影装置及び画像撮影方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次元画像から三次元画像を生成し、被写体を立体的に表示する方法として、同一の被写体を異なる視点から撮影した複数の二次元画像を合成する方法がある。
【０００３】
二次元画像から三次元画像を生成するための合成処理にはパソコン等の高度な情報処理装置の利用が主流であるが、近年では、携帯電話機等の簡易な情報処理装置で実現する技術もある。２台のカメラ付携帯電話機を同期させ、２台のカメラで左目用及び右目用の２枚の画像を取得するとともに、取得した２枚の画像を合成して三次元画像を生成する方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
また、２台の装置を必要とせずに１台の装置に２つのレンズを備え、これらの２つのレンズで撮影した二次元画像を合成して三次元画像を生成する技術もある（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
三次元画像を生成するために複数の二次元画像を撮影する場合、異なる視点の二次元画像が必要である。この場合、２枚の二次元画像は一定の距離離れた位置関係にあるレンズで取得されたことが要件となるが、この２枚の画像を撮影する２つのレンズ間の距離が狭いと、奥行きのある三次元画像を生成することができない。
【０００６】
そのため、特許文献２では、例えばカメラ付携帯電話機で三次元画像を生成する場合、２つのレンズを所定の間隔を隔てて組み込むことで、一定の距離を確保している。
【０００７】
しかしながら、水平に備えられる２つのレンズを利用して撮影された２枚の二次元画像であっても、各レンズが被写体に向いてない場合、撮影した二次元画像から奥行きのある三次元画像や広い視点からの三次元画像を合成することはできないという問題がある。
【特許文献１】特開２００４−１２９０２７号公報
【特許文献２】特開２００４−２４２０９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明では、奥行きのある三次元画像や広い視点からの三次元画像を生成することができる画像撮影装置及び画像撮影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】
【０００９】
本願発明の態様によれば、筐体と、筐体に移動可能に配置され、互いに異なる複数の光軸から見た被写体の複数の像をそれぞれの光軸において結像する複数のレンズと、複数の光軸が互いに交わる角度を変えるように複数のレンズの相対的位置を移動させるとともに複数の光軸方向を、被写体に合わせる駆動機構と、複数の像から被写体の複数の二次元画像をそれぞれ生成する複数の二次元画像生成部と、複数の二次元画像を合成し、被写体の三次元画像を生成する三次元画像生成部とを備える画像撮影装置が提供される。
【００１０】
本願発明の他の態様によれば、筐体に移動可能に備えられた複数のレンズを相対的に移動し、被写体において交わる互いに異なる複数の光軸から見た被写体の複数の像を、複数のレンズを用いて、それぞれの光軸方向において結像するステップと、複数の光軸においてそれぞれ得られた複数の像から、被写体の複数の二次元画像をそれぞれ生成するステップと、複数の二次元画像を合成し、被写体の三次元画像を生成するステップとを備える画像撮影方法が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、三次元画像の合成に使用することができる二次元画像を撮影し、より奥行きのある三次元画像や広い視点からの三次元画像を生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
（第１の実施の形態）
図１に示すように、第１の実施の形態に係る画像撮影装置１は、第１レンズ１１ａ及び第２レンズ１２ａを筐体１１０の外面に備えている。図１に対応する論理的構成を示すのが図２であるが、本発明の第１の実施の形態に係る画像撮影装置１は、図１に示した筐体１１０と、第１レンズ１１ａ及び第２レンズ１２ａに加え、第１駆動機構１１ｃ及び第２駆動機構１２ｃと、第１の二次元画像生成部１１ｂ及び第２の二次元画像生成部１２ｂと、三次元画像生成部１５ｃ等を備える。図１で図示を省略したこれらの機能構成は、図１に示す筐体１１０の内部に備えている。第１レンズ１１ａ及び第２レンズ１２ａは、図１（ａ）及び図（ｂ）に示したように筐体１１０に移動可能に配置され、互いに異なる複数の光軸から見た被写体の複数の像をそれぞれの光軸において結像する。第１駆動機構１１ｃ及び第２駆動機構１２ｃは、第１レンズ１１ａ及び第２レンズ１２ａの光軸が互いに交わる角度を変えるように第１レンズ１１ａ及び第２レンズ１２ａの相対的位置を移動させるとともに、第１レンズ１１ａ及び第２レンズ１２ａの光軸方向を被写体に合わせる。
【００１３】
筐体１１０に収められている第１レンズ１１ａ及び第２レンズ１２ａが、図１（ａ）に示された状態から、図１（ｂ）に示すような筐体１１０から引き出される状態になる。すなわち、第１レンズ１１ａ及び第２レンズ１２ａは可動式であり、画像撮影装置１の筐体１１０の内部に収納された状態から筐体１１０の側壁１１３，１１４の外側に移動することができる。具体的に、第１レンズ１１ａは第１収納部１１１に配置され、第２レンズ１２ａは、第２収納部１１２に配置されている。画像撮影装置１を使用していない場合や持ち運ぶ際、第１レンズ１１ａが配置される第１収納部１１１及び第２レンズ１２ａが収納される第２収納部１１２は、図１（ａ）で示すように筐体１１０に収められている。
【００１４】
画像撮影装置１において三次元モードに設定されて撮影する際、第１駆動機構１１ｃは、図１（ａ）で示す収納状態から、第１収納部１１１を筐体１１０の左側の側壁１１３の外側の位置に引き出すように駆動し、これにより第１レンズ１１ａが図１（ｂ）に示すように筐体１１０の左側の側壁１１３の外側の位置に移動される。また、第２駆動機構１２ｃは、図１（ａ）で示す収納状態から、第２収納部１１２を筐体１１０の右側の側壁１１４の外側の位置に引き出すように駆動し、これにより第２レンズ１２ａも図１（ｂ）に示すように筐体１１０の右側の側壁１１４の外側の位置に移動される。ここでいう「三次元モード」とは、２つのカメラを利用して、撮影した被写体から三次元画像を生成するモードである。
【００１５】
近似的には、第１収納部１１１が引き出される方向は、収納状態における第１レンズ１１ａの光軸４１とほぼ垂直方向であり、第２収納部１１２が引き出される方向は、収納状態における第２レンズ１２ａの光軸４２とほぼ垂直方向である（光軸４１，４２は、図４に示されている。）。図１（ｂ）に示す例では、紙面に対して横方向に引き出されているが、図４に示されるように光軸４１と光軸４２との角度が変化するのであれば、図１の上方向等の第１レンズ１１ａの光軸４１とほぼ垂直である他の方向、第２レンズ１２ａの光軸４２とほぼ垂直である他の方向に引き出されるものであっても良い。
【００１６】
図２に示した第１の二次元画像生成部１１ｂ及び第２の二次元画像生成部１２ｂは、図１（ｂ）に示したように第１収納部１１１及び第２収納部１１２を移動した状態で得られた複数の像から被写体の複数の二次元画像をそれぞれ生成する。三次元画像生成部１５ｃは、複数の二次元画像を合成し、被写体の三次元画像を生成する。
【００１７】
本発明の第１の実施の形態に係る画像撮影装置１では、三次元モードが設定されている場合、第１レンズ１１ａ及び第２レンズ１２ａで撮影した２枚の二次元画像から三次元画像を生成し、表示部１９に表示する。第１の実施の形態において、「三次元画像」とは、被写体を三次元的に見ることができる立体視画像をいう。
【００１８】
画像撮影装置１は、機能構成として図２に示すように、第１撮影部１１、第２撮影部１２、シャッターボタン１３、操作入力部１４、画像処理部１５、メモリ部１６、制御部１７、表示制御部１８及び表示部１９を有している。本発明の第１の実施の形態においては、画像撮影装置１は、カメラ付携帯電話機として説明する。そのため、図示は省略するが、画像撮影装置１は、図２で示す機能の他にもアンテナ、通信制御部、スピーカ、マイクロホン等の携帯電話機で必要とする機能を有している。また、画像撮影装置１は、フラッシュ機能を備えていても良い。
【００１９】
第１撮影部１１は、第１レンズ１１ａ、第１の二次元画像生成部１１ｂ及び第１駆動機構１１ｃを有している。第１の二次元画像生成部１１ｂは、例えば電荷結合素子（ＣＣＤ）が使用可能であり、ＣＣＤの光電変換機能により、光の明暗を電圧の大小に変換し、縦（ｘ）方向及び横（ｙ）方向にマトリックス状に配置された複数の画素から構成されるディジタル画像である二次元画像を生成し、画像処理部１５へ送信する。以下では、第１撮影部１１で撮影した二次元画像を「第１画像」として説明する。
【００２０】
第２撮影部１２も第１撮影部１１と同様に、第２レンズ１２ａと、第２の二次元画像生成部１２ｂと、第２駆動機構１２ｃを有している。以下では、第２撮影部１２で撮影した二次元画像を「第２画像」として説明する。
【００２１】
各駆動機構によって各収納部が筐体１１０から外側に引き出された際、第１レンズ１１ａ及び第２レンズ１２ａの間隔は、三次元画像を生成するために必要な間隔に保つことができる距離に設定されている。例えば、画像撮影装置１から被写体までの距離が短い場合、第１レンズ１１ａ及び第２レンズ１２ａ間の距離は短いが、画像撮影装置１から被写体までの距離が長い場合、第１レンズ１１ａ及び第２レンズ１２ａ間の距離も長くなる。
【００２２】
例えば、撮影装置１と被写体３との距離をある程度限定するように焦点距離を予め決めておく方法が考えられる。具体的に、図３（ａ）に示すように、収納状態にある第１レンズ１１ａ及び第２レンズ１２ａ間の距離が２ａであり、レンズ間の中点ｐから焦点ｆまでの距離がｈであるとする。この場合、第１レンズ１１ａの光軸４１及び第２レンズ１２ａの光軸４２を焦点ｆで結んでできる角度を２θとなるように、各レンズの光軸の傾きを設定する。ここで、角度２θは、以下の式（１）によって求めることができる。
【００２３】
ｔａｎθ＝ａ／ｈ
θ＝ａｒｃｔａｎ（ａ／ｈ）・・・（１）
図３（ｂ）に示すように、第１レンズ及び第２レンズをそれぞれ距離ｂづつ移動させた場合、第１レンズの光軸及び第２レンズの光軸を焦点ｆで結ばれた角度を２θ’となるようにレンズの光軸の傾きを設定する。ここで、角度２θ’は、以下の式（２）によって求めることができる。なお、移動された状態で第１レンズ１１ａ及び第２レンズ１２ａ間の距離を２ａ’（２ａ’＝２ａ＋２ｂ）とする。
【００２４】
ｔａｎθ’＝ａ’／ｈ
θ’＝ａｒｃｔａｎ（ａ’／ｈ）＝ａｒｃｔａｎ（（ａ＋ｂ）／ｈ）・・・（２）
また、第１駆動機構１１ｃは、第１レンズ１１ａが筐体１１０から外側に引き出された位置において、第１レンズ１１ａの光軸４１の方向が被写体に向かうように第１レンズ１１ａの光軸４１の傾きを設定する。第２駆動機構１２ｃも、同様に、筐体１１０から外側に引き出された位置において、第２レンズ１２ａの光軸４２の方向が被写体に向かうように第２レンズ１２ａの光軸４２の傾きを設定する。
【００２５】
なお、第１レンズ１１ａ及び第２レンズ１２ａの筐体１１０から外側への移動はユーザが手動で行っても、操作入力部１４を介してユーザによって入力された操作リクエストにより自動で行ってもよい。また、第１駆動機構１１ｃによる第１レンズ１１ａの光軸４１の傾きの設定及び第２駆動機構１２ｃによる第２レンズ１２ａの光軸４２の傾きの設定についてもユーザが手動で行っても、操作入力部１４を介してユーザによって入力された操作リクエストにより自動で行ってもよい。例えば、駆動機構１１ｃ，１２ｃは収納部１１１，１１２の位置及びレンズ１１ａ，１２ａの傾きを変更させるモータ等の制御機能を有している。これにより、駆動機構１１ｃ，１２ｃは操作入力部１４を介して操作指示を入力すると、各収納部１１１，１１２の位置を移動させてレンズ１１ａ，１２ａの位置を変更したり、各レンズ１１ａ，１２ａの光軸４１，４２が所定の傾きになるように制御する。シャッターボタン１３は、ユーザが画像取得の操作リクエストを入力するボタンであり、例えば筐体１１０の側壁１１３に配置される。また、操作入力部１４は、ユーザが種々の操作リクエストを入力するボタンである。例えば、ユーザは、操作入力部１４を介して、三次元モードの撮影開始のリクエストや、三次元モードの撮影終了のリクエストを入力する。第１の実施の形態に係る画像撮影装置１がカメラ付携帯電話機である場合、操作入力部１４は通常の携帯電話機が数字等を選択入力するキー操作ボタンを操作入力部１４として利用することができる。
【００２６】
具体的に、画像撮影装置１が三次元モードに設定されて被写体を撮影して表示する場合について、図４を用いて説明する。図４に示すように、画像撮影装置１で被写体３を撮影する場合、第１レンズ１１ａは、第１駆動機構１１ｃによって筐体１１０の外側に引き出されるとともに被写体３を含む視野の中心に第１レンズ１１ａの光軸４１が向かうように設定される。また、第２レンズ１２ａも第２駆動機構１２ｃによって筐体１１０の外側に引き出されるとともに被写体３を含む視野の中心の中心に第２レンズ１２ａの光軸４２が向かうように設定される。第１レンズ１１ａの光軸４１の傾き及び第２レンズ１２ａの光軸４２の傾きが図４に示すように被写体３を含む画像の中心に向かう状態にあるときにユーザがシャッターボタン１３を押下すると、画像撮影装置１では、第１撮影部１１及び第２撮影部１２の両方で画像を撮影する。
【００２７】
図４において被写体３は、６面を有する立方体であり、第１面３１、第２面３２、第３面３３、第４面３４、第５面（図示せず）及び第６面（図示せず）を有し、例えば、第２面３２と第４面３４は対向する位置関係にある。図４に示す状態において、第１撮影部１１の視野は被写体３の第１面３１、第２面３２及び第３面３３が見える範囲である。そのため第１撮影部１１は、図６（ａ）で示す第１画像を撮影する。また、第２撮影部１２の視野は被写体３の第１面３１、第３面３３及び第４面３４が見える範囲である。そのため第２撮影部１２は、図６（ｂ）で示す第２画像を撮影する。
【００２８】
画像処理部１５は、第１撮影部１１から入力した第１画像及び第２撮影部１２から入力した第２画像を合成して三次元画像を生成する。また、画像処理部１５は、生成した三次元画像をメモリ部１６に記憶する。メモリ部１６は、半導体メモリ等のメモリである。具体的に、画像処理部１５は、増幅部１５ａ、信号処理部１５ｂ、三次元画像生成部１５ｃを有している。
【００２９】
増幅部１５ａは、入力した画像を増幅する。信号処理部１５ｂは、画素の補完等の信号処理を実行する。三次元画像生成部１５ｃは、対応する複数の画像を三次元合成処理によって三次元画像を生成する。対応する画像とは、第１撮影部１１及び第２撮影部１２で同時に取得された第１画像と第２画像である。第１の実施の形態の三次元画像生成部１５ｃは、第１画像及び第２画像から、三次元画像として、被写体を立体的に見ることができる立体視画像を生成する。三次元画像である立体視画像の生成には、例えば汎用されている「アナグリフ方式」が利用される。三次元画像生成部１５ｃは、「アナグリフ方式」の立体視画像を生成する場合、第１画像を赤色でフィルタリング処理し、第２画像を青色でフィルタリングした後に合成する。
【００３０】
制御部１７は、シャッターボタン１３や操作入力部１４から入力する操作リクエストに基づいて生成した制御信号を第１撮影部１１、第２撮影部１２、画像処理部１５及び表示制御部１８に送信し、各機能ブロックを制御する。例えば、制御部１７は、ユーザによって操作入力部１４を介して三次元モードによる撮影の開始が選択されると、第１撮影部１１、第２撮影部１２、画像処理部１５及び表示制御部１８に三次元モードに設定する制御信号を送信する。また、制御部１７は、ユーザによってシャッターボタン１３が押下されると第１撮影部１１及び第２撮影部１２に撮影制御信号を出力する。さらに、制御部１７は、ユーザによって操作入力部１４を介して三次元モードによる撮影の終了が選択されると、第１撮影部１１、第２撮影部１２、画像処理部１５及び表示制御部１８に三次元モードの設定を終了する制御信号を送信する。
【００３１】
表示制御部１８は、メモリ部１６に記憶される三次元画像を表示部１９に表示させる。表示部１９は、液晶ディスプレイ等のディスプレイである。
【００３２】
次に、第１の実施の形態に係る画像撮影装置１で被写体３を撮影した複数の画像から三次元画像を生成し、表示する処理について図５に示すフローチャートを用いて、説明する。
【００３３】
（三次元画像表示処理）
まず、画像撮影装置１で画像が取得される際にユーザによって操作入力部１４を介して三次元モードの設定リクエストが入力されると（Ｓ１０でＹＥＳ）、制御部１７は、第１撮影部１１、第２撮影部１２、画像処理部１５及び表示制御部１８に三次元モードに設定する制御信号を送信し、第１駆動機構１１ｃ及び第２駆動機構１２ｃは、第１収納部１１１又は第２収納部１１２を駆動して第１レンズ１１ａ及び第２レンズ１２ａの位置を設定するとともに、第１レンズ１１ａの光軸４１の傾き及び第２レンズ１２ａの光軸４２の傾きを設定する（Ｓ１１）。その後、制御部１７は、ユーザによってシャッターボタン１３が押下されるのを待機する（Ｓ１２）。
【００３４】
ユーザによってシャッターボタン１３が押下されると（Ｓ１２でＹＥＳ）、制御部１７は第１撮影部１１及び第２撮影部１２に撮影制御信号を送信し、第１レンズ１１ａを介して第１の二次元画像生成部１１ｂ上に被写体３の像が結像され、第２レンズ１２ａを介して第２の二次元画像生成部１２ｂ上に被写体の像が結像される（Ｓ１３）。
【００３５】
その後、第１の二次元画像生成部１１ｂは第１画像を生成し、画像処理部１５に送信する。また、第２の二次元画像生成部１２ｂは第２画像を生成し、画像処理部１５に送信する（Ｓ１４）。
【００３６】
ステップＳ１４で生成された第１画像を第１撮影部１１から入力し、第２画像を第２撮影部１２から入力した画像処理部１５は、第１画像及び第２画像を増幅部１５ａで増幅し、信号処理部１５ｂで信号処理を実行する（Ｓ１５）。
【００３７】
続いて、三次元画像生成部１５ｃは、入力した第１画像及び第２画像にフィルタリング処理を施し、三次元合成処理によって三次元画像を生成してメモリ部１６に記憶する（Ｓ１６，Ｓ１７）。その後、表示制御部１８は、メモリ部１６に記憶されている三次元画像を表示部１９に表示する（Ｓ１８）。
【００３８】
第１の実施の形態によれば、複数のレンズの位置関係を三次元画像を生成するために必要な距離を保つように設定し、レンズの傾き光軸の傾きを調整して二次元画像を撮影する。上述したように、レンズの位置を移動してレンズ間の距離を確保し、光軸の傾きを調整して二次元画像を撮影することで、小型の画像撮影装置であっても、三次元画像を生成するために必要な二次元画像を撮影し、容易に奥行のある三次元画像を生成することができる。
【００３９】
（第２の実施の形態）
続いて、本発明の第２の実施の形態について説明する。第２の実施の形態に係る画像撮影装置は、上述した画像撮影装置１と同一の構成であるため、図１に示した外観構成図及び図２に示した機能ブロック図を用いて説明する。第２の実施の形態において画像撮影装置１は、三次元モードで画像の撮影が開始されると、撮影した第１画像及び第２画像から三次元画像を生成し、生成した三次元画像を表示する。第２の実施の形態において「三次元画像」とは、被写体部分を回転中心軸を中心に回転して見ることができる画像をいう。ここで使用される回転中心軸は、例えば操作入力部１４からユーザによって入力されて定めることが出来るが、回転中心軸決定手段等を有し、自動で決定されてもよい。
第２の実施の形態においては、操作入力部１４が、ユーザから被写体部分を回転させた三次元画像を表示させる回転操作のリクエストを入力する点で、第１の実施の形態と異なる。この回転操作のリクエストは、被写体部分を回転させる方向を指定する指令を含んでいる。また、第２の実施の形態において、表示制御部１８が、操作リクエストが指定する方向に従って、被写体部分を回転中心軸を中心にして回転した三次元画像を表示部１９に表示させる点で、第１の実施の形態と異なる。
【００４０】
図７に示すフローチャートを用いて、第２の実施の形態において、画像撮影装置１で被写体３を撮影して生成した三次元画像を表示する処理を説明する。図７に示すフローチャートにおいて、ステップＳ１１乃至Ｓ１５の処理は図５のフローチャートを用いて説明した処理と同一であるため、同一の番号を付して説明を省略する。
【００４１】
第２の実施の形態において画像撮影装置１では、ステップＳ１５の処理が終了された第１画像及び第２画像は画像処理部１５によってメモリ部１６に記憶される。表示制御部１８は、制御部１７からの表示制御信号に従い、メモリ部１６に記憶されている第１画像及び第２画像を読み出して、第１画像及び第２画像を含む範囲指定画面を表示部１９に表示する（Ｓ２１）。
【００４２】
ステップＳ２１で範囲指定画面が表示部１９に表示されると、制御部１７は、三次元処理を実行する範囲の指定が入力されるのを待機する（Ｓ２２）。ユーザによって操作入力部１４を介して三次元処理を実行する範囲が指定されると（Ｓ２２でＹＥＳ）、三次元画像生成部１５ｃは、第１画像及び第２画像からそれぞれ指定された範囲の画像部分を抽出し、抽出した画像部分を用いて合成した三次元画像をメモリ部１６に記憶する（Ｓ２３）。
【００４３】
具体的に、上述した図４で示す状態でシャッターボタン１３が押下され、画像撮影装置１が被写体３を撮影した場合について説明する。第１撮影部１１では図６（ａ）に示した第１画像が撮影されるため、表示部１９には図８（ａ）に示す範囲指定画面２１０が表示される。また、第２撮影部１２では図６（ｂ）に示した第２画像が撮影されるため、表示部１９には図８（ｂ）に示す範囲指定画面２２０が表示される。
【００４４】
図８（ａ）に示す範囲指定画面２１０では、ユーザは操作入力部１４を介して破線で示される範囲Ａ１を指定している。また、図８（ｂ）に示す範囲指定画面２２０では、ユーザは操作入力部１４を介して破線で示される範囲Ａ２を指定している。なお、図８においては、第１撮影部１１で撮影された第１画像及び第２撮影部１２で撮影された第２画像は、別々に表示部１９に表示されているが、１つの範囲指定画面内に第１画像及び第２画像を同時に表示してもよい。
【００４５】
三次元処理を実行する範囲が図８に示したように指定されると、三次元画像生成部１５ｃは、第１画像から範囲Ａ１の画像部分を抽出するとともに第２画像から範囲Ａ２の画像部分を抽出し、抽出した各画像部分について、合成した三次元画像を生成する。
【００４６】
ステップＳ２３においてメモリ部１６に三次元画像が記憶されると、表示制御部１８は、メモリ部１６から三次元画像を読み出して、表示部１９に表示する（Ｓ２４）。表示制御部１８が表示部１９に三次元画像を表示すると、制御部１７は回転操作を待機する（Ｓ２５）。
【００４７】
例えば、第１撮影部１１で撮影された第１画像から図８（ａ）に示す範囲Ａ１が指定され、第２撮影部１２で撮影された第２画像から図８（ｂ）に示す範囲Ａ２が指定された場合について、図９を用いて説明する。表示部１９に、図９（ａ）に示すような被写体３を含む三次元画像２３０が表示されているとき、ユーザによって操作入力部１４を介して回転中心軸Ｂを中心にβ方向に回転させるように操作する回転リクエストが入力されると、制御部１７は表示制御部１８にβ方向を指定する回転制御信号を送信し、表示制御部１８は、この回転制御信号に従って、図９（ｂ）に示すように被写体３をβ方向に回転させた三次元画像２３０を表示部１９に表示する。
【００４８】
また、表示部１９に、図９（ｂ）に示すような被写体３を含む三次元画像２３０が表示されているとき、ユーザによって操作入力部１４を介して回転中心軸Ｂを中心にα方向に回転させるように操作する回転リクエストが入力されると、制御部１７は表示制御部１８にα方向を指定する回転制御信号を送信し、表示制御部１８は、この回転制御信号に従って、図９（ａ）に示すように被写体３をα方向に回転させた三次元画像２３０を表示部１９に表示する。
【００４９】
第２の実施の形態によれば、複数のレンズの位置関係を三次元画像を生成するために必要な距離を保つように設定し、レンズの光軸の傾きを調整して二次元画像を撮影する。上述したように、レンズの位置を移動してレンズ間の距離を確保し、光軸の傾きを調整して二次元画像を撮影することで、小型の画像撮影装置であっても、三次元画像を生成するために必要な二次元画像を撮影し、容易に広い視点からの三次元画像を生成することができる。
【００５０】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態に係る画像撮影装置１ａは図１０に示すように、図１に示した画像撮影装置１と比較して、第３レンズ２１ａ及び第４レンズ２２ｂを筐体１１０の外側に備えている点で異なる。図１０に対応する論理的構成を示すのが図１２であるが、図１０に示した画像撮影装置１と比較して、図１２に示すように、図２に示した画像撮影装置１ａと比較して、第３撮影部２１及び第４撮影部２２を有している点で異なる。従って、画像撮影装置１ａでは、４台の撮影部１１，１２，２１，２２によって画像を撮影する。画像撮影装置１ａは、図１２に示す機能ブロック図にあるように、第３撮影部２１及び第４撮影部２２を有する以外は、図２に示した画像撮影装置１と同一の構成である。具体的に、第３撮影部２１は、第３レンズ２１ａ、第３の二次元画像生成部２１ｂ及び第３駆動機構２１ｃを有し（図示せず）、第３画像を撮影する。また、第４撮影部２２は、第４レンズ２２ａ、第４の二次元画像生成部２２ｂ及び第４駆動機構２２ｃを有し（図示せず）、第４画像を撮影する。
【００５１】
第３の実施の形態に係る画像撮影装置１ａにおいては、第１レンズ１１ａ及び第２レンズ１２ａとともに、筐体１１０に収められている第３レンズ２１ａ及び第４レンズ２２ａが、図１０（ａ）に示された状態から、図１０（ｂ）に示すような筐体１１０から引き出される状態になる。すなわち、第１レンズ１１ａ及び第２レンズ１２ａと同様に、第３レンズ２１ａも可動式であり、画像撮影装置１ａの筐体１１０の内部に収納された状態から筐体１１０の側壁１２３，１２４の外側に移動することができる。具体的に、第３レンズ２１ａは、第３収納部１２１に配置され、第４レンズ２２ａは、第４収納部１２２に配置されている。画像撮影装置１ａを使用しない場合や持ち運ぶ際、第１収納部１１１及び第２収納部１１２とともに、第３レンズ２１ａが配置される第２収納部１２１及び第４レンズ２２ａが収納される第４収納部１２２も、図１０（ａ）で示すように筐体１１０に収められている。
【００５２】
画像撮影装置１において三次元モードに設定されて撮影する際、第３駆動機構２１ｃは、図１０（ａ）で示す収納状態から、第３収納部１２１を筐体１１０の外側の位置に引き出すように駆動し、これにより第３レンズ２１ａが図１０（ｂ）に示すように筐体１１０の左側の側壁１２３の外側の位置に移動される。また、第４駆動機構２２ｃは、図１０（ａ）で示す収納状態から、第４収納部１２２を筐体１１０の右側の側壁１２４の外側に引き出すように駆動し、これにより第４レンズ２２ａも図１０（ｂ）に示すように筐体の右側の側壁１２４の外側に移動される。
【００５３】
近似的には、第３収納部１２１が引き出される方向は、収納状態における第３レンズ２１ａの光軸４３とほぼ垂直方向であり、第４収納部１２２が引き出される方向は、収納状態における第４レンズ２２ａの光軸４４とほぼ垂直方向である（光軸４３，４４は、図１１及び図１３に示されている。）。図１０（ｂ）に示す例では、紙面に対して横方向に引き出されているが、図１３に示されるように光軸４３及び光軸４４との角度が変化するのであれば、図１０の上方向等の第３レンズ２１ａの光軸４３とほぼ垂直である他の方向、第４レンズ２２ａの光軸４４とほぼ垂直である他の方向に引き出されるものであっても良い。各駆動機構によって各収納部が筐体１１０からそれぞれの側壁の外側に引き出された際、各レンズの間隔は、三次元画像を生成するために必要な間隔に保つことができる距離に設定されている。
【００５４】
その後、第１駆動機構１１ｃ及び第２駆動機構１２ｃと同様に、第３駆動機構２１ｃは、第３レンズ２１ａが筐体１１０から外側に引き出された位置において、第３レンズ２１ａの光軸４３の方向が被写体に向かうように第３レンズ２１ａの光軸４３の傾きを設定する。また、第４駆動機構２２ｃも、同様に、筐体１１０から外側に引き出された位置において、第４レンズ２２ａの光軸４４の方向が被写体に向かうように第４レンズ２２ａの光軸４４の傾きを設定する。これにより、画像撮影装置１ａでは、図１１で示すように、凡てのレンズの光軸４１乃至４４の傾きが被写体３に向かうように設定される。
【００５５】
図１２に示した第１の二次元画像生成部１１ｂ、第２の二次元画像生成部１２ｂ、第３の二次元画像生成部２１ｂ及び第４の二次元画像生成部２２ｂは、図１０（ｂ）に示したように各収納部１１１，１１２，１２３，１２４を移動した状態で得られた複数の像から被写体の複数の二次元画像をそれぞれ生成する。三次元画像生成部１５ｃは、複数の二次元画像を合成し、被写体の三次元画像を生成する。
【００５６】
本発明の第３の実施の形態に係る画像撮影装置１ａでは、三次元モードに設定されて撮影した第１画像、第２画像、第３画像及び第４画像から三次元画像を生成して表示する。第３の実施の形態において「三次元画像」とは、上述した第２の実施の形態における三次元画像と同様に、被写体部分を所定の回転中心軸を中心に回転して見ることができる画像をいう。ここで、上述した第２の実施の形態における三次元画像と異なる点は、三次元画像の生成に用いる二次元画像の枚数が多くなるため、被写体部分を回転するために用いる回転中心軸の数が増える点である。
【００５７】
なお、レンズの移動は上述した画像撮影装置１と同様に画像撮影装置１ａの各レンズの移動はユーザが手動で行っても、操作入力部１４を介してユーザによって入力された操作リクエストにより自動で行ってもよい。
【００５８】
画像撮影装置１ａで被写体３を撮影した画像を三次元画像に処理して表示する処理は、図７のフローチャートに示した処理と同一である。そのため、図７のフローチャートを参照して画像撮影装置１ａで二次元画像を撮影して三次元画像を生成し、表示する処理について説明する。
【００５９】
画像撮影装置１ａで被写体３を撮影する場合、各駆動機構によって、図１０及び図１１で示したように、第１レンズ１１ａ、第２レンズ１２ａ、第３レンズ２１ａ及び第４レンズ２２ａが筐体１１０から外側に引き出されるとともに、光軸４３及び光軸４４の方向が被写体３に合わせる傾きに各レンズの光軸の傾きが設定される。具体的にレンズの光軸の傾きが設定されたとき図１３に示すように設定されたとする。ここで、第１レンズ１１ａ及び第３レンズ２１ａ、被写体３の第１面３１、第２面３２及び第３面３３が視認できる状態にある。また、第２レンズ１２ａ及び第４レンズ２２ａからは、被写体３の第１面３１、第３面３３及び第４面３４が視認できる状態にある。
【００６０】
この図１３に示す状態に各レンズの光軸の傾きが設定され、画像撮影装置１ａが画像を撮影することが可能な際、ユーザがシャッターボタン１３を押下したとする。このとき、第１撮影部１１は図１４（ａ）に示す被写体３の第１面３１、第２面３２及び第３面３３を含む第１画像を撮影する。また、第２撮影部１２は図１４（ｂ）に示す被写体３の第１面３１、第３面３３及び第４面３４を含む第２画像を撮影する。さらに、第３撮影部２１は図１４（ｃ）に示す被写体３の第１面３１、第２面３２及び第３面３３を含む第３画像を撮影する。また、第４撮影部２２は図１４（ｄ）に示す被写体３の第１面３１、第３面３３及び第４面３４を含む第４画像を撮影する。各撮影部で取得された画像は、ステップＳ１５において画像処理部１５で処理され、メモリ部１６に記憶される。
【００６１】
表示制御部１８は、制御部１７からの表示制御信号に従い、メモリ部１６に記憶されている第１画像、第２画像、第３画像及び第４画像を含む範囲指定画面を表示部１９に表示する（Ｓ２１）。
【００６２】
ステップＳ２１で範囲指定画面が表示部１９に表示されると、制御部１７は、三次元処理を実行する範囲の指定が入力されるのを待機する（Ｓ２２）。ユーザによって操作入力部１４を介して三次元処理を実行する範囲が指定されると（Ｓ２２でＹＥＳ）、三次元画像生成部１５ｃは、第１画像、第２画像、第３画像及び第４画像からそれぞれ指定された範囲の画像部分を抽出し、抽出した画像部分を用いて合成した三次元画像をメモリ部１６に記憶させる（Ｓ２３）。その後、表示制御部１８は、メモリ部１６から三次元画像を読み出して、表示部１９に表示する（Ｓ２４）。表示制御部１８が表示部１９に三次元画像を表示すると、制御部１７は回転操作が入力されるのを入力を待機する（Ｓ２５）。
【００６３】
具体的に、図１４に示す画像が取得された場合を例にして、ステップＳ２１における範囲の指定からステップＳ２４における三次元画像を表示する処理について説明する。第１撮影部１１は図１４（ａ）に示した第１画像を撮影するため、これによって表示部１９は図１５（ａ）に示す範囲指定画面２４０を表示する。第２撮影部１２は図１４（ｂ）で示した第２画像を撮影するため、これによって表示部１９は図１５（ｂ）に示す範囲指定画面２５０を表示する。第３撮影部２１は図１４（ｃ）に示した第３画像を撮影するため、これによって表示部１９は図１５（ｃ）に示す範囲指定画面２６０を表示する。第４撮影部２２は図１４（ｄ）に示した第４画像を撮影するため、これによって表示部１９は図１５（ｄ）に示す範囲指定画面２７０を表示する。
【００６４】
図１５に示す例では、ユーザは操作入力部１４を介して範囲指定画面２４０から破線で示される範囲Ａ１を指定し、範囲指定画面２５０から破線で示される範囲Ａ２を指定し、範囲指定画面２６０から破線で示される範囲Ａ３を指定し、範囲指定画面２７０から破線で示される範囲Ａ４を指定している。なお、図１５においては、第１画像、第２画像、第３画像及び第４画像は別々に表示部１９に表示されているが、１つの範囲指定画面内に第１画像乃至第４画像を同時に表示し、指定させてもよい。
【００６５】
図１５に示すように範囲が指定されて三次元画像が生成され、図１６（ａ）に示すような被写体３を含む三次元画像２８０が表示されているとき、ユーザによって操作入力部１４を介して回転中心軸Ｂ２を中心にβ２方向に回転させるように操作する回転リクエストが入力されると、制御部１７は表示制御部１８にβ２方向に回転制御信号を送信し、表示制御部１８は、この回転制御信号に従って、図１６（ｂ）に示すように被写体３をβ２方向に回転させた三次元画像２８０を表示部１９に表示する。
【００６６】
また、図１６（ｂ）に示すような被写体３を含む三次元画像２８０が表示されているとき、ユーザによって操作入力部１４を介して回転中心軸Ｂ１を中心にβ１方向に回転させるように操作する回転リクエストが入力されると、制御部１７は表示制御部１８にβ１方向を指定回転制御信号を送信し、表示制御部１８は、この回転制御信号に従って、図１６（ｃ）に示すような被写体３をβ１方向に回転させた三次元画像２８０を表示部１９に表示する。
【００６７】
第３の実施の形態によれば、複数のレンズの位置関係を三次元画像を生成するために必要な距離を保つように設定し、レンズの光軸の傾きを調整して二次元画像を撮影する。上述したように、レンズの位置を移動してレンズ間の距離を確保し、光軸の傾きを調整して二次元画像を撮影することで、小型の画像撮影装置であっても、三次元画像を生成するために必要な二次元画像を撮影し、容易に広い視点からの三次元画像を生成することができる。
【００６８】
上記のように、本発明を各実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述およ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の形態、実施例および運用技術が明らかとなる。
【００６９】
本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明に記載した事項と自明な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の第１及び第２の実施の形態に係る画像撮影装置について説明する外観構成図である。
【図２】本発明の第１及び第２の実施の形態に係る画像撮影装置について説明する機能ブロック図である。
【図３】本発明の第１及び第２の実施の形態に係る画像撮影装置が備える２つのレンズの距離関係について説明する図である。
【図４】本発明の第１及び第２の実施の形態に係る画像撮影装置で被写体を撮影する様子を説明する図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る画像撮影装置において撮影した画像から三次元画像を生成する処理を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の第１及び第２の実施の形態に係る画像撮影装置の各撮影部で撮影された画像を説明する図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る画像撮影装置において撮影した画像から三次元画像を生成する処理を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る画像撮影装置において処理範囲の指定を説明する図である。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係る画像撮影装置の三次元画像について説明する図である。
【図１０】本発明の第３の実施の形態に係る画像撮影装置について説明する外観構成図である。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係る画像撮影装置の撮影部の座標関係について説明する図である。
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係る画像撮影装置について説明する機能ブロック図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態に係る画像撮影装置で被写体を撮影する様子を説明する図である。
【図１４】本発明の第３の実施の形態に係る画像撮影装置の各撮影部で撮影された画像を説明する図である。
【図１５】本発明の第３の実施の形態に係る画像撮影装置において処理範囲の指定を説明する図である。
【図１６】本発明の第３の実施の形態に係る画像撮影装置の三次元画像について説明する図である。
【符号の説明】
【００７１】
１…画像撮影装置
１１ａ…第１レンズ
１２ａ…第２レンズ
１１ｂ…第１の二次元画像生成部
１２ｂ…第２の二次元画像生成部
１５ｄ…三次元画像生成部
１１０…筐体
４１，４２…光軸
【図１】
2007335944.tif 000003
【図２】
2007335944.tif 000004
【図３】
2007335944.tif 000005
【図４】
2007335944.tif 000006
【図５】
2007335944.tif 000007
【図６】
2007335944.tif 000008
【図７】
2007335944.tif 000009
【図８】
2007335944.tif 000010
【図９】
2007335944.tif 000011
【図１０】
2007335944.tif 000012
【図１１】
2007335944.tif 000013
【図１２】
2007335944.tif 000014
【図１３】
2007335944.tif 000015
【図１４】
2007335944.tif 000016
【図１５】
2007335944.tif 000017
【図１６】
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