(57)【要約】【課題】左右の像を同時に取得して良好な３Ｄ映像を取得することができ、かつ、小型化が可能な撮像装置及び撮像装置に用いる交換レンズを提供する。【解決手段】撮像素子と、前記撮像素子の第１の領域に結像領域が来るように配置された第１の撮像光学系と、前記撮像素子の前記第１の領域とは少なくとも一部は異なる第２の領域に結像領域が来るとともに、光軸が前記第１の撮像光学系の光軸と有限な位置でクロスするように配置された第２の撮像光学系と、を有する。【選択図】図１
2012212965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像素子と、
前記撮像素子の第１の領域に結像領域が来るように配置された第１の撮像光学系と、
前記撮像素子の前記第１の領域とは少なくとも一部は異なる第２の領域に結像領域が来るとともに、光軸が前記第１の撮像光学系の光軸と有限な位置でクロスするように配置された第２の撮像光学系と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第１の撮像光学系と前記第２の撮像光学系は、前記撮像素子の撮像面の垂線に対し、略対称な角度に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第１の撮像光学系の結像領域と前記第２の撮像光学系の結像領域とが前記撮像素子を略２分割するように、前記第１の撮像光学系と前記第２の撮像光学系が配置されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
撮像素子と、
第１の開口絞りを有する第１の撮像光学系と、
第２の開口絞りを有する撮像光学系であって、光軸が前記撮像素子の撮像面に垂直な方向に設定され、前記第２の開口絞りと前記撮像素子との間の少なくとも１つの光学素子の光軸が前記開口絞りの光軸からシフトした位置に設定された第２の撮像光学系と、
を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項５】
前記第１の撮像光学系は、光軸が前記撮像素子の撮像面に垂直な方向に設定されていることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記シフトを第２のシフトとしたとき、
前記第１の撮像光学系は、前記第１の開口絞りと前記撮像素子との間の少なくとも１つの光学素子の光軸が前記第１の開口絞りの光軸から第１のシフトをした位置に設定されていることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第１のシフトのシフト方向と、前記第２のシフトのシフト方向と、は反対方向であり、かつ、前記第１のシフトのシフト量と前記第２のシフトのシフト量は略同一量であることを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
【請求項８】
撮像素子を有する撮像装置本体への装着部と、
前記撮像素子の第１の領域に結像領域が来るように配置された第１の撮像光学系と、
前記撮像素子の前記第１の領域とは少なくとも一部は異なる第２の領域に結像領域が来るとともに、光軸が前記第１の撮像光学系の光軸と有限な位置でクロスするように配置された第２の撮像光学系と、
を有することを特徴とする交換レンズ。
【請求項９】
前記第１の撮像光学系と前記第２の撮像光学系は、前記撮像素子の撮像面の垂線に対し、略対称な角度に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の交換レンズ。
【請求項１０】
前記第１の撮像光学系の結像領域と前記第２の撮像光学系の結像領域とが前記撮像素子を略２分割するように、前記第１の撮像光学系と前記第２の撮像光学系が配置されていることを特徴とする請求項８に記載の交換レンズ。
【請求項１１】
撮像素子を有する撮像装置本体への装着部と、
第１の開口絞りを有する第１の撮像光学系と、
第２の開口絞りを有する撮像光学系であって、光軸が前記撮像素子の撮像面に垂直な方向に設定され、前記第２の開口絞りと前記撮像素子との間の少なくとも１つの光学素子の光軸が前記開口絞りの光軸からシフトした位置に設定された第２の撮像光学系と、
を有することを特徴とする交換レンズ。
【請求項１２】
前記第１の撮像光学系は、光軸が前記撮像素子の撮像面に垂直な方向に設定されていることを特徴とする請求項１１に記載の交換レンズ。
【請求項１３】
前記シフトを第２のシフトとしたとき、
前記第１の撮像光学系は、前記第１の開口絞りと前記撮像素子との間の少なくとも１つの光学素子の光軸が前記第１の開口絞りの光軸から第１のシフトをした位置に設定されていることを特徴とする請求項１１に記載の交換レンズ。
【請求項１４】
前記第１のシフトのシフト方向と、前記第２のシフトのシフト方向と、は反対方向であり、かつ、前記第１のシフトのシフト量と前記第２のシフトのシフト量は略同一量であることを特徴とする請求項１３に記載の交換レンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、及び、この撮像装置に用いる交換レンズに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
立体画像を取得する方法として、デジタルカメラ本体の左右水平方向に並設されて、被写体光を同時に入射可能とする２組の撮像光学系と、この２組の撮像光学系のそれぞれに対応して、各撮像光学系により結像されたそれぞれの被写体光を画像信号に変換して出力する２組のＣＣＤと、で構成された撮像装置がある。この撮像装置では、得られた２組の像の差（視差）により、立体画像（３Ｄ画像）を取得・再生する。
【０００３】
３Ｄ撮像方式としては、左右の光学系の光軸を平行にして撮影する平行法と、左右の光学系の光軸が物体面側のクロスポイントで交わる交差法と、が提案されている。また、左右の光学系の光軸が撮像面より後ろ側のクロスポイントで交わる方式も検討されている。
【０００４】
例えば、特許文献１のデジタルカメラ、特許文献２の立体表示方法、及び特許文献３のステレオ映像取得装置においては、平行法によって３Ｄ撮影を行い、１つの撮像素子上に２つの光学系像を左右に分割して撮像するサイドバイサイド方式の撮像方式を用いている。
図７は、平行法を用いた従来のデジタルカメラの概念を示す上面図である。図７に示すデジタルカメラは、２つの光学系５１１、５１２と、１つの撮像素子５２０と、を有する。２つの光学系５１１、５１２のそれぞれの光軸Ｌ５１、Ｌ５２は互いに平行であり、かつ、撮像素子５２０の中心を通る垂線Ｃ５に平行である。撮像素子５２０は、垂線Ｃ５を通る境界線５２３によって左右に分割された２つの領域５２１、５２２を有し、領域５２１において光学系５１１による撮像を行い、領域５２２において光学系５１２による撮像を行う。
【０００５】
また、特許文献４の撮像装置では、交差法によって３Ｄ撮影を行い、２つの光学系と２つの撮像素子を用いて撮影している。
【０００６】
さらにまた、特許文献５の電子カメラにおいては、光軸上に配置された複数のレンズのうちの少なくとも１つを、光軸と直交する左右方向に移動させることで、左右視差画像を取得している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００５−２７７８１７号公報
【特許文献２】特開平１０−１５５１６４号公報
【特許文献３】特許第４４３６４８８号公報
【特許文献４】特開２００８−２２１５０号公報
【特許文献５】特開２０１０−４１３８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、平行法で良好な３Ｄ映像を撮影するには、２つの光学系の間隔を十分に離して視差を確保する必要があるため、装置が大型化してしまう問題があった。
【０００９】
また、交差法で撮影する場合には、独立した撮像素子を２つ用いて撮影する必要があったため、コストアップの問題が生じる。
さらに、特許文献５に記載の電子カメラでは、左右画像を時間をずらして交互に取得するため、良好な３Ｄ映像を得ることが難しかった。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、左右の像を同時に取得して良好な３Ｄ映像を取得することができ、かつ、小型化が可能な撮像装置及び撮像装置に用いる交換レンズ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】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のある側面に係る撮像装置は、撮像素子と、前記撮像素子の第１の領域に結像領域が来るように配置された第１の撮像光学系と、前記撮像素子の前記第１の領域とは少なくとも一部は異なる第２の領域に結像領域が来るとともに、光軸が前記第１の撮像光学系の光軸と有限な位置でクロスするように配置された第２の撮像光学系と、を有することを特徴としている。
【００１２】
本発明の別の側面に係る撮像装置は、撮像素子と、第１の開口絞りを有する第１の撮像光学系と、第２の開口絞りを有する撮像光学系であって、光軸が撮像素子の撮像面に垂直な方向に設定され、第２の開口絞りと撮像素子との間の少なくとも１つの光学素子の光軸が開口絞りの光軸からシフトした位置に設定された第２の撮像光学系と、を有することを特徴としている。
【００１３】
本発明のある側面に係る交換レンズは、撮像素子を有する撮像装置本体への装着部と、撮像素子の第１の領域に結像領域が来るように配置された第１の撮像光学系と、撮像素子の第１の領域とは少なくとも一部は異なる第２の領域に結像領域が来るとともに、光軸が第１の撮像光学系の光軸と有限な位置でクロスするように配置された第２の撮像光学系と、を有することを特徴としている。
【００１４】
本発明の別の側面に係る交換レンズは、撮像素子を有する撮像装置本体への装着部と、第１の開口絞りを有する第１の撮像光学系と、第２の開口絞りを有する撮像光学系であって、光軸が撮像素子の撮像面に垂直な方向に設定され、第２の開口絞りと撮像素子との間の少なくとも１つの光学素子の光軸が開口絞りの光軸からシフトした位置に設定された第２の撮像光学系と、を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る撮像装置及び交換レンズは、左右の像を同時に取得して良好な３Ｄ映像を取得することができ、かつ、小型化が可能である、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態に係るデジタルカメラの概念を示す上面図である。
【図２】第１実施形態に係るデジタルカメラの構成を示すブロック図である。
【図３】第１実施形態に係るデジタルカメラの概念を示す上面図である。
【図４】シャインプルーフの定理を説明するための概念図である。
【図５】第２実施形態に係るデジタルカメラの概念を示す上面図である。
【図６】第３実施形態に係るデジタルカメラの概念を示す上面図である。
【図７】従来のデジタルカメラの概念を示す上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明に係る撮像装置及び交換レンズの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
本発明に係る撮像装置は、２つの撮像光学系と１つの撮像素子で構成される立体映像取得装置であって、並置視点画像の撮影を行う。すなわち、この撮像装置においては、左右に並んだ２つの撮像光学系の像を、１つの撮像素子を左右に分割してなる２つの領域にそれぞれ結像させる。
【００１８】
２つの撮像光学系は、ある側面においては、光軸が撮像素子の撮像面に対して垂直にならないように配置されている。さらに、２つの撮像光学系の光軸は、撮像素子の中心を通る垂線に関して略対称となる角度を持つように傾斜して配置されている。
【００１９】
以上のような構成で、２つの撮像光学系の光軸のクロスポイント（交点）を物体面側に設けるように配置すれば、交差法と同じ効果が得られるとともに、良好な立体感を備えた画像を取得できることから、小型で良好な３Ｄ画像を取得することが可能となる。これに対して、撮像素子より後ろ側にクロスポイントを設定した場合は、奥行き感を強調する効果が得られるとともに、良好な立体感を備えた画像を取得できることから、小型で良好な３Ｄ画像を取得することが可能となる。
ここで、クロスポイントは、物体面側及び撮像素子側のいずれに置く場合においても、撮像レンズから撮像素子までの間を含まない有限位置に設けている。
【００２０】
また、２つの撮像光学系は、別の側面においては、光軸が互いに平行になるように配置されており、さらに、２つの撮像光学系の光軸は、撮像素子の中心を通る垂線に関して略対称になるように配置されている。このように平行法を採用した場合、クロスポイントは無限位置となる。
【００２１】
この構成において、２つの撮像光学系内の絞りと撮像素子の間の少なくとも１つの光学素子をそれぞれシフトさせることによって、像面を傾ける。２つの撮像光学系内の光学素子のシフトは、撮像素子の中心を通る垂線に関して対称になるように、互いに反対方向に、略同一量だけ移動することによって行う。これにより、撮像素子の撮像面を分割した２つの領域において、像面の傾いた画像を同時に取得することが可能となり、良好な３Ｄ画像を、小型の装置で、タイムラグ無く同時に取得できることになる。
【００２２】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るデジタルカメラの概念を示す上面図である。図２は、第１実施形態に係るデジタルカメラの構成を示すブロック図である。図３は、シャインプルーフの定理を説明するための概念図であって、被写体面の傾きを示している。
【００２３】
デジタルカメラ１００（撮像装置）は、第１撮像レンズ１１１及び第２撮像レンズ１１２を有する交換レンズ１６０と、撮像素子１２０を有するカメラボディ１７０と、交換レンズ１６０をカメラボディ１７０に装着する装着部１８０と、を備えている。
【００２４】
交換レンズ１６０において、第１の撮像光学系としての第１撮像レンズ１１１と第２の撮像光学系としての第２撮像レンズ１１２は、複数の光学素子をそれぞれ備える。さらに、交換レンズ１６０は、第１撮像レンズ１１１を駆動するためのレンズ駆動部１３１と、第２撮像レンズ１１２を駆動するためのレンズ駆動部１３２と、を備える。
【００２５】
第１撮像レンズ１１１の光軸Ｌ１１と、第２撮像レンズ１１２の光軸Ｌ１２は、撮像素子１２０の撮像面の中心を通る垂線Ｃ１に関して対称となるように、それぞれ傾斜しており、光軸Ｌ１１の傾斜角度θ１１と光軸Ｌ１２の傾斜角度θ１２は同一角度である。これにより、第１撮像レンズ１１１の光軸Ｌ１１と、第２撮像レンズ１１２の光軸Ｌ１２は、撮像素子１２０の中心を通る垂線Ｃ１上であって物体側のクロスポイントＰ１で交差する。すなわち、第１撮像レンズ１１１と第２撮像レンズ１１２は、光軸Ｌ１１と光軸Ｌ１２が有限な位置で互いにクロスするように配置されている。
【００２６】
撮像装置本体としてのカメラボディ１７０は、撮像素子１２０のほかに、画像処理部１４１、３Ｄフォーマット変換部１４２、出力処理部１４３、記録部１４４、レンズ駆動制御部１４５、システム制御部１５１、及び指示部１５２を備える。
なお、第１実施形態のデジタルカメラ１００は、デジタルカメラやデジタルビデオカメラ、監視カメラ、撮影機能付きの携帯電話など、動画表示や動画撮影の機能を備える各種の機器に広く適用することができる。
【００２７】
撮像素子１２０の撮像面は、垂線Ｃ１を通る境界線１２３によって、第１の領域１２１と第２の領域１２２の左右の領域に２分割されている。第１の領域１２１は、第１撮像レンズ１１１から出射した光による結像領域であり、第２の領域１２２は、第２撮像レンズ１１２から出射した光による結像領域である。撮像素子１２０は、第１の領域１２１及び第２の領域１２２において結像された被写体像をそれぞれ光電変換して電気的な画像信号を生成する。撮像素子１２０は、画素単位やライン単位での画素リセット（電子シャッタ先幕）および画素読み出し（電子シャッタ後幕）を所望のタイミングで順次行うことができる、つまり露光時間を変更可能な、撮像素子となっている。この撮像素子１２０の具体例としては、ＣＭＯＳ撮像素子等のＸＹアドレス型撮像素子を挙げることができるが、勿論、これに限定されるものではない。
また、撮像素子１２０の撮像面の第１の領域と第２の領域は、少なくとも一部が異なっていれば、第１実施形態の第１の領域１２１と第２の領域１２２とは異なる形で設定してもよい。
【００２８】
画像処理部１４１は、撮像素子１２０により撮像されて読み出された画像信号に各種の画像処理を施すものであり、３Ｄフォーマット変換部１４２を含んで構成されている。３Ｄフォーマット変換部１４２は、指示部１５２が３Ｄモードを選択すると、システム制御部１５１によって３Ｄモードに設定される。３Ｄフォーマット変換部１４２は、設定されたモードに対応し、３Ｄフォーマット変換を行う。３Ｄフォーマット変換としては、例えば、ＳＩＤＥ  ＢＹ  ＳＩＤＥ、ＬＩＮＥ  ＢＹ  ＬＩＮＥ、ＡＢＯＶＥ−ＢＥＬＯＷ、ＣＨＥＣＫＥＲＢＯＡＲＤを用いる。
【００２９】
出力処理部１４３は、画像処理部１４１により表示用に処理された画像（３Ｄフォーマット変換された画像を含む）を、ＴＶ等の外部表示装置への画像出力を行う。さらに、このデジタルカメラ１００の操作に係るメニューの表示などを行う表示デバイスへの画像出力処理も行う。
【００３０】
記録部１４４は、画像処理部１４１により記録用に処理された画像データを不揮発に記憶するものであり、例えばメモリカードなどのデジタルカメラ１００の外部に搬出し得るリムーバブルメモリとして構成されている。従って、記録部１４４は、デジタルカメラ１００に固有の構成でなくても構わない。
【００３１】
レンズ駆動制御部１４５は、システム制御部１５１からの指示信号にしたがって、第１撮像レンズ１１１及び第２撮像レンズ１１２を駆動するための制御信号をレンズ駆動部１３１、１３２に対してそれぞれ出力する。このような制御によって、第１の領域１２１に第１撮像レンズ１１１による被写体像が結像されるのとほぼ同時に、第２の領域１２２に第２撮像レンズ１１２による被写体像が結像される。第１の領域１２１と第２の領域１２２にそれぞれ結像された被写体像は、光電変換され、一対の画像として記録部１４４に格納される。
【００３２】
指示部１５２は、このデジタルカメラ１００に対する操作入力を行うためのユーザーインタフェースであり、電源のオン／オフを指示するための電源ボタンや撮影開始を指示するための撮影ボタン、３Ｄモード等を設定するための撮像モード設定ボタン、その他各種の設定ボタンなどを含む。
【００３３】
以上の構成において、第１の領域１２１に結像した第１の画像と、第２の領域１２２に結像した第２の画像と、では２つの撮像レンズ１１１、１１２の間の距離により視差が発生する。さらに、第１の画像は、画像フレームのセンターを中心として、右側（図３の上側）は奥行き方向（図３の左方向）にピントが合い、左側（図３の下側）は手前方向（図３の右方向）にピントが合う（図３の被写体面Ｓ１１）。これに対して、第２の画像は、垂線Ｃ１に関して第１の画像とは対称であって、画像フレームのセンターを中心として、左側は奥行き方向にピントが合い、右側は手前方向にピントが合う（図３の被写体面Ｓ１２）。
【００３４】
被写体面Ｓ１１、Ｓ１２の傾きは、シャインプルーフの定理に基づいている。図４は、シャインプルーフの定理を説明するための概念図である。
撮像面とレンズ主面を平行でない配置にすると物体面は平行ではなくなり、撮像面、レンズ主面、物体面は同一直線上の１点（図４の交点５５）で交わる。
従って、撮像レンズ５０の光軸５１に対して、撮像素子の撮像面６０が垂直な状態では被写体面７０も光軸５１に対して垂直となる。これに対して、図４に例示するように、撮像面６０が９０度以外の角度に傾くと、シャインプルーフの定理により、撮像面６０の傾きに対応するように被写体面７０が煽られて傾斜する。また、撮像面６０の角度を変化させた断面上での像面の高さ方向に光軸５１を中心に逆方向に倍率が変化する。
これらの現象により、視差の有無にかかわらず、奥行き方向にピント位置が合った画像を取得することでき、立体画像を生成することができる。
【００３５】
デジタルカメラ１００においては、再生時に、第１の領域１２１に結像した「右側は奥行き方向にピントが合い、左側は手前方向にピントが合う」映像を右眼画像用とし、第２の領域１２２に結像した「左側は奥行き方向にピントが合い、右側は手前方向にピントが合う」映像を左眼画像用として、再生する。再生は、サイドバイサイド方式対応のディスプレイに対応させることが好ましい。
【００３６】
上述のデジタルカメラ１００の構成においては、第１撮像レンズ１１１の光軸Ｌ１１と第２撮像レンズ１１２の光軸Ｌ１２のクロスポイントＰ１を物体側に設定することができるため、交差法により、飛び出し感と奥行き感の両方を再現することができる。さらに、被写体面Ｓ１１、Ｓ１２が垂線Ｃ１に関して対称的に傾いていることから、画像を同時に取得・再生することで、より立体感が増した画像を取得・再生することが可能となる。
したがって、第１実施形態のデジタルカメラ１００によれば、小型の装置を実現できるとともに、同時に左右の画像を取得し、最良な３Ｄ映像を取得することのできる撮像装置及び交換レンズを得ることができる。
【００３７】
（第２実施形態）
図５は、第２実施形態に係るデジタルカメラの概念を示す上面図である。
第２実施形態に係る撮像装置においては、２つの撮像光学系の光軸が撮像素子２２０よりも後ろ側のクロスポイントＰ２で交差している点が第１実施形態に係る撮像装置と異なる。その他の構成のうち、第１実施形態における交換レンズ１６０内の構成、カメラボディ１７０内の構成、及び装着部１８０は、同様であるため、その図示及び詳細な説明を省略する。
【００３８】
第２実施形態の交換レンズは、第１の撮像光学系としての第１撮像レンズ２１１と第２の撮像光学系としての第２撮像レンズ２１２を備える。第１撮像レンズ２１１及び第２撮像レンズ２１２は、第１実施形態の第１撮像レンズ１１１及び第２撮像レンズ１１２と同様に、複数の光学素子をそれぞれ備える。
第１撮像レンズ２１１の光軸Ｌ２１と、第２撮像レンズ２１２の光軸Ｌ２２は、撮像素子２２０の撮像面の中心を通る垂線Ｃ２に関して対称となるように、それぞれ傾斜しており、光軸Ｌ２１の傾斜角度θ２１と光軸Ｌ２２の傾斜角度θ２２は同一角度である。さらに、第１撮像レンズ２１１の光軸Ｌ２１と、第２撮像レンズ２１２の光軸Ｌ２２は、撮像素子２２０の中心を通る垂線Ｃ２上であって、撮像素子２２０の後ろ側のクロスポイントＰ２で交差する。すなわち、第１撮像レンズ２１１と第２撮像レンズ２１２は、光軸Ｌ２１と光軸Ｌ２２が有限な位置で互いにクロスするように配置されている。
【００３９】
撮像素子２２０は、第１実施形態の撮像素子１２０と同様に、垂線Ｃ２を通る境界線２２３によって、撮像面が第１の領域２２１と第２の領域２２２の左右の領域に２分割されている。第１の領域２２１は、第１撮像レンズ２１１から出射した光による結像領域であり、第２の領域２２２は、第２撮像レンズ２１２から出射した光による結像領域である。撮像素子２２０においては、第１の領域２２１に第１撮像レンズ２１１による被写体像が結像され、これとほぼ同時に、第２の領域２２２に第２撮像レンズ２１２による被写体像が結像される。第１の領域２２１と第２の領域２２２にそれぞれ結像された被写体像は、光電変換され、一対の画像として記録部１４４に格納される。
【００４０】
以上の構成によれば、第１の領域２２１においては、第１の画像として、画像フレームのセンターを中心として、左側（図５の下側）は奥行き方向（図５の左方向）にピントが合い、右側（図５の上側）は手前方向（図５の右側）にピントが合う（図５の被写体面Ｓ２１）。一方、第２の領域２２２においては、第２の画像として、垂線Ｃ２に関して第１の画像とは対称であって、画像フレームのセンターを中心として、右側は奥行き方向にピントが合い、左側は手前方向にピントが合う（図５の被写体面Ｓ２２）。ここで、第１の領域２２１と第２の領域２２２の画像は、第１実施形態の第１の領域１２１と第２の領域１２２の画像と左右像が逆転している。
【００４１】
第２実施形態のデジタルカメラにおいては、再生時に、実施例１と同様に、「右側は奥行き方向にピントが合い、左側は手前方向にピントが合う」映像を右眼画像用とし、「左側は奥行き方向にピントが合い、右側は手前方向にピントが合う」映像を左眼画像用として、再生することが望ましい。このため、３Ｄ映像表示時には、記録時とは左右像を逆転した形、すなわち、第１の領域２２１における画像を左眼用画像とし、第２の領域２２２における画像を右眼用画像として、それぞれ表示させる。
【００４２】
上述のように撮像素子２２０より後ろ側にクロスポイントＰ２を設けたことにより、奥行き感を強調する効果が得られるとともに、良好な立体感の得られる画像を取得できる。したがって、小型で良好な３Ｄ画像を取得することが可能となる。
なお、その他の構成、作用、効果については、第１実施形態と同様である。
【００４３】
（第３実施形態）
図６は、第３実施形態に係るデジタルカメラの概念を示す上面図である。
第３実施形態に係る撮像装置においては、２つの撮像光学系の光軸が互いに平行である点、及び、撮像光学系のうちの少なくとも一つの光学素子をシフトすることによって撮像素子３３０の撮像面を傾ける点が、第１実施形態に係る撮像装置と異なる。
その他の構成のうち、第１実施形態と同様の構成については、その図示及び詳細な説明を省略する。
【００４４】
第３実施形態の交換レンズは、第１の撮像光学系としての第１撮像レンズ３１０と第２の撮像光学系としての第２撮像レンズ３２０を備える。第１撮像レンズ３１０は、複数の光学素子として、物体側から順に配置された、レンズ３１１、３１２と、開口絞り３１３（第１の開口絞り）と、レンズ３１４、３１５とを備える。第２撮像レンズ３２０は、複数の光学素子として、物体側から順に配置された、レンズ３２１、３２２と、開口絞り３２３（第２の開口絞り）と、レンズ３２４、３２５とを備える。
【００４５】
第１撮像レンズ３１０の光軸Ｌ３１と第２撮像レンズ３２０の光軸Ｌ３２は、光学素子をシフトしていない状態では、互いに平行であり、撮像素子３３０の中心を通る垂線Ｃ３に関して対称である。したがって、第１撮像レンズ３１０の光軸Ｌ３１と第２撮像レンズ３２０の光軸Ｌ３２のクロスポイントは無限位置に設定されている。
【００４６】
開口絞り３１３と撮像素子３３０の間に配置された、特定光学素子としてのレンズ３１４は、レンズ駆動制御部１４５からの制御信号にしたがってレンズシフト駆動部３１６が移動することにより、第１撮像レンズ３１０の光軸Ｌ３１に垂直な方向にシフトする。同様に、開口絞り３２３と撮像素子３３０の間に配置された、特定光学素子としてのレンズ３２４は、レンズ駆動制御部１４５からの制御信号にしたがってレンズシフト駆動部３２６が移動することにより、第２撮像レンズ３２０の光軸Ｌ３２に垂直な方向にシフトする。これらのシフト駆動は、例えば、ボイスコイルモーター（ＶＣＭ）、ステッピングモーター、超音波モーターを用いて行うことができる。
【００４７】
ここで、レンズ３１４のシフトを第１のシフトとし、レンズ３２４のシフトを第２のシフトとすると、第１のシフト方向と第２のシフト方向は反対方向であり、第１のシフトの量と第２のシフトの量は同一である。
なお、シフトする光学素子は、開口絞り３１３、３２３と撮像素子３３０との間の光学素子であれば、レンズ３１４、３２４以外の光学素子であってもよいし、レンズ３１４、３２４を含む複数の光学素子であってもよい。
【００４８】
レンズ３１４をシフトすると、その光軸３１４ｃは、第１撮像レンズ３１０の光軸Ｌ３１に平行な位置にシフトする。同様に、レンズ３２４をシフトすると、その光軸３２４ｃは、第２撮像レンズ３２０の光軸Ｌ３２に平行な位置にシフトする。レンズ３１４とレンズ３２４のシフト動作は略同時に行われる。
【００４９】
撮像素子３３０は、垂線Ｃ３を通る境界線３３３によって、撮像面が第１の領域３３１と第２の領域３３２の左右の領域に２分割されている。第１の領域３３１は、第１撮像レンズ３１０から出射した光による結像領域であり、第２の領域３３２は、第２撮像レンズ３２０から出射した光による結像領域である。撮像素子３３０においては、第１の領域３３１に第１撮像レンズ３１０による被写体像が結像され、これとほぼ同時に、第２の領域３３２に第２撮像レンズ３２０による被写体像が結像される。第１の領域３３１と第２の領域３３２にそれぞれ結像された被写体像は、光電変換され、一対の画像として記録部１４４に格納される。
【００５０】
以上の構成において、図６に示すようにレンズ３１４とレンズ３２４を互いに近づく方向にシフトさせた場合、第１の領域３３１に結像した第１の画像と、第２の領域３３２に結像した第２の画像と、では２つの撮像レンズ３１０、３２０の間の距離により視差が発生する。
【００５１】
ここで、第１の画像は、第１実施形態と同様に、画像フレームのセンターを中心として、右側（図６の上側）は奥行き方向（図６の左方向）にピントが合い、左側（図６の下側）は手前方向（図６の右方向）にピントが合う（図６の被写体面Ｓ３１）。このとき、像面Ｓ１３１は、右側が手前方向に、左側が奥行き方向になるように傾斜する。
【００５２】
一方、第２の画像は、垂線Ｃ３に関して第１の画像とは対称であって、画像フレームのセンターを中心として、左側は奥行き方向にピントが合い、右側は手前方向にピントが合う（図６の被写体面Ｓ３２）。なお、図６においては、レンズ３１４とレンズ３２４をシフトさせないときの被写体面Ｓ３０も示している。このとき、像面Ｓ１３２は、右側が奥行き方向に、左側が手前方向になるように傾斜する。
【００５３】
第３実施形態のデジタルカメラにおいては、再生時に、第１の領域３３１に結像した「右側は奥行き方向にピントが合い、左側は手前方向にピントが合う」映像を右眼画像用とし、第２の領域３３２に結像した「左側は奥行き方向にピントが合い、右側は手前方向にピントが合う」映像を左眼画像用として、再生する。
【００５４】
なお、レンズ３１４とレンズ３２４のシフト方向は、上述のように互いに近づく方向が望ましいが、これ以外の方向にシフトさせてもよい。例えば、互いに遠ざかる方向にシフトさせる場合は、被写体面の傾きが図６に示す場合と逆になるため、３Ｄ映像表示時には第１の領域３３１に結像した画像を左眼用画像とし、第２の領域３３２に結像した画像を右眼用画像として、それぞれ表示させる。
なお、その他の構成、作用、効果については、第１実施形態と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
以上のように、本発明に係る撮像装置及び交換レンズは、デジタルカメラにおける立体（３Ｄ）画像取得に有用である。
【符号の説明】
【００５６】
１００    デジタルカメラ（撮像装置）
１１１    第１撮像レンズ（第１の撮像光学系）
１１２    第２撮像レンズ（第２の撮像光学系）
１２０    撮像素子
１２１    第１の領域
１２２    第２の領域
１２３    境界線
１３１、１３２  レンズ駆動部
１４１    画像処理部
１４２    ３Ｄフォーマット変換部
１４３    出力処理部
１４４    記録部
１４５    レンズ駆動制御部
１５１    システム制御部
１５２    指示部
１６０    交換レンズ
１７０    カメラボディ（撮像装置本体）
１８０    装着部
２１１    第１撮像レンズ（第１の撮像光学系）
２１２    第２撮像レンズ（第２の撮像光学系）
２２０    撮像素子
２２１    第１の領域
２２２    第２の領域
２２３    境界線
３１０    第１撮像レンズ（第１の撮像光学系）
３１１、３１２  レンズ
３１３    開口絞り（第１の開口絞り）
３１４、３１５  レンズ
３１６    レンズシフト駆動部
３２０    第２撮像レンズ（第２の撮像光学系）
３２１、３２２  レンズ
３２３    開口絞り（第１の開口絞り）
３２４、３２５  レンズ
３２６    レンズシフト駆動部
３３０    撮像素子
３３１    第１の領域
３３２    第２の領域
３３３    境界線
Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３  垂線
Ｌ１１、Ｌ１２、Ｌ２１、Ｌ２２、Ｌ３１、Ｌ３２  光軸
Ｐ１、Ｐ２  クロスポイント
Ｓ１１、Ｓ１２、Ｓ２１、Ｓ２２、Ｓ３１、Ｓ３２  被写体面
Ｓ１３１、Ｓ１３２  像面
【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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