(57)【要約】      （修正有）【課題】３Dカメラにおいて遠方被写体へのズーム時でも立体感を維持した撮影を可能とする。【解決手段】ズーム倍率の変化に応じ、2つの対物レンズ間隔を自動調整し、被写体の両眼視差が適度に得られるようにすることで、ズーム撮影時遠方にある物体でも立体感を失わずに動画ないし静止画撮影でき、さらに撮影時に手動で絞りを調整して被写界深度を変えることで、周辺部画像の違和感を取り除くことが出来ることを特徴とする３Dカメラ装置。【選択図】図１
2012253472.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ズーム倍率の変化に応じ、2つの対物レンズ間隔を自動調整し、被写体の両眼視差が適度に得られるようにすることで、ズーム撮影時遠方にある物体でも立体感を失わずに動画ないし静止画撮影できることを特徴とする３Dカメラ装置。
【請求項２】
請求項１の構造を持つ３Dカメラで、撮影時に手動で絞りを調整して被写界深度を変えることで、周辺部画像の違和感を取り除くことが出来ることを特徴とする３Dカメラ装置。
【請求項３】
接眼部を2個備え、両目で双眼鏡のように覗きながら、現在撮影している画像を３Dで確認でき、また再生時には同様の方法により、記録した画像データを３Dで見ることができることを特徴とする３Dカメラ装置。
【請求項４】
請求項３の構造を持つ３Dカメラで、接眼部が本体から着脱可能でHMD(ヘッドマウントディスプレイ)の形で使用できる構造を持つことを特徴とする３Dカメラ装置
【請求項５】
請求項４の構造を持つ３DカメラのHMD(ヘッドマウントディスプレイ)において、スイッチないしワンタッチ操作で即座に、スクリーンを透過に切り替え、周囲を目視できるようになるか、あるいはまたHMDスクリーン周辺部において、常時周辺風景を任意の透過度で目視できることを特徴とする３Dカメラ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、３Dカメラのデザインに関する。  
【背景技術】
【０００２】
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【非特許文献】
【０００４】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
市販されている民生用３Dカメラ(ビデオカメラを含む)において、視聴者に立体的印象を与える要素は主に次の2つである。
A.距離に応じた複数レイヤー生成による奥行き感(書き割りを並べたようになるケースを含む)
B.特定物体についての左右両眼像の差異によるその物体の立体視
【０００６】
現状、市販３Dカメラにおいては、2つのレンズ間隔を抑える(人間の目の間隔以下)デザインが主流であり、４，５メートル以下の対象に対してはBによる特定物体の立体視は得られるが、やや遠方のものになるとAの立体感しか得られず、書き割りを並べたような状態となり、子供雑誌の付録のおもちゃとしてはともかく、映像資産としてはあまり価値がないものとなってしまう。
【０００７】
その為、鉄道撮影や野鳥観測、演奏会収録など現在の一般ユーザのカメラ使用フィールドにおいて、まともな３D画像が撮影できるのはごく一部のシチュエーションに限定されてしまう。しかし、民生用であってもこれら様々なシーンで映像を３Dで残したいという要求はあり、それを実現してはじめて３D映像が個人の映像資産として認知され、速やかに市場に広がってゆくことにもなる。
【０００８】
また現在の民生用３Dカメラでは、撮影時の画像確認方法が液晶モニタ主体で、たとえ裸眼立体視モニターでも詳細は確認しづらく、仮にファインダーを付けるにしても1個では３D確認用としては不十分であろう。
【０００９】
本願では、やや遠方の被写体であっても、書き割りではなく要素Bによる対象物体そのものの立体視を可能とし、また撮影時の３D映像確認等の使い勝手を向上させるデザインを提示する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１は、３Dカメラ撮影の遠方撮影時において被写体が平面的になる、いわゆる「書き割り」風になるのを防ぐ為の方法である。
【００１１】
請求項２は、請求項１の方式によるカメラにおいて、ズーム時、周辺部の３D合成が破綻することによる違和感を取り除く為の方法である。
【００１２】
請求項３は、撮影時に、実際視聴する環境により近いレベルで確認でき、特に被写体の立体感をより正確に確認しながら撮影できるようにする為の方法である。
【００１３】
請求項４は、３Dカメラでの撮影時のローアングル、ハイアングルなどカメラ本体と接眼部が固定化されたカメラでは難しい姿勢での撮影を容易にし、また撮影した３D画像をよりよい品位で観賞する容易な手段を提供する為の方法である。
【００１４】
請求項５は、３D撮影時、両眼を３D撮影でふさがれている場合の撮影の安全性を高める為の方法である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の発明によれば、３Dカメラ撮影の遠方撮影時において被写体が平面的になるいわゆる「書き割り」風になるのを防ぐことができる。またズームと連動するため扱いも容易である。運動会や演奏会など実際の家庭用ビデオカメラで要求される１０ｍ〜程度離れたシーンにおいても、書き割りではない被写体自体の立体視が可能な３Dで撮影することが可能となる。これにより撮影した３D画像の映像資産としての価値も高まる。
【００１６】
請求項２の発明によれば、請求項１の方式によるカメラにおいて、ズーム時、周辺部の３D合成が破綻することによる違和感を取り除くことができる。これにより撮影した３D画像の映像資産としての価値も高まる。
【００１７】
請求項３の発明によれば、撮影時に、実際視聴する３Dインフラで見た場合の映像により近いレベルで確認できる。特に被写体の立体感をより正確に確認しながら撮影できるようになる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、３Dカメラでの撮影時のローアングル、ハイアングルなどカメラ本体と接眼部が固定化されたカメラでは難しい姿勢での撮影を容易にする。また、撮影した３D画像をよりよい品位で観賞する容易な手段を提供する。
【００１９】
請求項５の発明によれば、３D撮影時、両眼を３D撮影でふさがれている場合の撮影の安全性を高める手段を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本願３Dカメラの概念図である。
【図２】請求項４の接眼部・分離機構を示した図である。
【図３】請求項１のレンズ間距離の変動を示した図である
【図４】請求項１の撮影原理を示した図である
【図５】請求項１の撮影原理を示した図である
【図６】請求項４の接眼部分分離時のHMD（ヘッドマウントディスプレイ）としての使用図である
【発明を実施するための形態】
【００２１】
特定物体の左右像の差異(両眼視差)による立体像は、肉眼で見た時のその物体の画角と同じ画角で、視聴者に見せることが基本となる(逆に、例えば必要以上に大きく表示した場合、視野いっぱいに表示されているにもかかわらず物体左右の側面がともに見えるという不自然なものになったりする）。以降、それを前提として説明を行う。
【００２２】
図４において、撮影者が現在の距離(位置B)に居ながら、半分の距離(位置A)において肉眼で見たのと同じ大きさで被写体を撮影するケースを考える。
図のように、被写体より、半分の距離(位置A)での瞳位置E1,E2を通る線を延長し、位置Bにおいて交差した点を、カメラのレンズ位置L1,L2とする。更に各レンズでズームを行い、位置Aで肉眼で被写体を見たのと同じ大きさ(角度）で接眼スクリーン上に被写体が写し出されるようにする。これを左右合成することで、あたかも半分の距離(位置A)で見ているような立体像を生成する。
※実際ズーム操作で物体がα倍に拡大された時、肉眼で被写体がそのα倍に見える位置までの距離の逆数倍を人間の瞳間隔に掛けたものをレンズ間距離に設定すればよい(図5)。
ただし筐体サイズやハンドリング、ズーム可変域の設定等の諸事情により、あえて多少このレンズ位置からズラすことも考えられる。
【００２３】
この時、位置BのL1から見る画像は、「方向的には」、半分の距離(位置A)のE1で見たものと同一である（ズームにより大きさも同じにしてある）。ただし、距離1/２で実際に寄った本来の画像ではなく、あくまで遠距離から見たものであり、対象物体の形状も実際に近距離で見たものとは異なる。
また画像周辺部にゆくほど実際に近づいて撮った時の映像との差異が大きく、３D合成時も周辺部にゆくほど違和感が大きいことになる。
【００２４】
映画撮影なら自由がきくので、対象物近くでの３D映像が欲しければ、実際そこまで近づいて撮影すれば良いだけの話であるが、一般ユーザが撮影するシチュエーション、あるいは動物等を被写体とする場合は、実際に近づきたくても被写体に寄れないことが多い。本方式により、擬似的ではあるが、やや遠方のものに対してもズーム時に、(書き割りとは異なる)立体感のある映像を撮影することが可能となる。
【００２５】
画像周辺部の３D合成時の破綻に関しては、被写界深度の調整により対応する(請求項２)。手動で絞りを調整するわけであるが、その際、自動ゲイン調整により、明るさは基本的に維持されることになろう（明るさ調整は別途ダイアルがあっても良い）。またフォーカスもデフォルトでは中心部周辺に自動で合焦を維持されることになる。
【００２６】
請求項３は双眼鏡のように３D表示を両眼形式にしたものである(左右各レンズからの映像が、左接眼部・右接眼部の各々に表示される)。この両眼接眼部により撮影時の３Dを確認し、また３D画像の再生表示を行う。
これにより、液晶パネルなどと比べ、撮影時の３D立体像の確認精度が飛躍的に上がる。
【００２７】
請求項４は、概念的には図２のようなものである。接眼部をHMDとして切り離せるデザインとなっている。
【００２８】
前項のHMD部は、観賞専用ではなく撮影時にも用いるということで、必要な時即座に周囲の状況を目視で確認できることが安全上望ましい。請求項５では、スイッチ一つでHMDスクリーンが透過になり周囲が目視で見渡せるようにする、ないし常時スクリーン周囲に実際の周辺風景を透過表示する。
【００２９】
例えば現時点で、サムソン等からノートPC用の透過型有機ELディスプレイが出ているが、同様の原理を用いて、一瞬でHMDのスクリーンを透過状態にして周囲を見渡せるようにすることが可能である。
透過型有機ELディスプレイにカメラからの映像を表示している際、背後の風景が透けて重なってしまい見ずらい場合は、透過型ディスプレイの外側にもう1枚液晶シャッターのようなもの重ねればよい。内側ディスプレイはカメラからの映像を流し、外側の方は遮断専用にして外部風景をどの程度透過させるかコントロールする。両方が透過状態になった時、周囲を目視可能となる。
【００３０】
HMDの表示スクリーン周辺に常時実際の周辺風景を適度な光度で透過させるのも、液晶シャッターのようなもので可能である。
動き回って撮影する場合は、スクリーンを継続表示したまま、同時に目線をずらせば周辺部も目視できるというこの方式がよいであろう。
【実施例１】
【００３１】
図１
請求項１〜請求項３を備えたデザインである。
撮影時に、２つのレンズ幅が変動するのが不気味だというならば、筺体自体を固定にしてその箱の中で、レンズが移動するようにすればよい（図３）。それでも幅20cmほどの筺体で(人の目の幅を約6.5cmとして)、被写体までの距離で2分の一まで寄った立体視（擬似的だが）が得られるので、かなり実用上意味がある。
【００３２】
図２は請求項４を備えたデザインである。また撮影時のイメージを図６に示す。
本体とのデータリンクは有線でも無線でも良い。ただし、HMD部単独でビデオデッキなど他の機器でも使えるように、完全に切り離せること、かつインターフェース規格はそれら他の機器と統一されていることが望ましい。
また有線、無線問わず、３D映像は本体から複数同時に出力できるとよい(有線とする場合、本体はHMDへの出力端を2個以上備える）。これにより複数人で観賞したり、撮影時に横から指示を与える等行うことも可能となる。
【００３３】
HMDの頭部への固定にはメガネのような耳かけ部ないし、競泳用メガネのようなバンド式が考えられるが、本体とHMD合体使用時も邪魔にならないようにすることを考えると、HMD本体にバンド格納部を持たせ、合体時は巻き込み格納しておき、HMD切り離し時はバンドを引き出して反対側のフックに引っかけて頭部に着用するなどの方式が考えられる。
むろん、無理な姿勢で撮影する必要がないならば、HMDを本体に合体させたままの方が、撮影しながらの周辺目視もし易く、安心感が得られるケースもあろう。常にHMDを切り離して使うのでなく、当然本体に合体させたままでも使用できるようにする。
【００３４】
請求項５に関しては操作スイッチは、本体でもHMD側でも良いが、HMD部を単独で他の機器と使用することを考えると、HMD側に備えたほうがよい。またスイッチによらず撮影者の頭の傾きを検出して、下方を向いたり頭を傾けたりしている間は自動的にスクリーンを透過状態にし周囲を目視できるようにすることも考えられる（まっすぐ前を向いている時だけカメラ映像を出すなど）。
【図１】
2012253472.tif 000003
【図２】
2012253472.tif 000004
【図３】
2012253472.tif 000005
【図４】
2012253472.tif 000006
【図５】
2012253472.tif 000007
【図６】
2012253472.tif 000008