撮像装置及びその制御方法、プログラム、及び記録媒体
【課題】両眼立体視用の画像間の視差が小さくなることを抑えて、適切な立体感を観測者に知覚させる両眼立体視用の画像を出力する。
【解決手段】絞りを通過した光束を受光して、モノラル画像である１つの画像、あるいはステレオ画像である左眼用及び右眼用の画像を撮像して出力する撮像素子とを備える。そして、絞りを通過した光束を左眼用及び右眼用の画像を撮像して出力する場合に、同一の露出量で１つの画像を撮影する場合よりも開放側となるように絞りを制御する。
【解決手段】絞りを通過した光束を受光して、モノラル画像である１つの画像、あるいはステレオ画像である左眼用及び右眼用の画像を撮像して出力する撮像素子とを備える。そして、絞りを通過した光束を左眼用及び右眼用の画像を撮像して出力する場合に、同一の露出量で１つの画像を撮影する場合よりも開放側となるように絞りを制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及びその制御方法、プログラム、及び記録媒体に関し、特に１つの撮像光学系を用いて両眼立体視用の画像を撮影する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、両眼立体視用の画像を撮影可能な、所謂３Ｄカメラと呼ばれる撮像装置が、家庭用としても販売されてきている。両眼立体視用の画像を撮影する方法としては、様々な方法が考案されており、上述した家庭用の３Ｄカメラでは主に、所定の基線長を設けて配置された２つの撮像光学系を備え、それぞれの撮像光学系を用いて左眼用及び右眼用の画像を撮影する方式がとられている。
【０００３】
一方、１つの撮像光学系（単眼）のみを用いて、両眼立体視用の画像を撮影する方式もある。例えば特許文献１には、撮像光学系を通過した光束を、分光ミラーを用いて左眼用及び右眼用の光束に分光し、それぞれの光束を別々の撮像素子に結像することにより、両眼立体視用画像を取得する撮像装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−８１５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述したような両眼立体視用の画像を撮影可能な３Ｄカメラは、両眼立体視用の画像（ステレオ画像）だけでなく、通常の画像（モノラル画像）も撮影可能であることが多い。
【０００６】
通常、モノラル画像を撮影する場合、本撮影前に撮影環境の測光を行って撮影環境の撮影に適した露出量を決定し、当該露出量に基づいてシャッタ速度及び絞り値を決定して本撮影を行う。例えば、晴天下等の輝度が高い撮影環境で撮影を行う場合は十分な光量が確保できるため、シャッタ速度を早くする（露出時間を短くする）、あるいは絞り値を大きくすることにより、撮像素子に結像される光学像の光量を抑えるように制御する。このような露出制御を行うことにより、被写体を白飛びさせることなく適正露出の画像を撮影することができる。
【０００７】
ステレオ画像を撮影する場合も、モノラル画像を撮影する場合と同様に露出制御を行うことが考えられるが、単眼の３Ｄカメラでステレオ画像を撮影する場合は、当該露出制御により以下のような問題が考えられる。
【０００８】
特許文献１に記載の撮像装置のように、１つの撮像光学系を用いて両眼立体視用の画像を撮影する場合、左眼用及び右眼用の撮像素子の各々は、分光ミラーにより分光された、撮像光学系の入射瞳の異なる領域を通過した光束を受光する。例えば図７（ａ）のように、入射瞳の中央を通る垂線で分断した領域の各々を通過する光束が各撮像素子に到達するように分光ミラーを構成する場合、各受光素子に結像する光学像は、図７（ｂ）に示すような矩形領域７０１及び７０２を通過した像となる。このとき、左眼用及び右眼用の画像は、当該矩形領域の重心が各画像の光軸となるため、当該重心間距離（入射瞳の半径ｒ）を基線長として配置された２つの撮像光学系を有する撮像装置で取得された左眼用及び右眼用の画像と等価である。
【０００９】
なお、撮像光学系の入射瞳は絞りの開口に依存して変化するため、露出制御により絞りが小さくなると、得られる左眼用及び右眼用の画像の重心間距離も小さくなる。重心間距離、即ち基線長が小さくなる場合、当該左眼用及び右眼用の画像を両眼立体視可能な表示装置に表示した場合に観測者に与える立体感は弱くなる。
【００１０】
例えば、図８（ａ）に示すように基線長がｒである場合に被写体Ａ及びＢ（被写体Ａと撮像装置との距離＞被写体Ｂと撮像装置との距離）を撮影して得られる左眼用及び右眼用の画像は図８（ｂ）に示すようになる。このとき被写体ＡもＢも、２つの撮像光学系の注視点が存在する面に存在しない場合、図８（ｂ）に示したように画像間のずれ量に応じた視差が生じる。また、図８（ｃ）に示すように基線長がｒよりも小さいｒ’である場合に同じ被写体Ａ及びＢを撮影して得られる左眼用及び右眼用の画像は図８（ｄ）に示すようになる。このとき、基線長が図８（ａ）の場合よりも短いため各被写体について生じる視差は小さくなる。
【００１１】
人間は左眼及び右眼の網膜上に形成される像のずれである視差の大きさによって、立体の飛び出し具合や奥まっている具合を知覚するため、当該視差が小さいほど両眼立体視用の画像の立体感は弱まることになる。即ち、このようにモノラル画像と同様に露出制御を行なってしまうと、得られるステレオ画像が観測者に与える立体感が絞りに依存して弱まってしまう可能性があった。
【００１２】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、両眼立体視用の画像間の視差が小さくなることを抑えて、適切な立体感を観測者に知覚させる両眼立体視用の画像を取得することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前述の目的を達成するために、本発明の撮像装置は、以下の構成を備える。
絞りを通過した光束を受光して１つの画像を撮像して出力する、あるいは絞りを通過した光束を受光して左眼用及び右眼用の画像を撮像して出力する撮像素子と、撮像素子が撮像を行う際の露出量に応じて、少なくとも絞りを制御する制御手段と、を有し、制御手段は、左眼用及び右眼用の画像を撮像する場合に、同一の露出量の条件において１つの画像を撮像する場合よりも開放側となるように絞りを制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
このような構成により本発明によれば、両眼立体視用の画像間の視差が小さくなることを抑えて、適切な立体感を観測者に知覚させる両眼立体視用の画像を取得することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係るデジタルカメラの機能構成を示したブロック図
【図２】本発明の実施形態１に係る撮影処理の一例を示したフローチャート
【図３】本発明の実施形態１に係る、モノラル画像及びステレオ画像の撮影時に用いられる、露出量、絞り値、及びシャッタ速度の関係を示したプログラム線図の例
【図４】本発明の実施形態２及び３、及び変形例に係る、ステレオ画像の撮影時に用いられる露出量、絞り値、及びシャッタ速度の関係を示したプログラム線図の例
【図５】本発明の実施形態２に係る撮影処理の一例を示したフローチャート
【図６】本発明の実施形態３に係る撮影処理の一例を示したフローチャート
【図７】１つの撮像光学系を用いて両眼立体視用の画像を撮影する場合に、左眼用及び右眼用の画像の生成に用いられる光束を説明するための図
【図８】１つの撮像光学系を用いて両眼立体視用の画像を撮影する場合に、絞りによって変化する視差を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（実施形態１）
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する一実施形態は、撮像装置の一例としての、分光ミラーと２つの撮像素子を備え、１つの撮像光学系の入射瞳の異なる領域を通過した光束を分光して両眼立体視用の画像を撮影可能なデジタルカメラに、本発明を適用した例を説明する。しかし、本発明は、１つの撮像光学系を有し、当該撮像光学系の入射瞳の異なる領域を通過した光束を受光して両眼立体視用の画像を撮影可能ことが可能な任意の機器に適用可能である。
【００１７】
また、本明細書において、デジタルカメラ１００が備える各ブロックは参照符号を付して以下に説明するが、例えば撮像素子等、当該参照部号にＬあるいはＲがさらに続く場合は左眼用あるいは右眼用に設けられたブロックを個別に指し示すものとして説明する。また、左眼用及び右眼用の両方を有するブロックについてＬ及びＲを省略して記す際は、特に断りのない限り、左眼用及び右眼用の両方を指し示すものとする。
【００１８】
（デジタルカメラ１００の機能構成）
図１は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラ１００の機能構成を示すブロック図である。
【００１９】
制御部１０１は、例えばＣＰＵであり、デジタルカメラ１００が備える各ブロックの動作を制御する。具体的には制御部１０１は、例えばＲＯＭ１０２に記憶されている後述する撮影処理のプログラムを読み出して、ＲＡＭ１０３に展開して実行することにより、各ブロックの動作を制御する。
【００２０】
ＲＯＭ１０２は、例えば書き換え可能な不揮発性メモリであり、撮影処理のプログラムに加え、デジタルカメラ１００が備える各ブロックの動作において必要なパラメータ、あるいはユーザにより設定されたデジタルカメラ１００の設定値等が記憶される。なお、本実施形態では、両眼立体視用の画像を撮影するか否かの判断に用いられる、デジタルカメラ１００に設定されている撮影モードの情報が、当該ＲＯＭ１０２に記憶されているものとする。またＲＯＭ１０２には、撮影時に決定された露出量Ｅｖに対して設定される、絞り値Ａｖとシャッタ速度Ｔｖとの組み合わせを示したプログラム線図が予め記憶されているものとする。
【００２１】
ＲＡＭ１０３は、例えば揮発性メモリであり、撮影処理のプログラムの展開領域としてだけでなく、デジタルカメラ１００が備える各ブロックの動作において出力された中間データ等の一時的な記憶領域として用いられる。
【００２２】
撮像光学系１２０は、少なくとも撮像レンズ１０４及び絞り１０７を含んでいて、本実施形態では、撮像光学系１２０にメカシャッタ１０６も含む構成を説明する。なお、撮像光学系１２０は、デジタルカメラ１００に内蔵されていなくてもよく、デジタルカメラ１００に着脱可能なものであってもよい。撮像レンズ１０４は、例えば対物レンズ、合焦レンズ等で構成されるレンズ群であり、撮像素子１１０に光学像を結像するようにレンズ駆動部１０５により駆動される。またメカシャッタ１０６は、撮像レンズ１０４を通過した光束の光路を物理的に遮断する光学部材であり、シャッタ・絞り駆動部１０８により、設定されたシャッタ速度で規定される露出時間だけ光束を通過させるように駆動される。絞り１０７は、例えばアイリス絞り等の機械的な光学部材であり、シャッタ・絞り駆動部１０８によって開口が変化させられることにより、当該光学部材を通過する光束の量を物理的に制限する。
【００２３】
分光ミラー１０９は、撮像光学系１２０の入射瞳を通過した光束を図７に示すように水平方向に２分して、各光束を撮像素子１１０Ｌ及びＲに結像するように構成されたミラー群である。
【００２４】
撮像素子１１０は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の光学素子であり、撮像光学系１２０及び分光ミラー１０９によって撮像素子面に結像された光学像を光電変換して、後述するＣＤＳ・Ａ／Ｄ変換部１１２にアナログ画像信号を出力する。撮像素子１１０は、制御部１０１の制御を受けてＴＧ１１１が発生する駆動パルスに応じて、光電変換及び得られたアナログ画像信号の出力を行う。
【００２５】
なお、本実施形態では、通常のモノラル画像の撮影を行う場合は、撮像素子１１０ＬまたはＲのいずれかにより撮像されたアナログ画像信号を用いるものとして説明するが、他の方法であってもよい。また、ステレオ画像の撮影は、分光ミラー１０９を使用せずに、１つの画素内に左眼用及び右眼用の２つの受光素子を有し、画素ごとに設けられたマイクロレンズにより入射瞳の異なる領域を通過した光束を各受光素子が受光する構成の撮像素子を用いても実現できる。
【００２６】
ＣＤＳ・Ａ／Ｄ変換部１１２は、入力されたアナログ画像信号に対して、例えば相関二重サンプリング、ゲイン調整、Ａ／Ｄ変換等の処理を実行する信号処理回路であり、得られた画像データを画像処理部１１３に出力する。
【００２７】
画像処理部１１３は、入力された画像データに対して、例えばノイズ低減処理、シェーディング処理、ホワイトバランス調整処理等の各種の補正処理、及び予め定められた記録形式への符号化処理等を行う。
【００２８】
操作入力部１１４は、例えば電源ボタンやレリーズボタン等の、デジタルカメラ１００が備えるユーザインタフェースであり、ユーザによりなされた操作を解析し、当該操作に対応する制御信号を制御部１０１に伝送する。
【００２９】
表示部１１５は、例えば小型ＬＣＤ等のデジタルカメラ１００が備える表示装置であり、本撮影により得られた画像データや、後述する記録媒体２００より読み出された画像データが表示される。また表示部１１５は、撮像素子１１０より連続的に出力されたアナログ画像信号を随時表示することにより、電子ビューファインダとして機能する。なお、本実施形態においてデジタルカメラ１００は、両眼立体視用の画像を撮影可能であるため、表示部１１５はユーザが裸眼立体視可能なように構成された表示装置であってもよい。
【００３０】
記録媒体２００は、例えばデジタルカメラ１００が備える内蔵メモリや、メモリカードやＨＤＤ等のデジタルカメラ１００に着脱可能に接続される記録装置である。記録媒体２００には、後述する撮影処理により得られた両眼立体視用の画像データが、画像処理部１１３により所定の記録形式の画像ファイルに変換されて記録される。
【００３１】
（撮影処理）
このような構成をもつ本実施形態のデジタルカメラ１００の撮影処理について、図２のフローチャートを用いて具体的な処理を説明する。当該フローチャートに対応する処理は、制御部１０１が、例えばＲＯＭ１０２に記憶されている対応する処理プログラムを読み出し、ＲＡＭ１０３に展開して実行することにより実現することができる。なお、当該撮影処理は、例えばユーザにより不図示のレリーズボタンが半押し状態にされ、撮影準備動作を開始するＳＷ１信号を制御部１０１が操作入力部１１４より受信した際に開始されるものとして説明する。
【００３２】
Ｓ２０１で、制御部１０１は、例えば撮像素子１１０Ｒにより撮像されてＲＡＭ１０３に格納された画像データを用いてＴＴＬ方式の測光を行い、現在の撮影環境に適した露出量（Ｅｖ値）を決定する。そして制御部１０１はＳ２０２で、ユーザによりレリーズボタンが全押し状態にされることにより操作入力部１１４より出力される、本撮影指示に対応するＳＷ２信号を受信したか否かを判断する。制御部１０１は、ＳＷ２信号を受信したと判断した場合は処理をＳ２０３に移し、受信していないと判断した場合は処理をＳ２０１に戻す。なお、特に撮影処理のフローチャートに示さないが、ユーザがレリーズボタンの操作を解除することにより、制御部１０１が操作入力部１１４よりＳＷ１信号を受信しなくなった場合は、制御部１０１は当該撮影処理を終了するものとする。
【００３３】
Ｓ２０３で、制御部１０１は、現在設定されているデジタルカメラ１００の撮影モードが、両眼立体視用の画像を撮影するモードであるか否かを判断する。具体的には制御部１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶されている撮影モードの情報を読み出し、両眼立体視用の画像を撮影する撮影モードが設定されているか否かを判断する。制御部１０１は、現在設定されているデジタルカメラ１００の撮影モードが、両眼立体視用の画像を撮影するモードであると判断した場合は処理をＳ２０６に移し、それ以外のモードであると判断した場合は処理をＳ２０４に移す。
【００３４】
Ｓ２０４で、制御部１０１は、通常のモノラル画像の撮影に関連付けられた、露出量と絞り値、及びシャッタ速度の関係を示すプログラム線図をＲＯＭ１０２より読み出し、Ｓ２０１で決定した露出量に対応する絞り値とシャッタ速度の組み合わせを取得する。
【００３５】
通常の撮影に関連付けられたプログラム線図は、例えば図３（ａ）のようになる。通常の撮影では、露出量が低い範囲（Ｅｖ３〜５）、即ち撮影環境の輝度が低い場合は、被写体の光量を確保するために、絞り値は開放側のＡｖ３、シャッタ速度は低速側のＴｖ０〜Ｔｖ２が設定されている。また露出量が高い範囲（Ｅｖ１２〜１６）、即ち撮影環境の輝度が高い場合は、被写体が白飛びしないように、絞り値は小絞り側のＡｖ７（小絞り）、シャッタ速度は高速側のＴｖ５〜Ｔｖ９が設定されている。即ち、図示されるように、通常の撮影の場合、撮影環境の輝度が高くなるにつれて、段階的に絞り値が小絞り側になるように設定されている。
【００３６】
Ｓ２０５で、制御部１０１は、Ｓ２０４でプログラム線図より取得された絞り値とシャッタ速度の組み合わせを用いて、本撮影動作を実行し、得られた画像データを画像処理部１１３において所定の記録形式に変換して記録媒体２００に記録して処理を完了する。
【００３７】
一方、現在設定されているデジタルカメラ１００の撮影モードが両眼立体視用の画像を撮影するモードであった場合は、制御部１０１は以下のように処理する。Ｓ２０６で、制御部１０１は、両眼立体視用の撮影に関連付けられた、露出量と絞り値、及びシャッタ速度の関係を示すプログラム線図をＲＯＭ１０２より読み出し、Ｓ２０１で決定した露出量に対応する絞り値とシャッタ速度の組み合わせを取得する。
【００３８】
上述したように、両眼立体視用の画像の撮影時には、絞り値が小さくなるほど得られる左眼用及び右眼用の画像間における同一の被写体についての像のずれが小さくなり、観測者に知覚される立体感が小さくなってしまう。このため、本実施形態では両眼立体視用の撮影に関連付けられたプログラム線図は、例えば図３（ｂ）のように設定する。両眼立体視用の画像の撮影時は、同一の露出量の条件で通常の撮影を行う場合に比べてシャッタ速度を高速に設定し、絞り値がより開放側となるように設定する。このようにすることで、可能な限り広い範囲の露出量に対して、同一の露出量の条件においてモノラル画像を撮影する際に比べて開放側となるように絞りを制御することができるため、立体感を損なわない両眼立体視用の画像を取得することができる。
【００３９】
Ｓ２０７で、制御部１０１は、Ｓ２０６でプログラム線図より取得された絞り値とシャッタ速度の組み合わせを用いて、本撮影動作を実行し、得られた左眼用及び右眼用の画像データを画像処理部１１３において所定の記録形式に変換して記録媒体２００に記録して処理を完了する。
【００４０】
以上説明したように、本発明の撮像装置は、両眼立体視用の画像間の視差が小さくなることを抑えて、適切な立体感を観測者に知覚させる両眼立体視用の画像を取得することができる。具体的には撮像装置は、１つの撮像光学系と、当該１つの撮像光学系を通過した光束を受光して、モノラル画像である１つの画像、あるいはステレオ画像である左眼用及び右眼用の画像を撮像して出力する撮像素子とを備える。そして、１つの撮像光学系を通過した光束を左眼用及び右眼用の画像を撮像して出力する場合に、同一の露出量で１つの画像を撮影する場合よりも開放側となるように絞りを制御する。
【００４１】
（変形例）
上述した実施形態１では、シャッタ速度を高速に設定可能な範囲で、同一の露出量の条件でモノラル画像の撮影を行う場合に比べて、絞りが開放側となるように設定する方法について説明した。本変形例ではさらに、絞りの開口を変化させたり、シャッタ速度を速くしたりすることなく、撮像素子１１０で受光する光束を減光するＮＤフィルタを用いて光量を制御する場合について説明する。
【００４２】
本変形例のデジタルカメラ１００は、撮像素子１１０が受光する光束を減らすための、適用の有無を制御可能な不図示の内蔵ＮＤフィルタを撮像光学系１２０に有するものとする。当該内蔵ＮＤフィルタは、露出量が例えばＥｖ１３〜１５の範囲で当該フィルタを適用するように設定され、光量を制御するものとする。
【００４３】
図４（ａ）は、本変形例において、両眼立体視用の画像の撮影時の絞り値及びシャッタ速度の決定に用いられるプログラム線図である。図からもわかるように、Ｅｖ１２〜１６の範囲を除いて、本プログラム線図は実施形態１の両眼立体視用の画像の撮影時に用いられるプログラム線図と同じ組み合わせを示している。
【００４４】
現在設定されているデジタルカメラ１００の撮影モードが両眼立体視用の画像を撮影するモードである場合、制御部１０１は、現在の撮影環境に適した露出量を決定した後、例えば以下のように処理すればよい。制御部１０１は、決定した露出量が予めＮＤフィルタを適用して撮影を行う露出量の範囲（Ｅｖ１２〜１６）に含まれる場合、本撮影時の絞り値及びシャッタ速度の組み合わせを、プログラム線図のうちＥｖ１２についての組み合わせに設定する。そして制御部１０１は、内蔵ＮＤフィルタを適用するように撮像光学系１２０の所定の駆動系を駆動させ、撮影を行う。
【００４５】
このようにすることで、上述の実施形態と同様に、両眼立体視用の画像を撮影する場合に、同一の露出量の条件においてモノラル画像を撮影する際に比べて開放側となるように絞りを制御することができる。即ち、シャッタ速度を高速に設定可能な範囲よりも広い露出量の範囲において、立体感を損なわない両眼立体視用の画像を取得することができる。
【００４６】
（実施形態２）
上述した実施形態１及び変形例では、両眼立体視用の画像を撮影する場合に、撮影環境に応じて決定した露出量に基づいて、同一の露出量の条件においてモノラル画像を撮影する際に比べて開放側となるように絞りを制御して撮影を行うものとして説明した。しかしながら、両眼立体視用の画像間における、同一の被写体についての像のずれは、上述したように被写体の距離に応じて変化する。即ち、必ずしもより開放側の絞りを用いて撮影を行って得られる両眼立体視用の画像が、観測者に適切な立体感を知覚させるとは限らない。つまり、被写体のデジタルカメラ１００の距離が近いほど、立体視可能に表示した場合に当該被写体がより飛び出しているように知覚することができるが、両眼立体視用の画像間における像のずれが大きいため、視聴に際して観測者に疲労感を与えてしまう可能性がある。本実施形態では、撮影環境に含まれる被写体とデジタルカメラ１００との距離の情報に基づいて、両眼立体視用の画像を撮影する際のプログラム線図を異ならせて、適切な立体感を観測者に知覚させる両眼立体視用の画像を取得する例について説明する。
【００４７】
（撮影処理）
上述の実施形態１と同様の構成をもつ本実施形態のデジタルカメラ１００の撮影処理について、図５のフローチャートを用いて具体的な処理を説明する。当該フローチャートに対応する処理は、制御部１０１が、例えばＲＯＭ１０２に記憶されている対応する処理プログラムを読み出し、ＲＡＭ１０３に展開して実行することにより実現することができる。なお、当該撮影処理は、例えばユーザにより不図示のレリーズボタンが半押し状態にされ、撮影準備動作を開始するＳＷ１信号を制御部１０１が操作入力部１１４より受信した際に開始されるものとして説明する。また、本実施形態の撮影処理の各ステップで行われる処理のうち、実施形態１の撮影処理と同様の処理を行うステップについては、同一の参照符号を付すことにより説明を省略し、本実施形態に特徴的な処理を行うステップの説明に留める。
【００４８】
Ｓ５０１で、制御部１０１は、位相差検出方式のＡＦ動作を行って、被写体に合焦するように撮像光学系１２０を制御するとともに、ＡＦ動作により得られた被写体とデジタルカメラ１００との距離Ｄに関する情報を取得する。なお、本実施形態では被写体とデジタルカメラ１００との距離を、ＡＦ動作の結果として取得するものとして説明するが、他の方法により被写体とデジタルカメラ１００との距離を計測してもよいことは容易に理解されよう。
【００４９】
Ｓ２０３で現在設定されているデジタルカメラ１００の撮影モードが両眼立体視用の画像を撮影するモードであった場合は、制御部１０１はＳ５０２で、被写体とデジタルカメラ１００との距離Ｄが予め定められた閾値ＤＴよりも大きいか否かを判断する。具体的には制御部１０１は、例えばＲＯＭ１０２に記憶されている閾値ＤＴの情報を読み出し、Ｓ５０１で得られた情報に基づく被写体とデジタルカメラ１００との距離Ｄと比較を行う。制御部１０１は、被写体とデジタルカメラ１００との距離Ｄが、閾値ＤＴより大きいと判断した場合は処理をＳ５０３に移し、閾値ＤＴ以下であると判断した場合は処理をＳ５０４に移す。
【００５０】
Ｓ５０３で、制御部１０１は、両眼立体視用の撮影に関連付けられたプログラム線図のうち、遠距離被写体用のプログラム線図をＲＯＭ１０２より読み出し、Ｓ２０１で決定した露出量に対応する絞り値とシャッタ速度の組み合わせを取得する。なお、本実施形態では遠距離被写体用のプログラム線図は、実施形態１の両眼立体視用の撮影に関連付けられたプログラム線図と同一であるものとする。
【００５１】
一方、被写体とデジタルカメラ１００との距離Ｄが閾値ＤＴ以下である場合、制御部１０１は以下のようにする。Ｓ５０４で、制御部１０１は、両眼立体視用の撮影に関連付けられたプログラム線図のうち、近距離被写体用のプログラム線図をＲＯＭ１０２より読み出し、Ｓ２０１で決定した露出量に対応する絞り値とシャッタ速度の組み合わせを取得する。なお、近距離被写体用のプログラム線図は、例えば図４（ｂ）のようになり、遠距離被写体用のプログラム線図（図３（ｂ））に比べて、小絞り側の絞りが設定されることになる。また、近距離被写体用のプログラム線図は、例えばＥｖ１０〜１５等の露出量が比較的高い範囲において、通常のモノラル画像の撮影時に比べて開放側の絞りが設定されることがわかる。
【００５２】
なお、本実施形態では、閾値を設定し、被写体とデジタルカメラ１００との距離に応じて２種類のプログラム線図から適したプログラム線図を選択して、絞り値とシャッタ速度の組み合わせを決定するものとして説明したが、本発明の実施はこれに限らない。即ち、本発明は、被写体とデジタルカメラ１００の距離が大きいほど絞りが開放側に、反対に当該距離が小さいほど絞りが小絞り側となるように制御すればよく、例えば３以上のプログラム線図を設けてもよい。また、被写体とデジタルカメラ１００の距離及び露出量を変数とする関数を予め設定し、当該関数により絞り値を決定するように構成してもよい。
【００５３】
（実施形態３）
上述した実施形態１及び２、及び変形例では、静止画撮影時の絞りの制御について説明したが、本実施形態では左眼用及び右眼用の画像を連続的に撮像して両眼立体視用の動画撮影を行う場合の絞りの開口制御について説明する。
【００５４】
通常、静止画撮影時は撮像光学系１２０内のメカシャッタ１０６を使用して、遮光により光量制御して撮影を行うが、動画撮影時はメカシャッタ１０６を使用せず、撮像素子１１０を電気的にオンオフ制御する所謂電子シャッタが用いられる。即ち、電子シャッタを用いる場合、メカシャッタ１０６を用いるよりもシャッタ速度を高速にすることが可能であり、静止画撮影時よりもさらに広い露出量の範囲で開放側の絞りで撮影を行えるようにすることができる。
【００５５】
（撮影処理）
上述の実施形態１と同様の構成をもつ本実施形態のデジタルカメラ１００の撮影処理について、図６のフローチャートを用いて具体的な処理を説明する。当該フローチャートに対応する処理は、制御部１０１が、例えばＲＯＭ１０２に記憶されている対応する処理プログラムを読み出し、ＲＡＭ１０３に展開して実行することにより実現することができる。なお、当該撮影処理は、例えばユーザにより不図示のレリーズボタンが半押し状態にされ、撮影準備動作を開始するＳＷ１信号を制御部１０１が操作入力部１１４より受信した際に開始されるものとして説明する。また、本実施形態の撮影処理の各ステップで行われる処理のうち、実施形態１の撮影処理と同様の処理を行うステップについては、同一の参照符号を付すことにより説明を省略し、本実施形態に特徴的な処理を行うステップの説明に留める。
【００５６】
Ｓ６０１で、制御部１０１は、現在設定されているデジタルカメラ１００の撮影モードが、両眼立体視用の動画像を撮影するモードであるか否かを判断する。具体的には、制御部１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶されている撮影モードの情報を読み出し、両眼立体視用の動画像を撮影する撮影モードが設定されているか否かを判断する。制御部１０１は、現在設定されているデジタルカメラ１００の撮影モードが、両眼立体視用の動画像を撮影するモードであると判断した場合は処理をＳ６０２に移し、それ以外のモードであると判断した場合は処理をＳ２０３に移す。
【００５７】
Ｓ６０２で、制御部１０１は、両眼立体視用の動画撮影に関連付けられた、露出量と絞り値、及びシャッタ速度の関係を示すプログラム線図をＲＯＭ１０２より読み出し、Ｓ２０１で決定した露出量に対応する絞り値とシャッタ速度の組み合わせを取得する。両眼立体視用の動画撮影に関連付けられたプログラム線図は、例えば図４（ｃ）のようになり、静止画撮影時に比べて、高速なシャッタ速度（Ｔｖ１０〜１３）を設定することができる。このため、左眼用及び右眼用の静止画像を撮影する場合よりも、さらに高い露出量の範囲（Ｅｖ１２〜１６）においても、開放側の絞りを設定することができる。
【００５８】
なお、本実施形態では説明を省略しているが、両眼立体視用の動画像を撮影するモードだけでなく通常のモノラル動画像を撮影するモードを有する構成であってもよい。そのような構成においては、静止画撮影時と同様に、両眼立体視用の動画像を撮影する場合に、同一の露出量で１つの動画像を撮影する場合よりも開放側となるように絞りを制御すればよい。
【００５９】
Ｓ６０３で、制御部１０１は、Ｓ６０２で取得した絞り値とシャッタ速度の組み合わせで動画撮影の１フレームに係る撮像を撮像素子１１０に実行させ、得られた左眼用及び右眼用の画像データを画像処理部１１３に所定形式に変換させ、記録媒体２００に記録する。また制御部１０１はＳ６０４で、動画撮影指示であるＳＷ２信号を操作入力部１１４より受信しているかを判断し、受信していると判断した場合は処理をＳ６０３に戻し、次のフレームに係る撮像、及び当該フレームの左眼用及び右眼用の画像の記録を行う。またＳＷ２信号を受信していないと判断した場合は、制御部１０１は記録媒体２００に記録した動画像のフレーム群について所定の処理を行なって１つの動画ファイルに変換した後、処理を完了する。
【００６０】
なお、実施形態１乃至３及び変形例を用いて、本発明の例示的な実施について説明したが、それぞれの実施形態及び変形例で説明した絞り制御は、組み合わせて行なってもよいことは容易に理解されよう。例えば、内蔵ＮＤフィルタを有する撮像光学系１２０を用いて、両眼立体視用の動画像の撮影を行う場合は、開放側の絞りを設定可能な露出量の範囲は、図４（ｃ）に示した範囲よりもさらに拡張することができる。また、動画撮影時に被写体とデジタルカメラ１００との距離が変化する場合は、図４（ｂ）と（ｃ）に示したプログラム線図を組み合わせたプログラム線図を用いて絞りの制御を行なってもよい。
【００６１】
［その他の実施形態］
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置及びその制御方法、プログラム、及び記録媒体に関し、特に１つの撮像光学系を用いて両眼立体視用の画像を撮影する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、両眼立体視用の画像を撮影可能な、所謂３Ｄカメラと呼ばれる撮像装置が、家庭用としても販売されてきている。両眼立体視用の画像を撮影する方法としては、様々な方法が考案されており、上述した家庭用の３Ｄカメラでは主に、所定の基線長を設けて配置された２つの撮像光学系を備え、それぞれの撮像光学系を用いて左眼用及び右眼用の画像を撮影する方式がとられている。
【０００３】
一方、１つの撮像光学系（単眼）のみを用いて、両眼立体視用の画像を撮影する方式もある。例えば特許文献１には、撮像光学系を通過した光束を、分光ミラーを用いて左眼用及び右眼用の光束に分光し、それぞれの光束を別々の撮像素子に結像することにより、両眼立体視用画像を取得する撮像装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−８１５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述したような両眼立体視用の画像を撮影可能な３Ｄカメラは、両眼立体視用の画像（ステレオ画像）だけでなく、通常の画像（モノラル画像）も撮影可能であることが多い。
【０００６】
通常、モノラル画像を撮影する場合、本撮影前に撮影環境の測光を行って撮影環境の撮影に適した露出量を決定し、当該露出量に基づいてシャッタ速度及び絞り値を決定して本撮影を行う。例えば、晴天下等の輝度が高い撮影環境で撮影を行う場合は十分な光量が確保できるため、シャッタ速度を早くする（露出時間を短くする）、あるいは絞り値を大きくすることにより、撮像素子に結像される光学像の光量を抑えるように制御する。このような露出制御を行うことにより、被写体を白飛びさせることなく適正露出の画像を撮影することができる。
【０００７】
ステレオ画像を撮影する場合も、モノラル画像を撮影する場合と同様に露出制御を行うことが考えられるが、単眼の３Ｄカメラでステレオ画像を撮影する場合は、当該露出制御により以下のような問題が考えられる。
【０００８】
特許文献１に記載の撮像装置のように、１つの撮像光学系を用いて両眼立体視用の画像を撮影する場合、左眼用及び右眼用の撮像素子の各々は、分光ミラーにより分光された、撮像光学系の入射瞳の異なる領域を通過した光束を受光する。例えば図７（ａ）のように、入射瞳の中央を通る垂線で分断した領域の各々を通過する光束が各撮像素子に到達するように分光ミラーを構成する場合、各受光素子に結像する光学像は、図７（ｂ）に示すような矩形領域７０１及び７０２を通過した像となる。このとき、左眼用及び右眼用の画像は、当該矩形領域の重心が各画像の光軸となるため、当該重心間距離（入射瞳の半径ｒ）を基線長として配置された２つの撮像光学系を有する撮像装置で取得された左眼用及び右眼用の画像と等価である。
【０００９】
なお、撮像光学系の入射瞳は絞りの開口に依存して変化するため、露出制御により絞りが小さくなると、得られる左眼用及び右眼用の画像の重心間距離も小さくなる。重心間距離、即ち基線長が小さくなる場合、当該左眼用及び右眼用の画像を両眼立体視可能な表示装置に表示した場合に観測者に与える立体感は弱くなる。
【００１０】
例えば、図８（ａ）に示すように基線長がｒである場合に被写体Ａ及びＢ（被写体Ａと撮像装置との距離＞被写体Ｂと撮像装置との距離）を撮影して得られる左眼用及び右眼用の画像は図８（ｂ）に示すようになる。このとき被写体ＡもＢも、２つの撮像光学系の注視点が存在する面に存在しない場合、図８（ｂ）に示したように画像間のずれ量に応じた視差が生じる。また、図８（ｃ）に示すように基線長がｒよりも小さいｒ’である場合に同じ被写体Ａ及びＢを撮影して得られる左眼用及び右眼用の画像は図８（ｄ）に示すようになる。このとき、基線長が図８（ａ）の場合よりも短いため各被写体について生じる視差は小さくなる。
【００１１】
人間は左眼及び右眼の網膜上に形成される像のずれである視差の大きさによって、立体の飛び出し具合や奥まっている具合を知覚するため、当該視差が小さいほど両眼立体視用の画像の立体感は弱まることになる。即ち、このようにモノラル画像と同様に露出制御を行なってしまうと、得られるステレオ画像が観測者に与える立体感が絞りに依存して弱まってしまう可能性があった。
【００１２】
本発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものであり、両眼立体視用の画像間の視差が小さくなることを抑えて、適切な立体感を観測者に知覚させる両眼立体視用の画像を取得することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前述の目的を達成するために、本発明の撮像装置は、以下の構成を備える。
絞りを通過した光束を受光して１つの画像を撮像して出力する、あるいは絞りを通過した光束を受光して左眼用及び右眼用の画像を撮像して出力する撮像素子と、撮像素子が撮像を行う際の露出量に応じて、少なくとも絞りを制御する制御手段と、を有し、制御手段は、左眼用及び右眼用の画像を撮像する場合に、同一の露出量の条件において１つの画像を撮像する場合よりも開放側となるように絞りを制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
このような構成により本発明によれば、両眼立体視用の画像間の視差が小さくなることを抑えて、適切な立体感を観測者に知覚させる両眼立体視用の画像を取得することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施形態に係るデジタルカメラの機能構成を示したブロック図
【図２】本発明の実施形態１に係る撮影処理の一例を示したフローチャート
【図３】本発明の実施形態１に係る、モノラル画像及びステレオ画像の撮影時に用いられる、露出量、絞り値、及びシャッタ速度の関係を示したプログラム線図の例
【図４】本発明の実施形態２及び３、及び変形例に係る、ステレオ画像の撮影時に用いられる露出量、絞り値、及びシャッタ速度の関係を示したプログラム線図の例
【図５】本発明の実施形態２に係る撮影処理の一例を示したフローチャート
【図６】本発明の実施形態３に係る撮影処理の一例を示したフローチャート
【図７】１つの撮像光学系を用いて両眼立体視用の画像を撮影する場合に、左眼用及び右眼用の画像の生成に用いられる光束を説明するための図
【図８】１つの撮像光学系を用いて両眼立体視用の画像を撮影する場合に、絞りによって変化する視差を説明するための図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
（実施形態１）
以下、本発明の例示的な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、以下に説明する一実施形態は、撮像装置の一例としての、分光ミラーと２つの撮像素子を備え、１つの撮像光学系の入射瞳の異なる領域を通過した光束を分光して両眼立体視用の画像を撮影可能なデジタルカメラに、本発明を適用した例を説明する。しかし、本発明は、１つの撮像光学系を有し、当該撮像光学系の入射瞳の異なる領域を通過した光束を受光して両眼立体視用の画像を撮影可能ことが可能な任意の機器に適用可能である。
【００１７】
また、本明細書において、デジタルカメラ１００が備える各ブロックは参照符号を付して以下に説明するが、例えば撮像素子等、当該参照部号にＬあるいはＲがさらに続く場合は左眼用あるいは右眼用に設けられたブロックを個別に指し示すものとして説明する。また、左眼用及び右眼用の両方を有するブロックについてＬ及びＲを省略して記す際は、特に断りのない限り、左眼用及び右眼用の両方を指し示すものとする。
【００１８】
（デジタルカメラ１００の機能構成）
図１は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラ１００の機能構成を示すブロック図である。
【００１９】
制御部１０１は、例えばＣＰＵであり、デジタルカメラ１００が備える各ブロックの動作を制御する。具体的には制御部１０１は、例えばＲＯＭ１０２に記憶されている後述する撮影処理のプログラムを読み出して、ＲＡＭ１０３に展開して実行することにより、各ブロックの動作を制御する。
【００２０】
ＲＯＭ１０２は、例えば書き換え可能な不揮発性メモリであり、撮影処理のプログラムに加え、デジタルカメラ１００が備える各ブロックの動作において必要なパラメータ、あるいはユーザにより設定されたデジタルカメラ１００の設定値等が記憶される。なお、本実施形態では、両眼立体視用の画像を撮影するか否かの判断に用いられる、デジタルカメラ１００に設定されている撮影モードの情報が、当該ＲＯＭ１０２に記憶されているものとする。またＲＯＭ１０２には、撮影時に決定された露出量Ｅｖに対して設定される、絞り値Ａｖとシャッタ速度Ｔｖとの組み合わせを示したプログラム線図が予め記憶されているものとする。
【００２１】
ＲＡＭ１０３は、例えば揮発性メモリであり、撮影処理のプログラムの展開領域としてだけでなく、デジタルカメラ１００が備える各ブロックの動作において出力された中間データ等の一時的な記憶領域として用いられる。
【００２２】
撮像光学系１２０は、少なくとも撮像レンズ１０４及び絞り１０７を含んでいて、本実施形態では、撮像光学系１２０にメカシャッタ１０６も含む構成を説明する。なお、撮像光学系１２０は、デジタルカメラ１００に内蔵されていなくてもよく、デジタルカメラ１００に着脱可能なものであってもよい。撮像レンズ１０４は、例えば対物レンズ、合焦レンズ等で構成されるレンズ群であり、撮像素子１１０に光学像を結像するようにレンズ駆動部１０５により駆動される。またメカシャッタ１０６は、撮像レンズ１０４を通過した光束の光路を物理的に遮断する光学部材であり、シャッタ・絞り駆動部１０８により、設定されたシャッタ速度で規定される露出時間だけ光束を通過させるように駆動される。絞り１０７は、例えばアイリス絞り等の機械的な光学部材であり、シャッタ・絞り駆動部１０８によって開口が変化させられることにより、当該光学部材を通過する光束の量を物理的に制限する。
【００２３】
分光ミラー１０９は、撮像光学系１２０の入射瞳を通過した光束を図７に示すように水平方向に２分して、各光束を撮像素子１１０Ｌ及びＲに結像するように構成されたミラー群である。
【００２４】
撮像素子１１０は、例えばＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等の光学素子であり、撮像光学系１２０及び分光ミラー１０９によって撮像素子面に結像された光学像を光電変換して、後述するＣＤＳ・Ａ／Ｄ変換部１１２にアナログ画像信号を出力する。撮像素子１１０は、制御部１０１の制御を受けてＴＧ１１１が発生する駆動パルスに応じて、光電変換及び得られたアナログ画像信号の出力を行う。
【００２５】
なお、本実施形態では、通常のモノラル画像の撮影を行う場合は、撮像素子１１０ＬまたはＲのいずれかにより撮像されたアナログ画像信号を用いるものとして説明するが、他の方法であってもよい。また、ステレオ画像の撮影は、分光ミラー１０９を使用せずに、１つの画素内に左眼用及び右眼用の２つの受光素子を有し、画素ごとに設けられたマイクロレンズにより入射瞳の異なる領域を通過した光束を各受光素子が受光する構成の撮像素子を用いても実現できる。
【００２６】
ＣＤＳ・Ａ／Ｄ変換部１１２は、入力されたアナログ画像信号に対して、例えば相関二重サンプリング、ゲイン調整、Ａ／Ｄ変換等の処理を実行する信号処理回路であり、得られた画像データを画像処理部１１３に出力する。
【００２７】
画像処理部１１３は、入力された画像データに対して、例えばノイズ低減処理、シェーディング処理、ホワイトバランス調整処理等の各種の補正処理、及び予め定められた記録形式への符号化処理等を行う。
【００２８】
操作入力部１１４は、例えば電源ボタンやレリーズボタン等の、デジタルカメラ１００が備えるユーザインタフェースであり、ユーザによりなされた操作を解析し、当該操作に対応する制御信号を制御部１０１に伝送する。
【００２９】
表示部１１５は、例えば小型ＬＣＤ等のデジタルカメラ１００が備える表示装置であり、本撮影により得られた画像データや、後述する記録媒体２００より読み出された画像データが表示される。また表示部１１５は、撮像素子１１０より連続的に出力されたアナログ画像信号を随時表示することにより、電子ビューファインダとして機能する。なお、本実施形態においてデジタルカメラ１００は、両眼立体視用の画像を撮影可能であるため、表示部１１５はユーザが裸眼立体視可能なように構成された表示装置であってもよい。
【００３０】
記録媒体２００は、例えばデジタルカメラ１００が備える内蔵メモリや、メモリカードやＨＤＤ等のデジタルカメラ１００に着脱可能に接続される記録装置である。記録媒体２００には、後述する撮影処理により得られた両眼立体視用の画像データが、画像処理部１１３により所定の記録形式の画像ファイルに変換されて記録される。
【００３１】
（撮影処理）
このような構成をもつ本実施形態のデジタルカメラ１００の撮影処理について、図２のフローチャートを用いて具体的な処理を説明する。当該フローチャートに対応する処理は、制御部１０１が、例えばＲＯＭ１０２に記憶されている対応する処理プログラムを読み出し、ＲＡＭ１０３に展開して実行することにより実現することができる。なお、当該撮影処理は、例えばユーザにより不図示のレリーズボタンが半押し状態にされ、撮影準備動作を開始するＳＷ１信号を制御部１０１が操作入力部１１４より受信した際に開始されるものとして説明する。
【００３２】
Ｓ２０１で、制御部１０１は、例えば撮像素子１１０Ｒにより撮像されてＲＡＭ１０３に格納された画像データを用いてＴＴＬ方式の測光を行い、現在の撮影環境に適した露出量（Ｅｖ値）を決定する。そして制御部１０１はＳ２０２で、ユーザによりレリーズボタンが全押し状態にされることにより操作入力部１１４より出力される、本撮影指示に対応するＳＷ２信号を受信したか否かを判断する。制御部１０１は、ＳＷ２信号を受信したと判断した場合は処理をＳ２０３に移し、受信していないと判断した場合は処理をＳ２０１に戻す。なお、特に撮影処理のフローチャートに示さないが、ユーザがレリーズボタンの操作を解除することにより、制御部１０１が操作入力部１１４よりＳＷ１信号を受信しなくなった場合は、制御部１０１は当該撮影処理を終了するものとする。
【００３３】
Ｓ２０３で、制御部１０１は、現在設定されているデジタルカメラ１００の撮影モードが、両眼立体視用の画像を撮影するモードであるか否かを判断する。具体的には制御部１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶されている撮影モードの情報を読み出し、両眼立体視用の画像を撮影する撮影モードが設定されているか否かを判断する。制御部１０１は、現在設定されているデジタルカメラ１００の撮影モードが、両眼立体視用の画像を撮影するモードであると判断した場合は処理をＳ２０６に移し、それ以外のモードであると判断した場合は処理をＳ２０４に移す。
【００３４】
Ｓ２０４で、制御部１０１は、通常のモノラル画像の撮影に関連付けられた、露出量と絞り値、及びシャッタ速度の関係を示すプログラム線図をＲＯＭ１０２より読み出し、Ｓ２０１で決定した露出量に対応する絞り値とシャッタ速度の組み合わせを取得する。
【００３５】
通常の撮影に関連付けられたプログラム線図は、例えば図３（ａ）のようになる。通常の撮影では、露出量が低い範囲（Ｅｖ３〜５）、即ち撮影環境の輝度が低い場合は、被写体の光量を確保するために、絞り値は開放側のＡｖ３、シャッタ速度は低速側のＴｖ０〜Ｔｖ２が設定されている。また露出量が高い範囲（Ｅｖ１２〜１６）、即ち撮影環境の輝度が高い場合は、被写体が白飛びしないように、絞り値は小絞り側のＡｖ７（小絞り）、シャッタ速度は高速側のＴｖ５〜Ｔｖ９が設定されている。即ち、図示されるように、通常の撮影の場合、撮影環境の輝度が高くなるにつれて、段階的に絞り値が小絞り側になるように設定されている。
【００３６】
Ｓ２０５で、制御部１０１は、Ｓ２０４でプログラム線図より取得された絞り値とシャッタ速度の組み合わせを用いて、本撮影動作を実行し、得られた画像データを画像処理部１１３において所定の記録形式に変換して記録媒体２００に記録して処理を完了する。
【００３７】
一方、現在設定されているデジタルカメラ１００の撮影モードが両眼立体視用の画像を撮影するモードであった場合は、制御部１０１は以下のように処理する。Ｓ２０６で、制御部１０１は、両眼立体視用の撮影に関連付けられた、露出量と絞り値、及びシャッタ速度の関係を示すプログラム線図をＲＯＭ１０２より読み出し、Ｓ２０１で決定した露出量に対応する絞り値とシャッタ速度の組み合わせを取得する。
【００３８】
上述したように、両眼立体視用の画像の撮影時には、絞り値が小さくなるほど得られる左眼用及び右眼用の画像間における同一の被写体についての像のずれが小さくなり、観測者に知覚される立体感が小さくなってしまう。このため、本実施形態では両眼立体視用の撮影に関連付けられたプログラム線図は、例えば図３（ｂ）のように設定する。両眼立体視用の画像の撮影時は、同一の露出量の条件で通常の撮影を行う場合に比べてシャッタ速度を高速に設定し、絞り値がより開放側となるように設定する。このようにすることで、可能な限り広い範囲の露出量に対して、同一の露出量の条件においてモノラル画像を撮影する際に比べて開放側となるように絞りを制御することができるため、立体感を損なわない両眼立体視用の画像を取得することができる。
【００３９】
Ｓ２０７で、制御部１０１は、Ｓ２０６でプログラム線図より取得された絞り値とシャッタ速度の組み合わせを用いて、本撮影動作を実行し、得られた左眼用及び右眼用の画像データを画像処理部１１３において所定の記録形式に変換して記録媒体２００に記録して処理を完了する。
【００４０】
以上説明したように、本発明の撮像装置は、両眼立体視用の画像間の視差が小さくなることを抑えて、適切な立体感を観測者に知覚させる両眼立体視用の画像を取得することができる。具体的には撮像装置は、１つの撮像光学系と、当該１つの撮像光学系を通過した光束を受光して、モノラル画像である１つの画像、あるいはステレオ画像である左眼用及び右眼用の画像を撮像して出力する撮像素子とを備える。そして、１つの撮像光学系を通過した光束を左眼用及び右眼用の画像を撮像して出力する場合に、同一の露出量で１つの画像を撮影する場合よりも開放側となるように絞りを制御する。
【００４１】
（変形例）
上述した実施形態１では、シャッタ速度を高速に設定可能な範囲で、同一の露出量の条件でモノラル画像の撮影を行う場合に比べて、絞りが開放側となるように設定する方法について説明した。本変形例ではさらに、絞りの開口を変化させたり、シャッタ速度を速くしたりすることなく、撮像素子１１０で受光する光束を減光するＮＤフィルタを用いて光量を制御する場合について説明する。
【００４２】
本変形例のデジタルカメラ１００は、撮像素子１１０が受光する光束を減らすための、適用の有無を制御可能な不図示の内蔵ＮＤフィルタを撮像光学系１２０に有するものとする。当該内蔵ＮＤフィルタは、露出量が例えばＥｖ１３〜１５の範囲で当該フィルタを適用するように設定され、光量を制御するものとする。
【００４３】
図４（ａ）は、本変形例において、両眼立体視用の画像の撮影時の絞り値及びシャッタ速度の決定に用いられるプログラム線図である。図からもわかるように、Ｅｖ１２〜１６の範囲を除いて、本プログラム線図は実施形態１の両眼立体視用の画像の撮影時に用いられるプログラム線図と同じ組み合わせを示している。
【００４４】
現在設定されているデジタルカメラ１００の撮影モードが両眼立体視用の画像を撮影するモードである場合、制御部１０１は、現在の撮影環境に適した露出量を決定した後、例えば以下のように処理すればよい。制御部１０１は、決定した露出量が予めＮＤフィルタを適用して撮影を行う露出量の範囲（Ｅｖ１２〜１６）に含まれる場合、本撮影時の絞り値及びシャッタ速度の組み合わせを、プログラム線図のうちＥｖ１２についての組み合わせに設定する。そして制御部１０１は、内蔵ＮＤフィルタを適用するように撮像光学系１２０の所定の駆動系を駆動させ、撮影を行う。
【００４５】
このようにすることで、上述の実施形態と同様に、両眼立体視用の画像を撮影する場合に、同一の露出量の条件においてモノラル画像を撮影する際に比べて開放側となるように絞りを制御することができる。即ち、シャッタ速度を高速に設定可能な範囲よりも広い露出量の範囲において、立体感を損なわない両眼立体視用の画像を取得することができる。
【００４６】
（実施形態２）
上述した実施形態１及び変形例では、両眼立体視用の画像を撮影する場合に、撮影環境に応じて決定した露出量に基づいて、同一の露出量の条件においてモノラル画像を撮影する際に比べて開放側となるように絞りを制御して撮影を行うものとして説明した。しかしながら、両眼立体視用の画像間における、同一の被写体についての像のずれは、上述したように被写体の距離に応じて変化する。即ち、必ずしもより開放側の絞りを用いて撮影を行って得られる両眼立体視用の画像が、観測者に適切な立体感を知覚させるとは限らない。つまり、被写体のデジタルカメラ１００の距離が近いほど、立体視可能に表示した場合に当該被写体がより飛び出しているように知覚することができるが、両眼立体視用の画像間における像のずれが大きいため、視聴に際して観測者に疲労感を与えてしまう可能性がある。本実施形態では、撮影環境に含まれる被写体とデジタルカメラ１００との距離の情報に基づいて、両眼立体視用の画像を撮影する際のプログラム線図を異ならせて、適切な立体感を観測者に知覚させる両眼立体視用の画像を取得する例について説明する。
【００４７】
（撮影処理）
上述の実施形態１と同様の構成をもつ本実施形態のデジタルカメラ１００の撮影処理について、図５のフローチャートを用いて具体的な処理を説明する。当該フローチャートに対応する処理は、制御部１０１が、例えばＲＯＭ１０２に記憶されている対応する処理プログラムを読み出し、ＲＡＭ１０３に展開して実行することにより実現することができる。なお、当該撮影処理は、例えばユーザにより不図示のレリーズボタンが半押し状態にされ、撮影準備動作を開始するＳＷ１信号を制御部１０１が操作入力部１１４より受信した際に開始されるものとして説明する。また、本実施形態の撮影処理の各ステップで行われる処理のうち、実施形態１の撮影処理と同様の処理を行うステップについては、同一の参照符号を付すことにより説明を省略し、本実施形態に特徴的な処理を行うステップの説明に留める。
【００４８】
Ｓ５０１で、制御部１０１は、位相差検出方式のＡＦ動作を行って、被写体に合焦するように撮像光学系１２０を制御するとともに、ＡＦ動作により得られた被写体とデジタルカメラ１００との距離Ｄに関する情報を取得する。なお、本実施形態では被写体とデジタルカメラ１００との距離を、ＡＦ動作の結果として取得するものとして説明するが、他の方法により被写体とデジタルカメラ１００との距離を計測してもよいことは容易に理解されよう。
【００４９】
Ｓ２０３で現在設定されているデジタルカメラ１００の撮影モードが両眼立体視用の画像を撮影するモードであった場合は、制御部１０１はＳ５０２で、被写体とデジタルカメラ１００との距離Ｄが予め定められた閾値ＤＴよりも大きいか否かを判断する。具体的には制御部１０１は、例えばＲＯＭ１０２に記憶されている閾値ＤＴの情報を読み出し、Ｓ５０１で得られた情報に基づく被写体とデジタルカメラ１００との距離Ｄと比較を行う。制御部１０１は、被写体とデジタルカメラ１００との距離Ｄが、閾値ＤＴより大きいと判断した場合は処理をＳ５０３に移し、閾値ＤＴ以下であると判断した場合は処理をＳ５０４に移す。
【００５０】
Ｓ５０３で、制御部１０１は、両眼立体視用の撮影に関連付けられたプログラム線図のうち、遠距離被写体用のプログラム線図をＲＯＭ１０２より読み出し、Ｓ２０１で決定した露出量に対応する絞り値とシャッタ速度の組み合わせを取得する。なお、本実施形態では遠距離被写体用のプログラム線図は、実施形態１の両眼立体視用の撮影に関連付けられたプログラム線図と同一であるものとする。
【００５１】
一方、被写体とデジタルカメラ１００との距離Ｄが閾値ＤＴ以下である場合、制御部１０１は以下のようにする。Ｓ５０４で、制御部１０１は、両眼立体視用の撮影に関連付けられたプログラム線図のうち、近距離被写体用のプログラム線図をＲＯＭ１０２より読み出し、Ｓ２０１で決定した露出量に対応する絞り値とシャッタ速度の組み合わせを取得する。なお、近距離被写体用のプログラム線図は、例えば図４（ｂ）のようになり、遠距離被写体用のプログラム線図（図３（ｂ））に比べて、小絞り側の絞りが設定されることになる。また、近距離被写体用のプログラム線図は、例えばＥｖ１０〜１５等の露出量が比較的高い範囲において、通常のモノラル画像の撮影時に比べて開放側の絞りが設定されることがわかる。
【００５２】
なお、本実施形態では、閾値を設定し、被写体とデジタルカメラ１００との距離に応じて２種類のプログラム線図から適したプログラム線図を選択して、絞り値とシャッタ速度の組み合わせを決定するものとして説明したが、本発明の実施はこれに限らない。即ち、本発明は、被写体とデジタルカメラ１００の距離が大きいほど絞りが開放側に、反対に当該距離が小さいほど絞りが小絞り側となるように制御すればよく、例えば３以上のプログラム線図を設けてもよい。また、被写体とデジタルカメラ１００の距離及び露出量を変数とする関数を予め設定し、当該関数により絞り値を決定するように構成してもよい。
【００５３】
（実施形態３）
上述した実施形態１及び２、及び変形例では、静止画撮影時の絞りの制御について説明したが、本実施形態では左眼用及び右眼用の画像を連続的に撮像して両眼立体視用の動画撮影を行う場合の絞りの開口制御について説明する。
【００５４】
通常、静止画撮影時は撮像光学系１２０内のメカシャッタ１０６を使用して、遮光により光量制御して撮影を行うが、動画撮影時はメカシャッタ１０６を使用せず、撮像素子１１０を電気的にオンオフ制御する所謂電子シャッタが用いられる。即ち、電子シャッタを用いる場合、メカシャッタ１０６を用いるよりもシャッタ速度を高速にすることが可能であり、静止画撮影時よりもさらに広い露出量の範囲で開放側の絞りで撮影を行えるようにすることができる。
【００５５】
（撮影処理）
上述の実施形態１と同様の構成をもつ本実施形態のデジタルカメラ１００の撮影処理について、図６のフローチャートを用いて具体的な処理を説明する。当該フローチャートに対応する処理は、制御部１０１が、例えばＲＯＭ１０２に記憶されている対応する処理プログラムを読み出し、ＲＡＭ１０３に展開して実行することにより実現することができる。なお、当該撮影処理は、例えばユーザにより不図示のレリーズボタンが半押し状態にされ、撮影準備動作を開始するＳＷ１信号を制御部１０１が操作入力部１１４より受信した際に開始されるものとして説明する。また、本実施形態の撮影処理の各ステップで行われる処理のうち、実施形態１の撮影処理と同様の処理を行うステップについては、同一の参照符号を付すことにより説明を省略し、本実施形態に特徴的な処理を行うステップの説明に留める。
【００５６】
Ｓ６０１で、制御部１０１は、現在設定されているデジタルカメラ１００の撮影モードが、両眼立体視用の動画像を撮影するモードであるか否かを判断する。具体的には、制御部１０１は、ＲＯＭ１０２に記憶されている撮影モードの情報を読み出し、両眼立体視用の動画像を撮影する撮影モードが設定されているか否かを判断する。制御部１０１は、現在設定されているデジタルカメラ１００の撮影モードが、両眼立体視用の動画像を撮影するモードであると判断した場合は処理をＳ６０２に移し、それ以外のモードであると判断した場合は処理をＳ２０３に移す。
【００５７】
Ｓ６０２で、制御部１０１は、両眼立体視用の動画撮影に関連付けられた、露出量と絞り値、及びシャッタ速度の関係を示すプログラム線図をＲＯＭ１０２より読み出し、Ｓ２０１で決定した露出量に対応する絞り値とシャッタ速度の組み合わせを取得する。両眼立体視用の動画撮影に関連付けられたプログラム線図は、例えば図４（ｃ）のようになり、静止画撮影時に比べて、高速なシャッタ速度（Ｔｖ１０〜１３）を設定することができる。このため、左眼用及び右眼用の静止画像を撮影する場合よりも、さらに高い露出量の範囲（Ｅｖ１２〜１６）においても、開放側の絞りを設定することができる。
【００５８】
なお、本実施形態では説明を省略しているが、両眼立体視用の動画像を撮影するモードだけでなく通常のモノラル動画像を撮影するモードを有する構成であってもよい。そのような構成においては、静止画撮影時と同様に、両眼立体視用の動画像を撮影する場合に、同一の露出量で１つの動画像を撮影する場合よりも開放側となるように絞りを制御すればよい。
【００５９】
Ｓ６０３で、制御部１０１は、Ｓ６０２で取得した絞り値とシャッタ速度の組み合わせで動画撮影の１フレームに係る撮像を撮像素子１１０に実行させ、得られた左眼用及び右眼用の画像データを画像処理部１１３に所定形式に変換させ、記録媒体２００に記録する。また制御部１０１はＳ６０４で、動画撮影指示であるＳＷ２信号を操作入力部１１４より受信しているかを判断し、受信していると判断した場合は処理をＳ６０３に戻し、次のフレームに係る撮像、及び当該フレームの左眼用及び右眼用の画像の記録を行う。またＳＷ２信号を受信していないと判断した場合は、制御部１０１は記録媒体２００に記録した動画像のフレーム群について所定の処理を行なって１つの動画ファイルに変換した後、処理を完了する。
【００６０】
なお、実施形態１乃至３及び変形例を用いて、本発明の例示的な実施について説明したが、それぞれの実施形態及び変形例で説明した絞り制御は、組み合わせて行なってもよいことは容易に理解されよう。例えば、内蔵ＮＤフィルタを有する撮像光学系１２０を用いて、両眼立体視用の動画像の撮影を行う場合は、開放側の絞りを設定可能な露出量の範囲は、図４（ｃ）に示した範囲よりもさらに拡張することができる。また、動画撮影時に被写体とデジタルカメラ１００との距離が変化する場合は、図４（ｂ）と（ｃ）に示したプログラム線図を組み合わせたプログラム線図を用いて絞りの制御を行なってもよい。
【００６１】
［その他の実施形態］
また、本発明は、以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア（プログラム）を、ネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行する処理である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絞りを通過した光束を受光して、１つの画像あるいは左眼用及び右眼用の画像を撮像して出力する撮像素子と、
前記撮像素子が撮像を行う際の露出量に応じて、少なくとも前記絞りを制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記左眼用及び右眼用の画像を撮像する場合に、同一の露出量で前記１つの画像を撮像する場合よりも開放側となるように前記絞りを制御する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記露出量に応じてシャッタ速度を速くすることにより、同一の露出量で前記１つの画像を撮像する場合よりも開放側となるように前記絞りを制御す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】
前記撮像素子が受光する光量を減らす減光手段を有し、
前記制御手段は、所定の範囲の露出量で前記左眼用及び右眼用の画像を撮像する場合に、前記シャッタ速度を速くせずに前記減光手段を適用させることにより、同一の露出量で前記１つの画像を撮像する場合よりも開放側となるように前記絞りを制御することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
撮像する被写体と前記撮像装置との距離を計測する計測手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記左眼用及び右眼用の画像を撮像する場合に、前記被写体と前記撮像装置との距離が大きいほど開放側となるように前記絞りを制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記左眼用及び右眼用の画像を連続的に撮像して動画像の撮像を行う場合は、左眼用及び右眼用の静止画像の撮像を行う場合よりも開放側の絞り値に制御する露出量の範囲を広くすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記制御手段は、露出量と絞り値及びシャッタ速度との関係が予め定められたプログラム線図を用いて、前記絞りを制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
絞りを通過した光束を受光して、１つの画像あるいは左眼用及び右眼用の画像を撮像して出力する撮像素子と、を有する撮像装置の制御方法であって、
制御手段が、前記撮像素子が撮像を行う際の露出量に応じて、少なくとも前記絞りを制御する制御工程を有し、
前記制御工程において前記制御手段は、前記左眼用及び右眼用の画像を撮像する場合に、同一の露出量で前記１つの画像を撮像する場合よりも開放側となるように前記絞りを制御する
ことを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項８】
コンピュータを、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置の制御手段として機能させるためのプログラム。
【請求項９】
コンピュータを、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置の制御手段として機能させるためのプログラムを記録した記録媒体。
【請求項１】
絞りを通過した光束を受光して、１つの画像あるいは左眼用及び右眼用の画像を撮像して出力する撮像素子と、
前記撮像素子が撮像を行う際の露出量に応じて、少なくとも前記絞りを制御する制御手段と、を有し、
前記制御手段は、前記左眼用及び右眼用の画像を撮像する場合に、同一の露出量で前記１つの画像を撮像する場合よりも開放側となるように前記絞りを制御する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記露出量に応じてシャッタ速度を速くすることにより、同一の露出量で前記１つの画像を撮像する場合よりも開放側となるように前記絞りを制御す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】
前記撮像素子が受光する光量を減らす減光手段を有し、
前記制御手段は、所定の範囲の露出量で前記左眼用及び右眼用の画像を撮像する場合に、前記シャッタ速度を速くせずに前記減光手段を適用させることにより、同一の露出量で前記１つの画像を撮像する場合よりも開放側となるように前記絞りを制御することを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【請求項４】
撮像する被写体と前記撮像装置との距離を計測する計測手段をさらに有し、
前記制御手段は、前記左眼用及び右眼用の画像を撮像する場合に、前記被写体と前記撮像装置との距離が大きいほど開放側となるように前記絞りを制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記左眼用及び右眼用の画像を連続的に撮像して動画像の撮像を行う場合は、左眼用及び右眼用の静止画像の撮像を行う場合よりも開放側の絞り値に制御する露出量の範囲を広くすることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記制御手段は、露出量と絞り値及びシャッタ速度との関係が予め定められたプログラム線図を用いて、前記絞りを制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項７】
絞りを通過した光束を受光して、１つの画像あるいは左眼用及び右眼用の画像を撮像して出力する撮像素子と、を有する撮像装置の制御方法であって、
制御手段が、前記撮像素子が撮像を行う際の露出量に応じて、少なくとも前記絞りを制御する制御工程を有し、
前記制御工程において前記制御手段は、前記左眼用及び右眼用の画像を撮像する場合に、同一の露出量で前記１つの画像を撮像する場合よりも開放側となるように前記絞りを制御する
ことを特徴とする撮像装置の制御方法。
【請求項８】
コンピュータを、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置の制御手段として機能させるためのプログラム。
【請求項９】
コンピュータを、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置の制御手段として機能させるためのプログラムを記録した記録媒体。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−４６３９５（Ｐ２０１３−４６３９５Ａ）
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８５２５１（Ｐ２０１１−１８５２５１）
【出願日】平成２３年８月２６日（２０１１．８．２６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月４日（２０１３．３．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２６日（２０１１．８．２６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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