JPH08140116A

JPH08140116A - 写真撮影装置、画像処理装置及び立体写真作成方法

Info

Publication number: JPH08140116A
Application number: JP6273465A
Authority: JP
Inventors: Naoto Kaneshiro; 金城　　直人
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1994-11-08
Filing date: 1994-11-08
Publication date: 1996-05-31
Anticipated expiration: 2020-01-26
Also published as: JP3614898B2

Abstract

(57)【要約】【目的】特殊な装備を用いない１台の写真撮影装置に
よって通常の平面写真を撮影すると共に磁気記録、ディ
ジタル画像処理を行うことによって立体写真を容易に得
るための写真撮影装置、画像処理装置及び立体写真作成
方法を提供する。【構成】撮影画面を複数に分割する分割領域における
被写体までの距離値及び撮影レンズの焦点距離が磁気的
に記録された写真フィルムをディジタル画像データに変
換し、さらに前記距離値及び焦点距離を読取る。そし
て、前記距離値及び焦点距離に基づいて、撮影画面の正
立状態を基準として、それぞれ右側及び左側に撮影画面
の中心位置より所定の距離離れた右地点及び左地点から
撮影したと仮定した場合における前記分割領域に属する
各画素のシフト量を計算することにより、右画像、左画
像を作成し、補間処理を施すことによって立体画像を得
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、通常の平面写真を撮影
すると共に、写真フィルムに距離値等を記録することに
よって、立体写真作成用の写真フィルムを提供できる写
真撮影装置及び距離値等が記録された写真フィルムから
ディジタル画像処理を行うことにより立体写真を作成す
る画像処理装置又は立体写真作成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の立体視用ネガフィルムでは、立体
視のためのプリント作成のために以下のような手段を講
じていた。

【０００３】カメラに装着する立体写真専用のアダプタ
（鏡を複数枚組み合わせた構造）をレンズの全面に装着
し、光路を２分して撮影することによって、ネガ上に１
コマにつき左右の目の対応する画像２コマ分を記録する
ようにしていた。

【０００４】また、立体写真専用のカメラ機構（被写体
を３方向から捉える）を必要とし、ネガ上には、１コマ
につき３コマ分を記録するようにしていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術は、特殊なアダプターや３つのレンズを備えた
カメラを必要とするので、携帯性に乏しく、不経済であ
るという問題点が生じる。一方、立体写真として撮影し
たシーンを後に通常の平面写真のプリントとして作成す
るためには、却って特殊なプリント工程を必要とし、コ
スト、労力の点で不利である。

【０００６】本発明は上記事実を考慮し、通常の撮影が
可能なカメラにおいて、特殊なアダプターや特殊な装置
を用いることなく、簡単な切替え操作のみによって、通
常の平面写真を撮影すると共に立体写真作成を容易に得
ることができる写真撮影装置、画像処理装置及び立体写
真作成方法を得ることが目的である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、写真フィルムに画像を記録する写真撮影装置におい
て、複数に分割された撮影領域における分割領域の各々
について、写真フィルム面から前記分割領域の範囲内に
ある撮影対象までの距離値を測定する測距手段と、撮影
レンズの焦点距離を読み取る焦点距離読取手段と、前記
測距手段によって測定された前記分割領域毎の距離値及
び前記焦点距離読取手段によって読み取られた撮影レン
ズの焦点距離を記録する記録手段と、通常の平面写真を
撮影すると共に前記測距手段、前記焦点距離読取手段及
び前記記録手段を作動させる立体写真撮影モードと、単
に通常の平面写真のみを撮影するモードとを選択する選
択手段と、を有することが特徴である。

【０００８】請求項２に記載の発明は、現像済写真フィ
ルムの撮影画面に光を照射し、その反射光又は透過光の
光量を予め定められた画素毎に量子化してディジタル原
画像を作成し、作成された該原画像に基づいてディジタ
ル処理を行う画像処理装置において、写真フィルムに記
録されている撮影画面を複数に分割する分割領域毎の距
離値及び撮影レンズの焦点距離を読み取る読取手段と、
前記撮影画面を撮影した際における撮影画面の中心位置
である撮影地点よりレンズ光軸に対して垂直平面内に撮
影画面の正立状態を基準として右側及び左側に所定の距
離離れた右地点及び左地点から前記分割領域の範囲内に
あった撮影対象までを結ぶ直線が、前記撮影地点から前
記焦点距離離れたレンズ光軸に対して垂直な平面である
投影面と交わる点をそれぞれ右投影点及び左投影点と
し、前記撮影地点と前記撮影対象とを結ぶ直線と平行に
前記右地点及び左地点から延長した直線が前記投影面と
交わる点をそれぞれ右交点及び左交点とした場合におい
て、前記右投影点と前記右交点との距離値である右シフ
ト量及び前記左投影点と前記左交点との距離値である左
シフト量を、前記分割領域に対応する画素の各々につい
て算出するシフト量算出手段と、前記ディジタル原画像
を構成する各画素を、当該画素が属する前記分割領域に
おいて前記シフト量算出手段により得られた前記右シフ
ト量及び前記左シフト量だけ各々移動させることによっ
て、前記右地点及び左地点から仮想的に撮影した場合に
得られる右目画像及び左目画像を作成する仮想画像作成
手段と、前記仮想画像作成手段によって得られた前記右
目画像及び左目画像から、反射光量又は透過光量の量子
化された値である画素値の与えられていない画素から構
成される空き領域を抽出すると共に、前記空き領域の周
囲の画素における画素値に基づいて前記空き領域の画素
値を推定し、前記空き領域の画素全てに画素値を与える
補間手段と、前記補間手段によって最終的に完成された
右目画像及び左目画像を出力する出力手段と、を有する
ことが特徴である。

【０００９】請求項３に記載の発明は、撮影画面を複数
に分割する分割領域毎に、写真フィルム面から前記分割
領域の範囲内にある撮影対象までの距離値を測定し、撮
影レンズの焦点距離を読取り、前記分割領域毎の距離値
及び撮影レンズの焦点距離を写真フィルムに記録する機
能を備えた写真撮影装置で撮影すると共に、当該撮影
後、かつ現像済の前記写真フィルムに光を照射し、その
反射光又は透過光の光量を予め定められた画素毎に量子
化してディジタル原画像を作成し、前記写真フィルムか
ら前記分割領域毎の距離値及び撮影レンズの焦点距離を
読取り、前記撮影画面を撮影した際における撮影画面の
中心位置である撮影地点よりレンズ光軸に対して垂直平
面内に撮影画面の正立状態を基準として右側及び左側に
所定の距離離れた右地点及び左地点から前記分割領域の
範囲内にあった撮影対象までを結ぶ直線が、前記撮影地
点から前記焦点距離離れたレンズ光軸に対して垂直な平
面である投影面と交わる点をそれぞれ右投影点及び左投
影点とし、前記撮影地点と前記撮影対象とを結ぶ直線と
平行に前記右地点及び左地点から延長した直線が前記投
影面と交わる点をそれぞれ右交点及び左交点とした場合
において、前記右投影点と前記右交点との距離値である
右シフト量及び前記左投影点と前記左交点との距離値で
ある左シフト量を、前記分割領域に対応する画素の各々
について算出するシフト量算出手段と、ディジタル原画
像の画素を前記右シフト量及び前記左シフト量だけそれ
ぞれ移動させることによって右目画像及び左目画像を作
成し、さらに前記右目画像及び左目画像から、画素値の
与えられていない空き領域を抽出し、前記空き領域の周
囲の画素における画素値に基づいて前記空き領域の画素
値を推定し、前記空き領域の画素全てに画素値を与え、
最終的に得られた右目画像及び左目画像を出力する立体
写真作成方法であることが特徴である。

【００１０】

【作用】請求項１に記載の発明によれば、選択手段によ
って立体写真を撮影するためのモードを選択すると、例
えば比較的近距離の人物等及び遠距離の背景から成るシ
ーンを撮影した場合において、撮影画面を複数に分割す
る分割領域の各々に対して、測距手段により当該分割領
域の範囲内にある撮影対象までの距離値が与えられる。
当該シーンの場合には、撮影画面上における人物等が、
その範囲に存在する分割領域で検出される距離は比較的
小さい値を示す一方、背景等に係る分割領域で検出され
る距離は大きい値を示す。同時に各分割領域毎に検出さ
れた距離値は写真フィルム面上に記録される。また、当
該シーンを撮影した撮影レンズの焦点距離も当該撮影コ
マの所定の位置にに記録される。なお、この記録方法と
して、磁気層が塗布された写真フィルムに磁気的に記録
する方法などがある。

【００１１】従って、複数のレンズを装備したり、立体
写真専用のカメラを用意する必要もなくなり通常の写真
撮影装置と同様の装置により立体写真作成のための情報
を記録したフィルムを提供でき、携帯性の優れた写真撮
影装置が実現できる。また、平面写真と同様に１枚のネ
ガに全シーンを撮影するので、かかる立体写真を作成す
るための撮影をした場合でも通常の平面写真を１枚のネ
ガから従来と同様に容易に作成できる。さらに、選択手
段によって通常の平面写真の撮影モードを選択すれば、
全ての分割領域の測距等に時間を取られるおそれも無く
なり、１台で平面写真、立体写真の撮り分けが可能とな
る。

【００１２】請求項２に記載の発明によれば、先ず写真
フィルム面に光が照射され、反射光又は透過光の光量が
予め定められた画素毎に量子化されてディジタル原画像
が作成される。ここで、このディジタル原画像は通常の
平面写真に相当するが、後述する処理によって、この画
像に基づいて立体画像が作成される。

【００１３】そして、写真フィルムから、読取手段によ
って各分割領域毎の距離値が読み取られ、当該情報はメ
モリに格納される。さらに読取手段によって当該コマを
撮影した際のレンズの焦点距離が読み取られ、メモリに
格納される。

【００１４】次に、当該撮影画面を撮影した際における
撮影画面の中心位置である撮影地点よりレンズ光軸に対
して垂直平面内に撮影画面の正立状態を基準として右側
及び左側に所定の距離離れた右地点及び左地点から前記
分割領域の範囲内にあった撮影対象までを結ぶ直線が、
前記撮影地点から前記焦点距離離れたレンズ光軸に対し
て垂直な平面である投影面と交わる点をそれぞれ右投影
点及び左投影点とし、前記撮影地点と前記撮影対象とを
結ぶ直線と平行に前記右地点及び左地点から延長した直
線が前記投影面と交わる点をそれぞれ右交点及び左交点
として、前記右投影点と前記右交点との距離値である右
シフト量及び前記左投影点と前記左交点との距離値であ
る左シフト量が、前記分割領域に対応する画素の各々に
ついて算出される。

【００１５】そして、仮想画像作成手段によって、前記
ディジタル原画像を構成する各画素が、当該画素が属す
る前記分割領域において前記シフト量算出手段により得
られた前記右シフト量及び左シフト量だけそれぞれ移動
されることによって、前記右地点及び左地点から仮想的
に撮影した場合に得られる右目画像及び左目画像が作成
される。

【００１６】次に補間手段によって、先ず原画像と右目
画像及び左目画像とが比較され、右目画像及び左目画像
において画素値の与えられていない空き領域が抽出され
る。そして、さらに補間手段により、この空き領域の周
囲の画素の画素値に基づいて空き領域の画素値が推定さ
れ、右目画像及び左目画像が完成される。

【００１７】右目画像及び左目画像が完成されると、出
力部により、例えば右目画像及び左目画像が並んだ状態
で１枚にプリント出力される。オペレータが、左右の画
像を拡大して２眼でステレオ画像を見せる立体視ビュワ
ー等を用いることによって、当該プリントを観察する
と、左右各々の距離に応じた微妙なずれを伴った画像が
一度に視覚されるため、立体写真を得ることができる。

【００１８】請求項３に記載の発明によれば、例えば比
較的近距離の人物、中距離の建物及び遠距離の自然風景
から成るシーンを写真撮影装置により撮影すると、撮影
画面を複数に分割する分割領域の各々について測距が行
われ、各分割領域毎の距離値が検出される。そして、前
記各分割領域毎の距離値及び当該シーンを撮影した際の
撮影レンズの焦点距離は、磁気層を塗布したフィルムの
当該コマ上に記録される。即ち、当該シーンでは、人物
に係る微小領域には小さい距離値、建物に係る微小領域
には中程度の距離値そして自然風景に係る微小領域には
大きい距離値が与えられる。

【００１９】次に、撮影が終了しフィルムが巻き取ら
れ、当該フィルムの現像定着処理が完了すると、当該フ
ィルムは画像処理装置のスキャナ等で光線走査され、そ
の反射光又は透過光の光量は予め定められた画素毎に量
子化されてディジタル原画像に変換された後、ディジタ
ル原画像データはメモリに格納される。また当該コマ上
に磁気的に記録されている前記各分割領域毎の距離値及
び撮影レンズの焦点距離も読み取られ、メモリに格納さ
れる。

【００２０】次に、当該撮影画面を撮影した際における
撮影画面の中心位置である撮影地点よりレンズ光軸に対
して垂直平面内に撮影画面の正立状態を基準として右側
及び左側に所定の距離離れた右地点及び左地点から前記
分割領域の範囲内にあった撮影対象までを結ぶ直線が、
前記撮影地点から前記焦点距離離れたレンズ光軸に対し
て垂直な平面である投影面と交わる点をそれぞれ右投影
点及び左投影点とし、前記撮影地点と前記撮影対象とを
結ぶ直線と平行に前記右地点及び左地点から延長した直
線が前記投影面と交わる点をそれぞれ右交点及び左交点
として、前記右投影点と前記右交点との距離値である右
シフト量及び前記左投影点と前記左交点との距離値であ
る左シフト量が、前記分割領域に対応する画素の各々に
ついて算出される。

【００２１】そして、ディジタル原画像の画素を前記左
右のシフト量だけ移動させることによって左目画像及び
右目画像が作成される。従って、近距離の人物は、右目
画像では左に左目画像では右に大きくシフトされ、中距
離にある建物は、右目画像では左に左目画像では右に人
物よりも小さくシフトされる。そして遠距離の自然風景
は、左右の画像ともほとんどシフトされない。

【００２２】左右の画像が作成されると、上記シフトに
伴い、左右の画像において画素値の与えられていない空
き領域が存在する場合がある。そこで、右目画像及び左
目画像の中から前記空き領域がサーチされ、前記空き領
域が存在する場合には、当該領域が抽出され、存在しな
い場合には、出力ステップに移行する。

【００２３】空き領域が抽出された場合には、当該空き
領域の周囲の画素値が読み取られ、前記周囲の画素値に
基づいて、当該空き領域の画素値が推定され、右目画像
及び左目画像が完成される。

【００２４】右目画像及び左目画像が完成すると、これ
らに基づき立体画像が出力される。例えば前記右目画像
及び左目画像を１コマとしてプリントアウトし、立体視
ビュワー等でプリントされた２つの画像を同時に観測す
ると、距離に応じたずれを伴う画像が知覚され立体感覚
を得ることができる。また、立体ホログラフィー等によ
り出力する方法などもある。

【００２５】以上の方法により、従来のように立体写真
を得るために光路を２分し２コマを撮影するためのアダ
プターをレンズ前面に装着させて撮影したり、３つのレ
ンズを有する特殊な立体写真専用のカメラで撮影する必
要は無くなり、１台のカメラで通常の写真を撮影すると
同時に立体写真を得ることが可能となる。

【００２６】

【実施例】

（カメラ）図１は、本実施例に係るカメラの構成の概要
を示すブロック図である。

【００２７】図１において、マイクロコンピュータ（以
下「マイコン１００」という）は、自動カメラを制御す
るための中央処理装置であって、測距センサー１０２及
び測距データ記録部１０６が接続されている。測距セン
サー１０２は、マイコン１０２からの指令があると、撮
影画面上を構成する多数の微小領域における被写体まで
の焦点を検出し、当該焦点に関する情報は、マイコン１
００に伝達される。ここで、焦点に関する情報とは、例
えば位相差検出法では位相差に相当する。そして、当該
情報がマイコン１００に伝達されると、マイコン１００
では、当該情報に基づいて距離値が算出される。

【００２８】この距離値の算出は、例えば次のようにし
て行われる。即ち、レンズの回転部には、光学式エンコ
ーダが取り付けられており、レンズの回転位置が検出で
きるようになっている。そして、当該レンズには、当該
レンズにおいて焦点を合わせた場合における被写体まで
の距離値と回転位置との関数情報がレンズ内ＩＣに予め
インプットされており、当該関数情報は、レンズを装着
した際にマイコン１００に伝達される。そして、マイコ
ン１００は、伝達された位相差等のデータ及び当該関数
情報に基づいて、被写体までの距離値を算出する。算出
された距離値は、測距データとして測距データメモリ１
０４に送られ、そこで一時的に格納される。但し、被写
体までの距離値が撮影画面を構成する多数の微小領域毎
に求められる方法であれば測距の方法は問わず、上記の
ものには限られない。

【００２９】また、マイコン１００及び測距データメモ
リ１０４には、測距データ記録部１０６が接続されてい
る。そして、測距データメモリ１０４に格納されている
測距データは、マイコン１００の指令により、測距デー
タ記録部１０６によって読み取られ、磁気層が塗布され
たネガフィルム上に記録される。このため、測距データ
記録部１０６は、図示しないネガフィルム面に近接する
ことのできる位置、例えば裏蓋のフィルム圧着板やフィ
ルム巻き取り部付近に設けられている。

【００３０】図２は、本実施例に係るカメラのより詳細
な構成を示すブロック図である。なお、図１と同様の構
成要件については同一の番号を付して説明を省略する。

【００３１】図２において、カメラ１１８の撮影画面１
０８は図示の如く多数の微小領域に分割されている。例
えば撮影画面１０８において黒く塗りつぶした領域１１
０が撮影画面１０８を構成する一つの微小領域であり、
このような微小領域の一つ一つに対して測距センサー１
０２による測距が行われる。即ち、各々の微小領域は一
種のフォーカスエリアに相当している。この微小領域毎
に測距する手段として、微小領域毎に一個ずつ測距セン
サー１０２を設ける方法の他、例えば、１又は２以上の
測距センサー１０２を画面上で走査して、全画面領域を
測距するようにしてもよい。

【００３２】また、上述のように測距データ記録部１０
６によって、カメラ１１８に装填されたフィルム１１６
に測距データ等が記録されるわけであるが、測距データ
は例えば図３に示されるようなフィルム面上の位置に記
録される。図３によれば、フィルム１１６における１撮
影コマ１５０における記録データは、撮影コマ１５０を
挟む上下の領域に塗布された磁気層１５７及び１５８に
記録されるようになっている。例えば図２の微小領域１
１０、１１１ａ、１１１ｂにおいて検出された測距デー
タは、例えば図３の磁気層１５７における黒く塗られた
位置１５２、１５４、１５６のように各微小領域の撮影
画面上の位置と対応がとれた領域にそれぞれ磁気的に記
録される。但し、記録位置は、これに限るものではなく
当該撮影画面１０８上のどの微小領域の測距データであ
るかが識別できる限り、どの位置に記録されてもよい。

【００３３】また、図２におけるカメラ１１８に装着さ
れたレンズ１１７には、図示しない当該レンズの焦点距
離を記憶したＩＣが内蔵されており、レンズ１１７をカ
メラ１１８のボディに装着する時又はズーミングして焦
点距離を変化させると、当該焦点距離の情報は、マイコ
ン１００に伝達されるようになっている。なお、レンズ
を交換しない固定焦点のレンズを備えたカメラの場合に
は、マイコン１００に当該焦点距離を予め格納しておく
ようにしてもよい。

【００３４】また、マイコン１００には、レンズ焦点距
離記録部１１２も接続されており、マイコン１００の指
令により動作するようになっている。レンズ焦点距離記
録部１１２は、撮影と同時又は撮影後次のコマがセット
される前までに、レンズの焦点距離情報をフィルム１１
６に記録することができる。例えば、図３において撮影
コマ１５０の画面枠外側に塗布された磁気層１５８の右
すみの位置１６０に記録される。

【００３５】さらにカメラ１１８には、立体写真モード
変換スイッチ１１４が用意されている。この立体写真モ
ードスイッチ１１４は、マイコン１００と接続されてお
り、このスイッチをオン操作することにより、通常の平
面写真撮影のための処理と共に立体写真作成のための処
理が実行されるようになっている。また、この立体写真
モード変換スイッチ１１４をオフ操作することによっ
て、立体写真モードは解除され、通常の平面写真撮影の
みが可能となる。

【００３６】次に本実施例に係るカメラの作用について
図２に従い説明する。先ず、撮影者が立体写真作成モー
ドスイッチ１１４を操作すると、その旨がマイコン１０
０に伝達され、立体写真作成のための準備が整う。

【００３７】この場合において、例えば比較的近距離の
人物等及び遠距離の背景から成るシーンを撮影したとす
る。すると、前記微小領域の各々に対して、測距センサ
ー１０２による測距が行われ、微小領域の各々について
被写体までの距離値が得られる。そして、微小領域毎の
距離値は、検出されると順次測距データメモリ１０４に
格納されていく。ここで、撮影画面上における人物等に
係る微小領域で検出される距離は比較的小さく、背景等
に係る微小領域で検出される距離は大きい値を示し、微
小領域毎に様々な値を示す。

【００３８】撮影画面１０８の全微小領域の測距データ
が検出され、全て測距データメモリ１０４に格納される
と、マイコン１００は、次のコマに巻き上げる前に測距
データ記録部１０６を作動させ、測距データメモリ１０
４内の測距データを、磁気層が塗布されたフィルム１１
６の所定の位置に記録させる。

【００３９】また、レンズ１１７を交換すると、レンズ
装着と同時に、レンズ内ＩＣに記録された焦点距離の情
報がマイコン１００に伝達される。一方、レンズ１１７
がズームレンズの場合には、ズーミングと同時にその時
点における焦点距離がマイコン１００に伝達され、マイ
コン１００のバッファには、常に最新のレンズの焦点距
離が格納されている。しかし、立体写真作成モードで撮
影すると、撮影時点の焦点距離が固定され、マイコン１
００は、レンズ焦点距離記録部１１２を作動させ、フィ
ルム１１６の所定の位置に当該焦点距離の情報を記録さ
せる。

【００４０】なお、立体写真モード変換スイッチ１１４
を操作しない場合には、上記処理は実行されず、通常の
平面写真の撮影のみとなるが、カメラ１１８がオートフ
ォーカスカメラである場合には、測距センサー１０２に
よる測距が行われるようにしてもよい。但し、全画面に
渡る測距ではなく、従来のオートフォーカスカメラのよ
うにいくつかの微小領域における測距だけであってもよ
い。

【００４１】以上により、複数のレンズを装備したり、
立体写真専用のカメラを用意する必要もなくなり通常の
写真撮影装置と同様の装置により立体写真作成のための
情報を記録したフィルムを提供でき、携帯性の優れた写
真撮影装置が実現できる。また、平面写真と同様に１枚
のネガに全シーンを撮影するので、かかる立体写真を作
成するための撮影をした場合でも通常の平面写真を１枚
のネガから従来と同様に容易に作成できる。さらに、選
択手段によって通常の平面写真の撮影モードを選択すれ
ば、微小領域毎の測距等に時間を取られるおそれも無く
なり、１台で平面写真、立体写真の撮り分けが可能とな
る。

【００４２】なお、写真フィルムに情報を記録する方法
として、磁気層が塗布された写真フィルムに磁気的に記
録する方法を例として挙げたが、磁気記録のみに限定さ
れるものではない。例えば、光学的に記録する方法であ
ってもよい。（画像処理装置）図４は、本実施例に係る画像処理装置
の構成を示すブロック図である。

【００４３】図４において、画像データ読取部１２０
は、現像定着されたネガフィルムから画像を読み取っ
て、ディジタル画像に変換する機能を有する。例えば、
光線を順次ネガフィルム上に走査し、その透過光の濃度
を予め定められた画素毎に量子化するスキャナ等がこれ
に該当する。そして、変換されたディジタル原画像デー
タは、ディジタル原画像データメモリ１２２に蓄えられ
る。

【００４４】一方、ネガフィルム面には、測距データ読
取部１２４が近接しており、磁気層を塗布したネガフィ
ルムに磁気的に記録された測距データを読み取ることが
できるようになっている。この測距データ読取部１２４
は、磁気ヘッド等から構成され、フィルム面の測距デー
タの記録位置にアクセスするように設定されている。ま
た、測距データ読取部１２４には、測距データメモリ１
２６が接続されており、読み取られた測距データが一時
的に蓄えられるようになっている。なお、この測距デー
タは、撮影画面を多数に分割する微小領域毎の測距デー
タである。

【００４５】また、ネガフィルム面には、焦点距離読取
部１２８も近接しており、ネガフィルムに記録された撮
影レンズの焦点距離を読み取ることができるようになっ
ている。この焦点距離読取部１２８は、焦点距離メモリ
１３０と接続されており、読み取られた焦点距離情報が
格納されるようになっている。なお、測距データ読取部
１２４と焦点距離読取部１２８とは、同一の磁気ヘッド
等であってもよい。

【００４６】測距データメモリ１２６及び焦点距離メモ
リ１３０とは、シフト量計算部１３２に接続され、測距
データ及び焦点距離情報を伝達できるようになってい
る。

【００４７】シフト量計算部１３２では、撮影画面を撮
影した際における撮影画面の中心位置である撮影地点よ
りレンズ光軸に対して垂直平面内に撮影画面の正立状態
を基準として右側及び左側に所定の距離離れた右地点及
び左地点から前記分割領域の範囲内にあった撮影対象ま
でを結ぶ直線が、前記撮影地点から前記焦点距離離れた
レンズ光軸に対して垂直な平面である投影面と交わる点
をそれぞれ右投影点及び左投影点とし、前記撮影地点と
前記撮影対象とを結ぶ直線と平行に前記右地点及び左地
点から延長した直線が前記投影面と交わる点をそれぞれ
右交点及び左交点とした場合において、前記右投影点と
前記右交点との距離値である右シフト量及び前記左投影
点と前記左交点との距離値である左シフト量が、各微小
領域に対応する画素の各々について算出される。

【００４８】このシフト量計算部１３２には、シフト量
メモリ１３３が接続されており、計算結果である全微小
領域の右シフト量及び左シフト量は、ここに格納され
る。

【００４９】そして、ディジタル原画像メモリ１２２と
シフト量メモリ１３３には、画像変換部１３４が接続さ
れており、ここで立体画像のためのデータが作成され
る。具体的には、ディジタル原画像を構成する画素の各
々について、当該画素が属する微小領域におけるシフト
量だけ画素の位置をシフトした画像が右位置から見た右
目画像及び左位置から見た左目画像の各々について作成
され、それぞれ右目画像メモリ１３６及び左目画像メモ
リ１３８に格納される。

【００５０】右目画像メモリ１３６及び左目画像メモリ
１３８には、空き領域検出部１４０が接続され、ここ
で、画素のシフトに伴う画素値の与えられていない空き
領域の検出が行われる。

【００５１】右目画像メモリ１３６、左目画像メモリ１
３８及び空き領域検出部１４０には、補間部１４２が接
続され、ここで空き領域の周囲の画素に基づく補間処理
が行われる。

【００５２】そして、補間部１４２、右目画像メモリ１
３６及び左目画像メモリ１３８には、立体画像データメ
モリ１４４が接続され、最終的に得られた立体画像デー
タがここに格納される。

【００５３】立体画像データメモリ１４４に格納されて
いる立体画像データは、立体画像出力部１４６に送ら
れ、立体画像として出力される。例えば、プリント用紙
に２コマ又は３コマ分の平面画像が出力され、その画像
を基にユーザが複眼ステレオ立体視用のビュワー等を用
いて立体画像を得る。また、他にレンチキュラー画像、
ホログラフィックステレオ画像、投写型立体画像等を出
力する方法等がある。

【００５４】次に、立体画像データをディジタル原画像
から作成する処理について説明するが、立体画像データ
を原画像から作成する処理には、上述したように画像変
換部１３４による右目画像と左目画像の作成及び補間部
１４２による補間処理の二つのプロセスから構成され
る。以下に、各々別個に分けて説明する。

【００５５】先ず、図５は右目画像と左目画像の作成プ
ロセスを表すフローチャートである。ステップ２２０で
は、処理を開始するための画素番号ｉに１を代入して初
期化する。即ち、画素番号１の画素から以下の処理を開
始する。なお、画素番号ｉの画素を次から画素ｉと略
す。

【００５６】ステップ２２２では、当該コマを撮影した
レンズの焦点距離ｆを読み取る。この焦点距離ｆの情報
も磁気層を塗布したネガフィルム上に記録されている。

【００５７】次のステップ２２４では、画素ｉの画素値
が読み取られる。この画素値は、例えば、ネガ上の原画
像を８ビットで量子化した場合には、２５６段階の番号
で表されている。なお、カラーネガフィルムの場合は、
ＲＧＢ各色毎に画素値が与えられており、以下の処理に
ついても全く同様である。

【００５８】ステップ２２６では、画素ｉにおける測距
データがネガフィルムから読み取られる。ここで、測距
データが画素ｉに係る対象物までの距離値ｄ_iそのもの
である場合は、当該値がそのまま用いられるが、距離値
でない形式で表されている場合には、距離値ｄ_iに変換
される。なお、ここで画素ｉに係る距離値をｄ_iとし
た。

【００５９】以上のステップにより、画素ｉにおける画
素値及び距離値ｄ_iが求められたこととなる。そして以
下のステップによって、当該値に基づいて右目画像及び
左目画像が作成される。

【００６０】ステップ２２８では、仮想的に右目及び左
目で見た場合における画素ｉの位置ずれ量が次のような
原理に基づき計算される。

【００６１】図６（ａ）は、仮想的に設定された右目位
置より被写体を見た場合における被写体の位置ずれ量を
説明するための図である。図６（ａ）において、カメラ
の撮影地点をＣ点とし、レンズ光軸をＣＣ’とする。こ
こで、着目する被写体をＱ点、被写体Ｑ点を含み、レン
ズ光軸ＣＣ’に垂直な平面を被写体面３１２として設定
する。このとき、被写体面とカメラＣ点との距離は被写
体距離ｄである。また、レンズ光軸ＣＣ’に垂直であ
り、カメラＣ点より距離がｆ（レンズの焦点距離）とな
る平面を、投影面３１０として設定する。

【００６２】カメラＣ点を含み、レンズ光軸ＣＣ’に垂
直な平面３０８を設定し、この平面３０８上にカメラＣ
点から撮影画面の正立状態を基準にして右側に距離Ｌの
位置に右目Ｒ点を取る。ここでいう撮影画面の正立状態
とは、カメラそのものの正立状態ではなく、実際の画面
に映る物体の正立状態をいう。従って、カメラの構えが
縦横のいずれであっても、撮影画面の正立状態を基準に
して右側及び左側に右目及び左目を基準にする。なお、
Ｌは人の両目の感覚の１／２に相当する。ここで、線分
ＣＲ方向にＸ軸を設定する。

【００６３】カメラＣ点で撮影した撮影画像は、投影面
上の画像で表現でき、例えば、図６（ｂ）に示されたよ
うになる。撮影画像の中心点Ｏ点は、レンズ光軸ＣＣ’
と投影面３１０との交点である。また、被写体Ｑ点は、
投影面３１０上ではＰ点となり、撮影画像上では図６
（ｂ）のＰ点に示された位置になる。

【００６４】一方、右目に映る画像も投影面３１０上の
右目画像で表現でき、例えば、図６（ｃ）に示されたよ
うになる。ここで、右目Ｒ点を通り、レンズ光軸ＣＣ’
に平行な右目光軸ＲＲ’を設定し、この右目光軸ＲＲ’
と投影面３１０との交点をＯ _r点とすると、Ｏ_r点が右
目画像の中心点となる。このとき、被写体Ｑ点は投影面
３１０上ではＰ_r点（右投影点）となり、右目画像上で
は図６（ｃ）のＰ_r点に示された位置になる。

【００６５】カメラ撮影画像を、右目画像の位置に平行
移動したと想定した場合、Ｐ_r’点（右交点）がＰ点に
相当する。三角形ＣＣ’Ｑと三角形ＲＲ’Ｑ’とは、平
行移動した関係だからである。

【００６６】即ち、カメラ撮影画像でＰ点の位置にある
被写体Ｑ点は、右目画像ではＰ_r点の位置となるから、
視点の位置ずれにより発生する画像上の位置ずれ量Δｘ
は、Ｐ_r点とＰ_r’点との距離となる（図６（ａ）、図
６（ｃ）参照）。この位置ずれ量Δｘは、以下のように
求められる。

【００６７】被写体面３１２と投影面３１０とは平行で
あるので、三角形ＲＱＱ’と三角形ＲＰ_rＰ_r’とは、
相似関係である。同様に、三角形ＲＲ’Ｑ’と三角形Ｒ
Ｏ_rＰ_rとは、相似関係である。従って、次式が成立す
る。

【００６８】 Δｘ／Ｌ＝｜ＲＰ_r’｜／｜ＲＱ’｜＝｜ＲＯ_r｜／｜ＲＲ’｜・・ここで、線分ＲＯ_rの長さはレンズ焦点距離ｆ、線分Ｒ
Ｒ’の長さは、距離ｄであるから、式に代入すると、
式が求まる。

【００６９】 Δｘ＝Ｌ×ｆ／ｄ・・・式から分かるように、位置ずれ量Δｘは、距離ｄが小
さい程、大きくなる。また、被写体Ｑ点の被写体面上の
位置に依存しない。即ち、カメラ撮影画面上の位置にか
かわらず、右目画像上の位置ずれ量は、被写体距離ｄ、
レンズ焦点距離ｆ及び右目とカメラとの想定距離Ｌで求
まる。なお、Ｙ軸（Ｘ軸に垂直）方向に関しては、カメ
ラ画像と右目画像との間に位置ずれは発生しない。

【００７０】左目画像についても、全く同様に計算でき
る。但し、位置ずれの方向は、右目画像については左方
向にずれ、左目画像については右方向にずれる。

【００７１】以上より、画像各点毎に測距データが存在
するので、各点毎にずれ量を計算し、左右の目に対応す
る仮想画像を作成できる。そこで、以下に右目画像にお
ける各点毎の位置ずれ量を右シフト量Δｘ_r、左目画像
における各点毎の位置ずれ量を左シフト量Δｘ_lとして
説明する。

【００７２】次のステップ２３０では、右シフト量Δｘ
_r及び左シフト量Δｘ_lに基づいて右目画像及び左目画
像における画素ｉの位置が各々求められる。即ち、画素
ｉの原画像における座標を（ｘ，ｙ）とすれば、右目画
像における画素ｉの座標は（ｘ−Δｘ_r，ｙ）、左目画
像における画素ｉの座標は（ｘ＋Δｘ_l，ｙ）となる。
但し、ここでは画像に向かって右方向を正の方向として
いる。

【００７３】次のステップ２３２では、画素ｉにおける
右目画像及び左目画像をメモリ上に実際に追加する作業
を行う。即ち、右目画像メモリの座標（ｘ−Δｘ_r，
ｙ）及び左目画像メモリの座標（ｘ＋Δｘ_l，ｙ）に画
素値Ｌ_iを代入する。なお、この処理において、例えば
背景と手前の物体とが重なり合い座標値が一致する場合
がある。かかる場合には、距離値の小さい画素、即ち、
手前にある物体の画素値を優先的に代入する。また、計
算された座標値が右目画像及び左目画像の範囲を越える
こととなる場合には、その越える部分は、画像領域外と
してメモリ上に追加しないようにする。

【００７４】また、ここで距離値による遠近差を強調す
る処理（小さい距離をさらに小さくする処理等）によ
り、実際よりもさらに立体感を強調した立体用画像を作
成する等、特殊処理を施してもよい。

【００７５】次のステップ２３４では、画素ｉが最後の
ものであるか否かの判定を行い、否定判定の場合、即
ち、まだ変換すべき画素が残っている場合には、次のス
テップ２３６で画素番号ｉを１つ更新して、再びステッ
プ２２４に戻って同様の処理を繰り返す。また、肯定判
定の場合、即ち、ディジタル原画像の画素全てについて
上記変換が終了した場合には、処理を終了させる。

【００７６】以上の右目画像及び左目画像への変換処理
が終了すると、次の処理として補間処理を行う。この補
間処理を行う理由として次のことが挙げられる。先ず、
一つの例として図７で示された状況を考える。図７で
は、原画像４００に示される撮影シーンは、手前にある
人物４０２及び２つの山々、空等からなる背景４０４か
ら構成される。ここで、右目画像４１０において、人物
４０２はカメラとの距離が小さいため、より大きく左へ
シフトするが、背景４０４は、距離が大きいため、ほと
んどシフトしない。従って、人物４０２の右側部分に
は、原画像４００において見えなかった部分が空き領域
４１２の如く存在する。全く同様に、左目画像４２０で
は、人物４０２はカメラとの距離が小さいため、より大
きく右へシフトするが、背景４０４は距離が大きいた
め、ほとんどシフトしない。従って、この場合には人物
４０２の左側部分に空き領域４２２が存在する。なお、
これらの空き領域は、右目画像メモリ及び左目画像メモ
リにおいてＬ_iが代入されなかったアドレス領域として
存在する。

【００７７】これらの空き領域に対して何らかの妥当な
画素値を与えない限り、画像中に濃度の無い領域ができ
ることとなり好ましくない。そこで、図８のフローチャ
ートに示されるような補間処理を行って画素の埋め合わ
せを行う。以下、図８のフローチャートに沿って説明す
る。

【００７８】先ず、ステップ２５０では、空き領域の抽
出を行う。即ち、図５の変換処理によって作成された右
目画像及び左目画像をサーチし、画素値の代入されてい
ない領域を全て抽出する。

【００７９】次のステップ２５２では、抽出した空き領
域に隣接する背景領域を抽出する。そして、ステップ２
５４では、当該背景領域の画素に基づき、空き領域の画
素を埋める補間処理を行う。当該補間処理について、具
体的に図９に沿って説明する。

【００８０】図９に示された如く、抽出された空き領域
４５０は、右側境界画素列４５２及び左側境界画素列４
５４によって左右を囲まれている。ここで、右側境界画
素列４５２は、右画素１（Ｘ₁，Ｙ₁；Ｂ₁）〜右画素
ｎ（Ｘ_n，Ｙ_n；Ｂ_n）から構成される。なお、ここで
は前記括弧内の表示のように、右画素ｋのＸ座標値をＸ
_k、Ｙ座標値をＹ_k、画素値をＢ_kと表すこととする。
また同様に、左側境界画素列４５４は、左画素１（Ｘ₁
−ΔＸ₁，Ｙ₁；Ｂ₁’）〜左画素ｎ（Ｘ_n−ΔＸ_n，
Ｙ_n；Ｂ_n’）から構成される。なお、今度は、左画素
ｋのＸ座標値は右画素ｋのＸ座標よりも左にシフトして
いるのでＸ_k−ΔＸ_kと表し、Ｙ座標値は同じであるた
めＹ_kとするが、画素値は異なるため、Ｂ_k’と表して
いる。

【００８１】以上のような設定の下に、右目画像の場合
には、右側画素列４５２が背景領域であり、左側画素列
４５４が手前の物体、例えば人物領域である。ここで、
本来、空き領域４５０を埋めるべきものは、背景領域で
あるから右画素１から左画素１にかけてのＹ座標値が同
じ空き領域の部分には、右画素１の画素値Ｂ₁を代入す
る。同様な処理を右画素ｎから左画素ｎに至る空き領域
の部分まで適用する。

【００８２】一方、左目画像の場合には、逆に左側境界
画素列４５４が背景領域となり、右側境界画素列４５２
が手前の物体、例えば人物領域となる。従って、今度は
空き領域４５０は左画素の画素値Ｂ₁’〜Ｂ_n’で埋め
尽くすこととなる。

【００８３】以上の考え方は、いわゆる最近傍法に則っ
ている。最近傍法とは、最も近い観測画素上の画素値を
推定画素の画素値とする推定方法をいう。この方法によ
り、右目画像及び左目画像の空き領域は、埋め尽くされ
ることとなる。

【００８４】さて、次のステップ２５６では、ステップ
２５０において抽出された空き領域が全て補間処理され
たか否かの判定を行い、まだ空き領域が残っている場合
には、ステップ２５２に戻って同様の補間処理を繰り返
し、残っていない場合には、当該補間処理を終了させ
る。

【００８５】なお、上記ステップによって作成された右
目画像及び左目画像に対して、さらに画質を向上させる
ための画像処理（平滑化処理等）を行うようにしてもよ
い。

【００８６】以上の処理によって、通常の平面プリント
を得ると共に、立体視のための画像を容易に得ることが
できる。

【００８７】

【発明の効果】以上説明した如く本発明によれば、写真
撮影装置において、写真フィルム上に距離値を記録し、
後に画像処理装置において当該撮影現像済のフィルムを
ディジタル画像処理するだけで、立体写真を得る装置を
提供できるので、複数のレンズを装備した立体写真専用
の撮影装置を用意する必要は無くなり、１台でもって通
常の平面写真と立体写真を選択して撮影できるという優
れた効果を有する。これにより、携帯性、コストの点で
優れた立体写真撮影装置を提供できる。

【００８８】また、全画面分の距離データを持っている
ため、縦横変更や、仮想的に視点移動した場合の立体用
画像を作成することもできる。

【００８９】さらに、距離データによる遠近差を強調す
る処理（小さい距離値をさらに小さくする処理等）によ
り、実際よりもさらに立体感を強調した立体用画像を作
成する等、特殊効果も実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例に係るカメラの構成の概要を示すブロ
ック図である。

【図２】本実施例に係るカメラの構成の詳細を示すブロ
ック図である。

【図３】本実施例に係る発明によって記録される情報の
フィルム上の位置を示す図である。

【図４】本実施例に係る画像処理装置の構成を示すブロ
ック図である。

【図５】ディジタル原画像から立体画像を得るための処
理を表すフローチャートである。

【図６】（ａ）は被写体までの距離値及びレンズの焦点
距離に基づいて位置のシフト量を計算する原理を説明す
るための参考図、（ｂ）は撮影画像における被写体の位
置を示す図、（ｃ）は右目画像における被写体の位置の
ずれを説明するための図である。

【図７】空き領域が存在する理由を説明するための図で
ある。

【図８】補間処理を表すフローチャートである。

【図９】補間方法を説明するための参考図である。

【符号の説明】

１０２測距センサー１０６測距データ記録部１１２レンズ焦点距離記録部１２０画像データ読取部１２４測距データ読取部１２８焦点距離読取部１３４画像変換部１４２補間部１４６立体画像出力部

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｂ 35/08

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】写真フィルムに画像を記録する写真撮影
装置において、複数に分割された撮影領域における分割領域の各々につ
いて、写真フィルム面から前記分割領域の範囲内にある
撮影対象までの距離値を測定する測距手段と、撮影レンズの焦点距離を読み取る焦点距離読取手段と、前記測距手段によって測定された前記分割領域毎の距離
値及び前記焦点距離読取手段によって読み取られた撮影
レンズの焦点距離を記録する記録手段と、通常の平面写真を撮影すると共に前記測距手段、前記焦
点距離読取手段及び前記記録手段を作動させる立体写真
撮影モードと、単に通常の平面写真のみを撮影するモー
ドとを選択する選択手段と、を有することを特徴とする写真撮影装置。
【請求項２】現像済写真フィルムの撮影画面に光を照
射し、その反射光又は透過光の光量を予め定められた画
素毎に量子化してディジタル原画像を作成し、作成され
た該原画像に基づいてディジタル処理を行う画像処理装
置において、写真フィルムに記録されている撮影画面を複数に分割す
る分割領域毎の距離値及び撮影レンズの焦点距離を読み
取る読取手段と、前記撮影画面を撮影した際における撮影画面の中心位置
である撮影地点よりレンズ光軸に対して垂直平面内に撮
影画面の正立状態を基準として右側及び左側に所定の距
離離れた右地点及び左地点から前記分割領域の範囲内に
あった撮影対象までを結ぶ直線が、前記撮影地点から前
記焦点距離離れたレンズ光軸に対して垂直な平面である
投影面と交わる点をそれぞれ右投影点及び左投影点と
し、前記撮影地点と前記撮影対象とを結ぶ直線と平行に
前記右地点及び左地点から延長した直線が前記投影面と
交わる点をそれぞれ右交点及び左交点とした場合におい
て、前記右投影点と前記右交点との距離値である右シフ
ト量及び前記左投影点と前記左交点との距離値である左
シフト量を、前記分割領域に対応する画素の各々につい
て算出するシフト量算出手段と、前記ディジタル原画像を構成する各画素を、当該画素が
属する前記分割領域において前記シフト量算出手段によ
り得られた前記右シフト量及び前記左シフト量だけ各々
移動させることによって、前記右地点及び左地点から仮
想的に撮影した場合に得られる右目画像及び左目画像を
作成する仮想画像作成手段と、前記仮想画像作成手段によって得られた前記右目画像及
び左目画像から、反射光量又は透過光量の量子化された
値である画素値の与えられていない画素から構成される
空き領域を抽出すると共に、前記空き領域の周囲の画素
における画素値に基づいて前記空き領域の画素値を推定
し、前記空き領域の画素全てに画素値を与える補間手段
と、前記補間手段によって最終的に完成された右目画像及び
左目画像を出力する出力手段と、を有することを特徴とする画像処理装置。
【請求項３】撮影画面を複数に分割する分割領域毎
に、写真フィルム面から前記分割領域の範囲内にある撮
影対象までの距離値を測定し、撮影レンズの焦点距離を
読取り、前記分割領域毎の距離値及び撮影レンズの焦点
距離を写真フィルムに記録する機能を備えた写真撮影装
置で撮影すると共に、当該撮影後、かつ現像済の前記写真フィルムに光を照射
し、その反射光又は透過光の光量を予め定められた画素
毎に量子化してディジタル原画像を作成し、前記写真フィルムから前記分割領域毎の距離値及び撮影
レンズの焦点距離を読取り、前記撮影画面を撮影した際における撮影画面の中心位置
である撮影地点よりレンズ光軸に対して垂直平面内に撮
影画面の正立状態を基準として右側及び左側に所定の距
離離れた右地点及び左地点から前記分割領域の範囲内に
あった撮影対象までを結ぶ直線が、前記撮影地点から前
記焦点距離離れたレンズ光軸に対して垂直な平面である
投影面と交わる点をそれぞれ右投影点及び左投影点と
し、前記撮影地点と前記撮影対象とを結ぶ直線と平行に
前記右地点及び左地点から延長した直線が前記投影面と
交わる点をそれぞれ右交点及び左交点とした場合におい
て、前記右投影点と前記右交点との距離値である右シフ
ト量及び前記左投影点と前記左交点との距離値である左
シフト量を、前記分割領域に対応する画素の各々につい
て算出するシフト量算出手段と、ディジタル原画像の画素を前記右シフト量及び前記左シ
フト量だけそれぞれ移動させることによって右目画像及
び左目画像を作成し、さらに前記右目画像及び左目画像から、画素値の与えら
れていない空き領域を抽出し、前記空き領域の周囲の画
素における画素値に基づいて前記空き領域の画素値を推
定し、前記空き領域の画素全てに画素値を与え、最終的に得ら
れた右目画像及び左目画像を出力することを特徴とする
立体写真作成方法。