JP2014202771A - 撮像装置、及びその制御方法 - Google Patents

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Atsushi Sugita
淳 杉田
小林 和彦
Kazuhiko Kobayashi
和彦 小林
加藤 秀弘
Hidehiro Kato
秀弘 加藤
崇 末田
Takashi Sueda
崇 末田
哲平 久保田
Teppei Kubota
哲平 久保田
和幸 高尾
Kazuyuki Takao
和幸 高尾
賢佑 田口
Kensuke Taguchi
賢佑 田口
古田 宏
Hiroshi Furuta
宏 古田
弘樹 西岡
Hiroki Nishioka
弘樹 西岡
正道 西岡
Masamichi Nishioka
正道 西岡
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【課題】速やかに撮像条件を設定することができる撮像装置、及びその制御方法を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態にかかる撮像装置は、ズームレンズを有するズームレンズ光学系22と、ズームレンズ光学系22を通過した光を受光する第1の撮像素子23と、を備えた第1の撮像ユニット20と、単焦点レンズ光学系32と、単焦点レンズ光学系32を通過した光を受光する第2の撮像素子33と、を備えた第2の撮像ユニット30と、ズームレンズ光学系22に含まれるレンズを駆動して、ズーム、及びフォーカスを調整する第1のMDA21と、単焦点レンズ光学系32に含まれるレンズを駆動して、フォーカスを調整する第2のMDA31と、一方の撮像ユニットの撮像設定又は撮像結果に基づいて、他方の撮像ユニットを制御する制御部50と、を備えたものである。【選択図】図1

Description

本発明は、撮像装置、及びその制御方法に関する。
特許文献1には、2つの撮像素子を有する測距装置、及びカメラが開示されている。主撮像素子には、ズームレンズとフォーカスレンズを有する撮像光学系が用いられている。主撮像素子から出力される画像データと副撮像素子からの画像データを用いた三角測距によって被写体までの距離が求められる。特許文献1のカメラのレンズ駆動部は、求めた距離に応じて、主撮像素子のフォーカスレンズを駆動している。さらに、駆動部は主撮像素子のピント状態の判定結果に応じてフォーカスレンズの位置を修正してピント合わせを行っている。
また、特許文献2には、2眼撮像系を搭載したカメラが開示されている。特許文献2のカメラでは、メインの撮像系がズームレンズを含んでおり、サブの撮像系が固定焦点となっている。メインの撮像系のズームレンズのズーム倍率に基づいて、サブの撮像系の電子ズーム処理を行っている。すなわち、ズームレンズの倍率と、サブレンズの電子ズームによる倍率が等しくなるように調整している(段落0072,0073)。
特開2002−296490号公報 特開2006−93859号公報
しかしながら、特許文献1のカメラは、2つの撮像素子で撮像された画像データを用いて、三角測距を行っている。したがって、三角測距の処理が必要となり、速やかにピントを合わせることが困難である。
また、特許文献2のカメラでは、メインの撮像系のズーム倍率に応じて、サブの撮像系の電子ズーム倍率の調整を行っている。このような撮像装置において、フォーカス、露出、手振れ補正などの撮像条件を適切に設定して、撮像することが望まれる。しかしながら、特許文献2では、フォーカス、露出、手振れ補正などの撮像条件の設定については、何ら開示されていない。したがって、特許文献1、2では、適切な撮像条件をより速やかに設定することが困難であるという問題点がある。
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、適切かつ速やかに撮像条件を設定することができる撮像装置、及びその制御方法を提供することを目的とする。
本発明の一態様にかかる撮像装置は、ズームレンズを有する第1のレンズ光学系と、前記第1のレンズ光学系を通過した光を受光する第1の撮像素子と、を備えた第1の撮像ユニットと、単焦点の第2のレンズ光学系と、前記第2のレンズ光学系を通過した光を受光する第2の撮像素子と、を備えた第2の撮像ユニットと、前記第1のレンズ光学系に含まれるレンズを駆動して、ズーム、及びフォーカスを調整する第1のアクチュエータと、前記第2のレンズ光学系に含まれるレンズを駆動して、フォーカスを調整する第2のアクチュエータと、前記第1及び第2の撮像ユニットのうちの一方の撮像ユニットの撮像設定又は撮像結果に基づいて、他方の撮像ユニットを制御する制御部と、を備えたものである。
本発明の一態様にかかる撮像装置の制御方法は、ズームレンズを有する第1のレンズ光学系と、前記第1のレンズ光学系を通過した光を受光する第1の撮像素子と、を備えた第1の撮像ユニットと、単焦点の第2のレンズ光学系と、前記第2のレンズ光学系を通過した光を受光する第2の撮像素子と、を備えた第2の撮像ユニットと、前記第1のレンズ光学系に含まれるレンズを駆動して、ズーム、及びフォーカスを調整する第1のアクチュエータと、前記第2のレンズ光学系に含まれるレンズを駆動して、フォーカスを調整する第2のアクチュエータと、を備えた撮像装置の制御方法であって、前記第1及び第2の撮像ユニットのうちの一方の撮像ユニットの撮像設定又は撮像結果に基づいて、他方の撮像ユニットを制御するものである。
本発明によれば、適切かつ速やかに撮像条件を設定することができる撮像装置、及びその制御方法を提供することを目的とする。
本実施の形態1に係る撮像装置の制御系を模式的に示すブロック図である。 本実施の形態1に係る撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。 OP2のフォーカス距離と、OP1の探索範囲を示すグラフである。 本実施の形態2に係る撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。 本実施の形態3に係る撮像装置の制御系を模式的に示すブロック図である。 本実施の形態3に係る撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。 第1の撮像ユニットによる画角と、第2の撮像ユニットにおけるAFエリアを説明するための図である。 本実施の形態4に係る撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。 第1の撮像ユニットによる画角と、第2の撮像ユニットにおけるAFエリアを説明するための図である。 本実施の形態5に係る撮像装置の制御系を模式的に示すブロック図である。 第1及び第2の撮像ユニットの画像における重み付けの強弱を説明するための図である。 本実施の形態6に係る撮像装置の制御系を模式的に示すブロック図である。 本実施の形態6に係る撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。 本実施の形態6に係る撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。
実施の形態1.
(撮像装置の制御系)
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図1は、本実施の形態にかかる撮像装置の制御系の主要部分を示すブロック図である。カメラは、2つの撮像素子を有する2眼カメラであり、動画像、又は静止画像を撮像する。撮像装置1は、第1の撮像ユニット20と第2の撮像ユニット30を備えている。例えば、第1の撮像ユニット20と第2の撮像ユニット30は、同じ被写体を撮像するように、平行に配置されている。
第1の撮像ユニット20と第2の撮像ユニット30はそれぞれ、オートフォーカス機能を有している。実施の形態1では、第2の撮像ユニット30のフォーカス位置に基づいて、第1の撮像ユニット20のAF動作を制御している。ズーム機能を有する第1の撮像ユニット20をメインのカメラユニットとして用い、ズーム機能を有していない第2の撮像ユニット30をサブのカメラユニットとして用いている。
撮像装置1は、入力部11、出力部12、及び制御部50を備えている。制御部50は、CPU、各種プログラムが格納されたROM(Read Only Memory)、及びワークエリアとしてのRAM(Random Access Memory)等を含む半導体集積回路により構成され、撮像、各種画像の表示、録画設定、手振れ補正制御、オートフォーカス、及びズーム倍率の変更等の撮像装置1全体の処理を統括的に制御する。
入力部11は、図示しないレリーズ・スイッチや電源スイッチを含む操作キー、十字キー、ジョイスティック、又は表示部上に重畳されたタッチパネル等から構成されており、ユーザの撮像装置1への操作入力を受け付ける。例えば、入力部11は、撮像の開始や停止、ズーム変更、手振れ補正の設定、録画設定、オートフォーカス設定等の入力を受け付ける。例えば、ユーザのズーム操作を入力部11が受け付けると、制御部50がズーム動作を行うように制御する。
出力部12は、液晶モニタなどの表示部、内部メモリ、外部メモリ、及び、それらのインターフェースを備えている。出力部12は、制御部50からの指令に基づいて、画像データ等を外部へ出力する。例えば、第1の撮像素子23が取得した画像データに基づいて、表示部が画像を表示する。あるいは、デジタル画像データを、SDカードやコンパクトフラッシュ(登録商標)等の外部メモリが格納する。
第1の撮像ユニット20は、第1のMDA(Motor Drive Actuator)21、ズームレンズ光学系22、第1の撮像素子23、第1のカメラ信号処理部24、第1の焦点評価回路25を備えている。ズームレンズ光学系22は、ズームレンズ、フォーカスレンズなどの複数のレンズを備えた第1のレンズ光学系である。さらに、ズームレンズ光学系22は、絞り(アイリス)やフィルタなどを備えている。第1の撮像素子23はズームレンズ光学系22を通過した光を受光する。
第1のMDA21は、撮像条件を設定するために、ズームレンズ光学系22に含まれるレンズ、及び絞りを駆動する。例えば、第1のMDA21は、ズームレンズ光学系22に含まれるズームレンズを光軸に沿って移動させるズームアクチュエータを備えている。ズームアクチュエータを動作させることで、光学ズーム調整を行うことができ、倍率を変更することが可能になる。また、第1のMDA21は、ズームレンズ光学系22に含まれるフォーカスレンズを光軸に沿って移動させるフォーカスアクチュエータを備えている。フォーカスアクチュエータを動作させることで、フォーカス調整を行うことができ、所望の被写体に合焦した状態での撮像が可能になる。さらに、第1のMDA21は、ズームレンズ光学系22に含まれる絞りを駆動するための絞りアクチュエータを備えている。絞りアクチュエータが絞りを動作させることで、露出を調整することができ、適切な露出で撮像することができる。
第1の撮像素子23は、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等で構成される。ここでは、第1の撮像素子23をCMOSセンサとしている。第1の撮像素子23はズームレンズ光学系22を通過した光を光電変換して、被写体のアナログ画像信号を生成する。さらに、第1の撮像素子23は、アナログ画像信号をデジタル画像データに変換するA/D変換器を備えている。以下、第1の撮像素子23が取得した画像データを第1の画像データとする。
第1の画像データは、カメラ信号として第1のカメラ信号処理部24に出力される。第1のカメラ信号処理部24は、フォーカス調整や露出調整を行うために、カメラ信号を処理する。例えば、コントラスト検出方式でAF(Auto Focus)調整を行う場合、第1のカメラ信号処理部24は、第1の画像データのコントラストを検出する。また、位相差検出方式でAFを行う場合、第1のカメラ信号処理部24は、第1の画像データの位相差を検出する。そして、第1のカメラ信号処理部24は、コントラスト検出又は位相差検出の検出結果を第1の焦点評価回路25に出力する。
第1の焦点評価回路25は、コントラスト検出又は位相差検出の検出結果から、合焦状態になったか否かを判定する。コントラスト検出方式の場合、第1の焦点評価回路25は、フォーカスレンズを移動させてコントラストを検出し、第1の画像データのコントラストが最も高くなるフォーカスレンズの位置を合焦位置(フォーカス位置)と評価する。位相差検出方式の場合、第1の焦点評価回路25は、2つの像のずれ量からピントのずれ量を推定する。第1の焦点評価回路25が、フォーカスレンズが基準位置からずれ量だけずれた位置をフォーカス位置として評価する
そして、第1の焦点評価回路25は、焦点位置の評価結果を制御部50に出力する。さらに、第1のカメラ信号処理部24は、露出を調整するために、第1の画像データの輝度情報を算出する。なお、フォーカスや絞りの調整については、既知の手法を用いることができる。
さらに、第1のカメラ信号処理部24は、第1の画像データを出力部12に出力する。出力部12は、上記のように、表示モニタなどを備えている。そして、出力部12の表示モニタは、第1の画像データを表示する。あるいは、出力部12は、メモリ等を備えており、第1の画像データを動画ファイル、又は静止画ファイルとして格納する。
第2の撮像ユニット30は、第2のMDA(Motor Drive Actuator)31、単焦点レンズ光学系32、第2の撮像素子33、第2のカメラ信号処理部34、第2の焦点評価回路35を備えている。単焦点レンズ光学系32は、単焦点レンズやフォーカスレンズなどの複数のレンズを備えた第2のレンズ光学系である。さらに、単焦点レンズ光学系32は、絞りやフィルタなどを備えている。第2の撮像素子33は、単焦点レンズ光学系32を通過した光を受光する。
単焦点レンズ光学系32の光軸は、ズームレンズ光学系22の光軸と平行になっており、同じ方向を撮像する。すなわち、第1の撮像ユニット20と第2の撮像ユニット30とは、同じ向きで平行に配置されている。さらに、第2の撮像ユニット30は、例えば、第1の撮像ユニット20のワイド端以上の画角を有している。よって、第1の撮像ユニット20と第2の撮像ユニット30が同じ被写体を撮像するように、撮像範囲が重複している。
第2のMDA31は、撮像条件を設定するために、単焦点レンズ光学系32に含まれるレンズ、絞りを駆動する。例えば、第2のMDA31は、単焦点レンズ光学系32に含まれるフォーカスレンズを光軸に沿って移動させるフォーカスアクチュエータを備えている。フォーカスアクチュエータを動作させることで、フォーカス調整を行うことができる。さらに、第2のMDA21は、単焦点レンズ光学系32に含まれる絞りを駆動するための絞りアクチュエータを備えている。絞りアクチュエータが絞りを動作させることで、露出を調整することができる。
第2の撮像素子33は、CCD(Charge Coupled Device)やCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)等で構成される。第2の撮像素子33は、第1の撮像素子23と同様に、CMOSセンサとなっている。第2の撮像素子33はズームレンズ光学系22を通過した光を光電変換して、被写体のアナログ画像信号を生成する。さらに、第2の撮像素子33は、アナログ画像信号をデジタル画像データに変換するA/D変換器を備えている。以下、第2の撮像素子33が取得した画像データを第2の画像データとする。
第2の画像データは、カメラ信号として第2のカメラ信号処理部34に出力される。第2のカメラ信号処理部34は、第1のカメラ信号処理部24と同様に、フォーカス調整や露出調整を行うために、カメラ信号を処理する。そして、第2の焦点評価回路35は、第1の焦点評価回路25と同様に、焦点位置を評価する。第1の撮像ユニット20と第2の撮像ユニット30は同じ手法を用いて、フォーカス、及び露出を調整する。したがって第2のカメラ信号処理部34、第2の焦点評価回路35における処理は、第1のカメラ信号処理部24、第1の焦点評価回路25と同様となる。第2のカメラ信号処理部34は、第1のカメラ信号処理部24に対応し、第2の焦点評価回路35は、第1の焦点評価回路25に対応するため、説明を省略する。なお、フォーカスや露出の調整については、既知の手法を用いることができる。そして、第1の焦点評価回路25は、焦点位置の評価結果を制御部50に出力する。また、第2のカメラ信号処理部34は、露出を調整するために、第2の画像データの輝度情報を算出する。
なお、第2の撮像ユニット30には、出力部が設けられていない。すなわち、第2の撮像ユニット30は、第1の撮像ユニット20の調整のためのみに用いられるものである。したがって、第2の画像データは表示部に表示されなくなっている。このように、第1の撮像ユニット20で取得された第1の画像データのみをメモリやモニタなどに出力するようになっている。
制御部50は、上記のフォーカス、露出、ズームの調整のために、第1の撮像ユニット20、及び第2の撮像ユニット30を制御する。例えば、制御部50は、第1のレンズ制御部51、及び第2のレンズ制御部52を備えている。第1のレンズ制御部51は、第1のMDA21のモータを制御するための制御信号を出力する。そして、第1のMDA21が、制御信号に基づいて、ズームレンズ、及びフォーカスレンズを駆動させる。同様に、第2のレンズ制御部52は、第2のMDA31のモータを制御するための制御信号を出力する。そして、第2のMDA31が、制御信号に基づいて、フォーカスレンズを駆動させる。
このようにして、第1のレンズ制御部51と第2のレンズ制御部52が、フォーカス調整を行う。さらに、第1の撮像ユニット20と第2の撮像ユニット30とはAF(オートフォーカス)機能を有している。すなわち、所定の探索範囲内でフォーカスレンズを移動させて、画像データを取得する。そして、探索範囲内での探索結果から、フォーカス位置を検出する。例えば、コントラスト検出方式の場合、画像データのコントラストが最も高いフォーカスレンズの位置をフォーカス位置と判定する。すなわち、所定の探索範囲内の中で、最もコントラストが高くなる位置をフォーカス位置として探索する。位相差検出方式の場合、探索範囲内で取得した画像データから、フォーカス位置を探索する。このようにすること、自動にフォーカスを行うことができ、ピントの合った画像データを取得することができる。もちろん、位相差検出方式、及びコントラスト検出方式以外の手法によって、AF調整を行ってもよい。
本実施の形態では、第2の撮像ユニット30でのAF調整の結果に基づいて、制御部50は、第1の撮像ユニット20のAFの探索範囲を設定している。そのため、制御部50は、第2の撮像ユニット30でのフォーカス位置を記憶する。そして、制御部50は、第2の撮像ユニット30のフォーカス位置に基づいて、第1の撮像ユニット20のAF探索範囲を設定する。例えば、制御部50は、第1の撮像ユニット20のAFの探索範囲を制限する。すなわち、第1の撮像ユニット20がAFを行う際に、第1のMDA21がフォーカスレンズを移動させる範囲を制限する。このようにすることで、第1の撮像ユニット20のAFの時間を短縮することができる。
特に、第1の撮像ユニット20は、フォーカスレンズの調整と、ズームレンズの調整を行う必要がある。したがって、ズーム可変の第1の撮像ユニット20は、単焦点の第2の撮像ユニット30に比べて、AFに要する時間が長くなることが多い。第2の撮像ユニット30のAFの撮像設定に基づいて、制御部50が、第1の撮像ユニット20のAFの撮像設定を制御している。これにより、AFの調整を速やかに行うことができる。
(AFの調整方法)
次に、図2を参照して、撮像装置1の制御方法について説明する。図2は、撮像装置1の制御方法を示すフローチャートである。図2では、上記したAFの調整を行うためのフローを示している。
まず、単焦点レンズ光学系32のAF調整を行う(ステップS101)。すなわち、レンズ制御部52が、第2のMDA31のフォーカスレンズを駆動しながら、第2の撮像素子33が第2の画像データを取得する。そして、第2のカメラ信号処理部34が第2の画像データのコントラスト又は位相差などに基づいて、第2の撮像ユニット30のフォーカス設定情報を検出する。
次に、単焦点レンズ光学系32が合焦となっているか否かを判定する(ステップS102)。すなわち、第2の焦点評価回路35が、フォーカス設定情報に基づいて、フォーカス位置となったか否かを判定する。第2の撮像ユニット30がフォーカス位置となっていない場合(ステップS102のNO)、第1の撮像ユニット20がAF動作を実行する(ステップS104)。ここでは、第1の撮像ユニット20が通常探索範囲で、AF調整を行う。
第2の撮像ユニット30が合焦となっている場合(ステップS102のYES)、制御部50が、第1の撮像ユニット20のAF探索範囲を設定する(ステップS103)。すなわち、制御部50が第1の撮像ユニット20のAFの探索範囲を制限する。そして、第1のレンズ制御部51が、制限されたAF探索範囲内で、オートフォーカスレンズを駆動して、AF動作を行う(ステップS104)。これにより、第1の撮像ユニット20が、探索範囲の中から、フォーカス位置を検出する。ステップS103において、AF探索範囲が制限されているため、AF調整の時間を短縮することができる。そして、ステップS101〜ステップS104の処理を繰り返して、AF調整を行う。
(AFの調整範囲)
次に、第2の撮像ユニット30のフォーカス距離と、第1の撮像ユニット20の探索範囲について、図3を用いて説明する。図3は、第2の撮像ユニット30のフォーカス距離と、第1の撮像ユニット20の探索範囲を示すグラフである。横軸が、第2の撮像ユニット30が合焦となった時のフォーカス距離を示しており、左側が至近方向(Near)で、右側が無限方向(∞)となる。さらに、図3は、第1の撮像ユニット20の探索範囲の上限(無限方向設定)と下限(至近方向設定)のグラフを示している。すなわち、第1の撮像ユニット20は、上限(無限方向設定)と下限(至近方向設定)の間の範囲をAF探索範囲としている。したがって、第1のMDA21がフォーカスレンズを上限から下限までの範囲内で移動させて、AF動作を行う。
第2の撮像ユニット30のフォーカス距離が無限方向に向かうにつれて、探索範囲の上限、及び下限の値が大きくなっている。ここでは、第1の撮像ユニット20のフォーカス距離に対して、上限及び下限はそれぞれ線形に変化している。さらに、第2の撮像ユニット30のフォーカス距離が、上限と下限の間に含まれている。すなわち、ステップS102で第2の撮像ユニット30が合焦状態にあると判定された場合、第2の撮像ユニット30のフォーカス距離を基準に、無限方向設定と、至近方向設定が決定される。したがって、第2の撮像ユニット30のフォーカス距離を含む範囲を第1の撮像ユニット20の探索範囲としている。
また、第2の撮像ユニット30が合焦状態にない場合、通常探索範囲が設定される。すなわち、第1の撮像ユニット20のAF探索範囲を図3の点線で示す最大値から最小値の間にする。これにより、全範囲を探索するように、第1のMDA21がフォーカスレンズを駆動する。通常探索範囲は、第2の撮像ユニット30のフォーカス距離によらず一定となっている。第2の撮像ユニット30が合焦状態であるか否かを判定して、合焦状態の場合、第1の撮像ユニット20のAF探索範囲を狭くする。このようにすることで、第1の撮像ユニット20のAF時間を短縮することができ、速やかに撮像条件を設定することができる。特に、第1の画像データが低コントラストの場合において、AF時間を短縮することができる。また、第2の撮像ユニット30は、第1の撮像ユニット20のワイド端の画角よりも広い画角を有している。一般に、画角が広いほど、AF調整を単時間で行うことができるので、第2の撮像ユニット30のAF調整は、第1の撮像ユニット20のAF調整よりも短時間で行うことができる。したがって、第2の撮像ユニット30のフォーカス位置に基づいて、第1の撮像ユニット20のAF探索範囲を設定することで、第2の撮像ユニット30のAF調整をより速やかに行うことができる。第1の画像データのコントラストが低いような場合であっても、AF時間を短縮することができる。
なお、無限方向の方が第2の撮像ユニット30の焦点深度が広くなる。したがって、図3においては、第2の撮像ユニット30のフォーカス距離が無限方向になるにつれて、第1の撮像ユニット20のAF探索範囲が広くしている。すなわち、無限方向におけるAF探索範囲をより広くすることで、AF探索範囲に余裕を持たせている。これにより、確実かつ短時間にフォーカス位置を探索することができる。もちろん、AF探索範囲を制限する場合、第2の撮像ユニット30のフォーカス距離によらず、第1の撮像ユニット20のAF探索範囲が一定であってもよい。すなわち、上限と下限の傾きが平行となっていてもよい。さらには、第2の撮像ユニット30の至近方向になるにつれて、第1の撮像ユニット20のAF探索範囲が広がっていてもよい。さらには、第2の撮像ユニット30のフォーカス距離に対する、上限、及び下限は非線形で変わってもよい。
実施の形態2.
本実施の形態に係る撮像装置の制御方法について、図4を用いて説明する。図4は、撮像装置のAF動作の制御方法を示すフローチャートである。本実施の形態では、第1の撮像ユニット20のズーム設定に応じて、第1の撮像ユニット20のAFの探索範囲を設定している。なお、撮像装置1の基本的な制御構成は実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。例えば、本実施の形態に係る撮像装置は、図1で示した制御系を有している。
まず、実施の形態1と同様に、第2の撮像ユニット30がAF動作を行い(ステップS201)、合焦になったか否か判定する(ステップS202)。第2の撮像ユニット30が合焦状態にない場合(ステップS202のNO)、ステップS205に移行する。
第2の撮像ユニット30が合焦状態の場合(ステップS202のYES)、第1の撮像ユニット20がテレ側になっているか否かを判定する(ステップS203)。ステップS203では、例えば、ズーム位置と予め設定された第1のしきい値とを比較して、その比較結果に応じて、ズーム設定がテレ側になっているか否かを判定する。すなわち、制御部50が、第1の撮像ユニット20のズームレンズの焦点距離が第1のしきい値よりもテレ端側になっているか否かを判定する。
そして、ズーム設定がテレ側の場合(ステップS203のYES)、第1の撮像ユニット20のAF探索範囲を設定する(ステップS204)。すなわち、制御部50が、第1の撮像ユニット20のズーム位置に応じて、AFの探索範囲を制限する。これにより、図3で示した上限と下限の間が、第1の撮像ユニット20のAF探索範囲となる。そして、次のステップS205に移行する。
ズーム設定がテレ側にない場合(ステップS203のNO)、ステップS204をスキップして、ステップS205に移行する。すなわち、AFの探索範囲をそのままにして、ステップS205に移行する。この場合、今までのAF探索範囲が維持される。ステップS205では、ズーム設定がワイド側にあるか否かを判定する。すなわち、ズーム位置を予め設定された第2のしきい値と比較して、その比較結果に応じて、ズーム設定がワイド側になっているか否かを判定する。すなわち、制御部50が、第1の撮像ユニット20のズームレンズの焦点距離が第2のしきい値よりもワイド端側になっているか否かを判定する。なお、第1のしきい値と第2のしきい値は同じ値であってもよい。
第1の撮像ユニット20のズーム設定がワイド側にある場合(ステップS205のYES)、第1の撮像ユニット20のAF探索範囲の設定を解除する(ステップS206)。これにより、第1の撮像ユニット20のAF探索範囲を図3の点線で示す最大値から最小値の間にする。これにより、全範囲を探索するように、第1のMDA21がフォーカスレンズを駆動する。そして、第1の撮像ユニット20がAF動作を行う(ステップS207)。これにより、第1の撮像ユニット20が、探索範囲の中から、フォーカス位置を検出する。一方、第1の撮像ユニット20のズーム設定がワイド側にない場合(ステップS205のNO)、第1の撮像ユニット20のAF探索範囲を解除せずに、第1の撮像ユニット20がAF動作を行う(ステップS207)。すなわち、前回のAF探索範囲のまま、第1の撮像ユニット20がフォーカス位置を探索する。
そして、ステップS201〜ステップS207を繰り返して、AF動作を行う。本実施の形態では、実施の形態1の制御に加えて、ズーム位置がテレ側にあるか否かを判定している。そして、ズーム位置がテレ側にある場合に、AF探索範囲を制限し、テレ側にない場合、AF探索範囲をそのままとしている。ズーム位置がワイド側にある場合、AF探索範囲の制限を解除している。すなわち、ズーム位置がワイド側にある場合、第1の撮像ユニット20が通常探索範囲でAF調整を行う。
このようにすることで、ズーム位置がテレ側にある場合に、第1の撮像ユニット20のAF時間を短縮することができる。速やかに撮像条件を設定することができる。特に、テレ側では探索範囲が広いと、AF処理の時間が長くなる。したがって、ズーム位置がテレ側にある場合に、探索範囲を制限することで、適切な探索範囲を設定することができる。これにより、より速やかにAF調整を行うことができる。また、ズーム位置ワイド側にある場合、通常探索範囲で、フォーカス位置を探索する。これにより、適切に撮像条件を設定することができる。
なお、実施の形態1、2においては、ズーム位置に応じて、AF探索範囲の幅を調整してもよい。すなわち、図3で示したAF探索範囲の上限と下限の値を、ズーム位置に応じて、変えるようにしてもよい。このようにすることで、より適切にAF探索範囲を設定することができる。
実施の形態3.
本実施の形態にかかる撮像装置1を、図5に示す。本実施の形態では、第1の撮像ユニット20のズーム設定に応じて、第2の撮像ユニット30のAFを制御している。具体的には、第1の撮像ユニット20のズーム設定によって定まる画角情報に応じて、第2の撮像ユニット30のAFエリアを設定している。そして、AFエリア内の第2の画像データに基づいて、AF調整を行っている。そのため、ズーム位置に応じて、制御部50が、第2の焦点評価回路35のAFエリアを設定している。なお、撮像装置1の基本的構成については、実施の形態1と同様であるため、説明を省略する。
例えば、入力部11が、ユーザからのズーム操作を受け付けた場合、第1のMDA21がズームレンズを駆動する。第1の撮像ユニット20のズーム位置が変わると、画角が変わる。すなわち、第1のMDA21がズームレンズを駆動すると、ズーム倍率が変化する。このとき、制御部50がズーム位置、ズーム倍率又は画角等を示すズーム設定情報を記憶する。そして、制御部50が、ズーム設定情報に基づいて、第2の撮像ユニット30のAFエリアを設定する。制御部50が設定したAFエリアを第2の焦点評価回路35に出力する。具体的には、第1の撮像ユニット20の画角内の一部を、第2の撮像ユニット30のAFエリアに設定する。そして、第2の焦点評価回路35は、第2の撮像ユニット30の画角内から、AFエリアを抽出する。第2の焦点評価回路35は、AFエリアのコントラストから合焦状態か否かを評価する。
このように、AFエリア内のコントラストに応じて、第2の焦点評価回路35がフォーカス位置を調整する。すなわち、第2の焦点評価回路35がAFエリアの外側のコントラストを考慮せずに、AFエリア内のコントラストのみでフォーカス調整を行う。このようにすることで、第2の撮像ユニット30の画角内の適切なAFエリアで、コントラストを検出することができるようになる。これにより、第1の撮像ユニット20と第2の撮像ユニット30とで、同じ被写体の距離に焦点位置を合わせることができる。すなわち、第2の撮像ユニット30のフォーカス距離と、第1の撮像ユニット20のフォーカス距離がずれてしまうことを防ぐことができる。
(AFエリアの設定方法)
次に、AFエリアの設定方法について、図6を用いて、説明する。図6は、AFエリアの設定方法を示すフローチャートである。まず、第1の撮像ユニット20のAF動作を行う(ステップS301)。次に、第1の撮像ユニット20のズーム操作が行われたか否かを判定する(ステップS302)。すなわち、制御部50が、第1の撮像ユニット20のズーム位置が変化したか否かを判定する。
第1の撮像ユニット20のズーム操作が行われた場合(ステップS302のYES)、第2の撮像ユニット30のAFエリアを設定する(ステップS303)。すなわち、第1の撮像ユニット20のズーム設定情報に応じて、第2の撮像ユニット30のAFエリアを変更する。例えば、制御部50には、ズーム設定情報に応じたAFエリアが予め設定されている。これにより、第1の撮像ユニット20の画角に合わせるように、第2の焦点評価回路35がAFエリアを変更する。そして、変更したAFエリアのコントラストを基に、第2の撮像ユニット30がAF動作を行う。第1の撮像ユニット20のズーム操作が行われていない場合(ステップS302のNO)、ステップS303をスキップして、第2の撮像ユニット30がAF動作を行う(ステップS304)。すなわち、第2の撮像ユニット30のAFエリアを変更せずに、第2の撮像ユニット30がフォーカス位置を調整する。そして、ステップS301〜ステップS304を繰り返して、AF動作を行う。
(画角とAFエリア)
次に、第1の撮像ユニット20の画角と第2の撮像ユニット30のAFエリアについて、図7を用いて説明する。図7において、左側のAは、第1の撮像ユニット20の画角を示す図であり、右側のBは、第2の撮像ユニット30の画角を示す図である。図7では、第1の撮像ユニット20のズーム位置がテレ端側にあり、第2の撮像ユニット30の画角が第1の撮像ユニット20の画角よりも広くなっている場合を示している。すなわち、第2の撮像ユニット30が第1の撮像ユニット20よりも広い範囲を撮像している。
図7のBでは、人物71を中心として、その周囲の風景が幅広い画角で撮像されている。したがって、人の左側の家72が画角内に収まっている。一方、図7のAでは、人物71の上半身にズームするズーム設定となっている。したがって、図7のBに示された家72が画角内に収まっていない。
このような場合、第2の撮像ユニット30の画角全体に対してコントラストを検出して、AFを行うと、焦点位置が人物71からずれてしまうことがある。たとえば、家72に焦点位置があってしまうことがある。したがって、本実施の形態では、第2の撮像ユニット30の画角内の一部のエリアをAFエリアとしている。そして、AFエリア内のコントラストに基づいて、AFを行っている。
すなわち、第1の撮像ユニット20によって撮像されている範囲を、第2の撮像ユニット30のAFエリアとして抽出する。そして、第2の撮像ユニット30の画角から抽出されたAFエリアのコントラストに基づいて、第2の撮像ユニット30の焦点位置を合わせる。このように、第1の撮像ユニット20の画角に第2の撮像ユニット30のAFエリアを合わせるようにしている。これにより、第2の撮像ユニット30の画角が第1の撮像ユニット20の画角に比べて広く、第2の撮像ユニット30において複数の被写体が撮像されてしまうような場合でも、同じ被写体を基にフォーカス位置を調整することができる。
具体的には、制御部50が第1の撮像ユニット20のズーム設定情報を記憶する。ズーム設定情報を参照して、制御部50が第2の撮像ユニット30のAFエリアを設定する。例えば、ズーム位置がワイド側に行くほど、制御部50が、第2の撮像ユニット30の画角内のAFエリアを大きくするように設定する。さらに、ズーム倍率に応じて、連続的又は段階的にAFエリアの大きさを変えるようにしてもよい。あるいは、全体画像を複数の領域に分割しておき、複数の領域のうちAFエリアとなる領域を指定するようにしてもよい。AFエリア外では、コントラストを検出する必要がなくなるため、AFの処理時間を短縮することができる。
実施の形態4.
本実施の形態では、第2の撮像ユニット30のフォーカス位置に基づいて、第1の撮像ユニット20のAF補助信号を作成している。なお、撮像装置1の制御系の基本的な構成は、実施の形態1〜3と同様であるため、説明を省略する。AF補助信号は、AFエリアを制限するための情報、AFの反応時間、フォーカスレンズの移動速度などを含む信号である。本実施の形態にかかる撮像装置1の制御方法について、図8、及び図9を用いて説明する。図8は、撮像装置1のAF動作の制御方法を示すフローチャートである。図9において、左側のAは、第1の撮像ユニット20の画角を示す図であり、右側のBは、第2の撮像ユニット30の画角を示す図である。
まず、実施の形態3と同様に、第1の撮像ユニット20のAF動作を行い(ステップS401)、第1の撮像ユニット20のズーム操作が行われたか否かを判定する(ステップS402)。そして、ズーム操作が行われた場合(ステップS402のNO)、第2の撮像ユニット30のAF動作を行う(ステップS404)。すなわち、第1の撮像ユニット20のズームが変更しない場合、第2の撮像ユニット30のAFエリアを変更せずに、AF動作を行う。
一方、ズーム操作が行われた場合(ステップS402のYES)、第2の撮像ユニット30のAFエリアを設定する(ステップS403)。ここでは、制御部50が、ズーム設定情報に応じて、AFエリアを変化させる。例えば、図9に示すように、第2の撮像ユニット30の全体画像は縦横3個ずつ分割されている。すなわち、全体画像が9個の領域に分割されている。そして、第2の撮像ユニット30のAF動作では、9個に分割された領域のうちの1つ又は複数の領域がAFエリアとして設定される。このように、第1の撮像ユニット20のズーム設定が変更すると、第2の撮像ユニット30のAFエリアも変更する。例えば、実施の形態3と同様に、第1の撮像ユニット20の画角に、第2の撮像ユニット30のAFエリアを合わせる。そして、ステップ403で変更したAFエリアのコントラストに基づいて、第2の撮像ユニット30がAF動作を行う(ステップS404)。
第2の撮像ユニット30がAF動作に応じて、AF補助信号を作成する(ステップS405)。AF補助信号は、第1の撮像ユニット20のAF動作を行うための設定情報を含んでいる。例えば、AF補助信号は、AFエリア、AFの反応時間、又はフォーカスレンズの移動速度を示す情報を含んでいる。そして、ステップS401に戻り、AF補助信号に基づいて、第1の撮像ユニット20がAF動作を行う。この処理を繰り返すことで、第1の撮像ユニット20のAF動作を迅速かつ適切に行うことができる。さらに、第1の撮像ユニット20の画角に合わせて、第2の撮像ユニット30のAFエリアを設定しているため、実施の形態3と同様の効果を得ることができる。このように、第1の撮像ユニット20、及び第2の撮像ユニット30が互いの撮像設定に基づいて、制御部50が撮像設定を調整している。これにより、より適切な制御を行うことができる。
実施の形態5.
実施の形態1〜4では、一方の撮像ユニットの撮像設定に基づいて、AFの設定を調整していたが、本実施の形態では、他方の撮像ユニット露出の設定を調整している。本実施の形態にかかる撮像装置について、図10を用いて説明する。図10に示すように、撮像装置1は、実施の形態1と同様に、第1の撮像ユニット20と第2の撮像ユニット30とを備えている。なお、撮像装置1の基本的構成については、実施の形態1〜4と同様であるため、重複する内容については適宜説明を省略する。
本実施の形態では、制御部50が、第1のAE(Auto Exposure)システム55、第2のAEシステム56、第1の重み付け手段57、第2の重み付け手段58を備えている。第1のAEシステム55は、第1の撮像ユニット20の露出を調整する。第2のAEシステム56は、第2の撮像ユニット30の露出を制御する。例えば、第1のAEシステム55が、ズームレンズ光学系22に設けられたアイリス又はNDフィルタの制御によって、露出をそれぞれ調整する。さらには、第1のAEシステム55が、第1の撮像素子23のシャッタ制御、又はAGC(Auto Gain Control)制御によって、露出を調整する。もちろん、露出の制御は特に限定されるものではなく、例えば、これらの制御の2以上を組み合わせて、露出を調整してもよい。第2のAEシステム56は、同様に、アイリス制御、ND制御、シャッタ制御、AGC制御によって、第2の撮像ユニット30の露出を調整する。なお、第1のAEシステム55と第2のAEシステム56は同じ手法により、露出を調整している。
さらに、第1の撮像ユニット20は、第1の輝度算出回路26を備えている。第1の輝度算出回路26は、第1の画像データの輝度を画素毎に算出する。第2の撮像ユニット30は、第2の輝度算出回路36を備えている。第2の輝度算出回路36は、第2の画像データの輝度を画素毎に算出する。
第1の重み付け手段57は、第1の輝度算出回路26が算出した輝度に対して重み付けを行う。第1の重み付け手段57は、重みに対応した係数と画素毎の輝度との積を求める。そして、第1の重み付け手段57は、全ての画素に対する積の総和を求めて、輝度情報とする。第1のAEシステム55は、第1の重み付け手段57で重み付けされた輝度情報に基づいて、露出を調整する。すなわち、第1のAEシステム55は重み付けされた輝度情報に基づいて、アイリス制御、ND制御、シャッタ制御、又はゲイン制御を行う。例えば、重み付けされた輝度情報が高い場合、第1のAEシステム55は露出を低くし、重み付け輝度情報が低い場合、第1のAEシステム55は露出を高くする。このようにすることで、適切な露出で、撮像することができる。
同様に、第2の重み付け手段58は、第2の輝度算出回路36が算出した輝度に対して重み付けを行う。第2の重み付け手段58は、重みに対応した係数と画素毎の輝度との積を求める。そして、第2の重み付け手段58は、全ての画素に対する積の総和を求めて、輝度情報とする。第2のAEシステム56は、第2の重み付け手段58で重み付けされた輝度情報に基づいて、露出を調整する。すなわち、第2のAEシステム56は重み付けされた輝度情報に基づいて、アイリス制御、ND制御、シャッタ制御、又はゲイン制御を行う。例えば、重み付けされた輝度情報が高い場合、第2のAEシステム56は露出を低くし、重み付け輝度情報が低い場合、第2のAEシステム56は露出を高くする。このようにすることで、適切な露出で、撮像することができる。
第1の重み付け手段57は、ズームレンズ光学系22の焦点距離情報に基づいて、重み付けの設定を変えている。この重み付けの設定について、図11を用いて説明する。図11において、C、Eは、第1の撮像ユニット20によって撮像された画像を示しており、D、及びFは第2の撮像ユニット30で撮像された画像を示している。また、図11において、C、及びDは、順光時に撮像された画像であり、E、及びFは、逆光時に撮像された画像である。
図11のD、Fに示すように、第1の撮像ユニット20のAE制御のために、領域AE3と領域AE4が設定されている。領域AE4は、画像の中央部分の矩形状領域であり、重み付けが強くなっている。領域AE3は、領域AE4の外側の額縁状領域であり、重みが弱くなっている。領域AE4では、領域AE3よりも輝度に対する重みが弱くなっている。すなわち、第2の重み付け手段58が中央重点測光で輝度情報を算出する。例えば、各画素の輝度に対する係数が、領域AE4では大きくなり、領域AE3では小さくなる。第2の重み付け手段58は、各画素の輝度と係数との積を求め、画像全体での積の総和を求めて、輝度情報とする。
通常、順光時と逆光時とで画像の輝度分布が異なる。例えば、逆光時には、図11のFに示すように、領域AE4が暗くなるため、輝度が低くなってしまう。よって、逆光時と順光時では、輝度が大きく異なることになる。そこで、本実施の形態では、第2の重み付け手段58が算出した輝度情報に基づいて、第1の重み付け手段57が重み付けの設定を変更している。
例えば、順光時には、図11のCに示すように、第1の重み付け手段57が、重み付けの異なる2つの領域AE1、AE2を設定する。領域AE2は、画像の中央部分の矩形状領域であり、重み付けが強くなっている。領域AE1は、領域AE2の外側の額縁状領域であり、重みが弱くなっている。このように、第1の重み付け手段57が、2つの領域AE1、AE2の重み付けを設定する。すなわち、順光時は、中央重点測光で輝度情報を単出する。一方、逆光時には、図11のEに示すように、第1の重み付け手段57が、画角全体の領域AE1を均一に重み付けする。
もちろん、重み付けの設定例は、図11のC及びEに示す2パターンに限られるものではない。例えば、第2の重み付け手段58が算出した輝度情報に応じた2以上の重み付け設定を予め記憶しておけばよい。輝度情報としきい値とを比較して、予め設定された2以上の重み付け設定のどれに該当するかを決定すればよい。もちろん。重み付けを変える領域は、中心の矩形状領域と、外側の額縁状領域に限られるものでない。例えば、中央重点測光、スポット測光、他分割測光などを用いることができる。
さらに、本実施の形態では、第1のレンズ制御部51が、ズーム設定を示す焦点距離情報を第1の重み付け手段57に出力している。第1の重み付け手段57は、焦点距離情報に基づいて、重み付けを変更する。すなわち、第1の撮像ユニット20の画角に合わせて、第1の重み付け手段57が、重み付けを変更する。例えば、第1の撮像ユニット20の画角に応じて、第1の重み付け手段57が、領域AE2の大きさを設定してもよい。
第2の撮像ユニット30の撮像条件に基づいて、第1の撮像ユニット20の露出を制御する。このようにすることで、適切かつ速やかに第1の撮像ユニット20の露出を制御することができる。ズーム位置がテレ側の場合、急激な被写体の変化が起こりやすい。急激な変化の度に、露出制御が働いてしまうと、見づらい表示となる。しかしながら、本実施の形態による制御では、適切に露出を制御することができるため、表示を見やすくすることができる。また、ズーム側では被写体が白っぽい場合や黒っぽい場合に、露出誤差が生じやすい。しかしながら、本実施の形態によれば、適切に露出を制御することができる。
実施の形態6.
本実施の形態に係る撮像装置について、図12を用いて説明する。図12は、撮像装置1の制御系を示すブロック図である。なお、撮像装置1の基本的構成は、実施の形態1〜5と示したものと同様であるため、適宜説明を省略する。本実施の形態では、制御部50が、手振れ補正の設定を制御している。ここでは、第1の撮像ユニット20、及び第2の撮像ユニット30が、電子式の手振れ補正を行っている。
第1の撮像ユニット20は、第1の動き検出回路27、第1のメモリ制御部28、第1のフィールドメモリ29を備えている。第2の撮像ユニット30は、第2の動き検出回路37、第2のメモリ制御部38、第2のフィールドメモリ39を備えている。また、制御部50は、第1の手振れ制御部59、及び第2の手振れ制御部60を備えている。第1の撮像素子23、第2の撮像素子33が取得した全体画像の中から、一部の画像が切り出される。すなわち、全体画像の中から切り出す画像の座標を変化させることで、電子式手振れ補正が行われる。
第1の撮像ユニット20における手振れ補正について、説明する。第1のカメラ信号処理部24は、第1の動き検出回路27に第1の画像データを出力する。第1の動き検出回路27が、第1の画像データに対して画像処理を行って、被写体の動きを検出する。ここでは、第1の動き検出回路27が、連続して撮像されるフレームに基づいて、動きベクトルを算出している。すなわち、第1の動き検出回路27は、最新のフレームとその前のフレームとの第1の画像データを比較することで、画像中の被写体の動きを動きベクトルとして検出する。この動きベクトルが手振れ量に対応する。すなわち、手振れ量が大きくなると、動きベクトルも大きくなる。動きベクトルの検出には、公知のブロックマッチングなどを用いることができる。第1の動き検出回路27は、動きベクトルを制御部50に出力する。
第1の手振れ制御部59は、第1の動き検出回路27が算出した動きベクトルに基づいて、手振れ補正を制御する。第1の手振れ制御部59は、動きベクトルに基づいて、全体画像の中から画像を切り出す座標を決定する。すなわち、第1の動き検出回路27で検出した動きを打ち消すように、座標を決定する。第1の手振れ制御部59は、座標を第1のメモリ制御部28に出力する。
第1のフィールドメモリ29は、第1の撮像素子23が取得した全体画像を一時的に記憶している。そして、第1のメモリ制御部28は、全体画像中の座標に基づいて、第1のフィールドメモリに格納された全体画像から画像を切り出す。第1のメモリ制御部28は、切り出した画像を第1のカメラ信号処理部24に出力する。そして、第1のカメラ信号処理部24は、切り出した画像を出力部12に出力する。出力部12は、切り出した画像をモニタに表示、あるいはメモリに格納する。この処理を繰り返すことで、手振れ補正を行われた画像が表示される。
第2の撮像ユニット30は、第1の撮像ユニット20と同様の手法により、手振れ補正を行う。すなわち、第2の動き検出回路37、第2のメモリ制御部38、第2のフィールドメモリ39、及び第2の手振れ制御部60が第1の動き検出回路27、第1のメモリ制御部28、第1のフィールドメモリ29、及び第1の手振れ制御部59にそれぞれ対応しており、同様の処理を行う。以下、第1の動き検出回路27が算出した動きベクトルを第1の動きベクトルとし、第2の動き検出回路37が算出した動きベクトルを第2の動きベクトルとする。
第1の撮像ユニット20では、ズーム変更を行った場合、画角が変わるため、第1の動きベクトルが不正確になる。すなわち、ズーム変更によって画角が変わるため、手振れ量に比べて、動きベクトルが大きくなってしまう。このような場合でも、適切に手振れ制御を行うことができるように、第2の動きベクトルに基づいて、第1の手振れ制御部59が手振れを制御している。
以下、第1の撮像ユニット20のズーム中における手振れ制御について、図13を用いて説明する。図13は、手振れ制御方法を示すフローチャートである。まず、第1の動き検出回路27が第1の動き検出データである第1の動きベクトルを検出して、制御部50に入力する(ステップS501)。次に、第1の撮像ユニット20がズーム中であるか否かを判定する(ステップS502)。すなわち、入力部11からズーム操作が受け付けられているか否かを判定する。ズーム中でない場合(ステップS502のNO)、第1のメモリ制御部28が、第1の動き検出データに基づいて、第1のフィールドメモリ29を制御する(ステップS506)。すなわち、第1の動き検出データに基づいて、第1の手振れ制御部50が画像を切り出す座標を決定する。
一方、ズーム中である場合(ステップS502のYES)、第1の手振れ制御部59は、第1の撮像ユニット20と第2の撮像ユニット30の焦点距離比を算出する(ステップS503)。すなわち、第1の撮像ユニット20の焦点距離F1を第2の撮像ユニット30の焦点距離F2で除算する。これにより、第1の撮像ユニット20と第2の撮像ユニット30との撮像倍率の比を求めることができる。次に、第2の動き検出回路37が算出した第2の動きベクトルを第2の動き検出データとして、第1の手振れ制御部59に入力する(ステップS504)。
そして、第1の手振れ制御部59が、第2の動き検出データを焦点距離比で補正して、補正量を算出する(ステップS505)。すなわち、焦点距離比と第2の動き検出データの積を補正量として算出する。そして、第1の動き検出データを補正量に置き換える。ステップS505で求めた補正量に基づいて、第1のメモリ制御部28が第1のフィールドメモリ29を制御する(ステップS506)。すなわち、第1の手振れ制御部60が、第2の動き検出データに基づいて、第1の手振れ制御部50が画像を切り出す座標を決定する。したがって、ズーム中では、補正量に基づいて、第1の動き検出データが算出される。
ズーム中では、第1の動きベクトルを算出するための2枚の画像が、異なる画角で撮像される。そのため、第1の動き検出回路27が動きを正確に検出することができなくなってしまう恐れがある。ズーム中では、第2の動きベクトルに基づいて、第1の手振れ制御部59が手振れ補正を行っている。すなわち、第2の動きベクトルを焦点距離比で補正した補正量を、第1の動きベクトルとしている。このように、ズーム中であるか否かによって、動きベクトルの算出を切り替える。こうすることで、第1の撮像ユニット20をズーム中であっても、適切に手振れを補正することができる。さらに、焦点距離比で動きベクトルを補正しているため、より適切に手振れを補正することができる。
また、撮像装置1を持ったユーザが移動すると、動きベクトルが大きくなる。例えば、ユーザが光軸に沿って歩いていくと、テレ側の被写体が近づいてくることになる。したがって、ユーザが歩行中では、テレ側の被写体が、画像の中央から周辺に流れ行くようになる。この場合、第1の動きベクトルの算出が困難になってしまう。例えば、撮像装置1を持ったユーザが被写体に向かって歩いていくと、画像の中心に対して、放射状に動きが生じてしまう。よって、動きベクトルが手振れ量よりも小さくなってしまう。本実施の形態では、このような場合でも、適切に手振れ制御を行うことができるように、第2の動きベクトルに基づいて、第1の手振れ制御部59が手振れを制御している。
以下、ユーザが移動している場合における手振れ補正制御について、図14を用いて説明する。図14は、手振れ制御方法を示すフローチャートである。まず、第1の手振れ制御部59は、第1の撮像ユニット20と第2の撮像ユニット30の焦点距離比を算出する(ステップS601)。次に、第2の動き検出回路37が算出した第2の動きベクトルを第2の動き検出データとして、第1の手振れ制御部59に入力する(ステップS602)。そして、第1の手振れ制御部59が、焦点距離比と、第2の動き検出データに基づいて、補正量V2を算出する(ステップS603)。ステップS601〜ステップS603は、ステップS503〜ステップS505と同様であるため、詳細な説明を省略する。すなわち、補正量V2は、焦点距離比と第2の動き検出データの積となっている。
また、ステップS601〜ステップS603と並行して、第1の動き検出回路27が、第1の動きベクトルを算出して、第1の動き検出データV1として制御部50に入力する。(ステップS604)。そして、第1の動き検出データV1と補正量V2を比較する(ステップS605)。
第1の動き検出データV1が、補正量V2よりも小さい場合(ステップS605のNO)、第1の動き検出データV1を補正量V2で置換する(ステップS606)。すなわち、第2の動き検出回路37が算出した第2の動きベクトルと焦点距離比の積が、第1の動き検出データV1に置き換わる。
一方、第1の動き検出データV1が、補正量V2以上の場合(ステップS605のNO)、第1の動き検出データV1をそのまま使用する(ステップS607)。そして、ステップS607、又はステップS606で設定された動きベクトルに基づいて手振れ補正を行うように、第1のメモリ制御部28が第1のフィールドメモリ29を制御する(ステップS608)。すなわち、第1のメモリ制御部28が、第1のフィールドメモリ29に記憶された画像データから切り出す画像の座標を決定する。
このように、制御部50は、補正量V2と、第1の動き検出データV1との大きいほうを採用している。補正量V2が、第1の動き検出データV1よりも大きい場合、補正量V2に基づいて、手振れを補正する。このようにすることで、撮像装置1を持ったユーザが移動している場合でも、適切に手振れを補正することができる。
図13と図14の処理を組み合わせることも可能である。すなわち、ズーム中の場合、あるいは、補正量が第1の動き検出データV1よりも大きい場合には、補正量V2に基づいて、手振れを補正する。こうすることで、より適切に手振れを補正することができる。
実施の形態1〜6では、第1の撮像ユニット20、及び第2の撮像ユニット30のうちの一方の撮像ユニットの撮像設定又は撮像結果に基づいて、制御部50が、他方の撮像ユニットを制御している。こうすることで、撮像条件を適切かつ速やかに設定することができる。
なお、実施の形態1〜6のそれぞれにおいて、上述した処理の一部、又は全部は、コンピュータプログラムによって実行されても良い。上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)、CD−ROM(Read Only Memory)、CD−R、CD−R/W、半導体メモリ(例えば、マスクROM、PROM(Programmable ROM)、EPROM(Erasable PROM)、フラッシュROM、RAM(Random Access Memory))を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium)によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
なお、実施の形態1〜6のうちの2以上を組み合わせて用いてもよい。例えば、実施の形態1〜4のうちの一つ又は2以上のAF設定と、実施の形態5のAE設定と、実施の形態6の手振れ補正設定を同時に行うようにしてもよい。さらに、撮像装置1の処理は、上述した処理に限定されるものではない。
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
1 撮像装置
11 入力部
12 出力部
20 第1の撮像ユニット
21 第1のMDA
22 ズームレンズ光学系
23 第1の撮像素子
30 第2の撮像ユニット
31 第2のMDA
32 単焦点レンズ光学系
33 第2の撮像素子
50 制御部

Claims (11)

  1. ズームレンズを有する第1のレンズ光学系と、前記第1のレンズ光学系を通過した光を受光する第1の撮像素子と、を備えた第1の撮像ユニットと、
    単焦点の第2のレンズ光学系と、前記第2のレンズ光学系を通過した光を受光する第2の撮像素子と、を備えた第2の撮像ユニットと、
    前記第1のレンズ光学系に含まれるレンズを駆動して、ズーム、及びフォーカスを調整する第1のアクチュエータと、
    前記第2のレンズ光学系に含まれるレンズを駆動して、フォーカスを調整する第2のアクチュエータと、
    前記第1及び第2の撮像ユニットのうちの一方の撮像ユニットの撮像設定又は撮像結果に基づいて、他方の撮像ユニットを制御する制御部と、を備えた撮像装置。
  2. 前記制御部が、一方の撮像ユニットの撮像設定又は撮像結果に基づいて、他方の撮像ユニットのフォーカス、手振れ補正、及び露出の少なくとも一つの設定を行う請求項1に記載の撮像装置。
  3. 前記第2の撮像ユニットのフォーカス位置に応じて、前記第1の撮像ユニットのオートフォーカスの探索範囲を設定する請求項1、又は2に記載の撮像装置。
  4. 前記制御部が、
    前記第1の撮像ユニットのズーム設定がテレ側にあるかワイド側にあるかを判定して、
    前記テレ側にある場合、前記第2の撮像ユニットのフォーカス位置に応じて、前記第1の撮像ユニットのオートフォーカスの探索範囲を設定し、
    前記ワイド側にある場合、前記第2の撮像ユニットのフォーカス位置に関わらず、前記第1の撮像ユニットのオートフォーカスの探索範囲を設定する請求項1〜3のいずれか1項に記載の撮像装置。
  5. 前記制御部が、前記第1の撮像ユニットのズーム設定に応じて、前記第2の撮像ユニットの画角内におけるオートフォーカスエリアを設定する請求項1〜4のいずれか1項に記載の撮像装置。
  6. 前記第2の撮像ユニットのフォーカス位置に応じて、前記第1の撮像ユニットのオートフォーカスを行うためのAF補助信号が作成されている請求項5に記載の撮像装置。
  7. 前記第2の撮像ユニットが撮像した画像データの輝度情報に基づいて、前記第1の撮像ユニットの輝度情報を算出するための重み付けを設定する請求項1〜6のいずれか1項に記載の撮像装置。
  8. 前記第1の撮像ユニットが撮像した第1の画像データから、動き量を算出する第1の算出手段と、
    前記第2の撮像ユニットが撮像した第2の画像データから、動き量を算出する第2の算出手段と、
    前記第1及び第2の算出手段の算出結果に応じて、前記第1の撮像ユニットの画角から画像を切り出す領域を決定する手振れ補正手段と、をさらに備えた請求項1〜7のいずれか1項に記載の撮像装置。
  9. 前記第1の撮像ユニットのズーム設定が変更しているか否かを判定し、
    前記ズーム設定が変更中には、前記手振れ補正手段が、前記第2の算出手段の算出結果に応じて、前記手振れ補正を行い、
    前記第1の撮像ユニットのズーム設定が変更していない場合には、前記手振れ補正手段が、前記第1の算出手段の算出結果に応じて、前記手振れ補正を行う請求項8に記載の撮像装置。
  10. 前記第2の算出手段が算出した動き量を第1及び第2の撮像ユニットの焦点距離比で補正して、補正量を求め
    前記補正量と、前記第1の算出手段が算出した動き量の大きいほうに基づいて、前記手振れ補正手段が手振れ補正を行う請求項8、又は9に記載の撮像装置。
  11. ズームレンズを有する第1のレンズ光学系と、前記第1のレンズ光学系を通過した光を受光する第1の撮像素子と、を備えた第1の撮像ユニットと、
    単焦点の第2のレンズ光学系と、前記第2のレンズ光学系を通過した光を受光する第2の撮像素子と、を備えた第2の撮像ユニットと、
    前記第1のレンズ光学系に含まれるレンズを駆動して、ズーム、及びフォーカスを調整する第1のアクチュエータと、
    前記第2のレンズ光学系に含まれるレンズを駆動して、フォーカスを調整する第2のアクチュエータと、を備えた撮像装置の制御方法であって、
    前記第1及び第2の撮像ユニットのうちの一方の撮像ユニットの撮像設定又は撮像結果に基づいて、他方の撮像ユニットを制御する制御方法。
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