JP2015233258A - 画像撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】二つの光学系があって、一方で、望遠側の撮影をし、他方で広角側の撮影をする場合の、広角側の撮影範囲が、視差により、本来の撮影範囲が撮影できないことを防ぎ、適切な広角側の撮影範囲が撮影できる撮影装置を提供すること。【解決手段】第一のズームレンズを有する第一の撮影手段と、第二のズームレンズを有する第二の撮影手段を持った、画像撮影装置であって、第一のズームレンズの焦点距離に応じて、一つの焦点距離を指定する焦点距離指定手段を持ち、前記焦点距離指定手段で指定された焦点距離と、被写体距離に応じて、焦点距離を補正する焦点距離補正手段があって、第二の撮影手段は、焦点距離補正手段で算出した焦点距離で撮影することを特徴する。【選択図】 図１

Description

本発明は、二つの光学系を持った画像撮影装置に関し、特に二つのズームレンズを備えた画像撮影装置に関するものである。

従来から、二つのズームレンズを備えて、二枚の画像を同時に撮影する画像撮影装置が提案されている。特許文献１では、二つのズームレンズを備えた撮影装置で、一方を望遠で撮影し、他方を広角で撮影し、広角側の画像を構図に合わせてトリミングする技術が開示されている。

特開２０１１−２１１５５２号公報

しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術では、広角側は、ワイド端の焦点距離で撮影した画像から、構図を含めてトリミングを行っている。このため、ワイド側の画像の画素数が大きく減少するため、十分な画質が得られない。

また、二つの光学系の視差のため、本来要求されている広角画像を撮影できないという問題がある。すなわち、望遠側の焦点距離に応じて、広角側の焦点距離を決めた場合、本来ならば望遠側のカメラの位置から、その広角画像を撮影するはずであるが、望遠側のカメラと広角側のカメラが別であるために視差を生じ、撮影範囲が異なってしまう問題があった。

上記目的を達成するために、本発明は、
第一のズームレンズを有する第一の撮影手段と、
第二のズームレンズを有する第二の撮影手段を持った、画像撮影装置であって、
第一のズームレンズの焦点距離に応じて、一つの焦点距離を指定する焦点距離指定手段を持ち、
前記焦点距離指定手段で指定された焦点距離と、被写体距離に応じて、焦点距離を補正する焦点距離補正手段があって、
第二の撮影手段は、焦点距離補正手段で算出した焦点距離で撮影することを特徴とする。

本発明によれば、二つの光学系があって、一方で、望遠側の撮影をし、他方で広角側の撮影をする場合の、広角側の撮影範囲が、視差により、本来の撮影範囲が撮影できないことを防ぎ、適切な広角側の撮影範囲が撮影できる撮影装置を提供することができる。

実施例１の構成図 実施例１の撮影範囲を説明するための図 実施例１の設定例 実施例２の構成図 実施例２の設定例 従来の撮影範囲を説明するための図

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。

以下、図１から図３を参照して、本発明の第１の実施例による、撮影装置について説明する。図１は、本発明の実施形態にかかわる撮影装置である。

図で、１０１は、本実施例の撮影装置であり、１０２及び１０３の二つのズームレンズを備えたものである。１０２は、第一のズームレンズであり、１０４は、第一の撮像素子であり、合わせて第一の撮影手段となる。１０３は、第二のズームレンズであり、１０５は、第二の撮像素子であり、合わせて第二の撮影手段となる。１０６と１０７は、カメラ信号処理部であり、第一の撮影手段と、第二の撮影手段で撮影された画像に、カメラ信号処理を行い、記録可能な画像データを作成する。カメラ信号処理を行った画像データは、記録装置１０８に記録される。なお、本実施例では、第一の撮影手段と第二の撮影手段に応じて、カメラ信号処理部が二つ有るように記述しているが、フレームメモリ等を用いて、一つのカメラ信号処理とすることは、容易に可能である。また、記録装置は、本体内蔵のフラッシュメモリ等でもよいし、ＳＤカード等の着脱可能な記録媒体であってもよい。

以下、第一の撮影手段が、望遠側（テレ側）の画像を撮影し、第二の撮影手段が、広角側（ワイド側）の画像を撮影するものとして説明する。

図で、１０９はユーザー操作部であり、ボタンやタッチ操作によって、焦点距離を指定する部分である。１１０は、焦点距離指定部であり、１１１は焦点距離補正部である。本実施例では、ユーザー操作１０９により、第一のズームレンズ１０２の焦点距離が指定され、その焦点距離に応じて、第二のズームレンズの焦点距離が、焦点距離指定部１１０で、指定される。第一の実施例では、この指定の方法は、第一のズームレンズの焦点距離に応じて指定される。例えば、図３（ａ）の表に示した様に、第一のズームレンズの焦点距離ｆ１の値に応じて、第二のズームレンズの焦点距離ｆ２を一定値に指定する。または、図３（ｂ）の表に示した様に、第二のズームレンズの焦点距離ｆ２は、第一のズームレンズの焦点距離ｆ１の一定の比率（図３（ｂ）では、１／３）としても良い。それぞれのズームレンズの焦点距離範囲等に応じて、一意に定められていればよい。本発明の第一の実施例では、さらに、焦点距離補正部１１１で、第一の撮影装置で撮影している被写体までの撮影距離情報に応じて、焦点距離指定部で指定された焦点距離を、補正する。

ここで、従来の撮影装置で、視差のために撮影範囲が異なる様子を、図６を用いて説明する。図６（ａ）は、従来の撮影装置で撮影する際の、各レンズの光路と、撮影範囲を説明する図である。図で６０１は、被写体位置であり、撮影する被写体の位置を表す。説明の便宜上、平面を撮影するものとして作図してある。図で、６０２は、第一のズームレンズであり、６０４の第一の撮像素子と共に、第一の撮影手段となる。６０３は、第二のズームレンズであり、６０５の第二の撮像素子と共に、第二の撮影手段となる。６０６は、第一のズームレンズの撮影時の焦点距離（テレ側焦点距離）を示す。テレ側焦点距離６０６は、ユーザーの操作によって指定されるものである。第一の撮影手段は、ズームレンズ６０２をテレ側焦点距離６０６で、被写体位置６０１の被写体を撮影するので、その撮影範囲は、６０８の範囲（テレ側撮影範囲）となる。６０７は、第二のズームレンズの撮影時の焦点距離（ワイド側焦点距離）を示す。ワイド側焦点距離は、テレ側焦点距離６０６に応じて指定されるものであり、テレ側焦点距離よりも短い焦点距離に指定されるものである。第二の撮影手段はで、ズームレンズ６０３をワイド側焦点距離６０７で、被写体位置６０１の被写体を撮影するので、その撮影範囲は、６０９の範囲（ワイド側撮影範囲）となる。ワイド側焦点距離６０７は、テレ側焦点距離６０７よりも広角側であるため、ワイド側撮影範囲６０９は、テレ側撮影範囲６０８よりも広い範囲となっている。

しかしながら、第一の撮影手段と第二の撮影手段は、視差６１０だけ離れて構成されているため、テレ側撮影範囲６０８とワイド側撮影範囲６０９の中心は異なってしまう。図６（ｂ）に、この様子を示す。図で、６１１は、テレ側撮影範囲を、６１２は、ワイド側撮影範囲を示している。すなわち、テレ側撮影範囲６１１とワイド側撮影範囲６１２では、視差のために中心位置が異なっている。

ここで、本来のワイド側撮影範囲について、図６（ｃ）と図６（ｄ）を用いて説明する。本来のワイド側撮影範囲は、第一の撮影手段の位置から、ワイド側焦点距離で、撮影した場合の撮影範囲である。図６（ｃ）で６１３は、ワイド側焦点距離６０７で撮影する場合の第一のズームレンズの位置である。本来ならば、第一の撮影手段の位置で、ズームレンズ６０６をワイド側焦点距離６０７で、被写体位置６０１の被写体を撮影するので、その撮影範囲は、６１４の範囲（本来のワイド側撮影範囲）となる。図６（ｄ）に、この様子を示す。図で、６１１は、第一の撮影手段で撮影するテレ側撮影範囲であり、６１４は、第一の撮影手段で撮影するワイド側撮影範囲である。すなわち、本来、同一の撮影手段で撮影すれば、テレ側撮影範囲と、ワイド側撮影範囲は、それぞれの中心が一致した範囲となるはずである。ところが、従来の撮影装置では、視差のために撮影範囲が異なってしまうのである。

ここで、本発明での撮影範囲の様子を、図２を用いて説明する。図２（ａ）で２０１は、被写体位置であり、撮影する被写体の位置を表す。図で、２０２は、第一のズームレンズであり、２０４の第一の撮像素子と共に、第一の撮影手段となる。２０３は、第二のズームレンズであり、２０５の第二の撮像素子と共に、第二の撮影手段となる。２０６は、第一のズームレンズの撮影時のテレ側焦点距離を示す。テレ側焦点距離２０６は、ユーザーの操作１０８によって指定されるものである。第一の撮影手段は、ズームレンズ２０２をテレ側焦点距離２０６で、被写体位置２０１の被写体を撮影するので、その撮影範囲は、２０８のテレ側撮影範囲となる。２０７は、第二のズームレンズの撮影時のワイド側焦点距離を示す。ワイド側焦点距離は、本実施例では、図１の焦点距離指定部１１０で指定された後、焦点距離補正部１１１で補正された焦点距離である。すなわち、焦点距離指定部１１０で指定された焦点距離よりも、よりワイド側に補正された焦点距離となる。参考として、焦点距離指定部１１０で指定された焦点距離を、２１０で示してある。２１１は、第一の撮像手段で、指定された焦点距離２１０で撮影した場合の撮影範囲（目的とするワイド側撮影範囲）である。

本実施例では、第二の撮影手段は、ズームレンズ２０３をワイド側焦点距離２０７で、被写体位置２０１の被写体を撮影するので、その撮影範囲は、２０９の範囲（ワイド側撮影範囲）となる。ワイド側焦点距離２０７は、指定された焦点距離２１０よりも広角側であり、ワイド側撮影範囲２０９は、目的とするワイド側撮影範囲２１１を含む範囲となっている。

この様子を、図２（ｂ）に示す。図で、２１２は、第一の撮影手段で撮影するテレ側撮影領域であり、２１４は、目的とするワイド側撮影範囲である。２１３は、本実施例でのワイド側撮影範囲であり、２１４の目的とするワイド側撮影範囲を含む形で、より広い範囲を撮影している。本発明によれば、第二の撮影手段で撮影した２１３の範囲の画像から、トリミング等の処理を行うことで、目的とするワイド側撮影範囲の画像を得ることができる。

次に、焦点距離補正部１１１で行う焦点距離の補正量が、被写体までの撮影距離に応じて異なることを、図２（ｃ）を用いて説明する。図２（ｃ）は、図２（ａ）に対して被写体までの撮影距離が短くなった例である。図で、２０２は、第一のズームレンズであり、２０４の第一の撮像素子と共に、第一の撮影手段となる。２１６は、第二のズームレンズであり、２０５の第二の撮像素子と共に、第二の撮影手段となる。２０６は、第一のズームレンズの撮影時のテレ側焦点距離を示す。図２（ｃ）では、第一の撮影手段の焦点距離などは、図２（ａ）の場合に等しく、その撮影範囲は、２１８のテレ側撮影範囲となる。同様に参考として、焦点距離指定部１１０で指定された焦点距離を、２１０で示してある。２２０は、第一の撮像手段で、指定された焦点距離２１０で撮影した場合の撮影範囲（目的とするワイド側撮影範囲）である。撮影範囲は被写体までの撮影距離に応じて狭くなっているが、その比率は同等になっている。ここで、２１７は、第二のズームレンズの撮影時のワイド側焦点距離を示す。このときの第二の撮影手段の撮影範囲は、目的とするワイド側撮影範囲２１９を含む用に設定されるので、２１９の撮影範囲となる。図２（ａ）の場合に比べて、図２（ｃ）の場合は、被写体までの撮影距離が近づいた分、撮影範囲に生じる視差が大きくなるため、ワイド側撮影範囲２１９は、より広い角度を撮影することになる。すなわち、焦点距離補正部で補正する焦点距離の量は、被写体までの撮影距離に応じて異なり、被写体までの撮影距離が近いほど大きな補正量となるのである。

以上、説明した通り、本実施例では、第一のズームレンズの焦点距離に応じて、第二のズームレンズの焦点距離を指定し、その指定した焦点距離を、被写体までの撮影距離に応じて補正した。これにより、目的とするワイド画像を得ることができる。

以下、図４及び図５を参照して、本発明の第２の実施例による、撮影装置について説明する。図４は、第２の実施例にかかわる撮影装置である。

図で、４０１は、本実施例の撮影装置であり、この中の構成要素の内、第１の実施例と同様の動作を行うものは、図１と同じ記号で示してある。すなわち、１０２と１０３のズームレンズ、１０４と１０５の撮像素子、１０６と１０７のカメラ信号処理、１０８の記録装置、１０９のユーザー操作部、１１１の焦点距離補正部は、第１の実施例と同等である。

第２の実施例では、第一の撮影手段で撮影した画像について、４０２の画像解析手段で、その撮影内容を解析する。解析した結果、主被写体や、撮影シーンなどの判別を行う。４０３の焦点距離指定手段では、画像解析手段４０２の解析結果と、第一のズームレンズの焦点距離から、第二のズームレンズの焦点距離を指定する。この例を図５（ａ）及び（ｂ）に示す。図５（ａ）は、第一の撮影手段で撮影した画像から、主被写体を判別し、これに応じて第二の撮影手段で撮影すべき目標被写体を対応付けた例である。たとえば、第一の撮影手段で顔のアップが主被写体として撮影されていると判定された場合、第二の撮影手段では、顔全体を目標として撮影することとする。このとき、撮影している第一のズームレンズの焦点距離から、一定の比率で、第二のズームレンズの焦点距離を指定することができる。

また、図５（ｂ）では、第一の撮影手段で撮影した画像から、撮影シーンを判別し、これに応じて、第二のズームレンズの焦点距離を定めた例である。例えば、第一の撮影手段で撮影しているシーンが風景である場合、第二のズームレンズの焦点距離は、ワイド端と定めておく。図中のｆ１は、第一のズームレンズの焦点距離である。第二のズームレンズの焦点距離は、シーンに応じて一意に求まるように定められていればよい。

第二のズームレンズの焦点距離が指定された後は、第一の実施例と同様に、１１１の焦点距離補正部で、被写体までの撮影距離に応じて、第二のズームレンズの焦点距離を補正する。これにより、目的とするワイド画像が第一の実施例と同様に得ることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１１０，４０２ 焦点距離指定手段、１１１ 焦点距離補正手段

Claims (6)

1. 第一のズームレンズを有する第一の撮影手段と、
   第二のズームレンズを有する第二の撮影手段を持った、画像撮影装置であって、
   第一のズームレンズの焦点距離に応じて、一つの焦点距離を指定する焦点距離指定手段を持ち、
   前記焦点距離指定手段で指定された焦点距離と、被写体距離に応じて、焦点距離を補正する焦点距離補正手段があって、
   第二の撮影手段は、焦点距離補正手段で算出した焦点距離で撮影することを特徴とする画像撮影装置。
2. 前記焦点距離補正手段は、
   第一の撮影手段の位置で、前記焦点距離指定手段が指定した焦点距離で撮影した場合の撮影範囲を第一の撮影範囲としたとき、
   第二の撮影手段の位置で撮影する範囲に、前記第一の撮影範囲が含まれるように、前記焦点距離指定手段が指定した焦点距離を補正することを特徴とする請求項１に記載の画像撮影装置。
3. 第一のズームレンズの焦点距離の範囲を複数に区分し、各区分に、それぞれ一つの焦点距離を記載した焦点距離対応表を持ち、
   前記焦点距離指定手段は、
   前記第一のズームレンズの焦点距離から、前記焦点距離対応表に応じて、前記一つの焦点距離を指定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像撮影装置。
4. 特定の比率を指定する比率指定手段を持ち、
   前記焦点距離指定手段は、
   前記第一のズームレンズの焦点距離に、前記比率指定手段で指定された比率を演算して、前記一つの焦点距離を指定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像撮影装置。
5. 主被写体検出手段と、
   検出可能な全ての主被写体と、各主被写体に、それぞれ一つの焦点距離を記載した焦点距離対応表を持ち、
   前記焦点距離指定手段は、
   前記第一の撮影手段で撮影する画像または前記第二の撮影手段で撮影する画像から、前記主被写体手段で、主被写体を検出し、
   検出した主被写体から、前記焦点距離対応表に応じて、前記一つの焦点距離を指定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像撮影装置。
6. 撮影シーン判別手段と、
   判別可能な全ての撮影シーンと、各撮影シーンに、それぞれ一つの焦点距離を記載した焦点距離対応表を持ち、
   前記焦点距離指定手段は、
   前記第一の撮影手段で撮影する画像または前記第二の撮影手段で撮影する画像から、前記撮影シーン判別手段で、撮影シーンを検出し、
   検出した撮影シーンから、前記焦点距離対応表に応じて、前記一つの焦点距離を指定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像撮影装置。