JP5144469B2

JP5144469B2 - 撮像装置及びその制御方法

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Publication number: JP5144469B2
Application number: JP2008278173A
Authority: JP
Inventors: 徳雄永井
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2008-10-29
Filing date: 2008-10-29
Publication date: 2013-02-13
Anticipated expiration: 2028-10-29
Also published as: JP2010109554A

Description

本発明は撮像装置及びその制御方法に係り、特に、複数の撮像手段を用いて高速にブラケティング撮影を行う撮像装置及びその制御方法に関する。

撮像装置において、撮影条件を少しずつ変えて同一シーンを複数回連続して撮影することにより、ユーザが後から気に入った画像を選択して適切な画像を得るブラケティング撮影機能が知られている。例えば、露出のブラケティング撮影を行う撮像装置であれば、絞りを少しずつ変化させて複数回連続して撮影することにより、同一シーンの画像であって、露出の異なる複数の画像を得ることができる。特許文献１には、ブラケティング撮影を行う際に、使用者に所望の撮影シーンを複数選択させ、その後撮影指示に応答して異なる撮影条件で撮影を行い、画質が多様に変化した複数枚の画像撮影を行う技術が記載されている。特許文献１の技術によれば、ブラケティング撮影を行う際の使い勝手を大幅に向上させることが可能となる。
特開２００８−１６７２７３号公報

また、複数の撮像手段を備えた複眼撮像装置が知られている。しかしながら、複眼撮像装置の複数の撮像手段を有効に用いてブラケティング撮影を行う技術について開示しているものはない。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、複数の撮像手段を用いて高速にブラケティング撮影を行う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。

前記目的を達成するために請求項１に記載の撮像装置は、第１の撮像手段と第２の撮像手段を備えた撮像装置において、至近合焦位置から無限遠合焦位置までの合焦可能範囲を至近側の範囲と無限遠側の範囲に分割する分割手段と、前記第１の撮像手段により前記至近側の範囲において焦点位置を変更して順次画像を撮影することにより複数の画像を取得する第１のブラケティング撮影手段と、前記第２の撮像手段により前記無限遠側の範囲において焦点位置を変更して順次画像を撮影することにより複数の画像を取得する第２のブラケティング撮影手段と、前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との画角差分をキャンセルするように前記取得した複数の画像の画角を補正する手段とを備え、前記第１のブラケティング撮影手段は、前記至近側の範囲のうち最も無限遠合焦位置側に近い合焦位置から至近合焦位置に向かって前記第１の撮像手段の焦点位置を変更し、前記第２のブラケティング撮影手段は、前記無限遠側の範囲のうち最も至近合焦位置側に近い合焦位置から無限遠合焦位置に向かって前記第２の撮像手段の焦点位置を変更することを特徴とする。

本願発明によれば、至近合焦位置から無限遠合焦位置までの合焦可能範囲を至近側の範囲と無限遠側の範囲に分割し、第１の撮像手段により至近側の範囲において焦点位置を変更して順次画像を撮影することにより複数の画像を取得し、第２の撮像手段により無限遠側の範囲において焦点位置を変更して順次画像を撮影することにより複数の画像を取得し、第１の撮像手段と第２の撮像手段との画角差分をキャンセルするように取得した複数の画像の画角を補正するようにしたので、２つの撮像手段を用いて高速にフォーカスブラケティング撮影を行うことができる。

これにより、自然なブラケティング撮影画像を取得することができる。

請求項２に示すように請求項１に記載の撮像装置において、前記分割手段は、前記第１の撮像手段のフォーカスレンズの移動量と前記第２の撮像手段のフォーカスレンズの移動量とが均等になるように前記合焦可能範囲を分割することを特徴とする。

これにより、適切に合焦位置を分担することができる。

請求項３に示すように請求項１又は２に記載の撮像装置において、前記複数の画像の画角を補正する手段は、前記第１の撮像手段で撮影される画像と前記第２の撮像手段で撮影される画像との共通部分をトリミングして前記複数の画像の画角差分をキャンセルすることを特徴とする。

これにより、適切に取得した複数の画角差分をキャンセルすることができる。

前記目的を達成するために請求項４に記載の撮像装置は、第１の撮像手段と第２の撮像手段を備えた撮像装置において、広角から望遠までの焦点距離変更可能範囲を広角側と望遠側に分割する分割手段と、前記第１の撮像手段により、前記広角側の焦点距離変更可能範囲において焦点距離を変更して順次画像を撮影することにより複数の画像を取得する第１のブラケティング撮影手段と、前記第２の撮像手段により、前記望遠側の焦点距離変更可能範囲において焦点距離を変更して順次画像を撮影することにより複数の画像を取得する第２のブラケティング撮影手段と、前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との画角差分をキャンセルするように前記取得した複数の画像の画角を補正する手段とを備え、前記第１のブラケティング撮影手段は、前記広角側の焦点距離変更可能範囲のうち最も望遠側の焦点距離から広角側に向かって前記第１の撮像手段の焦点距離を変更し、前記第２のブラケティング撮影手段は、前記望遠側の焦点距離変更可能範囲内のうち最も広角側の焦点距離から望遠側に向かって前記第２の撮像手段の焦点距離を変更することを特徴とする。

本発明によれば、広角から望遠までの焦点距離変更可能範囲を広角側と望遠側に分割し、第１の撮像手段により広角側の焦点距離変更可能範囲において焦点距離を変更して順次画像を撮影することにより複数の画像を取得し、第２の撮像手段により望遠側の焦点距離変更可能範囲において焦点距離を変更して順次画像を撮影することにより複数の画像を取得し、第１の撮像手段と第２の撮像手段との画角差分をキャンセルするように取得した複数の画像の画角を補正するようにしたので、２つの撮像手段を用いて高速にズームブラケティング撮影を行うことができる。

請求項５に示すように請求項４に記載の撮像装置において、前記分割手段は、前記第１の撮像手段のズームレンズの移動量と前記第２の撮像手段のズームレンズの移動量とが均等になるように前記焦点距離変更可能範囲を分割することを特徴とする。

これにより、適切に焦点距離を分担することができる。

請求項６に示すように請求項４又は５に記載の撮像装置において、前記複数の画像の画角を補正する手段は、前記第１の撮像手段の焦点距離と前記第２の撮像手段の焦点距離とが同一の場合に撮影される画像の共通部分を中心とする画像となるように前記複数の画像の画角差分をキャンセルすることを特徴とする。

前記目的を達成するために請求項７に記載の撮像装置の制御方法において、第１の撮像手段と第２の撮像手段を備えた撮像装置の制御方法において、至近合焦位置から無限遠合焦位置までの合焦可能範囲を至近側の範囲と無限遠側の範囲に分割する分割工程と、前記第１の撮像手段により前記至近側の範囲において焦点位置を変更して順次画像を撮影することにより複数の画像を取得する第１のブラケティング撮影工程と、前記第２の撮像手段により前記無限遠側の範囲において焦点位置を変更して順次画像を撮影することにより複数の画像を取得する第２のブラケティング撮影工程と、前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との画角差分をキャンセルするように前記取得した複数の画像の画角を補正する工程とを備え、前記第１のブラケティング撮影工程は、前記至近側の範囲のうち最も無限遠合焦位置側に近い合焦位置から至近合焦位置に向かって前記第１の撮像手段の焦点位置を変更し、前記第２のブラケティング撮影工程は、前記無限遠側の範囲のうち最も至近合焦位置側に近い合焦位置から無限遠合焦位置に向かって前記第２の撮像手段の焦点位置を変更することを特徴とする

前記目的を達成するために請求項８に記載の撮像装置の制御方法において、第１の撮像手段と第２の撮像手段を備えた撮像装置の制御方法において、広角から望遠までの焦点距離変更可能範囲を広角側と望遠側に分割する分割工程と、前記第１の撮像手段により、前記広角側の焦点距離変更可能範囲において焦点距離を変更して順次画像を撮影することにより複数の画像を取得する第１のブラケティング撮影工程と、前記第２の撮像手段により、前記望遠側の焦点距離変更可能範囲において焦点距離を変更して順次画像を撮影することにより複数の画像を取得する第２のブラケティング撮影工程と、前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との画角差分をキャンセルするように前記取得した複数の画像の画角を補正する工程とを備え、前記第１のブラケティング撮影工程は、前記広角側の焦点距離変更可能範囲のうち最も望遠側の焦点距離から広角側に向かって前記第１の撮像手段の焦点距離を変更し、前記第２のブラケティング撮影工程は、前記望遠側の焦点距離変更可能範囲内のうち最も広角側の焦点距離から望遠側に向かって前記第２の撮像手段の焦点距離を変更することを特徴とする。

本願発明によれば、至近合焦位置から無限遠合焦位置までの合焦可能範囲を至近側と無限遠側に分割し、撮像手段毎に各分割された範囲において焦点位置を変更して順次画像を撮影することにより複数の画像を取得し、各撮像手段の画角差分をキャンセルするように取得した複数の画像の画角を補正するようにしたので、２つの撮像手段を用いて高速にフォーカスブラケティング撮影を行うことができる。

また、本発明によれば、広角から望遠までの焦点距離変更可能範囲を複数の撮像手段の数に分割し、撮像手段毎に割り当てられた範囲において焦点距離を変更して順次画像を撮影することにより複数の画像を取得すし、撮像手段毎の画角差分をキャンセルするように複数の画像の画角を補正するようにしたので、複数の撮像手段を用いて高速にズームブラケティング撮影を行うことができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、本発明に係るデジタルカメラ１の正面斜視図である。同図に示すように、デジタルカメラ１の筐体は、略直方体の箱状に形成されており、その正面にはレンズ１１、レンズ２１が設けられている。このように、デジタルカメラ１は、複数の撮像系を備えた複眼デジタルカメラであり、同一被写体を複数視点（図１では、左右２つの視点を例示）から見た立体画像を撮影可能である。

図２は、デジタルカメラ１の電気的構成の一例を示す図である。同図に示すように、デジタルカメラ１は、第１撮像光学系１０、第２撮像光学系２０、撮像信号処理部３１、制御バス３２、データバス３３、メモリ制御部３６、メインメモリ３７、デジタル信号処理部３８、圧縮伸張処理部３９、積算部４０、外部メモリ制御部４１、記録媒体４２、表示制御部４３、表示部４４、ＣＰＵ４５、操作部４６、電子手振れ補正制御部５０等を備えて構成される。

各部はＣＰＵ４５に制御されて動作し、ＣＰＵ４５は、操作部４６からの入力に基づき所定の制御プログラムを実行することにより、デジタルカメラ１の各部を制御する。

デジタルカメラ１は図示しないＲＯＭを備えており、ＲＯＭにはＣＰＵ４５が実行する制御プログラムのほか、制御に必要な各種データ等が記録されている。ＣＰＵ４５は、ＲＯＭに記録された制御プログラムをメインメモリ３７に読み出し、逐次実行することにより、デジタルカメラ１の各部を制御する。

なお、メインメモリ３７は、ＳＤＲＡＭで構成されており、プログラムの実行処理領域として利用されるほか、画像データ等の一時記憶領域、各種作業領域として利用される。

操作部４６は、図示しない電源ボタン、シャッターレリーズボタン、撮影モード／再生モード切替スイッチ等を備え、それぞれの操作に応じた信号をＣＰＵ４５に出力する。

第１撮像光学系１０は、レンズ１１、レンズ駆動部１２、撮像素子１３、手振れ補正機構１４、撮像素子駆動部１５を備えている。レンズ１１は、図示しないズームレンズ、フォーカスレンズ、絞り、及びメカシャッタを含み、レンズ駆動部１２に駆動されて、ズーミング、フォーカシング、絞りの開口量（Ｆ値）変更、及びメカシャッタの開閉を行う。

撮像素子１３は、レンズ１１の後段に配置されており、レンズ１１を透過した被写体光を受光する。

ＣＣＤ１３の受光面には図示しない多数の受光素子が二次元的に配列されており、各受光素子に対応して図示しない赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の原色カラーフィルタが所定の配列構造で配置されている。受光面上に結像された被写体光は、各受光素子によって電気信号に変換され、蓄積される。

各受光素子に蓄積された電気信号は、図示しない垂直転送路に読み出される。垂直転送路は、この信号を撮像素子駆動部１５から供給されるクロックに同期して、１ラインずつ図示しない水平転送路に転送する。さらに水平転送路は、垂直転送路から転送された１ライン分の信号を、撮像素子駆動部１５から供給されるクロックに同期して撮像信号処理部３１へ出力する。

なお、画像信号の出力は、デジタルカメラ１が撮影モードにセットされると開始される。即ち、デジタルカメラ１が撮影モードにセットされると、表示部４４にスルー画像を表示するため、画像信号の出力が開始される。このスルー画像用の画像信号の出力は、本撮影の指示が行われると一旦停止され、本撮影が終了すると再度開始される。なお、本撮影終了時には、一定時間、表示部４４に本撮影された撮影画像が表示される（ポストビュー）。ユーザは、ポストビューを確認することにより、撮影画像が適切に撮影できたか否かを確認することができる。

第２撮像光学系２０についても、第１撮像光学系１０と同様の構成となっている。レンズ２１を透過した被写体光は、撮像素子２３の各受光素子によって電気信号に変換され、撮像信号処理部３１へ出力される。前述のスルー画像は、第２撮像光学系２０で撮像された画像信号に基づいて表示してもよい。

撮像信号処理部３１は、図示しない相関二重サンプリング回路（ＣＤＳ）、クランプ処理回路、自動ゲインコントロール回路（ＡＧＣ）、及びＡ／Ｄ変換器を含んで構成される。

ＣＤＳは、画像信号に含まれているノイズの除去を行う。クランプ処理回路は、暗電流成分を除去する処理を行う。さらに、ＡＧＣは、暗電流成分が除去された画像信号を、設定された撮影感度（ＩＳＯ感度）に応じた所定のゲインで増幅する。所要の信号処理が施されたアナログの画像信号は、Ａ／Ｄ変換器において所定ビットの階調幅を持ったデジタルの画像信号に変換される。この画像信号は、いわゆるＲＡＷデータであり、画素毎にＲ、Ｇ、Ｂの濃度を示す階調値を有している。このデジタルの画像信号は、データバス３３、メモリ制御部３６を介してメインメモリ３７に格納される。

制御バス３２、データバス３３には、メモリ制御部３６のほか、デジタル信号処理部３８、圧縮伸張処理部３９、積算部４０、外部メモリ制御部４１、表示制御部４３、電子手振れ補正制御部５０等が接続されており、これらは制御バス３２の制御信号に基づいて、データバス３３を介して互いに情報を送受信できるようにされている。

デジタル信号処理部３８は、メインメモリ３７に格納されたＲ、Ｇ、Ｂの各色の画像信号に対して所定の信号処理を施し、輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとからなる画像信号（Ｙ／Ｃ信号）を生成する。

圧縮伸張処理部３９は、ＣＰＵ４５からの圧縮指令に従い、入力された輝度信号Ｙと色差信号Ｃｒ、Ｃｂとからなる画像信号（Ｙ／Ｃ信号）に所定形式（たとえば、ＪＰＥＧ）の圧縮処理を施し、圧縮画像データを生成する。また、ＣＰＵ４５からの伸張指令に従い、入力された圧縮画像データに所定形式の伸張処理を施して、非圧縮の画像データを生成する。

積算部４０は、ＣＰＵ４５の指令に従い、メインメモリ３７に格納されたＲ、Ｇ、Ｂの画像信号を取り込み、ＡＥ制御に必要な積算値を算出する。ＣＰＵ４５は、積算値から輝度値を算出し、輝度値から露出値を求める。また露出値から所定のプログラム線図に従って、絞り値及びシャッタースピードを決定する。

外部メモリ制御部４１は、ＣＰＵ４５からの指令に従い、記録媒体４２に対してデータの読み／書きを制御する。なお、記録媒体４２は、メモリカードのようにデジタルカメラ１の本体に対して着脱自在なものでもよいし、デジタルカメラ１の本体に内蔵されたものでもよい。着脱自在とする場合は、デジタルカメラ１の本体にカードスロットを設け、このカードスロットに装填して使用する。

表示制御部４３は、ＣＰＵ４５からの指令に従い、表示部４４への表示を制御する。表示部４４は、動画（スルー画像）を表示して電子ビューファインダとして使用できるとともに、撮影した記録前の画像（ポストビュー画像）や記録媒体４２から読み出した再生画像等を表示することができる液晶モニタである。

電子手振れ補正制御部５０は、第１撮像光学系１０、及び第２撮像光学系２０のそれぞれにおいて撮影された複数の画像のフレーム間の動きベクトルを検出し、検出した動きベクトルに応じて画像の切り出しを行うことにより、手振れを除去した複数の画像を取得する。また、後述するブラケティング撮影時においては、第１撮像光学系１０で撮影された画像と第２撮像光学系２０で撮影された画像との画角差分をシフトさせ、画角修正した画像を生成する。

＜第１の実施の形態＞
次に、図３を用いて、第１の実施の形態のデジタルカメラ１のフォーカスブラケティング撮影の動作について説明する。

デジタルカメラ１は、操作部４６により電源がオンされ、撮影モードに設定されると、撮像素子１３から画像信号の出力が開始され、表示部４４にスルー画像の表示を開始する。ユーザは、この表示部４４に表示されたスルー画像を見ながら構図を決定することができる。スルー画像の撮影については、電子手振れ補正制御部５０により手振れの補正が行われる。

また、ユーザは、操作部４６により、デジタルカメラ１をフォーカスブラケティング撮影モードに設定することが可能である（ステップＳ１）。フォーカスブラケティング撮影モードは、１回のシャッターレリーズ操作で合焦位置の異なる複数の画像（平面画像）を撮影するモードである。

ＣＰＵ４５は、デジタルカメラ１がフォーカスブラケティング撮影モードに設定されると、電子手振れ補正制御部５０を停止させて電子手振れ補正機能をオフする（ステップＳ２）。

その後、ユーザにより操作部４６の図示しないシャッターレリーズボタンが操作されると、フォーカスブラケット撮影を開始する（ステップＳ３）。フォーカスブラケット撮影は、１回のシャッターレリーズ操作に連動して所定の時間間隔で連続して、第１撮像光学系１０と第２撮像光学系２０において同時に行う。また、それぞれの撮像光学系において、撮影ごとに図示しないフォーカスレンズを移動して合焦位置を変更して、合焦位置の異なる複数の撮影画像を取得する。

デジタルカメラ１は、フォーカスブラケット撮影が開始されると、図４に示すように、第１撮像光学系１０のフォーカスレンズを最もｎｅａｒ側（至近側）に合焦する位置へ移動させ、第２撮像光学系２０のフォーカスレンズを最もｉｎｆ側（無限遠側）に合焦する位置へ移動させる（ステップＳ４）。

次に、それぞれの撮像光学系において、本撮影を行う（ステップＳ５）。第１撮像光学系１０の本撮影のタイミングと第２撮像光学系２０の本撮影のタイミングは、同時でもよいし、時間をずらしてもよい。

電子手振れ補正制御部５０は、それぞれの撮像光学系で本撮影された画像について画角差分をキャンセルするように画角修正を行う（ステップＳ６）。図５に示すように、第１撮像光学系１０で撮影される画像と第２撮像光学系２０で撮影される画像には、視差による画角差が発生する。これらの画像の共通部分を抽出してトリミングを行うことにより、単一の撮像光学系で撮影された画像と同様にすることができる。第１撮像光学系１０と第２撮像光学系２０の焦点距離と画角差の補正量（トリミング部分）との関係は、予めメインメモリ３７に記憶されており、電子手振れ補正制御部５０は、焦点距離に応じた補正量でそれぞれの画像をトリミングすることにより、それぞれの画像の画角修正を行う。このとき、画角修正した画像に対して、アスペクト比を調整してもよい。

ＣＰＵ４５は、この画角修正された複数の画像を外部メモリ制御部４１を介して記録媒体４２に記録する（ステップＳ７）。

次に、規定枚数の撮影が行われたか否かを判定する（ステップＳ８）。規定枚数に足りない場合は、図４に示すように、第１撮像光学系１０のフォーカスレンズを所定量だけ無限遠側の合焦位置へ移動させ、かつ第２撮像光学系２０のフォーカスレンズを所定量だけ至近側の合焦位置へ移動させた後（ステップＳ９）、ステップＳ５に戻り、それぞれの撮像光学系において本撮影を行う。フォーカスレンズの移動量（所定量）やブラケティングの規定枚数は、予め決められていてもよいし、ユーザが自由に設定できるように構成してもよい。いずれにおいても、第１撮像光学系１０のフォーカスレンズの合焦位置と第２撮像光学系２０のフォーカスレンズの合焦位置との差が、各フォーカスレンズの移動量（所定量）以下になるまで処理を繰り返すことが好ましい。

規定枚数の撮影が終了したと判断すると（ステップＳ８）、ＣＰＵ４５は、電子手振れ補正機能をオンにしてから（ステップＳ１０）処理を終了する。

このように、複眼の撮像装置において、撮像光学系ごとに合焦可能範囲を分担し、各撮像光学系において、分担された合焦可能範囲において、所定量ずつ合焦位置をずらして撮影を行うことにより、撮像光学系の数だけブラケティング撮影に要する時間を半減させることが可能となる。また、それぞれの画像を画角修正することで、単一の撮像光学系でブラケティング撮影を行った場合と同様な、自然なブラケティング撮影画像を得ることができる。

また、第１撮像光学系１０では至近側から中心部へ合焦位置を変更し、第２撮像光学系２０では無限遠側から中心部へ合焦位置を変更してブラケティング撮影することで、中心部におけるそれぞれの撮像光学系での撮影のタイミングが近くなるため、被写体が動いている場合であっても、単一の撮像光学系でブラケティング撮影を行った場合と同様な、自然なブラケティング撮影画像を得ることができる。

なお、デジタルカメラ１がフォーカスブラケティング撮影モードに設定された場合のスルー画像は、第１撮像光学系１０で撮影された画像と撮像光学系２０で撮影された画像とから電子手振れ補正制御部５０が焦点距離に応じた共通部分を抽出し、この共通部分を表示部４４に表示するスルー画像としてもよい。このように構成することで、ユーザは、フォーカスブラケット撮影を行う画角で構図を決定することができる。

＜第２の実施の形態＞
次に、図６を用いて、第２の実施の形態のデジタルカメラ１のフォーカスブラケティング撮影の動作について説明する。同図のフローチャートの説明は、図３に示したフローチャートと異なる部分のみ行い、同じ処理の部分は省略する。

第２の実施の形態のデジタルカメラ１は、フォーカスブラケティング撮影が開始されると、図７に示すように、第１撮像光学系１０のフォーカスレンズと第２撮像光学系２０のフォーカスレンズとをそれぞれのフォーカスレンズの移動可能範囲の中間へ移動させる（ステップＳ１１）。

それぞれの撮像光学系において本撮影を行い、規定枚数の撮影が行われたか否かを判定する（ステップＳ８）。規定枚数に足りない場合は、図７に示すように、第１撮像光学系１０のフォーカスレンズを所定量だけ至近側の合焦位置へ移動させ、かつ第２撮像光学系２０のフォーカスレンズを所定量だけ無限遠側の合焦位置へ移動させた後（ステップＳ１２）、ステップＳ５に戻り、それぞれの撮像光学系において本撮影を行う。

第１の実施の形態と同様に、フォーカスレンズの移動量（所定量）やブラケティングの規定枚数は、予め決められていてもよいし、ユーザが自由に設定できるように構成してもよい。いずれにしろ、第１撮像光学系１０のフォーカスレンズが最もｎｅａｒ側（至近側）に合焦する位置へ移動し、第２撮像光学系２０のフォーカスレンズが最もｉｎｆ側（無限遠側）に合焦する位置へ移動するまで処理を繰り返すことが好ましい。

このように、各撮像光学系のフォーカスレンズは、中心部から至近側及び中心部から無限遠側へ合焦位置を移動させてもよい。このように合焦位置を変更してブラケティング撮影することで、中心部におけるそれぞれの撮像光学系での撮影のタイミングが近くなるため、被写体が動いている場合であっても、単一の撮像光学系でブラケティング撮影を行った場合と同様な、自然なブラケティング撮影画像を得ることができる。

また、第１の実施の形態のように合焦位置を至近側から中心部及び無限遠側から中心部へ移動させるか、第２の実施の形態のように中心部から至近側及び中心部から無限遠側へ合焦位置を移動させるかをユーザが選択可能に構成してもよい。

第１、第２の実施の形態では、２つの撮像光学系を用いてフォーカスブラケティング撮影を行ったが、３つ以上の撮像光学系を有する撮像装置においても本発明は適用可能である。この場合は、図８に示すように、合焦可能範囲を各フォーカスレンズの移動量が均等になるように撮像光学系の数だけ分割し、それぞれの撮像光学系が分割された合焦可能範囲のうちの１つを分担し、各撮像光学系において、分担された範囲において、所定量ずつ合焦位置をずらして撮影を行えばよい。各撮像光学系のフォーカスレンズの合焦位置のスタート位置と移動方向については、適宜決めればよい。

＜第３の実施の形態＞
図９を用いて、第３の実施の形態のデジタルカメラ１のズームブラケティング撮影の動作について説明する。

また、ユーザは、操作部４６により、デジタルカメラ１をズームブラケティング撮影モードに設定することが可能である（ステップＳ２１）。ズームブラケティング撮影モードは、１回のシャッターレリーズ操作で焦点距離の異なる複数の画像（平面画像）を撮影するモードである。

ＣＰＵ４５は、デジタルカメラ１がズームブラケティング撮影モードに設定されると、電子手振れ補正制御部５０を停止させて電子手振れ補正機能をオフする（ステップＳ２２）。

その後、ユーザにより操作部４６の図示しないシャッターレリーズボタンが操作されると、ズームブラケット撮影を開始する（ステップＳ２３）。ズームブラケット撮影は、１回のシャッターレリーズ操作に連動して所定の時間間隔で連続して、第１撮像光学系１０と第２撮像光学系２０において同時に行う。また、それぞれの撮像光学系において、撮影ごとに図示しないズームレンズを移動して焦点距離を変更して、焦点距離の異なる複数の撮影画像を取得する。

デジタルカメラ１は、ズームブラケット撮影が開始されると、図１０に示すように、第１撮像光学系１０のズームレンズを最もＴ側（望遠側）となる焦点距離に変更し、第２撮像光学系２０のズームレンズを最もＷ側（広角側）となる焦点距離に変更する（ステップＳ２４）。

次に、それぞれの撮像光学系において、本撮影を行う（ステップＳ５）。

電子手振れ補正制御部５０は、それぞれの撮像光学系で本撮影された画像について画角差分をキャンセルするように画角修正を行う（ステップＳ２６）。

画角修正を行うには、まず、基準となる焦点距離を決定し、この基準となる焦点距離でそれぞれの光学系で撮影される画像の共通部分を抽出する。基準とする焦点距離は、本ズームブラケット撮影において撮像光学系１０のズームレンズの焦点距離と撮像光学系２０のズームレンズの焦点距離とが同じとなる焦点距離でもよいし、その他の方法によって決めてもよい。第１撮像光学系１０と第２撮像光学系２０の焦点距離と画像の共通部分との関係は、予めメインメモリ３７に記憶されている。

電子手振れ補正制御部５０は、この抽出した部分を中心としてズームイン／ズームアウトがされているようにそれぞれの画像をトリミングし、画角修正を行う。

このように画角修正を行うことで、単一の撮像光学系でズームブラケット撮影を行ったような画像を取得することが可能となる。また、第１、第２の実施の形態のように、画角修正した画像に対して、アスペクト比を調整してもよい。

ＣＰＵ４５は、この画角修正された複数の画像を外部メモリ制御部４１を介して記録媒体４２に記録する（ステップＳ２７）。

次に、規定枚数の撮影が行われたか否かを判定する（ステップＳ２８）。規定枚数に足りない場合は、図１０に示すように、第１撮像光学系１０のズームレンズを所定量だけ広角側の焦点距離に変更し、かつ第２撮像光学系２０のズームレンズを所定量だけ望遠側の焦点距離に変更させた後（ステップＳ９）、ステップＳ５に戻り、それぞれの撮像光学系において本撮影を行う。ズームレンズの移動量（所定量）やブラケティングの規定枚数は、予め決められていてもよいし、ユーザが自由に設定できるように構成してもよい。いずれにおいても、第１撮像光学系１０のズームレンズの焦点距離と第２撮像光学系２０のズームレンズの焦点距離との差が、各ズームレンズの移動量（所定量）以下になるまで処理を繰り返すことが好ましい。

規定枚数の撮影が終了したと判断すると（ステップＳ２８）、ＣＰＵ４５は、電子手振れ補正機能をオンにしてから（ステップＳ１０）処理を終了する。

このように、複眼の撮像装置において、撮像光学系ごとに焦点距離変更可能範囲を分担し、各撮像光学系において、分担された焦点距離変更可能範囲において、所定量ずつ焦点距離をずらして撮影を行うことにより、撮像光学系の数だけブラケティング撮影に要する時間を半減させることが可能となる。また、それぞれの画像を画角修正することで、同一撮像光学系でブラケティング撮影を行った場合と同様な、自然なブラケティング撮影画像を得ることができる。

また、第１撮像光学系１０では望遠側から中心部へ焦点距離を変更し、第２撮像光学系２０では広角側から中心部へ焦点距離を変更してブラケティング撮影することで、中心部におけるそれぞれの撮像光学系での撮影のタイミングが近くなるため、被写体が動いている場合であっても、単一の撮像光学系でブラケティング撮影を行った場合と同様な、自然なブラケティング撮影画像を得ることができる。

なお、デジタルカメラ１がズームブラケティング撮影モードに設定された場合のスルー画像は、撮像光学系１０で撮影された画像と撮像光学系２０で撮影された画像とから電子手振れ補正制御部５０が焦点距離に応じた共通部分を抽出し、この共通部分を表示部４４に表示するスルー画像としてもよい。このように構成することで、ユーザは、ズームブラケット撮影を行う画角で構図を決定することができる。

＜第４の実施の形態＞
次に、図１１を用いて、第４の実施の形態のデジタルカメラ１のズームブラケティング撮影の動作について説明する。同図のフローチャートの説明は、図９に示したフローチャートと異なる部分のみ行い、同じ処理の部分は省略する。

第４の実施の形態のデジタルカメラ１は、ズームブラケティング撮影が開始されると、図１２に示すように、第１撮像光学系１０のズームレンズと第２撮像光学系２０のズームレンズとをそれぞれの移動可能範囲の中間へ移動させる（ステップＳ３１）。

それぞれの撮像光学系において本撮影を行い、規定枚数の撮影が行われたか否かを判定する（ステップＳ８）。規定枚数に足りない場合は、図１２に示すように、第１撮像光学系１０のズームレンズを所定量だけ望遠側の焦点距離に変更し、かつ第２撮像光学系２０のズームレンズを所定量だけ広角側の焦点距離に変更した後（ステップＳ１２）、ステップＳ５に戻り、それぞれの撮像光学系において本撮影を行う。

第３の実施の形態と同様に、ズームレンズの移動量（所定量）やブラケティングの規定枚数は、予め決められていてもよいし、ユーザが自由に設定できるように構成してもよい。いずれにしろ、第１撮像光学系１０のズームレンズが最も望遠側の焦点距離に到達し、第２撮像光学系２０のズームレンズが最も広角側の焦点距離に到達するまで処理を繰り返すことが好ましい。

このように、各撮像光学系のズームレンズは、中心部から広角側及び中心部から棒縁側へ焦点距離を変更してもよい。このように焦点距離を変更してブラケティング撮影することで、中心部におけるそれぞれの撮像光学系での撮影のタイミングが近くなるため、被写体が動いている場合であっても、単一の撮像光学系でブラケティング撮影を行った場合と同様な、自然なブラケティング撮影画像を得ることができる。

また、第１の実施の形態のように広角側から中心部及び望遠側から中心部に焦点距離を変更するか、第２の実施の形態のように中心部から広角側及び中心部から望遠側へ焦点距離を変更するかをユーザが選択可能に構成してもよい。

第３、第４の実施の形態では、２つの撮像光学系を用いてズームブラケティング撮影を行ったが、３つ以上の撮像光学系を有する撮像装置においても本発明は適用可能である。この場合は、焦点距離変更可能範囲を各ズームレンズの移動量が均等になるように撮像光学系の数だけ分割し、それぞれの撮像光学系が分割された焦点距離変更可能範囲のうちの１つを分担し、各撮像光学系において、分担された範囲において、所定量ずつ焦点距離をずらして撮影を行えばよい。各撮像光学系のズームレンズの焦点距離のスタート位置と移動方向については、適宜決めればよい。

図１は、本発明に係るデジタルカメラ１の正面斜視図である。図２は、デジタルカメラ１の電気的構成の一例を示す図である。図３は、第１の実施の形態のデジタルカメラ１のフォーカスブラケティング撮影の動作を示すフローチャートである。図４は、フォーカスブラケティング撮影における各撮像光学系のフォーカスレンズのスタート位置と移動方向を示す図である。図５は、デジタルカメラ１の各撮像光学系で撮影した画像の視差による画角差を示す図である。図６は、第２の実施の形態のデジタルカメラ１のフォーカスブラケティング撮影の動作を示すフローチャートである。図７は、第２の実施の形態のフォーカスブラケティング撮影における各撮像光学系のフォーカスレンズのスタート位置と移動方向を示す図である。図８は、第２の実施の形態の変形例におけるフォーカスブラケティング撮影の各撮像光学系のフォーカスレンズのスタート位置と移動方向を示す図である。図９は、第３の実施の形態のデジタルカメラ１のズームブラケティング撮影の動作を示すフローチャートである。図１０は、第３の実施の形態におけるズームブラケティング撮影の各撮像光学系の焦点距離のスタート位置と変更方向を示す図である。図１１は、第４の実施の形態のデジタルカメラ１のズームブラケティング撮影の動作を示すフローチャートである。図１２は、第４の実施の形態におけるズームブラケティング撮影の各撮像光学系の焦点距離のスタート位置と変更方向を示す図である。

符号の説明

１…デジタルカメラ、１０…第１撮像光学系、１１、２１…レンズ、１３、２３…撮像素子、１４、２４…手振れ補正機構、２０…第２撮像光学系、４４…表示部、４５…ＣＰＵ、５０…電子手振れ補正制御部

Claims

第１の撮像手段と第２の撮像手段を備えた撮像装置において、
至近合焦位置から無限遠合焦位置までの合焦可能範囲を至近側の範囲と無限遠側の範囲に分割する分割手段と、
前記第１の撮像手段により前記至近側の範囲において焦点位置を変更して順次画像を撮影することにより複数の画像を取得する第１のブラケティング撮影手段と、
前記第２の撮像手段により前記無限遠側の範囲において焦点位置を変更して順次画像を撮影することにより複数の画像を取得する第２のブラケティング撮影手段と、
前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との画角差分をキャンセルするように前記取得した複数の画像の画角を補正する手段と、
を備え、
前記第１のブラケティング撮影手段は、前記至近側の範囲のうち最も無限遠合焦位置側に近い合焦位置から至近合焦位置に向かって前記第１の撮像手段の焦点位置を変更し、
前記第２のブラケティング撮影手段は、前記無限遠側の範囲のうち最も至近合焦位置側に近い合焦位置から無限遠合焦位置に向かって前記第２の撮像手段の焦点位置を変更することを特徴とする撮像装置。
前記分割手段は、前記第１の撮像手段のフォーカスレンズの移動量と前記第２の撮像手段のフォーカスレンズの移動量とが均等になるように前記合焦可能範囲を分割することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記複数の画像の画角を補正する手段は、前記第１の撮像手段で撮影される画像と前記第２の撮像手段で撮影される画像との共通部分をトリミングして前記複数の画像の画角差分をキャンセルすることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
第１の撮像手段と第２の撮像手段を備えた撮像装置において、
広角から望遠までの焦点距離変更可能範囲を広角側と望遠側に分割する分割手段と、
前記第１の撮像手段により、前記広角側の焦点距離変更可能範囲において焦点距離を変更して順次画像を撮影することにより複数の画像を取得する第１のブラケティング撮影手段と、
前記第２の撮像手段により、前記望遠側の焦点距離変更可能範囲において焦点距離を変更して順次画像を撮影することにより複数の画像を取得する第２のブラケティング撮影手段と、
前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との画角差分をキャンセルするように前記取得した複数の画像の画角を補正する手段と、
を備え、
前記第１のブラケティング撮影手段は、前記広角側の焦点距離変更可能範囲のうち最も望遠側の焦点距離から広角側に向かって前記第１の撮像手段の焦点距離を変更し、
前記第２のブラケティング撮影手段は、前記望遠側の焦点距離変更可能範囲内のうち最も広角側の焦点距離から望遠側に向かって前記第２の撮像手段の焦点距離を変更することを特徴とする撮像装置。
前記分割手段は、前記第１の撮像手段のズームレンズの移動量と前記第２の撮像手段のズームレンズの移動量とが均等になるように前記焦点距離変更可能範囲を分割することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
前記複数の画像の画角を補正する手段は、前記第１の撮像手段の焦点距離と前記第２の撮像手段の焦点距離とが同一の場合に撮影される画像の共通部分を中心とする画像となるように前記複数の画像の画角差分をキャンセルすることを特徴とする請求項４又は５に記載の撮像装置。
第１の撮像手段と第２の撮像手段を備えた撮像装置の制御方法において、
至近合焦位置から無限遠合焦位置までの合焦可能範囲を至近側の範囲と無限遠側の範囲に分割する分割工程と、
前記第１の撮像手段により前記至近側の範囲において焦点位置を変更して順次画像を撮影することにより複数の画像を取得する第１のブラケティング撮影工程と、
前記第２の撮像手段により前記無限遠側の範囲において焦点位置を変更して順次画像を撮影することにより複数の画像を取得する第２のブラケティング撮影工程と、
前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との画角差分をキャンセルするように前記取得した複数の画像の画角を補正する工程と、
を備え、
前記第１のブラケティング撮影工程は、前記至近側の範囲のうち最も無限遠合焦位置側に近い合焦位置から至近合焦位置に向かって前記第１の撮像手段の焦点位置を変更し、
前記第２のブラケティング撮影工程は、前記無限遠側の範囲のうち最も至近合焦位置側に近い合焦位置から無限遠合焦位置に向かって前記第２の撮像手段の焦点位置を変更することを特徴とする撮像装置の制御方法。
第１の撮像手段と第２の撮像手段を備えた撮像装置の制御方法において、
広角から望遠までの焦点距離変更可能範囲を広角側と望遠側に分割する分割工程と、
前記第１の撮像手段により、前記広角側の焦点距離変更可能範囲において焦点距離を変更して順次画像を撮影することにより複数の画像を取得する第１のブラケティング撮影工程と、
前記第２の撮像手段により、前記望遠側の焦点距離変更可能範囲において焦点距離を変更して順次画像を撮影することにより複数の画像を取得する第２のブラケティング撮影工程と、
前記第１の撮像手段と前記第２の撮像手段との画角差分をキャンセルするように前記取得した複数の画像の画角を補正する工程と、
を備え、
前記第１のブラケティング撮影工程は、前記広角側の焦点距離変更可能範囲のうち最も望遠側の焦点距離から広角側に向かって前記第１の撮像手段の焦点距離を変更し、
前記第２のブラケティング撮影工程は、前記望遠側の焦点距離変更可能範囲内のうち最も広角側の焦点距離から望遠側に向かって前記第２の撮像手段の焦点距離を変更することを特徴とする撮像装置の制御方法。