JP5539157B2

JP5539157B2 - 撮像装置及びその制御方法

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Publication number: JP5539157B2
Application number: JP2010245400A
Authority: JP
Inventors: 俊一郎池田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2010-11-01
Filing date: 2010-11-01
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2030-11-01
Also published as: JP2012100025A

Description

本発明は、複数の光学系によって被写体を同時に撮影する技術に関するものである。

複数の撮像光学系を用いて同時に撮影可能な撮像装置が知られており、例えばステレオ撮影やパノラマ撮影が可能である。この種の光学系では、通常２つの撮影レンズが平行に、または一定の輻輳角をなすように左右に配置される。左右の各光学系により同時に撮影された２つの画像は、ステレオ視手段を用いて立体視を行うために処理され、または所定の画像処理回路にて合成処理が行われる。
ところで、ズームレンズやフォーカスレンズを移動させる駆動源、あるいはシャッタの開閉動作を行う駆動源にステッピングモータを使用した場合、脱調が発生すると意図した通りの制御が出来なくなる。ステレオ撮影を行う場合、複数の撮像光学系に対して同一の駆動条件及び露出条件で撮影することを前提としてステレオ効果が得られる。複数の撮像光学系のうち、１つでもステッピングモータが脱調すると、適切なステレオ画像は得られなくなる。

特許文献１では、低コスト化を図りつつ信頼性の置ける脱調検出を行うステッピングモータの脱調検出装置が開示されている。該装置ではステッピングモータにフィードバック用のエンコーダを付設し、ステッピングモータへの駆動パルスの発生から所定時間経過後のエンコーダからの応答パルスの発生を検出する。応答パルスの発生が一定時間ない場合、脱調が検出される。
また特許文献２では、撮影時間を長くし、故障による撮影中断を回避でき、被写体を良好に撮影できる立体撮影装置が開示されている。該装置はステッピングモータのインピーダンスの変化からモータの負荷を検出し、故障と判断した場合に２Ｄ撮影モードで撮影を行う。

特開平１０−３０４７００号公報特開２００１−１６６１６号公報

前記特許文献１では脱調検出に係る低コスト化を目的とするが、フィードバック用のエンコーダを必要とするため、その分コスト上昇の原因となる。また前記特許文献２では、ステッピングモータの負荷を検出するが、脱調検出を行ってはいない。
そこで本発明の目的は、複数の光学系を有する撮像装置において、いずれかの光学系の駆動手段に脱調が発生したことを検出して、不適切な撮影結果を回避することである。

上記課題を解決するために本発明に係る装置は、複数の光学系を用いて撮影可能な撮像装置であって、前記複数の光学系を通して被写体をそれぞれ撮像する撮像手段と、前記複数の光学系をそれぞれ駆動する複数の駆動手段と、前記複数の駆動手段をそれぞれ制御する駆動制御手段と、前記複数の光学系に対して前記駆動手段を同一駆動条件で同期させて駆動した場合に前記複数の光学系の駆動制御状態を比較し、該駆動制御状態が一致しない場合に前記複数の光学系のうち、少なくとも１つの駆動手段が脱調したと判定する脱調判定手段を備える。

本発明によれば、複数の光学系を有する撮像装置において、いずれかの光学系の駆動手段に脱調が発生したことを検出して、不適切な撮影結果が生じないように回避できる。

本発明の実施形態に係る撮像装置の構成例を説明するブロック図である。図１のズーム駆動制御部１０９とフォーカス駆動制御部１１２の構成例を示すブロック図である。本発明の第１実施形態における脱調判定処理を説明するフローチャートである。図３のズーム比較処理例を説明するフローチャートである。図３のフォーカス比較処理例を説明するフローチャートである。図３の絞り比較処理例を説明するフローチャートである。脱調発生時の画像表示例を示す図である。本発明の第２実施形態におけるズーム比較処理例を説明するフローチャートである。

以下に、本発明の各実施形態を、添付図面に基づいて詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置の構成例を説明するブロック図である。本例に示す撮像装置は複数の映像を同時に撮影可能であり、第１の撮像光学系（以下、第１光学系という）１００と第２の撮像光学系（以下、第２光学系という）２００を備える。各光学系は３群構成とされ、ズーム系、振れ補正系、フォーカス系のレンズ群を有する。以下では、ズーム制御に関与する１群レンズ１０１，２０１をズームレンズと呼び、振れ補正に関与する２群レンズ１０３，２０３をシフトレンズと呼び、合焦調整に関与する３群レンズ１０４，２０４をフォーカスレンズと呼ぶことにする。
まず第１光学系１００の構成について説明する。ズームレンズ１０１は、光軸方向に沿って位置変更が可能な、倍率変更用レンズである。ズーム駆動制御部１０９はズームレンズ１０１を駆動制御する。ズームレンズ１０１の後段にはシャッタ・絞りユニット１０２が配置されている。露光制御手段を構成するシャッタ・絞り駆動制御部１１０はシャッタ・絞りユニット１０２を駆動制御する。シフトレンズ１０３は、光軸に対して略垂直な平面内での位置変更が可能な、振れ補正光学系を構成するレンズである。シフトレンズ駆動制御部１１１はシフトレンズ１０３を駆動制御する。フォーカスレンズ１０４は、光軸方向に沿って位置変更が可能な、合焦調整用レンズである。フォーカス駆動制御部１１２はフォーカスレンズ１０４を駆動制御する。
撮像部は撮像素子１０５と撮像信号処理部１０６で構成される。撮像素子１０５は第１光学系１００のレンズ群を通ってきた光像を受光してこれを電気信号に変換する。その後段の撮像信号処理部１０６は、撮像素子１０５が出力した電気信号を映像信号に変換し、映像信号処理部１０７に出力する。

第２光学系２００の構成は第１光学系１００と同様であるため、第２光学系２００にて第１光学系１００の各構成要素に対応する部分については、第１光学系１００で用いた符号に１００を加算した符号を用いることにより説明を割愛する。
映像信号処理部１０７は、撮像信号処理部１０６，２０６が出力した映像信号に対して所定の加工処理を施し、映像表示が可能な信号を表示部１０８に出力する。液晶モニタ等を用いた表示部１０８は映像信号処理部１０７の出力信号に従って画像表示を行う。表示制御部１１３は撮像素子１０５，２０５や表示部１０８を制御する。
システム全体の制御については一般にコンピュータを用いて、これにより解釈及び実行されるプログラムに従って行われる。例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）等を用いたシステム制御部１１８は、各光学系の駆動制御部の制御を行う他、駆動タイミングも制御する。またシステム制御部１１８は、各光学系を同一駆動条件で同期させて駆動した場合に、各光学系の駆動情報又は撮像情報を用いて各光学系の駆動制御状態を比較し、いずれかの駆動手段が脱調したか否かを判定する脱調判定処理を行う。光学系の駆動制御状態とは、ズームレンズ、フォーカスレンズ、絞りなどの光学部材が現時点でどのように駆動制御されているかの状態である。例えば各光学系のズーム駆動状態に差異があれば、光学系同士の画角差となって現れるが、詳細については後述する。電源部１１４はシステムの各構成部に対して必要に応じて電源電圧を供給する。外部入出力端子部１１５には、図示しない外部装置との間で行われる通信信号や、映像信号及び音声信号が入力され又はこれらの信号が当該端子部から出力される。操作部１１６は撮像装置のユーザ操作に使用され、装置本体の各種操作スイッチや遠隔操作装置の操作スイッチ等を含む。また記憶部１１７は、映像情報、時間情報、設定情報等の様々なデータの記憶に使用する。記憶部１１７はさらに、システム制御部１１８が解釈して実行する各種プログラムを記憶する。

次に、上記構成を持つ撮像装置の動作について説明する。操作部１１６はシャッタレリーズボタンの押し込み量に応じて第１スイッチ（以下、ＳＷ１と記す）及び第２スイッチ（以下、ＳＷ２と記す）が順にオン状態となる、２段式スイッチを含む。ユーザがシャッタレリーズボタンを約半分押し込んだときにＳＷ１がオン状態となり、さらにシャッタレリーズボタンを最後まで深く押し込んだときにＳＷ２がオン状態となる。
操作部１１６のＳＷ１がオン状態になると、その信号をシステム制御部１１８が受けてフォーカス駆動制御部１１２，２１２と、シャッタ・絞り駆動制御部１１０，２１０に制御信号がそれぞれ送出される。これによりフォーカス駆動制御部１１２，２１２はフォーカスレンズ１０４，２０４をそれぞれ駆動して合焦位置への焦点調節を行う。シャッタ・絞り駆動制御部１１０，２１０はシャッタ・絞りユニット１０２，２０２をそれぞれ駆動して露光量を適正値に設定する。
さらにＳＷ２がオン状態になると、その信号をシステム制御部１１８が受けて、撮像素子１０５，２０５に露光された光像から得た画像データを記憶部１１７に記憶させる。このとき操作部１１６から、振れ補正機能を働かせるためのオン指示があった場合には、システム制御部１１８がシフトレンズ駆動制御部１１１，２１１に対して制御信号をそれぞれ送出して振れ補正動作を指示する。これを受けたシフトレンズ駆動制御部１１１，２１１は、振れ補正機能のオフ指示がなされるまでの間、シフトレンズ１０３，２０３をそれぞれ駆動して振れ補正動作を行う。
また操作部１１６が一定時間以上に亘って操作されなかった場合、システム制御部１１８は消費電力節減のために表示部１０８等への電源供給の遮断指示を出すことで、電源管理を統括する。なお、ズームレンズ１０１，２０１による変倍操作の指示をシステム制御部１１８が操作部１１６から受けた場合には、システム制御部１１８から指示を受けたズーム駆動制御部１０９，２０９がズームレンズ１０１，２０１をそれぞれ駆動する。指示されたズーム位置へズームレンズ１０１，２０１が移動する。この移動と併せて、撮像素子１０５，２０５が撮像した後に撮像信号処理部１０６，１０７が処理した画像情報に基づいてシステム制御部１１８が各光学系の焦点状態をそれぞれ検出してフォーカス制御を指示する。システム制御部１１８から指示を受けたフォーカス駆動制御部１１２，２１２がフォーカスレンズ１０４，２０４をそれぞれ駆動して合焦調整を行う。

図２は、第１光学系１００のズーム駆動制御部１０９とフォーカス駆動制御部１１２の構成例を示すブロック図である。各駆動制御部の駆動モータ（３０１，３０６参照）はステッピングモータとする。
ズーム駆動制御部１０９において、ズームモータ３０１はズームレンズ１０１を光軸に沿って移動させる。ズームモータ駆動回路３０２は、ズームモータ３０１に駆動信号を出力して駆動させる。ズームレンズ１０１の位置検出手段として、ズームリセット位置検出部３０３とズーム位置検出部３０４が設けられる。ズームリセット位置検出部３０３は、ズームレンズ１０１のリセット位置を検出し、ズーム制御上の基準位置を取得する。またズーム位置検出部３０４は、ズームレンズ１０１の絶対位置を検出する。ズーム制御部３０５は、ズーム位置検出部３０４が出力する検出信号に応じてズームレンズ１０１の移動量の制御を行い、その制御量に従ってズームモータ駆動回路３０２を介して、ズームモータ３０１を回転させる。
フォーカス駆動制御部１１２において、フォーカスモータ３０６はフォーカスレンズ１０４を光軸に沿って移動させる。フォーカスモータ駆動回路３０７は、フォーカスモータ３０６に駆動信号を出力して駆動させる。フォーカスレンズ１０４の位置検出手段としてフォーカスリセット位置検出部３０８が設けられ、フォーカス制御上の基準位置を取得する。フォーカス制御部３０９はフォーカス移動量の制御を行う。合焦位置検出部３１０は、フォーカスレンズ１０４を駆動させ、図１に示す撮像素子１０５で得た画像、つまり露光された画像に基づいて被写体の合焦位置を検出する。なお、第２光学系２００のズーム駆動制御部２０９とフォーカス駆動制御部２１２についても第１光学系１００の場合と同様の構成を有するため、それらの説明を割愛する。
ステレオ画像の撮影時に、システム制御部１１８は、第１光学系１００と第２光学系２００とでズームレンズ位置及びフォーカスレンズ位置がそれぞれ同じであって、さらに同等の露出状態が得られるように各駆動制御部を制御する。そしてシステム制御部１１８は、ＳＷ２がオン状態となった場合、両光学系の撮影タイミングが同期するように、シャッタを駆動制御する。しかし、２つの光学系を同一駆動条件で同期して駆動させても、駆動制御状態に差がある場合には、適正なステレオ画像が得られなくなる。

図７は、光学系１００，２００の駆動状態に差がある場合に撮影された画像の表示例である。左側に示す画像例７０１乃至７０３は、第１光学系１００を通して得た撮像信号処理部１０６からの撮像信号を映像信号処理部１０７が処理して表示部１０８に表示した画像である。また右側に示す画像例７０４乃至７０６は、第２光学系２００を通して得た撮像信号処理部２０６からの撮像信号を映像信号処理部１０７が処理して表示部１０８に表示した画像である。
図７は一方の光学系駆動制御にてステッピングモータの脱調が発生したために、異なる画像が得られた例を示す。図７（Ａ）は、ズーム駆動制御部１０９，２０９のうち、一方の駆動制御にて脱調が発生した場合の画像例を示す。各光学系による画像例７０１と７０４の間に画角差があり、被写体像の大きさが異なることが分かる。図７（Ｂ）は、フォーカス駆動制御部１１２，２１２のうち、一方の駆動制御にて脱調が発生した場合の画像例を示す。各光学系による画像例７０２と７０５の間で被写体の合焦結果に差があることが分かる。図７（Ｃ）は、シャッタ・絞り駆動制御部１１０，２１０のうち、一方の駆動制御にて脱調が発生した例を示している。各光学系による画像例７０３と７０６の間で明るさに差があることが分かる。いずれの場合も、光学系１００，２００の駆動状態が同じでなくなり、制御結果に差が生じたために適正なステレオ画像は得られない。

［第１実施形態］
以下、図３乃至６を参照して、本発明の第１実施形態における光学系の脱調検出方法について説明する。

図３は、ステレオ撮影動作の開始から終了までの処理において、ズーム、フォーカス、絞りの各駆動部の脱調検出を説明するフローチャートである。
操作部１１６に設けた図示しないモード切替スイッチの操作により、ユーザは撮影モードとしてステレオ撮影モードを指定する。システム制御部１１８がこれを受けて第１光学系１００、第２光学系２００にそれぞれ制御指示を出す。
まず、図３のＳ１０１でシステム制御部１１８は、操作部１１６から結像倍率の変更指示があったか否かを判定する。その結果、結像倍率の変更指示があった場合、Ｓ１０２へ進み、該変更指示がない場合にはＳ１０５へ進む。Ｓ１０２では、結像倍率の変更指示に従って、指示の方向にズーム駆動制御部１０９，２０９がズームレンズ１０１，２０１をそれぞれ移動させる。次のＳ１０３において、ズームレンズ１０１，２０１のズーム比較制御が行われる。システム制御部１１８によるズーム比較処理の詳細は、図４を用いて後で説明する。比較結果は記憶部１１７に一時記憶され、その後、Ｓ１０４に進む。２つの光学系の間でズーム駆動状態の比較結果が一致していればＳ１０１に戻り、比較結果が不一致の場合、Ｓ１１６に進む。
Ｓ１０５でシステム制御部１１８は、操作部１１６のシャッタレリーズボタンの操作状態を判定する。その結果、ＳＷ１のオン状態が検知された場合、Ｓ１０６へ進むが、ＳＷ１のオフ状態が検知された場合、Ｓ１０１に戻る。

Ｓ１０６にてシステム制御部１１８は焦点状態検出処理を行い、各光学系のピントずれ量を検出する。Ｓ１０７では、撮像装置から被写体までの距離（被写体距離）と、現在のフォーカスレンズ１０４，２０４の各位置から演算されたピントずれ量に応じて、フォーカス駆動制御部１１２，２１２がフォーカスレンズ１０４，２０４をそれぞれの合焦位置まで移動させる。次のＳ１０８において、フォーカスレンズ１０４，２０４のフォーカス比較処理が行われる。フォーカス比較処理の詳細は、図５を用いて後で説明する。比較結果は記憶部１１７に一時記憶され、その後、Ｓ１０９に進む。フォーカス駆動状態の比較結果が一致していればＳ１１０に進み、比較結果が不一致の場合、Ｓ１１６に進む。
Ｓ１１０では、システム制御部１１８の指示に従って測光処理が行われる。Ｓ１１１でシステム制御部１１８は、被写体の明るさの測定値に応じて絞り値及び露光時間を演算し、シャッタ・絞り駆動制御部１１０，２１０はシャッタ・絞りユニット１０２，２０２を絞り値に基づいて駆動させる。次のＳ１１２において、シャッタ・絞りユニット１０２，２０２の絞り比較処理が行われる。絞り比較処理の詳細は、図６を用いて後で説明する。比較結果は記憶部１１７に一時記憶され、その後、Ｓ１１３に進む。絞り制御の比較結果が一致していればＳ１１４に進み、比較結果が不一致の場合、Ｓ１１６へ進む。
Ｓ１１４でシステム制御部１１８は、再び操作部１１６のシャッタレリーズボタンの操作状態を判定する。その結果、ＳＷ２のオン状態が検知された場合にはＳ１１５へ進み、ＳＷ２のオフ状態が検知された場合にはＳ１０１へ戻る。

Ｓ１１５でシステム制御部１１８はステレオ撮影処理を行う。各光学系の露光処理が行われた後、撮像素子１０５，２０５がそれぞれ出力した電気信号の読み出し処理が行われる。各光学系の撮影データは記憶部１１７に記憶され、本処理が終了する。
Ｓ１１６でシステム制御部１１８はエラー終了処理を行う。これは２つの光学系において、ズーム比較処理、フォーカス比較処理、絞り比較処理の結果、いずれかの比較結果が一致しなかったためである。システム制御部１１８は、ユーザにエラーが発生したことを通知するためのメッセージなどを、表示制御部１１３を介して表示部１０８に表示させる。なお脱調発生をユーザに通知する通知手段としては表示部１０８での警報表示に代えて、あるいは警報表示とともに音声で報知してもよい。システム制御部１１８は記憶部１１７に記憶された比較処理結果を参照して、一致しなかった比較処理に関連する駆動制御部のリセット動作を行ってから、本処理を終了する。

次に、図４を用いて、前記Ｓ１０３のズーム比較処理について説明する。以下の処理はシステム制御部１１８の制御下で各光学系の画角情報の比較に基づいて行われる。
まずＳ２０１において、各光学系の撮像信号処理部１０６，２０６から撮像信号が取得される。次のＳ２０２で、各光学系の輻輳点情報が取得される。輻輳点とは、２つの光学系のレンズ光軸が交わり視差が無くなる点のことをいい、ズーム位置に応じて装置から輻輳点までの距離は異なる。輻輳点情報を取得することにより、２つの光学系によって得られた撮像信号の示す画像間で互いに重なり合う領域が判明する。次のＳ２０３は、重なり合う撮像領域に関し、２つの光学系の画角差を算出して閾値と比較する処理である。記憶部１１７にはズーム位置に応じた、適正なステレオ効果の画像が得られる画角差の許容量を示す情報が記憶されている。この情報の示す判定基準値により画角差の許容範囲が規定され、当該範囲を参照して比較処理が行われる。ズーム位置に対して画角差が、判定基準値の示す所定の範囲内であればＳ２０４へ進み、画角差が所定の範囲外であればＳ２０５へ進む。Ｓ２０４でシステム制御部１１８はズーム比較結果が一致したと判定し、一方、Ｓ２０５ではズーム比較結果が不一致であると判定する。Ｓ２０４、Ｓ２０５の後、Ｓ２０６に進み、比較結果のデータが記憶部１１７に記憶され、ズーム比較処理が終了する。

次に、図５を用いて、前記Ｓ１０８のフォーカス比較処理について説明する。以下の処理はシステム制御部１１８の制御下で撮像信号処理部１０６，２０６による撮像画像処理に基づいて行われる。
まずＳ３０１において、各光学系の撮像信号処理部１０６，２０６からフォーカス評価値が取得される。焦点検出状態を表すフォーカス評価値には、例えば、画像中心部のスキャン時のフォーカス評価値を用いる。その理由は、２つの光学系において出来るだけ視差の少ない箇所で比較するためである。次のＳ３０２はフォーカス評価値の差を算出して閾値と比較する処理である。記憶部１１７には距離情報に応じた、適正なステレオ効果の画像が得られる評価値差の許容量を示す情報が記憶されている。この情報の示す判定基準値により評価値差の許容範囲が規定され、当該範囲を参照して比較処理が行われる。距離情報に対して評価値差が、判定基準値の示す所定の範囲内であればＳ３０３へ進み、所定の範囲外であればＳ３０４へ進む。Ｓ３０３でシステム制御部１１８はフォーカス比較結果が一致したと判定し、一方、Ｓ３０４ではフォーカス比較結果が不一致であると判定する。Ｓ３０３、Ｓ３０４の後、Ｓ３０５に進み、比較結果のデータが記憶部１１７に記憶され、フォーカス比較処理が終了する。

次に、図６を用いて、前記Ｓ１１２の絞り比較処理について説明する。以下の処理はシステム制御部１１８の制御下で各撮像画像の輝度情報の比較に基づいて行われる。
まずＳ４０１において、各光学系の撮像信号処理部１０６，２０６から輝度データが取得される。次のＳ４０２は輝度差を算出して閾値と比較する処理である。記憶部１１７には輝度に応じた、適正なステレオ効果の画像が得られる輝度差の許容量を示す情報が記憶されている。この情報の示す判定基準値により輝度差の許容範囲が規定され、当該範囲を参照して比較処理が行われる。輝度に対して輝度差が所定の範囲内であればＳ４０３へ進み、所定の範囲外であればＳ４０４へ進む。Ｓ４０３でシステム制御部１１８は輝度比較結果が一致したと判定し、一方Ｓ４０４では輝度比較結果が不一致であると判定する。Ｓ４０３、Ｓ４０４の後、Ｓ４０５に進み、比較結果のデータが記憶部１１７に記憶され、絞り比較処理が終了する。

第１実施形態では、複数の光学系を有する撮像装置において、複数の光学系に係る駆動手段の駆動制御状態を比較することで、いずれかの駆動手段が脱調したことを判定する。つまり、２つの光学系１００，２００に係る駆動手段の駆動制御状態を比較し、比較結果が不一致の場合、いずれかの駆動手段が脱調したと判定される。この場合、脱調した可能性のある光学系を特定する必要はなく、複数の光学系のうち、いずれかの駆動手段の脱調を検出することで、ステレオ効果の得られない画像の撮影を回避できる。
なお、本実施形態では比較結果が不一致の場合に、駆動制御部のリセット動作を行っているが、これに限らず、撮影動作を続行して、ユーザにステレオ効果が得られない可能性があることを通知する形態でもよい。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を説明する。第１実施形態では、脱調検出後、直ちにエラー処理を行ったが、第２実施形態では脱調検出後に補正駆動シーケンスを実行し、ステレオ撮影動作を継続させる制御が行われる。なお、ステレオ撮影動作の開始から終了までの処理における、ズーム、フォーカス、絞りの各駆動部の全体的な制御の流れは、図３に示した通りであり、以下では第１実施形態の場合とは動作が異なる、ズーム比較処理について説明する。

図８は、第２実施形態におけるズーム比較処理例を説明するフローチャートである。ズーム駆動時には第１光学系１００と第２光学系２００のそれぞれに対し、撮像画像上で同じ注目点の動きベクトルの軌跡が検出される。動きベクトルについては既知の方法で各光学系の撮像画像から検出できる。２つの光学系についての動きベクトルのスカラー量差が、適正なステレオ効果の画像が得られる許容量内であれば、２つの光学系のズーム駆動は正常に同じ状態で行われたと判定できる。これに対し、一方の光学系について動きベクトルの軌跡が途切れており、モータの駆動指示通りの軌跡になっていない場合には、当該光学系のズーム駆動時にモータが脱調したために、正常な駆動が出来なかったと判定される。ズーム駆動時の動きベクトルを検出して比較することで、ズーム駆動時のモータの脱調を判定し、脱調が発生した光学系を特定することができる。図８と図４との相違点は、Ｓ２０２とＳ２０４との間にあるＳ５０３、Ｓ５０５乃至５０８であり、以下、それらの処理を説明する。

Ｓ５０３は、２つの光学系についての動きベクトルのスカラー量差を算出して閾値と比較する処理である。記憶部１１７にはズーム位置に応じた、適正なステレオ効果の画像が得られる動きベクトルのスカラー量差の許容量を示す情報が記憶されている。この情報の示す判定基準値によりスカラー量差の許容範囲が規定され、当該範囲を参照して比較処理が行われる。ズーム位置に対して動きベクトルのスカラー量差が、判定基準値の示す所定の範囲内であればＳ２０４へ進み、ズーム比較結果が一致したと判定される。一方、動きベクトルのスカラー量差が所定の範囲外であれば、システム制御部１１８は動きベクトルの軌跡から、モータが脱調した可能性のある光学系を特定し、Ｓ５０５へ進む。
Ｓ５０５では、２つの光学系の画角合わせ制御が行われる。モータが脱調した可能性のある光学系を、正常に駆動された光学系の画角に合わせるために、ズームレンズ１０１がＴｅｌｅ（望遠）方向、またはＷｉｄｅ（広角）方向にステップ駆動される。例えば、第１光学系１００のズームモータ３０１が脱調したと判定された場合、システム制御部１１８はズーム制御部３０５に制御指令を出す。ズーム制御部３０５はズームモータ３０１のステップ駆動によりズームレンズ１０１を移動させる。その際、Ｓ２０２で取得した輻輳点情報を利用して、重なり合う撮像信号領域の中で、２つの光学系の画角を比較する処理が行われる。Ｓ５０６でシステム制御部１１８は、２つの光学系の画角が一致したか否かを判定する。画角が一致していない場合はＳ５０５に戻り、画角合わせ制御を繰り返す。画角が一致した場合、Ｓ５０７に進む。Ｓ５０７で記憶部１１７は、Ｓ５０５の画角合わせに要したズーム補正の補正ステップ数を、ステップ方向（ズームレンズの移動方向に対応する）と併せて記憶する。次のＳ５０８では、Ｓ５０７で記憶された補正ステップ数をモータの駆動制御に反映させる処理が行われる。例えば、ズーム補正ステップ数をＴｅｌｅ方向に３０ステップとする。脱調と判定された第１光学系１００は、Ｔｅｌｅ方向に３０ステップ分の追加駆動がなされたことで、正常に駆動された第２光学系２００と同じ画角になっているが、実際にはモータが直前に指定された駆動ステップ分の位置で停止している状態に過ぎない。つまり、停止位置と駆動ステップの関係が一致するように駆動ステップ数を変更する補正処理が必要である。この処理を行わない場合、停止位置と駆動ステップとの関係が崩れてしまう。例えば、最大駆動ステップ数を超えてズームレンズがその駆動制御範囲における制御端に衝突するおそれが生じる。あるいは、ズーム位置が正しく反映されずにフォーカス動作における距離情報の取得に影響を与えてしまう。これらを防ぐためにシステム制御部１１８はＳ５０８の補正処理を行い、脱調発生以後の駆動制御を正常に戻す。Ｓ５０８の後、Ｓ２０４に進む。

第２実施形態によれば、動きベクトルを用いたズーム比較処理により、複数の光学系のうちで、どの光学系でモータが脱調したかを特定できる。また脱調検出後には、補正駆動シーケンスを実行することにより、ステレオ撮影動作を継続するように制御が行われる。さらに、モータの脱調が生じたと判定された光学系のズーム位置を正常に駆動された光学系のズーム位置と合わせるために必要な補正ステップ数が記憶部１１７に記憶される。モータの停止位置と駆動ステップの関係が一致するように駆動ステップ数が変更され、その後のズーム動作やフォーカス動作に影響を与えないように防止できる。
なお第２実施形態では、画角合わせ制御を行う際にズームレンズを駆動させていたが、画像処理で電子的に行うデジタルズームを利用して画角合わせを行ってもよい。また、第２実施形態ではズームレンズ駆動時の脱調検出を説明したが、フォーカスレンズ駆動時の脱調検出を行うことも可能である。

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。

１００第１光学系
１０１、２０１１群レンズ（ズームレンズ）
１０２、２０２シャッタ・絞りユニット
１０４、２０４３群レンズ（フォーカスレンズ）
１０５、２０５撮像素子
１０８表示部
１０９、２０９ズーム駆動制御部
１１０、２１０シャッタ・絞り駆動制御部
１１２、２１２フォーカス駆動制御部
１１８システム制御部
２００第２光学系
３０１ズームモータ
３０６フォーカスモータ

Claims

複数の光学系を用いて撮影可能な撮像装置であって、
前記複数の光学系を通して被写体をそれぞれ撮像する撮像手段と、
前記複数の光学系をそれぞれ駆動する複数の駆動手段と、
前記複数の駆動手段をそれぞれ制御する駆動制御手段と、
前記複数の光学系に対して前記駆動手段を同一駆動条件で同期させて駆動した場合に前記複数の光学系の駆動制御状態を比較し、該駆動制御状態が一致しない場合に前記複数の光学系のうち、少なくとも１つの駆動手段が脱調したと判定する脱調判定手段を備えたことを特徴とする撮像装置。
前記駆動制御手段は前記光学系のズーム制御を行い、
前記脱調判定手段は、前記複数の光学系の画角情報を用いて前記複数の光学系に係る画角差を算出し、画角差が予め設定された範囲を越える場合、前記複数の光学系のズーム制御に係るいずれかの駆動手段が脱調したと判定することを特徴とする、請求項１記載の撮像装置。
前記駆動制御手段は前記光学系のフォーカス制御を行い、
前記脱調判定手段は、前記複数の光学系のフォーカス評価値を取得し、フォーカス評価値の差が予め設定された範囲を越える場合、前記複数の光学系のフォーカス制御に係るいずれかの駆動手段が脱調したと判定することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の撮像装置。
前記駆動制御手段は前記光学系の絞り制御を行い、
前記脱調判定手段は、撮像画像の輝度情報を用いて前記複数の光学系に係る輝度差を算出し、輝度差が予め設定された範囲を越える場合、前記複数の光学系の絞り制御に係るいずれかの駆動手段が脱調したと判定することを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１項記載の撮像装置。
前記脱調判定手段は、前記複数の光学系に係る撮像画像上で注目点の動きベクトルの軌跡が途切れていることから、前記複数の光学系に係る駆動手段のうち、どの駆動手段が脱調したかを特定することを特徴とする請求項１記載の撮像装置。
前記脱調判定手段が前記複数の光学系のうちの少なくとも１つの駆動手段が脱調したと判定した場合、前記脱調判定手段によって特定された前記駆動手段の駆動状態を、脱調と判定されない他の光学系の駆動手段の駆動状態に合わせる補正手段をさらに備え、
前記補正手段は、前記他の光学系の駆動手段の駆動状態に合わせたときの補正ステップ数を用いて、前記脱調判定手段によって特定された前記駆動手段に対する駆動ステップ数を変更することを特徴とする請求項５記載の撮像装置。
前記脱調判定手段が前記複数の光学系のうち、少なくとも１つの駆動手段が脱調したと判定した場合、その旨をユーザに通知する通知手段を備えることを特徴とする請求項１ないし６のいずれか１項記載の撮像装置。
複数の光学系を用いて撮影可能な撮像装置で実行される制御方法であって、
前記複数の光学系を通して被写体をそれぞれ撮像するために前記複数の光学系の駆動手段をそれぞれ制御する駆動制御ステップと、
前記駆動制御ステップにて前記複数の光学系の駆動手段を同一駆動条件で同期させて駆動した場合に前記複数の光学系の駆動制御状態を比較し、該駆動制御状態が一致しない場合に前記複数の光学系のうち、少なくとも１つの駆動手段が脱調したと判定する脱調判定ステップを有することを特徴とする撮像装置の制御方法。