JPWO2011118078A1

JPWO2011118078A1 - 立体撮像装置及び立体撮像装置の自動焦点調節方法

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Publication number: JPWO2011118078A1
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Inventors: 毅潘
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Abstract

第１及び第２の撮影光学系を有する立体撮像装置に関する。第１の撮影光学系について、第１のフォーカスレンズを通常の第１のサーチ範囲内でサーチ動作させ、被写体に合焦する第１のレンズ位置Ｐ１を探索する（Ｓ１４〜Ｓ２０）。第２の撮影光学系については、前記第１のサーチ範囲よりも狭い第２のサーチ範囲を設定し（Ｓ２２）、第２のフォーカスレンズを第２のサーチ範囲内でサーチ動作させ、被写体に合焦する第２のレンズ位置Ｐ２を探索する（Ｓ２４、Ｓ２８）。前記第２のサーチ範囲内で第２のレンズ位置Ｐ２を探索することができない場合には、前記第１のレンズ位置Ｐ１と予め記憶されたフォーカス位置ずれ量Ｄｆとに基づいて第２のレンズ位置を算出する（Ｓ３０、Ｓ３２）。これにより、２つの撮像部でのＡＦ動作を効率よく行うことができ、かつ２つの撮像部に個体差があっても合焦精度の高い焦点調節を行うことが可能となる。

Description

本開示内容は立体撮像装置及び立体撮像装置の自動焦点調節方法に係り、特に２つの撮像部の合焦位置を効率よく探索し、かつ合焦精度も高くする技術に関する。

従来から２つの撮像部を備えた立体撮像装置が数多く提案されている（特許文献１、２参照）。立体撮像装置は、２つの撮像部を使って同一被写体を異なる視点から撮像する立体撮像を行なうことができるとともに、超広角のパノラマ撮像や２つの撮像部各々で異なる感度での撮像等を行なうことができる。

２つの撮像部で上記立体撮像を行なうものにあっては、２つの撮像部が、右眼、左眼に相当する位置に視差を持たせて並べられて設けられており、双方の撮像部から出力された画像信号に基づいて後段の信号処理部で右眼用の画像信号と左眼用の画像信号とが各々生成される。こうして立体撮像装置の信号処理部で生成された右眼用の画像信号と左眼用の画像信号とが、３次元表示が可能な表示画面を有する表示装置に入力されると、その表示画面上に立体画像が表示される。

ところで、デジタルカメラにおいては、ピント調整、つまり合焦位置の調整を行なうにあたって、内部に配備されている自動焦点調節部が、撮像光学系内のフォーカスレンズを所定のサーチ範囲内で移動させ、フォーカスレンズを移動させている期間に撮像している画像のコントラストを検出し、コントラストが最大となる合焦位置（レンズ位置）にフォーカスレンズを移動させる、いわゆるコントラストＡＦ(Auto Focus)を行なっているものが多い。

上記特許文献１の立体撮像装置においては、２つの撮像部が同じ被写体を捉えているということを理由に、一方の撮像部のみでコントラストＡＦを実施し、そのコントラストＡＦの結果を他方の撮像部に反映させることで、２つの撮像部を有する撮像装置のコントラストＡＦに要する時間の短縮化が図られている。また特許文献２の立体撮像装置には、双方の撮像部が備えるフォーカスレンズを相互に逆の方向にそれぞれ移動させるＡＦサーチを行わせ、双方の撮像部のうち、先に合焦位置を検出した撮像部の方のＡＦサーチ結果を使って双方の撮像部の合焦位置を決定するという技術が提案されている。

特開２００５−４５５１１号公報特開２００６−１６２９９０号公報

しかしながら、２つの撮像部には、フォーカスレンズのレンズ径やレンズ鏡胴の径や撮像素子の受光感度のばらつき等がどうしても存在する（以降の記載においてはこれらを総称して個体差という）。このため、上記特許文献１、２のように一方の撮像部の合焦位置を他方の撮像部に反映させる構成にすると、その個体差により他方の撮像部の合焦位置がずれてしまうという問題がある。

一方、それぞれの撮像部で個別にＡＦ動作を行わせると、２つの撮像部の個体差の問題を解決することができるが、効率が悪いという問題がある。

本開示内容はこのような事情に鑑みてなされたもので、２つの撮像部でのＡＦ動作を効率よく行うことができ、かつ２つの撮像部に個体差があっても合焦精度の高い焦点調節を行うことができる立体撮像装置及びその自動焦点調節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第１の態様に係る立体撮像装置は、第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系と、該第１の撮影光学系を介して結像される被写体光を光電変換して第１の視点画像を出力する第１の撮像素子とを有する第１の撮像部と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系と、該第２の撮影光学系を介して結像される被写体光を光電変換して第２の視点画像を出力する第２の撮像素子とを有する第２の撮像部と、同一の被写体に合焦するときの前記第１のフォーカスレンズの第１のレンズ位置と前記第２のフォーカスレンズの第２のレンズ位置とのフォーカス位置ずれ量が予め記憶された記憶部と、前記第１のフォーカスレンズを所定の第１のサーチ範囲内でサーチ動作させ、前記第１の撮像部から取得される第１の視点画像に基づいて被写体に合焦する第１のレンズ位置を探索し、該第１のレンズ位置に前記第１のフォーカスレンズを移動させ、前記第２の撮影光学系については、前記探索された前記第１のレンズ位置に対応する前記第２のフォーカスレンズのレンズ位置の前後の前記第１のサーチ範囲よりも狭い第２のサーチ範囲内で前記第２のフォーカスレンズをサーチ動作させ、前記第２の撮像部から取得される第２の視点画像に基づいて被写体に合焦する第２のレンズ位置を探索し、該第２のレンズ位置に前記第２のフォーカスレンズを移動させる焦点調節部と、を備え、前記焦点調節部は、前記第２のサーチ範囲内で前記第２のレンズ位置を探索することができない場合には、前記第１のレンズ位置と前記記憶部に記憶されたフォーカス位置ずれ量とに基づいて前記第２のレンズ位置を算出し、該第２のレンズ位置に前記第２のフォーカスレンズを移動させる。

第１の態様に係る立体撮像装置によれば、前記第１の撮影光学系については、前記第１のフォーカスレンズを所定の第１のサーチ範囲内でサーチ動作させ、被写体に合焦する第１のレンズ位置を探索し、その第１のレンズ位置に第１のフォーカスレンズを移動させ、一方、前記第２の撮影光学系については、前記探索された第１のレンズ位置に対応する第２のフォーカスレンズのレンズ位置の前後の前記第１のサーチ範囲よりも狭い第２のサーチ範囲内で第２のフォーカスレンズをサーチ動作させ、被写体に合焦する第２のレンズ位置を探索し、この第２のレンズ位置に第２のフォーカスレンズを移動させるようにしたため、第１、第２の撮像部の個体差の影響を受けない焦点合わせを行うことができ、一方、最初に探索した合焦位置（第１のレンズ位置）を利用して第２のフォーカスレンズの第２のサーチ範囲を第１のサーチ範囲よりも狭くすることで、第２のフォーカスレンズの合焦位置（第２のレンズ位置）の探索を短時間で行うことができる。

また、前記第２のサーチ範囲内で第２のレンズ位置を探索することができない場合には、第１のフォーカスレンズについて探索した第１のレンズ位置と前記記憶部に記憶されたフォーカス位置ずれ量とに基づいて前記第２のレンズ位置を算出し、この第２のレンズ位置に第２のフォーカスレンズを移動させるようにしたため、第１、第２の撮像部の個体差の影響を受けない焦点合わせを行うことができる。

第２の態様に係る立体撮像装置は、第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系と、該第１の撮影光学系を介して結像される被写体光を光電変換して第１の視点画像を出力する第１の撮像素子とを有する第１の撮像部と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系と、該第２の撮影光学系を介して結像される被写体光を光電変換して第２の視点画像を出力する第２の撮像素子とを有する第２の撮像部と、前記第１のフォーカスレンズを所定の第１のサーチ範囲内でサーチ動作させ、前記第１の撮像部から取得される第１の視点画像に基づいて被写体に合焦する第１のレンズ位置を探索し、該第１のレンズ位置に前記第１のフォーカスレンズを移動させ、前記第２の撮影光学系については、前記探索された前記第１のレンズ位置に対応する前記第２のフォーカスレンズのレンズ位置の前後の前記第１のサーチ範囲よりも狭い第２のサーチ範囲内で前記第２のフォーカスレンズをサーチ動作させ、前記第２の撮像部から取得される第２の視点画像に基づいて被写体に合焦する第２のレンズ位置を探索し、該第２のレンズ位置に前記第２のフォーカスレンズを移動させる焦点調節部と、を備え、前記焦点調節部は、前記第２のサーチ範囲内で前記第２のレンズ位置を探索することができない場合には、前記第２のサーチ範囲よりも広い第３のサーチ範囲内で前記第２のフォーカスレンズを再びサーチ動作させ、前記第２の撮像部から取得される第２の視点画像に基づいて被写体に合焦する第２のレンズ位置を探索し、該第２のレンズ位置に前記第２のフォーカスレンズを移動させる。

第２の態様に係る立体撮像装置は、第１の態様に係る立体撮像装置とは、第２のフォーカスレンズの合焦位置である第２のレンズ位置の探索ができない場合の動作が異なり、第２の態様に係る立体撮像装置では、前記第２のサーチ範囲よりも広い第３のサーチ範囲内で第２のフォーカスレンズを再びサーチ動作させて第２のレンズ位置を探索し、この第２のレンズ位置に第２のフォーカスレンズを移動させるようにしている。尚、前記第３のサーチ範囲は、前記第１のサーチ範囲と同じ広さの範囲としてもよいし、第１のサーチ範囲よりも狭く、第２のサーチ範囲よりも広い範囲としてもよい。

第３の態様によれば、第２の態様に係る立体撮像装置は、同一の被写体に合焦するときの前記第１のフォーカスレンズの第１のレンズ位置と前記第２のフォーカスレンズの第２のレンズ位置とのフォーカス位置ずれ量が予め記憶された記憶部を備え、前記焦点調節部は、前記第３のサーチ範囲内で前記第２のレンズ位置を探索することができない場合には、前記探索された前記第１のレンズ位置と前記記憶部に記憶されたフォーカス位置ずれ量とに基づいて前記第２のレンズ位置を算出し、該第２のレンズ位置に前記第２のフォーカスレンズを移動させる。

即ち、前記第２のサーチ範囲よりもサーチ範囲を広くした第３のサーチ範囲でも第２のレンズ位置（合焦位置）を探索することができない場合には、前記第１のレンズ位置と前記記憶部に記憶されたフォーカス位置ずれ量とに基づいて前記第２のレンズ位置を算出し、この第２のレンズ位置に第２のフォーカスレンズを移動させるようにしたため、第１、第２の撮像部の個体差の影響を受けない焦点合わせを行うことができる。

第４の態様によれば、第２の態様に係る立体撮像装置は、同一の被写体に合焦するときの前記第１のフォーカスレンズの第１のレンズ位置と前記第２のフォーカスレンズの第２のレンズ位置とのフォーカス位置ずれ量が予め記憶された記憶部と、前記第１のサーチ範囲内で探索された第１のレンズ位置と前記第３のサーチ範囲内で探索された第２のレンズ位置との差分を算出する算出部と、を備え、前記焦点調節部は、前記算出部により算出された差分が所定量よりも大きい場合には、前記探索された前記第１のレンズ位置と前記記憶部に記憶されたフォーカス位置ずれ量とに基づいて前記第２のレンズ位置を算出し、前記第３のサーチ範囲内で探索された第２のレンズ位置に代えて、前記算出した第２のレンズ位置に前記第２のフォーカスレンズを移動させる。

即ち、サーチ範囲を広くした第３のサーチ範囲で第２のレンズ位置を探索することができた場合であっても、それぞれ探索された第１のレンズ位置と第２のレンズ位置との差分が所定量よりも大きい場合には、前記第１のレンズ位置と前記記憶部に記憶されたフォーカス位置ずれ量とに基づいて前記第２のレンズ位置を算出し、この第２のレンズ位置に第２のフォーカスレンズを移動させるようにしている。これにより、第１、第２の撮像部がそれぞれ異なる被写体に焦点が合うことを防止するようにしている。

第５の態様によれば、第２の態様に係る立体撮像装置は、同一の被写体に合焦するときの前記第１のフォーカスレンズの第１のレンズ位置と前記第２のフォーカスレンズの第２のレンズ位置とのフォーカス位置ずれ量が予め記憶された記憶部と、前記第１のサーチ範囲内で探索された第１のレンズ位置と前記第３のサーチ範囲内で探索された第２のレンズ位置との差分を算出する算出部と、を備え、前記焦点調節部は、前記算出部により算出された差分が所定量よりも大きい場合には、前記探索された前記第２のレンズ位置と前記記憶部に記憶されたフォーカス位置ずれ量とに基づいて前記第１のレンズ位置を算出し、前記第１のサーチ範囲内で探索された第１のレンズ位置に代えて、前記算出した第１のレンズ位置に前記第１のフォーカスレンズを移動させる。

即ち、第５の態様に係る立体撮像装置は、それぞれ探索された第１のレンズ位置と第２のレンズ位置との差分が所定量よりも大きい場合には、第４の態様に係る立体撮像装置とは逆に、前記探索された第２のレンズ位置と前記記憶部に記憶されたフォーカス位置ずれ量とに基づいて前記第１のレンズ位置を算出し、この算出した第１のレンズ位置に第１のフォーカスレンズを移動させるようにしている。これにより、第１、第２の撮像部がそれぞれ異なる被写体に焦点が合うことを防止するようにしている。

第６の態様によれば、第４又は５の態様に係る立体撮像装置において、前記所定量は、前記フォーカス位置ずれ量に基づいて決定される。

第７の態様によれば、第１、３、４、５又は６の態様に係る立体撮像装置において、前記第１の撮影光学系及び第２の撮影光学系はそれぞれズームレンズであり、前記記憶部には、前記ズームレンズのズーム位置毎に、同一の被写体に合焦するときの前記第１のフォーカスレンズの第１のレンズ位置と前記第２のフォーカスレンズの第２のレンズ位置とのフォーカス位置ずれ量が予め記憶され、前記焦点調節部は、前記第２のレンズ位置を算出する際に、前記ズームレンズのズーム位置に対応するフォーカス位置ずれ量を前記記憶部から読み出し、該フォーカス位置ずれ量と前記探索された前記第１のレンズ位置とに基づいて前記第２のレンズ位置を算出する。

前記１、第２の撮像部の個体差により生じる同一被写体に合焦するときの第１、第２のフォーカスレンズのフォーカス位置ずれ量は、ズーム位置により異なるため、第７の態様に係る立体撮像装置では、前記第２のレンズ位置を算出する際に、ズーム位置に対応するフォーカス位置ずれ量を前記記憶部から読み出し、このフォーカス位置ずれ量と前記第１のレンズ位置とに基づいて前記第２のレンズ位置を算出するようにしている。

第８の態様に係る立体撮像装置の自動焦点調節方法は、第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系と、該第１の撮影光学系を介して結像される被写体光を光電変換して第１の視点画像を出力する第１の撮像素子とを有する第１の撮像部と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系と、該第２の撮影光学系を介して結像される被写体光を光電変換して第２の視点画像を出力する第２の撮像素子とを有する第２の撮像部と、同一の被写体に合焦するときの前記第１のフォーカスレンズの第１のレンズ位置と前記第２のフォーカスレンズの第２のレンズ位置とのフォーカス位置ずれ量が予め記憶された記憶部と、を備えた立体撮像装置の自動焦点調節方法であって、前記第１のフォーカスレンズを所定の第１のサーチ範囲内でサーチ動作させ、該サーチ動作時に前記第１の撮像部から取得される第１の視点画像に基づいて被写体に合焦する前記第１のフォーカスレンズの第１のレンズ位置を探索する工程と、前記探索した第１のレンズ位置に前記第１のフォーカスレンズを移動させる工程と、前記探索された前記第１のレンズ位置に対応する前記第２のフォーカスレンズのレンズ位置の前後の前記第１のサーチ範囲よりも狭い第２のサーチ範囲を決定する工程と、前記決定した第２のサーチ範囲内で前記第２のフォーカスレンズをサーチ動作させ、該サーチ動作時に前記第２の撮像部から取得される第２の視点画像に基づいて被写体に合焦する前記第２のフォーカスレンズの第２のレンズ位置を探索する工程と、前記探索された前記第１のレンズ位置と前記記憶部に記憶されたフォーカス位置ずれ量とに基づいて前記第２のレンズ位置を算出する工程と、前記第２のレンズ位置が探索されると、該第２のレンズ位置に前記第２のフォーカスレンズを移動させ、前記第２のレンズ位置を探索することができない場合には、前記算出した第２のレンズ位置に前記第２のフォーカスレンズを移動させる工程と、を含む。

第９の態様に係る立体撮像装置の自動焦点調節方法は、第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系と、該第１の撮影光学系を介して結像される被写体光を光電変換して第１の視点画像を出力する第１の撮像素子とを有する第１の撮像部と、第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系と、該第２の撮影光学系を介して結像される被写体光を光電変換して第２の視点画像を出力する第２の撮像素子とを有する第２の撮像部と、を備えた立体撮像装置の自動焦点調節方法であって、前記第１のフォーカスレンズを所定の第１のサーチ範囲内でサーチ動作させ、該サーチ動作時に前記第１の撮像部から取得される第１の視点画像に基づいて被写体に合焦する前記第１のフォーカスレンズの第１のレンズ位置を探索する工程と、前記探索した第１のレンズ位置に前記第１のフォーカスレンズを移動させる工程と、前記探索された前記第１のレンズ位置に対応する前記第２のフォーカスレンズのレンズ位置の前後の前記第１のサーチ範囲よりも狭い第２のサーチ範囲を決定する工程と、前記決定した第２のサーチ範囲内で前記第２のフォーカスレンズをサーチ動作させ、該サーチ動作時に前記第２の撮像部から取得される第２の視点画像に基づいて被写体に合焦する前記第２のフォーカスレンズの第２のレンズ位置を探索する工程と、前記第２のサーチ範囲内で前記第２のレンズ位置を探索することができない場合には、前記第２のサーチ範囲よりも広い第３のサーチ範囲内で前記第２のフォーカスレンズを再びサーチ動作させ、該サーチ動作時に前記第２の撮像部から取得される第２の視点画像に基づいて被写体に合焦する前記第２のフォーカスレンズの第２のレンズ位置を探索する工程と、前記探索した第２のレンズ位置に前記第２のフォーカスレンズを移動させる工程と、を含む。

第１０の態様によれば、第９の態様に係る立体撮像装置の自動焦点調節方法は、同一の被写体に合焦するときの前記第１のフォーカスレンズの第１のレンズ位置と前記第２のフォーカスレンズの第２のレンズ位置とのフォーカス位置ずれ量を予め記憶部に記憶する工程と、前記第３のサーチ範囲内で前記第２のレンズ位置を探索することができない場合には、前記探索された前記第１のレンズ位置と前記記憶部に記憶されたフォーカス位置ずれ量とに基づいて前記第２のレンズ位置を算出する工程と、前記算出した第２のレンズ位置に前記第２のフォーカスレンズを移動させる工程と、を更に含む。

第１１の態様によれば、第９の態様に係る立体撮像装置の自動焦点調節方法は、同一の被写体に合焦するときの前記第１のフォーカスレンズの第１のレンズ位置と前記第２のフォーカスレンズの第２のレンズ位置とのフォーカス位置ずれ量を予め記憶部に記憶する工程と、前記第１のサーチ範囲内で探索された第１のレンズ位置と前記第３のサーチ範囲内で探索された第２のレンズ位置との差分を算出する工程と、前記算出された差分が所定量よりも大きい場合には、前記探索された前記第１のレンズ位置と前記記憶部に記憶されたフォーカス位置ずれ量とに基づいて前記第２のレンズ位置を算出する工程と、前記算出された差分が所定量よりも大きい場合には、前記第３のサーチ範囲内で探索された第２のレンズ位置に代えて、前記算出した第２のレンズ位置に前記第２のフォーカスレンズを移動させる工程と、を更に含む。

第１２の態様によれば、第９の態様に係る立体撮像装置の自動焦点調節方法は、同一の被写体に合焦するときの前記第１のフォーカスレンズの第１のレンズ位置と前記第２のフォーカスレンズの第２のレンズ位置とのフォーカス位置ずれ量が予め記憶部に記憶する工程と、前記第１のサーチ範囲内で探索された第１のレンズ位置と前記第３のサーチ範囲内で探索された第２のレンズ位置との差分を算出する工程と、前記算出された差分が所定量よりも大きい場合には、前記探索された前記第２のレンズ位置と前記記憶部に記憶されたフォーカス位置ずれ量とに基づいて前記第１のレンズ位置を算出する工程と、前記算出された差分が所定量よりも大きい場合には、前記第１のサーチ範囲内で探索された第１のレンズ位置に代えて、前記算出した第１のレンズ位置に前記第１のフォーカスレンズを移動させる工程と、を更に含む。

第１３の態様によれば、第１１又は１２の態様に係る立体撮像装置の自動焦点調節方法において、前記所定量は、前記フォーカス位置ずれ量に基づいて決定される。

第１４の態様によれば、第８、１０、１１、１２又は１３の態様に係る立体撮像装置の自動焦点調節方法において、前記第１の撮影光学系及び第２の撮影光学系はそれぞれズームレンズであり、前記自動焦点調節方法は、同一の被写体に合焦するときの前記第１のフォーカスレンズの第１のレンズ位置と前記第２のフォーカスレンズの第２のレンズ位置とのフォーカス位置ずれ量を前記ズームレンズのズーム位置毎に前記記憶部に予め記憶する工程と、前記第２のレンズ位置を算出する際に、前記ズームレンズのズーム位置に対応するフォーカス位置ずれ量を前記記憶部から読み出し、該フォーカス位置ずれ量と前記探索された前記第１のレンズ位置とに基づいて前記第２のレンズ位置を算出する工程を更に含む。

本開示内容に係る技術によれば、第１の撮像部でのＡＦサーチの結果を利用して、第２の撮像部のサーチ範囲を狭くしてＡＦサーチを行うようにしたため、トータルのＡＦサーチの時間の短縮化、効率化を図ることができるとともに、第１、第２の撮像部の個体差の影響を受けない焦点合わせを行うことができる。

本開示内容の一つの態様によれば、前記第２の撮像部の合焦位置を探索することができない場合には、第１の撮像部でのＡＦサーチにより取得した第１のフォーカスレンズの合焦位置と予め記憶された第１、第２のフォーカスレンズのフォーカス位置ずれ量とに基づいて第２のフォーカスレンズの合焦位置を算出するようにしたため、第２のフォーカスレンズを精度よく求めることができる。

また、本開示内容の他の１つの態様によれば、前記第２の撮像部の合焦位置を探索することができない場合には、サーチ範囲を狭くした第２の撮像部のサーチ範囲を広くして再度ＡＦサーチを行うようにしたため、第１、第２の撮像部の個体差の影響を受けない焦点合わせを行うことができる。

図１Ａは、本開示内容に係る立体撮像装置の外観図（その１）である。図１Ｂは、本開示内容に係る立体撮像装置の外観図（その２）である。図２は、図１Ａと１Ｂの立体撮像装置の内部構成を示すブロック図である。図３は、本開示内容に係る自動焦点調節方法の第１の実施形態を示すフローチャートである。図４Ａは、第１のフォーカスレンズの第１のサーチ範囲、第２のフォーカスレンズの第２のサーチ範囲、及び各サーチ位置とＡＦ評価値との関係を示す図（その１）である。図４Ｂは、第１のフォーカスレンズの第１のサーチ範囲、第２のフォーカスレンズの第２のサーチ範囲、及び各サーチ位置とＡＦ評価値との関係を示す図（その２）である。図４Ｃは、第１のフォーカスレンズの第１のサーチ範囲、第２のフォーカスレンズの第２のサーチ範囲、及び各サーチ位置とＡＦ評価値との関係を示す図（その３）である。図５Ａは、本開示内容に係る自動焦点調節方法の第２の実施形態を示すフローチャート（その１）である。図５Ｂは、本開示内容に係る自動焦点調節方法の第２の実施形態を示すフローチャート（その２）である。図６Ａは、第１のフォーカスレンズの第１のサーチ範囲、第２のフォーカスレンズの第３のサーチ範囲、及び各サーチ位置とＡＦ評価値との関係を示す図（その１）である。図６Ｂは、第１のフォーカスレンズの第１のサーチ範囲、第２のフォーカスレンズの第３のサーチ範囲、及び各サーチ位置とＡＦ評価値との関係を示す図（その２）である。図７Ａは、本開示内容に係る自動焦点調節方法の第３の実施形態を示すフローチャート（その１）である。図７Ｂは、本開示内容に係る自動焦点調節方法の第３の実施形態を示すフローチャート（その２）である。

以下、添付図面に従って本開示内容に係る立体撮像装置及び立体撮像装置の自動焦点調節方法の実施の形態について説明する。

［立体撮像装置の外観］
図１Ａ及び１Ｂは本開示内容に係る立体撮像装置の外観図であり、図１Ａは立体撮像装置１を斜め上方から見た斜視図であり、図１Ｂは立体撮像装置１を背面から見た斜視図である。

図１Ａに示すように立体撮像装置１には、２つの撮像部１Ａ，１Ｂが設けられている。以下、これらの２つの撮像部を第１の撮像部ｌＡと第２の撮像部１Ｂと記載して区別することにする。

第１の撮像部１Ａと第２の撮像部１Ｂとは、立体視用の画像信号を取得することが可能なように並べて配置されており、これらの撮像部１Ａ，１Ｂで右眼用と左眼用の画像信号がそれぞれ生成される。図１Ａ及び１Ｂの立体撮像装置１の上面にある電源スイッチ１０Ａが操作され、撮影モードダイヤル１０Ｂが例えば立体モードというモードにセットされてシャッタボタン１０Ｃが操作されると、立体視用の画像データが双方の撮像部１Ａ，１Ｂで生成される。

この実施形態の立体撮像装置１が備えるシャッタボタン１０Ｃは半押しと全押しとの２つの操作第の態様を有しており、この立体撮像装置１では、シャッタボタン１０Ｃが半押しされたときに露出調整やピント調整が実施され、全押しされたときに撮影が実施される。また、被写界輝度が暗いときには被写体に向けてフラッシュを発光するフラッシュ発光窓ＷＤが撮像部１Ｂの上方に設けられている。

また、図１Ｂに示すように、立体撮像装置１の背面には３次元表示が可能な液晶モニタDISPが設けられており、この液晶モニタDISPには双方の撮像部１Ａ，１Ｂが捉えている同一の被写体が立体画像となって表示される。尚、液晶モニタDISPとしては、レンチキュラレンズやパララックスバリアを使用するもの、偏光メガネ、液晶シャッタメガネなどの専用メガネをかけることで右目用画像と左目用画像とを個別に見ることができるものなどが適用できる。更に、ズームスイッチ１０Ｄ、メニュー／ＯＫボタン１０Ｅ、十字キー１０Ｆなどの操作子も配設されている。以降においては、電源スイッチ１０Ａ、モードダイヤル１０Ｂ、シャッタボタン１０Ｃ、ズームスイッチ１０Ｄ、メニュー／ＯＫボタン１０Ｅ、十字キー１０Ｆなどを総称して操作部１０と記載することがある。

［立体撮像装置の内部構成］
図２は図１Ａ及び１Ｂの立体撮像装置１の内部構成を示すブロック図である。図２を参照して立体撮像装置１の内部の構成を説明する。

この立体撮像装置１の動作は、メインＣＰＵ１００によって統括的に制御される。

メインＣＰＵ１００にはバスＢｕｓを介してＲＯＭ１０１が接続されており、そのＲＯＭ１０１の中にはこの立体撮像装置１が動作するのに必要なプログラムが格納されている。このプログラムの手順にしたがってメインＣＰＵ１００は、この立体撮像装置１の動作を統括的に制御する。

まず、図１Ａ及び１Ｂに示した操作部１０内の電源スイッチ１０Ａが操作されると、メインＣＰＵ１００は、電源制御部１００１を通して、電源制御部１００１を制御してバッテリＢＴからの電力を図２の各部に供給させ、この立体撮像装置１を動作状態に移行させる。こうしてメインＣＰＵ１００は撮影処理を開始する。尚、ＡＦ検出部１２０、サーチ範囲設定部１２１、ＡＥ／ＡＷＢ検出部１３０、画像入力コントローラ１１４Ａ、デジタル信号処理部１１６Ａ、３Ｄ画像生成部１１７は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）等のプロセッサで構成されているとし、メインＣＰＵ１００はそのＤＳＰと連携して処理を実行するとする。

ここで、先に図１Ａ及び１Ｂで説明した第１の撮像部１Ａと第２の撮像部１Ｂの内部の構成を、図２を参照して説明する。尚、第１の撮像部１Ａの各構成部材には‘第１の’という文言を付し、第２の撮像部１Ｂの各構成部材には‘第２’のという文言を付して説明する。

第１の撮像部１Ａには、第１のフォーカスレンズＦＬＡを含む第１の撮影光学系１１０Ａと、その第１のフォーカスレンズＦＬＡを光軸方向に移動させる第１のフォーカスレンズ駆動部（以降、第１のＦレンズ駆動部という）１０４Ａと、被写体が第１の撮影光学系で結像されてなる被写体光を受光して、その被写体を表わす画像信号を生成する第１の撮像素子１１１Ａとが設けられている。この第１の撮影光学系１１０Ａには、他に第１の絞りＩＡと、この第１の絞りＩＡの開口径を変更する第１の絞り駆動部１０５Ａとが設けられている。

また、第１の撮影光学系１００Ａはズームレンズになっており、そのズームレンズを所定の焦点距離にする制御を行なうＺレンズ駆動部１０３Ａが設けられている。尚、図２には、撮影光学系全体がズームレンズであることが１枚のレンズＺＬで模式的に示されている。

一方、第２の撮像部１Ｂにも上記第１の撮像部１Ａと同じように、第２のフォーカスレンズＦＬＢを含む撮影光学系と、第２のフォーカスレンズＦＬＢを光軸に方向に移動させる第２のフォーカスレンズ駆動部（以降、第２のＦレンズ駆動部という）１０４Ｂと、被写体が第２の撮影光学系で結像されてなる被写体光を受光して、その被写体を表わす画像信号を生成する第２の撮像素子１１１Ｂとが設けられている。

これらの第１の撮像部１Ａと第２の撮像部１Ｂとで立体視用の画像信号、つまり第１の撮像部ｌＡでは右眼用の画像信号が生成され、第２の撮像部ｌＢでは左眼用の画像信号がそれぞれ生成される。

第１の撮像部１Ａと第２の撮像部１Ｂとは右眼用の画像信号を生成するか、左眼用の画像信号を生成するかの違いだけで構成が全く同じであり、第１のＡ／Ｄ変換部１１３Ａと第２のＡ／Ｄ変換部１１３Ｂで双方の撮像部の画像信号がデジタル信号に変換されてバスＢｕｓに導かれた後の信号処理も同じである。したがって、以下、第１の撮像部１Ａについて画像信号の流れに沿ってその構成を説明していく。

まず、第１の撮像部１Ａが捉えている被写体をそのままスルー画として液晶モニタDISP上に表示する際の動作から説明する。

操作部１０内の電源スイッチ１０Ａが操作されたことを受けてメインＣＰＵ１００は、電源制御部１００１を制御し、各部にバッテリＢＴからの電力を供給させてこの立体撮像装置１を動作状態に移行させる。

メインＣＰＵ１００は、まず、Ｆレンズ駆動部１０４Ａと絞り駆動部１０５Ａとを制御して露出及びピントの調整を開始する。更に、タイミングジェネレータ（ＴＧ）１０６Ａに指示して撮像素子１１１Ａに電子シャッタによる露光時間を設定させ、例えば１／６０秒ごとに撮像素子１１１Ａからアナログ信号処理部１１２Ａに画像信号を出力させる。

アナログ信号処理部１１２Ａでは、ＴＧ１０６Ａからのタイミング信号の供給を受け、撮像素子１１１Ａからの１／６０秒ごとの画像信号の供給を受けてノイズの低減処理等が行なわれ、ノイズの低減処理が行なわれたアナログの画像信号が次段のＡ／Ｄ変換部１１３Ａへと供給される。このＡ／Ｄ変換部１１３ＡにおいてもＴＧ１０６Ａからのタイミング信号に同期して、１／６０秒ごとにアナログの画像信号からデジタルの画像信号への変換処理が行なわれる。こうしてＡ／Ｄ変換部１１３Ａで変換され出力されてくるデジタルの画像信号が、画像入力コントローラ１１４Ａによって１／６０秒ごとにバスＢｕｓに導かれ、このバスＢｕｓに導かれた画像信号はＳＤＲＡＭ１１５に記憶される。撮像素子１１１Ａからは１／６０秒ごとに画像信号が出力されるので、このＳＤＲＡＭ１１５の内容は１／６０秒ごとに書き換えられることになる。

このＳＤＲＡＭ１１５に記憶された画像信号は、ＡＦ検出部１２０、ＡＥ／ＡＷＢ検出部１３０、及びデジタル信号処理部１１６Ａを構成するＤＳＰによって１／６０秒ごとにそれぞれ読み出される。

ＡＦ検出部１２０では、メインＣＰＵ１００がＦレンズ駆動部１０４Ａを制御してフォーカスレンズＦＬＡを移動させている最中の１／６０秒ごとに、フォーカスエリア内の画像信号の高周波成分を抽出し、その高周波成分を積算して画像のコントラストを示すＡＦ評価値を算出する。メインＣＰＵ１００は、ＡＦ検出部１２０により算出されたＡＦ評価値を取得し、ＡＦ評価値が最大になるレンズ位置（合焦位置）にＦレンズ駆動部１０４Ａを介して第１のフォーカスレンズＦＬＡを移動させる。このため、第１の撮像部１Ａがどの方向に向けられてもすぐにピントが調整されて、液晶モニタDISP上には、ほぼいつでもピントのあった被写体が表示される。

また、ＡＥ／ＡＷＢ検出部１３０では、被写体輝度の検出とデジタル信号処理部１１６Ａ内のホワイトバランスアンプに設定するゲインの算出が１／６０秒ごとに行なわれる。メインＣＰＵ１００は、このＡＥ／ＡＷＢ検出部１３０の輝度の検出結果に応じて絞り駆動部１０５Ａを制御して絞りＩＡの開口径を変更させる。またデジタル信号処理部１１６Ａは、ＡＥ／ＡＷＢ検出部１３０からの検出結果を受けてホワイトバランスアンプのゲインを設定する。

このデジタル信号処理部１１６Ａでは、表示に適した画像信号になるように処理が行なわれ、そのデジタル信号処理部１１６Ａの信号処理により表示に適したものに変換された画像信号が、３Ｄ画像生成部１１７へと供給されてその３Ｄ画像生成部１１７で表示用の右眼用の画像信号が生成され、生成された右眼用の画像信号がＶＲＡＭ１１８に記憶される。

ここまでの動作と同じ動作が、同じタイミングで第２の撮像部１Ｂによっても行なわれる。したがって、ＶＲＡＭ１１８には、右眼用と左眼用との２種類の画像信号が記憶されることになる。

メインＣＰＵ１００は、表示制御部１１９にＶＲＡＭ１１８内の右眼用の画像信号と左眼用の画像信号とを転送して液晶モニタDISP上に画像を表示させる。図１の液晶モニタDISPに右眼用の画像信号と左眼用の画像信号とが表示されると、人の眼には液晶モニタDISP上の画像が立体的に見えるようになる。第１、第２の撮像素子１１１Ａ，１１１Ｂからは１／６０秒ごとに画像信号を出力させ続けているので、ＶＲＡＭ１１８内の画像信号は１／６０秒ごとに書き換えられ、液晶モニタDISP上の立体画像も１／６０秒ごとに切り替えられて表示され、立体画像が動画となって表示される。

ここで、液晶モニタDISP上の被写体が参照され操作部１０の中のシャッタボタン１０Ｃが半押し操作されると、メインＣＰＵ１００は、ＡＥ／ＡＷＢ検出部１３０でシャッタボタン１０Ｃが全押しされる直前に検出されたＡＥ値を受け取り、第１、第２の絞り駆動部１０５Ａ，１０５Ｂを介して第１、第２の絞りＩＡ、ＩＢをＡＥ値に応じた絞り径にさせるとともに、第１のＦレンズ駆動部１０４Ａを介して第１のフォーカスレンズＦＬＡを第１のサーチ範囲で移動させながら、ＡＦ検出部１２０によりＡＦ評価値の算出を行なわせる。

メインＣＰＵ１００は、ＡＦ検出部１２０により算出されたＡＦ評価値に基づいてＡＦ評価値が最大になる第１のフォーカスレンズＦＬＡのレンズ位置（以下、「第１のレンズ位置Ｐ１」という）を検出し、この第１のレンズ位置Ｐｌに第１のフォーカスレンズＦＬＡを移動させる。

一方、第２の撮影光学系については、メインＣＰＵ１００は、第１のサーチ範囲よりも狭い第２のサーチ範囲内で第２のフォーカスレンズＦＬＢを移動させ、ＡＦ検出部１２０によりＡＦ評価値を算出させる。メインＣＰＵ１００はＡＦ検出部１２０からのＡＦ評価値を受け取り、ＡＦ評価値が最大になる第２のフォーカスレンズＦＬＢのレンズ位置（以下、「第２のレンズ位置Ｐ２」という）を検出し、この第２のレンズ位置Ｐ２に第２のフォーカスレンズＦＬＢを移動させる。詳細は後述するが、このときには、ＡＦ検出部１２０が、サーチ範囲設定部１２１に、第１のフォーカスレンズＦＬＡの第１のレンズ位置Ｐｌと、フラッシュＲＯＭ１０２から読み出したサーチ範囲を示すデータ（近傍側偏差Ｎと遠方側偏差Ｆ）とに基づいて第１のフォーカスレンズの第１のレンズ位置Ｐ１に対応したレンズ位置を中心に第１のサーチ範囲よりも狭い第２のサーチ範囲を算出させ、メインＣＰＵ１００がその第２のサーチ範囲の算出結果を受け取り、第２のＦレンズ駆動部１０４Ｂを介して第２のサーチ範囲内で第２のレンズ位置Ｐ２（合焦位置）を探索するＡＦサーチを行なわせる。

このように第１の撮像部１ＡのフォーカスレンズＦＬＡには従来どおりのＡＦサーチを行なわせ、第２の撮像部１Ｂには第１のフォーカスレンズのレンズ位置に対応したレンズ位置を含む第１のサーチ範囲よりも狭い第２のサーチ範囲でＡＦサーチを行なわせるため、第２のフォーカスレンズＦＬＢによるＡＦサーチの短縮化を図ることができる。そして、シャッタボタン１０Ｃが全押しされると、メインＣＰＵ１００は、第１、第２のＴＧｌ０６Ａ，１０６Ｂを介して第１の撮像素子１１１Ａ，第２の撮像素子１１１Ｂに所定のシャッタ速度だけ露光させ、静止画の撮影を行わせる。メインＣＰＵ１００は、電子シャッタのオフタイミングで第１、第２の撮像素子１１１Ａ，１１１Ｂから画像信号を第１、第２のアナログ信号処理部１１２Ａ，１１２Ｂへと出力させ、第１、第２のアナログ信号処理部１１２Ａ，１１２Ｂにノイズの低減処理を行なわせる。その後、第１、第２のＡ／Ｄ変換部１１３Ａ，１１３Ｂでアナログの画像信号をデジタルの画像信号に変換させる。

ここで、メインＣＰＵ１００の指示にしたがって第１、第２の画像入力コントローラ１１４Ａが、第１、第２のＡ／Ｄ変換部１１３Ａ，１１３Ｂで変換されたデジタルの画像信号をバスＢｕｓを経由して一旦ＳＤＲＡＭ１１５に記憶させる。その後、デジタル信号処理部１１６Ａ，１１６ＢがＳＤＲＡＭ１１５の画像信号を読み出し、ホワイトバランス補正、ガンマ補正、単板ＣＣＤのカラーフィルタ配列に伴うＲ，Ｇ，Ｂなどの色信号の空間的なズレを補間して各色信号の位置を合わせる同時化処理、輪郭補正、輝度・色差信号（ＹＣ信号）生成等を含む画像処理を行い、３Ｄ画像生成部１１７に送出する。

続いて、メインＣＰＵ１００は、３Ｄ画像生成部１１７内の右眼用の画像信号と左目用の画像信号を、バスＢｕｓを使って圧縮・伸張処理部１５０に供給する。メインＣＰＵ１００は、この圧縮・伸張処理部１５０に画像データの圧縮を行なわせた後、その圧縮された画像データをメディア制御部にバスＢｕｓを使って転送するとともに、その圧縮や撮影に係るヘッダ情報をメディア制御部１６０に供給してメディア制御部１６０に所定形式の画像ファイル（例えば、３Ｄの静止画は、ＭＰ（マルチピクチャ）フォーマットの画像ファイル）を生成させメモリカード１６１にその画像ファイルを記録させる。

この実施形態の構成にすると、第１の撮像部１Ａと第２の撮像部１Ｂとの間に個体差があっても、それぞれＡＦサーチを行って合焦する第１のレンズ位置Ｐ１，第２のレンズ位置Ｐ２に第１、第２のフォーカスレンズを移動させるため、その個体差が解消され、また、第２の撮影光学系の第２のフォーカスレンズＦＬＢのＡＦサーチを含むＡＦ処理の時間を短縮することができる。尚、図２には、他にフラッシュ制御部１８０とそのフラッシュ制御部１８０からの指示を受けて図１の発光窓ＷＤからフラッシュを発光するフラッシュ１８１や現在の時刻を検知するための時計部Ｗ、更にはこの立体撮像装置１の姿勢を検出する姿勢検出センサ１９０が図示されている。

［第１の実施形態］
次に、本開示内容に係る自動焦点調節方法の第１の実施形態について、図３に示すフローチャートを参照しながら説明する。

図３において、メインＣＰＵ１００が、シャッタボタン１０Ｃが半押しされたかどうかを判別する（ステップＳ１０）。このステップＳ１０でメインＣＰＵ１００が、シャッタボタン１０Ｃが半押しされていないと判別すると、Ｎｏ側へ進んでステップＳ１０の処理を繰り返し、このステップＳ１０でシャッタボタン１０Ｃが半押しされたと判別すると、Ｙｅｓ側へ進む。そして、Ｙｅｓ側へ進むと、ステップＳ１２でメインＣＰＵ１００からの撮影準備指示を受けてＤＳＰ内のＡＥ／ＡＷＢ検出部１３０がＡＥ動作を開始し、更にステップＳ１４へ進んで、ＤＳＰ内のＡＦ検出部１２０がＡＦ動作を開始する。

ステップＳ１４のＡＦ動作の開始に伴ってステップＳ１６で、メインＣＰＵ１００が、まず第１のフォーカスレンズＦＬＡの第１のサーチ範囲を設定する。

図４Ａから４Ｃは、第１のフォーカスレンズＦＬＡの第１のサーチ範囲と、各サーチ位置（第１のフォーカスレンズＦＬＡの各レンズ位置）とＡＦ評価値との関係を示す図である。

図４Ａに示すように第１のサーチ範囲は、例えば至近端（Ｐｎ）から無限遠端（Ｐｆ）である。尚、ズーム倍率に応じてフォーカスレンズの移動範囲が異なるため、前記サーチ範囲は、ズーム倍率に応じて異なる範囲が設定される。

続いて、メインＣＰＵ１００は、ステップＳ１８で第１撮影光学系の第１のフォーカスレンズＦＬＡを上記第１のサーチ範囲内で移動させ、第１のフォーカスレンズＦＬＡが所定のレンズ位置に達する毎に（フォーカスレンズＦＬＡをパルス駆動する場合には、所定のパルス数だけ駆動する毎に）、ＡＦ検出部１２０を介してＡＦ評価値を取得する。

次に、前記取得したＡＦ評価値が最大になるレンズ位置を含む前後の複数のレンズ位置とそのＡＦ評価値に基づいて各ＡＦ評価値を通るＡＦ評価値の近似曲線を求め、その近似曲線が極大値となるレンズ位置Ｐ１を合焦位置として取得する（ステップＳ２０）。尚、上記第１のサーチ範囲内でのＡＦサーチ時に、ＡＦ評価値が増加したのちＡＦ評価値が減少した場合には、サーチ動作を停止して上記のようにＡＦ評価値が極大値となるレンズ位置Ｐ１を演算するようにしてもよい。

次のステップＳ２２では、ＡＦ検出部１２０がそのレンズ位置Ｐｌをサーチ範囲設定部１２１に供給するとともに、フラッシュＲＯＭ１０２からサーチの開始位置データＮとサーチの終了位置データＦを読み出してサーチ範囲設定部１２１に供給し、サーチ範囲設定部１２１によりレンズ位置Ｐ１を中心に第１のサーチ範囲よりも狭い第２のサーチ範囲を設定させる。

この第２のサーチ範囲は、図４Ｂに示すようにサーチ開始位置をＰｎ′、サーチ終了位置をＰｆ′とすると、次式に示すように設定される。

［数１］
Ｐｎ′＝Ｐｌ＋Ｎ、Ｐｆ′＝Ｐ１−Ｆ
続いて、メインＣＰＵ１００は、前記設定された第２のサーチ範囲でフォーカスレンズＦＬＢを移動させ、第２のフォーカスレンズＦＬＢが所定のレンズ位置に達する毎にＡＦ検出部１２０を介してＡＦ評価値を取得する（ステップＳ２４）。

そして、メインＣＰＵ１００は、ステップＳ２４で取得したＡＦ評価値から合焦位置（第２のレンズ位置Ｐ２）が検出できるか否かを判別する（ステップＳ２６）。例えば、画像のコントラストが低く、その結果、上記取得したＡＦ評価値がいずれも所定の閾値に達しない場合、あるいは単調増加又は単調減少している場合（ピークが存在しない場合）には、合焦位置が検出できないと判別する。

ステップＳ２６において、合焦位置が検出できると判別されると、第１のレンズ位置Ｐ１の取得と同様にして、ステップＳ２４で取得したＡＦ評価値が最大になるレンズ位置を含む前後の複数のレンズ位置とそのＡＦ評価値に基づいて各ＡＦ評価値を通るＡＦ評価値の近似曲線を求め、その近似曲線の極大値に対応するレンズ位置Ｐ２を合焦位置として取得する（ステップＳ２８）。

一方、ステップＳ２６で合焦位置が検出できないと判別されると、ステップＳ３０に遷移させる。

ステップＳ３０では、フラッシュＲＯＭ１０２から同一の被写体に合焦するときの第１のフォーカスレンズＦＬＡのレンズ位置と第２のフォーカスレンズＦＬＢのレンズ位置とのフォーカス位置ずれ量Ｄｆ（例えば、第１のフォーカスレンズＦＬＡのレンズ位置に対応するパルス数から第２のフォーカスレンズＦＬＢのレンズ位置に対応するパルス数を減算した値）を読み出す。

尚、フラッシュＲＯＭ１０２には、出荷前の調整時に予め同一の被写体に合焦するときの第１のフォーカスレンズＦＬＡのレンズ位置と第２のフォーカスレンズＦＬＢのレンズ位置とのフォーカス位置ずれ量Ｄｆが検出され、この検出された値が記憶されているものとする。

また、このフォーカス位置ずれ量Ｄｆは、ズームレンズのズーム倍率（ズーム位置）によっても異なるため、各ズーム位置毎に検出されてフラッシュＲＯＭ１０２に記憶されている。したがって、ステップＳ３０では、現在のズームレンズのズーム位置に基づいて対応するフォーカス位置ずれ量Ｄｆを読み出す。

次に、図４Ｃに示すように第１のフォーカスレンズＦＬＡのＡＦサーチにより探索された第１のレンズ位置Ｐ１と、ステップＳ３０で取得されたフォーカス位置ずれ量Ｄｆとに基づいて、次式により第２のフォーカスレンズＦＬＢの合焦位置（第２のレンズ位置）Ｐ２を算出する。

［数２］
Ｐ２＝Ｐ１−Ｄｆ
そして、ステップＳ２０で取得した第１のレンズ位置Ｐ１と、ステップＳ２８又はステップＳ３２で取得した第２のレンズ位置Ｐ２にそれぞれ第１のフォーカスレンズＦＬＡと第２のフォーカスレンズＦＬＢとを移動させ、これによりＡＦ動作を終了させる（ステップＳ３４、Ｓ３６）。

上記ＡＦ動作が終了した後、メインＣＰＵ１００はシャッタボタン１０Ｃの全押しがされたか否かを判別する（ステップＳ３８）。このステップＳ３８でメインＣＰＵ１００が、シャッタボタン１０Ｃが全押しされないと判別するとＮｏ側へ進んでステップＳ３８の処理を繰り返し、シャッタボタン１０Ｃが全押しされたと判別すると、Ｙｅｓ側へ進んで撮影処理を実行してこのフローの処理を終了する。

尚、第１の実施形態の第１のレンズ位置Ｐ１を中心に前後のＮ、Ｆに設定される第２のサーチ範囲としては、例えば第１のフォーカスレンズＦＬＡと第２のフォーカスレンズＦＬＢとのフォーカス位置ずれ量Ｄｆと、温度や姿勢等による変化量（サーチ余裕分）とを考慮して決定することができる。また、第１の実施形態では、第１のレンズ位置Ｐ１を中心にサーチ範囲を設定するようにしたが、フォーカス位置ずれ量Ｄｆにより補正された第１のレンズ位置Ｐ１（ステップＳ３２で算出される第２のレンズ位置Ｐ２）を中心に第２のサーチ範囲を設定するようにしてもよい。これによれば、第２のサーチ範囲をより狭くすることができる。

［第２の実施形態］
次に、本開示内容に係る自動焦点調節方法の第２の実施形態について、図５Ａ及び５Ｂに示すフローチャートを参照しながら説明する。尚、図３に示した第１の実施形態のフローチャートと共通する部分には同一のステップ番号を付し、その詳細な説明は省略する。

図５Ａ及び５Ｂに示す第２の実施形態は、図３に示したステップＳ３０、Ｓ３２の代わりに、図５Ｂの処理を行う点で相違する。

即ち、図５ＡのステップＳ２６で、第２のフォーカスレンズＦＬＢの合焦位置（第２のレンズ位置）Ｐ２が検出できないと判別されると、図５ＢのステップＳ５０に遷移する。

ステップＳ５０では、図６Ａに示すように第２のフォーカスレンズＦＬＢのサーチ範囲（以下、「第３のサーチ範囲」という）として、第１のフォーカスレンズＦＬＡの第１のサーチ範囲と同様に、至近端（Ｐｎ）から無限遠端（Ｐｆ）までのサーチ範囲が設定される。尚、第３のサーチ範囲は、ステップＳ１６で設定される第２のサーチ範囲よりも広く、第１のサーチ範囲よりも狭くなるように設定するようにしてもよい。

メインＣＰＵ１００は、上記のように第２のサーチ範囲から第３のサーチ範囲にサーチ範囲を変更して、再度、第２のフォーカスレンズＦＬＡを第３のサーチ範囲内でサーチ動作させ、第２のフォーカスレンズＦＬＢが所定のレンズ位置に達する毎にＡＦ検出部１２０を介してＡＦ評価値を取得する（ステップＳ５２）。

メインＣＰＵ１００は、ステップＳ５２で取得したＡＦ評価値から合焦位置（第２のレンズ位置Ｐ２）が検出できるか否かを判別する（ステップＳ５４）。

第２のレンズ位置が検出できると判別されると（「Ｙｅｓ」の場合）、図６Ａに示すように前記取得したＡＦ評価値が最大になるレンズ位置を含む前後の複数のレンズ位置とそのＡＦ評価値に基づいて各ＡＦ評価値を通るＡＦ評価値の近似曲線を求め、その近似曲線の極大値に対応するレンズ位置Ｐ２を合焦位置として取得し（ステップＳ５６）、その後、ステップＳ３４に遷移する。

一方、第２のレンズ位置が検出できないと判別されると（「Ｎｏ」の場合）、ステップＳ５８に遷移し、ここで、フラッシュＲＯＭ１０２からフォーカス位置ずれ量Ｄｆを読み出す。

続いて、図６Ｂに示すように第１のフォーカスレンズＦＬＡのＡＦサーチにより探索された第１のレンズ位置Ｐ１と、ステップＳ５８で取得されたフォーカス位置ずれ量Ｄｆとに基づいて、前述した［数２］式により第２のフォーカスレンズＦＬＢの合焦位置（第２のレンズ位置）Ｐ２を算出し（ステップＳ６０）、その後、ステップＳ３４に遷移する。

上記の第２の実施形態によれば、サーチ範囲を狭くした第２のサーチ範囲で第２のフォーカスレンズＦＬＢの合焦位置（第２のレンズ位置Ｐ２）が検出できない場合には、サーチ範囲を拡大した第３のサーチ範囲で再度ＡＦサーチを行うようにしたため、第２のレンズ位置Ｐ２を精度よく検出することができる。尚、この場合には、ＡＦ動作の効率が悪くなるが、ステップＳ２６で合焦位置の検出ができないと判別される確率は少ないため、トータルの効率は大きく低下することはない。

また、上記第３のサーチ範囲でも合焦位置が検出できない場合（例えば、第１の撮像部のフォーカスエリアに被写体が存在するが、第２の撮像部のフォーカスエリアには被写体が存在しない場合）には、第１のレンズ位置Ｐ１とフォーカス位置ずれ量Ｄｆとから第２のレンズ位置Ｐ２を算出するようにしたため、第１のフォーカスレンズＦＬＡと第２のフォーカスレンズＦＬＢの合焦位置を精度よく合わせることができる。

［第３の実施形態］
次に、本開示内容に係る自動焦点調節方法の第３の実施形態について、図７Ａ及び７Ｂに示すフローチャートを参照しながら説明する。尚、図５Ａ及び５Ｂに示した第２の実施形態のフローチャートと共通する部分には同一のステップ番号を付し、その詳細な説明は省略する。

図７Ａ及び７Ｂに示す第３の実施形態は、図７Ｂに示すように、図５ＢのステップＳ５６の後段にステップＳ７０が追加されている点で、第２の実施形態と相違する。

即ち、図７ＢのステップＳ５６により第２のフォーカスレンズＦＬＢの合焦位置（第２のレンズ位置）Ｐ２が取得されると、ステップＳ２０で取得した第１のフォーカスレンズＦＬＡのレンズ位置Ｐ１と、第２のレンズ位置Ｐ２との差分値｜Ｐ１−Ｐ２｜を算出する。この算出した差分値｜Ｐ１−Ｐ２｜が、所定量αよりも小さい場合（｜Ｐ１−Ｐ２｜＜αの場合）には、ステップＳ３４に遷移させ、所定量α以上の場合（｜Ｐ１−Ｐ２｜≧αの場合）には、ステップＳ５８に遷移させる。

即ち、ステップＳ５６ではサーチ範囲の広い第３のサーチ範囲から合焦位置（第２のレンズ位置）Ｐ２を取得するため、第１の撮像部１Ａと第２の撮像部１Ｂとがそれぞれ異なる被写体を捉える可能性がある。したがって、第１のフォーカスレンズＦＬＡ、第２のフォーカスレンズＦＬＢのレンズ位置Ｐ１、Ｐ２の差分値が所定量α以上になる場合には、第１のレンズ位置Ｐ１とフォーカス位置ずれ量Ｄｆとから算出した第２のレンズ位置Ｐ２を、第２のフォーカスレンズＦＬＢの合焦位置とするようにしている。

尚、前記所定量αは、前記フォーカス位置ずれ量Ｄｆと温度等による変化量とを考慮して決定することができる。

また、第３の実施形態では、第１のフォーカスレンズＦＬＡのレンズ位置Ｐ１と、第２のレンズ位置Ｐ２との差分値｜Ｐ１−Ｐ２｜が、所定量α以上の場合（｜Ｐ１−Ｐ２｜≧αの場合）には、第１のレンズ位置Ｐ１とフォーカス位置ずれ量Ｄｆとから算出した第２のレンズ位置Ｐ２を、第２のフォーカスレンズＦＬＢの合焦位置としたが、これとは逆に、第２のレンズ位置Ｐ２とフォーカス位置ずれ量Ｄｆとから第１のレンズ位置Ｐ１を、次式、
［数３］
Ｐ１＝Ｐ２＋Ｄｆ
により算出し、ステップＳ２０で取得した第１のレンズ位置Ｐ１の代わりに、前記算出した第１のレンズ位置Ｐ１を、第１のフォーカスレンズＦＬＡの合焦位置とするようにしてもよい。

また、本開示内容は上述した実施形態に限定されず、本開示内容の精神を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。

１…立体撮像装置、１Ａ…第１の撮像部、１Ｂ…第２の撮像部、１０…操作部、１００…メインＣＰＵ、１０１…ＲＯＭ、１０２…フラッシュＲＯＭ、１０４Ａ…第１のフォーカスレンズ駆動部、１０４Ｂ…第２のフォーカスレンズ駆動部、１１０Ａ…第１の撮影光学系、１１０Ｂ…第２の撮影光学系、１１１Ａ…第１の撮像素子、１１１Ｂ…第２の撮像素子、１２０…ＡＦ検出部、１２１…サーチ範囲設定部、ＦＬＡ…第１のフォーカスレンズ、ＦＬＢ…第２のフォーカスレンズ

Claims

第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系と、該第１の撮影光学系を介して結像される被写体光を光電変換して第１の視点画像を出力する第１の撮像素子とを有する第１の撮像部と、
第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系と、該第２の撮影光学系を介して結像される被写体光を光電変換して第２の視点画像を出力する第２の撮像素子とを有する第２の撮像部と、
同一の被写体に合焦するときの前記第１のフォーカスレンズの第１のレンズ位置と前記第２のフォーカスレンズの第２のレンズ位置とのフォーカス位置ずれ量が予め記憶された記憶部と、
前記第１のフォーカスレンズを所定の第１のサーチ範囲内でサーチ動作させ、前記第１の撮像部から取得される第１の視点画像に基づいて被写体に合焦する第１のレンズ位置を探索し、該第１のレンズ位置に前記第１のフォーカスレンズを移動させ、前記第２の撮影光学系については、前記探索された前記第１のレンズ位置に対応する前記第２のフォーカスレンズのレンズ位置の前後の前記第１のサーチ範囲よりも狭い第２のサーチ範囲内で前記第２のフォーカスレンズをサーチ動作させ、前記第２の撮像部から取得される第２の視点画像に基づいて被写体に合焦する第２のレンズ位置を探索し、該第２のレンズ位置に前記第２のフォーカスレンズを移動させる焦点調節部と、を備え、
前記焦点調節部は、前記第２のサーチ範囲内で前記第２のレンズ位置を探索することができない場合には、前記第１のレンズ位置と前記記憶部に記憶されたフォーカス位置ずれ量とに基づいて前記第２のレンズ位置を算出し、該第２のレンズ位置に前記第２のフォーカスレンズを移動させる、
立体撮像装置。
第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系と、該第１の撮影光学系を介して結像される被写体光を光電変換して第１の視点画像を出力する第１の撮像素子とを有する第１の撮像部と、
第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系と、該第２の撮影光学系を介して結像される被写体光を光電変換して第２の視点画像を出力する第２の撮像素子とを有する第２の撮像部と、
前記第１のフォーカスレンズを所定の第１のサーチ範囲内でサーチ動作させ、前記第１の撮像部から取得される第１の視点画像に基づいて被写体に合焦する第１のレンズ位置を探索し、該第１のレンズ位置に前記第１のフォーカスレンズを移動させ、前記第２の撮影光学系については、前記探索された前記第１のレンズ位置に対応する前記第２のフォーカスレンズのレンズ位置の前後の前記第１のサーチ範囲よりも狭い第２のサーチ範囲内で前記第２のフォーカスレンズをサーチ動作させ、前記第２の撮像部から取得される第２の視点画像に基づいて被写体に合焦する第２のレンズ位置を探索し、該第２のレンズ位置に前記第２のフォーカスレンズを移動させる焦点調節部と、を備え、
前記焦点調節部は、前記第２のサーチ範囲内で前記第２のレンズ位置を探索することができない場合には、前記第２のサーチ範囲よりも広い第３のサーチ範囲内で前記第２のフォーカスレンズを再びサーチ動作させ、前記第２の撮像部から取得される第２の視点画像に基づいて被写体に合焦する第２のレンズ位置を探索し、該第２のレンズ位置に前記第２のフォーカスレンズを移動させる、
立体撮像装置。
同一の被写体に合焦するときの前記第１のフォーカスレンズの第１のレンズ位置と前記第２のフォーカスレンズの第２のレンズ位置とのフォーカス位置ずれ量が予め記憶された記憶部を備え、
前記焦点調節部は、前記第３のサーチ範囲内で前記第２のレンズ位置を探索することができない場合には、前記探索された前記第１のレンズ位置と前記記憶部に記憶されたフォーカス位置ずれ量とに基づいて前記第２のレンズ位置を算出し、該第２のレンズ位置に前記第２のフォーカスレンズを移動させる、
請求項２に記載の立体撮像装置。
同一の被写体に合焦するときの前記第１のフォーカスレンズの第１のレンズ位置と前記第２のフォーカスレンズの第２のレンズ位置とのフォーカス位置ずれ量が予め記憶された記憶部と、
前記第１のサーチ範囲内で探索された第１のレンズ位置と前記第３のサーチ範囲内で探索された第２のレンズ位置との差分を算出する算出部と、を備え、
前記焦点調節部は、前記算出部により算出された差分が所定量よりも大きい場合には、前記探索された前記第１のレンズ位置と前記記憶部に記憶されたフォーカス位置ずれ量とに基づいて前記第２のレンズ位置を算出し、前記第３のサーチ範囲内で探索された第２のレンズ位置に代えて、前記算出した第２のレンズ位置に前記第２のフォーカスレンズを移動させる、
請求項２に記載の立体撮像装置。
同一の被写体に合焦するときの前記第１のフォーカスレンズの第１のレンズ位置と前記第２のフォーカスレンズの第２のレンズ位置とのフォーカス位置ずれ量が予め記憶された記憶部と、
前記第１のサーチ範囲内で探索された第１のレンズ位置と前記第３のサーチ範囲内で探索された第２のレンズ位置との差分を算出する算出部と、を備え、
前記焦点調節部は、前記算出部により算出された差分が所定量よりも大きい場合には、前記探索された前記第２のレンズ位置と前記記憶部に記憶されたフォーカス位置ずれ量とに基づいて前記第１のレンズ位置を算出し、前記第１のサーチ範囲内で探索された第１のレンズ位置に代えて、前記算出した第１のレンズ位置に前記第１のフォーカスレンズを移動させる、
請求項２に記載の立体撮像装置。
前記所定量は、前記フォーカス位置ずれ量に基づいて決定される、請求項４又は５に記載の立体撮像装置。
前記第１の撮影光学系及び第２の撮影光学系はそれぞれズームレンズであり、
前記記憶部には、前記ズームレンズのズーム位置毎に、同一の被写体に合焦するときの前記第１のフォーカスレンズの第１のレンズ位置と前記第２のフォーカスレンズの第２のレンズ位置とのフォーカス位置ずれ量が予め記憶され、
前記焦点調節部は、前記第２のレンズ位置を算出する際に、前記ズームレンズのズーム位置に対応するフォーカス位置ずれ量を前記記憶部から読み出し、該フォーカス位置ずれ量と前記探索された前記第１のレンズ位置とに基づいて前記第２のレンズ位置を算出する、
請求項１、３、４、５又は６に記載の立体撮像装置。
第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系と、該第１の撮影光学系を介して結像される被写体光を光電変換して第１の視点画像を出力する第１の撮像素子とを有する第１の撮像部と、
第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系と、該第２の撮影光学系を介して結像される被写体光を光電変換して第２の視点画像を出力する第２の撮像素子とを有する第２の撮像部と、
同一の被写体に合焦するときの前記第１のフォーカスレンズの第１のレンズ位置と前記第２のフォーカスレンズの第２のレンズ位置とのフォーカス位置ずれ量が予め記憶された記憶部と、
を備えた立体撮像装置の自動焦点調節方法であって、
前記第１のフォーカスレンズを所定の第１のサーチ範囲内でサーチ動作させ、該サーチ動作時に前記第１の撮像部から取得される第１の視点画像に基づいて被写体に合焦する前記第１のフォーカスレンズの第１のレンズ位置を探索する工程と、
前記探索した第１のレンズ位置に前記第１のフォーカスレンズを移動させる工程と、
前記探索された前記第１のレンズ位置に対応する前記第２のフォーカスレンズのレンズ位置の前後の前記第１のサーチ範囲よりも狭い第２のサーチ範囲を決定する工程と、
前記決定した第２のサーチ範囲内で前記第２のフォーカスレンズをサーチ動作させ、該サーチ動作時に前記第２の撮像部から取得される第２の視点画像に基づいて被写体に合焦する前記第２のフォーカスレンズの第２のレンズ位置を探索する工程と、
前記探索された前記第１のレンズ位置と前記記憶部に記憶されたフォーカス位置ずれ量とに基づいて前記第２のレンズ位置を算出する工程と、
前記第２のレンズ位置が探索されると、該第２のレンズ位置に前記第２のフォーカスレンズを移動させ、前記第２のレンズ位置を探索することができない場合には、前記算出した第２のレンズ位置に前記第２のフォーカスレンズを移動させる工程と、
を含む、立体撮像装置の自動焦点調節方法。
第１のフォーカスレンズを含む第１の撮影光学系と、該第１の撮影光学系を介して結像される被写体光を光電変換して第１の視点画像を出力する第１の撮像素子とを有する第１の撮像部と、
第２のフォーカスレンズを含む第２の撮影光学系と、該第２の撮影光学系を介して結像される被写体光を光電変換して第２の視点画像を出力する第２の撮像素子とを有する第２の撮像部と、
を備えた立体撮像装置の自動焦点調節方法であって、
前記第１のフォーカスレンズを所定の第１のサーチ範囲内でサーチ動作させ、該サーチ動作時に前記第１の撮像部から取得される第１の視点画像に基づいて被写体に合焦する前記第１のフォーカスレンズの第１のレンズ位置を探索する工程と、
前記探索した第１のレンズ位置に前記第１のフォーカスレンズを移動させる工程と、
前記探索された前記第１のレンズ位置に対応する前記第２のフォーカスレンズのレンズ位置の前後の前記第１のサーチ範囲よりも狭い第２のサーチ範囲を決定する工程と、
前記決定した第２のサーチ範囲内で前記第２のフォーカスレンズをサーチ動作させ、該サーチ動作時に前記第２の撮像部から取得される第２の視点画像に基づいて被写体に合焦する前記第２のフォーカスレンズの第２のレンズ位置を探索する工程と、
前記第２のサーチ範囲内で前記第２のレンズ位置を探索することができない場合には、前記第２のサーチ範囲よりも広い第３のサーチ範囲内で前記第２のフォーカスレンズを再びサーチ動作させ、該サーチ動作時に前記第２の撮像部から取得される第２の視点画像に基づいて被写体に合焦する前記第２のフォーカスレンズの第２のレンズ位置を探索する工程と、
前記探索した第２のレンズ位置に前記第２のフォーカスレンズを移動させる工程と、
を含む、立体撮像装置の自動焦点調節方法。
同一の被写体に合焦するときの前記第１のフォーカスレンズの第１のレンズ位置と前記第２のフォーカスレンズの第２のレンズ位置とのフォーカス位置ずれ量を予め記憶部に記憶する工程と、
前記第３のサーチ範囲内で前記第２のレンズ位置を探索することができない場合には、前記探索された前記第１のレンズ位置と前記記憶部に記憶されたフォーカス位置ずれ量とに基づいて前記第２のレンズ位置を算出する工程と、
前記算出した第２のレンズ位置に前記第２のフォーカスレンズを移動させる工程と、
を更に含む、請求項９に記載の立体撮像装置の自動焦点調節方法。
同一の被写体に合焦するときの前記第１のフォーカスレンズの第１のレンズ位置と前記第２のフォーカスレンズの第２のレンズ位置とのフォーカス位置ずれ量を予め記憶部に記憶する工程と、
前記第１のサーチ範囲内で探索された第１のレンズ位置と前記第３のサーチ範囲内で探索された第２のレンズ位置との差分を算出する工程と、
前記算出された差分が所定量よりも大きい場合には、前記探索された前記第１のレンズ位置と前記記憶部に記憶されたフォーカス位置ずれ量とに基づいて前記第２のレンズ位置を算出する工程と、
前記算出された差分が所定量よりも大きい場合には、前記第３のサーチ範囲内で探索された第２のレンズ位置に代えて、前記算出した第２のレンズ位置に前記第２のフォーカスレンズを移動させる工程と、
を更に含む、請求項９に記載の立体撮像装置の自動焦点調節方法。
同一の被写体に合焦するときの前記第１のフォーカスレンズの第１のレンズ位置と前記第２のフォーカスレンズの第２のレンズ位置とのフォーカス位置ずれ量を予め記憶部に記憶する工程と、
前記第１のサーチ範囲内で探索された第１のレンズ位置と前記第３のサーチ範囲内で探索された第２のレンズ位置との差分を算出する工程と、
前記算出された差分が所定量よりも大きい場合には、前記探索された前記第２のレンズ位置と前記記憶部に記憶されたフォーカス位置ずれ量とに基づいて前記第１のレンズ位置を算出する工程と、
前記算出された差分が所定量よりも大きい場合には、前記第１のサーチ範囲内で探索された第１のレンズ位置に代えて、前記算出した第１のレンズ位置に前記第１のフォーカスレンズを移動させる工程と、
を更に含む、請求項９に記載の立体撮像装置の自動焦点調節方法。
前記所定量は、前記フォーカス位置ずれ量に基づいて決定される、請求項１１又は１２に記載の立体撮像装置の自動焦点調節方法。
前記第１の撮影光学系及び第２の撮影光学系はそれぞれズームレンズであり、
前記自動焦点調節方法は、
同一の被写体に合焦するときの前記第１のフォーカスレンズの第１のレンズ位置と前記第２のフォーカスレンズの第２のレンズ位置とのフォーカス位置ずれ量を前記ズームレンズのズーム位置毎に、前記記憶部に予め記憶する工程と、
前記第２のレンズ位置を算出する際に、前記ズームレンズのズーム位置に対応するフォーカス位置ずれ量を前記記憶部から読み出し、該フォーカス位置ずれ量と前記探索された前記第１のレンズ位置とに基づいて前記第２のレンズ位置を算出する工程と
を更に含む、請求項８、１０、１１、１２又は１３に記載の立体撮像装置の自動焦点調節方法。