(57)【要約】【課題】  ２つの光学装置のピントずれを抑制する立体撮影システムに使用される光学装置を提供する。【解決手段】  第１及び第２レンズ装置を含み、第１レンズ装置は、第１フォーカスレンズ（第１Ｆレンズ）と、第１Ｆレンズを駆動する第１駆動手段と、被写体の合焦距離情報を検出する第１検出手段と、第１Ｆレンズを駆動制御する第１制御手段を有し、第２レンズ装置は、第２フォーカスレンズ（第２Ｆレンズ）と、第２Ｆレンズを駆動する第２駆動手段と、被写体の合焦距離情報を検出する第２検出手段と、第２Ｆレンズを駆動制御する第２制御手段を有し、第１制御手段は、第１検出手段により検出された合焦距離情報に基づき目標位置を設定し、第１Ｆレンズを駆動し、第２制御手段は目標位置に対応する物体距離に基づいてフォーカス範囲を設定し、フォーカス範囲内にある、第２検出手段で検出された合焦距離情報に基づき第２Ｆレンズを駆動する。【選択図】  図１
2014021328.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のレンズ装置と第２のレンズ装置を含み、
該第１のレンズ装置は、第１のフォーカスレンズと、該第１のフォーカスレンズを駆動するための第１のフォーカス駆動手段と、１以上の被写体の合焦距離情報を検出する第１の合焦検出手段と、該第１のフォーカスレンズの駆動を制御する第１のフォーカス制御手段と、を有し、
該第２のレンズ装置は、第２のフォーカスレンズと、該第２のフォーカスレンズを駆動するための第２のフォーカス駆動手段と、１以上の被写体の合焦距離情報を検出する第２の合焦検出手段と、該第２のフォーカスレンズの駆動を制御する第２のフォーカス制御手段と、を有し、
該第１のレンズ装置においては、該第１のフォーカス制御手段は、該第１の合焦検出手段により検出された合焦距離情報に基づいてフォーカス目標位置を設定し、該第１のフォーカスレンズを駆動し、
該第２のレンズ装置においては、該第２のフォーカス制御手段は、該フォーカス目標位置に対応する物体距離に基づいてフォーカス範囲を設定し、該フォーカス範囲内にある、該第２の合焦検出手段で検出された合焦距離情報に基づいて該第２のフォーカスレンズを駆動する、
ことを特徴とする光学装置。
【請求項２】
第１のレンズ装置と第２のレンズ装置を含み、
該第１のレンズ装置は、第１のフォーカスレンズと、該第１のフォーカスレンズを駆動するための第１のフォーカス駆動手段と、１以上の被写体に対応する合焦距離情報を検出する第１の合焦検出手段と、該第１のフォーカスレンズの駆動を制御する第１のフォーカス制御手段と、を有し、
該第２のレンズ装置は、第２のフォーカスレンズと、該第２のフォーカスレンズを駆動するための第２のフォーカス駆動手段と、１以上の被写体に対応する合焦距離情報を検出する第２の合焦検出手段と、該第２のフォーカスレンズの駆動を制御する第２のフォーカス制御手段と、を有し、
該第１のレンズ装置においては、該第１のフォーカス制御手段は、与えられたフォーカス目標位置に基づいて該第１のフォーカスレンズを駆動し、
該第２のレンズ装置においては、該第２のフォーカス制御手段は、該第１のレンズ装置から、該第１の合焦検出手段で検出された合焦距離情報のうちで該フォーカス目標位置に最も近い合焦距離情報に対応する物体距離をフォーカス参照位置として取得し、及び、該フォーカス参照位置に対する前記フォーカス目標位置のデフォーカス量を取得し、該フォーカス参照位置を含むフォーカス範囲を設定し、該フォーカス範囲内にある、該第２の合焦検出手段で検出された合焦距離情報と、前記デフォーカス量に基づいて該第２のフォーカスレンズを駆動する、
ことを特徴とする光学装置。
【請求項３】
合焦するフォーカス位置に対しフォーカス位置が所定量ずれたときのピントずれ量を示すフォーカス敏感度を演算するフォーカス敏感度演算手段を有し、演算されたフォーカス敏感度が所定量よりも小さい場合には、前記第２のフォーカス制御手段は、前記第１のレンズ装置のフォーカス目標位置に基づいて、前記第２のフォーカスレンズを駆動する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学装置。
【請求項４】
前記第２のレンズ装置の前記第２のフォーカス制御手段は、前記第１のレンズ装置から第１のフォーカスレンズの前記フォーカス目標位置までの駆動速度を取得し、該駆動速度で前記第２のフォーカスレンズを駆動することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光学装置。
【請求項５】
前記第２のレンズ装置の前記第２のフォーカス制御手段は、前記第１のレンズ装置から第１のフォーカスレンズの前記フォーカス目標位置までの駆動時間を取得し、該駆動時間をもとにフォーカスレンズの駆動速度を算出し、算出したフォーカスレンズの駆動速度で該第２のフォーカスレンズを駆動することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学装置に関し、特に立体映像撮影に用いる光学装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、映像制作業界には、より臨場感のある映像が求められ、特に、奥行き感のある映像を表現できる立体映像に関する要求は非常に高まってきている。このような要求に対応すべく、視差のある２つの映像を取り込む立体映像撮影システムや、立体映像表示システムなどの立体映像に関する機器が多く発明されている。
【０００３】
立体映像撮影システムは、互いに光軸をずらして配置された（以後、「視差を有して配置された」とも記す）２つの光学装置を利用する方法が主流である。このような立体映像撮影システムでは、２つの光学装置のフォーカスを常に一致させるように制御しなければならない。
【０００４】
これを解決するために、特許文献１には、一方の光学装置で決定したフォーカス目標の位置に、他方の光学装置のフォーカス位置を合わせる方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１７３２７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示された従来技術は、２つの光学装置のフォーカス位置を正確に一致することが可能であることを前提にしており、製造誤差等による２つの光学装置のフォーカス位置のずれは考慮されていない。
【０００７】
具体的に説明すると、２つの光学装置のフォーカス位置を一致させようとする場合には、合焦する被写体までの距離（以下、物体距離と呼ぶ）のデータをやりとりし、物体距離を一致させるように制御を行う。ここで例えば、１０ｍ離れた被写体にピントを合わせた時に、製造誤差等により、光学装置Ａは物体距離を９ｍ、もう一方の光学装置Ｂは１１ｍと判断したとする。この時、光学装置Ｂは光学装置Ａの物体距離に合わせようと制御されるため、光学装置Ｂは光学装置Ａから物体距離９ｍを受信して、物体距離９ｍに合わせるように制御され、その結果としてピントがずれてしまう。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、立体撮影システムに使用される光学装置であって、製造誤差等によりフォーカス位置がずれた場合であっても、２つの光学装置のピントがずれないようにすることができる光学装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の光学装置は、第１のレンズ装置と第２のレンズ装置を含み、該第１のレンズ装置は、第１のフォーカスレンズと、該第１のフォーカスレンズを駆動するための第１のフォーカス駆動手段と、１以上の被写体の合焦距離情報を検出する第１の合焦検出手段と、該第１のフォーカスレンズの駆動を制御する第１のフォーカス制御手段と、を有し、該第２のレンズ装置は、第２のフォーカスレンズと、該第２のフォーカスレンズを駆動するための第２のフォーカス駆動手段と、１以上の被写体の物体距離に対応する合焦距離情報を検出する第２の合焦検出手段と、該第２のフォーカスレンズの駆動を制御する第２のフォーカス制御手段と、を有し、該第１のレンズ装置においては、該第１のフォーカス制御手段は、該第１の合焦検出手段により検出された合焦距離情報に基づいて第１のフォーカスレンズを駆動する目標位置であるフォーカス目標位置を設定し、該第１のフォーカスレンズを駆動し、該第２のレンズ装置においては、該第２のフォーカス制御手段は、該フォーカス目標位置を含むフォーカス範囲を設定し、該フォーカス範囲内にある、該第２の合焦検出手段で検出された合焦距離情報に基づいて該第２のフォーカスレンズを駆動する、ことを特徴とする。
【００１０】
本発明の光学装置の別の態様においては、第１のレンズ装置と第２のレンズ装置を含み、該第１のレンズ装置は、第１のフォーカスレンズと、該第１のフォーカスレンズを駆動するための第１のフォーカス駆動手段と、１以上の被写体の合焦距離情報を検出する第１の合焦検出手段と、該第１のフォーカスレンズの駆動を制御する第１のフォーカス制御手段と、を有し、該第２のレンズ装置は、第２のフォーカスレンズと、該第２のフォーカスレンズを駆動するための第２のフォーカス駆動手段と、１以上の被写体に対応する合焦距離情報を検出する第２の合焦検出手段と、該第２のフォーカスレンズの駆動を制御する第２のフォーカス制御手段と、を有し、該第１のレンズ装置においては、該第１のフォーカス制御手段は、与えられたフォーカス目標位置に基づいて該第１のフォーカスレンズを駆動し、該第２のレンズ装置においては、該第２のフォーカス制御手段は、該第１のレンズ装置から、該第１の合焦検出手段で検出された合焦距離情報のうちで該フォーカス目標位置に最も近い合焦距離情報に対応する物体距離をフォーカス参照位置として取得し、及び、該フォーカス参照位置に対する前記フォーカス目標位置のデフォーカス量を取得し、該フォーカス参照位置を含むフォーカス範囲を設定し、該フォーカス範囲内にある、該第２の合焦検出手段で検出された合焦距離情報と、前記デフォーカス量に基づいて該第２のフォーカスレンズを駆動する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、立体撮影システムに使用される光学装置において、製造誤差等によりフォーカス位置がずれた場合であっても、２つの光学装置のピントがずれないようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施例１の立体映像撮影システムの構成を示すブロック図
【図２】撮影画面における水平方向の合焦フォーカス位置検出領域を示す図
【図３】撮影画面における垂直方向の合焦フォーカス位置検出領域を示す図
【図４】合焦フォーカス位置検出処理を示すフローチャート
【図５】位相差量の算出方法を示す図。
【図６】実施例１におけるＣＰＵ１１３のソフトウェア処理を示すフローチャート
【図７】実施例１における送受信データを示す表
【図８】実施例１におけるＣＰＵ２１３のソフトウェア処理を示すフローチャート
【図９】フォーカス目標位置算出処理１を示すフローチャート
【図１０】実施例１のフォーカス動作を示す図
【図１１】実施例２の立体映像撮影システムの構成を示すブロック図
【図１２】実施例２におけるＣＰＵ１１３のソフトウェア処理を示すフローチャート
【図１３】実施例２における送受信データを示す表
【図１４】実施例２におけるＣＰＵ２１３のソフトウェア処理を示すフローチャート
【図１５】フォーカス目標位置算出処理２を示すフローチャート
【図１６】実施例２のフォーカス動作を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に、本発明の実施の形態を添付の図面に基づいて詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
図１は、本発明を適用できる実施例１の立体映像撮影システムの構成を示したものである。本発明の立体映像撮影システムは、相互間で制御信号を通信する２つの撮像装置を含み、撮像装置それぞれは、ズームレンズ装置と、ズームレンズ装置を経由した被写体光を受光するカメラ装置を含む。
【００１５】
初めに、ズームレンズ装置１０（第１のレンズ装置）について説明する。フォーカスレンズ群１０１（第１のフォーカスレンズ）は、光軸方向に移動することで、ズームレンズ装置１０の結像位置を変位させるための光学素子である。ズームレンズ群１０２は、光軸方向に移動することで、ズームレンズ装置１０の焦点距離を可変させるための光学素子である。絞り１０３は、ズームレンズ装置１０を通過する光束の光量を調整するための部材である。ハーフミラー１０４は、入射した光束を、ＣＣＤ１５０に入射する光束と位相差センサ１０５に入射する光束とに分けるための光学素子である。位相差センサ１０５は、ハーフミラー１０４から入射された光束の中から光軸対称となる２つの光束を抽出し、それぞれ別の光電変換素子列（以下画素列と呼ぶ）に結像させ、この画素列から得られるそれぞれの光量に相当する電気信号を生成する。本実施例では、合計６対の画素列を持っているものとし、図２、３に示すように、撮影画面に対し、H1〜H3領域、及び、V1〜V3領域のそれぞれに複数の画素からなる１列の画素列を持っているものとする。フォーカスモータ１０６（第１のフォーカス駆動手段）は、フォーカスレンズ群１０１を移動させるためのモータであり、ＣＰＵ１１３（第１のフォーカス制御手段）で生成された制御信号をもとに、ＤＡ変換器１１２、フォーカス駆動回路１１１を介して駆動される。位置検出器１０７〜１０９は、それぞれフォーカスレンズ群１０１、ズームレンズ群１０２、絞り１０３の位置を検出し、位置信号を生成するための検出器であり、生成された位置信号はＡＤ変換器１１０を介して、ＣＰＵ１１３に入力される。ＣＰＵ１１３では、後述する処理によって、フォーカス制御信号を生成、及び、ＣＰＵ２１３との通信を行う。通信回路１１４は、ズームレンズ装置２０と通信するための回路である。速度設定トリマ１１５は、フォーカスレンズの駆動速度を調整するためのトリマであり、生成された信号は、ＡＤ変換器１１０を介して、ＣＰＵ１１３に入力される。ＡＦスイッチ１１６は、オートフォーカス動作を起動するためのプッシュスイッチである。
【００１６】
第２のレンズ装置であるズームレンズ装置２０の第２のフォーカスレンズ２０１、第２のフォーカス駆動手段２０６、第２のフォーカス制御手段であるＣＰＵ２１３など、参照符号２０１〜２１４で表される構成要素は、ズームレンズ装置１０の１０１〜１１４と機能が同様であるため、説明は省略する。
【００１７】
次に、ズームレンズ装置１０のＣＰＵ１１３（第１の合焦検出手段）と、ズームレンズ装置２０のＣＰＵ２１３（第２の合焦検出手段）に共通である合焦フォーカス位置検出処理について説明する。
図４は、合焦フォーカス位置検出処理のフローチャートを示したものである。なおここでは、ズームレンズ装置１０での合焦フォーカス位置検出処理について説明するが、ズームレンズ装置２０についても、同様の処理を行う。
【００１８】
Ｓ１０１では、位置検出器１０７、１０８からＡＤ変換器１１０を介して、フォーカスレンズ群の位置データ（以下、フォーカス位置と呼ぶ）F、ズームレンズ群の位置データ（以下、ズーム位置と呼ぶ）Zを取得する。Ｓ１０２では、図２、３に示した領域H1〜H3、及び、領域V1〜V3の内、一つの領域を選択し、Ｓ１０３でその領域での位相差量を算出する。位相差量を求め方は、一般的な相関演算であり、図５に詳細を示す。図５のように、デジタル処理によって、仮想的に波形をシフトさせ、最も波形が一致するシフト量を位相差量Xとする。なお本実施例では、最も波形が一致したシフト量での、輝度レベルの波形のＡＮＤ（論理積）で得られる面積を相関量Yとし、この値を位相差量Xの信頼性を示す値とすることにする。Ｓ１０４では、Ｓ１０３で算出した相関量Yがあらかじめ設定された閾値以上であるかを判断し、閾値以上の場合Ｓ１０５へ進み、閾値未満の場合Ｓ１０８に進む。
【００１９】
Ｓ１０５では、位相差量X、ズーム位置Z、フォーカス位置Fからデフォーカス量Dを、
D = X×fa(Z, F)
によって算出する。ここで、関数fa(Z, F)はルックアップテーブルを使用したズーム位置Zとフォーカス位置Ｆに基づく関数であり、ズームレンズ装置ごとに固有の関数を有する。ズームレンズ装置１０では、fa1(Z, F)、ズームレンズ装置２０ではfa2(Z, F)によって演算される。
【００２０】
Ｓ１０６では、デフォーカス量D、ズーム位置Z、フォーカス位置Fから合焦フォーカス位置候補Fxを、
Fx = F+D×fb(Z, F)
によって算出する。ここで、関数fb(Z, F)はルックアップテーブルを使用したズーム位置Zとフォーカス位置Fに基づく関数であり、ズームレンズ装置ごとに固有の関数を有する。ズームレンズ装置１０ではfb1(Z, F)、ズームレンズ装置２０ではfb2(Z, F)によって演算される。
【００２１】
そして、Ｓ１０７にて、Ｓ１０６で算出した合焦フォーカス位置候補Fxを合焦フォーカス位置群Fx[N]に追加して、Ｓ１０８に進む。Ｓ１０８では、図２、３に示した６つの領域すべてに対し、Ｓ１０２〜Ｓ１０７の処理を行ったかを判断し、全て行っていれば、合焦位置検出処理を終了する。
【００２２】
続いて、ズームレンズ装置１０のＣＰＵ１１３で行うソフトウェア処理について説明する。
図６は、実施例１におけるＣＰＵ１１３で行うソフトウェア処理のフローチャートを示したものである。Ｓ２０１では、ズームレンズ装置２０から、ズームレンズ装置２０が駆動可能なフォーカス最高速度vmax2を受信しているか判断する。受信していれば、Ｓ２０２に進み、ズームレンズ装置１０のフォーカス最高速度vmax1を算出し、ＣＰＵ１１３内のメモリに記憶しておく。マスター側であるズームレンズ装置１０のフォーカス最高速度vmax1は、スレーブ側であるズームレンズ装置２０のフォーカス最高速度vmax2よりも小さい値に設定し、ズームレンズ装置２０のフォーカス駆動がズームレンズ装置１０のフォーカス駆動に追いつかないことがないように設定しておく。これにより、ズームレンズ装置１０、２０が同じ速度でフォーカスを駆動できる。
【００２３】
Ｓ２０３では、合焦フォーカス位置検出処理を行う。合焦フォーカス位置検出処理は、前述したように図４のフローチャートで示したような処理であり、検出された１以上の被写体の物体距離に対応するフォーカスレンズの位置の配列（合焦距離情報）である、複数の合焦フォーカス位置群Fx1[N]を算出する。
【００２４】
Ｓ２０４では、ＡＦスイッチ１１６が押されているか否かを判断し、押されていればＳ２０５に進み、押されていなければＳ２１２に進む。Ｓ２０５では、Ｓ２０３で算出した複数の合焦フォーカス位置群Fx1[N]の中から、フォーカスの駆動目標となる可能性ある位置（以下、フォーカス仮目標位置と呼ぶ）Ft1tempを選択する。本実施例では、合焦フォーカス位置群Fx1[N]の中で、最も至近側の位置を選択するものとするが、これに限らず、最も相関量が大きい位置や、現在のフォーカス位置に最も近い位置を選択しても良い。
【００２５】
続いて、Ｓ２０６で、フォーカス仮目標位置Ft1tempに対する物体距離Lt1を、
Lt1 = fc1(Ft1 temp)
によって算出する。ここで、関数fc1(Ft1temp)は、ルックアップテーブルを使用したフォーカス仮目標位置Ft1tempに基づく関数である。
【００２６】
Ｓ２０７では、フォーカス駆動速度v1、及び、フォーカス駆動時間T1を算出する。フォーカス駆動速度v1は、速度設定トリマ１１５からの信号と、Ｓ２０２で算出したフォーカス最高速度vmax1によって算出され、vmax1を超えないように制限される。フォーカス駆動時間T1は、現在のフォーカス位置F1、フォーカス仮目標位置Ft1temp、フォーカス駆動速度v1を用いて算出する。
【００２７】
Ｓ２０８では、ズームレンズ装置２０に、上記の処理で求めたデータを送信し、Ｓ２０９でズームレンズ装置２０からの返信を受信するまで待つ。本実施例では、Ｓ２０８とＳ２０９において、図７に示したデータを送受信する。ここで示した、フォーカス目標位置更新フラグとは、フォーカスレンズの駆動目標となる位置（以下、フォーカス目標位置と呼ぶ）Ft1を更新するかどうかを示したフラグである。Ｓ２０９で、ズームレンズ装置２０からの返信を受信した場合、Ｓ２１０に進み、フォーカス目標位置更新フラグがＯＮの場合のみ、Ｓ２１１でフォーカス仮目標位置Ft1tempをフォーカス目標位置Ft1に設定する。そして、Ｓ２１１でフォーカス目標位置Ft1、現在のフォーカス位置F1、フォーカス駆動速度v1に基づいて、フォーカス制御信号を生成し、ＤＡ変換器１１２を介して、フォーカス駆動回路１１１に送る。
そして再び、Ｓ２０１に戻り、同様の処理を繰り返す。
【００２８】
次に、ズームレンズ装置２０のＣＰＵ２１３で行うソフトウェア処理について説明する。
図８は、実施例１におけるＣＰＵ２１３で行うソフトウェア処理のフローチャートを示したものである。
【００２９】
Ｓ３０１では、ズームレンズ装置１０に、ズームレンズ装置２０のフォーカス最高速度vmax2を送信したかどうかを判断し、送信していない場合は、Ｓ３０２で、ズームレンズ装置１０にフォーカス最高速度vmax2を送信する。Ｓ３０３では、図４のフローチャートで示した合焦フォーカス位置検出処理を行い、合焦フォーカス位置群Fx2[N]を算出する。Ｓ３０４では、ズームレンズ装置１０から図７に示したデータを受信したかどうかを判断し、受信していない場合はＳ３１４に進み、受信した場合にはＳ３０５に進む。
【００３０】
Ｓ３０５では、位置検出器２０７〜２０９からＡＤ変換器２１０を介して、ズーム位置Z2、フォーカス位置F2、絞り位置I2を取得する。そして、Ｓ３０６では、フォーカス敏感度演算手段としての役割も担うＣＰＵ２１３は、フォーカス位置が所定量ずれたときのピントずれ量を示す度合いであるフォーカス敏感度Ｋを演算する。フォーカス敏感度Ｋは、フォーカス位置が合焦位置からずれた時の、ピントズレの認識されやすさを示すものであり、値が大きいほどピントズレが認識されやすく、より正確なフォーカス調整が必要となることを示す。フォーカス敏感度Ｋは、ズーム位置（ズームレンズの位置）Z2、フォーカス位置（フォーカスレンズの位置）F2、絞り位置I2によって、
K = fd2(I2, Z2, F2)
によって演算される。ここで、関数fd2(I2, Z2, F2)は、ルックアップテーブルを用いて、ズーム位置Z2、フォーカス位置F2、絞り位置I2からフォーカス敏感度Ｋを演算する関数である。
【００３１】
Ｓ３０７では、Ｓ３０６で求めたフォーカス敏感度Ｋが、予め設定されている閾値未満であるか、閾値以上であるかを判断する。閾値未満の場合はＳ３０８に進み、閾値以上の場合はＳ３１０に進む。
【００３２】
Ｓ３０８では、ズームレンズ装置１０から受信したフォーカス目標物体距離Lt1を、以下の式でズームレンズ装置２０でのフォーカス位置に変換し、フォーカス目標位置Ft2に設定する。
Ft2 = fe2(Lt1)
ここで、関数fe2(Lt1)は、ルックアップテーブルを用いて、フォーカス目標物体距離Lt1からズームレンズ装置２０でのフォーカスレンズの位置を演算するための関数であり、物体距離からフォーカスレンズの位置に変換する。続いての、ピントズレの認識されやすさを示すものであり、値が大きいほどピントズレが認識されやすく、より正確なフォーカス調整が必要となることを示す。フォーカス敏感度Ｋは、ズーム位置（ズームレンズの位置）Z2、フォーカス位置（フォーカスレンズの位置）F2、絞り位置I2によって、
K = fd2(I2, Z2, F2)
によって演算される。ここで、関数fd2(I2, Z2, F2)は、ルックアップテーブルを用いて、ズーム位置Z2、フォーカス位置F2、絞り位置I2からフォーカス敏感度Ｋを演算する関数である。
【００３３】
Ｓ３０７では、Ｓ３０６で求めたフォーカス敏感度Ｋが、予め設定されている閾値未満であるか、閾値以上であるかを判断する。閾値未満の場合はＳ３０８に進み、閾値以上の場合はＳ３１０に進む。
【００３４】
Ｓ３０８では、ズームレンズ装置１０から受信したフォーカス目標物体距離Lt1を、以下の式でズームレンズ装置２０でのフォーカス位置に変換し、フォーカス目標位置Ft2に設定する。
Ft2 = fe2(Lt1)
ここで、関数fe2(Lt1)は、ルックアップテーブルを用いて、フォーカス目標物体距離Lt1からズームレンズ装置２０でのフォーカスレンズの位置を演算するための関数であり、物体距離からフォーカスレンズの位置に変換する。続いて、Ｓ３０９に進み、フォーカス目標位置Ft2を更新したので、フォーカス目標位置更新フラグをＯＮにした後、Ｓ３１２へ進む。
【００３５】
一方、Ｓ３０７でフォーカス敏感度Ｋが閾値以上の場合で進んだＳ３１０では、後述するフォーカス目標位置算出処理１を行い、フォーカス目標位置Ft2の算出、及び、フォーカス目標位置更新フラグの設定を行う。Ｓ３１１では、フォーカス目標位置更新フラグがＯＮであるかを判断し、ＯＮである場合はＳ３１２へ、ＯＮでない場合はＳ３１３に進む。
【００３６】
Ｓ３１２では、現在のフォーカス位置F2、フォーカス目標位置Ft2と、ズームレンズ装置１０から受信した駆動時間T1から、フォーカスレンズの駆動速度v2を算出する。このようにして、フォーカスレンズの駆動速度v2を算出することで、ズームレンズ装置１０とズームレンズ装置２０が同時にそれぞれのフォーカス目標位置Ft1、Ft2に到着することになり、違和感のない立体映像となる。また、本実施例では、厳密に駆動時間を算出してフォーカスレンズの駆動速度を算出していたが、単純にフォーカスレンズの駆動速度をやりとりして、ズームレンズ装置１０とズームレンズ装置２０のフォーカスレンズの駆動速度を合わせても良い。
【００３７】
Ｓ３１３では、フォーカス目標位置更新フラグをズームレンズ装置１０に送信する。次に、Ｓ３１４で現在のフォーカス位置F2、フォーカス目標位置Ft2、フォーカスレンズの駆動速度v2からフォーカス制御信号を生成し、ＤＡ変換器２１２を介して、フォーカス駆動回路２１１に送る。そして、Ｓ３０１に戻り、同様の処理を繰り返す。
【００３８】
ＣＰＵ２１３で行うソフトウェア処理において、フォーカス敏感度Ｋが低い条件では、単純にズームレンズ装置２０のフォーカスレンズの位置をズームレンズ装置１０の物体距離に対応するフォーカスレンズの位置に合わせている。これは、フォーカス敏感度が低い場合には、物体距離のずれによるピントずれの影響はほとんどなくなるためであり、より処理負荷を軽減させることができる。
【００３９】
続いて、Ｓ３１０のフォーカス目標位置算出処理１について、詳細に説明する。
図９は、フォーカス目標位置算出処理１のフローチャートを示したものである。
【００４０】
Ｓ４０１では、ズームレンズ装置１０のフォーカス目標物体距離Ｌｔ１から、Ｓ３０８で使用したルックアップテーブル演算fe2(x)を用いて、
Fc2 = fe2(Lt1)
によってフォーカスレンズの位置に変換し、その値をフォーカス範囲中央値Fc2として設定する。
【００４１】
Ｓ４０２では、フォーカス範囲中央値Fc2を中心としたフォーカス範囲の最小値Ft2minと最大値Ft2maxを、
Ft2min = Fc2−ΔF2
Ft2max = Fc2＋ΔF2
によって算出する。ここで、ΔF2は合焦範囲を示すフォーカス範囲であり、同じ被写体を測距した時に２つのズームレンズ装置１０、２０が認識する物体距離の最大ズレ量に相当するフォーカス位置差とするのが望ましい。本実施例では、フォーカス範囲幅ΔF2はあらかじめ記憶されている幅とするが、操作者によって調整できるようにしても良いし、ズーム位置Z2、フォーカス位置F2、絞り位置I2に応じて変化するようにしても良い。
【００４２】
Ｓ４０３では、フォーカス目標位置更新フラグをＯＦＦに設定する。Ｓ４０４では、Ｓ３０３で算出した合焦フォーカス位置群Fx2[N]の全てに対し、Ｓ４０５〜Ｓ４０６の処理を行ったかどうかを判断する。全て処理を行った場合、または、合焦フォーカス位置群Fx2[N]に、合焦フォーカス位置が１つもなかった場合は、フォーカス目標位置算出処理１を終了する。
【００４３】
Ｓ４０５では、合焦フォーカス位置群Fx2[N]の中から、１つ合焦フォーカス位置を選択し、Ｓ４０６で、その合焦フォーカス位置がＳ４０２で算出したフォーカス範囲内であるかどうかを判断する。フォーカス範囲内でない場合は、Ｓ４０４に戻り、フォーカス範囲内である場合は、Ｓ４０７に進む。Ｓ４０７では、フォーカス範囲内にある合焦フォーカス位置から、最もフォーカス範囲中央値Fc2に近い合焦フォーカス位置をフォーカス目標位置Ft2として設定する。フォーカス範囲内に合焦フォーカス位置が１つの場合は、その合焦フォーカス位置をフォーカス目標位置Ft2として設定する。Ｓ４０８では、フォーカス目標位置を更新したので、フォーカス目標位置更新フラグをＯＮに設定して、Ｓ４０４に戻る。このように、フォーカス目標位置検出処理１を行うことで、合焦フォーカス位置群Fx2[N]の中から、フォーカス目標位置Ft2を決めるため、フォーカス位置のずれによるピントボケを防ぐことができる。
【００４４】
図１０を用いて本実施例の動作、及び効果を具体的に説明する。ズームレンズ装置１０，２０は３つの被写体（物体距離の短い側から順に、A、B、C）を撮影しているものとし、最も至近側に被写体Aがあるものとする。また、ズームレンズ装置１０と、ズームレンズ装置２０の認識する物体距離はずれているものとする。はじめに、ズームレンズ装置１０は、位相差センサ１０５からの信号をもとに、図４に示した「合焦フォーカス位置検出処理」（図６のＳ２０３）を行い、３つの合焦フォーカス位置Fx1[0]、Fx1[1]、Fx1[2]を取得する。この中から、最も至近側にあるFx1[0]をフォーカス仮目標位置Ft1tempとし（Ｓ２０５）、物体距離に変換した値Lt1をズームレンズ装置２０に送信する（Ｓ２０８）。ズームレンズ装置２０では、受信した物体距離Lt1（Ｓ３０４）をフォーカスレンズの位置に変換し、フォーカス範囲中央値Fc2を取得する（Ｓ４０１）。この時点では、ズームレンズ装置１０とズームレンズ装置２０の認識する物体距離がずれているため、仮にFc2にフォーカスを制御した場合には、ピントがずれてしまう。しかし、本実施例では、フォーカス範囲中央値Fc2から±ΔF2の範囲内にある、ズームレンズ装置２０内で検出されている合焦フォーカス位置Fx2[0]をフォーカス目標位置Ft2とする（Ｓ４０７）。このため、ズームレンズ装置１０とズームレンズ装置２０の認識する物体距離がずれていても、ピントが合うことになる。
【００４５】
以上、上記のような処理を行うことにより、ズームレンズ装置ごとに認識する物体距離がずれていても、２つのズームレンズ装置とも正確な合焦動作を行うことができる。また、片側のズームレンズ装置の物体距離から大きく離れる合焦フォーカス位置情報は無視するため、２つのズームレンズ装置の物体距離がバラバラになることはない。また、ピントが合う時間や、速度も同じになるように処理しているため、違和感のない立体映像を撮影することができる。
【実施例２】
【００４６】
図１１は、本発明を適用できる実施例２の立体映像撮影システムの構成を示したものである。
実施例１と同様の構成については説明を省略し、実施例１の立体映像撮影システムの構成とは異なるフォーカスデマンド３０について説明する。フォーカス操作部材３０１は、フォーカスを操作するための回転操作部材であり、その回転位置は、位置検出器３０２とＡＤ変換器３０３でフォーカス操作位置データに変換され、通信回路３０５によって、ズームレンズ装置１０に送信される。ＡＦスイッチ３０４は、オートフォーカス動作を起動するためのプッシュスイッチである。
【００４７】
続いて、ズームレンズ装置１０のＣＰＵ１１３で行うソフトウェア処理について説明する。
図１２は、実施例２におけるＣＰＵ１１３で行うソフトウェア処理のフローチャートを示したものである。
【００４８】
Ｓ２０１〜Ｓ２０３は実施例１と同様であり、フォーカス最高速度vmax1の設定、及び、合焦フォーカス位置群Fx1[n]の検出を行う。Ｓ２２１では、フォーカスデマンド３０から、データを受信したかどうかを判断する。ここで受信するデータは、フォーカス操作部材３０１のフォーカス操作位置データとＡＦスイッチ３０４が押下されたかどうかを示すデータである。受信していればＳ２２２に進み、受信していなければＳ２１２に進む。
【００４９】
Ｓ２２２では、ＡＦスイッチ３０４が押下されたかどうかを判断する。ＡＦスイッチ３０４が押下された場合は、Ｓ２０５に進み、実施例１と同様に、合焦フォーカス位置群fx1[n]の中から、フォーカス仮目標位置Ft1tempを選択する。一方、ＡＦスイッチ３０４が押下されていない場合はＳ２２３に進み、フォーカスデマンド３０から受信したフォーカス操作位置データより、フォーカス仮目標位置Ft1tempを算出する。
次に、Ｓ２２４では、Ｓ２２３またはＳ２０５で得られたフォーカス仮目標位置Ft1tempと、その位置から最も近い合焦フォーカス位置（以下、フォーカス参照位置と呼ぶ）Fa1までのデフォーカス量Dt1を、
Dt1 = fg(Ft1temp−Fa1, Fa1, Z1)
によって算出する。ここで、fg(Ft1temp−Fa1, Fa1, Z1)は、ルックアップテーブルを使用した、フォーカス参照位置Fa1、フォーカス仮目標位置Ft1temp、ズーム位置Z1に基づく関数である。
【００５０】
そして、Ｓ２２５では、実施例１のＳ２０６で使用したルックアップテーブル演算fc1(x)を用いて、フォーカス参照位置Fa1における物体距離である参照物体距離La1を、
La1 = fc1(Fa1)
によって算出する。なお、Ｓ２０５でフォーカス仮目標位置Ft1tempを算出した場合は、Ft1tempは合焦フォーカス位置群Fx1[N]の中の１つと一致しているため、Ft1tempとFa1は一致し、必ずDt1は0となる。Ｓ２０６〜Ｓ２１２の処理は、実施例１とほぼ同様であるため省略するが、図１３に示すように、Ｓ２０８で行うズームレンズ装置２０への送信処理では、目標物体距離Lt1とフォーカス駆動時間T1に加え、デフォーカス量Dt1と参照物体距離La1も送信する。
【００５１】
次に、ズームレンズ装置２０のＣＰＵ２１３で行うソフトウェア処理について説明する。
図１４は、実施例２におけるＣＰＵ２１３で行うソフトウェア処理のフローチャートを示したものである。
図８のフローチャートとの差異は、Ｓ３２１で受信するデータに、デフォーカス量Dt1と、参照物体距離La1が追加されることと、Ｓ３２２で行うフォーカス目標位置算出処理が異なることのみであるため、図１４のフローチャートの説明は省略する。
【００５２】
Ｓ３２２で行うフォーカス目標位置算出処理２について説明する。
図１５はフォーカス目標位置算出処理２のフローチャートを示したものである。Ｓ４２１では、Ｓ３２１でズームレンズ装置１０から取得した参照物体距離La1から、フォーカス範囲中央値Fc2を算出する。算出するときに用いるルックアップテーブル演算fe2(x)は、Ｓ３０８に使用した演算と同様で、物体距離から、その物体距離に対応するフォーカス位置に変換する演算である。
【００５３】
Ｓ４２２では、図９のＳ４０２と同様に、Fc2を中心とする±ΔF2のフォーカス範囲を画定する最小値Fa2minと最大値Fa2maxを設定する。
【００５４】
Ｓ４０３〜Ｓ４０６は、実施例１での図９のフローチャートと同様であり、合焦フォーカス位置群Fx2[N]の中から、所定フォーカス範囲内にある合焦フォーカス位置を選択する。そして、Ｓ４２３で、選択された合焦フォーカス位置の中で、最もフォーカス中央値Fc2に近い合焦フォーカス位置をフォーカス参照位置Fa2として設定する。選択された合焦フォーカス位置が一つの場合は、その合焦フォーカス位置をフォーカス参照位置Fa2として設定する。Ｓ４２４では、Ｓ４２３で設定したフォーカス参照位置Fa2と、Ｓ３２１でズームレンズ装置１０から受信したデフォーカス量Dt1を用いて、
Ft2 = Fa2＋Dt1×fb2(Z2, Fa2)
によってフォーカス目標位置Ft2を算出する。ここでは、Ｓ１０６で使用したデフォーカス量からフォーカス位置差に変換するルックアップテーブル演算fb2(Z2, Fa2)を用いて算出する。つまり、フォーカス目標位置Ft2は、フォーカス参照位置Fa2から、デフォーカス量Dt1に相当するフォーカス位置差分ずれた位置に設定されることになる。そして、Ｓ４０８で、フォーカス目標位置更新フラグをＯＮにしてＳ４０４に戻る。合焦フォーカス位置群Fx2[N]に含まれる全ての合焦フォーカス位置に対して、同様の処理を行い、処理を終了する。
【００５５】
図１６を用いて本実施例の動作、及び効果を具体的に説明する。実施例１と同様に、ズームレンズ装置１０，２０は３つの被写体（物体距離の短い側から順に、A、B、C）を撮影しているものとし、最も至近側に被写体Aがあるものとする。また、ズームレンズ装置１０と、ズームレンズ装置２０の認識する物体距離はずれているものとする。
【００５６】
はじめに、ズームレンズ装置１０は、フォーカスデマンド３０のフォーカス操作部材３０１のフォーカス操作位置データを取得し（Ｓ２２１）、フォーカス仮目標位置Ft1tempを算出する（Ｓ２０５、Ｓ２２３）。続いて、フォーカス仮目標位置Ft1tempに最も近い合焦フォーカス位置Fx1[0]をフォーカス参照位置Fa1として設定し、フォーカス仮目標位置Ft1tempとのフォーカス位置差に相当するデフォーカス量Dt1を算出する（Ｓ２２４）。そして、ズームレンズ装置１０は、フォーカス参照位置Fa1を物体距離に変換した参照物体距離La1と、デフォーカス量Dt1をズームレンズ装置２０に送信する（Ｓ２０８）。
【００５７】
ズームレンズ装置２０では、受信した参照物体距離La1をフォーカス位置に変換し、フォーカス範囲中央値Fc2を算出する（Ｓ４２１）。そして、合焦フォーカス位置群Fx[N]の中から、フォーカス範囲中央値Fc2から±ΔF2の範囲にある合焦フォーカス位置Fx2[0]をフォーカス参照位置Fa2として設定する（Ｓ４２３）。最後に、フォーカス参照位置Fa2から、ズームレンズ装置１０から受信したデフォーカス量Dt1だけ離れたフォーカス位置をフォーカス目標位置Ft2（Ｓ４２４）としてフォーカスを駆動する。
【００５８】
以上、実施例２のように処理を行うことで、合焦する被写体がないフォーカス位置においても、２つのズームレンズ装置の物体距離を正確に合わせることができる。そのため、操作者が手動でピントを合わせに行った場合も、２つのズームレンズ装置は正確に、かつ、ほぼ同時にピントが合うことになり、違和感のない立体映像を撮影することが可能になる。
【００５９】
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。
【符号の説明】
【００６０】
１０  第１のレンズ装置
１０１  第１のフォーカスレンズ群
１１３  ＣＰＵ（第１のフォーカス制御手段）
２０  第２のレンズ装置
２０１  第２のフォーカスレンズ群
２１３  ＣＰＵ（第２のフォーカス制御手段）
【図１】
2014021328.tif 000003
【図２】
2014021328.tif 000004
【図３】
2014021328.tif 000005
【図４】
2014021328.tif 000006
【図５】
2014021328.tif 000007
【図６】
2014021328.tif 000008
【図７】
2014021328.tif 000009
【図８】
2014021328.tif 000010
【図９】
2014021328.tif 000011
【図１０】
2014021328.tif 000012
【図１１】
2014021328.tif 000013
【図１２】
2014021328.tif 000014
【図１３】
2014021328.tif 000015
【図１４】
2014021328.tif 000016
【図１５】
2014021328.tif 000017
【図１６】
2014021328.tif 000018