(57)【要約】【課題】速やかに撮像条件を設定することができる撮像装置、及びその制御方法を提供する。【解決手段】本発明の一実施形態にかかる撮像装置は、ズームレンズを有するズームレンズ光学系２２と、ズームレンズ光学系２２を通過した光を受光する第１の撮像素子２３と、を備えた第１の撮像ユニット２０と、単焦点レンズ光学系３２と、単焦点レンズ光学系３２を通過した光を受光する第２の撮像素子３３と、を備えた第２の撮像ユニット３０と、ズームレンズ光学系２２に含まれるレンズを駆動して、ズーム、及びフォーカスを調整する第１のＭＤＡ２１と、単焦点レンズ光学系３２に含まれるレンズを駆動して、フォーカスを調整する第２のＭＤＡ３１と、一方の撮像ユニットの撮像設定又は撮像結果に基づいて、他方の撮像ユニットを制御する制御部５０と、を備えたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ズームレンズを有する第１のレンズ光学系と、前記第１のレンズ光学系を通過した光を受光する第１の撮像素子と、を備えた第１の撮像ユニットと、
単焦点の第２のレンズ光学系と、前記第２のレンズ光学系を通過した光を受光する第２の撮像素子と、を備えた第２の撮像ユニットと、
前記第１のレンズ光学系に含まれるレンズを駆動して、ズーム、及びフォーカスを調整する第１のアクチュエータと、
前記第２のレンズ光学系に含まれるレンズを駆動して、フォーカスを調整する第２のアクチュエータと、
前記第１及び第２の撮像ユニットのうちの一方の撮像ユニットの撮像設定又は撮像結果に基づいて、他方の撮像ユニットを制御する制御部と、を備えた撮像装置。
【請求項２】
前記制御部が、一方の撮像ユニットの撮像設定又は撮像結果に基づいて、他方の撮像ユニットのフォーカス、手振れ補正、及び露出の少なくとも一つの設定を行う請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第２の撮像ユニットのフォーカス位置に応じて、前記第１の撮像ユニットのオートフォーカスの探索範囲を設定する請求項１、又は２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御部が、
前記第１の撮像ユニットのズーム設定がテレ側にあるかワイド側にあるかを判定して、
前記テレ側にある場合、前記第２の撮像ユニットのフォーカス位置に応じて、前記第１の撮像ユニットのオートフォーカスの探索範囲を設定し、
前記ワイド側にある場合、前記第２の撮像ユニットのフォーカス位置に関わらず、前記第１の撮像ユニットのオートフォーカスの探索範囲を設定する請求項１〜３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御部が、前記第１の撮像ユニットのズーム設定に応じて、前記第２の撮像ユニットの画角内におけるオートフォーカスエリアを設定する請求項１〜４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記第２の撮像ユニットのフォーカス位置に応じて、前記第１の撮像ユニットのオートフォーカスを行うためのＡＦ補助信号が作成されている請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第２の撮像ユニットが撮像した画像データの輝度情報に基づいて、前記第１の撮像ユニットの輝度情報を算出するための重み付けを設定する請求項１〜６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記第１の撮像ユニットが撮像した第１の画像データから、動き量を算出する第１の算出手段と、
前記第２の撮像ユニットが撮像した第２の画像データから、動き量を算出する第２の算出手段と、
前記第１及び第２の算出手段の算出結果に応じて、前記第１の撮像ユニットの画角から画像を切り出す領域を決定する手振れ補正手段と、をさらに備えた請求項１〜７のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記第１の撮像ユニットのズーム設定が変更しているか否かを判定し、
前記ズーム設定が変更中には、前記手振れ補正手段が、前記第２の算出手段の算出結果に応じて、前記手振れ補正を行い、
前記第１の撮像ユニットのズーム設定が変更していない場合には、前記手振れ補正手段が、前記第１の算出手段の算出結果に応じて、前記手振れ補正を行う請求項８に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記第２の算出手段が算出した動き量を第１及び第２の撮像ユニットの焦点距離比で補正して、補正量を求め
前記補正量と、前記第１の算出手段が算出した動き量の大きいほうに基づいて、前記手振れ補正手段が手振れ補正を行う請求項８、又は９に記載の撮像装置。
【請求項１１】
ズームレンズを有する第１のレンズ光学系と、前記第１のレンズ光学系を通過した光を受光する第１の撮像素子と、を備えた第１の撮像ユニットと、
単焦点の第２のレンズ光学系と、前記第２のレンズ光学系を通過した光を受光する第２の撮像素子と、を備えた第２の撮像ユニットと、
前記第１のレンズ光学系に含まれるレンズを駆動して、ズーム、及びフォーカスを調整する第１のアクチュエータと、
前記第２のレンズ光学系に含まれるレンズを駆動して、フォーカスを調整する第２のアクチュエータと、を備えた撮像装置の制御方法であって、
前記第１及び第２の撮像ユニットのうちの一方の撮像ユニットの撮像設定又は撮像結果に基づいて、他方の撮像ユニットを制御する制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、２つの撮像素子を有する測距装置、及びカメラが開示されている。主撮像素子には、ズームレンズとフォーカスレンズを有する撮像光学系が用いられている。主撮像素子から出力される画像データと副撮像素子からの画像データを用いた三角測距によって被写体までの距離が求められる。特許文献１のカメラのレンズ駆動部は、求めた距離に応じて、主撮像素子のフォーカスレンズを駆動している。さらに、駆動部は主撮像素子のピント状態の判定結果に応じてフォーカスレンズの位置を修正してピント合わせを行っている。
【０００３】
また、特許文献２には、２眼撮像系を搭載したカメラが開示されている。特許文献２のカメラでは、メインの撮像系がズームレンズを含んでおり、サブの撮像系が固定焦点となっている。メインの撮像系のズームレンズのズーム倍率に基づいて、サブの撮像系の電子ズーム処理を行っている。すなわち、ズームレンズの倍率と、サブレンズの電子ズームによる倍率が等しくなるように調整している（段落００７２，００７３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２９６４９０号公報
【特許文献２】特開２００６−９３８５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のカメラは、２つの撮像素子で撮像された画像データを用いて、三角測距を行っている。したがって、三角測距の処理が必要となり、速やかにピントを合わせることが困難である。
また、特許文献２のカメラでは、メインの撮像系のズーム倍率に応じて、サブの撮像系の電子ズーム倍率の調整を行っている。このような撮像装置において、フォーカス、露出、手振れ補正などの撮像条件を適切に設定して、撮像することが望まれる。しかしながら、特許文献２では、フォーカス、露出、手振れ補正などの撮像条件の設定については、何ら開示されていない。したがって、特許文献１、２では、適切な撮像条件をより速やかに設定することが困難であるという問題点がある。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、適切かつ速やかに撮像条件を設定することができる撮像装置、及びその制御方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様にかかる撮像装置は、ズームレンズを有する第１のレンズ光学系と、前記第１のレンズ光学系を通過した光を受光する第１の撮像素子と、を備えた第１の撮像ユニットと、単焦点の第２のレンズ光学系と、前記第２のレンズ光学系を通過した光を受光する第２の撮像素子と、を備えた第２の撮像ユニットと、前記第１のレンズ光学系に含まれるレンズを駆動して、ズーム、及びフォーカスを調整する第１のアクチュエータと、前記第２のレンズ光学系に含まれるレンズを駆動して、フォーカスを調整する第２のアクチュエータと、前記第１及び第２の撮像ユニットのうちの一方の撮像ユニットの撮像設定又は撮像結果に基づいて、他方の撮像ユニットを制御する制御部と、を備えたものである。
【０００８】
本発明の一態様にかかる撮像装置の制御方法は、ズームレンズを有する第１のレンズ光学系と、前記第１のレンズ光学系を通過した光を受光する第１の撮像素子と、を備えた第１の撮像ユニットと、単焦点の第２のレンズ光学系と、前記第２のレンズ光学系を通過した光を受光する第２の撮像素子と、を備えた第２の撮像ユニットと、前記第１のレンズ光学系に含まれるレンズを駆動して、ズーム、及びフォーカスを調整する第１のアクチュエータと、前記第２のレンズ光学系に含まれるレンズを駆動して、フォーカスを調整する第２のアクチュエータと、を備えた撮像装置の制御方法であって、前記第１及び第２の撮像ユニットのうちの一方の撮像ユニットの撮像設定又は撮像結果に基づいて、他方の撮像ユニットを制御するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、適切かつ速やかに撮像条件を設定することができる撮像装置、及びその制御方法を提供することを目的とする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施の形態１に係る撮像装置の制御系を模式的に示すブロック図である。
【図２】本実施の形態１に係る撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。
【図３】ＯＰ２のフォーカス距離と、ＯＰ１の探索範囲を示すグラフである。
【図４】本実施の形態２に係る撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。
【図５】本実施の形態３に係る撮像装置の制御系を模式的に示すブロック図である。
【図６】本実施の形態３に係る撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。
【図７】第１の撮像ユニットによる画角と、第２の撮像ユニットにおけるＡＦエリアを説明するための図である。
【図８】本実施の形態４に係る撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。
【図９】第１の撮像ユニットによる画角と、第２の撮像ユニットにおけるＡＦエリアを説明するための図である。
【図１０】本実施の形態５に係る撮像装置の制御系を模式的に示すブロック図である。
【図１１】第１及び第２の撮像ユニットの画像における重み付けの強弱を説明するための図である。
【図１２】本実施の形態６に係る撮像装置の制御系を模式的に示すブロック図である。
【図１３】本実施の形態６に係る撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。
【図１４】本実施の形態６に係る撮像装置の制御方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
（撮像装置の制御系）
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態にかかる撮像装置の制御系の主要部分を示すブロック図である。カメラは、２つの撮像素子を有する２眼カメラであり、動画像、又は静止画像を撮像する。撮像装置１は、第１の撮像ユニット２０と第２の撮像ユニット３０を備えている。例えば、第１の撮像ユニット２０と第２の撮像ユニット３０は、同じ被写体を撮像するように、平行に配置されている。
【００１２】
第１の撮像ユニット２０と第２の撮像ユニット３０はそれぞれ、オートフォーカス機能を有している。実施の形態１では、第２の撮像ユニット３０のフォーカス位置に基づいて、第１の撮像ユニット２０のＡＦ動作を制御している。ズーム機能を有する第１の撮像ユニット２０をメインのカメラユニットとして用い、ズーム機能を有していない第２の撮像ユニット３０をサブのカメラユニットとして用いている。
【００１３】
撮像装置１は、入力部１１、出力部１２、及び制御部５０を備えている。制御部５０は、ＣＰＵ、各種プログラムが格納されたＲＯＭ（Read Only Memory）、及びワークエリアとしてのＲＡＭ（Random Access Memory）等を含む半導体集積回路により構成され、撮像、各種画像の表示、録画設定、手振れ補正制御、オートフォーカス、及びズーム倍率の変更等の撮像装置１全体の処理を統括的に制御する。
【００１４】
入力部１１は、図示しないレリーズ・スイッチや電源スイッチを含む操作キー、十字キー、ジョイスティック、又は表示部上に重畳されたタッチパネル等から構成されており、ユーザの撮像装置１への操作入力を受け付ける。例えば、入力部１１は、撮像の開始や停止、ズーム変更、手振れ補正の設定、録画設定、オートフォーカス設定等の入力を受け付ける。例えば、ユーザのズーム操作を入力部１１が受け付けると、制御部５０がズーム動作を行うように制御する。
【００１５】
出力部１２は、液晶モニタなどの表示部、内部メモリ、外部メモリ、及び、それらのインターフェースを備えている。出力部１２は、制御部５０からの指令に基づいて、画像データ等を外部へ出力する。例えば、第１の撮像素子２３が取得した画像データに基づいて、表示部が画像を表示する。あるいは、デジタル画像データを、ＳＤカードやコンパクトフラッシュ（登録商標）等の外部メモリが格納する。
【００１６】
第１の撮像ユニット２０は、第１のＭＤＡ（Motor Drive Actuator）２１、ズームレンズ光学系２２、第１の撮像素子２３、第１のカメラ信号処理部２４、第１の焦点評価回路２５を備えている。ズームレンズ光学系２２は、ズームレンズ、フォーカスレンズなどの複数のレンズを備えた第１のレンズ光学系である。さらに、ズームレンズ光学系２２は、絞り（アイリス）やフィルタなどを備えている。第１の撮像素子２３はズームレンズ光学系２２を通過した光を受光する。
【００１７】
第１のＭＤＡ２１は、撮像条件を設定するために、ズームレンズ光学系２２に含まれるレンズ、及び絞りを駆動する。例えば、第１のＭＤＡ２１は、ズームレンズ光学系２２に含まれるズームレンズを光軸に沿って移動させるズームアクチュエータを備えている。ズームアクチュエータを動作させることで、光学ズーム調整を行うことができ、倍率を変更することが可能になる。また、第１のＭＤＡ２１は、ズームレンズ光学系２２に含まれるフォーカスレンズを光軸に沿って移動させるフォーカスアクチュエータを備えている。フォーカスアクチュエータを動作させることで、フォーカス調整を行うことができ、所望の被写体に合焦した状態での撮像が可能になる。さらに、第１のＭＤＡ２１は、ズームレンズ光学系２２に含まれる絞りを駆動するための絞りアクチュエータを備えている。絞りアクチュエータが絞りを動作させることで、露出を調整することができ、適切な露出で撮像することができる。
【００１８】
第１の撮像素子２３は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等で構成される。ここでは、第１の撮像素子２３をＣＭＯＳセンサとしている。第１の撮像素子２３はズームレンズ光学系２２を通過した光を光電変換して、被写体のアナログ画像信号を生成する。さらに、第１の撮像素子２３は、アナログ画像信号をデジタル画像データに変換するＡ／Ｄ変換器を備えている。以下、第１の撮像素子２３が取得した画像データを第１の画像データとする。
【００１９】
第１の画像データは、カメラ信号として第１のカメラ信号処理部２４に出力される。第１のカメラ信号処理部２４は、フォーカス調整や露出調整を行うために、カメラ信号を処理する。例えば、コントラスト検出方式でＡＦ（Auto Focus）調整を行う場合、第１のカメラ信号処理部２４は、第１の画像データのコントラストを検出する。また、位相差検出方式でＡＦを行う場合、第１のカメラ信号処理部２４は、第１の画像データの位相差を検出する。そして、第１のカメラ信号処理部２４は、コントラスト検出又は位相差検出の検出結果を第１の焦点評価回路２５に出力する。
【００２０】
第１の焦点評価回路２５は、コントラスト検出又は位相差検出の検出結果から、合焦状態になったか否かを判定する。コントラスト検出方式の場合、第１の焦点評価回路２５は、フォーカスレンズを移動させてコントラストを検出し、第１の画像データのコントラストが最も高くなるフォーカスレンズの位置を合焦位置（フォーカス位置）と評価する。位相差検出方式の場合、第１の焦点評価回路２５は、２つの像のずれ量からピントのずれ量を推定する。第１の焦点評価回路２５が、フォーカスレンズが基準位置からずれ量だけずれた位置をフォーカス位置として評価する
【００２１】
そして、第１の焦点評価回路２５は、焦点位置の評価結果を制御部５０に出力する。さらに、第１のカメラ信号処理部２４は、露出を調整するために、第１の画像データの輝度情報を算出する。なお、フォーカスや絞りの調整については、既知の手法を用いることができる。
【００２２】
さらに、第１のカメラ信号処理部２４は、第１の画像データを出力部１２に出力する。出力部１２は、上記のように、表示モニタなどを備えている。そして、出力部１２の表示モニタは、第１の画像データを表示する。あるいは、出力部１２は、メモリ等を備えており、第１の画像データを動画ファイル、又は静止画ファイルとして格納する。
【００２３】
第２の撮像ユニット３０は、第２のＭＤＡ（Motor Drive Actuator）３１、単焦点レンズ光学系３２、第２の撮像素子３３、第２のカメラ信号処理部３４、第２の焦点評価回路３５を備えている。単焦点レンズ光学系３２は、単焦点レンズやフォーカスレンズなどの複数のレンズを備えた第２のレンズ光学系である。さらに、単焦点レンズ光学系３２は、絞りやフィルタなどを備えている。第２の撮像素子３３は、単焦点レンズ光学系３２を通過した光を受光する。
【００２４】
単焦点レンズ光学系３２の光軸は、ズームレンズ光学系２２の光軸と平行になっており、同じ方向を撮像する。すなわち、第１の撮像ユニット２０と第２の撮像ユニット３０とは、同じ向きで平行に配置されている。さらに、第２の撮像ユニット３０は、例えば、第１の撮像ユニット２０のワイド端以上の画角を有している。よって、第１の撮像ユニット２０と第２の撮像ユニット３０が同じ被写体を撮像するように、撮像範囲が重複している。
【００２５】
第２のＭＤＡ３１は、撮像条件を設定するために、単焦点レンズ光学系３２に含まれるレンズ、絞りを駆動する。例えば、第２のＭＤＡ３１は、単焦点レンズ光学系３２に含まれるフォーカスレンズを光軸に沿って移動させるフォーカスアクチュエータを備えている。フォーカスアクチュエータを動作させることで、フォーカス調整を行うことができる。さらに、第２のＭＤＡ２１は、単焦点レンズ光学系３２に含まれる絞りを駆動するための絞りアクチュエータを備えている。絞りアクチュエータが絞りを動作させることで、露出を調整することができる。
【００２６】
第２の撮像素子３３は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等で構成される。第２の撮像素子３３は、第１の撮像素子２３と同様に、ＣＭＯＳセンサとなっている。第２の撮像素子３３はズームレンズ光学系２２を通過した光を光電変換して、被写体のアナログ画像信号を生成する。さらに、第２の撮像素子３３は、アナログ画像信号をデジタル画像データに変換するＡ／Ｄ変換器を備えている。以下、第２の撮像素子３３が取得した画像データを第２の画像データとする。
【００２７】
第２の画像データは、カメラ信号として第２のカメラ信号処理部３４に出力される。第２のカメラ信号処理部３４は、第１のカメラ信号処理部２４と同様に、フォーカス調整や露出調整を行うために、カメラ信号を処理する。そして、第２の焦点評価回路３５は、第１の焦点評価回路２５と同様に、焦点位置を評価する。第１の撮像ユニット２０と第２の撮像ユニット３０は同じ手法を用いて、フォーカス、及び露出を調整する。したがって第２のカメラ信号処理部３４、第２の焦点評価回路３５における処理は、第１のカメラ信号処理部２４、第１の焦点評価回路２５と同様となる。第２のカメラ信号処理部３４は、第１のカメラ信号処理部２４に対応し、第２の焦点評価回路３５は、第１の焦点評価回路２５に対応するため、説明を省略する。なお、フォーカスや露出の調整については、既知の手法を用いることができる。そして、第１の焦点評価回路２５は、焦点位置の評価結果を制御部５０に出力する。また、第２のカメラ信号処理部３４は、露出を調整するために、第２の画像データの輝度情報を算出する。
【００２８】
なお、第２の撮像ユニット３０には、出力部が設けられていない。すなわち、第２の撮像ユニット３０は、第１の撮像ユニット２０の調整のためのみに用いられるものである。したがって、第２の画像データは表示部に表示されなくなっている。このように、第１の撮像ユニット２０で取得された第１の画像データのみをメモリやモニタなどに出力するようになっている。
【００２９】
制御部５０は、上記のフォーカス、露出、ズームの調整のために、第１の撮像ユニット２０、及び第２の撮像ユニット３０を制御する。例えば、制御部５０は、第１のレンズ制御部５１、及び第２のレンズ制御部５２を備えている。第１のレンズ制御部５１は、第１のＭＤＡ２１のモータを制御するための制御信号を出力する。そして、第１のＭＤＡ２１が、制御信号に基づいて、ズームレンズ、及びフォーカスレンズを駆動させる。同様に、第２のレンズ制御部５２は、第２のＭＤＡ３１のモータを制御するための制御信号を出力する。そして、第２のＭＤＡ３１が、制御信号に基づいて、フォーカスレンズを駆動させる。
【００３０】
このようにして、第１のレンズ制御部５１と第２のレンズ制御部５２が、フォーカス調整を行う。さらに、第１の撮像ユニット２０と第２の撮像ユニット３０とはＡＦ（オートフォーカス）機能を有している。すなわち、所定の探索範囲内でフォーカスレンズを移動させて、画像データを取得する。そして、探索範囲内での探索結果から、フォーカス位置を検出する。例えば、コントラスト検出方式の場合、画像データのコントラストが最も高いフォーカスレンズの位置をフォーカス位置と判定する。すなわち、所定の探索範囲内の中で、最もコントラストが高くなる位置をフォーカス位置として探索する。位相差検出方式の場合、探索範囲内で取得した画像データから、フォーカス位置を探索する。このようにすること、自動にフォーカスを行うことができ、ピントの合った画像データを取得することができる。もちろん、位相差検出方式、及びコントラスト検出方式以外の手法によって、ＡＦ調整を行ってもよい。
【００３１】
本実施の形態では、第２の撮像ユニット３０でのＡＦ調整の結果に基づいて、制御部５０は、第１の撮像ユニット２０のＡＦの探索範囲を設定している。そのため、制御部５０は、第２の撮像ユニット３０でのフォーカス位置を記憶する。そして、制御部５０は、第２の撮像ユニット３０のフォーカス位置に基づいて、第１の撮像ユニット２０のＡＦ探索範囲を設定する。例えば、制御部５０は、第１の撮像ユニット２０のＡＦの探索範囲を制限する。すなわち、第１の撮像ユニット２０がＡＦを行う際に、第１のＭＤＡ２１がフォーカスレンズを移動させる範囲を制限する。このようにすることで、第１の撮像ユニット２０のＡＦの時間を短縮することができる。
【００３２】
特に、第１の撮像ユニット２０は、フォーカスレンズの調整と、ズームレンズの調整を行う必要がある。したがって、ズーム可変の第１の撮像ユニット２０は、単焦点の第２の撮像ユニット３０に比べて、ＡＦに要する時間が長くなることが多い。第２の撮像ユニット３０のＡＦの撮像設定に基づいて、制御部５０が、第１の撮像ユニット２０のＡＦの撮像設定を制御している。これにより、ＡＦの調整を速やかに行うことができる。
【００３３】
（ＡＦの調整方法）
次に、図２を参照して、撮像装置１の制御方法について説明する。図２は、撮像装置１の制御方法を示すフローチャートである。図２では、上記したＡＦの調整を行うためのフローを示している。
【００３４】
まず、単焦点レンズ光学系３２のＡＦ調整を行う（ステップＳ１０１）。すなわち、レンズ制御部５２が、第２のＭＤＡ３１のフォーカスレンズを駆動しながら、第２の撮像素子３３が第２の画像データを取得する。そして、第２のカメラ信号処理部３４が第２の画像データのコントラスト又は位相差などに基づいて、第２の撮像ユニット３０のフォーカス設定情報を検出する。
【００３５】
次に、単焦点レンズ光学系３２が合焦となっているか否かを判定する（ステップＳ１０２）。すなわち、第２の焦点評価回路３５が、フォーカス設定情報に基づいて、フォーカス位置となったか否かを判定する。第２の撮像ユニット３０がフォーカス位置となっていない場合（ステップＳ１０２のＮＯ）、第１の撮像ユニット２０がＡＦ動作を実行する（ステップＳ１０４）。ここでは、第１の撮像ユニット２０が通常探索範囲で、ＡＦ調整を行う。
【００３６】
第２の撮像ユニット３０が合焦となっている場合（ステップＳ１０２のＹＥＳ）、制御部５０が、第１の撮像ユニット２０のＡＦ探索範囲を設定する（ステップＳ１０３）。すなわち、制御部５０が第１の撮像ユニット２０のＡＦの探索範囲を制限する。そして、第１のレンズ制御部５１が、制限されたＡＦ探索範囲内で、オートフォーカスレンズを駆動して、ＡＦ動作を行う（ステップＳ１０４）。これにより、第１の撮像ユニット２０が、探索範囲の中から、フォーカス位置を検出する。ステップＳ１０３において、ＡＦ探索範囲が制限されているため、ＡＦ調整の時間を短縮することができる。そして、ステップＳ１０１〜ステップＳ１０４の処理を繰り返して、ＡＦ調整を行う。
【００３７】
（ＡＦの調整範囲）
次に、第２の撮像ユニット３０のフォーカス距離と、第１の撮像ユニット２０の探索範囲について、図３を用いて説明する。図３は、第２の撮像ユニット３０のフォーカス距離と、第１の撮像ユニット２０の探索範囲を示すグラフである。横軸が、第２の撮像ユニット３０が合焦となった時のフォーカス距離を示しており、左側が至近方向（Near）で、右側が無限方向（∞）となる。さらに、図３は、第１の撮像ユニット２０の探索範囲の上限（無限方向設定）と下限（至近方向設定）のグラフを示している。すなわち、第１の撮像ユニット２０は、上限（無限方向設定）と下限（至近方向設定）の間の範囲をＡＦ探索範囲としている。したがって、第１のＭＤＡ２１がフォーカスレンズを上限から下限までの範囲内で移動させて、ＡＦ動作を行う。
【００３８】
第２の撮像ユニット３０のフォーカス距離が無限方向に向かうにつれて、探索範囲の上限、及び下限の値が大きくなっている。ここでは、第１の撮像ユニット２０のフォーカス距離に対して、上限及び下限はそれぞれ線形に変化している。さらに、第２の撮像ユニット３０のフォーカス距離が、上限と下限の間に含まれている。すなわち、ステップＳ１０２で第２の撮像ユニット３０が合焦状態にあると判定された場合、第２の撮像ユニット３０のフォーカス距離を基準に、無限方向設定と、至近方向設定が決定される。したがって、第２の撮像ユニット３０のフォーカス距離を含む範囲を第１の撮像ユニット２０の探索範囲としている。
【００３９】
また、第２の撮像ユニット３０が合焦状態にない場合、通常探索範囲が設定される。すなわち、第１の撮像ユニット２０のＡＦ探索範囲を図３の点線で示す最大値から最小値の間にする。これにより、全範囲を探索するように、第１のＭＤＡ２１がフォーカスレンズを駆動する。通常探索範囲は、第２の撮像ユニット３０のフォーカス距離によらず一定となっている。第２の撮像ユニット３０が合焦状態であるか否かを判定して、合焦状態の場合、第１の撮像ユニット２０のＡＦ探索範囲を狭くする。このようにすることで、第１の撮像ユニット２０のＡＦ時間を短縮することができ、速やかに撮像条件を設定することができる。特に、第１の画像データが低コントラストの場合において、ＡＦ時間を短縮することができる。また、第２の撮像ユニット３０は、第１の撮像ユニット２０のワイド端の画角よりも広い画角を有している。一般に、画角が広いほど、ＡＦ調整を単時間で行うことができるので、第２の撮像ユニット３０のＡＦ調整は、第１の撮像ユニット２０のＡＦ調整よりも短時間で行うことができる。したがって、第２の撮像ユニット３０のフォーカス位置に基づいて、第１の撮像ユニット２０のＡＦ探索範囲を設定することで、第２の撮像ユニット３０のＡＦ調整をより速やかに行うことができる。第１の画像データのコントラストが低いような場合であっても、ＡＦ時間を短縮することができる。
【００４０】
なお、無限方向の方が第２の撮像ユニット３０の焦点深度が広くなる。したがって、図３においては、第２の撮像ユニット３０のフォーカス距離が無限方向になるにつれて、第１の撮像ユニット２０のＡＦ探索範囲が広くしている。すなわち、無限方向におけるＡＦ探索範囲をより広くすることで、ＡＦ探索範囲に余裕を持たせている。これにより、確実かつ短時間にフォーカス位置を探索することができる。もちろん、ＡＦ探索範囲を制限する場合、第２の撮像ユニット３０のフォーカス距離によらず、第１の撮像ユニット２０のＡＦ探索範囲が一定であってもよい。すなわち、上限と下限の傾きが平行となっていてもよい。さらには、第２の撮像ユニット３０の至近方向になるにつれて、第１の撮像ユニット２０のＡＦ探索範囲が広がっていてもよい。さらには、第２の撮像ユニット３０のフォーカス距離に対する、上限、及び下限は非線形で変わってもよい。
【００４１】
実施の形態２．
本実施の形態に係る撮像装置の制御方法について、図４を用いて説明する。図４は、撮像装置のＡＦ動作の制御方法を示すフローチャートである。本実施の形態では、第１の撮像ユニット２０のズーム設定に応じて、第１の撮像ユニット２０のＡＦの探索範囲を設定している。なお、撮像装置１の基本的な制御構成は実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。例えば、本実施の形態に係る撮像装置は、図１で示した制御系を有している。
【００４２】
まず、実施の形態１と同様に、第２の撮像ユニット３０がＡＦ動作を行い（ステップＳ２０１）、合焦になったか否か判定する（ステップＳ２０２）。第２の撮像ユニット３０が合焦状態にない場合（ステップＳ２０２のＮＯ）、ステップＳ２０５に移行する。
【００４３】
第２の撮像ユニット３０が合焦状態の場合（ステップＳ２０２のＹＥＳ）、第１の撮像ユニット２０がテレ側になっているか否かを判定する（ステップＳ２０３）。ステップＳ２０３では、例えば、ズーム位置と予め設定された第１のしきい値とを比較して、その比較結果に応じて、ズーム設定がテレ側になっているか否かを判定する。すなわち、制御部５０が、第１の撮像ユニット２０のズームレンズの焦点距離が第１のしきい値よりもテレ端側になっているか否かを判定する。
【００４４】
そして、ズーム設定がテレ側の場合（ステップＳ２０３のＹＥＳ）、第１の撮像ユニット２０のＡＦ探索範囲を設定する（ステップＳ２０４）。すなわち、制御部５０が、第１の撮像ユニット２０のズーム位置に応じて、ＡＦの探索範囲を制限する。これにより、図３で示した上限と下限の間が、第１の撮像ユニット２０のＡＦ探索範囲となる。そして、次のステップＳ２０５に移行する。
【００４５】
ズーム設定がテレ側にない場合（ステップＳ２０３のＮＯ）、ステップＳ２０４をスキップして、ステップＳ２０５に移行する。すなわち、ＡＦの探索範囲をそのままにして、ステップＳ２０５に移行する。この場合、今までのＡＦ探索範囲が維持される。ステップＳ２０５では、ズーム設定がワイド側にあるか否かを判定する。すなわち、ズーム位置を予め設定された第２のしきい値と比較して、その比較結果に応じて、ズーム設定がワイド側になっているか否かを判定する。すなわち、制御部５０が、第１の撮像ユニット２０のズームレンズの焦点距離が第２のしきい値よりもワイド端側になっているか否かを判定する。なお、第１のしきい値と第２のしきい値は同じ値であってもよい。
【００４６】
第１の撮像ユニット２０のズーム設定がワイド側にある場合（ステップＳ２０５のＹＥＳ）、第１の撮像ユニット２０のＡＦ探索範囲の設定を解除する（ステップＳ２０６）。これにより、第１の撮像ユニット２０のＡＦ探索範囲を図３の点線で示す最大値から最小値の間にする。これにより、全範囲を探索するように、第１のＭＤＡ２１がフォーカスレンズを駆動する。そして、第１の撮像ユニット２０がＡＦ動作を行う（ステップＳ２０７）。これにより、第１の撮像ユニット２０が、探索範囲の中から、フォーカス位置を検出する。一方、第１の撮像ユニット２０のズーム設定がワイド側にない場合（ステップＳ２０５のＮＯ）、第１の撮像ユニット２０のＡＦ探索範囲を解除せずに、第１の撮像ユニット２０がＡＦ動作を行う（ステップＳ２０７）。すなわち、前回のＡＦ探索範囲のまま、第１の撮像ユニット２０がフォーカス位置を探索する。
【００４７】
そして、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０７を繰り返して、ＡＦ動作を行う。本実施の形態では、実施の形態１の制御に加えて、ズーム位置がテレ側にあるか否かを判定している。そして、ズーム位置がテレ側にある場合に、ＡＦ探索範囲を制限し、テレ側にない場合、ＡＦ探索範囲をそのままとしている。ズーム位置がワイド側にある場合、ＡＦ探索範囲の制限を解除している。すなわち、ズーム位置がワイド側にある場合、第１の撮像ユニット２０が通常探索範囲でＡＦ調整を行う。
【００４８】
このようにすることで、ズーム位置がテレ側にある場合に、第１の撮像ユニット２０のＡＦ時間を短縮することができる。速やかに撮像条件を設定することができる。特に、テレ側では探索範囲が広いと、ＡＦ処理の時間が長くなる。したがって、ズーム位置がテレ側にある場合に、探索範囲を制限することで、適切な探索範囲を設定することができる。これにより、より速やかにＡＦ調整を行うことができる。また、ズーム位置ワイド側にある場合、通常探索範囲で、フォーカス位置を探索する。これにより、適切に撮像条件を設定することができる。
【００４９】
なお、実施の形態１、２においては、ズーム位置に応じて、ＡＦ探索範囲の幅を調整してもよい。すなわち、図３で示したＡＦ探索範囲の上限と下限の値を、ズーム位置に応じて、変えるようにしてもよい。このようにすることで、より適切にＡＦ探索範囲を設定することができる。
【００５０】
実施の形態３．
本実施の形態にかかる撮像装置１を、図５に示す。本実施の形態では、第１の撮像ユニット２０のズーム設定に応じて、第２の撮像ユニット３０のＡＦを制御している。具体的には、第１の撮像ユニット２０のズーム設定によって定まる画角情報に応じて、第２の撮像ユニット３０のＡＦエリアを設定している。そして、ＡＦエリア内の第２の画像データに基づいて、ＡＦ調整を行っている。そのため、ズーム位置に応じて、制御部５０が、第２の焦点評価回路３５のＡＦエリアを設定している。なお、撮像装置１の基本的構成については、実施の形態１と同様であるため、説明を省略する。
【００５１】
例えば、入力部１１が、ユーザからのズーム操作を受け付けた場合、第１のＭＤＡ２１がズームレンズを駆動する。第１の撮像ユニット２０のズーム位置が変わると、画角が変わる。すなわち、第１のＭＤＡ２１がズームレンズを駆動すると、ズーム倍率が変化する。このとき、制御部５０がズーム位置、ズーム倍率又は画角等を示すズーム設定情報を記憶する。そして、制御部５０が、ズーム設定情報に基づいて、第２の撮像ユニット３０のＡＦエリアを設定する。制御部５０が設定したＡＦエリアを第２の焦点評価回路３５に出力する。具体的には、第１の撮像ユニット２０の画角内の一部を、第２の撮像ユニット３０のＡＦエリアに設定する。そして、第２の焦点評価回路３５は、第２の撮像ユニット３０の画角内から、ＡＦエリアを抽出する。第２の焦点評価回路３５は、ＡＦエリアのコントラストから合焦状態か否かを評価する。
【００５２】
このように、ＡＦエリア内のコントラストに応じて、第２の焦点評価回路３５がフォーカス位置を調整する。すなわち、第２の焦点評価回路３５がＡＦエリアの外側のコントラストを考慮せずに、ＡＦエリア内のコントラストのみでフォーカス調整を行う。このようにすることで、第２の撮像ユニット３０の画角内の適切なＡＦエリアで、コントラストを検出することができるようになる。これにより、第１の撮像ユニット２０と第２の撮像ユニット３０とで、同じ被写体の距離に焦点位置を合わせることができる。すなわち、第２の撮像ユニット３０のフォーカス距離と、第１の撮像ユニット２０のフォーカス距離がずれてしまうことを防ぐことができる。
【００５３】
（ＡＦエリアの設定方法）
次に、ＡＦエリアの設定方法について、図６を用いて、説明する。図６は、ＡＦエリアの設定方法を示すフローチャートである。まず、第１の撮像ユニット２０のＡＦ動作を行う（ステップＳ３０１）。次に、第１の撮像ユニット２０のズーム操作が行われたか否かを判定する（ステップＳ３０２）。すなわち、制御部５０が、第１の撮像ユニット２０のズーム位置が変化したか否かを判定する。
【００５４】
第１の撮像ユニット２０のズーム操作が行われた場合（ステップＳ３０２のＹＥＳ）、第２の撮像ユニット３０のＡＦエリアを設定する（ステップＳ３０３）。すなわち、第１の撮像ユニット２０のズーム設定情報に応じて、第２の撮像ユニット３０のＡＦエリアを変更する。例えば、制御部５０には、ズーム設定情報に応じたＡＦエリアが予め設定されている。これにより、第１の撮像ユニット２０の画角に合わせるように、第２の焦点評価回路３５がＡＦエリアを変更する。そして、変更したＡＦエリアのコントラストを基に、第２の撮像ユニット３０がＡＦ動作を行う。第１の撮像ユニット２０のズーム操作が行われていない場合（ステップＳ３０２のＮＯ）、ステップＳ３０３をスキップして、第２の撮像ユニット３０がＡＦ動作を行う（ステップＳ３０４）。すなわち、第２の撮像ユニット３０のＡＦエリアを変更せずに、第２の撮像ユニット３０がフォーカス位置を調整する。そして、ステップＳ３０１〜ステップＳ３０４を繰り返して、ＡＦ動作を行う。
【００５５】
（画角とＡＦエリア）
次に、第１の撮像ユニット２０の画角と第２の撮像ユニット３０のＡＦエリアについて、図７を用いて説明する。図７において、左側のＡは、第１の撮像ユニット２０の画角を示す図であり、右側のＢは、第２の撮像ユニット３０の画角を示す図である。図７では、第１の撮像ユニット２０のズーム位置がテレ端側にあり、第２の撮像ユニット３０の画角が第１の撮像ユニット２０の画角よりも広くなっている場合を示している。すなわち、第２の撮像ユニット３０が第１の撮像ユニット２０よりも広い範囲を撮像している。
【００５６】
図７のＢでは、人物７１を中心として、その周囲の風景が幅広い画角で撮像されている。したがって、人の左側の家７２が画角内に収まっている。一方、図７のＡでは、人物７１の上半身にズームするズーム設定となっている。したがって、図７のＢに示された家７２が画角内に収まっていない。
【００５７】
このような場合、第２の撮像ユニット３０の画角全体に対してコントラストを検出して、ＡＦを行うと、焦点位置が人物７１からずれてしまうことがある。たとえば、家７２に焦点位置があってしまうことがある。したがって、本実施の形態では、第２の撮像ユニット３０の画角内の一部のエリアをＡＦエリアとしている。そして、ＡＦエリア内のコントラストに基づいて、ＡＦを行っている。
【００５８】
すなわち、第１の撮像ユニット２０によって撮像されている範囲を、第２の撮像ユニット３０のＡＦエリアとして抽出する。そして、第２の撮像ユニット３０の画角から抽出されたＡＦエリアのコントラストに基づいて、第２の撮像ユニット３０の焦点位置を合わせる。このように、第１の撮像ユニット２０の画角に第２の撮像ユニット３０のＡＦエリアを合わせるようにしている。これにより、第２の撮像ユニット３０の画角が第１の撮像ユニット２０の画角に比べて広く、第２の撮像ユニット３０において複数の被写体が撮像されてしまうような場合でも、同じ被写体を基にフォーカス位置を調整することができる。
【００５９】
具体的には、制御部５０が第１の撮像ユニット２０のズーム設定情報を記憶する。ズーム設定情報を参照して、制御部５０が第２の撮像ユニット３０のＡＦエリアを設定する。例えば、ズーム位置がワイド側に行くほど、制御部５０が、第２の撮像ユニット３０の画角内のＡＦエリアを大きくするように設定する。さらに、ズーム倍率に応じて、連続的又は段階的にＡＦエリアの大きさを変えるようにしてもよい。あるいは、全体画像を複数の領域に分割しておき、複数の領域のうちＡＦエリアとなる領域を指定するようにしてもよい。ＡＦエリア外では、コントラストを検出する必要がなくなるため、ＡＦの処理時間を短縮することができる。
【００６０】
実施の形態４．
本実施の形態では、第２の撮像ユニット３０のフォーカス位置に基づいて、第１の撮像ユニット２０のＡＦ補助信号を作成している。なお、撮像装置１の制御系の基本的な構成は、実施の形態１〜３と同様であるため、説明を省略する。ＡＦ補助信号は、ＡＦエリアを制限するための情報、ＡＦの反応時間、フォーカスレンズの移動速度などを含む信号である。本実施の形態にかかる撮像装置１の制御方法について、図８、及び図９を用いて説明する。図８は、撮像装置１のＡＦ動作の制御方法を示すフローチャートである。図９において、左側のＡは、第１の撮像ユニット２０の画角を示す図であり、右側のＢは、第２の撮像ユニット３０の画角を示す図である。
【００６１】
まず、実施の形態３と同様に、第１の撮像ユニット２０のＡＦ動作を行い（ステップＳ４０１）、第１の撮像ユニット２０のズーム操作が行われたか否かを判定する（ステップＳ４０２）。そして、ズーム操作が行われた場合（ステップＳ４０２のＮＯ）、第２の撮像ユニット３０のＡＦ動作を行う（ステップＳ４０４）。すなわち、第１の撮像ユニット２０のズームが変更しない場合、第２の撮像ユニット３０のＡＦエリアを変更せずに、ＡＦ動作を行う。
【００６２】
一方、ズーム操作が行われた場合（ステップＳ４０２のＹＥＳ）、第２の撮像ユニット３０のＡＦエリアを設定する（ステップＳ４０３）。ここでは、制御部５０が、ズーム設定情報に応じて、ＡＦエリアを変化させる。例えば、図９に示すように、第２の撮像ユニット３０の全体画像は縦横３個ずつ分割されている。すなわち、全体画像が９個の領域に分割されている。そして、第２の撮像ユニット３０のＡＦ動作では、９個に分割された領域のうちの１つ又は複数の領域がＡＦエリアとして設定される。このように、第１の撮像ユニット２０のズーム設定が変更すると、第２の撮像ユニット３０のＡＦエリアも変更する。例えば、実施の形態３と同様に、第１の撮像ユニット２０の画角に、第２の撮像ユニット３０のＡＦエリアを合わせる。そして、ステップ４０３で変更したＡＦエリアのコントラストに基づいて、第２の撮像ユニット３０がＡＦ動作を行う（ステップＳ４０４）。
【００６３】
第２の撮像ユニット３０がＡＦ動作に応じて、ＡＦ補助信号を作成する（ステップＳ４０５）。ＡＦ補助信号は、第１の撮像ユニット２０のＡＦ動作を行うための設定情報を含んでいる。例えば、ＡＦ補助信号は、ＡＦエリア、ＡＦの反応時間、又はフォーカスレンズの移動速度を示す情報を含んでいる。そして、ステップＳ４０１に戻り、ＡＦ補助信号に基づいて、第１の撮像ユニット２０がＡＦ動作を行う。この処理を繰り返すことで、第１の撮像ユニット２０のＡＦ動作を迅速かつ適切に行うことができる。さらに、第１の撮像ユニット２０の画角に合わせて、第２の撮像ユニット３０のＡＦエリアを設定しているため、実施の形態３と同様の効果を得ることができる。このように、第１の撮像ユニット２０、及び第２の撮像ユニット３０が互いの撮像設定に基づいて、制御部５０が撮像設定を調整している。これにより、より適切な制御を行うことができる。
【００６４】
実施の形態５．
実施の形態１〜４では、一方の撮像ユニットの撮像設定に基づいて、ＡＦの設定を調整していたが、本実施の形態では、他方の撮像ユニット露出の設定を調整している。本実施の形態にかかる撮像装置について、図１０を用いて説明する。図１０に示すように、撮像装置１は、実施の形態１と同様に、第１の撮像ユニット２０と第２の撮像ユニット３０とを備えている。なお、撮像装置１の基本的構成については、実施の形態１〜４と同様であるため、重複する内容については適宜説明を省略する。
【００６５】
本実施の形態では、制御部５０が、第１のＡＥ（Auto Exposure）システム５５、第２のＡＥシステム５６、第１の重み付け手段５７、第２の重み付け手段５８を備えている。第１のＡＥシステム５５は、第１の撮像ユニット２０の露出を調整する。第２のＡＥシステム５６は、第２の撮像ユニット３０の露出を制御する。例えば、第１のＡＥシステム５５が、ズームレンズ光学系２２に設けられたアイリス又はＮＤフィルタの制御によって、露出をそれぞれ調整する。さらには、第１のＡＥシステム５５が、第１の撮像素子２３のシャッタ制御、又はＡＧＣ（Auto Gain Control）制御によって、露出を調整する。もちろん、露出の制御は特に限定されるものではなく、例えば、これらの制御の２以上を組み合わせて、露出を調整してもよい。第２のＡＥシステム５６は、同様に、アイリス制御、ＮＤ制御、シャッタ制御、ＡＧＣ制御によって、第２の撮像ユニット３０の露出を調整する。なお、第１のＡＥシステム５５と第２のＡＥシステム５６は同じ手法により、露出を調整している。
【００６６】
さらに、第１の撮像ユニット２０は、第１の輝度算出回路２６を備えている。第１の輝度算出回路２６は、第１の画像データの輝度を画素毎に算出する。第２の撮像ユニット３０は、第２の輝度算出回路３６を備えている。第２の輝度算出回路３６は、第２の画像データの輝度を画素毎に算出する。
【００６７】
第１の重み付け手段５７は、第１の輝度算出回路２６が算出した輝度に対して重み付けを行う。第１の重み付け手段５７は、重みに対応した係数と画素毎の輝度との積を求める。そして、第１の重み付け手段５７は、全ての画素に対する積の総和を求めて、輝度情報とする。第１のＡＥシステム５５は、第１の重み付け手段５７で重み付けされた輝度情報に基づいて、露出を調整する。すなわち、第１のＡＥシステム５５は重み付けされた輝度情報に基づいて、アイリス制御、ＮＤ制御、シャッタ制御、又はゲイン制御を行う。例えば、重み付けされた輝度情報が高い場合、第１のＡＥシステム５５は露出を低くし、重み付け輝度情報が低い場合、第１のＡＥシステム５５は露出を高くする。このようにすることで、適切な露出で、撮像することができる。
【００６８】
同様に、第２の重み付け手段５８は、第２の輝度算出回路３６が算出した輝度に対して重み付けを行う。第２の重み付け手段５８は、重みに対応した係数と画素毎の輝度との積を求める。そして、第２の重み付け手段５８は、全ての画素に対する積の総和を求めて、輝度情報とする。第２のＡＥシステム５６は、第２の重み付け手段５８で重み付けされた輝度情報に基づいて、露出を調整する。すなわち、第２のＡＥシステム５６は重み付けされた輝度情報に基づいて、アイリス制御、ＮＤ制御、シャッタ制御、又はゲイン制御を行う。例えば、重み付けされた輝度情報が高い場合、第２のＡＥシステム５６は露出を低くし、重み付け輝度情報が低い場合、第２のＡＥシステム５６は露出を高くする。このようにすることで、適切な露出で、撮像することができる。
【００６９】
第１の重み付け手段５７は、ズームレンズ光学系２２の焦点距離情報に基づいて、重み付けの設定を変えている。この重み付けの設定について、図１１を用いて説明する。図１１において、Ｃ、Ｅは、第１の撮像ユニット２０によって撮像された画像を示しており、Ｄ、及びＦは第２の撮像ユニット３０で撮像された画像を示している。また、図１１において、Ｃ、及びＤは、順光時に撮像された画像であり、Ｅ、及びＦは、逆光時に撮像された画像である。
【００７０】
図１１のＤ、Ｆに示すように、第１の撮像ユニット２０のＡＥ制御のために、領域ＡＥ３と領域ＡＥ４が設定されている。領域ＡＥ４は、画像の中央部分の矩形状領域であり、重み付けが強くなっている。領域ＡＥ３は、領域ＡＥ４の外側の額縁状領域であり、重みが弱くなっている。領域ＡＥ４では、領域ＡＥ３よりも輝度に対する重みが弱くなっている。すなわち、第２の重み付け手段５８が中央重点測光で輝度情報を算出する。例えば、各画素の輝度に対する係数が、領域ＡＥ４では大きくなり、領域ＡＥ３では小さくなる。第２の重み付け手段５８は、各画素の輝度と係数との積を求め、画像全体での積の総和を求めて、輝度情報とする。
【００７１】
通常、順光時と逆光時とで画像の輝度分布が異なる。例えば、逆光時には、図１１のＦに示すように、領域ＡＥ４が暗くなるため、輝度が低くなってしまう。よって、逆光時と順光時では、輝度が大きく異なることになる。そこで、本実施の形態では、第２の重み付け手段５８が算出した輝度情報に基づいて、第１の重み付け手段５７が重み付けの設定を変更している。
【００７２】
例えば、順光時には、図１１のＣに示すように、第１の重み付け手段５７が、重み付けの異なる２つの領域ＡＥ１、ＡＥ２を設定する。領域ＡＥ２は、画像の中央部分の矩形状領域であり、重み付けが強くなっている。領域ＡＥ１は、領域ＡＥ２の外側の額縁状領域であり、重みが弱くなっている。このように、第１の重み付け手段５７が、２つの領域ＡＥ１、ＡＥ２の重み付けを設定する。すなわち、順光時は、中央重点測光で輝度情報を単出する。一方、逆光時には、図１１のＥに示すように、第１の重み付け手段５７が、画角全体の領域ＡＥ１を均一に重み付けする。
【００７３】
もちろん、重み付けの設定例は、図１１のＣ及びＥに示す２パターンに限られるものではない。例えば、第２の重み付け手段５８が算出した輝度情報に応じた２以上の重み付け設定を予め記憶しておけばよい。輝度情報としきい値とを比較して、予め設定された２以上の重み付け設定のどれに該当するかを決定すればよい。もちろん。重み付けを変える領域は、中心の矩形状領域と、外側の額縁状領域に限られるものでない。例えば、中央重点測光、スポット測光、他分割測光などを用いることができる。
【００７４】
さらに、本実施の形態では、第１のレンズ制御部５１が、ズーム設定を示す焦点距離情報を第１の重み付け手段５７に出力している。第１の重み付け手段５７は、焦点距離情報に基づいて、重み付けを変更する。すなわち、第１の撮像ユニット２０の画角に合わせて、第１の重み付け手段５７が、重み付けを変更する。例えば、第１の撮像ユニット２０の画角に応じて、第１の重み付け手段５７が、領域ＡＥ２の大きさを設定してもよい。
【００７５】
第２の撮像ユニット３０の撮像条件に基づいて、第１の撮像ユニット２０の露出を制御する。このようにすることで、適切かつ速やかに第１の撮像ユニット２０の露出を制御することができる。ズーム位置がテレ側の場合、急激な被写体の変化が起こりやすい。急激な変化の度に、露出制御が働いてしまうと、見づらい表示となる。しかしながら、本実施の形態による制御では、適切に露出を制御することができるため、表示を見やすくすることができる。また、ズーム側では被写体が白っぽい場合や黒っぽい場合に、露出誤差が生じやすい。しかしながら、本実施の形態によれば、適切に露出を制御することができる。
【００７６】
実施の形態６．
本実施の形態に係る撮像装置について、図１２を用いて説明する。図１２は、撮像装置１の制御系を示すブロック図である。なお、撮像装置１の基本的構成は、実施の形態１〜５と示したものと同様であるため、適宜説明を省略する。本実施の形態では、制御部５０が、手振れ補正の設定を制御している。ここでは、第１の撮像ユニット２０、及び第２の撮像ユニット３０が、電子式の手振れ補正を行っている。
【００７７】
第１の撮像ユニット２０は、第１の動き検出回路２７、第１のメモリ制御部２８、第１のフィールドメモリ２９を備えている。第２の撮像ユニット３０は、第２の動き検出回路３７、第２のメモリ制御部３８、第２のフィールドメモリ３９を備えている。また、制御部５０は、第１の手振れ制御部５９、及び第２の手振れ制御部６０を備えている。第１の撮像素子２３、第２の撮像素子３３が取得した全体画像の中から、一部の画像が切り出される。すなわち、全体画像の中から切り出す画像の座標を変化させることで、電子式手振れ補正が行われる。
【００７８】
第１の撮像ユニット２０における手振れ補正について、説明する。第１のカメラ信号処理部２４は、第１の動き検出回路２７に第１の画像データを出力する。第１の動き検出回路２７が、第１の画像データに対して画像処理を行って、被写体の動きを検出する。ここでは、第１の動き検出回路２７が、連続して撮像されるフレームに基づいて、動きベクトルを算出している。すなわち、第１の動き検出回路２７は、最新のフレームとその前のフレームとの第１の画像データを比較することで、画像中の被写体の動きを動きベクトルとして検出する。この動きベクトルが手振れ量に対応する。すなわち、手振れ量が大きくなると、動きベクトルも大きくなる。動きベクトルの検出には、公知のブロックマッチングなどを用いることができる。第１の動き検出回路２７は、動きベクトルを制御部５０に出力する。
【００７９】
第１の手振れ制御部５９は、第１の動き検出回路２７が算出した動きベクトルに基づいて、手振れ補正を制御する。第１の手振れ制御部５９は、動きベクトルに基づいて、全体画像の中から画像を切り出す座標を決定する。すなわち、第１の動き検出回路２７で検出した動きを打ち消すように、座標を決定する。第１の手振れ制御部５９は、座標を第１のメモリ制御部２８に出力する。
【００８０】
第１のフィールドメモリ２９は、第１の撮像素子２３が取得した全体画像を一時的に記憶している。そして、第１のメモリ制御部２８は、全体画像中の座標に基づいて、第１のフィールドメモリに格納された全体画像から画像を切り出す。第１のメモリ制御部２８は、切り出した画像を第１のカメラ信号処理部２４に出力する。そして、第１のカメラ信号処理部２４は、切り出した画像を出力部１２に出力する。出力部１２は、切り出した画像をモニタに表示、あるいはメモリに格納する。この処理を繰り返すことで、手振れ補正を行われた画像が表示される。
【００８１】
第２の撮像ユニット３０は、第１の撮像ユニット２０と同様の手法により、手振れ補正を行う。すなわち、第２の動き検出回路３７、第２のメモリ制御部３８、第２のフィールドメモリ３９、及び第２の手振れ制御部６０が第１の動き検出回路２７、第１のメモリ制御部２８、第１のフィールドメモリ２９、及び第１の手振れ制御部５９にそれぞれ対応しており、同様の処理を行う。以下、第１の動き検出回路２７が算出した動きベクトルを第１の動きベクトルとし、第２の動き検出回路３７が算出した動きベクトルを第２の動きベクトルとする。
【００８２】
第１の撮像ユニット２０では、ズーム変更を行った場合、画角が変わるため、第１の動きベクトルが不正確になる。すなわち、ズーム変更によって画角が変わるため、手振れ量に比べて、動きベクトルが大きくなってしまう。このような場合でも、適切に手振れ制御を行うことができるように、第２の動きベクトルに基づいて、第１の手振れ制御部５９が手振れを制御している。
【００８３】
以下、第１の撮像ユニット２０のズーム中における手振れ制御について、図１３を用いて説明する。図１３は、手振れ制御方法を示すフローチャートである。まず、第１の動き検出回路２７が第１の動き検出データである第１の動きベクトルを検出して、制御部５０に入力する（ステップＳ５０１）。次に、第１の撮像ユニット２０がズーム中であるか否かを判定する（ステップＳ５０２）。すなわち、入力部１１からズーム操作が受け付けられているか否かを判定する。ズーム中でない場合（ステップＳ５０２のＮＯ）、第１のメモリ制御部２８が、第１の動き検出データに基づいて、第１のフィールドメモリ２９を制御する（ステップＳ５０６）。すなわち、第１の動き検出データに基づいて、第１の手振れ制御部５０が画像を切り出す座標を決定する。
【００８４】
一方、ズーム中である場合（ステップＳ５０２のＹＥＳ）、第１の手振れ制御部５９は、第１の撮像ユニット２０と第２の撮像ユニット３０の焦点距離比を算出する（ステップＳ５０３）。すなわち、第１の撮像ユニット２０の焦点距離Ｆ１を第２の撮像ユニット３０の焦点距離Ｆ２で除算する。これにより、第１の撮像ユニット２０と第２の撮像ユニット３０との撮像倍率の比を求めることができる。次に、第２の動き検出回路３７が算出した第２の動きベクトルを第２の動き検出データとして、第１の手振れ制御部５９に入力する（ステップＳ５０４）。
【００８５】
そして、第１の手振れ制御部５９が、第２の動き検出データを焦点距離比で補正して、補正量を算出する（ステップＳ５０５）。すなわち、焦点距離比と第２の動き検出データの積を補正量として算出する。そして、第１の動き検出データを補正量に置き換える。ステップＳ５０５で求めた補正量に基づいて、第１のメモリ制御部２８が第１のフィールドメモリ２９を制御する（ステップＳ５０６）。すなわち、第１の手振れ制御部６０が、第２の動き検出データに基づいて、第１の手振れ制御部５０が画像を切り出す座標を決定する。したがって、ズーム中では、補正量に基づいて、第１の動き検出データが算出される。
【００８６】
ズーム中では、第１の動きベクトルを算出するための２枚の画像が、異なる画角で撮像される。そのため、第１の動き検出回路２７が動きを正確に検出することができなくなってしまう恐れがある。ズーム中では、第２の動きベクトルに基づいて、第１の手振れ制御部５９が手振れ補正を行っている。すなわち、第２の動きベクトルを焦点距離比で補正した補正量を、第１の動きベクトルとしている。このように、ズーム中であるか否かによって、動きベクトルの算出を切り替える。こうすることで、第１の撮像ユニット２０をズーム中であっても、適切に手振れを補正することができる。さらに、焦点距離比で動きベクトルを補正しているため、より適切に手振れを補正することができる。
【００８７】
また、撮像装置１を持ったユーザが移動すると、動きベクトルが大きくなる。例えば、ユーザが光軸に沿って歩いていくと、テレ側の被写体が近づいてくることになる。したがって、ユーザが歩行中では、テレ側の被写体が、画像の中央から周辺に流れ行くようになる。この場合、第１の動きベクトルの算出が困難になってしまう。例えば、撮像装置１を持ったユーザが被写体に向かって歩いていくと、画像の中心に対して、放射状に動きが生じてしまう。よって、動きベクトルが手振れ量よりも小さくなってしまう。本実施の形態では、このような場合でも、適切に手振れ制御を行うことができるように、第２の動きベクトルに基づいて、第１の手振れ制御部５９が手振れを制御している。
【００８８】
以下、ユーザが移動している場合における手振れ補正制御について、図１４を用いて説明する。図１４は、手振れ制御方法を示すフローチャートである。まず、第１の手振れ制御部５９は、第１の撮像ユニット２０と第２の撮像ユニット３０の焦点距離比を算出する（ステップＳ６０１）。次に、第２の動き検出回路３７が算出した第２の動きベクトルを第２の動き検出データとして、第１の手振れ制御部５９に入力する（ステップＳ６０２）。そして、第１の手振れ制御部５９が、焦点距離比と、第２の動き検出データに基づいて、補正量Ｖ２を算出する（ステップＳ６０３）。ステップＳ６０１〜ステップＳ６０３は、ステップＳ５０３〜ステップＳ５０５と同様であるため、詳細な説明を省略する。すなわち、補正量Ｖ２は、焦点距離比と第２の動き検出データの積となっている。
【００８９】
また、ステップＳ６０１〜ステップＳ６０３と並行して、第１の動き検出回路２７が、第１の動きベクトルを算出して、第１の動き検出データＶ１として制御部５０に入力する。（ステップＳ６０４）。そして、第１の動き検出データＶ１と補正量Ｖ２を比較する（ステップＳ６０５）。
【００９０】
第１の動き検出データＶ１が、補正量Ｖ２よりも小さい場合（ステップＳ６０５のＮＯ）、第１の動き検出データＶ１を補正量Ｖ２で置換する（ステップＳ６０６）。すなわち、第２の動き検出回路３７が算出した第２の動きベクトルと焦点距離比の積が、第１の動き検出データＶ１に置き換わる。
【００９１】
一方、第１の動き検出データＶ１が、補正量Ｖ２以上の場合（ステップＳ６０５のＮＯ）、第１の動き検出データＶ１をそのまま使用する（ステップＳ６０７）。そして、ステップＳ６０７、又はステップＳ６０６で設定された動きベクトルに基づいて手振れ補正を行うように、第１のメモリ制御部２８が第１のフィールドメモリ２９を制御する（ステップＳ６０８）。すなわち、第１のメモリ制御部２８が、第１のフィールドメモリ２９に記憶された画像データから切り出す画像の座標を決定する。
【００９２】
このように、制御部５０は、補正量Ｖ２と、第１の動き検出データＶ１との大きいほうを採用している。補正量Ｖ２が、第１の動き検出データＶ１よりも大きい場合、補正量Ｖ２に基づいて、手振れを補正する。このようにすることで、撮像装置１を持ったユーザが移動している場合でも、適切に手振れを補正することができる。
【００９３】
図１３と図１４の処理を組み合わせることも可能である。すなわち、ズーム中の場合、あるいは、補正量が第１の動き検出データＶ１よりも大きい場合には、補正量Ｖ２に基づいて、手振れを補正する。こうすることで、より適切に手振れを補正することができる。
【００９４】
実施の形態１〜６では、第１の撮像ユニット２０、及び第２の撮像ユニット３０のうちの一方の撮像ユニットの撮像設定又は撮像結果に基づいて、制御部５０が、他方の撮像ユニットを制御している。こうすることで、撮像条件を適切かつ速やかに設定することができる。
【００９５】
なお、実施の形態１〜６のそれぞれにおいて、上述した処理の一部、又は全部は、コンピュータプログラムによって実行されても良い。上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体(non-transitory computer readable medium)を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体(tangible storage medium)を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体(例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ)、光磁気記録媒体(例えば光磁気ディスク)、ＣＤ−ＲＯＭ(Read Only Memory）、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ(例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ(Programmable ROM）、ＥＰＲＯＭ(Erasable PROM）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ(Random Access Memory））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体(transitory computer readable medium）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。
【００９６】
なお、実施の形態１〜６のうちの２以上を組み合わせて用いてもよい。例えば、実施の形態１〜４のうちの一つ又は２以上のＡＦ設定と、実施の形態５のＡＥ設定と、実施の形態６の手振れ補正設定を同時に行うようにしてもよい。さらに、撮像装置１の処理は、上述した処理に限定されるものではない。
【００９７】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００９８】
１  撮像装置
１１  入力部
１２  出力部
２０  第１の撮像ユニット
２１  第１のＭＤＡ
２２  ズームレンズ光学系
２３  第１の撮像素子
３０  第２の撮像ユニット
３１  第２のＭＤＡ
３２  単焦点レンズ光学系
３３  第２の撮像素子
５０  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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