(57)【要約】【課題】従来の複数の撮像手段を備える撮像装置では、個々の撮像手段が個別に合焦点距離を決定していたため、個々の撮像手段が撮像した画像データを合成して最終的な画像データを得ようとした場合に、１つの高解像度な撮像手段で撮像する場合に対して被写体のぼけ具合が大きく違ってしまうことがあり、違和感を与える原因となっていた。また、画像データを合成する場合に、繋ぎ目付近での被写体のぼけ具合が大きく違ってしまうことがあり、合成した画像データの画質の劣化につながっていた。【解決手段】基準合焦点距離を設定する処理と、該基準合焦点距離に依存して各撮像手段の合焦点距離を制御する処理とを備え、各々の前記撮像手段の合焦面が、撮像装置全体で共通の合焦平面と交わりを持つように、あるいは、各々の隣接する撮像手段の合焦面が互いに交わりを持つように、各々の前記撮像手段の合焦点距離を制御する。【選択図】  図１
2004242047.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の撮像手段と、該複数の撮像手段を制御する撮像制御手段とを備え、該複数の撮像手段の撮像範囲が全体としてひとつの繋がった空間領域となるように前記複数の撮像手段を配置し、該複数の撮像手段の撮像した画像データに対して画像処理を施して、１つの高解像度な画像データを得るようにしたことを特徴とする撮像装置において、さらに、撮像装置全体の基準とする合焦点距離を設定する基準合焦点距離設定手段と、該基準とする合焦点距離に基づいて各々の前記撮像手段の合焦点距離を制御する合焦点距離制御手段と、を備えることを特徴とする、撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置であって、さらに、少なくとも１つの前記撮像手段は合焦点距離自動調整手段を備え、前記基準合焦点距離設定手段は、該合焦点距離自動調整手段を備える撮像手段の一部または全部が各々独立に調整した合焦点距離に基づいて、撮像装置全体の基準とする合焦点距離を設定することを特徴とする、撮像装置。
【請求項３】
前記合焦点距離制御手段は、前記撮像手段の合焦点距離を、各々の隣接する前記撮像手段の合焦面が互いに交わりを持つように制御することを特徴とする、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記合焦点距離制御手段は、前記撮像手段の合焦点距離を、すべての前記撮像手段で同一となるように制御することを特徴とする、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
請求項１に記載の撮像装置であって、さらに、前記基準合焦点距離に基づいて撮像装置全体としての基準合焦平面を設定する基準合焦平面設定手段を備え、前記合焦点距離制御手段は、各々の前記撮像手段の合焦点距離を、該撮像手段の合焦面と、前記基準合焦平面設定手段の定める基準合焦平面とが共通部分を持つように制御することを特徴とする、撮像装置。
【請求項６】
前記複数の撮像手段のうちいずれか１つの撮像手段の合焦点距離を変更する場合に、まず前記基準合焦点距離設定手段が該撮像手段の変更後の合焦点距離を前記基準とする合焦点距離として設定し、その後、前記合焦点距離制御手段が該基準とする合焦点距離に基づいて残りのすべての撮像手段の合焦点距離に対しても変更を施すようにしたことを特徴とする、請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
請求項１に記載の撮像装置であって、さらに、少なくとも１つの前記撮像手段は合焦点距離自動調整手段を備え、該合焦点距離自動調整手段を備える撮像手段は、各々独立に、現在の該撮像手段の合焦点距離からの変動幅が所与の閾値内であるような範囲内で合焦点距離を調整し、前記基準合焦点距離設定手段は、該合焦点距離自動調整手段を備える撮像手段の一部または全部が各々独立に調整した合焦点距離に基づいて、装置全体の基準とする合焦点距離を設定することを特徴とする、撮像装置。
【請求項８】
前記基準合焦点距離設定手段は、現在の基準合焦点距離を設定するために基準とした撮像手段と、該基準とした撮像手段に隣接する撮像手段の、一部または全部が各々独立に調整した合焦点距離に基づいて、装置全体の基準とする合焦点距離を設定することを特徴とする、請求項２に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記基準合焦平面設定手段は、前記複数の撮像手段の各々の撮影方向を表すベクトルを正規化した後に和をとることにより生成されるベクトルに対して、垂直であるような基準合焦平面を設定することを特徴とする、請求項５に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の撮像手段を用いた撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の撮像手段を用いて高解像度の画像を撮像する技術として、特許文献１に記載の撮像装置がある。該装置は、ズーム機構を有する複数の撮像手段を用い、逐次、ズーム量と撮像姿勢とを制御することにより、画角の変化にも対応できる高解像度の撮像装置を実現するものである。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−５７９３８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記撮像装置を１つの高解像度な撮像手段の代替として用いようとした場合、次のような課題があった。
【０００５】
前記撮像装置においては、各撮像手段のズーム量、すなわち焦点距離だけを制御し、フォーカス、すなわち合焦点距離に関する配慮がなされていなかった。しかし、前記撮像装置のように複数の撮像手段を用いて高解像度の画像を撮像する撮像装置において、各々の撮像手段が独立に、該撮像手段にとって最適となるように合焦点距離を調整するような構造にしてしまうと、個々の撮像手段が撮像した画像データを合成して最終的な画像データを得ようとした場合に、１つの高解像度な撮像手段で撮像する場合に対して被写体のぼけ具合が大きく違ってしまうことがあり、違和感を与える原因となっていた。また、画像データを合成する場合に、繋ぎ目付近での被写体のぼけ具合が大きく違ってしまうことがあり、合成した画像データの画質の劣化につながっていた。
【０００６】
本発明は、この課題を改善すべくなされたものである。すなわち、複数の撮像手段を用いて高解像度の画像データを得ようとする場合に、従来の技術による撮像装置に比べて、該画像データとして１つの高解像度な撮像手段で撮像した画像データにより近いものが得られるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
本発明では前記課題を解決するため、撮像装置全体の基準となる基準合焦点距離を設定する処理と、該基準合焦点距離に依存して各撮像手段の合焦点距離を制御する処理とを備え、各々の前記撮像手段の合焦面が、撮像装置全体で共通の基準合焦平面と交わりを持つように、あるいは、各々の隣接する撮像手段の合焦面が互いに交わりを持つように、各々の前記撮像手段の合焦点距離を制御するという手段をとった。
【０００７】
このような手段をとることにより、個々の撮像手段で撮像した画像データ中の被写体のぼけ具合を１つの高解像度な撮像手段で撮像したものと似通ったものにすることができる、あるいは、複数の撮像手段で撮像した画像データをより滑らかに繋ぐことができるため、従来の技術による撮像装置に比べ、１つの高解像度な撮像手段で撮像した画像データにより近い画像データを得ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図５を用いて、本発明の第一の実施例について説明する。
【０００９】
図１は、本発明の第一の実施例における装置の構成図である。図１において、撮像手段１０および撮像手段１１および撮像手段１２および撮像手段１３および撮像手段１４は、いずれもオートフォーカス機構を備えた撮像手段であり、撮像範囲が全体としてひとつの繋がった空間領域となるように、すなわち、本撮像装置の出力する画像データ群を合成してひとつの高精細な画像データとする場合に穴が生じないように配置する。撮像制御装置２は、主記憶装置２１と、中央演算処理装置２２と、撮像手段制御手段２３とで構成する。以下、該各々の構成要素の働きについて説明する。
【００１０】
主記憶装置２１は、基準合焦点距離設定プログラム２１１および合焦点距離制御プログラム２１２および基準合焦点距離データ２１３および合焦点距離データ２１４およびレンズ中心位置ベクトルデータ２１５および撮影方向ベクトルデータ２１６を記憶し、また、基準合焦点距離設定プログラム２１１および合焦点距離制御プログラム２１２の実行時の中間データを記憶するものである。ここで、基準合焦点距離データ２１３は、本撮像装置全体の基準となる合焦点距離と、該合焦点距離の算出にあたり基準とした撮像手段の識別子とから成るデータであり、基準合焦点距離設定プログラム２１１によって出力されるものである。また、合焦点距離データ２１４は、前記５つの撮像手段の各々に設定する合焦点距離の集合のデータで、個々の合焦点距離は前記５つの撮像手段の各々に固有の値であり、合焦点距離制御プログラム２１２によって出力されるものである。レンズ中心位置ベクトルデータ２１５は、前記５つの撮像手段の各々のレンズ中心位置を表す位置ベクトルの集合のデータで、個々の位置ベクトルは前記５つの撮像手段の各々に固有の値であり、前記５つの撮像手段の各々の撮像姿勢および焦点距離に基づいて設計値から求めることができる。撮影方向ベクトルデータ２１６は、前記５つの撮像手段の各々の光軸方向を表す正規化された方向ベクトルの集合のデータで、個々の方向ベクトルは前記５つの撮像手段の各々に固有の値であり、前記５つの撮像手段の各々の撮像姿勢および焦点距離に基づいて設計値から求めることができる。ここで、個々の撮像手段の撮像姿勢については、本撮像装置全体の画角に基づいて決定するものであり、従来技術による装置と同じものを用いることができる。また、基準合焦点距離設定プログラム２１１および合焦点距離制御プログラム２１２は、装置の起動に伴ってこの順に繰り返し実行されるものであるが、これらのプログラムの詳細については、それぞれ図２および図３において説明する。
【００１１】
中央演算処理装置２２は、必要に応じて主記憶装置２１の一部を中間データ記憶領域として使いながら、基準合焦点距離設定プログラム２１１および合焦点距離制御プログラム２１２の実行を行うものである。
【００１２】
撮像手段制御手段２３は、基準合焦点距離設定プログラム２１１または合焦点距離制御プログラム２１２によって制御され、前記５つの撮像手段の、合焦点距離を含む撮像パラメタの設定、および、撮像タイミングの制御、および、オートフォーカスの開始・終了タイミングの制御、および、オートフォーカス機構により求められた合焦点距離の取得、を行うものである。
【００１３】
なお、撮像した画像データの合成は、デジタル的な画像処理によるものであっても光学的な画像処理によるものであっても本発明の実施に問題はなく、また、いずれも従来の技術を用いて実施すればよいため、説明図では省略した。
【００１４】
図２は、本発明の第一の実施例における基準合焦点距離設定プログラム２１１のフローチャートである。ステップ２１１０で基準合焦点距離設定処理を開始すると、まず、ステップ２１１１でオートフォーカス開始処理を行う。該処理は、撮像手段制御手段２３を制御することにより、前記５つの撮像手段においてオートフォーカス処理を開始させる処理である。続いて、ステップ２１１２で、合焦点距離取得処理を行う。該処理は、撮像手段制御手段２３を制御することにより、前記５つの撮像手段においてオートフォーカス機構により求められた合焦点距離の取得を行う。このとき、前記５つの撮像手段のそれぞれは、実際に合焦した場合には合焦点距離を、合焦できなかった場合には合焦できなかったことを示すデータを返すようにする。次に、ステップ２１１３でオートフォーカス終了処理を行う。該処理は、撮像手段制御手段２３を制御することにより、前記５つの撮像手段においてオートフォーカス処理を終了させる処理である。次に、ステップ２１１４で基準合焦点距離算出処理を行う。該処理は、中央の撮像手段１２が合焦している場合には、撮像手段１２の合焦点距離と撮像手段１２の識別子とを基準合焦点距離データ２１３として出力する。撮像手段１２が合焦できなかった場合、撮像手段１１が合焦している場合には、撮像手段１１の合焦点距離と撮像手段１１の識別子とを基準合焦点距離データ２１３として出力する。撮像手段１１と撮像手段１２のいずれもが合焦できなかった場合、撮像手段１３が合焦している場合には、撮像手段１３の合焦点距離と撮像手段１３の識別子とを基準合焦点距離データ２１３として出力する。撮像手段１１と撮像手段１２と撮像手段１３のいずれもが合焦できなかった場合、撮像手段１０が合焦している場合には、撮像手段１０の合焦点距離と撮像手段１０の識別子とを基準合焦点距離データ２１３として出力する。撮像手段１０と撮像手段１１と撮像手段１２と撮像手段１３のいずれもが合焦できなかった場合、撮像手段１４が合焦している場合には、撮像手段１４の合焦点距離と撮像手段１４の識別子とを基準合焦点距離データ２１３として出力する。５つの撮像手段のいずれもが合焦できなかった場合、無限大を意味する値と撮像手段１２の識別子とを基準合焦点距離データ２１３として出力する。以上、ステップ２１１１〜ステップ２１１４の処理を終了後、ステップ２１１５で、基準合焦点距離設定処理を終了する。
【００１５】
図３は、本発明の第一の実施例における合焦点距離制御プログラム２１２のフローチャートである。ステップ２１２０で合焦点距離制御処理を開始すると、まず、ステップ２１２１で基準合焦点距離入力処理を行う。該基準合焦点距離入力処理は、前記基準合焦点距離設定プログラム２１１が設定した基準合焦点距離データ２１３を読み込む処理である。ここで、基準合焦点距離データ２１３に記憶されている基準合焦点距離Ｌの値が無限大を意味する値であった場合には、撮像手段制御手段２３を制御して、すべての撮像手段の合焦点距離を無限大となるように制御した上で、合焦点距離制御処理を終了する。次に、ステップ２１２２で基準合焦平面生成処理を行う。該基準合焦平面生成処理は、基準合焦点距離データ２１３とレンズ中心位置ベクトルデータ２１５と撮影方向ベクトルデータ２１６を使って、撮像装置全体で共通の基準合焦平面３０を生成する処理である。以下、該基準合焦平面生成処理について、基準合焦点距離データ２１３に記憶されている撮像手段の識別子が撮像手段１１の識別子であった場合を例として説明する。まず、基準合焦点、すなわち撮像手段１１がフォーカスを合わせた点、の位置ベクトルＰｆは、基準合焦点距離データ２１３に記憶されている基準合焦点距離Ｌと、レンズ中心位置ベクトルデータ２１５に記憶されている撮像手段１１のレンズ中心位置ベクトルＰ１と、撮影方向ベクトルデータ２１６に記憶されている撮像手段１１の撮影方向ベクトルＶ１とから、「Ｐｆ＝Ｐ１＋Ｌ×Ｖ１」という式によって求められる。ここで、記号「×」はベクトルのスカラー倍を表すものである。次に、撮像装置全体の撮影方向ベクトルＶｓを設定する。本実施例では、該撮影方向ベクトルＶｓとして、撮影方向ベクトルデータ２１６に記憶されている、中央部分を担当する撮像手段１２の撮影方向ベクトルＶ２を設定するが、以下の説明では意味の違いを明確にするために、撮像装置全体の撮影方向ベクトルとして記号Ｖｓを用いる。次に、基準合焦平面３０を「撮影方向ベクトルＶｓに垂直であり、かつ、前記基準合焦点を通るような平面」となるように求める。具体的には、基準合焦平面３０は、位置ベクトルＰが式「Ｖｓ・（Ｐ−Ｐｆ）＝０」を満たす点の集合である。ここで、記号「・」はベクトルの内積を表すものである。ステップ２１２２の基準合焦平面生成処理が終了した後、ステップ２１２３で合焦点距離算出処理を行う。該合焦点距離算出処理は、基準合焦平面３０とレンズ中心位置ベクトルデータ２１５と撮影方向ベクトルデータ２１６を使って、各撮像手段の合焦点距離を算出し、合焦点距離データ２１４として出力する処理である。本実施例では、各撮像手段の合焦面が、「該撮像手段のレンズ中心位置ベクトルで表される位置を通り該撮像手段の撮影方向ベクトルの方向へ伸ばした直線と、前記基準合焦平面との交点」を含むように、該撮像手段の合焦点距離を算出する。具体的には、撮像手段１０の合焦点距離を算出する場合であれば、レンズ中心位置ベクトルデータ２１５に記憶されている撮像手段１０のレンズ中心位置ベクトルＰ０と、撮影方向ベクトルデータ２１６に記憶されている撮像手段１０の撮影方向ベクトルＶ０を用いて、「Ｖｓ・（Ｐｆ−Ｐ０）／（��ｓ・Ｖ０）」とすればよい。ステップ２１２３の合焦点距離算出処理が終了した後、ステップ２１２４で合焦点距離設定処理を行う。該合焦点距離設定処理は、撮像手段制御手段２３を制御して、各撮像手段の合焦点距離を、合焦点距離データ２１４中の対応する値となるように制御する処理である。ステップ２１２４の合焦点距離設定処理が終了した後、ステップ２１２５で合焦点距離制御処理を終了する。
【００１６】
図４は本発明の第一の実施例における合焦点距離の算出方法を示す図であり、図５は従来の技術による合焦点距離の算出方法を示す図である。これらの図を用いて、本発明の第一の実施例における合焦点距離の算出方法の特徴について説明する。
【００１７】
図４および図５において、被写体４０はレンズ中心位置ベクトル１００で表される撮像位置から撮影方向ベクトル１０１で表される方向上に位置する被写体であり、被写体４１はレンズ中心位置ベクトル１１０で表される撮像位置から撮影方向ベクトル１１１で表される方向上に位置する被写体であり、被写体４２はレンズ中心位置ベクトル１２０で表される撮像位置から撮影方向ベクトル１２１で表される方向上に位置する被写体であり、被写体４３はレンズ中心位置ベクトル１３０で表される撮像位置から撮影方向ベクトル１３１で表される方向上に位置する被写体であり、被写体４４はレンズ中心位置ベクトル１４０で表される撮像位置から撮影方向ベクトル１４１で表される方向上に位置する被写体である。
【００１８】
図４の本発明の第一の実施例における合焦点距離の算出方法によれば、まず、基準合焦点距離データ２１３が中央の撮像手段を基準として合焦点距離１２２に設定され、次に、該基準合焦点距離データ２１３にしたがって基準合焦平面３０が生成される。その上で、各レンズ中心位置ベクトルで表される撮像位置からそれに対応する撮影方向ベクトルの方向へ延長した直線が前記基準合焦平面３０と交わる点と、該撮像位置との距離として、基準となった合焦点距離１２２以外の合焦点距離、すなわち合焦点距離１０２および合焦点距離１１２および合焦点距離１３２および合焦点距離１４２が設定される。このときの各撮像手段の合焦面は、それぞれ合焦面１０３および合焦面１１３および合焦面１２３および合焦面１３３および合焦面１４３となる。合焦点距離の算出方法および図４から明らかなように、これらの合焦面はいずれも基準合焦平面３０と共通部分を持つ。すなわち、各撮像手段の合焦点距離を本発明の方法によって制御した場合、個々の撮像手段が撮像した画像データを合成して最終的な画像データを得た場合に、基準合焦平面３０の一部分を合焦面として持つような１つの高解像度な撮像手段で撮影した場合と似通ったぼけ具合の画像データを得ることができる。図４の例であれば、基準合焦平面３０の一部分を合焦面として持つような１つの高解像度な撮像手段で撮影した場合と同様に、被写体４２に対してその他の被写体はぼけが大きくなる。
【００１９】
これに対し、図５の従来の技術による合焦点距離の算出方法では、各撮像手段が独立に合焦点距離を算出し設定するため、各撮影手段の合焦点距離は、合焦点距離１０４および合焦点距離１１４および合焦点距離１２４および合焦点距離１３４および合焦点距離１４４として設定される。このときの各撮像手段の合焦面は、それぞれ合焦面１０５および合焦面１１５および合焦面１２５および合焦面１３５および合焦面１４５となるため、個々の撮像手段が撮像した画像データを合成して最終的な画像データを得た場合に、１つの高解像度な撮像手段で撮影して得た画像データとみなすには被写体のぼけ具合が違和感を与えるようなものとなる。図５の例であれば、基準合焦平面３０（従来は生成していなかったが、図５では、図４の方法と比較して説明するために描画した）の一部分を合焦面として持つような１つの高解像度な撮像手段で撮影した場合と異なり、被写体４２とその他の被写体とが同程度に焦点が合ってしまっているし、逆に本来焦点が合うべき基準合焦平面３０上の点に対して合焦面が大きくずれてしまっている部分がある。さらに図５に示す方法では、重複して撮影している部分の被写体のぼけ具合が担当する撮像手段によって大きく違っているために、合成後に得られる最終的な画像データの画質が劣化する。
【００２０】
以上、本発明の第一の実施例によれば、従来の装置に加えて、基準合焦点距離を設定する処理と、該基準合焦点距離から撮像装置全体で共通の基準合焦平面を生成する処理と、該基準合焦平面に依存して各撮像手段の合焦点距離を制御する処理とを備えるようにし、各々の前記撮像手段の合焦面が前記基準合焦平面と交わりを持つように、各々の前記撮像手段の合焦点距離を制御することにより、個々の撮像手段で撮像した画像データ中の被写体のぼけ具合を１つの高解像度な撮像手段で撮像したものと似通ったものにすることができるため、従来の技術による撮像装置に比べ、最終的に得られる画像データを、１つの高解像度な撮像手段で撮像した画像データにより近い画像データとすることができる。
【００２１】
なお、前記本発明の第一の実施例では、すべての撮像手段がオートフォーカス機構を備えるものとしたが、本発明の実施の形態はこれに限るものではない。例えば、撮像装置を構成する撮像手段のうちの一部分だけがオートフォーカス機構を備えるような構成とし、基準合焦点距離設定プログラム２１１では、該オートフォーカス機構を備える撮像手段だけを制御対象とし、該オートフォーカス機構を備える撮像手段だけから取得した合焦点距離データに基づいて基準合焦点距離の算出を行うようにしてもよい。
【００２２】
また、前記本発明の第一の実施例では、基準合焦点距離設定プログラム２１１において、５つの撮像手段のすべてを制御していたが、本発明の実施の形態はこれに限るものではない。例えば、オートフォーカスを実行する撮像手段をユーザが選択するための機構を備えるようにし、基準合焦点距離設定プログラム２１１では、該選択された撮像手段だけを制御対象とし、該選択された撮像手段だけから取得した合焦点距離データに基づいて基準合焦点距離の算出を行うようにしてもよい。このような実施形態とすることにより、ユーザの意図を反映した芸術的表現を行うのに好適な撮像装置を構成することができる。また、例えば、基準合焦点距離設定プログラム２１１において、制御対象とする撮像手段として、前回の基準合焦点距離設定プログラム２１１の実行時に基準合焦点距離データ２１３を求める基準となった撮像手段と、その周囲の撮像手段とを選択するようにし、該選択された撮像手段だけから取得した合焦点距離データに基づいて基準合焦点距離の算出を行うようにしてもよい。このような実施形態とすることにより、移動物体に焦点を合わせて撮影するのに好適な撮像装置を構成することができる。
【００２３】
また、前記本発明の第一の実施例では、実際に画像データを撮像するための撮像手段を用いて基準合焦点距離データ２１３の設定を行ったが、本発明の実施の形態はこれに限るものではない。例えば、基準合焦点距離データ２１３を設定するための専用の撮像手段を備えるようにしてもよいし、あるいは、基準合焦点距離設定プログラム２１１とは別の基準合焦点距離設定手段を備えるようにしてもよい。例えば、基準合焦点距離をユーザが手動で調整するための機構を備えるようにしてもよい。このような構成とすることにより、基準合焦点距離設定プログラム２１１の実行時、ステップ２１１１でオートフォーカスを開始してからステップ２１１３でオートフォーカスを終了するまでの間で、撮像される画像データがぼけてしまう現象を防止することができる。
【００２４】
また、前記本発明の第一の実施例では、レンズ中心位置ベクトルデータ２１５と撮影方向ベクトルデータ２１６は設計値から求めるようにしたが、本発明の実施の形態はこれに限るものではない。例えば、ステレオ視の原理を使って、撮影された画像データから自動で求めるようにしてもよい。このような実施の形態とすることにより、複数の撮像手段の設置時に設計値からの誤差があった場合にも、該誤差の影響が少ない撮像装置を構成することができる。
【００２５】
また、前記本発明の第一の実施例では、単純に各撮像手段のオートフォーカス機構を使って合焦点距離の取得を行うようにしたが、本発明の実施の形態はこれに限るものではない。例えば、ある閾値を備え、各撮像手段におけるオートフォーカス機構による合焦点距離の探索を、合焦点距離の値の変動量が該閾値以下となる範囲内に限定して実施するように制御してもよい。このような構成とすることにより、基準合焦点距離設定プログラム２１１の実行時、ステップ２１１１でオートフォーカスを開始してからステップ２１１３でオートフォーカスを終了するまでの間で、画像データのぼけ具合が基準合焦点距離設定プログラム２１１の開始前に比べて大きく異なってしまうことを防ぐことができるため、撮像された画像データの品質劣化を軽減することができ、また、探索範囲を狭めることで、オートフォーカス処理の処理時間を短縮することができる。なお、本発明による撮像装置では、各撮像手段におけるオートフォーカス機構によって取得される合焦点距離と、基準合焦点距離設定プログラム２１１の開始前に各撮像手段に設定されている合焦点距離とが、大きく異なる可能性があるため、ここで説明したような構成とすることは本質的である。
【００２６】
また、前記本発明の第一の実施例では、ステップ２１１４の基準合焦点距離算出処理において、中央付近を撮像する撮像手段の優先順位を高く、周辺部を撮像する撮像手段の優先順位を低くし、優先順位の高い撮像手段の合焦点距離を尊重して基準合焦点距離データ２１３を求めるという方法をとったが、本発明における基準合焦点距離算出処理の処理内容についてはこれに限るものではなく、意味のある基準合焦点距離データ２１３が出力できるものであれば、任意の処理とすることができる。例えば、各撮像手段のオートフォーカス機構を合焦点距離に加えて合焦信頼度を取得できるように構成し、ステップ２１１４の基準合焦点距離算出処理において、該合焦信頼度の高い撮像手段の合焦点距離を尊重して基準合焦点距離データ２１３を求めるようにしてもよい。このようにすることにより、オートフォーカス時の誤認識による影響を低減することができる。また、例えば、被写界深度が「手前に浅く奥に深い」性質を考慮し、複数の撮像手段が合焦した場合、該複数の撮像手段のそれぞれについて識別子と合焦点距離の組を基準合焦点距離データ２１３に設定しておき、ステップ２１２２の基準合焦平面生成処理において生成する基準合焦平面３０として、該複数の撮像手段のそれぞれに対応する基準合焦点距離データから生成した複数の合焦平面のうち、中央部分を担当する撮像手段１２のレンズ中心位置ベクトル１２０との距離がもっとも小さいものを採用する、という処理とすることができる。
【００２７】
また、前記本発明の第一の実施例では、基準合焦点距離設定プログラム２１１および合焦点距離制御プログラム２１２は、装置の起動に伴ってこの順に繰り返し実行されるものであるとしたが、本発明の実施の形態はこれに限るものではなく、なんらかのトリガーがあった場合にだけ、基準合焦点距離設定プログラム２１１と合焦点距離制御プログラム２１２をこの順に一度だけ実行するようにしてもよい。例えば、撮像制御装置２が新たに合焦点制御開始ボタン２５を備えるようにし、該合焦点制御開始ボタン２５が押下された場合にのみ、基準合焦点距離設定プログラム２１１と合焦点距離制御プログラム２１２をこの順に一度だけ実行するようにしてもよい。また、例えば、撮影方向や焦点距離などの撮影条件が変わった場合に、基準合焦点距離設定プログラム２１１と合焦点距離制御プログラム２１２をこの順に一度だけ実行するようにしてもよい。また、例えば、撮像制御装置２が新たにタイマー２６を備えるようにし、ある所与の時間間隔Ｔごとに、基準合焦点距離設定プログラム２１１と合焦点距離制御プログラム２１２をこの順に一度だけ実行するようにしてもよい。また、例えば、撮像した画像データの時間的変化を常時監視しておき、該時間的変化が大きいと判定された場合にだけ、基準合焦点距離設定プログラム２１１と合焦点距離制御プログラム２１２をこの順に一度だけ実行するようにしてもよい。
【００２８】
また、前記本発明の第一の実施例では、ステップ２１２３の合焦点距離算出処理において、各撮像手段の合焦面が、「該撮像手段のレンズ中心位置ベクトルで表される位置を通り該撮像手段の撮影方向ベクトルの方向へ伸ばした直線と、前記基準合焦平面３０との交点」を含むように、該撮像手段の合焦点距離を算出するようにしたが、本発明の実施の形態はこれに限るものではなく、各撮影手段の合焦面の一部が前記基準合焦平面３０と共通部分を持つような算出方法であれば、任意の算出方法とすることができる。例えば、各撮像手段の被写界深度が「手前に浅く奥に深い」性質を考慮し、前記本発明の第一の実施例の方法により合焦点距離を算出した後で、「各撮影手段の合焦面の一部が前記基準合焦平面３０と共通部分を持つ」という条件を満たす範囲内で、合焦点距離を所定の割合だけ小さくしてもよい。また、より厳密に、各撮像手段の焦点距離および絞り値および許容ぼけ値のデータ２１７を新たに備えるようにし、基準合焦平面３０のうち「各撮像手段の撮像範囲に含まれ、かつ、各撮像手段の被写界深度内に含まれる」部分の面積が最大となるように、各撮像手段の合焦点距離を算出するようにしてもよい。
【００２９】
また、前記本発明の第一の実施例では、撮像装置全体の撮影方向ベクトルＶｓとして撮影方向ベクトルデータ２１６に記憶されている、中央部分を担当する撮像手段１２の撮影方向ベクトルＶ２を設定したが、本発明の実施の形態はこれに限るものではなく、正規化されており、撮影方向ベクトルデータ２１６に記憶されているすべての撮影方向ベクトルとの内積が正の値となるようなものであれば、任意の方向ベクトルを設定することができる。これにより、例えば水平方向・鉛直方向にそれぞれ偶数個の撮像手段を格子状に並べた撮像装置を構成した場合でも、前記本発明の第一の実施例の場合と同様に合焦点距離の制御を行うことができる。具体的な撮影方向ベクトルＶｓとしては、例えば、「撮影方向ベクトルデータ２１６に記憶されているすべての方向ベクトルの和をとり、その結果として算出されるベクトルを正規化したベクトル」を設定すればよい。この方法により得られる方向ベクトルは、すべての撮影手段の撮影方向に対してその平均的な方向を向いたベクトルとなるため、一般的に「装置の正面方向」であることが望ましいと考えられる撮影方向ベクトルＶｓとして好適である。
【００３０】
以下、図６を用いて、本発明の第二の実施例について説明する。本実施例は、合焦点距離制御プログラム２１２として、第一の実施例とは別のアルゴリズムのものを用いた例である。なお、図６で図４と同じ記号は同じものを表わす。また、基準合焦平面３０は他の方法との比較のために描いたものであり、本実施例においては基準合焦平面３０を算出する必要はない。
【００３１】
図６は本発明の第二の実施例における合焦点距離の算出方法を示す図である。本実施例では、合焦点距離制御プログラム２１２は、すべての撮像手段の合焦点距離を、基準合焦点距離と同一になるように制御する。すなわち、基準合焦点距離設定プログラム２１１が基準合焦点距離データ２１３として撮像手段１２の合焦点距離１２２と撮像手段１２の識別子とを設定した後、合焦点距離制御プログラム２１２は、合焦点距離１０６および合焦点距離１１６および合焦点距離１３６および合焦点距離１４６の値が基準合焦点距離データ２１３に設定された合焦点距離の値となるように撮像手段１０および撮像手段１１および撮像手段１３および撮像手段１４を制御する。
【００３２】
このように各撮像手段の合焦点距離を制御すると、合焦面１０７と合焦面１１７、合焦面１１７と合焦面１２７、合焦面１２７と合焦面１３７、合焦面１３７と合焦面１４７、のそれぞれが互いに境界付近で交わることになる。したがって、撮像した画像データを繋げて最終的な画像データを得る場合に、繋ぎ目付近での被写体のぼけ具合が近しいものになるため、複数の撮像手段で撮像した画像データをより滑らかに繋ぐことができる。
【００３３】
以上、本発明の第二の実施例によれば、すべての撮像手段の合焦点距離を、基準合焦点距離と同一になるように制御することにより、複数の撮像手段で撮像した画像データをより滑らかに繋ぐことができるため、従来の技術による撮像装置に比べ、１つの高解像度な撮像手段で撮像した画像データにより近い画像データを得ることができる。また、前記第一の実施例と異なり、撮像装置全体で共通の基準合焦平面３０を生成する必要がないため、撮像装置全体の画角が広く、撮像装置全体で共通の基準合焦平面３０を生成することが不可能な場合においても、実施することが可能である。
【００３４】
なお、前記本発明の第二の実施例では、基準合焦点距離データ２１３に設定する合焦点距離として撮像手段１２の合焦点距離１２２を設定したが、本発明の実施の形態はこれに限るものではなく、前記本発明の第一の実施例で説明した設定方法のそれぞれによって同様に実施することが可能である。
【００３５】
また、前記本発明の第二の実施例において、基準合焦点距離データ２１３に設定できる合焦点距離の最小値をあらかじめ定めておき、基準合焦点距離データ２１３に設定しようとする合焦点距離が該最小値よりも小さい場合には、基準合焦点距離データ２１３に設定する合焦点距離として該最小値を設定するようにしてもよい。該最小値は、例えば、各撮像手段の合焦点距離を同一の値に設定した場合に、合焦面１０７と合焦面１１７、合焦面１１７と合焦面１２７、合焦面１２７と合焦面１３７、合焦面１３７と合焦面１４７、のそれぞれが互いに交わるような最小の値に定める。このような構成とすることにより、各撮像手段の配置が理想的でない場合、すなわち、各撮像手段のレンズ中心位置ベクトルが一致していない場合にも、本発明による撮像装置により、各撮像手段で撮像した画像データを滑らかに繋げた画像データを、常に得ることができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、複数の撮像手段を用いた撮像装置において、基準合焦点距離を設定する処理と、該基準合焦点距離に依存して各撮像手段の合焦点距離を制御する処理とを備え、各々の前記撮像手段の合焦面が、撮像装置全体で共通の基準合焦平面と交わりを持つように、あるいは、各々の隣接する撮像手段の合焦面が互いに交わりを持つように、各々の前記撮像手段の合焦点距離を制御するようにしたことにより、従来の技術による撮像装置に比べ、１つの高解像度な撮像手段で撮像した画像データにより近い画像データを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施例における装置の構成図である。
【図２】本発明の第一の実施例における基準合焦点距離設定プログラムのフローチャートである。
【図３】本発明の第一の実施例における合焦点距離制御プログラムのフローチャートである。
【図４】本発明の第一の実施例における合焦点距離の算出方法を示す図である。
【図５】従来の技術による合焦点距離の算出方法を示す図である。
【図６】本発明の第二の実施例における合焦点距離の算出方法を示す図である。
【符号の説明】
１０、１１、１２、１３、１４……撮像手段
３０……基準合焦平面
４０、４１、４２、４３、４４……被写体
１００、１１０、１２０、１３０、１４０……レンズ中心位置ベクトル
１０１、１１１、１２１、１３１、１４１……撮影方向ベクトル
１０２、１１２、１２２、１３２、１４２……第一の実施例での合焦点距離
１０３、１１３、１２３、１３３、１４３……第一の実施例での合焦面
１０４、１１４、１２４、１３４、１４４……従来の合焦点距離
１０５、１１５、１２５、１３５、１４５……従来の合焦面
１０６、１１６、１２６、１３６、１４６……第二の実施例での合焦点距離
１０７、１１７、１２７、１３７、１４７……第二の実施例での合焦面
【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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