(57)【要約】【課題】動画撮影時には、オートフォーカスを有効にして動画を撮影するため、動画撮影中にもレンズを動かす必要がある。レンズを動かしている間に動画のぼけが発生する場合がある。【解決手段】そこで、動画撮影用のカメラ及び合焦位置検出用のカメラを備えた撮像装置を考え、合焦位置検出用のカメラで合焦位置を検出し、この合焦位置を動画撮影用のカメラのレンズ位置に反映させることで、動画撮影時における動画のぶれを低減する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のレンズにより動画撮影が可能な第１の撮像部と、
前記第１の撮像部の動画撮影時に、前記第１のレンズとは異なる第２のレンズを用いて映像を取得する第２の撮像部と、
前記第２の撮像部が取得した映像に基づいて、前記第１のレンズを移動する合焦位置決定部と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記合焦位置決定部は、撮影している動画のフレーム間に前記第１のレンズを移動する請求項１の撮像装置。
【請求項３】
さらに、前記合焦位置決定部は、前記第２の撮像部が撮影した映像から前記第２のレンズの合焦位置を検出する合焦位置検出部と、
前記第２のレンズの合焦位置に基づいて、前記第１のレンズの位置を移動する合焦位置変更部と、
を備える請求項２の撮像装置。
【請求項４】
前記合焦位置検出部は、前記第２の撮像部が取得した映像のコントラスト値の変化を確認し、前記コントラスト値の標準偏差が最大になる場所を前記第２のレンズの合焦位置とする請求項３の撮像装置。
【請求項５】
前記第１のレンズ及び前記第２のレンズは同種のレンズである請求項１乃至４いずれか一に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記合焦位置変更部は、前記第１のレンズ及び前記第２のレンズの特性がそれぞれ異なる場合に、前記第１のレンズ及び前記第２のレンズの特性の差異を補正し、前記第１のレンズの移動を行う請求項３乃至５いずれか一に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記第１の撮像部は第１の筐体、前記第２の撮像部は第２の筐体、とそれぞれ異なる筐体に格納され、前記第１の筐体及び前記第２の筐体間で通信を行い前記第１のレンズの移動を行う請求項１乃至６いずれか一に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記第１の撮像部は、動画撮影時にはオートフォーカス機能を無効にする請求項１乃至７いずれか一に記載の撮像装置。
【請求項９】
第１のレンズにより動画撮影を行う第１の撮像工程と、
前記第１の撮像工程の動画撮影時に、前記第１のレンズとは異なる第２のレンズを用いて映像を取得する第２の撮像工程と、
前記第２の撮像工程で取得した映像に基づいて、前記第１のレンズを移動する合焦位置決定工程と、
を含むことを特徴とする撮像方法。
【請求項１０】
第１のレンズにより動画撮影を行う第１の撮像処理と、
前記第１の撮像処理の動画撮影時に、前記第１のレンズとは異なる第２のレンズを用いて映像を取得する第２の撮像処理と、
前記第２の撮像処理で取得した映像に基づいて、前記第１のレンズを移動する合焦位置決定処理と、
を撮像装置を構成するコンピュータに実行させるプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、撮像方法及びプログラムに関する。特に、複数のカメラを用いて動画撮影が可能な撮像装置、撮像方法及びプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ビデオカメラだけではなく、デジタルカメラや携帯電話による動画の撮影が広く普及している。さらに、単に動画の撮影が可能なだけではなく、高精細で高画質なＨＤ（Ｈｉｇｈ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）映像の撮影が可能な機種も存在する。同時に、これらの機器はＨＤＭＩ（Ｈｉｇｈ−Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｍｅｄｉａ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）ケーブルを介して液晶モニター等と接続することにより、録画時の画質のままモニターに映像出力が可能である。
【０００３】
ここで、特許文献１において、広角カメラと望遠カメラの２つのカメラを用いることで、広角カメラの撮影した被写体を望遠カメラで追従する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−２５７９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以下の分析は、本発明の観点からなされたものである。
【０００６】
上述のように、動画撮影を手軽に行える環境にあるが、実際に動画撮影を行い、その映像を視聴すると満足できる画質で録画されていないことがある。その要因として、動画撮影時の手振れの問題があるが、この手振れの問題だけではなく、オートフォーカスをオンにして動画撮影していることも関係している。しかし、オートフォーカスをオンにして動画撮影を行わないと、被写体がぼやけてしまうといった問題が発生する。
【０００７】
デジタルカメラや携帯電話のオートフォーカス機能は、コントラスト値の標準偏差が最大となる点を探し出し、焦点を合わせる方法が採用されることが多い。静止画の撮影の場合であれば、ある特定の瞬間を撮影すれば良いので、このようなオートフォーカスの方法で問題が生じることはない。
【０００８】
しかし、動画撮影時では、常に画像を取得し続けなければならず、被写体に対して焦点を合わせるためにレンズを動かしている間も画像を取得しなければならない。例えば、図２に示すように被写体との焦点があっておらず、オートフォーカスが働いた状態で動画撮影をする場合を考える。この場合、デジタルカメラ等は、被写体にフォーカスするためにレンズを前後させ、合焦位置を探す。しかし、動画撮影の場合は合焦位置を探している間も、画像１乃至３のように複数の画像が撮影される。画像１乃至３は、それぞれレンズの位置が異なった状態で撮影されたものであり、さらに、焦点があっていない状態で撮影された画像である。そのため、動画のぶれが発生してしまう。加えて、被写体の動作に合わせて再度焦点を合わせる必要があり、その都度、上述のような動画のぶれが発生する可能性がある。
【０００９】
このように、動画撮影時には被写体の動作に合わせて常にレンズを動かす必要があり、このレンズを動かしている間に撮影された動画は長時間視聴するのが苦痛なものとなってしまう場合がある。さらに、このような動画を大画面で視聴すると動画酔いを起こしてしまうこともある。
【００１０】
以上のとおり、従来技術には、解決すべき問題点が存在する。
【００１１】
本発明の一側面において、動画撮影時に動画のぶれを低減させた撮像装置、撮像方法及びプログラムが、望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の視点によれば、第１のレンズにより動画撮影が可能な第１の撮像部と、前記第１の撮像部の動画撮影時に、前記第１のレンズとは異なる第２のレンズを用いて映像を取得する第２の撮像部と、前記第２の撮像部が取得した映像に基づいて、前記第１のレンズを移動する合焦位置決定部と、を備える撮像装置が提供される。
【００１３】
本発明の第２の視点によれば、第１のレンズにより動画撮影を行う第１の撮像工程と、前記第１の撮像工程の動画撮影時に、前記第１のレンズとは異なる第２のレンズを用いて映像を取得する第２の撮像工程と、前記第２の撮像工程で取得した映像に基づいて、前記第１のレンズを移動する合焦位置決定工程と、を含む撮像方法が提供される。
【００１４】
本発明の第３の視点によれば、第１のレンズにより動画撮影を行う第１の撮像処理と、前記第１の撮像処理の動画撮影時に、前記第１のレンズとは異なる第２のレンズを用いて映像を取得する第２の撮像処理と、前記第２の撮像処理で取得した映像に基づいて、前記第１のレンズを移動する合焦位置決定処理と、を撮像装置を構成するコンピュータに実行させるプログラムが提供される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の各視点によれば、動画撮影時に動画のぶれを低減させた撮像装置、撮像方法及びプログラム、が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の概要を説明するための図である。
【図２】単一のレンズで動画撮影を行う際のレンズの動作を説明するための図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の全体のブロック図である。
【図４】動画撮影時における、動画撮影用カメラの動作を説明するためのフローチャートである。
【図５】動画撮影時における、合焦位置検出用カメラの動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
初めに、図１を用いて本発明の概要について説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。上述のように、撮像装置における動画撮影時には被写体の動作に合わせて常にレンズを動かす必要があり、このレンズを動かしている間に動画のぼけが発生する場合がある。
【００１８】
そこで、第１のレンズを備え、動画撮影が可能な第１の撮像部と、第２のレンズを備え、第１の撮像部が動画を撮影している間に映像の取得が可能な第２の撮像部と、第２の撮像部の取得した映像から第１のレンズの位置を変更可能な合焦位置決定部を有する撮像装置を考える。この合焦位置決定部において、第２の撮像部で取得した映像から、第２のレンズの合焦位置を検出し、この合焦位置を第１の撮像部における第１のレンズの位置に反映させる。即ち、第１の撮像部において動画を撮影している間、第２の撮像部は第２のレンズの合焦位置を検出し、合焦位置決定部に通知する。その後、合焦位置決定部が第２のレンズの合焦位置に基づいて第１のレンズの移動を行う。
【００１９】
このように、第１の撮像部を動画撮影用、第２の撮像部を合焦位置検出用として動作させることで、第１の撮像部では合焦位置を探す必要がなく、第１のレンズの合焦位置を探すためにレンズを動かすことにより発生していた動画のぶれを低減させることができる。
【００２０】
［第１の実施形態］
次に、本発明の第１の実施形態について、図３を用いてより詳細に説明する。図３は本実施形態に係る撮像装置１の内部構成を示すブロック図である。撮像装置１は、第１撮像部１０と、第２撮像部２０と、第１駆動制御部３０と、第２駆動制御部３１と、合焦位置変更部４０と、合焦位置検出部５０と、映像保存処理部６０と、記憶部７０と、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）８０から構成される。
【００２１】
第１撮像部１０は動画撮影のために使用し、第２撮像部２０は第１撮像部１０の合焦位置を検出するために用いる映像を取得する際に使用する。
【００２２】
第１撮像部はレンズ１０１、撮像素子１０２、画像信号処理部１０３、第１駆動部１０４から構成される。撮像素子１０２はレンズ１０１を介して取得する映像を撮像するものであり、そこで取得された映像は、画像信号処理部１０３において、電気信号からデジタル信号に変換される。また、第１駆動部１０４はレンズ１０１を前後に移動させるアクチュエータとして機能する。なお、第２撮像部２０の構成及び動作は、第１撮像部１０の構成及び動作と同一のため説明を省略する。また、レンズ１０１及びレンズ２０１の焦点距離等の特性は同一であるとする。
【００２３】
第１駆動部１０４及び第２駆動部２０４の制御は、それぞれ、第１駆動制御部３０及び第２駆動制御部３１により行われる。
【００２４】
合焦位置変更部４０は、合焦位置検出部５０が検出したレンズ２０１の合焦位置を基に、レンズ１０１の位置を変更するための指示を第１駆動制御部３０に対して行う。
【００２５】
合焦位置検出部５０は、画像信号処理部２０３から出力されたデジタル信号からレンズ２０１の合焦位置を検出し、合焦位置変更部４０に通知する。
【００２６】
映像保存処理部６０は第１撮像部１０で撮影した映像に対して、信号処理を施した上で、映像を記憶するのに適した形式に変換する。映像保存処理部６０により変換された画像は、記憶部７０において保存される。
【００２７】
ＣＰＵ８０では、撮像装置１全体の制御を行う。例えば、ユーザーが行うキー操作を認識し、操作に必要な情報の作成やその表示を行う。
【００２８】
次に、図３に示す撮像装置１の動作について説明する。撮像装置１は、ユーザーが動画撮影の操作を行うと、動画撮影用カメラである第１撮像部１０と合焦位置検出用カメラである第２撮像部２０を起動し、ユーザーの操作により録画を開始する。
【００２９】
この際に、第１撮像部１０と第２撮像部２０は独立して動作し、動画撮影時には、第１撮像部１０のレンズ１０１の位置決定を第２撮像部２０から得られたレンズ２０１の合焦位置を用いて行うことで、撮像装置１全体として動画のぶれを低減する。図４は、撮像装置１の動画撮影時における、動画撮影用カメラの動作を示すフローチャートである。図５は、撮像装置１の動画撮影時における、合焦位置検出用カメラの動作を示すフローチャートである。
【００３０】
初めに、動画撮影用カメラの動作について説明する。
【００３１】
ステップＳ０１では、第１撮像部１０の起動を行う。
【００３２】
ステップＳ０２では、動画撮影を開始する。
【００３３】
ステップＳ０３では、ＣＰＵ８０から撮影停止要求を受け付けたか否かを判断する。撮影停止要求を受け付けている場合には動画撮影を終了する。撮影停止要求を受け付けていなければステップＳ０４に遷移する。
【００３４】
ステップＳ０４では、合焦位置変更部４０において、合焦位置検出部５０からなされる合焦位置の通知の有無を確認する。合焦位置の通知がされていれば、ステップＳ０５に遷移する。合焦位置の通知がされていなければ、ステップＳ０６に遷移する。
【００３５】
ステップＳ０５では、合焦位置変更部４０において、合焦位置の通知に基づきレンズ１０１の移動量を計算する。その後、第１駆動制御部３０に対してレンズ１０１の移動を指示する。第１駆動制御部３０では、合焦位置変更部４０から通知されたレンズ１０１の移動量に基づきレンズ１０１を移動させる。実際のレンズ１０１の移動は、第１駆動制御部３０が第１駆動部１０４を制御することにより行う。
【００３６】
ステップＳ０６では、レンズ１０１を通して撮像素子１０２で取得された映像を画像信号処理部１０３でデジタル信号に変換し、映像保存処理部６０に送られ、映像保存処理部６０で保存に適する形式に変換処理した画像を記憶部７０に保存する。その後、ステップＳ０３に遷移する。
【００３７】
動画撮影時には、上記の動作を継続する。このように、第１撮像部１０では、第２撮像部２０で撮影した映像から作りだした、レンズ２０１の合焦位置に基づきレンズ１０１を移動させる。さらに、レンズ１０１の移動を動画のフレーム間で逐次実施し、動画撮影を行う。従って、上述のようにレンズを動かしている間に動画が撮影することによって動画のぼけが発生するという問題点が解消する。なお、第１撮像部１０においては、第２撮像部２０から通知された合焦位置の通知のみに従いレンズ１０１を動かし、自らのオートフォーカス機能は使用しない。
【００３８】
次に、合焦位置検出用カメラの動作について説明する。
【００３９】
ステップＳ１１では、第２撮像部２０の起動を行う。
【００４０】
ステップＳ１２では、オートフォーカス機能を有効にする。
【００４１】
ステップＳ１３では、図４のステップＳ０３と同様にＣＰＵ８０から通知される撮影停止要求の有無を確認する。
【００４２】
ステップＳ１４では、レンズ２０１の焦点が合っているかを確認する。レンズ２０１の焦点が合っていれば、再びステップＳ１３の判断を行い、焦点が合っていなければ、ステップＳ１５に遷移する。
【００４３】
ステップＳ１５では、レンズ２０１を移動させ焦点の合う位置を検出する。具体的には、レンズ２０１を通して撮像素子２０２で取得された映像は、画像信号処理部２０３でデジタル信号に変換され、合焦位置検出部５０に送信される。合焦位置検出部５０では、送られてきた映像により、コントラスト比を計算・記憶する。その後、第２駆動制御部３１及び第２駆動部２０４を介して、レンズ２０１を移動する。このような、コントラスト比の計算・記憶とレンズ２０１の移動を繰り返して、コントラスト比の標準偏差が最大になるレンズ２０１の位置を検出する。このコントラスト比の標準偏差が最大となるレンズ２０１の位置をレンズ２０１の合焦位置として採用する。
【００４４】
ステップＳ１６では、合焦位置検出部５０で検出したレンズ２０１の合焦位置を、合焦位置変更部４０に通知する。通知後は、合焦位置検出の動作を継続し、レンズ２０１の合焦位置が更新される毎に合焦位置変更部４０に通知する。動画撮影時には、第１撮像部１０と同様に、上記の動作を継続する。
【００４５】
以上のように、動画撮影用のカメラ及び合焦位置検出用のカメラを備えた携帯電話やデジタルカメラといった撮像装置において、合焦位置検出用のカメラで合焦位置を検出し、この合焦位置を動画撮影用のカメラのレンズ位置に反映させることで、動画撮影時における動画のぶれを低減することができる。
【００４６】
さらに、近年では、２次元の平面映像だけではなく、３次元の立体画像の普及が始まっており、立体画像の撮影には左右それぞれの視点からの映像が必要なことから、立体画像の撮像装置はカメラを複数備える必要がある。そのような機器においても、複数のカメラを用いることで動画のぶれを低減した動画撮影を行うことが可能となる。
【００４７】
なお、撮像装置に用いられるレンズには、標準レンズや望遠レンズなど各種存在するが、レンズ１０１及びレンズ２０１に用いるレンズは同種のレンズであれば、どのようなレンズでも良い。また、レンズ１０１及びレンズ２０１の特性は同一であることを前提に説明したが、それぞれ異なる特性を持つ場合には、両者の特性を予め測定し、合焦位置変更部４０又は合焦位置検出部５０において補正をすることも可能である。即ち、レンズの特性の差異は修正可能であるので、撮像装置の製造時にレンズの選別が必要となることはなく、レンズの特性の差異が製品コストに影響することはない。
【００４８】
さらに、第１の撮像部１０と第２の撮像部２０は、必ずしも同一の筐体に格納されている必要はない。例えば、同じレンズを搭載した撮像装置を連携させ、１台を合焦位置検出用カメラ、もう１台を動画撮影用カメラとして使用することで、動画のぶれを低減することが可能になる。
【００４９】
上記の実施形態の一部又は全部は、以下の付記のようにも記載され得るが、以下には限られない。
【００５０】
（付記１）第１のレンズにより動画撮影が可能な第１の撮像部と、前記第１の撮像部の動画撮影時に、前記第１のレンズとは異なる第２のレンズを用いて映像を取得する第２の撮像部と、前記第２の撮像部が取得した映像に基づいて、前記第１のレンズを移動する合焦位置決定部と、を備える撮像装置。
【００５１】
（付記２）前記合焦位置決定部は、撮影している動画のフレーム間に前記第１のレンズを移動する撮像装置。
【００５２】
（付記３）さらに、前記合焦位置決定部は、前記第２の撮像部が撮影した映像から前記第２のレンズの合焦位置を検出する合焦位置検出部と、前記第２のレンズの合焦位置に基づいて、前記第１のレンズの位置を移動する合焦位置変更部と、を備える撮像装置。
【００５３】
（付記４）前記合焦位置検出部は、前記第２の撮像部が取得した映像のコントラスト値の変化を確認し、前記コントラスト値の標準偏差が最大になる場所を前記第２のレンズの合焦位置とする撮像装置。
【００５４】
（付記５）前記第１のレンズ及び前記第２のレンズは同種のレンズである撮像装置。
【００５５】
（付記６）前記合焦位置変更部は、前記第１のレンズ及び前記第２のレンズの特性がそれぞれ異なる場合に、前記第１のレンズ及び前記第２のレンズの特性の差異を補正し、前記第１のレンズの移動を行う撮像装置。
【００５６】
（付記７）前記第１の撮像部は第１の筐体、前記第２の撮像部は第２の筐体、とそれぞれ異なる筐体に格納され、前記第１の筐体及び前記第２の筐体間で通信を行い前記第１のレンズの移動を行う撮像装置。
【００５７】
（付記８）前記第１の撮像部は、動画撮影時にはオートフォーカス機能を無効にする撮像装置。
【００５８】
（付記９）第１のレンズにより動画撮影を行う第１の撮像工程と、前記第１の撮像工程の動画撮影時に、前記第１のレンズとは異なる第２のレンズを用いて映像を取得する第２の撮像工程と、前記第２の撮像工程で取得した映像に基づいて、前記第１のレンズを移動する合焦位置決定工程と、を含む撮像方法。
【００５９】
（付記１０）前記合焦位置決定工程は、撮影している動画のフレーム間に前記第１のレンズを移動する撮像方法。
【００６０】
（付記１１）さらに、前記合焦位置決定工程は、前記第２の撮像工程が撮影した映像から前記第２のレンズの合焦位置を検出する合焦位置検出工程と、前記第２のレンズの合焦位置に基づいて、前記第１のレンズの位置を移動する合焦位置変更工程と、を含む撮像方法。
【００６１】
（付記１２）前記合焦位置検出工程は、前記第２の撮像工程が取得した映像のコントラスト値の変化を確認し、前記コントラスト値の標準偏差が最大になる場所を前記第２のレンズの合焦位置とする撮像方法。
【００６２】
（付記１３）前記合焦位置変更工程は、前記第１のレンズ及び前記第２のレンズの特性がそれぞれ異なる場合に、前記第１のレンズ及び前記第２のレンズの特性の差異を補正し、前記第１のレンズの移動を行う撮像方法。
【００６３】
（付記１４）第１のレンズにより動画撮影を行う第１の撮像処理と、前記第１の撮像処理の動画撮影時に、前記第１のレンズとは異なる第２のレンズを用いて映像を取得する第２の撮像処理と、前記第２の撮像処理で取得した映像に基づいて、前記第１のレンズを移動する合焦位置決定処理と、を撮像装置を構成するコンピュータに実行させるプログラム。
【００６４】
（付記１５）前記合焦位置決定処理は、撮影している動画のフレーム間に前記第１のレンズを移動するプログラム。
【００６５】
（付記１６）さらに、前記合焦位置決定処理は、前記第２の撮像処理が撮影した映像から前記第２のレンズの合焦位置を検出する合焦位置検出処理と、前記第２のレンズの合焦位置に基づいて、前記第１のレンズの位置を移動する合焦位置変更処理と、を実行するプログラム。
【００６６】
（付記１７）前記合焦位置検出処理は、前記第２の撮像処理が取得した映像のコントラスト値の変化を確認し、前記コントラスト値の標準偏差が最大になる場所を前記第２のレンズの合焦位置とするプログラム。
【００６７】
（付記１８）前記合焦位置変更処理は、前記第１のレンズ及び前記第２のレンズの特性がそれぞれ異なる場合に、前記第１のレンズ及び前記第２のレンズの特性の差異を補正し、前記第１のレンズの移動を行うプログラム。
【００６８】
なお、上記の特許文献等の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。例えば、第２撮像部を複数備え、これらから通知される合焦位置の平均値から第１撮像部におけるレンズの位置を決定することも可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１  撮像装置
１０  第１撮像部
２０  第２撮像部
３０  第１駆動制御部
３１  第２駆動制御部
４０  合焦位置変更部
５０  合焦位置検出部
６０  映像保存処理部
７０  記憶部
８０  ＣＰＵ
１０１、２０１  レンズ
１０２、２０２  撮像素子
１０３、２０３  画像信号処理部
１０４  第１駆動部
２０４  第２駆動部
【図１】
2012088564.tif 000003
【図２】
2012088564.tif 000004
【図３】
2012088564.tif 000005
【図４】
2012088564.tif 000006
【図５】
2012088564.tif 000007