(57)【要約】【課題】  立体撮影をする際の撮影を行うときのＡＦ合焦までの時間短縮を実現する。【解決手段】  被写体に対する至近側および無限遠側に探索範囲内を移動可能に構成された第１のフォーカスレンズと、被写体に対する至近側および無限遠側に探索範囲内を移動可能に構成された第２のフォーカスレンズと、前記被写体に対して前記第１のフォーカスレンズおよび前記第２のフォーカスレンズを合焦させる際に、各フォーカスレンズの一方を前回の合焦位置から前記至近側に向けて所定の距離だけ移動させ、他方を前回の合焦位置から前記無限遠側に所定の距離だけ移動させて合焦状態であるかを確認し、また、各フォーカスレンズが前記探索範囲の限界に達した場合には移動方向を反転させ、各フォーカスレンズの一方が合焦状態にあることが確認された場合には、他方のフォーカスレンズを一方のフォーカスレンズのいずれかに移動させる制御手段とを有する。【選択図】図１
2012177851.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体に対する至近側および無限遠側に探索範囲内を移動可能に構成された第１のフォーカスレンズと、
被写体に対する至近側および無限遠側に探索範囲内を移動可能に構成された第２のフォーカスレンズと、
前記被写体に対して前記第１のフォーカスレンズおよび前記第２のフォーカスレンズを合焦させる際に、各フォーカスレンズの一方を前回の合焦位置から前記至近側に向けて所定の距離だけ移動させ、他方を前回の合焦位置から前記無限遠側に所定の距離だけ移動させて合焦状態であるかを確認し、また、各フォーカスレンズが前記探索範囲の限界に達した場合には移動方向を反転させ、各フォーカスレンズの一方が合焦状態にあることが確認された場合には、他方のフォーカスレンズを一方のフォーカスレンズのいずれかに移動させる制御手段とを有することを特徴とする画像撮影装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像撮影装置において、
前記制御装置は、前記被写体に対して前記第１のフォーカスレンズおよび前記第２のフォーカスレンズのいずれか一方のみを合焦させる際に、各フォーカスレンズの一方を前回の合焦位置から前記至近側に向けて所定の距離だけ移動させ、他方を前回の合焦位置から前記無限遠側に所定の距離だけ移動させて合焦状態であるかを確認し、また、各フォーカスレンズが前記探索範囲の限界に達した場合には移動方向を反転させ、各フォーカスレンズの一方が合焦状態にあることを確認することを特徴とする画像撮影装置。
【請求項３】
被写体に対する至近側および無限遠側に探索範囲内を移動可能に構成された第１のフォーカスレンズおよび第２のフォーカスレンズと、該第１のフォーカスレンズおよび第２のフォーカスレンズの移動を制御する制御手段とを有する画像撮影装置で行われる合焦位置探索方法において、
前記制御手段は、前記被写体に対して前記第１のフォーカスレンズおよび前記第２のフォーカスレンズを合焦させる際に、各フォーカスレンズの一方を前回の合焦位置から前記至近側に向けて所定の距離だけ移動させ、他方を前回の合焦位置から前記無限遠側に所定の距離だけ移動させて合焦状態であるかを確認し、また、各フォーカスレンズが前記探索範囲の限界に達した場合には移動方向を反転させ、各フォーカスレンズの一方が合焦状態にあることが確認された場合には、他方のフォーカスレンズを一方のフォーカスレンズのいずれかに移動させることを特徴とする合焦位置探索方法。
【請求項４】
請求項３記載の合焦位置探索方法において、
前記制御装置は、前記被写体に対して前記第１のフォーカスレンズおよび前記第２のフォーカスレンズのいずれか一方のみを合焦させる際に、各フォーカスレンズの一方を前回の合焦位置から前記至近側に向けて所定の距離だけ移動させ、他方を前回の合焦位置から前記無限遠側に所定の距離だけ移動させて合焦状態であるかを確認し、また、各フォーカスレンズが前記探索範囲の限界に達した場合には移動方向を反転させ、各フォーカスレンズの一方が合焦状態にあることを確認することを特徴とする合焦位置探索方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンパクトデジタルカメラやカメラ撮影機能付携帯電話などで、立体（３Ｄ）撮影を目的として撮影機能が同一面側に２系統搭載されている撮影装置に関し、特に、合焦探索を分担することによりＡＦ合焦時間の短縮する制御を行う撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、立体表示デバイスの普及とともに、立体撮影機能を備えた撮影装置が多くなっている。このような撮影装置として、単一の撮影装置で、撮影範囲を水平方向に移動させながら撮影することにより、両目視差の生じた撮影画像を生成する方法のものがあるが、この方法では、撮影時に撮影装置を水平移動させるなどの操作が必要となり、即時性という点で問題がある。このため、撮影装置そのものを２つ用意し、視差が生じる配置にて搭載し、立体撮影機能を可能とした撮影装置が実用化されている。
【０００３】
撮影装置を２つ用いる撮影装置は、レンズ、ＣＣＤ等の撮像素子からなる撮像素子部、撮影装置の映像信号を出力する信号処理部、オートフォーカス（ＡＦ）のための信号処理を行うＡＦ演算部を有する。
【０００４】
また、フォーカスレンズを移動させるためのフォーカスレンズ移動モータ、ズーム時にズームレンズを移動させるためのズームレンズ移動モータを有する。
【０００５】
ＡＦ機構は、ＣＣＤなどの撮像素子に当たる映像のコントラストを検知してピントをあわせる方式がコンパクトデジタル撮影装置や撮影装置撮影機能付携帯電話には一般的に使用されている。
【０００６】
コントラスト検知方式では、ピントがあっていてコントラストの高い位置の検出を行っているが、物理的にレンズを移動させる必要がある。
【０００７】
また、レンズを移動させる方向を一方向に絞った方が効率がよいため、撮影装置撮影機能が起動された際にレンズの初期位置を至近側、もしくは無限遠側に移動させ、そこからコントラスト検知を開始させることが多い。
【０００８】
特許文献１（２００６−１６２９９０号公報）に記載の立体画像撮影装置は、短時間に効率よくAF動作を行うことを目的とし、第１及び第２撮像部２ａ，２ｂにそれぞれ設けられた第１及び第２フォーカスレンズ１３，２２について、ＡＦ動作の開始時に、第１フォーカスレンズ１３を近点Ｐｎから遠点Ｐｉへ向って移動させるとともに、第２フォーカスレンズ２２を遠点Ｐｉから近点Ｐｎへ向って移動させる構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】２００６−１６２９９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
単一の撮影装置で、撮影範囲を水平方向に移動させながら撮影する装置では、上述したように即時性という点で問題がある。
【００１１】
特許文献１に記載の装置では、全範囲をレンズ移動させると時間がかかるため、あらかじめ、レンズをいずれかに移動させておき、フォーカスレンズ駆動範囲を至近側、無限遠側など区分することにより、動かす時間を短くて済むようにしているが、ユーザーが接写や風景撮影など用途に併せて撮影モードの切り替えなどを実施した場合にはレンズの初期位置を至近側、無限遠側へ移動させる必要があるため、レンズ移動時間が必要となり、その分撮影可能になるまでの時間の遅延につながっている。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、撮影装置を２系統使用することにより、それぞれを至近側探索用、無限遠側探索用と割り振ることにより、レンズ初期位置への移動時間をなくした上で合焦処理を実施し、合焦結果が得られた一方の結果を他方のレンズ移動へ反映することにより、撮影を行うときのＡＦ合焦までの時間短縮を実現するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明による画像撮影装置は、被写体に対する至近側および無限遠側に探索範囲内を移動可能に構成された第１のフォーカスレンズと、
被写体に対する至近側および無限遠側に探索範囲内を移動可能に構成された第２のフォーカスレンズと、
前記被写体に対して前記第１のフォーカスレンズおよび前記第２のフォーカスレンズを合焦させる際に、各フォーカスレンズの一方を前回の合焦位置から前記至近側に向けて所定の距離だけ移動させ、他方を前回の合焦位置から前記無限遠側に所定の距離だけ移動させて合焦状態であるかを確認し、また、各フォーカスレンズが前記探索範囲の限界に達した場合には移動方向を反転させ、各フォーカスレンズの一方が合焦状態にあることが確認された場合には、他方のフォーカスレンズを一方のフォーカスレンズのいずれかに移動させる制御手段とを有することを特徴とする。
【００１４】
本発明による合焦位置探索方法は、被写体に対する至近側および無限遠側に探索範囲内を移動可能に構成された第１のフォーカスレンズおよび第２のフォーカスレンズと、該第１のフォーカスレンズおよび第２のフォーカスレンズの移動を制御する制御手段とを有する画像撮影装置で行われる合焦位置探索方法において、
前記制御手段は、前記被写体に対して前記第１のフォーカスレンズおよび前記第２のフォーカスレンズを合焦させる際に、各フォーカスレンズの一方を前回の合焦位置から前記至近側に向けて所定の距離だけ移動させ、他方を前回の合焦位置から前記無限遠側に所定の距離だけ移動させて合焦状態であるかを確認し、また、各フォーカスレンズが前記探索範囲の限界に達した場合には移動方向を反転させ、各フォーカスレンズの一方が合焦状態にあることが確認された場合には、他方のフォーカスレンズを一方のフォーカスレンズのいずれかに移動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
上記の構成による本発明においては、撮影を行うときのＡＦ合焦までの時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明による一実施形態である立体画像撮影装置１００の構成を示すブロック図である。
【図２】図１に示した本実施形態の合焦状態を実現する際の動作を説明するための図である。
【図３】合焦動作を行う際の制御手段１０５の動作を示すフローチャートである。
【図４】（ａ）〜（ｃ）のそれぞれは、レンズ移動の状態を示す図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）のそれぞれは、レンズ移動の状態を示す図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）のそれぞれは、レンズ移動の状態を示す図である。
【図７】本発明の他の実施形態における合焦動作を行う際の制御手段１０５の動作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】
【００１７】
以下、本発明の具体的な実施形態について、図面を参照して説明する。
【００１８】
図１は、本発明による一実施形態である立体画像撮影装置１００の要部構成を示すブロック図である。
【００１９】
立体画像撮影装置１００は、撮像手段１０１，２０１、オートフォーカス手段１０２，２０２、フォーカス駆動手段１０３，２０３、撮像光学系１０４，２０４、および制御手段１０５から構成されている。撮像手段１０１，２０１、オートフォーカス手段１０２，２０２、フォーカス駆動手段１０３，２０３、撮像光学系１０４，２０４は同じ構成のものが２系統独立に設けられている。なお、図１は、本実施形態の撮影に関する構成のみを示している。実際にはこれらの他に入力手段利用者からの指示を受け付ける入力手段や、撮像光学系１０４，２０４で撮影された内容を記憶する記憶手段などを含むものであるが、これらは一般的に公知の技術を用いて構成されるものであり、特徴を有するものではないため、ここでは図示することなく、説明も省略する。
【００２０】
撮像光学系１０４，２０４は被写体３００を撮影する。撮像光学系１０４，２０４により撮影された被写体３００の像は、撮像手段１０１，２０１により像信号に変換される。フォーカス駆動手段１０３，２０３は、撮像光学系１０４，２０４の一部もしくは全部を移動させて撮像光学系１０４，２０４のピント状態を変化させる。オートフォーカス手段１０４，２０４は、フォーカス駆動手段１０３，２０３を制御して撮像光学系１０４，２０４のピント状態を順次変化させつつ、ピント状態ごとに得られた像信号を逐次評価し、この評価に基づいて所定のピント状態を得る。制御手段１０５は、オートフォーカス手段１０４，２０４の動作を制御する。
【００２１】
ここで、立体画像撮影装置１００には、電子スチル撮影装置やこれと同様のビデオ撮影装置、その他シャッタを操作して被写体の像を撮像する種々の画像入力装置を含む。
【００２２】
また、撮像手段１０１，２０１とは、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の固体撮像素子やその他の光電変換素子等が配列されたイメージセンサを意味し、投影された像を略リアルタイムに電気信号等の像信号として取り出すことができるものをいう。
【００２３】
撮像光学系１０４，２０４とは、撮像手段に被写体の像を投影し、結像させるフォーカスレンズ群等の光学系を意味するものであり、ズームレンズ群等の光学系を付加的に備えるものも含む。
【００２４】
また、像信号を逐次評価するとは、ピント状態ごとに得られた各像信号について、例えば、被写体像のコントラストや鮮鋭度等、被写体像のピント状態に対応する値（画像信号の微分値等）を求め、得られた各値間での最大値あるいは極大値を求めること等を言う。被写体像の鮮鋭度は、輪郭部等についての画像信号の微分値で表すことができ、この微分値が極大となるとき、被写体像が撮像手段上で適切に結像している状態、すなわちピントが合っている合焦状態ということができる。
【００２５】
図２は、合焦状態を実現する際の本実施形態の動作を説明するための図である。
【００２６】
フォーカスレンズ１，２は、撮像光学系１０４，２０４を構成し、フォーカス駆動手段１０３，２０３により移動するもので、図２に示す初期状態では、前回の合焦位置に置かれている。フォーカスレンズ１，２は、合焦位置探索範囲を至近側（ここでは、図面左方向とする）、無限遠側（ここでは、図面右方向とする）にそれぞれ移動する。
【００２７】
図３は、合焦動作を行う際の制御手段１０５の動作を示すフローチャートである。
【００２８】
合焦動作が開始されると、制御手段１０５はフォーカス駆動手段１０３、２０３を制御し、合焦させようとする対象である主たる被写体に対してフォーカスレンズ１，２のそれぞれを、現在のピント状態から至近側、無限遠側の別方向に所定の距離移動させるレンズ走査を行う（ステップＳ１０１）。
【００２９】
合焦判定は、オートフォーカス手段１０４，２０４を用いて以下の手順で随時実施される。ステップＳ１０１におけるフォーカスレンズ１，２の移動後、オートフォーカス手段１０４によりフォーカスレンズ１が合焦状態にあるかを判定する（ステップＳ１０２）。ステップＳ１０２にてフォーカスレンズ１が合焦状態にないことが確認された場合、オートフォーカス手段２０４によりフォーカスレンズ２が合焦状態にあるかを判定する（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６にてフォーカスレンズ２が合焦状態にないことが確認された場合にはステップＳ１０１に戻って上記の動作を繰り返す。
【００３０】
ステップＳ１０２にてフォーカスレンズ１が合焦状態にあることが確認された場合には、制御手段１０５は、フォーカスレンズ１が置かれている合焦地点を確認し、オートフォーカス手段２０２を介してフォーカスレンズ２を駆動するフォーカス駆動手段２０３へ合焦地点を通知する（ステップＳ１０３）。
【００３１】
フォーカス駆動手段２０３は、ステップＳ１０３にて通知された合焦地点にレンズ２を移動させる（ステップＳ１０４）。この後、制御手段１０５は、フォーカスレンズ２の微調整を行い（ステップＳ１０５）、ピントの追い込みを実施する。
【００３２】
また、ステップＳ１０６にてフォーカスレンズ２が合焦状態にあることが確認された場合には、制御手段１０５は、フォーカスレンズ２が置かれている合焦地点を確認し、オートフォーカス手段１０２を介してフォーカスレンズ１を駆動するフォーカス駆動手段１０３へ合焦地点を通知する（ステップＳ１０７）。
【００３３】
フォーカス駆動手段１０３は、ステップＳ１０７にて通知された合焦地点にレンズ１を移動させる（ステップＳ１０８）。この後、制御手段１０５は、フォーカスレンズ１の微調整を行い（ステップＳ１０９）、ピントの追い込みを実施する。
【００３４】
上記の制御動作を行う本実施形態の効果について図４ないし図６を参照して説明する。図４は従来行われている制御によるレンズの移動を示し、図５および図６は本実施形態の制御によるレンズ移動を示している。
【００３５】
従来行われている制御では、合焦動作が開始されると、レンズは、図４（ａ）に示される前回の撮影が行われた位置から、図４（ｂ）に示される初期位置に移動され、その後、図４（ｃ）に示される合焦位置に向けて移動が開始されて合焦する。
【００３６】
図４（ａ）に示される位置から今回の合焦位置までのレンズ移動時間をＴ１、現在の位置から初期位置に移動までの時間をＴ２とおくと、実際合焦までにレンズの移動に要する時間ΔＴａは、Ｔ１＋Ｔ２×２となる。
【００３７】
本実施形態では、各レンズは、図５（ａ）に示される前回の撮影が行われた位置から、異なる方向への移動を開始し、一方のレンズが図５（ｂ）に示されるように合焦位置に達し、その後、他方のレンズが合焦位置に向けて移動を開始して図５（ｃ）に示されるように合焦する。
【００３８】
本実施形態でのレンズの移動に要する時間ΔＴｂは、図に表されるように、Ｔ１×３となる。前回のレンズ位置から今回の合焦位置までの位置とレンズ初期位置の位置関係がＴ１＜Ｔ２の場合にはΔＴｂ＜ΔＴａとなり、レンズ移動に要する時間が短くなる。図５はＴ１＜Ｔ２のとき、すなわち、反合焦地点側となる無限遠側に向かうレンズが、これ以上レンズ移動ができない限界位置に達する前に合焦地点側となる至近側に向かうレンズが合焦地点に達するときの動作が示されている。
【００３９】
次に、Ｔ１＞Ｔ２のときの本実施形態の動作について図６を参照して説明する
本実施形態においても、各レンズは、図６（ａ）に示される前回の撮影が行われた位置から、異なる方向への移動を開始し、一方のレンズが図６（ｂ）に示されるように合焦位置に達し、その後、他方のレンズが合焦位置に向けて移動を開始して図６（ｃ）に示されるように合焦する。
【００４０】
本実施形態では、Ｔ１＞Ｔ２であるため、合焦地点側となる至近側に向かうレンズが合焦地点に達する前に、反合焦地点側となる無限遠側に向かうレンズが、これ以上レンズ移動ができない限界位置に達する。この場合、制御手段１０５は、レンズの移動方向を反転させ、無限遠側に向かっていたレンズを至近側に向かわせる。この結果、本実施形態でのレンズの移動に要する時間ΔＴｂは、Ｔ１＋Ｔ２×２＝ΔＴａとなる。
【００４１】
本実施形態によれば、ピント状態を探索するためにレンズを初期位置に移動する必要がなくなりＡＦ動作時間の短縮が可能となる。
【００４２】
また、本実施形態によれば、オートフォーカス手段がピント状態を探索するために走査する範囲を限定することなしにＡＦ動作時間を短縮しつつ全範囲探索ができる。そのためユーザーは広角、望遠など撮影モードの切り替える必要がなくなる。
【００４３】
次に、本発明の他の実施形態について説明する。
【００４４】
上述した実施形態では、立体撮影を行うために、一方が合焦判定条件を満たした際に他方に対してフィードバックして、２つの撮像系の焦点を合わせていた。本実施形態では、立体撮影を目的とせず、２系統での撮影が不要な場合には、一方が合焦判定条件を満たした場合に、その満たした撮影系統にて撮影実施を可能とすれば、他方のレンズ移動処理時間待ちがなくなるため、さらなる撮影準備処理時間の短縮が望める。
【００４５】
図７は、一方の撮影系統のみで撮影を実施するときの制御手段１０５の動作を示すフローチャートである。なお、立体撮影を行うか、一方の撮影系統のみで撮影を行うかは、制御手段を介した指示入力により決定され、制御手段１０５は指示入力に応じて制御内容を切り替える。
【００４６】
合焦動作が開始されると、制御手段１０５はフォーカス駆動手段１０３、２０３を制御し、合焦させようとする対象である主たる被写体に対してフォーカスレンズ１，２のそれぞれを、現在のピント状態から至近側、無限遠側の別方向に所定の距離移動させるレンズ走査を行う（ステップＳ７０１）。
【００４７】
合焦判定は、オートフォーカス手段１０４，２０４を用いて以下の手順で随時実施される。ステップＳ７０１におけるフォーカスレンズ１，２の移動後、オートフォーカス手段１０４によりフォーカスレンズ１が合焦状態にあるかを判定する（ステップＳ７０２）。ステップＳ７０２にてフォーカスレンズ１が合焦状態にないことが確認された場合、オートフォーカス手段２０４によりフォーカスレンズ２が合焦状態にあるかを判定する（ステップＳ７０３）。ステップＳ７０３にてフォーカスレンズ２が合焦状態にないことが確認された場合にはステップＳ７０１に戻って上記の動作を繰り返す。
【００４８】
ステップＳ７０２にてフォーカスレンズ１が合焦状態にあることが確認された場合には、制御手段１０５は、フォーカスレンズ１を含む撮影系１による撮影を行い（ステップＳ７０４）、終了する。
【００４９】
ステップＳ７０３にてフォーカスレンズ２が合焦状態にあることが確認された場合には、制御手段１０５は、フォーカスレンズ２を含む撮影系２による撮影を行い（ステップＳ７０５）、終了する。
【符号の説明】
【００５０】
１００    立体撮影装置
１０１，２０１    撮像手段
１０２，２０２    オートフォーカス手段
１０３，２０３    フォーカス駆動手段
１０４，２０４    撮像光学系
１０５    制御手段
３００    被写体
【図１】
2012177851.tif 000003
【図２】
2012177851.tif 000004
【図３】
2012177851.tif 000005
【図４】
2012177851.tif 000006
【図５】
2012177851.tif 000007
【図６】
2012177851.tif 000008
【図７】
2012177851.tif 000009