(57)【要約】【課題】撮像装置が、演算量の増大を抑えつつ高速かつ高精度にオートフォーカスできるようにする。【解決手段】撮像装置１が、第１撮像部１０と、第２撮像部２０とを具備する。この第２撮像部２０は、オートフォーカス専用の撮像部であり、被写界深度が浅く設定されている。そして、撮像装置１が、第２撮像部２０を用いてオートフォーカスを行い、このオートフォーカス結果を用いて撮像装置１のフォーカスレンズ位置を決定する。これにより、被写界深度を浅くしてオートフォーカスを行えるので、高精度でオートフォーカスを行える。また、オートフォーカスを行う際、第１撮像部１０の被写界深度を変化させる必要が無く、高速にオートフォーカスを行える。【選択図】図１
2012042869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１フォーカスレンズを含む第１撮像部と、
第２フォーカスレンズを含み前記第１撮像部よりも被写界深度の浅い第２撮像部と、
前記第２フォーカスレンズの複数の位置における前記第２撮像部の各撮像画像のコントラストに基づいて、前記第２撮像部の撮像画像が合焦する前記第２フォーカスレンズの位置を検出する第２撮像部合焦位置検出部と、
前記第２撮像部合焦位置決定部が検出する前記第２フォーカスレンズの位置に基づいて、前記第１フォーカスレンズの位置を決定する第１フォーカスレンズ位置決定部と、
を具備し、
前記第１撮像部は、前記第１フォーカスレンズ位置決定部が決定した前記第１フォーカスレンズの位置に前記第１フォーカスレンズを駆動する
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記第１撮像部の合焦可能な焦点位置の範囲を前記撮像装置の具備する撮像部の数で分割した複数範囲のうちの第１範囲内となる前記第１フォーカスレンズの複数の位置における前記第１撮像部の各撮像画像のコントラストに基づいて、前記第１撮像部の撮像画像が合焦する前記第１フォーカスレンズの位置を検出する第１撮像部合焦位置検出部を具備し、
前記第２撮像部合焦位置検出部は、前記第２撮像部における焦点位置が前記複数範囲のうち前記第１範囲と異なる第２範囲内となる前記第２フォーカスレンズの複数の位置における前記第２撮像部の各撮像画像のコントラストに基づいて、前記第２フォーカスレンズの位置を検出し、
前記第１フォーカスレンズ位置決定部は、前記第２撮像部合焦位置検出部が前記第２フォーカスレンズの位置を検出するよりも前に、前記第１撮像部合焦位置検出部が前記第１フォーカスレンズの位置を検出したときは、前記第１フォーカスレンズの位置を前記第１撮像部合焦位置検出部の検出した位置に決定する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
第１フォーカスレンズを含む第１撮像部と、
第２フォーカスレンズを含み前記第１撮像部よりも被写界深度の浅い第２撮像部と、
を具備する撮像装置のフォーカスレンズ位置決定方法であって、
第２撮像部合焦位置検出部が、前記第２フォーカスレンズの複数の位置における前記第２撮像部の各撮像画像のコントラストに基づいて、前記第２撮像部の撮像画像が合焦する前記第２フォーカスレンズの位置を検出する第２撮像部合焦位置検出ステップと、
第１フォーカスレンズ位置決定部が、前記第２撮像部合焦位置決定ステップにて検出された前記第２フォーカスレンズの位置に基づいて、前記第１フォーカスレンズの位置を決定する第１フォーカスレンズ位置決定ステップと、
を具備することを特徴とするフォーカスレンズ位置決定方法。
【請求項４】
第１フォーカスレンズを含む第１撮像部と、第２フォーカスレンズを含み前記第１撮像部よりも被写界深度の浅い第２撮像部と、を具備する撮像装置を制御するコンピュータに、
前記第２フォーカスレンズの複数の位置における前記第２撮像部の各撮像画像のコントラストに基づいて、前記第２撮像部の撮像画像が合焦する前記第２フォーカスレンズの位置を検出する第２撮像部合焦位置検出ステップと、
前記第２撮像部合焦位置決定ステップにて検出された前記第２フォーカスレンズの位置に基づいて、前記第１フォーカスレンズの位置を決定する第１フォーカスレンズ位置決定ステップと、
を実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、オートフォーカスを行う撮像装置、オートフォーカスにおけるフォーカスレンズ位置決定方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラ等の撮像装置が行うオートフォーカス技術として、フォーカスレンズを移動させながら撮像画像のコントラストが極大となるフォーカスレンズ位置を検出する技術がある。
そして、特許文献１では、２つの撮影光学系を備える立体撮像用のデジタルカメラが、両撮像光学系を用いて得られる２つの撮像画像中の被写体の視差量に基づいて被写体までの概略距離を算出し、算出した概略距離に応じてフォーカスレンズの移動範囲を決定し、決定した移動範囲内での撮像画像のコントラストに基づいてフォーカスレンズの位置を決定する技術が示されている。この技術によれば、被写体までの概略距離に基づいてフォーカスレンズの移動範囲を予め決定するので、撮像画像のコントラストに基づいてフォーカスレンズの位置を決定する処理を高速に行えるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１０７６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に示される技術では、オートフォーカスの精度を向上させることは出来ない。
【０００５】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、高速かつ高精度にオートフォーカス可能な撮像装置、フォーカスレンズ位置決定方法およびプログラムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は上述した課題を解決するためになされたもので、本発明の一態様による撮像装置は、第１フォーカスレンズを含む第１撮像部と、第２フォーカスレンズを含み前記第１撮像部よりも被写界深度の浅い第２撮像部と、前記第２フォーカスレンズの複数の位置における前記第２撮像部の各撮像画像のコントラストに基づいて、前記第２撮像部の撮像画像が合焦する前記第２フォーカスレンズの位置を検出する第２撮像部合焦位置検出部と、前記第２撮像部合焦位置決定部が検出する前記第２フォーカスレンズの位置に基づいて、前記第１フォーカスレンズの位置を決定する第１フォーカスレンズ位置決定部と、を具備し、前記第１撮像部は、前記第１フォーカスレンズ位置決定部が決定した前記第１フォーカスレンズの位置に前記第１フォーカスレンズを駆動することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明の一態様によるフォーカスレンズ位置決定方法は、第１フォーカスレンズを含む第１撮像部と、第２フォーカスレンズを含み前記第１撮像部よりも被写界深度の浅い第２撮像部と、を具備する撮像装置のフォーカスレンズ位置決定方法であって、第２撮像部合焦位置検出部が、前記第２フォーカスレンズの複数の位置における前記第２撮像部の各撮像画像のコントラストに基づいて、前記第２撮像部の撮像画像が合焦する前記第２フォーカスレンズの位置を検出する第２撮像部合焦位置検出ステップと、第１フォーカスレンズ位置決定部が、前記第２撮像部合焦位置決定ステップにて検出された前記第２フォーカスレンズの位置に基づいて、前記第１フォーカスレンズの位置を決定する第１フォーカスレンズ位置決定ステップと、を具備することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の一態様によるプログラムは、第１フォーカスレンズを含む第１撮像部と、第２フォーカスレンズを含み前記第１撮像部よりも被写界深度の浅い第２撮像部と、を具備する撮像装置を制御するコンピュータに、前記第２フォーカスレンズの複数の位置における前記第２撮像部の各撮像画像のコントラストに基づいて、前記第２撮像部の撮像画像が合焦する前記第２フォーカスレンズの位置を検出する第２撮像部合焦位置検出ステップと、前記第２撮像部合焦位置決定ステップにて検出された前記第２フォーカスレンズの位置に基づいて、前記第１フォーカスレンズの位置を決定する第１フォーカスレンズ位置決定ステップと、を実行させるためのプログラムである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、撮像装置が、高速かつ高精度にオートフォーカスできる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態における撮像装置の概略構成を示す構成図である。
【図２】同実施形態における撮像装置の外形の概略を示す外形図である。
【図３】同実施形態において、撮像装置が、第１撮像部および第２撮像部を用いてオートフォーカスを行う範囲の例を示す図である。
【図４】同実施形態において、撮像装置がオートフォーカスを行い、第２撮像部合焦位置検出部が焦点位置を検出する場合の、撮像装置の動作例を示すシーケンス図である。
【図５】同実施形態において、撮像装置がオートフォーカスを行い、第１撮像部合焦位置検出部が焦点位置を検出する場合の、撮像装置の動作例を示すシーケンス図である。
【図６】本発明の一変形例における、撮像部を３つ備える撮像装置の概略構成を示す構成図である。
【図７】同変形例における撮像装置の外形の概略を示す外形図である。
【図８】同変形例において、撮像装置が、第１撮像部と第２撮像部と第３撮像部とを用いてオートフォーカスを行う範囲の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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、本発明の一実施形態における撮像装置の概略構成を示す構成図である。
同図において、撮像装置１は、第１撮像部１０と、第２撮像部２０と、入力部３０と、第１駆動制御部４１と、第２駆動制御部４２と、第１撮像部合焦位置検出部５１と、第２撮像部合焦位置検出部５２と、第１フォーカスレンズ位置決定部６１と、画像保存処理部７１と、記憶部８１とを具備する。第１撮像部１０は、レンズ群１１０と、撮像素子１２０と、画像信号処理部１３０と、第１駆動部１４０とを具備する。レンズ群１１０は、第１フォーカスレンズ１１１を具備する。第２撮像部２０は、レンズ群２１０と、撮像素子２２０と、画像信号処理部２３０と、第２駆動部２４０とを具備する。レンズ群２１０は、第２フォーカスレンズ２１１を具備する。
【００１２】
第１撮像部１０は、保存用の撮像画像を生成する撮像部であり、光線の入力を受けて撮像画像の画像信号を出力する。
レンズ群１１０は、フォーカスレンズ１１１やズームレンズなど複数のレンズを含み、焦点距離が可変なレンズ群である。第１フォーカスレンズ１１１は、第１駆動部１４０に駆動されてレンズ群１１０の光軸方向に移動し、レンズ群１１０の焦点距離を変化させる。
撮像素子１２０は、レンズ群１１０を通して入力される光を画素毎のアナログの電気信号に変換する。画像信号処理部１３０は、レンズ群１１０が変換した電気信号をデジタルの画像信号に変換する。
第１駆動部１４０は、第１フォーカスレンズ１１１を駆動してレンズ群１１０の焦点距離を変化させる。特に、第１駆動部１４０は、第１フォーカスレンズ位置決定部６１が第１フォーカスレンズ１１０の位置を決定すると、当該位置に第１フォーカスレンズ１１０を駆動する。
【００１３】
第２撮像部２０は、第１撮像部１０と同様、光線の入力を受けて画像信号を出力する。ただし、第２撮像部２０はオートフォーカス専用の撮像部であり、第１撮像部１０よりも被写界深度が浅い。
レンズ群２１０は、レンズ群１１０と同様、焦点距離が可変なレンズ群である。ただし、レンズ群２１０のレンズの構成や各レンズは、レンズ群１１０の場合と異なっていてもよい。例えば、レンズ群２１０は、レンズ群１１０よりも安価で画質の劣るレンズで構成されていてもよい。
第２フォーカスレンズ２１１は、第２駆動部２４０に駆動されてレンズ群２１０の光軸方向に移動し、レンズ群２１０の焦点距離を変化させる。
【００１４】
撮像素子２２０は、レンズ群２１０を通して入力される光を画素毎のアナログの電気信号に変換する。ここで、撮像素子２２０の画素数や精度（感度）は撮像素子１２０の場合と異なっていてもよい。例えば、撮像素子２２０として、撮像素子１２０よりも安価で画素数の少ない撮像素子を用いるようにしてもよい。
画像信号処理部２３０は、レンズ群２１０が変換した電気信号をデジタルの画像信号に変換する。
第２駆動部２４０は、第２フォーカスレンズ２１１を駆動してレンズ群２１０の焦点距離を変化させる。
【００１５】
入力部３０は、シャッターボタンを含み、シャッターボタンが押下されるとシャッターボタンが押下されたことを示す信号を出力する。
第１駆動制御部４１は、第１駆動部１４０に制御信号を出力することにより、第１駆動部１４０による第１フォーカスレンズ１１１の駆動を制御する。第２駆動制御部４２は、第２駆動部２４０に制御信号を出力することにより、第２駆動部２４０による第２フォーカスレンズ２１１の駆動を制御する。
【００１６】
第１撮像部合焦位置検出部５１は、第１撮像部１０の撮像画像のコントラストに基づいて、第１撮像部１０の撮像画像が合焦する第１フォーカスレンズ１１１の位置を検出する。以下では、撮像装置の撮像画像が合焦する（被写体にピントが合う）フォーカスレンズ位置を検出することを「オートフォーカス」と称する。
第２撮像部合焦位置検出部５２は、第２撮像部２０の撮像画像のコントラストに基づいて、第２撮像部２０の撮像画像が合焦する第２フォーカスレンズ２１１の位置を検出する。
【００１７】
第１フォーカスレンズ位置決定部６１は、第１撮像部合焦位置検出部５１の検出結果および第２撮像部合焦位置検出部５２の検出結果に基づいて、第１フォーカスレンズ１１１の位置を決定する。第１フォーカスレンズ位置決定部６１が決定する第１フォーカスレンズ１１１の位置は、保存用の撮像画像を得るためのフォーカスレンズ位置である。
画像保存処理部７１は、第１フォーカスレンズ１１１が第１フォーカスレンズ位置決定部６１の決定した位置に移動すると、第１撮像部１０から出力される画像信号を記憶部８１に書き込む。
記憶部８１は撮像画像を示す画像信号など、各種データを記憶する。また、画像保存処理部７１は、第１撮像部合焦位置検出部５１や第２撮像部合焦位置検出部５２のワーキングメモリとしても機能する。
【００１８】
図２は、撮像装置１の外形の概略を示す外形図である。同図において、撮像装置１には、第１撮像部１０のレンズ群１１０を収納した筒状のケース６１０と、第２撮像部２０のレンズ群２１０を収納した筒状のケース６２０とが同一方向に向けて配置されている。これにより、第１撮像部１０と第２撮像部２０とは、同一の被写体に対するピント合わせ（オートフォーカス）を行うことができ、第２撮像部２０が行うオートフォーカスの情報を、第１撮像部１０のピント合わせに用いることができる。
また、撮像装置１は、シャッターボタン６３０を備えている。このシャッターボタン６３０が押下されると、入力部３０が、シャッターボタン６３０が押下されたことを示す信号を出力する。
なお、同図では、本発明をデジタルカメラに適用した場合の例を示しているが、本発明の適用範囲はこれに限らない。例えば、カメラ付携帯電話など、撮像機能を備える様々な装置に適用できる。
【００１９】
次に、図３を参照して、撮像装置１におけるオートフォーカス範囲の分割について説明する。
図３は、撮像装置１が、第１撮像部１０および第２撮像部２０を用いてオートフォーカスを行う範囲の例を示す図である。同図において、位置Ｐ１１〜Ｐ１２の範囲は、第１撮像部１０が合焦可能な範囲を示す。位置Ｐ１１が、第１撮像部１０が合焦可能な範囲のうち最も遠方の位置であり、位置Ｐ１２が、第１撮像部１０が合焦可能な範囲のうち最も近傍の位置である。また、範囲Ａ１は、第１フォーカスレンズ１１１の移動可能範囲を示す。
同図では、第１フォーカスレンズ１１１は、第１撮像部１０における焦点位置が位置Ｐ１１となるフォーカスレンズ位置にある。また、第２フォーカスレンズ２１１は、第２撮像部２０における焦点位置が位置Ｐ１２となるフォーカスレンズ位置にある。
【００２０】
なお、ここでいう「焦点位置」とは、撮像部（第１撮像部１０または第２撮像部２０）のピントが合っている被写体の位置、すなわち、撮像素子（撮像素子１２０または２２０）に結像する被写体の位置であり、撮像部から被写体までの距離が短い場合に焦点位置が近いといい、撮像部から被写体までの距離が長い場合に焦点位置が遠いという。
また、第１撮像部１０および第２撮像部２０では、レンズ群１１０および１２０に含まれるレンズの各々において入射光が屈折するが、同図では、図を見易くするために、フォーカスレンズ１１１および２１１のみにおいて屈折が行われるものとして図示している。
【００２１】
同図に示す状態から、撮像装置１は、第１撮像部１０を用いて範囲Ａ１１内のみをオートフォーカスする。具体的には、焦点位置が位置Ｐ１１から、より近傍にある位置Ｐ１３に移動するように、第１駆動部１４０が第１フォーカスレンズ１１１を移動させ、第１撮像部１０が、連続的にまたは短時間間隔で画像信号を出力する。そして、第１撮像部合焦位置検出部５１が、第１撮像部１０の撮像画像のコントラストの変化を測定し、コントラストが極大となるフォーカスレンズ位置を検出した場合は、当該位置にて合焦したと判定する。コントラストが極大となるフォーカスレンズ位置の検出は、例えば、第１撮像部合焦位置検出部５１が、第１フォーカスレンズ１１１の各位置において撮像画像内における画素の輝度の標準偏差を算出し、算出した標準偏差を時刻順に並べた場合に両隣の標準偏差よりも所定の閾値以上大きい標準偏差の時刻におけるフォーカスレンズ位置を検出することにより行う。
【００２２】
また、撮像装置１は、第１撮像部１０を用いたオートフォーカスと並列に、第２撮像部２０を用いて範囲Ａ１２内のみをオートフォーカスする。具体的には、第２撮像部２０における焦点位置が位置Ｐ１２から、より遠方にある位置Ｐ１３に移動するように、第２駆動部２４０が第２フォーカスレンズ２１１を移動させ、第２撮像部２０が、連続的にまたは短時間間隔で画像信号を出力する。そして、第２撮像部合焦位置検出部５２が、第２撮像部２０の撮像画像のコントラストの変化を測定し、コントラストが極大となるフォーカスレンズ位置を検出した場合は、当該位置にて合焦したと判定する。コントラストが極大となるフォーカスレンズ位置の検出は、例えは第１撮像部合焦位置検出部５１の場合と同様にして行う。
【００２３】
このように、撮像装置１が、２つの撮像部を用いて並列にオートフォーカスを行うことにより、各撮像部を用いてオートフォーカスを行う範囲が狭くなるので、高速にオートフォーカスを行える。
なお、第２撮像部２０は、範囲Ａ１２のみをオートフォーカス可能であればよいので、第２フォーカスレンズ２１１は、第２撮像部２０における焦点位置が範囲Ａ１２に含まれるフォーカスレンズ位置の範囲内を移動可能であればよい。すなわち、第２フォーカスレンズ２１１は、第２撮像部２０における焦点位置が範囲Ａ１１に含まれるフォーカスレンズ位置に移動できなくてもよく、第２フォーカスレンズ２１１の駆動機構を小型化し得る。
【００２４】
次に、図４および図５を参照して撮像装置１の動作について説明する。
図４は、撮像装置１がオートフォーカスを行い、第２撮像部合焦位置検出部５２が焦点位置を検出する場合の、撮像装置１の動作例を示すシーケンス図である。
シャッターボタン６３０が押下されると、入力部３０が、第１駆動制御部４１と、第１撮像部合焦位置検出部５１と、第２駆動制御部４２と、第２撮像部合焦位置検出部５２とに、シャッターボタン６３０が押下されたことを示す信号を出力する（シーケンスＳ１０１）。
【００２５】
そして、第１駆動制御部４１は、入力部３０からの信号を受けて、第１撮像部１０における焦点位置が、図３に示した位置Ｐ１１から位置Ｐ１３に移動するように第１フォーカスレンズ１１１を駆動する制御信号を、第１撮像部１０の第１駆動部１４０に出力する（シーケンスＳ１１１）。そして、第１駆動部１４０は、第１駆動制御部４１からの制御信号に基づいて、第１フォーカスレンズ１１１を駆動する。
また、第１撮像部１０は、第１撮像部合焦位置検出部５１と画像保存処理部７１とに画像信号を出力しており、第１フォーカスレンズ１１１の移動中も、第１撮像部合焦位置検出部５１と画像保存処理部７１とに画像信号を出力する（シーケンスＳ１１２）。そして、第１撮像部合焦位置検出部５１は、第１撮像部１０からの画像信号に基づいて、第１撮像部１０の撮像画像のコントラストの変化を測定し、コントラストが極大か否かを判定する。
また、第１駆動制御部４１は、連続的にまたは短時間間隔で第１フォーカスレンズ１１１の現在位置を第１駆動部１４０から取得して（シーケンスＳ１１１）、第１撮像部合焦位置検出部５１に出力する（シーケンスＳ１１３）。
【００２６】
また、シーケンスＳ１１１〜Ｓ１１３と並行して、第２駆動制御部４２は、入力部３０からの信号を受けて、第２撮像部２０における焦点位置が、図３に示した位置Ｐ１２から位置Ｐ１３に移動するように第２フォーカスレンズ２１１を駆動する制御信号を、第２撮像部２０の第２駆動部２４０に出力する（シーケンスＳ１２１）。そして、第２駆動部２４０は、第２駆動制御部４２からの制御信号に基づいて、第２フォーカスレンズ２１１を駆動する。また、第２撮像部２０は、連続的にまたは短時間間隔で第２撮像部合焦位置検出部５２に画像信号を出力しており、第２フォーカスレンズ２１１の移動中も、第２撮像部合焦位置検出部５２に画像信号を出力する（シーケンスＳ１２２）。そして、第２撮像部合焦位置検出部５２は、第２撮像部２０からの画像信号に基づいて、第２撮像部２０の撮像画像のコントラストの変化を測定し、コントラストが極大か否かを判定する。
また、第２駆動制御部４２は、連続的にまたは短時間間隔で第２フォーカスレンズ２１１の現在位置を第２駆動部２４０から取得して（シーケンスＳ１２１）、第２撮像部合焦位置検出部５２に出力する（シーケンスＳ１２３）。
【００２７】
第１撮像部合焦位置検出部５１がコントラスト極大と判定する前に第２撮像部合焦位置検出部５２がコントラスト極大と判定した場合、第２撮像部合焦位置検出部５２は、このコントラストが極大となるときの第２フォーカスレンズ２１１の位置を、第２撮像部２０の撮像画像が合焦する第２フォーカスレンズ２１１の位置として検出する（シーケンスＳ１３１）。そして、第２撮像部合焦位置検出部５２は、検出した第２フォーカスレンズ２１１の位置を第１フォーカスレンズ位置決定部６１に出力する（シーケンスＳ１３２）。
【００２８】
そして、第１フォーカスレンズ位置決定部６１は、第２撮像部合焦位置検出部５２から出力された第２フォーカスレンズ２１１の位置に基づいて、第１フォーカスレンズ１１１の位置を決定する。例えば、第１撮像部１０が第２撮像部２０と同じ仕様の撮像部である場合は、第２撮像部合焦位置検出部５２から出力された第２フォーカスレンズ２１１の位置を第１フォーカスレンズ１１１の位置とする。あるいは、第１撮像部１０の仕様と第２撮像部２０の仕様とが異なる場合は、第２フォーカスレンズ２１１の位置を第１フォーカスレンズ１１１の位置に変換する関数等の変換規則を記憶部が予め記憶しておき、第１フォーカスレンズ位置決定部６１は、第２撮像部合焦位置検出部５２から出力された第２フォーカスレンズ２１１の位置に、この変換規則を適用して第１フォーカスレンズ１１１の位置を求める。この変換規則は、第１撮像部１０における焦点位置が第２撮像部２０における焦点位置と同一となる第１フォーカスレンズ１１１の位置を求めるための変換規則であり、例えば、撮像装置１の製造時に、製造者が第１撮像部１０の特性および第２撮像部２０の特性を実測して当該変換規則を求め、記憶部８１に予め記憶させておく。
【００２９】
そして、第１フォーカスレンズ位置決定部６１は、決定した第１フォーカスレンズ１１１の位置を第１駆動制御部４１と第２駆動制御部４２とに出力する（シーケンスＳ１３３）。
第１フォーカスレンズ１１１の出力を受けた第１駆動制御部４１は、第１フォーカスレンズ１１１を当該位置に移動させる制御信号を第１撮像部１０の第１駆動部１４０に出力する（シーケンスＳ１４１）。そして、第１駆動部１４０は、当該制御信号に従って、第１フォーカスレンズ１１１を移動させる。
【００３０】
また、第１駆動制御部４１は、連続的にまたは短時間間隔で第１フォーカスレンズ１１１の現在位置を第１駆動部１４０から取得して（シーケンスＳ１４１）、第１フォーカスレンズ１１１が第１フォーカスレンズ位置決定部６１の決定した位置に移動したか否かを判定する。当該位置に移動したと判定すると、第１フォーカスレンズ１１１の移動が完了したと判定して（シーケンスＳ１４２）、移動完了を示す信号を画像保存処理部７１に出力する（シーケンスＳ１６１）。
シーケンスＳ１１２で説明したように、画像保存処理部７１は、第１撮像部１０から連続的にまたは短時間間隔で画像信号を取得しており、第１駆動制御部４１から移動完了を示す信号が入力されると、第１撮像部１０からの画像信号に基づいて撮像画像データを記憶部８１に書き込む（シーケンスＳ１６２）。
【００３１】
また、シーケンスＳ１４２にて移動が完了したと判定した第１駆動制御部４１は、第１フォーカスレンズ１１１を位置Ｐ１３（図３）側に移動させる制御を終了し、第１フォーカスレンズ１１１をオートフォーカス時の初期位置である位置Ｐ１１に移動させる制御信号を第１撮像部１０の第１駆動部１４０に出力する（シーケンスＳ１７１）。そして、第１駆動部１４０は、当該制御信号に従って、第１フォーカスレンズ１１１を位置Ｐ１３に移動させる（シーケンスＳ１７２）。
【００３２】
一方、シーケンスＳ１３３にて第１フォーカスレンズ位置決定部６１から第１フォーカスレンズ１１１の位置の出力を受けた第２駆動制御部４２は、第２フォーカスレンズ２１１を位置Ｐ１３（図３）側に移動させる制御を終了し、第２フォーカスレンズ２１１をオートフォーカス時の初期位置である位置Ｐ１２に移動させる制御信号を第２撮像部２０の第２駆動部２４０に出力する（シーケンスＳ１５１）。そして、第２駆動部２４０は、当該制御信号に従って、第２フォーカスレンズ２１１を位置Ｐ１３に移動させる（シーケンスＳ１５２）。
【００３３】
図５は、撮像装置１がオートフォーカスを行い、第１撮像部合焦位置検出部５１が焦点位置を検出する場合の、撮像装置１の動作例を示すシーケンス図である。同図のシーケンスＳ２０１〜Ｓ２２３は、図４のシーケンスＳ１０１〜Ｓ１２３と同様である。
第２撮像部合焦位置検出部５２がコントラスト極大と判定する前に第１撮像部合焦位置検出部５１がコントラスト極大と判定した場合、第１撮像部合焦位置検出部５１は、このコントラストが極大となるときの第１フォーカスレンズ１１１の位置を、第１撮像部１０の撮像画像が合焦する第１フォーカスレンズ１１１の位置として検出する（シーケンスＳ２３１）。そして、第１撮像部合焦位置検出部５１は、検出した第１フォーカスレンズ１１１の位置を第１フォーカスレンズ位置決定部６１に出力する（シーケンスＳ２３２）。
【００３４】
そして、第１フォーカスレンズ位置決定部６１は、第１撮像部合焦位置検出部５１から出力された第１フォーカスレンズ１１１の位置を第１フォーカスレンズ１１１の位置に決定し、決定した第１フォーカスレンズ１１１の位置を第１駆動制御部４１と第２駆動制御部４２とに出力する（シーケンスＳ２３３）。
【００３５】
第１フォーカスレンズ１１１の出力を受けた第１駆動制御部４１は、第１フォーカスレンズ１１１を当該位置に移動させる制御信号を第１撮像部１０の第１駆動部１４０に出力する（シーケンスＳ１４１）。そして、第１駆動部１４０は、当該制御信号に従って、第１フォーカスレンズ１１１を移動させる。これにより、第１フォーカスレンズ１１１は、第１撮像部１０の撮像画像のコントラストが極大となるフォーカスレンズ位置に戻る。すなわち、第１撮像部合焦位置検出部５１がコントラスト極大を検出する処理を行う間の第１フォーカスレンズ１１１の移動がキャンセルされる。
シーケンスＳ２５１〜Ｓ２７２は、図４のシーケンスＳ１５１〜Ｓ１７２と同様である。
【００３６】
このように、撮像装置１が、保存用の撮像画像を生成する撮像部である第１撮像部１０に加えて、オートフォーカス専用の撮像部である第２撮像部２０を備え、両撮像部を用いて互いに異なる領域におけるオートフォーカスを行うことにより、高速にオートフォーカスを行うことができる。
その際、第２撮像部２０はオートフォーカス専用の撮像部なので、すなわち、第２撮像部２０は、保存用の高画質な撮像画像を生成する必要がないので、第２撮像部２０の撮像画像は低画質でよい。従って、安価なレンズ群や画素数の少ない撮像素子を用いて第２撮像部２０を構成でき、撮像装置１の製造コストを抑えることができる。
【００３７】
また、第２撮像部２０は被写界深度の浅い撮像部なので、第２撮像部２０がオートフォーカスを行う範囲（図３の範囲Ａ１２）において、高精度にオートフォーカスを行うことができる。すなわち、被写界深度が浅い（焦点位置の前後でピントの合った撮像画像が得られる範囲が狭い）ので、焦点位置の移動に伴う撮像画像のコントラストの変化が大きく、コントラストが極大となる位置を、より正確に検出できる。
なお、第２撮像部２０の絞り値を小さくする（絞りが開かれた状態にする）、あるいは、第２撮像部２０が焦点距離の長いレンズを備える、あるいは、画素数の少ない撮像素子を備えることにより、第２撮像部２０の被写界深度が浅くなる。
【００３８】
なお、撮像装置１が、第１撮像部１０および第２撮像部２０を用いてオートフォーカスを行う範囲は、図３で説明したものに限らない。例えば、図３で説明したのとは逆に、撮像装置１が、第１撮像部１０を用いて範囲Ａ１２についてオートフォーカスを行い、第２撮像部２０を用いて範囲Ａ１１についてオートフォーカスを行うようにしてもよい。
【００３９】
また、オートフォーカスを行う方向も、図３で説明したものに限らない。例えば、撮像装置１が、第１撮像部１０における焦点位置が位置Ｐ１３となるフォーカスレンズ位置を第１フォーカスレンズ１１１の初期位置とし、第１撮像部１０における焦点位置が遠方（位置Ｐ１１側）となるように第１フォーカスレンズ１１１を移動させながらオートフォーカスを行うようにしてもよい。また、撮像装置１が、第２撮像部２０における焦点位置が位置Ｐ１３となるフォーカスレンズ位置を第２フォーカスレンズ２１１の初期位置とし、第２撮像部２０における焦点位置が近傍（位置Ｐ１２側）となるように第２フォーカスレンズ２１１を移動させながらオートフォーカスを行うようにしてもよい。
【００４０】
また、遠方にある山などの背景へのピントあわせよりも、手前にある人物などの被写体へのピント合わせを優先させるために、撮像装置１が、範囲Ａ１２におけるオートフォーカス結果を、範囲Ａ１１におけるオートフォーカス結果よりも優先させるようにしてもよい。
例えば、図５のシーケンスＳ２３１において、第１撮像部合焦位置検出部５１が、オートフォーカスに成功した場合（第１撮像部１０の撮像画像のコントラストが極大と判定した場合）も、引き続き第２撮像部合焦位置検出部５２が、第２撮像部２０の撮像画像のコントラストが極大か否かの判定を行う。そして、第２撮像部合焦位置検出部５２が、コントラストが極大と判定した場合は、第１フォーカスレンズ位置決定部６１は、第２撮像部合焦位置検出部５２の検出する第２フォーカスレンズ２１１の位置に基づいて第１フォーカスレンズ１１１の位置を検出する。
【００４１】
一方、第２フォーカスレンズ２１１が図３の位置P１２から位置Ｐ１３に到達するまでに、第２撮像部合焦位置検出部５２がコントラスト極大との判定をしなかった場合は、第１フォーカスレンズ位置決定部６１は、第１撮像部合焦位置検出部５１がコントラスト極大と判定した際の第１フォーカスレンズ１１１の位置を、第１フォーカスレンズ１１１の位置に決定する。
以上により、範囲Ａ１２におけるオートフォーカス結果が優先され、撮像装置に近い焦点位置にピントが合わせられるので、背景よりも被写体へのピント合わせが優先される。
【００４２】
なお、撮像装置１が、第２撮像部２０のみを用いてオートフォーカスを行うようにしてもよい。すなわち、撮像装置１が、第２撮像部２０を用いて図３の位置Ｐ１２から位置Ｐ１１までの全範囲のオートフォーカスを行うようにしてもよい。
この場合、撮像装置１は、第１撮像部１０の被写界深度を変化させなくとも、被写界深度の浅い第２撮像部２０を用いて、高精度にオートフォーカスを行える。すなわち、撮像装置１は、オートフォーカスを行うために第１撮像部１０の被写界深度を浅くする（例えば、絞り値を小さくする）処理や、オートフォーカスに成功した後、保存用の撮像画像を得るために第１撮像部１０の被写界深度を深くする（例えば、絞り値を大きくする）処理を行う必要がない。したがって、撮像装置１は高速かつ高精度にオートフォーカスを行うことができる。
【００４３】
なお、撮像装置が具備する撮像部の数は、図１に示した２つに限らず、撮像装置が３つ以上の撮像部を具備するようにしてもよい。
図６は、本発明の一変形例における、撮像部を３つ備える撮像装置の概略構成を示す構成図である。同図において、図１の各部に対応して同様の機能を有する部分には同一の符号（１０、１１０、１１１、１２０、１３０、１４０、２０、２１０、２１１、２２０、２３０、２４０、３０、４１、４２、５１、５２、７１、８１）を付し、説明を省略する。
【００４４】
撮像装置２は、図１に示す撮像装置１の構成に加えて、第３撮像部９０と、第３駆動制御部４３と、第３撮像部合焦位置検出部５３とを具備する。第３撮像部９０は、レンズ群９１０と、撮像素子９２０と、画像信号処理部９３０、第３駆動部９４０とを具備する。レンズ群９１０は、フォーカスレンズ９１１を具備する。
第３撮像部９０および第３撮像部９０が具備する各部の機能は、第２撮像部２０および第２撮像部２０が具備する各部の機能と同様であり、説明を省略する。また、第３駆動制御部４３の機能は、第２駆動制御部４２の機能と同様であり、説明を省略する。また、第３撮像部合焦位置検出部５３の機能は、第２撮像部合焦位置検出部５２の機能と同様であり、説明を省略する。
【００４５】
第１フォーカスレンズ位置決定部５６１は、第１撮像部合焦位置検出部５１および第２撮像部合焦位置検出部５２からのフォーカスレンズ位置の出力に加えて、第３撮像部合焦位置検出部５３からのフォーカスレンズ位置の出力も受け付ける。そして、第３撮像部合焦位置検出部５３からのフォーカスレンズ位置（フォーカスレンズ９１１の位置）の出力を受け付けた場合は、当該位置に基づいて、第１フォーカスレンズ１１１の位置を決定する。
【００４６】
図７は、撮像装置２の外形の概略を示す外形図である。同図において、撮像装置２には、第１撮像部１０のレンズ群１１０を収納した筒状のケース６１０と、第２撮像部２０のレンズ群２１０を収納した筒状のケース６２０とに加えて、第３撮像部９０のレンズ群９１０を収納する筒状のケース７９０が同一方向に向けて配置されている。これにより、第１撮像部１０と第２撮像部２０と第３撮像部９０とは、同一の被写体に対するピント合わせ（オートフォーカス）を行うことができ、第２撮像部２０が行うオートフォーカスの情報に加えて第３撮像部９０が行うオートフォーカスの情報も、第１撮像部１０のピント合わせに用いることができる。
【００４７】
次に、図８を参照して、撮像装置２におけるオートフォーカス範囲の分割について説明する。
図８は、撮像装置２が、第１撮像部１０と第２撮像部２０と第３撮像部９０とを用いてオートフォーカスを行う範囲の例を示す図である。図３で説明したのと同様、位置Ｐ１１は、第１撮像部１０が合焦可能な範囲のうち最も遠方の位置であり、焦点位置Ｐ１２は、第１撮像部１０が合焦可能な範囲のうち最も近傍の位置である。また、位置Ｐ２３は、位置Ｐ１１よりも近傍かつ位置Ｐ１２よりも遠方の位置であり、位置Ｐ２４は、位置Ｐ２３よりも近傍かつ位置Ｐ１２よりも遠方の位置である。
【００４８】
撮像装置２は、第１撮像部１０を用いて範囲Ａ２１内（位置Ｐ１１と位置Ｐ２３との間）をオートフォーカスし、第２撮像部２０を用いて範囲Ａ２２内（位置Ｐ２４と位置Ｐ１２との間）をオートフォーカスし、第３撮像部９０を用いて範囲Ａ２３内（置Ｐ２３と位置Ｐ２４との間）をオートフォーカスする。
このように、撮像装置２が、３つの撮像部を用いて同時にオートフォーカスを行うことにより、各撮像部を用いてオートフォーカスを行う範囲を、図３で説明した２つの撮像部を用いて同時にオートフォーカスを行う場合よりも更に狭くできる。したがって、撮像装置２は、撮像装置１よりもさらに高速にオートフォーカスを行える。
【００４９】
なお、オートフォーカスにおいて、第２撮像部合焦位置検出部５２がコントラストの極大となるフォーカスレンズ位置を検出する際の撮像装置２の動作は、図４で説明したのと同様である。また、第１撮像部合焦位置検出部５１がコントラストの極大となるフォーカスレンズ位置を検出する際の撮像装置２の動作は、図５で説明したのと同様である。また、第３撮像部合焦位置検出部５３がコントラストの極大となるフォーカスレンズ位置を検出する場合、撮像装置２は、第３撮像部９０から出力される第３フォーカスレンズ９１１の位置を用いて図４と同様の処理を行う。すなわち、同図のシーケンスＳ１３２において、第２撮像部合焦位置検出部５２に代わって第３撮像部合焦位置検出部５３が第３フォーカスレンズ９１１の位置出力し、第１フォーカスレンズ位置決定部６１は、当該位置に基づいて第１フォーカスレンズ１１１の位置を決定する。
【００５０】
以上のように、撮像装置２は、３つの撮像部を具備し、これらの撮像部を用いて、互いに異なる範囲のオートフォーカスを並行して行うので、撮像装置が２つの撮像部を具備する場合よりもさらに高速にオートフォーカスを行える。
また、第２撮像部２０および第３撮像部９０は、被写界深度の浅い撮像部なので、第２撮像部２０および第３撮像部９０がオートフォーカスを行う範囲（図３の範囲Ａ１２）において、高精度にオートフォーカスを行うことができる。
【００５１】
なお、撮像装置１の各部または撮像装置２の各部の機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することにより各部の処理を行ってもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータシステム」は、ＷＷＷシステムを利用している場合であれば、ホームページ提供環境（あるいは表示環境）も含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良く、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであっても良い。
【００５２】
以上、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。
【００５３】
（付記１）
前記第１撮像部の合焦可能な焦点位置の範囲を２分割した第１範囲および第２範囲のうちの第１範囲内となる前記第１フォーカスレンズの複数の位置における前記第１撮像部の各撮像画像のコントラストに基づいて、前記第１撮像部の撮像画像が合焦する前記第１フォーカスレンズの位置を検出する第１撮像部合焦位置検出部を具備し、
前記第２撮像部合焦位置検出部は、前記第２撮像部における焦点位置が前記第２範囲内となる前記第２フォーカスレンズの複数の位置における前記第２撮像部の各撮像画像のコントラストに基づいて、前記第２フォーカスレンズの位置を検出し、
前記第１フォーカスレンズ位置決定部は、前記第２撮像部合焦位置検出部が前記第２フォーカスレンズの位置を検出するよりも前に、前記第１撮像部合焦位置検出部が前記第１フォーカスレンズの位置を検出したときは、前記第１フォーカスレンズの位置を前記第１撮像部合焦位置検出部の検出した位置に決定する
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【００５４】
（付記２）
前記第１撮像部の合焦可能な焦点位置の範囲を３分割以上に分割した複数範囲のうちの第１範囲内となる前記第１フォーカスレンズの複数の位置における前記第１撮像部の各撮像画像のコントラストに基づいて、前記第１撮像部の撮像画像が合焦する前記第１フォーカスレンズの位置を検出する第１撮像部合焦位置検出部と、
第３フォーカスレンズを含む第３撮像部と、
前記第３撮像部における焦点位置が前記複数範囲のうちの前記第１範囲と異なる第３範囲内となる前記第３フォーカスレンズの複数の位置における前記第３撮像部の各撮像画像のコントラストに基づいて、前記第３撮像部の撮像画像が合焦する前記第３フォーカスレンズの位置を検出する第３撮像部合焦位置検出部を具備し、
前記第２撮像部合焦位置検出部は、前記第２撮像部における焦点位置が前記各範囲のうちの前記第１範囲および第３範囲と異なる第２範囲内となる前記第２フォーカスレンズの複数の位置における前記第２撮像部の各撮像画像のコントラストに基づいて、前記第２フォーカスレンズの位置を検出し、
前記第１フォーカスレンズ位置決定部は、前記第２撮像部合焦位置検出部が前記第２フォーカスレンズの位置を検出するよりも前に、かつ、前記第３撮像部合焦位置検出部が前記第３フォーカスレンズの位置を検出するよりも前に、前記第１撮像部合焦位置検出部が前記第１フォーカスレンズの位置を検出したときは、前記第１フォーカスレンズの位置を前記第１撮像部合焦位置検出部の検出した位置に決定し、前記第２撮像部合焦位置検出部が前記第２フォーカスレンズの位置を検出するよりも前に、かつ、前記第１撮像部合焦位置検出部が前記第１フォーカスレンズの位置を検出するよりも前に、前記第３撮像部合焦位置検出部が前記第３フォーカスレンズの位置を検出したときは、前記第３撮像部合焦位置検出部が検出する前記第３フォーカスレンズの位置に基づいて、前記第１フォーカスレンズの位置を決定する
ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
【符号の説明】
【００５５】
１  撮像装置
１０  第１撮像部
１１０、２１０  レンズ群
１１１  第１フォーカスレンズ
１２０、２２０  撮像素子
１３０、２３０  画像信号処理部
１４０  第１駆動部
２０  第２撮像部
２１１  第２フォーカスレンズ
２４０  第２駆動部
３０  入力部
４１  第１制御部
４２  第２制御部
５１  第１撮像部合焦位置検出部
５２  第２撮像部合焦位置検出部
６１  第１フォーカスレンズ位置決定部
７１  画像保存処理部
８１  記憶部
【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】
2012042869.tif 000009
【図８】
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