JP2008205569A - Imaging apparatus and method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、撮影レンズにより結像する被写体像を撮像する撮像センサと、撮像センサの受光面とレンズ光軸との何れか一方を他方に対して傾けるティルト機構とを備えた撮像装置及び方法に関するものである。 The present invention relates to an imaging apparatus and method including an imaging sensor that captures a subject image formed by a photographing lens, and a tilt mechanism that tilts one of a light receiving surface of the imaging sensor and a lens optical axis with respect to the other. Is.
主要被写体にピントを合わせ、それ以外の被写体のピントをぼかすポートレート撮影が知られている。ピントのボケ量は、撮影レンズの焦点距離、撮影レンズの絞り径、ピントが合致している位置からの距離等に応じて変化し、撮影レンズの焦点距離が長いほど、また、撮影レンズの絞り径が大きいほど、さらに、ピントが合致している位置からの距離が大きいほどボケ量が大きくなる。このため、上記撮影手法では、比較的に長い焦点距離の撮影レンズを用いるとともに、絞り大きく開けて焦点深度(被写界深度)を浅くすることがポイントになる。 Portrait photography is known in which the main subject is in focus and the other subjects are out of focus. The amount of defocus varies depending on the focal length of the photographic lens, the aperture diameter of the photographic lens, the distance from the position where the focus is matched, etc. The longer the focal length of the photographic lens, the more the aperture of the photographic lens. As the diameter increases, the amount of blur increases as the distance from the focused position increases. For this reason, in the above-described photographing technique, it is important to use a photographing lens having a relatively long focal length and to open the aperture wide to reduce the focal depth (depth of field).
電子カメラの撮像センサの受光面は、一般的に、135タイプの写真フイルム用カメラの露光面に比べてサイズが小さい。このため、写真フイルム用カメラと同じ画角を得ようとすると、写真フイルム用カメラの撮影レンズの焦点距離に比べて電子カメラの撮影レンズの焦点距離は短くなるので、電子カメラの撮影レンズは比較的に焦点距離が短い。また、大きな開口径をもつ絞りを撮影レンズに設けると撮影レンズが大型になりしかも高価になるため、コンパクトな電子カメラでは小さな開口径をもつ絞りが組み込まれていることが多い。しかも、露光面が小さいことに伴って小径なイメージエリアで済むことから撮影レンズの有効口径も小径に設計され、これにより、コンパクトな電子カメラではレンズの明るさが暗い撮影レンズが多用されている。 The light receiving surface of an image sensor of an electronic camera is generally smaller in size than the exposure surface of a 135 type photographic film camera. For this reason, when trying to obtain the same angle of view as a photographic film camera, the focal length of the photographic lens of the electronic camera is shorter than the focal length of the photographic lens of the photographic film camera. The focal length is short. In addition, if a diaphragm having a large aperture diameter is provided in the photographic lens, the photographic lens becomes large and expensive, and a compact electronic camera often incorporates a diaphragm having a small aperture diameter. In addition, since the exposure area is small and a small image area is sufficient, the effective aperture of the photographic lens is designed to be small. As a result, a compact electronic camera often uses a photographic lens with a dark lens brightness. .
このように、撮像センサの結像面が小さいもの、また、焦点距離が短いもの、さらに、絞り径が小さい暗い撮影レンズが用いられている電子カメラでは、焦点深度が深くなり、背景のボケ味はさほど期待できず、パンフォーカス的印象を与える画像になり易い。したがって、この種の電子カメラでは、ポートレート撮影などには不向きになり易い問題があった。 As described above, in an electronic camera in which an imaging sensor has a small image plane, a short focal length, and a dark photographing lens with a small aperture diameter, the depth of focus becomes deep and the background blurring occurs. It cannot be expected so much, and the image tends to give a pan-focus impression. Therefore, this type of electronic camera has a problem that it is not suitable for portrait photography.
そこで、主要被写体にピント合わせ、主要被写体以外の被写体のピントをぼかすポートレート撮影的な効果を画像処理により得るようにした電子カメラや撮影装置が知られている(特許文献1、特許文献2)。これらのものでは、複数の撮影画像を用いて画像処理を施すため、一回のレリーズ操作により複数回の撮影が必要になる。このため、レリーズタイムラグが生じるおそれがあり、また最終生成画像を画像処理により作るまでに時間がかかる。 In view of this, there are known electronic cameras and photographing apparatuses that obtain a portrait photographing effect by focusing on a main subject and blurring a subject other than the main subject by image processing (Patent Documents 1 and 2). . In these devices, since image processing is performed using a plurality of photographed images, it is necessary to photograph a plurality of times by one release operation. For this reason, there is a possibility that a release time lag may occur, and it takes time to create a final generated image by image processing.
ところで、アオリ機構を備える写真フイルム用カメラが従来から周知である。アオリ機構は、撮影光軸と結像面の中心との位置をずらす調節を行う機構であり、調節には、シフト(平行アオリ)調節と、ティルト調節とがある。シフト調節は、結像面に対して撮影光軸を垂直な状態に保ちながら結像面と撮影レンズとの何れか一方を、目標とする被写体の結像位置に向けてシフトさせる。シフト調節を行うことで、同一画面上に被写体像の大きさの倍率を変化させずに、片すぼみ、又は、上・下すぼみ等の像ゆがみを修正した結像が得られる。ティルト調節は、結像面と撮影レンズとの互い、又は結像面と撮影レンズとの何れか一方を他方に対して傾ける。このティルト調節を行うことで、異なる距離に位置する被写体の全員にピントを合わせるなどのピントの合う範囲をコントロールすることができる。 By the way, a camera for a photographic film provided with a tilt mechanism is conventionally known. The tilt mechanism is a mechanism that adjusts the position of the photographing optical axis and the center of the image plane. The adjustment includes shift (parallel tilt) adjustment and tilt adjustment. The shift adjustment shifts either the imaging plane or the imaging lens toward the target imaging position of the subject while keeping the imaging optical axis perpendicular to the imaging plane. By performing the shift adjustment, it is possible to obtain an image in which the image distortion such as the one side sag or the top / bottom sag is corrected without changing the magnification of the size of the subject image on the same screen. In the tilt adjustment, either the imaging surface and the photographing lens or one of the imaging surface and the photographing lens is tilted with respect to the other. By performing the tilt adjustment, it is possible to control a focusing range such as focusing on all the subjects located at different distances.
電子カメラに設けるアオリ機構としては、撮影レンズよりもイメージセンサがコンパクトであるため、撮影レンズに対してイメージセンサをシフト及びティルト調節するバックアオリ機構が知られている(特許文献3ないし5)。特許文献3には、手動操作により撮像素子(イメージセンサ)のシフト或いはティルト調節をする個体撮像素子の移動装置が記載されている。また、特許文献4には、撮影中に手動操作で連続して撮像素子のシフト並びにティルト調節をすることができるテレビジョンカメラ光電変換面アオリ装置が記載されている。さらに、特許文献5には、複数のフォーカスエリアを測距して得られた被写体距離情報を用いて被写体面の傾きを検出し、検出した被写体面の傾きに応じて撮像素子を撮影レンズに対して自動的にティルト調節するアオリ撮影装置が記載されている。
上記記載の特許文献3ないし5に記載のアオリ機構は、レンズ光軸が結像面中心に一致する関係、及び結像面に対するレンズ光軸が垂直になる関係を変化させて、被写界深度の限界以上に手前から奥までピントを合わせたり、像ゆがみを修正したり、逆にゆがませたりすることを目的としており、ポートレート撮影的な効果を出すためには用いられていない。 The tilt mechanism described in Patent Documents 3 to 5 described above changes the relationship in which the lens optical axis coincides with the center of the imaging surface and the relationship in which the lens optical axis is perpendicular to the imaging surface, thereby changing the depth of field. It is intended to focus from the front to the back of the image, to correct image distortion, or to distort the image in reverse, and is not used to produce portrait photography effects.
また、ポートレート撮影では、フレーミングをするときにカメラの姿勢を横位置や縦位置に変える。このため、カメラの姿勢により受光面に対して結像する主要被写体の向きが変わる。受光面に対する主要被写体の向きと受光面を回転させる軸とが一致していないと、主要被写体の一部にしかピントが合わないおそれがある。 In portrait photography, the camera posture is changed to a horizontal position or a vertical position when framing is performed. For this reason, the direction of the main subject imaged with respect to the light receiving surface changes depending on the posture of the camera. If the orientation of the main subject relative to the light receiving surface does not match the axis for rotating the light receiving surface, there is a possibility that only a part of the main subject is in focus.
そこで、本発明では、主要被写体の全部にピントが合い、かつその主要被写体以外をぼかすポートレート撮影的な効果を得ることができる撮像装置及び方法を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide an imaging apparatus and method capable of obtaining a portrait photographing effect of focusing on all the main subjects and blurring other than the main subjects.
上記目的を達成するために、本発明では、撮像センサの矩形な受光面の長手方向が絶対水平と略平行になる横位置と長手方向が絶対垂直と略平行になる縦位置とのうちの何れか一方の受光面の姿勢を検出する姿勢検出手段と、姿勢検出手段が検出する受光面の姿勢に基づいて受光面の短手方向と平行に配される垂直軸と長手方向と平行に配される水平軸とのうちの何れか一方に決定する回転軸決定手段と、を備え、決定した回転軸を中心に受光面又は撮影レンズとのうちの何れか一方を他方に対して回転させるようにしたものである。 In order to achieve the above object, according to the present invention, any one of a lateral position where the longitudinal direction of the rectangular light receiving surface of the image sensor is substantially parallel to absolute horizontal and a longitudinal position where the longitudinal direction is substantially parallel to absolute vertical is selected. A posture detecting means for detecting the posture of one of the light receiving surfaces, and a vertical axis arranged in parallel with the short direction of the light receiving surface based on the posture of the light receiving surface detected by the posture detecting means and arranged in parallel with the longitudinal direction. A rotation axis determining means for determining one of the horizontal axis and the rotation axis determining means for rotating one of the light receiving surface and the photographing lens with respect to the other about the determined rotation axis. It is a thing.
回転軸決定手段は、姿勢検出手段が横位置の姿勢を検出したときにはティルト機構で回転させる回転軸を垂直軸に決定し、また、縦位置の姿勢を検出したときにはティルト機構で回転させる回転軸を水平軸に決定する。 The rotation axis determination means determines the rotation axis to be rotated by the tilt mechanism as the vertical axis when the attitude detection means detects the horizontal position attitude, and determines the rotation axis to be rotated by the tilt mechanism when the vertical position attitude is detected. Determine the horizontal axis.
姿勢検出手段としては、撮像手段から得られる画像データに基づいて顔画像領域を抽出し、抽出した顔画像領域の特徴点に基づいて前記受光面の姿勢を検出してもよい。また、姿勢検出手段としては、受光面の回転位置を検出する角度センサと、角度センサから得られる情報に基づいて受光面の姿勢を特定する姿勢特定手段とで構成してもよい。 As the posture detection means, a face image area may be extracted based on image data obtained from the imaging means, and the posture of the light receiving surface may be detected based on the feature points of the extracted face image area. Further, the posture detecting means may be constituted by an angle sensor that detects the rotational position of the light receiving surface and a posture specifying means that specifies the posture of the light receiving surface based on information obtained from the angle sensor.
さらに、撮像手段から得られる画像データの全領域のうちの予め決めた複数の領域のコントラスト情報に基づいて領域ごとの被写体距離情報を検出する多点測距部と、多点測距部で検出した被写体距離情報に基づいて最至近距離に位置する被写体を主要被写体に特定する特定手段と、を備え、姿勢検出手段が主要被写体に特定した領域の分布を調べ、その分布の広がり方向に基づいて受光面の姿勢を検出してもよい。 Furthermore, a multipoint ranging unit that detects subject distance information for each region based on contrast information of a plurality of predetermined regions among all regions of the image data obtained from the imaging means, and detection by the multipoint ranging unit Identifying means for identifying the subject located at the closest distance based on the subject distance information as the main subject, and examining the distribution of the area identified by the posture detection means as the main subject, and based on the spreading direction of the distribution You may detect the attitude | position of a light-receiving surface.
複数の被写体が斜め一列に並んでいた場合、受光面又は撮影レンズを複数の被写体の並び方向に対峙する方向に回転させると、複数の被写体の全部にピントが合ってしまう。そこで、被写体距離情報に基づいて撮影レンズの焦点深度内に主要被写体以外の被写体像のピントが合わないように、回転軸決定手段で決定した回転軸の回転方向並びに回転角度を割り出す回転方向及び回転角度決定手段を備えるのが好適である。 When a plurality of subjects are arranged in an oblique line, if the light receiving surface or the photographic lens is rotated in a direction opposite to the arrangement direction of the plurality of subjects, all of the plurality of subjects are in focus. Therefore, based on the object distance information, the rotation direction and rotation for determining the rotation direction and rotation angle of the rotation axis determined by the rotation axis determination means so that the subject image other than the main subject is not focused within the focal depth of the photographing lens. It is preferable to provide an angle determining means.
ティルト機構が撮影レンズに対して受光面を回転させる場合、回転軸決定手段で決定した回転軸を中心に受光面を回転させた後に、特定手段で特定した主要被写体にピントが合うように撮影レンズを合焦させる合焦手段を備えるのが望ましい。これにより、画面の中央に主要被写体が居ない構図でも主要被写体に確実にピントを合わせることができる。 When the tilt mechanism rotates the light receiving surface with respect to the photographic lens, the photographic lens is focused so that the main subject specified by the specifying means is in focus after rotating the light receiving surface around the rotation axis determined by the rotation axis determining means. It is desirable to provide focusing means for focusing. This makes it possible to focus on the main subject without fail even in a composition where the main subject is not in the center of the screen.
また、回転後の受光面で受光した主要被写体の像又は顔画像が、回転前の受光面で受光した主要被写体の像又は顔画像に対して同じ像倍率になるように、撮影レンズの焦点距離を補正する像倍率補正手段を備えてもよい。 Also, the focal length of the taking lens is set so that the image or face image of the main subject received on the light receiving surface after rotation has the same image magnification as the image or face image of the main subject received on the light receiving surface before rotation. Image magnification correcting means for correcting the image may be provided.
受光面がレンズ光軸に対して垂直に配されるように撮像手段を取り付けるのは高精度が要求されるため難しい。そこで、ティルト機構を使って予め受光面の初期位置を調節するようにしてもよい。この場合、受光面又は撮影レンズの傾きを調節するための傾き調節モードと撮影モードとを択一的に選択する操作部と、傾き調節モードを選択したときに撮像手段から得られる画像データの全領域のうちの予め決めた複数の領域のコントラスト情報に基づいて領域ごとの被写体距離情報を求め各領域の被写体距離情報に基づいて受光面と撮影レンズとのうちの何れか一方に対する他方の傾きを検出する傾き検出手段と、傾き検出手段で検出した傾きを初期位置として記憶する記憶手段と、撮影モードの選択に応答して記憶手段から読み出した初期位置に基づいて受光面とレンズ光軸とが垂直関係になるようにティルト機構を制御して受光面又は撮影レンズを回転させる初期位置設定手段と、を備えればよい。 It is difficult to attach the imaging means so that the light receiving surface is arranged perpendicular to the lens optical axis because high accuracy is required. Therefore, the initial position of the light receiving surface may be adjusted in advance using a tilt mechanism. In this case, an operation unit that selectively selects a tilt adjustment mode and a shooting mode for adjusting the tilt of the light receiving surface or the photographing lens, and all of the image data obtained from the imaging means when the tilt adjustment mode is selected. The subject distance information for each region is obtained based on the contrast information of a plurality of predetermined regions of the region, and the other inclination with respect to any one of the light receiving surface and the photographing lens is determined based on the subject distance information of each region. An inclination detecting means for detecting, a storage means for storing the inclination detected by the inclination detecting means as an initial position, and a light receiving surface and a lens optical axis based on the initial position read from the storage means in response to the selection of the photographing mode. An initial position setting unit that controls the tilt mechanism to rotate the light receiving surface or the photographing lens so as to be in a vertical relationship may be provided.
本発明によれば、姿勢検出手段で検出した受光面の姿勢に基づいて、受光面の短手方向と平行に配される垂直軸と長手方向と平行に配される水平軸とのうちの何れか一方に回転軸決定手段が決定するため、決定した回転軸を中心に受光面又は撮影レンズとのうちの何れか一方を他方に対して回転させることで、受光面の姿勢が横位置や縦位置の姿勢であっても被写体の全部にピントが合い、かつその主要被写体以外をぼかすポートレート撮影的な効果を確実に得ることができる。 According to the present invention, based on the posture of the light receiving surface detected by the posture detecting means, any one of the vertical axis arranged in parallel with the short side direction of the light receiving surface and the horizontal axis arranged in parallel with the longitudinal direction. Since the rotation axis determination means determines one of them, the attitude of the light receiving surface is changed to the horizontal position or the vertical position by rotating either the light receiving surface or the photographing lens around the determined rotation axis with respect to the other. Even in the position and orientation, it is possible to surely obtain a portrait photographing effect of focusing on all the subjects and blurring other than the main subject.
電子カメラ10は、図1及び図2に示すように、レンズ交換式のカメラであり、カメラボディ11にレンズユニット12を着脱自在に取り付けて使用する。レンズユニット12には、撮影レンズ13、絞り、シャッタ、撮像センサ、及び、ティルト機構などが内蔵されている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
カメラボディ11の上面には、シャッタボタン14、モード選択ダイヤル15、及び、電源スイッチ16などからなる操作部が設けられている。モード選択ダイヤル15は、ポートレート撮影モード、通常撮影モード、及び、再生モードとのいずれかを選択する。ポートレート撮影モードは、ティルト機構の作動により受光面を傾斜させて、最至近距離に位置する主要被写体にピントを合わせ、かつその主要被写体以外のピントをぼかすモードである。なお、図示していないが、カメラボディ11の背面には、スルー画像や再生画像を表示するためのLCDやズーム操作部などが設けられている。
On the upper surface of the
レンズユニット12の後端には、ボディマウント17が設けられている。ボディマウント17は、カメラボディ11の前面に設けたレンズマウント18に着脱自在に結合される。ボディマウント17とレンズマウント18とには、各々接点部が設けられており、互いの接点部が結合することでレンズユニット12とカメラボディ11との間で電気的通信が行える。なお、前述したマウント同士の結合としては、複数の爪をもつバヨネットマウント方式や周知のネジ式のスクリューマウントなどを採用することができる。
A body mount 17 is provided at the rear end of the
ティルト機構20は、図3に示すように、水平軸ティルト機構21と、垂直軸ティルト機構22とで構成されている。垂直軸ティルト機構22は、レンズ光軸23と直交する垂直軸24、垂直軸24に固定される撮像センサ支持部材25、及び、垂直軸24を回転させる垂直軸駆動機構とで構成されている。撮像センサ支持部材25には、撮像センサが内蔵されている。撮像センサは、CCDやCMOSなどのイメージセンサであり、横長矩形の受光面27を有する。撮像センサ支持部材25は、受光面27を露呈する開口28を有しており、垂直軸24を中心として回転することで受光面27を左右方向に傾ける。
As shown in FIG. 3, the
垂直軸駆動機構は、レンズ光軸23と直交する垂直軸24、垂直軸24に設けたホイールギヤ29、ホイールギヤ29に噛合するウォームギヤ30、及び、出力軸にウォームギヤ30を設けたモータ31とで構成されており、ウォーム歯車29,30を介してモータ31の駆動を垂直軸24に伝達する。
The vertical axis drive mechanism includes a
水平軸ティルト機構21は、レンズ光軸23と直交する水平軸33、水平軸33に固定される支持板34、及び、水平軸33を回転させる水平軸駆動機構とで構成されている。支持板34には、撮像センサ支持部材25が取り付けられている。水平軸駆動機構は、水平軸33に設けたホイールギヤ35、これに噛合するウォームギヤ36、及び、出力軸にウォームギヤ36を設けたモータ37とで構成されており、ウォーム歯車35、36を介してモータ37の駆動を水平軸33に伝達している。支持板34は、水平軸33を中心に回転することで受光面27を上下方向に回転させる。なお、2つのモータ31、37を用いているが、代わりに、遊星歯車などの駆動伝達切り換え機構を用いて1つのモータで駆動を兼用してもよい。
The horizontal
垂直軸ティルト機構22及び水平軸ティルト機構21との初期位置は、レンズ光軸23が受光面27の中心に一致し、かつ受光面27がレンズ光軸23に対して垂直になる位置にそれぞれ決められている。撮像センサ支持部材25の初期位置は、支持板34に取り付けた左右方向初期位置検出センサ38により検出される。他方、支持板34の初期位置は、上下方向初期位置検出センサ39の検出で認識される。このセンサ39は、レンズユニット12の内部に固定されている。これらセンサ38、39から得られる信号は、レンズユニット12に設けたレンズ側CPU40に取り込まれる。レンズ側CPU40は、これらセンサ38、39から得られる信号を監視しながら各ドライバ41、42を介して各モータ31、37の駆動を制御する。なお、各モータ31、37は、パルスモータになっており、レンズ側CPU40はパルス信号を送ることで回転量及びその回転方向を制御する。これにより、ティルト機構20は、通常は、レンズ光軸23に対して受光面27が垂直で、かつ、受光面27の中心がレンズ光軸23に一致する初期位置に撮像センサを位置決めしている。この初期位置のときの受光面27の位置が撮影レンズ13の結像面に一致する。
The initial positions of the vertical
レンズユニット12には、図4に示すように、撮影レンズ13、絞り機構45、メカ機構のシャッタ46、受光面27をもつ撮像センサ47、絞り用モータ48、シャッタ用モータ49、合焦モータ50、変倍モータ51、これらモータ48〜51のドライバ52,53,54,55、ティルト機構20、ティルト機構用のドライバ41、42、アナログ信号処理57、A/D58、デジタル信号処理59、AF・AE積算回路60、圧縮回路61、ROM62、RAM63、バス用インターフェイス(I/F)ドライバ64、左右及び上下初期位置検出用センサ38、39、並びに、レンズ側CPU40が内蔵されている。
As shown in FIG. 4, the
このうちレンズ側CPU40、ROM62、RAM63、圧縮回路61、バス用I/Fドライバ64、AF・AE積算回路60、及び、デジタル信号処理59は、伝送路(バス)65で接続されている。また、アナログ信号処理57、A/D58、デジタル信号処理59、及び、圧縮回路61は、撮像センサ47から得られる画像信号をデジタルの画像信号に変換して、予め決められた圧縮形式に圧縮するまで処理を行う。圧縮回路61で圧縮した画像データは、記録用画像データとしてI/Fドライバ64を介して高速な通信でカメラボディ11側に送られる。勿論この間には、レンズ側接点部66とボディ側接点部67とを通る。また、デジタル信号処理59から得られるスルー画像用の画像データは、バス65、I/Fドライバ64を介してカメラボディ11に送られる。
Among these, the
AF・AE積算回路60は、A/D58から得られるデジタルの画像信号を取り込んで、コントラスト式のAF制御、及びAE制御を行う。AE制御は、所定間隔ごとに取り込んだ画像信号の輝度情報に基づいて適正な露出値、及びホワイトバランスの補正量を算出する。これらの情報は、レンズ側CPU40に送られ、レンズ側CPU40は、得られる情報に基づいてシャッタ46、絞り機構45、及び、デジタル信号処理59での画像処理の制御を連続的に行う。
The AF /
AF制御は、シャッタボタン14の半押し操作をしなくても常にピントを合わせるコンティニアス・オート・フォーカス(CAF)の制御を行う。この制御は、画像の合焦状態を評価するために予め設定された1つ又は複数の合焦評価領域(AFエリア)に基づいて画像信号から合焦評価領域の画像成分を抽出し、抽出した各合焦評価領域の画像成分に基づいて画像のコントラスト値を求める。そして、得られたコントラスト値に基づいて画像の合焦状態を判定し、フォーカスレンズの合焦位置を特定するとともに、レンズ側CPU40に対してレンズ駆動のための制御信号を送出する。
The AF control is a continuous auto focus (CAF) control that always focuses even without half-pressing the
なお、レンズ側CPU40は、スルー画像を表示する撮影待機状態のときには合焦モータ50に供給するパルス状の信号のカウント数を、大きい値のカウント数にして粗いコントラスト検出を行う。そして、レンズ側CPU40は、シャッタボタン14の半押し操作、つまり撮影指示が入力されることに応答して合焦モータ50に供給するカウント数を、小さい値のカウント数にして細かいコントラスト検出を行う。
Note that the
AE・AF積算回路60とレンズ側CPU40とは、姿勢検出手段と、回転軸決定手段とを構成している。姿勢検出手段は、ポートレート撮影モードを選択しているときに作動する。この手段は、受光面27の姿勢を検出し、受光面27の姿勢に応じて受光面27を回転する軸、つまり垂直軸ティルト機構22と水平軸ティルト機構21とのうちの何れを作動させるかを決定する。
The AE /
AE・AF積算回路60には、姿勢検出手段の一部を構成する回路として、抽出部、及び、コントラスト演算部とを備えている。抽出部は、シャッタボタン14の半押し操作に応答して得られる画像信号から、図5に示すように、撮影画面の全領域を複数に分割した領域70の画像成分を抽出する。コントラスト演算部は、各領域の画像成分に基づいて画像のコントラスト値を求め、それら情報をレンズ側CPU40に送る。レンズ側CPU40には、姿勢検出部と回転軸決定部とをもっている。姿勢検出部は、各領域のコントラスト情報から被写体距離を求め、最至近距離に位置する主要被写体とみなす領域70aを特定し、特定した領域70aの分布が撮影画面の短手方向に伸びている場合には受光面27が「横位置」の姿勢であると判断し、逆に撮影画面の長手方向に伸びている場合には受光面27が「縦位置」の姿勢であると判断する。
The AE /
なお、撮影画面の全領域を分割した複数の領域に基づいて被写体距離評価を行う代わりに、撮影画面のうちの予め決めた複数の領域(撮影画面のうちの一部の領域)に基づいて被写体距離評価を行ってもよい。また、ポートレートモード撮影モード時には、受光面27の回転を行った後に、最至近距離に位置する主要被写体にピント合わせを行う。
Instead of performing subject distance evaluation based on a plurality of areas obtained by dividing the entire area of the shooting screen, the subject is determined based on a plurality of predetermined areas (part of the shooting screen) in the shooting screen. A distance evaluation may be performed. In the portrait mode shooting mode, after the
回転軸決定部は、受光面27の姿勢に基づいて水平軸ティルト機構21と垂直軸ティルト機構22との何れを作動させるかを決定する。例えば、受光面27が「横位置」の姿勢であると判断した場合には回転させる軸を垂直軸24に決定し、垂直軸ティルト機構22を作動させる。逆に受光面27が「縦位置」の姿勢であると判断した場合には回転させる軸を水平軸33に決定し、水平軸ティルト機構21を作動させる。なお、この実施形態では、垂直軸ティルト機構22及び水平軸ティルト機構21での受光面27の回転角度をそれぞれ一定に設定してある。
The rotation axis determination unit determines which of the horizontal
カメラボディ11には、ボディ側CPU71、I/Fドライバ72、ROM73、RAM74、伸長回路75、カードI/F76、及び、フレームメモリ77等が設けられており、これらは各回路間でデータをやり取りするための伝送路(バス)78に接続されている。レンズユニット12側から高速で送られてくる記録用の画像データは、I/Fドライバ72からバス78を通ってカードI/F76に送られ、カードI/F76に接続したメモリカード79に記録される。このメモリカード79は、スロット80に着脱自在に取り付けられている。また、レンズユニット12側から送られるスルー画像用の画像データは、フレームメモリ77に蓄積された後に、LCD用のドライバ81を介してLCD82に送られる。これにより、LCD82には、スルー画像が表示される。なお、カメラボディ11に設けた操作部83は、接点部66、67を介してレンズ側CPU40に接続されている。この操作部83には、図1で説明したシャッタボタン14や電源スイッチ16、モード選択ダイヤル15、及び、ズーム操作部などを含む。
The
モード選択ダイヤル15で指定したモード情報は、レンズ側CPU40に送られる。通常撮影モード及びポートレート撮影モードが指定されたときには、レンズ側CPU40が統括的な制御を行い、レンズユニット12側に設けたROM62に記憶した各モード用プログラムを実行してスルー画像の表示、及び、撮影に関する処理を行うように各部を制御する。撮影は、シャッタボタン14のレリーズ操作(全押し操作)に応じて処理が実行される。シャッタボタン14から得られるレリーズ信号は、レンズ側CPU40及びボディ側CPU71にそれぞれ送られる。
The mode information designated by the
また、再生モードを指定した時には、レンズ側CPU40からボディ側CPU71に制御を移管する。ボディ側CPU71は、カメラボディ11側のROM73に予め記憶した再生用プログラムを実行し、メモリカード79に記憶した画像データを読み出して伸長回路75で伸長した後にフレームメモリ77に記憶し、ドライバ81によりフレームメモリ77から読み出してLCD82に再生画像を表示するように各部を制御する。
When the reproduction mode is designated, control is transferred from the
カメラボディ11にはバッテリ85が着脱自在に取り付けられている。バッテリ85からの電源は、電源制御部86を介してDC/DC回路87に供給され、ここからカメラボディ11とレンズユニット12とに電源供給される。電源制御部86の作動は、電源スイッチ16のON−OFF操作に応答して行われる。
A
電子カメラ10は、レンズユニット12を取り付けた後に電源スイッチ16をONすることで、各部に電源が供給される。そして、モード選択ダイヤル15の指定に応じて、通常撮影、ポートレート撮影、及び再生とのモード用プログラムのうちのいずれかのプログラムが実行される。
The
通常撮影モードを指定すると、レンズ側CPU40は、撮像センサ47で撮像した画像データに基づいてピント及び絞りを調節し、また、撮像センサ47から連続して得られる画像データをスルー画像としてLCD82に表示するように制御する。
When the normal shooting mode is designated, the
ポートレート撮影モードを指定すると、レンズ側CPU40は、撮像センサ47で撮像した画像データに基づいてピント及び絞り調節を行うことに加えて、撮像センサ47から連続して得られる画像データをスルー画像としてLCD82に表示するように制御する。
When the portrait photographing mode is designated, the
次に、図6を参照しながら、ポートレート撮影モードについて説明する。レンズ側CPU40は、まず、通常撮影モードと同様に、コンティニアスAF動作を作動させる。この動作は、撮影レンズ13の一部を構成するフォーカスレンズを移動させながら撮像センサ47から得られる画像データのコントラストを評価し、この評価に基づいて合焦位置を判定し、判定した合焦位置にフォーカスレンズを移動し続ける動作を行う。
Next, the portrait shooting mode will be described with reference to FIG. First, the
LCD82には、スルー画像が表示されている。スルー画像を見ながら対象被写体が略画面中央に来るようにフレーミングした後にシャッタボタン14を半押し操作する。シャッタボタン14の半押し操作に応答して姿勢検出手段が受光面27の姿勢を検出し、姿勢検出手段での検出に基づいて回転軸決定手段が受光面27の回転軸を決定する。
A through image is displayed on the
具体的には、予め撮影全画面を分割して設定した複数の領域70に基づいて、半押し操作時に得られる画像データから前記領域の画像成分を各々抽出し、各領域の画像成分に基づいて画像のコントラスト値を求め、それら情報をレンズ側CPU40に送る。レンズ側CPU40が各領域のコントラスト情報から被写体距離を求め、最至近距離に位置する主要被写体の分布が多い領域70aを特定する。そして、特定した領域70aの分布が撮影画面の短辺方向に伸びている場合には受光面27が「横位置」の姿勢であると判断し、逆に撮影画面の長辺方向に伸びている場合には受光面27が「縦姿勢」の姿勢であると判断する。なお、図5では、最至近距離に位置する主要被写体とみなす領域70aの分布が撮影画面の短辺方向に伸びているので受光面27が「横位置」の姿勢であると判断する。
Specifically, based on a plurality of
受光面27が「横位置」の姿勢であると判断した場合には垂直軸ティルト機構22を作動させる。逆に受光面27が「縦位置」の姿勢であると判断した場合には水平軸ティルト機構21を作動させる。
When it is determined that the
撮影レンズ13の合焦位置への移動は、ティルト機構20が作動した後に行われる。この合焦移動は、回転軸決定手段が検出した最至近距離に位置する主要被写体に対して行われる。その後、シャッタボタン14の全押し操作が行われることで、撮影が行われ、取り込んだ画像データがメモリカード79に記録される。なお、ポートレート撮影モードでの絞りは、開放絞りになる。
The
受光面27が横位置の姿勢の場合、垂直軸ティルト機構22が作動する。すると、図7に示すように、受光面27が初期位置27‘から、垂直軸24を中心に一定角度θ1だけ被写体に向けて回転する。その後に、AE・AF積算回路60及びレンズ側CPU40からなる合焦手段は、回転後の受光面27から取り込んだ画像データに基づいて主要被写体にピントが合う位置に撮影レンズ13を移動する。
When the
また、受光面27が回転すると、レンズ光軸23と受光面27とが交わる点Aが、初期位置27’のときにレンズ光軸23に交わる点Bからレンズ光軸23の方向での被写体側に向けて長さCの分だけずれる。その結像位置のずれ長さCに応じて、受光面27が初期位置のときと同じ焦点距離になるように撮影レンズ13を変倍する像倍率補正手段をレンズ側CPU40に設ける。この変倍動作は、受光面27を回転した後に直ぐに行うのが好適である。これにより、初期位置のときの受光面27に結像する主要被写体の像に対して像倍率を同じにすることができる。長さCは、受光面27の回転量が角度θ1に決まっており、また、垂直軸24から点Bまでの長さが長さZに予め決まっているので、「tanθ1=C/Z」の式から簡単に導くことができる。
When the
また、このレンズユニット12では、予め許容錯乱円径εが決まっている。許容錯乱円径εと、このときの焦点距離及びF値とで焦点深度2δが決まる。受光面27のうちの焦点深度2δに対応する範囲Dが、みかけ上ピントが合う範囲になる。このため、受光面27で撮像した画像は、図8に示すように、焦点深度に対応する範囲D‘が見かけ上ピントが合う範囲(被写界深度の範囲)になり、この範囲D’以外の範囲(ハッチィングで示した範囲)がピンボケになる。なお、図8に示す軸A‘は、受光面27とレンズ光軸23とが交わる点を通りかつ垂直軸と平行な軸であり、この軸上の被写体像がベストピントになる。
Further, in the
水平軸ティルト機構21が作動する場合には、図9に示すように、受光面27が初期位置27‘から、水平軸33を中心に一定角度θ2だけ被写体に向けて回転する。その後に、AE・AF積算回路60及びレンズ側CPU40からなる合焦手段は、回転後の受光面27から取り込んだ画像データに基づいて主要被写体にピントが合う位置に撮影レンズ13を移動する。
When the horizontal
また、受光面27が回転すると、レンズ光軸23と受光面27とが交わる点Eが、初期位置27’のときにレンズ光軸23に交わる点Fからレンズ光軸23の方向での被写体側に向けて長さGの分だけずれる。そこで、像倍率補正手段は、その結像位置のずれ長さGに応じて、受光面27が初期位置のときと同じ焦点距離になるように撮影レンズ13を変倍する。これにより、初期位置のときの受光面27に結像する主要被写体の像に対して像倍率を同じにすることができる。長さGは、受光面27の回転角度を「θ2」、水平軸33から点Fまでの長さを「X」とすると、「tanθ2=(G-Y)/X」の式から導くことができる。
Further, when the
この場合も、許容錯乱円径εと、このときの焦点距離及びF値とで焦点深度2δが決まる。受光面27のうちの焦点深度2δに対応する範囲Hが、みかけ上ピントが合う範囲になる。このため、受光面27で撮像した画像は、図10に示すように、焦点深度に対応する長さH‘の範囲が見かけ上ピントが合う範囲になり、この範囲H’以外の範囲(ハッチィングで示した範囲)がピンボケになる。なお、図10に示す軸E‘は、受光面27とレンズ光軸23とが交わる点を通りかつ水平軸33と平行な軸であり、この軸上の被写体像がベストピントになる。
Also in this case, the focal depth 2δ is determined by the allowable circle of confusion circle ε and the focal length and F value at this time. A range H of the
なお、前述した合焦手段では、初期位置にある受光面に主要被写体の像のピントを合わせる合焦位置から回転後の受光面にピントを合わせる合焦位置に撮影レンズ13を移動させるときに、撮像センサ47から得られる画像データに基づいてコントラスト情報を読み取りながら撮影レンズ13を移動して合焦位置を探るのではレンズ移動に時間がかかる。そこで、合焦位置補正手段をレンズ側CPU40に設け、受光面27を回転中又は回転後すぐに合焦位置補正手段で受光面27の回転に応答して撮影レンズ13を、結像位置のずれ長さCに基づいて補正移動させ、その後に、回転後の受光面で得られる画像データのコントラスト情報に基づいて撮影レンズ13を合焦位置に細かに移動するのが迅速に行えるので好適である。
In the focusing means described above, when the photographing
ティルト機構20の動作と、焦点深度に対応する被写界深度との作用により、図11に示す構図では、ハッチングで示す範囲の被写体にピントが合う。この構図では、物体側に、人物100、3本の木102,103,104、そして、背景に山105が位置する。電子カメラ10は、各被写体100〜105のうち最至近距離に位置する人物100を主要被写体と認識し、人物100にピントを合わせるとともに、ティルト機構20を作動させて受光面27を傾ける。
In the composition shown in FIG. 11, the subject in the range shown by hatching is in focus by the operation of the
ここで、例えば、撮像センサ47として1/2.5型CCD(受光面のサイズ5.7×4.3mm)を用い、撮影レンズ13の焦点距離f=8、F値=4、許容錯乱円径=0.006mm、被写体距離が1mである場合、被写界深度は近点で約0.74m、遠点で約1.52mになる。
Here, for example, a 1 / 2.5 type CCD (light receiving surface size 5.7 × 4.3 mm) is used as the
主要被写体である人物100の左右にある木102、103は、ティルト機構20の作動により見かけ上ピントの合う画角Iの外に位置しているのでピントボケになる。しかも、人物の後にある木104も被写界深度外に位置しているのでピンボケになる。
The
上記実施形態では、ティルト機構20が受光面27を回転させる角度を異なるように予め設定しているが、同じ角度に設定してもよい。
In the above-described embodiment, the angle at which the
また、受光面27上で見かけ上ピントが合う範囲D,Hは、回転角度θ1,θ2に比例して長くなる。よって、回転角度を大きくするに従って見かけ上のピントの合う範囲D,Hが広がるが、範囲Dは受光面27を横位置の姿勢にしたときの見かけ上のピントの合う範囲であるので受光面27の長手方向に沿って広狭するのに対し、範囲Hは受光面27を縦位置の姿勢にしたときの見かけ上のピントの合う範囲であるので受光面27の短手方向に沿って広狭する。そこで、範囲D,Hを受光面27の辺に対して同じ割合の長さにするのが見栄えがよい。本実施形態では受光面27が横長矩形であるので、傾斜角度θ2<傾斜角度θ1との関係になるように設定するのが好適である。
In addition, the apparent ranges D and H on the
さらに、上記各実施形態で説明したティルト機構20では、垂直軸24と水平軸33とが受光面27の中心から離れた位置に設けられているが、本発明ではこれに限らず、例えば特開平3−159377号公報の図面第2図に記載の機構を用いて、垂直軸心と水平軸心とが受光面27の中心を通るように垂直軸と水平軸とを設けてもよい。このようにすれば、受光面27の中心がレンズ光軸23からオフセットすることなく受光面27を回転させることができる。また、図3で説明した垂直軸ティルト機構22では、受光面27のうちの垂直軸24側とは逆側の端部が被写体側とは逆側に向けて突出する方向に回転しないが、支持板34に開口を設けることで逆側に向けても回転させることができる。
Further, in the
ところで、受光面27の回転方向及び回転角度によっては、焦点深度内に主要被写体像以外の被写体像が入ってしまうおそれがある。このような構図としては、例えば図12に示すように、主要被写体である人物110の背後でかつ横に木111が位置しており、人物110に合焦したときの撮影レンズ13の被写界深度Jの範囲にその木111が入る場合である。この場合、受光面27を同図に示すB方向に傾斜すると、木111の像が焦点深度内に入ってしまう。そこで、焦点深度内に合焦する像が無い向き、すなわち、同図に示すA方向に受光面27を回転させるのが望ましい。なお、図12に示すティルト機構は、垂直軸及び水平軸が受光面27の中心を通る位置に配されている。
By the way, depending on the rotation direction and rotation angle of the
回転方向を決定するためには、被写体距離分布手段、焦点深度内結像被写体検出手段、位置特定手段、及び、回転方向及び回転角度決定手段を備える。被写体距離分布手段は、各被写体の被写体距離の分布を調べる。この手段は、AE・AF積算回路、及び、CPUで構成することができる。AE・AF積算回路では、半押し操作に応答して得られる画像データに基づいて予め撮影全画面を分割した複数の領域から画像成分を各々抽出し、各領域の画像成分に基づいて画像のコントラスト値を求め、それら情報をレンズ側CPUに送る。レンズ側CPUには、各領域のコントラスト情報から各被写体の被写体距離の分布を求め、至近距離に位置する被写体を主要被写体と認識する。ここで、図12に示すように、垂直軸と水平軸とのうちの何れの軸を回転するかの回転軸を決定する。なお、図12に示す構図の例では、垂直軸を回転させることにしている。 In order to determine the rotation direction, subject distance distribution means, in-focus depth imaging subject detection means, position identification means, and rotation direction and rotation angle determination means are provided. The subject distance distribution means examines the subject distance distribution of each subject. This means can be composed of an AE / AF integrating circuit and a CPU. In the AE / AF integration circuit, image components are extracted from a plurality of areas obtained by dividing the entire photographing screen in advance based on image data obtained in response to a half-press operation, and the image contrast is determined based on the image components in each area. Values are obtained and the information is sent to the lens side CPU. The lens side CPU obtains the subject distance distribution of each subject from the contrast information of each region, and recognizes the subject located at the closest distance as the main subject. Here, as shown in FIG. 12, a rotation axis for determining which of the vertical axis and the horizontal axis is to be rotated is determined. In the example of composition shown in FIG. 12, the vertical axis is rotated.
焦点深度内結像被写体検出手段は、主要被写体以外の被写体が焦点深度内に入るものがあるかを検出する。この手段は、被写界深度を計算し、計算して得た前方及び後方被写界深度と、主要被写体以外の各被写体の被写体距離とに基づいて主要被写体以外の被写体のうちの焦点深度内に入る被写体があるか否かを調べる。図12に示す構図の例では、木111が被写界深度Jの範囲のうちの後方被写界深度に寄りに位置することが分かる。
The in-focus-depth imaging subject detection means detects whether there are subjects other than the main subject within the depth of focus. This means calculates the depth of field, and within the depth of focus of the subject other than the main subject based on the calculated forward and rear depth of field and the subject distance of each subject other than the main subject. Check if there is a subject to enter. In the example of the composition shown in FIG. 12, it can be seen that the
一般に被写界深度は焦点距離、絞り、許容錯乱円の大きさに依存する。具体的には次のように計算される。主要被写体にピントを合わせたとき無限遠が焦点深度の後端ぎりぎりに入るような距離(過焦点距離)を計算する。過焦点距離をH、レンズの焦点距離をf、絞り値をN、許容錯乱円径(直径)をcとするとその関係は[数1]に記載した式になる。なお、許容錯乱円径(c)は、一般的に画面の対角線長さ/許容錯乱円径用の定数(1300)の式から求める。 In general, the depth of field depends on the focal length, aperture, and allowable circle of confusion. Specifically, it is calculated as follows. A distance (hyperfocal distance) is calculated such that infinity enters the back edge of the focal depth when the main subject is in focus. When the hyperfocal length is H, the focal length of the lens is f, the aperture value is N, and the allowable confusion circle diameter (diameter) is c, the relationship is expressed by the following equation (1). The permissible circle of confusion (c) is generally obtained from the formula of the diagonal length of the screen / the constant for permissible circle of confusion (1300).
つぎに、主要被写体に焦点を合わせたときの被写界深度の前端と後端をそれぞれ計算する。被写体の距離をs、被写界深度の前方・後方をそれぞれDN、DFとすると[数2][数3]に記載した式から求められる。 Next, the front end and the rear end of the depth of field when the main subject is focused are calculated. If the distance of the subject is s, and the front and rear of the depth of field are DN and DF, respectively, it can be obtained from the equations described in [Equation 2] and [Equation 3].
位置特定手段は、焦点深度内に入る被写体の主要被写体に対する位置を特定する。図12に示す構図では、受光面上で焦点深度内に入る木111の像が人物像110に対して右側に位置する。回転方向及び回転角度決定手段は、焦点深度内に入る被写体の主要被写体に対する位置、及び、その被写体までの距離とに基づいて受光面27の回転方向及び回転角度を決定する。前記焦点深度内に入る被写体の主要被写体に対する位置としては、焦点深度内の前方か後方かの奥行き情報と、結像位置に対する左右方向での位置情報(カメラが横位置のときの位置情報)又は上下方向での位置情報(カメラが縦位置のときの位置情報)との2つの情報で構成される。同図で示す受光面27には、木111の像が焦点深度内の前方寄りでかつ主要被写体(結像位置)の右側に位置している。このため、回転方向及び回転角度決定手段は、受光面27が焦点深度内の前方側でかつ結像位置の右側に受光面27が来ない向き、すなわち、被写界深度に入る被写体から受光面27が遠のく方向に決定する。図12で説明する構図では、矢印A方向に向けて傾斜させる。次に、被写界深度から焦点深度を求める。その後、主要被写体に対する被写体の位置(奥行き方向及び左右又は上下方向でのズレ量)に基づいて、被写体像が焦点深度に入らない回転角度を求める。これにより、最適なポートレート効果を得ることができる。なお、図12では許容錯乱円径をεで表している。また、このときの動作手順を図13に示す。
The position specifying means specifies the position of the subject within the depth of focus with respect to the main subject. In the composition shown in FIG. 12, the image of the
上記各実施形態では、至近距離被写体の分布方向に応じてティルト機構の回転軸、すなわち、垂直軸と水平軸との何れかを決定するようにしているが、本発明ではこれに限らず、得られる画像データから顔画像の領域を検出し、その顔画像領域にある目、鼻、口などの特徴点を抽出し、それら特徴点の並び方に基づいてティルト機構の回転軸を決定するように構成してもよい。この場合、顔検出手段、顔の向き検出手段、及び、回転軸決定手段を備える。図14に示すように、顔検出手段は、パターンマッチング法によって行う。この方法では、あらかじめ様々な人物の顔、方向の異なる顔で、瞳と鼻孔が含まれているテンプレート画像を複数容易しておき、これらテープレート画像を画像データ全体にわたって移動させながら類似度を逐次求めてゆく。類似度の局所最大点で、設定された閾値より高い領域を顔領域として抽出する。 In each of the above embodiments, the rotation axis of the tilt mechanism, that is, either the vertical axis or the horizontal axis is determined in accordance with the distribution direction of the subject at the short distance. Configured to detect face image areas from extracted image data, extract feature points such as eyes, nose and mouth in the face image areas, and determine the rotation axis of the tilt mechanism based on the arrangement of the feature points May be. In this case, a face detection unit, a face direction detection unit, and a rotation axis determination unit are provided. As shown in FIG. 14, the face detection means is performed by a pattern matching method. This method facilitates multiple template images that include various human faces and faces in different directions and include pupils and nostrils in advance, and successively calculates the degree of similarity while moving these tape rate images over the entire image data. I will ask. At the local maximum point of similarity, an area higher than the set threshold is extracted as a face area.
顔の向き決定手段は、抽出した顔画像領域から特徴点検出法を用いて、目、鼻孔、口などの複数点を検出し、それら点を用いて顔の方向を検出する。そして、回転軸決定手段は、顔の向きが画像全体の短手方向に平行な縦向きである場合には受光面27が横位置の姿勢であると判断して垂直軸を選択し、また、短手方向に対して直交する横向きである場合には受光面27が縦位置の姿勢であると判断して水平軸を選択する。顔画像領域を複数検出した場合には、最至近距離に位置する顔画像(主要被写体)に基づいて行う。このとき、半押し操作のときのオートフォーカスエリアをその顔画像領域に設定するのが好適である。なお、顔画像領域を抽出せずに、画像データから顔の輝度分布および構造のパターンに類似した領域を検出することで、目、鼻孔、口などの顔画像の特徴点を直に検出してもよい。
The face direction determining means detects a plurality of points such as eyes, nostrils, and mouth from the extracted face image region using a feature point detection method, and detects the face direction using these points. Then, the rotation axis determination means selects the vertical axis by determining that the
また、上記各実施形態の回転軸決定手段は、画像データに基づいて決定している。しかし、本発明ではこれに限らず、カメラの姿勢に基づいて回転軸を決定してもよい。カメラの姿勢は、角度センサにより検出することができる。角度センサは、レンズユニット12又はカメラボディ11の何れか一方に設けられており、半押し操作に応答して絶対水平に対するカメラボディ11又はレンズユニット12の回転角度を検知し、検知した角度情報をレンズ側CPU40に送る。なお、角度センサとしては、封入した液体の傾斜に伴う静電容量の変化を角度変化として捉える液封入容量式傾斜角センサが、絶対角度を検知することができるので、好適である。そして、レンズ側CPU40は、長方形の受光面27の長手方向が絶対水平と略平行である認識したときには受光面27が「横位置」の姿勢であると判断し、ティルト機構20で回転させる軸を垂直軸に決定する。逆に、長方形の受光面の短手方向が絶対水平と略平行であると認識したときには受光面27が「縦位置」の姿勢であると判断し、ティルト機構20で回転させる軸を水平軸に決定する。
Further, the rotation axis determination means of each of the above embodiments is determined based on the image data. However, the present invention is not limited to this, and the rotation axis may be determined based on the posture of the camera. The posture of the camera can be detected by an angle sensor. The angle sensor is provided on either the
また、スルー画像を表示するLCD82の略中央にAF用のターゲットマークを設け、ポートレート撮影モード時、対象被写体が略画面中央に来るようにフレーミングすることで、常に画面中央の被写体を主要被写体に特定するように構成してもよい。この場合、受光面27の回転角度θ1,θ2が増えるほどレンズ光軸23が受光面27に交わる点A,Eが、受光面27の中心からずれていく。そこで、ターゲットマークの表示位置を前述したズレ分に応じてずらして表示するのが好適である。図7及び図9で説明した実施例では、回転軸24,33の回転角度θ1,θ2を予め決めているので、ターゲットマークのずらし量も予め決めることができる。
In addition, an AF target mark is provided in the approximate center of the
画面中央の被写体を常に主要被写体に特定すると、ポートレート撮影モード時に、主要被写体を画面中央からずらして構図した場合、主要被写体がピンぼけになる。そこで、上記実施形態では、ターゲットマークなどの表示を省略し、画面中心からずれている主要被写体に対しても自動的にピントを合わせるように構成している。この構成は、前述したように、姿勢検出手段、回転軸決定手段、主要被写体特定手段、像倍率補正手段、及び、合焦手段を備える。そして、これらは、レンズ側CPU40及びAE・AF積算回路60で構成される。例えば、図16に示すように、最至近距離に位置する対象被写体が受光面の中心からずれた構図になっている場合、前述したように、シャッタボタン14の半押し操作に応答して、レンズ側CPU40及びAE・AF積算回路60が、受光面を複数に分割した領域ごとに被写体距離情報を検出し、最至近距離に位置する被写体を主要被写体と特定し、主要被写体と特定した領域の広がり方向に基づいて回転軸を決定し、決定した回転軸を中心に受光面27が回転するようにティルト機構20を制御する。また、AE・AF積算回路60は、主要被写体に特定した領域の被写体距離情報をレンズ側CPU40に送るとともに、シャッタボタンの半押し操作が解除されるまでは、主要被写体と特定した領域にオートフォーカスの重点を置く。
If the subject at the center of the screen is always specified as the main subject, the main subject will be out of focus when the main subject is shifted from the center of the screen in the portrait shooting mode. Therefore, in the above embodiment, the display of the target mark or the like is omitted, and the main subject shifted from the center of the screen is automatically focused. As described above, this configuration includes posture detection means, rotation axis determination means, main subject specifying means, image magnification correction means, and focusing means. These are composed of a
ティルト機構20が受光面27を回転させる回転角度θ1又はθ2は、予め決められている。レンズ側CPU40は、図18に示すように、ティルト機構20を制御して、決定した回転軸を中心として受光面27を回転させる。回転後に、特定した主要被写体にピントが合うように、AE・AF積算回路60及びレンズ側CPU40が撮影レンズ13を合焦移動させる。例えば、図17に示すように、ティルト機構20が回転軸を回転させる角度θ1、初期位置での受光面27の中心に対する主要被写体像の受光位置までのズレ量Mとすると、位置Nが回転後の受光面27で受光する主要被写体の像の位置になり、その位置Nで受光する主要被写体にピントが合うように撮影レンズ13を合焦移動する。その合焦移動前には、像倍率補正手段が、初期位置のときの受光面27で結像する主要被写体の像と像倍率が同じになるように撮影レンズ13を変倍させる。この場合、結像位置が長さPの分だけレンズ光軸23の前方にずれているので、そのずれ長さPに応じて撮影レンズ13の変倍を行うことで、初期位置のときの受光面27で結像する主要被写体の像と像倍率を同じにすることができる。なお、姿勢検出手段としては、前述したように顔画像領域を抽出により主要被写体を特定しその画像の向きに基づいて受光面の姿勢を検出してもよい。
The rotation angle θ1 or θ2 with which the
上記各実施形態では、シャッタボタン14の半押し操作に応答して受光面27を回転させているが、代わりに、ポートレート撮影モードを選択する操作に応答して受光面27を回転させるようにしてもよい。また、上記各実施形態では、ポートレート撮影モードと通常撮影モードとを択一的に選択する電子カメラとして説明しているが、ポートレート撮影専用の電子カメラにしてもよい。
In each of the above embodiments, the
また、上記各実施形態のティルト機構20では、水平軸と垂直軸との何れか一方の回転軸のみを選択して、選択した回転軸を中心に受光面27を回転させるようにしているが、両方を回転してもよい。この場合、カメラボディ11やレンズユニット12を斜めの姿勢にし、主要被写体(顔画像を含む)が受光面の対角線方向に存在する構図のときである。この場合、その向きに結像位置が一致するように垂直軸と水平軸との両方を選択し、それら軸を中心に受光面27を回転させればよい。
Further, in the
また、上記各実施形態では、ポートレート撮影モードのときに自動的に回転軸を決定し、決定した軸を中心に受光面27を自動的に回転しているが、電子カメラに回転操作部を設け、回転操作部の操作により手動で受光面27を回転させるように構成してもよい。回転操作部としては、例えば回転軸を選択する回転軸選択部と、回転角度入力操作部とで構成するのが好適である。回転角度入力部としては、例えば、回転軸を選択する選択操作部と、レンズ鏡筒の外周に配したリング操作部とを設け、選択操作部で回転軸を選択しておき、リング操作部の回転量をエンコーダで検出し、エンコーダから得られるパルス信号に基づいて受光面27を選択した軸を中心に回転させればよい。また、リング操作部やエンコードなどの代わりに、カメラボディの背面にあるLCDに上下左右の矢印ボタンを表示し、何れかのボタンを押すことに応答してその方向又は逆方向に受光面27を押す回数に応じた分だけ回転させるように構成してもよい。また、回転角度を入力する画面をLCDに表示し、回転角度をLCDに直接入力して受光面27を傾斜させるようにしてもよい。
In each of the above embodiments, the rotation axis is automatically determined in the portrait photographing mode, and the
ところで、最近の撮影センサは高画質化に加えて小型になっており、レンズ光軸23に対して受光面27が直交するように撮像センサ47を位置決めするのが難しくなっている。しかも、受光面27は、撮像センサ47のパッケージごとでバラツキが生じている。そこで、従来、各撮像センサに対して取り付け調節を行っていた。しかし、本実施形態では、ティルト機構を設けている。このため、ティルト機構の初期位置を補正することで、撮像センサごとに受光面27がレンズ光軸23に対して直交する向きになるように調節することができる。
By the way, recent photographing sensors are miniaturized in addition to high image quality, and it is difficult to position the
この場合、モード選択ようの操作部に電子カメラ10に傾き調節モードを設ける。このモードを選択するときには、所定のチャートを用いる。このチャートを受光面27に対して正体する位置及び一定の被写体距離に配置し、チャートを撮影する。このチャートには、多点オートフォーカスエリアに応じた位置に、ピッチの異なる黒白の縞目が記されている。このモードで画面いっぱいにそのチャートを撮影することでオートファーカスエリアに対応する位置ごとにデフォーカス量を演算し、各位置のデフォーカス量に基づいて受光面27のレンズ光軸23に対する傾きを傾き検出手段で検出する。そして、撮影モードを選択したときに必ず初期位置設定手段がその傾きに応じてティルト機構20を作動させ、レンズ光軸23に直交する位置に受光面27を傾斜させる。このときのティルト機構20での作動量はRAM63などの記憶手段に記憶しておけばよい。
In this case, the
上記各実施形態では、撮像センサを設けたレンズユニット12と、シャッタボタンや画像データを記録するメモリを設けたカメラボディ11と、からなる電子カメラ10として説明しているが、本発明ではこれに限らず、撮像センサをカメラボディに設けた周知の電子カメラにも採用することができるのはいうまでもない。
In each of the above embodiments, the
また、上記各実施形態では、撮像センサを回転させるティルト機構20として説明しているが、本発明ではこれに限らず、撮像センサを固定にし、撮影レンズ13を撮像センサに対して回転軸を中心に回転させるように構成しても同様の効果が得られる。また、撮像センサ47と撮影レンズ13とにそれぞれティルト機構を設けて両方を回転させるようにしてもよい。さらに、上記各実施形態で説明した像倍率補正手段は、受光面又は撮影レンズの回転前後で像倍率にあまり変化がない場合には省略してもよい。
In the above embodiments, the
本発明の利用可能性としては、電子カメラに利用するに限らず、例えばビデオカメラ、カメラ付き携帯電話、及び、電子カメラ付き望遠鏡などにも採用することができる。 The applicability of the present invention is not limited to use in an electronic camera, but can be applied to, for example, a video camera, a mobile phone with a camera, and a telescope with an electronic camera.
10 電子カメラ
11 カメラボディ
12 レンズユニット
20 ティルト機構
21 水平軸ティルト機構
22 垂直軸ティルト機構
27 受光面
DESCRIPTION OF
Claims (14)
長手方向が絶対水平と略平行になる横位置と長手方向が絶対垂直と略平行になる縦位置とのうちの何れか一方の受光面の姿勢を検出する姿勢検出手段と、
前記姿勢検出手段が検出する前記受光面の姿勢に基づいて前記ティルト機構で回転させる回転軸として前記水平軸と垂直軸とのうちの何れか一方に決定する回転軸決定手段と、
を備えたことを特徴とする撮像装置。 A photographing lens, an imaging sensor having a rectangular light-receiving surface, the light-receiving surface being aligned with the center of the lens optical axis and perpendicular to the lens optical axis, and parallel to a short direction of the light-receiving surface The light receiving surface or the lens optical axis is tilted with respect to the other by rotating the light receiving surface or the taking lens around a vertical axis or a horizontal axis arranged parallel to the longitudinal direction. In an imaging device comprising a tilt mechanism
Posture detecting means for detecting the posture of one of the light receiving surfaces of a horizontal position in which the longitudinal direction is substantially parallel to absolute horizontal and a vertical position in which the longitudinal direction is substantially parallel to absolute vertical;
A rotation axis determination means for determining one of the horizontal axis and the vertical axis as a rotation axis to be rotated by the tilt mechanism based on the attitude of the light receiving surface detected by the attitude detection means;
An imaging apparatus comprising:
前記多点測距部で検出した前記被写体距離情報に基づいて最至近距離に位置する被写体を主要被写体に特定する特定手段と、を備え、
前記姿勢検出手段は、前記主要被写体に特定した領域の分布を調べ、その分布の広がり方向に基づいて前記受光面の姿勢を検出することを特徴とする請求項1又は2記載の撮像装置。 A multi-point distance measuring unit that detects subject distance information for each area based on contrast information of a plurality of predetermined areas among all areas of image data obtained from the imaging means;
Identifying means for identifying a subject located at the closest distance based on the subject distance information detected by the multipoint distance measuring unit as a main subject,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the posture detection unit examines a distribution of a region specified as the main subject and detects the posture of the light receiving surface based on a spread direction of the distribution.
前記回転軸決定手段で決定した回転軸を中心に前記受光面を回転させた後に、前記特定手段で特定した主要被写体にピントが合うように前記撮影レンズを合焦させる合焦手段を備えることを特徴とする請求項5又は6記載の撮像装置。 The tilt mechanism rotates the light receiving surface with respect to the photographing lens, and
Focusing means for focusing the photographing lens so that the main subject specified by the specifying means is in focus after rotating the light receiving surface around the rotation axis determined by the rotation axis determining means. The imaging apparatus according to claim 5 or 6, characterized in that
回転後の前記受光面で受光した前記主要被写体の像又は顔画像が、回転前の前記受光面で受光した前記主要被写体の像又は顔画像に対して同じ像倍率になるように、前記撮影レンズの焦点距離を補正する像倍率補正手段を備えることを特徴とする請求項5ないし7いずれか記載の撮像装置。 The tilt mechanism rotates the light receiving surface with respect to the photographing lens, and
The photographic lens so that the image or face image of the main subject received on the light receiving surface after rotation has the same image magnification as the image or face image of the main subject received on the light receiving surface before rotation. The imaging apparatus according to claim 5, further comprising an image magnification correction unit that corrects a focal length of the image.
前記傾き調節モードを選択したときに、前記撮像手段から得られる画像データの全領域のうちの予め決めた複数の領域のコントラスト情報に基づいて前記領域ごとの被写体距離情報を求め、各領域の被写体距離情報に基づいて前記受光面とレンズ光軸とのうちの何れか一方に対して他方の傾きを検出する傾き検出手段と、
前記傾き検出手段で検出した前記傾きを初期位置として記憶する記憶手段と、
前記撮影モードの選択に応答して前記記憶手段から読み出した初期位置に基づいて前記受光面とレンズ光軸とが垂直関係になるように前記ティルト機構を制御して前記受光面又は撮影レンズを回転させる初期位置設定手段と、を備えたことを特徴とする請求項1ないし8いずれか記載の撮像装置。 An operation unit for selectively selecting a tilt adjustment mode and a shooting mode for adjusting the tilt of the light receiving surface or the photographing lens;
When the tilt adjustment mode is selected, subject distance information for each region is obtained based on contrast information of a plurality of predetermined regions among all regions of the image data obtained from the imaging means, and subjects in each region An inclination detecting means for detecting an inclination of the other of the light receiving surface and the lens optical axis based on the distance information;
Storage means for storing the inclination detected by the inclination detection means as an initial position;
Based on the initial position read from the storage means in response to the selection of the photographing mode, the light receiving surface or the photographing lens is rotated by controlling the tilt mechanism so that the light receiving surface and the lens optical axis are in a vertical relationship. The imaging apparatus according to claim 1, further comprising an initial position setting unit.
長手方向が絶対水平と略平行になる横位置と長手方向が絶対垂直と略平行になる縦位置とのうちの何れか一方になる前記受光面の姿勢を姿勢検出手段が検出する第1ステップと、
前記受光面の姿勢に基づいて前記水平軸と垂直軸とのうちの何れか一方を回転軸決定手段が決定する第2ステップと、
を含むことを特徴とする撮像方法。 By rotating the light receiving surface or the photographing lens around a vertical axis arranged parallel to the short side direction of the rectangular light receiving surface of the imaging sensor or a horizontal axis arranged parallel to the longitudinal direction, the light receiving surface and the imaging lens are rotated. In the imaging method for controlling the in-focus range by tilting one of the lens optical axes with respect to the other,
A first step in which the posture detecting means detects the posture of the light receiving surface that is either one of a horizontal position in which the longitudinal direction is substantially parallel to absolute horizontal and a longitudinal position in which the longitudinal direction is substantially parallel to absolute vertical; ,
A second step in which a rotation axis determination means determines one of the horizontal axis and the vertical axis based on the posture of the light receiving surface;
An imaging method comprising:
前記撮像手段から得られる画像データの全領域のうちの予め決めた複数の領域のコントラスト情報に基づいて多点測距部が前記領域ごとの被写体距離情報を検出するステップと、
前記多点測距部で検出した前記被写体距離情報に基づいて特定手段が最至近距離に位置する被写体を主要被写体に特定するステップと、を含み、
前記主要被写体に特定した領域の分布を調べ、その分布の広がり方向に基づいて前記受光面の姿勢を検出することを特徴とする請求項10又は11記載の撮像方法。 The first step includes
A multi-point distance measuring unit detecting subject distance information for each area based on contrast information of a plurality of predetermined areas among all areas of image data obtained from the imaging means;
Identifying a subject located at the closest distance based on the subject distance information detected by the multipoint distance measuring unit as a main subject,
12. The imaging method according to claim 10, wherein the distribution of the area specified as the main subject is examined, and the posture of the light receiving surface is detected based on a spreading direction of the distribution.
前記第2ステップで決定した回転軸を中心に前記受光面を回転させた後に、前記特定手段で特定した主要被写体の像又は顔画像にピントが合うように合焦手段が前記撮影レンズを合焦させる第3ステップを含むことを特徴とする請求項12又は13いずれか記載の撮像方法。 An imaging method for rotating the light receiving surface with respect to the photographing lens,
After the light receiving surface is rotated about the rotation axis determined in the second step, the focusing unit focuses the photographing lens so that the image of the main subject or the face image specified by the specifying unit is in focus. The imaging method according to claim 12, further comprising a third step.
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