JP2020076960A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撮影シーンに適したあおり角であおり制御を実行可能な撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置１は、撮像素子１０６または光学系１００の傾きを調整することで、撮像素子と光学系の光軸と直交する面とのなすチルト角を変更する制御部と、制御部によってチルト角を変更することで画像内の複数の領域のコントラスト評価値をそれぞれ取得する評価値取得部と、評価値取得部が取得した複数の領域のコントラスト評価値に基づいて複数の領域ごとのチルト角を決定し、決定した領域ごとのチルト角に基づいてチルト角を決定する決定部とを有し、制御部は、決定部によって決定されたチルト角に基づいて撮像素子または光学系の傾きを調整する。【選択図】図１

Description

本発明は、あおり制御を行う撮像装置に関する。

従来、監視カメラを天井などの高所に設置し、カメラの光軸を斜め下側に向け、道路を通行する人を監視したり、車やそのナンバープレートを撮影したりすることがある。この場合、カメラの光軸が斜め下向きとなるため、撮像を行う際のピントが合うピント面は光軸に垂直な面であり、実際に撮像を行う対象となる被写体の撮像面とは合致しない。そのため、ピントが合う領域は画面の一部となり、その他の領域はピントが合っていない状態となる。このような課題に対し、光学系または撮像素子を相対的に傾けること（以下、あおり制御）で被写界深度範囲を広げるシャインプルーフの原理と呼ばれる技術が一般的に知られている。

しかしながら、撮像画像のコントラストを評価値として撮像素子の傾きを制御する場合、評価値を取得するための評価枠を撮像画像のどの領域に設けるかが課題となる。評価枠はあおり制御でピントが合う領域内に設けるべきであるが、撮影シーンによって評価値取得に適した領域は異なる。したがって、あおり制御を自動化するためには、あおり制御でピントが合う領域を検出し、ピントが合う領域内で取得した評価値に基づいてあおり角を決定する必要がある。

特許文献１には、撮影エリア中の所定の複数の領域で得られるフォーカス情報に基づいて算出されるあおり角を用いてあおり制御を行う撮像装置が開示されている。また、特許文献２には、複数の焦点検出エリアの焦点ズレ量に基づいて算出されるあおり角を用いてあおり制御を行う撮像装置が開示されている。

特開平１１−２４２１５２号公報 特開２０１７−１７３８０２号公報

しかしながら、特許文献１の撮像装置では、得られた複数のあおり角の相互一致度が所定値より低い場合にはあおり制御を禁止するとしている。そのため、あおり撮影により深度が深くなる被写体が存在する撮影シーンにおいても、フォーカス情報が得られる領域次第であおり制御が禁止されてしまうことがある。また、特許文献２の撮像装置では、複数の焦点検出エリアのうち、どのエリアにピントを合わせるかは、使用者が個別に指定するか、あらかじめグループ化されたグループ単位で水平方向、垂直方向、または斜め方向をモード選択に基づいて決定するとしている。そのため、使用者の指定やモード選択なしにピント合わせのエリアを特定することはできていない。

本発明は、撮影シーンに適したあおり角であおり制御を実行可能な撮像装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面としての撮像装置は、撮像素子または光学系の傾きを調整することで、撮像素子と光学系の光軸と直交する面とのなすチルト角を変更する制御部と、制御部によってチルト角を変更することで画像内の複数の領域のコントラスト評価値をそれぞれ取得する評価値取得部と、評価値取得部が取得した複数の領域のコントラスト評価値に基づいて複数の領域ごとのチルト角を決定し、決定した領域ごとのチルト角に基づいてチルト角を決定する決定部とを有し、制御部は、決定部によって決定されたチルト角に基づいて撮像素子または光学系の傾きを調整することを特徴とする。

本発明によれば、撮影シーンに適したあおり角であおり制御を実行可能な撮像装置を提供することができる。

本発明の実施形態に係る撮像装置のブロック図である。 あおり制御の説明図である。 画角の異なる２つの撮影シーンを示す図である。 実施例１の撮像装置が実行する処理を示すフローチャートである。 画像内に設定された評価枠を示す図である。 あおりスキャンの模式図である。 あおりピント面検出結果と各評価枠におけるあおりスキャン結果を示す図である。 実施例２の撮像装置が実行する処理を示すフローチャートである。 撮像素子の撮像素子回転軸と評価枠とを示す図である。 あおりピント面として検出される領域が２つあるシーンの例を示す図である。 あおりピント面として検出される領域が２つあるシーンに対するあおりピント面検出結果を示す図である。 あおりピント面として検出される領域が複数存在する場合の４パターンの制御方法とそれぞれの制御方法に適したユースケースの対応を示す図である。

以下、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。各図において、同一の部材については同一の参照番号を付し、重複する説明は省略する。
［全体構成］
図１は、本発明の実施形態に係る撮像装置１のブロック図である。光学系１００は、光軸方向へ移動して焦点距離を変更するズームレンズ１０１と、光軸方向へ移動して焦点調節を行うフォーカスレンズ１０２と、光量を調整する絞りユニット１０３と、を有する。なお、光学系１００は、ズームレンズ１０１、フォーカスレンズ１０２、または絞りユニット１０３を必ずしも有する必要はなく、他の光学部材を有していてもよい。

光学系１００を通過した光は、バンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦ）１０４およびカラーフィルタ１０５を介して撮像素子１０６上に光学像としての被写体像を形成する。ＢＰＦ１０４は、光学系１００の光路に対し進退可能に構成されていてもよい。被写体像は、撮像素子１０６により光電変換される。

撮像素子１０６から出力されるアナログ電気信号（撮像信号）は、ＡＧＣ１０７によりゲイン調整され、Ａ／Ｄ変換器１０８によりデジタル信号に変換された後、カメラ信号処理部１０９に入力される。カメラ信号処理部１０９は、デジタル撮像信号に対して各種画像処理を行って映像信号を生成する。映像信号は、通信部１１０を介して撮像装置１に有線通信または無線通信により接続された監視モニタ装置１１１に出力される。

評価値算出部（評価値取得部）１１２は、画像内に複数設定された評価枠ごとに、Ａ／Ｄ変換器１０８またはカメラ信号処理部１０９からＲＧＢの画素値または輝度値を受け取り、あおり制御やＡＦ制御で使用する特定周波数のコントラストに関する評価値（コントラスト評価値）を算出する。

あおりピント面検出部１１３は、評価値算出部１１２により算出された各評価枠の評価値に基づいて、あおり制御でピントが合う領域（以下、あおりピント面）を検出する。

あおり角算出部（決定部）１１４は、あおりピント面検出部１１３により検出されたあおりピント面に存在する評価枠の評価値に基づいてあおり角（チルト角）を算出する。

あおり／ズーム／フォーカス制御部１１５は、外部からのコマンドに対応する通信部１１０からの指示、およびあおり角算出部１１４により算出されたあおり角に基づいて、撮像素子駆動部１１６、フォーカス駆動部１１７およびズーム駆動部１１８を制御する。具体的には、撮像素子駆動部１１６、フォーカス駆動部１１７およびズーム駆動部１１８のそれぞれに対して、あおり角設定位置、フォーカス設定位置およびズーム設定位置を指示する。

撮像素子駆動部１１６は、あおり／ズーム／フォーカス制御部１１５から指示されたあおり角設定位置に基づいて撮像素子回転軸を中心に撮像素子１０６を傾ける。本実施形態では、撮像素子１０６を傾ける撮像素子回転軸は、後述する図９に示されるように、画像の中心に位置する。

フォーカス駆動部１１７は、あおり／ズーム／フォーカス制御部１１５から指示されたフォーカス設定位置に基づいてフォーカスレンズ１０２の位置を制御する。

ズーム駆動部１１８は、あおり／ズーム／フォーカス制御部１１５から指示されたズーム設定位置に基づいてズームレンズ１０１の位置を制御する。

ここで、あおり制御とは、光学系１００または撮像素子１０６を傾け、あおりピント面を地面などの平面に合わせる制御である。図２は、あおり制御の説明図であり、撮像素子１０６を傾けた場合を示している。あおり制御により所定の平面に関して、近距離から遠距離の被写体まで被写界深度内に入り、ピントが合う状態を維持することができる。

レンズの焦点距離をｆ、被写体距離をＬ、光軸とピント面との角度（見下ろし角）をαとする場合、あおり角ｂはシャインプルーフの原理より、以下の式（１）で算出される。

ｂ＝ｔａｎ^−１（ｆ／（Ｌｔａｎα）） （１）
シャインプルーフの原理とは、光学系の主面と撮像素子の撮像面とが１つの直線で交わる場合、ピント面も同じ直線上で交わるという原理である。したがって、光学系と撮像素子とが平行である場合、画像の一部にしかピントが合わない状態が、光学系または撮像素子を傾けた場合、画像の広い領域に対してピントが合う状態になる。図２に示されるように、撮像素子をあおり角ｂだけ傾けた場合、あおりピント面は１つの平面になる。したがって、あおり制御を行う際の評価枠は、あおりピント面となる１つの平面領域内に設定すればよい。

しかしながら、撮影シーンによってあおりピント面は異なる。図３は、画角の異なる２つの撮影シーンを示す図である。図３（ａ）の画像３０１−１では、あおりピント面３０１−２が広い範囲の領域を占めており、左右の上部一角を除く領域が評価値の取得に適した領域になっている。一方、図３（ｂ）の画像３０２−１では、あおりピント面３０２−２があおりピント面３０１−２の半分程度の領域となっており、左上部で評価値を取得してしまうと上手くあおり制御が行えない。このように、あおりピント面は撮影シーンごとに異なっているため、撮影シーンに応じたあおり制御を行うためには、撮影シーンごとにあおりピント面を検出し、検出されたあおりピント面で取得された評価値に基づいてあおり角を決定する必要がある。

撮影シーンごとにあおりピント面を検出する方法は複数存在する。例えば、画像の複数領域ごとに取得された評価値に基づいてあおりピント面を検出する方法がある。本実施例では、コントラストを評価値として取得し、取得された評価値に基づいてあおりピント面を検出する。そして、検出されたあおりピント面に適するあおり角を決定する。

以下、図４を参照して、本実施例の撮像装置１が実行する処理について説明する。図４は、撮像装置１が実行する処理を示すフローチャートである。

ステップＳ４０１では、あおり／ズーム／フォーカス制御部１１５は、フォーカス駆動部１１７を介してフォーカスレンズ１０２を駆動し、画像の中心でピントを合わせる。ピント合わせは、オートフォーカス（以下、ＡＦ）でもマニュアルフォーカス（以下、ＭＦ）でも構わない。

ステップＳ４０２では、あおり／ズーム／フォーカス制御部１１５は、画像内に複数の評価枠を設定する。図５は、画像内に設定された評価枠を示す図である。図５（ａ）は、図３（ａ）の画像３０１−１内に設定された評価枠５０１を示している。図５（ｂ）は、図３（ｂ）の画像３０２−１内に設定された評価枠５０２を示している。図５では、各撮影画像を横４行、縦８列として分割しているが、分割の仕方はこれに限らない。評価枠は、画素単位まで微小化してもよい。すなわち、各評価枠は、１つの画素で構成されてもよいし、複数の画素で構成されてもよい。

ステップＳ４０３では、評価値算出部１１２は、あおりスキャンを行う。図６は、あおりスキャンの模式図である。あおりスキャンとは、撮像素子１０６のあおり角を変更しながら、ステップＳ４０２で設定された評価枠ごとに、コントラストに関する評価値を取得する制御である。評価値６０１は、所定の撮影シーンの中の所定の評価枠において得られるコントラストに関する評価値である。評価値ピーク６０２は、評価値６０１のうちの最大値である。評価値６０１が得られる評価枠において、評価値ピーク６０２が得られるあおり角が最もピントが合うあおり角（以下、最適あおり角）６０３である。

図７は、あおりピント面検出結果と各評価枠におけるあおりスキャン結果を示す図である。図７（ａ）の画像７０１−１について、各評価枠であおりスキャンを行うことで、図７（ｂ）のあおりスキャン結果７０１−３が得られる。図７（ｃ）の画像７０２−１について、各評価枠であおりスキャンを行うことで、図７（ｄ）のあおりスキャン結果７０２−３が得られる。どちらの画像についても、あおりピント面上の評価枠同士では同じ最適あおり角６０３が取得される。一方、高さのある被写体が存在する評価枠では、あおりピント面領域とは異なる最適あおり角６０３が取得される。

ステップＳ４０４では、あおりピント面検出部１１３は、ステップＳ４０３で得られた各評価枠における最適あおり角６０３を保持する。

ステップＳ４０５では、あおりピント面検出部１１３は、ステップＳ４０４で保持された各評価枠における最適あおり角６０３に基づいてあおりピント面を検出する。あおりピント面検出部１１３は、同一平面内では最適あおり角が一致することを利用し、各評価枠における最適あおり角が互いに一致するかどうかの判定（以下、最適あおり角一致判定）を行う。最適あおり角が最も多く一致する領域があおりピント面として検出される。図７（ｂ）のあおりスキャン結果７０１−３に基づいて、最適あおり角一致判定を行った結果が、あおり角最多一致評価枠７０１−４である。図７（ｄ）のあおりスキャン結果７０２−３に基づいて、最適あおり角一致判定を行った結果が、あおり角最多一致評価枠７０２−４である。あおり角最多一致評価枠７０１−４，７０２−４を画像７０１−１，７０１−２に重ねて示した領域が、あおりピント面７０１−２，７０２−２である。このように、最適あおり角一致判定を行うことで、あおりピント面を捉えた評価枠のみを検出することができる。また、高さのある被写体が存在する、あおり角算出に不向きな評価値が得られる評価枠領域を除去することができる。

本実施形態では、最適あおり角一致判定において、最適あおり角が完全に一致する場合だけでなく、所定の角度範囲内に存在する場合、すなわち略一致する場合も含んでいる。そのため、最適あおり角一致判定によって、同じ種類の最適あおり角が最も多く存在する角度範囲（以下、最多一致角度範囲）が得られる。なお、角度範囲は、焦点距離、被写体距離、センサーサイズ、温度、湿度および光源の少なくとも１つを用いて算出される焦点深度に基づいて決定されてもよい。

ステップＳ４０６では、あおり角算出部１１４は、ステップＳ４０５で得られた最多一致角度範囲を保持する。

ステップＳ４０７では、あおり／ズーム／フォーカス制御部１１５は、ステップＳ４０６で保持された最多一致角度範囲内のあおり角となるように、撮像素子１０６を駆動させるあおり制御を行う。本実施形態では、あおり／ズーム／フォーカス制御部１１５は、あおり制御のためのあおり角を、最多一致角度範囲に含まれる最適あおり角の最小値、最大値、平均値、および評価値ピークの絶対値が大きい最適あおり角の少なくとも１つに基づいて決定する。平均値は、各評価枠で取得された評価値の最大値と最小値とに基づき、差が大きい評価枠ほど、その評価枠の最適あおり角が有利になるように重み付けした値により算出されてもよい。また、平均値は、各評価枠で取得された評価値の山の形状（ピーク形状）に基づき、急峻な山が得られた評価枠ほど、その評価枠の最適あおり角が有利になるように重み付けした値により算出されてもよい。

以上説明したように、本実施例では、あおりピント面を検出し、あおり制御に用いるあおり角を決定することで、構図の異なる撮影シーンの場合にもあおりピント面に適したあおり角を取得することができる。そのため、自動であおりピント面に適したあおり角となるようにあおり制御を行うことができる。

また、本実施形態では、撮像素子１０６をあおる場合について説明したが、本発明はこれに限定されない。光学系１００の傾きを調整する調整手段（不図示）により光学系をあおる、または撮像素子１０６および光学系１００をともにあおることによっても、本発明の効果を得ることができる。

本実施例では、最適あおり角一致判定の際ノイズとなるような、正確な最適あおり角が得られづらい（信頼度が低い最適あおり角が得られる）評価枠を除外しつつ、あおり制御を行う。

以下、図８を参照して、本実施例の撮像装置１が実行する処理について説明する。図８は、撮像装置１が実行する処理を示すフローチャートである。なお、実施例１で説明した図４のフローチャートの処理と共通のものに関しては詳細な説明を省略する。

ステップＳ８０１では、あおり／ズーム／フォーカス制御部１１５は、フォーカス駆動部１１７を介してフォーカスレンズ１０２を駆動し、画像の中心でピントを合わせる。

ステップＳ８０２では、あおり／ズーム／フォーカス制御部１１５は、画像内に複数の評価枠を設定する。

ステップＳ８０３は、評価値算出部１１２は、あおりスキャンを行う。

ステップＳ８０４では、あおりピント面検出部１１３は、ステップＳ８０３で得られた各評価枠における最適あおり角６０３を保持する。

ステップＳ８０５は、あおり／ズーム／フォーカス制御部１１５は、ステップＳ８０２で設定された評価枠が撮像素子回転軸付近の評価枠であるかどうかを判定する。ステップＳ８０２で設定された評価枠が撮像素子回転軸付近の評価枠である場合、ステップＳ８０９に進み、撮像素子回転軸付近の評価枠でない場合、ステップＳ８０６に進む。

図９は、撮像素子１０６の撮像素子回転軸と評価枠とを示す図である。図９に示される撮像素子回転軸で撮像素子１０６をあおる場合、撮像素子回転軸から離れた領域（評価枠１−４および評価枠２９−３２）であるほど、撮像素子１０６をあおることによる評価値の変化は大きくなる。また、撮像素子回転軸に近い領域（評価枠１３−２０）であるほど、撮像素子１０６をあおることによる評価値の変化は小さくなる。これは、ステップＳ８０１において撮像素子回転軸上でフォーカスしているためであり、この領域ではあおってもピントが合った状態が維持されるためである。したがって、撮像素子回転軸に近い領域に存在する評価枠では、ステップＳ８０４において正確な最適あおり角が得られづらく、ステップＳ８１２の最適あおり角一致判定を行う際のノイズとなる可能性がある。本実施例では、撮像素子回転軸付近であると判定された評価枠は、最適あおり角一致判定の対象（あおりピント面検出部１１３により判定される評価枠）から除外される。

ステップＳ８０６では、あおり／ズーム／フォーカス制御部１１５は、ステップＳ８０２で設定された評価枠がステップＳ８０３で取得されたあおりスキャンの結果に基づいて、コントラストが低い領域に設定された評価枠であるかどうかを判定する。具体的には、あおり／ズーム／フォーカス制御部１１５は、ステップＳ８０３で取得された評価値の最大値と最小値との差分値が所定値より小さいどうかを判定する。差分値が所定値より小さい場合、ステップＳ８０９に進み、所定値より大きい場合、ステップＳ８０７に進む。なお、差分値が所定値に等しい場合、どちらのステップに進むかは任意に設定可能である。

図９の評価枠２１，２４，２５，２８，２９，３２のように、評価枠内が一様で、コントラストを評価する被写体が存在しない場合、ステップＳ８０４において正確な最適あおり角が得られづらい。したがって、ステップＳ８０３で取得された評価値の最大値と最小値との差分値が所定値を下回っていると判定された評価枠は、最適あおり角一致判定の対象から除外される。

ステップＳ８０７では、あおり／ズーム／フォーカス制御部１１５は、ステップＳ８０２で設定された評価枠がステップＳ８０３で取得されたあおりスキャンの結果に基づいて、評価値の山（ピーク）が複数存在する評価枠であるかどうかを判定する。ステップＳ８０２で設定された評価枠が評価値の山が複数存在する評価枠である場合、ステップＳ８０９に進み、評価値の山が複数存在する評価枠でない場合、すなわち評価値の山が１つだけ存在する評価枠である場合、ステップＳ８０８に進む。

外乱の影響により、評価値ピーク６０２が得られるあおり角度が正確な最適あおり角６０３と異なる場合がある。したがって、評価値の山が複数存在する評価枠は、最適あおり角一致判定の対象から除外される。

ステップＳ８０８では、あおり／ズーム／フォーカス制御部１１５は、ステップＳ８０２で設定された評価枠が各評価枠において得られる画像情報に基づいて、輝度値が所定値以上となる被写体が存在する評価枠であるかどうかを判定する。ステップＳ８０２で設定された評価枠が、輝度値が所定値以上となる被写体が存在する評価枠である場合、ステップＳ８０９に進み、輝度値が所定値以上となる被写体が存在する評価枠でない場合、ステップＳ８１２に進む。

点光源のような被写体の場合、コントラストを評価値とした合焦判定では、ボケた状態の方がより高い評価値が得られる場合がある。評価枠内に点光源のような高い輝度値の被写体が存在する場合、ステップＳ８０４において正確な最適あおり角が得られづらい。したがって、輝度値が所定値以上となる被写体が存在すると判定された評価枠は、最適あおり角一致判定の対象から除外される。

ステップＳ８０９では、あおり／ズーム／フォーカス制御部１１５は、ステップＳ８０５〜ステップＳ８０８において、除外対象とならなかった評価枠が残っているかどうかを判定する。除外対象とならなかった評価枠が残っている場合、ステップＳ８１０に進み、除外対象とならなかった評価枠が残っていない場合、ステップＳ８１１に進む。

ステップＳ８１０では、あおり／ズーム／フォーカス制御部１１５は、除外対象となった評価枠を、後述するステップＳ８１２における最適あおり角一致判定の対象から除外する。

ステップＳ８１１では、あおり／ズーム／フォーカス制御部１１５は、ステップＳ８０６およびステップＳ８０８で使用する各種所定値の設定を変更する。ステップＳ８０６およびステップＳ８０８で使用される所定値は、前回設定された所定値よりも小さくなるように設定される。

ステップＳ８１２では、あおりピント面検出部１１３は、ステップＳ８１０で除外された評価枠以外の評価枠における最適あおり角一致判定を行う。

ステップＳ８１３では、あおり角算出部１１４は、ステップＳ８１２で得られた最多一致角度範囲を保持する。

ステップＳ８１４では、あおり／ズーム／フォーカス制御部１１５は、ステップＳ４０６で保持された最多一致角度範囲内のあおり角となるように、撮像素子１０６を駆動させるあおり制御を行う。

以上説明したように、本実施例では、正確なあおり角が得づらい評価枠を除去した上で最適あおり角一致判定を行うことで、より高精度にあおりピント面に適したあおり角を取得することができる。

実施例１および実施例２では、あおりピント面が撮像シーン内に１つのみの場合を示したが、実際には、あおりピント面として検出される領域が２つ以上存在する場合もある。しかし、あおりピント面として検出される領域が複数存在する場合、全ての領域に対してピントを合わせることはできない。本実施例では、撮像シーン内にあおりピント面として検出される領域が複数存在する場合の制御を示す。

図１０は、あおりピント面として検出される領域が２つあるシーンの例を示している。ここでは、通路とエスカレータの領域が、それぞれあおりピント面として検出される領域に相当する。図１１は、図１０のシーンに対して、実施例１および実施例２のステップＳ４０５とステップＳ８１２に示した最適あおり角一致判定を行った結果、各評価枠における最適あおり角が互いに一致し、あおりピント面として検出された２つの領域を示している。あおりピント面として検出された２つの領域１１０１−１，１１０１−２はそれぞれ、通路の領域とエスカレータの領域に対応しており、どちらも評価枠８枠分の最適あおり角が一致している。このように、最適あおり角一致判定において、異なる最適あおり角でそれぞれ同数評価枠ずつ一致する場合、このシーンにはあおりピント面として検出される領域が複数存在することを意味する。

図１２は、あおりピント面として検出される領域が複数存在する場合の４パターンの制御方法とそれぞれの制御方法に適したユースケースの対応を示す図である。

制御方法の１つ目は、同数評価枠ずつ一致すると判定された複数の最適あおり角のうち、最大の最適あおり角に制御する方法である。このとき、図１０のシーンの例では、大きい最適あおり角に制御することにより、通路の領域１１０１−１に対してピントを合わせることができる。最適あおり角が大きい方に制御する理由としては、最適あおり角が大きい方に制御する方が、小さい方に制御するよりも深度を深くすることができ、あおり制御のより高い効果を得ることができるためである。したがって、撮像シーンに対して常に深度を深くすることを優先したいケースでは、この制御方法が適している。

制御方法の２つ目は、同数評価枠ずつ一致すると判定された複数の最適あおり角のうち、最小の最適あおり角に制御する方法である。図１０のシーンの例では、エスカレータの領域１１０１−２に対してピントを合わせることができる。最適あおり角が小さい方に制御する理由としては、あおり制御により生じる、あおりピント面に対して垂直方向のボケを抑制する目的がある。ピント面とボケが生じる方向の関係は常に直交しており、ピント面が地面に対し水平面である場合、ボケが生じる方向は地面に対し垂直方向となる。つまり、あおり制御であおり角を大きくし、あおりピント面を水平面に近づけるほど、縦に長い被写体に対してはボケが大きくなる。したがって、撮影シーンに縦に長い被写体が含まれる場合等、あおりピント面に対して垂直方向のボケを抑制することを優先したいケースでは、この制御方法が適している。

制御方法の３つ目は、同数評価枠ずつ一致すると判定された複数の最適あおり角の平均値を算出し、算出結果のあおり角に制御する方法である。平均値の算出には、取得された最適あおり角に重み付けした値を用いてもよい。図１０のシーンの例では、通路の領域１１０１−１とエスカレータの領域１１０１−２のどちらにも適度に深度を深くすることができる。１つ目と２つ目の制御方法の場合、あおりピント面として検出された領域のうち、最終的にあおりピント面とならなかった領域に対しては、ボケが大きく生じる可能性がある。一方、この制御方法では、あおりピント面として検出されたどの領域に対してもボケが大きく生じることを抑制できる。したがって、広い範囲でピントが合うことを優先したいケースでは、この制御方法が適している。

制御方法の４つ目は、あおりピント面として検出された複数領域のうち、どの領域にピントを合わせるかをユーザーが選択し、選択された領域に対する最適あおり角に制御する方法である。ユーザーによる領域の選択には、あおりピント面として検出された複数領域をユーザーが見る映像上に表示し、複数領域のうちから１つの領域を選択できるＵＩを設ける。図１０のシーンの例では、仮にユーザーが注視したい領域がエスカレータの領域１１０１−２である場合には、エスカレータの領域１１０１−２に対してピントを合わせることができる。制御方法の１つ目、２つ目および３つ目では、ユーザーが意図する領域にピントが合わない可能性があるが、この制御方法では、常にユーザーが意図した領域にピントを合わせることが可能となる。したがって、ユーザーが注視したい領域が決まっているケースでは、この制御方法が適している。

上述した４つの制御方法のうち、どの制御方法に従うかは、ユーザー設定によって決定してもよく、撮像装置が自動で決定してもよい。

以上説明したように、本実施例では、あおり制御でピントが合う領域が撮像シーン内に複数存在する場合に、ユースケースに即したあおり制御を提供することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

１ 撮像装置
１００ 光学系
１０６ 撮像素子
１１２ 評価値算出部（評価値取得部）
１１４ あおり角算出部（決定部）
１１５ あおり／ズーム／フォーカス制御部（制御部）

Claims (19)

1. 撮像素子または光学系の傾きを調整することで、前記撮像素子と前記光学系の光軸と直交する面とのなすチルト角を変更する制御部と、
   前記制御部によって前記チルト角を変更することで画像内の複数の領域のコントラスト評価値をそれぞれ取得する評価値取得部と、
   前記評価値取得部が取得した前記複数の領域のコントラスト評価値に基づいて前記複数の領域ごとのチルト角を決定し、決定した領域ごとのチルト角に基づいて前記チルト角を決定する決定部とを有し、
   前記制御部は、前記決定部によって決定された前記チルト角に基づいて前記撮像素子または前記光学系の傾きを調整することを特徴とする撮像装置。
2. 前記複数の領域の各領域は、１つの画素または複数の画素で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記決定部は、決定した領域ごとのチルト角のうち最も種類の多いチルト角を前記チルト角として決定することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 決定した領域ごとのチルト角のうち所定の角度範囲内に存在するチルト角は、同じ種類のチルト角として判定されることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記所定の角度範囲は、焦点距離、被写体距離、前記撮像素子のサイズ、光源、温度および湿度の少なくとも１つを用いて算出される焦点深度に基づいて決定されることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記決定部は、決定した領域ごとのチルト角のうち最も多くのチルト角が存在する所定の角度範囲に属するチルト角を前記チルト角として決定することを特徴とする請求項４または５に記載の撮像装置。
7. 前記決定部は、前記所定の角度範囲の、最小値、最大値、平均値、およびコントラスト評価値の絶対値が大きいチルト角の少なくとも１つに基づいて、前記チルト角を算出することを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。
8. 前記平均値は、最大値と最小値との差が大きいコントラスト評価値に対応するチルト角が有利になるように重み付けして算出されることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
9. 前記平均値は、急峻なピーク形状を有するコントラスト評価値に対応するチルト角が有利になるように重み付けして算出されることを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
10. 前記制御部は、前記複数の領域から信頼度が低いチルト角が得られる領域を除外することを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の撮像装置。
11. 前記信頼度が低いチルト角が得られる領域は、前記撮像素子の回転軸付近の領域であることを特徴とする請求項１０に記載の撮像装置。
12. 前記信頼度が低いチルト角が得られる領域は、コントラスト評価値の最大値と最小値との差分値が所定値より小さいと判定された領域であることを特徴とする請求項１０または１１に記載の撮像装置。
13. 前記信頼度が低いチルト角が得られる領域は、コントラスト評価値のピークが複数存在すると判定された領域であることを特徴とする請求項１０から１２のいずれか１項に記載の撮像装置。
14. 前記信頼度が低いチルト角が得られる領域は、輝度値が所定値以上の被写体が存在すると判定された領域であることを特徴とする請求項１０から１３のいずれか１項に記載の撮像装置。
15. 前記チルト角を変更した場合にピントが合う領域が複数存在する場合、前記決定部は、決定した領域のチルト角のうち絶対値が最大のチルト角、決定した領域のチルト角の平均値、またはユーザーにより選択された領域に対するチルト角を前記チルト角として決定することを特徴とする請求項１から１４のいずれか１項に記載の撮像装置。
16. 前記チルト角を変更した場合にピントが合う領域が複数存在する場合、前記決定部は、深度を深くすることを優先する場合には、決定した領域のチルト角のうち絶対値が最大のチルト角を前記チルト角として決定することを特徴とする請求項１５に記載の撮像装置。
17. 前記チルト角を変更した場合にピントが合う領域が複数存在する場合、前記決定部は、ピント面に対して垂直方向のボケを抑制することを優先する場合には、決定した領域のチルト角のうち絶対値が最小のチルト角を前記チルト角として決定することを特徴とする請求項１５に記載の撮像装置。
18. 前記チルト角を変更した場合にピントが合う領域が複数存在する場合、前記決定部は、広い範囲でピントが合うことを優先する場合には、決定した領域のチルト角の平均値を前記チルト角として決定することを特徴とする請求項１５に記載の撮像装置。
19. 前記チルト角を変更した場合にピントが合う領域が複数存在する場合、前記決定部は、ユーザーが注視したい領域が決まっている場合には、ユーザーにより選択された領域に対するチルト角を前記チルト角として決定することを特徴とする請求項１５に記載の撮像装置。