JP2020101626A - Imaging device - Google Patents

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Abstract

To provide an imaging device that can capture images having subjects on a reference plane focused, as suppressing increase in ISO sensitivity.SOLUTION: A controller 180 of a digital camera 100 is configured to cause (a) a focus lens drive unit 122 to move a focus lens 112 so as to have the focus lens focused on a first prescribed position P1 on a reference plane of a subject; (b) then, cause the focus lens drive unit 122 to move the focus lens 112 so as to make a focus position move from the first prescribed position P1 to a second prescribed position P2 on the basis of a position relationship between the first prescribed position P1 and the second prescribed position P2 whose height from the reference plane on an optical axis is a prescribed height; and (c) cause an image pick-up element tilting unit 160 to tilt an imaging plane of an image pick-up element 130 so that a focus plane is parallel with respect to the reference plane, and is a plane located at a prescribed height.SELECTED DRAWING: Figure 8

Description

本開示は、チルト撮影機能を有する撮像装置に関する。
撮像装置に関する。
The present disclosure relates to an imaging device having a tilt photographing function.
The present invention relates to an imaging device.

特許文献1は、シャインプルーフの原理を用いたチルト撮影機能を有する撮像装置を開示している。 Patent Document 1 discloses an image pickup apparatus having a tilt photographing function using the Scheimpflug principle.

特開2017−173802号公報JP, 2017-173802, A

シャインプルーフの原理を利用したチルト撮影機能を有する撮像装置によれば、例えばレンズをチルトさせることで、バレーボール、サッカー、陸上などの競技場のスタンド席などの斜め上方位置から競技を撮像するような場合に、競技場の床面(基準平面)の手前から奥までピントの合った画像を撮像できる。 According to the imaging device having the tilt photographing function using the Scheimpflug principle, for example, by tilting the lens, it is possible to image the competition from an obliquely upper position such as a stand seat of a stadium such as volleyball, soccer, or track and field. In this case, an in-focus image can be captured from the front side to the back side of the floor surface (reference plane) of the stadium.

しかし、床面にピントを合わせると、床面上でプレイする選手の上部側が被写界深度内に収まらず、上部がぼやけるおそれがある。この場合、光学系の絞りを絞って被写界深度を深くすることで上部側にも概ねピントを合わせることができるが、シャッタ速度を変更できないような場合には、絞った分だけISO感度を上げる必要があり、撮像画像上のノイズが増加する。 However, if the player focuses on the floor, the upper part of the player who plays on the floor may not fit within the depth of field and the upper part may be blurred. In this case, it is possible to focus on the upper side by narrowing the aperture of the optical system to increase the depth of field. However, when the shutter speed cannot be changed, the ISO sensitivity is reduced by the aperture. It is necessary to raise it, and the noise on the captured image increases.

本開示は、ISO感度を上げることを抑制しつつ、基準平面上の被写体にピントのあった画像を得ることができる撮像装置を提供する。 The present disclosure provides an imaging device that can obtain an image in which a subject on a reference plane is in focus while suppressing an increase in ISO sensitivity.

本開示の第1の態様の撮像装置は、撮像面に結像した被写体像を撮像して画像データを生成する撮像素子と、フォーカスレンズを含み、撮像面に被写体像を結像させる光学系と、フォーカスレンズを光軸方向に駆動するフォーカスレンズ駆動部と、撮像素子の撮像面を光軸と平行でない軸を中心に回転させてチルトさせる撮像素子傾動部と、フォーカスレンズ駆動部及び撮像素子傾動部を制御する制御部と、を備える。制御部は、(a)被写体の基準平面上の第1所定位置に合焦させるようにフォーカスレンズ駆動部にフォーカスレンズを移動させ、その後、(b)光軸上で基準平面からの高さが所定高さとなる第2所定位置と第1所定位置の位置関係に基づいて、ピント位置を前記第1所定位置から前記第2所定位置に移動させるように、フォーカスレンズ駆動部にフォーカスレンズを移動させ、かつ、(c)ピント面が、基準平面に対して平行でかつ所定高さの位置にある平面となるように、撮像素子傾動部に撮像素子の撮像面をチルトさせる。 An image pickup apparatus according to a first aspect of the present disclosure includes an image pickup element that picks up a subject image formed on an image pickup surface to generate image data, and an optical system that includes a focus lens and forms a subject image on the image pickup surface. , A focus lens drive unit that drives the focus lens in the optical axis direction, an image sensor tilting unit that rotates and tilts the imaging surface of the image sensor about an axis that is not parallel to the optical axis, a focus lens drive unit, and an image sensor tilt And a control unit that controls the unit. The control unit (a) moves the focus lens to the focus lens drive unit so as to focus on the first predetermined position on the reference plane of the subject, and then (b) adjusts the height from the reference plane on the optical axis. Based on the positional relationship between the second predetermined position and the first predetermined position having a predetermined height, the focus lens drive unit is caused to move the focus lens so as to move the focus position from the first predetermined position to the second predetermined position. Further, (c) the image pickup surface of the image pickup element is tilted by the image pickup element tilting portion so that the focus surface becomes a plane parallel to the reference plane and at a position of a predetermined height.

本開示の第2の態様の撮像装置は、撮像面に結像した被写体像を撮像して画像データを生成する撮像素子と、フォーカスレンズを含み、撮像面に被写体像を結像させる光学系と、フォーカスレンズを光軸方向に駆動するフォーカスレンズ駆動部と、光学系の主点面を光軸と平行でない軸を中心に回転させてチルトさせる光学系傾動部と、フォーカスレンズ駆動部及び光学系傾動部を制御する制御部と、を備える。制御部は、(a)被写体の基準平面上の第1所定位置に合焦させるようにフォーカスレンズ駆動部にフォーカスレンズを移動させ、その後、(b)光軸上で基準平面からの高さが所定高さとなる第2所定位置と第1所定位置の位置関係に基づいて、ピント位置を前記第1所定位置から前記第2所定位置に移動させるように、フォーカスレンズ駆動部にフォーカスレンズを移動させ、かつ、(c)ピント面が、基準平面に対して平行でかつ所定高さにある平面となるように、光学系傾動部に光学系の主点面をチルトさせる。 An image pickup apparatus according to a second aspect of the present disclosure includes an image pickup element that picks up a subject image formed on an image pickup surface to generate image data, and an optical system that includes a focus lens and forms a subject image on the image pickup surface. , A focus lens drive unit for driving the focus lens in the optical axis direction, an optical system tilting unit for rotating and tilting the principal point surface of the optical system about an axis that is not parallel to the optical axis, a focus lens drive unit, and an optical system. And a control unit that controls the tilting unit. The control unit (a) moves the focus lens to the focus lens drive unit so as to focus on the first predetermined position on the reference plane of the subject, and then (b) adjusts the height from the reference plane on the optical axis. Based on the positional relationship between the second predetermined position and the first predetermined position having a predetermined height, the focus lens drive unit is caused to move the focus lens so as to move the focus position from the first predetermined position to the second predetermined position. And, (c) the principal point surface of the optical system is tilted by the optical system tilting portion so that the focus surface becomes a plane parallel to the reference plane and at a predetermined height.

本開示における撮像装置によれば、ISO感度を上げることを抑制しつつ、基準平面上の被写体にピントのあった画像を得ることができる。 According to the imaging device of the present disclosure, it is possible to obtain an image in which a subject on the reference plane is in focus while suppressing an increase in ISO sensitivity.

実施の形態1のデジタルカメラの構成を示す図FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the digital camera according to the first embodiment. 撮像素子傾動部の構成の一例を示した図The figure which showed an example of a structure of an image sensor tilting part. チルト撮影設定画面の一例を示した図Figure showing an example of the tilt shooting setting screen チルト撮影動作の流れを説明したフローチャートFlowchart explaining the flow of tilt shooting operation 撮像面のチルト角φ0の算出方法を説明した図The figure explaining the calculation method of the tilt angle φ0 of the imaging surface. 被写界深度内での合焦を説明した図Diagram illustrating focusing within the depth of field 光軸方向距離t2の算出方法を説明した図The figure explaining the calculation method of the optical axis direction distance t2. 撮像面のチルト角φ1´の算出方法を説明した図The figure explaining the calculation method of the tilt angle φ1′ of the imaging surface. チルト撮影設定画面で設定された被写界深度を実現する絞り値Fの算出方法を説明した図The figure explaining the calculation method of the aperture value F which implement|achieves the depth of field set on the tilt photographing setting screen. 実施の形態2のデジタルカメラの構成を示す図FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a digital camera according to a second embodiment. 光学系傾動部の構成の一例を示した図Diagram showing an example of the configuration of the optical system tilting unit チルト撮影動作の流れを説明したフローチャートFlowchart explaining the flow of tilt shooting operation 主点面のチルト角φ0の算出方法を説明した図The figure explaining the calculation method of the tilt angle φ0 of the principal point surface. 光軸方向距離t2の算出方法を説明した図The figure explaining the calculation method of the optical axis direction distance t2. 主点面のチルト角φ1の算出方法を説明した図The figure explaining the calculation method of the tilt angle φ1 of the principal point surface. チルト撮影設定画面で設定された被写界深度を実現する絞り値Fの算出方法を説明した図The figure explaining the calculation method of the aperture value F which implement|achieves the depth of field set on the tilt photographing setting screen. 本開示の課題を説明した図Diagram illustrating the problems of the present disclosure 本開示の課題を説明した図Diagram illustrating the problems of the present disclosure 本開示の課題を説明した図Diagram illustrating the problems of the present disclosure

以下、適宜図面を参照しながら、実施の形態を詳細に説明する。但し、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、既によく知られた事項の詳細説明や実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、発明者(ら)は、当業者が本開示を十分に理解するために添付図面および以下の説明を提供するのであって、これらによって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. However, more detailed description than necessary may be omitted. For example, detailed description of well-known matters and duplicate description of substantially the same configuration may be omitted. This is for avoiding unnecessary redundancy in the following description and for facilitating understanding by those skilled in the art. It should be noted that the inventor (s) provide the accompanying drawings and the following description for those skilled in the art to fully understand the present disclosure, and intend to limit the subject matter described in the claims by these. Not something to do.

(開示の経緯)
図17〜図19は、本開示の課題を説明した図である。例えばバレーボールなどの競技をバレーボールコート(競技場)の周囲のスタンド席などの斜め上方位置から撮像するような場合に、一般的な撮像装置では、図17に示すように、例えば床面上の所定位置P1(例えばセンタライン)にピントを合わせると、ピント面は床面に対して傾斜する。その結果、ピント面の前後の被写界深度の範囲からはみ出した部分は、ピントが合わず、ぼやけてしまう。このような場合、絞りを大きく絞って被写界深度を深くすることで、競技場の床面の手前から奥までほぼピントを合わせることができる。しかし、絞りを大きく絞ると、撮影状況によってはISO感度(ゲイン)を上げる必要が生じ、画像上のノイズが増加する。
(Background of disclosure)
17 to 19 are diagrams illustrating the problem of the present disclosure. For example, in a case where a game such as volleyball is imaged from an obliquely upper position such as a stand seat around a volleyball court (stadium), in a general image pickup apparatus, as shown in FIG. When focusing on the position P1 (for example, the center line), the focusing surface is inclined with respect to the floor surface. As a result, the portion outside the range of the depth of field before and after the focus surface is out of focus and is blurred. In such a case, it is possible to focus substantially from the front side to the back side of the floor of the stadium by narrowing down the aperture to deepen the depth of field. However, if the aperture is greatly reduced, it is necessary to increase the ISO sensitivity (gain) depending on shooting conditions, and noise on the image increases.

特許文献1のような撮像装置を用いれば、シャインプルーフの原理にしたがって、図18に例示するように、光学系の主点面(光学系の光軸に垂直で、光学系の主点(以下適宜「レンズ主点」という)を含む平面)をチルトすることで、競技場の床面(基準平面の一例)の手前から奥まで絞りを絞らずにピントを合わせることができる。なお、撮像素子の撮像面(センサ面)をチルトすることでも、同様にピントを合わせることができる。 If the image pickup apparatus as in Patent Document 1 is used, the principal point plane of the optical system (perpendicular to the optical axis of the optical system and By appropriately tilting a plane including the "lens principal point"), it is possible to focus without squeezing the aperture from the front side to the back side of the floor surface (an example of the reference plane) of the stadium. In addition, it is possible to focus similarly by tilting the image pickup surface (sensor surface) of the image pickup element.

しかし、床面にピントを合わせると、図18に示すように、被写界深度のうちピント面の上側(前側)の部分しか利用できないため、床面上でプレイする選手の上部(頭部側)が被写界深度内に収まらず、上部がぼやける場合がある。この場合、光学系の絞りを絞って被写界深度を深くすることで上部にもほぼピントを合わせることができるが、シャッタ速度を変更できないような場合には、絞った分だけISO感度を上げる必要があり、撮像画像上のノイズが増加する。 However, when focusing on the floor surface, as shown in FIG. 18, only the upper part (front side) of the depth of field can be used as shown in FIG. 18, so the upper part (head side) of the player who plays on the floor surface. ) May not fit within the depth of field and the top may be blurred. In this case, the upper part of the optical system can be focused substantially by narrowing the aperture of the optical system to increase the depth of field. However, when the shutter speed cannot be changed, the ISO sensitivity is increased by the amount of the aperture reduction. It is necessary to increase the noise on the captured image.

本願発明者が上記の問題について鋭意検討したところ、図19に示すように、ピント面を床面の上方に設定することで、被写界深度のうちピント面の下側(後側)の部分についても有効に利用できるようになり、上記の問題を解決できるとの知見を得た。 When the inventor of the present application diligently studied the above problem, as shown in FIG. 19, by setting the focus surface above the floor surface, a portion of the depth of field below the focus surface (rear side). It has also been found that the above can be effectively used and the above problems can be solved.

しかし、これを実現するには、床面の上方の、物体が存在しない高さ位置に如何にしてピント面を設定するかという課題が新たに発生する。本開示では、この課題についても解決する。 However, in order to realize this, a new problem arises as to how to set the focus surface at a height position above the floor surface where no object exists. The present disclosure also solves this problem.

(実施の形態1)
以下、図面を用いて本開示に係る撮像装置の実施の形態を説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, embodiments of an imaging device according to the present disclosure will be described with reference to the drawings.

1−1.構成
図1は、実施の形態1におけるデジタルカメラ100の構成を示すブロック図である。
1-1. Configuration FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the digital camera 100 according to the first embodiment.

デジタルカメラ100は、光学系110、撮像素子130、液晶モニタ220、コントローラ180、カードスロット190などを備える。 The digital camera 100 includes an optical system 110, an image sensor 130, a liquid crystal monitor 220, a controller 180, a card slot 190, and the like.

光学系110は、ズームレンズ111、フォーカスレンズ112、及び絞り113を含む。 The optical system 110 includes a zoom lens 111, a focus lens 112, and a diaphragm 113.

ズームレンズ111は、光学系110で撮像素子130上に形成される被写体像の倍率を変化させるためのレンズである。ズームレンズ111は、1枚または複数枚のレンズで構成される。ズームレンズ駆動部121は、ユーザが操作可能なズームリング等を含み、ユーザによる操作をズームレンズ111に伝え、ズームレンズ111を光学系110の光軸方向に沿って移動させる。 The zoom lens 111 is a lens for changing the magnification of a subject image formed on the image sensor 130 by the optical system 110. The zoom lens 111 is composed of one or a plurality of lenses. The zoom lens drive unit 121 includes a zoom ring that can be operated by the user, transmits the operation by the user to the zoom lens 111, and moves the zoom lens 111 along the optical axis direction of the optical system 110.

フォーカスレンズ112は、光学系110で撮像素子130上に形成される被写体像のフォーカス状態を変化させるためのレンズである。フォーカスレンズ112は、1枚または複数枚のレンズで構成される。 The focus lens 112 is a lens for changing the focus state of a subject image formed on the image sensor 130 by the optical system 110. The focus lens 112 is composed of one or a plurality of lenses.

フォーカスレンズ駆動部122は、モータを含み、コントローラ180の制御に基づいて、フォーカスレンズ112を光学系110の光軸に沿って移動させる。フォーカスレンズ駆動部122は、DCモータ、ステッピングモータ、サーボモータ、または超音波モータなどで実現できる。 The focus lens drive unit 122 includes a motor and moves the focus lens 112 along the optical axis of the optical system 110 under the control of the controller 180. The focus lens driving unit 122 can be realized by a DC motor, a stepping motor, a servo motor, an ultrasonic motor, or the like.

絞り113は、撮像素子130に入射する光の量を調整する素子である。絞り113は、例えば、複数枚の絞り羽根を備え、絞り羽根により形成される開口部の大きさを調整することで、撮像素子130に入射する光の量を調整する。 The diaphragm 113 is an element that adjusts the amount of light incident on the image sensor 130. The diaphragm 113 includes, for example, a plurality of diaphragm blades, and adjusts the size of the opening formed by the diaphragm blades to adjust the amount of light incident on the image sensor 130.

絞り駆動部123は、絞り113を駆動する。絞り駆動部123は、DCモータ、ステッピングモータ、サーボモータ、または超音波モータなどで実現できる。 The diaphragm drive unit 123 drives the diaphragm 113. The diaphragm drive unit 123 can be realized by a DC motor, a stepping motor, a servo motor, an ultrasonic motor, or the like.

撮像素子130は、光学系110を介して入射される被写体像を撮像して画像データを生成する。生成された画像データは、ADコンバータ(Analog−to−Digital Converter(ADC))140でデジタル化される。撮像素子130は、タイミング発生器(Timing Generator(TG))150により制御されるタイミングで動作する。撮像素子130の動作としては、静止画像の撮像動作、スルー画像の撮像動作等が挙げられる。スルー画像は、主に動画像であり、ユーザが静止画像の撮像のための構図を決めるために、液晶モニタ220に表示される。 The image sensor 130 captures a subject image incident through the optical system 110 to generate image data. The generated image data is digitized by an AD converter (Analog-to-Digital Converter (ADC)) 140. The image sensor 130 operates at a timing controlled by a timing generator (Timing Generator (TG)) 150. Examples of the operation of the image sensor 130 include a still image capturing operation and a through image capturing operation. The through image is mainly a moving image, and is displayed on the liquid crystal monitor 220 for the user to determine a composition for capturing a still image.

撮像素子130は、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサ等である。 The image sensor 130 is a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) image sensor, a CCD (Charge Coupled Device) image sensor, or the like.

液晶モニタ220は、コントローラ180で画像処理された表示用画像データが示す画像を表示する。液晶モニタ220は、タッチセンサ機能を備える。液晶モニタ220上に表示された操作画面に対して、ユーザがタッチ操作を行うことにより、デジタルカメラ100に対する各種設定を行うことができる。 The liquid crystal monitor 220 displays the image represented by the display image data that has been image-processed by the controller 180. The liquid crystal monitor 220 has a touch sensor function. The user can perform various settings for the digital camera 100 by performing a touch operation on the operation screen displayed on the liquid crystal monitor 220.

コントローラ180は、レリーズ釦210からの指示に応じて、撮像素子130等の構成要素を制御することで、デジタルカメラ100全体の動作を制御する。コントローラ180は、垂直同期信号をタイミング発生器150に送信する。これと並行して、コントローラ180は、露光同期信号を生成する。コントローラ180は、制御動作または画像処理動作の際に、内蔵メモリ230(DRAM(Dynamic Random Access Memory)などを含む)をワークメモリとして使用する。コントローラ180は、ADコンバータ140でデジタル化された画像データに対して、所定の画像処理を施す。所定の画像処理とは、例えば、ガンマ補正処理、ホワイトバランス補正処理、キズ補正処理、YC変換処理、電子ズーム処理、またはJPEG(Joint Photographic Experts Group)圧縮処理である。 The controller 180 controls the overall operation of the digital camera 100 by controlling the components such as the image sensor 130 according to an instruction from the release button 210. The controller 180 sends the vertical synchronization signal to the timing generator 150. In parallel with this, the controller 180 generates an exposure synchronization signal. The controller 180 uses a built-in memory 230 (including a DRAM (Dynamic Random Access Memory)) as a work memory during a control operation or an image processing operation. The controller 180 performs predetermined image processing on the image data digitized by the AD converter 140. The predetermined image processing is, for example, gamma correction processing, white balance correction processing, flaw correction processing, YC conversion processing, electronic zoom processing, or JPEG (Joint Photographic Experts Group) compression processing.

コントローラ180は、ハードワイヤードな電子回路で構成してもよいし、プログラムを用いたマイクロコンピュータなどで構成してもよい。例えば、コントローラ180は、CPU(Central Processing Unit)、FPGA(Field‐Programmable Gate Array)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、又はDSP(Digital Signal Processor)等で構成できる。 The controller 180 may be composed of a hard-wired electronic circuit, or may be composed of a microcomputer using a program. For example, the controller 180 may be a CPU (Central Processing Unit), an FPGA (Field-Programmable Gate Array), an ASIC (Application Integrated Circuit), or a DSP (Digital Signal) or the like.

カードスロット190は、メモリカード200を装着可能である。カードスロット190は、コントローラ180からの制御に基づいて、メモリカード200を制御する。デジタルカメラ100は、メモリカード200に対して画像データを格納したり、メモリカード200から画像データを読み出したりすることができる。 The memory card 200 can be mounted in the card slot 190. The card slot 190 controls the memory card 200 under the control of the controller 180. The digital camera 100 can store image data in the memory card 200 and read image data from the memory card 200.

本実施の形態のデジタルカメラ100は、さらに、撮像素子傾動部160と、チルト角センサ170とを備える。 The digital camera 100 according to the present embodiment further includes an image sensor tilting unit 160 and a tilt angle sensor 170.

図2は、撮像素子傾動部160の構成の一例を示した図である。なお、図2では、光学系110に含まれるズームレンズ111、フォーカスレンズ112などの複数のレンズを1つに統合したレンズ110Aで示している。 FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the image sensor tilting unit 160. Note that, in FIG. 2, a lens 110A in which a plurality of lenses such as a zoom lens 111 and a focus lens 112 included in the optical system 110 are integrated into one is shown.

撮像素子傾動部160は、撮像素子130の撮像面(センサ面)をx軸(光軸と垂直で撮像面上にある軸(光軸と平行でない軸の一例))を中心に回転させてチルトさせる。図2の例では、撮像素子傾動部160は、撮像素子130が固定された可動プレート163と、可動プレート163の前後にそれぞれ配置され、デジタルカメラ100の筐体部材などに固定される固定フレーム161、162とを備える。可動プレート163にはコイル168、169が固定され、固定フレーム161、162にはコイル168、169に対向する位置にマグネット164、165、166,167が固定されている。図2では図示していないが、可動プレート163には前述したチルト角センサ170が取り付けられている。コイル168、169への通電電流などを制御することで、コイル168、169とマグネット164、165、166,167との間の吸引力及び反発力を変化させて、可動プレート163をx軸まわりに固定フレーム161、162に対して回転させてチルトさせることができる。これにより、撮像素子130の撮像面をx軸まわりに回転させてチルトさせることができる。なお、撮像素子傾動部160は、撮像素子130の撮像面を光軸と平行でない軸を中心に回転させてチルトさせることが可能であればどのように構成されてもよい。例えば、撮像素子傾動部160はステッピングモータ、ボイスコイルモータ、もしくは、そのほかのアクチュエータを用いても構わない。アクチュエータにステッピングモータを用いた場合、オープン制御が可能となり、それに伴って、チルト角センサ170を不要とすることも可能である。 The image sensor tilting unit 160 rotates and tilts the image pickup surface (sensor surface) of the image pickup element 130 about an x axis (an axis that is perpendicular to the optical axis and is on the image pickup surface (an example of an axis that is not parallel to the optical axis)). Let In the example of FIG. 2, the image sensor tilting unit 160 is provided with a movable plate 163 to which the image sensor 130 is fixed, and a fixed frame 161 which is respectively arranged before and after the movable plate 163 and fixed to a housing member of the digital camera 100. , 162. Coils 168 and 169 are fixed to the movable plate 163, and magnets 164, 165, 166 and 167 are fixed to the fixed frames 161 and 162 at positions facing the coils 168 and 169. Although not shown in FIG. 2, the tilt angle sensor 170 described above is attached to the movable plate 163. By controlling the current flowing to the coils 168, 169, the attraction force and repulsion force between the coils 168, 169 and the magnets 164, 165, 166, 167 are changed to move the movable plate 163 around the x-axis. The fixed frames 161 and 162 can be rotated and tilted. Accordingly, the image pickup surface of the image pickup device 130 can be rotated around the x axis and tilted. It should be noted that the image sensor tilting unit 160 may be configured in any manner as long as the image sensor surface of the image sensor 130 can be rotated and tilted about an axis that is not parallel to the optical axis. For example, the image sensor tilting unit 160 may use a stepping motor, a voice coil motor, or another actuator. When a stepping motor is used as the actuator, open control can be performed, and accordingly, the tilt angle sensor 170 can be omitted.

チルト角センサ170は、撮像素子130の撮像面のチルト角を検出するためのセンサである。チルト角センサ170は、例えば、マグネットとホール素子で実現可能である。 The tilt angle sensor 170 is a sensor for detecting the tilt angle of the imaging surface of the image sensor 130. The tilt angle sensor 170 can be realized by, for example, a magnet and a Hall element.

コントローラ180は、液晶モニタ220のタッチセンサ機能を利用してユーザにより設定されたカメラ高さ、カメラ俯角、ピント面高さ、及び被写界深度の情報と、チルト角センサ170からの信号に基づいて、撮像素子傾動部160を制御する。 The controller 180 uses the touch sensor function of the liquid crystal monitor 220 to set information about the camera height, camera depression angle, focus surface height, and depth of field set by the user, and the signal from the tilt angle sensor 170. Then, the image sensor tilting unit 160 is controlled.

1−2.動作
本実施形態のデジタルカメラ100は、撮像素子130の撮像面をチルト(傾動)させて撮像するチルト撮影機能を有する。以下、チルト撮影機能について説明する。ここでは理解の容易のために、一具体例として、バレーボールやサッカーなどの競技場のスタンド席の上部にデジタルカメラ100を設置して撮影を行う場合について説明する。
1-2. Operation The digital camera 100 of the present embodiment has a tilt photographing function of tilting the image pickup surface of the image pickup device 130 to take an image. The tilt photographing function will be described below. Here, for ease of understanding, as a specific example, a case will be described in which the digital camera 100 is installed above a stand seat in a stadium such as volleyball or soccer and shooting is performed.

図3は、チルト撮影設定画面の一例を示した図である。 FIG. 3 is a diagram showing an example of the tilt photographing setting screen.

チルト撮影機能を利用する前に、ユーザは液晶モニタ220のタッチセンサ機能を利用して図3のチルト撮影設定画面(GUI)を表示させる。チルト撮影設定画面には、カメラ高さ、カメラ俯角、ピント面高さ、及び被写界深度の各入力窓、並びに実行ボタンが表示される。ユーザは、カメラ高さ、カメラ俯角、ピント面高さ、被写界深度を入力し、実行ボタンにタッチする。なお、ピント面高さ及び被写界深度は、ユーザが所望する値を設定する。実行ボタンがタッチされると、コントローラ180は、入力されたこれらの情報(チルト撮影設定情報)を、内蔵メモリ230に格納する。ここで、カメラ高さは、競技場の床面(基準平面の一例)から光学系110の主点(以下「レンズ主点」という)までの高さである。なお、後述する実施の形態2では、カメラ高さは、競技場の床面から撮像素子130の撮像面中心までの高さである。カメラ俯角は、カメラの光学系110を、競技場の第1所定位置(センタラインなど)に向けた場合に、光学系110の光軸と水平方向とがなす角度である。ピント面高さは、競技場の床面からピント面までの高さである。被写界深度は、競技場の床面に垂直な方向(上下方向)の被写界深度である。 Before using the tilt photographing function, the user uses the touch sensor function of the liquid crystal monitor 220 to display the tilt photographing setting screen (GUI) of FIG. The tilt shooting setting screen displays input windows for camera height, camera depression angle, focus surface height, and depth of field, and an execution button. The user inputs the camera height, the camera depression angle, the focus surface height, and the depth of field, and touches the execution button. Note that the focus surface height and the depth of field are set to values desired by the user. When the execute button is touched, the controller 180 stores the input information (tilt shooting setting information) in the built-in memory 230. Here, the camera height is the height from the floor surface of the stadium (an example of a reference plane) to the principal point of the optical system 110 (hereinafter referred to as “lens principal point”). In the second embodiment described later, the camera height is the height from the floor surface of the stadium to the center of the image pickup surface of the image pickup device 130. The camera depression angle is an angle formed by the optical axis of the optical system 110 and the horizontal direction when the optical system 110 of the camera is directed to the first predetermined position (center line or the like) of the stadium. The focus surface height is the height from the floor surface of the stadium to the focus surface. The depth of field is the depth of field in the direction perpendicular to the floor surface of the stadium (vertical direction).

図4は、チルト撮影動作の流れを説明したフローチャートである。 FIG. 4 is a flowchart explaining the flow of the tilt photographing operation.

チルト撮影機能が起動されると、コントローラ180は、図3のチルト撮影設定画面で設定されたチルト撮影設定情報を内蔵メモリ230から読み出す(S11)。 When the tilt photographing function is activated, the controller 180 reads the tilt photographing setting information set on the tilt photographing setting screen of FIG. 3 from the built-in memory 230 (S11).

コントローラ180は、ピント面を床面に対して垂直で第1所定位置P1を含む平面とするための撮像面のチルト角φ0を算出する(S12)。 The controller 180 calculates the tilt angle φ0 of the imaging surface for making the focus surface perpendicular to the floor surface and including the first predetermined position P1 (S12).

図5は、撮像面のチルト角φ0の算出方法を説明した図である。シャインプルーフの原理にしたがってピント面を床面に対して垂直で第1所定位置P1を含む平面とするには、この垂直なピント面上で、撮像面の延長線及び主点面の延長線が一点で交わるようにすればよい。本実施の形態では、撮像面を、主点面に平行な破線で示す状態から実線で示す状態にチルトさせることによって、撮像面の延長線を主点面の延長線とピント面との交点に交わらせる。このときの撮像面のチルト角φ0は、撮像面の延長線と主点面の延長線との交点まわりの挟角(φ0)に等しい角度となる。 FIG. 5 is a diagram illustrating a method of calculating the tilt angle φ0 of the imaging surface. According to the Scheimpflug principle, in order to make the focus plane perpendicular to the floor plane and including the first predetermined position P1, the extension line of the imaging plane and the extension line of the principal point plane are on this vertical focus plane. You only have to intersect at one point. In the present embodiment, by tilting the image pickup surface from the state shown by the broken line parallel to the principal point plane to the state shown by the solid line, the extension line of the image pickup surface is made the intersection of the extension line of the principal point plane and the focus plane. Let them intersect. The tilt angle φ0 of the imaging surface at this time is equal to the included angle (φ0) around the intersection of the extension line of the imaging surface and the extension line of the principal point surface.

チルト角φ0は数式1により算出することができる。 The tilt angle φ0 can be calculated by Expression 1.

Figure 2020101626
ここで、fは光学系110の焦点距離、θはデジタルカメラ100の俯角(カメラ俯角)、Hcは床面から光学系110のレンズ主点までの距離(カメラ高さ)である。fの値は、内蔵メモリ230に予め格納されている。θとしては、チルト撮影設定画面で設定されたカメラ俯角が用いられる。Hcとしては、チルト撮影設定画面で設定されたカメラ高さが用いられる。
Figure 2020101626
Here, f is the focal length of the optical system 110, θ is the depression angle of the digital camera 100 (camera depression angle), and Hc is the distance from the floor surface to the lens principal point of the optical system 110 (camera height). The value of f is stored in the built-in memory 230 in advance. As θ, the camera depression angle set on the tilt photographing setting screen is used. As Hc, the camera height set on the tilt photographing setting screen is used.

コントローラ180は、撮像面のチルト角がφ0となるように撮像素子傾動部160により撮像素子130をチルトさせる(S13)。これにより、ピント面が床面に垂直になる。 The controller 180 causes the image pickup device tilting unit 160 to tilt the image pickup device 130 so that the tilt angle of the image pickup surface becomes φ0 (S13). As a result, the focus surface becomes perpendicular to the floor surface.

ここで、コントラスト検出によるAF制御ではコントラスト値が極大となる位置をピント位置(合焦位置)とするのであるが、被写界深度内では、検出されるコントラスト値が同じまたはほぼ同じ値となることがあり、その結果、図6に例示するように、床面上の第1所定位置P1(例えばセンタライン)に完全にはピントがあっていない(合焦していない)場合でも、合焦しているとコントローラが判断することがある。そこで、本実施の形態では、撮像面のチルト角がφ0となるように撮像素子傾動部160により撮像素子130をチルトさせて、ピント面を床面に垂直にすることで、床面に平行な方向の被写界深度を浅くさせる。これにより、床面上の第1所定位置P1への合焦精度が向上する。 Here, in AF control by contrast detection, the position where the contrast value is maximum is set as the focus position (focus position), but within the depth of field, the detected contrast value is the same or almost the same value. As a result, as shown in FIG. 6, even if the first predetermined position P1 (for example, the center line) on the floor is not completely in focus (not in focus), focus is achieved. The controller may determine that it is doing so. Therefore, in the present embodiment, the image pickup device tilting unit 160 tilts the image pickup device 130 so that the tilt angle of the image pickup surface is φ0, and the focus surface is made perpendicular to the floor surface, so that the image pickup surface is parallel to the floor surface. The depth of field in the direction is made shallow. This improves the accuracy of focusing on the first predetermined position P1 on the floor surface.

コントローラ180は、撮像素子130から出力される画像のコントラスト値が最大となるようにフォーカスレンズ駆動部122によりフォーカスレンズ112を移動させる(S14)。すなわち、コントローラ180は、第1所定位置P1に合焦させるためのオートフォーカス制御を行う。 The controller 180 causes the focus lens driving unit 122 to move the focus lens 112 so that the contrast value of the image output from the image sensor 130 is maximized (S14). That is, the controller 180 performs autofocus control for focusing on the first predetermined position P1.

なお、ステップS14でフォーカスレンズ112を移動させるに当たり、絞り113が絞り開放状態でない場合には、絞り開放状態となるように絞り113を駆動した後、フォーカスレンズ112を移動させてもよい。フォーカスレンズ112を移動後、絞り開放から元の絞り値(撮影時に使いたい絞り値)に戻す。このようにオートフォーカス制御を行う際に絞り113を絞り開放状態とすることにより、被写界深度がより浅くなり、床面上の第1所定位置P1への合焦精度をより向上させることができる。なお、元の絞り値よりも絞り開放に近い絞り値に変更することでも、被写界深度が浅くなり、合焦精度をより向上させることは可能である。ここで、絞り値を絞り開放側に変更することにより明るくなりすぎるときは、シャッタ速度を上げ、及び/またはISO感度を下げればよい。 When moving the focus lens 112 in step S14, if the aperture 113 is not in the aperture open state, the focus lens 112 may be moved after the aperture 113 is driven so as to be in the aperture open state. After moving the focus lens 112, the aperture value is returned to the original aperture value (aperture value to be used at the time of shooting) from the aperture open. By thus setting the aperture 113 in the aperture open state when performing the autofocus control, the depth of field becomes shallower, and the accuracy of focusing on the first predetermined position P1 on the floor surface can be further improved. it can. By changing the aperture value closer to the full aperture value than the original aperture value, the depth of field becomes shallow and the focusing accuracy can be further improved. Here, if the aperture value becomes too bright by changing the aperture value to the aperture open side, the shutter speed may be increased and/or the ISO sensitivity may be decreased.

コントローラ180は、ピント位置を、第1所定位置P1から、光軸上で床面からの高さが高さH(ピント面高さ)の第2所定位置P2に移動させる場合の、撮像面中心からレンズ主点までの光軸上での距離(以下「光軸方向距離」という)t2を算出する(S15)。 The controller 180 moves the focus position from the first predetermined position P1 to the second predetermined position P2 where the height from the floor surface is the height H (focus surface height) on the optical axis. A distance t2 on the optical axis from the lens to the lens principal point (hereinafter referred to as "optical axis direction distance") is calculated (S15).

図7は、光軸方向距離t2の算出方法を説明した図である。図7(a)はピント位置を移動させる前を示し、図7(b)はピント位置を移動させた後を示す。 FIG. 7 is a diagram illustrating a method of calculating the optical axis direction distance t2. 7A shows the state before moving the focus position, and FIG. 7B shows the state after moving the focus position.

光軸方向距離t2は数式2により算出することができる。 The optical axis direction distance t2 can be calculated by Expression 2.

Figure 2020101626
ここで、fは光学系110の焦点距離、θはデジタルカメラ100の俯角(カメラ俯角)、t1は、ステップS14のオートフォーカス制御でフォーカスレンズ112が移動した後(コントローラが合焦していると判断したとき)の撮像面中心からレンズ主点までの光軸方向距離、Hはピント面の床面からの距離(ピント面高さ)である。fの値は、内蔵メモリ230に予め格納されている。θとしては、チルト撮影設定画面で設定されたカメラ俯角が用いられる。Hとしては、チルト撮影設定画面で設定されたピント面高さが用いられる。
Figure 2020101626
Here, f is the focal length of the optical system 110, θ is the depression angle (camera depression angle) of the digital camera 100, and t1 is after the focus lens 112 is moved by the autofocus control in step S14 (when the controller is in focus). In the optical axis direction from the center of the image pickup surface (when determined) to the principal point of the lens, H is the distance of the focus surface from the floor surface (focus surface height). The value of f is stored in the built-in memory 230 in advance. As θ, the camera depression angle set on the tilt photographing setting screen is used. As H, the focus surface height set on the tilt photographing setting screen is used.

なお、数式2で用いられる光軸方向距離t1は、以下の方法で取得することができる。具体的に、デジタルカメラ100は、フォーカスレンズ112の光軸方向位置をセンサやフォーカスモータ制御量などに基づいて検出する。内蔵メモリ230には、光軸方向位置に紐付けて撮像面中心からレンズ主点までの光軸方向距離の情報が格納されている。これらは例えばテーブルで格納できる。コントローラ180は、第1所定位置P1に合焦した際に、フォーカスレンズ112の光軸方向位置を検出し、検出した光軸方向位置に基づいて、撮像面中心からレンズ主点までの光軸方向距離を、内蔵メモリ230から読み出す。そして、コントローラ180は、読み出した光軸方向距離を、数式2の光軸方向距離t1として利用する。 The optical axis direction distance t1 used in Equation 2 can be obtained by the following method. Specifically, the digital camera 100 detects the position of the focus lens 112 in the optical axis direction based on a sensor, a focus motor control amount, and the like. The built-in memory 230 stores information on the distance in the optical axis direction from the center of the imaging surface to the lens principal point in association with the position in the optical axis direction. These can be stored, for example, in a table. The controller 180 detects the position of the focus lens 112 in the optical axis direction when focused on the first predetermined position P1, and based on the detected position of the optical axis direction, the optical axis direction from the center of the imaging surface to the lens principal point. The distance is read from the built-in memory 230. Then, the controller 180 uses the read distance in the optical axis direction as the distance t1 in the optical axis direction in Expression 2.

コントローラ180は、撮像面中心からレンズ主点までの光軸方向距離がt2となるようにフォーカスレンズ駆動部122によりフォーカスレンズ112を移動させる(S16)。例えば、光軸方向距離t2に対応する光軸方向位置を上記テーブルを参照して求め、求めた位置にフォーカスレンズ112を移動させる。これにより、第2所定位置P2と第1所定位置P1の位置関係に基づいて、ピント位置が第1所定位置P1から第2所定位置P2に移動される。 The controller 180 causes the focus lens driving unit 122 to move the focus lens 112 so that the distance in the optical axis direction from the center of the imaging surface to the lens principal point is t2 (S16). For example, the optical axis direction position corresponding to the optical axis direction distance t2 is obtained by referring to the table, and the focus lens 112 is moved to the obtained position. As a result, the focus position is moved from the first predetermined position P1 to the second predetermined position P2 based on the positional relationship between the second predetermined position P2 and the first predetermined position P1.

コントローラ180は、ピント面を床面に対して平行でかつ高さH(ピント面高さ)にある平面とするための撮像面のチルト角φ1を算出する(S17)。 The controller 180 calculates the tilt angle φ1 of the imaging surface for making the focus surface parallel to the floor surface and at the height H (focus surface height) (S17).

図8は、撮像面のチルト角φ1の算出方法を説明した図である。シャインプルーフの原理にしたがってピント面を床面に対して平行でかつ高さH(ピント面高さ)にある平面とするには、この高さH(ピント面高さ)にあるピント面上で、撮像面の延長線及び主点面の延長線が一点で交わるようにすればよい。本実施の形態では、撮像面を、主点面に平行な破線で示す状態から実線で示す状態にチルトさせることによって、撮像面の延長線を主点面の延長線とピント面との交点に交わらせる。このときの撮像面のチルト角φ1は、撮像面の延長線と主点面の延長線との交点まわりの挟角(φ1)に等しい角度となる。 FIG. 8 is a diagram illustrating a method of calculating the tilt angle φ1 of the imaging surface. According to the Scheimpflug principle, in order to make the focus surface parallel to the floor surface and at a height H (focus surface height), on the focus surface at this height H (focus surface height) The extension line of the imaging surface and the extension line of the principal point surface may intersect at one point. In the present embodiment, by tilting the image pickup surface from the state shown by the broken line parallel to the principal point plane to the state shown by the solid line, the extension line of the image pickup surface is made the intersection of the extension line of the principal point plane and the focus plane. Let them intersect. The tilt angle φ1 of the imaging surface at this time is equal to the included angle (φ1) around the intersection of the extension line of the imaging surface and the extension line of the principal point surface.

チルト角φ1は数式3により算出することができる。 The tilt angle φ1 can be calculated by Expression 3.

Figure 2020101626
ここで、fは光学系110の焦点距離、θはデジタルカメラ100の俯角(カメラ俯角)、Hcは床面から光学系110のレンズ主点までの距離(カメラ高さ)、Hはピント面の床面からの距離(ピント面高さ)である。fの値は、内蔵メモリ230に予め格納されている。θとしては、チルト撮影設定画面で設定されたカメラ俯角が用いられる。Hcとしては、チルト撮影設定画面で設定されたカメラ高さが用いられる。Hとしては、チルト撮影設定画面で設定されたピント面高さが用いられる。
Figure 2020101626
Here, f is the focal length of the optical system 110, θ is the depression angle of the digital camera 100 (camera depression angle), Hc is the distance from the floor surface to the lens principal point of the optical system 110 (camera height), and H is the focus surface. It is the distance from the floor surface (focus surface height). The value of f is stored in the built-in memory 230 in advance. As θ, the camera depression angle set on the tilt photographing setting screen is used. As Hc, the camera height set on the tilt photographing setting screen is used. As H, the focus surface height set on the tilt photographing setting screen is used.

コントローラ180は、撮像面のチルト角がφ1となるように撮像素子傾動部160により撮像素子130をチルトさせる(S18)。これにより、図8に示すように、ピント面が床面に平行になる。また、被写界深度の範囲の上縁及び下縁がピント面及び床面に平行(平行とみなせる状態)となる。なお、ピント面の前側(上側)の被写界深度と後側(下側)の被写界深度の大きさは厳密には異なるが、競技場などでの上述したような利用形態では、被写界深度の深度方向の中心をピント面とみなしても大きな問題は生じない。そのためここでは被写界深度の範囲の深度方向の中心をピント面としている。 The controller 180 causes the image pickup device tilting unit 160 to tilt the image pickup device 130 so that the tilt angle of the image pickup surface becomes φ1 (S18). Thereby, as shown in FIG. 8, the focusing surface becomes parallel to the floor surface. In addition, the upper edge and the lower edge of the depth of field range are parallel to the focus surface and the floor surface (state that can be regarded as parallel). Note that the depth of field on the front side (upper side) and the depth of field on the rear side (lower side) of the focus surface are strictly different, but in the above-described usage modes such as at a stadium, Even if the center of the depth of field in the depth direction is regarded as the focus surface, no serious problem occurs. Therefore, here, the center in the depth direction of the depth of field is set as the focus surface.

ここで、上述のようにピント面をピント面高さHの位置に上げた場合に、チルト撮影設定画面で設定された被写界深度を実現するには、絞り113の絞り値Fを絞り開放よりも大きい値に設定しなければならない場合がある。以下に、チルト撮影設定画面で設定された被写界深度を実現するための絞り値Fの算出方法を説明する。なお、絞り113を、算出された絞り値Fが得られるように駆動するタイミングは、例えばステップS18の実行後である。 Here, in order to realize the depth of field set on the tilt shooting setting screen when the focus surface is raised to the position of the focus surface height H as described above, the aperture value F of the aperture 113 is opened. May have to be set to a higher value. The method of calculating the aperture value F for realizing the depth of field set on the tilt shooting setting screen will be described below. The timing at which the diaphragm 113 is driven so as to obtain the calculated diaphragm value F is, for example, after the execution of step S18.

図9は、チルト撮影設定画面で設定された被写界深度(D2)を実現する絞り値Fの算出方法を説明した図である。 FIG. 9 is a diagram illustrating a method of calculating the aperture value F that realizes the depth of field (D2) set on the tilt shooting setting screen.

絞り値Fは数式4により算出することができる。 The aperture value F can be calculated by Expression 4.

Figure 2020101626
ここで、fは光学系110の焦点距離、δは最小錯乱円径(撮像素子に依存する固定値)、θはデジタルカメラ100の俯角(カメラ俯角)、Fは絞り113の絞り値、Hcは床面から光学系110のレンズ主点までの距離(カメラ高さ)、Hはピント面の床面からの距離(ピント面高さ)である。fの値は、内蔵メモリ230に予め格納されている。θとしては、チルト撮影設定画面で設定されたカメラ俯角が用いられる。Hcとしては、チルト撮影設定画面で設定されたカメラ高さが用いられる。Hとしては、チルト撮影設定画面で設定されたピント面高さが用いられる。
Figure 2020101626
Here, f is the focal length of the optical system 110, δ is the minimum confusion circle diameter (fixed value depending on the image sensor), θ is the depression angle (camera depression angle) of the digital camera 100, F is the aperture value of the aperture 113, and Hc is The distance from the floor surface to the principal point of the lens of the optical system 110 (camera height), and H is the distance from the floor surface to the focus surface (focus surface height). The value of f is stored in the built-in memory 230 in advance. As θ, the camera depression angle set on the tilt photographing setting screen is used. As Hc, the camera height set on the tilt photographing setting screen is used. As H, the focus surface height set on the tilt photographing setting screen is used.

1−3.効果等
以上説明したように、本実施形態のデジタルカメラ100は、撮像面に結像した被写体像を撮像して画像データを生成する撮像素子130と、フォーカスレンズ112を含み、撮像面に被写体像を結像させる光学系110と、フォーカスレンズ112を光軸方向に駆動するフォーカスレンズ駆動部122と、撮像素子130の撮像面を光軸と平行でない軸を中心に回転させてチルトさせる撮像素子傾動部160と、フォーカスレンズ駆動部122及び撮像素子傾動部160を制御するコントローラ180(制御部)と、を備える。コントローラ180は、(a)被写体の床面(基準平面の一例)上の第1所定位置P1に合焦させるようにフォーカスレンズ駆動部122にフォーカスレンズ112を移動させ、その後、(b)光軸上で床面からの高さが所定高さとなる第2所定位置P2と第1所定位置P1の位置関係に基づいて、ピント位置を第1所定位置P1から第2所定位置P2に移動させるように、フォーカスレンズ駆動部122にフォーカスレンズ112を移動させ、その後、(c)ピント面が、床面に対して平行でかつ所定高さの位置にある平面となるように、撮像素子傾動部160に撮像素子130の撮像面をチルトさせる。
1-3. Effects, etc. As described above, the digital camera 100 of the present embodiment includes the image sensor 130 that captures a subject image formed on the imaging surface to generate image data, and the focus lens 112, and the subject image on the imaging surface. An optical system 110 that forms an image, a focus lens driving unit 122 that drives the focus lens 112 in the optical axis direction, and an image sensor tilt that rotates and tilts the imaging surface of the image sensor 130 about an axis that is not parallel to the optical axis. The unit 160 and a controller 180 (control unit) that controls the focus lens driving unit 122 and the image sensor tilting unit 160. The controller 180 causes (a) the focus lens drive unit 122 to move the focus lens 112 so as to focus on the first predetermined position P1 on the floor surface (an example of a reference plane) of the subject, and then (b) the optical axis. The focus position is moved from the first predetermined position P1 to the second predetermined position P2 based on the positional relationship between the second predetermined position P2 and the first predetermined position P1 at which the height from the floor surface becomes the predetermined height. The focus lens 112 is moved to the focus lens driving unit 122, and then (c) the image sensor tilting unit 160 is set so that the focus surface becomes a plane parallel to the floor and at a position of a predetermined height. The image pickup surface of the image pickup device 130 is tilted.

このような構成を有する本実施形態のデジタルカメラ100によれば、被写界深度の前側部分及び後側部分の両方を有効に利用したチルト撮影が可能となる。そのため、ISO感度を上げることを抑制しつつ、床面上の被写体にピントのあった画像を得ることができる。 According to the digital camera 100 of the present embodiment having such a configuration, it is possible to perform tilt photographing effectively using both the front side portion and the rear side portion of the depth of field. Therefore, it is possible to obtain an image in which the subject on the floor is in focus while suppressing an increase in ISO sensitivity.

本実施の形態において、コントローラ180は、(a)を実行する前に、ピント面が、床面に対して垂直で第1所定位置P1を含む平面となるように、撮像素子傾動部160に撮像素子130の撮像面をチルトさせる。 In the present embodiment, before executing (a), the controller 180 images the imaging element tilting unit 160 so that the focusing surface is a plane that is perpendicular to the floor surface and includes the first predetermined position P1. The imaging surface of the element 130 is tilted.

これにより、第1所定位置P1を中心とする床面に平行な方向の被写界深度が浅くなる。そのため、(a)で、フォーカスレンズ駆動部122にフォーカスレンズ112を移動させて、第1所定位置P1に合焦させる場合において、第1所定位置P1への合焦精度を向上させることができる。 As a result, the depth of field in the direction parallel to the floor centering around the first predetermined position P1 becomes shallow. Therefore, in (a), when the focus lens 112 is moved to the focus lens driving unit 122 to focus on the first predetermined position P1, it is possible to improve the accuracy of focusing on the first predetermined position P1.

本実施の形態において、ピント面高さ(所定高さ)の入力を受け付ける液晶モニタ220(操作部の一例)をさらに備える。 In the present embodiment, a liquid crystal monitor 220 (an example of an operation unit) that receives an input of the focus surface height (predetermined height) is further provided.

これにより、ピント面高さとして所望の高さを、被写体の高さなどに応じて、ユーザが適宜に設定することができる。 This allows the user to appropriately set a desired height as the focus surface height in accordance with the height of the subject.

本実施の形態において、所望の被写界深度の入力を受け付ける液晶モニタ220(第2操作部の一例)をさらに備える。 In the present embodiment, a liquid crystal monitor 220 (an example of a second operation unit) that receives an input of a desired depth of field is further provided.

これにより、所望の被写界深度を、被写体の高さなどに応じて、ユーザが適宜に設定することができる。 This allows the user to appropriately set the desired depth of field in accordance with the height of the subject.

(実施の形態2)
実施の形態1ではチルト撮影時に撮像素子130の撮像面をチルトさせるが、実施の形態2では光学系110の主点面をチルトさせる。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, the image pickup surface of the image pickup device 130 is tilted during tilt photographing, but in the second embodiment, the principal point surface of the optical system 110 is tilted.

2−1.構成
図10は、実施の形態2のデジタルカメラの構成を示す図である。
2-1. Configuration FIG. 10 is a diagram showing the configuration of the digital camera according to the second embodiment.

本実施の形態のデジタルカメラ100Aは、実施の形態1のデジタルカメラ100の撮像素子傾動部160に代えて、光学系傾動部300と、チルト角センサ350とを備えている。以下では、実施の形態1との相違点を中心に説明する。 The digital camera 100A of the present embodiment includes an optical system tilting unit 300 and a tilt angle sensor 350 instead of the image sensor tilting unit 160 of the digital camera 100 of the first embodiment. In the following, differences from the first embodiment will be mainly described.

光学系傾動部300は、光学系110全体をチルトさせる。 The optical system tilting section 300 tilts the entire optical system 110.

図11は、光学系傾動部300の構成の一例を示した図である。なお、図11では、光学系110に含まれるズームレンズ111、フォーカスレンズ112などの複数のレンズを1つに統合したレンズ110Aで示している。 FIG. 11 is a diagram showing an example of the configuration of the optical system tilting unit 300. Note that, in FIG. 11, a lens 110A in which a plurality of lenses such as a zoom lens 111 and a focus lens 112 included in the optical system 110 are integrated into one is shown.

光学系傾動部300は、光学系110の主点面をx軸(光軸と垂直で撮像面上にある軸(光軸と平行でない軸の一例))を中心に回転させてチルトさせる。図11の例では、光学系傾動部300は、光学系110を保持する鏡筒110Bを収容する収容枠310と、収容枠310と鏡筒110Bとの間に介設されたアクチュエータ320とを備える。収容枠310は、鏡筒110Bをx軸まわりに回転可能に保持する保持軸311を備える。アクチュエータ320は、電磁ソレノイドなどにより上下動するピストン321を備え、その先端が鏡筒110Bの光軸方向一端側に連結されている。このような構成によると、アクチュエータ320のピストン321を上下動させることで、鏡筒110Bをx軸まわりに回転させてチルトさせることができる。これにより、光学系110の主点面をx軸まわりに回転させてチルトさせることができる。なお、光学系傾動部300は、光学系110の主点面を光軸と平行でない軸を中心に回転させてチルトさせることが可能であればどのように構成されてもよい。例えば、光学系傾動部300はステッピングモータ、ボイスコイルモータ、もしくは、そのほかのアクチュエータにより構成されても構わない。アクチュエータにステッピングモータを用いた場合、オープン制御が可能となり、それに伴って、チルト角センサ350を不要とすることも可能である。 The optical system tilting unit 300 rotates and tilts the principal point surface of the optical system 110 about an x axis (an axis that is perpendicular to the optical axis and is on the imaging surface (an example that is not parallel to the optical axis)). In the example of FIG. 11, the optical system tilting unit 300 includes a housing frame 310 that houses the lens barrel 110B that holds the optical system 110, and an actuator 320 that is interposed between the housing frame 310 and the lens barrel 110B. .. The housing frame 310 includes a holding shaft 311 that holds the lens barrel 110B rotatably around the x axis. The actuator 320 includes a piston 321 that moves up and down by an electromagnetic solenoid or the like, and its tip is connected to one end side of the lens barrel 110B in the optical axis direction. With such a configuration, by vertically moving the piston 321 of the actuator 320, the lens barrel 110B can be rotated around the x-axis and tilted. As a result, the principal point plane of the optical system 110 can be rotated around the x axis and tilted. The optical system tilting unit 300 may have any configuration as long as it can rotate and tilt the principal point surface of the optical system 110 about an axis that is not parallel to the optical axis. For example, the optical system tilting unit 300 may be configured by a stepping motor, a voice coil motor, or another actuator. When a stepping motor is used as the actuator, open control can be performed, and accordingly, the tilt angle sensor 350 can be eliminated.

チルト角センサ350は、光学系110の主点面のチルト角を検出するためのセンサである。チルト角センサ350は、例えば、マグネットとホール素子で実現可能である。 The tilt angle sensor 350 is a sensor for detecting the tilt angle of the principal point surface of the optical system 110. The tilt angle sensor 350 can be realized by, for example, a magnet and a Hall element.

2−2.動作
図12は、チルト撮影動作の流れを説明したフローチャートである。なお、動作の流れの理解が容易となるように、実施の形態1と同じ内容のステップについても適宜説明する。実施の形態1と同じステップについては同じ符号を付し、異なるステップについては異なる符号を付している。
2-2. Operation FIG. 12 is a flowchart illustrating the flow of the tilt photographing operation. It should be noted that steps having the same contents as those in the first embodiment will be described as appropriate so that the flow of operation can be easily understood. The same steps as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and different steps are denoted by different reference numerals.

チルト撮影機能が起動されると、コントローラ180は、図3のチルト撮影設定画面で設定されたチルト撮影設定情報を内蔵メモリ230から読み出す(S11)。 When the tilt photographing function is activated, the controller 180 reads the tilt photographing setting information set on the tilt photographing setting screen of FIG. 3 from the built-in memory 230 (S11).

コントローラ180は、ピント面を床面に対して垂直で第1所定位置P1を含む平面とするための主点面のチルト角φ0を算出する(S12A)。 The controller 180 calculates the tilt angle φ0 of the principal point surface for making the focus surface perpendicular to the floor surface and including the first predetermined position P1 (S12A).

図13は、主点面のチルト角φ0の算出方法を説明した図である。シャインプルーフの原理にしたがってピント面を床面に対して垂直で第1所定位置P1を含む平面とするには、この垂直なピント面上で、撮像面の延長線及び主点面の延長線が一点で交わるようにすればよい。本実施の形態では、主点面を、撮像面に平行な破線で示す状態から実線で示す状態にチルトさせることによって、主点面の延長線を撮像面の延長線とピント面との交点に交わらせる。このときの主点面のチルト角φ0は、撮像面の延長線と主点面の延長線との交点まわりの挟角(φ0)に等しい角度となる。 FIG. 13 is a diagram illustrating a method of calculating the tilt angle φ0 of the principal point surface. According to the Scheimpflug principle, in order to make the focus plane perpendicular to the floor plane and including the first predetermined position P1, the extension line of the imaging plane and the extension line of the principal point plane are on this vertical focus plane. You only have to intersect at one point. In the present embodiment, by tilting the principal point surface from the state shown by the broken line parallel to the imaging surface to the state shown by the solid line, the extension line of the principal point surface becomes the intersection of the extension line of the imaging surface and the focus surface. Let them intersect. The tilt angle φ0 of the principal point surface at this time is equal to the included angle (φ0) around the intersection of the extension line of the imaging surface and the extension line of the principal point surface.

チルト角φ0は前述の数式1により算出することができる。 The tilt angle φ0 can be calculated by the above-mentioned formula 1.

なお、本実施の形態では、Hcは床面から撮像素子130の撮像面中心までの距離(カメラ高さ)である。 In the present embodiment, Hc is the distance from the floor surface to the center of the image pickup surface of the image pickup device 130 (camera height).

コントローラ180は、主点面のチルト角がφ0となるように光学系傾動部300によりレンズを駆動する(S13A)。 The controller 180 drives the lens by the optical system tilting unit 300 so that the tilt angle of the principal point surface becomes φ0 (S13A).

コントローラ180は、撮像素子130から出力される画像のコントラスト値が最大となるようにフォーカスレンズ駆動部122によりフォーカスレンズ112を移動させる(S14)。すなわち、コントローラ180は、第1所定位置P1に合焦させるためのオートフォーカス制御を行う。 The controller 180 causes the focus lens driving unit 122 to move the focus lens 112 so that the contrast value of the image output from the image sensor 130 is maximized (S14). That is, the controller 180 performs autofocus control for focusing on the first predetermined position P1.

コントローラ180は、ピント位置を、第1所定位置P1から、光軸上で床面からの高さが高さH(ピント面高さ)の第2所定位置P2まで移動させる場合の、撮像面中心からレンズ主点までの光軸方向距離t2を算出する(S15)。 The controller 180 moves the focus position from the first predetermined position P1 to the second predetermined position P2 where the height from the floor surface is the height H (focus surface height) on the optical axis, and the center of the imaging plane. The distance t2 from the to the lens principal point in the optical axis direction is calculated (S15).

図14は、光軸方向距離t2の算出方法を説明した図である。図14(a)はピント位置を移動させる前を示し、図14(b)はピント位置を移動させた後を示す。 FIG. 14 is a diagram illustrating a method of calculating the optical axis direction distance t2. FIG. 14A shows the state before moving the focus position, and FIG. 14B shows the state after moving the focus position.

光軸方向距離t2は前述の数式2により算出することができる。 The optical axis direction distance t2 can be calculated by the above-described mathematical expression 2.

コントローラ180は、撮像面中心からレンズ主点までの光軸方向距離がt2となるようにフォーカスレンズ駆動部122によりフォーカスレンズ112を移動させる(S16)。これにより、第2所定位置P2と第1所定位置P1の位置関係に基づいて、ピント位置が第1所定位置P1から第2所定位置P2に移動される。 The controller 180 causes the focus lens driving unit 122 to move the focus lens 112 so that the distance in the optical axis direction from the center of the imaging surface to the lens principal point is t2 (S16). As a result, the focus position is moved from the first predetermined position P1 to the second predetermined position P2 based on the positional relationship between the second predetermined position P2 and the first predetermined position P1.

コントローラ180は、ピント面を床面に対して平行でかつ高さH(ピント面高さ)にある平面とするための主点面のチルト角φ1を算出する(S17A)。 The controller 180 calculates the tilt angle φ1 of the principal point surface for making the focus surface parallel to the floor surface and at the height H (focus surface height) (S17A).

図15は、主点面のチルト角φ1の算出方法を説明した図である。シャインプルーフの原理にしたがってピント面を床面に対して平行でかつ高さH(ピント面高さ)にある平面とするには、この高さH(ピント面高さ)にあるピント面上で、撮像面の延長線及び主点面の延長線が一点で交わるようにすればよい。本実施の形態では、主点面を、撮像面に平行な破線で示す状態から実線で示す状態にチルトさせることによって、主点面の延長線を撮像面の延長線とピント面との交点に交わらせる。このときの主点面のチルト角φ1は、撮像面の延長線と主点面の延長線との交点まわりの挟角(φ1)に等しい角度となる。 FIG. 15 is a diagram illustrating a method of calculating the tilt angle φ1 of the principal point surface. According to the Scheimpflug principle, in order to make the focus surface parallel to the floor surface and at a height H (focus surface height), on the focus surface at this height H (focus surface height) The extension line of the imaging surface and the extension line of the principal point surface may intersect at one point. In the present embodiment, by tilting the principal point surface from the state shown by the broken line parallel to the imaging surface to the state shown by the solid line, the extension line of the principal point surface becomes the intersection of the extension line of the imaging surface and the focus surface. Let them intersect. At this time, the tilt angle φ1 of the principal point surface is equal to the included angle (φ1) around the intersection of the extension line of the imaging surface and the extension line of the principal point surface.

チルト角φ1は前述の数式3により算出することができる。 The tilt angle φ1 can be calculated by the above-mentioned formula 3.

なお、本実施の形態では、Hcは床面から撮像素子130の撮像面中心までの距離(カメラ高さ)である。 In the present embodiment, Hc is the distance from the floor surface to the center of the image pickup surface of the image pickup device 130 (camera height).

コントローラ180は、主点面のチルト角がφ1となるように光学系傾動部300により光学系110をチルトさせる(S18A)。これにより、図15に示すように、ピント面が床面に平行になる。また、被写界深度の範囲の上縁及び下縁がピント面及び床面に平行(平行とみなせる状態)となる。 The controller 180 tilts the optical system 110 by the optical system tilting unit 300 so that the tilt angle of the principal point surface becomes φ1 (S18A). As a result, as shown in FIG. 15, the focusing surface becomes parallel to the floor surface. In addition, the upper edge and the lower edge of the depth of field range are parallel to the focus surface and the floor surface (state that can be regarded as parallel).

ここで、上述のようにピント面をピント面高さHの位置に上げた場合に、チルト撮影設定画面で設定された被写界深度を実現するには、絞り113の絞り値Fを絞り開放よりも大きい値に設定しなければならない場合がある。以下に、チルト撮影設定画面で設定された被写界深度を実現するための絞り値Fの算出方法を説明する。なお、絞り113を、算出された絞り値Fが得られるように駆動するタイミングは、例えばステップS18の実行後である。 Here, in order to realize the depth of field set on the tilt shooting setting screen when the focus surface is raised to the position of the focus surface height H as described above, the aperture value F of the aperture 113 is opened. May have to be set to a higher value. The method of calculating the aperture value F for realizing the depth of field set on the tilt shooting setting screen will be described below. The timing at which the diaphragm 113 is driven so as to obtain the calculated diaphragm value F is, for example, after the execution of step S18.

図16は、チルト撮影設定画面で設定された被写界深度(D2)を実現する絞り値Fの算出方法を説明した図である。 FIG. 16 is a diagram illustrating a method of calculating the aperture value F that realizes the depth of field (D2) set on the tilt shooting setting screen.

絞り値Fは前述の数式4により算出することができる。 The aperture value F can be calculated by the above-mentioned formula 4.

ここで、Hcは床面から撮像素子130の撮像面中心までの距離(カメラ高さ)である。 Here, Hc is the distance (camera height) from the floor surface to the center of the image pickup surface of the image pickup device 130.

2−3.効果等
以上説明したように、本実施形態のデジタルカメラ100Aは、撮像面に結像した被写体像を撮像して画像データを生成する撮像素子130と、フォーカスレンズ112を含み、撮像面に被写体像を結像させる光学系110と、フォーカスレンズ112を光軸方向に駆動するフォーカスレンズ駆動部122と、光学系110の主点面を光軸と平行でない軸を中心に回転させてチルトさせる光学系傾動部300と、フォーカスレンズ駆動部122及び光学系傾動部300を制御するコントローラ180と、を備える。コントローラ180は、(a)被写体の床面(基準平面の一例)上の第1所定位置P1に合焦させるようにフォーカスレンズ駆動部122にフォーカスレンズ112を移動させ、その後、(b)光軸上で床面からの高さが所定高さとなる第2所定位置P2と第1所定位置P1の位置関係に基づいて、ピント位置を第1所定位置P1から第2所定位置P2に移動させるように、フォーカスレンズ駆動部122にフォーカスレンズ112を移動させ、その後、(c)ピント面が、床面に対して平行でかつ所定高さの位置にある平面となるように、光学系傾動部300に光学系110の主点面をチルトさせる。
2-3. Effects, etc. As described above, the digital camera 100A according to the present embodiment includes the image sensor 130 that captures a subject image formed on the image capturing surface to generate image data, and the focus lens 112. Optical system 110 for forming an image, a focus lens driving unit 122 for driving the focus lens 112 in the optical axis direction, and an optical system for tilting by rotating the principal point plane of the optical system 110 about an axis that is not parallel to the optical axis. The tilting unit 300 and a controller 180 that controls the focus lens driving unit 122 and the optical system tilting unit 300 are provided. The controller 180 causes (a) the focus lens drive unit 122 to move the focus lens 112 so as to focus on the first predetermined position P1 on the floor surface (an example of a reference plane) of the subject, and then (b) the optical axis. The focus position is moved from the first predetermined position P1 to the second predetermined position P2 based on the positional relationship between the second predetermined position P2 and the first predetermined position P1 at which the height from the floor surface becomes the predetermined height. Then, the focus lens 112 is moved to the focus lens driving unit 122, and thereafter, (c) the optical system tilting unit 300 is set so that the focus surface becomes a plane parallel to the floor surface and at a position of a predetermined height. The principal point surface of the optical system 110 is tilted.

このような構成を有する本実施形態のデジタルカメラ100によれば、被写界深度の前側部分及び後側部分の両方を有効に利用したチルト撮影が可能となる。そのため、ISO感度を上げることを抑制しつつ、床面上の被写体にピントのあった画像を得ることができる。 According to the digital camera 100 of the present embodiment having such a configuration, it is possible to perform tilt photographing effectively using both the front side portion and the rear side portion of the depth of field. Therefore, it is possible to obtain an image in which the subject on the floor is in focus while suppressing an increase in ISO sensitivity.

本実施の形態において、コントローラ180は、(a)を実行する前に、ピント面が、床面に対して垂直で第1所定位置P1を含む平面となるように、光学系傾動部300に光学系110の主点面をチルトさせる。 In the present embodiment, before executing (a), the controller 180 causes the optical system tilting unit 300 to perform optical control so that the focusing surface is a plane that is perpendicular to the floor surface and includes the first predetermined position P1. The principal point surface of the system 110 is tilted.

これにより、第1所定位置P1を中心とする床面に平行な方向の被写界深度が最も浅くなる。そのため、(a)で、フォーカスレンズ駆動部122にフォーカスレンズ112を移動させて、第1所定位置P1に合焦させる場合において、第1所定位置P1への合焦精度を向上させることができる。 As a result, the depth of field in the direction parallel to the floor centering on the first predetermined position P1 is the smallest. Therefore, in (a), when the focus lens 112 is moved to the focus lens driving unit 122 to focus on the first predetermined position P1, it is possible to improve the accuracy of focusing on the first predetermined position P1.

(他の実施の形態)
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態1を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態1で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
(Other embodiments)
As described above, the first embodiment has been described as an example of the technique disclosed in the present application. However, the technique in the present disclosure is not limited to this, and is also applicable to the embodiment in which changes, replacements, additions, omissions, etc. are appropriately made. Further, it is also possible to combine the constituent elements described in the first embodiment to form a new embodiment. Therefore, other embodiments will be exemplified below.

(1)実施の形態1では、撮像素子130をチルトする構成について説明し、実施の形態2では、光学系110をチルトする構成について説明した。しかし、撮像素子130と光学系110との両方をチルトさせるようにしてもよい。 (1) In the first embodiment, the configuration for tilting the image sensor 130 has been described, and in the second embodiment, the configuration for tilting the optical system 110 has been described. However, both the image sensor 130 and the optical system 110 may be tilted.

(2)上記の実施形態では、チルト撮影設定画面で、カメラ高さ、カメラ俯角、ピント面高さ、及び被写界深度を液晶モニタ220のタッチセンサ機能を用いてユーザに入力させるように構成した。しかし、撮像装置に、地上からのカメラ高さを検出するカメラ高さセンサを設け、検出されたカメラ高さに基づいて、コントローラがカメラ高さを自動で設定するようにしてもよい。また、撮像装置に、カメラ俯角を検出するカメラ俯角センサを設け、検出されたカメラ俯角に基づいて、コントローラがカメラ俯角を自動で設定するようにしてもよい。また、被写界深度の下端を床面と一致させる利用形態では、設定された被写界深度に基づいて、コントローラがピント面高さを演算し、演算で得られたピント面高さを自動で設定するようにしてもよい。 (2) In the above embodiment, the tilt shooting setting screen is configured to allow the user to input the camera height, the camera depression angle, the focus surface height, and the depth of field using the touch sensor function of the liquid crystal monitor 220. did. However, the imaging device may be provided with a camera height sensor that detects the height of the camera from the ground, and the controller may automatically set the camera height based on the detected camera height. Further, the image pickup device may be provided with a camera depression angle sensor for detecting the camera depression angle, and the controller may automatically set the camera depression angle based on the detected camera depression angle. In addition, in the usage mode in which the lower end of the depth of field matches the floor surface, the controller calculates the focus surface height based on the set depth of field, and the focus surface height obtained by the calculation is automatically calculated. You may make it set with.

(3)上記の実施形態では、オートフォーカス方式としてコントラストAFを用いたが、位相差AFや像面位相差AFを用いてもよい。 (3) In the above embodiment, the contrast AF is used as the autofocus method, but the phase difference AF or the image plane phase difference AF may be used.

(4)上記の実施形態では、レンズ一体型カメラについて説明したが、本開示は、レンズ交換式カメラにも適用可能である。レンズ交換式カメラの場合、光学系の焦点距離の情報は、カメラ本体が交換レンズと通信を行って取得することができる。 (4) In the above embodiments, the lens-integrated camera has been described, but the present disclosure is also applicable to a lens-interchangeable camera. In the case of a lens-interchangeable camera, information on the focal length of the optical system can be obtained by the camera body communicating with the interchangeable lens.

(5)上記の実施形態では、基準平面が競技場の床面である場合について説明した。しかし、基準平面は、床面などの水平面でなく、どのような平面であってもよい。この場合、基準平面からの高さとは、基準平面に垂直な方向の距離である。 (5) In the above embodiment, the case where the reference plane is the floor surface of the stadium has been described. However, the reference plane may be any plane, not a horizontal plane such as a floor. In this case, the height from the reference plane is the distance in the direction perpendicular to the reference plane.

(6)上記の実施形態では、撮像装置の一例としてデジタルカメラを説明したが、撮像装置はこれに限定されない。本開示の思想は、デジタルビデオカメラ、スマートフォン、ウェアラブルカメラ等の動画が撮影できる種々の撮像装置に対して適用することができる。 (6) In the above embodiment, a digital camera was described as an example of the image pickup device, but the image pickup device is not limited to this. The idea of the present disclosure can be applied to various imaging devices such as digital video cameras, smartphones, and wearable cameras that can capture moving images.

(7)上記の実施形態1では、撮像素子傾動部160は、撮像素子130の撮像面(センサ面)をx軸(光軸と垂直で撮像面上にある軸(光軸と平行でない軸の一例))を中心に回転させてチルトさせる。しかし、本開示では、回転の軸は光軸と垂直でなくてもよく、光軸と交差する方向でもよい。つまり、回転の軸は光軸と平行でなければよい。 (7) In the above-described first embodiment, the image pickup device tilting unit 160 sets the image pickup surface (sensor surface) of the image pickup device 130 to the x-axis (the axis that is perpendicular to the optical axis and is on the image pickup surface (the axis that is not parallel to the optical axis). One example)) is rotated and tilted. However, in the present disclosure, the axis of rotation need not be perpendicular to the optical axis, but may be in a direction that intersects the optical axis. That is, the axis of rotation need not be parallel to the optical axis.

(8)上記の実施形態2では、光学系傾動部300は、光学系110の主点面をx軸(光軸と垂直で撮像面上にある軸(光軸と平行でない軸の一例))を中心に回転させてチルトさせる。しかし、本開示では、回転の軸は光軸と垂直でなくてもよく、光軸と交差する方向でもよい。つまり、回転の軸は光軸と平行でなければよい。 (8) In Embodiment 2 described above, the optical system tilting unit 300 causes the principal point plane of the optical system 110 to be the x-axis (an axis that is perpendicular to the optical axis and is on the imaging surface (an example that is not parallel to the optical axis)). Rotate around and tilt. However, in the present disclosure, the axis of rotation does not have to be perpendicular to the optical axis and may be in a direction that intersects the optical axis. That is, the axis of rotation need not be parallel to the optical axis.

(9)上記の実施形態1では、ステップS12、S13の処理が行われる例を説明したが、本開示において、ステップS12、S13の処理は必須ではない。また、ステップS12、S13において、撮像面をチルトさせていないときと比べてピント面の角度が床面に対して垂直に近づくように撮像面をチルトさせるだけでもよい(ピント面が床面に対して垂直にまでならなくてもよい)。この場合でも、床面に水平な方向における被写界深度が狭くなる効果が得られる。 (9) In the above-described first embodiment, an example in which the processes of steps S12 and S13 are performed has been described, but the processes of steps S12 and S13 are not essential in the present disclosure. Further, in steps S12 and S13, it is only necessary to tilt the image pickup surface so that the angle of the focus surface approaches perpendicular to the floor surface as compared with the case where the image pickup surface is not tilted (the focus surface is relative to the floor surface). It doesn't have to be vertical). Even in this case, the effect of narrowing the depth of field in the direction horizontal to the floor surface can be obtained.

(10)上記の実施形態2では、ステップS12A、S13Aの処理が行われる例を説明したが、本開示において、ステップS12A、S13Aの処理は必須ではない。また、ステップS12A、S13Aにおいて、主点面をチルトさせていないときと比べてピント面の角度が床面に対して垂直に近づくように主点面をチルトさせるだけでもよい(ピント面が床面に対して垂直にまでならなくてもよい)。この場合でも、床面に水平な方向における被写界深度が狭くなる効果が得られる。 (10) In the above second embodiment, an example in which the processes of steps S12A and S13A are performed has been described, but the processes of steps S12A and S13A are not essential in the present disclosure. Further, in steps S12A and S13A, the main point surface may be tilted so that the angle of the focus surface approaches the angle perpendicular to the floor surface as compared to when the main point surface is not tilted (the focus surface is the floor surface. It does not have to be perpendicular to). Even in this case, the effect of narrowing the depth of field in the direction horizontal to the floor surface can be obtained.

以上のように、本開示における技術の例示として、実施の形態を説明した。そのために、添付図面および詳細な説明を提供した。したがって、添付図面および詳細な説明に記載された構成要素の中には、課題解決のために必須な構成要素だけでなく、上記技術を例示するために、課題解決のためには必須でない構成要素も含まれ得る。そのため、それらの必須ではない構成要素が添付図面や詳細な説明に記載されていることをもって、直ちに、それらの必須ではない構成要素が必須であるとの認定をするべきではない。また、上述の実施の形態は、本開示における技術を例示するためのものであるから、特許請求の範囲またはその均等の範囲において種々の変更、置き換え、付加、省略などを行うことができる。 As described above, the embodiments have been described as examples of the technology according to the present disclosure. To that end, the accompanying drawings and detailed description are provided. Therefore, among the components described in the accompanying drawings and the detailed description, not only the components essential for solving the problem but also the components not essential for solving the problem in order to exemplify the above technology Can also be included. Therefore, it should not be immediately recognized that these non-essential components are essential, even if those non-essential components are described in the accompanying drawings or the detailed description. Further, since the above-described embodiment is for exemplifying the technique in the present disclosure, various changes, replacements, additions, omissions, etc. can be made within the scope of the claims or the scope of equivalents thereof.

本開示は、静止画像や動画像を撮像する撮像装置において広く利用可能である。 The present disclosure can be widely used in an imaging device that captures a still image or a moving image.

100、100A デジタルカメラ
110 光学系
110A レンズ
110B 鏡筒
111 ズームレンズ
112 フォーカスレンズ
113 絞り
121 ズームレンズ駆動部
122 フォーカスレンズ駆動部
123 絞り駆動部
130 撮像素子
140 ADC
150 TG
160 撮像素子傾動部
161,162 固定フレーム
163 可動プレート
164、165、166,167 マグネット
168、169 コイル
170 チルト角センサ
180 コントローラ
190 カードスロット
200 メモリカード
210 レリーズ釦
220 液晶モニタ
230 内蔵メモリ
300 光学系傾動部
310 収容枠
311 保持軸
320 アクチュエータ
321 ピストン
350 チルト角センサ
100, 100A Digital camera 110 Optical system 110A Lens 110B Lens barrel 111 Zoom lens 112 Focus lens 113 Aperture 121 Zoom lens drive unit 122 Focus lens drive unit 123 Aperture drive unit 130 Image sensor
140 ADC
150 TG
160 Image sensor tilting unit 161, 162 Fixed frame 163 Movable plate 164, 165, 166, 167 Magnet 168, 169 Coil 170 Tilt angle sensor 180 Controller 190 Card slot 200 Memory card 210 Release button 220 Liquid crystal monitor 230 Built-in memory 300 Optical system tilting Part 310 Storage Frame 311 Holding Shaft 320 Actuator 321 Piston 350 Tilt Angle Sensor

Claims (6)

撮像面に結像した被写体像を撮像して画像データを生成する撮像素子と、
フォーカスレンズを含み、前記撮像面に前記被写体像を結像させる光学系と、
前記フォーカスレンズを光軸方向に移動させるフォーカスレンズ駆動部と、
前記撮像素子の前記撮像面を光軸と平行でない軸を中心に回転させてチルトさせる撮像素子傾動部と、
前記フォーカスレンズ駆動部及び前記撮像素子傾動部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
(a)被写体の基準平面上の第1所定位置に合焦させるように前記フォーカスレンズ駆動部に前記フォーカスレンズを移動させ、その後、
(b)前記光軸上で前記基準平面からの高さが所定高さとなる第2所定位置と前記第1所定位置の位置関係に基づいて、ピント位置を前記第1所定位置から前記第2所定位置に移動させるように、前記フォーカスレンズ駆動部に前記フォーカスレンズを移動させ、かつ、
(c)ピント面が、前記基準平面に対して平行でかつ前記所定高さの位置にある平面となるように、前記撮像素子傾動部に前記撮像素子の前記撮像面をチルトさせる、
撮像装置。
An image sensor that captures a subject image formed on the imaging surface to generate image data,
An optical system including a focus lens, which forms the subject image on the imaging surface;
A focus lens drive unit for moving the focus lens in the optical axis direction,
An image pickup device tilting unit that rotates and tilts the image pickup surface of the image pickup device about an axis that is not parallel to an optical axis,
A control unit that controls the focus lens drive unit and the image sensor tilting unit,
The control unit is
(A) Move the focus lens to the focus lens drive unit so as to focus on a first predetermined position on the reference plane of the subject, and then,
(B) Based on the positional relationship between the second predetermined position where the height from the reference plane is a predetermined height on the optical axis and the first predetermined position, the focus position is changed from the first predetermined position to the second predetermined position. Moving the focus lens to the focus lens drive unit so as to move to a position, and
(C) The image pickup element tilting unit tilts the image pickup surface of the image pickup element so that the focus plane is a plane parallel to the reference plane and at the position of the predetermined height.
Imaging device.
前記制御部は、前記(a)を実行する前に、
ピント面が、前記基準平面に対して垂直で前記第1所定位置を含む平面となるように、前記撮像素子傾動部に前記撮像素子の前記撮像面をチルトさせる、
請求項1に記載の撮像装置。
The control unit, before executing the (a),
Tilting the image pickup surface of the image pickup device by the image pickup device tilting unit so that a focus plane is a plane that is perpendicular to the reference plane and includes the first predetermined position.
The image pickup apparatus according to claim 1.
撮像面に結像した被写体像を撮像して画像データを生成する撮像素子と、
フォーカスレンズを含み、前記撮像面に前記被写体像を結像させる光学系と、
前記フォーカスレンズを光軸方向に移動させるフォーカスレンズ駆動部と、
前記光学系の主点面を光軸と平行でない軸を中心に回転させてチルトさせる光学系傾動部と、
前記フォーカスレンズ駆動部及び前記光学系傾動部を制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
(a)被写体の基準平面上の第1所定位置に合焦させるように前記フォーカスレンズ駆動部に前記フォーカスレンズを移動させ、その後、
(b)前記光軸上で前記基準平面からの高さが所定高さとなる第2所定位置と前記第1所定位置の位置関係に基づいて、ピント位置を前記第1所定位置から前記第2所定位置に移動させるように、前記フォーカスレンズ駆動部に前記フォーカスレンズを移動させ、かつ、
(c)ピント面が、前記基準平面に対して平行でかつ前記所定高さにある平面となるように、前記光学系傾動部に前記光学系の前記主点面をチルトさせる、
撮像装置。
An image sensor that captures a subject image formed on the imaging surface to generate image data,
An optical system including a focus lens, which forms the subject image on the imaging surface;
A focus lens drive unit for moving the focus lens in the optical axis direction,
An optical system tilting unit that tilts by rotating a principal point surface of the optical system about an axis that is not parallel to the optical axis,
A control unit that controls the focus lens driving unit and the optical system tilting unit,
The control unit is
(A) Move the focus lens to the focus lens drive unit so as to focus on a first predetermined position on the reference plane of the subject, and then,
(B) Based on the positional relationship between the second predetermined position where the height from the reference plane is a predetermined height on the optical axis and the first predetermined position, the focus position is changed from the first predetermined position to the second predetermined position. Moving the focus lens to the focus lens drive unit so as to move to a position, and
(C) The optical system tilting portion tilts the principal point surface of the optical system such that the focusing surface is a plane parallel to the reference plane and at the predetermined height.
Imaging device.
前記制御部は、前記(a)を実行する前に、
ピント面が、前記基準平面に対して垂直で前記第1所定位置を含む平面となるように、前記光学系傾動部に前記光学系の前記主点面をチルトさせる、
請求項3に記載の撮像装置。
The control unit, before executing the (a),
Tilting the principal point surface of the optical system by the optical system tilting portion such that a focusing surface is a plane that is perpendicular to the reference plane and includes the first predetermined position.
The image pickup apparatus according to claim 3.
前記所定高さの入力を受け付ける操作部をさらに備える、
請求項1から4のいずれか1項に記載の撮像装置。
Further comprising an operation unit that receives an input of the predetermined height,
The image pickup apparatus according to claim 1.
所望の被写界深度の入力を受け付ける第2操作部をさらに備える、
請求項1から5のいずれか1項に記載の撮像装置。
A second operation unit that receives an input of a desired depth of field,
The image pickup apparatus according to claim 1.
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