JP2020134904A - 撮像装置、撮像装置の制御方法、プログラム、および、記憶媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】撮像光学系と撮像素子との相対的な角度であるあおり角を変更可能な撮像装置において、正確、かつ、迅速にピント合わせをする。
【解決手段】撮像装置であって、撮像光学系のフォーカスレンズを駆動して、焦点調節を行う焦点調節手段と、露出を制御する露出制御手段と、撮像素子と撮像光学系との相対的な角度であるあおり角を取得するあおり角取得手段と、撮像素子または撮像光学系を傾けて、あおり角を制御するあおり角制御手段と、撮像装置の撮影条件を取得する撮影条件取得手段と、を有する。あおり角制御手段は、撮影条件取得手段が取得した撮影条件に基づいて、撮像素子または撮像光学系を傾ける駆動速度を決定する。
【選択図】図４

Description

撮像装置、撮像装置の制御方法、プログラム、および、記憶媒体に関する。

従来、監視カメラを高所に設置し、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り、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るため、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場合がある。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ぼけた状態となる。

このような課題に対し、特許文献１では、被写体によりピントの合う撮像素子の傾き角が異なる場合に、主要な被写体が中央にいることを想定し中央の領域の合焦度合いを優先する、または複数の被写体の平均値となるように撮像素子の傾き角を決定する撮像装置が開示されている。

特開平１１−２４２１５２号公報

しかしながら、特許文献１では、撮像素子を傾ける駆動速度については記載がない。このため、撮像素子を傾けてコントラストピークとなるあおり角を検出する場合に、駆動速度が速すぎて正確なピークが取得できずに解像が悪化したり、反対に遅すぎて、ピークの検出に時間がかかったりする場合がある。さらに、電気的に輝度を調整する輝度ゲイン（以下、ゲイン）が大きい状態だとピークを誤検出しうる。

そこで、本発明の目的は、撮像光学系と撮像素子との相対的な角度であるあおり角を変更可能な撮像装置において、正確、かつ、迅速にピント合わせをすることにある。

上記目的を達成するために、本発明は、撮像光学系のフォーカスレンズを駆動して、焦点調節を行う焦点調節手段と、露出を制御する露出制御手段と、撮像素子と撮像光学系との相対的な角度であるあおり角を取得するあおり角取得手段と、撮像素子または撮像光学系を傾けて、あおり角を制御するあおり角制御手段と、撮像装置の撮影条件を取得する撮影条件取得手段と、を有し、あおり角制御手段は、撮影条件取得手段が取得した撮影条件に基づいて、撮像素子または撮像光学系を傾ける駆動速度を決定することを特徴とする。

本発明によれば、撮像光学系と撮像素子との相対的な角度であるあおり角を変更可能な撮像装置において、正確、かつ、迅速にピント合わせをすることができる。

第１実施形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。 あおり撮影の仕組みを説明する図である。 撮像素子の傾き角度とコントラスト評価値との関係を示す図である。 第１実施形態に係るあおり制御処理を説明するフローチャートである。 焦点距離に対応する駆動速度を示すテーブルである。 第２実施形態に係るあおり制御処理を説明するフローチャートである。 撮像素子の傾き角度と、ピント面角度との関係を示す図である。 第３実施形態に係るあおり制御処理を説明するフローチャートである。 第４実施形態に係るあおり制御処理を説明するフローチャートである。 第５実施形態に係るあおり制御処理を説明するフローチャートである。 第６実施形態に係るあおり制御処理を説明するフローチャートである。 第６実施形態に係るあおり角の算出方法を説明する図である。

以下に、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。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る撮像装置の構成例を示すブロック図である。撮像装置１００は、撮像光学系１１７を備える。撮像光学系１１７は、光軸方向に移動して焦点距離を変更するズームレンズ１０１と、光軸方向に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。

撮像光学系１１７を通過した光は、バンドパスフィルタ（以下、ＢＰＦという）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は撮像光学系の光路に対し進退可能である。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から出力されたアナログ電気信号（撮像信号）は、ＡＧＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ Ｇａｉｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ）回路１０７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では、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。また、ＲＧＢの画素値、もしくは輝度値や、あおり制御やオートフォーカス（以下、ＡＦ）で使用する評価値を制御部１１２に受け渡す。一般的に評価値は画像のコントラストや高周波成分を基に行われる。評価値としては、位相差や赤外光などの反射光など方法はピント位置が分かるものであれば手段は何でも構わない。

映像信号は、通信部１１０を介して撮像装置１００に有線または無線通信により接続された監視モニタ装置１１１に出力されるとともに、外部からのコマンドを受けて撮像装置内の制御部１１２にコマンドなどの制御信号を出す。

制御部１１２は、通信部１１０からの指示に応じて、カメラ信号処理部１０９からの各種評価値を基にＡＦやマニュアルフォーカス（以下、ＭＦ）でのピント制御やあおり制御、露出制御の設定値を算出する。そして、ＡＧＣ回路１０７、撮像素子駆動部１１３、フォーカス駆動部１１４、ズーム駆動部１１５、絞り駆動部１１６に対して設定置を指示する。また、上記の評価値やフォーカス駆動部１１４、ズーム駆動部１１５、絞り駆動部１１６の位置から現在の焦点距離、被写体距離、絞り値を算出する。

撮像素子駆動部１１３は、制御部１１２から伝達されたあおり角の設定値に基づき、撮像光学系１１７の光軸に対して撮像素子１０６を傾ける。大抵の場合、撮像素子１０６を傾ける回転軸は撮影画面の中心に位置し、回転軸を中心に撮像素子１０６を傾ける。なお、本明細書において、撮像光学系１１７と撮像素子１０６との相対的な角度をあおり角と称する。

フォーカス駆動部１１４は、制御部１１２から伝達されたフォーカスの設定値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１１５は、制御部１１２から伝達されたズームの設定値に基づいてズームレンズ１０１の位置を制御する。絞り駆動部１１６は、制御部１１２から伝達された絞りの設定値に基づいて絞りユニット１０３の位置を制御する。

ここで、あおり角の駆動速度制御について説明する。なお、ここでは、説明簡単のため、一例として、撮像素子１０６を傾けることによりあおり角を制御する。図２は、あおり撮影の仕組みを説明する図である。なお、ここであおり撮影とは、撮像素子に対して撮像光学系を、または撮像光学系に対して撮像素子を相対的に傾けることで、ピント面を傾け、地面に沿った撮影画角に対して被写界深度を広げて行う撮影のことである。図２に示すようにズーミング前の焦点距離ｆ、被写体距離Ｌ、光軸Ｏとピント面との角度αとすると、あおり角ｂはシャインプルーフの定理より、次式（１）で算出される。

仮にｆ＝１０[ｍｍ]、Ｌ＝１００００[ｍｍ]、α＝３０[°]とした場合、式（１）により、ｂ＝０．２０[°]となる。また、ｆ＝１００[ｍｍ]、Ｌ＝１００００[ｍｍ]、α＝３０[°]とした場合、ｂ＝１．９８[°]となる。

図３は、撮像素子１０６の傾き角度とコントラスト評価値との関係を示す図である。Ｓ２０１がｆ＝１０[ｍｍ]、Ｓ２０２がｆ＝１００[ｍｍ]を示している。例えば、撮像素子１０６を傾ける駆動速度を一定にした場合、f＝１００[ｍｍ]（Ｓ２０２）の時は、撮像素子１０６の傾き角度に応じてコントラスト評価値が比較的緩やかに変化する。このため、被写界深度内でのコントラスト評価値のピーク位置のサーチが比較的容易に出来る。しかし、f＝１０[ｍｍ]（Ｓ２０１）の場合は、ｆ＝１００[ｍｍ]と比べてコントラスト評価値の変化が急である。このため、被写界深度内でのピークの検出が困難であり、解像の悪い位置、言い換えるとコントラスト評価値がピークではない位置をピーク位置として検出してしまう可能性がある。

そこで、本実施形態では撮影条件に基づいて撮像素子１０６を傾ける駆動速度決定する。図４は、第１実施形態に係るあおり制御処理を説明するフローチャートである。図４に示すフローチャートを用いて、本実施形態における制御部１１２が行うあおり角の制御処理の流れを説明する。なお、制御部１１２は、コンピュータプログラムとしてのあおり角補正制御プログラムに従って本処理を実行する。

ステップＳ４０１において、制御部１１２はフォーカスレンズ１０２を駆動させ、画面中心にピントを合わせる。ピント合わせはオートフォーカスでもマニュアルフォーカスでも良い。

ステップＳ４０２において、制御部１１２は、撮影条件を取得する。ここで、撮影条件とは、焦点距離、被写体距離、光軸とピント面との角度（以下、ピント面角度という）、絞り、ゲインの情報の内、少なくとも１つを含んだ情報である。ここでは、撮影条件が焦点距離の情報の場合を例として、説明する。現在の焦点距離ｆは、例えば、現在のズーム位置とフォーカス位置から制御部１１２が取得する。

ステップＳ４０３において、ステップＳ４０２で取得した焦点距離情報から撮像素子１０６を傾ける駆動速度Ｓを決定する。図５は、焦点距離に対応する駆動速度を示すテーブルである。駆動速度Ｓの決定については、図５のような焦点距離から決定された駆動速度を示すテーブルのようなものを使用して決定しても良い。

図３に示すように、コントラスト評価値の変化は、焦点距離が短いほど急となり、焦点距離が長いほど緩やかになる。このため、焦点距離が短いほど、撮像素子１０６の駆動速度Ｓを遅く設定し、焦点距離が長いほど撮像素子１０６の駆動速度Ｓを速く設定することで、コントラスト評価値のピークを迅速かつ正確にサーチすることが可能となる。

なお、焦点距離を使用して、適切な撮像素子１０６の駆動速度Ｓを算出しても良い。算出する場合、一例として、光軸とピント面の角度をθ回すとして、焦点距離ｆ０、被写体距離Ｌとした場合、あおり角ｂは次式（２）となる。

焦点距離をfとした場合、あおり角ｂ´は次式（３）となる。

ｂの値が小さい時ｂ＝ｔａｎ ｂが成り立つため、次式（４）（５）となる。

となる。

焦点距離ｆ０での適正な撮像素子１０６を傾ける駆動速度、すなわち、コントラスト評価値のピークを正確に検出可能な駆動速度がＳ０とする場合、焦点距離fで同じ時間で同じ角度θを動かそうとした場合、駆動速度Ｓは次式（６）となる。

図４に戻り、ステップＳ４０４において、ステップＳ４０３で決定した駆動速度Ｓで撮像素子１０６を駆動して傾け、コントラスト評価値がピークとなるあおり角をサーチする。コントラスト評価値がピークとなるあおり角のサーチ方法の例として、撮像素子１０６を傾けて、撮像素子１０６のある像高位置の映像信号から算出したその映像信号のコントラスト状態を示すコントラスト評価値がピークとなるあおり角を測定しても良い。ただし、これに限られるものではなく、コントラスト評価値がピークとなるあおり角が検出できれば、他の方法であっても良い。

また、マニュアルで撮像素子１０６を駆動して傾け、目視でコントラストがピークとなるあおり角をサーチしても良い。この場合、制御部１１２は、例えば、駆動速度として、撮像素子１０６を駆動するための操作部の操作量当たりの撮像素子１０６の駆動量を変更する。具体的には、例えば、焦点距離が短いほど、操作部の操作量当たりの撮像素子１０６の駆動量を小さくし、焦点距離が長いほど、操作量当たりの撮像素子１０６の駆動量を大きくする。このようにすることで、コントラスト評価値のピークを迅速かつ正確にサーチすることが可能となる。

ステップＳ４０５において、制御部１１２は、コントラスト評価値がピークとなるあおり角ｂを決定する。

ステップＳ４０６において、ステップＳ４０５で決定したあおり角ｂになるように、制御部１１２が撮像素子１０６を駆動して傾ける。このとき、あおり角ｂは、ステップＳ４０５において決定しているので、制御部１１２は、サーチ時の駆動速度よりも速い速度で、例えば、制御可能な範囲での最高速で撮像素子１０６をあおり角ｂまで駆動させることで、駆動時間を短縮することができる。その後、本処理を終了する。本実施形態によれば、撮影条件に応じて、適正なあおり角のサーチが可能となる。

なお、本実施形態では、説明簡単のため、一例として、撮像素子１０６を傾けることによりあおり角を制御したが、撮像光学系１１７を傾けるための駆動部を設け、撮像光学系１１７を撮像素子１０６の法線に対して傾けることによりあおり角を制御しても良い。また、撮像素子１０６と撮像光学系１１７の両方を傾けることによりあおり角を制御しても良い。これらの場合、撮像素子１０６を傾ける駆動速度は、撮像光学系１１７、または、撮像素子１０６および撮像光学系１１７を傾ける駆動速度と読み替えることができる。以降の実施形態についても同様である。

（第２実施形態）
第１の実施形態では、複数の撮影条件のうちの一つの条件に基づき、あおり角を変更する際の撮像素子１０６または撮像光学系１１７の駆動速度を決定する例を示した。第２の実施形態では、複数の撮影条件に基づき撮像素子１０６を傾ける駆動速度を決定する例を説明する。なお、第１の実施形態と同様の構成については、詳細な説明を省略する。

図６は、第２実施形態に係るあおり制御処理を説明するフローチャートである。図６に示すフローチャートを用いて、本実施形態における制御部１１２が行うあおり角の制御処理の流れを説明する。第１実施形態と異なるのは、ステップＳ６０２〜ステップＳ６０３の一連の処理であるので、この点を中心に説明する。

ステップＳ６０２において、制御部１１２は、複数の撮影条件を取得する。本実施形態では、複数の撮影条件の一例として焦点距離情報と被写体距離情報で説明するが、撮影条件の組み合わせは、焦点距離情報と絞り情報、被写体距離情報と絞り情報とゲイン情報など、他の組み合わせでも良く、これらに限られるものではない。

焦点距離情報および被写体距離情報は、現在のズーム位置とフォーカス位置から、制御部１１２が現在の焦点距離ｆと被写体距離Ｌを取得する。他にも被写体距離Ｌの取得には撮像面位相差ＡＦのようなデフォーカス量が分かるものを使用することも考えられる。

ステップＳ６０３おいて、ステップＳ６０２で取得した情報（ここでは、焦点距離ｆと被写体距離Ｌ）から撮像素子１０６を傾ける駆動速度Ｓを決定する。駆動速度Ｓの決定については、第１実施形態と同様に焦点距離・被写体距離から決定された駆動速度を示すテーブルのようなものを使用して決定しても良い。

また、焦点距離・被写体距離を使用して、適切な撮像素子１０６の駆動速度Ｓを算出しても良い。算出するの場合、一例として、焦点距離ｆ０かつ被写体距離Ｌ０の場合の撮像素子１０６を傾ける適正な駆動速度をＳ０とすると、焦点距離ｆかつ被写体距離Ｌで同じ時間で同じ角度動かそうとした場合、駆動速度Ｓは次式（７）となる（計算の途中式は第１実施形態と同じ）。

本実施形態によれば、複数の撮影条件があった場合でも、適正なあおり角のサーチが可能となる。

（第３実施形態）
第１、２実施形態では、撮影条件に基づき、あおり角を変更する際の撮像素子１０６または撮像光学系１１７の駆動速度を設定する例を示した。第１、２の実施形態では、シンプルな処理で正確かつ迅速にピントを合わせることができる。しかし、同じ焦点距離、同じ被写体距離であっても、現在のあおり角が異なれば、ピント面角度を同じ量動かす場合でも、撮像素子１０６または撮像光学系１１７を駆動する量が異なる。

図７は、撮像素子１０６の傾き角度と、ピント面角度との関係を示す図である。図７は、Ｌ＝１００００[ｍｍ]であって、ｆ＝１０[ｍｍ]、５０[ｍｍ]、１００[ｍｍ]のそれぞれの場合の、撮像素子１０６の傾き角度とピント面角度との関係を示している。

例えば、ｆ＝１００[ｍｍ]の場合において、ピント面角度を６０°から５７°に−３°動かす場合、撮像素子１０６を０．０４°動かせばよいのに対して、ピント面角度を３０°から２７°に−３°動かす場合、撮像素子１０６を０．１２°動かさなければならない。つまり、ピント面角度を考慮せずに、撮像素子１０６を一定の速度で動かしてしまうと、あおり角が大きくなるにしたがって、単位時間当りの光軸とピント面の角度の変位量が減少するため、コントラスト評価値の変動量が小さくなり、サーチ動作が誤動作する可能性がある。

このため、本実施形態では、あおり角が大きくなるにしたがって、撮像素子１０６を傾ける駆動速度を速くして、単位時間当りのピント面角度の変位量を一定にし、コントラスト評価値の変動量を大きくしてサーチ動作の誤動作を抑制する。

図８は、第３実施形態に係るあおり制御処理を説明するフローチャートである。図８に示すフローチャートを用いて、本実施形態における制御部１１２が行うあおり角の制御処理の流れを説明する。第１実施形態と異なるのは、ステップＳ８０２〜ステップＳ８０６の一連の処理であるため、この点を中心に説明する。ステップＳ８０２において、制御部１１２は、撮影条件を取得する。ここでは、一例として、撮影条件として焦点距離ｆと被写体距離Ｌとを取得し、さらに現在のあおり角ｂを取得する。なお、ここで、撮影条件は、第１実施形態のように１つであっても良いし、第２実施形態のように複数であっても良い。

ステップＳ８０３において、Ｓ８０２で取得した情報（ここでは、焦点距離、被写体距離、および現在のあおり角ｂ）から撮像素子１０６を傾ける駆動速度Ｓを決定する。

駆動速度Ｓの決定については焦点距離・被写体距離・あおり角から決定された駆動速度を示すテーブルのようなものを使用して決定しても良いし、焦点距離・被写体距離・あおり角を使用して算出しても良い。

ステップＳ８０４において、ステップＳ８０３で決定した駆動速度で撮像素子１０６を駆動させる。

ステップＳ８０５において、駆動させたあおり角の位置でのコントラスト評価値を取得する。ステップＳ８０６において、コントラスト評価値がピークとなる位置が検出できたか否かを判定する。判定条件については、撮像素子１０６傾ける際の駆動可能範囲の全域を動作させたことでも良いし、微小駆動（以後、ウォブリング駆動）させてコントラスト評価値が前回位置と比較して低下したことでも良い。

ステップＳ８０６において、ピーク位置を取得できていない場合（Ｎｏ）はステップＳ８０２に戻る。ステップＳ８０６において、ピーク位置を取得できた場合（Ｙｅｓ）はステップＳ８０７に進む。

本実施形態によれば、現在のあおり角の大きさに基づき、撮像素子１０６または撮像光学系１１７を傾ける駆動速度を変動させることで、単位時間当りの光軸とピント面の角度の変位量を一定に保ち、コントラスト評価値の変動量を大きくすることによって、適正なあおり角のサーチが可能となる。

（第４実施形態）
撮像素子のあおり可能範囲の全域を動作させてコントラスト評価値がピークとなるあおり角の位置をサーチする場合、時間がかかる場合がある。そこで、第４実施形態では、シャインプルーフの定理で使われる、焦点距離、被写体距離、ピント面角度の３つの撮影条件（１群の撮影条件）の内、少なくとも１つを取得することによって、コントラスト評価値のピーク位置をサーチする際のサーチ範囲を限定し、サーチに必要な時間を低減する。

ここでは、撮影条件として、焦点距離情報と被写体距離情報の２つが取得出来る場合を例として説明する。組み合わせについては焦点距離、被写体距離、ピント面角度の３つの撮影条件のうちの２つであれば、どの組み合わせでも良いし、この３つの撮影条件の１つだけの取得でも良い。

図９は、第４実施形態に係るあおり制御処理を説明するフローチャートである。図９に示すフローチャートを用いて、本実施形態における制御部１１２が行うあおり角の制御処理の流れを説明する。焦点距離、被写体距離、ピント面角度の３つの撮影条件のうちから複数の撮影条件（ここでは、焦点距離と被写体距離）を取得する場合、第２の実施形態と異なるのは、ステップＳ９０４の処理となるため、この点を中心に説明する。

ステップＳ９０４において、現実的なピント面角度の範囲を設定し、取得した焦点距離ｆと被写体距離Ｌから撮像素子１０６傾ける角度のサーチ範囲を限定する。擬態的には、例えば、ピント面角度が０°付近の場合、画像の手前と奥の被写体距離が無限になるので、ほとんどあおりの効果がない。そこで、ピント面角度αの範囲を０°〜９０°ではなく、３°〜９０°とする。そうした場合、シャインプルーフの定理よりｆ＝１００[ｍｍ]、Ｌ＝１００００[ｍｍ]の時のサーチ範囲は１０．０８°〜０°になる。また、ｆ＝１０[ｍｍ]、Ｌ＝１００００[ｍｍ]の時のサーチ範囲は１．０１°〜０°となる。

本実施形態によれば、コントラスト評価値のピーク位置をサーチする際のサーチ範囲を限定することが可能となるため、サーチ時間を短縮することが可能となる。

（第５実施形態）
第５の実施形態では、コントラスト評価値を取得する像高に基づき、あおり角を変更する際の駆動速度を決定する例を示す。撮像素子１０６を撮像光学系１１７の光軸に対して傾けた場合、撮像素子１０６の回転中心のピント位置は変わらず、回転中心からの像高が高ければ高いほどピント位置の変位量は大きくなる。そのため、像高が高い位置でコントラスト評価値のピーク位置のサーチを行う場合、あおり角変更が最適な駆動速度で行われたとしても、ピーク位置を検出できない場合がある。また、像高の低い位置でサーチした場合、ピント位置の変位量が減少するため、コントラスト評価値の変動量が減少し、サーチ動作が誤動作する可能性がある。

図１０は、第５実施形態に係るあおり制御処理を説明するフローチャートである。図１０に示すフローチャートを用いて、本実施形態における制御部１１２が行うあおり角の補正制御処理の流れを説明する。なお、本実施形態では、撮影条件として焦点距離ｆと被写体距離Ｌとを取得する例を説明する。なお、ここで、撮影条件は、第１実施形態のように１つであっても良いし、第２実施形態のように複数であっても良い。複数の
撮影条件（ここでは、焦点距離と被写体距離）を取得する場合、第２実施形態と異なるのは、ステップＳ１００３〜ステップＳ１００４の一連の処理であるため、この点を中心に説明する。

ステップＳ１００３において、制御部１１２は、コントラスト評価値を取得する位置の像高を取得する。ステップＳ１００４において、Ｓ１００２で取得した撮影条件、および、Ｓ１００３で取得した像高から撮像素子１０６を傾ける駆動速度Ｓを決定する。駆動速度Ｓについては、像高が高くなるほど速度を遅く、低くなるほど速度を速く設定する。
すなわち、制御部１１２は、像高が高いほど駆動速度Ｓを遅くし、像高が低いほど駆動速度Ｓを速くする。駆動速度Ｓの決定については像高から決定された駆動速度テーブルのようなものを使用して決定しても良い。

また、像高を使用して駆動速度Ｓを算出しても良い。像高を使用して算出する場合、一例として焦点距離ｆ、被写体距離Ｌで像高Ｈ０の位置でコントラスト評価値を取得する場合の適正な撮像素子１０６を傾ける駆動速度がＳ０とする場合、像高Ｈでコントラスト評価値を取得する時の駆動速度Ｓは次式（８）となる。

上記の駆動速度で動かすことによって像高Ｈと像高Ｈ０でのピント位置の変位量を等しくすることが出来る。

本実施形態によれば、コントラスト評価値を取得する像高の位置が違っても、像高に基づき、あおり角を変更する際の駆動速度を調整するため、適正なあおり角のサーチが可能となる。

（第６実施形態）
第６実施形態では、画面中心の被写体距離、画面中心以外の１点の被写体距離と像高位置、焦点距離からコントラスト評価値がピークとなる位置を算出し、前記位置まで移動し、その後サーチを開始することでサーチ時間の短縮を行う。

図１１は、第６実施形態に係るあおり制御処理を説明するフローチャートである。図１１に示すフローチャートを用いて、本実施形態における制御部１１２が行うあおり角の制御処理の流れを説明する。第２の実施形態と異なるのは、ステップＳ１１０２〜ステップＳ１１０４の一連の処理であるので、この点を中心に説明する。

ステップＳ１１０２において、画面中心の被写体距離Ｌ、焦点距離ｆ、画面中心以外の１点の被写体距離Ｌ１と像高Ｈ１を取得する。ステップＳ１１０３において、ステップＳ１１０２で取得した情報からあおり角ｂを求める。

図１２は、第６実施形態に係るあおり角の算出方法を説明する図である。図１２のように焦点距離f、画面中心の被写体距離Ｌ、画面中心以外の１点である第１地点の被写体距離Ｌ１、第１地点の像高Ｈ１、第１地点の撮像素子１０６と撮像光学系１１７との距離ｌ１とした場合、あおり角ｂを算出するためシャインプルーフの定理より次式（９）（１０）が成り立つ。

第１地点の被写体距離の取得には撮像面位相差ＡＦのようなデフォーカス量が分かるものが考えられる。

ステップＳ１１０４おいて、上記の式で算出されたあおり角ｂ、すなわち、理論上のコントラスト評価値がピークとなるあおり角ｂまで撮像素子１０６を駆動させる。この時、理論上のあおり角ｂが決定しているので、サーチする必要が無い。そのため、制御可能な範囲での最高速で撮像素子１０６を駆動させることが可能である。

ステップＳ１１０５において、第２実施形態と同様に駆動速度Ｓを決定する。そして、ステップＳ１１０６において、ステップＳ１１０５で決定した駆動速度Ｓで、撮像素子１０６を駆動して傾け、コントラスト評価値がピークとなるあおり角をサーチする。被写体距離や焦点距離には誤差があるので、理論上のコントラスト評価値がピークとなるあおり角ｂは、実際のピークとなるあおり角とずれている場合がある。このため、ステップＳ１１０６において、ステップＳ１１０４で算出されたあおり角ｂ付近でサーチを行い、実際のピークとなるあおり角ｂ´を検出する。

本実施形態によれば、ピーク位置付近までサーチせずに、制御可能な範囲での最高速で移動させることが出来るため、サーチ時間の短縮が可能となる。

（その他の実施形態）
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、および変更が可能である。

また、本発明における制御の一部または全部を上述した実施形態の機能を実現するコンピュータプログラムをネットワーク又は各種記憶媒体を介して撮像装置や情報処理装置に供給するようにしてもよい。そしてその撮像装置や情報処理装置におけるコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。その場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することとなる。

１０１ ズームレンズ
１０２ フォーカスレンズ
１０３ 絞りユニット
１０４ バンドパスフィルタ
１０５ カラーフィルタ
１０６ 撮像素子
１０７ ＡＧＣ回路
１０８ ＡＤ変換機
１０９ カメラ信号処理部
１１０ 通信部
１１１ 監視モニタ装置
１１２ 制御部
１１３ 撮像素子駆動部
１１４ フォーカス駆動部
１１５ ズーム駆動部
１１６ 絞り駆動部

Claims (14)

1. 撮像光学系のフォーカスレンズを駆動して、焦点調節を行う焦点調節手段と、
   露出を制御する露出制御手段と、
   撮像素子と前記撮像光学系との相対的な角度であるあおり角を取得するあおり角取得手段と、
   前記撮像素子または前記撮像光学系を傾けて、前記あおり角を制御するあおり角制御手段と、
   撮像装置の撮影条件を取得する撮影条件取得手段と、を有し、
   前記あおり角制御手段は、前記撮影条件取得手段が取得した撮影条件に基づいて、前記撮像素子または前記撮像光学系を傾ける駆動速度を決定することを特徴とする撮像装置。
2. 前記あおり角制御手段は、前記あおり角を変更してコントラスト評価値がピークとなる角度をサーチし、前記撮影条件に基づいて前記サーチ時の前記駆動速度を決定する、ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記あおり角制御手段は、前記サーチにおいて検出されたコントラスト評価値がピークとなる角度へ前記あおり角を変更する際の前記駆動速度を、前記サーチ時の前記駆動速度よりも速くする、ことを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記あおり角制御手段は、前記あおり角取得手段から取得したあおり角に基づいて、前記駆動速度を決定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮影装置。
5. 前記あおり角制御手段は、前記あおり角取得手段から取得したあおり角が大きくなるにしたがって、駆動速度を速くする、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 前記撮影条件は、前記撮像光学系の焦点距離情報と、被写体までの距離情報である被写体距離情報と、前記撮像光学系の光軸とピント面との角度情報であるピント面角度情報と、絞り量情報と、電気的に輝度を調整する輝度ゲイン情報の内、少なくとも１つ以上を含む、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮影装置。
7. 前記撮影条件取得手段は、前記焦点距離情報、前記被写体距離情報、および、前記ピント面角度情報を含む１群の撮影条件の内、少なくとも１つの情報を取得し、
   前記あおり角制御手段は、前記１群の撮影条件の内、前記撮影条件取得手段によって取得された撮影条件に基づき、前記撮影条件取得手段によって取得されなかった前記撮影条件の範囲を限定することで、前記あおり角を変更してコントラスト評価値がピークとなる角度をサーチする際のサーチ範囲を限定する、ことを特徴とする請求項６に記載の撮影装置。
8. 前記あおり角制御手段は、前記あおり角を変更してコントラスト評価値がピークとなる角度をサーチし、前記サーチを行う像高に基づいて、前記サーチ時の前記駆動速度を決定する、ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮影装置。
9. 前記あおり角制御手段は、前記サーチ時に前記像高が高いほど前記駆動速度を遅くする、ことを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。
10. 前記あおり角制御手段は、画像の中心および前記画像の中心以外の１点の被写体距離情報と、前記１点の像高と、焦点距離情報と、に基づきコントラスト評価値がピークとなるあおり角の角度を算出し、前記算出された角度付近において、前記コントラスト評価値がピークとなる角度のサーチを行う、ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の撮像装置。
11. 前記露出制御手段は、絞り、電気的に輝度を調整する輝度ゲイン、露出時間の内、少なくとも１つを制御することにより、前記露出を制御する、ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の撮影装置。
12. 撮像光学系のフォーカスレンズを駆動して、焦点調節を行う焦点調節工程と、
    露出を制御する露出制御工程と、
    撮像素子と前記撮像光学系との相対的な角度であるあおり角を取得するあおり角取得工程と、
    撮像装置の撮影条件を取得する撮影条件取得工程と、
    前記撮像素子または前記撮像光学系を傾けて、前記あおり角を制御するあおり角制御工程と、を有し、
    前記あおり角制御工程において、前記撮影条件取得工程で取得されたた撮影条件に基づいて、前記撮像素子または前記撮像光学系を傾ける駆動速度が決定される、ことを特徴とする撮像装置の制御方法。
13. 請求項１から１１のうちいずれか１項に記載の撮像装置の各手段としてコンピュータを機能させるためのコンピュータプログラム。
14. 請求項１３に記載のコンピュータプログラムを記憶したコンピュータで読み取り可能な記憶媒体。
    
    

Images