JP2020174275A - 撮像装置および撮像システム - Google Patents

Abstract

【課題】被写界深度の設定の自由度を高めて複数の被写体に合焦した画像を取得することが可能な撮像装置を提供する。【解決手段】撮像装置（１００）は、撮像素子（５０１）と、撮像光学系に対して撮像素子を傾動させる第１の駆動部（５００Ａ）と、撮像光学系に対して撮像素子を光軸方向に移動させる第２の駆動部（５００Ｂ）と、第１の駆動部および第２の駆動部を制御する制御部（２０３）とを有する。【選択図】図２

Description

本発明は、撮像素子の傾動手段を有する撮像装置に関する。

ネットワークカメラ等の監視カメラは、撮像光学系を通過した入射光が撮像素子で結像することにより、画像を取得することができる。一般的に、取得画像は、被写界深度内の被写体を撮影すると、被写体に合焦した、いわゆるボケのない良好な結像状態の画像となる。一方、被写界深度外の被写体を撮影すると、被写体に合焦していない、いわゆるボケた画像となる。このようなとき、絞りを絞ることにより被写界深度を深くすることができるが、夜間監視等で絞りを絞ることができない場合がある。

そこで従来、撮像光学系と撮像素子とを相対的に傾け、被写界深度を広げる監視カメラが知られている。例えば、特許文献１および特許文献２には、撮像レンズ（撮像光学系）に対して撮像素子を傾動させる撮像装置が開示されている。

特開平９-３３１４７６号公報 特開２００１-９４８４１号公報

しかしながら、特許文献１および特許文献２に開示されているように、撮像素子を傾動させる軸が撮像レンズに対して固定されていると、被写界深度の調整可能範囲が制限される。監視カメラと被写体との位置関係に応じて、被写体を被写界深度内とするための撮像素子の位置は異なる。このため、撮像素子を適切な位置に設定をしないと、複数の被写体に合焦した画像を取得することができない。

そこで本発明は、被写界深度の設定の自由度を高めて複数の被写体に合焦した画像を取得することが可能な撮像装置および撮像システム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、撮像素子と、前記撮像光学系に対して前記撮像素子を傾動させる第１の駆動部と、前記撮像光学系に対して前記撮像素子を光軸方向に移動させる第２の駆動部と、前記第１の駆動部および前記第２の駆動部を制御する制御部とを有する。

本発明の他の側面としての撮像システムは、前記撮像装置と、前記撮像装置と通信可能な操作ユニットとを有する。

本発明の他の目的及び特徴は、以下の実施形態において説明される。

本発明によれば、被写界深度の設定の自由度を高めて複数の被写体に合焦した画像を取得することが可能な撮像装置および撮像システムを提供することができる。

各実施形態における撮像装置の外観斜視図である。 各実施形態における撮像装置の分解斜視図である。 各実施形態における撮像システムのブロック図である。 各実施形態におけるベース部材から撮像素子ユニットまでの構成の斜視図である。 各実施形態におけるベース部材から撮像素子ユニットまでの構成の断面図である。 各実施形態における撮像装置の簡易図である。 第１の実施形態における撮像素子の傾動軸の設定方法の説明図である。 第１の実施形態における撮像素子の制御方法を示すフローチャートである。 第２の実施形態における撮像素子の傾動軸の設定方法の説明図である。 第２の実施形態における撮像素子上の傾動中心のイメージ図である。 第２の実施形態における撮像素子を傾動させたときの模式図である。 第２の実施形態における撮像素子の制御方法を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

（第１の実施形態）
＜監視カメラの概略構成＞
まず、図１乃至図３を参照して、本発明の第１の実施形態における撮像装置としてのネットワーク監視カメラ（以下、「監視カメラ」という）１００の構成について説明する。図１は、本実施形態における監視カメラ１００の外観斜視図である。図２は、監視カメラ１００の分解斜視図である。図３は、監視カメラ１００と操作ユニット８とを含む撮像システムのブロック図である。

監視カメラ１００は、カメラ本体（撮像装置本体）２と、カメラ本体２に着脱可能なレンズ装置（レンズ鏡筒）１とを備えて構成される。なおカメラ本体２とレンズ装置１とは一体的に構成されていてもよい。カメラ本体２は、撮像素子５０１や撮影を行うための基板等を含む撮像素子ユニット５等を有する。

レンズ装置１は、固定レンズ１０１、ズームレンズ１０２、および、フォーカスレンズ１０３等の撮像光学系を有する。固定レンズ１０１は、光軸ＯＡに沿った方向(光軸方向)において固定されている。ズームレンズ１０２は、ズーム駆動部１０２１により、光軸方向に移動して変倍動作(ズーミング)を行う。フォーカスレンズ１０３は、フォーカス駆動部１０３１により、光軸方向に移動して合焦動作(フォーカシング)を行う。レンズ装置１の撮像光学系を通過した光は、撮像素子５０１により撮像される。

カメラ本体２は、ベース部材３、撮像素子ユニット５、アッパーケース６、および、ボトムケース７を備えて構成される。図１に示されるように、ベース部材３には、レンズ装置１を取り付けるためのマウント部（取付部）３１が設けられている。マウント部３１は、３か所の爪部を有し、レンズ装置１の爪に係合して固定する、いわゆるバヨネット構造を有する。

＜撮像素子ユニット５の構成＞
次に、図２、図４、および、図５を参照して、撮像素子ユニット５の構成について説明する。図４は、カメラ本体２のベース部材３から撮像素子ユニット５までの構成の斜視図である。図５は、ベース部材３から撮像素子ユニット５までの構成の断面図である。図２に示される分解斜視図の撮像素子ユニット５は、図４のように組み付けられる。

撮像素子５０１は、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサを有し、レンズ装置１の撮像光学系を介して形成された被写体像（光学像）を光電変換して電気信号（画像データ）を出力する。撮像素子５０１は、回路基板５０３に半田付けされ、接着剤（非図示）にてセンサ板金５０２に取り付けられる。撮像素子ホルダ５０４には、撮像素子５０１と回路基板５０３が取り付けられたセンサ板金５０２が締結ビス５０５で固定される。撮像素子ホルダ５０４は、撮像素子５０１の略撮像面上に支持軸が一体となって形成されており、この支持軸が支持部材５０６に対して傾動可能に保持されている。撮像素子ホルダ５０４と支持部材５０６との間には、ワッシャ５０７が配置されている。また、他方の撮像素子ホルダ５０４と支持部材５０６との間には、ワッシャ５０８およびウェーブワッシャ５０９が配置されている。ウェーブワッシャ５０９は、支持軸方向の位置ずれを防止するため、撮像素子ホルダ５０４を付勢している。撮像素子ホルダ５０４を支持軸方向に付勢することで、カメラ本体２の設置姿勢の違いや振動等による撮像素子５０１の位置ずれを防ぐことができる。

＜撮像素子駆動部（傾動）５００Ａ＞
次に、撮像素子駆動部（傾動）５００Ａについて説明する。撮像素子駆動部５００Ａは、ステッピングモータ５１２を有する第１の駆動部である。

ステッピングモータ５１２は支持部材５０６に固定され、そのモータ軸にはウォーム５１３が圧入等によって固定されている。撮像素子ホルダ５０４にはウォームホイールが一体に設けられており、ウォーム５１３と噛み合うよう組み込まれている。ステッピングモータ５１２には、ＦＰＣ（非図示）がつながっており、通電によってステッピングモータ５１２が回転駆動することでウォーム５１３を回転させ、撮像素子５０１を保持する撮像素子ホルダ５０４を傾動させる。

フォトインタラプタ５１５は、撮像素子ホルダ５０４すなわち撮像素子５０１の傾動動作を監視して、撮像素子ホルダ５０４を傾斜させるステッピングモータ５１２を制御するために設けられている。フォトインタラプタ５１５は、撮像素子ホルダ５０４の移動領域上に配置されており、撮像素子ホルダ５０４に設けられた被検出片の位置を検出する。被検出片の位置が撮像素子ホルダ５０４の傾動基準位置である。制御部２０３は、フォトインタラプタ５１５の出力を参照してステッピングモータ５１２の駆動パルス数を制御することにより、撮像素子ホルダ５０４の傾動角度を制御することができる。

引張ばね５１４は、ウォーム５１３とウォームホイールとの間のバックラッシを除去するために設けられており、撮像素子ホルダ５０４に付勢力を発生させる。バックラッシを除去することにより、撮像素子ホルダ５０４をスムーズに傾動させることができる。

＜撮像素子駆動部（光軸方向移動）５００Ｂ＞
次に、撮像素子駆動部（光軸方向移動）５００Ｂについて説明する。撮像素子駆動部５００Ｂは、ステッピングモータ５１６を有する第２の駆動部である。

ステッピングモータ５１６はベース部材３に固定され、そのモータ軸にはウォーム５１７が圧入等によって固定されている。支持部材５０６は、ガイドバー５１０、５１１により光軸方向に移動可能に支持されている。支持部材５０６にはラックが一体で設けられており、歯車ユニット５１８と噛み合うように組み込まれている。ステッピングモータ５１６にはＦＰＣ（非図示）がつながっており、通電によってステッピングモータ５１６が回転駆動することで、ウォーム５１７および歯車ユニット５１８を回転させ、支持部材５０６を光軸方向に移動する。

フォトインタラプタ５２０は、支持部材５０６すなわち撮像素子５０１の光軸方向の移動動作を監視して、支持部材５０６を光軸方向に移動させるステッピングモータ５１６を制御するために設けられている。フォトインタラプタ５２０は、支持部材５０６の移動領域上に配置されており、支持部材５０６に設けられた被検出片の位置を検出する。被検出片の位置が支持部材５０６の光軸方向の基準位置である。制御部２０３は、フォトインタラプタ５２０の出力を参照してステッピングモータ５１６の駆動パルス数を制御することにより、支持部材５０６の光軸方向の位置を制御することができる。

引張ばね５１９は、歯車ユニット５１８とラック間のバックラッシを除去するために設けられており、支持部材５０６に付勢力を発生させる。バックラッシを除去することにより、支持部材５０６をスムーズに光軸方向に移動させることができる。

図６は、監視カメラ（撮像装置）１００の簡易図である。監視カメラ１００は、レンズ装置１に対して撮像素子５０１を撮像素子駆動部（傾動）５００Ａによる傾動と撮像素子駆動部（光軸方向移動）５００Ｂによる光軸方向への移動をそれぞれ独立して実施することができる。

＜監視カメラシステムの構成＞
次に、図３を参照して、監視カメラシステム（撮像システム）６００の構成について説明する。監視カメラシステム６００は、レンズ装置１、カメラ本体２、および、遠隔で監視カメラ１００を操作する操作ユニット８を有する。

被写体演算部２０１は、撮像素子５０１から出力された撮像信号に対して各種画像処理を行い、映像信号を生成する。映像信号は、通信部２０４を介して有線または無線通信により接続された操作ユニット８に出力される。被写体演算部２０１は、撮像画面内に設定された評価枠内の、ＲＧＢの画素値、もしくは輝度値を受け取り、撮像素子５０１の駆動制御やオートフォーカス（ＡＦ）で使用する評価値を算出する。一般的に、評価値は、画像のコントラストや高周波成分に基づいて算出される。評価値としては、位相差や赤外光等の反射光に関する評価値等、合焦位置が分かればいずれの評価値を用いてもよい。

駆動量算出部２０２は、被写体演算部２０１で取得された評価枠の評価値を用いて、撮像素子５０１の駆動量を算出する。制御部２０３は、撮像素子駆動部５００Ａ、５００Ｂ、ズーム駆動部１０２１、および、フォーカス駆動部１０３１を制御する。制御部２０３は、ズーム駆動部１０２１、フォーカス駆動部１０３１、および、撮像素子駆動部５００Ａ、５００Ｂに対して、ズーム設定位置、フォーカス設定位置、および、撮像素子設定位置をそれぞれ指示する。制御部２０３は、ズーム設定位置、フォーカス設定位置、および、撮像素子設定位置を、通信部２０４を介して操作ユニット８から送信される制御コマンド、および、駆動量算出部２０２からの算出結果に基づいて指示する。

ズーム駆動部１０２１は、制御部２０３から指示されたズーム設定位置に基づいて撮像光学系のうちズームレンズの位置を制御する。フォーカス駆動部１０３１は、制御部２０３から指示されたフォーカス設定位置に基づいて、撮像光学系のうちフォーカスレンズの位置を制御する。撮像素子駆動部（傾動）５００Ａは、制御部２０３から指示された撮像素子設定位置に基づいて、撮像素子５０１を傾斜させる。撮像素子駆動部（光軸方向移動）５００Ｂは、制御部２０３から指示された撮像素子設定位置に基づいて、撮像素子５０１を光軸方向に移動させる。

操作ユニット８は、システム制御部８０１、入力部（受付部）８０２、および、表示部８０３を有する。システム制御部８０１は、操作者（オペレータ）のＧＵＩ操作に応じてカメラ制御コマンドを生成し、カメラ制御コマンドを通信部２０４を介してカメラ本体２へ送信する。入力部８０２は、キーボードやマウス等のポインティングデバイスである。操作者（オペレータ）は、入力部８０２を介してＧＵＩを操作する。表示部８０３は、監視カメラ１００で撮像された画像、および操作ユニット８の操作者（オペレータ）の操作を案内するＧＵＩを表示する。

＜撮像素子の傾動軸の設定方法＞
次に、図７を参照して、本実施形態における撮像素子５０１の傾動軸の設定方法について説明する。図７は、撮像画面内での撮像素子５０１の傾動軸の設定方法の説明図である。

表示部８０３の映像表示領域９には、監視カメラ１００から配信されたライブ映像が表示される。図示しないあおり角調整ボタンを選択することにより、システム制御部８０１は、映像表示領域９上に第１の評価枠９０１および第２の評価枠９０２を表示する。ユーザは、映像表示領域９内で合焦させたい２か所に対応するように、第１の評価枠９０１、第２の評価枠９０２を設定する。なお、第１の評価枠９０１、第２の評価枠９０２の大きさは、ユーザによって変更可能である。本実施形態において、顔に合焦するように、第１の評価枠９０１、第２の評価枠９０２を設定しているが、被写体の全身に合焦させたい場合は、第１の評価枠９０１、第２の評価枠９０２の大きさを変更するとよい。
制御部２０３は、撮像素子駆動部（傾動）５００Ａおよび撮像素子駆動部（傾動）５００Ｂを用いて撮像素子５０１を駆動し、撮像素子５０１の駆動範囲内で第１の評価枠９０１および第２の評価枠９０２の両方が被写界深度内に入る位置を算出する。または制御部２０３は、撮像素子駆動部５００Ａ、５００Ｂを用いて撮像素子５０１を駆動し、被写体演算部２０１で取得された各評価枠の評価値を用いて第１の評価枠９０１および第２の評価枠９０２のボケが最も少ない位置を算出する。具体的には、撮像素子５０１を傾動角度がゼロ度、および、光軸方向の移動ゼロの位置に駆動した位置（撮像素子５０１の原点）から撮像素子５０１を光軸方向に、例えば１ｍｍ移動させ、その位置において、撮像素子５０１を傾動させ、あおりスキャンを行う。あおりスキャンとは、撮像素子５０１のあおり角を変更しながら、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。評価値ピーク（評価値のうちの最大値）が得られるあおり角が最もピントが合うあおり角である。その後、さらに、撮像素子５０１を光軸方向に、例えば１ｍｍ移動させ、その位置において、あおりスキャンを行う。この処理を繰り返すことで、撮像素子の最適な位置を算出する。なお、光軸方向における撮像素子の移動範囲は、本実施形態では、７ｍｍであるが、適宜変更可能である。制御部２０３は、算出した位置に撮像素子５０１を駆動することで、２つの被写体に合焦した、または２つの被写体でボケの少ない画像を取得することができる。

＜撮像素子５０１の駆動および位置調整の処理＞
次に、図８を参照して、本実施形態における撮像素子５０１の駆動、および、位置調整の処理について説明する。図８（ａ）は、監視カメラ１００の制御方法を示すフローチャートである。図８（ｂ）は、操作ユニット８の制御方法を示すフローチャートである。図８の各ステップは、主に、制御部２０３、または、制御部２０３の指令に基づいて各部により実行される。なお、撮像素子５０１の駆動および位置調整の処理は、動画像の撮像の処理と並行して実行される。

まずステップＳ１０１において、制御部２０３は、撮像素子駆動部（傾動）５００Ａおよび撮像素子駆動部（光軸方向移動）５００Ｂを用いて、撮像素子５０１を傾動角度がゼロ度、および、光軸方向の移動ゼロの位置に駆動する（撮像素子５０１の原点出し）。

続いてステップＳ１０２において、制御部２０３は、ユーザが設定したズーム値を操作ユニット８から受信し、ズームの設定を行う。ズームの設定指示に従い、制御部２０３は、ズーム駆動部１０２１を制御し、ズームレンズ１０２を光軸方向に移動させて撮影倍率を合わせる。続いてステップＳ１０３において、フォーカス情報を取得するフォーカススキャンを行う。フォーカススキャンは、制御部２０３の制御に従ってフォーカス駆動部１０３１がフォーカスレンズ１０３を駆動しながら、被写体演算部２０１によりコントラストや高周波成分を基に算出された評価値を取得する制御である。取得された評価値に基づき、制御部２０３の制御によりフォーカス駆動部１０３１がフォーカスレンズ１０３を光軸方向に移動させ、撮像画面の上下方向において中心近傍に存在する被写体にピントを合わせる。

続いてステップＳ１０４において、制御部２０３は、操作ユニット８から受信した第１の評価枠９０１および第２の評価枠９０２に関する情報に基づいて。第１の評価枠９０１および第２の評価枠９０２を設定する。なお、第１の評価枠９０１および第２の評価枠９０２に関する情報とは、座標値である。

続いてステップＳ１０５において、制御部２０３は、撮像素子駆動部（光軸方向移動）５００Ｂを制御して撮像素子５０１を光軸方向に駆動する。ステップＳ１０６において、撮像素子駆動部（傾動）５００Ａを制御して撮像素子５０１を傾動させる。そして制御部２０３は、被写体演算部２０１を用いて、撮像素子５０１の各位置での第１の評価枠９０１および第２の評価枠９０２の評価値を取得する（スキャン）。ステップＳ１０７において、撮像素子５０１が光軸方向の移動範囲における端部まで移動したか否か判断する。ステップＳ１０７において、撮像素子５０１が光軸方向の移動範囲における端部まで移動していないと判断された場合、ステップＳ１０５に戻る。

ステップＳ１０７において、撮像素子５０１が光軸方向の移動範囲における端部まで移動していないと判断された場合、ステップＳ１０８に進む。ステップＳ１０８において、制御部２０３は、ステップＳ１０６にて取得した撮像素子５０１の各位置での評価値に基づいて、第１の評価枠９０１および第２の評価枠９０２で最もボケの少ない撮像素子５０１の位置を算出する。続いてステップＳ１０９において、制御部２０３は、撮像素子駆動部（傾動）５００Ａ、撮像素子駆動部（傾動）５００Ｂを制御して、ステップＳ１０８にて算出された位置に撮像素子５０１を駆動させる。なお、本実施形態においては、撮像素子５０１の光軸方向の移動範囲における各位置で撮像素子５０１を傾動させる制御を行ったが、撮像素子５０１を各角度に傾動させた状態で、撮像素子５０１の光軸方向への移動を繰り返してもよい。次に、操作ユニット８の制御方法について説明する。まずステップＳ３０１において、システム制御部８０１は、カメラ１００の通信部２０４を介して受信したライブ映像を表示部８０３に表示する。その後、ステップＳ３０２において、システム制御部８０１は、入力部８０２を介して、ユーザが設定したズーム値を取得する。その後、ステップＳ３０３において、システム制御部８０１は、第１の評価枠９０１および第２の評価枠９０２を表示部８０３に表示する。その後、ステップＳ３０４において、ユーザが合焦させたい２か所に対応するように、設定した第１の評価枠９０１、第２の評価枠９０２に関する情報を取得する。

本実施形態によれば、所望の被写体位置を選択することで、被写体の配置に適した撮像素子の位置の調整が可能になり、複数の被写体に合焦した画像を取得することができる。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。本実施形態は、撮像素子５０１の傾動軸の設定方法、並びに、撮像素子５０１の駆動および位置調整の処理の点で、第１の実施形態と異なる。本実施形態の他の構成や動作は、第１の実施形態と同様であるため、それらの説明は省略する。

＜撮像素子の傾動軸の設定方法＞
図９を参照して、本実施形態における撮像素子５０１の傾動軸の設定方法について説明する。図９は、撮像画面内での撮像素子５０１の傾動軸の設定方法の説明図である。

表示部８０３の映像表示領域９には、監視カメラ１００から配信されたライブ映像が表示される。図示しないあおり角調整ボタンを選択することにより、システム制御部８０１は、映像表示領域９上に第１の評価枠９０１および第２の評価枠９０２を表示する。ユーザは、映像表示領域９内で合焦させたい２か所に対応するように、第１の評価枠９０１、第２の評価枠９０２を設定する。また制御部２０３は、ユーザによって決定された優先すべき評価枠情報に基づいて、第１の評価枠９０１と第２の評価枠９０２のうち、優先させる評価枠を決定する。

制御部２０３は、優先する評価枠の位置に撮像素子５０１の傾動中心９０３を設定する。制御部２０３は、設定した傾動中心９０３に対応する撮像素子５０１上の位置９０４を中心として撮像素子５０１を駆動するように、撮像素子駆動部（傾動）５００Ａおよび撮像素子駆動部（光軸方向移動）５００Ｂを制御する。このとき、設定された傾動中心９０３に対応する撮像素子５０１上の位置９０４から撮像素子ホルダ５０４の支持軸（支持部材５０６）までの距離をｙとするとき、支持部材５０６の光軸方向の移動量ｚは、チルト角度θを用いて以下の式（１）のように表される。

式（１）に従うことで、設定した傾動軸（傾動中心９０３）を中心として撮像素子５０１を傾動させることができる。

図１０は、本実施形態における撮像素子５０１上の傾動中心のイメージ図であり、設定された傾動軸（傾動中心９０３）の撮像素子５０１上に対応する位置９０４を示す。図１１は、式（１）に従って撮像素子５０１を傾動させたときの模式図である。

駆動量算出部２０２は、撮像素子５０１が傾動中の被写体演算部２０１で取得された評価枠の評価値を用いて、評価枠内が被写界深度内になる位置、または、ボケが最も少なくなる位置を算出する。制御部２０３は、算出した位置に撮像素子５０１を駆動することで２つの被写体に合焦した画像を取得することができる。傾動中心９０３を定めることにより、優先する評価枠は常に合焦した状態で撮像素子５０１を傾動させることができ、２つの被写体に合焦する位置をより短い時間で算出可能となる。

＜撮像素子５０１の駆動および位置調整の処理＞
次に、図１２を参照して、本実施形態における撮像素子５０１の駆動、および、位置調整の処理について説明する。図１２（ａ）は、監視カメラ１００の制御方法を示すフローチャートである。図１２（ｂ）は、操作ユニット８の制御方法を示すフローチャートである。図１２の各ステップは、主に、制御部２０３、または、制御部２０３の指令に基づいて各部により実行される。なお、撮像素子５０１の駆動および位置調整の処理は、動画像の撮像の処理と並行して実行される。なお、図１２（ａ）のステップＳ２０１〜Ｓ２０４、Ｓ２０６〜Ｓ２１０は図８（ａ）のステップＳ１０１〜Ｓ１０９とそれぞれ共通であり、図１２（ｂ）のステップＳ４０１〜Ｓ４０４は図８（ｂ）のステップＳ３０１〜Ｓ３０４とそれぞれ共通である。このため、それらの共通の説明については省略する。

ステップＳ２０５において、制御部２０３は、第１の評価枠９０１と第２の評価枠９０２のうち優先させる評価枠を設定する。そして制御部２０３は、優先する評価枠の被写体が被写界深度内に入るようにフォーカス駆動部１０３１を制御し、フォーカスレンズ１０３の位置を調整する。また制御部２０３は、優先する評価枠の位置に撮像素子５０１の傾動中心９０３を設定する。

続くステップＳ２０６、Ｓ２０７において、制御部２０３は、撮像素子駆動部（傾動）５００Ａおよび撮像素子駆動部（傾動）５００Ｂを制御し、被写体演算部２０１を用いて撮像素子５０１の各位置での第１の評価枠９０１および第２の評価枠９０２の評価値を取得する。このとき設定された傾動中心９０３の撮像素子５０１上に対応する位置９０４から撮像素子ホルダ５０４の支持軸（支持部材５０６）までの距離をｙとするとき、支持部材の光軸方向の移動量ｚはチルト角度θを用いて式（１）のように表される。

操作ユニット８の制御方法に関し、ステップＳ４０４の後、ステップＳ４０５において、システム制御部８０１は、優先する評価枠情報を取得する。

本実施形態によれば、所望の被写体位置を選択することで、被写体の配置に適した撮像素子の位置の調整が可能になり、複数の被写体に合焦した画像を取得することができる。また、傾動中心９０３を定めることにより、優先する評価枠は常に合焦した状態で撮像素子５０１を傾動させることができ、２つの被写体に合焦する位置をより短い時間で算出可能となる。

なお、各実施形態における撮像素子５０１の傾動軸の設定方法では、評価枠を操作者（オペレータ）が手動で設定されるが、例えば人の顔など、インテリジェント機能等を用いて自動で検出された領域としてもよい。また、評価枠の形状は矩形に限定されるものではなく、他の形状であってもよい。また、傾動中心９０３を定め、操作者（オペレータ）が映像表示領域９を確認しながら入力部８０２を介してＧＵＩを操作し、撮像素子５０１の位置を調整してもよい。なお各実施形態において、材質、形状、寸法、形態、数、配置箇所等は適宜変更可能である。

このように各実施形態において、撮像装置（監視カメラ１００）は、 撮像素子５０１、第１の駆動部（撮像素子駆動部（傾動）５００Ａ）、第２の駆動部（撮像素子駆動部（光軸方向移動）５００Ｂ）、および、制御部２０３を有する。第１の駆動部は、撮像光学系に対して撮像素子を傾動させる。第２の駆動部は、撮像光学系に対して撮像素子を光軸方向に移動させる。制御部は、第１の駆動部および第２の駆動部を制御する。

好ましくは、撮像装置は、撮像素子を保持し、支持軸を有する撮像素子ホルダ５０４と、撮像素子ホルダの支持軸を傾動可能に支持する支持部材５０６とを有し、第１の駆動部は、撮像素子ホルダを傾動させ、第２の駆動部は、支持部材を光軸方向に移動させる。また好ましくは、制御部は、撮像素子の傾動および光軸方向への移動を独立して実行可能であるように第１の駆動部および第２の駆動部を制御する。また好ましくは、撮像装置は、撮像光学系を有するレンズ装置１が取り付け可能な取付部を有する。

各実施形態において、撮像システム（監視カメラシステム６００）は、撮像装置（監視カメラ１００）、および撮像装置と通信可能な操作ユニット８とを有する。好ましくは、操作ユニットは、遠隔で撮像装置を操作可能である。また好ましくは、操作ユニットは、撮像装置により撮像された画像を表示部８０３に表示する表示制御部（システム制御部８０１）と、画像上において第１の評価枠９０１および第２の評価枠９０２を指定する操作を受け付ける受付部（入力部８０２）とを有する。制御部は、受付部により指定された第１の評価枠および第２の評価枠に合焦した画像を取得するように第１の駆動部および第２の駆動部の駆動量を決定する。

また好ましくは、受付部は、第１の評価枠および第２の評価枠を手動または自動で設定可能である。また好ましくは、制御部は、第１の評価枠と第２の評価枠のうち優先する評価枠を設定し、優先する評価枠に対応する位置に撮像素子の傾動中心９０３を設定する。そして制御部は、傾動中心に対応する撮像素子上の位置９０４を中心として撮像素子を駆動するように、第１の駆動部および第２の駆動部を制御する。

各実施形態によれば、撮像光学系に対して撮像素子の傾動および光軸方向への移動の２軸の位置調整が可能となる。このため各実施形態によれば、被写界深度の設定の自由度を高めて複数の被写体に合焦した画像を取得することが可能な撮像装置および撮像システム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。

１００ 監視カメラ（撮像装置）
５００Ａ 撮像素子駆動部（第１の駆動部）
５００Ｂ 撮像素子駆動部（第２の駆動部）
５０１ 撮像素子

Claims (10)

1. 撮像素子と、
   撮像光学系に対して前記撮像素子を傾動させる第１の駆動部と、
   前記撮像光学系に対して前記撮像素子を光軸方向に移動させる第２の駆動部と、
   前記第１の駆動部および前記第２の駆動部を制御する制御部と、を有することを特徴とする撮像装置。
2. 前記撮像素子を保持し、支持軸を有する撮像素子ホルダと、
   前記撮像素子ホルダの前記支持軸を傾動可能に支持する支持部材と、を更に有し、
   前記第１の駆動部は、前記撮像素子ホルダを傾動させ、
   前記第２の駆動部は、前記支持部材を前記光軸方向に移動させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記制御部は、前記撮像素子の傾動および前記光軸方向への移動を独立して実行可能であるように前記第１の駆動部および前記第２の駆動部を制御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. 前記撮像光学系を有するレンズ装置が取り付け可能な取付部を更に有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の撮像装置。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置と、
   前記撮像装置と通信可能な操作ユニットと、を有することを特徴とする撮像システム。
6. 前記操作ユニットは、遠隔で前記撮像装置を操作可能であることを特徴とする請求項５に記載の撮像システム。
7. 前記操作ユニットは、
   前記撮像装置により撮像された画像を表示部に表示する表示制御部と、
   前記画像の上において第１の評価枠および第２の評価枠を指定する操作を受け付ける受付部と、を有し、
   前記制御部は、前記受付部により指定された第１の評価枠および第２の評価枠に合焦した画像を取得するように前記第１の駆動部および前記第２の駆動部の駆動量を決定することを特徴とする請求項５または６に記載の撮像システム。
8. 前記受付部は、前記第１の評価枠および前記第２の評価枠を手動または自動で設定可能であることを特徴とする請求項７に記載の撮像システム。
9. 前記制御部は、
   前記第１の評価枠と前記第２の評価枠のうち優先する評価枠を設定し、
   優先する評価枠に対応する位置に前記撮像素子の傾動中心を設定し、
   前記傾動中心に対応する前記撮像素子の上の位置を中心として前記撮像素子を駆動するように、前記第１の駆動部および前記第２の駆動部を制御することを特徴とする請求項７または８に記載の撮像システム。
10. 前記撮像素子を保持する撮像素子ホルダの支持軸を傾動可能に支持する支持部材の前記光軸方向における移動量をｚ、前記傾動中心に対応する前記撮像素子の上の前記位置から前記撮像素子ホルダの前記支持軸までの距離をｙ、前記撮像素子の傾動角度をθとするとき、
    
    を満たすことを特徴とする請求項９に記載の撮像システム。