JP7191639B2 - 制御装置、撮像装置、制御方法、および、プログラム - Google Patents

Description

本発明は、撮像光学系の光軸方向と直交する面に対して撮像素子を傾けることが可能な撮像装置に関する。

ネットワークカメラは、奥行きのあるホームや廊下や駐車場等のシーンにおいて、レンズ性能や画角や絞り等の撮影条件よっては深い被写界深度を得られない場合がある。例えば、天井に設置したネットワークカメラから道路や通行人や車を撮影する奥行きのあるシーンでは、フォーカスが合う撮影領域は一部となってしまう場合がある。

従来、深い被写界深度を得るため、撮像光学系の光軸と直交する面に対して撮像面（撮像素子またはチルトレンズ）を傾けることで焦点面を調整する方法が知られている。特許文献１には、撮像光学系の光軸と直交する面に対して撮像素子（撮像面）を傾ける方法が開示されている。特許文献２には、蛇腹ユニットを用いて撮像光学系の光軸と直交する面に対して撮像面を傾ける方法が開示されている。

特開２０１７－１７３８０２号公報 特開２０００－１３６６５号公報

しかしながら、撮像光学系の光軸と直交する面に対して撮像面の傾きを変化させる（撮像面の傾き制御を行う）と、撮像画像から得られるオートフォーカス制御に用いる評価値が変化する。このため、撮像面の傾き制御とフォーカス制御とを同時に行うことができず、両方の制御が完了するまでに時間を要する。

特許文献１に開示された方法では、撮像素子の傾き制御を行って焦点面を調整した後にフォーカス制御を行う必要がある。特許文献２に開示された方法では、蛇腹ユニットを制御して焦点面を調整した後にフォーカス制御を行う必要がある。このように、特許文献１および特許文献２のいずれの方法でも、焦点面の調整（撮像面の傾き制御）を開始してからフォーカス制御が完了するまでの時間が長くなる。

そこで本発明は、フォーカス制御と撮像面の傾き制御とを短時間で実行可能な制御装置、撮像装置、制御方法、および、プログラ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制御装置は、画像信号に基づいてフォーカス制御を行うフォーカス制御部と、前記画像信号に基づいて撮像面の傾き制御を行う傾き制御部と、前記フォーカス制御および前記傾き制御の両方を行う際に、前記フォーカス制御に用いられる前記画像信号の第１の評価領域および前記傾き制御に用いられる前記画像信号の第２の評価領域を決定する決定部とを有し、前記フォーカス制御および前記傾き制御の両方を行う際に、前記第１の評価領域および前記第２の評価領域はそれぞれ可変である。

本発明の他の側面としての撮像装置は、撮像光学系を介して形成された光学像を光電変換して画像信号を出力する撮像素子と前記制御装置とを有する。

本発明の他の側面としての制御方法は、フォーカス制御に用いられる画像信号の第１の評価領域および撮像面の傾き制御に用いられる前記画像信号の第２の評価領域を決定するステップと、前記画像信号の前記第１の評価領域に基づく前記フォーカス制御、および、前記画像信号の前記第２の評価領域に基づく前記傾き制御の両方を行うステップとを有し、前記フォーカス制御および前記傾き制御の両方を行う際に、前記第１の評価領域および前記第２の評価領域はそれぞれ可変である。

本発明の他の側面としてのプログラムは、前記制御方法をコンピュータに実行させる。

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、フォーカス制御と撮像面の傾き制御とを短時間で実行可能な制御装置、撮像装置、制御方法、および、プログラ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ブロック図である。 各実施形態における撮像素子の傾きと画像の焦点面との関係を示す図である。 第１の実施形態における制御方法のフローチャートである。 各実施形態における撮像素子の傾き制御に用いる評価値の説明図である。 各実施形態におけるフォーカス制御に用いる評価領域および撮像素子の傾き制御に用いる評価領域の説明図である。 第２の実施形態における制御方法のフローチャートである。 第３の実施形態における制御方法の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。

本実施形態の撮像装置は、動画像を撮像する機能を備えた様々な機器に搭載することが可能である。動画像を撮像する機能を備えた機器の例として、ネットワークカメラ、ビデオカメラやスチルカメラ等の撮像装置、撮像機能を備えた携帯電話、携帯情報端末等が挙げられる。また本実施形態は、撮像光学系の光軸と直交する面内で撮像面を傾ける制御（撮像面の傾き制御）として、撮像素子の傾き制御を説明するが、これに限定されるものではない。本発明は、例えば、撮像光学系のチルトレンズを用いて撮像面の傾き制御を行う構成にも適用可能である。以下、本発明がネットワークカメラ等の撮像装置に搭載された場合を例として説明する。

［全体構成］
まず、図１および図２を参照して、本実施形態における撮像装置の全体構成について説明する。図１は、撮像装置１０のブロック図である。図２は、撮像素子の傾きと画像の焦点面との関係を示す図である。

撮像装置１０は、本体部１００、撮像部１０２、駆動部１０８、および、雲台１１０を備えて構成される。ＣＰＵ（制御装置）１０１は、本体部１００に設けられた中央演算処理装置である。ＣＰＵ１０１は、ズーム制御部１０１－１、フォーカス制御部１０１－２、傾き制御部１０１－３、評価領域決定部（決定部）１０１－４、雲台制御部１０１－５、および、制御部１０１－６を有する。

撮像部１０２は、ズームレンズ１０２－１、フォーカスレンズ１０２－２、絞り１０２―３、および、撮像素子１０２－４を有する。ズームレンズ１０２－１、フォーカスレンズ１０２－２、および、絞り１０２―３により撮像光学系が構成される。撮像素子１０２－４は、ＣＭＯＳイメージセンサやＣＣＤイメージセンサ等であり、撮像光学系を介して形成された光学像（被写体像）を光電変換して画像信号を出力する。駆動部１０８は、ズーム制御部１０１－１の制御指示に従って、ズームレンズ１０２－１を光軸ＯＡの方向（光軸方向）に沿って移動させる。また駆動部１０８は、フォーカス制御部１０１－２の制御指示に従って、フォーカスレンズ１０２－２を光軸方向に沿って移動させる。また駆動部１０８は、制御部１０１－６の制御指示に従って、絞り１０２－３の開口量を変化させる。

駆動部１０８は、傾き制御部１０１－３の制御指示に従って、撮像光学系の光軸ＯＡと直交する面に対して撮像素子１０２－４（撮像面）を傾ける。図２（ａ）に示されるように撮像素子１０２－４を光軸ＯＡに対して傾けずに撮影した場合、焦点面２０１－２を有する画像２０１－３が得られる。一方、図２（ｂ）に示されるように撮像素子１０２－４をチルト方向に傾けて（Ｘ軸周りに回転させて）撮影した場合、焦点面２０２－２を有する画像２０２－３が得られる。また、図２（ｃ）に示されるように撮像素子１０２－４をパン方向に傾けて（Ｙ軸周りに回転させて）撮影した場合、焦点面２０３－２を有する画像２０３－３が得られる。このように、撮像素子１０２－４を傾けることで撮像画像の焦点面を制御することができる。

ただし本実施形態は、これに限定されるものではなく、撮像素子１０２－４に代えてチルトレンズを用いて撮像画像の焦点面を制御することもできる。このときＣＰＵ１０１は、傾き制御部１０１－３と同等の機能を有するチルトレンズ制御部（不図示）を有する。そして駆動部１０８は、チルトレンズ制御部の制御指示に従って撮像光学系のチルトレンズ（不図示）を駆動し、撮像光学系の光軸ＯＡと直交する面に対して撮像面を傾けることで、撮像素子１０２－４を傾ける方法と同様に焦点面を制御することができる。

雲台１１０は、パン駆動部およびチルト駆動部を有する。雲台１１０のパン駆動部は、ボトムケースとターンテーブルとを備えて構成され、ターンテーブルが水平方向に回転することで、撮像部１０２のパン駆動を行う。本実施形態の雲台１１０のパン駆動部は、左右方向に－１７５度から＋１７５度まで回転することができる。雲台１１０のチルト駆動部は、ターンテーブルの上に備えられた支柱と撮像部とを備えて構成され、撮像部１０２を垂直方向に回転させる。チルト駆動部は、水平方向０度から真上方向９０度まで回転することができる。このように撮像部１０２は、制御部１０１－６の制御指示に従って、アクチュエータ１１１を介して撮像部１０２を水平方向および垂直方向に回転させることで、撮影方向を変えて撮影することができる。

撮像素子１０２－４は、撮像光学系（ズームレンズ１０２－１、フォーカスレンズ１０２－２、および、絞り１０２－３）を通過した光を光電変換して、アナログ画像信号を生成する。また撮像素子１０２－４は、生成したアナログ画像信号に対して、相関二重サンプリング等のサンプリング処理による増幅処理を施し、Ａ／Ｄ変換部１０３に出力する。増幅処理に用いるパラメータは、ＣＰＵ１０１により制御される。Ａ／Ｄ変換部１０３は、増幅されたアナログ画像信号をデジタル画像信号に変換し、変換によって得られたデジタル画像信号を画像入力コントローラ１０４に出力する。画像入力コントローラ１０４は、Ａ／Ｄ変換部１０３から出力されたデジタル画像信号を取り込み、画像処理部１０５に出力する。

画像処理部１０５は、画像入力コントローラ１０４から出力されたデジタル画像信号に対して、撮像素子１０２－４から出力される撮像の際の感度情報、ＡＧＣ（自動利得制御）ゲインまたはＩＳＯ（国際標準化機構）感度等に基づいて各種デジタル画像処理を施す。そして画像処理部１０５は、画像処理後の画像信号を、バス１０６を介して、バス１０６に接続されたＲＡＭ１０７に格納する。各種デジタル画像処理は、例えば、オフセット処理、ガンマ補正処理、ゲイン処理、ＲＧＢ補間処理、ノイズ低減処理、輪郭補正処理、色調補正処理、または、光源種別判定処理等である。ＲＡＭ１０７は、ＳＲＡＭやＤＲＡＭ等の揮発性メモリである。ＲＯＭ１０９は、ＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ等の不揮発性メモリである。

記憶装置１１２は、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）、ＳＳＤ（ソリッドステートドライブ）、または、ｅＭＭＣ（組み込み用のマルチメディアカード）等の記憶部である。本実施形態の機能を実現するためのプログラムや、プログラムの実行の際に用いられるデータは、ＲＯＭ１０９または記憶装置１１２に格納されている。これらのプログラムやデータは、ＣＰＵ１０１による制御に基づいて、バス１０６を介して適宜ＲＡＭ１０７に取り込まれ、ＣＰＵ１０１の各部により実行される。

Ｉ／Ｆ１１３は、入出力に係る各種Ｉ／Ｆ（インターフェース）である。Ｉ／Ｆ１１３は、リレーズスイッチや電源スイッチを含む操作キー、十字キー、ジョイスティック、タッチパネル、キーボード、ポインティングデバイス（例えばマウス）等の入力装置１１４と接続されている。Ｉ／Ｆ１１３は、入力装置１１４から指示情報を受け取り、バス１０６を介してＣＰＵ１０１に指示情報を通知する。またＩ／Ｆ１１３は、ＬＣＤディスプレイ等の表示装置１１５と接続されている。表示装置１１５は、ＲＡＭ１０７に一時的に記録された画像や操作メニュー情報を表示する。Ｉ／Ｆ１１３は、ＬＡＮを介してネットワーク１１６と接続されている。

画像評価部１１７は、評価領域決定部１０１－４の制御指示に従って、バス１０６を介して画像の指定領域（評価領域）における評価値を算出する。画像評価部１１７は、バス１０６を介して、ＲＡＭ１０７から画像（撮像画像）を取得し、指定領域の輝度値に基づいて特定周波数のコントラストに関する評価値（コントラスト評価値）を算出する。画像解析部１１８は、顔検出、人物検出、動体検知、通過検知、混雑検知、軌跡検知、置き去り／持ち去り検知等の画像解析を行う。画像解析部１１８による画像解析結果は、バス１０６を介してＣＰＵ１０１に通知される。

圧縮伸長部１１９は、バス１０６を介してＣＰＵ１０１からの制御指示に従って、画像に圧縮処理を施して圧縮データを生成する。圧縮データは、Ｉ／Ｆ１１３を介して表示装置１１５やネットワーク１１６に出力される。また圧縮伸長部１１９は、記憶装置１１２に格納された圧縮データに所定形式の伸張処理を施して非圧縮データを生成する。所定形式の圧縮・伸長処理としては、静止画像に対してはＪＰＥＧ規格に準拠した処理を行い、動画像に対してはＭＯＴＩＯＮ－ＪＰＥＧやＭＰＥＧ２、ＡＶＣ／Ｈ．２６４、ＡＶＣ／Ｈ．２６５等の規格に準拠した処理を行う。

［第１の実施形態］
次に、図３乃至図５を参照して、第１の実施形態における制御方法（撮像装置１０によるフォーカス制御および撮像素子１０２－４の傾き制御）について説明する。本実施形態において、評価領域決定部１０１－４は、フォーカス制御に用いる評価領域（第１の評価領域）と撮像素子１０２－４の傾き制御に用いる評価領域（第２の評価領域）とを割り振る（決定する）。

図３は、本実施形態における制御方法のフローチャートである。図３の各ステップは、主にＣＰＵ１０１の各部により実行される。図４（ａ）、（ｂ）は、撮像素子１０２－４の傾き制御に用いる評価値の説明図である。図４（ａ）、（ｂ）において、横軸は撮像素子１０２－４の傾き（度）、縦軸は評価値をそれぞれ示す。図５は、フォーカス制御に用いる評価領域（第１の評価領域）および撮像素子の傾き調整に用いる評価領域（第２の評価領域）の説明図である。

まずステップＳ３０１において、ユーザの操作により、入力装置１１４またはネットワーク１１６と、Ｉ／Ｆ１１３と、バス１０６とを介して、評価領域決定部１０１－４にオートフォーカス領域（フォーカス制御に用いる第１の評価領域）が指定される。ユーザによるオートフォーカス領域の指定は、１点ＡＦ、ゾーンＡＦ、自動選択ＡＦ等がある。評価領域決定部１０１－４は、ユーザにより指定されたオートフォーカス領域を設定し、オートフォーカス領域に関する情報を、バス１０６を介してＲＡＭ１０７に格納する。なお、ユーザによるオートフォーカス領域の指定は、一般的な撮像装置が有する機能であるため、その説明を省略する。ただし本実施形態は、オートフォーカス領域の指定方法を制限するものではない。

続いてステップＳ３０２において、傾き制御部１０１－３は、撮像素子１０２－４の傾き調整（傾き制御）が必要であるか否かを判定する。傾き制御部１０１－３は、例えば、画像評価部１１７から取得された特定周波数のコントラストに関する評価値（コントラスト評価値）が所定の閾値よりも小さい場合、撮像素子１０２－４の傾き調整が必要であると判定する。または傾き制御部１０１－３は、雲台制御部１０１－５により撮像部１０２がパン・チルト駆動されて画角の変更が生じた場合、撮像素子１０２－４の傾き調整が必要であると判定する。または傾き制御部１０１－３は、ユーザの操作により、入力装置１１４またはネットワーク１１６と、Ｉ／Ｆ１１３と、バス１０６とを介して、ワンショットの傾き調整を指示された場合、撮像素子１０２－４の傾き調整が必要であると判定する。撮像素子１０２－４の傾き調整が必要でないと判定された場合、ステップＳ３０３－１に進む。一方、撮像素子１０２－４の傾き調整が必要であると判定された場合、ステップＳ３０３－２に進む。

ステップＳ３０３－１において、フォーカス制御部１０１－１は、フォーカス調整（フォーカス制御）が必要であるか否かを判定する。フォーカス制御部１０１－１は、例えば、画像評価部１１７から取得された特定周波数のコントラストに関する評価値が所定の閾値よりも小さい場合、フォーカス調整が必要であると判定する。またはフォーカス制御部１０１－１は、ズーム制御部１０１－１により、バス１０６と駆動部１０８とを介してズームレンズ１０２－１が制御された場合、フォーカス調整が必要であると判定する。またはフォーカス制御部１０１－１は、ユーザの操作により、入力装置１１４またはネットワーク１１６と、Ｉ／Ｆ１１３と、バス１０６とを介して、ワンショットフォーカスを指示された場合、フォーカス調整が必要であると判定する。フォーカス調整が必要でないと判定された場合、ステップＳ３０７に進む。一方、フォーカス調整が必要であると判定された場合、ステップＳ３０４－１に進む。フォーカス調整が必要でないと判定された場合、ステップＳ３０４－２に進む。一方、フォーカス調整が必要であると判定された場合、ステップＳ３０４－３に進む。

ステップＳ３０４－１において、評価領域決定部１０１－４は、画像（撮像画像）のうちフォーカス調整値の算出（フォーカス制御）に用いる評価領域（第１の評価領域）を決定する。フォーカス調整値の算出に用いる評価領域は、ステップＳ３０１にて指定され格納されたオートフォーカス領域の指定情報に基づいて決定される。

続いてステップＳ３０５－１において、フォーカス制御部１０１－２は、ステップＳ３０４－１にて評価領域決定部１０１－４により決定された評価領域に基づいて、画像評価部１１７が算出した特定周波数のコントラストに関する評価値を取得する。評価値の評価方法としては、一般的なコントラスト評価方法を用いることができるため、その説明を省略する。そしてフォーカス制御部１０１－２は、画像評価部１１７から取得された評価値に基づいて、より高いコントラストを得ることができるようにフォーカスレンズ１０２－１を駆動するためのフォーカス調整値を算出する。ただし本実施形態は、フォーカス調整値の算出方法を制限するものではない。続いてステップＳ３０６－１において、フォーカス制御部１０１－２は、ステップＳ３０５－１にて算出したフォーカス調整値に基づいて、バス１０６および駆動部１０８を介してフォーカスレンズ１０２－２を制御する（フォーカス制御を行う）。そしてステップＳ３０７に進む。

ステップＳ３０４－２において、評価領域決定部１０１－４は、撮像素子１０２－４の傾き調整値の算出（傾き制御）に用いる評価領域（第２の評価領域）を決定する。撮像素子１０２－４の傾き制御に用いる評価領域は、画像（撮像画像）の周辺領域の少なくとも一部である。撮像素子１０２－４を上下に傾ける場合、第２の評価領域として、画像（撮像画像）の上部および下部の一方、またはその両方を利用する。一方、撮像素子１０２－４を左右に傾ける場合、第２の評価領域として、画像（撮像画像）の左部および右部の一方、またはその両方を利用する。図５（ａ）は、撮像素子１０２－４の傾き調整値の算出に用いる評価領域として、画像（撮像画像）５０１の上部の評価領域５０１－２、および、画像５０１の下部の評価領域５０１－３を示す例である。

続いて、図３のステップＳ３０５－２において、傾き制御部１０１－３は、ステップＳ３０４－２にて評価領域決定部１０１－４により決定された評価領域に基づいて、画像評価部１１７が算出した特定周波数のコントラストに関する評価値を取得する。なお、撮像素子１０２－４の傾き調整に用いる評価方法は、フォーカス調整に用いる評価方法と同様であるため、その説明を省略する。

図４（ａ）中の評価値４０１は、あるシーンで得られる画像（撮像画像）の上部の特定周波数のコントラストに関する評価値を示す。図４（ｂ）中の評価値４０２は、同じシーンで得られる画像の下部の特定周波数のコントラストに関する評価値を示す。この場合、画像上部の評価値からは、撮像光学系の光軸ＯＡと直交する面から離れる方向（＋方向）に撮像素子１０２－４を傾けることで、より高い評価値が得られる。一方、画像下部の評価値からは、撮像光学系の光軸ＯＡと直交する面に近づく方向（－方向）に撮像素子１０２－４を傾けることで、より高い評価値が得られる。すなわち、撮像素子１０２－４の上部を＋方向に、下部を－方向に移動するように撮像遅し１０２－４を傾けることにより、フォーカスが合う領域（合焦領域）を広げることができる。このように、傾き制御部１０１－３は、画像評価部１１７から取得された評価値に基づいて、よりコントラストを得られるように撮像素子１０２－４の傾きを駆動するための調整値（傾き調整値）を算出する。ただし本実施形態は、撮像素子１０２－４の傾き調整値の算出方法を制限するものではない。

続いて、図３のステップＳ３０６－２において、傾き制御部１０１－３は、ステップＳ３０５－２にて算出した撮像素子１０２－４の傾き調整値に基づいて、バス１０６および駆動部１０８を介して撮像素子１０２－４の傾き制御を行う。そしてステップＳ３０７に進む。

ステップＳ３０４－３において、評価領域決定部１０１－４は、画像（撮像画像）のうち、フォーカス調整値の算出（フォーカス制御）に用いる評価領域、および、撮像素子１０２－４の傾き調整値の算出（傾き制御）に用いる評価領域を決定する。ここで、フォーカス調整値の算出に用いる評価領域（第１の評価領域）としては、画像（撮像画像）の中央領域を利用する。一方、撮像素子１０２－４の傾き調整値の算出に用いる評価領域（第２の評価領域）としては、画像の周辺領域の少なくとも一部を利用する。すなわち、撮像素子１０２－４を上下に傾ける場合には第２の評価領域として画像の上部および下部を利用し、撮像素子１０２－４を左右に傾ける場合には第２の評価領域として画像の左部および右部を利用する。

フォーカス調整値の算出に用いる評価領域および撮像素子１０２－４の傾き調整に用いる評価領域はそれぞれ可変である。評価領域決定部１０１－４は、所定の場合、ステップＳ３０１にて指定され格納されたオートフォーカス領域の指定を無効にする。所定の場合とは、例えば、最も目標の焦点距離にフォーカスが合っていないフォーカス調整開始時や、最も撮像素子１０２－４の傾きが目標の焦点面に合っていない撮像素子１０２－４の傾き開始時である。そして評価領域決定部１０１－４は、図５（ａ）に示されるように、フォーカス調整値の算出に用いる評価領域５０１－１を画像５０１の中央部（中央領域）に配置する。一方、撮像素子１０２－４の傾き調整値の算出に用いる評価領域５０１－２、５０１－３を画像５０１の上部および下部（周辺領域）にそれぞれ配置する。または、撮像素子１０２－４の傾き調整値の算出に用いる評価領域５０１－２、５０１－３を画像５０１の左部および右部にそれぞれ配置してもよい。

そして、フォーカスの調整が進みフォーカスが合う領域が広がるにつれて、評価領域決定部１０１－４は、図５（ａ）中の画像５０１の評価領域５０１－１を広げていく。このとき評価領域決定部１０１－４は、例えば、評価領域５０１－１を図５（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）中の画像５０２、５０３、５０４の評価領域５０２－１、５０３－１、５０４－１のように広げていく。フォーカスが合う領域が所定領域よりも広い場合、評価領域決定部１０１－４は、フォーカス調整値の算出に用いる評価領域を、ステップＳ３０１にて指定され格納されたオートフォーカス領域の指定情報に基づいて決定してもよい。

また、撮像素子１０２－４の傾き調整が進み撮像素子１０２－４の傾きの調整量が微少になるにつれて、評価領域決定部１０１－４は、図５（ａ）中の画像５０１の評価領域５０１－２、５０１－３を変化させてもよい。評価領域決定部１０１－４は、例えば、図５（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）中の画像５０２、５０３、５０４の評価領域５０２－２、５０２－３、５０３－２、５０３－３、５０４－２、５０４－３のように変化させることができる。ただし、図５は、画像における評価領域の割り当ての一例に過ぎず、本実施形態は各評価領域の割り当てを制限するものではない。そして、フォーカス制御部１０１－２および傾き制御部１０１－３は、ステップＳ３０４－２にて評価領域決定部１０１－４により決定されたそれぞれの評価領域に基づいて、画像評価部１１７が算出した特定周波数のコントラストに関する評価値を取得する。

続いて、図３のステップＳ３０５－３において、フォーカス制御部１０１－２は、ステップＳ３０４－３にて評価領域決定部１０１－４により決定された評価領域に基づいて、画像評価部１１７が算出した特定周波数のコントラストに関する評価値を取得する。傾き制御部１０１－３は、ステップＳ３０４－３にて評価領域決定部１０１－４により決定された評価領域に基づいて、画像評価部１１７が算出した特定周波数のコントラストに関する評価値を取得する。そしてフォーカス制御部１０１－２は、画像評価部１１７により取得された評価値に基づいて、より高いコントラストを得ることができるようにフォーカスレンズ１０２－１の駆動を調整するフォーカス調整値を算出する。傾き制御部１０１－３は、画像評価部１１７により取得された評価値に基づいて、より高いコントラストを得ることができるように撮像素子１０２－４の傾きを調整する傾き調整値を算出する。なお、フォーカス調整値および傾き調整値の算出方法は、ステップＳ３０５－１、Ｓ３０５－２とそれぞれ同様であるため、それらの説明を省略する。また本実施形態は、フォーカス調整値の算出方法および撮像素子の傾き調整値の算出方法をそれぞれ制限するものではない。

続いてステップＳ３０６－３において、フォーカス制御部１０１－２は、ステップＳ３０５－３にて算出したフォーカス調整値に基づいて、バス１０６および駆動部１０８を介してフォーカスレンズ１０２－２を制御する（フォーカス制御を行う）。また傾き制御部１０１－３は、ステップＳ３０６２にて算出した撮像素子１０２－４の傾き調整値に基づいて、バス１０６および駆動部１０８を介して撮像素子１０２－４の傾き制御を行う。そしてステップＳ３０７に進む。

ステップＳ３０７において、フォーカス制御部１０１－２および傾き制御部１０１－３はそれぞれ、フォーカス制御または傾き制御を継続するか否かを判定する。ユーザの操作によりオートフォーカスを指示されている場合やワンショットフォーカスが指示されている場合、フォーカス制御部１０１－２はフォーカス制御を継続すると判定する。また、ユーザの操作により撮像素子１０２－４の自動的な傾き制御が指示されている場合やワンショットの撮像素子１０２－４の傾き制御が指示されている場合、傾き制御部１０１－３は、撮像素子１０２－４の傾き制御を継続すると判定する。フォーカス制御または傾き制御の少なくとも一方を継続すると判定された場合、ステップＳ３０２へ戻る。一方、フォーカス制御および傾き制御のいずれも継続しないと判定された場合、本フローを終了する。

本実施形態によれば、撮像素子の傾き制御に用いる評価領域およびフォーカス制御に用いる評価領域をそれぞれ可変にすることで、撮像素子の傾き制御およびフォーカス制御を効率的に実行することができる。このため本実施形態によれば、短時間で素早く焦点面の調整およびフォーカス調整が可能となる。

［第２の実施形態］
次に、図６を参照して、第２の実施形態における制御方法（撮像装置１０によるフォーカス制御および撮像素子１０２－４の傾き制御）について説明する。本実施形態において、第１の実施形態と同様に、評価領域決定部１０１－４は、フォーカス制御に用いる評価領域（第１の評価領域）と撮像素子１０２－４の傾き制御に用いる評価領域（第２の評価領域）とを割り振る（決定する）。また本実施形態において、フォーカス制御および撮像素子１０２－４の傾き制御による画像解析への影響を抑制するため、制御部１０１－６は、所定の条件を満たす場合にのみ画像解析を許可する。

図６は、本実施形態における制御方法のフローチャートである。図６の各ステップは、主にＣＰＵ１０１の各部により実行される。図６のフローチャートは、ステップＳ６０７が挿入されている点で、図３のフローチャートと異なる。図６中のステップＳ６０１～Ｓ６０６、Ｓ６０８は、図３中のステップＳ３０１～Ｓ３０７とそれぞれ同様であるため、それらの説明については省略する。

ステップＳ６０７において、制御部１０１－６は、フォーカス制御部１０１－２が所定のフォーカス調整結果を得ているか、または、傾き制御部１０１－３が所定の傾き調整結果を得ている場合の少なくとも一方（すなわち所定の条件）を満たすか否かを判定する。そして制御部１０１－６は、所定の条件を満たす場合、画像解析部１１８による撮像画像の画像解析を許可する。一方、所定の条件を満たさない場合、制御部１０１－６は、画像解析部１１８による撮像画像の画像解析を許可しない。

本実施形態によれば、撮像素子の傾き制御結果またはフォーカス制御結果が所定の条件を満たす場合にのみ画像解析を許可することができる。このため本実施形態によれば、画像解析への影響を抑制しつつ、短時間で素早く焦点面の調整およびフォーカス調整が可能となる。

［第３の実施形態］
次に、図７を参照して、第３の実施形態における制御方法（撮像装置１０によるフォーカス制御および撮像素子１０２－４の傾き制御）について説明する。本実施形態において、第１の実施形態と同様に、評価領域決定部１０１－４は、フォーカス制御に用いる評価領域（第１の評価領域）と撮像素子１０２－４の傾き制御に用いる評価領域（第２の評価領域）とを割り振る（決定する）。また本実施形態において、フォーカス制御および撮像素子１０２－４の傾き制御は、画像解析が実行されていない撮像期間に行われる。

図７は、本実施形態における制御方法のフローチャートである。図７の各ステップは、主にＣＰＵ１０１の各部により実行される。図７のフローチャートは、ステップＳ７０２が挿入されている点で、図３のフローチャートと異なる。図７中のステップＳ７０１、Ｓ７０３～Ｓ７０８は、図１中のステップＳ３０１～Ｓ３０８とそれぞれ同様であるため、それらの説明については省略する。

ステップＳ７０２において、制御部１０１－６は、画像解析部１１８が画像解析中であるか否か、または、次の撮像画像の画像解析を行う予定があるか否かを判定する。制御部１０１－６は、画像解析部１１８が画像解析中でなく、かつ次の撮像画像の画像解析を行う予定がないと判定した合、ステップＳ７０３に進み、以降、第１の実施形態と同様のフローとなる。一方、制御部１０１－６は、画像解析部１１８が画像解析中であるか、または、次の撮像画像の画像解析を行う予定があると判定した場合、ステップＳ７０８に進む。すなわちこの場合、制御部１０１－６は、フォーカス制御および撮像素子の傾き制御の少なくとも一方を行わないように、フォーカス制御部１０１－２および傾き制御部１０１－３を制御する。

本実施形態によれば、画像解析を行わない撮像期間にフォーカス制御および撮像素子の傾き制御を行うことができる。このため本実施形態によれば、画像解析への影響を抑制しつつ、短時間で素早く焦点面の調整およびフォーカス調整が可能となる。

このように各実施形態において、制御装置（ＣＰＵ１０１）は、フォーカス制御部１０１－２、傾き制御部１０１－３、および、決定部（評価領域決定部１０１－４）を有する。フォーカス制御部は、画像信号（撮像画像）に基づいてフォーカス制御を行う。傾き制御部は、画像信号（撮像画像）に基づいて撮像面の傾き制御を行う。決定部は、フォーカス制御および傾き制御の両方を行う際に、フォーカス制御に用いられる画像信号の第１の評価領域および傾き制御に用いられる画像信号の第２の評価領域を決定する。

好ましくは、フォーカス制御および傾き制御の両方を行う際に、第１の評価領域および第２の評価領域はそれぞれ可変である。また好ましくは、フォーカス制御および傾き制御の両方を行う際に、第１の評価領域と第２の評価領域とは互いに異なる。また好ましくは、フォーカス制御部および傾き制御部は、フォーカス制御および傾き制御を同時に行う。

好ましくは、傾き制御部は、撮像光学系の光軸ＯＡと直交する面に対して撮像素子１０２－４を傾けることにより、撮像面の傾き制御を行う。また好ましくは、フォーカス制御および傾き制御の両方を行う際に、決定部は、予め決定されたフォーカス制御に用いられる任意の評価領域を無効にして、第１の評価領域を決定する。また好ましくは、フォーカス制御および傾き制御の両方を行う際に、決定部は、画像信号の中央領域を第１の評価領域として決定し、画像信号の周辺領域の少なくとも一部を第２の評価領域として決定する。より好ましくは、第２の評価領域は、画像信号の上部および下部、または、画像信号の左部および右部である。また好ましくは、フォーカス制御および傾き制御の両方を行う際に、決定部は、傾き制御部による撮像面の傾き調整結果に応じて第１の評価領域を変更する。

また好ましくは、制御装置は、フォーカス制御部によるフォーカス調整結果および傾き制御部による撮像面の傾き調整結果の少なくとも一方が所定の条件を満たす場合に画像信号を解析する解析部（制御部１０１－６、画像解析部１１８）を有する。また好ましくは、制御装置は、画像信号を解析する解析部（制御部１０１－６、画像解析部１１８）を有し、傾き制御部は、解析部が画像信号を解析していない期間において傾き制御を行う。

（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

各実施形態によれば、フォーカス制御と撮像面の傾き制御とを短時間で実行可能な制御装置、撮像装置、制御方法、および、プログラムを提供することができる。すなわち各実施形態によれば、フォーカス制御と撮像面の傾き制御とを同時に実行可能であり、適切な被写界深度のある良質な動画像を得ることができる。

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。

１０１ ＣＰＵ（制御装置）
１０１－２ フォーカス制御部
１０１－３ 傾き制御部
１０１－４ 評価領域決定部（決定部）

Claims (13)

1. 画像信号に基づいてフォーカス制御を行うフォーカス制御部と、
   前記画像信号に基づいて撮像面の傾き制御を行う傾き制御部と、
   前記フォーカス制御および前記傾き制御の両方を行う際に、前記フォーカス制御に用いられる前記画像信号の第１の評価領域および前記傾き制御に用いられる前記画像信号の第２の評価領域を決定する決定部と、を有し、
   前記フォーカス制御および前記傾き制御の両方を行う際に、前記第１の評価領域および前記第２の評価領域はそれぞれ可変であることを特徴とする制御装置。
2. 前記フォーカス制御および前記傾き制御の両方を行う際に、前記第１の評価領域と前記第２の評価領域とは互いに異なることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記フォーカス制御部および前記傾き制御部は、前記フォーカス制御および前記傾き制御を同時に行うことを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
4. 前記傾き制御部は、撮像光学系の光軸と直交する面に対して撮像素子を傾けることにより、前記撮像面の前記傾き制御を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の制御装置。
5. 前記フォーカス制御および前記傾き制御の両方を行う際に、前記決定部は、予め決定された前記フォーカス制御に用いられる任意の評価領域を無効にして、前記第１の評価領域を決定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の制御装置。
6. 前記フォーカス制御および前記傾き制御の両方を行う際に、前記決定部は、前記画像信号の中央領域を前記第１の評価領域として決定し、前記画像信号の周辺領域の少なくとも一部を前記第２の評価領域として決定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の制御装置。
7. 前記第２の評価領域は、前記画像信号の上部および下部、または、前記画像信号の左部および右部であることを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
8. 前記フォーカス制御および前記傾き制御の両方を行う際に、前記決定部は、前記傾き制御部による前記撮像面の傾き調整結果に応じて前記第１の評価領域を変更することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の制御装置。
9. 前記フォーカス制御部によるフォーカス調整結果および前記傾き制御部による前記撮像面の傾き調整結果の少なくとも一方が所定の条件を満たす場合に前記画像信号を解析する解析部を更に有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の制御装置。
10. 前記画像信号を解析する解析部を更に有し、
    前記傾き制御部は、前記解析部が前記画像信号を解析していない期間において前記傾き制御を行うことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の制御装置。
11. 撮像光学系を介して形成された光学像を光電変換して画像信号を出力する撮像素子と、
    請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の制御装置と、を有することを特徴とする撮像装置。
12. フォーカス制御に用いられる画像信号の第１の評価領域および撮像面の傾き制御に用いられる前記画像信号の第２の評価領域を決定するステップと、
    前記画像信号の前記第１の評価領域に基づく前記フォーカス制御、および、前記画像信号の前記第２の評価領域に基づく前記傾き制御の両方を行うステップと、を有し、
    前記フォーカス制御および前記傾き制御の両方を行う際に、前記第１の評価領域および前記第２の評価領域はそれぞれ可変であることを特徴とする制御方法。
13. 請求項１２に記載の制御方法をコンピュータに実行させることを特徴とするプログラム。

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