WO2024034281A1 - 制御装置、撮像装置、レンズ装置、制御方法、およびプログラム - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a control device, an imaging device, a lens device, a control method, and a program.
- optical systems that have a tilt effect that tilts a focusing surface so as to focus on an object surface that is tilted with respect to the optical axis of an imaging optical system.
- Patent Document 1 discloses a method for calculating tilt angles in the vertical and horizontal directions.
- Patent Document 2 discloses a tilt driving method using the degree of focus in two regions.
- Patent Document 1 With the calculation method disclosed in Patent Document 1, it is not possible to calculate tilt angles in directions other than the up-down direction and left-right direction, so there is a possibility that an appropriate focus plane cannot be set when driving in an oblique direction, for example. There is.
- the tilt drive method disclosed in Patent Document 2 does not disclose that information other than the focus degree of the two areas is used, so there is a possibility that the desired focus plane cannot be set when the two areas are close. There is.
- an object of the present invention is to provide a control device that can improve convenience during tilt photography.
- a control device includes an imaging device including an imaging device, and a lens device including an optical system including at least one optical member for tilting a focusing surface with respect to an imaging surface of the imaging device.
- a control device used in a camera system comprising: an acquisition unit that acquires first position information and second position information based on a user's instruction; and a control device that determines third position information that is not specified by the user; and a determining unit that constructs the focus plane from the second position information and the third position information.
- FIG. 2 is a cross-sectional view of a camera system in each embodiment.
- 5 is a flowchart showing a method of controlling a lens CPU in each embodiment.
- FIG. 1 is a block diagram of a camera system in each embodiment.
- FIG. 3 is an explanatory diagram of the Scheimpflug principle in each embodiment.
- FIG. 3 is an explanatory diagram of a subject plane in a space based on an image sensor in each embodiment.
- FIG. 3 is an explanatory diagram of tilt photography in the first embodiment.
- 3 is a flowchart showing tilt photography in the first embodiment.
- FIG. 6 is an explanatory diagram of tilt photography in the second embodiment.
- FIG. 7 is an explanatory diagram of tilt photography in the third embodiment.
- FIG. 1(a) is a sectional view of the camera system 1
- FIG. 1(b) is a block diagram of the lens CPU 9.
- FIG. 2 is a flowchart showing a method of controlling the lens CPU 9.
- FIG. 3 is a block diagram of the camera system 1.
- the camera system 1 includes a lens device 2 and a camera body (imaging device) 3.
- the lens device 2 and the camera body 3 are connected via a mount 5 provided on the lens device 2 and a mount (not shown) provided on the camera body 3, and a lens communication section 17 provided on the lens device 2 and the camera body are connected. They can communicate with each other via a camera communication unit 18 provided in 3.
- the lens communication section 17 and the camera communication section 18 each include contacts 1009 and 1010 for supplying power from the camera body 3 to the lens device 2.
- the vertical direction (gravitational direction) in FIG. The direction in which this occurs is defined as the X-axis direction.
- the camera body 3 includes an image sensor 1106, a display section 1108, a camera CPU 15, and a finder 16.
- a shutter not shown
- the display unit 1108 displays a captured image and a setting screen for changing various settings of the camera system 1.
- the display unit 1108 is provided on the back surface of the camera body 3 and includes a touch panel function. By looking into the finder 16, the user can check the photographed image and input the line of sight.
- the lens device 2 includes an optical system, a zoom operation ring 6, a guide tube 7, a cam tube 8, a lens CPU 9, and an aperture mechanism 11.
- the optical system (imaging optical system) includes a first lens group 21, a second lens group 22, a third lens group 23, a fourth lens group 24, a fifth lens group 25, a sixth lens group 26, and a seventh lens group 27. , an eighth lens group 28, a ninth lens group 29, and a tenth lens group 30.
- a tilt effect that tilts the focus plane with respect to the imaging surface of the image sensor 1106 and a shift effect that moves the imaging range are achieved. You can get at least one of them.
- Each lens group is held by a lens barrel having a cam follower.
- the cam follower engages with a straight groove parallel to the optical axis O provided on the guide tube 7 and a groove inclined with respect to the optical axis O provided on the cam tube 8.
- the cam cylinder 8 rotates, and the positional relationship of each lens in the Z-axis direction changes.
- the focal length of the lens device 2 changes.
- the focal length of the lens device 2 can be detected by a zoom position detection section (not shown) that detects the amount of rotation of the zoom operation ring 6.
- the lens CPU 9 changes the aperture diameter of the optical system by controlling the aperture mechanism 11.
- each lens group may be either one lens or a plurality of lenses.
- the second lens group 22 is a focus group (focus member) that performs focusing by moving in the Z-axis direction.
- the lens CPU 9 controls the second lens group 22 via the vibration actuator 31 using a detection signal from a detection unit that detects the amount of movement of the second lens group 22 .
- the lens device 2 has a tilt member that tilts the focal plane with respect to the imaging surface of the image sensor 1106.
- the tilt members are a sixth lens group (first optical member) 26 and an eighth lens group (second optical member) 28 that are movable in a direction perpendicular to the optical axis O.
- a tilt effect or a shift effect can be obtained.
- both the sixth lens group 26 and the eighth lens group 28 have positive refractive power or negative refractive power
- the sixth lens group 26 and the eighth lens group 28 move in opposite directions. This creates a tilt effect.
- the lens CPU 9 controls the sixth lens group 26 via a drive section using a signal from a detection section (not shown) that detects the amount of movement of the sixth lens group 26. Further, the lens CPU 9 controls the eighth lens group 28 via a drive section using a signal from a detection section (not shown) that detects the amount of movement of the eighth lens group 28 .
- the drive unit that moves the sixth lens group 26 and the eighth lens group 28 is, for example, a stepping motor or a voice coil motor (VCM). Note that it is also possible to obtain a tilt effect by tilting (rotating) the lens.
- the lens CPU (control device) 9 includes an acquisition section 9a and a control section 9b, and controls the operation of each component of the lens device 2.
- the acquisition unit 9a acquires information regarding the designated subject.
- the control unit 9b acquires information regarding the position of the subject for constructing a subject plane (focus plane) based on information regarding the instructed subject.
- the lens CPU 9 is installed in the lens device 2 in this embodiment, it may be configured as a control device different from the lens device 2. Further, the camera CPU 15 may be configured to have at least some of the functions of the acquisition section 9a and the control section 9b.
- the lens CPU 9 performs control as shown in FIG. First, in step S1, the acquisition unit 9a acquires information regarding the instructed subject. Subsequently, in step S2, the control unit 9b acquires information regarding the position of the subject for constructing a subject plane based on the information regarding the instructed subject.
- the camera CPU (control device) 15 is constituted by a microcomputer, and controls the operation of each part within the camera body 3. Further, when the lens device 2 is attached to the camera body 3, the camera CPU 15 communicates with the lens CPU 9 via the lens communication section 17 and the camera communication section 18.
- the information (signal) that the camera CPU 15 transmits to the lens CPU 9 includes movement amount information of the second lens group 22 and defocus information. Also included is attitude information of the camera body 3 based on a signal from the camera attitude detection unit 1110 such as an acceleration sensor. Furthermore, it includes object distance information of the object based on a signal from the TS instruction unit 1109 that indicates a desired object that the user wants to focus on, and shooting range information that indicates a desired shooting range (field of view).
- the information (signal) that the lens CPU 9 transmits to the camera CPU 15 includes, for example, optical information such as the imaging magnification of the lens, and lens function information such as zoom and image stabilization installed in the lens device 2. Further, posture information of the lens device 2 based on a signal from the lens posture detection unit 1008 such as a gyro sensor or an acceleration sensor may be included.
- the power switch 1101 is a switch that can be operated by the user, and is used to start the camera CPU 15 and start supplying power to each actuator, sensor, etc. in the camera system 1.
- the release switch 1102 is a switch that can be operated by a user, and includes a first stroke switch SW1 and a second stroke switch SW2. A signal from the release switch 1102 is input to the camera CPU 15.
- the camera CPU 15 enters a shooting preparation state in response to the input of the ON signal from the first stroke switch SW1.
- the photometry unit 1103 measures the brightness of the subject, and the focus detection unit 1104 performs focus detection.
- the camera CPU 15 calculates the aperture value of the diaphragm mechanism 11, the exposure amount (shutter time) of the image sensor 1106, etc. based on the photometry result by the photometry section 1103. Further, the camera CPU 15 determines the amount of movement (including the driving direction) of the second lens group 22 based on the focus information (defocus amount and defocus direction) of the optical system detected by the focus detection unit 1104. Information regarding the amount of movement of the second lens group 22 is transmitted to the lens CPU 9.
- the camera CPU 15 calculates a tilt drive amount for focusing on a desired subject instructed by the TS instruction section 1109.
- the TS instruction section 1109 is included in a display section 1108 that includes a touch panel function.
- the camera CPU 15 calculates a shift drive amount for changing the current shooting range to the shooting range instructed by the TS instruction unit 1109.
- the camera CPU 15 transmits the acquired information regarding the drive amount to the lens CPU 9.
- the sixth lens group 26 and the eighth lens group 28 are controlled based on the information regarding the amount of drive described above.
- the number of subjects instructed by the TS instruction section 1109 may be plural. Even if a subject at a different distance is specified, it is possible to focus on the subject as long as it is located on a tilted subject plane due to the tilt effect. Further, the TS instruction section 1109 may be provided in the lens device 2 instead of the camera body 3. Further, the function of the TS instruction section 1109 may be assigned to an operation section already provided in the camera system 1.
- the camera CPU 15 When the camera CPU 15 is set to a predetermined shooting mode, it starts eccentric driving of an anti-shake lens (not shown), that is, controls the anti-shake operation. Note that if the lens device 2 does not have an anti-shake function, the anti-shake operation is not performed. Further, the camera CPU 15 transmits an aperture drive command to the lens CPU 9 in response to the input of the ON signal from the second stroke switch SW2, and sets the aperture mechanism 11 to a previously acquired aperture value. Further, the camera CPU 15 transmits an exposure start command to the exposure unit 1105, and causes the mirror (not shown) to retreat or the shutter (not shown) to open. Note that if the camera body 3 is a mirrorless camera, the evacuation operation is not performed. Furthermore, the camera CPU 15 causes the image sensor 1106 to perform photoelectric conversion of the subject image, that is, an exposure operation.
- the image signal from the image sensor 1106 is digitally converted by a signal processing unit within the camera CPU 15, and further subjected to various correction processes and output as an image signal.
- the image signal (data) is stored in an image recording unit 1107 such as a semiconductor memory such as a flash memory, a magnetic disk, and an optical disk.
- the display unit 1108 can display an image captured by the image sensor 1106 during shooting. Furthermore, the display unit 1108 can display images recorded in the image recording unit 1107.
- a focus operation rotation detection unit 1002 detects rotation of the focus operation ring 19.
- the aperture operation rotation detection unit 1011 detects the rotation of the aperture operation ring 20.
- a zoom operation rotation detection unit 1003 detects rotation of the zoom operation ring 6.
- the subject storage unit 1012 stores the spatial position of the subject instructed by the TS instruction unit 1109 in the shooting range (position information in space with respect to the image sensor 1106).
- the spatial position is a subject distance or coordinate information in a spatial coordinate system with the image sensor 1106 as a reference.
- the TS operation detection unit 1001 includes a manual operation unit for obtaining a tilt effect and a shift effect, and a sensor that detects the operation amount of the manual operation unit.
- the IS drive unit 1004 includes a vibration-proof lens drive actuator that performs vibration-proofing operation and a drive circuit for the drive actuator. Note that if the lens device 2 does not have an anti-vibration function, the above configuration is unnecessary.
- the focus drive unit 1006 includes the second lens group 22 and a vibration actuator 31 that moves the second lens group 22 in the Z-axis direction according to movement amount information. The movement amount information may be determined based on a signal from the camera CPU 15, or may be determined based on a signal output by operating the focus operation ring 19.
- the electromagnetic aperture drive unit 1005 controls the aperture mechanism 11 to a specified aperture value in response to an instruction from the lens CPU 9 that has received an aperture drive command from the camera CPU 15 or in response to a user instruction via the aperture operation ring 20. Change to the open state corresponding to .
- the TS drive unit 1007 moves the sixth lens group 26 and the eighth lens group 28 in response to instructions from the lens CPU 9 based on the subject distance, position information, and shooting range information from the camera CPU 15.
- the lens CPU 9 controls the TS drive unit 1007 and the focus drive unit 1006 to operate optimally in order to obtain a desired focus.
- the lens device 2 has an optical property that the focus changes even if the subject distance does not change by the shift operation of the sixth lens group 26 and the eighth lens group 28, and the TS drive unit 1007 and focus drive according to the optical property.
- the unit 1006 is controlled to operate optimally.
- a gyro sensor electrically connected to the lens CPU 9 is provided inside the lens device 2.
- the gyro sensor detects the respective angular velocities of vertical (pitch direction) shake and lateral (yaw direction) shake, which are angular shakes of the camera system 1, and outputs the detected values to the lens CPU 9 as an angular velocity signal.
- the lens CPU 9 electrically or mechanically integrates the angular velocity signals in the pitch direction and yaw direction from the gyro sensor, and calculates the amount of deflection in the pitch direction and the amount of deflection in the yaw direction, which are the displacement amounts in each direction (these are collectively (referred to as the angular runout amount).
- the lens CPU 9 controls the IS drive unit 1004 to move an anti-shake lens (not shown) based on the above-described combined displacement amount of the angular shake amount and the parallel shake amount, and performs angular shake correction and parallel shake correction. Note that if the lens device 2 does not have an anti-vibration function, the above configuration is unnecessary. Further, the lens CPU 9 controls the focus drive unit 1006 based on the amount of focus shake to move the second lens group 22 in the Z-axis direction to correct focus shake.
- the lens CPU 9 controls the TS drive unit 1007 based on the shake and displacement amount of the lens device 2 calculated based on the output from the gyro sensor. For example, if camera shake occurs when hand-held shooting with the camera body 3, the subject plane will shift relative to the subject. However, since the position of the subject is stored in the subject storage unit 1012 of the camera body 3, it is possible to control the TS drive unit 1007 to correct camera shake and keep the subject plane aligned with the subject. In order to control the TS drive unit 1007, a signal from an acceleration sensor mounted on the camera body 3 may be used. Note that the lens device 2 may be equipped with an acceleration sensor in addition to the gyro sensor.
- FIG. 4A shows the in-focus range when the optical axis of the optical system 1201 is not tilted with respect to the imaging surface 1200.
- FIG. 4B shows the in-focus range when the optical axis of the optical system 1201 is tilted with respect to the imaging surface 1200.
- the Scheimpflug principle is that, as shown in FIG. 4(b), when the imaging surface 1200 and the main surface 1203 of the optical system intersect at an intersection 1204, the in-focus object surface 1202 also passes through the intersection 1204. It is.
- the in-focus range on the subject side is determined by the Scheimpflug principle. If the subject to be photographed has depth, by tilting the subject plane 1202 along the depth, it is possible to focus from the front to the back of the subject. On the other hand, by tilting the main surface 1203 of the optical system 1201 in a direction opposite to the inclination of a deep object, it is also possible to make the object surface 1202 intersect with the depth direction of the object at an angle close to a right angle. In this case, since the range of focus can be extremely narrowed, a diorama-like image can be obtained.
- the inclination of the subject plane 1202 can be adjusted without tilting the imaging plane 1200 by the image plane tilt ⁇ img. Generate ⁇ obj.
- the amount of eccentricity of the optical system 1201 increases, and the composition deviation becomes large. Therefore, it is preferable to decenter a lens designed to reduce aberration fluctuations upon eccentricity.
- the sixth lens group 26, which causes a tilt of the object plane, and the eighth lens group 28, which reduces aberration fluctuations during eccentricity are operated in eccentric operation.
- FIG. 5 is an explanatory diagram of a focus plane 500 in space with the image sensor 1106 as a reference.
- the camera system 1 is capable of acquiring positional information of the first subject 1301 and the second subject 1302 in the Z-axis direction by, for example, a focus detection system (not shown) using infrared light or a focus detection function installed in the image sensor 1106. It is. Furthermore, the camera system 1 can acquire positional information in the X-axis direction and the Y-axis direction based on the imaging positions of the first subject 1301 and the second subject 1302 on the imaging surface of the image sensor 1106.
- the user can specify a subject by performing a touch operation on the display unit 1108, and can obtain information regarding the position of the specified subject.
- a first point 1401 which is a point on the display unit 1108, the camera body 3 acquires first coordinates (first position information) 1501, which is information regarding the position of the first subject 1301.
- the acquired information is stored in the subject storage unit 1012.
- a memory (not shown) of the lens device 2 stores table data indicating the relationship between the amount and direction of movement of the sixth lens group 26 and the eighth lens group 28 and the amount of inclination of the focusing surface 500 with respect to the optical axis O. .
- the camera CPU 15 and lens CPU 9 perform calculations using the position information and table data stored in the subject storage unit 1012, control the sixth lens group 26 and the eighth lens group 28 based on the calculation results, and 500 will be built.
- table data for example, the relationship between the amount of lens movement and the amount of inclination of the focusing surface 500 is calculated using a predetermined calculation formula, and the sixth lens group 26 and the eighth lens group 28 are controlled using the calculation results.
- the focus plane 500 may be constructed by gradually moving the sixth lens group 26 or the eighth lens group 28 and determining the focus level of each subject.
- FIGS. 6A to 6E are explanatory diagrams of a sequence of tilt photography assuming portrait photography.
- FIG. 6A shows a state in which a first subject 1301 is in focus and a second subject 1302 is out of focus.
- the camera body 3 acquires the first coordinates (first position information) 1501 based on the Z-axis direction position information and focal length information of the first point 1401 and the first subject 1301, and stores the first coordinates (first position information) 1501 in the subject storage unit 1012. to be memorized.
- the camera body 3 acquires a first subject range 1404 of the first subject 1301, as shown in FIG. 6(b). Note that the method for obtaining the subject range (size and area of the subject) is well known, so detailed explanation thereof will be omitted.
- the camera body 3 estimates a third point 1403 from the first subject range 1404. Then, the camera body 3 calculates third coordinates (third position information) 1503 based on the position information in the Z-axis direction of the first subject 1301 and the position and focal length information of the third point 1403, and stores the third coordinates (third position information) 1503 in the subject storage unit 1012. to be memorized.
- the third point 1403 is preferably selected such that the distance from the first point 1401 within the first subject range 1404 is the maximum, location). For example, in the case of photographing an upright person, if the face is designated as the first point, it is preferable that the feet be designated as the third point.
- FIG. 6D shows a state where the second subject 1302 is in focus and the first subject 1301 is out of focus.
- the camera body 3 acquires second coordinates (second position information) 1502 based on the Z-axis direction position information and focal length information of the second point 1402 and the second subject 1302, and stores the second coordinates (second position information) 1502 in the subject storage unit 1012. to be memorized.
- the camera CPU 15 uses the first coordinates 1501 and second coordinates 1502 specified by the user, the third coordinates 1503 estimated by the camera body 3, and table data to create the focus plane 501. perform calculations. Based on the results, the sixth lens group 26, the eighth lens group 28, and the second lens group 22 are controlled, and a focal plane 501 is constructed. By constructing the focus plane 501, tilt photography in which the first subject 1301 and the second subject 1302 are in focus becomes possible.
- the camera body 3 drives the aperture mechanism 11. This allows you to change the range of focus. This allows the range to be in focus to be enlarged or reduced, making it easier to obtain a desired captured image.
- a method is described in which a focus plane (subject plane) 501 is constructed after acquiring three points: a first coordinate 1501, a second coordinate 1502 specified by the user, and a third coordinate 1503 estimated by the camera body 3. explained.
- a vector 1405 passing through the first coordinate 1501 and the third coordinate 1503 is calculated, and while rotating the subject plane around the axis of the vector 1405, the second coordinate 1502 is
- the focus plane 501 may be constructed so that the object is in focus.
- the third point 1403 is estimated from the first subject range 1404 of the first subject 1301 and the third coordinates 1503 are acquired, but the subject range of the second subject 1302 is detected and the third point The point 1403 may be estimated and the third coordinates 1503 may be obtained.
- FIG. 7 is a flowchart showing tilt photography.
- each step in FIG. 7 will be described as being executed by the camera CPU 15 (functioning as an acquisition unit and a determination unit), the invention is not limited to this.
- Each step in FIG. 7 may be executed by either the camera CPU 15 or the lens CPU 9, or the camera CPU 15 and the lens CPU 9 may share and execute each step. That is, each step in FIG. 7 is executed by at least one of the camera CPU 15 or the lens CPU 9, or based on instructions from at least one of the camera CPU 15 or the lens CPU 9. Further, a control device physically separate from the camera CPU 15 or the lens CPU 9 may be configured to execute at least some of the steps.
- step S101 the user specifies the first point.
- step S102 the camera CPU 15 uses a focus detection system (distance measurement unit) not shown to acquire positional information (distance information) in the Z-axis direction of the subject located at the first point specified by the user.
- step S103 the camera CPU 15 acquires position information in the X-axis direction and the Y-axis direction based on the imaging position of the subject on the imaging surface of the image sensor 1106.
- first position information which are three-dimensional coordinates, based on the position information in the X-axis direction and the Y-axis direction, and the position information in the Z-axis direction acquired in step S102. (calculated) and stored in the subject storage unit 1012.
- step S104 the camera CPU 15 determines the range (size, size, area) and type.
- step S105 the camera CPU 15 determines whether the third point can be estimated from the range and type of the subject detected in step S104. If the camera CPU 15 determines that the third point can be estimated, the process moves to step S106. On the other hand, if the camera CPU 15 determines that the third point cannot be estimated, the process moves to step S107.
- step S106 the camera CPU 15 calculates third coordinates based on the third point estimated in step S105 and the position information acquired in step S102, and stores the third coordinates in the subject storage unit 1012.
- step S107 the user specifies the second point.
- step S108 the camera CPU 15 uses a focus detection system (not shown) to acquire positional information (distance information) in the Z-axis direction of the subject located at the second point specified by the user.
- step S109 the camera CPU 15 acquires position information in the X-axis direction and the Y-axis direction from the imaging position of the subject on the imaging surface of the image sensor 1106.
- second coordinates second position information
- step S110 the camera CPU 15 determines whether the third coordinates have been stored. If it is determined that the third coordinates have been stored, the process moves to step S114.
- step S114 the camera CPU 15 calculates the tilt drive direction and drive amount, and determines the drive direction and drive amount of the sixth lens group 26, the eighth lens group 28, and the second lens group 22.
- step S115 the camera CPU 15 determines whether tilt driving is possible based on whether the drive direction and drive amount determined in step S114 do not exceed the movable range of the sixth lens group 26 and the eighth lens group 28. Determine whether or not.
- step S117 If it is determined that tilt driving is possible, the process moves to step S117, and the camera CPU 15 drives the sixth lens group 26, the eighth lens group 28, and the second lens group 22 to construct the focal plane 501. Subsequently, in step S118, the camera CPU 15 performs a photographing operation, stores the photographed image in the image recording unit 1107, and ends this flow.
- step S110 determines whether the third coordinates are not stored.
- step S111 the camera CPU 15 detects the range and type of the object present at the second point specified by the user in step S107, based on the object information detected from the image data output from the image sensor 1106. Subsequently, in step S112, the camera CPU 15 determines whether the third point can be estimated based on the range and type of the subject detected in step S111. If it is determined that the third point can be estimated, the process moves to step S113.
- step S113 the camera CPU 15 calculates third coordinates (third position information), which are three-dimensional coordinates, based on the third point estimated in step S112 and the position information acquired in step S109, and It is stored in the storage unit 1012. After that, the process moves to step S114. On the other hand, if it is determined in step S112 that the third point cannot be estimated, the process moves to step S116. In step S116, the camera CPU 15 displays a warning to the user that the object plane cannot be constructed. After that, the process returns to step S101, and the user specifies the first point again.
- third coordinates third position information
- step S115 If it is determined in step S115 that the drive direction and drive amount determined in step S114 exceed the movable range of the sixth lens group 26 and the eighth lens group 28, the process moves to step S116.
- step S116 the camera CPU 15 displays a warning to the user that the object plane cannot be constructed. After that, the process returns to step S101, and the user specifies the first point again.
- FIGS. 8(a) to 8(d) a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 8(a) to 8(d). Note that in this embodiment, components common to those in the first embodiment are given the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description thereof will be replaced.
- FIGS. 8(a) to 8(d) are explanatory diagrams of a sequence of tilt photography assuming object photography in this embodiment.
- the user specifies a first point 2401 with the camera body 3 so that the first subject 2301 is in focus.
- FIG. 8A shows a state in which a first subject 2301 is in focus and a second subject 2302 is out of focus.
- the camera body 3 acquires the first coordinates (first position information) 2501 based on the Z-axis direction position information and focal length information of the first point 2401 and the first subject 2301, and stores it in the subject storage unit 1012.
- the camera body 3 acquires the first subject range 2411 of the first subject 1301 and determines the type of subject. Note that the method for acquiring the object range and the method for determining the type are well known, so detailed explanation thereof will be omitted.
- FIG. 8B shows a state where the second subject 2302 is in focus and the first subject 2301 is out of focus.
- the camera body 3 acquires the second coordinates (second position information) 2502 based on the Z-axis position information and focal length information of the second point 2402 and the second subject 2302, and stores it in the subject storage unit 1012.
- the camera body 3 acquires the second subject range 2412 of the second subject 2302 and determines the type of subject.
- the camera CPU 15 determines the shooting scene based on the types of the first subject 2301 and the second subject 2302. In this embodiment, it is determined that the scene is a shooting scene for taking pictures of objects.
- the camera CPU 15 calculates a vector 2405 passing through the first coordinate 2501 and the second coordinate 2502.
- the camera CPU 15 sets the third point 2403 so that the in-focus range (range in focus) of the shooting range is widened (preferably maximized). Therefore, the focus plane is changed based on the axis of the vector 2405.
- the focus plane 500 is changed so that the third subject 2303 is also in focus.
- a focus plane 501 is constructed in which the first subject 2301, the second subject 2302, and the third subject 2303 are in focus.
- the photographing range is set so that the in-focus range is maximized, but the focus is set so that the first subject range 2411 and the second subject range 2412 are in focus.
- a focus plane 501 may also be constructed.
- the vector 2405 is calculated and the focus plane is changed based on the axis of the vector 2405, but the third point 2403 is set by searching for the third subject 2303 in advance, and based on that information, the focus plane is changed based on the axis of the vector 2405.
- a third coordinate may be calculated and a focus plane passing through the three coordinates may be set.
- the vector 2405 is calculated, and the focus plane 500 is changed around the axis of the vector 2405, so that the in-focus range of the photographing range is set to be the maximum, but the present invention is not limited to this. do not have.
- the camera body 3 is capable of taking multiple shots when changing the focus plane 500.
- the focus plane may be set by changing it within the range in which the sixth lens group 26 and the eighth lens group 28 can be driven, and at least the driving amount of the sixth lens group 26 and the eighth lens group 28 is the minimum. Alternatively, it is preferable to drive the camera to the maximum position and take multiple shots.
- FIGS. 9(a) and 9(b) a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9(a) and 9(b). Note that in this embodiment, components common to those in the first embodiment are given the same reference numerals as those in the first embodiment, and the description thereof will be replaced.
- FIGS. 9(a) and 9(b) are explanatory diagrams of a sequence of tilt photography assuming miniature photography (diorama photography) in this embodiment.
- the user sets the shooting mode of the camera body 3 to the miniature shooting mode.
- the user specifies a first point 3401 on the camera body 3 so that the subject 3301 is in focus.
- the camera body 3 acquires first coordinates (first position information) 3501 based on the Z-axis direction position information and focal length information of the first point 3401 and the subject 3301, and stores it in the subject storage unit 1012. .
- the camera body 3 acquires second coordinates (second position information) 3502 based on the second point 3402 and the Z-axis position information and focal length information of the subject 3301, and stores it in the subject storage unit 1012. After that, edges 3404 and 3405 of the subject 3301 are detected.
- the object edge detection method is well known, so its explanation will be omitted.
- the camera CPU 15 estimates a third point 3403 from the detected edges 3404 and 3405 so as to perform reverse tilt photography (miniature photography), and while referring to the information on the first coordinates 3501 and the second coordinates 3502, the camera CPU 15 estimates the third point 3403 from the detected edges 3404 and 3405.
- Third position information) 3503 is acquired (calculated).
- the camera CPU 15 controls the second lens group 22 and the sixth lens group 26 so that only the first coordinate 3501, second coordinate 3502, and third coordinate 3503 are in focus. and drives the eighth lens group 28 to establish a focal plane. Specifically, only the subject 3301 is in focus, and the other subjects 3302, 3303, and 3304 are out of focus, allowing miniature-style photography.
- one subject 3301 is selected, but the user may select multiple subjects. Further, in this embodiment, only the range of the subject 3301 is brought into focus, but the invention is not limited to this, and the third coordinates may be set so as to perform reverse tilt photography. Further, in this embodiment, the point specified by the user has been described, but the point is not limited to this, and the point may be specified in a certain range. For example, the instruction may be given within the distance measurement frame of zone AF, and any coordinates that can be calculated may be used.
- the control device (camera CPU 15 or lens CPU 9) of each embodiment has an acquisition section (functions as acquisition section 9a) and a determination section (functions as control section 9b).
- the acquisition unit acquires first position information (first coordinates) and second position information (second coordinates) based on a user's instruction.
- the determining unit determines the focus plane 501 based on the first position information, the second position information, and third position information (third coordinates) not specified by the user.
- a desired object surface can be constructed simply by the user specifying two points. Therefore, it is possible to take a desired photograph, and the working time can be shortened, so that it is possible to improve the convenience of tilt photographing.
- the present invention provides a system or device with a program that implements one or more functions of the embodiments described above via a network or a storage medium, and one or more processors in a computer of the system or device reads and executes the program. This can also be achieved by processing. It can also be realized by a circuit (for example, ASIC) that realizes one or more functions.
- a circuit for example, ASIC
- each embodiment it is possible to provide a control device, an imaging device, a lens device, a control method, and a program that can improve convenience during tilt photography.
Landscapes
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Abstract
【課題】ティルト撮影の際の利便性を向上させることが可能な制御装置を提供する。 【解決手段】撮像素子(1106)を備える撮像装置(3)と、撮像素子の撮像面に対してピント面(501)を傾けるための少なくとも一つの光学部材を含む光学系を備えるレンズ装置(2)とを有するカメラシステム(1)に用いられる制御装置(9、15)であって、制御装置は、ユーザの指示に基づいて第1位置情報(1501)および第2位置情報(1502)を取得する取得部と、ユーザにより指示されない第3位置情報(1503)を決定し、第1位置情報と第2位置情報と第3位置情報とからピント面を構築する決定部とを有する。
Description
本発明は、制御装置、撮像装置、レンズ装置、制御方法、およびプログラムに関する。
従来、撮像光学系の光軸に対して傾いた物体面にピントを合わせるようにピント面を傾けるティルト効果を有する光学系が知られている。
特許文献1には、上下方向および左右方向におけるティルト角度の算出方法が開示されている。特許文献2には、2つの領域の合焦度を用いたティルト駆動方法が開示されている。
特許文献1に開示されている算出方法では、上下方向および左右方向以外の方向におけるティルト角度を算出することができないため、例えば斜め方向などの駆動の際には適切なピント面を設定できない可能性がある。特許文献2に開示されているティルト駆動方法では、2つの領域の合焦度以外の情報を用いることが開示されていないため、2つの領域が近い場合などに所望のピント面を設定できない可能性がある。
そこで本発明は、ティルト撮影の際の利便性を向上させることが可能な制御装置を提供することを目的とする。
本発明の一側面としての制御装置は、撮像素子を備える撮像装置と、前記撮像素子の撮像面に対してピント面を傾けるための少なくとも一つの光学部材を含む光学系を備えるレンズ装置とを有するカメラシステムに用いられる制御装置であって、ユーザの指示に基づいて第1位置情報および第2位置情報を取得する取得部と、ユーザにより指示されない第3位置情報を決定し、前記第1位置情報と前記第2位置情報と前記第3位置情報とから前記ピント面を構築する決定部とを有する。
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、ティルト撮影の際の利便性を向上させることが可能な制御装置を提供することができる。
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。各図において、同一の部材については同一の参照符号を付し、重複する説明は省略する。
(第1実施形態)
まず、図1(a)、(b)乃至図3を参照して、本発明の第1実施形態におけるカメラシステム(撮像システム)1について説明する。図1(a)はカメラシステム1の断面図、図1(b)はレンズCPU9のブロック図である。図2は、レンズCPU9の制御方法を示すフローチャートである。図3は、カメラシステム1のブロック図である。
まず、図1(a)、(b)乃至図3を参照して、本発明の第1実施形態におけるカメラシステム(撮像システム)1について説明する。図1(a)はカメラシステム1の断面図、図1(b)はレンズCPU9のブロック図である。図2は、レンズCPU9の制御方法を示すフローチャートである。図3は、カメラシステム1のブロック図である。
図1(a)および図3に示されるように、カメラシステム1は、レンズ装置2およびカメラ本体(撮像装置)3を有する。レンズ装置2とカメラ本体3は、レンズ装置2に設けられたマウント5とカメラ本体3に設けられた不図示のマウントを介して接続され、レンズ装置2に設けられたレンズ通信部17とカメラ本体3に設けられたカメラ通信部18を介して互いに通信可能である。レンズ通信部17とカメラ通信部18にはそれぞれ、カメラ本体3からレンズ装置2に電源を供給するための接点1009,1010が含まれている。なお本実施形態では、図1の上下方向(重力方向)をY軸方向、レンズ装置2に含まれる光学系の光軸Oに平行な方向をZ軸方向、Y軸方向およびZ軸方向と直交する方向をX軸方向と定める。
カメラ本体3は、撮像素子1106、表示部1108、カメラCPU15、およびファインダ16を有する。カメラCPU15が不図示のシャッタを制御することで、レンズ装置2を通して結像した像を任意の時間だけ撮像素子1106に露光し、撮影することができる。表示部1108は、撮影画像、およびカメラシステム1の各種設定を変更するための設定画面を表示する。本実施形態では、表示部1108は、カメラ本体3の背面に設けられ、タッチパネル機能を備える。ユーザは、ファインダ16を覗き込むことで撮影画像の確認や視線入力を行うことができる。
レンズ装置2は、光学系、ズーム操作環6、案内筒7、カム筒8、レンズCPU9、および絞り機構11を有する。光学系(撮像光学系)は、第1レンズ群21、第2レンズ群22、第3レンズ群23、第4レンズ群24、第5レンズ群25、第6レンズ群26、第7レンズ群27、第8レンズ群28、第9レンズ群29、および第10レンズ群30を備える。本実施形態では、光学系に含まれる少なくとも一つのレンズ群(光学部材)を移動させることで、撮像素子1106の撮像面に対してピント面を傾けるティルト効果と撮影範囲を移動させるシフト効果との少なくとも一方を得ることができる。
各レンズ群は、カムフォロアを有する鏡筒により保持される。カムフォロアは、案内筒7に設けられた光軸Oに平行な直進溝とカム筒8に設けられた光軸Oに対して傾きを持つ溝に係合する。ズーム操作環6が回転すると、カム筒8が回転し、各レンズのZ軸方向の位置関係が変化する。これにより、レンズ装置2の焦点距離が変化する。レンズ装置2の焦点距離は、ズーム操作環6の回転量を検出する不図示のズーム位置検出部によって検出可能である。レンズCPU9は、絞り機構11を制御することで、光学系の開口径を変化させる。なお本実施形態において、各レンズ群は、一枚のレンズまたは複数枚のレンズのいずれであってもよい。
第2レンズ群22は、Z軸方向へ移動することで合焦を行うフォーカス群(フォーカス部材)である。レンズCPU9は、第2レンズ群22の移動量を検出する検出部からの検出信号を用いて、振動アクチュエータ31を介して第2レンズ群22を制御する。
レンズ装置2は、撮像素子1106の撮像面に対してピント面を傾けるティルト部材を有する。本実施形態において、ティルト部材は、光軸Oと直交する方向に移動可能な第6レンズ群(第1光学部材)26および第8レンズ群(第2光学部材)28である。本実施形態において、第6レンズ群26と第8レンズ群28を光軸Oと直交する方向へ移動させることで、ティルト効果やシフト効果を得ることができる。具体的には、第6レンズ群26および第8レンズ群28が共に、正の屈折力または負の屈折力を有する場合、第6レンズ群26と第8レンズ群28とが反対方向に移動することで、ティルト効果を発生させる。逆に、第6レンズ群26と第8レンズ群28とが同一方向に移動することで、シフト効果を発生させる。一方、第6レンズ群26および第8レンズ群28が、正と負の互いに異なる符号の屈折力を有する場合、第6レンズ群26と第8レンズ群28とが同一方向に移動することで、ティルト効果を発生させる。逆に、第6レンズ群26と第8レンズ群28とが反対方向に移動することで、シフト効果を発生させる。
レンズCPU9は、第6レンズ群26の移動量を検出する不図示の検出部からの信号を用いて、駆動部を介して第6レンズ群26を制御する。またレンズCPU9は、第8レンズ群28の移動量を検出する不図示の検出部からの信号を用いて、駆動部を介して第8レンズ群28を制御する。第6レンズ群26と第8レンズ群28を移動させる駆動部は、例えば、ステッピングモータやボイスコイルモータ(VCM)である。なお、レンズを倒す(回転させる)ことでティルト効果を得ることも可能である。
図1(b)に示されるように、レンズCPU(制御装置)9は、取得部9aと制御部9bとを備え、レンズ装置2の各構成部の動作を制御する。取得部9aは、指示された被写体に関する情報を取得する。制御部9bは、指示された被写体に関する情報に基づく被写体面(ピント面)を構築するための被写体の位置に関する情報を取得する。なお、レンズCPU9は、本実施形態ではレンズ装置2内に搭載されているが、レンズ装置2とは異なる制御装置として構成されていてもよい。また、カメラCPU15が取得部9aと制御部9bの少なくとも一部の機能を備えるように構成されていてもよい。
レンズCPU9は、図2に示されるように制御を行う。まずステップS1において、取得部9aは、指示された被写体に関する情報を取得する。続いてステップS2において、制御部9bは、指示された被写体に関する情報に基づく被写体面を構築するための被写体の位置に関する情報を取得する。
図3に示されるように、カメラCPU(制御装置)15は、マイクロコンピュータにより構成され、カメラ本体3内の各部の動作を制御する。またカメラCPU15は、レンズ装置2がカメラ本体3に装着された場合、レンズ通信部17とカメラ通信部18を介して、レンズCPU9との通信を行う。カメラCPU15がレンズCPU9に送信する情報(信号)には、第2レンズ群22の移動量情報や、ピントずれ情報が含まれる。また、加速度センサ等のカメラ姿勢検出部1110からの信号に基づくカメラ本体3の姿勢情報が含まれる。更に、ユーザがピントを合わせたい所望の被写体を指示するTS指示部1109からの信号に基づく被写体の被写体距離情報や、所望の撮影範囲(画界)を指示する撮影範囲情報等が含まれる。
レンズCPU9がカメラCPU15に送信する情報(信号)は、例えば、レンズの撮像倍率等の光学情報、およびレンズ装置2に搭載されたズームや防振等のレンズ機能情報を含む。また、ジャイロセンサや加速度センサ等のレンズ姿勢検出部1008からの信号に基づくレンズ装置2の姿勢情報が含まれていてもよい。
電源スイッチ1101は、ユーザにより操作可能なスイッチであり、カメラCPU15の起動、およびカメラシステム1内の各アクチュエータやセンサ等への電源供給を開始させるために使用される。レリーズスイッチ1102は、ユーザにより操作可能なスイッチであり、第1ストロークスイッチSW1と第2ストロークスイッチSW2とを備える。レリーズスイッチ1102からの信号は、カメラCPU15に入力される。カメラCPU15は、第1ストロークスイッチSW1からのON信号の入力に応じて、撮影準備状態に入る。撮影準備状態では、測光部1103による被写体輝度の測定と、焦点検出部1104による焦点検出が行われる。
カメラCPU15は、測光部1103による測光結果に基づいて絞り機構11の絞り値や撮像素子1106の露光量(シャッタ秒時)等を演算する。また、カメラCPU15は、焦点検出部1104により検出される光学系の焦点情報(デフォーカス量およびデフォーカス方向)に基づいて、第2レンズ群22の移動量(駆動方向を含む)を決定する。第2レンズ群22の移動量に関する情報は、レンズCPU9に送信される。
本実施形態では、前述したように、第6レンズ群26と第8レンズ群28を光軸Oと直交する方向へ移動させることで、ティルト効果およびシフト効果を得ることができる。カメラCPU15は、TS指示部1109によって指示された所望の被写体に対してピントを合わせるためのティルト駆動量を演算する。TS指示部1109は、本実施形態では、タッチパネル機能を備える表示部1108に含まれる。また、カメラCPU15は、現在の撮影範囲から、TS指示部1109によって指示された撮影範囲に変更するシフト駆動量を演算する。カメラCPU15は、取得した駆動量に関する情報をレンズCPU9に送信する。第6レンズ群26と第8レンズ群28は、上述した駆動量に関する情報に基づいて制御される。
なお、TS指示部1109によって指示される被写体の数は、複数でもよい。仮に距離が異なる被写体が指示された場合でも、ティルト効果によって傾いた被写体面上に位置していれば、ピントを合わせることが可能である。また、TS指示部1109は、カメラ本体3ではなく、レンズ装置2に設けられてもよい。また、TS指示部1109の機能を、カメラシステム1に既に設けられている操作部に割り当ててもよい。
カメラCPU15は、所定の撮影モードに設定されると、不図示の防振レンズの偏芯駆動、すなわち手振れ防振動作の制御を開始する。なお、レンズ装置2が防振機能を有さない場合、手振れ防振動作は行われない。また、カメラCPU15は、第2ストロークスイッチSW2からのON信号の入力に応じてレンズCPU9に対して絞り駆動命令を送信し、絞り機構11を予め取得した絞り値に設定する。また、カメラCPU15は、露光部1105に露光開始命令を送信し、不図示のミラーの退避動作や不図示のシャッタの開放動作を行わせる。なお、カメラ本体3がミラーレスカメラである場合、退避動作は行われない。更に、カメラCPU15は、撮像素子1106に被写体像の光電変換、すなわち露光動作を行わせる。
撮像素子1106からの撮像信号は、カメラCPU15内の信号処理部にてデジタル変換され、更に各種補正処理が施されて画像信号として出力される。画像信号(データ)は、フラッシュメモリ等の半導体メモリ、磁気ディスク、および光ディスク等の画像記録部1107に保存される。
表示部1108は、撮影時、撮像素子1106により撮像された画像を表示することができる。また、表示部1108は、画像記録部1107に記録された画像を表示することができる。
次に、レンズ装置2の内部の制御フローについて説明する。フォーカス操作回転検出部1002は、フォーカス操作環19の回転を検出する。絞り操作回転検出部1011は、絞り操作環20の回転を検出する。ズーム操作回転検出部1003は、ズーム操作環6の回転を検出する。被写体記憶部1012は、TS指示部1109によって指示された被写体の、撮影範囲における空間上の位置(撮像素子1106を基準とする空間における位置情報)を記憶する。ここで、空間上の位置とは、被写体距離や、撮像素子1106を基準とする空間座標系の座標情報である。
TS操作検出部1001は、ティルト効果およびシフト効果を得るためのマニュアル操作部と、マニュアル操作部の操作量を検出するセンサとを含む。IS駆動部1004は、防振動作を行う防振レンズの駆動アクチュエータと駆動アクチュエータの駆動回路とを含む。なお、レンズ装置2が防振機能を有さない場合、上記構成は不要である。フォーカス駆動部1006は、第2レンズ群22と移動量情報に応じて第2レンズ群22をZ軸方向へ移動させる振動アクチュエータ31とを含む。移動量情報は、カメラCPU15からの信号に基づいて決定されてもよく、または、フォーカス操作環19を操作することで出力される信号に基づいて決定されてもよい。
電磁絞り駆動部1005は、カメラCPU15からの絞り駆動命令を受けたレンズCPU9からの指示に応じて、または絞り操作環20を介したユーザの指示に応じて、絞り機構11を指示された絞り値に相当する開口状態に変化させる。TS駆動部1007は、カメラCPU15からの被写体距離、位置情報、および撮影範囲情報に基づくレンズCPU9からの指示に応じて第6レンズ群26と第8レンズ群28を移動させる。レンズCPU9は、所望のピントを得るため、TS駆動部1007とフォーカス駆動部1006を最適に動作するように制御する。また、レンズ装置2は第6レンズ群26と第8レンズ群28のシフト動作によって被写体距離が変わらなくてもピントが変化する光学特性を備え、該光学特性に合わせてTS駆動部1007とフォーカス駆動部1006は最適に動作するように制御される。
なお、レンズ装置2の内部には、レンズCPU9に電気的に接続されたジャイロセンサが設けられている。ジャイロセンサは、カメラシステム1の角度振れである縦(ピッチ方向)振れと横(ヨー方向)振れのそれぞれの角速度を検出し、検出値を角速度信号としてレンズCPU9に出力する。レンズCPU9は、ジャイロセンサからのピッチ方向およびヨー方向の角速度信号を電気的または機械的に積分して、それぞれの方向での変位量であるピッチ方向振れ量およびヨー方向振れ量(これらをまとめて角度振れ量という)を演算する。
レンズCPU9は、上述した角度振れ量と平行振れ量の合成変位量に基づいてIS駆動部1004を制御して防振レンズ(不図示)を移動させ、角度振れ補正および平行振れ補正を行う。なお、レンズ装置2が防振機能を有さない場合、上記構成は不要である。また、レンズCPU9は、ピント振れ量に基づいてフォーカス駆動部1006を制御して第2レンズ群22をZ軸方向へ移動させ、ピント振れ補正を行う。
ここで、レンズ装置2において、レンズCPU9は、ジャイロセンサからの出力に基づいて演算されたレンズ装置2の振れや変位量に基づいて、TS駆動部1007の制御を行う。例えば、カメラ本体3を手持ちで撮影する際に手振れが発生した場合、被写体に対して被写体面がずれる。しかしながら、カメラ本体3は、被写体記憶部1012に被写体の位置が記憶されているため、手振れを補正して被写体に被写体面を合わせ続けるTS駆動部1007の制御が可能である。TS駆動部1007を制御するため、カメラ本体3に搭載された加速度センサの信号が使用される場合がある。なお、レンズ装置2にジャイロセンサに加え、加速度センサが搭載されていてもよい。
次に、図4(a)~(c)を参照して、シャインプルーフの原理について説明する。図4(a)は、撮像面1200に対して光学系1201の光軸が傾いていない場合のピントの合う範囲を示している。図4(b)は、撮像面1200に対して光学系1201の光軸が傾いている場合のピントの合う範囲を示している。シャインプルーフの原理とは、図4(b)に示されるように、撮像面1200と、光学系の主面1203とが交点1204で交わる場合、ピントの合う被写体面1202も交点1204を通るというものである。したがって、撮像面1200に対して光学系1201の光軸が傾いている場合、シャインプルーフの原理により被写体の側のピントの合う範囲が決定される。撮影したい被写体が奥行きを持つ場合、その奥行きに沿うように被写体面1202を傾けることで、被写体の手前から奥までピントを合わせることができる。一方、光学系1201の主面1203を奥行きのある被写体の傾きと反対方向へティルトさせることにより、被写体の奥行き方向に対して被写体面1202を直角に近い角度で交差させることも可能である。この場合、ピントの合う範囲を極端に狭くすることができるので、ジオラマ風の画像を取得することができる。
本実施形態では、図4(c)に示されるように、光学系1201の偏芯による像面倒れを利用することで、撮像面1200を像面倒れθimgだけ倒すことなく、被写体面1202の傾きθobjを発生させる。しかしながら、光学系1201のみで被写体面1202の傾きθobjを発生させると、光学系1201の偏芯量が増え、構図ズレが大きくなる。そこで、偏芯時の収差変動が小さくなるように設計されたレンズを偏芯させることが好ましい。本実施形態では、ティルト効果を変更するために、被写体面の傾きを発生させる第6レンズ群26と偏芯時の収差変動を小さくする第8レンズ群28を偏芯動作させる。
次に、図5を参照して、撮像素子1106を基準とする空間での被写体面(ピント面500)について説明する。図5は、撮像素子1106を基準とする空間でのピント面500の説明図である。カメラシステム1は、例えば赤外光を用いた不図示の焦点検出システムまたは撮像素子1106に搭載された焦点検出機能により、第1被写体1301および第2被写体1302のZ軸方向の位置情報を取得可能である。またカメラシステム1は、撮像素子1106の撮像面における第1被写体1301および第2被写体1302の結像位置に基づいて、X軸方向およびY軸方向の位置情報を取得可能である。
本実施形態では、ユーザが表示部1108上をタッチ操作することで被写体を指示し、指示された被写体の位置に関する情報を取得可能である。例えば、ユーザが表示部1108上の点である第1点1401を指定すると、カメラ本体3は第1被写体1301の位置に関する情報である第1座標(第1位置情報)1501を取得する。取得された情報は、被写体記憶部1012に保存される。レンズ装置2の不図示のメモリは、第6レンズ群26と第8レンズ群28の移動量および移動方向とピント面500の光軸Oに対する倒れ量との関係を示すテーブルデータを記憶している。カメラCPU15やレンズCPU9は、被写体記憶部1012に保存された位置情報とテーブルデータとを用いて演算を行い、演算結果に基づいて第6レンズ群26と第8レンズ群28を制御し、ピント面500が構築される。なお、テーブルデータでなく、例えばレンズ移動量とピント面500の倒れ量との関係を所定の計算式で演算し、演算結果を用いて第6レンズ群26と第8レンズ群28を制御してもよい。また、第6レンズ群26や第8レンズ群28を徐々に移動させ、各被写体の合焦レベルを判定することで、ピント面500を構築してもよい。
次に、図6(a)~(e)を参照して、本実施形態におけるティルト効果を用いた撮影について説明する。図6(a)~(e)は、人物撮影を想定したティルト撮影の一連の流れの説明図である。
まず、図6(a)に示されるように、第1被写体1301にピントが合うようにユーザがカメラ本体3で第1点1401を指定する。図6(a)は、第1被写体1301にピントが合っていて、第2被写体1302にはピントが合っていない状態を示している。このとき、カメラ本体3は、第1点1401と第1被写体1301のZ軸方向の位置情報および焦点距離情報に基づいて、第1座標(第1位置情報)1501を取得し、被写体記憶部1012に記憶する。またこのとき、カメラ本体3は、図6(b)に示されるように、第1被写体1301の第1被写体範囲1404を取得する。なお、被写体範囲(被写体の大きさ、面積)の取得方法は、公知であるため、その詳細の説明は省略する。
続いて、図6(c)に示されるように、カメラ本体3は、第1被写体範囲1404から第3点1403を推定する。そしてカメラ本体3は、第1被写体1301のZ軸方向の位置情報と第3点1403の位置および焦点距離情報に基づいて、第3座標(第3位置情報)1503を算出し、被写体記憶部1012に記憶する。第3点1403は、第1被写体範囲1404内において、第1点1401との距離が最大となるように選択されることが好ましいが、第1点1401から離れた位置(第1点1401と異なる位置)に指定されればよい。例えば、直立の人物撮影の場合、第1点として顔が指定されている場合、第3点として足が指定されることが好ましい。
続いて、図6(d)に示されるように、第2被写体1302にピントが合うようにユーザがカメラ本体3で第2点1402を指定する。図6(d)は、第2被写体1302にピントが合っていて、第1被写体1301にはピントが合っていない状態を示している。このとき、カメラ本体3は、第2点1402と第2被写体1302のZ軸方向の位置情報および焦点距離情報に基づいて、第2座標(第2位置情報)1502を取得し、被写体記憶部1012に記憶する。
続いて、カメラCPU15は、ユーザが指定した第1座標1501および第2座標1502と、カメラ本体3が推定した第3座標1503と、テーブルデータとを用いて、ピント面501を構築するために必要な演算を行う。その結果に基づいて、第6レンズ群26と第8レンズ群28および第2レンズ群22が制御され、ピント面501が構築される。ピント面501が構築されることで第1被写体1301と第2被写体1302とにピントがあったティルト撮影が可能になる。
ユーザはピントを合わせたい2点を指定するのみで、ユーザが3点目を指定することなくティルト撮影が可能となるため、ティルト撮影の利便性を向上させることができる。
また、ピント面501を構築する際に、第2レンズ群22、第6レンズ群26、第8レンズ群28の移動のみで構築することが困難な場合、カメラ本体3は絞り機構11を駆動させることで、ピントが合う範囲を変更することが可能である。これにより、ピントが合う範囲を拡大縮小できるため、所望の撮影画像が得やすくなる。
本実施形態では、ユーザが指定した第1座標1501、第2座標1502およびカメラ本体3が推定した第3座標1503の3点を取得してから、ピント面(被写体面)501を構築する手法について説明した。しかしながら、図6(c)、(e)に示されるように、第1座標1501と第3座標1503を通るベクトル1405を算出し、ベクトル1405の軸回りに被写体面を回転させながら第2座標1502にピントが合うように、ピント面501を構築してもよい。
また本実施形態では、第1被写体1301の第1被写体範囲1404から第3点1403を推定し、第3座標1503を取得するが、第2被写体1302の被写体範囲を検出し、その範囲から第3点1403を推定し、第3座標1503を取得してもよい。
次に、図7を参照して、本実施形態におけるティルト撮影(制御方法)について詳述する。図7は、ティルト撮影を示すフローチャートである。なお図7の各ステップは、カメラCPU15(取得部および決定部としての機能)が実行するものとして説明するが、これに限定されるものではない。図7の各ステップは、カメラCPU15またはレンズCPU9のいずれによって実行してもよく、カメラCPU15とレンズCPU9が各ステップを分担して実行してもよい。すなわち、図7の各ステップは、カメラCPU15またはレンズCPU9の少なくとも一方により、またはカメラCPU15またはレンズCPU9の少なくとも一方の指示に基づいて実行される。また、カメラCPU15またはレンズCPU9とは物理的に離れた制御装置が少なくとも一部のステップを実行するように構成してもよい。
まずステップS101において、ユーザが1点目を指定する。続いてステップS102において、カメラCPU15は、不図示の焦点検出システム(測距部)を用いて、ユーザが指定した1点目に存在する被写体のZ軸方向の位置情報(距離情報)を取得する。続いてステップS103において、カメラCPU15は、撮像素子1106の撮像面における被写体の結像位置に基づいて、X軸方向およびY軸方向の位置情報を取得する。そしてカメラCPU15は、X軸方向およびY軸方向の位置情報と、ステップS102にて取得したZ軸方向の位置情報とに基づいて、3次元座標である第1座標(第1位置情報)を取得(算出)し、被写体記憶部1012に記憶する。
続いてステップS104において、カメラCPU15は、撮像素子1106から出力された画像データから検出された被写体情報に基づいて、ステップS101にてユーザが指定した1点目に存在する被写体の範囲(大きさ、面積)および種類を検出する。続いてステップS105において、カメラCPU15は、ステップS104にて検出した被写体の範囲、種類から3点目が推定可能か否かを判定する。カメラCPU15が3点目を推定可能であると判定した場合、ステップS106に移行する。一方、カメラCPU15が3点目を推定できないと判定した場合、ステップS107に移行する。ステップS106において、カメラCPU15は、ステップS105にて推定した3点目とステップS102にて取得した位置情報とに基づいて、第3座標を算出し、被写体記憶部1012に記憶する。
ステップS107において、ユーザが2点目を指定する。続いてステップS108において、カメラCPU15は、不図示の焦点検出システムを用いて、ユーザが指定した2点目に存在する被写体のZ軸方向の位置情報(距離情報)を取得する。続いてステップS109において、カメラCPU15は、撮像素子1106の撮像面における被写体の結像位置からX軸方向およびY軸方向の位置情報を取得する。そしてカメラCPU15は、X軸方向およびY軸方向の位置情報と、ステップS108にて取得したZ軸方向の位置情報とに基づいて、3次元座標である第2座標(第2位置情報)を取得(算出)し、被写体記憶部1012に記憶する。
続いてステップS110において、カメラCPU15は、第3座標を記憶済みか否かを判定する。第3座標が記憶済みであると判定された場合、ステップS114に移行する。ステップS114において、カメラCPU15は、ティルト駆動方向と駆動量を算出し、第6レンズ群26と第8レンズ群28と第2レンズ群22の駆動方向、駆動量を決定する。続いてステップS115において、カメラCPU15は、ステップS114にて決定した駆動方向、駆動量が第6レンズ群26と第8レンズ群28の可動領域を超えていないか否かに基づいて、ティルト駆動可能か否かを判定する。ティルト駆動可能であると判定された場合、ステップS117に移行し、カメラCPU15は、第6レンズ群26と第8レンズ群28と第2レンズ群22を駆動させて、ピント面501を構築する。続いてステップS118において、カメラCPU15は、撮影動作を行い、撮像画像を画像記録部1107に保存し、本フローを終了する。
一方、ステップS110にて第3座標が記憶されていないと判定された場合、ステップS111に移行する。ステップS111において、カメラCPU15は、撮像素子1106から出力された画像データから検出された被写体情報に基づいて、ステップS107にてユーザが指定した2点目に存在する被写体の範囲および種類を検出する。続いてステップS112において、カメラCPU15は、ステップS111にて検出した被写体の範囲および種類に基づいて、3点目が推定可能か否かを判定する。3点目を推定可能であると判定された場合、ステップS113に移行する。ステップS113において、カメラCPU15は、ステップS112にて推定した3点目とステップS109にて取得した位置情報とに基づいて、3次元座標である第3座標(第3位置情報)を算出し、被写体記憶部1012に記憶する。その後、ステップS114へ移行する。一方、ステップS112にて3点目を推定できないと判定された場合、ステップS116に移行する。ステップS116において、カメラCPU15は、ユーザに対して、被写体面を構築できないという警告表示を行う。その後、ステップS101に戻り、ユーザは再度、第1点を指定する。
ステップS115にてステップS114で決定した駆動方向、駆動量が第6レンズ群26と第8レンズ群28の可動領域を超えていると判定された場合、ステップS116へ移行する。ステップS116において、カメラCPU15は、ユーザに対して、被写体面を構築できないという警告表示を行う。その後、ステップS101に戻り、ユーザは再度、第1点を指定する。
(第2実施形態)
次に、図8(a)~(d)を参照して、本発明の第2実施形態について説明する。なお本実施形態において、第1実施形態と共通する構成要素については、第1実施形態と同符号を付して説明に代える。
次に、図8(a)~(d)を参照して、本発明の第2実施形態について説明する。なお本実施形態において、第1実施形態と共通する構成要素については、第1実施形態と同符号を付して説明に代える。
図8(a)~(d)は、本実施形態における物撮りを想定したティルト撮影の一連の流れの説明図である。まず、図8(a)に示されるように、第1被写体2301にピントが合うようにユーザがカメラ本体3で第1点2401を指定する。図8(a)は、第1被写体2301にピントが合っていて、第2被写体2302にはピントが合っていない状態を示している。このときカメラ本体3は、第1点2401と第1被写体2301のZ軸方向の位置情報および焦点距離情報に基づいて、第1座標(第1位置情報)2501を取得し、被写体記憶部1012に記憶する。またこのとき、カメラ本体3は、第1被写体1301の第1被写体範囲2411を取得し、被写体の種類を判別する。なお、被写体範囲の取得方法および種類の判別方法は、公知であるため、それらの詳細の説明は省略する。
続いて、図8(b)に示されるように、第2被写体2302にピントが合うようにユーザがカメラ本体3で第2点2402を指定する。図8(b)は、第2被写体2302にピントが合っていて、第1被写体2301にはピントが合っていない状態を示している。このときカメラ本体3は、第2点2402と第2被写体2302のZ軸方向の位置情報および焦点距離情報に基づいて、第2座標(第2位置情報)2502を取得し、被写体記憶部1012に記憶する。またこのとき、カメラ本体3は、第2被写体2302の第2被写体範囲2412を取得し、被写体の種類を判別する。カメラCPU15は、第1被写体2301および第2被写体2302の種類に基づいて、撮影シーンを判定する。本実施形態では、物撮りの撮影シーンであると判定される。
続いて、図8(c)に示されるように、カメラCPU15は、第1座標2501と第2座標2502を通るベクトル2405を算出する。撮影シーンとして物撮りであると判定された場合、カメラCPU15は、撮影範囲の合焦範囲(ピントが合う範囲)が広くなるように(好ましくは最大になるように)、第3点2403を設定するため、ベクトル2405の軸を基準にピント面を変化させる。具体的には、図8(c)では第3被写体2303にもピントが合うようにピント面500を変化させる。その結果、図8(d)に示されるように、第1被写体2301、第2被写体2302、第3被写体2303にピントが合ったピント面501が構築される。
このように、ユーザはピントを合わせたい2点を指定するのみで、ユーザが3点目を指定することなくティルト撮影が可能となるため、ティルト撮影の利便性を向上させることができる。
本実施形態では、物撮りであると判定された場合、撮影範囲のピントが合う範囲が最大となるように設定されるが、第1被写体範囲2411および第2被写体範囲2412にピントが合うようにピント面501を構築してもよい。また本実施形態では、ベクトル2405を算出して、ベクトル2405の軸を基準にピント面を変化させるが、予め第3被写体2303を探索することで第3点2403を設定し、その情報に基づいて第3座標を算出し、3つの座標を通るピント面を設定してもよい。
なお本実施形態では、ベクトル2405を算出し、ベクトル2405の軸まわりにピント面500を変化させ、撮影範囲のピントが合う範囲が最大となるように設定されるが、これに限定されるものではない。カメラ本体3は、ピント面500を変化させる際に、複数回の撮影を行うことが可能である。ピント面の設定方法としては、第6レンズ群26、第8レンズ群28の駆動可能な範囲内で変化させればよく、少なくとも、第6レンズ群26、第8レンズ群28の駆動量が最小または最大となる位置まで駆動し、複数回の撮影を行うことが好ましい。
これにより、第1被写体2301と第2被写体2302の指定した点にピントが合った複数の写真を取得することができる。その結果、ユーザは、後から所望の範囲にピントがあった写真を選択することができるため、ティルト撮影の利便性を更に向上させることが可能である。
(第3実施形態)
次に、図9(a)、(b)を参照して、本発明の第3実施形態について説明する。なお本実施形態において、第1実施形態と共通する構成要素については、第1実施形態と同符号を付して説明に代える。
次に、図9(a)、(b)を参照して、本発明の第3実施形態について説明する。なお本実施形態において、第1実施形態と共通する構成要素については、第1実施形態と同符号を付して説明に代える。
図9(a)、(b)は、本実施形態におけるミニチュア撮影(ジオラマ撮影)を想定したティルト撮影の一連の流れの説明図である。まず、ユーザは、カメラ本体3の撮影モードをミニチュア撮影モードに設定する。図9(a)において、ユーザは、被写体3301にピントが合うように、カメラ本体3で第1点3401を指定する。このときカメラ本体3は、第1点3401と被写体3301のZ軸方向の位置情報および焦点距離情報に基づいて、第1座標(第1位置情報)3501を取得し、被写体記憶部1012に記憶する。
続いてユーザは、被写体3301の第1点3401とは異なる点として、第2点3402を指定する。カメラ本体3は、第2点3402と被写体3301のZ軸方向の位置情報および焦点距離情報に基づいて、第2座標(第2位置情報)3502を取得し、被写体記憶部1012に記憶する。その後、被写体3301のエッジ3404、3405を検出する。被写体のエッジ検出方法は、公知であるため、その説明は省略する。カメラCPU15は、検出したエッジ3404、3405から逆ティルト撮影(ミニチュア撮影)となるように第3点3403を推定し、第1座標3501および第2座標3502の情報を参照しながら、第3座標(第3位置情報)3503を取得(算出)する。
その後、図9(b)に示されるように、カメラCPU15は、第1座標3501と第2座標3502と第3座標3503のみにピントが合うように、第2レンズ群22と第6レンズ群26と第8レンズ群28を駆動させ、ピント面を構築する。具体的には、被写体3301のみにピントが合い、その他の被写体3302、3303、3304はピントが合っていない状態になることで、ミニチュア風撮影の撮影が可能となる。
このように、ユーザはピントを合わせたい2点を指定するのみで、ユーザが3点目を指定することなくティルト撮影が可能となるため、ティルト撮影の利便性を向上させることができる。
なお本実施形態では、1つの被写体3301を選択するが、複数の被写体をユーザが選択してもよい。また本実施形態では、被写体3301の範囲のみにピントが合うようにするが、これに限定されるものではなく、逆ティルト撮影になるように第3座標が設定されればよい。また本実施形態では、ユーザが指定する点を説明したが、これに限定されるものではなく、ある範囲をもった面で指示されてもよい。例えば、ゾーンAFの測距枠の範囲で指示されてもよく、座標を算出できるものであればよい。
以上のように、各実施形態の制御装置(カメラCPU15またはレンズCPU9)は、取得部(取得部9aとしての機能)と決定部(制御部9bとしての機能)とを有する。取得部は、ユーザの指示に基づいて第1位置情報(第1座標)および第2位置情報(第2座標)を取得する。決定部は、第1位置情報および第2位置情報と、ユーザにより指示されない第3位置情報(第3座標)とに基づいて、ピント面501を決定する。各実施形態によれば、ユーザが2点を指示するだけで、所望の被写体面を構築することができる。このため、所望の撮影が可能となり、作業時間を短くすることができるため、ティルト撮影の利便性を向上させることが可能である。
(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。
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、ティルト撮影の際の利便性を向上させることが可能な制御装置、撮像装置、レンズ装置、制御方法、およびプログラムを提供することができる。
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。
Claims (24)
- 撮像素子を備える撮像装置と、前記撮像素子の撮像面に対してピント面を傾けるための少なくとも一つの光学部材を含む光学系を備えるレンズ装置とを有するカメラシステムに用いられる制御装置であって、
ユーザの指示に基づいて第1位置情報および第2位置情報を取得する取得部と、
ユーザにより指示されない第3位置情報を決定し、前記第1位置情報と前記第2位置情報と前記第3位置情報とから前記ピント面を構築する決定部と、を有することを特徴とする制御装置。 - 前記決定部は、撮像素子から出力された画像データに基づいて前記第3位置情報を決定することを特徴とする請求項1に記載の制御装置。
- 前記決定部は、前記画像データから検出された被写体情報に基づいて前記第3位置情報を決定することを特徴とする請求項2に記載の制御装置。
- 前記被写体情報は、被写体の種類、被写体の範囲、または被写体のエッジに関する情報の少なくとも一つであることを特徴とする請求項3に記載の制御装置。
- 前記決定部は、前記第1位置情報または前記第2位置情報に対応する前記被写体の範囲に基づいて、前記被写体の合焦範囲が広くなるように前記第3位置情報を決定することを特徴とする請求項4に記載の制御装置。
- 前記決定部は、撮影シーンに基づいて前記第3位置情報を決定することを特徴とする請求項1に記載の制御装置。
- 前記撮影シーンは、撮像素子から出力された画像データに基づいて決定されることを特徴とする請求項6に記載の制御装置。
- 前記撮影シーンは、前記画像データから検出された被写体情報に基づいて決定されることを特徴とする請求項7に記載の制御装置。
- 前記撮影シーンは、ユーザにより設定されるモードに基づいて決定されることを特徴とする請求項6に記載の制御装置。
- 前記決定部は、焦点距離、フォーカス位置、または絞り値に関する情報の少なくとも一つに基づいて、前記第3位置情報を決定することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか一項に記載の制御装置。
- 前記決定部は、絞り値を変更しながら前記第3位置情報を決定することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか一項に記載の制御装置。
- 前記決定部は、
前記第1位置情報および前記第2位置情報に基づいて回転軸を決定し、
前記第3位置情報を変化させることで、前記回転軸の回りに前記ピント面を回転させることを特徴とする請求項1に記載の制御装置。 - 撮像素子の撮像面に対して前記ピント面を傾けるティルト部材、または、フォーカス調整を行うフォーカス部材の少なくとも一つを駆動する駆動部を更に有することを特徴とする請求項1乃至12のいずれか一項に記載の制御装置。
- 前記決定部は、撮像素子の撮像面に対して前記ピント面を傾けるティルト部材の移動量が最小または最大となるピント面を含むように、前記ピント面を回転させることを特徴とする請求項12に記載の制御装置。
- 前記駆動部は、前記決定部が前記第3位置情報を決定できない場合、前記ティルト部材を所定の位置に駆動することを特徴する請求項13に記載の制御装置。
- 前記駆動部は、前記決定部が前記第3位置情報を決定できない場合、前記ティルト部材の可動範囲内で前記ピント面を変化させることを特徴とする請求項13に記載の制御装置。
- 前記決定部は、前記第3位置情報を決定できない場合、または、前記ティルト部材の可動範囲を超える場合、ユーザへの警告を行うことを特徴とする請求項13に記載の制御装置。
- 前記第1位置情報、前記第2位置情報、および前記第3位置情報は、三次元位置情報であることを特徴とする請求項1乃至17のいずれか一項に記載の制御装置。
- 撮像素子と、
請求項1乃至18のいずれか一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。 - 前記撮像素子の撮像面に対して前記ピント面を傾けるティルト部材を更に有し、
前記ティルト部材は、光軸と直交する方向に移動可能な第1光学部材および第2光学部材を含み、
前記第1光学部材および前記第2光学部材は共に、正の屈折力または負の屈折力を有し、
前記第1光学部材と前記第2光学部材とが反対方向に移動することでティルト効果を発生させ、前記第1光学部材と前記第2光学部材とが同一方向に移動することでシフト効果を発生させることを特徴とする請求項19に記載の撮像装置。 - 前記撮像素子の撮像面に対して前記ピント面を傾けるティルト部材を更に有し、
前記ティルト部材は、光軸と直交する方向に移動可能な第1光学部材および第2光学部材を含み、
前記第1光学部材および前記第2光学部材は、正と負の互いに異なる符号の屈折力を有し、
前記第1光学部材と前記第2光学部材とが同一方向に移動することでティルト効果を発生させ、前記第1光学部材と前記第2光学部材とが反対方向に移動することでシフト効果を発生させることを特徴とする請求項19に記載の撮像装置。 - 光学系と、
請求項1乃至18のいずれか一項に記載の制御装置と、を有することを特徴とするレンズ装置。 - ユーザの指示に基づいて第1位置情報および第2位置情報を取得するステップと、
前記第1位置情報および前記第2位置情報と、ユーザにより指示されない第3位置情報とに基づいて、ピント面を決定するステップと、を有することを特徴とする制御方法。 - 請求項23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。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2022128588A JP2024025274A (ja) | 2022-08-12 | 2022-08-12 | 制御装置、撮像装置、レンズ装置、制御方法、およびプログラム |
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