(57)【要約】【課題】  容易に適正アオリ角度を求めることが可能なアオリ撮影装置を提供する。【解決手段】  ティルトアオリ、スィングアオリの少なくとも一方が可能である撮影装置１は、交換レンズ１１を備える。被写体像が交換レンズ１１を介して投影された光学像を撮像する撮像素子３１を備える。交換レンズ１１の第１主点を含みレンズ軸ＬＸと垂直な平面と被写体像の任意の第１被写体点との第１被写体距離、交換レンズ１１の第１主点を含みレンズ軸ＬＸと垂直な平面と被写体像の任意の第２被写体点との第２被写体距離、第１、第２被写体点が撮像素子３１の撮像面上で結像する第１１、第１２結像点ｐ１１、ｐ１２の間の距離ｄ、及び交換レンズ１１の焦点距離に基づいて、第１、第２被写体点のいずれにも合焦する適正なアオリ角度を演算する制御部５０とを備える。【選択図】        図１
2006078756.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズと、
被写体像が前記レンズを介して投影された光学像を撮像する撮像素子と、
前記レンズの第１主点を含み前記レンズのレンズ軸と垂直な平面と前記被写体像の任意の第１被写体点との第１被写体距離、前記平面と前記被写体像の任意の第２被写体点との第２被写体距離、前記第１、第２被写体点が前記撮像素子の撮像面上で結像する第１、第２結像点の間の距離、及び前記レンズの焦点距離に基づいて、前記第１、第２被写体点のいずれにも合焦する適正なアオリ角度を演算する制御部とを備えるティルトアオリ、スィングアオリの少なくとも一方が可能な撮影装置。
【請求項２】
前記第１被写体距離は、前記レンズのレンズ軸が前記撮像面に対して垂直に交わる状態で行われる前記レンズの繰り出し量の調整によって前記第１被写体点に合焦された時の被写体距離であり、
前記第２被写体距離は、前記レンズのレンズ軸が前記撮像面に対して垂直に交わる状態で行われる前記レンズの繰り出し量の調整によって前記第２被写体点に合焦された時の被写体距離であることを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項３】
スィングアオリの場合、前記制御部は、前記レンズのレンズ軸が前記撮像面に対して垂直に交わる状態で、前記レンズ軸に垂直で且つ水平方向の第１方向の前記第１、第２結像点の間の距離に基づいて前記適正なアオリ角度を演算する請求項１に記載の撮影装置。
【請求項４】
ティルトアオリの場合、前記制御部は、前記レンズのレンズ軸が前記撮像面に対して垂直に交わる状態で、前記レンズ軸に垂直で且つ鉛直方向の第２方向の前記第１、第２結像点の間の距離に基づいて前記適正なアオリ角度を演算する請求項１に記載の撮影装置。
【請求項５】
アオリによって前記レンズ軸と前記撮像面の中心を通り前記撮像面に垂直な線との変位量を検出し、且つその値を表示するアオリ量表示手段をさらに備える請求項１に記載の撮影装置。
【請求項６】
前記レンズを、焦点距離の異なる他のレンズと交換可能であり、前記レンズ及び前記他のレンズは、前記制御部にそれぞれの焦点距離の値に関する情報を伝達することを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
【請求項７】
前記撮像により得られた画像信号を前記制御部の出力に基づいて表示する表示部と、
前記第１、第２結像点の位置を、前記表示部の表示画面に基づいて指定することにより、前記第１、第２結像点に対応する前記第１、第２被写体点の位置を特定する入力手段とをさらに備える請求項１に記載の撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アオリ撮影装置に関し、特に適正な傾斜アオリの角度を演算する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、レンズのレンズ軸が撮像面の中心に対して垂直に交わる状態を崩し、レンズを撮像面に対して傾けるティルトアオリ、スィングアオリが可能なアオリ撮影装置が提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、ティルトアオリ、スィングアオリの場合に、任意の位置に合焦させるための適正なアオリ角度を求めることは難しく、熟練を要していた。
【０００４】
したがって本発明の目的は、容易に適正アオリ角度を求めることが可能なアオリ撮影装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明に係るティルトアオリ、スィングアオリの少なくとも一方が可能である撮影装置は、レンズと、被写体像がレンズを介して投影された光学像を撮像する撮像素子と、レンズの第１主点を含みレンズ軸と垂直な平面と被写体像の任意の第１被写体点との第１被写体距離、レンズの第１主点を含みレンズ軸と垂直な平面と被写体像の任意の第２被写体点との第２被写体距離、第１、第２被写体点が撮像素子の撮像面上で結像する第１、第２結像点の間の距離、及びレンズの焦点距離に基づいて、第１、第２被写体点のいずれにも合焦する適正なアオリ角度を演算する制御部とを備える。
【０００６】
好ましくは、第１被写体距離は、レンズ軸が撮像面に対して垂直に交わる状態で行われるレンズの繰り出し量の調整によって第１被写体点に合焦された時の被写体距離であり、第２被写体距離は、レンズ軸が撮像面に対して垂直に交わる状態で行われるレンズの繰り出し量の調整によって第２被写体点に合焦された時の被写体距離である。
【０００７】
また、好ましくは、スィングアオリの場合、制御部は、レンズ軸が撮像面に対して垂直に交わる状態で、レンズ軸に垂直で且つ水平方向の第１方向の第１、第２結像点の間の距離に基づいて適正なアオリ角度を演算する。
【０００８】
また、好ましくは、ティルトアオリの場合、制御部は、レンズ軸が撮像面に対して垂直に交わる状態で、レンズ軸に垂直で且つ鉛直方向の第２方向の第１、第２結像点の間の距離に基づいて適正なアオリ角度を演算する。
【０００９】
また、好ましくは、アオリによってレンズ軸と撮像面の中心を通り撮像面に垂直な線との変位量を検出し、且つその値を表示するアオリ量表示手段をさらに備える。
【００１０】
また、好ましくは、レンズを、焦点距離の異なる他のレンズと交換可能であり、レンズ及び他のレンズは、制御部にそれぞれの焦点距離の値に関する情報を伝達する。
【００１１】
また、好ましくは、撮像により得られた画像信号を制御部の出力に基づいて表示する表示部と、第１、第２結像点の位置を、表示部の表示画面に基づいて指定することにより、第１、第２結像点に対応する第１、第２被写体点の位置を特定する入力手段とをさらに備える。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように本発明によれば、容易に適正アオリ角度を求めることが可能なアオリ撮影装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本実施形態について、図を用いて説明する。撮影装置１はアオリ撮影カメラ１０、制御部５０、入力手段５１、及び表示部６０を備える（図１、図２参照）。なお、方向を説明するために、撮影装置１において傾斜アオリを行わない状態（交換レンズ１１のレンズ軸ＬＸが撮像素子３１の撮像面３１ａに対して垂直に交わるニュートラル状態）でのレンズ軸ＬＸと直交する水平方向を第１方向ｘ、レンズ軸ＬＸと直交する鉛直方向を第２方向ｙ、レンズ軸ＬＸと平行な水平方向を第３方向ｚとして説明する。本実施形態において、被写体の合焦させたい任意の２点を、第１、第２被写体点Ｐ１、Ｐ２とする。第１、第２被写体点Ｐ１、Ｐ２は、被写体距離との距離が異なる位置にある。
【００１４】
なお、レンズの中心とレンズ曲面の曲率中心とを結ぶ線をレンズ軸と定義する。
【００１５】
アオリ撮影カメラ１０は、ティルトアオリが可能なカメラである。アオリ撮影カメラ１０は、交換レンズ１１、フロント部２０、リヤ部３０、レンズ情報読取部４１、フォーカス情報読取部４２、及び入出力端子４３を有する。
【００１６】
フロント部２０は、レンズマウント部２１に交換レンズ１１が取り付けられる。撮影目的に合わせて焦点距離ｆの値が異なる交換レンズ１１が用意される。
【００１７】
交換レンズ１１は、撮影光学系の光学特性に関するレンズ固有データが格納されたＲＯＭ１１ａ、エンコーダ１１ｂを有する。交換レンズ１１がフロント部２０に装着された時には、交換レンズ１１に設けられた第１通信用接点ピン１１ｃ、及びフロント部２０のレンズマウント部２１に設けられた第２通信用接点ピン２１ｃを介してレンズ固有データが検出可能な構成となっている。レンズ固有データは、焦点距離ｆ、開放絞り値、最小絞り値、イメージサークル径、包括角度、及び第２主点Ｈ２の位置に関する情報である。エンコーダ１１ｂは、交換レンズ１１に内蔵されるフォーカシングレンズのレンズ軸ＬＸ方向における位置情報を検出する。交換レンズ１１がフロント部２０に装着された時には、第１、第２通信用接点ピン１１ｃ、２１ｃを介して、無限遠の被写体に合焦するときのフォーカシングレンズの位置からの被写体方向への繰り出し量に対応する繰り出し量データが検出可能な構成となっている。
【００１８】
リヤ部３０は、ＣＣＤなどの撮像素子３１を有する。被写体像が交換レンズ１１を介して投影された光学像は、撮像素子３１の撮像領域（撮像面３１ａ）に結像される。撮像素子３１は、光学像を光電変換によって電気信号に変換する。撮像素子３１で一定時間蓄積された後、読み出しされた電荷に基づく電気信号は、撮像信号処理回路３３に出力される。撮像信号処理回路３３は、アオリ撮影カメラ１０で撮像されて得られた被写体の電気信号を、制御部５０で画像処理及び表示部６０で観察可能な画像信号に変換し、入出力端子４３（リヤ入出力端子４３Ｒ）を介して制御部５０に出力する。
【００１９】
リヤ部３０は、傾斜角センサ（不図示）及びティルト角度表示手段３２を有する。ティルト角度表示手段３２は、傾斜角センサによって検出されたリヤ部３０の傾斜角度（ティルト角度ω）を表示する。また傾斜角センサによって検出されたリヤ部３０の傾斜角度（ティルト角度ω）に関する情報は、入出力端子４３（リヤ入出力端子４３Ｒ）を介して制御部５０に出力される。使用者は、ティルト角度表示手段３２によって現在のティルト角度ωが、適正アオリ角度θと一致しているか否かを認識することが可能である。リヤ部３０は、第１方向ｘに平行な軸を中心に回転すなわちティルトアオリが可能である。
【００２０】
レンズ情報読取部４１は、交換レンズ１１のレンズ固有データを検出する。レンズ情報読取部４１は、検出したレンズ固有データを、入出力端子４３（フロント入出力端子４３Ｆ）を介して制御部５０に出力する。
【００２１】
フォーカス情報読取部４２は、交換レンズ１１のフォーカシングレンズの位置情報（フォーカシングレンズの繰り出し量データ）に基づいて、所定のテーブルデータ（不図示）を用いて、被写体の任意の点と交換レンズ１１の第１主点Ｈ１を含みレンズ軸と垂直な面との間の距離（被写体距離）を検出する。フォーカス情報読取部４２へは、常時フォーカシングレンズの繰り出し量の値が入力されており、これに対応する被写体距離は常時制御部５０に出力される。
【００２２】
入出力端子４３（フロント入出力端子４３Ｆ、リヤ入出力端子４３Ｒ）は、アオリ撮影カメラ１０からの画像信号、レンズ固有データ、被写体距離（第１、第２被写体距離ａL1、ａL2）の情報、及び現在のティルト角度ωの情報を制御部５０に出力する。入出力端子４３は、制御部５０からの適正アオリ角度θをフロント部２０及びリヤ部３０に出力する。
【００２３】
制御部５０は、撮像に関する各部の制御を行う制御手段である。制御部５０は、使用者により任意に選択された第１被写体点Ｐ１、第２被写体点Ｐ２の２点の位置関係から、これらの点が結像する撮像面３１ａ上の２点（第１１結像点ｐ１１、第１２結像点ｐ１２）の第２方向ｙの結像点間距離ｄを検出する。制御部５０は、焦点距離ｆ、第１、第２被写体距離ａL1、ａL2、及び結像点間距離ｄから、第１、第２被写体点Ｐ１、Ｐ２いずれにも合焦する適正アオリ角度θを演算する。
【００２４】
制御部５０は、マウスなどの入力手段５１と接続される。使用者は入力手段５１をクリック操作して、表示部６０に表示された被写体画像上の第１１結像点ｐ１１、第１２結像点ｐ１２の位置を指定する。指定により、第１１結像点ｐ１１に対応する第１被写体点Ｐ１、第１２結像点ｐ１２に対応する第２被写体点Ｐ２が特定される。指定されると、制御部５０は、フォーカス情報読取部４２から常時出力される被写体距離の情報に基づいて第１、第２被写体距離ａL1、ａL2の値を算出する。また、第１１結像点ｐ１１、第１２結像点ｐ１２の位置が指定されると、制御部５０は、結像点間距離ｄを算出する。
【００２５】
外部記憶装置（不図示）は、制御部５０から出力された画像信号を記録する。
【００２６】
表示部６０は、画像信号を表示する。表示部６０は、現在のティルト角度ω及び適正アオリ角度θを表示する。
【００２７】
適正アオリ角度θを求める手順を説明する。図３、図４は、第１、第２被写体点Ｐ１、Ｐ２、交換レンズ１１、及び撮像面３１ａ上の第１１、第１２結像点ｐ１１、ｐ１２、第２１、第２２結像点ｐ２１、ｐ２２を第１方向ｘから見た構成図である。図３は第１、第２仮合焦動作の状態、図４は、本合焦動作後の状態を示す。本実施形態では、交換レンズ１１の第１主点Ｈ１と第２主点Ｈ２は同じ位置にあるとして説明する。
【００２８】
撮影装置１の電源をオン状態にし、撮像素子３１で撮像することにより得られた画像を表示部６０に表示する（スルー画像表示）。このとき、アオリ撮影カメラ１０は、レンズ軸ＬＸが撮像面３１ａに対して垂直に交わるニュートラルな状態である。レンズ情報読取部４１は、交換レンズ１１の焦点距離ｆの値の情報を含むレンズ固有データを検出し、制御部５０に出力する。
【００２９】
ティルトアオリを行わない状態（フロント部２０、リヤ部３０ともに第３方向ｚに垂直な状態）で、第１被写体点Ｐ１に合焦させる（第１仮合焦動作）。すなわち、フロント部２０、リヤ部３０の少なくとも一方を第３方向ｚに移動させ、第１被写体点Ｐ１に合焦させる。本実施形態では、フロント部２０を固定し、リヤ部３０だけを移動させて第１仮合焦動作を行う。合焦したか否かの判断は、表示部６０に表示された画像のうち、第１１結像点ｐ１１近傍を使用者が見て行う。合焦したと判断した後、使用者は、入力手段５１を操作して、第１被写体点Ｐ１に対応する表示部６０の画面上の第１１結像点ｐ１１の位置を指定する。制御部５０は、このときの被写体距離（第１被写体距離ａL1）を算出する。第１被写体距離ａL1は、第１被写体点Ｐ１と、交換レンズ１１の第１主点Ｈ１を含みレンズ軸に垂直な平面との距離である。
【００３０】
次に、ティルトアオリを行わない状態で、第２被写体点Ｐ２に合焦させる（第２仮合焦動作）。すなわち、フロント部２０、リヤ部３０の少なくとも一方を第３方向ｚに移動させ、第２被写体点Ｐ２に合焦させる。本実施形態では、フロント部２０を固定し、リヤ部３０だけを移動させて第２仮合焦動作を行う。合焦したか否かの判断は、表示部６０に表示された画像のうち、第１２結像点ｐ１２近傍を使用者が見て行う。合焦したと判断した後、使用者は、入力手段５１を操作して、第２被写体点Ｐ２に対応する表示部６０の画面上の第１２結像点ｐ１２の位置を指定する。制御部５０は、このときの被写体距離（第２被写体距離ａL2）を算出する。第２被写体距離ａL2は、第２被写体点Ｐ２と、交換レンズ１１の第１主点Ｈ１を含みレンズ軸に垂直な平面との距離である。また、制御部５０は、第１１結像点ｐ１１、及び第１２結像点ｐ１２の結像点間距離ｄを算出する。
【００３１】
制御部５０は、焦点距離ｆ、第１、第２被写体距離ａL1、ａL2、結像点間距離ｄ、及びシャインプルフの法則から、第１、第２映像距離ｂL1、ｂL2、及び適正アオリ角度θを求める。映像距離は、第１、第２被写体点Ｐ１、Ｐ２のいずれにも合焦させることができるティルトアオリを行う時の、交換レンズ１１の第２主点Ｈ２を含みレンズ軸に垂直な平面と、撮像素子３１の撮像面３１ａ上の点との距離と定義する。第１映像距離ｂL1は、第２主点Ｈ２を含みレンズ軸に垂直な平面と第１被写体点Ｐ１が結像する点（第２１結像点ｐ２１）との距離である。第２映像距離ｂL2は、第２主点Ｈ２を含みレンズ軸に垂直な平面と第２被写体点Ｐ２が結像する点（第２２結像点ｐ２２）との距離である。
【００３２】
具体的には、ｂL1＝ｆ×ａL1÷（ａL1−ｆ）、ｂL2＝ｆ×ａL2÷（ａL2−ｆ）、θ＝Ｔａｎ-1｛（ｂL2―ｂL1）÷ｄ｝で表される。
【００３３】
適正アオリ角度θは、表示部６０に表示される。使用者は、被写体距離が異なる任意の２点を合焦させるための適正なアオリ量（適正アオリ角度θ）を視覚的に認識することができる。また、表示部６０には、現在のティルト角度ωも併せて表示されるので、適正アオリ角度θとの差異が容易に認識できる。
【００３４】
次に、適正アオリ角度θから、ニュートラルな状態を崩して、フロント部２０、リヤ部３０の少なくとも一方をティルトさせて、第１、第２被写体点Ｐ１、Ｐ２の両方に合焦させる（本合焦動作）。本実施形態では、フロント部２０を固定し、リヤ部３０だけを移動させて本合焦動作を行う。具体的には、リヤ部３０をティルトさせる。ティルト角度表示手段３２または表示部６０に表示されたリヤ部の傾斜角度（ティルト角度ω）を見ながら、ティルト動作を行う。現在のティルト角度ωが、適正アオリ角度θと一致していると判断した時点でティルト動作を終了させる。次に、適正アオリ角度θと一致したティルト角度を維持しながら、使用者が、表示部６０に表示された画像を見ながら、第２１、第２２結像点ｐ２１、ｐ２２近傍の画像がともに合焦される状態になるまで、リヤ部３０を第３方向ｚに移動させる。
【００３５】
これにより、アオリ撮影に関して知識や経験の浅い初心者でも、容易に適正アオリ角度θを使ってアオリ撮影を行うことができる。
【００３６】
なお、本実施形態では、本合焦動作において、リヤ部３０のティルトについて、使用者による手動である形態を説明したが、制御部５０の制御により、自動的にティルトさせる形態であってもよい。
【００３７】
また、本実施形態では、第１、第２仮合焦動作、本合焦動作において、リヤ部３０を移動させたが、フロント部２０を移動させる形態であってもよい。ティルトアオリについても、フロント部２０をティルトさせる形態であってもよい。この場合は、ティルト角度表示手段３２に相当する部材をフロント部２０に設ける必要がある。
【００３８】
また、傾斜アオリのうち、ティルトアオリについて説明したが、スィングアオリについて使用しても同様に本実施形態の効果が得られる。この場合、アオリ撮影カメラ１０は、フロント部２０、リヤ部３０の少なくとも一方が、スィングアオリが可能なカメラであり、ティルト角度表示手段３２に代わってスィング角度表示手段を有する。また、このとき、制御部５０は、結像点間距離ｄとして任意の２点の結像点の第１方向ｘの距離を検出する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本実施形態における撮影装置の斜視図である。
【図２】撮影装置の構成図である。
【図３】第１、第２被写体点、交換レンズ、及び撮像面上の第１１、第１２結像点を第１方向ｘから見た構成図である。
【図４】第１、第２被写体点、交換レンズ、及び撮像面上の第２１、第２２結像点を第１方向ｘから見た構成図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  撮影装置
１０  アオリ撮影カメラ
１１  交換レンズ
１１ｃ  第１通信用接点ピン
２０  フロント部
２１  レンズマウント部
２１ｃ  第２通信用接点ピン
３０  リヤ部
３１  撮像素子
３１ａ  撮像面
３２  ティルト角度表示手段
３３  撮像信号処理回路
４１  レンズ情報読取部
４２  フォーカス情報読取部
４３  入出力端子
４３Ｆ、４３Ｒ  フロント入出力端子、リヤ入出力端子
５０  制御部
５１  入力手段
６０  表示部
ａL1、ａL2  第１、第２被写体距離
ｂL1、ｂL2  第１、第２映像距離
Ｐ１、Ｐ２  第１、第２被写体点
ｐ１１、ｐ１２  第１１、第１２結像点
ｐ２１、ｐ２２  第２１、第２２結像点
θ  適正アオリ角度
ω  現在のティルト角度
【図１】
2006078756.tif 000003
【図２】
2006078756.tif 000004
【図３】
2006078756.tif 000005
【図４】
2006078756.tif 000006