(57)【要約】【課題】手動によるピント調整を容易にする光学機器を提供する。【解決手段】複数のレンズを備える撮像光学系と、撮像光学系の複数のレンズのうち少なくとも一部のレンズを駆動させて焦点位置を変更することにより、ピント面の位置を変更する焦点位置変更部６０と、焦点位置変更部６０による少なくとも一部のレンズの駆動を操作する操作部５０と、操作部５０の操作量を検出する操作量検出部５１と、撮像光学系が傾くように撮像光学系を駆動させることにより、ピント面の傾きを変更するティルト駆動部３０と、ティルト駆動部３０による、撮像光学系の駆動方向および駆動量であるティルト量を検出するティルト量検出部３１と、焦点位置変更部６０における、操作量に対する単位駆動量を変更する制御部４０と、を備え、制御部４０は、ティルト量を用いて、単位駆動量を変更する。【選択図】図４
2019113694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のレンズを備える撮像光学系と、
前記撮像光学系の前記複数のレンズのうち少なくとも一部のレンズを駆動させて焦点位置を変更することにより、ピント面の位置を変更する焦点位置変更部と、
前記焦点位置変更部による前記少なくとも一部のレンズの駆動を操作する操作部と、
前記操作部の操作量を検出する操作量検出部と、
前記撮像光学系が傾くように前記撮像光学系を駆動させることにより、前記ピント面の傾きを変更するティルト駆動部と、
前記ティルト駆動部による、前記撮像光学系の駆動方向および駆動量であるティルト量を検出するティルト量検出部と、
前記焦点位置変更部における、前記操作量に対する単位駆動量を変更する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記ティルト量を用いて、前記単位駆動量を変更する、
ことを特徴とするレンズ装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記操作部の操作速度が、閾値未満の場合に、前記単位駆動量を変更する、ことを特徴とする請求項１に記載のレンズ装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記ティルト量を用いて前記ピント面の傾きを求め、前記ピント面と被写体の被写体面とが成す９０度以下の角度である参照角度に応じて、前記単位駆動量を変更する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズ装置。
【請求項４】
前記駆動量は、前記参照角度が基準値を超えた場合に、基準時の前記単位駆動量よりも小さい値となる、ことを特徴とする請求項３に記載のレンズ装置。
【請求項５】
前記単位駆動量は、前記参照角度が前記基準値を超え、かつ、大きくなるにつれて、より小さい値となる、ことを特徴とする請求項４に記載のレンズ装置。
【請求項６】
前記制御部は、被写体像の画像情報および前記ティルト量を用いて前記被写体面の傾きを求める、ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記画像情報および前記焦点位置変更部により駆動された前記撮像光学系の駆動量を用いて前記被写体面の傾きを求める、ことを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項８】
前記被写体面に関する情報を入力する入力部を備え、
前記制御部は、前記入力された被写体面に関する情報を用いて、前記被写体面の傾きを求める、ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記操作部が、使用者によって操作されている場合に、前記変更を行う、ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載のレンズ装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれか１項に記載のレンズ装置と、
撮像素子を備えるとともに、前記レンズ装置を保持可能なカメラ本体と、を備える、
ことを特徴とするカメラシステム。
【請求項１１】
複数のレンズを備える撮像光学系と、前記撮像光学系の前記複数のレンズのうち少なくとも一部のレンズを駆動させて焦点位置を変更することにより、ピント面の位置を変更する焦点位置変更部と、前記焦点位置変更部による前記少なくとも一部のレンズの駆動を操作する操作部と、前記操作部の操作量を検出する操作量検出部と、を備えるレンズ装置を保持可能な撮像装置であって、
前記撮像光学系により結像された被写体像を電気信号に変換する撮像素子と、
前記撮像素子が傾くように前記撮像素子を駆動させることにより、前記ピント面の傾きを変更するティルト駆動部と、
前記ティルト駆動部による、前記撮像素子の駆動方向および駆動量であるティルト量を検出するティルト量検出部と、
前記焦点位置変更部における、前記操作量に対する単位駆動量を変更する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記ティルト量を用いて、前記単位駆動量を変更する、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
前記制御部は、前記操作部の操作速度が、閾値未満の場合に、前記単位駆動量を変更する、ことを特徴とする請求項１１に記載の撮像装置。
【請求項１３】
前記制御部は、前記ティルト量を用いて前記ピント面の傾きを求め、前記ピント面と被写体の被写体面とが成す９０度以下の角度である参照角度に応じて、前記単位駆動量を変更する、ことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の撮像装置。
【請求項１４】
前記駆動量は、前記参照角度が基準値を超えた場合に、基準時の前記単位駆動量よりも小さい値となる、ことを特徴とする請求項１３に記載の撮像装置。
【請求項１５】
前記単位駆動量は、前記参照角度が前記基準値を超え、かつ、大きくなるにつれて、より小さい値となる、ことを特徴とする請求項１４に記載の撮像装置。
【請求項１６】
前記制御部は、被写体像の画像情報および前記ティルト量を用いて前記被写体面の傾きを求める、ことを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１７】
前記制御部は、被写体像の画像情報および前記焦点位置変更部により駆動された前記撮像光学系または前記撮像素子の駆動量を用いて前記被写体面の傾きを求める、ことを特徴とする請求項１３乃至１６のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１８】
前記被写体面に関する情報を入力する入力部を備え、
前記制御部は、前記入力された被写体面に関する情報を用いて、前記被写体面の傾きを求める、ことを特徴とする請求項１３乃至１５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１９】
前記制御部は、前記操作部が、使用者によって操作されている場合に、前記変更を行う、ことを特徴とする請求項１１乃至１８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項２０】
請求項１１乃至１９のいずれか一項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置に保持されたレンズ装置と、を備える、
ことを特徴とするカメラシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズ装置、撮像装置及びカメラシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
レンズまたは撮像素子をティルト機構により傾斜させ、被写界深度を変更して撮影する撮像装置が知られている。このような撮像装置において、被写界深度を浅くして撮影を行う場合、ピント範囲が狭くなるため、ピント調整が困難であるという課題があった。特許文献１では、このようなティルト機構を有する撮像装置において、レンズ部を傾斜させる傾き操作が行われた場合に、レンズ部の傾斜角を用いて、ピント制御を自動的に行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−１４１５１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の撮像装置では、レンズ部を傾斜させた撮影時において、手動でピント制御を行うことについての対策は開示されておらず、依然として、手動によるピント調整が困難である。
【０００５】
本発明は、手動によるピント調整を容易にするレンズ装置、撮像装置及びカメラシステムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、複数のレンズを備える撮像光学系と、撮像光学系の複数のレンズのうち少なくとも一部のレンズを駆動させて焦点位置を変更することにより、ピント面の位置を変更する焦点位置変更部と、焦点位置変更部による少なくとも一部のレンズの駆動を操作する操作部と、操作部の操作量を検出する操作量検出部と、撮像光学系が傾くように撮像光学系を駆動させることにより、ピント面の傾きを変更するティルト駆動部と、ティルト駆動部による、撮像光学系の駆動方向および駆動量であるティルト量を検出するティルト量検出部と、焦点位置変更部における、操作量に対する単位駆動量を変更する制御部と、を備え、制御部は、ティルト量を用いて、単位駆動量を変更する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、手動によるピント調整を容易にするレンズ装置、撮像装置及びカメラシステムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態に係るレンズ装置を含むカメラシステムの構成を示すブロック図である。
【図２】シャインプルーフの原理について説明する図である。
【図３】光学系を傾けたときのピント面と被写界深度の関係を示した図である。。
【図４】操作部による焦点位置変更部の制御方法を示したフロー図である。
【図５】初期傾き量t０と傾き量ｔとの差と、焦点位置変更係数ｘの関係を示す表である。
【図６】撮影画面上のピント位置の変化量から被写体面を算出する方法を説明する図である。
【図７】第２実施形態に係る被写体面を算出するためのフロー図である。
【図８】第３実施形態に係る制御を示したフロー図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明を実施するための形態について図面などを参照して説明する。
（第１実施形態）
【００１０】
図１は、第１実施形態に係るレンズ装置を含むカメラシステムの構成を示すブロック図である。本実施形態では、レンズ装置３を含むカメラシステム１を一例として説明するが、レンズ装置とカメラ本体が一体となった撮像装置にも適用しうる。カメラシステム１は、カメラ本体２とレンズ装置３を含む。カメラ本体２は、レンズ装置３を取り外し可能に保持する。カメラ本体２は、撮像素子１０を有する。
【００１１】
撮像素子１０は、後述の光学系２０により結像された被写体像を電気信号に光電変換し、画像情報を取得する。撮像素子１０は、後述の制御部４０によって撮影可能に制御される。具体的構造については既存の方法でいいため省略するが、使用者がシャッターボタン１１を押すことで、撮像素子１０が画像を取り込む構成となっている。
【００１２】
シャッターボタン１１は、２段階で押すことが可能な構成となっており、１段階目でＡＦ（オートフォーカス）を行い、２段階目で画像の取り込みを行う。本実施形態においては、ＡＦ方式の一例としてコントラストＡＦを用いる。このコントラストＡＦでは、フォーカスレンズ２１を駆動しながら、撮像素子１０で蓄積された画像データに基づくＡＦ評価値を取得し、ＡＦ評価値とそのＡＦ評価値に対応するフォーカスレンズ位置情報に基づいて合焦位置が特定される。
【００１３】
なお、ＡＦ方式については、これに限らず、ミラーを設け、専用センサを用いてＡＦを行う、位相差ＡＦを用いても良い。また、本実施形態では一例として光学系２０の一部を駆動させて、焦点位置を変更する構成としているが、撮像素子１０を駆動させることで焦点位置を変更しても良い。
【００１４】
レンズ装置３は、光学系２０と、ティルト駆動部３０と、制御部４０と、操作部５０と、焦点位置変更部６０と、を有する。光学系２０（撮像光学系）は、複数のレンズであって、フォーカスレンズ２１を含む。
【００１５】
ティルト駆動部３０は、光学系２０を光軸と直交する軸を回転中心として所定の量だけ回転駆動させることにより、撮像面に対するピント面の傾きを変更する。なお、ここでピント面とは、被写体側において光学系２０のピントが合う面である。ティルト駆動部３０は、例えば、ＤＣモータや超音波モータのような公知のアクチュエータである。
【００１６】
また、ティルト駆動部３０は、光学系２０を、光軸を回転中心として回転させるレボルビング部を含む。なお、本実施形態においては、光学系２０を駆動させる構成としているが、撮像素子１０を駆動させる構成としても良い。
【００１７】
ティルト駆動部３０によるティルト量は、ティルト量検出部３１によりを検出される。このときティルト量とは、光学系２０の駆動方向（ティルト方向）と光学系２０の駆動量（ティルト角）を含むものとする。また、ティルト量検出部３１は、レボルビング部の回転角を検出することも可能である。
【００１８】
ティルト量検出部３１における検出方法については既存の方法で良い。例えば、複数のパターンが引いてあるフレキシブルケーブルを固定側に設け、それぞれのパターンと摺動可能な導電体からなるブラシを可動側に設ける。ティルト量検出部３１は、複数のパターンの導電部がブラシにより導通されたときの組み合わせで、ティルト量を検出する。なお、検出方法についてはこの方法に限定されず、光学系２０の絶対位置が検出される検出方法であれば良い。また、撮像素子１０を駆動させ、ピント面の傾きを変更する場合は、撮像素子１０の絶対位置が検出されても良い。この場合、ティルト駆動部３０およびティルト量検出部３１は、カメラ本体２に備えられていても良い。
【００１９】
操作部５０は、焦点位置変更部６０による駆動を操作することが可能な操作手段である。操作部５０は、例えば、リング状になっており、くし歯構造を有している。操作部５０に、２つのフォトインタラプタが、出光側と入光側でそのくし歯を挟むように設けられている。操作部５０における操作量は、操作量検出部５１で検出される。操作量検出部５１は、操作部５０に設けられた２つのフォトインタラプタによる信号から回転方向、回転量を検出する。つまり、操作量は、操作部５０の回転方向と回転量を含む。なお、操作部５０と操作量検出部５１についてはこのような構成に限定されず、レバータイプのものであっても良い。
【００２０】
制御部４０は、例えば、МＰＵ（マイクロプロセシングユニット）であって、電気信号によりカメラシステム１内の各種制御を行う。本実施形態においては、レンズ装置３に備えられた制御部４０を用いるが、カメラ本体２に備えられたМＰＵを制御として用いても良い。また、カメラ本体２とレンズ装置３で別体のＭＰＵを用いても良い。
【００２１】
制御部４０は、ティルト量を用いて、操作量に対するフォーカスレンズ２１の単位駆動量を変更する。また、制御部４０は、ティルト駆動部３０により傾いたピント面と被写体面の傾きを算出する。制御部４０は、以下の２つの方法でピント面と被写体面の傾きを算出する。第１の方法は、ティルト量検出部３１において検出されたティルト量と撮影画像より得られる被写体面より算出する方法である。被写体面を算出する方法についての詳細は後述する。
【００２２】
第２の方法は、カメラシステム１に設けられた、入力部７０を用いて行う方法である。使用者が、任意に選択した撮影画像中の３点から、選択被写体面を算出し、ティルト量と選択被写体面から傾き量を算出する方法である。入力部７０は、例えば、撮影画像を表示させ、撮影画像の中から任意に点を選択できるタッチパネルで構成されている。このとき、選択した３点の距離を、焦点位置変更部６０によってフォーカスレンズ２１を駆動させることにより求める。これにより、撮像素子１０に対しての被写体面の倒れ方向と倒れ角を決定することができる。なお、第１の方法、第２の方法のどちらかのみを用いても良く、これ以外の方法で、ティルト量と撮影画像中のピント移動量の差を用いて検出する構成でもいい。
【００２３】
焦点位置変更部６０は、少なくとも一部のフォーカスレンズ２１を駆動させ、焦点位置を変更することにより、ピント面の位置を変更する。焦点位置変更部６０は、制御部４０により制御される。焦点位置変更部６０は、操作量検出部５１により検出された操作部５０の操作量と制御部４０より算出されたピント面と被写体面の傾きに基づいてフォーカスレンズ２１を駆動させる。
【００２４】
焦点位置変更部６０は、円環型超音波モータと直進溝が形成される筒状の案内筒、カム軌跡が形成される筒状のカム筒からなる。カム軌跡は、操作量当たりの焦点位置変更量が等しくなるように形成されている。詳細な構成は従来と同様の構造のため省略するが、フォーカスレンズ２１は、３つのカムフォロワにより案内筒の直進溝とカム筒のカムに保持される。案内筒は、カム筒に回転不可に固定されており、カム筒は円環型超音波モータと連動して回転するため、円環型超音波モータでフォーカスレンズ２１を光軸方向に駆動させることが可能である。
【００２５】
なお、フォーカスレンズ２１は、一つに限定されず複数であっても良い。また、その場合、それぞれのレンズが同様の動きをせずに複数種類のカムにより異なる動きする構成としても良い。本実施形態では焦点位置変更部６０の一例として、円環型超音波モータを使用する例を挙げたが、ステッピングモータやボイスコイルモータにより駆動させても良い。また、フォーカスレンズ２１を用いて光学系２０側で焦点位置を変更する方法を記しているが、撮像素子１０で焦点位置変更を行っても良い。
【００２６】
以上の構成における、制御部４０の処理について説明する前に、シャインプルーフの原理について説明する。図２は、シャインプルーフの原理について説明する図である。光学系２０における光軸と撮像素子１０が傾いているとき、シャインプルーフの原理により被写体側のピントの合う範囲が決定される。図２（Ａ）は、撮像面１０２に対して光学系２０の主面１１３ａが傾いていない場合のピント面１１２ａを示している。図２（Ｂ）は、撮像面１０２に対して光学系２０の主面１１３ｂが傾いている場合のピント面１１２ｂを示している。
【００２７】
シャインプルーフの原理とは、図２（Ｂ）に示すように撮像面１０２と、光学系２０の主面１１３ｂとがある直線上の交点１１４ｂで交わるとき、ピント面１１２ｂもまた交点１１４ｂを通るというものである。このように光学系２０の焦点距離、ティルト量、ピント位置よりピント面を算出することが可能である。
【００２８】
図３は、光学系２０を傾けたときのピント面と被写界深度の関係を示した図である。図３（Ａ）は、撮像面１０２に対し光学系２０を傾けていない状態（以下、非ティルト状態という。）を示す。図３（Ｂ）は、撮像面１０２に対し光学系２０を被写体の奥行きに対してピント範囲が狭くなる方向に傾けむけた状態（以下、逆ティルト状態という。）を示す。図３（Ｃ）は、、撮像面１０２に対し光学系を被写体の奥行きに対してピント範囲が広くなる方向に傾けた状態（ティルト状態という。）を示す。
【００２９】
図３中、２１２ａ、２１２ｂ、２１２ｃは、ピントの合うピント面である。２１５は、被写体を平面としてとらえた場合の被写体面である。２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃは、ピント面と被写体面とが成す角度である。２１７ａ、２１７ｂ、２１７ｃは、光学系２０の被写界深度である。２１８ａ、２１８ｂ、２１８ｃは、被写体面２１５におけるピント範囲を示している。２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃは、距離２１９ａ、２１９ｂ、２１９ｃ離れた時点におけるピントズレ量を示している。また、光学系２０を、逆ティルト状態またはティルト状態としたときのピント面の傾きの変化角を２２１ｂまたは２２１ｃとする。このとき、変化角２２１ｂ、２２１ｃは、それぞれ角度２１６ｂから角度２１６ａを減算した値、角度２１６ｃから角度２１６ａを減算した値となる。
【００３０】
非ティルト状態のピント範囲２１８ａは次の計算式から求めることができる。
【数１】
2019113694.tif 000003
【００３１】
また距離２１９ａ離れたときのピントズレ量２２０ａは次の式で求めることができる。
【数２】
2019113694.tif 000004
図３（Ｂ）に示すようにピント面２１２ｂを傾け、逆ティルト状態とすることで、被写体面２１５に対して、ピント面２１２ｂを角度２１６ａよりも直角に近い角度２１６ｂとすることができる。このとき、ピント範囲２１８ｂとピントずれ量２２０ｂは次の計算式から求めることができる。
【数３】
2019113694.tif 000005
【００３２】
図３（Ａ）および図３（Ｂ）において、光学系２０は同じものであるから、被写界深度２１７ａと被写界深度２１７ｂも同じとなる。すると、ピント範囲２１８ｂは、ピント範囲２１８ａよりも狭くなる。また、ピントズレ量２２０ｂは、ピントズレ量２２０ａよりも大きくなる。つまり、ピント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が、ピント範囲を極端に狭くすることによりピントを合わせることが困難になる。
【００３３】
一方、図３（Ｃ）に示すようにピント面を傾け、ティルト状態とすることで、被写体面２１５に対してピント面２１２ｃを角度２１６ａよりも平行に近い角度２１６ｃで交差させることができる。このときピント範囲２１８ｃとピントずれ量２２０ｃは次の計算式から求めることができる。
【数４】
2019113694.tif 000006
【数５】
2019113694.tif 000007
図３（Ａ）および図３（Ｃ）において、光学系２０は同じものであるから、被写界深度２１７ａと被写界深度２１７ｃも同じとなる。すると、ピント範囲２１８ｃはピント範囲２１８ａよりも広くなる。また、ピントズレ量２２０ｃはピントズレ量２２０ａよりも小さくなる。つまり、非ティルト状態よりも広い範囲でピントを合わせることができる。
【００３４】
次に、使用者によって操作部５０が操作される、ＭＦ（マニュアルフォーカス）時における焦点位置変更部６０の制御方法について述べる。図４は、操作部による焦点位置変更部の制御方法を示したフロー図である。各フローは、主に制御部４０による各部の制御により実行される。
【００３５】
まず、Ｓ４０１において、制御部４０は、操作部５０が操作されたか否かを検出する。操作が検出されていなければ（Ｎｏ）、焦点位置の変更は行わずに終了する。操作が検出されていれば（Ｙｅｓ）、Ｓ４０２へ移行する。
【００３６】
Ｓ４０２では、制御部４０は、操作されている操作部５０の操作速度ｖが閾値以上かを判断する。閾値以上であれば（Ｙｅｓ）、Ｓ４０３において操作量ｒ×１、つまり操作量ｒ分だけフォーカスレンズ２１を駆動するよう、焦点位置変更部６０を制御する。このとき、操作量ｒに対するフォーカスレンズ２１の単位駆動量は、１であるといえる。なお、本実施形態においては、一例として基準時の単位駆動量は１であるものとする。
【００３７】
Ｓ４０２において、操作速度ｖが閾値未満であれば（Ｎｏ）、Ｓ４０４へ移行する。Ｓ４０４では、ティルト量検出部３１によりティルト量を検出する。Ｓ４０４において、ティルト量が０であれば（Ｎｏ）、操作量ｒ分だけフォーカスレンズ２１を駆動するよう、焦点位置変更部６０を制御する（Ｓ４０３）。ティルト量が０以外であればＳ４０５に移行する。なお、本実施形態においては、ティルト量が０以外であるかで判断したが、一定の閾値を設けても良い。
【００３８】
Ｓ４０５では、光学系２０のティルト量、焦点距離、ピント位置からピント面の傾き方向と傾き角を算出する。さらに、図３（Ｂ）中における変化角２２１ｂ、図３（Ｃ）中における変化角２２１ｃを求める。このとき、光学系２０と被写体面との間の空間２００において、非ティルト状態におけるピント面２１２ａと、被写体面２１５とが成す角度２１６ａを超える角度を正とし、下回る角度を負とする。つまり変化角２２１ｂは正となり、変化角２２１ｃは負となる。
【００３９】
次に、Ｓ４０６では、制御部４０は、被写体面が設定されているか判断する。被写体面が設定されている場合には（Ｙｅｓ）、Ｓ４０７に移行する。Ｓ４０７では、制御部４０は、設定された被写体面２１５とピント面とがなす角度である傾き量ｔを算出する。傾き量ｔは、９０度以下の角度である。つまり、傾き量ｔは、図３（Ｂ）中では角度２１６ｂであり、図３（Ｃ）中では角度２１６ｃである。角度２１６ｂおよび角度２１６ｃは、後述する焦点位置変更係数ｘを決定するための参照角度である。
【００４０】
次に、Ｓ４０８では、初期傾き量ｔ０と傾き量ｔの差から焦点位置変更係数ｘを設定する。図５は、初期傾き量t０と傾き量ｔとの差と、焦点位置変更係数ｘの関係を示す表である。初期傾き量ｔ０は、非ティルト状態におけるピント面２１２ａと被写体面２１５との成す角度であって、基準値である。つまり、図３中において、初期傾き量ｔ０は角度２１６ａであり、初期傾き量ｔ０は角度２１６ａの絶対値となる。
【００４１】
ここで、焦点位置変更係数ｘの設定方法について説明する。傾き量ｔから初期傾き量ｔ０を減算した差が０度以下なら焦点位置変更係数ｘに１を入れる。傾き量ｔから初期傾き量ｔ０を減算した差が０度より大きく２０度以下なら焦点位置変更係数ｘに０．７５を入れる。傾き量ｔから初期傾き量ｔ０を減算した差が２０度より大きく４５度以下なら焦点位置変更係数ｘに０．５を入れる。初期傾き量ｔ０を基準とする傾き量ｔと初期傾き量ｔ０の差が４５度より大きく９０度以下なら焦点位置変更係数ｘに０．２５を入れる。
【００４２】
つまり、例えば傾き量ｔから初期傾き量ｔ０を減算した差が３０度であれば、焦点位置変更係数ｘは、０．５となる。このとき、操作量に対するフォーカスレンズ２１の単位駆動量は０．５であるといえる。単位駆動量は、傾き量ｔが基準値を超え、かつ、大きくなるにつれて、より小さい値となる。なお、焦点位置変更係数はカメラシステム１の電源を入れた際にリセットされ、１に設定される仕様となっている。
【００４３】
次に、Ｓ４０９では、焦点位置変更部６０により操作量ｒ×焦点位置変更係数ｘだけ、フォーカスレンズ２１を駆動させる。このように傾き量ｔから初期傾き量ｔ０を減算した差が０以下のときには焦点位置変更係数を１とし、０よりも大きい場合にはその大きさに応じて係数を小さくすることで被写体面２１５のピント範囲に応じて焦点位置変更量を変更できる。つまり、使用者の設定した被写体面のピント範囲が狭くなったときにピントを合わせやすくすることができる。
【００４４】
なお、焦点位置変更係数はこの方法に限定されず、数値等を変更しても良い。また、処理の負荷は増えるが初期傾き量ｔ０と傾き量ｔと式１、式３より算出される被写界深度を用いて、被写界深度の変化倍率から焦点位置変更係数を変更する等の処理を行っても良い。
【００４５】
Ｓ４０６において、被写体面２１５が設定されていない場合にはＳ４１０に移行する。Ｓ４１０では、焦点位置変更部６０により、操作量ｒ×焦点位置変更係数ｘ分だけ、フォーカスレンズ２１を駆動させる。この時点における焦点位置変更係数ｘは、電源をいれた後、１回目の撮影の場合は、リセットされるため１となり、その他の場合は、直前の撮影時に使用した係数となる。
【００４６】
次に、Ｓ４１１では、Ｓ４１０において駆動した際の撮影画面上のピント位置の変化量から、被写体面２１５を求める。図６は、撮影画面上のピント位置の変化量から被写体面２１５を算出する方法を説明する図である。図６（Ａ）は、撮像素子１０に対して光学系２０が傾けられていない状態を、図６（Ｂ）は、撮像素子１０に対して光学系２０が傾けられている状態を示している。図６において、６１２ａ、６１２ｂはピント面、６１６ａ、６１６ｂはピント面と被写体面とがなす角度のうち９０度以下の角度を示している。６２２ａ、６２２ｂはフォーカスレンズ２１を一定量駆動させたときのピント面の垂直方向の変化量を示している。フォーカスレンズ２１の駆動量が同じ場合、光学系２０を傾けたときと傾ける前のピント面の変化方向は同じになるのでピント面の垂直方向の変化量６２２ｂは次の計算式から求めることができる。
【数６】
2019113694.tif 000008
【００４７】
このとき６２３ａと６２３ｂはフォーカスレンズ２１が移動した後のピント面を表している。また、６２４ａ、６２４ｂは被写体面におけるピント移動の移動量を示している。このときピント面と被写体面の傾き量６１６ａ、６１６ｂは次の計算式から求めることができる。
【数７】
2019113694.tif 000009
【数８】
2019113694.tif 000010
式（６）、式（８）より
【数９】
2019113694.tif 000011
【００４８】
変化量６２２ａは、フォーカスレンズ２１の駆動量から算出できる。このとき、６１６ｂ−６１６aは光学系のティルトによるピント面の傾き量と等しい。そのため、図２（Ｂ）に記載のシャインプルーフの原理より求めることができる。具体的には、光学系の焦点距離により光学系２０の主面１０３ｂと撮像面１０２の光軸上の長さ１６０が求まる。また、撮像面１０２と光学系２０の傾き量角度１６１から交点１１４ｂと撮像面１０２上の光軸までの長さ１６２が下記の計算式で算出できる。
【数１０】
2019113694.tif 000012
【００４９】
また、ピント位置からピント面１１２ｂと撮像面１０２の光軸上の長さ１６３が分かる。このとき、光学系２０を傾ける前後のピント面の傾きは撮像面１０２とピント面１１２ｂとの傾きと等しいので光学系２０のティルトによるピント面の傾き角度１６４は以下の式で求めることができる。
【数１１】
2019113694.tif 000013
つまり、式１１と同様の計算を行うことで図６中の６１６ｂ−６１６aを算出することが可能である。
【００５０】
図６に戻り、６２４ａ、６２４ｂは、撮像素子１０上のピント位置の移動距離と光学系２０の焦点距離から算出できる。つまり、ティルトおよび逆ティルト状態ならびに非ティルト状態におけるピント面と被写体面の傾き量６１６ａ、６１６ｂを算出できるため、光学系２０のティルト角と焦点距離とピント位置から被写体面を算出することが可能である。
【００５１】
なお、上記のピント位置の移動量の検出と被写体面の算出については、ティルト方向とティルト方向に垂直な方向のピント移動量の中心値を用いる。こうすることで、被写体が平坦でない場合にも被写体面をより正確に算出することが可能となる。当該算出方法は、一例であってこれに限定されない。
【００５２】
次に、Ｓ４１２では、Ｓ４１１において算出された被写体面とピント面との角度である傾き量ｔを算出する。Ｓ４１３では、Ｓ４０８と同様に図５の表に従って傾き量ｔと初期傾き量ｔ０との差から焦点位置変更係数ｘを設定して制御を終える。
【００５３】
Ｓ４１０からＳ４１３の制御を行うことでフォーカスレンズ２１を駆動する際に被写体面を検出し、次の制御からはその被写体面情報を用いて焦点位置変更係数ｘを変更することが可能となる。なお、本制御では一度被写体面が検出されるとその被写体面情報を使い続ける構成としたが、フォーカスレンズ２１を駆動させるたびに被写体面情報を更新して良い。
【００５４】
以上の制御を行うことで、操作部５０を所定の速度未満の速度で操作したとき、ピント面と被写体面の傾き量に応じて操作部５０の焦点位置変更に対する敏感度を変更することが可能になる。つまり、逆ティルト状態で撮影をした場合に、操作部５０における焦点位置変更の敏感度を変更することができ、ピント範囲が極端に狭い場合でも容易にピント合わせを行うことが可能となる。
【００５５】
なお、本制御では、操作部５０の操作速度が所定以下の速さのときのみ焦点位置変更係数を変更する制御としたが、操作部５０の速度にかかわらず、焦点位置変更量の変更が可能な制御としても良い。
【００５６】
（第２実施形態）
図７は、第２実施形態に係る被写体面を算出するためのフロー図である。第１実施形態と同様の構成は同符号で示し、説明は省略する。本図のＳ７０１〜Ｓ７０５は第１実施形態における図４中のＳ４１０〜４１３と置き換えることが可能である。本実施形態では、光学系２０のティルト量から被写体面を算出する。
【００５７】
まず、Ｓ７０１において、ティルト駆動が行われたかを検出する。ティルト駆動が行われていないときは制御を終了する。ティルト駆動が行われている場合はＳ７０２に移行する。Ｓ７０２では、ティルト量からシャインプルーフの原理によりピント面を算出する。
【００５８】
Ｓ７０３では、ティルト量と撮影画像から被写体面を算出する。Ｓ７０３における、被写体面の算出方法について図３を用いて説明する。第１実施形態における式（１）および式（３）、並びに、被写界深度２１７ａと被写界深度２１７ｂは等しく、角度２１６ａと角度２１６ｂの差が変化角２２１ｂであることから角度２１６ａについて下の式が成り立つ。
【数１２】
2019113694.tif 000014
【００５９】
このとき、変化角２２１ｂは光学系２０のティルト量によりシャインプルーフの定理から算出でき、被写界深度２１７ａは光学系２０内の絞り機構（不図示）の状態から求めることができる。また、ピント範囲２１８ａとピント範囲２１８ｂとの差は、ティルト前後における撮影画像中のピント範囲の変化により算出できる。すなわち、ピント面と被写体面の傾きを算出することが可能となり、被写体面を算出することができる。
【００６０】
Ｓ７０４では、第１実施形態のＳ４１２と同様に、Ｓ７０３において算出された被写体面から、被写体面とピント面とがなす角度である傾き量ｔを算出する。Ｓ７０５では、第１実施形態のＳ４１３と同様に、図５の表に従って、初期傾き量ｔ０と傾き量ｔとの差から焦点位置変更係数ｘを設定し制御を終える。
【００６１】
以上から、光学系２０を傾けた際の撮影画像のピント範囲の変化から被写体面の検出をすることができる。つまり、ティルト駆動を行った際に逆ティルト状態で撮影を行っているかを判断することが可能になり、操作部５０の焦点位置変更に対する敏感度を変更することが可能になる。
（第３実施形態）
【００６２】
図８は、第３実施形態に係る制御を示したフロー図である。本実施形態では、ＡＦ時における制御について説明する。まず、Ｓ８０１において、シャッターボタンが反押しされているか判断をして反押しされていなければ（Ｎｏ）制御を終える。反押しされていれば（Ｙｅｓ）Ｓ８０２に移行する。
【００６３】
Ｓ８０２では、ＡＦスイッチ（不図示）がＯＮかＯＦＦかを判断する。ＯＮのとき（Ｙｅｓ）は、Ｓ８０３に移行し、ＯＦＦのとき（Ｎｏ）は制御を終える。Ｓ８０３では、ティルト駆動を検出しているか否か判断し、検出していなければ（Ｎｏ）Ｓ８０４にてＡＦを行い、制御を終える。ティルト駆動を検出していれば（Ｙｅｓ）、Ｓ８０５にてティルト量からピント面を算出し、Ｓ８０６に移行する。
【００６４】
次に、Ｓ８０６にてＡＦを行い、Ｓ８０７に移行する。Ｓ８０７では、Ｓ８０６によりＡＦを行ったときのフォーカスレンズ２１の駆動と撮影画像の比較から被写体面を算出する。具体的には第１実施形態における図４中のＳ４１１と同様である。
【００６５】
Ｓ８０８では、Ｓ８０７で算出した被写体面と、Ｓ８０５で算出したピント面から、被ピント面と写体面とがなす角度の傾き量ｔを算出する。Ｓ８０９では、Ｓ４１２と同様に図５の表に従って、ティルト方向の初期傾き量ｔ０と傾き量ｔの差から焦点位置変更係数ｘを設定し制御を終える。図４のＳ４０８と同様の制御でいいため詳細は省略する。
【００６６】
以上により、ＡＦを行った際に被写体面を検出することができる。つまり、ＡＦを行った際に逆ティルト状態で撮影を行っているかを判断することが可能になり、ピント面と被写体面が成す角度に応じて、操作部５０の焦点位置変更に対する敏感度を変更することが可能になる。そのためＡＦ後に手動でピントの微調整を行う際にピント範囲に応じて駆動量を変更することが可能になり、ピント範囲が極端に狭い場合でも容易にピントの微調整を行うことが可能になる。
（その他の実施形態）
【００６７】
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。上述の実施形態では、操作部５０の操作速度が一定以上の場合には、焦点位置変更係数を変更しない構成としたが、操作速度によらず逆ティルト状態での撮影を検出したときに、焦点位置変更係数を小さく変更しても良い。
【００６８】
また、上述の実施形態においては、逆ティルト状態の撮影において、操作部５０の焦点位置変更に対する敏感度を下げる構成としたが、ティルト状態の撮影を検出し、ティルト撮影時において操作部５０の焦点位置変更に対する敏感度を上げる構成としても良い。
【００６９】
上述の実施形態に係る機能を有する撮像装置であれば、光学系２０と撮像素子１０が一体の撮像装置ではなく、カメラ本体に取り外し可能に装着され、光学系２０を有するレンズ装置にМＰＵを備えた構成、または撮像素子１０を有するカメラ本体にМＰＵを備えた構成でもよい。
【００７０】
１      撮像装置
１０    光学系
３０    ティルト駆動部
３１    ティルト量検出部
５０    操作部
５１    操作量検出部
６０    焦点位置変更部
【図１】
2019113694.tif 000015
【図２】
2019113694.tif 000016
【図３】
2019113694.tif 000017
【図４】
2019113694.tif 000018
【図５】
2019113694.tif 000019
【図６】
2019113694.tif 000020
【図７】
2019113694.tif 000021
【図８】
2019113694.tif 000022