(57)【要約】【課題】あおり撮像において、変倍により必要な被写体面の傾き角度が得られなくなることを防ぐ。【解決手段】変倍が可能な撮像光学系１０１〜１０４および該撮像光学系により形成される被写体像を撮像する撮像素子６のうち少なくとも一方と、撮像素子の撮像面に対する被写体面の傾き角度を変化させるように撮像光学系のうち少なくとも一部および撮像素子のうち少なくとも一方を含むティルト部を傾かせるティルト手段と、変倍において、ティルト部の傾き角度を変更することで被写体面の傾き角度を維持可能な焦点距離に関する情報を表示または出力する提示手段９とを有する。【選択図】図１
2019101365.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
変倍が可能な撮像光学系および該撮像光学系により形成される被写体像を撮像する撮像素子のうち少なくとも一方と、
前記撮像素子の撮像面に対する被写体面の傾き角度を変化させるように前記撮像光学系のうち少なくとも一部および前記撮像素子のうち少なくとも一方を含むティルト部を傾かせるティルト手段と、
前記変倍において、前記ティルト部の傾き角度を変更することで前記被写体面の傾き角度を維持可能な焦点距離に関する情報または前記ティルト部の傾き角度を変更しても前記被写体面の傾き角度を維持不可能な焦点距離に関する情報を表示または出力する提示手段とを有することを特徴とする光学機器。
【請求項２】
前記情報を生成して前記提示手段に表示または出力させる制御手段を有することを特徴とする請求項１に記載の光学機器。
【請求項３】
前記制御手段は、前記ティルト部の最大傾き角度、前記撮像光学系の焦点距離および被写体距離のうち少なくとも１つを用いて、前記情報を生成することを特徴とする請求項２に記載の光学機器。
【請求項４】
前記情報は、前記被写体面の傾き角度を維持可能な最大焦点距離を含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の光学機器。
【請求項５】
前記情報は、前記変倍前の前記撮像光学系の焦点距離をさらに含むことを特徴とする請求項４に記載の光学機器。
【請求項６】
変倍が可能な撮像光学系および該撮像光学系により形成される被写体像を撮像する撮像素子のうち少なくとも一方と、
前記撮像素子の撮像面に対する被写体面の傾き角度を変化させるように前記撮像光学系のうち少なくとも一部および前記撮像素子のうち少なくとも一方を含むティルト部を傾かせるティルト手段と、
前記変倍において、前記ティルト部の傾き角度を、前記被写体面の傾き角度を維持可能な範囲に制限する制限手段とを有することを特徴とする光学機器。
【請求項７】
前記制限手段は、前記撮像光学系の特定焦点距離において設定された前記被写体面の傾き角度が、前記特定焦点距離より広角側の焦点距離での最大の被写体面の傾き角度となるように、前記広角側の焦点距離において前記ティルト角を制限することを特徴とする請求項６に記載の光学機器。
【請求項８】
前記ティルト手段は、操作部材と、該操作部材のユーザ操作に応じて前記ティルト部を傾ける電動駆動手段または非電動駆動手段とを含み、
前記制限手段は、前記電動または非電動駆動手段の動作範囲を制限することで前記ティルト部の傾き角度を制限することを特徴とする請求項６または７に記載の光学機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変倍可能で、あおり機能を有する光学機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
カメラや交換レンズ等の光学機器には、建築物を下から見上げるように撮像したり奥行きのある被写体を撮像したりする際にレンズを撮像面に対してシフトさせたりティルトさせたりすることができるものがある（以下、このような撮像を「あおり撮像」ともいう）。あおり撮像では被写体側においてピントが合う範囲を精度良くコントロールすることが重要である。さらに、被写体の一部を拡大してあおり撮像を行う場合には、被写体と光学機器との間の距離を変えずに撮像倍率（焦点距離）を変更可能、すなわち変倍可能なズーム機能を有するレンズが用いられる。
【０００３】
シャインプルーフの原理から、あおり撮像のうちティルト撮像を行う場合に被写体距離を一定としたまま変倍を行うと、撮像面に対する被写体面の傾き角度が変化する。このため、ピント合わせ後に変倍を行うと、レンズのティルト角を再調整する必要が生ずる。
【０００４】
特許文献１には、あおり撮像可能な光学機器において、変倍（ズーミング）が行われても被写体面の角度を維持する方法が開示されている。具体的には、ズーミングとあおり機構とを連動させることで、ズーミングが行われても自動的に全体にピントがあった被写体像を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開昭６１−９５３０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
シャインプルーフの原理に従うと、焦点距離が長い望遠側ほど撮像面に対する被写体面の傾き角度は小さくなる。このため、望遠側への変倍にかかわらず同じ被写体面角度を維持するためには、レンズのティルト角を大きくする必要がある。しかしながら、ティルト角には機構上の限界が存在するため、特許文献１にて開示された方法を用いても、広角側で設定した被写体面角度を望遠側で必ずしも実現できるわけではない。
【０００７】
本発明は、変倍可能かつあおり撮像が可能な光学機器であって、変倍により必要な被写体面角度が得られなくなることを防げるようにした光学機器を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一側面としての光学機器は、変倍が可能な撮像光学系および該撮像光学系により形成される被写体像を撮像する撮像素子のうち少なくとも一方と、撮像素子の撮像面に対する被写体面の傾き角度を変化させるように撮像光学系のうち少なくとも一部および撮像素子のうち少なくとも一方を含むティルト部を傾かせるティルト手段と、変倍において、ティルト部の傾き角度を変更することで被写体面の傾き角度を維持可能な焦点距離に関する情報またはティルト部の傾き角度を変更しても被写体面の傾き角度を維持不可能な焦点距離に関する情報を表示または出力する提示手段とを有することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の他の一側面としての光学機器は、変倍が可能な撮像光学系および該撮像光学系により形成される被写体像を撮像する撮像素子のうち少なくとも一方と、撮像素子の撮像面に対する被写体面の傾き角度を変化させるように前記撮像光学系のうち少なくとも一部および前記撮像素子のうち少なくとも一方を含むティルト部を傾かせるティルト手段と、変倍において、ティルト部の傾き角度を、被写体面の傾き角度を維持可能な範囲に制限する制限手段とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、変倍可能かつあおり（ティルト）撮像が可能な光学機器において、変倍によって必要な被写体面角度が得られなくなることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施例１である光学機器の構成を示す断面図。
【図２】シャインプルーフの原理を説明する図。
【図３】実施例１におけるティルト角、被写体面角度、焦点距離および被写体距離の関係を示す図。
【図４】実施例１において被写体面角度を維持できる最大焦点距離を示す図。
【図５】実施例１において表示される焦点距離可変範囲を示す図。
【図６】本発明の実施例２において表示される焦点距離可変範囲を示す図。
【図７】本発明の実施例３である光学機器の構成を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、本発明の実施例１である光学機器の構成を示している。本実施例の光学機器は、変倍可能な撮像光学系を有する交換レンズ（レンズ装置）であってもよいし、該交換レンズの着脱が可能なレンズ交換型カメラ（撮像装置）であってもよい。また、撮像光学系を一体に有するレンズ一体型側カメラであってもよい。すなわち、変倍可能な撮像光学系および該撮像光学系により形成される被写体像を撮像する撮像素子のうち少なくとも一方を有すればよい。
【００１４】
図１において、撮像光学系の光軸ＡＸＬが延びる方向をＺ方向（以下、光軸方向ともいう）とし、光軸ＡＸＬに対して直交し、かつ撮像素子６の撮像面に対して平行な互いに直交する２方向のうち横方向をＸ方向とし、縦方向をＹ方向としている。
【００１５】
図１では、カメラ１に交換レンズ２が着脱可能に装着されている。カメラ１において、メインミラー３は、交換レンズ２（撮像光学系）からの光束の光路上に配置され、該光束の一部を反射してファインダ光学系（７，８）に導くとともに残りの光束を透過させる。
【００１６】
メインミラー３の背後に配置されたサブミラー４は、メインミラー３を透過した光束を反射して焦点検出ユニット５に導く。メインミラー３およびサブミラー４は、不図示の駆動機構により上記光路から一体的に退避することができる。
【００１７】
焦点検出ユニット５は、位相差検出方式により交換レンズ２の焦点状態の検出（以下、焦点検出という）を行う。撮像素子６は、ＣＣＤセンサ又はＣＭＯＳセンサにより構成され、その撮像面において撮像光学系により形成された被写体像を撮像（光電変換）して撮像信号を出力する。表示手段としての背面ディスプレイパネル９は、撮像信号から不図示の信号処理部により生成される画像や他の様々な情報を表示する機能を有する。
【００１８】
本実施例のカメラ１は、メインミラー３およびサブミラー４を有する一眼レフカメラであるが、これらを有さないミラーレスカメラであってもよい。また、焦点検出ユニット５を設ける代わりに、撮像素子６に撮像面位相差検出方式による焦点検出を行うための位相差像信号を生成する複数の焦点検出画素を設けてもよい。また、撮像素子６から得られる撮像信号（または該撮像信号から生成された画像信号）を用いたコントラスト検出方式による焦点検出を行ってもよい。
【００１９】
交換レンズ２の撮像光学系は、被写体側から像側に順に配置された第１レンズユニット１０１、第２レンズユニット１０２、第３レンズユニット１０３、絞りユニット１０５および第４レンズユニット１０４を有する。後述する案内筒２０とカム筒２１は、それらの相対移動によって第１〜第４レンズユニット１０１〜１０４を光軸方向に移動させることができる。絞りユニット１０５は、第４レンズユニット１０４と一体となって光軸方向に移動する。
【００２０】
第１のレンズユニット１０１、第２のレンズユニット１０２、第３のレンズユニット１０３および第４のレンズユニット１０４はそれぞれ、第１レンズ保持枠１１１、第２レンズ保持枠１１２、第３レンズ保持枠１１３および第４レンズ保持枠１１４により保持されている。絞りユニット１０５は、第４レンズ保持枠１１４により保持されている。
【００２１】
第３レンズユニット１０３は、フォーカスアクチュエータ１０６からの駆動力を受けて光軸方向に移動して焦点調節を行う。フォーカスアクチュエータ１０６としては、ボイスコイルモータ、ステッピングモータ、振動型モータ等を用いることができる。フォーカスアクチュエータ１０６は、不図示のフレキシブルプリント基板を介して制御基板１０９に電気的に接続されている。制御基板１０９には、レンズ制御部を構成するＣＰＵやメモリ等の電気部品が実装されている。
【００２２】
絞りユニット１０５は、カメラ１に入射する光量を調節する。絞りユニット１０５は、不図示のフレキシブルプリント基板を介して制御基板１０９に電気的に接続されている。
【００２３】
ズーム環２４は、変倍（焦点距離の変更）のためにユーザにより光軸回りで回転操作される。ズーム環２４は、不図示の連結機構を介してカム筒２１に連結されている。ズーム環２４が回転すると、カム筒２１が案内筒２０に対して光軸回りで回転する。第１〜第３レンズユニット１０１〜１０３はそれぞれ１群連絡環２２に取り付けられており、１群連絡環２２は直進筒２３に固定されている。第１〜第３レンズユニット１０１〜１０３は、カム筒２１の回転により一体的に光軸方向に移動する。
【００２４】
直進筒２３に設けられた第１カムフォロワ１２１および第４レンズ保持枠１１４に設けられた第４カムフォロワ１２４は、案内筒２０に設けられた直進溝部とカム筒２１に設けられたカム溝部とに係合している。案内筒２０に対してカム筒２１が回転することにより、直進筒２３および１群連絡環２２を介して第１〜第３レンズユニット１０１〜１０３が光軸方向に移動し、第４レンズ保持枠１１４を介して第４レンズユニット１０４が光軸方向に移動する。これにより、マニュアルズームが行われる。
【００２５】
フォーカス環２５は、マニュアルフォーカスモードにおいてユーザにより光軸回りで回転操作される。フォーカス環２５が回転すると、その回転量と回転方向が電気的に検出され、該検出により生成された電気信号に応じて制御基板１０９がフォーカスアクチュエータ１０６を駆動する。これにより、マニュアルフォーカスが行われる。一方、オートフォーカスモードでは、ＣＰＵ等により構成されるカメラ制御部４０は、カメラ１に設けられた不図示のレリーズボタンのユーザ操作に応じて、上述した位相差検出方式、撮像面位相差検出方式またはコントラスト検出方式による焦点検出を行う。そして、該焦点検出の結果に応じてフォーカスアクチュエータ１０６を駆動する。これにより、オートフォーカスが行われる。
【００２６】
交換レンズ２は、表示手段としてのレンズディスプレイパネルを有する。レンズディスプレイパネル２７は、不図示のフレキシブルプリント基板を介して制御基板１０９に接続されている。
【００２７】
次に、交換レンズ２に設けられたティルト手段としてのティルト／シフト機構（あおり機構）について説明する。全体回転部３０は、交換レンズ２のうち全体回転部３０から被写体側の部分を光軸回りで回転させることができるように、交換レンズ２におけるカメラ１との接続部であるマウント２６に固定された固定部３１に対して光軸回りで回転可能に連結されている。全体回転部３０の回転量（角度）は、全体回転角度検出部３２によって検出される。
【００２８】
シフト部３３は、交換レンズ２のうちシフト部３３から被写体側の部分を光軸に対して直交する方向に平行移動（シフト）させることができるように全体回転部３０にシフト可能に連結されている。
【００２９】
本実施例では、シフト部３３と全体回転部３０とがアリ溝機構を用いてシフト部３３のシフトが可能に連結されており、不図示のシフト操作ノブによる回転運動を直進運動に変換してシフト操作を可能としている。シフト部３３のシフト量は、シフト量検出部３４によってシフト方向を含めて検出される。
【００３０】
ＴＳ回転部３６は、ティルト部３５とシフト部３３との相対回転（以下、ＴＳ回転という）を可能とするように構成されている。ティルト部３５は、交換レンズ２のうちティルト部３５から被写体側の部分（撮像光学系の一部）を、光軸に対して直交する軸を中心としてカメラ１（撮像面）に対して傾斜（ティルト）させる。具体的には、ＴＳ回転部３６とティルト部３５との接触面が、同一の中心軸と同一の半径を有する凸面と凹面の一部として形成されている。ティルト操作ノブ（操作部材）３７に直結されたギアの回転を、大きな減速比でティルト中心に軸を有する外歯車による回転に変換することでティルト駆動が可能となっている。
【００３１】
ティルト部３５のティルト角（傾き角度：ティルト量ともいう）は、ティルト角検出部３８によってティルト方向を含めて検出される。このように構成されたあおり機構により、あらゆる方向へのティルトとシフトとを組み合わせて使用することが可能となる。ティルト部３５と案内筒２０は互いに固定されている。
【００３２】
以上の構成において、マニュアルズーム、マニュアルフォーカスまたはオートフォーカスおよび自動露出制御が行われた後、記録用撮像が行われ、これにより生成された記録用画像が記録される。
【００３３】
次に、シャインプルーフの原理について図２を用いて説明する。図２（ａ）は、撮像面２０１ａに対して撮像光学系２０２ａの光軸ＡＸＬが傾いていない（直交している）場合において被写体側でのピントが合う被写体面２０３ａを示す。被写体面２０３ａ、撮像光学系２０２ａの主面２０５ａおよび撮像面（像面）２０１ａは互いに平行である。
【００３４】
一方、図２（ｂ）は、撮像面２０１ｂに対して撮像光学系２０２ｂの光軸ＡＸＬが傾いている（直交していない）場合において被写体側でのピントが合う被写体面２０３ｂを示す。被写体面２０３ｂ、撮像光学系２０２ｂの主面２０５ｂおよび撮像面２０１ｂのそれぞれの延長線が一点（図の紙面に垂直な直線上）２０４ｂで交わる。この場合、シャインプルーフの原理に従って被写体側においてピントが合う範囲（被写体面２０３ｂ）が決まる。撮像したい被写体が奥行きを有するとき、その奥行きに沿うように被写体面２０３ｂを傾けることで被写体の手前側の部分から奥の部分までピントを合わせることができる。
【００３５】
あおり機構を有さないレンズを用いて奥側の部分にピントを合わせたいときには絞りを絞って被写界深度を深くする方法が一般的である。これに対して、あおり機構を有するレンズを用いる場合は絞りが開放であってもレンズをティルトさせることで、被写体の手前側の部分から奥の部分までピントを合わせることが可能となる。
【００３６】
逆に撮像光学系２０２ｂの主面２０５ｂを奥行きのある被写体の傾きと反対方向に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２０３ｂ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。
【００３７】
次に、図３を用いて、撮像光学系の変倍によってピントが合う被写体面の傾き角度（以下、被写体面角度という）を維持できなくなることを防ぐ方法について説明する。図３において、図２（ｂ）と同様に、被写体面３０３、撮像光学系の主面３０２および撮像面３０１のそれぞれの延長線が一点（図の紙面に垂直な直線上）３０４で交わる。図３中のＸ、ＹおよびＺ方向は、図１に示したＸ、ＹおよびＺ方向に対応している。
【００３８】
撮像光学系の焦点距離をｆとし、撮像面３０１に直交する軸上の被写体距離をａとし、ティルト部３５による撮像光学系の主面３０２のティルト角をαとすると、被写体面３０３が撮像面３０１に対してなる傾き角度である被写体面角度θとの関係は、
ｔａｎθ＝（ａ／ｆ）ｔａｎα    （１）
と表される。例えば、撮像光学系の焦点距離ｆが５０ｍｍ、被写体距離ａが１ｍ、ティルト角αが５ｄｅｇである場合、被写体面角度θは６０ｄｅｇとなる。
【００３９】
ティルト角αは上述したティルト角検出部３８により検出される情報であり、撮像光学系の焦点距離ｆは該撮像光学系のうち変倍により移動する第１〜第４レンズユニット１０１〜１０４の位置またはズーム環２４の回転位置を検出することにより得られる。被写体距離ａは、撮像光学系のうち焦点調節のために移動する第３レンズユニット１０３の位置もしくはフォーカス環２５の回転位置を検出することで、または不図示の測距センサを用いて被写体距離を測定することで得られる。
【００４０】
被写体面角度θを現撮像状態（すなわち変倍前）での被写体面３０３の傾き角度とし、交換レンズ２の構造上決まる最大ティルト角（最大傾き角度）をαｍａｘとする。このとき、同じ被写体面角度θを維持しつつ変倍により設定可能な最大焦点距離ｆｍａｘは、
ｆｍaｘ＝a×ｔａｎ（αｍａｘ)／ｔａｎθ    （２）
で示される。式（１）と式（２）から以下の関係が得られる。
ｆｍaｘ＝ｆ×ｔａｎ（αｍａｘ)／ｔａｎ（α）  （３）
カメラ制御部４０は、式（３）を用いることで、最大ティルト角αｍａｘまで使用することで現撮像状態での被写体面角度θを維持可能な焦点距離のうち最大焦点距離ｆｍａｘを計算（生成）することができる。この最大焦点距離ｆｍａｘが、現撮像状態での被写体面角度θを維持可能な焦点距離に関する情報である。
【００４１】
本実施例では、最大焦点距離ｆｍaｘを、最大ティルト角αｍａｘ、現撮像状態でのティルト角αおよび撮像光学系の焦点距離ｆの３つのパラメータを用いて計算する場合について説明した。
【００４２】
図４は、例として、焦点距離が２４〜１５０ｍｍの撮像光学系で変倍を行う場合において、現撮像状態でのティルト角αを最大ティルト角αｍａｘに変更することで現撮像状態での被写体面角度θを維持可能な最大焦点距離ｆｍａｘを計算した結果を示す。ここでは、最大ティルト角αｍａｘを１０ｄｅｇとしている。
【００４３】
例えば、焦点距離ｆが５０ｍｍでティルト角αが５ｄｅｇの現撮像状態での被写体面角度θと同じ被写体面角度を、ティルト角αを最大ティルト角αｍａｘに変更することで得ることができる最大焦点距離ｆｍａｘは１０１ｍｍである。したがって、現撮像状態での被写体面角度θと同じ被写体面角度が得られる焦点距離ｆの範囲は２４〜１０１ｍｍとなる。現撮像状態から焦点距離ｆ＝１０１ｍｍまで拡大変倍する際には、ティルト角αをその最大値である１０ｄｅｇに変更することで、撮像状態での被写体面角度θと同じ被写体面角度を得ることができる。
【００４４】
カメラ制御部（制御手段）４０は、背面ディスプレイパネル（提示手段）９に、図５に示す焦点距離情報を表示させる。図５は、図４に枠で囲んで示すように現撮像状態の焦点距離ｆが５０ｍｍであり、ティルト角αが５ｄｅｇであるときに表示される焦点距離情報を示している。該焦点距離情報は、撮像光学系の広角端Ｗから望遠端Ｔまでの焦点距離範囲５０１と、最大ティルト角αｍａｘまで使用することで現撮像状態と同じ被写体面角度θが得られる焦点距離範囲５０２と、その範囲５０２の最大焦点距離ｆｍａｘの値５０５とを含む。また、焦点距離情報は、焦点距離範囲５０２のうち現撮像状態の焦点距離の位置５０３とその焦点距離の値５０４とを含む。ただし、現撮像状態の焦点距離の位置５０３とその焦点距離の値５０４は必ずしも表示しなくてもよい。
【００４５】
このようにして本実施例では、被写体面角度を維持可能な焦点距離可変範囲（変倍可能範囲）を表示する。これにより、ユーザは現撮像状態と同じ被写体面角度θが得られる焦点距離範囲５０２、つまりは傾いた被写体の全体にピントを合わせた状態でどこまで被写体像を拡大することができるかを知ることができる。例として、ユーザが傾いた被写体に合わせてその全体にピントが合うように被写体面角度（つまりはティルト角）等を設定した後に、被写体の一部を拡大して撮像するように変倍する（以下、このような変倍を拡大変倍という）場合について説明する。
【００４６】
まずユーザは、被写体と交換レンズ２を備えたカメラ１との相対角度、被写体距離、撮像光学系の焦点距離およびティルト角を変えながら被写体全体にピントが合うようにセッティングを行う。このセッティングの途中でも、背面ディスプレイパネル９にその時点での被写体面角度を維持できる焦点距離の範囲５０２が表示されるので、ユーザはそれを見ながら焦点距離範囲５０２内に拡大撮像を行う際の焦点距離が入るようにティルト角を設定する。これにより、被写体全体にピントを合わせるための被写体面角度を拡大撮像時でも維持することができるため、焦点距離以外のセッティングを変えることなく拡大撮像を行うことが可能となる。
【００４７】
一方、図５に示したような焦点距離可変範囲が表示されない場合、すなわちユーザが現撮像状態と同じ被写体面角度が維持できる焦点距離の範囲が分からない場合について説明する。被写体全体にピントを合わせた後に拡大変倍を行うと、ティルト角を最大にしても変倍前と同じ被写体面角度が得られず、拡大撮像のために再度セッティングが必要になる場合がある。拡大撮像時に被写体面角度が足りなくなるのは、図４から分かるように、焦点距離が望遠側になるほど設定可能な被写体面角度が小さくなる（設定すべきティルト角が大きくなる）ためである。
【００４８】
拡大撮像用の焦点距離を決めてから被写体全体にピントが合うように焦点距離を広角側に変化させることも可能である。しかし、拡大撮像時には焦点距離を広角側に変化させた後でしか画角内に入ってこない被写体部部分を見ることができない。すなわち、被写体全体にピントがあっているかどうかは拡大撮像時には確認することができない。したがって、焦点距離を拡大撮像用焦点距離と被写体全体が画角内に入る焦点距離との間で複数回変更しながらセッティングを行う必要があり、セッティングに時間を要する。
【００４９】
以上説明したように、本実施例は、被写体面角度を維持しつつ変更可能な焦点距離範囲（最大焦点距離）を表示する。このため、ユーザは、どの焦点距離以上の拡大変倍によってもティルト角を最大にしても現撮像状態の被写体面角度が得られなくなるか、言い換えれば被写体全体にピントを合わせたままどこまで拡大変倍を行えるかを明確に認識することができる。これにより、変倍により必要な被写体面角度が得られなくなることを防ぐことができる。
【００５０】
なお、図５に示すように焦点距離可変範囲を横方向に表示する表示形態は例にすぎず、縦方向に表示したり円弧状に表示したりしてもよい。また、現撮像状態での被写体面角度を維持可能な最大焦点距離（ｆｍａｘ：図５における「１１０」）だけを表示するようにしてもよい。さらに、図５に示した焦点距離の値５０４，５０５に代えて、焦点距離の範囲に関する情報としてズーム倍率を表示してもよい。
【００５１】
また、図５に示したような焦点距離可変範囲は常に表示している必要はなく、ティルト角が変更されたとき等、セッティングが必要なときにのみ表示してもよい。さらに、本実施例では、カメラ１に設けられた背面ディスプレイパネル９に図５に示したような焦点距離可変範囲を表示する場合について説明したが、カメラ１の光学ファインダ内に設けられた不図示のディスプレイパネルに表示してもよい。また、制御基板１０９上のレンズ制御部が、カメラ制御部４０から焦点距離可変範囲を示す信号を受けて又は自ら焦点距離可変範囲を算出（生成）して、交換レンズ２に設けられたレンズディスプレイパネル２７に焦点距離可変範囲を表示させてもよい。さらに、提示手段として、ＬＥＤ等の発光素子を点灯または点滅させてもよい。
【００５２】
本実施例では、焦点距離に関する情報として、現撮像状態と同じ被写体面角度を維持可能な焦点距離可変範囲を表示したが、変倍に際してティルト角を変更しても現撮像状態と同じ被写体面角度を維持不可能な焦点距離を示す情報を表示してもよい。さらに、そのような表示に代えて又は該表示とともに、提示手段としてのスピーカから現撮像状態と同じ被写体面角度を維持不可能な焦点距離になったこと示す情報としての警告音を出力させてもよい。
【実施例２】
【００５３】
次に、本発明の実施例２について説明する。本実施例では、図６に示すように、被写体角度を維持可能な焦点距離に関する情報が印刷（表示）されたプレート（提示手段）が、ズーム環（図１中の２４）の外周部に沿って設けられている。カメラおよびあおり機構の構成や交換レンズにおいて撮像光学系を動作させる機構は、実施例１と同じである。
【００５４】
図６は、焦点距離が２４〜１５０ｍｍの撮像光学系を有する交換レンズにおいて現撮像状態と同じ被写体面角度が得られる焦点距離の範囲が表示された上記プレートをその周方向に展開して示している。図６中の横方向がズーム環２４の周方向に対応し、縦方向が光軸方向に対応する。図６の横軸は２４〜１５０ｍｍの焦点距離を示し、縦軸はティルト角を示す。
【００５５】
ズーム環に隣接したティルト部（図１中の３５）には指標線６０５が印刷されており、該指標線６０５に一致するプレート上の焦点距離が現撮像状態での焦点距離を示す。
【００５６】
ズーム環上の曲線６０１は、焦点距離が５０ｍｍのときのティルト角と現撮像状態と同じ被写体面角度を維持できる最大焦点距離（ｆｍaｘ）との関係をプロットしたものである。また、曲線６０２は、焦点距離が８５ｍｍのときのティルト角と現撮像状態と同じ被写体面角度を維持できる最大焦点距離との関係をプロットしたものである。
【００５７】
図６中に枠で囲んで示すように、現撮像状態での焦点距離が５０ｍｍで、ティルト角が５ｄｅｇである場合は、曲線６０１において縦軸上の５ｄｅｇに対応する横軸上の焦点距離を読み取る。これにより、ティルト角を最大αｍａｘまで使用すれば現撮像状態と同じ被写体面角度を維持できる最大焦点距離ｆｍａｘが分かる。図６では約１００ｍｍであることが読み取れるので、現撮像状態と同じ被写体面角度を維持可能な焦点距離の範囲は２４ｍｍ〜約１００ｍｍであることが分かる。
【００５８】
本実施例も、被写体面角度を維持しつつ変更可能な焦点距離範囲（最大焦点距離）を表示する。このため、ユーザは、どの焦点距離以上の拡大変倍によって現状の被写体面角度が得られなくなるか、言い換えれば被写体全体にピントを合わせたままどこまで拡大変倍を行えるかを明確に認識することができる。これにより、変倍により必要な被写体面角度が得られなくなることを防ぐことができる。
【００５９】
なお、図１においてレンズディスプレイパネル２７が設けられた位置に、図６に示したような焦点距離可変範囲を印刷してもよい。レンズディスプレイパネル２７が設けられた位置は、あおり操作用のティルト操作ノブ３７に近接しているため、あおり撮像のセッティングを行うユーザにとって焦点距離可変範囲を見易いというメリットがある。
【実施例３】
【００６０】
図７は、本発明の実施例３である光学機器（カメラ１および交換レンズ２′）の構成を示している。本実施例の交換レンズ２′は、ティルト部３５を電動で駆動するための駆動部（電動駆動手段）１０７を有する。
【００６１】
実施例１では、ティルト操作ノブ３７とティルト部３５とを機械的に連動させていたが、本実施例ではティルト操作ノブ３７とティルト部３５とは機械的ではなく電気的に連動している。すなわち、ティルト操作ノブ３７の回転量をティルト角検出部３８により検出し、検出した回転量に応じて電動アクチュエータを含む駆動部１０７を制御してティルト部３５を駆動する。
【００６２】
カメラ１、あおり機構および撮像光学系を動作させる機構は、ティルト操作ノブ３７とティルト部３５とを電気的に連動させる構成を除いて実施例１と同じである。
【００６３】
制御基板１０９には、駆動部１０７により変更可能なティルト角を制限する機能を有するレンズ制御部（制限手段）１１０が設けられている。レンズ制御部１１０は、撮像光学系の焦点距離（変倍状態）に応じて設定可能なティルト角の範囲を変化させる。具体的には、撮像光学系の望遠端（特定焦点距離）で設定された被写体面角度が望遠端より広角側の焦点距離での最大被写体面角度となるように、望遠端以外の焦点距離においてティルト角を制限する。
【００６４】
撮像光学系の望遠端において最大ティルト角αｍａｘにより設定可能な被写体面角度θＴは、望遠端での焦点距離をｆＴとし、軸上の被写体距離をａとして、式（１）から、
ｔａｎθＴ＝（ａ／ｆＴ）ｔａｎ（αｍａｘ）  （４）
で求められる。望遠端より広角側の焦点距離ｆでも、被写体面角度θＴが最大となるように（被写体面角度θＴを維持できるように）ティルト角αＬを制限するので、
ｔａｎθＴ＝（ａ／ｆ）ｔａｎαＬ    （５）
なる関係式が得られる。式（４）と式（５）から、以下の関係式が得られる。
ｔａｎαＬ＝（ｆ／ｆＴ）ｔａｎ（αｍａｘ）    （６）
式（６）は、各焦点距離で設定可能な被写体面角度を一定にするために制限されるティルト角（以下、制限ティルト角という）αＬと、望遠端での焦点距離ｆＴと、最大ティルト角αｍａｘとの関係を示す。
【００６５】
例として、撮像光学系の焦点距離ｆが２４〜１５０ｍｍで、最大ティルト角αｍａｘが１０ｄｅｇである場合に、各焦点距離ｆに対する制限ティルト角αＬを計算すると、以下のようになる。
【００６６】
焦点距離が２４ｍｍのとき、制限ティルト角αＬは１．６ｄｅｇ
焦点距離が５０ｍｍのとき、制限ティルト角αＬは３．４ｄｅｇ
焦点距離が１００ｍｍのとき、制限ティルト角αＬは６．７ｄｅｇ
レンズ制御部１１０は、このように計算された制限ティルト角にてティルト角が制限されるように、駆動部１０７の電動アクチュエータの動作範囲を制限する。
【００６７】
本実施例では、制限ティルト角αＬを、望遠端での焦点距離をｆＴ、最大ティルト角αｍａｘおよび焦点距離ｆの３つのパラメータを用いて計算する場合について説明した。
【００６８】
また、本実施例では、望遠端と同じ被写体面角度が設定できるようにティルト角を制限する場合について説明したが、ユーザが撮像において使用する最も望遠側の焦点距離を特定焦点距離とし、該特定焦点距離より広角側でのティルト角を制限するようにしてもよい。
【００６９】
上述した実施例１および実施例２では、現撮像状態と同じ被写体面角度を維持できる焦点距離可変範囲や最大焦点距離を表示することで、ユーザが撮像光学系の変倍を行ったときに必要な被写体面角度が得られなくなるのを防ぐ。一方、本実施例は、ティルト時の最大被写体面角度が焦点距離（変倍）によらずに一定となるように、すなわち変倍が行われても最大被写体面角度が維持されるようにティルト角を制限する。これにより、広角端から望遠端までの焦点距離範囲のうちいずれかの焦点距離を設定した状態で被写体に対して傾けたピント面を合わせることができれば、どの焦点距離でも同じ被写体面角度が得られる。このため、変倍によって必要な被写体面角度が得られなくなるのを防ぐことができる。
【００７０】
また、本実施例では、駆動部１０７の電動アクチュエータを制御することでティルト角を制限する場合について説明した。しかし、実施例１，２のようにティルト操作ノブのユーザ操作に応じて機械的にティルト角を変化させるあおり機構（非電動駆動手段）を有する場合は、機械的にティルト角を制限してもよい。例えば、ティルト部３５の動作範囲を制限するためにティルト部３５に当接する機械端を設け、該機械端を焦点距離を変更する機構と連動させて移動させることでて制限ティルト角を焦点距離に応じて変化させるようにしもよい。また、検出した焦点距離に応じて機械端をアクチュエータにより移動させることで制限ティルト角を焦点距離に応じて変化させるようにしてもよい。
【００７１】
さらに、実施例１および実施例２では、ティルト操作ノブの操作に応じて機械的にティルトが行われる場合について説明したが、本実施例のように電動アクチュエータを用いてティルト駆動してもよい。
【００７２】
また、上記各実施例では、交換レンズにおいて撮像光学系の少なくとも一部をティルトさせる場合について説明したが、カメラにおいて撮像素子をティルト部としてティルトさせてもよい。
（その他の実施例）
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。
【００７３】
以上説明した各実施例は代表的な例にすぎず、本発明の実施に際しては、各実施例に対して種々の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【００７４】
６  撮像素子
３５  ティルト部
９  背面ディスプレイパネル
【図１】
2019101365.tif 000003
【図２】
2019101365.tif 000004
【図３】
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【図４】
2019101365.tif 000006
【図５】
2019101365.tif 000007
【図６】
2019101365.tif 000008
【図７】
2019101365.tif 000009