JP7277160B2

JP7277160B2 - Imaging device

Info

Publication number: JP7277160B2
Application number: JP2019019453A
Authority: JP
Inventors: 愛彦沼田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2019-02-06
Filing date: 2019-02-06
Publication date: 2023-05-18
Anticipated expiration: 2039-02-06
Also published as: JP2020126184A

Description

本発明は、撮像装置に関するものである。 The present invention relates to an imaging device.

被写体面がカメラの光学系の光軸に対して傾いている場合に、被写界深度を被写体面に沿って深くするために、光学系の光軸を撮像素子の撮像面に対して傾けて撮影する、所謂アオリ撮影を可能とする撮像装置が提案されている。
特許文献１では、アオリ方向に平行な方向の撮像素子の撮像面の両端側のコントラスト評価値を取得し、コントラスト評価値が最も高くなる位置にアオリ角度を変更することで、所望の被写体面にピントが合うように調整を行う撮像装置が提案されている。 When the subject plane is tilted with respect to the optical axis of the optical system of the camera, the optical axis of the optical system is tilted with respect to the imaging surface of the image sensor in order to increase the depth of field along the subject plane. An imaging apparatus has been proposed that enables so-called tilt photography.
In Patent Document 1, contrast evaluation values are obtained at both ends of an imaging surface of an imaging device in a direction parallel to the tilt direction, and the tilt angle is changed to a position where the contrast evaluation value is the highest. Imaging devices have been proposed that adjust so as to be in focus.

特開２０１７－１７３８０２号公報JP 2017-173802 A

特許文献１に開示されている手法を用いてピント面の調整を行う場合、以下のような課題が発生してしまう。即ち、一般に、Ｆ値が暗いほど、最適なアオリ角度からずれた場合のコントラスト評価値の変化が小さくなる。従って、Ｆ値が暗い状態でアオリ角度を調整しようとしても最適なアオリ角度を精度よく求めることが難しい。 When the method disclosed in Patent Document 1 is used to adjust the focus plane, the following problems occur. That is, in general, the darker the F-number, the smaller the change in the contrast evaluation value when the tilt angle deviates from the optimum. Therefore, even if an attempt is made to adjust the tilt angle when the F-number is dark, it is difficult to obtain the optimum tilt angle with high accuracy.

一方で、Ｆ値が明るい状態でアオリ角度を調整した場合、アオリ角度が最適な角度からずれた時のコントラストの変化が大きいため、最適なアオリ角度を精度よく求めることができる。しかしながら、アオリ角度が最適な角度から大きくずれていた場合、コントラスト評価値がノイズに埋もれてしまい、最適な角度を求めることが難しい場合がある。
即ち、特許文献１に開示されている手法を用いた場合、アオリ角度を最適な角度に調整することが可能な角度範囲と、アオリ角度の調整精度の両立が困難である。
本発明はアオリ角度を最適な角度に調整することが可能な角度範囲と、アオリ角度の調整精度の両立が可能な撮像装置を提供することを目的とする。 On the other hand, when the tilt angle is adjusted while the F-number is bright, the change in contrast is large when the tilt angle deviates from the optimum angle, so the optimum tilt angle can be obtained with high accuracy. However, if the tilt angle is greatly deviated from the optimum angle, the contrast evaluation value may be buried in noise, and it may be difficult to obtain the optimum angle.
That is, when the method disclosed in Patent Document 1 is used, it is difficult to achieve both the angle range in which the tilt angle can be adjusted to the optimum angle and the tilt angle adjustment accuracy.
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an imaging apparatus capable of achieving both an angle range in which the tilt angle can be adjusted to an optimum angle and the adjustment accuracy of the tilt angle.

本発明の撮像装置は、
結像光学系の絞りを制御する絞り制御手段と、
前記絞りを介した光を入射する撮像面を有し撮像信号を出力する撮像素子と、
前記撮像面と前記結像光学系の主面のなす角であるアオリ角度を制御するアオリ制御手段と、
前記撮像面の中の所定の評価枠のコントラスト評価値を取得するコントラスト評価値取得手段と、
前記絞りを第１の絞り状態にしたときの前記コントラスト評価値に基づき前記アオリ制御手段により前記アオリ角度を調整する第１のアオリ角度調整動作を行うとともに、前記第１のアオリ角度調整動作の後に前記絞りを前記第１の絞り状態よりも開いた第２の絞り状態にしたときの前記コントラスト評価値に基づき前記アオリ制御手段により前記アオリ角度を調整する第２のアオリ角度調整動作を行わせる制御手段と、を有することを特徴とする。 The imaging device of the present invention is
Aperture control means for controlling the aperture of the imaging optical system;
an imaging device having an imaging surface for receiving light through the aperture and outputting an imaging signal;
tilt control means for controlling a tilt angle, which is an angle between the imaging surface and the main surface of the imaging optical system;
contrast evaluation value acquisition means for acquiring a contrast evaluation value of a predetermined evaluation frame in the imaging plane;
performing a first tilt angle adjusting operation for adjusting the tilt angle by the tilt control means based on the contrast evaluation value when the diaphragm is set to the first diaphragm state, and after the first tilt angle adjusting operation; Control for performing a second tilt angle adjustment operation for adjusting the tilt angle by the tilt control means based on the contrast evaluation value when the diaphragm is set to a second diaphragm state that is wider than the first diaphragm state. and means.

本発明によれば、アオリ撮影が可能であって、アオリ角度を最適な角度に調整することが可能な角度範囲と、アオリ角度の調整精度の両立を行うことができる、撮像装置を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain an image pickup apparatus that is capable of tilt photographing and that can achieve both the angle range in which the tilt angle can be adjusted to an optimum angle and the adjustment accuracy of the tilt angle. can.

実施例１の撮像装置のブロック図である。1 is a block diagram of an imaging device of Example 1. FIG. アオリ撮影を行ったときのピント面と被写体面を説明する図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a focus plane and a subject plane when performing tilt photography. アオリ角度のずれとピント面のズレの関係を説明する図である。FIG. 10 is a diagram for explaining the relationship between tilt angle shift and focus plane shift; アオリ角度調整時の撮像面の評価枠を説明する図である。FIG. 10 is a diagram for explaining an evaluation frame of an imaging plane when tilt angle is adjusted; アオリ角度とコントラスト評価値の関係を説明する図である。FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between tilt angles and contrast evaluation values; 実施例１の撮像装置のフローチャートである。4 is a flow chart of the imaging apparatus of Example 1. FIG. 実施例２の撮像装置のフローチャートである。8 is a flow chart of the imaging device of Example 2. FIG. アオリ角度と評価枠毎のコントラスト評価値の関係を説明する図である。FIG. 10 is a diagram for explaining the relationship between a tilt angle and a contrast evaluation value for each evaluation frame; 実施例５の撮像装置のブロック図である。FIG. 11 is a block diagram of an imaging device of Example 5; 評価枠と焦点深度の関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between an evaluation frame and focus depth. 実施例５の撮像装置のフローチャートである。10 is a flow chart of an imaging apparatus of Example 5; 実施例６の撮像装置のフローチャートである。11 is a flow chart of an imaging device of Example 6. FIG. アオリ角度と評価枠毎のコントラスト評価値の関係を説明する図である。FIG. 10 is a diagram for explaining the relationship between a tilt angle and a contrast evaluation value for each evaluation frame; 実施例７の監視システムのブロック図である。FIG. 12 is a block diagram of a monitoring system of Example 7;

以下、図を用いて、本発明の実施形態における撮像装置について説明する。その際、全ての図において同一の機能を有するものは同一の数字を付け、その繰り返しの説明は省略する。 An imaging apparatus according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. At that time, the same numerals are attached to the parts having the same function in all the drawings, and the repeated description thereof will be omitted.

本実施例における撮像装置のブロック図を図１に示す。図１において、撮像装置１００は、結像光学系１０１、結像光学系１０１の絞りを調整する絞り制御機構１０２、撮像素子１０３、撮像素子１０３の向きを回転するアオリ制御機構１０４を備える。なお、撮像素子１０３は例えばＣＣＤ型やＣＭＯＳ型等の撮像素子であり、前記結像光学系の絞りを介した光を入射する撮像面を有する。また、撮像装置１００は、撮像素子１０３および各々の機構を制御する制御手段としての制御部１０５を有する。また、撮像素子１０３で取得した撮像信号から、撮像素子１０３の所定の領域（以下、評価枠と呼ぶ）のコントラスト評価値を取得するコントラスト評価値取得部１１０を備える。
なお、制御部１０５はコンピュータとしてのＣＰＵが内蔵されており、不図示のメモリに記憶されたコンピュータプログラムに基づきＣＰＵが装置全体の各種動作を実行する。 FIG. 1 shows a block diagram of an imaging apparatus according to this embodiment. In FIG. 1 , an imaging apparatus 100 includes an imaging optical system 101 , an aperture control mechanism 102 that adjusts the aperture of the imaging optical system 101 , an image sensor 103 , and a tilt control mechanism 104 that rotates the orientation of the image sensor 103 . The imaging device 103 is, for example, a CCD-type or CMOS-type imaging device, and has an imaging surface on which light passing through the diaphragm of the imaging optical system is incident. The imaging apparatus 100 also has a control unit 105 as control means for controlling the imaging element 103 and each mechanism. Also provided is a contrast evaluation value acquisition unit 110 that acquires a contrast evaluation value of a predetermined area (hereinafter referred to as an evaluation frame) of the image sensor 103 from the image signal acquired by the image sensor 103 .
Note that the control unit 105 has a built-in CPU as a computer, and the CPU executes various operations of the entire apparatus based on a computer program stored in a memory (not shown).

絞り制御機構１０２は複数の絞り羽根およびモーターとギアで構成され、制御部１０５によってモーターに流れる電流を制御することで絞り羽根を動かし、絞り開口の大きさを制御できるようになっている。
撮像素子１０３の向きを回転するアオリ制御機構１０４はモーターとギアで構成され、制御部１０５によってモーターに流れる電流を制御することで、撮像素子１０３の向きを、ＸＺ平面内で回転できるようになっている。回転中心は、結像光学系１０１の光軸と撮像素子１０３の交点を通り、Ｙ軸に平行な直線である。このようにアオリ制御機構１０４は、撮像素子の撮像面と結像光学系の主面のなす角であるアオリ角度を制御する。撮像素子１０３の駆動および、撮像素子１０３からの撮像信号読み出し動作は、制御部１０５によって制御される。 The diaphragm control mechanism 102 is composed of a plurality of diaphragm blades, a motor, and gears. By controlling the current flowing through the motor by the control unit 105, the diaphragm blades can be moved to control the size of the aperture opening.
A tilt control mechanism 104 that rotates the orientation of the imaging device 103 is composed of a motor and gears, and the orientation of the imaging device 103 can be rotated within the XZ plane by controlling the current flowing through the motor by the control unit 105. ing. The center of rotation is a straight line that passes through the intersection of the optical axis of the imaging optical system 101 and the imaging device 103 and is parallel to the Y axis. In this manner, the tilt control mechanism 104 controls the tilt angle, which is the angle between the imaging plane of the image sensor and the principal plane of the imaging optical system. A control unit 105 controls the driving of the image sensor 103 and the operation of reading an image signal from the image sensor 103 .

図２は、アオリ撮影を行ったときのピント面１０７を説明する図である。なお、本実施例では撮像素子を前記アオリ制御機構１０４により傾けるように制御することによってアオリ撮影を行うが、撮像素子の代わりに光学系を傾けても良い。
図２において、シャインプルーフの原理に従い、撮像素子１０３の撮像面と、結像光学系１０１の主面１０８と、ピント面１０７が一つのＹ軸方向に延びる直線で交わっている。従って、ピント面１０７は、結像光学系１０１の主面１０８に対して傾いている。即ち、アオリ撮影を行うことで、結像光学系１０１の主面１０８に対して傾いている被写体面１０９に対し、ピント面１０７を一致させることができる。なお、撮像素子１０３の撮像面と、結像光学系１０１の主面１０８とのなす角ｂをアオリ角度とよぶ。 2A and 2B are diagrams for explaining the focus plane 107 when tilting and tilting photographing is performed. In the present embodiment, the tilt control mechanism 104 tilts the image pickup device to perform tilt photographing, but the optical system may be tilted instead of the image pickup device.
In FIG. 2, according to the Scheimpflug principle, the imaging plane of the imaging device 103, the principal plane 108 of the imaging optical system 101, and the focusing plane 107 intersect with a straight line extending in the Y-axis direction. Therefore, the focus plane 107 is tilted with respect to the principal plane 108 of the imaging optical system 101 . That is, by performing tilt/shift photography, the focal plane 107 can be aligned with the subject plane 109 that is tilted with respect to the principal plane 108 of the imaging optical system 101 . An angle b formed by the imaging surface of the imaging element 103 and the main surface 108 of the imaging optical system 101 is called a tilt angle.

図２の様に、光軸１１４０とピント面１０７のなす角をａ、撮像素子１０３と被写体までの距離をＤ、結像光学系１０１の焦点距離をｆとした時、アオリ角度ｂは以下の式１で求めることができる。
ｔａｎ（ｂ）＝ｆ÷（Ｄ×ｔａｎ（ａ））・・・（式１） As shown in FIG. 2, when the angle between the optical axis 1140 and the focal plane 107 is a, the distance between the image sensor 103 and the object is D, and the focal length of the imaging optical system 101 is f, the tilt angle b is as follows. It can be obtained by Equation 1.
tan(b)=f÷(D×tan(a)) (Formula 1)

ユーザーが観察したい被写体面１０９とピント面１０７を一致させるためには、アオリ方向（図２のｘｚ平面に沿った方向）に平行な方向の、撮像素子の撮像面の両端側（図２～図４の第１の評価枠１１１、第２の評価枠１１２に対応している。）のコントラスト評価値を取得し、例えば両者のコントラスト評価値の合計が最も高くなるようにアオリ角度を変更する。これによって、所望の被写体面にピントが合うように調整することができる。なお、図２においてピント面１０７上の１１１´、１１２´、１１３´は、撮像素子の撮像面（有効撮像面）１０００の中に予め設定された第１の評価枠１１１、第２の評価枠１１２、第３の評価枠１１３に対応した枠対応領域を示す。なお、図４のように実施例では第１の評価枠１１１、第２の評価枠１１２は撮像面の上下の端側に配置されている。 In order to match the object plane 109 that the user wants to observe with the focus plane 107, it is necessary to 4.) is obtained, and the tilt angle is changed so that the sum of both contrast evaluation values becomes the highest. This makes it possible to adjust the focus on a desired object plane. Note that 111', 112', and 113' on the focus plane 107 in FIG. 112, a frame-corresponding region corresponding to the third evaluation frame 113; As shown in FIG. 4, in the embodiment, the first evaluation frame 111 and the second evaluation frame 112 are arranged at the upper and lower end sides of the imaging plane.

図５に、結像光学系１０１のＦ値が明るい場合と暗い場合について、アオリ角度とコントラスト評価値の関係を示す。図５（Ａ）はＦ値が明るい場合、即ち絞りを比較的開いた場合、図５（Ｂ）はＦ値が暗い場合、即ち絞りを比較的閉じた場合を示している。
一般に、結像光学系の解像力は、ピント面近傍が最も高く、ピント面から離れるに従って解像力が低下する。具体的には、物体が十分に遠い場合、ほぼピント面からの距離の逆数に比例して低下する。ピント面での解像力は、収差や回折の影響によって多少ずれるものの、おおまかには結像光学系のＦ値に反比例する。また、解像力のピント面からの距離の逆数に対する比例係数は、収差や回折の影響によって多少ずれるものの、おおまかには結像光学系のＦ値の２乗に反比例する。 FIG. 5 shows the relationship between the tilt angle and the contrast evaluation value when the F-number of the imaging optical system 101 is bright and when it is dark. FIG. 5A shows a case where the F-number is bright, ie, the aperture is relatively open, and FIG. 5B shows a case where the F-number is dark, ie, the aperture is relatively closed.
In general, the resolving power of an imaging optical system is highest in the vicinity of the focal plane, and the resolving power decreases with increasing distance from the focal plane. Specifically, when the object is sufficiently far, it decreases approximately in proportion to the reciprocal of the distance from the focal plane. The resolving power on the focal plane is roughly inversely proportional to the F-number of the imaging optical system, although it deviates somewhat due to the effects of aberration and diffraction. Also, the proportional coefficient of resolving power to the reciprocal of the distance from the focal plane is roughly inversely proportional to the square of the F-number of the imaging optical system, although it is slightly deviated due to the effects of aberration and diffraction.

また、図３において、第１の評価枠１１１、第２の評価枠１１２に対応した枠対応領域１１１´、１１２´おける、ピント面からの距離ΔＤは、収差や回折の影響を無視すると、以下のように算出できる。
まず、結像の公式から、以下の（数１）が成り立つ。 Also, in FIG. 3, the distance ΔD from the focal plane in the frame-corresponding regions 111′ and 112′ corresponding to the first evaluation frame 111 and the second evaluation frame 112 is given by can be calculated as
First, the following (Equation 1) holds from the imaging formula.

ここで、Ｓは、アオリ角度ｂ＝０の時の撮像素子１０３の有効画素領域のＸ軸方向の長さ、Δｂは最適なアオリ角度ｂからのズレ量である。
更に、数２のような近似を使用する。

Here, S is the length in the X-axis direction of the effective pixel area of the image sensor 103 when the tilt angle b=0, and Δb is the amount of deviation from the optimum tilt angle b.
Furthermore, we use an approximation such as Equation 2.

すると以下の数３が導かれる。

Then, the following Equation 3 is derived.

従って、ピント面１０７からの距離のズレである距離ΔＤ＝ΔＤ１＋ΔＤ２は、以下の数４のようにあらわせる。

Therefore, the distance ΔD=ΔD1+ΔD2, which is the deviation of the distance from the focus plane 107, can be expressed as the following equation (4).

数４より、最適なアオリ角度ｂからのズレ量が大きいほど、ピント面からのズレである距離ΔＤが大きいことがわかる。
前述したように、結像光学系の解像力は、ピント面近傍が最も高く、ピント面から離れるに従って解像力が低下する。具体的には、物体が十分に遠い場合、ほぼピント面からの距離の逆数に比例して低下する。ピント面での解像力は、収差や回折の影響によって多少ずれるものの、おおまかには結像光学系のＦ値に反比例する。また、解像力のピント面からの距離の逆数に対する比例係数は、収差や回折の影響によって多少ずれるものの、おおまかには結像光学系のＦ値の２乗に反比例する。
一方、数４より、最適なアオリ角度からのズレ量が大きいほど、ピント面１０７からの距離ΔＤが大きい。従って、図５に示す様に、Ｆ値が明るいほど、最適なアオリ角度におけるコントラスト評価値の値が高く、Ｆ値が暗いほど、最適なアオリ角度からずれた場合のコントラスト評価値が高くなる。
その結果、以下に示すトレードオフが発生してしまう。 From Equation 4, it can be seen that the greater the amount of deviation from the optimum tilt angle b, the greater the distance ΔD, which is the deviation from the focus plane.
As described above, the resolving power of the imaging optical system is highest in the vicinity of the focal plane, and decreases with increasing distance from the focal plane. Specifically, when the object is sufficiently far, it decreases approximately in proportion to the reciprocal of the distance from the focal plane. The resolving power on the focal plane is roughly inversely proportional to the F-number of the imaging optical system, although it deviates somewhat due to the effects of aberration and diffraction. Also, the proportional coefficient of resolving power to the reciprocal of the distance from the focal plane is roughly inversely proportional to the square of the F-number of the imaging optical system, although it is slightly deviated due to the effects of aberration and diffraction.
On the other hand, according to Equation 4, the greater the amount of deviation from the optimum tilt angle, the greater the distance ΔD from the focus plane 107 . Therefore, as shown in FIG. 5, the brighter the F-number, the higher the contrast evaluation value at the optimum tilt angle, and the darker the F-number, the higher the contrast evaluation value when the tilt angle deviates from the optimum tilt angle.
As a result, the following trade-off occurs.

図５（Ａ）に示す様に、Ｆ値が明るい場合、最適なアオリ角度からずれた場合の、コントラスト評価値の低下度合いが大きい。従って、調整前のアオリ角度が、最適なアオリ角度から大きく外れている場合、アオリ角度を変更した場合としても、コントラスト評価値の変化がノイズレベルに埋もれてしまう。その結果、調整前のアオリ角度が、最適なアオリ角度から大きく外れている場合、最適なアオリ角度を探索することが困難になってしまう。言い換えると、Ｆ値が明るい場合、アオリ角度を最適な角度に調整することが可能な角度範囲１１３０（以下、「アオリ角度調整可能範囲」と呼ぶ）が狭くなってしまう。 As shown in FIG. 5A, when the F-number is bright, the degree of decrease in the contrast evaluation value is large when the tilt angle is deviated from the optimum tilt angle. Therefore, if the tilt angle before adjustment deviates greatly from the optimum tilt angle, even if the tilt angle is changed, the change in the contrast evaluation value is buried in the noise level. As a result, if the tilt angle before adjustment deviates greatly from the optimum tilt angle, it becomes difficult to search for the optimum tilt angle. In other words, when the F value is bright, the angle range 1130 (hereinafter referred to as "adjustable tilt angle range") in which the tilt angle can be adjusted to the optimum angle becomes narrow.

逆に、図５（Ｂ）に示す様に、Ｆ値が暗い場合、最適なアオリ角度からずれた場合の、コントラスト評価値が、Ｆ値が明るい場合よりも高くなる。従って、Ｆ値が暗いほど、アオリ角度調整可能な角度範囲１１３０を大きくすることができる。
一方、Ｆ値が暗い場合には、調整後のアオリ角度と、最適なアオリ角度とのずれが大きくなってしまう、という課題が発生する。なぜならば、Ｆ値が暗い場合、最適なアオリ角度からずれた場合の、コントラスト評価値の低下度合いが小さいため、コントラスト評価値のピーク検出誤差１１４が増大してしまうためである。 Conversely, as shown in FIG. 5B, when the F-number is dark, the contrast evaluation value when the tilt angle deviates from the optimum becomes higher than when the F-number is bright. Therefore, the darker the F-number, the larger the tilt angle adjustable angle range 1130 can be.
On the other hand, when the F-number is dark, there arises a problem that the deviation between the adjusted tilt angle and the optimum tilt angle becomes large. This is because when the F-number is dark or when the tilt angle deviates from the optimum, the degree of decrease in the contrast evaluation value is small, so the peak detection error 114 of the contrast evaluation value increases.

逆に、Ｆ値が明るい場合には、最適なアオリ角度からずれた場合の、コントラスト評価値の低下度合いが大きいため、コントラスト評価値のピーク検出誤差１１４が小さくなる。即ち、Ｆ値が明るいほど、アオリ角度の調整精度（以下、「アオリ角度調整精度」と呼ぶ）を高めることができる。
以上のように、アオリ角度調整範囲と、アオリ角度調整精度にはトレードオフが存在する。本実施例の撮像装置１００では、最適なアオリ角度からの角度ずれ量に応じて、結像光学系１０１の絞り制御機構１０２を制御することで、アオリ角度調整範囲とアオリ角度調整精度の両立を可能としている。具体的には、最適なアオリ角度からの角度ずれ量が大きい場合には、Ｆ値を暗くすることで、アオリ角度調整範囲を大きくする。Ｆ値が暗い状態でアオリ角度の調整を行い、最適なアオリ角度からの角度ずれが小さくなった後で、Ｆ値を明るくして再度アオリ角度の調整を行うことで、アオリ角度調整精度を高くする。以下で、更に説明を行う。 Conversely, when the F-number is bright, the degree of decrease in the contrast evaluation value when the tilt angle deviates from the optimum is large, so the peak detection error 114 of the contrast evaluation value is small. That is, the brighter the F-number, the higher the tilt angle adjustment accuracy (hereinafter referred to as "tilt angle adjustment accuracy").
As described above, there is a trade-off between the tilt angle adjustment range and the tilt angle adjustment accuracy. In the imaging apparatus 100 of the present embodiment, by controlling the aperture control mechanism 102 of the imaging optical system 101 according to the amount of angular deviation from the optimum tilt angle, both tilt angle adjustment range and tilt angle adjustment accuracy are achieved. It is possible. Specifically, when the amount of angle deviation from the optimum tilt angle is large, the F-number is made darker, thereby widening the tilt angle adjustment range. Adjust the tilt angle with a dark F-number, and after the angle deviation from the optimum tilt angle becomes small, increase the tilt angle adjustment accuracy by brightening the F-number and adjusting the tilt angle again. do. Further explanation is provided below.

本実施例の撮像装置１００における、アオリ角度調整のフローチャートを図６に示す。
ステップＳ６００において、コントラスト評価値が図５（Ａ）、（Ｂ）に例示したような、所定のレベルＸ１より大きいか判断し、Ｙｅｓの場合には後述のステップＳ６０３に進む。なお、ステップＳ６００におけるコントラスト評価値は枠１１１、１１２のコントラスト評価値の合計または平均値などで良いが、一方だけのコントラスト値に基づいて判断しても良い。なぜならほぼ同じコントラスト値が得られるはずだからである。Ｎｏの場合にはステップＳ６０１において、絞り制御機構１０２を制御することによって、結像光学系１０１の絞りを比較的閉じた第１の絞り状態（第１のＦ値）にする。
次にステップＳ６０２（第１のアオリ角度調整動作）において、アオリ角度を変更しながら、コントラスト評価値を求める。そしてアオリ方向に平行な方向の、撮像素子の撮像面の両端側の第１の評価枠１１１、第２の評価枠１１２のコントラスト評価値の合計または平均値などが最も大きくなるアオリ角度に調整する。 FIG. 6 shows a flowchart of tilt angle adjustment in the imaging apparatus 100 of this embodiment.
In step S600, it is determined whether or not the contrast evaluation value is greater than a predetermined level X1 as illustrated in FIGS. Note that the contrast evaluation value in step S600 may be the total or average value of the contrast evaluation values of the frames 111 and 112, but the determination may be made based on only one of the contrast values. This is because approximately the same contrast value should be obtained. If No, in step S601, the aperture control mechanism 102 is controlled to set the aperture of the imaging optical system 101 to a relatively closed first aperture state (first F value).
Next, in step S602 (first tilt angle adjustment operation), the contrast evaluation value is obtained while changing the tilt angle. Then, the total or average value of the contrast evaluation values of the first evaluation frame 111 and the second evaluation frame 112 on both end sides of the imaging surface of the image pickup device in the direction parallel to the tilt direction is adjusted to the maximum tilt angle. .

続いて、ステップＳ６０３において、絞り制御機構１０２を制御することによって、結像光学系１０１の絞りを第１の絞り状態よりも開いた第２の絞り状態（第２のＦ値）に設定する。
そして、ステップＳ６０４（第２のアオリ角度調整動作）において、再度、アオリ角度を変更しながら、コントラスト評価値を求める。更に、アオリ方向に平行な方向の、撮像素子の撮像面の両端側の第１の評価枠１１１、第２の評価枠１１２のコントラスト評価値の合計または平均値などが、最も大きくなるアオリ角度を探索する。 Subsequently, in step S603, by controlling the aperture control mechanism 102, the aperture of the imaging optical system 101 is set to a second aperture state (second F value) that is wider than the first aperture state.
Then, in step S604 (second tilt angle adjustment operation), the contrast evaluation value is obtained while changing the tilt angle again. Furthermore, the tilt angle at which the total or average value of the contrast evaluation values of the first evaluation frame 111 and the second evaluation frame 112 on both end sides of the imaging surface of the image sensor in the direction parallel to the tilt direction becomes the largest. Explore.

前述したように、Ｆ値が暗いほどアオリ角度調整範囲が大きいため、Ｆ値が暗い状態（絞りを絞った状態）でアオリ角度の調整を行っているステップＳ６０２では、最適なアオリ角度から大きく外れている場合でも、アオリ角度の調整が可能である。即ち、本実施例の撮像装置１００は、アオリ角度調整範囲を大きくすることができている。
一方、Ｆ値が明るいほどアオリ角度調整精度が高いため、ステップＳ６０４では、調整後のアオリ角度と、最適なアオリ角度とのずれを小さく抑えることができる。なお、前述したように、Ｆ値が明るい場合（絞りを開いた状態）には、アオリ角度調整範囲が小さくなってしまうため、ステップＳ６０４のみでは、最適なアオリ角度から大きく外れている場合における、アオリ角度の調整が困難になってしまう。 As described above, the darker the F-number, the larger the tilt angle adjustment range. The tilt angle can be adjusted even when That is, the imaging apparatus 100 of this embodiment can increase the tilt angle adjustment range.
On the other hand, the brighter the F-number, the higher the tilt angle adjustment accuracy. Therefore, in step S604, it is possible to reduce the deviation between the adjusted tilt angle and the optimum tilt angle. As described above, when the F-number is bright (when the aperture is open), the tilt angle adjustment range becomes small. It becomes difficult to adjust the tilt angle.

本実施例の撮像装置１００では、ステップＳ６０２において、Ｆ値が比較的暗い状態で一旦アオリ角度の調整を行うことで、最適なアオリ角度からのずれを抑えている。その結果、アオリ角度調整範囲がステップＳ６０２よりも狭いステップＳ６０４において、アオリ角度調整精度の高いアオリ調整が可能となっている。
以上のように、本実施例の撮像装置１００では、図６に示すフローチャートのようにアオリ角度の調整を行うことで、アオリ角度調整範囲と、アオリ角度調整精度の両立を可能としている。 In step S602, the imaging apparatus 100 according to the present embodiment adjusts the tilt angle once while the F-number is relatively dark, thereby suppressing deviation from the optimum tilt angle. As a result, in step S604 where the tilt angle adjustment range is narrower than in step S602, tilt adjustment with high tilt angle adjustment accuracy is possible.
As described above, in the imaging apparatus 100 of the present embodiment, by adjusting the tilt angle as shown in the flowchart of FIG. 6, both the tilt angle adjustment range and the tilt angle adjustment accuracy can be achieved.

なお、ステップＳ６０２、Ｓ６０４において第１の評価枠１１１、第２の評価枠１１２のコントラスト評価値が最も大きくなるアオリ角度が異なる場合、平均の角度をアオリ角度の最適値とすればよい。あるいは第１の評価枠１１１、第２の評価枠１１２のコントラスト評価値の平均値や合計値が最も大きくなるアオリ角度になるように調整しても良い。また、第１の評価枠１１１、第２の評価枠１１２のコントラスト評価値の信頼度を求め、信頼度が高い方に重みづけを行って、最適なアオリ角度を決めても良い。具体的には、存在するテクスチャの数が多かったり、画像信号のＳＮ比が高かったりする方を、信頼度が高いとみなせばよい。 In steps S602 and S604, if the tilt angles at which the contrast evaluation values of the first evaluation frame 111 and the second evaluation frame 112 are maximized are different, the average angle may be set as the optimum tilt angle. Alternatively, the tilt angle may be adjusted so that the average value or total value of the contrast evaluation values of the first evaluation frame 111 and the second evaluation frame 112 is maximized. Alternatively, the reliability of the contrast evaluation values of the first evaluation frame 111 and the second evaluation frame 112 may be determined, and the optimum tilt angle may be determined by weighting the higher reliability. Specifically, the reliability is considered to be high when the number of existing textures is large or when the SN ratio of the image signal is high.

なお、アオリ角度調整範囲を大きくするために、ステップＳ６０１で設定する第１の絞り状態はなるべく絞り開口が小さい方が好ましい。具体的には、結像光学系１０１の絞り開口を最も絞った状態と一致しているほうが良い。例えば、絞りを最も絞った状態としてＦ値を１６から６４の間の値を使用する。即ち、前記第１の絞り状態は前記結像光学系の前記絞りを最も絞った状態とすることが望ましい。
同様に、アオリ角度調整精度を高めるために、ステップＳ６０３で設定する第２の絞り状態はなるべく絞り開口を開いた方が好ましい。即ち、前記第２の絞り状態は前記結像光学系の前記絞りを開放した状態であることが望ましい。 In order to increase the tilt angle adjustment range, it is preferable that the first diaphragm state set in step S601 has a diaphragm aperture as small as possible. Specifically, it is better that the diaphragm aperture of the imaging optical system 101 is the most narrowed. For example, an F value between 16 and 64 is used as the aperture is closed to the maximum. That is, it is desirable that the first aperture state is a state in which the aperture of the imaging optical system is closed to the maximum.
Similarly, in order to improve the tilt angle adjustment accuracy, it is preferable to open the diaphragm aperture as much as possible in the second diaphragm state set in step S603. That is, it is desirable that the second aperture state is a state in which the aperture of the imaging optical system is opened.

なお、ステップＳ６０２とステップＳ６０４では、結像光学系１０１のＦ値を変更するため、撮像素子１０３中の画素に入射する光量が異なる。そこで、ステップＳ６０２とステップＳ６０４では、撮像素子の蓄積時間や感度（ゲイン）を制御することで、露光量（出力信号レベル）をほぼ同じにする。具体的には、ステップＳ６０４の方が、ステップＳ６０２よりも撮像素子の蓄積時間を短くするか感度（ゲイン）の値を小さくする。即ち、ステップＳ６０２（第１のアオリ角度調整動作）における撮像素子の蓄積時間よりステップＳ６０４（第２のアオリ角度調整動作）における撮像素子の蓄積時間の方が短くなるように制御される。あるいは、ステップＳ６０２における撮像素子の感度よりステップＳ６０４における撮像素子の感度の方が小さくなるように制御される。 Note that in steps S602 and S604, since the F-number of the imaging optical system 101 is changed, the amount of light incident on the pixels in the image sensor 103 is different. Therefore, in steps S602 and S604, the exposure amount (output signal level) is made substantially the same by controlling the accumulation time and sensitivity (gain) of the image sensor. Specifically, in step S604, the accumulation time of the image pickup element is shortened or the sensitivity (gain) value is made smaller than in step S602. That is, control is performed so that the accumulation time of the image sensor in step S604 (second tilt angle adjustment operation) is shorter than the accumulation time of the image sensor in step S602 (first tilt angle adjustment operation). Alternatively, the sensitivity of the image sensor in step S604 is controlled to be smaller than the sensitivity of the image sensor in step S602.

図６では、第１の絞り状態でアオリ調整を行った後、第２の絞り状態でアオリ調整を行う、というように、２種類の絞り状態を使用していた。但し、３種類以上の絞り状態を使用しても良い。絞り状態が閉じているほどアオリ角度調整範囲が広く、絞り状態が開いているほどアオリ角度調整精度が高いため、絞りを比較的閉じた状態から連続的に徐々に開きつつ、アオリ調整を行ってもよい。 In FIG. 6, two kinds of aperture states are used, such as tilt adjustment being performed in the first aperture state and then tilt adjustment being performed in the second aperture state. However, three or more types of aperture states may be used. The closer the aperture is closed, the wider the tilt angle adjustment range, and the more open the aperture is, the higher the tilt angle adjustment accuracy. good too.

前述したように、絞りが閉じているほど、最適なアオリ角度からずれた場合の、結像光学系１０１の解像力が下がりにくい。そのため、コントラスト評価値がＸ１より低い場合即ち最適なアオリ角度とのずれが大きい時には絞りを比較的閉じた状態でアオリ角度を調整することで、最初から絞りが開いた状態でアオリ角度を調整した場合に対し、アオリ調整中に取得する画質が向上する。
一方、絞りが開いているほど、最適なアオリ角度での、結像光学系１０１の解像力が高くなる。そのため、最適なアオリ角度とのずれが小さい時には絞りが比較的開いた状態でアオリ角度を調整することで、最後までＦ値が暗い状態でアオリ角度を調整した場合に比べ、アオリ調整後に取得する画質が向上する。
即ち、本実施例の撮像装置１００によれば、制御部１０５によって、結像光学系の絞りを第１の絞り状態にした状態でコントラスト評価値に基づきアオリ制御手段によりアオリ角度を調整する第１のアオリ角度調整動作を行う。そして、前記第１のアオリ角度調整動作後に前記結像光学系の前記絞りを前記第１の絞り状態よりも開いた第２の絞り状態にした状態で前記コントラスト評価値に基づき前記アオリ制御手段により前記アオリ角度を調整する第２のアオリ角度調整動作を行わせる。それによって、アオリ角度調整範囲とアオリ角度調整精度の両立に加え、アオリ調整中と、アオリ調整後の画質を両立することができる。 As described above, the closer the diaphragm is, the less likely it is that the resolving power of the imaging optical system 101 will decrease when the tilt angle deviates from the optimum tilt angle. Therefore, when the contrast evaluation value is lower than X1, that is, when the deviation from the optimum tilt angle is large, the tilt angle is adjusted with the diaphragm relatively closed, so that the tilt angle is adjusted with the diaphragm open from the beginning. The image quality obtained during tilt adjustment is improved compared to the case.
On the other hand, the wider the aperture, the higher the resolving power of the imaging optical system 101 at the optimum tilt angle. Therefore, when the deviation from the optimum tilt angle is small, by adjusting the tilt angle with the aperture relatively open, compared to the case where the tilt angle is adjusted with the F value dark until the end, it is possible to acquire after tilt adjustment. Improves image quality.
That is, according to the imaging apparatus 100 of the present embodiment, the control unit 105 sets the diaphragm of the imaging optical system to the first diaphragm state, and the tilt control means adjusts the tilt angle based on the contrast evaluation value. tilt angle adjustment operation. After the first tilt angle adjustment operation, the tilt control means adjusts the tilt angle based on the contrast evaluation value in a state in which the diaphragm of the imaging optical system is set to a second diaphragm state that is wider than the first diaphragm state. A second tilt angle adjustment operation for adjusting the tilt angle is performed. As a result, in addition to achieving both the tilt angle adjustment range and the tilt angle adjustment accuracy, it is possible to achieve both image quality during tilt adjustment and after tilt adjustment.

実施例２の撮像装置２００（不図示）のブロック構成は、実施例１の撮像装置１００と同じであり、アオリ角度を調整する際に使用する評価枠の位置のみが異なる。図７は実施例２のフローチャートであり、図７において、図６と同じ符番は同じ動作を示すので説明は省略する。
実施例１の撮像装置１００は、図６のステップＳ６０２、ステップＳ６０４の双方において、アオリ方向に平行な方向の、撮像素子の撮像面の両端側のコントラスト評価値を取得する。そして、両方のコントラスト評価値の合計または平均値などが最も高くなる位置にアオリ角度を変更していた。 The block configuration of an image pickup apparatus 200 (not shown) of Example 2 is the same as that of the image pickup apparatus 100 of Example 1, and only the position of the evaluation frame used when adjusting the tilt angle is different. FIG. 7 is a flow chart of Embodiment 2. In FIG. 7, the same reference numerals as in FIG. 6 denote the same operations, so the description is omitted.
In both steps S602 and S604 of FIG. 6, the imaging apparatus 100 of the first embodiment acquires contrast evaluation values on both end sides of the imaging surface of the imaging element in the direction parallel to the tilt direction. Then, the tilt angle is changed to a position where the total or average value of both contrast evaluation values is the highest.

それに対し、撮像装置２００は、図７に示す様に、ステップＳ７０２（第１のアオリ角度調整）では第１の評価枠１１１の撮像信号からコントラスト評価値を取得し、コントラスト評価値が最も高くなる位置にアオリ角度を変更する。そして、ステップＳ７０４（第２のアオリ角度調整）では第１の評価枠よりも、撮像装置から被写体面までの距離が比較的近い、第２の評価枠１１２の撮像信号からコントラスト評価値を取得し、コントラスト評価値が最も高くなる位置にアオリ角度を変更する。これにより、実施例１の撮像装置１００に対し、更にアオリ角度調整範囲を広げるとともに、アオリ角度調整精度を向上させることができる。 On the other hand, as shown in FIG. 7, the imaging apparatus 200 acquires the contrast evaluation value from the imaging signal of the first evaluation frame 111 in step S702 (first tilt angle adjustment), and the contrast evaluation value becomes the highest. Change tilt angle to position. Then, in step S704 (second tilt angle adjustment), the contrast evaluation value is acquired from the imaging signal of the second evaluation frame 112, in which the distance from the imaging device to the object plane is relatively shorter than that of the first evaluation frame. , change the tilt angle to the position where the contrast evaluation value is the highest. As a result, compared to the imaging apparatus 100 of the first embodiment, it is possible to further widen the tilt angle adjustment range and improve the tilt angle adjustment accuracy.

一般に、被写体までの距離が十分に遠い場合、結像光学系の錯乱円の大きさは、距離の２乗に反比例する。従って、図８のピークで規格化したコントラスト評価値のグラフで示すように、第１の評価枠１１１よりも、第２の評価枠１１２の方がアオリ角度を変化させたときのコントラスト評価値の変化が大きくなる。即ち、第２の評価枠１１２のコントラスト評価値を用いた方が、アオリ角度調整精度が高い。しかし、第１の評価枠１１１のコントラスト評価値を用いた方が、現在のアオリ角度と、最適なアオリ角度の差が大きくなった時の、コントラスト評価値の低下度合いが小さいため、アオリ角度調整範囲が広い。 In general, when the distance to the subject is sufficiently long, the size of the circle of confusion of the imaging optical system is inversely proportional to the square of the distance. Therefore, as shown in the graph of the contrast evaluation value normalized by the peak in FIG. change becomes greater. That is, using the contrast evaluation value of the second evaluation frame 112 provides higher tilt angle adjustment accuracy. However, when the contrast evaluation value of the first evaluation frame 111 is used, the contrast evaluation value decreases less when the difference between the current tilt angle and the optimum tilt angle increases. Wide range.

そのため、現在のアオリ角度と、最適なアオリ角度の相違が大きく、Ｆ値を暗くしてアオリ角度を調整するステップＳ７０２（第１のアオリ角度調整）では、第１の評価枠１１１のコントラスト評価値を用いてアオリ角度を調整する。一方、Ｆ値を明るくしてアオリ角度を調整するステップＳ７０４（第２のアオリ角度調整）では、前記第２の評価枠１１２のコントラスト評価値を用いてアオリ角度を調整する。
このように、結像光学系１０１のＦ値に加えて、コントラスト評価値を取得する領域も制御することで、更にアオリ角度調整範囲を広げ、アオリ角度調整精度を向上させることができる。 Therefore, there is a large difference between the current tilt angle and the optimum tilt angle. to adjust the tilt angle. On the other hand, in step S704 (second tilt angle adjustment) for adjusting the tilt angle by increasing the F number, the contrast evaluation value of the second evaluation frame 112 is used to adjust the tilt angle.
In this manner, by controlling not only the F-number of the imaging optical system 101 but also the area for acquiring the contrast evaluation value, the tilt angle adjustment range can be further widened and the tilt angle adjustment accuracy can be improved.

更に、実施例３の撮像装置では、撮像素子から信号読み出し動作を変更することで、アオリ角度調整を更に高速化する。これにつき以下説明を行う。なお、以下では、撮像素子１０３として、撮像信号を行毎に順次読み出す方式の、ＣＭＯＳイメージセンサを用いる場合について説明する。
一般に、ＣＭＯＳイメージセンサから１フレーム分の撮像信号を読み出す時間の長さを律速する要因は大きく３つある。 Furthermore, in the image pickup apparatus of the third embodiment, the tilt angle adjustment is further speeded up by changing the signal reading operation from the image pickup element. This will be explained below. In the following description, a case of using a CMOS image sensor that sequentially reads image signals row by row as the image sensor 103 will be described.
In general, there are three major factors that determine the length of time required to read one frame of imaging signals from a CMOS image sensor.

一つ目は、各々の画素に入射した光を撮像信号に変換して、列毎に設けられた垂直信号線に読み出すための、画素回路の駆動時間（以下、画素回路駆動時間）である。二つ目は、各々の画素回路から出力される撮像信号を、列毎に設けられた垂直信号線に対して、行毎にずらしたタイミングで読み出すための時間（以下、撮像信号読み出し時間）である。従って、二つ目の要因で律速される時間は、撮像信号を読み出す行数が少ないほど、短くなる。
三つ目は、行毎に順次読み出される１行分の撮像信号を、撮像素子の外部に出力するための時間（以下、撮像信号出力時間）である。従って、三つ目の要因で律速される時間は、撮像信号を読み出す列数が少ないほど、短くなる。なお、内部にアナログデジタル変換機能を備えたＣＭＯＳイメージセンサを使用した場合、１列分の撮像信号をアナログデジタルするための時間、という律速要因も存在する。但し、この律速要因も、撮像信号を読み出す列数が少ないほど短くなるため、三つ目の要因に含むものとする。 The first is the driving time of the pixel circuit (hereinafter referred to as pixel circuit driving time) for converting the light incident on each pixel into an imaging signal and reading it out to the vertical signal line provided for each column. The second is the time for reading out the imaging signal output from each pixel circuit with respect to the vertical signal line provided for each column at a timing shifted for each row (hereinafter referred to as the imaging signal readout time). be. Therefore, the time determined by the second factor becomes shorter as the number of rows from which the imaging signal is read out decreases.
The third is the time (hereinafter referred to as image signal output time) for outputting the imaging signal for one row, which is sequentially read for each row, to the outside of the image sensor. Therefore, the time that is rate-determined by the third factor becomes shorter as the number of columns from which imaging signals are read out decreases. Note that when using a CMOS image sensor internally provided with an analog-to-digital conversion function, there is also a rate-limiting factor, the time required to analog-to-digital convert imaging signals for one column. However, this rate-limiting factor is also included in the third factor because it becomes shorter as the number of columns from which image pickup signals are read out decreases.

従って、１フレーム分の撮像信号を読み出す時間の長さは、画素回路駆動時間と撮像信号出力時間の内の長い方と、撮像信号読み出し時間の積で決定される。画素回路駆動時間と撮像信号出力時間の長さの大小関係は、撮像素子に依存する。
また、同じ撮像素子を使用した場合でも、撮像素子の駆動モードによって、画素回路駆動時間と撮像信号出力時間の長さの大小関係は異なる。即ち、撮像信号を読み出す列数が特定の列数よりも多い場合には、撮像信号出力時間の方が長く、撮像信号を読み出す列数が特定の列数よりも少ない場合には、画素回路駆動時間の時間の方が長い。
以上より、使用する撮像素子や、撮像素子の駆動モードによらず、読み出す撮像信号の行数が少ないほど、１フレーム分の撮像信号を読み出す時間の長さは短い。更に、使用する撮像素子や、撮像素子の駆動モードによっては、読み出す撮像信号の行数と読み出す撮像信号の列数の積、即ち、読み出す撮像信号の数が少ないほど、１フレーム分の撮像信号を読み出す時間の長さは短い。 Therefore, the length of time to read out the imaging signal for one frame is determined by the product of the longer one of the pixel circuit driving time and the imaging signal output time and the imaging signal readout time. The size relationship between the pixel circuit driving time and the imaging signal output time depends on the imaging device.
Further, even when the same image pickup device is used, the size relationship between the pixel circuit drive time and the image pickup signal output time differs depending on the drive mode of the image pickup device. That is, when the number of columns from which imaging signals are read out is greater than the specific number of columns, the imaging signal output time is longer. Time is longer.
As described above, regardless of the image pickup device used or the drive mode of the image pickup device, the smaller the number of rows of image pickup signals to be read, the shorter the length of time for reading one frame of image pickup signals. Furthermore, depending on the image sensor to be used and the drive mode of the image sensor, the product of the number of rows of image signals to be read and the number of columns of image signals to be read, that is, the smaller the number of image signals to be read, the smaller the number of image signals to be read. The read time length is short.

従って、実施例３では、コントラスト評価値を取得するための、評価枠の範囲からのみ、撮像信号を読み出すことにより、１フレーム分の撮像信号を読み出す時間の長さを短くすることができ、アオリ角度調整を高速化することができる。
具体的には、ステップＳ７０２において撮像信号を読み出す第１の範囲を、少なくとも第１の評価枠１１１を含む、撮像面の中の部分領域とする。つまり例えば第１の評価枠１１１の撮像信号（とその近傍の領域）だけを読み出す。また、ステップＳ７０４において撮像信号を読み出す第２の範囲を、少なくとも第２の評価枠１１２を含む、撮像面の中の部分領域とする。つまり例えば第２の評価枠１１２の撮像信号（とその近傍の領域）だけを読み出す。
撮像素子から一部の撮像信号のみを読み出すためには、画素回路を駆動し、撮像信号を撮像素子の外部に出力する水平走査回路および、撮像信号を垂直信号線に読み出す、垂直走査回路に、スキップの機能を設ければよい。 Therefore, in the third embodiment, by reading the imaging signal only from the range of the evaluation frame for obtaining the contrast evaluation value, the length of time for reading the imaging signal for one frame can be shortened. Angle adjustment can be speeded up.
Specifically, the first range from which the imaging signal is read out in step S702 is a partial area in the imaging plane that includes at least the first evaluation frame 111 . That is, for example, only the imaging signal of the first evaluation frame 111 (and its neighboring area) is read. Also, the second range from which the imaging signal is read in step S704 is a partial area in the imaging plane that includes at least the second evaluation frame 112 . That is, for example, only the imaging signal of the second evaluation frame 112 (and its neighboring area) is read.
In order to read out only part of the imaging signal from the imaging device, the horizontal scanning circuit that drives the pixel circuit and outputs the imaging signal to the outside of the imaging device and the vertical scanning circuit that reads the imaging signal to the vertical signal line are A skip function should be provided.

実施例３では、ピント位置調整時とアオリ角度調整時の各々において、評価枠（とその近傍）以外の領域からの撮像信号は読み出さないようにした。しかし、評価枠（とその近傍）と、評価枠（とその近傍）以外からの、両方から読出しを行うとともに、両者の読み出しピッチを変更することで、１フレーム分の撮像信号を読み出す時間の長さを制御しても良い。
具体的には、ステップＳ７０２において、第１の評価枠１１１内の全ての撮像信号を読み出し、第１の評価枠１１１以外からは、撮像信号を間引いて読み出せばよい。また、ステップＳ７０４において、第２の評価枠１１２内の全ての撮像信号を読み出し、評価枠１１２以外からは、撮像信号を間引いて読み出せば良い。 In the third embodiment, the imaging signal from the area other than the evaluation frame (and the vicinity thereof) is not read during each of the focus position adjustment and tilt angle adjustment. However, by performing readout from both the evaluation frame (and its vicinity) and from outside the evaluation frame (and its vicinity), and by changing the readout pitch of both, the time required to read out the imaging signal for one frame can be lengthened. can be controlled.
Specifically, in step S702, all the imaging signals within the first evaluation frame 111 are read, and the imaging signals other than the first evaluation frame 111 are thinned out and read. Further, in step S704, all the imaging signals within the second evaluation frame 112 are read, and the imaging signals from other than the evaluation frame 112 are thinned out and read.

このように、評価枠（とその近傍）以外から読み出す撮像信号の読出しピッチを、評価枠（とその近傍）から読み出す撮像信号の読出しピッチよりも粗くしている。これにより、全ての撮像信号を読み出す場合より、１フレーム分の撮像信号を読み出す時間の長さを短くすることができる。なお、評価枠（とその近傍）以外の領域からの撮像信号は読み出さない、という場合は、評価枠（とその近傍）以外から読み出す撮像信号の読出しピッチが非常に長い所定値以上ということにもなる。 In this way, the readout pitch of the imaging signal read out from outside the evaluation frame (and its vicinity) is made coarser than the readout pitch of the imaging signal read out from the evaluation frame (and its vicinity). This makes it possible to shorten the length of time for reading out the imaging signal for one frame, as compared with the case where all the imaging signals are read out. In addition, when the imaging signal is not read out from areas other than the evaluation frame (and its vicinity), the reading pitch of the imaging signal read out from outside the evaluation frame (and its vicinity) is a very long predetermined value or more. Become.

即ち、具体的には、実施例４では、ステップＳ７０２においては、第１の範囲から撮像信号を読み出すサンプリングピッチよりも、第１の範囲以外から撮像信号を読み出すサンプリングピッチを大きくする。そして、ステップＳ７０４においては、第２の範囲から撮像信号を読み出すサンプリングピッチよりも、第２の範囲以外から撮像信号を読み出すサンプリングピッチを大きくする。このようにすることで、アオリ角度調整を高速化しつつ、画像情報を取得することができる。 That is, specifically, in the fourth embodiment, in step S702, the sampling pitch for reading out the imaging signal from outside the first range is made larger than the sampling pitch for reading out the imaging signal from the first range. Then, in step S704, the sampling pitch for reading the imaging signal from outside the second range is made larger than the sampling pitch for reading the imaging signal from the second range. By doing so, it is possible to acquire image information while increasing the speed of tilt angle adjustment.

なお、撮像信号を間引かずに、複数の撮像信号を加算ないしは加算平均することで、読み出す撮像信号の数を減らし（サンプリングピッチを大きくし）ても良いし、間引きと加算を組み合わせて、読み出す撮像信号の数を減らしても良い。なお、複数の撮像信号を加算ないしは加算平均したほうが、撮像信号を単純に間引く場合よりも、画像のＳＮ比が向上するため、好ましい。 Note that the number of image pickup signals to be read may be reduced (the sampling pitch may be increased) by adding or averaging a plurality of image pickup signals without thinning the image pickup signals, or the number of image pickup signals may be read out by combining thinning and addition. The number of imaging signals may be reduced. It should be noted that adding or averaging a plurality of imaging signals is preferable because the SN ratio of the image is improved rather than simply thinning out the imaging signals.

図９に示す、実施例５の撮像装置３００においては、実施例１の撮像装置１００に比べて、結像光学系１０１中に、ピント位置を制御するピント制御機構１０６を備えている点が異なる。ピント制御機構１０６は、フォーカスレンズをステッピングモータ等の駆動機構を用いて光軸方向に移動させることで、結像光学系１０１のピント位置を調整する。
撮像装置３００では、結像光学系の絞りだけではなく、ピント位置も制御することで、更にアオリ角度調整範囲を広げている。以下で、従来の撮像装置と比較して説明する。
本実施例の撮像装置３００では、撮像素子の撮像面の中央よりも、撮像装置からの距離が近い被写体面に対応した、第２の評価枠１１２のコントラスト評価値が最も大きくなるようにピント位置を調整してから、アオリ角度の調整を行う。 An imaging apparatus 300 according to the fifth embodiment shown in FIG. 9 differs from the imaging apparatus 100 according to the first embodiment in that an imaging optical system 101 includes a focus control mechanism 106 for controlling a focus position. . The focus control mechanism 106 adjusts the focus position of the imaging optical system 101 by moving the focus lens in the optical axis direction using a driving mechanism such as a stepping motor.
The imaging apparatus 300 further widens the tilt angle adjustment range by controlling not only the diaphragm of the imaging optical system but also the focus position. A description will be given below in comparison with a conventional imaging apparatus.
In the image pickup apparatus 300 of this embodiment, the focus position is adjusted so that the contrast evaluation value of the second evaluation frame 112 corresponding to the subject plane closer to the image pickup apparatus than the center of the image pickup plane of the image pickup device becomes the largest. , and then adjust the tilt angle.

図１０は、アオリ撮影時における、第１の評価枠１１１の領域と、第２の評価枠１１２の領域の、結像光学系１０１の光軸方向に沿った焦点深度の深さを説明する図である。図１０よりわかるように、撮像装置から被写体面までの距離が近い被写体面に対応した領域１１２´の焦点深度３１７は、撮像装置から被写体面までの距離が遠い被写体面に対応した領域１１１´の焦点深度３１６よりも、焦点深度が浅くなっている。
即ち、調整前のアオリ角度が、最適なアオリ角度からずれている場合、第２の評価枠１１２に対応した被写体面１１２´の方が、第１の評価枠１１１に対応した被写体面の領域１１１´よりも、焦点深度から外れやすく、コントラスト評価値が低下しやすい。そのため、仮に撮像素子の撮像面の中央を優先してピント位置を調整した場合には、最適なアオリ角度からのずれが大きい時に、第２の評価枠１１２のコントラスト評価値がノイズレベルを下回り、アオリ角度の調整が困難になってしまう。 FIG. 10 is a diagram for explaining the depth of focus along the optical axis direction of the imaging optical system 101 in the area of the first evaluation frame 111 and the area of the second evaluation frame 112 during tilt and tilt photography. is. As can be seen from FIG. 10, the depth of focus 317 of the region 112' corresponding to the object plane where the distance from the imaging device to the object plane is short is the depth of focus 317 of the region 111' corresponding to the object plane where the distance from the imaging device to the object plane is long. The depth of focus is shallower than the depth of focus 316 .
That is, when the tilt angle before adjustment deviates from the optimum tilt angle, the subject plane 112 ′ corresponding to the second evaluation frame 112 is the area 111 of the subject plane corresponding to the first evaluation frame 111 . ', the depth of focus tends to be out of focus, and the contrast evaluation value tends to decrease. Therefore, if the focus position is adjusted by giving priority to the center of the imaging surface of the imaging device, the contrast evaluation value of the second evaluation frame 112 will fall below the noise level when the deviation from the optimum tilt angle is large. It becomes difficult to adjust the tilt angle.

そこで、本実施例の撮像装置では、撮像素子の撮像面の中央よりも、撮像装置からの距離が近い被写体面の領域１１２´に対応した、第２の評価枠１１２を優先してピント位置を調整する。従って、最適なアオリ角度からのずれが大きい時でも、第１の評価枠１１１のコントラスト評価値の低下は小さいため、アオリ角度の調整を行うことができる。即ち、本実施例の撮像装置の方が、従来の撮像装置よりも、アオリ角度調整範囲を広げることができる。
実施例５の撮像装置３００を用いたアオリ角度調整のフローチャートを図１１に示す。まず、ステップＳ１１００において、評価枠１１１、１１２，１１３のコントラスト評価値の合計または平均値が所定のレベルＸ１より大きいか判断し、ＹｅｓであればステップＳ１１０４に進み、ＮｏであればステップＳ１１０１に進む。なお、ステップＳ１１００におけるコントラスト評価値は評価枠１１１～１１３のコントラスト評価値のいずれか一つに基づくものであっても良いし、或いはいずれか二つの合計または平均値などでも良い。ステップＳ１１０１において、第２の評価枠１１２のコントラスト評価値が最も大きくなるように、撮像装置３００のピント位置を調整する（第１のピント位置調整動作）。次に、ステップＳ１１０２において、絞りを第１の絞り状態（第１のＦ値）に設定する。その後、ステップＳ１１０３（第１のアオリ角度調整動作）において、第１の評価枠１１１、第２の評価枠１１２のコントラスト評価値が最も大きくなるように、アオリ角度の調整を行う。ステップＳ１１０１～Ｓ１１０３によって、ピント位置、アオリ角度の最適値からのズレを抑えることで、ステップＳ１１０４以降の、精度の高いアオリ角度調整を可能としている。 Therefore, in the imaging apparatus of this embodiment, the second evaluation frame 112 corresponding to the region 112' of the object plane closer to the imaging device than the center of the imaging plane of the imaging device is prioritized to determine the focus position. adjust. Therefore, even when the shift from the optimum tilt angle is large, the decrease in the contrast evaluation value of the first evaluation frame 111 is small, so the tilt angle can be adjusted. That is, the imaging apparatus of this embodiment can widen the tilt angle adjustment range as compared with the conventional imaging apparatus.
FIG. 11 shows a flowchart of tilt angle adjustment using the imaging apparatus 300 of the fifth embodiment. First, in step S1100, it is determined whether or not the total or average value of the contrast evaluation values of the evaluation frames 111, 112, and 113 is greater than a predetermined level X1. . Note that the contrast evaluation value in step S1100 may be based on any one of the contrast evaluation values in the evaluation frames 111 to 113, or may be the sum or average value of any two. In step S1101, the focus position of the imaging device 300 is adjusted so that the contrast evaluation value of the second evaluation frame 112 is maximized (first focus position adjustment operation). Next, in step S1102, the aperture is set to the first aperture state (first F value). After that, in step S1103 (first tilt angle adjustment operation), the tilt angle is adjusted so that the contrast evaluation values of the first evaluation frame 111 and the second evaluation frame 112 are maximized. Steps S1101 to S1103 suppress the deviation of the focus position and tilt angle from the optimum values, thereby enabling highly accurate tilt angle adjustment after step S1104.

ステップＳ１１０４で絞り開口を第１の絞り状態（Ｆ値大）よりも開いた第２の絞り状態（第２のＦ値）にした後、ステップＳ１１０５（第２のピント位置調整）で再度ピント位置の調整を行う。ステップＳ１１０５では、ステップＳ１１０１と異なり、撮像素子の撮像面の中央に対応した評価枠（図１０の第３の評価枠１１３）のコントラスト評価値が最も大きくなるように、ピント位置を調整する。最後に、ステップＳ１１０６（第２のアオリ角度調整）において、第１の評価枠１１１、第２の評価枠１１２のコントラスト評価値が最も大きくなるように、アオリ角度の調整を行う。このように、結像光学系の絞りだけではなく、ピント位置も制御することで、更にアオリ角度調整範囲を広げつつ、精度の高いアオリ角度調整が可能となっている。 After setting the diaphragm aperture to the second diaphragm state (second F value) that is wider than the first diaphragm state (large F value) in step S1104, the focus position is again adjusted in step S1105 (second focus position adjustment). adjustment. In step S1105, unlike step S1101, the focus position is adjusted so that the evaluation frame (the third evaluation frame 113 in FIG. 10) corresponding to the center of the imaging surface of the image sensor has the largest contrast evaluation value. Finally, in step S1106 (second tilt angle adjustment), tilt angles are adjusted so that the contrast evaluation values of the first evaluation frame 111 and the second evaluation frame 112 are maximized. In this manner, by controlling not only the diaphragm of the imaging optical system but also the focus position, it is possible to adjust the tilt angle with high precision while further expanding the tilt angle adjustment range.

実施例６の撮像装置４００（不図示）のブロック構成は、実施例３の撮像装置３００と同じである。但し、実施例６の撮像装置４００では、ピント位置とアオリを順次調整したのち、フォーカスとアオリを同時に調整する。
図１２は、実施例６の撮像装置４００を用いたピント位置調整、アオリ角度調整のフローを説明するフローチャートである。
まず、ステップＳ１２００において、評価枠１１１～１１３のコントラスト評価値の合計または平均値が所定のレベルＸ１より大きいか判断し、ＹｅｓであればステップＳ１２０４に進み、ＮｏであればステップＳ１２０１に進む。なお、ステップＳ１２００におけるコントラスト評価値は評価枠１１１～１１３のコントラスト評価値のいずれか一つに基づくものであっても良いし、或いはいずれか二つの合計または平均値などでも良い。ステップＳ１２０１で絞り開口を第１の絞り状態（第１のＦ値）に設定した後、ステップＳ１２０２で、第１の評価枠１１１、第２の評価枠１１２のコントラスト評価値が最も大きくなるように、アオリ角度の調整を行う（第１のアオリ角度調整動作）。その後、ステップＳ１２０３で撮像素子の撮像面の中央の第３の評価枠１１３のコントラスト評価値が最も高くなるように、ピント位置を調整する。このように、ステップＳ１２０１～Ｓ１２０３によって、アオリ角度、ピント位置の最適値からのズレを抑えることで、ステップＳ１２０４以降において、精度の高いピント位置とアオリ角度の同時調整を可能としている。 A block configuration of an imaging device 400 (not shown) of the sixth embodiment is the same as that of the imaging device 300 of the third embodiment. However, in the imaging apparatus 400 of the sixth embodiment, after sequentially adjusting the focus position and tilt, the focus and tilt are adjusted simultaneously.
FIG. 12 is a flow chart for explaining the flow of focus position adjustment and tilt angle adjustment using the imaging apparatus 400 of the sixth embodiment.
First, in step S1200, it is determined whether the total or average value of the contrast evaluation values of the evaluation frames 111 to 113 is greater than a predetermined level X1. If Yes, proceed to step S1204, and if No, proceed to step S1201. The contrast evaluation value in step S1200 may be based on any one of the contrast evaluation values in the evaluation frames 111 to 113, or may be the sum or average value of any two. After setting the diaphragm aperture to the first diaphragm state (first F value) in step S1201, the contrast evaluation values of the first evaluation frame 111 and the second evaluation frame 112 are maximized in step S1202. , tilt angle is adjusted (first tilt angle adjustment operation). After that, in step S1203, the focus position is adjusted so that the contrast evaluation value of the third evaluation frame 113 in the center of the image pickup surface of the image sensor becomes the highest. In this way, steps S1201 to S1203 suppress the deviation of the tilt angle and the focus position from the optimum values, thereby enabling simultaneous adjustment of the focus position and tilt angle with high accuracy from step S1204 onward.

ステップＳ１２０４で絞り開口を第１の絞り状態（Ｆ値大）よりも開いた第２の絞り状態（第２のＦ値）にする。その後、ステップＳ１２０５でフォーカスレンズの駆動とアオリ角度の制御を同時に行いつつ、第１の評価枠１１１、第２の評価枠１１２、第３の評価枠１１３のコントラスト評価値をすべて取得することで、フォーカスとアオリを同時に調整する。
具体的には、第１～第３の評価枠１１１～１１３のコントラスト評価値の平均が最大となるように、ピント制御機構及びアオリ制御機構を制御する。このように、ピント制御機構及びアオリ制御機構を同時に動かしながら、各々の評価枠のコントラスト評価値を取得することで、ピントおよびアオリが同時に調整できるため、短い時間でフォーカスとアオリを調整することが可能となる。 In step S1204, the diaphragm aperture is set to a second diaphragm state (second F number) that is wider than the first diaphragm state (large F number). After that, in step S1205, while driving the focus lens and controlling the tilt angle at the same time, all the contrast evaluation values of the first evaluation frame 111, the second evaluation frame 112, and the third evaluation frame 113 are obtained. Adjust focus and tilt at the same time.
Specifically, the focus control mechanism and tilt control mechanism are controlled so that the average of the contrast evaluation values of the first to third evaluation frames 111 to 113 is maximized. In this way, by simultaneously moving the focus control mechanism and the tilt control mechanism and acquiring the contrast evaluation value of each evaluation frame, the focus and tilt can be adjusted at the same time, so the focus and tilt can be adjusted in a short time. It becomes possible.

調整前のピント位置およびアオリ角度の、最適な値からのずれが大きい場合には、ステップＳ１２０１～ステップＳ１２０３を行わずに、いきなりステップＳ１２０４、Ｓ１２５を用いてピントとアオリを同時に調整することは難しい。以下で理由を説明する。
調整前のピント位置およびアオリ角度の、最適な値からのずれが大きい場合、第１の評価枠１１１のコントラスト評価値が最大となるアオリ角度と、第２の評価枠１１２のコントラスト評価値が最大となるアオリ角度の乖離が大きい。更に、第１の評価枠１１１のコントラスト評価値が最大となるアオリ角度と、第２の評価枠１１２のコントラスト評価値が最大となるアオリ角度の中間値と、最適なアオリ角度との差異も大きくなってしまう。 If the pre-adjustment focus position and tilt angle deviate significantly from the optimum values, it is difficult to simultaneously adjust the focus and tilt using steps S1204 and S125 without performing steps S1201 to S1203. . The reason is explained below.
When the deviation of the focus position and the tilt angle before adjustment from the optimum values is large, the tilt angle at which the contrast evaluation value of the first evaluation frame 111 is maximized and the contrast evaluation value of the second evaluation frame 112 are maximized. The divergence of the tilt angle is large. Furthermore, there is a large difference between the tilt angle at which the contrast evaluation value of the first evaluation frame 111 is maximized and the tilt angle at which the contrast evaluation value of the second evaluation frame 112 is maximized, and the optimum tilt angle. turn into.

図１３に具体例を示した。図１３は、アオリ角度を振った時の、第１、第２の評価枠１１１、１１２のコントラスト評価値を示したものである。図１３よりわかるように、第１の評価枠１１１のコントラスト評価値が最大となるアオリ角度と、第２の評価枠１１２のコントラスト評価値が最大となるアオリ角度の中間値と、最適なアオリ角度との差異が大きくなっている。
従って、調整前のピント位置およびアオリ角度の、最適な値からのずれが大きい場合、即ち評価枠１１１、１１２のコントラスト評価値の合計または平均値が例えば所定のレベルＸ１より低い場合には、ステップＳ１２０１～Ｓ１２０３を行う。そして、ピント位置およびアオリ角度の、最適なアオリ角度からのズレを抑えておく必要がある。このように実施例６の撮像装置４００では、Ｆ値が暗い状態でコントラストとアオリを各々独立に調整し、ピント位置およびアオリ角度の、最適なアオリ角度からのズレを抑えた後に、Ｆ値を明るくしてピント位置とアオリ角度を同時に調整している。その結果、アオリ角度調整範囲とアオリ角度調整精度の両立に加え、短い時間でのフォーカスとアオリの調整が可能となる。 A specific example is shown in FIG. FIG. 13 shows the contrast evaluation values of the first and second evaluation frames 111 and 112 when the tilt angle is changed. As can be seen from FIG. 13, the intermediate value of the tilt angle at which the contrast evaluation value of the first evaluation frame 111 is maximized, the tilt angle at which the contrast evaluation value of the second evaluation frame 112 is maximized, and the optimum tilt angle There is a large difference between
Therefore, if the deviation of the focus position and tilt angle before adjustment from the optimum values is large, that is, if the total or average value of the contrast evaluation values of the evaluation frames 111 and 112 is lower than the predetermined level X1, for example, step S1201 to S1203 are performed. In addition, it is necessary to suppress the deviation of the focus position and tilt angle from the optimum tilt angle. As described above, in the imaging apparatus 400 of the sixth embodiment, the contrast and the tilt are independently adjusted in a dark F-number state, and after suppressing the deviation of the focus position and the tilt angle from the optimum tilt angle, the F-number is adjusted. I made it brighter and adjusted the focus position and tilt angle at the same time. As a result, in addition to achieving both the tilt angle adjustment range and the tilt angle adjustment accuracy, it is possible to adjust the focus and tilt in a short time.

実施例７では、実施例１から６に示す撮像装置を用いた監視システム（撮像システム）６００について説明する。図１４は、実施例１から６に示す撮像装置５００を用いた監視システム（撮像システム）６００の構成図である。撮像装置とクライアント装置５０１は、ネットワーク５０２を介して相互に通信可能な状態に接続されている。クライアント装置５０１は、撮像装置５００を制御する各種コマンドを送信する。それを受けて、撮像装置５００は、コマンドに対するレスポンスや撮像した画像データをクライアント装置５０１に送信する。撮像装置５００を被写界深度優先モードで駆動するか否かは、クライアント装置５０１を介してユーザーが選択できるようになっている。
クライアント装置５０１は例えばＰＣなどの外部機器であり、ネットワーク５０２は、有線ＬＡＮ、無線ＬＡＮ等により構成されている。また、ネットワーク５０２を介して撮像装置５００に電源を供給する構成となっていても良い。 In Example 7, a monitoring system (imaging system) 600 using the imaging apparatus described in Examples 1 to 6 will be described. FIG. 14 is a configuration diagram of a monitoring system (imaging system) 600 using the imaging device 500 shown in the first to sixth embodiments. The imaging device and the client device 501 are connected via a network 502 so as to be able to communicate with each other. The client device 501 transmits various commands for controlling the imaging device 500 . In response, the imaging device 500 transmits a response to the command and captured image data to the client device 501 . The user can select via the client device 501 whether to drive the imaging apparatus 500 in the depth-of-field priority mode.
A client device 501 is an external device such as a PC, and a network 502 is composed of a wired LAN, a wireless LAN, or the like. Also, power may be supplied to the imaging apparatus 500 via the network 502 .

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨に基づき種々の変形が可能であり、それらを本発明の範囲から除外するものではない。
また、本実施例における制御の一部または全部を上述した実施例の機能を実現するコンピュータプログラムをネットワーク又は各種記憶媒体を介して撮像装置や撮像制御装置に供給するようにしてもよい。そしてその撮像装置や撮像制御装置におけるコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）がプログラムを読み出して実行するようにしてもよい。その場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することとなる。 The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible based on the gist of the present invention, and they are not excluded from the scope of the present invention.
Further, a computer program that implements the functions of the above-described embodiments may be supplied to the image capturing apparatus and the image capturing control apparatus via a network or various storage media for part or all of the control in this embodiment. Then, the computer (or CPU, MPU, etc.) in the imaging device or imaging control device may read and execute the program. In that case, the program and the storage medium storing the program constitute the present invention.

１００、２００、３００、４００、５００：撮像装置
１０１：結像光学系
１０２：絞り制御機構
１０３：撮像素子
１０４：アオリ制御機構
１０５：制御部
１０６：ピント制御機構
１０７：ピント面
１０８：結像光学系の主面
１０９：被写体面
１１０：コントラスト評価値取得部
１１１：第１の評価枠
１１２：第２の評価枠
１１３：第３の評価枠
６００：監視システム（撮像システム）
５０１：クライアント装置
５０２：ネットワーク

100, 200, 300, 400, 500: imaging device 101: imaging optical system 102: aperture control mechanism 103: imaging element 104: tilt control mechanism 105: control unit 106: focus control mechanism 107: focus plane 108: imaging optics Principal surface of system 109: Object plane 110: Contrast evaluation value acquisition unit 111: First evaluation frame 112: Second evaluation frame 113: Third evaluation frame 600: Monitoring system (imaging system)
501: client device 502: network

Claims

結像光学系の絞りを制御する絞り制御手段と、
前記絞りを介した光を入射する撮像面を有し撮像信号を出力する撮像素子と、
前記撮像面と前記結像光学系の主面のなす角であるアオリ角度を制御するアオリ制御手段と、
前記撮像面の中の所定の評価枠のコントラスト評価値を取得するコントラスト評価値取得手段と、
前記絞りを第１の絞り状態にしたときの前記コントラスト評価値に基づき前記アオリ制御手段により前記アオリ角度を調整する第１のアオリ角度調整動作を行うとともに、前記第１のアオリ角度調整動作の後に前記絞りを前記第１の絞り状態よりも開いた第２の絞り状態にしたときの前記コントラスト評価値に基づき前記アオリ制御手段により前記アオリ角度を調整する第２のアオリ角度調整動作を行わせる制御手段と、を有することを特徴とする撮像装置。 Aperture control means for controlling the aperture of the imaging optical system;
an imaging device having an imaging surface for receiving light through the aperture and outputting an imaging signal;
tilt control means for controlling a tilt angle, which is an angle between the imaging surface and the main surface of the imaging optical system;
contrast evaluation value acquisition means for acquiring a contrast evaluation value of a predetermined evaluation frame in the imaging plane;
performing a first tilt angle adjusting operation for adjusting the tilt angle by the tilt control means based on the contrast evaluation value when the diaphragm is set to the first diaphragm state, and after the first tilt angle adjusting operation; Control for performing a second tilt angle adjustment operation for adjusting the tilt angle by the tilt control means based on the contrast evaluation value when the diaphragm is set to a second diaphragm state that is wider than the first diaphragm state. An imaging device characterized by comprising: means.

前記第１の絞り状態は前記絞りを最も絞った状態であることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。 2. The imaging apparatus according to claim 1, wherein said first aperture state is a state in which said aperture is closed most.

前記第２の絞り状態は前記絞りを開放した状態であることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。 3. The imaging apparatus according to claim 1, wherein the second diaphragm state is a state in which the diaphragm is opened.

前記第１のアオリ角度調整動作における前記撮像素子の蓄積時間より前記第２のアオリ角度調整動作における撮像素子の蓄積時間の方が短いことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置。 4. The apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the accumulation time of the image pickup device in the second tilt angle adjustment operation is shorter than the accumulation time of the image pickup device in the first tilt angle adjustment operation. The imaging device described.

前記第１のアオリ角度調整動作における前記撮像素子のゲインより前記第２のアオリ角度調整動作における前記撮像素子のゲインの方が小さいことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置。 4. The apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the gain of the image pickup device in the second tilt angle adjustment operation is smaller than the gain of the image pickup device in the first tilt angle adjustment operation. imaging device.

前記第１のアオリ角度調整動作においては、前記撮像面の中の所定の第１の評価枠のコントラスト評価値が最も大きくなるアオリ角度に調整し、前記第２のアオリ角度調整動作においては、前記第１の評価枠よりも、撮像装置からの距離が近い被写体面に対応した、前記撮像面の中の第２の評価枠のコントラスト評価値が最も大きくなるアオリ角度に調整することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像装置。 In the first tilt angle adjustment operation, the tilt angle is adjusted to maximize the contrast evaluation value of a predetermined first evaluation frame in the imaging plane, and in the second tilt angle adjustment operation, the The tilt angle is adjusted to maximize the contrast evaluation value of the second evaluation frame in the imaging plane, which corresponds to the object plane closer to the imaging device than the first evaluation frame. The imaging device according to any one of claims 1 to 5.

前記第１のアオリ角度調整動作においては、前記第１の評価枠を含む部分領域である第１の範囲から撮像信号を読み出し、前記第２のアオリ角度調整動作においては、前記第２の評価枠を含む部分領域である第２の範囲から撮像信号を読み出すことを特徴とする請求項６に記載の撮像装置。 In the first tilt angle adjusting operation, an imaging signal is read from a first range that is a partial area including the first evaluation frame, and in the second tilt angle adjusting operation, the second evaluation frame is read. 7. The image pickup apparatus according to claim 6, wherein the image pickup signal is read out from a second range that is a partial area including .

前記第１のアオリ角度調整動作においては、前記第１の範囲から撮像信号を読み出すサンプリングピッチよりも、前記第１の範囲以外から撮像信号を読み出すサンプリングピッチが大きく、前記第２のアオリ角度調整動作においては、前記第２の範囲から撮像信号を読み出すサンプリングピッチよりも、前記第２の範囲以外から撮像信号を読み出すサンプリングピッチの方が大きいことを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。 In the first tilt angle adjusting operation, the sampling pitch for reading the imaging signal from outside the first range is larger than the sampling pitch for reading the imaging signal from the first range, and the second tilt angle adjusting operation is performed. 8. The imaging apparatus according to claim 7 , wherein the sampling pitch for reading out the imaging signal from outside the second range is larger than the sampling pitch for reading out the imaging signal from the second range.

更に前記結像光学系のピントを調整するピント制御手段を有し、前記撮像素子の撮像面の中央よりも、撮像装置からの距離が近い被写体面に対応した、所定の評価枠のコントラスト評価値が最も大きくなるようにピント位置を調整する第１のピント位置調整動作を行った後、前記第１のアオリ角度調整動作を行うことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像装置。 Furthermore, a focus control means for adjusting the focus of the imaging optical system is provided, and a contrast evaluation value of a predetermined evaluation frame corresponding to an object plane closer to the imaging device than the center of the imaging plane of the imaging element. 6. The first movement angle adjustment operation is performed after performing the first focus position adjustment operation for adjusting the focus position so that the maximum imaging device.

前記第１のアオリ角度調整動作を行った後、前記撮像素子の撮像面の中央の評価枠のコントラスト評価値が最も大きくなるようにピント位置を調整するピント位置調整動作を行った後に、前記第２のアオリ角度調整動作を行うことを特徴とする請求項９に記載の撮像装置。 After performing the first tilt angle adjustment operation, after performing the focus position adjustment operation for adjusting the focus position so that the contrast evaluation value of the evaluation frame in the center of the image pickup surface of the image pickup device is maximized, the second movement angle adjustment operation is performed. 10. The imaging apparatus according to claim 9, wherein the movement angle adjustment operation of 2 is performed.

更に前記結像光学系のピント位置を調整するピント制御手段を有し、前記第２のアオリ角度調整動作において、アオリ角度調整を行う際に、前記撮像素子の撮像面の中央の第３の評価枠のコントラスト評価値が最も大きくなるように、前記ピント位置を制御することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の撮像装置。 Further comprising focus control means for adjusting the focus position of the imaging optical system, the third evaluation at the center of the image pickup surface of the image sensor when adjusting the tilt angle in the second tilt angle adjustment operation. 9. The imaging apparatus according to any one of claims 1 to 8, wherein the focus position is controlled so that the contrast evaluation value of the frame is maximized.

請求項１から１１のいずれか１項に記載の撮像装置を用いた監視システム。 A monitoring system using the imaging device according to any one of claims 1 to 11.

請求項１～１１のうちいずれか一項に記載の撮像装置の各手段としてコンピュータを機能させるためのコンピュータプログラム。 A computer program for causing a computer to function as each means of the imaging apparatus according to any one of claims 1 to 11.

請求項１３に記載のコンピュータプログラムを記憶したコンピュータで読み取り可能な記憶媒体。 14. A computer readable storage medium storing the computer program according to claim 13.