JP2003304437A

JP2003304437A - 画像入力装置

Info

Publication number: JP2003304437A
Application number: JP2002108455A
Authority: JP
Inventors: Tomofumi Kitazawa; 智文北澤
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-04-10
Filing date: 2002-04-10
Publication date: 2003-10-24

Abstract

(57)【要約】【課題】携帯性の優れたカメラを用いた場合における
撮影状態の安定化を図り、カメラ自体の汎用性を損なわ
ずに良好な撮影画像を取得すること。【解決手段】単体の撮像装置を用いて被写体の画像を
入力する画像入力装置において、撮像装置の底面と、撮
像装置の撮影レンズ主面１０１ａと、撮影レンズ１０１
により被写体像が結像される結像面１０２と、をそれぞ
れ延長した面が一直線に交差するように配置し、上記底
面と同一の面が、結像面１０２全体に合焦して結像する
ように構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、デジタルカメラな
どの撮像装置を用い、簡易的な方法で紙片や書類などの
画像を入力する画像入力装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、書類などの画像を入力するには、
リニアセンサによるデジタルスキャナやデジタル複写機
などを用いることが一般的である。また、大型カメラな
どでレンズを煽らせて被写体面と結像面が平行でない場
合に、撮影範囲全体にピントを合わせる方法が知られて
いる。ところが、これらの装置は装置自体が高額であっ
たり、大掛かりになってしまうことが多い。一方で、デ
ジタルカメラなどの普及に伴い、携帯性や汎用性の高い
デジタルカメラを用いて画像情報を入力することが頻繁
に行なわれつつある。

【０００３】ところで、デジジタルカメラのような小型
のカメラでは、撮影時の被写体とカメラとの相対的な位
置ずれが生じやすいため、画像の歪みが生じやすかった
り、矩形であるべき画像が変形して撮影される、いわゆ
るアオリ撮影が生じやすい。このため、従来においては
画像の歪み補正やアオリ撮影に対応するものが、たとえ
ば特開２０００−３４１５０１号公報、特開平８−１９
０１１３号公報に開示されている。特開２０００−３４
１５０１号公報では、入力された画像の上下左右の４辺
から不等辺四角形を作成し、その不等辺四角形の互いに
対向する２辺が平行となるように変換を行なうことによ
って、煽りにより歪んだ画像を補正している。また、特
開平８−１９０１１３号公報では、アオリ撮影で、チル
ト撮影とシフト撮影を切り換えるようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記に
示されるような従来の技術にあっては、携帯型のカメラ
を用いて書籍などを撮影する場合に特別なカメラ保持手
段がないと手振れのために画像が良好に撮影されずＯＣ
Ｒ処理などを行なった場合に正しく認識されないことが
ある。また、書画カメラのように、専用の保持手段を設
ければ手振れの影響がなく、被写体に正対して撮影でき
る利点があるが保持手段が大掛かりになるため、携帯性
が損なわれるといった問題点があった。また、大型カメ
ラを用いる場合には、カメラ自体が既に大型であり、さ
らにピント合わせをピントグラスを見ながら調整するた
め、その作業には熟練を要する。

【０００５】なお、特開２０００−３４１５０１号公報
にあっては、被写体が紙片のような場合、紙片の色と紙
片を載せた台が同じであると、紙片の形状を良好に検出
することができないことがある。また、紙片の形が矩形
でない場合には対応することができない。特開平８−１
９０１１３号公報にあっては、書類などは、シフト撮影
で、台形歪みが生じないように撮影することが可能であ
るが、大きな傾きの場合は、大きなシフト量が必要であ
るため、機器が大型化する。

【０００６】本発明は、上記に鑑みてなされたものであ
って、携帯性の優れたカメラを用いて画像入力を行なう
場合における撮影状態の安定化を図り、カメラ自体の汎
用性を損なわずに良好な撮影画像を取得することを目的
とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１にかかる画像入力装置にあっては、単体
の撮像装置を用いて被写体の画像を入力する画像入力装
置において、前記撮像装置の底面と、前記撮像装置の撮
影レンズ主面と、撮影レンズにより被写体像が結像され
る結像面と、をそれぞれ延長した面が一直線に交差する
ように配置し、前記底面と同一の面が、前記結像面全体
に合焦して結像するように構成されるものである。

【０００８】この発明によれば、たとえば、デジタルカ
メラなどの撮像装置を用い、机上に載置された紙片（被
写体面）を撮影する場合、デジタルカメラを机上に置
き、カメラ底面と撮影レンズ主面と被写体像が結像され
る結像面（ＣＣＤ）と、をそれぞれ延長した面で一直線
に交わるように配置、すなわち、机上面とカメラ底面の
ラインとレンズ主面の延長線と結像面（ＣＣＤ）の延長
線とが交差する関係に配置し、カメラ底面と同一の面
が、結像面全体に合焦するように結像させることによ
り、特別なカメラ保持手段を用いずに、画面全体におい
てピントの合った撮影が実現する。

【０００９】また、請求項２にかかる画像入力装置にあ
っては、前記撮影レンズと前記結像面との光路間に、楔
状の透明部材を配置し、前記底面と同一な面が、前記結
像面全体に合焦するように結像するように構成されるも
のである。

【００１０】この発明によれば、請求項１において、撮
影レンズと結像面（ＣＣＤ）との間に楔状の透明部材
（プリズム）を配置し、カメラ底面と同一な面が、結像
面全体に合焦するように結像させることにより、結像面
を独立に傾斜させることなく合焦させることが可能とな
る。

【００１１】また、請求項３にかかる画像入力装置にあ
っては、さらに、前記撮影レンズ主面を傾斜するレンズ
傾斜手段と、前記結像面を傾斜する結像面傾斜手段と、
前記レンズ傾斜手段と前記結像面傾斜手段とのいずれか
一つまたは両方を傾斜させ、焦点距離の変化によるピン
ト合わせを行なう制御手段と、を備えたものである。

【００１２】この発明によれば、請求項１または２にお
いて、被写体の大きさに応じて撮影レンズの焦点距離を
変化させる場合、撮像レンズ主面または（および）結像
面（ＣＣＤ）を傾斜させることにより、結像面全体にピ
ントが合うように調整することが可能になる。

【００１３】また、請求項４にかかる画像入力装置にあ
っては、さらに、前記底面と前記撮像レンズ主面と前記
結像面とが略一直線に交差する配置で画像入力を行なう
第１の画像入力モードと、前記撮像レンズ主面と前記結
像面とが平行に配置して画像入力を行なう第２の画像入
力モードと、の選択を行なうためのモード選択手段を備
え、前記制御手段は、前記モード選択手段からの選択信
号にしたがって前記レンズ傾斜手段および前記結像面傾
斜手段を制御するものである。

【００１４】この発明によれば、請求項３において、た
とえば、操作パネル上に、カメラ底面と撮像レンズ主面
と結像面（ＣＣＤ）とが略一直線に交差する配置で画像
入力を行なう第１の画像入力モード（アオリ撮影モー
ド）と、撮像レンズ主面と結像面とが平行に配置して画
像入力を行なう第２の画像入力モードと、を選択するモ
ードスイッチを設け、カメラ前方の被写体を撮影すると
きは第２の画像入力モードで撮影し、机上の紙面などを
撮影する場合にはカメラを机上に置いて、第１の画像入
力モードに切り換えることが可能になる。

【００１５】また、請求項５にかかる画像入力装置にあ
っては、さらに、撮影信号を増幅する信号増幅手段を備
え、前記制御手段は、前記第２の画像入力モードが選択
された場合には、適正露光時間に満たない場合であって
も、設定時間で露光を強制終了させ、撮像信号を増幅
し、他方、前記第１の画像入力モードが選択された際に
は、撮像信号の増幅を行なわないように制御するもので
ある。

【００１６】この発明によれば、請求項４において、第
２の画像入力モード（通常の撮影モード）が選択された
場合には、適正露光時間に満たない場合であっても、設
定時間で露光を強制終了させ、撮像信号を増幅し、第１
の画像入力モード（アオリ撮影モード）が選択された際
には、撮像信号の増幅を行なわないように制御すること
により、アオリ撮影を行なう場合における撮像信号の増
幅に伴って増加する雑音成分を排除することが可能にな
る。

【００１７】また、請求項６にかかる画像入力装置にあ
っては、さらに、被写体面との距離を測距する測距手段
を備え、前記制御手段は、前記測距手段による測距情報
から被写体面を算出し、前記被写体面と前記撮影レンズ
主面と前記結像面とが略一直線に交差するように前記撮
影レンズ、前記結像面の傾き量を調整するものである。

【００１８】この発明によれば、測距手段により、たと
えば被写体がカメラ底面に略平行にずれた状態（書籍の
見開き状態など）ではその被写体の１点を測距し、他
方、撮像部に対して被写体面が傾斜している場合はその
上下２ヶ所を測距して測距情報を取得し、その測距情報
から被写体面を算出し、被写体面と撮影レンズ主面と結
像面とが略一直線に交差するように撮影レンズ、結像面
の傾き量を調整することにより、被写体面とカメラ底面
との配置が変化してもピント合わせが可能になる。

【００１９】また、請求項７にかかる画像入力装置にあ
っては、さらに、装置本体とは離れて有線または無線で
接続され、撮影動作の指示を行なう撮影指示手段と、装
置本体側に設けられ、前記撮影指示手段からの指示命令
を受信する受信手段と、を備え、前記制御手段は、前記
第１の画像入力モードが選択され、前記受信手段を介し
て前記撮影指示手段からの撮影動作の指示を受けた場
合、撮影命令からの遅延時間を設けずに撮影動作を実行
するものである。

【００２０】この発明によれば、カメラに撮影指示を与
えるレリーズボタンやリモコンを用いた撮影を行なう場
合、撮影動作の指示を受けた場合、撮影命令からの遅延
時間を設けずに撮影動作を実行することにより、遅延時
間のカットによる撮影時間の短縮が可能になる。

【００２１】また、請求項８にかかる画像入力装置にあ
っては、さらに、前記第１の画像入力モードによって撮
影された画像の歪み補正を行なう歪み補正手段を備えた
ものである。

【００２２】この発明によれば、ＣＣＤや撮影レンズの
傾きに応じてキーストン歪みを補正する処理機能を装置
内に用意しておくことにより、撮影された画像の歪みを
補正した後に記録することが可能になる。

【００２３】また、請求項９にかかる画像入力装置にあ
っては、さらに、前記第１の画像入力モードによって焦
点距離を変化させて撮影された複数の画像を合成する画
像合成手段を備えたものである。

【００２４】この発明によれば、第１の画像入力モード
（アオリ撮影モード）で撮影を行なう場合、焦点距離を
複数段階に変化させて撮影し、その複数の画像を合成す
ることにより、縮小されて撮像される部分の画像劣化を
回避することが可能になる。

【００２５】

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる画像入力装
置の好適な実施の形態について添付図面を参照し、詳細
に説明する。なお、本発明はこの実施の形態に限定され
るものではない。また、この実施の形態では、デジタル
カメラを例にとって説明するが、他のカメラなどであっ
てもよい。

【００２６】（実施の形態１）図１は、本発明の実施の
形態にかかるデジタルカメラの外観構成を示す説明図で
ある。このデジタルカメラ１００は、図２のブロック図
に示すような構成要素を備えている。図２において、符
号１０１は撮影の条件に合わせて合焦し、さらに傾斜可
能な撮影レンズ、符号１０２は傾斜可能な機構を有し、
被写体を撮像する結像面としてのＣＣＤ（撮像素子）、
符号１０３ｃは後述する傾斜部材の開閉を検知する検知
部、符号１０４はレリーズボタン、符号１０５は撮影可
能領域を求めるために照射する照射手段として用意され
たＬＥＤ、符号１０はマイクロコンピュータシステムで
構成され、本カメラを統括的に制御するシステムコント
ローラである。なお、この実施の形態では、結像面とＣ
ＣＤとは同一機能として見なし、適宜、符号１０２を付
して記述する。

【００２７】また、符号１５は各種の補正などを含むカ
メラ信号処理を行なうＤＳＰ・ＪＰＥＧ部、符号１６は
撮像データを保存するＳＤＲＡＭ、符号１７は圧縮され
た撮像データを記録するメモリカード、符号１８は撮影
データを補正するためのデータなどが格納されているＥ
ＥＰＲＯＭ、符号２０は操作者による各種の入力や撮影
状態などを知らせる操作パネル、符号２５は撮影画像な
どをモニタ表示するＬＣＤモニタ、符号３０は撮影レン
ズ１０１の焦点距離の移動およびレンズの傾斜を行なう
ためのアクチュエータ、符号３１はアクチュエータ３０
を駆動するドライバ、符号３２はＣＣＤ１０２を傾斜移
動するためのアクチュエータ、符号３３はアクチュエー
タ３２を駆動するドライバである。

【００２８】フロントエンド部１１は、ＣＣＤ（電荷結
合素子）１０２から入力するアナログの撮像データをサ
ンプル・ホールドするＣＤＳ（相関２重サンプリング）
１２と、撮像データの振幅の変動を検出し、出力信号を
一定に保つように増幅器の利得（ゲイン）を自動的に制
御するＡＧＣ１３と、アナログ信号をデジタル信号に変
換するＡＤＣ１４と、を備えている。

【００２９】操作パネル２０には撮影時における各種の
モードスイッチ（Ｍ１〜Ｍ３）２１〜２３などが設けら
れている。各種のモードは通常のデジタルカメラに装備
されているモードであり、特に、この実施の形態では、
画像入力方法が選択可能に構成されている。たとえば、
本装置筐体（デジタルカメラ１００）の底面と撮像レン
ズ主面１０１ａと結像面（ＣＣＤ１０２）が略一直線に
交差する配置で画像入力を行なう第１の画像入力モード
と、撮像レンズ主面１０１ａと結像面（ＣＣＤ１０２）
が平行に配置して画像入力を行なう第２の画像入力モー
ドと、の選択をモードスイッチＭ１、Ｍ２の押下により
行なう。

【００３０】システムコントローラ１０は、電気的な構
成要素のすべてを所定のプログラムにしたがって制御し
ており、ホワイトバランスの設定、ＡＥ（ＡｕｔｏＥ
ｘｐｏｓｅ）、ＡＦ（ＡｕｔｏＦｏｃｕｓ）の制御、
フロントエンド処理部１１やＤＳＰ・ＪＰＥＧ部１５で
行なわれる演算のパラメータを設定する。

【００３１】また、この実施の形態では、システムコン
トローラ１０が、ＣＣＤ１０２が出力する撮像データに
おける周波数特性を取得する。そして、取得した周波数
特性からＡＦ動作のための自動フォーカス部（アクチュ
エータ３０、ドライバ３１）を駆動した際に発生するパ
ルスの数からレンズ部分と被写体との距離を測定するも
のである。

【００３２】さて、一般的にデジタルカメラ１００は、
図１、図３に示すように、カメラ前方に略直立した被写
体面１１０を撮影するように設計されている。図４、図
５に示すように、紙片などの被写体１１０を置いた面に
デジタルカメラ１００を置いて紙面を撮影すると、画面
の上下でそれぞれ撮影レンズ１０１や結像面（ＣＣＤ１
０２）との距離が違ってしまうため、ピントが合わなく
なる。

【００３３】たとえば、ビルなどの建造物を下の方から
カメラを斜め上方に向けて撮影する場合に、アオリ撮影
を行なうことによって、撮影画面範囲の被写体面全体に
ピントが合うようにできることが知られている。アオリ
撮影を行なって画面全体でピントを合わせるには、レン
ズ主面１０１ａに対する被写体面との垂直距離（物体距
離をｓ、レンズ主面１０１ａに対する結像位置との垂直
距離（像距離）をｓ'、撮影レンズ１０１との距離をｆ
としたとき、下記のレンズの（式１）を満足するする必
要がある。

【００３４】

【数１】

【００３５】アオリ撮影を行なって、結像全体でピント
が合うように撮影するには、光軸以外の場所でも、レン
ズの結像式を満足させるように、撮影レンズ１０１と結
像面（ＣＣＤ１０２）の位置関係を設定する。図６にお
いては、下記（式２)が同時に満足されればよい。

【００３６】

【数２】

【００３７】アオリ撮影で結像式を連続的に満足させる
ようにしたものが、「被写体面、レンズ面および結像面
を延長した面が一本の直線上で一致する」というシャイ
ンプルーフの法則として知られている。すなわち、被写
体１１０、撮像レンズ１０１、結像面（ＣＣＤ）１０２
の角度、配置が、図７に示すような関係にすればよいこ
とになる。

【００３８】したがって、テーブル上などに置かれた紙
片を撮影する場合においても、被写体面１１０のある一
点が結像する位置を求め、結像面（ＣＣＤ）１０２がそ
の点を含みつつ、上記シャインプルーフの法則のよう
に、図７に示すような関係を満足させて撮影を行なう。
図７に示す関係では、カメラの底面と被写体面１１０は
ほぼ同じであるので、あらかじめ、撮影レンズ１０１と
結像面（ＣＣＤ）１０２の傾きを設定しておくことがで
きる。なお、カメラ本体の底面に複数の半球状の突起を
設け、底面全体が傷つかないような形状の場合には、装
置底面は、これら複数の突起の頂点に接する面を装置底
面とする。

【００３９】つぎに、実際の補正例について説明する。
図８に示すような撮影を行なった場合、桝目状の被写体
面１１０と結像面（ＣＣＤ）１０２に結像される像１３
０は、図９に示すように、被写体面１１０上の点Ａ’が
結像面１０２の点Ａに結像されることに注目して説明す
る。

【００４０】このとき、撮影レンズ１０１の中心をＸ、
結像面１０２とレンズ主面１０１ａとの角度をθ、被写
体面１０１とレンズ主面１０１ａとの角度をφとし、Ｏ
Ａ＝ａ、ＯＸ＝ｘ、ＯＡ'＝ｂ、ＡＸ＝ｃ、Ａ'Ｘ＝ｄ、
∠ＯＡＸ＝α、∠ＯＡ'Ｘ＝βとすると、下記（式３）
が成立する。

【００４１】

【数３】

【００４２】結像面１０２での垂直方向の位置から、結
像面１０２での位置に対応する被写体面１１０での位置
と、その位置が何倍に縮小されて結像されたが分かる。
図１７においてはＢからＥについても同様に計算するこ
とができる。計算結果から結像面１０２での点を被写体
面１１０上の対応する位置に配置し、所望の倍率になる
ように調整する。また、必要に応じて補間処理などを実
行するとよい。

【００４３】また、通常のカメラのように、写真フィル
ムに感光させて記録する場合には、焼き付けの際に、フ
ィルムと引き伸ばしレンズ、印画紙を傾けてシャインプ
ルーフ条件が成立するように焼き付けを行なうことによ
り、歪みが補正される。

【００４４】（実施の形態２）この実施の形態２では、
撮影レンズ１０１と結像面（ＣＣＤ）１０２との光路間
に断面形状が楔状の透明部材を配置し、装置筐体の底面
と同一な面が、結像面全体に合焦するように結像する例
について図１０〜図１３を参照し、説明する。

【００４５】ここでは、図１１に示すように、撮影レン
ズ１０１と結像面（ＣＣＤ）１０２に透明楔状部材１４
０を配置する。部分的に光線が通過する部材の厚みが変
化することにより、それぞれの合焦位置がずれるので、
シャインプルーフの条件に合致しなくても、撮影範囲全
体に対してピントが合うようになる。

【００４６】屈折率の大きな材料を通過すると合焦位置
は、後ろにずれ、厚みが厚いほどそのずれ量は大きくな
る。図１０に示すように透明楔状部材１４０が配置され
ていない実施の形態１においてはＡ，Ｂ，Ｃがピントの
合う位置であったものが、この実施の形態２においては
透明楔状部材１４０の厚い部分を透過した光線はピント
位置が大きくずれ、薄い部分を通過した光線のピント位
置はわずかにずれる。すなわち、ピントの合う位置は、
図１１に示すように、Ａ'，Ｂ'，Ｃ'の位置になる。

【００４７】透明楔状部材１４０は、プリズムの機能を
なすので、図１２に示すように、波長ごとに屈折率が異
なることによって色の分離が生じる。色の分離が問題に
なる場合は、図１３に示すように、色消しレンズと同様
に、分散特性の異なるガラス材１４０ａ、１４０ｂを貼
り合わせ、撮像色に色ずれが生じないようにするとよ
い。

【００４８】（実施の形態３）さて、被写体を所望の大
きさで入力できるように、撮影レンズ１０１の焦点距離
を変えられるようにしておく。焦点距離が変化すると、
それに応じて撮影レンズ１０１と結像面１０２の距離と
角度を切り替えるようにしなくてはならない。そこで、
この実施の形態では、撮影レンズ１０１や結像面１０２
の傾きを調整するアクチュエータ３０、３２を設け、結
像画面全体にピントが合うように、それぞれの傾き角を
調整する。

【００４９】また、撮影レンズ１０１と結像面１０２と
をそれぞれ傾斜させると複雑になる場合には、図１４に
示すように、結像面（ＣＣＤ）１０２のみを傾け、シャ
インプルーフ条件を成立させるようにしてもよい。他
方、図１５に示すように、撮影レンズ１０１のみを傾斜
させて、シャインプルーフ条件を成立させるようにして
もよい。

【００５０】フィルムカメラのように、フィルムを感光
させて記録する場合、結像面であるフィルムの露光面だ
けを傾けるようにすると機構が複雑になるので、パトロ
ーネや巻き上げモータと一緒に傾けるようにしてもよ
い。また、図１５に示すように撮影レンズ１０１のみを
傾けてもよい。

【００５１】さらに、一つのモータ（アクチュエータ）
からそれぞれに回転力を伝達させることによって焦点距
離の切り換え、傾き角の調整を行なってもよい。また、
透明楔状部材１４０によって調整する場合には、図１６
に示すように、透明平板１５１の間に液体を満たし、蛇
腹１５０で繋いで透明楔状部材１４０を形成し、焦点距
離の変化に伴って頂角を調整する。

【００５２】（実施の形態４）この実施の形態では、本
装置筐体（デジタルカメラ１００）の底面と撮像レンズ
主面１０１ａと結像面（ＣＣＤ１０２）が略一直線に交
差する配置で画像入力を行なう第１の画像入力モード
と、撮像レンズ主面１０１ａと結像面（ＣＣＤ）１０２
が平行に配置して画像入力を行なう第２の画像入力モー
ドと、の選択を、必要に応じて操作パネル２０のモード
スイッチ（Ｍ１）２１、（Ｍ２）２２の押下により切り
換える。

【００５３】この切り換えによる選択により、装置に対
して前方の被写体を撮影するときは、撮影レンズ１０１
と結像面１０２が平行になるように撮影する。他方、装
置底面と略同一の被写体を撮影するときには、撮影レン
ズ１０１や撮像素子（ＣＣＤ１０２）をアクチュエータ
３０、３２により傾斜させて撮影を行なう。このよう
に、モードスイッチ（Ｍ１）２１、（Ｍ２）２２といっ
た切り換え手段を設けることにより、通常のカメラと同
様の撮影も、装置の底面と略同一面にある被写体面１１
０の撮影も行なうことができる。すなわち、通常のカメ
ラとしての撮影はもとより、書類を見開きにした場合な
どの撮影を行なうことができる。

【００５４】また、前述したような透明楔状部材１４０
を撮像レンズ１０１と結像面１０２との間に配置する場
合、透明楔状部材１４０を光路中に挿脱可能な構成とし
ておき、通常のカメラとして使用するときには、透明楔
状部材１４０を光路から退避させて撮影を行なう。ある
いは、実施の形態３で示したように透明楔状部材１４０
を頂角可変にしておき、通常のカメラとして用いる場合
には、図１７に示すように、２枚の透明平板１５１を撮
影レンズ１０１のレンズ主面１０１ａに対して平行にす
る。

【００５５】（実施の形態５）さて、通常の電子カメラ
では、手振れの影響を軽減させるために、露光時間を最
長レベルに設定し、露出オーバーや露出アンダーのない
適性な露光時間が設定された場合、露光時間に達しなく
ても露光を終了させ、撮像信号を増幅させている装置が
ある。しかしながら、撮像信号を増幅すると同時に当該
信号に含まれる雑音成分も増幅され、画質が低下するこ
とがある。

【００５６】そこで、この実施の形態では、撮像レンズ
主面１０１ａと結像面（ＣＣＤ）１０２が平行に配置し
て画像入力を行なう第２の画像入力モードが選択された
場合には、適正露光時間に満たない場合であっても、設
定時間で露光を強制終了させ、撮像信号を増幅する。他
方、本装置筐体（デジタルカメラ１００）の底面と撮像
レンズ主面１０１ａと結像面（ＣＣＤ１０２）が略一直
線に交差する配置で画像入力を行なう第１の画像入力モ
ードが選択された際には、撮像信号の増幅を行なわない
ように制御する。これにより、アオリ撮影を行なう場合
には、撮像信号の増幅に伴って雑音成分を増加させるこ
とがなくなり、画像劣化を回避することができる。

【００５７】（実施の形態６）ところで、図５に示すよ
うに、デジタルカメラ１００の底面と被写体面１００と
が略同一面上にある場合には、一般的に知られている測
距手段やフォーカシング手段を機能させる必要がない
が、図１８に示すような書籍のようにデジタルカメラ１
００の底面に対して被写体面１１０が高さｈを有する場
合や、図１９に示すようなデジタルカメラ１００の底面
に対して被写体面１１０が平行でない場合には良好な画
像の撮影が行なわれなくなる。そこで、このように装置
底面と被写体面１１０が同一面でない場合には、通常の
カメラに装備されている測距手段を作動させて撮影を行
なう。

【００５８】すなわち、図１８のように装置底面と被写
体面１１０の高さが異なるだけで、装置底面と被写体面
１１０とが略平行であれば、被写体面１１０の一ヶ所を
測距して被写体面１１０との距離を取得する。また、図
１９に示すように、被写体面１１０が傾いている場合
は、上下方向で２ヶ所の点で測距し、被写体面１１０の
傾き角を検出する。つまり、被写体面１１０の位置、傾
きを求めることによって、撮影レンズ１０１や、結像面
（ＣＣＤ）１０２の位置と傾き角を求め、この値にした
がって撮影レンズ１０１、あるいはＣＣＤ１０２をアク
チュエータ３０、３２を介して傾斜して撮影を行なう。

【００５９】（実施の形態７）この実施の形態７では、
前述したような撮影レンズ１０１、ＣＣＤ１０２の傾斜
制御に代わって、デジタルカメラ１００自体を傾斜させ
る。すなわち、図２０に示すように、カメラを傾ける、
あるいは図２１に示すような形状の傾斜部材１０３ｂ
を、それぞれ折りたたみ可能に設ける。

【００６０】たとえば、図２２に示すように被写体面１
１０が紙面のような場合には、傾斜部材１０３ａを凸状
態にセットし、カメラを前方に傾けて撮影を行なう。す
なわち、装置筐体の底面としたところではなく、傾斜部
材１０３ａ（あるいは１０３ｂ）が接する部分を被写体
面１１０として撮影を行なう。

【００６１】このように、傾斜部材１０３ａ（あるいは
１０３ｂ）による撮影を可能とすることにより、撮影レ
ンズ１０１、結像面（ＣＣＤ）１０２の装置に対する傾
斜量を小さくすることができる。また、撮影レンズ１０
１や結像面（ＣＣＤ）１０２の傾斜機構を簡略化させる
こともできる。さらに、撮影レンズ１０１に対する撮像
部の傾斜が小さくなるので、撮像画像の歪みを小さくす
る効果も奏する。

【００６２】また、上記傾斜部材１０３ａ、１０３ｂを
開いて傾斜させる場合、傾斜部材１０３ａ、１０３ｂ側
に開閉を検知する検知部１０３ｃを設ける。検知部１０
３ｃは、たとえば、傾斜部材１０３ａ、１０３ｂ側に設
けた突起と、本体側に設けたホトインタラプタとで構成
する。

【００６３】上記検知部１０３ｃにより傾斜部材１０３
ａ（あるいは１０３ｂ）が開かれたことを検知すると、
アオリ撮影モードに切り換える。このように切り換える
ことにより、モードの切り換え忘れを防止することがで
きる。

【００６４】なお、装置本体を傾ける傾斜部材１０３ａ
（あるいは１０３ｂ）を引き出す際に、その回転支軸に
回転力が生じるので、当該回転支軸による回転を歯車な
どで撮影レンズ１０１やＣＣＤの傾斜機構部に伝達する
ように構成することにより、アクチュエータなどによる
傾斜制御を代用することも可能である。

【００６５】（実施の形態８）この実施の形態８では、
図２３に示すように、被写体側に光を照射して撮影範囲
を示す照射部１０５を用意し、この照射部１０５の照射
によって撮影範囲１２０を表示する。指し示す撮影範囲
は、撮影レンズ１０１の焦点距離や、撮影レンズ１０
１、ＣＣＤの傾きによって変化するようにしておく。な
お、照射部１０５はＬＥＤやランプなどの可視光で視認
に十分な強度、時間で照射させる必要があり、ストロボ
のように一瞬しか照射しないものは適さない。

【００６６】ところで、上述の他に、定型の紙片を設定
すればそのサイズに応じて適正な撮影範囲１２０になる
ようにしておいてもよい。たとえば、Ａ４の原稿を撮影
するモードを選択した場合は、Ａ４の原稿がカメラに最
も近い位置で略画面いっぱいに入るように、画角と撮影
レンズ、撮像部の傾斜角度を調整し、Ａ４原稿を置く位
置を表示させるようにしてもよい。

【００６７】（実施の形態９）一般に、撮影動作を行な
わせるためにボタンを押すなどの操作のために、装置自
体に振動が加わることが多い。特に、図３に示すよう
に、設置面が狭い形をしている場合、立てて置いたとき
の安定性に問題がある。近接撮影であるために、振動が
画質に影響しやすい。そこで、入力開始の命令があって
から所定時間ずらしたのち撮影を行なうことにより、近
接撮影での良好な撮影が実現する。

【００６８】三脚などにカメラを固定し、リモコンから
カメラに撮影を命令する場合は、一般的に、リモコンか
らの撮影命令を受信してから数秒待って撮影を開始す
る。このような遅延時間を設けないと、使用者がカメラ
にリモコンを向けたままの姿が撮影されることになり、
あらためてポーズをとることができないためである。し
かし、前述のアオリ撮影を行なう際に、装置に振動を与
えないために、リモコンにより撮影命令を出す場合は、
遅延時間を設ける必要がない。また、１回数秒の時間ロ
スであっても継続して撮影すると、大きな時間の無駄に
なる。

【００６９】そこで、アオリ撮影モードが選択されて、
リモコンで撮影命令が出された場合は遅延時間を設けず
に撮影を行なう。他方、アオリ撮影モードが選択されて
いない場合、リモコンで撮影命令が出された場合には遅
延時間をとり、撮影を開始するように設定してももよ
い。

【００７０】また、図２４に示すように、レリーズボタ
ン１０５部分をカメラ本体からとりだして操作可能にす
ることにより、アオリ撮影を行なう場合はケーブルレリ
ーズにして撮影できるようにしてもよい。また、カメラ
の略後、あるいは略側面からも信号が受信することがで
きれば、無線のリモコンであってもよい。

【００７１】（実施の形態１０）前述したように、シャ
インプルーフの条件を満たすようにしたり、透明楔状部
材１４０を光路中に挿入して画像の取り込みを行なうと
全体的にピントの合った画像が得られるが、煽らせて撮
影したこによる歪みが残る。パーソナルコンピュータな
どによる画像補正のようにソフトウェアをインストール
しておき、そこで画像の補正を行なえば補正することが
できるが、外出先などにおいてすぐにデータを受け渡す
必要がある場合は、歪んだままの画像であるために支障
をきたすことになる。

【００７２】そこで、ＣＣＤ１０２や撮影レンズ１０１
の傾きに応じて、キーストン歪みを補正するソフトウェ
アを装置（ＥＥＰＲＯＭなど）に組み込んでおき、フロ
ントエンド部１１、ＤＳＰ／ＪＰＥＧ部１５をシステム
コントローラ１０の制御により画像の補正をできるよう
にしておく。撮影するときには、歪んだ像が結像面に結
像されるが、歪んだ像をそのまま保存せずに、画像処理
によって撮影された画像の歪みを補正してから記録処理
を行なう。

【００７３】また、ＬＣＤモニタ２５あるいはインタフ
ェースを介して接続されたパーソナルコンピュータのデ
ィスプレイに撮像信号を送るなどして撮影範囲を確認す
るようにした場合、結像面に結像した歪んだままの像
を、そのまま表示すると違和感がある。そこで、斜めに
撮影する撮影モードが選択された場合には、撮影画像の
歪み補正処理を、撮影範囲１２０を決めるために撮影範
囲を表示するためにも行なう。これにより、撮影が角を
確認するための的確な歪み補正後の表示を行なうことが
できる。

【００７４】（実施の形態１１）図８に示したように、
被写体面１１０上では同じ大きさの文字や絵であっても
結像面（ＣＣＤ）１０２では上側と下側とで実質的に解
像度に差が生じる。たとえば、図２５に示すような被写
体を撮影すると、図２６に示すような像が結像面に結像
される。さらに、この結像された画像に対して歪み補正
を行なうと、図２７に示すように像１３０の上下におい
て画質に差が生じることになる。

【００７５】そこで、このような解像度の差を軽減させ
るために、被写体１１０の上辺が撮影画面のほぼ中央に
なるように、カメラをセットして焦点距離を変えて撮影
する。このように撮影することにより、図２８に示す状
態から図２９に示すような状態で撮影されるので、画角
が狭まったときに、紙片の下辺は撮影画面１６０からは
み出してしまうが、上辺部分は拡大されて撮影される。
画角を狭めたときにはみ出た部分を図２８から、はみ出
なかった部分を図２９からもってきて合成することによ
って画面上側の画質劣化を回避することができる。な
お、図２８と図２９では焦点距離を２段階に切り換えた
例について示したが、図３０〜図３２に示すように、３
段階に切り換えたり、それ以上の段階に切り換えるよう
にしてもよい。切り換え回数が多いほど画質の劣化を防
止するのに有効である。

【００７６】ところで、Ａ版、Ｂ版などの系列（用紙サ
イズ）の紙片における縦横の比は、ほぼ１：１．４（≒
ルート２）となっている。アオリ撮影において、大きな
紙面を撮影する場合は、水平方向よりも、垂直方向によ
り押しつぶされる像が撮影されるので、撮影画面が横長
であったとしても、定型書類などは、縦長になるように
置いて撮影した方が撮影画面を有効に使うことができ
る。また、この場合、デジタルカメラなどでは画像を９
０度回転させる画像処理は容易に行なえる。

【００７７】また、所定の大きさより大きな定型紙片
は、縦長において撮影するようにし、撮影画面が有効に
使えるように、撮影レンズ１０１やＣＣＤの傾斜量を設
定する。なお、名刺のように小さいものは、紙片の上辺
と下辺との距離が小さいので、横長になるように置いて
撮影した方が撮影画面を有効に使用することができるの
で、一概に縦長に撮影するようにした方がよいというわ
けではない。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる画
像入力装置（請求項１）によれば、たとえば、デジタル
カメラなどの撮像装置を用いて机上に載置された紙片
（被写体面）を撮影する場合、デジタルカメラを机上に
置き、カメラ底面と撮影レンズ主面と被写体像が結像さ
れる結像面（ＣＣＤ）と、をそれぞれ延長した面で一直
線に交わるように配置、すなわち、机上面とカメラ底面
のラインとレンズ主面の延長線と結像面（ＣＣＤ）の延
長線とが交差する関係に配置し、カメラ底面と同一の面
が、結像面全体に合焦して結像させることにより、特別
なカメラ保持手段を用いずに、画面全体においてピント
の合った撮影が実現するため、携帯性の優れたカメラを
用いた場合における撮影状態を簡単に安定化させること
ができ、かつカメラ自体の汎用性を損なわずに良好な撮
影画像を取得することができる。

【００７９】また、本発明にかかる画像入力装置（請求
項２）によれば、請求項１において、撮影レンズと結像
面（ＣＣＤ）との間に楔状の透明部材（プリズム）を配
置し、カメラ底面と同一な面が、結像面全体に合焦する
ように結像させるので、結像面を独立に傾斜させること
なく簡便な機構で合焦させることができ、さらに結像面
における画像歪みを少なくすることができる。

【００８０】また、本発明にかかる画像入力装置（請求
項３）によれば、請求項１または２において、被写体の
大きさに応じて撮影レンズの焦点距離を変化させる場
合、撮像レンズ主面または（および）結像面（ＣＣＤ）
を傾斜させることにより、結像面全体にピントが合うよ
うに調整することが可能になるので、画角の設定による
所望も解像度を得ることができる。

【００８１】また、本発明にかかる画像入力装置（請求
項４）によれば、請求項３において、たとえば、操作パ
ネル上に、カメラ底面と撮像レンズ主面と結像面（ＣＣ
Ｄ）とが略一直線に交差する配置で画像入力を行なう第
１の画像入力モード（アオリ撮影モード）と、撮像レン
ズ主面と結像面とが平行に配置して画像入力を行なう第
２の画像入力モードと、を選択するモードスイッチを設
け、カメラ前方の被写体を撮影するときは第２の画像入
力モードで撮影し、机上の紙面などを撮影する場合には
カメラを机上に置いて、第１の画像入力モードに切り換
えることが可能になるため、通常のカメラとしての撮影
にも、書籍の撮影にも選択的に用いることができる。

【００８２】また、本発明にかかる画像入力装置（請求
項５）によれば、請求項４において、第２の画像入力モ
ード(通常の撮影モード)が選択された場合には、適正露
光時間に満たない場合であっても、設定時間で露光を強
制終了させて撮像信号を増幅し、第１の画像入力モード
（アオリ撮影モード）が選択された際には、撮像信号の
増幅を行なわないように制御するので、アオリ撮影を行
なう場合における撮像信号の増幅に伴って増加する雑音
成分を排除し、撮影画像の画質劣化を回避することがで
きる。

【００８３】また、本発明にかかる画像入力装置（請求
項６）によれば、測距手段により、たとえば被写体がカ
メラ底面に略平行にずれた状態（書籍の見開き状態な
ど）ではその被写体の１点を測距し、他方、撮像部に対
して被写体面が傾斜している場合はその上下２ヶ所を測
距して測距情報を取得し、その測距情報から被写体面を
算出し、被写体面と撮影レンズ主面と結像面とが略一直
線に交差するように撮影レンズ、結像面の傾き量を調整
することにより、被写体面とカメラ底面との配置が変化
してもピント合わせが可能になるため、被写体に厚みが
あり、カメラ底面と実際の被写体面に差があった撮影状
態でも、ピントの合った画像を取得することができる。

【００８４】また、本発明にかかる画像入力装置（請求
項７）によれば、カメラに撮影指示を与えるレリーズボ
タンやリモコンを用いた撮影を行なう場合、撮影動作の
指示を受けた場合、撮影命令からの遅延時間を設けずに
撮影動作を実行するので、リモコンなどによる撮影のた
めの遅延時間による時間の無駄を省くことができる。

【００８５】また、本発明にかかる画像入力装置（請求
項８）によれば、ＣＣＤや撮影レンズの傾きに応じてキ
ーストン歪みを補正する処理機能を装置内に用意してお
くことにより、撮影された画像の歪みを補正した後に記
録することが可能になるため、撮影した画像の歪み補正
した状態で必要なときに内容の確認を行なうことができ
る。

【００８６】また、本発明にかかる画像入力装置（請求
項９）によれば、第１の画像入力モード（アオリ撮影モ
ード）で撮影を行なう場合、焦点距離を複数段階に変化
させて撮影し、その複数の画像を合成するため、アオリ
撮影によって縮小されて撮像される部分の画像劣化（解
像度劣化）を防止し、良好な画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかるデジタルカメラの
外観構成を示す説明図である。

【図２】図１におけるデジタルカメラの信号処理および
制御系などの概略構成を示すブロック図である。

【図３】図１におけるデジタルカメラの側面図およびそ
の撮影状態を示す説明図である。

【図４】図１のデジタルカメラによる紙片の撮影状態を
示す斜視図である。

【図５】図４におけるデジタルカメラの撮影状態を示す
側面図である。

【図６】本発明の実施の形態にかかるアオリ撮影におけ
る撮像レンズ、結像面、被写体面との関係を示す説明図
である。

【図７】本発明の実施の形態にかかる撮像レンズ、結像
面、被写体面との配置条件(撮影条件)を示す説明図であ
る。

【図８】被写体に対する斜め撮影の状態を示す説明図で
ある。

【図９】図８における斜め撮影における補正例を示す説
明図である。

【図１０】被写体に対して斜め撮影を行なった場合にお
ける結像面（ＣＣＤ）の状態を示す説明図である。

【図１１】図１０における撮影光路に透明楔状部材を配
置したときの結像面（ＣＣＤ）の状態を示す説明図であ
る。

【図１２】図１１における透明楔状部材による波長ごと
の屈折率の状態（色ずれ）を示す説明図である。

【図１３】図１２における色ずれを解消する透明楔状部
材の例を示す説明図である。

【図１４】結像面（ＣＣＤ）のみを傾けてシャインプル
ーフ条件を満足する例を示す説明図である。

【図１５】レンズ主面のみを傾けてシャインプルーフ条
件を満足する例を示す説明図である。

【図１６】焦点距離を変化させる場合における透明楔状
部材の構成例を示す説明図である。

【図１７】頂角可変における通常撮影状態の透明楔状部
材の状つぃを示す説明図である

【図１８】カメラ底面に対して書籍などの厚みのある被
写体を撮影する状態を示す説明図である。

【図１９】撮像部に対して被写体面が傾斜している状態
を示す説明図である。

【図２０】カメラ筐体部分に傾斜部材を設けた第１の例
を示す説明図である。

【図２１】カメラ筐体部分に傾斜部材を設けた第２の例
を示す説明図である。

【図２２】図２０による傾斜部材を用いた撮影状態を示
す説明図である。

【図２３】照射部による撮影範囲の表示例を示す説明図
である。

【図２４】レリーズボタンによる撮影状態を示す説明図
である。

【図２５】本発明の実施の形態に使用される被写体（原
稿）の例を示す説明図である。

【図２６】図１に示す被写体に対する撮影画像の状態を
示す説明図である。

【図２７】図２６の撮影画像の歪み補正後の状態を示す
説明図である。

【図２８】被写体の上部を撮影中央にして焦点距離を偏
向する状態を示す説明図である。

【図２９】図２８における撮影画面の状態を示す説明図
である。

【図３０】焦点距離を３段階に切り換える場合における
第１段階の撮影状態を示す説明図である。

【図３１】焦点距離を３段階に切り換える場合における
第２段階の撮影状態を示す説明図である。

【図３２】焦点距離を３段階に切り換える場合における
第３段階の撮影状態を示す説明図である。

【符号の説明】

１０システムコントローラ１１フロントエンド部１５ＤＳＰ・ＪＰＥＧ部１８ＥＥＰＲＯＭ２０操作パネル２１〜２３モードスイッチ２５ＬＣＤモニタ３０，３２アクチュエータ３１，３３ドライバ１００デジタルカメラ１０１撮影レンズ１０２結像面（ＣＣＤ）１０３ａ，１０３ｂ傾斜部材１０３ｃ検知部１０４レリーズボタン１０５照射部１１０被写体１２０撮影範囲１４０透明楔状部材１６０撮影画面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０２Ｂ 7/28 Ｇ０２Ｂ 13/08 ２Ｈ１００ 13/08 13/10 ５Ｃ０２２ 13/10 Ｇ０３Ｂ 5/06 Ｇ０３Ｂ 5/06 7/08 7/08 15/00 Ｕ 15/00 17/02 17/02 17/38 Ｂ 17/38 Ｈ０４Ｎ 5/235 Ｈ０４Ｎ 5/235 101:00 // Ｈ０４Ｎ 101:00 Ｇ０２Ｂ 7/11 ＨＦターム(参考） 2H002 AB01 CC00 GA00 GA20 GA28 GA35 HA00 JA07 2H020 FB00 2H044 DA01 DA03 DC02 2H051 AA00 FA47 2H087 KA02 LA28 NA11 PA01 PA17 PB01 QA02 QA07 QA14 QA34 RA41 RA42 2H100 BB05 BB06 5C022 AA13 AB17 AB21 AB44 AB45 AB65 AC42 AC54 AC69 AC77 CA00 CA07

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】単体の撮像装置を用いて被写体の画像を
入力する画像入力装置において、前記撮像装置の底面と、前記撮像装置の撮影レンズ主面
と、撮影レンズにより被写体像が結像される結像面と、
をそれぞれ延長した面が一直線に交差するように配置
し、前記底面と同一の面が、前記結像面全体に合焦して
結像するように構成されることを特徴とする画像入力装
置。
【請求項２】前記撮影レンズと前記結像面との光路間
に、楔状の透明部材を配置し、前記底面と同一な面が、
前記結像面全体に合焦するように結像するように構成さ
れることを特徴とする請求項１に記載の画像入力装置。
【請求項３】さらに、前記撮影レンズ主面を傾斜するレンズ傾斜手段と、前記結像面を傾斜する結像面傾斜手段と、前記レンズ傾斜手段と前記結像面傾斜手段とのいずれか
一つまたは両方を傾斜させ、焦点距離の変化によるピン
ト合わせを行なう制御手段と、を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の画
像入力装置。
【請求項４】さらに、前記底面と前記撮像レンズ主面
と前記結像面とが略一直線に交差する配置で画像入力を
行なう第１の画像入力モードと、前記撮像レンズ主面と
前記結像面とが平行に配置して画像入力を行なう第２の
画像入力モードと、の選択を行なうためのモード選択手
段を備え、前記制御手段は、前記モード選択手段からの選択信号に
したがって前記レンズ傾斜手段および前記結像面傾斜手
段を制御することを特徴とする請求項３に記載の画像入
力装置。
【請求項５】さらに、撮影信号を増幅する信号増幅手
段を備え、前記制御手段は、前記第２の画像入力モードが選択され
た場合には、適正露光時間に満たない場合であっても、
設定時間で露光を強制終了させ、撮像信号を増幅し、他
方、前記第１の画像入力モードが選択された際には、撮
像信号の増幅を行なわないように制御することを特徴と
する請求項４に記載の画像入力装置。
【請求項６】さらに、被写体面との距離を測距する測
距手段を備え、前記制御手段は、前記測距手段による測距情報から被写
体面を算出し、前記被写体面と前記撮影レンズ主面と前
記結像面とが略一直線に交差するように前記撮影レン
ズ、前記結像面の傾き量を調整することを特徴とする請
求項３に記載の画像入力装置。
【請求項７】さらに、装置本体とは離れて有線または無線で接続され、撮影動
作の指示を行なう撮影指示手段と、装置本体側に設けられ、前記撮影指示手段からの指示命
令を受信する受信手段と、を備え、前記制御手段は、前記第１の画像入力モードが選択さ
れ、前記受信手段を介して前記撮影指示手段からの撮影
動作の指示を受けた場合、撮影命令からの遅延時間を設
けずに撮影動作を実行することを特徴とする請求項４に
記載の画像入力装置。
【請求項８】さらに、前記第１の画像入力モードによ
って撮影された画像の歪み補正を行なう歪み補正手段を
備えたことを特徴とする請求項４に記載の画像入力装
置。
【請求項９】さらに、前記第１の画像入力モードによ
って焦点距離を変化させて撮影された複数の画像を合成
する画像合成手段を備えたことを特徴とする請求項４に
記載の画像入力装置。