JP2004147138A

JP2004147138A - 電子カメラの自動アオリ補正装置

Info

Publication number: JP2004147138A
Application number: JP2002310471A
Authority: JP
Inventors: Isao Okamoto; 岡本　功; Motohiro Matsuda; 松田　基宏
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2002-10-25
Filing date: 2002-10-25
Publication date: 2004-05-20

Abstract

【課題】パ−ソナルコンピュ−タを使用することなくアオリ補正を自動的に行なうことができる電子カメラを提供すること。
【解決手段】水平軸に対するカメラの光軸角度を検出する撮影角度検出装置２６と、この検出装置２６の出力する撮影角度情報、カメラ撮影ユニット２１が含む測距回路から求めた撮影レンズの焦点距離情報、ＣＣＤ素子の受光面サイズ情報に基づいてアオリの補正量を演算するアオリ補正演算回路２７と、演算されたアオリ補正量にしたがって撮影デ−タを補正するコントロ−ラ２３とを有する自動アオリ補正装置を備えた電子カメラとなっている。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子カメラに備える自動アオリ補正装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般のカメラ撮影では、図１２（Ａ）に示すように、高い建物などを下から撮影すると、建物の上方に行くにしたがって画像が歪むアオリの現象が表われ、図１２（Ｂ）に示したように、建物の上方が縮小された不自然な撮影結果となる。なお、図１２（Ａ）の参照符号１０はカメラ、１１は被写体を示す。
【０００３】
銀塩フイルムカメラは、カメラを水平にセットし、撮影レンズを上方にシフト（ライズ）することでアオリを光学的に補正することが可能である。
また、電子カメラは、メモリ媒体から読み出した撮影デ−タをパ−ソナルコンピュ−タに取り込み、画像処理ソフトなどを使ってパ−ソナルコンピュ−タによりアオリの補正を行なうことが可能であった。
【０００４】
図１３（Ａ）は電子カメラ１０を使用し、撮影レンズ光軸を水平軸に対してαの角度をもつて撮影する状態を示し、図１３（Ｂ）はそのように撮影して得られた撮影デ−タをアオリ補正した被写体１１の画像を示す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
電子カメラで撮影した被写体の撮影デ−タは既に述べたようにメモリ媒体から読み出し、パ−ソナルコンピュ−タに取り入れて画像処理することによりアオリ補正することができる。
【０００６】
しかしながら、撮影デ−タをパ−ソナルコンピュ−タに取り込み、画像処理ソフトなどで加工を施すには、画像デ−タの取り扱いにある程度習熟した者でなければ行なうことができないため、電子カメラ、パ−ソナルコンピュ−タの操作に不慣れな者には手軽に行なうことができない。
【０００７】
本発明は上記した実情にかんがみ、電子カメラの撮影デ−タに対して自動的にアオリ補正を行ない、電子カメラやパ−ソナルコンピュ−タに不慣れな者であってもアオリ補正のされた撮影ができる自動アオリ補正装置を提案することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するため、本発明では、第１の発明として、固体撮像素子が出力する画像情報を処理して撮影デ−タとしてメモリ媒体に記憶させる電子カメラにおいて、水平軸に対するカメラの光軸角度を検出する撮影角度検出手段と、カメラから被写体までの距離を検出する測距手段と、前記した撮影角度検出手段より得た光軸角度情報、前記した測距手段の測距情報より得た撮影レンズの焦点距離情報及び固体撮像素子のサイズ情報に基づきカメラの光軸角度に起因する画像歪みの補正量を演算する補正演算手段と、補正演算手段によって演算された補正量に基づいて撮影デ−タをアオリ補正する補正手段とを備えて構成したことを特徴とする電子カメラの自動アオリ補正装置を提案する。
【０００９】
この第１発明によれば、補正演算手段がカメラの光軸角度情報、撮影レンズの焦点距離情報及び固体撮像素子のサイズ情報に基づいてアオリの補正量を演算し、その補正量にしたがって撮影デ−タが補正され、補正された撮影デ−タがメモリ媒体に記憶される。
【００１０】
この結果、メモリ媒体から読み出した撮影デ−タをＤ／Ａ変換して出力させれば、特にアオリ補正することなく出力画像情報をディスプレイなどによって表示させ、また、プリンタによってハ−ドコピ−することなどの処置を講ずることができる。
【００１１】
第２の発明としては、第１の発明の自動アオリ補正装置において、補正演算手段が演算結果として出力する補正量に基づいて段階的に選択できるアオリ修正量を演算する修正演算手段と、この修正演算手段の修正結果に基づいてアオリ補正する補正手段とを備えて構成したことを特徴とする電子カメラの自動アオリ補正装置を提案する。
【００１２】
この第２発明によれば、修正演算手段が、演算された補正量に基づいて階段的に選択できるアオリ修正量を演算し、この演算結果にしたがって撮影デ−タのアオリ補正が行なわれる。
この結果、撮影者が望むアオリ補正の撮影デ−タを得ることができる。
【００１３】
第３の発明としては、第１の発明の自動アオリ補正装置において、補正演算手段が出力する補正量に基づいてアオリ補正の最小値を求める手段と、アオリ補正の最小値にしたがってアオリ補正する補正手段とを備えて構成したことを特徴とする電子カメラの自動アオリ補正装置を提案する。
【００１４】
この第３発明は、演算された補正量からアオリ補正の最小値を求める手段を設け、その最小値のアオリ補正量によって撮影デ−タを補正する。
これによって過度なアオリ補正となることを防ぐことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面に沿って説明する。
図１は本発明に係る自動アオリ補正装置を備えた電子カメラの構成を示すブロック図である。
【００１６】
この図において、２１は公知構成のカメラ撮影ユニットであり、撮影レンズ、ＣＣＤ（固体撮像素子）、撮影デ−タ処理回路、メモリ媒体、メモリ書き込み及び読み出し回路などの撮影に必要な各々の部材を備え、レリ−ズＳＷ（シャッタ釦）２２の操作下にコントロ−ラ２３によって制御されて撮影動作する構成となっている。
【００１７】
また、この電子カメラは、ビュ−ファインダ−２４を備え、ＣＣＤが出力する画像情報にしたがって、撮影しようとする被写体像を映し出すようになっている。
なお、ビュ−ファインダ−２４は、カメラ撮影ユニット２１に備えるメモリ媒体より画像デ−タを読み出し、その画像デ−タにしたがって撮影した被写体像を再生表示させることができる。
【００１８】
一方、この電子カメラは、アオリモ−ドＳＷ２５、撮影角度検出装置２６、アオリ補正演算回路２７、十字キ−ＳＷ２８、アオリ修正演算回路２９などからなる自動アオリ補正装置を備えている。
【００１９】
アオリモ−ドＳＷ２５は、操作することでＯＮする常時ＯＦＦの操作スイッチで、そのＯＦＦによって通常の撮影シ−ケンスモ−ド、ＯＮさせることでアオリ補正モ−ドとなる。
【００２０】
撮影角度検出装置２６は、電子カメラの撮影姿勢で決まる撮影レンズ光軸と水平軸とのなす角度α（図１３参照）を検出する検出装置である。
この撮影角度検出装置２６は、一般的な角度センサ−によって構成することができる。
【００２１】
アオリ補正演算回路２７は、アオリの補正量を演算する回路である。
すなわち、このアオリ補正演算回路２７は、上記した撮影角度検出装置２６によって検出される光軸角度情報、カメラ撮影ユニット２１に備えた測距回路より送られる撮影レンズの焦点距離情報、同ユニット２１に備えたＣＣＤの受光面サイズ情報に基づいてアオリの補正量を演算する。
【００２２】
十字キ−ＳＷ２８は、アオリ補正の程度を選択的に決める操作スイッチで、図２に示すように、カメラ３０の背面に設け、その右釦２８Ｒと左釦２８Ｌとの操作にしたがってアオリ補正を希望する補正にしたがって修正するものである。
【００２３】
アオリ修正演算回路２９は、アオリ補正演算回路２７が出力する補正量と十字キ−ＳＷ２８の操作に基づいてアオリ補正の修正量を演算する回路である。
【００２４】
続いて、上記したアオリ補正演算回路２７の演算処理について説明する。
図３は、撮影レンズの光軸３１が水平軸３２と一致している場合、すなわち、電子カメラを水平向きにして撮影する場合である。
【００２５】
このような撮影姿勢では、ＣＣＤの被写体受光領域３３と被写体領域３４とが平行となることから、被写体の上側、中央、下側からカメラまでの距離が異なっても像倍率が一定となり、アオリ現象が生じない。
【００２６】
ところが、図４に示すように、撮影レンズ３１の光軸が水平軸３２と一致しない場合、すなわち、高い建物などを下から撮影するような場合は、上側と下側の像倍率が変わるため、建物の上方が小さく写ることになる。
すなわち、建物が上方に行くほど縮まる画像歪のアオリ現象が表われる。
【００２７】
図４は被写体領域３４（図示省略）を変えずに、電子カメラをＸ軸回りに角度αだけ回転させたときの被写体受光領域３３のできかたを示している。
【００２８】
この図から分かるように、図３に比べて縦倍率と横倍率が共に変化し、被写体領域の上方部（被写体受光領域３３の下方部）が小さく、その下方部（被写体受光領域３３の上方部）が大きくなる。
【００２９】
したがって、上記のようなアオリ補正を行なうには、撮影レンズ３１の光軸が水平軸に対してずれている場合でも、被写体領域３４の上方部と下方部とが等倍率となるように補正を行なえばよい。
そこで、本実施形態では下記する補正演算式をもちいて補正量を求める。
【００３０】
図５はＣＣＤの被写体受光領域３３のうち、下半部分（Ｙ＜０）のＹＺ平面の状態、図６はＣＣＤの被写体受光領域３３の対角点を撮影レンズ３１の光軸が通る面の状態を各々示す説明図である。
【００３１】

【００３２】

【００３３】
図７はＣＣＤの被写体受光領域３３のうち、上半部分（Ｙ＞０）のＹＺ平面の状態、図８はＣＣＤの被写体受光領域３３の対角点と撮影レンズ３１の光軸が通る面の状態を各々示す説明図である。
【００３４】
図７に示すように計算上の符号Ｄ、Ｈを使用すると、ＹＺ平面は、
Ｄ＝Ｈ・Ｓｉｎ（α）　　……………（８）
【００３５】
また、図８に示すように計算上の符号をＤ、Ｅ、Ｌ、γとして表わすと、撮影レンズ３１の光軸が対角点を通る平面は、

【００３６】
以上のアオリ補正は、ＹＺ平面、撮影レンズ３１の光軸と被写体受光領域３３の対角点とで形成される平面について述べたが、被写体受光領域３３の任意の点（ＸＯ、ＹＯ）についても、

を上記式に代入することで、収縮率、伸張率を求めることができる。
【００３７】
図９は電子カメラに備えた上記構成の自動アオリ補正装置の動作を示すフロ−チャ−トである。
既に述べたように、アオリモ−ドＳＷ２５をＯＮ操作させると、アオリ動作モ−ドとなり、撮影角度検出装置２６が検出動作して撮影角度情報を出力する。（ステップＳＴ１００〜ＳＴ１０２）
【００３８】
続いて、レリ−ズＳＷ２２を操作して撮影すると、撮影角度情報がアオリ補正演算回路２７に読み込まれ、上記した演算式にしたがってアオリ補正量が演算される。（ステップＳＴ１０３、ＳＴ１０４）
【００３９】
コントロ−ラ２３はこのように演算された補正量にしたがって撮影デ−タを補正しメモリ媒体に記憶させると共に、補正した撮影デ−タの画像をビュ−ファインダ−２４に表示させる。（ステップＳＴ１０５、ＳＴ１０６）
【００４０】
また、十字キ−ＳＷ２８を操作して任意のアオリ補正に設定することができる。
すなわち、十字キ−ＳＷ２８の右釦２８Ｒを一回操作すると、アオリ補正量（演算結果）を０．８倍し、二回操作すると、アオリ補正量を０．６倍すると言うようにアオリ修正演算回路２９によりアオリ補正の減縮修正が行なわれる。（ステップＳＴ１０５、ＳＴ１０７、ＳＴ１０８）
【００４１】
同様に、十字キ−ＳＷ２８の左釦２８Ｌを操作する毎にアオリ補正量（演算結果）を１．２倍、１．４倍すると言うように増大修正される。（ステップＳＴ１０５、ＳＴ１０９、ＳＴ１１０）
コントロ−ラ２３は、このように修正された補正量にしたがって撮影デ−タをメモリ媒体に記憶させ、また、その修正画像をビュ−ファインダ−２４に表示させる。
【００４２】
なお、ビュ−ファインダ−２４は上記した十字キ−ＳＷ２８の操作にしたがって表示画像を切換えると共に、所定時間の間上記したアオリ補正画像を表示した後、表示消去して次の撮影準備に移るようになっている。（ステップＳＴ１１１）
【００４３】
図１０は他の実施形態を示す自動アオリ補正装置のフロ−チャ−トである。
この実施形態では、図１１に示すような過度なアオリ補正を防ぐ構成となっている。
そのため、図１に示すアオリ修正演算回路２９が次のようにしてアオリ補正量の最小値を演算し、コントロ−ラ２３がその最小値のアオリ補正量に基づいて撮影デ−タを補正する構成としてある。
【００４４】
上記したアオリ補正演算回路２７によって用いたパラメ−タにはばらつきや検出誤差があるので、それらを次のように定義し、ｎ１、ｎ２に考慮する。
ｆｍｉｎ＜ｆ＜ｆｍａｘ
αｍｉｎ＜α＜αｍａｘ
Ｈｍｉｎ＜Ｈ＜Ｈｍａｘ
Ｌｍｉｎ＜Ｌ＜Ｌｍａｘ
そして、アオリ修正演算回路２９では次式にしたがってアオリ修正量を演算する構成とする。
【００４５】

【００４６】
アオリ修正量は上記したように１／ｎ１、１／ｎ２で縮小、拡大が施されるので、上記したｎ１ｍａｘ、ｎ２ｍａｘの逆数としてアオリ補正することにより、過度なアオリ補正を防ぐことができる。
なお、図１０に示したステップＳＴ１１２は、アオリ補正量の最小値に基づいて補正量を修正するステップであり、その他のステップＳＴは図９と同様のものとなっている。
【００４７】
【発明の効果】
上記した通り、本発明によれば、電子カメラの撮影デ−タに対して自動的にアオリ補正を施すことができ、撮影に伴ってアオリ補正することができる電子カメラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態として示した自動アオリ補正装置を備えた電子カメラのブロック図である。
【図２】上記した電子カメラの簡略的な背面図である。
【図３】撮影でのアオリ現象を説明するための説明図である。
【図４】図３同様の説明図である。
【図５】アオリ補正演算回路の演算式を説明するための説明図である。
【図６】図５同様の説明図である。
【図７】図５同様の説明図である。
【図８】図５同様の説明図図である。
【図９】上記した自動アオリ補正装置の動作を示すフロ−チャ−トである。
【図１０】他の実施形態を示す自動アオリ補正装置の動作を示すフロ−チャ−トである。
【図１１】過度なアオリ補正を示した画像図である。
【図１２】（Ａ）図は高い建物の撮影状態を示す簡略図、（Ｂ）図はアオリを伴った画像図である。
【図１３】（Ａ）図は電子カメラを使って高い建物の下方から撮影する状態を示す簡略図である。
（Ｂ）図はアオリ補正された画像図である。
【符号の説明】
２１　カメラ撮影ユニット
２２　レリ−ズＳＷ
２３　コントロ−ラ
２４　ビュ−ファインダ−
２５　アオリモ−ドＳＷ
２６　撮影角度検出装置
２７　アオリ補正演算回路
２８　十字キ−ＳＷ
２９　アオリ修正演算回路

Claims

固体撮像素子が出力する画像情報を処理して撮影デ−タとしてメモリ媒体に記憶させる電子カメラにおいて、
水平軸に対するカメラの光軸角度を検出する撮影角度検出手段と、
カメラから被写体までの距離を検出する測距手段と、
前記した撮影角度検出手段より得た光軸角度情報、前記した測距手段の測距情報より得た撮影レンズの焦点距離情報及び固体撮像素子のサイズ情報に基づきカメラの光軸角度に起因する画像歪みの補正量を演算する補正演算手段と、
補正演算手段によって演算された補正量に基づいて撮影デ−タをアオリ補正する補正手段とを備えて構成したことを特徴とする電子カメラの自動アオリ補正装置。
請求項１に記載した電子カメラの自動アオリ補正装置において、
補正演算手段が演算結果として出力する補正量に基づいて段階的に選択できるアオリ修正量を演算する修正演算手段と、この修正演算手段の修正結果に基づいてアオリ補正する補正手段とを備えて構成したことを特徴とする電子カメラの自動アオリ補正装置。
請求項１に記載した電子カメラの自動アオリ補正装置において、
補正演算手段が出力する補正量に基づいてアオリ補正の最小値を求める手段と、アオリ補正の最小値にしたがってアオリ補正する補正手段とを備えて構成したことを特徴とする電子カメラの自動アオリ補正装置。