JP2007267063A - Imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、パノラマ撮影を行う画像撮像装置に関する。 The present invention relates to an image pickup apparatus that performs panoramic shooting.
従来、パノラマ撮影が可能な画像撮像装置としては、スリットシャッター方式等を採用したパノラマ撮影専用のフィルムカメラや、35mmフィルム1コマ分の上下をマスクして横長画面を得る簡易パノラマカメラが知られている。 Conventionally, as an image pickup apparatus capable of panoramic photography, a film camera dedicated to panoramic photography employing a slit shutter system or the like, or a simple panoramic camera that obtains a landscape image by masking the top and bottom of one frame of 35 mm film are known. Yes.
また、地磁気センサを備えてカメラの方向を検出し、カメラが一定の方向を向いた時にユーザが撮影を行うようにすることで、360度全方位のパノラマ撮影を可能としたデジタルカメラも知られている(例えば、特許文献1参照)。
しかし、上記地磁気センサを備えたデジタルカメラでは、地磁気センサの検出結果にしたがってユーザが一定の画角で複数回撮影を行うだけであり、遠くの風景を引き寄せてパノラマ撮影を行ったり、任意の大きさでパノラマ撮影を行ったりすることができないという課題があった。
本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的は、様々な画角でパノラマ撮影が可能な画像撮像装置を提供することにある。
However, with a digital camera equipped with the geomagnetic sensor, the user only needs to take multiple shots at a fixed angle of view according to the detection result of the geomagnetic sensor. There was a problem that panoramic photography could not be performed.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide an image pickup apparatus capable of panoramic shooting at various angles of view.
本発明は上記の課題を解決するためになされたもので、請求項1に記載の発明は、焦点距離可変のレンズと、前記レンズにより結像された光像を撮像する撮像素子と、方位角を検出する方位角検出手段と、撮影を行う水平画角を選択する水平画角選択手段と、前記選択された水平画角となるように前記レンズの焦点距離を設定する焦点距離設定手段と、前記水平画角に対して、該水平画角の間隔で配置される複数の方位角を該水平画角の選択時に撮影すべき方位角として記憶する方位角記憶手段と、前記方位角検出手段で検出された方位角が、前記選択された水平画角に対して前記方位角記憶手段で記憶された方位角と一致する時に前記撮像素子で撮像を行うよう制御する制御手段とを具備することを特徴とする画像撮像装置である。
The present invention has been made to solve the above-described problems. The invention according to
また、請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記焦点距離設定手段は、前記水平画角と前記レンズの焦点距離との対応関係を複数記憶する焦点距離設定テーブルを保持し、前記選択された水平画角から該焦点距離設定テーブルを参照することで、前記レンズの焦点距離を求めて設定することを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the focal length setting means stores a focal length setting table that stores a plurality of correspondence relationships between the horizontal field angle and the focal length of the lens. The focal length of the lens is obtained and set by referring to the focal length setting table from the selected horizontal field angle.
また、請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記方位角記憶手段は、前記水平画角の選択時に撮影すべき方位角として、該水平画角の間隔で360度全方位にわたる方位角を記憶することを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, the azimuth angle storage means sets the horizontal angle of view as an azimuth angle to be photographed when the horizontal angle of view is selected. It is characterized by memorizing azimuth angles over 360 degrees at all intervals.
また、請求項4に記載の発明は、請求項1から請求項3の何れか1項に記載の発明において、前記撮像素子で撮像された画像を記憶する画像記憶手段と、前記撮像素子での撮影時に識別子を付与して前記画像記憶手段に記録する記録手段と、前記画像記憶手段から前記識別子に基づいて画像を読み出す読み出し手段とをさらに具備することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the first aspect of the invention according to any one of the first to third aspects, the image storage means for storing an image captured by the image sensor, and the image sensor The apparatus further comprises recording means for assigning an identifier at the time of shooting and recording the image storage means, and reading means for reading an image from the image storage means based on the identifier.
本発明によれば、方位角検出手段で検出した方位角と方位角記憶手段で記憶された方位角とが一致する時に撮像を行い、撮像を行う方位角の間隔は水平画角であるため、継ぎ目が正確なパノラマ画像を撮影することが可能である。さらに、水平画角選択手段で選択した水平画角となるようにレンズの焦点距離を設定することで、広角から望遠まで様々な画角でのパノラマ撮影が可能となる。したがって、撮影対象に合わせて適切な拡大率でパノラマ撮影ができる。 According to the present invention, imaging is performed when the azimuth angle detected by the azimuth angle detection means and the azimuth angle stored by the azimuth angle storage means match, and the interval between the azimuth angles for imaging is a horizontal angle of view. It is possible to take a panoramic image with an accurate seam. Furthermore, by setting the focal length of the lens so that the horizontal angle of view selected by the horizontal angle of view selection means is obtained, panoramic shooting at various angles of view from wide angle to telephoto becomes possible. Therefore, panoramic shooting can be performed at an appropriate enlargement ratio according to the shooting target.
また、水平画角とレンズの焦点距離との対応関係を予め複数種類記憶することで、水平画角からレンズの焦点距離を求めるための複雑な計算を行う必要が無く、容易にレンズの焦点距離を求めることが可能となる。 In addition, by storing a plurality of correspondence relationships between the horizontal angle of view and the focal length of the lens in advance, it is not necessary to perform complicated calculations for obtaining the focal length of the lens from the horizontal angle of view, and the focal length of the lens can be easily obtained. Can be obtained.
さらに、方位角記憶手段で水平画角に対応して、該水平画角の間隔で360度全範囲の方位角を記憶することで、360度全範囲のパノラマ撮影が可能となる。さらにまた、撮像した画像に識別子を付与して画像記憶手段に記録し、撮影終了後に該識別子に基づいて画像記憶手段から画像を読み出すことで、撮影を行った順番にパノラマ画像として表示することができる。 Further, by storing the azimuths of the entire 360 degrees range at intervals of the horizontal angle of view by the azimuth angle storage means, panoramic shooting of the entire 360 degrees range is possible. Furthermore, an identifier is assigned to the captured image and recorded in the image storage means, and the image is read out from the image storage means based on the identifier after the photographing is completed, so that it can be displayed as a panoramic image in the order of photographing. it can.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係るデジタルカメラの構成を示す構成図である。図2は焦点距離設定テーブル11で記憶される内容を示す表であり、図3は電子コンパスデータ比較テーブル42で記憶される内容を示す表である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram showing the configuration of a digital camera according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a table showing the contents stored in the focal length setting table 11, and FIG. 3 is a table showing the contents stored in the electronic compass data comparison table 42.
図1において、符号1は撮影用のズームレンズを有するズームレンズ部であり、焦点距離を変更することができる。符号11は、ズームレンズに設定可能な焦点距離を記憶する焦点距離設定テーブルである。
In FIG. 1,
本実施形態では、パノラマ撮影として8つのモードを備えており、図2に示すように、パノラマモード1ではズームレンズ部1の焦点距離が18mm、水平画角が90度で広い範囲を小さく撮影することが可能であり、パノラマモード8ではズームレンズ部1の焦点距離が206.9mm、水平画角が10度で狭い範囲を大きく撮影することが可能である。
In the present embodiment, there are eight modes for panoramic photography. As shown in FIG. 2, in the
図1に戻って、符号2は、MPU41からの指示に基づいてシャッターの開閉動作を行うシャッターユニットである。符号3は、撮像面で受光した光像を電気信号に変換する撮像素子であり、CCD(Charge Coupled Device)撮像素子、CMOS(Complementary MOS)撮像素子などが用いられる。本実施形態では、縦24mm・横36mmの長方形状の画像を撮影可能な35mmフルサイズの撮像素子を用いる。
Returning to FIG. 1,
符号4は、デジタルカメラの制御回路を実装した制御基板である。符号41は、デジタルカメラの各部を制御するMPU(Micro Processing Unit)(制御手段)である。符号42は、パノラマモードの設定に応じて撮影を行うべき角度を記憶する電子コンパスデータ記憶テーブル(方位角記憶手段)であり、図3に示す内容を記憶する。
図3において、パノラマモード1の時は、デジタルカメラの方向が撮影開始時の方向から45度,135度,225度,315度となったときに合計4回撮影する。一方、パノラマモード8の時は、デジタルカメラの方向が撮影開始時の方向から5度〜355度まで10度おきに合計36回撮影を行う。MPU41は、電子コンパス5で出力された方位角データからデジタルカメラの方向を算出し、電子コンパスデータ記憶テーブル42内の方位角データと一致した時に撮影を行う、
In FIG. 3, in the
図1に戻って、符号43は、撮像素子4で撮像した画像を記憶する画像記憶装置(画像記憶手段)である。符号44は、MPU41と画像記憶装置43とを接続するデータバスである。符号5は、地磁気を検出して方位角データを出力する電子コンパス(方位角検出手段)である。
Returning to FIG. 1, reference numeral 43 denotes an image storage device (image storage unit) that stores an image captured by the
次に、上述した実施形態の動作を、図4から図7を参照して説明する。まず、図2に示した各パノラマモードにおける撮影回数Sと焦点距離aとの関係について、図4及び図5を用いて説明する。 Next, the operation of the above-described embodiment will be described with reference to FIGS. First, the relationship between the number of shootings S and the focal length a in each panorama mode shown in FIG. 2 will be described with reference to FIGS.
本実施形態では360度全方位のパノラマ撮影を行うために、撮影する角度範囲を分割して複数回撮影を行う。ここで分割数をnとおくと1回の撮影で360/n度の範囲を撮影することになる。たとえば、n=4の時は1回当たり90度の範囲を撮影する必要があり、n=36の時は1回当たり10度の範囲を撮影する必要がある。 In the present embodiment, in order to perform 360 degree panoramic shooting, the angle range to be shot is divided and shot multiple times. Here, when the number of divisions is n, a range of 360 / n degrees is shot in one shot. For example, when n = 4, it is necessary to photograph a range of 90 degrees per time, and when n = 36, it is necessary to photograph a range of 10 degrees per time.
1回当たりに撮影可能な角度範囲は、撮影した画像の水平方向に写る範囲、すなわち水平画角で表される。図4は水平画角と焦点距離との関係を示す図であり、焦点距離aと水平画角θとの関係は(1)式により求められる。
a(mm)=1÷{tan(θ/2)÷18(mm)} ・・・(1)
The range of angles that can be captured at one time is represented by the range of the captured image in the horizontal direction, that is, the horizontal angle of view. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the horizontal angle of view and the focal length, and the relationship between the focal length a and the horizontal angle of view θ can be obtained by equation (1).
a (mm) = 1 ÷ {tan (θ / 2) ÷ 18 (mm)} (1)
(1)式に基づいて分割数nと水平画角θから焦点距離aを求めたのが図5に示す表である。例えば、分割数n=4、水平画角θ=90度で撮影を行うときはズームレンズ部1の焦点距離を18mmに設定し、分割数36、水平画角10度で撮影を行うときはズームレンズ部1の焦点距離を206.9mmに設定すればよい。
FIG. 5 is a table showing the focal length a obtained from the number n of divisions and the horizontal angle of view θ based on the equation (1). For example, when shooting with the division number n = 4 and the horizontal field angle θ = 90 degrees, the focal length of the
なお、図5に示した8種類の焦点距離をパノラマモード1〜8として割り当てたのが図2であり、焦点距離設定テーブル11で記憶されるものである。図2において、撮影回数Sは分割数nと等しい値となる。
FIG. 2 shows the eight types of focal lengths shown in FIG. 5 assigned as
なお、MPU41が撮影を行う水平画角θから(1)式を用いて焦点距離aを求めることも可能であるが、tanの計算等で複雑な処理を必要とするため、本実施形態では予め(1)式を用いて計算した結果を焦点距離設定テーブル11で保持し、焦点距離aを容易に求められる構成としている。 Although it is possible to obtain the focal length a from the horizontal angle of view θ at which the MPU 41 performs photographing using the equation (1), since complicated processing is required for tan calculation or the like, in this embodiment, the focal length a is calculated in advance. The result calculated using the equation (1) is held in the focal length setting table 11 so that the focal length a can be easily obtained.
続いて、図3に示した電子コンパスデータ比較テーブルの作成について、図6を用いて説明する。図6はパノラマモード4、すなわち水平画角45度、撮影回数S=8を選択した場合の図である。図6において、1回目の撮影では0〜45度の範囲を撮影し、2回目の撮影では45〜90度の範囲を撮影する。以後、45度毎に合計8回撮影を行う。ここで、0度の方向とは撮影開始時にデジタルカメラが向いている方向を指す。
Next, creation of the electronic compass data comparison table shown in FIG. 3 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram when the
1回目の撮影において、0〜45度の範囲を撮影するためには、デジタルカメラが0度と45度の中間角度を向いている時に撮影を行えばよい。すなわち、1回目の撮影では22.5度の方向で撮影を行う。同様に2回目の撮影は、45度と90度の中間角度である67.5度で行う。以後水平画角である45度毎に、112.5度,157.5度,202.5度,247.5度,292.5度,337.5度の角度で撮影を行う。 In order to shoot a range of 0 to 45 degrees in the first shooting, shooting may be performed when the digital camera is facing an intermediate angle between 0 and 45 degrees. That is, in the first shooting, shooting is performed in the direction of 22.5 degrees. Similarly, the second shooting is performed at 67.5 degrees, which is an intermediate angle between 45 degrees and 90 degrees. Thereafter, photographing is performed at angles of 112.5 degrees, 157.5 degrees, 202.5 degrees, 247.5 degrees, 292.5 degrees, and 337.5 degrees every 45 degrees that is the horizontal angle of view.
すなわち、パノラマモード4では、22.5度〜337.5度まで45度毎に合計8回撮影を行う必要があり、これらの8つの角度を電子コンパス比較テーブル42に記憶する。同様の方法で、パノラマモード1〜8に対して、撮影すべき角度を記憶したのが図3に示した表である。
In other words, in the
続いて、図7のフローチャートを参照し、パノラマ撮影を行う際の処理について詳細に説明する。図7において、MPU41は、ユーザの操作によるパノラマモードの設定を入力する(ステップS701)。このパノラマモードの設定により、撮影を行う水平画角が選択される(水平画角選択手段)。 Next, with reference to the flowchart of FIG. 7, processing when performing panoramic shooting will be described in detail. In FIG. 7, the MPU 41 inputs a panorama mode setting by a user operation (step S701). The horizontal angle of view for shooting is selected by the setting of the panorama mode (horizontal angle of view selection means).
パノラマモードが設定されると、MPU41は焦点距離設定テーブル11にパノラマモード信号を出力し(ステップS702)、撮影を行うパノラマモードを通知する。この後、ズームレンズ部1の焦点距離はMPU41から入力したパノラマモードに対応した値に設定される(焦点距離設定手段)。例えばパノラマモード4の場合は、図2の表から焦点距離は43.5mmに設定される。
When the panorama mode is set, the MPU 41 outputs a panorama mode signal to the focal length setting table 11 (step S702), and notifies the panorama mode for shooting. Thereafter, the focal length of the
続いて、MPU41は電子コンパスデータ比較テーブル42にアクセスし、ステップS401で設定されたパノラマモードを選択する(ステップS703)。MPU41は、後述のステップS707にて、ここで選択されたパノラマモードに対応した角度を比較対象とする。 Subsequently, the MPU 41 accesses the electronic compass data comparison table 42 and selects the panorama mode set in step S401 (step S703). In step S707 described later, the MPU 41 sets an angle corresponding to the panorama mode selected here as a comparison target.
ステップS703までの処理が終了するとパノラマ撮影を開始し、ユーザはデジタルカメラを三脚上にセットして水平方向に回転させる(ステップS704)。なお、ステップS704以降の処理は、デジタルカメラを回転させている間に行う。 When the processing up to step S703 is completed, panoramic shooting is started, and the user sets the digital camera on a tripod and rotates it in the horizontal direction (step S704). Note that the processing after step S704 is performed while the digital camera is rotating.
パノラマ撮影が開始されると、MPU1は撮影カウンタSCを0にセットし(ステップS705)、電子コンパス5から方位角データを取得する(ステップS706)。MPU41は、ステップS706で取得した方位角データを0度とする。
When panoramic shooting is started, the
その後、MPU41はステップS706で取得した方位角と、電子コンパス比較テーブル42で記憶された角度と比較する(ステップS707)。パノラマモード4の場合は、1回目に撮影を行う角度である22.5度と比較する。
Thereafter, the MPU 41 compares the azimuth obtained in step S706 with the angle stored in the electronic compass comparison table 42 (step S707). In the case of the
ステップS707の比較で一致しなかった場合は(ステップS707:No)、再びステップS706に戻って電子コンパス5から方位角データを取得する。一方、ステップS707の比較で一致した場合は(ステップS707:Yes)、MPU41はシャッターユニット2にシャッター信号を出力し、シャッターの開閉を行わせる(ステップS708)。パノラマモード4の場合は、撮影開始からデジタルカメラが22.5度回転するとステップS707で一致と判定され、シャッター開閉が行われる。
If they do not match in the comparison in step S707 (step S707: No), the process returns to step S706 again to acquire azimuth angle data from the
シャッター開閉が終了し撮像素子3で1回目の画像が取り込まれると、MPU41は撮影カウンタをインクリメントする(ステップS709)。その後、MPU41は撮像素子3から取り込んだ画像を画像記憶装置43に格納する(記録手段)。MPU41は、画像記憶装置43に格納する画像にインデックスID(識別子)として撮影カウンタSCの値を設定する。
When the shutter opening / closing ends and the first image is captured by the
続いて、MPU41は、撮影カウンタSCがパノラマモードによって規定された撮影回数Sと一致するか否かを判定する(ステップS711)。規定の撮影回数に満たない場合は、撮影カウンタSCと撮影回数Sとが一致せず(ステップS711:No)、再びステップS706に戻って処理を行う。 Subsequently, the MPU 41 determines whether or not the shooting counter SC matches the number of shooting times S defined by the panorama mode (step S711). If the prescribed number of times of photographing is not reached, the photographing counter SC and the number of times of photographing S do not coincide with each other (step S711: No), and the process returns to step S706 again to perform processing.
一方、規定の撮影回数に達した場合は、撮影カウンタSCと撮影回数Sとが一致し(ステップS711:Yes)、パノラマ撮影の処理を終了する。パノラマモード4の場合は、ステップS706〜ステップS711の処理を8回実行するとSC=8となり、規定の撮影回数S=8と一致し、パノラマ撮影の手順を終了する。
On the other hand, when the prescribed number of times of photographing has been reached, the photographing counter SC and the number of times of photographing S coincide with each other (step S711: Yes), and the panoramic photographing process ends. In the case of the
図7のフローチャートで撮像され、画像記憶装置43に格納された画像は、MPU41によりインデックスIDの番号順に読み出される(読み出し手段)。ここで読み出された画像をインデックスIDの順に並べて表示することで360度のパノラマ画像となる(図8参照)。本実施形態では、電子コンパスで検出された方位データに基づいて撮像を行うため、並べて表示されたパノラマ画像は、隣り合う画像の継目が正確なものとなる。 Images captured in the flowchart of FIG. 7 and stored in the image storage device 43 are read by the MPU 41 in the order of index ID numbers (reading means). A panorama image of 360 degrees is obtained by displaying the images read out here in the order of the index ID (see FIG. 8). In this embodiment, since imaging is performed based on azimuth data detected by the electronic compass, panoramic images displayed side by side have accurate seams between adjacent images.
本実施形態は、デジタルカメラベースのパノラマカメラであるため、フィルムカメラベースのパノラマ専用カメラと比較してカメラ自体のコストが安価である。さらに、35mmフィルムを横長で使用し、36枚撮りフィルムで約20枚分しか撮影できないパノラマ専用カメラと比較して撮影コストも安価である。 Since this embodiment is a digital camera-based panoramic camera, the cost of the camera itself is lower than that of a film camera-based panoramic camera. Furthermore, the photographing cost is lower compared to a panoramic camera that uses a 35 mm film in landscape orientation and can shoot only about 20 images with a 36-film film.
また、ズームレンズの焦点距離を可変させることで広角から望遠のパノラマ撮影に対応することが可能であり、撮影対象に合わせて適切な拡大率でパノラマ撮影を行うことができる。 Further, by changing the focal length of the zoom lens, it is possible to cope with panoramic shooting from wide angle to telephoto, and panoramic shooting can be performed with an appropriate enlargement ratio according to the shooting target.
以上、本発明の実施形態を詳述してきたが、具体的な構成は本実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計変更等も含まれる。例えば、本実施形態では、焦点距離設定テーブル11をズームレンズ部1内に設けたが、制御基板4上に設け、MPU41から参照する形態としてもよい。また、本実施形態では360度全範囲のパノラマ撮影を行ったが、180度の範囲のパノラマ撮影など、任意の角度範囲のパノラマ撮影に適応可能である。
As mentioned above, although embodiment of this invention was explained in full detail, the concrete structure is not restricted to this embodiment, The design change etc. of the range which does not deviate from the summary of this invention are included. For example, although the focal length setting table 11 is provided in the
本発明は、パノラマ撮影を行うデジタルカメラ等に用いて好適である。 The present invention is suitable for use in a digital camera or the like that performs panoramic photography.
1…ズームレンズ部、2…シャッターユニット、3…撮像素子、4…制御基板、5…電子コンパス(方位角検出手段)、11…焦点距離設定テーブル、41…MPU(制御手段)、42…電子コンパスデータ比較テーブル(方位角記憶手段)、43…画像記憶装置(画像記憶手段)、44…データバス
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記レンズにより結像された光像を撮像する撮像素子と、
方位角を検出する方位角検出手段と、
撮影を行う水平画角を選択する水平画角選択手段と、
前記選択された水平画角となるように前記レンズの焦点距離を設定する焦点距離設定手段と、
前記水平画角に対して、該水平画角の間隔で配置される複数の方位角を該水平画角の選択時に撮影すべき方位角として記憶する方位角記憶手段と、
前記方位角検出手段で検出された方位角が、前記選択された水平画角に対して前記方位角記憶手段で記憶された方位角と一致する時に前記撮像素子で撮像を行うよう制御する制御手段と
を具備することを特徴とする画像撮像装置。 A variable focal length lens;
An image sensor for imaging a light image formed by the lens;
Azimuth angle detecting means for detecting the azimuth angle;
A horizontal angle of view selection means for selecting a horizontal angle of view for shooting;
A focal length setting means for setting a focal length of the lens so as to be the selected horizontal angle of view;
Azimuth angle storage means for storing a plurality of azimuth angles arranged at intervals of the horizontal angle of view as azimuth angles to be photographed when selecting the horizontal angle of view with respect to the horizontal angle of view;
Control means for controlling to take an image with the image sensor when the azimuth angle detected by the azimuth angle detection means matches the azimuth angle stored in the azimuth angle storage means with respect to the selected horizontal angle of view. An image pickup apparatus comprising:
前記撮像素子での撮影時に識別子を付与して前記画像記憶手段に記録する記録手段と、
前記画像記憶手段から前記識別子に基づいて画像を読み出す読み出し手段と
をさらに具備することを特徴とする請求項1から請求項3の何れか1項に記載の画像撮像装置。 Image storage means for storing an image captured by the image sensor;
A recording unit that assigns an identifier and records it in the image storage unit when shooting with the imaging device;
The image capturing apparatus according to claim 1, further comprising: a reading unit that reads out an image from the image storage unit based on the identifier.
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