JP2009060435A - カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】撮影時に撮影画像の傾き補正処理が行なわれる際に設定画角を維持した補正画像を取得できるカメラを提供する。
【解決手段】被写体像を拡大縮小する光学ズーム手段と、光像を画像データに変換する撮像手段と、光軸回りの回転を検出する回転検出手段２０と、撮像素子の有効撮影範囲内に画像枠を設定する画像枠設定手段と、回転検出手段で検出された回転に対してその回転を打ち消すように画像枠を逆方向に回転させる画像枠回転手段と、画像枠設定手段で設定した画像枠内の画像を表示するプレビュー表示手段と、画像枠回転手段が画像枠の回転処理をしたときに画像枠が撮像素子の有効撮影範囲を超える場合は画像枠が撮像素子の有効撮影範囲内に収まるように画像枠設定手段で画像枠を縮小させ画像枠が縮小表示されて画角が狭くなるのを打ち消すように自動的に光学ズーム手段で画角を広くする画角補正手段とを有する。
【選択図】図１

Description

この発明は、カメラ、詳しくは撮影レンズを介して入射した被写体の光像を撮像素子により撮影するカメラにおいて、特に撮影画像を自動的に補正する手段を有するカメラに関するものである。

従来、撮影レンズを介して入射した被写体の光像を撮像素子により光電変換し電子的な撮影画像を得るようにしたカメラが種々実用化されている。このようなカメラを用いて撮影を行ったとき、カメラが傾いた状態になっていると、取得される撮影画像が水平に対して傾いた状態で撮影されてしまうことになる。

そこで、上述のように傾いた状態で撮影され、傾きのある撮影画像に対して、その撮影画像を撮影したときのカメラの状態（傾き状態等）のデータに基いて撮影画像の傾き補正処理等を施すことで、撮影画像を略水平状態となるように修正して出力する機能を備えたカメラが、例えば特開２００６−１２９３９１号公報等によって、種々提案されている。

上記特開２００６−１２９３９１号公報等によって開示されているカメラは、重力方向を検出する重力センサからの出力信号に基いてカメラ本体の傾き角を算出し、その算出結果の傾き角だけ撮影画像を逆方向に傾けて略水平状態に直すと共に、略水平状態に直した修正画像から水平な長方形を切り取る画像トリミング等の画像信号処理を行って、傾きを補正した長方形の画像を取得するというものである。

図１２は、従来のカメラによる傾き補正処理を概念的に示す図である。

まず、当該カメラが傾いた状態で撮影動作を行ったときに、図１２（Ａ）に示すような撮影画像１００Ａが取得されたものとする。この撮影画像１００Ａは、例えば撮影時のカメラの状態が傾いた状態であったために、仮想の水平線Ｈが撮影画像の線である画面枠１０１の水平な枠縁線に対して傾いた状態で撮影されている。

この場合において、上記公報等による従来のカメラでは、重力センサの出力信号に基いてカメラ本体の傾き角、例えば仮想水平線Ｈの画面枠１０１（の水平枠縁線）に対する傾き角θ（図１２（Ａ）参照）を算出し、その算出結果の傾き角θに基いて仮想水平線Ｈが略水平状態となる長方形の画像枠であって、画像１０１Ｂの範囲内から切り取り得る最大の画像枠１０２ａ（図１２（Ｂ）の一点鎖線で示す矩形範囲）を設定する処理を行う。

そして、図１２（Ｂ）に示す画像枠１０２ａの範囲内の画像を切り取る画像トリミング処理を行った後に、画像枠１０２ａを傾き角θ分だけ回転させて水平状態とする回転処理を行うことで、図１２（Ｃ）に示すように仮想水平線Ｈが略水平となるように修正された長方形の修正画像１００Ｃが得られる。

なお、通常のカメラにおいては、切り出したサイズの小さい修正画像１００Ｃでも、表示部にて表示する際には、表示画面一杯に表示されるようにするリサイズ処理によって、図１２（Ｃ）においては、切り出した修正画像１００Ｃと元の画面枠１０１Ａの画像とは、同等の大きさで表示されることを示している。
特開２００６−１２９３９１号公報

ところが、上記特開２００６−１２９３９１号公報等によって開示されている手段によれば、仮想の水平線Ｈを略水平となるように修正した修正画像１００Ｃは、元の撮影画像１００Ａに対して画像トリミング処理を行っていることから、最終的に出力される修正画像１００Ｃは、撮影者の意図とは異なる画角、つまり撮影者の意図する撮影範囲とは異なる範囲が写った画像になってしまうという問題点がある。

即ち、上述の図１２による例では、元の撮影画像１００Ａから一部の範囲を切り取る画像トリミング処理を行っているので、修正画像１００Ｃは、元の撮影画像１００Ａに対して画角が狭く画面に対して被写体が拡大された画像しか取得することができない。したがって、取得される撮影画像は、撮影者の意図した構図とは異なるものになってしまうという問題点がある。

本発明は、上述した点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、撮影レンズを介して入射した被写体の光像を撮像素子により撮影するカメラであって、撮影画像の傾き補正を行う手段を有するカメラにおいて、撮影画像の傾きを補正する処理が撮影時に行なわれる際には、使用者が設定した撮影範囲（画角情報等）を可能な限り維持しつつ傾き補正を施した修正画像を容易に取得することができるカメラを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明によるカメラは、撮影レンズを介して入射した被写体の光像を撮影するカメラであって、上記撮影レンズの位置を操作して被写体像を拡大縮小する光学ズーム手段と、光像を撮像素子により画像データに変換する撮像手段と、当該カメラの上記撮影レンズの光軸回りの回転を検出する回転検出手段と、上記撮像素子の有効撮影範囲内に画像枠を設定する画像枠設定手段と、上記回転検出手段で検出された当該カメラの光軸回りの回転に対して、その回転を打ち消すように上記画像枠を逆方向に回転させる画像枠回転手段と、上記画像枠設定手段で設定した画像枠内の画像をディスプレイ表示するプレビュー表示手段と、上記画像枠回転手段による上記画像枠の回転処理をしたときに当該画像枠が上記撮像素子の有効撮影範囲を超える場合には、上記画像枠が上記撮像素子の有効撮影範囲内に収まるように、上記画像枠設定手段により当該画像枠を縮小させると共に、当該画像枠が縮小されることでディスプレイ表示される画像の画角が狭くなることを打ち消すように自動的に上記光学ズーム手段で画角を広くする画角補正手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、撮影レンズを介して入射した被写体の光像を撮像素子により撮影するカメラであって、撮影画像の傾き補正を行う手段を有するカメラにおいて、撮影画像の傾きを補正する処理が撮影時に行なわれる際には、使用者が設定した撮影範囲（画角情報等）を可能な限り維持しつつ傾き補正を施した修正画像を容易に取得し得るカメラを提供することができる。

以下、図示の実施の形態によって本発明を説明する。

図１は、本発明の第１の実施形態のカメラの内部構成のうち電気的な構成の主要部を示すブロック構成図である。図２は、本実施形態のカメラにおける傾き補正撮影モード時の処理のシーケンスを示すフローチャートである。図３，図４は、本実施形態のカメラによる傾き補正処理の概念を示す図である。

図５，図６，図７は、図２のフローチャートにおけるプレビュー表示処理（ステップＳ８の処理）の詳細を示すフローチャートである。この場合において、図５は、図２のステップＳ５の処理又はステップＳ７の処理のいずれかからステップＳ８の処理へと移行する際のプレビュー表示処理の詳細を示す。図６は、図５と略同様であって一部の処理ステップが異なる場合のプレビュー表示処理の他の例を示している。図７は、図２のステップＳ２の処理からステップＳ８の処理へと移行する際のプレビュー表示処理の詳細を示す。

本実施形態のカメラ１は、本カメラ１の内部回路全体の動作を制御する制御手段であるコントローラ１０と、筐体外表面に設けられる各種の操作ボタン（図示せず）とこの各種の操作ボタンに連動して各種の指示信号を発生させるスイッチ部材等を含む回路等からなる操作部１１と、撮影レンズ（特に図示せず）を光軸方向に移動させるズーム動作を制御するズームレンズコントローラ１２と、撮影レンズのフォーカス動作を制御するＡＦコントローラ１３と、撮影レンズをＡＦ動作及びズーム動作のために光軸方向に移動させるレンズ駆動機構及び駆動モータ等を含むレンズ駆動部１４と、撮影レンズにより結像される被写体の光像を受光して光電変換し電気的な画像信号を生成する撮像素子等を含む電気回路等からなる撮像手段である撮像部１５と、撮像部１５で生成された画像信号に対して各種の信号処理を施す回路等からなる処理部１６と、処理部１６から出力される画像信号を記録に適した形態の画像ファイルに変換する回路や当該画像ファイルを記憶する半導体メモリ等を含む記憶手段である画像記憶部１７と、処理部１６から出力される画像信号を一時的に記憶する内部半導体メモリ等からなる一時メモリ１８と、処理部１６から出力される画像信号を受けて表示に適した形態の画像信号に変換する回路やその画像信号に基いて画像を表示する液晶ディスプレイ等を含む表示部１９と、表示部１９の液晶ディスプレイに表示するプレビュー画像を拡大して表示する電子ズーム機能を制御して表示範囲を設定する電子ズームコントローラ２１と、カメラ１の撮影レンズの光軸回りの回転を検出する回転検出手段である回転センサー２０等によって、その主要部が構成されている。

なお、本カメラ１においては、ズームレンズコントローラ１２，レンズ駆動部１４及びこれらを駆動制御するコントローラ１０等によって、撮影レンズの位置を操作して被写体像を含む撮影画像の拡大縮小を光学的に行って撮影画角を設定する光学ズーム手段を構成している。

また、電子ズームコントローラ２１は、表示部１９の液晶ディスプレイに表示するプレビュー画像の表示画角を設定すると共に、撮影した画像からトリミング処理により切り出される画像の範囲を決定する。なお、本実施形態においては、プレビュー画像の表示画角に相当する領域がトリミング処理により撮影画像から切り出される。

このように構成される本実施形態のカメラ１において、撮影時の動作を制御する撮影モードの一つとして、傾き補正撮影モードがある。この傾き補正撮影モードとは、撮影を行うのに先立って、カメラ１の傾き状態を自動的に検出し、撮影動作を行う直前におけるカメラ１の状態が傾いている状態であることが確認された場合には、撮影動作を実行する際には、通常の撮影モードでの動作に加えて、所定の一連の動作を実行することにより、カメラ１が傾いた状態となっているのに起因して生じる撮影画像の傾きを、そのときのカメラ１の傾き状態に応じて自動的に補正する制御を行う動作モードである。

ここで、本実施形態のカメラ１を傾き補正撮影モードで動作させた場合の作用の流れを、図２，図３，図４を用いて以下に説明する。

まず、使用者は、本実施形態のカメラ１の操作部１１に含まれる電源スイッチ（特に図示せず）をオン操作して、当該カメラ１を起動させる。通常、カメラ１は、電源オン操作をしたとき、撮影モードで起動するようになっている。

カメラ１が撮影モードで起動している状態で、使用者は、操作部１１に含まれるモード選択操作部材（特に図示せず）の操作や、表示部１９の表示パネル等を利用して表示される動作モード選択画面にて、所望の動作モードを選択するモード選択操作を行って、傾き補正撮影モードを選択決定する。

これにより、本カメラ１は、電源オン状態であって、かつ撮影モードのうち傾き補正撮影モードでの動作を開始する。

なお、本実施形態におけるカメラ１では、表示部１９の液晶ディスプレイにプレビュー画像が表示され、撮影時にはその液晶ディスプレイに表示されていたプレビュー画像の表示画角に相当する範囲の画像が画像ファイルとして画像記憶部１７に記憶される。プレビュー画像の表示画角が、撮像部１１の撮像素子の有効画素全体で得られる画像の撮影画角より小さい場合は、撮像素子が出力した撮影画像からトリミング処理により表示画角に相当する範囲が切り出された画像が得られる。撮影画角は撮影レンズのズーム操作により設定され、表示画角は、電子ズーム操作により設定される。

本実施形態のカメラ１による傾き補正撮影モードでは、撮影動作に先立って、所定のタイミング（例えばシャッターボタン等の操作部材の操作時点等）で、撮影レンズの光軸に対するカメラ１の回転の傾き角、つまり水平方向に対する回転角）が回転センサー２０の検出値（撮影レンズの光軸回りの回転量に対応する数値データ等）に基いて算出される。ここで算出された傾き角が所定値を超えている場合に傾き補正処理が行われる。

この傾き補正処理は、コントローラ１０の制御下における処理部１６により実行される処理であって、画角補正，トリミング，回転補正等の処理が実行される。

この傾き補正処理の流れを簡単に説明すると、以下のようになる。即ち、カメラ１によって撮影を行う際には、使用者は、まず、液晶ディスプレイ上のプレビュー画像を観察しながら所定の操作を行うことにより、光学ズーム手段を駆動させることで、自分（使用者）が意図する撮影範囲（撮影画角）を設定し、所望の構図を設定する。

このとき、撮像部１１の撮像素子の有効画素全体で得られる画像の画角（撮影画角）と、表示部の液晶ディスプレイに表示されるプレビュー画像の画角（表示画角）は同じである。

この場合において、設定された撮影画角によって得られる撮影画面は、そのときの使用者によるカメラ１の保持状態等によっては、例えば図４（Ａ）に示すように画面１０１が水平に対して傾いた状態になる場合がある。この図４（Ａ）で示す例では、画面１０１内において仮想の水平線Ｈが角度θだけ傾いた様子を表している。

この状態で、使用者による撮影ボタン（図示せず）の押し下げ操作が行われると、コントローラ１０はズームレンズコントローラ１２を介してレンズ駆動部１４を駆動制御して撮影レンズをズームアウト駆動する。このときのズームアウト量は、回転センサー２０の検出値に基いて算出された傾き角に応じて算出される。

つまり、例えばカメラ１の回転が回転検出手段によって検出されて画像枠回転手段による表示画角に対応する画像枠の回転処理がなされたときに、当該画像枠が撮像素子の有効撮影範囲を超える場合には、画像補正処理が実行されて画像枠設定手段により画像枠を撮像素子の有効撮影範囲内に収まるように縮小すると共に、この画像枠の縮小による表示画角の縮小変化を打ち消すように自動的に光学ズーム手段により撮影レンズをズームアウト駆動して撮影画角を拡大補正する。撮影画角の拡大に比例して表示画角も拡大し、補正後の表示画角が回転前の表示画角と同一となる。したがって、この場合において、コントローラ１０は画角補正手段として機能している。

こうして、画角が補正された後、実際の撮影動作、即ち画像撮影処理が実行される。そして、図４（Ｂ）に示す画面１０１に示すような画像が取得され、その画像データは、一時メモリ１８に一時的に記憶される。この画像全体としては、使用者が撮影に先立って設定した画角とは異なり、表示画角が使用者の設定した表示画角と等しくなるように所定量だけズームアウトされた画像となっている。

トリミング処理は、上述した手順により取得されて一時メモリ１８に一時的に記憶されている画像データに対して行われる。

即ち、コントローラ１０の制御下における処理部１６は、図４（Ｂ）において点線１０２ａで示す枠内の画像を切り出し処理する。上述したように、ここで切り出し処理を行う画面枠１０２ａの範囲は、使用者が撮影に先立って予め設定した表示画角と略同等画角の範囲になっている。つまり、この場合において、コントローラ１０及び処理部１６は、撮像素子の有効撮影範囲内において、所望の画角（使用者が設定した画角）に対応する範囲の画像枠を設定する画像枠設定手段として機能する。そして、この画像枠設定手段は、使用者の操作に応じて撮像素子の有効撮影範囲内の画像枠のサイズが設定可能である。

さらに回転補正処理により、この切り出した画像について、コントローラ１０の制御下で処理部１６は、画像内の仮想の水平線Ｈが略水平となるように角度θだけ傾き方向とは逆方向に回転処理する（図４（Ｃ）参照）。

そして、当該傾き補正処理済みの画像データは、画像記憶部１７に記憶される。この場合において、コントローラ及び処理部１６は、回転センサー２０（回転検出手段）で検出されたカメラ１の光軸回りの回転に対して、その回転を打ち消す方向（傾き方向とは逆方向）に、当該切り出した範囲内の画像を回転させる処理を行う画像枠回転手段として機能することになる。

本実施形態のカメラ１による傾き補正撮影モード時の作用の流れを、図２のフローチャートを参照しながら、さらに詳しく説明する。

上述した手順により、本カメラ１が傾き補正撮影モードで動作を開始すると、図２に示すステップＳ１において、コントローラ１０は、傾き角の取得処理を実行する。この傾き角の取得処理は、この時点におけるカメラ１の状態を検出する処理である。具体的には、コントローラ１０は、回転センサー２０からの検出データを受けて、撮影レンズの光軸に対するカメラ１の筐体の傾き角を算出する処理を行う。その後、ステップＳ２の処理に進む。

なお、このステップＳ１の傾き角取得処理の実行開始は、上述のように傾き補正撮影モードの動作開始を受けて、即ち傾き補正撮影モードへのモード切り換え直後に開始するようにしてもよいが、これに限ることはない。例えば、上述の例とは別に、本カメラ１が傾き補正撮影モードでの動作を開始した後、使用者が、操作部１１のうち撮影ボタンの半押し操作等の所定の操作を行った時に、傾き角取得処理の実行を開始するようにしてもよい。

次に、ステップＳ２において、コントローラ１０は、上述のステップＳ１の処理により取得した傾き角の算出結果について、所定の範囲内であるか否かの確認を行う。ここで、傾き角の所定の範囲内とは、傾き補正処理を行わずとも撮影結果が傾きに関して許容できる範囲である。この所定範囲は、予め所定の範囲内の数値が設定されているものとする。

このステップＳ２の処理において、上述のステップＳ１の処理にて算出された傾き角が所定の範囲内であることが確認された場合には、ステップＳ８の処理に進み、ステップＳ８以降の処理、即ち傾き補正処理を行わない通常の撮影動作が実行される。

一方、ステップＳ２の処理において、上述のステップＳ１の処理にて算出された傾き角が所定の範囲外であることが確認された場合、即ち当該傾き角が所定値を超えていることが確認された場合には、ステップＳ３の処理に進む。

ステップＳ３において、コントローラ１０は、上述のステップＳ１の処理にて算出された傾き角に応じたズームアウト量の演算処理を実行する。その後、ステップＳ４の処理に進む。

このズームアウト量の演算処理の詳細は、次に示す通りである。

図３において、実線で示す枠Ａは、カメラ１が水平状態で使用者の撮影レンズのズーム操作により設定された画角により得られるべき元画像枠を示している。なお、ここで、カメラ１が水平状態での表示画角が撮影画角に等しいものとする。また、同図３において、点線で示す枠Ｂは、画像枠Ａが角度θだけ（反時計方向に）傾いた状態の表示画角を示している。この場合の画像枠Ｂは、画像枠Ａと同等の画角広さの画像枠である。そして、同図３において、一点鎖線で示す枠Ｃは、傾いた状態の画像枠Ｂを含む撮影画角を表わす画像枠、即ち画像枠Ａの状態から、その画像枠に外接したまま画像枠Ｂの状態までズームアウトした撮影画角の画像枠を示している。なお、図３において、各画像枠Ａ，Ｂ，Ｃは、それぞれの中心点が符号Ｏにおいて重なるように描画されている。

この場合において、使用者により設定された画角の画像枠Ａの幅＝ｘ，高さ＝ｙとし、画像枠Ｂの傾き角＝θである場合、同図３における符号ａ，ｂで示す各寸法は、次の（１）式及び（２）式で表わすことができる。

即ち、図３及び（１）式によれば、符号ａで示される寸法は、画像枠Ａの中心点Ｏから下辺に向けて鉛直方向に下ろした線分の長さであって、画像枠Ａの短辺寸法（高さ寸法）＝ｙの二分の一の寸法である。

また、図３及び（２）式によれば、符号ｂで示される寸法は、画像枠Ｃの中心点Ｏから下辺に向けて鉛直方向に下ろした線分の長さであって、画像枠Ｃの短辺寸法の二分の一の寸法である。

したがって、カメラ１が水平状態で設定された撮影画角（画像枠Ａ）に対して、次に示す（３）式で表される倍率分だけズームアウトすれば、傾き角θの表示画角（画像枠Ｂ）を切り出すことのできるズームアウト画像を得ることができることになる。

このようにして、傾き角に応じた所定のズームアウト量が算出される。

なお、本実施形態においては、最初のカメラ１が水平状態の場合に撮影画角と表示画角が等しいとしたが、表示画角が撮影画角より小さい場合も撮影レンズをズームアウトすることで、カメラ１が回転した後の表示画角を、カメラが水平状態の表示画角と同一となるように回転補正することができる。この場合、カメラ１が水平状態から表示画角を表わす表示画像枠が水平状態の撮影画角に内接するまでは、光学ズームによる補正をすることなくカメラ１を回転することが可能で、その角度を超える場合には表示画角の広さを保持するようにズームアウトを実行して撮影画角を拡げる。

続いて、ステップＳ４において、コントローラ１０は、上述のステップＳ３の処理にて算出されたズームアウト量によるズームアウト駆動が可能であるか否かの確認を行う。つまり、使用者が設定した画角によっては、算出されたズームアウト量だけズームアウトしようとすると本カメラ１の撮影レンズの可能ズーム範囲を超えてしまう可能性もある。

そこで、このステップＳ４の処理においては、上述のステップＳ３の処理で算出された倍率によるズームアウト量が実現できるか否かの確認を行う。ここで、算出されたズームアウト量のズームアウト駆動が実現し得ないことが確認された場合には、ステップＳ６の処理に進む。

ステップＳ６において、コントローラ１０は、所定の警告処理を実行する。この警告処理としては、例えば表示部１９を制御して、その表示画面に傾き補正処理を確実に実行し得ない旨の表示等を表示する処理である。その後、ステップＳ７の処理に進む。

続いて、ステップＳ７において、コントローラ１０は、本カメラ１の撮影レンズにより実行し得る最大量のズームアウト駆動を実行する。その後、ステップＳ８の処理に進む。

一方、上述のステップＳ４の処理において、上述のステップＳ３の処理にて算出されたズームアウト量でのズームアウト駆動を実現し得ることが確認されると、次のステップＳ５の処理に進む。

ステップＳ５において、コントローラ１０は、ズームレンズコントローラ１２を介してレンズ駆動部１４を駆動制御して、撮影画角が上述のステップＳ３の処理にて算出された倍率となるように撮影レンズのズームアウト駆動を実行する。その後、ステップＳ８の処理に進む。

ステップＳ８において、コントローラ１０は、この時点において得られる表示画角の画像を表示部１９の液晶ディスプレイに表示するプレビュー表示処理を実行する。その後、ステップＳ９の処理に進む。即ち、ここで、表示部１９は、画像枠設定手段で設定した画像枠内の画像をディスプレイ表示するプレビュー表示手段として機能している。

なお、ここで、表示部１９には、ステップＳ４からステップＳ５に分岐した場合、
（１）所定量のズームアウトがなされた画角の画像（ステップＳ５の処理で得られる画像）から所定の範囲（最初に設定された画角の範囲）の画像を切り出し処理し、切り出した画像を傾き角θだけ傾き方向とは逆方向に回転させて略水平状態にした画像、即ち傾き補正処理済みの画像が表示される。

一方、ステップＳ４からステップＳ６に分岐した場合には、
（２）ズームアウトがなされた最大の撮影画角の画像（ステップＳ７の処理で得られる画像）から使用者が設定した大きさの表示画角で可能な限りの回転を補正した画像を切り出し処理し、切り出した画像を略水平状態にした画像（傾き補正が完全になされない場合の画像）が表示されるか、
（３）最大にズームアウトした状態の画像からその画像に内接する水平状態の最大の表示画角で切り出した画像（画角の補正が完全になされない場合）が表示されるか、
（４）使用者が最初に設定した画角の画像であって、傾き補正処理を経ない場合の画像が表示されるか、
のいずれかであって、使用者が上記（２）〜（４）のいずれかの表示を設定できるようにしてもよい。

つまり、上記（３），（４）の場合においては、画像回転手段は、画像枠が撮像素子の有効撮影範囲に収まる範囲でのみ、その回転を打ち消すように画像枠を逆方向に回転させる処理を行って、その処理結果の画像を表示する。

上記（２）〜（４）の画像のプレビュー表示処理の詳細は、図５に示すような処理の流れになる。つまり、図５のフローチャートが実行される場合としては、上述のステップＳ５の処理又はステップＳ７の処理の後、ステップＳ８の処理に進んだ場合のプレビュー処理である。

即ち、図５に示すステップＳ２１において、コントローラ１０は、画像の回転によって傾きを補正する処理（回転補正処理という）が可能か否かの確認を行う。即ち、使用者が被写体の表示画角を設定し、カメラ１の回転による被写体の回転を補正しようとする際、回転補正処理に伴う表示画角の縮小を補正するだけのズームアウト量が確保可能かどうかの判断を行う。ここで、回転補正処理が可能であることが確認された場合には、ステップＳ２２の処理に進む。

ステップＳ２２において、コントローラ１０は、傾き角θに対応した画像の回転補正処理を行って画像を略水平状態とし、その結果の補正画像を表示部１９の液晶ディスプレイに表示する処理を実行する。これにより、上記（１）のプレビュー画像がカメラ１のディスプレイ画面に表示される。その後、当該プレビュー表示処理のシーケンスを終了し、元の処理に戻る。

一方、上述のステップＳ２１の処理にて回転補正処理が可能ではない、即ち回転処理を行っても傾き角θに対応した補正を行なうことができない場合には、ステップＳ２３の処理に進む。

ステップＳ２３において、コントローラ１０は、回転し得る最大角度で画像の回転処理を行って画像自体を略水平状態とし、その結果の補正画像を表示部１９に表示する処理を実行する。これにより、上記（２）の画像、即ちズームアウトがなされた最大の撮影画角の画像から、使用者がカメラ１の水平状態で設定した大きさの画角で可能な限り回転を補正した画像が切り出され、その画像が補正画像として表示部１９の液晶ディスプレイに表示される。その後、当該プレビュー表示処理のシーケンスを終了し、元の処理に戻る。

また、図６に示すプレビュー表示処理の例では、上述の図５の場合と略同様の処理がなされるのであるが、回転補正処理が充分に適用可能ではない場合の処理が異なる。

即ち、図６のステップＳ２１において、上述の図５のステップＳ２１の処理と全く同様の処理がなされ、ここで、コントローラ１０は、回転補正処理が充分に適用可能ではないことを確認した場合には、ステップＳ３３の処理に進む。

ステップＳ３３において、最大にズームアウトした状態の画像（上記（３）の画像）から、その画像に内接する水平状態の最大の表示画角で切り出した画像を補正画像として表示部１９のディスプレイ上に表示される。

そして、上記（４）の画像のプレビュー表示処理の詳細は、図７に示すような処理の流れになる。つまり、図７のフローチャートが実行される場合は、上述のステップＳ２の処理の後、ステップＳ８の処理に進んだ場合のプレビュー処理である。

即ち、図７に示すステップＳ４１において、コントローラ１０は、画像の回転補正処理等を伴わず、最初に使用者が設定した画角の画像を表示部１９のディスプレイにそのまま表示する処理を実行する。これにより、上記（３）の画像が表示部１９の画面上に表示される。その後、当該プレビュー表示処理のシーケンスを終了し、元の処理に戻る。

なお、上述のプレビュー表示処理においては、画像の表示と同時に、ステップＳ１の処理にて算出された傾き角の数値データや、切り出し処理後の画像サイズデータ等の情報を、例えば画像に重畳させた形態の文字情報若しくは絵文字情報等としてを表示するようにしてもよい。

このようにして、それぞれの場合において図５〜図７のプレビュー処理（の図２ステップＳ８の処理に対応）が実行された後は、図３に戻ってステップＳ９の処理に進む。

ステップＳ９において、コントローラ１０は、撮影ボタンの押し下げ操作がなされたか否かの確認を行う。ここで、撮影ボタンの押し下げ操作がなされなければ、上述のステップＳ１の処理に戻り、以降の処理を繰り返す。つまり、この傾き補正撮影モードで動作中（もしくは撮影ボタンの半押し操作中）においては、撮影ボタンの押し下げ動作がなされるまでの間は、常にカメラ１の傾き状態を検出し、その状態に応じた傾き補正処理の実行を繰り返し行うようにしている。

一方、上述のステップＳ９の処理において、撮影ボタンの押し下げ操作がなされたことが確認された場合には、ステップＳ１０の処理に進む。

ステップＳ１０において、コントローラ１０は、撮像部１５，処理部１６，一時メモリ１８等を制御して所定の撮影動作処理を実行する。その後、ステップＳ１１の処理に進む。

ステップＳ１１において、コントローラ１０は、上述のステップＳ１０の処理にて得られ一時メモリ１８に一時的に記憶されている画像データに対して、処理部１６等を介して表示画角の範囲の画像の切り出し処理や回転補正処理等を実行し、その結果得られる画像データを画像記憶部１７を介して画像保存処理を実行する。その後、一連の処理を終了する。

以上説明したように上記第１の実施形態によれば、傾き補正撮影モードで撮影動作を行う際には、実際の撮影動作に先立って回転センサー２０等を用いてカメラ１の傾き状態、即ち撮影レンズの光軸に対する撮影画面の回転方向における傾き角を算出し、その傾き角に応じて使用者が設定した画角に対応するズーム位置から所定のズームアウト量だけズームアウトさせた状態で撮影画像を取得し、取得した撮影画像のうち最初に使用者が設定した画角に対応する所定の範囲の画像を切り出した後、その切出画像を略水平状態とするように回転処理するようにしている。傾き補正モードが設定されると、この一連の傾き補正処理を撮影動作に連動させて常に自動的に実行させるように構成したので、使用者は、設定した画角を維持しつつ傾きが補正された画像を常に取得することができるようになる。

本実施形態においては、重力の方向からカメラ１の水平を判断し、水平を基準として傾き補正するように構成されているが、これに限らず、例えば撮影指示のためのシャッターボタンが半押しされたタイミングや、又はカメラ１に装備された所定の操作部材、例えば独立した水平設定ボタン等が押し下げ操作されたタイミングで、その時点でのカメラの回転方向を基準として、その基準に対する傾きを補正するようにしてもよい。この場合、カメラの基準の回転方向が重力方向に対して決定されるので、基準の方向が異なるだけで、傾き補正処理は上述した処理と基本的に同様である。

次に、本発明の第２の実施形態について、以下に説明する。

上述の第１の実施形態においては、カメラの撮影レンズの光軸周りの傾き角を検出して、その傾き角に応じた補正を行うようにしている。本実施形態においては、これに加えて、カメラの撮影レンズの光軸の鉛直面内の傾き、即ち撮影レンズの光軸の上下方向の傾きをも検出して、画像の補正を行うというものである。

図８〜図１１は、本発明の第２の実施形態を説明する図であって、このうち、図８は、本実施形態のカメラの内部構成のうち電気的な構成の主要部を示すブロック構成図である。図９，図１０は、本実施形態のカメラの傾きについての概念を示す図であって、図９は、カメラの撮影レンズの光軸回りの傾き角（ロール角）を定義する図であり、図１０は、カメラの撮影レンズの光軸の鉛直面内の傾き角（ピッチ角）を定義する図である。図１１は、本実施形態のカメラにおける傾き補正撮影モード時の処理のシーケンスを示すフローチャートである。

本実施形態の基本的な構成は、上述の第１の実施形態と略同様であって、上述の第１の実施形態における回転センサー２０に代えて、ロール回転センサー２２及びピッチ回転センサー２３を具備している点が異なるのみである。したがって、上述の第１の実施形態と同様の構成については、その説明は省略し、異なる構成についてのみ以下に説明する。

本実施形態のカメラ１Ａは、図８に示すように、ロール回転センサー２２と、ピッチ回転センサー２３とを具備して構成されている。

ロール回転センサー２２は、カメラ１Ａの撮影レンズの光軸周りの水平線Ｈに対する角度、即ち図９の符号Ｒで示すロール角を検出するセンサーである。このロール回転センサー２２は、上述の第１の実施形態のカメラ１（図１参照）における回転センサー２０と同様の機能を有する。

ピッチ回転センサー２３は、カメラ１Ａの撮影レンズの光軸の鉛直面内の水平線Ｈに対する角度、即ち撮影レンズの光軸の上下方向の傾きであって、図１０の符号Ｐで示すピッチ角を検出するセンサーであり、撮影レンズの光軸の方向を検出する光軸方向検出手段である。

その他の構成は、上述の第１の実施形態と全く同様である。

このように構成される本実施形態のカメラ１Ａを傾き補正撮影モードで動作させた場合の作用は、上述の第１の実施形態と略同様であり、一部の処理ステップが異なるのみである。

即ち、図１１に示すように本実施形態においては、まず、ステップＳ１Ａにおいて、コントローラ１０は、傾き角の取得処理、具体的には、ロール角とピッチ角の検出処理を実行する。この検出処理は、この時点におけるカメラ１の状態を検出する処理である。具体的には、コントローラ１０は、ロール回転センサー２２及びピッチ回転センサー２３からそれぞれ検出データを受けて、撮影レンズの光軸に対するカメラ１Ａの筐体の傾き角を算出する処理を行う。その後、ステップＳ２Ａの処理に進む。

次に、ステップＳ２Ａにおいて、コントローラ１０は、上述のステップＳ１Ａの処理により取得した傾き角のうちピッチ角の検出結果について、所定の範囲内であるか否かの確認を行う。ここで、上述のステップＳ１Ａの処理にて検出されたピッチ角が所定の範囲外であることが確認された場合、即ち当該ピッチ角が所定値を超えていることが確認された場合には、カメラ１Ａの状態が例えば真上方向や真下方向に向けられていると考えられる。したがって、この場合には、水平に対するロール角の検出が困難であるか、又はロール角自体が、当該傾き補正処理における意味を失うことになる。

したがって、この場合には、ステップＳ８の処理に進み、ステップＳ８以降の処理、即ち傾き補正処理を行わない通常の撮影動作が実行される。

つまり、光軸方向検出手段であるピッチ回転センサー２３により撮影レンズの光軸の方向が水平から所定角度以上離れた場合には、画像枠回転手段による画像枠の回転処理が禁止されるようになっている。

なお、この場合において、所定範囲を規定する角度は予め設定されているものであるが、これとは別に、例えば使用者によって所定範囲を設定するようにしてもよい。

一方、ステップＳ２Ａの処理において、上述のステップＳ１の処理にて検出されたピッチ角が所定の範囲内であることが確認された場合には、ステップＳ２Ｂの処理に進む。

ステップＳ２Ｂにおいて、コントローラ１０は、上述のステップＳ１Ａの処理により取得した傾き角のうちロール角の検出結果について、所定の範囲内であるか否かの確認を行う。ここで、上述のステップＳ１Ａの処理にて検出されたロール角が所定の範囲内であることが確認された場合には、ステップＳ８の処理に進み、ステップＳ８以降の処理、即ち傾き補正処理を行わない通常の撮影動作が実行される。

一方、ステップＳ２Ｂの処理において、上述のステップＳ１の処理にて検出されたロール角が所定の範囲外であることが確認された場合、即ち当該ロール角が所定値を超えていることが確認された場合には、ステップＳ３の処理に進む。

そして、ステップＳ３以降の処理は、上述の第１の実施形態における処理シーケンス（図２参照）と全く同様である。

以上説明したように、上記第２の実施形態においては、光軸方向検出手段であるピッチ回転センサー２３を新たに設け、撮影レンズの光軸の方向（ピッチ角）を検出し、ピッチ角が水平から所定角度以上離れた場合には、画像枠回転手段による画像枠の回転処理を禁止するようにしたので、カメラ１Ａの状態が所定角度以上の仰角又は俯角撮影であるような、特別な撮影である場合には、その撮影角度を考慮して画面枠の傾き補正処理は行わず、光軸方向について一般的な撮影角度である場合にのみ、傾き補正処理を実行するようにしている。したがって、撮影者の撮影意図を考慮しつつ、適宜必要となる傾き補正処理のみを実行し、確実な撮影結果を得ることができる。

なお、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用を実施し得ることが可能であることは勿論である。さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせによって、種々の発明が抽出され得る。例えば、上記一実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題が解決でき、発明の効果で述べられている効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。

本発明の一実施形態のカメラの内部構成のうち電気的な構成の主要部を示すブロック構成図。 図１のカメラにおける傾き補正撮影モード時の処理のシーケンスを示すフローチャート。 図１のカメラによる傾き補正処理の概念を示す図。 図１のカメラによる傾き補正処理の概念を示す図。 図２のフローチャートにおいてステップＳ５又はＳ７のいずれかからステップＳ８へと移行する際のプレビュー表示処理の詳細を示すフローチャート。 図５と略同様であって一部の処理ステップが異なる場合のプレビュー表示処理の他の例を示すフローチャート。 図２のフローチャートにおいてステップＳ２からステップＳ８へと移行する際のプレビュー表示処理の詳細を示すフローチャート。 本発明の第２の実施形態のカメラの内部構成のうち電気的な構成の主要部を示すブロック構成図。 図８のカメラの傾きについての概念を示す図であって、カメラの撮影レンズの光軸回りの傾き角（ロール角）を定義する図。 図８のカメラの傾きについての概念を示す図であって、カメラの撮影レンズの光軸の鉛直面内の傾き角（ピッチ角）を定義する図。 図８のカメラにおける傾き補正撮影モード時の処理のシーケンスを示すフローチャート。 従来のカメラによる傾き補正処理を示す概念図。

符号の説明

１……カメラ
１０……コントローラ
１２……ズームレンズコントローラ
１４……レンズ駆動部
１５……撮像部
１６……処理部
１７……画像記憶部
１８……一時メモリ
１９……表示部
２０……回転センサー
２１……電子ズームコントローラ
２２……ロール回転センサー
２３……ピッチ回転センサー

Claims (8)

1. 撮影レンズを介して入射した被写体の光像を撮影するカメラであって、
   上記撮影レンズの位置を操作して被写体像を拡大縮小する光学ズーム手段と、
   光像を撮像素子により画像データに変換する撮像手段と、
   当該カメラの上記撮影レンズの光軸回りの回転を検出する回転検出手段と、
   上記撮像素子の有効撮影範囲内に画像枠を設定する画像枠設定手段と、
   上記回転検出手段で検出された当該カメラの光軸回りの回転に対して、その回転を打ち消すように上記画像枠を逆方向に回転させる画像枠回転手段と、
   上記画像枠設定手段で設定した画像枠内の画像をディスプレイ表示するプレビュー表示手段と、
   上記画像枠回転手段による上記画像枠の回転処理をしたときに当該画像枠が上記撮像素子の有効撮影範囲を超える場合には、上記画像枠が上記撮像素子の有効撮影範囲内に収まるように、上記画像枠設定手段により当該画像枠を縮小させると共に、当該画像枠が縮小されることでディスプレイ表示される画像の画角が狭くなることを打ち消すように自動的に上記光学ズーム手段で画角を広くする画角補正手段と、
   を有することを特徴とするカメラ。
2. 上記回転検出手段は、水平方向に対する当該カメラの回転を検出することを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
3. 上記回転検出手段は、撮影を指示するシャッターボタン又はカメラに装備された所定の操作部材が操作されたことを検出したときのカメラの方向に対する回転を検出することを特徴とする請求項１に記載のカメラ。
4. 上記画像枠設定手段は、使用者の操作に応じて、上記撮像素子の有効撮影範囲内の画像枠のサイズを設定可能であることを特徴とする請求項１〜請求項３のうちのいずれか一つに記載のカメラ。
5. 画像を記憶する記憶手段を、さらに有し、
   上記記憶手段は、上記撮像手段で得られた画像の上記ディスプレイ表示された画角の範囲を切り出して記憶することを特徴とする請求項１〜請求項４のうちのいずれか一つに記載のカメラ。
6. 上記撮影レンズの光軸の方向を検出する光軸方向検出手段を、さらに有し、
   上記光軸方向検出手段により上記撮影レンズの光軸の方向が水平から所定角度以上離れた場合には、上記画像枠回転手段による画像枠の回転を禁止することを特徴とする請求項１〜請求項５のうちのいずれか一つに記載のカメラ。
7. 上記画像枠回転手段は、上記画角補正手段により上記光学ズーム手段で画角が最大に広げられた状態になった場合には、画像枠が上記撮像素子の有効撮影範囲に収まる範囲でのみ、その回転を打ち消すように画像枠を逆方向に回転させることを特徴とする請求項１〜請求項４のうちのいずれか一つに記載のカメラ。
8. 上記画像枠回転手段は、画像枠を回転する途中で、上記画角補正手段により上記光学ズーム手段で画角が最大に広げられた状態になった場合であっても、当該カメラの回転を打ち消すまで画像枠を回転させ、上記画角補正手段は、画像枠が上記撮像素子の有効撮影範囲内に収まるように、画像枠を縮小させることを特徴とする請求項１〜請求項４のうちのいずれか一つに記載のカメラ。

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