JP2012199621A - Compound-eye imaging apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a compound-eye imaging apparatus capable of obtaining a high-quality image in both a tele-side and a wide side, with reduced overall power consumption.SOLUTION: The compound-eye imaging apparatus includes: a zoom lens optical system 1; installed in the periphery thereof, a plurality of fixed focus lens optical systems 2R, 2L; trapezoid processors 5R, 5L; an image composer 6; and a controller 9. When an input zoom position is nearer to the tele-side than a predetermined zoom position, the input zoom position is set to be a zoom position of the zoom lens optical system 1, and from the image imaged by the zoom lens optical system 1, an image having a view angle based on the set zoom position is generated. When an input zoom position is nearer to the wide side than the predetermined zoom position, the zoom position of the zoom lens optical system 1 is set to be a wide end. The image imaged by the zoom lens optical system 1 is composed with an image on which keystone correction is made by the trapezoid processors 5R, 5L, so that an image having the view angle based on the set zoom position is generated from the composite image.

Description

本発明は、ズーム機能を有する複眼撮像装置に関する。   The present invention relates to a compound eye imaging device having a zoom function.

従来、デジタルカメラやデジタルビデオカメラにおいて、広角な画像を得るためには広角レンズを用いて撮影するのが一般的であった。しかし、広角レンズは高価である上に、歪曲収差が大きいため周辺部の画質が劣化するという問題があった。そこで、広角の被写体領域を複数の撮像系に分担して撮影し、撮影した画像を台形補正及び合成することにより、安価に歪みの少ない広角撮像を実現する方法が知られている。(特許文献1、2)この方法では、複数の光学系の視点を略一致させることにより、台形補正及びオーバーラップ部のブレンド処理を行うだけで撮像された画像が容易に合成できる。   Conventionally, in order to obtain a wide-angle image in a digital camera or a digital video camera, it is common to take a picture using a wide-angle lens. However, the wide-angle lens is expensive and has a problem that the image quality of the peripheral portion is deteriorated due to large distortion. In view of this, there is known a method for realizing wide-angle imaging with low distortion at low cost by photographing a wide-angle subject area divided into a plurality of imaging systems and correcting and synthesizing the captured images. (Patent Documents 1 and 2) In this method, by making the viewpoints of a plurality of optical systems substantially coincide with each other, it is possible to easily synthesize the captured images only by performing trapezoidal correction and overlap processing blending.

また、デジタルカメラやデジタルビデオカメラにはズーム機能が搭載されることが多く、特にデジタルビデオカメラの場合にはテレ側からワイド側まで撮影中にシームレスに変動させることが要求される。ズーム機能の実現方法には、レンズを物理的に動かすことにより焦点距離を変動させる光学ズームと、固定焦点レンズを用いて画像信号を拡大、縮小処理することによって実現するデジタルズームが知られている。デジタルズームは信号処理による拡大、縮小を行うために画質が劣化するため、一般的に光学ズームの方が高画質である。   Digital cameras and digital video cameras are often equipped with a zoom function. In particular, in the case of digital video cameras, it is required to change seamlessly during shooting from the tele side to the wide side. As a method for realizing the zoom function, there are known an optical zoom that changes a focal length by physically moving a lens, and a digital zoom that is realized by enlarging and reducing an image signal using a fixed focus lens. Since the digital zoom is enlarged and reduced by signal processing, the image quality is deteriorated. Therefore, the optical zoom is generally higher in image quality.

特開2007−288569号公報JP 2007-288568 A 特開2007−295113号公報JP 2007-295113 A

しかしながら、特許文献1、2記載の複眼撮像装置は固定焦点レンズを用いているため、ズーム機能を実現するにはデジタルズームを用いざるを得ない。この場合、特にテレ側になる程拡大率が上がるために画質が劣化してしまうという問題があった。   However, since the compound-eye imaging devices described in Patent Documents 1 and 2 use a fixed focus lens, a digital zoom must be used to realize the zoom function. In this case, there is a problem that the image quality is deteriorated because the enlargement ratio increases especially toward the telephoto side.

また、複眼撮像装置は、複数の撮像素子及び信号処理系を動作させるため、単眼撮像装置に比べて消費電力が大きくなるという問題があった。このような問題を鑑み、本発明は、テレ側及びワイド側の両方で高画質な画像を得ると共に、全体の消費電力を低減できる複眼撮像装置の提供を目的とする。     In addition, the compound-eye imaging apparatus operates a plurality of imaging elements and signal processing systems, and thus has a problem that power consumption is larger than that of a monocular imaging apparatus. In view of such a problem, an object of the present invention is to provide a compound eye imaging apparatus that can obtain high-quality images on both the tele side and the wide side and reduce the overall power consumption.

本発明の一態様は複眼撮像装置であって、ズームレンズ光学系(1)と、前記ズームレンズ光学系(1)の周囲に設置された複数の固定焦点レンズ光学系(2R、2L)と、前記複数の固定焦点レンズ光学系(2R、2L)によって撮影した各画像(SL、SR)を台形補正する台形処理部(5R、5L)と、入力されたズーム位置が所定のズーム位置よりもテレ側にある場合は、前記入力ズーム位置を前記ズームレンズ光学系(1)のズーム位置に設定し、入力されたズーム位置が所定のズーム位置よりもワイド側にある場合、前記ズームレンズ光学系(1)のズーム位置をワイド端に設定する制御部(9)と、設定された前記ズーム位置が前記所定のズーム位置よりもテレ側にある場合は、前記ズームレンズ光学系(1)によって撮影した画像から、設定されたズーム位置に基づく視野角の画像を作成し、設定された前記ズーム位置が前記所定のズーム位置よりもワイド側にある場合は、前記ズームレンズ光学系(1)によって撮影した画像と前記台形処理部(5R、5L)によって台形補正された画像とを合成し、その合成画像から設定されたズーム位置に基づく視野角の画像を作成する画像合成部(6)とを備え、前記複数の固定焦点レンズ光学系(2R、2L)の視野は、前記ズームレンズ光学系(1)における前記ワイド端の視野の一部と重畳していることを要旨とする。   One aspect of the present invention is a compound-eye imaging device, which includes a zoom lens optical system (1), and a plurality of fixed focus lens optical systems (2R, 2L) installed around the zoom lens optical system (1). A trapezoid processing unit (5R, 5L) that corrects each keystone (SL, SR) photographed by the plurality of fixed focus lens optical systems (2R, 2L), and an input zoom position is more telescopic than a predetermined zoom position. If the input zoom position is on the wide side of the predetermined zoom position, the input zoom position is set to the zoom position of the zoom lens optical system (1). The control unit (9) for setting the zoom position of 1) to the wide end, and when the set zoom position is on the tele side with respect to the predetermined zoom position, the zoom lens optical system (1) takes a picture. An image of a viewing angle based on the set zoom position is created from the image, and when the set zoom position is on the wide side with respect to the predetermined zoom position, the image was taken by the zoom lens optical system (1) An image composition unit (6) that composes an image and an image that has been trapezoidally corrected by the trapezoid processing unit (5R, 5L), and creates an image with a viewing angle based on a zoom position set from the composite image; The gist is that the field of view of the plurality of fixed focus lens optical systems (2R, 2L) overlaps with part of the field of view at the wide end in the zoom lens optical system (1).

前記ズームレンズ光学系(1)の前記ワイド端における焦点距離は、前記複数の固定焦点レンズ光学系(2R、2L)の各焦点距離と等しいことが好ましい。   The focal length at the wide end of the zoom lens optical system (1) is preferably equal to the focal length of each of the plurality of fixed focus lens optical systems (2R, 2L).

入力されたズーム位置が、前記所定のズーム位置よりもテレ側にある場合、前記制御部(9)は前記複数の固定焦点レンズ光学系(2R、2L)を用いた撮像を停止することが好ましい。   When the input zoom position is on the tele side with respect to the predetermined zoom position, the control unit (9) preferably stops imaging using the plurality of fixed focus lens optical systems (2R, 2L). .

本発明の複眼撮像装置によれば、テレ側では光学ズームを用いた高画質な画像、ワイド側は複眼を用いた広角且つ高画質な画像を得ることができる。また、テレ側撮影時は固定焦点レンズ光学系を用いた撮像を停止することにより複眼撮像装置全体の消費電力を低減できる。   According to the compound eye imaging apparatus of the present invention, a high-quality image using an optical zoom can be obtained on the telephoto side, and a wide-angle and high-quality image using a compound eye can be obtained on the wide side. Further, the power consumption of the entire compound-eye imaging device can be reduced by stopping the imaging using the fixed-focus lens optical system during telephoto shooting.

本発明の一実施形態に係る複眼撮像装置の構成図である。It is a block diagram of the compound eye imaging device which concerns on one Embodiment of this invention. 本実施形態の複眼撮像装置における被写体の視野角の説明図である。It is explanatory drawing of the viewing angle of the to-be-photographed object in the compound eye imaging device of this embodiment. 本実施形態の複眼撮像装置における処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process in the compound eye imaging device of this embodiment. 本発明の他の実施形態における光学系の例を示す構成図である。It is a block diagram which shows the example of the optical system in other embodiment of this invention.

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本実施形態に係る複眼撮像装置の構成図である。図2は本実施形態の複眼撮像装置における被写体の視野角の説明図であり、(a)は異なる方向の光軸を含む平面上の各視野角の関係を示した図、(b)は、後述の各光学系1、2R、2Lによって撮影した画像を合成した結果の一例である。   FIG. 1 is a configuration diagram of a compound eye imaging apparatus according to the present embodiment. FIG. 2 is an explanatory diagram of the viewing angle of the subject in the compound-eye imaging device of the present embodiment, (a) is a diagram showing the relationship between viewing angles on a plane including optical axes in different directions, and (b) It is an example of the result of having combined the image image | photographed with each below-mentioned optical system 1, 2R, 2L.

図1に示すように、本実施形態の複眼撮像装置20は、ズームレンズ光学系1と、2つの固定焦点レンズ光学系2R、2Lと、各光学系1、2R、2Lの背後に設置される撮像素子3C、3R、3Lとを備え、静止画及び動画の少なくとも一方を取得するように構成されている。   As shown in FIG. 1, the compound-eye imaging device 20 of this embodiment is installed behind the zoom lens optical system 1, the two fixed focus lens optical systems 2R, 2L, and the optical systems 1, 2R, 2L. The image sensors 3C, 3R, and 3L are provided, and configured to acquire at least one of a still image and a moving image.

ズームレンズ光学系(以下、主眼と表記する)1は、固定焦点レンズ光学系2R、2Lの間の中央に設けられている。主眼1は、ワイド端において視野角ACの撮像領域を担当する(図2(a)参照)。レンズの物理的な移動等によってズーム位置(焦点距離)を変動させる光学ズーム機構(図示せず)を備えている。この光学ズーム機構は、制御部9によって制御されている。   A zoom lens optical system (hereinafter referred to as a main eye) 1 is provided in the center between the fixed focus lens optical systems 2R and 2L. The main eye 1 is in charge of the imaging area of the viewing angle AC at the wide end (see FIG. 2A). An optical zoom mechanism (not shown) that varies the zoom position (focal length) by physical movement of the lens is provided. This optical zoom mechanism is controlled by the control unit 9.

主眼1のズーム位置は、ズーム入力手段10から入力されたズーム位置(入力ズーム位置)に依存する。即ち、入力ズーム位置が所定のズーム位置よりもテレ側にある場合、主眼1のズーム位置は、入力ズーム位置に設定される。この場合、画像合成部6はテレ処理モード(後述)で動作する。一方、入力ズーム位置が所定のズーム位置よりもワイド側にある場合、主眼1のズーム位置はワイド端に設定される。この場合、画像合成部6はワイド処理モード(後述)で動作する。   The zoom position of the main eye 1 depends on the zoom position (input zoom position) input from the zoom input means 10. That is, when the input zoom position is on the tele side with respect to the predetermined zoom position, the zoom position of the main eye 1 is set to the input zoom position. In this case, the image composition unit 6 operates in a tele processing mode (described later). On the other hand, when the input zoom position is on the wide side with respect to the predetermined zoom position, the zoom position of the main eye 1 is set to the wide end. In this case, the image composition unit 6 operates in a wide processing mode (described later).

固定焦点レンズ光学系2R、2Lは、主眼1を中心として、その左右両側に設けられている。固定焦点レンズ光学系2R、2Lは、それぞれ視野角AR、LRの撮像領域を担当する。なお、主眼1と異なり、固定焦点レンズ光学系2R、2Lの各焦点距離は固定されている。   The fixed-focus lens optical systems 2R and 2L are provided on the left and right sides of the main eye 1 as the center. The fixed focus lens optical systems 2R and 2L are in charge of the imaging areas of the viewing angles AR and LR, respectively. Unlike the main eye 1, the focal lengths of the fixed focus lens optical systems 2R and 2L are fixed.

図2(a)に示すように、各固定焦点レンズ光学系2R、2Lの光軸OR、OLは、主眼1の光軸OCに対して相反する方向に傾斜している。また、画像合成のために、各レンズ2R、2Lの視野は、主眼1のワイド端における視野の一部と重畳している。例えば、図2(b)に示すように、主眼1のズーム位置がワイド端にある場合、その画像SCの一部とレンズ光学系2R、2Lの各画像SR、SLとは互いに重なり、重畳領域(ブレンド領域)BR、BLが形成される。   As shown in FIG. 2A, the optical axes OR and OL of the fixed focus lens optical systems 2R and 2L are inclined in directions opposite to the optical axis OC of the main eye 1. For image synthesis, the field of view of each lens 2 </ b> R, 2 </ b> L overlaps with a part of the field of view at the wide end of the main eye 1. For example, as shown in FIG. 2B, when the zoom position of the main eye 1 is at the wide end, a part of the image SC and the images SR and SL of the lens optical systems 2R and 2L overlap with each other, and the overlapping region (Blend region) BR and BL are formed.

なお、各光学系1、2R、2Lによる撮影画像の合成処理を容易にする観点から、主眼1のワイド端の焦点距離と、固定焦点レンズ光学系2R、2Lの焦点距離とは互いに等しいことが望ましい。また、全ての光学系1、2R、2Lの視点は略一致するように設置されているのが好ましい。具体的には、視点が一致するとは、各撮像光学系(ズームレンズ光学系および固定焦点レンズ光学系)の入射瞳の位置が略一致することである。   From the viewpoint of facilitating the composition processing of the captured images by the optical systems 1, 2R, and 2L, the focal length of the wide end of the main eye 1 and the focal length of the fixed focus lens optical systems 2R and 2L are equal to each other. desirable. Further, it is preferable that the viewpoints of all the optical systems 1, 2R, and 2L are installed so as to substantially coincide. Specifically, the matching of viewpoints means that the positions of the entrance pupils of the imaging optical systems (zoom lens optical system and fixed focus lens optical system) are substantially matched.

主眼1、固定焦点レンズ光学系2R、2Lの背後には、それぞれCCD等の撮像素子3C、3R、3Lが設けられており、各レンズからの光学情報を画像信号に変換している。撮像素子3C、3R、3Lは周知のものが適用される。   Image sensors 3C, 3R, and 3L such as CCDs are provided behind the main eye 1 and fixed focus lens optical systems 2R and 2L, respectively, and convert optical information from each lens into image signals. As the image sensors 3C, 3R, 3L, known ones are applied.

撮像素子3C、3R、3Lにて変換された電子信号は、それぞれ信号処理部4C、4R、4Lに送られて、ベイヤ処理、ノイズ除去、ホワイトバランス調整、ガンマ処理等の信号処理を行う。信号処理部4Cによって処理された画像信号は画像合成部6に送られる。一方、信号処理部4R、4Lによって処理された画像信号は、それぞれ台形補正部5R、5Lに送られる。   The electronic signals converted by the image sensors 3C, 3R, and 3L are sent to the signal processing units 4C, 4R, and 4L, respectively, and perform signal processing such as Bayer processing, noise removal, white balance adjustment, and gamma processing. The image signal processed by the signal processing unit 4C is sent to the image synthesis unit 6. On the other hand, the image signals processed by the signal processing units 4R and 4L are sent to the keystone correction units 5R and 5L, respectively.

台形補正部5R、5Lは、信号処理部4R、4Lからの各画像信号に対して台形補正を行う。信号処理部4C、4R、4Lから出力された画像信号は、それぞれ光軸方向が互いに異なる光学系1、2R、2Lによって得られたものである。従って、本来は同一の距離であっても、各画像上では光軸OCから離れるほど縮まって見えている。本実施形態の台形補正では、各画像を繋ぎ合わせる合成処理を行う前に、固定焦点レンズ光学系2R、2Lによって撮像した画像に対して、画素間の距離を補正する処理を行う。   The trapezoid correction units 5R and 5L perform keystone correction on the image signals from the signal processing units 4R and 4L. The image signals output from the signal processing units 4C, 4R, and 4L are obtained by the optical systems 1, 2R, and 2L having different optical axis directions. Therefore, even if it is originally the same distance, it appears to be contracted as it is away from the optical axis OC on each image. In the trapezoidal correction according to the present embodiment, a process for correcting the distance between pixels is performed on an image captured by the fixed focus lens optical systems 2R and 2L before performing a synthesis process for joining the images.

台形補正部5Rは、信号処理部4Rで得られた各画像信号(画像SR)に対して、主眼1の画像SCと同じ平面上の画像になるように台形補正を行う。同様に台形補正部5Lも、信号処理部4Lで得られた各画像信号(画像SL)に対して、主眼1の画像SCと同じ平面上の画像になるように台形補正を行う。この結果、画像SR、SLの全体的な形状は図2(b)に示す台形になる。   The trapezoidal correction unit 5R performs keystone correction on each image signal (image SR) obtained by the signal processing unit 4R so that the image is on the same plane as the image SC of the main eye 1. Similarly, the trapezoidal correction unit 5L also performs keystone correction on each image signal (image SL) obtained by the signal processing unit 4L so as to be an image on the same plane as the image SC of the main eye 1. As a result, the overall shape of the images SR and SL is a trapezoid shown in FIG.

台形補正部5R、5L及び信号処理部4Cからの画像信号は画像合成部6に入力される。画像合成部6の画像処理には、ワイド処理とテレ処理の2つのモードがある。これらのモードは、制御部9からの制御信号(即ち、主眼1のズーム位置)に応じて切り替えられる。   Image signals from the trapezoid correction units 5R and 5L and the signal processing unit 4C are input to the image synthesis unit 6. The image processing of the image composition unit 6 has two modes of wide processing and tele processing. These modes are switched according to a control signal from the control unit 9 (that is, the zoom position of the main eye 1).

ワイド処理モードは、各光学系1、2R、2Lによって得られた画像を用いて広角画像を生成するモードである。このモードにおいて、画像合成部6は、重畳領域BRにおける画像SCと画像SRのブレンド処理と、重畳領域BLにおける画像SCと画像SLのブレンド処理を行って各画像SC、SR、SLを合成する。その後、画像合成部6は、この合成画像から、ズーム入力手段から入力されたズーム位置(入力ズーム位置)に応じた視野角の画像を切り出す処理を行う。つまり、一旦、ワイド端での視野角の下で合成画像を作成し、この合成画像から、入力ズーム位置に応じた視野角の画像を切り出す。さらに、画像合成部6は、切り出された画像に対して適宜拡大縮小を行い、所定の解像度の画像を出力する。   The wide processing mode is a mode in which a wide-angle image is generated using images obtained by the optical systems 1, 2R, and 2L. In this mode, the image composition unit 6 performs the blending process of the image SC and the image SR in the overlapping area BR and the blending process of the image SC and the image SL in the overlapping area BL to synthesize the images SC, SR, and SL. Thereafter, the image composition unit 6 performs a process of cutting out an image having a viewing angle corresponding to the zoom position (input zoom position) input from the zoom input unit from the composite image. That is, a composite image is once created under the viewing angle at the wide end, and an image with a viewing angle corresponding to the input zoom position is cut out from the composite image. Further, the image composition unit 6 appropriately enlarges / reduces the clipped image and outputs an image with a predetermined resolution.

テレ処理モードは、主眼1によって得られた画像SCのみを用いて望遠画像を生成するモードである。このモードでは、主眼1のズーム位置は、入力ズーム位置に応じて連続的に変化しているので、画像合成部6は、得られた画像SCをそのまま出力する。また、光学ズームでは足りない入力ズーム位置が入力された場合などは、得られた画像SCを入力ズーム位置に応じて切り出し、拡大縮小処理を行って所定の解像度の画像を出力してもよい。   The tele processing mode is a mode for generating a telephoto image using only the image SC obtained by the main eye 1. In this mode, since the zoom position of the main eye 1 continuously changes according to the input zoom position, the image composition unit 6 outputs the obtained image SC as it is. In addition, when an input zoom position that is insufficient for the optical zoom is input, the obtained image SC may be cut out according to the input zoom position and subjected to enlargement / reduction processing to output an image with a predetermined resolution.

なお、台形補正部5R、5L及び画像合成部6における画像処理については、例えば、特許文献1に記載の画像処理など周知の処理方法が適用できる。   For the image processing in the trapezoid correction units 5R and 5L and the image composition unit 6, for example, a known processing method such as the image processing described in Patent Document 1 can be applied.

また、上記何れのモードにおいても、画像合成部6から出力された画像信号は、表示部7や記憶部8に入力される。表示部7では、入力された画像信号に基づいて画像を表示する。記憶部8は、入力された画像信号を画像データとして記憶する。なお、記憶部8には、制御部9が行う各種制御を実行するためのプログラムやパラメータが記憶されている。また、上述の画像処理のモードを決定する、後述の所定のズーム位置も記憶されている。   In any of the above modes, the image signal output from the image composition unit 6 is input to the display unit 7 and the storage unit 8. The display unit 7 displays an image based on the input image signal. The storage unit 8 stores the input image signal as image data. The storage unit 8 stores programs and parameters for executing various controls performed by the control unit 9. In addition, a predetermined zoom position (to be described later) for determining the above-described image processing mode is also stored.

ズーム入力手段10は、使用者の希望するズーム位置を入力する端末装置であり、入力されたズーム位置に応じた信号を制御部9に出力する。このズーム入力手段10には、周知のものが適用される。   The zoom input means 10 is a terminal device that inputs a zoom position desired by the user, and outputs a signal corresponding to the input zoom position to the control unit 9. As this zoom input means 10, a known one is applied.

制御部9はズーム入力手段10により設定される入力ズーム位置に基づいて、主眼1や画像合成部6等に対して上述の画像処理モードに係る処理を行う。この処理について、図3のフローチャートを参照して説明する。   Based on the input zoom position set by the zoom input means 10, the control unit 9 performs processing related to the above-described image processing mode on the main eye 1, the image composition unit 6, and the like. This process will be described with reference to the flowchart of FIG.

まず、使用者の操作により、ズーム入力手段10からズーム位置が入力される(ステップS1)と、制御部9は、この入力されたズーム位置と、記憶部8に予め記憶されていた所定のズーム位置とを比較する(ステップS2)。この比較において、入力されたズーム位置が所定のズーム位置よりもテレ側にある場合(ステップS2でYES)、処理はステップS3へ移り、テレ処理モードが実行される。一方、入力されたズーム位置が所定のズーム位置よりもワイド側にある場合(ステップS2でNO)、処理はステップS6に移り、ワイド処理モードが実行される。   First, when a zoom position is input from the zoom input means 10 by a user's operation (step S1), the control unit 9 performs the input zoom position and a predetermined zoom stored in the storage unit 8 in advance. The position is compared (step S2). In this comparison, when the input zoom position is on the tele side with respect to the predetermined zoom position (YES in step S2), the process proceeds to step S3, and the tele processing mode is executed. On the other hand, when the input zoom position is on the wide side with respect to the predetermined zoom position (NO in step S2), the process proceeds to step S6, and the wide processing mode is executed.

上述の通り、ステップS3からはテレ処理モードが実行される。まず、ステップS3において、制御部9は、主眼1のズーム位置を、ズーム入力手段10から入力されたズーム位置に設定する。次に、制御部9は、撮像素子3R、3L、信号処理部4R、4L、台形補正部5R、5Lの動作を止める(ステップS4)。ここで、撮像素子3R、3L、信号処理部4R、4L、台形補正部5R、5Lは制御部9からの制御信号により、動作するか否かを制御する機構を備えているものとする。例えば駆動電源又は動作クロックを制御部9にてON/OFFできる機構にしてもよいし、動作モードの切替機構を備えていてもよい。   As described above, the tele processing mode is executed from step S3. First, in step S <b> 3, the control unit 9 sets the zoom position of the main eye 1 to the zoom position input from the zoom input unit 10. Next, the control unit 9 stops the operations of the image sensors 3R and 3L, the signal processing units 4R and 4L, and the trapezoid correction units 5R and 5L (step S4). Here, it is assumed that the image pickup devices 3R and 3L, the signal processing units 4R and 4L, and the trapezoid correction units 5R and 5L have a mechanism for controlling whether or not to operate according to a control signal from the control unit 9. For example, a mechanism capable of turning on / off the drive power supply or the operation clock by the control unit 9 may be used, or an operation mode switching mechanism may be provided.

次にステップS5にて、制御部9は、テレ処理モードで画像処理を行うよう画像合成部6に制御信号を送る。これに応じて画像合成部6は、信号処理部4Cからの画像信号のみを使用して所望の解像度の画像を出力し、一連の処理を終了する。   Next, in step S5, the control unit 9 sends a control signal to the image composition unit 6 so as to perform image processing in the tele processing mode. In response to this, the image synthesizing unit 6 outputs an image having a desired resolution using only the image signal from the signal processing unit 4C, and ends the series of processes.

一方、ステップS6からはワイド処理モードが実行される。まず、ステップS6において、制御部9は、主眼1のズーム位置をワイド端に設定する。次に制御部9は、撮像素子3R、3L、信号処理部4R、4L、台形補正部5R、5Lを動作させ、各光学系1、2R、2Lからの画像を得ると共に、固定焦点レンズ光学系2R、2Lによって得られた各画像に対しては上述の台形補正を行う(ステップS7)。   On the other hand, the wide processing mode is executed from step S6. First, in step S6, the control unit 9 sets the zoom position of the main eye 1 to the wide end. Next, the control unit 9 operates the image pickup devices 3R and 3L, the signal processing units 4R and 4L, and the trapezoid correction units 5R and 5L to obtain images from the optical systems 1, 2R, and 2L, and the fixed focus lens optical system. The above trapezoidal correction is performed on each image obtained by 2R and 2L (step S7).

更にステップS8にて、制御部9は、ワイド処理モードで画像処理を行うよう画像合成部6に制御信号を送る。また、これに併せて、制御部9は画像合成部6に、ズーム入力手段10から入力されたズーム位置に基づいて、生成した合成画像内の切り出す領域を指示する切り出し信号も送る。画像合成部6は、台形補正部5R、5L及び信号処理部4Cからの各画像を合成し、この合成画像から、切り出し信号に応じた位置及び視野角の領域を切り出し、所望の解像度になるように拡大、縮小を行って出力する。   In step S8, the control unit 9 sends a control signal to the image composition unit 6 so as to perform image processing in the wide processing mode. At the same time, the control unit 9 also sends to the image composition unit 6 a cutout signal for instructing a region to be cut out in the generated composite image based on the zoom position input from the zoom input means 10. The image synthesis unit 6 synthesizes the images from the trapezoid correction units 5R and 5L and the signal processing unit 4C, and cuts out a region having a position and a viewing angle corresponding to the cut-out signal from the synthesized image so as to obtain a desired resolution. The image is output after being enlarged or reduced.

本実施形態の複眼撮像装置によれば、テレ側では光学ズームを用いた高画質な画像、ワイド側は複眼を用いた広角且つ高画質な画像を得ることができる。   According to the compound eye imaging device of the present embodiment, a high-quality image using optical zoom can be obtained on the telephoto side, and a wide-angle and high-quality image using compound eyes can be obtained on the wide side.

また、テレ側撮影時は固定焦点レンズ光学系を用いた撮像を停止することにより複眼撮像装置全体の消費電力を低減できる。   Further, the power consumption of the entire compound-eye imaging device can be reduced by stopping the imaging using the fixed-focus lens optical system during telephoto shooting.

なお、本実施形態の複眼撮像装置は3眼に限定されない。例えば図4のように主眼1Cを取り囲むように左上、右上、左下、右下に固定焦点レンズ2a、2b、2c、2dを配置した計5眼の光学系から構成してもよいし、それ以外の個数でもよい。   Note that the compound eye imaging device of the present embodiment is not limited to three eyes. For example, as shown in FIG. 4, it may be composed of a five-lens optical system in which fixed focus lenses 2a, 2b, 2c, and 2d are arranged at the upper left, upper right, lower left, and lower right so as to surround the main eye 1C. May be the number.

また、各光学系1、2R、2Lに歪曲収差がある場合、各信号処理部4C、4R、4Lにおいて歪曲収差の補正を行ってから台形補正及び画像合成を行ってもよい。   In addition, when each optical system 1, 2R, 2L has distortion, the signal processing units 4C, 4R, 4L may correct the distortion before performing trapezoidal correction and image synthesis.

更にまた、上記の説明では、主眼1のワイド端と固定焦点レンズ光学系の焦点距離が等しいとしたが、これらの焦点距離は異なっていてもよい。この場合でも、台形補正部5R、5L若しくは画像合成部6にて1枚の広角画像に合成することは可能である。   Furthermore, in the above description, the focal lengths of the wide end of the main eye 1 and the fixed focus lens optical system are equal, but these focal lengths may be different. Even in this case, the keystone correction units 5R and 5L or the image synthesis unit 6 can synthesize the single wide-angle image.

本発明によれば、安価で高画質、低消費電力なズーム機能付きデジタルスチルカメラやデジタルビデオカメラ等の複眼撮像装置が実現できる。   According to the present invention, a compound-eye imaging device such as a digital still camera or a digital video camera with a zoom function that is inexpensive, has high image quality, and consumes low power can be realized.

1・・・ズームレンズ光学系、 2R、2L、2a、2b、2c、2d・・・固定焦点レンズ光学系、3C、3R、3L・・・撮像素子、4C、4R、4L・・・信号処理部、5R、5L・・・台形補正部、6・・・画像合成部、7・・・表示部、8・・・記憶部、9・・・制御部、10・・・ズーム入力手段、AC、AR、AL・・・レンズ光学系の被写視野角、SC、SL、SR・・・撮像画像、BL、BR・・・ブレンド領域(ブレンド領域)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Zoom lens optical system, 2R, 2L, 2a, 2b, 2c, 2d ... Fixed focus lens optical system, 3C, 3R, 3L ... Imaging element, 4C, 4R, 4L ... Signal processing , 5R, 5L ... trapezoid correction unit, 6 ... image composition unit, 7 ... display unit, 8 ... storage unit, 9 ... control unit, 10 ... zoom input means, AC AR, AL: Viewing angle of field of lens optical system, SC, SL, SR: Captured image, BL, BR: Blend area (blend area)

Claims (3)

ズームレンズ光学系と、
前記ズームレンズ光学系の周囲に設置された複数の固定焦点レンズ光学系と、
前記複数の固定焦点レンズ光学系によって撮影した各画像を台形補正する台形処理部と、
入力されたズーム位置が所定のズーム位置よりもテレ側にある場合は、前記入力ズーム位置を前記ズームレンズ光学系のズーム位置に設定し、入力されたズーム位置が所定のズーム位置よりもワイド側にある場合、前記ズームレンズ光学系のズーム位置をワイド端に設定する制御部と、
設定された前記ズーム位置が前記所定のズーム位置よりもテレ側にある場合は、前記ズームレンズ光学系によって撮影した画像から、設定されたズーム位置に基づく視野角の画像を作成し、設定された前記ズーム位置が前記所定のズーム位置よりもワイド側にある場合は、前記ズームレンズ光学系によって撮影した画像と前記台形処理部によって台形補正された画像とを合成し、その合成画像から設定されたズーム位置に基づく視野角の画像を作成する画像合成部と
を備え、
前記複数の固定焦点レンズ光学系の視野は、前記ズームレンズ光学系における前記ワイド端の視野の一部と重畳していることを特徴とする複眼撮像装置。
Zoom lens optics,
A plurality of fixed focus lens optical systems installed around the zoom lens optical system;
A trapezoid processing unit that corrects a keystone of each image captured by the plurality of fixed focus lens optical systems;
If the input zoom position is on the tele side of the predetermined zoom position, the input zoom position is set to the zoom position of the zoom lens optical system, and the input zoom position is wider than the predetermined zoom position. A control unit for setting the zoom position of the zoom lens optical system to the wide end;
When the set zoom position is on the tele side with respect to the predetermined zoom position, an image with a viewing angle based on the set zoom position is created from the image photographed by the zoom lens optical system and set. When the zoom position is wider than the predetermined zoom position, the image captured by the zoom lens optical system and the image corrected by the trapezoid processing unit are combined and set from the combined image. An image composition unit that creates an image of a viewing angle based on the zoom position,
The compound-eye imaging apparatus, wherein a field of view of the plurality of fixed focus lens optical systems overlaps a part of the field of view at the wide end in the zoom lens optical system.
前記ズームレンズ光学系の前記ワイド端における焦点距離は、前記複数の固定焦点レンズ光学系の各焦点距離と等しいことを特徴とする請求項1に記載の複眼撮像装置。
2. The compound eye imaging apparatus according to claim 1, wherein a focal length at the wide end of the zoom lens optical system is equal to each focal length of the plurality of fixed focus lens optical systems.
入力されたズーム位置が、前記所定のズーム位置よりもテレ側にある場合、前記制御部は前記複数の固定焦点レンズ光学系を用いた撮像を停止することを特徴とする請求項1または2に記載の複眼撮像装置。   3. The control unit according to claim 1, wherein when the input zoom position is on a tele side with respect to the predetermined zoom position, the control unit stops imaging using the plurality of fixed focus lens optical systems. The compound eye imaging device described.
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