JP2015095857A - Imaging apparatus - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus capable of obtaining an image without discomfort in accordance with a subject.SOLUTION: A digital camera which converts an optical image formed through an imaging lens 104 to an image signal by an imaging device 103 comprises an image processor 108 which corrects a distortion aberration characteristic to the imaging lens 104 by image processing. The image processor 108 varies a correction amount to use to correct the distortion aberration, in accordance with the focal distance of the imaging lens 104 and the incident angle of a beam from the subject to the imaging lens 104.

Description

本発明は、撮像装置に関し、特に、撮像レンズに固有の歪曲収差を画像処理により補正する技術に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus, and more particularly to a technique for correcting distortion inherent in an imaging lens by image processing.

撮像装置では、撮像レンズに固有の歪曲収差により、撮像された画像の結像倍率が撮像画面の像高により変化するため、撮像された画像が歪む現象が生じる。これに対して、撮像された画像に画像処理を行うデジタルカメラ等の撮像装置では、撮像レンズに固有の歪曲収差を補正する画像処理を行うことによって、歪曲収差を低減した画像を得ている(特許文献1,2参照)。   In the imaging apparatus, the imaging magnification of the captured image changes depending on the image height of the imaging screen due to distortion inherent in the imaging lens, and thus a phenomenon occurs in which the captured image is distorted. On the other hand, in an imaging device such as a digital camera that performs image processing on a captured image, an image with reduced distortion is obtained by performing image processing for correcting distortion inherent in the imaging lens ( (See Patent Documents 1 and 2).

特開2008−244803号公報JP 2008-244803 A 特開2010−226157号公報JP 2010-226157 A

しかしながら、上記の従来技術のような画像処理によって撮像レンズに固有の歪曲収差を補正する場合、平面的な被写体であれば画像の歪みを低減することができるが、被写体が立体的であると、立体的な被写体に特有な歪みが発生してしまう。特に、撮像レンズの広角位置での大きな樽型の歪曲収差を補正したときには、平面の直線物は良好な画像が得られるが、立体物については広角歪みと呼ばれる画像の歪みが発生する。この広角歪みは、画面の周辺部の被写体が画面の像高方向に引き伸ばされて撮影される現象であり、特に人の顔等が被写体の場合に、引きの伸ばされた違和感のある画像になってしまう。その具体例について、図4を参照して説明する。   However, when correcting distortion inherent in the imaging lens by image processing such as the above-described prior art, it is possible to reduce image distortion if it is a planar subject, but if the subject is three-dimensional, Distortion peculiar to a three-dimensional subject occurs. In particular, when a large barrel distortion at the wide-angle position of the imaging lens is corrected, a good image can be obtained with a planar straight object, but an image distortion called wide-angle distortion occurs with a three-dimensional object. This wide-angle distortion is a phenomenon in which the subject at the periphery of the screen is stretched and photographed in the image height direction of the screen. End up. A specific example will be described with reference to FIG.

図4(A)は、歪曲収差が良好に補正された従来例に係る画像の一例である。図4(A)では、平面的な直線上の形状は良好に補正されているが、画面周辺部の人物の顔のような立体物には、広角歪が発生し違和感のある画像となっていることがわかる。また、図4(B)は、樽型の歪曲収差がある従来例に係る画像の一例である。図4(B)では、平面的な直線上の形状が歪んでしまっていることで違和感のある画像となっているが、画面周辺部の人物の顔のような立体物には広角歪が発生せず、その結果、人物の顔には違和感のない画像となっている。   FIG. 4A is an example of an image according to a conventional example in which distortion is favorably corrected. In FIG. 4A, the shape on the planar straight line is corrected well, but a three-dimensional object such as a person's face in the periphery of the screen has a wide-angle distortion and an uncomfortable image. I understand that. FIG. 4B is an example of an image according to a conventional example having barrel distortion. In FIG. 4 (B), the shape on the plane straight line is distorted, resulting in an uncomfortable image, but wide-angle distortion occurs in a three-dimensional object such as a human face around the screen. As a result, the image of the person's face is not uncomfortable.

本発明は、被写体に応じて違和感のない画像を得ることができる撮像装置を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an imaging apparatus capable of obtaining an image without a sense of incongruity according to a subject.

本発明に係る撮像装置は、撮像レンズを通して結像する光学像を撮像素子により画像信号に変換する撮像装置であって、前記撮像レンズに固有の歪曲収差を画像処理により補正する補正手段を備え、前記補正手段は、前記撮像レンズの焦点距離と被写体から前記撮像レンズへの光束の入射角とに応じて、前記歪曲収差を補正する際に用いる補正量を変えることを特徴とする。   An image pickup apparatus according to the present invention is an image pickup apparatus that converts an optical image formed through an image pickup lens into an image signal using an image pickup element, and includes a correction unit that corrects distortion inherent in the image pickup lens by image processing. The correction means changes a correction amount used when correcting the distortion according to a focal length of the imaging lens and an incident angle of a light beam from a subject to the imaging lens.

本発明によれば、撮像レンズの焦点距離と被写体から撮像レンズへの光束の入射角とに応じて、撮像レンズに固有の歪曲収差を画像処理により補正する際の補正量を変える。これにより、被写体に応じて違和感のない良好な画像を得ることができる。   According to the present invention, the amount of correction for correcting distortion inherent in the imaging lens by image processing is changed according to the focal length of the imaging lens and the incident angle of the light beam from the subject to the imaging lens. As a result, it is possible to obtain a good image without a sense of incongruity depending on the subject.

本発明の実施形態に係る撮像装置の一例であるデジタルカメラの構成を示すブロック図である。1 is a block diagram illustrating a configuration of a digital camera that is an example of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. 図1のデジタルカメラが備える撮像レンズの歪曲収差と広角歪を模式的に示す図である。It is a figure which shows typically the distortion aberration and wide angle distortion of an imaging lens with which the digital camera of FIG. 1 is provided. 本実施形態での被写体及び被写体距離と歪曲収差との関係を表す図であり、(B),(C)が適切な補正例であり、(A),(D)は適切ではない補正例である。It is a figure showing the relationship between the to-be-photographed object and to-be-photographed object distance in this embodiment, and a distortion aberration, (B), (C) is an appropriate correction example, (A), (D) is an inadequate correction example. is there. 歪曲収差が良好に補正された従来例に係る画像の一例と、樽型の歪曲収差がある従来例に係る画像の一例である。It is an example of the image which concerns on the conventional example in which distortion was correct | amended favorably, and an example of the image which concerns on a conventional example with barrel-shaped distortion.

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。ここでは、本発明に係る撮像装置として、所謂、デジタルカメラを取り上げることとする。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Here, a so-called digital camera is taken up as the imaging apparatus according to the present invention.

<撮像装置の構成>
図1は、本発明の実施形態に係るデジタルカメラの構成を示すブロック図である。デジタルカメラは、操作部101、制御部102、撮像素子103、撮像レンズ104、絞り105、シャッタ106、A/D変換部107、画像処理部108及びEVF表示部109を備える。また、デジタルカメラは、フォーマット変換部110、画像記憶部111、外部接続部112、AF処理部113及びAE処理部114を備える。
<Configuration of imaging device>
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a digital camera according to an embodiment of the present invention. The digital camera includes an operation unit 101, a control unit 102, an imaging element 103, an imaging lens 104, an aperture 105, a shutter 106, an A / D conversion unit 107, an image processing unit 108, and an EVF display unit 109. The digital camera also includes a format conversion unit 110, an image storage unit 111, an external connection unit 112, an AF processing unit 113, and an AE processing unit 114.

操作部101は、デジタルカメラの操作者がデジタルカメラに対して各種の指示を入力するために操作するスイッチやボタン等によって構成されており、シャッタスイッチを含む。制御部102は、CPU、ROM、RAM等で構成されており、デジタルカメラの全体的制御を行う。また、制御部102は、画像処理部108から出力されるデジタル画像信号を用いて、撮像画面に含まれている人物の顔を検出する顔検出機能と、建築物や植物等の形状を検出する形状検出機能を有する。なお、顔検出や形状検出には、周知の判定技術が用いられ、ここでの詳細な説明は省略する。   The operation unit 101 includes switches, buttons, and the like that are operated by an operator of the digital camera to input various instructions to the digital camera, and includes a shutter switch. The control unit 102 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and performs overall control of the digital camera. In addition, the control unit 102 uses the digital image signal output from the image processing unit 108 to detect the face of a person included in the imaging screen and the shape of a building or a plant. It has a shape detection function. Note that a well-known determination technique is used for face detection and shape detection, and detailed description thereof is omitted here.

撮像レンズ104、絞り105及びシャッタ106を通して入射される光束(被写体からの反射光)は、撮像素子103の結像面に光学像として結像する。なお、撮像レンズ104は、フォーカスレンズ、ズームレンズ、ぶれ補正レンズ等の複数のレンズを含む。撮像素子103は、CCDセンサやCMOSセンサ等のイメージセンサであり、光電変換により光学像の光量に応じた電荷を出力する。A/D変換部107は、撮像素子103から出力されたアナログ画像信号に対して、サンプリングやゲイン調整、A/D変換等を行い、デジタル画像信号として出力する。   A light beam (reflected light from a subject) incident through the imaging lens 104, the diaphragm 105 and the shutter 106 forms an optical image on the imaging surface of the imaging element 103. Note that the imaging lens 104 includes a plurality of lenses such as a focus lens, a zoom lens, and a shake correction lens. The image sensor 103 is an image sensor such as a CCD sensor or a CMOS sensor, and outputs a charge corresponding to the light amount of the optical image by photoelectric conversion. The A / D conversion unit 107 performs sampling, gain adjustment, A / D conversion, and the like on the analog image signal output from the image sensor 103, and outputs the digital image signal.

画像処理部108は、A/D変換部107から出力されたデジタル画像信号に対して各種の画像処理を施し、処理されたデジタル画像信号を出力する。画像処理部108は、例えば、A/D変換部107からのデジタル画像信号の領域ごとに、コントラスト値に基づくAF評価値を算出する。画像処理部108は、デジタル画像信号のそれぞれの領域に対して、このAF評価値が最大値となるときのフォーカスレンズの位置から、各領域における被写体までの距離(被写体距離)の測定を行うことができる。また、画像処理部108は、A/D変換部107からのデジタル画像信号に対して、被写体に応じたホワイトバランス調整等の画像処理、撮像レンズ104に固有の歪曲収差を補正する画像処理を行う。なお、撮像レンズ104に固有の歪曲収差を補正するための補正量は、ズーム停止位置に対して予め制御部102のRAM等に記憶されている。   The image processing unit 108 performs various types of image processing on the digital image signal output from the A / D conversion unit 107, and outputs the processed digital image signal. For example, the image processing unit 108 calculates an AF evaluation value based on the contrast value for each region of the digital image signal from the A / D conversion unit 107. The image processor 108 measures the distance (subject distance) from the position of the focus lens when the AF evaluation value is the maximum value to the subject in each region (subject distance) for each region of the digital image signal. Can do. The image processing unit 108 performs image processing such as white balance adjustment according to the subject and image processing for correcting distortion inherent in the imaging lens 104 on the digital image signal from the A / D conversion unit 107. . A correction amount for correcting distortion inherent in the imaging lens 104 is stored in advance in the RAM or the like of the control unit 102 with respect to the zoom stop position.

EVF表示部109は、小型液晶パネル等で構成されており、画像処理部108による処理済みの画像データに従った画像を表示する。フォーマット変換部110は、画像処理部108から出力されたデジタル画像信号(画像データ)のフォーマットをJPEGやMPEG等のフォーマットに変換し、画像記憶部111に出力する。画像記憶部111は、フォーマット変換部110から受信したフォーマット変換済みの画像データを、デジタルカメラが備える不図示のメモリや、デジタルカメラに装着された不図示の外部メモリ等に記憶する処理を行う。外部接続部112は、不図示の外部装置と接続するためのインタフェースであり、例えば、USB端子である。なお、外部装置としては、例えば、パーソナルコンピュータやプリンタが挙げられる。   The EVF display unit 109 is composed of a small liquid crystal panel or the like, and displays an image according to the image data processed by the image processing unit 108. The format conversion unit 110 converts the format of the digital image signal (image data) output from the image processing unit 108 into a format such as JPEG or MPEG, and outputs it to the image storage unit 111. The image storage unit 111 performs processing for storing the image data that has undergone format conversion received from the format conversion unit 110 in a memory (not shown) provided in the digital camera, an external memory (not shown) attached to the digital camera, or the like. The external connection unit 112 is an interface for connecting to an external device (not shown), and is, for example, a USB terminal. Examples of the external device include a personal computer and a printer.

<撮影動作>
次に、デジタルカメラによる撮像動作について説明する。ここでは、小型液晶パネルに被写体をリアルタイムに表示するライブビューを実行することによって被写体を確認しながら撮影を行う場合について説明する。
<Shooting operation>
Next, the imaging operation by the digital camera will be described. Here, a case will be described in which shooting is performed while confirming a subject by executing a live view that displays the subject in real time on a small liquid crystal panel.

先ず、制御部102は、操作部101に含まれる電源スイッチがオンされたことを検知すると、デジタルカメラを構成する各部に電源を供給する。これにより、シャッタ106が開き、撮像レンズ104、絞り105及びシャッタ106を介して光束が撮像素子103へ入射する。制御部102は、撮像素子103に溜まった電荷を一定の時間間隔で読み出す。撮像素子103から読み出されたアナログ電気信号は、A/D変換部107に入力され、A/D変換部107は、受信したアナログ画像信号に対して、サンプリングやゲイン調整、A/D変換等を行ったデジタル画像信号を画像処理部108に対して出力する。   First, when the control unit 102 detects that a power switch included in the operation unit 101 is turned on, the control unit 102 supplies power to each unit constituting the digital camera. As a result, the shutter 106 is opened, and the light beam enters the image sensor 103 via the imaging lens 104, the aperture 105, and the shutter 106. The control unit 102 reads out the electric charge accumulated in the image sensor 103 at regular time intervals. The analog electrical signal read from the image sensor 103 is input to the A / D conversion unit 107. The A / D conversion unit 107 performs sampling, gain adjustment, A / D conversion, and the like on the received analog image signal. The digital image signal that has been subjected to is output to the image processing unit 108.

画像処理部108は、受信したデジタル画像信号を用いて、被写体距離の測定を行う。また、画像処理部108は、受信したデジタル画像信号に対して、被写体に応じた適正なホワイトバランス等の画像処理、撮像レンズ104に固有の歪曲収差を補正する画像処理等の各種画像処理を行う。そして、画像処理部108は、処理済みのデジタル画像信号をEVF表示部109に出力する。これにより、EVF表示部109に被写体が表示される。なお、本実施形態では、画像処理部108は、ズーム位置や被写体距離、被写体が変わった場合に、歪曲収差の補正量を変える。   The image processing unit 108 measures the subject distance using the received digital image signal. Further, the image processing unit 108 performs various kinds of image processing such as image processing such as appropriate white balance according to the subject and image processing for correcting distortion inherent in the imaging lens 104 on the received digital image signal. . Then, the image processing unit 108 outputs the processed digital image signal to the EVF display unit 109. As a result, the subject is displayed on the EVF display unit 109. In the present embodiment, the image processing unit 108 changes the distortion aberration correction amount when the zoom position, the subject distance, or the subject changes.

制御部102は、画像処理部108によって取得された画像に基づき、被写体にピントを合わせるべく撮像レンズ104を動作させるようにAF処理部113を制御する。また、制御部102は、小型液晶パネルに適切な画像を表示すべく絞り105を動作させるようにAE処理部114を制御する。制御部102は、シャッタスイッチが半押しされたことを示す信号を操作部101から受けるまで上記の処理を繰り返す。   The control unit 102 controls the AF processing unit 113 to operate the imaging lens 104 to focus on the subject based on the image acquired by the image processing unit 108. In addition, the control unit 102 controls the AE processing unit 114 so as to operate the aperture 105 so as to display an appropriate image on the small liquid crystal panel. The control unit 102 repeats the above processing until receiving a signal from the operation unit 101 indicating that the shutter switch is half-pressed.

制御部102は、シャッタスイッチが半押しされたことを示す信号を操作部101から受信すると、AF処理部113とAE処理部114とを通して、その時点における画像を用いてAF処理とAE処理を行い、撮影に最適なピントと露出条件を取得する。制御部102は、シャッタスイッチが全押しされたことを示す信号を検知するまで前記の処理を繰り返す。   When the control unit 102 receives a signal indicating that the shutter switch has been half-pressed from the operation unit 101, the control unit 102 performs AF processing and AE processing using the image at that time through the AF processing unit 113 and the AE processing unit 114. Get the best focus and exposure conditions for shooting. The control unit 102 repeats the above processing until it detects a signal indicating that the shutter switch has been fully pressed.

制御部102は、シャッタスイッチが全押しされたことを示す信号を操作部101から受信すると、撮像素子103に対して設定された露光条件で露光を行い、こうして、撮像素子103からA/D変換部107へアナログ画像信号が出力される。A/D変換部107は、受信したアナログ画像信号に対してサンプリングやゲイン調整、A/D変換等を行い、処理済みのデジタル画像信号を画像処理部108へ出力する。画像処理部108は、受信したデジタル画像信号に対して、撮影条件に対応したホワイトバランスや撮像レンズ104に固有の歪曲収差を補正する画像処理等の各種の画像処理を行い、処理済みのデジタル画像信号をフォーマット変換部110へ出力する。このとき、被写体及び被写体距離に応じて、撮像レンズ104に固有な歪曲収差を最適な補正量で補正することにより、被写体に応じた違和感のない良好な画像を得ることができる。   When the control unit 102 receives a signal indicating that the shutter switch has been fully pressed from the operation unit 101, the control unit 102 performs exposure under the exposure conditions set for the image sensor 103, and thus performs A / D conversion from the image sensor 103. An analog image signal is output to the unit 107. The A / D conversion unit 107 performs sampling, gain adjustment, A / D conversion, and the like on the received analog image signal, and outputs the processed digital image signal to the image processing unit 108. The image processing unit 108 performs various types of image processing such as white balance corresponding to shooting conditions and image processing for correcting distortion aberration inherent to the imaging lens 104 on the received digital image signal, and the processed digital image The signal is output to the format conversion unit 110. At this time, by correcting the distortion aberration inherent to the imaging lens 104 with an optimal correction amount according to the subject and the subject distance, it is possible to obtain a good image without a sense of incongruity according to the subject.

フォーマット変換部110は、受信したデジタル画像信号(画像データ)のフォーマットをJPEGやMPEG等のフォーマットに変換し、画像記憶部111に出力する。画像記憶部111は、受信した画像データを不図示のメモリ等に記憶する処理を行う。   The format conversion unit 110 converts the format of the received digital image signal (image data) into a format such as JPEG or MPEG, and outputs it to the image storage unit 111. The image storage unit 111 performs processing for storing the received image data in a memory (not shown) or the like.

<歪曲収差補正>
次に、撮像レンズ104に固有な歪曲収差を補正するための補正量を被写体及び被写体距離に応じて変えることにより、被写体に応じて違和感のない良好な画像を得る方法について説明する。
<Distortion correction>
Next, a description will be given of a method of obtaining a good image without a sense of incongruity according to a subject by changing a correction amount for correcting distortion inherent in the imaging lens 104 according to the subject and subject distance.

図2は、撮像レンズ104の歪曲収差と広角歪を模式的に示す図である。通常、撮像画像の像高を“y”とし、被写体から撮像レンズ104への入射角を“θ”とし、撮像レンズ104の焦点距離を“f”とすると、式“y=f・tanθ”となる正射影と呼ばれる射影方式が用いられる。この射影方式では、撮像レンズ104の歪曲収差を無くして、平面的な被写体を歪みなく撮影することができる。しかしながら、立体物を撮影する場合には、広角歪という歪みが発生してしまう。   FIG. 2 is a diagram schematically showing distortion and wide-angle distortion of the imaging lens 104. Usually, when the image height of the captured image is “y”, the incident angle from the subject to the imaging lens 104 is “θ”, and the focal length of the imaging lens 104 is “f”, the expression “y = f · tan θ” is obtained. A projection method called orthographic projection is used. In this projection method, it is possible to take a planar subject without distortion by eliminating the distortion aberration of the imaging lens 104. However, when photographing a three-dimensional object, distortion called wide-angle distortion occurs.

撮像レンズ104による歪曲収差がない場合の理想像高“h”は、“h=β・H”で表される。ここで“β”は、撮像レンズ104の横倍率であり、“H”は被写体の高さである。なお、“h=β・H=f・tanθ”となる。一方、撮像レンズ104による歪曲収差がある場合の像高“j”は、“j=β・(1+δ)・H”となる。ここで、“δ”は、撮像レンズ104の歪曲収差である。   The ideal image height “h” when there is no distortion due to the imaging lens 104 is represented by “h = β · H”. Here, “β” is the lateral magnification of the imaging lens 104, and “H” is the height of the subject. Note that “h = β · H = f · tan θ”. On the other hand, the image height “j” when there is distortion due to the imaging lens 104 is “j = β · (1 + δ) · H”. Here, “δ” is a distortion aberration of the imaging lens 104.

被写体側での球体状の被写体の直径の長さを“L”とした場合、像側では撮像レンズ104の歪曲によって、像高方向の長さが“Lm”になり、像高方向と直交する方向の長さが“Ls”となる。像高方向の長さ“Lm”と、像高方向と垂直方向の長さ“Ls”が等しくない場合には、どちらかの方向に画像が伸びる又は縮む現象が生じ、これが広角歪と呼ばれる。広角歪は、“広角歪=(Lm−Ls)/Ls”で表すことができ、したがって、被写体側で球体状の被写体が像側で球体状に違和感なく写るためには、“Lm−Ls=0”、つまり、広角歪が“0(ゼロ)”となることが望ましい。   When the diameter of the spherical subject on the subject side is “L”, the length in the image height direction becomes “Lm” due to distortion of the imaging lens 104 on the image side, and is orthogonal to the image height direction. The length in the direction is “Ls”. If the length “Lm” in the image height direction and the length “Ls” in the image height direction and the vertical direction are not equal, a phenomenon occurs in which the image expands or contracts in either direction, which is called wide-angle distortion. The wide-angle distortion can be expressed by “wide-angle distortion = (Lm−Ls) / Ls”. Therefore, in order for a spherical object on the object side to appear in a spherical shape on the image side, “Lm−Ls = It is desirable that the wide-angle distortion is “0”, that is, “0 (zero)”.

広角歪を“0”にする条件は、像高方向の歪曲を“δ(h)”とし、像高方向と直交する方向の歪曲を“δ´(h)”としたときに、“(1/cosθ)・[h・δ´(h)/(1+δ(h))+1]=1”の関係が満たされることである。この式から、“δ(h)=−tan2(θ/2)”となり、“y=2f・tan(θ/2)”を算出することができる。このような広角歪を無くすような射影方式は、立体射影と呼ばれる。   The condition for setting the wide angle distortion to “0” is “(1) when the distortion in the image height direction is“ δ (h) ”and the distortion in the direction perpendicular to the image height direction is“ δ ′ (h) ”. / Cos θ) · [h · δ ′ (h) / (1 + δ (h)) + 1] = 1 ″ is satisfied. From this equation, “δ (h) = − tan 2 (θ / 2)”, and “y = 2f · tan (θ / 2)” can be calculated. A projection method that eliminates such wide-angle distortion is called three-dimensional projection.

以上のことから、撮像レンズ104に固有の歪曲収差の補正する場合に、“y=f・tanθ”の条件を満足する補正を行うことで、歪曲収差を補正することができる。また、“y=2f・tan(θ/2)”の条件を満足する補正を行うことで、広角歪を補正することができる。   From the above, when correcting distortion inherent in the imaging lens 104, the distortion can be corrected by performing correction that satisfies the condition of “y = f · tan θ”. Further, wide angle distortion can be corrected by performing correction that satisfies the condition of “y = 2f · tan (θ / 2)”.

次に、被写体及び被写体距離と歪曲収差による画像の見え方と歪曲収差の補正について説明する。図3は、被写体及び被写体距離と歪曲収差との関係を表す図であり、(B),(C)が適切な補正例であり、(A),(D)は適切ではない補正例である。   Next, a description will be given of how an image is seen and distortion correction based on the subject, the subject distance, and distortion. FIG. 3 is a diagram illustrating the relationship between the subject, the subject distance, and the distortion, in which (B) and (C) are appropriate correction examples, and (A) and (D) are incorrect correction examples. .

図3(A)は、人物の顔等の立体物が主要被写体であり、主要被写体がデジタルカメラから比較的近い距離にあり、且つ、撮像画面内で一定の大きさを持つ場合の例であり、歪曲収差が正射影の場合には、撮影される画像に広角歪によって違和感が生じる。この場合、図3(B)に示すように、画像の歪曲収差の補正を立体射影となるように行う。これにより、背景は歪曲収差により歪むが、主要被写体である人物の顔には、広角歪が無くなり、したがって、違和感をなくすことができる。   FIG. 3A shows an example in which a three-dimensional object such as a person's face is a main subject, the main subject is at a relatively close distance from the digital camera, and has a certain size in the imaging screen. When the distortion is an orthographic projection, a sense of incongruity is generated in the captured image due to wide-angle distortion. In this case, as shown in FIG. 3B, the distortion of the image is corrected so as to be a three-dimensional projection. As a result, the background is distorted due to distortion, but the wide-angle distortion is eliminated in the face of the person who is the main subject, and therefore, a sense of incongruity can be eliminated.

図3(C)は、人物の顔等の立体物が映り込んでいるが、この立体物が主要被写体ではなく、且つ、デジタルカメラから比較的遠い距離にあるために撮像画面内での大きさが小さい場合の例である。この場合、歪曲収差が正射影であれば、直線物は歪むことなく、また、撮影される人物の顔等の立体物の画像が画面内で小さいため、広角歪による画像全体としての違和感は殆どない。このように近い距離に主要な立体物の被写体がないにもかかわらず歪曲収差を立体射影にすると、図3(D)に示すように、平面物の歪曲収差による歪みにより直線物が曲がって見えることとなり、画像に違和感が生じる。このように、立体物が主要被写体ではなく、デジタルカメラから比較的遠い距離にあり、且つ、撮像画面内での大きさが小さい場合には、歪曲収差の補正を正射影となるように補正する。   In FIG. 3C, a three-dimensional object such as a person's face is reflected, but since this three-dimensional object is not the main subject and is at a relatively far distance from the digital camera, the size in the imaging screen is shown. This is an example of when is small. In this case, if the distortion is an orthographic projection, the straight object will not be distorted, and the image of a three-dimensional object such as a person's face to be photographed will be small on the screen. Absent. Even if there is no main three-dimensional object at such a short distance, if the distortion is made into a three-dimensional projection, a straight object appears to be bent due to distortion caused by the distortion of the flat object as shown in FIG. As a result, the image is uncomfortable. As described above, when the three-dimensional object is not the main subject but at a relatively far distance from the digital camera and the size in the imaging screen is small, the correction of the distortion aberration is corrected to be an orthogonal projection. .

このとき、被写体及び被写体距離と被写体の撮像画面内での大きさに応じて、歪曲収差の補正量に重み付けを行ってもよい。この場合、歪曲収差の補正量は、被写体及び被写体距離と、被写体の撮像画面内での大きさによって、正射影と立体射影との間となる(つまり、2f・tan(θ/2)≦y≦f・tanθ、の条件が満たされる)ように設定することが好ましい。   At this time, the distortion aberration correction amount may be weighted according to the subject, the subject distance, and the size of the subject in the imaging screen. In this case, the correction amount of the distortion aberration is between the orthogonal projection and the stereoscopic projection depending on the subject, the subject distance, and the size of the subject in the imaging screen (that is, 2f · tan (θ / 2) ≦ y). It is preferable to set so that the condition ≦ f · tan θ is satisfied.

デジタルカメラには、被写体の違いに応じた複数の撮影モードを有するものが多い。撮影モードとしては、例えば、ポートレート(人物)モード、風景モード、スポーツモード、花(マクロ)モード、夜景モード、花火モード等が挙げられる。このようなデジタルカメラにおいて、人物撮影等の立体物の被写体が近距離にあるシーンを想定した撮影モードが設定された場合には、常に立体射影となるように歪曲収差の補正を行うようにしてもよい。一方、風景撮影等のように平面物に近い被写体が遠距離にあるシーンを想定した撮影モードが設定された場合には、常に正射影となるように歪曲収差の補正を行うようにしてもよい。また、立体射影と正射影とを撮影者が選択できるようにしてもよい。   Many digital cameras have a plurality of shooting modes corresponding to different subjects. Examples of the shooting mode include a portrait (person) mode, a landscape mode, a sports mode, a flower (macro) mode, a night view mode, a fireworks mode, and the like. In such a digital camera, when a shooting mode is set assuming a scene in which a three-dimensional object such as a person is photographed at a short distance, the distortion aberration is corrected so that the stereoscopic projection is always performed. Also good. On the other hand, when a shooting mode is set that assumes a scene in which a subject close to a plane object is at a long distance, such as landscape shooting, distortion aberration correction may be performed so that the projection is always orthogonal. . Further, the photographer may be able to select a stereoscopic projection and an orthographic projection.

更に、上述した撮像画像の像高y、被写体から撮像レンズ104への入射角θ、撮像レンズ104の焦点距離fについて、“y≦2f・tan(θ/2)”の条件が満足されるように、デジタルカメラを設計することもできる。この場合、撮像レンズ104に固有の歪曲収差の補正は、像を拡大する方向にだけ補正すればよいので、補正回路及び補正処理を簡単にすることができる。   Further, the condition “y ≦ 2f · tan (θ / 2)” is satisfied with respect to the image height y of the captured image, the incident angle θ from the subject to the imaging lens 104, and the focal length f of the imaging lens 104. It is also possible to design a digital camera. In this case, correction of distortion aberration inherent to the imaging lens 104 need only be corrected in the direction of enlarging the image, so that the correction circuit and the correction process can be simplified.

以上の説明の通り、本発明によれば、撮像レンズ104に固有な歪曲収差を補正する歪曲収差の補正量を、被写体及び被写体距離に応じて変える。これにより、被写体に応じて違和感のない良好な画像を得ることができる。   As described above, according to the present invention, the amount of distortion correction for correcting distortion inherent in the imaging lens 104 is changed according to the subject and the subject distance. As a result, it is possible to obtain a good image without a sense of incongruity depending on the subject.

<その他の実施形態>
以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。さらに、上述した各実施形態は本発明の一実施形態を示すものにすぎず、各実施形態を適宜組み合わせることも可能である。
<Other embodiments>
Although the present invention has been described in detail based on preferred embodiments thereof, the present invention is not limited to these specific embodiments, and various forms within the scope of the present invention are also included in the present invention. included. Furthermore, each embodiment mentioned above shows only one embodiment of this invention, and it is also possible to combine each embodiment suitably.

例えば、上記実施形態では、撮像装置としてデジタルカメラを取り上げたが、本発明はこれに限定されるものではなく、撮像素子を用いたカメラ(撮像機能)を備えたその他の電子機器に適用することができる。即ち、本発明は、カメラを備える携帯電話やスマートフォン等の移動通信端末、カメラを備えるタブレットPCやノートPC、カメラを備える携帯ゲーム機等にも適用することができる。   For example, in the above-described embodiment, a digital camera is taken up as an imaging device. However, the present invention is not limited to this, and is applied to other electronic devices equipped with a camera (imaging function) using an imaging element. Can do. That is, the present invention can also be applied to mobile communication terminals such as mobile phones and smartphones equipped with cameras, tablet PCs and notebook PCs equipped with cameras, and portable game machines equipped with cameras.

本発明は以下の処理を実行することによっても実現される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェア(プログラム)をネットワーク又は各種記憶媒体を介してシステム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ(又はCPUやMPU等)がプログラムを読み出して実行する処理である。この場合、そのプログラム、及び該プログラムを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。   The present invention can also be realized by executing the following processing. That is, software (program) that realizes the functions of the above-described embodiments is supplied to a system or apparatus via a network or various storage media, and the computer (or CPU, MPU, etc.) of the system or apparatus reads out and executes the program. It is processing to do. In this case, the program and the storage medium storing the program constitute the present invention.

101 操作部
102 制御部
103 撮像素子
104 撮像レンズ
108 画像処理部
113 AF処理部
114 AE処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 Operation part 102 Control part 103 Image pick-up element 104 Imaging lens 108 Image processing part 113 AF process part 114 AE process part

Claims (8)

撮像レンズを通して結像する光学像を撮像素子により画像信号に変換する撮像装置であって、
前記撮像レンズに固有の歪曲収差を画像処理により補正する補正手段を備え、
前記補正手段は、前記撮像レンズの焦点距離と被写体から前記撮像レンズへの光束の入射角とに応じて、前記歪曲収差を補正する際に用いる補正量を変えることを特徴とする撮像装置。
An imaging device that converts an optical image formed through an imaging lens into an image signal by an imaging device,
Correction means for correcting distortion inherent in the imaging lens by image processing;
The image pickup apparatus, wherein the correction unit changes a correction amount used when correcting the distortion aberration according to a focal length of the image pickup lens and an incident angle of a light beam from a subject to the image pickup lens.
被写体までの距離を測定する測定手段を備え、
前記補正手段は、前記測定手段により測定された被写体距離に応じて前記補正量を変えることを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
Equipped with measuring means to measure the distance to the subject,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the correction unit changes the correction amount according to a subject distance measured by the measurement unit.
被写体までの距離を測定する測定手段と、
撮像画面内の顔を検出する顔検出手段とを備え、
前記補正手段は、前記測定手段により測定された被写体距離と、前記顔検出手段が検出した顔の前記撮像画面内の位置とに応じて前記補正量を変えることを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
Measuring means for measuring the distance to the subject;
A face detection means for detecting a face in the imaging screen,
2. The correction unit according to claim 1, wherein the correction unit changes the correction amount according to a subject distance measured by the measurement unit and a position of the face detected by the face detection unit in the imaging screen. Imaging device.
被写体までの距離を測定する測定手段と、
前記被写体の形状を検出する形状検出手段とを備え、
前記補正手段は、前記測定手段により測定された被写体距離と、前記形状検出手段が検出した形状とに応じて前記補正量を変えることを特徴とする請求項1記載の撮像装置。
Measuring means for measuring the distance to the subject;
A shape detecting means for detecting the shape of the subject,
The imaging apparatus according to claim 1, wherein the correction unit changes the correction amount according to a subject distance measured by the measurement unit and a shape detected by the shape detection unit.
被写体の違いに応じた複数の撮影モードを有し、
前記補正手段は、前記複数の撮影モードの中から設定された撮影モードの違いに応じて前記補正量を変えることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の撮像装置。
It has multiple shooting modes depending on the subject,
5. The image pickup apparatus according to claim 1, wherein the correction unit changes the correction amount according to a difference in a shooting mode set from the plurality of shooting modes.
撮像画像の像高をy、被写体から前記撮像レンズへの入射角をθ、前記撮像レンズの焦点距離をfとしたときに、前記補正手段は、y=f・tanθ、の条件を満足する補正と、y=2f・tan(θ/2)、の条件を満足する補正との間で切り替えるように前記補正量を変えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の撮像装置。   When the image height of the captured image is y, the incident angle from the subject to the imaging lens is θ, and the focal length of the imaging lens is f, the correction unit corrects to satisfy the condition y = f · tan θ. 6. The imaging according to claim 1, wherein the correction amount is changed so as to switch between a correction satisfying a condition of y = 2f · tan (θ / 2) and y = 2f · tan (θ / 2). apparatus. 撮像画像の像高をy、被写体から前記撮像レンズへの入射角をθ、前記撮像レンズの焦点距離をfとしたときに、前記補正手段は、2f・tan(θ/2)≦y≦f・tanθ、の条件を満足する補正を行うように前記補正量を変えることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の撮像装置。   When the image height of the captured image is y, the incident angle from the subject to the imaging lens is θ, and the focal length of the imaging lens is f, the correction unit is 2f · tan (θ / 2) ≦ y ≦ f The imaging apparatus according to claim 1, wherein the correction amount is changed so as to perform correction that satisfies the condition of tan θ. 撮像画像の像高をy、被写体から前記撮像レンズへの入射角をθ、前記撮像レンズの焦点距離をfとしたときに、前記撮像レンズに固有の歪曲収差が、y≦2f・tan(θ/2)、の条件を満足することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の撮像装置。   When the image height of the captured image is y, the incident angle from the subject to the imaging lens is θ, and the focal length of the imaging lens is f, the distortion aberration inherent in the imaging lens is y ≦ 2f · tan (θ The imaging apparatus according to claim 1, wherein the condition (2) is satisfied.
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