JP5434065B2 - Imaging device - Google Patents

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JP5434065B2 JP2008321353A JP2008321353A JP5434065B2 JP 5434065 B2 JP5434065 B2 JP 5434065B2 JP 2008321353 A JP2008321353 A JP 2008321353A JP 2008321353 A JP2008321353 A JP 2008321353A JP 5434065 B2 JP5434065 B2 JP 5434065B2
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Description

本発明は、撮像装置に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus.
複数の撮像系を有する複眼撮像装置が知られている(特許文献1参照)。水平方向に並ぶように2つの撮像範囲が構成され、該2つの撮像範囲による画像を合成した1つの画像の中から任意のアスペクト比の画像が切り出されて記録される。   A compound eye imaging apparatus having a plurality of imaging systems is known (see Patent Document 1). Two imaging ranges are configured so as to be arranged in the horizontal direction, and an image having an arbitrary aspect ratio is cut out and recorded from one image obtained by synthesizing images from the two imaging ranges.
特開平6−217184号公報JP-A-6-217184
従来技術では、広角から望遠までの画角変化に対応させた合成画像を得ることが困難であった。   In the prior art, it has been difficult to obtain a composite image corresponding to a change in the angle of view from wide angle to telephoto.
本発明による撮像装置は、少なくとも4つの撮像ユニットと、前記少なくとも4つの撮像ユニットを構成する各撮像ユニットの撮影方向を制御し、前記各撮像ユニットによる撮像範囲を他の撮像ユニットによる撮像範囲と重複させる撮影方向制御手段と、画角調節指示に応じて、前記重複させる範囲の大小を変化させることにより、前記各撮像ユニットによる全体の撮像範囲の対角線の長さを変えるように前記撮影方向制御手段を制御する画角制御手段と、前記画角制御手段による制御後に前記各撮像ユニットが取得した少なくとも4つの画像に基づいて1つの画像を合成する画像合成手段と、を備え、前記各撮像ユニットによる撮像範囲のアスペクト比、前記各撮像ユニットによる全体の撮像範囲のアスペクト比、および前記合成後の画像のアスペクト比、および前記4つの撮像ユニットの配設位置が形成する矩形のアスペクト比が合致し、前記4つの撮像ユニットに加えて、前記矩形の中央に相当する位置に配設される撮像ユニットをさらに有することを特徴とする。 The imaging apparatus according to the present invention controls at least four imaging units and the imaging directions of the imaging units constituting the at least four imaging units, and the imaging range by each imaging unit overlaps with the imaging range by other imaging units. The shooting direction control means to be changed and the shooting direction control means to change the length of the diagonal line of the entire imaging range by each of the imaging units by changing the size of the overlapping range in accordance with a view angle adjustment instruction. And an image composition unit for compositing one image based on at least four images acquired by each imaging unit after control by the angle control unit. The aspect ratio of the imaging range, the aspect ratio of the entire imaging range by each imaging unit, and the composited image Aspect ratio, and the four matches the aspect ratio of the rectangular to the installation position is formed in the imaging unit, in addition to the four imaging units, further imaging unit disposed at a position corresponding to the center of the rectangular It is characterized by having.
本発明による撮像装置では、広角から望遠までの画角変化に対応させた合成画像を得ることができる。   In the imaging apparatus according to the present invention, a composite image corresponding to a change in the angle of view from the wide angle to the telephoto can be obtained.
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。
(第一の実施形態)
図1は、本発明の第一の実施形態による電子カメラ100の構成を説明するブロック図である。図1において、電子カメラ100は、撮像ユニット1と、撮像ユニット2と、撮像ユニット3と、撮像ユニット4と、撮像ユニット5と、操作部材6と、カメラ制御回路7と、画像処理回路8とを含む。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
(First embodiment)
FIG. 1 is a block diagram illustrating the configuration of an electronic camera 100 according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, an electronic camera 100 includes an imaging unit 1, an imaging unit 2, an imaging unit 3, an imaging unit 4, an imaging unit 5, an operation member 6, a camera control circuit 7, and an image processing circuit 8. including.
カメラ制御回路7は、内蔵する不揮発性メモリ(不図示)に記憶するプログラムを実行することにより、電子カメラ100の動作を制御する。カメラ制御回路7は、各ブロックから出力される信号を入力して所定の演算を行い、演算結果に基づく制御信号を各ブロックへ出力する。   The camera control circuit 7 controls the operation of the electronic camera 100 by executing a program stored in a built-in nonvolatile memory (not shown). The camera control circuit 7 inputs a signal output from each block, performs a predetermined calculation, and outputs a control signal based on the calculation result to each block.
画像処理回路8には、撮像ユニット1〜撮像ユニット5からのアナログ画像信号がそれぞれ入力される。画像処理回路8は、各アナログ画像信号に対してゲイン調整などのアナログ処理を施し、アナログ処理後の画像信号をA/D変換してデジタル画像データにする。そして、デジタル画像データに対して所定の画像処理(色処理など)を施す。画像処理前後の画像データは、内蔵するバッファメモリ(不図示)に一時的に記憶される。画像処理回路8はさらに、撮像ユニット1〜撮像ユニット5で取得された5つの画像データを合成して合成画像を得る。   Analog image signals from the imaging units 1 to 5 are input to the image processing circuit 8, respectively. The image processing circuit 8 performs analog processing such as gain adjustment on each analog image signal, and A / D converts the image signal after analog processing into digital image data. Then, predetermined image processing (color processing or the like) is performed on the digital image data. Image data before and after image processing is temporarily stored in a built-in buffer memory (not shown). The image processing circuit 8 further combines the five image data acquired by the imaging unit 1 to the imaging unit 5 to obtain a synthesized image.
上記カメラ制御回路7は、フォーカス調節処理も行う。フォーカス調節処理を行う場合のカメラ制御回路7は、各撮像ユニットnで取得された5つのデジタル画像データを用いて各画像間の位置ズレ量を求め、該位置ズレ量と、対応する撮像ユニットn間の光学距離(カメラ本体における配設間隔)とに基づいて、三角測量により被写体距離を算出する。算出した被写体距離に対応するレンズ位置へ撮像ユニットnのフォーカスレンズを進退移動させることにより、各撮像ユニットnにおいてピント合わせが行われる。符号のnは撮像ユニット番号であり、本例の場合は1〜5の値をとる。   The camera control circuit 7 also performs focus adjustment processing. When performing the focus adjustment process, the camera control circuit 7 obtains a positional deviation amount between the images using the five digital image data acquired by the imaging units n, and the positional deviation amount and the corresponding imaging unit n. The subject distance is calculated by triangulation based on the optical distance between them (arrangement interval in the camera body). Focusing is performed in each imaging unit n by moving the focus lens of the imaging unit n forward and backward to the lens position corresponding to the calculated subject distance. The symbol n is an imaging unit number and takes a value of 1 to 5 in this example.
操作部材6は、レリーズボタン、ズーム(画角設定)スイッチなどの各種スイッチを含み、それぞれの操作に対応する操作信号をカメラ制御回路7へ送出する。メモリ9は、たとえば、半導体メモリを内蔵したメモリカードなどで構成され、電子カメラ100に対して着脱自在に構成される。カメラ制御回路7は、装着されたメモリ9に対する合成画像データの書き込みや、メモリ9からのデータの読み込みを行う。   The operation member 6 includes various switches such as a release button and a zoom (view angle setting) switch, and sends an operation signal corresponding to each operation to the camera control circuit 7. The memory 9 is composed of, for example, a memory card with a built-in semiconductor memory, and is detachable from the electronic camera 100. The camera control circuit 7 writes composite image data to the attached memory 9 and reads data from the memory 9.
撮像ユニット1〜撮像ユニット5は、それぞれが対物レンズn1、撮像素子n2、撮影方向検出センサn3、撮影方向変更装置n4、AF・ズーム(Zoom)モータn5、およびAF・ズーム(Zoom)エンコーダn6を有する。符号のnは、対応する撮像ユニット番号である。撮像ユニット1〜撮像ユニット5は共通仕様に基づいて構成され、その光学特性(レンズ諸元等)および撮像画素数は一致している。   Each of the imaging units 1 to 5 includes an objective lens n1, an imaging element n2, a shooting direction detection sensor n3, a shooting direction changing device n4, an AF / zoom motor n5, and an AF / zoom encoder n6. Have. The symbol n is a corresponding imaging unit number. The imaging units 1 to 5 are configured based on common specifications, and their optical characteristics (such as lens specifications) and the number of imaging pixels are the same.
対物レンズn1は、被写体像を撮像素子n2の撮像面上に結像させる。撮像素子n2は、CCDイメージセンサまたはCMOSイメージセンサなどによって構成される。撮像素子n2は、被写体像を光電変換してアナログ画像信号を生成する。   The objective lens n1 forms a subject image on the imaging surface of the imaging element n2. The imaging element n2 is configured by a CCD image sensor or a CMOS image sensor. The image sensor n2 photoelectrically converts the subject image to generate an analog image signal.
撮影方向検出センサn3は、撮影方向変更装置n4によって変更自在に構成される当該撮像ユニットnの撮影方向(対物レンズn1の光軸の方向)を検出し、検出信号をカメラ制御回路7へ送出する。撮影方向変更装置n4は、撮像ユニットnを一体として駆動し、その撮影方向を変える。撮影方向変更装置n4の詳細については後述する。   The shooting direction detection sensor n3 detects the shooting direction (direction of the optical axis of the objective lens n1) of the imaging unit n that can be changed by the shooting direction changing device n4, and sends a detection signal to the camera control circuit 7. . The photographing direction changing device n4 drives the imaging unit n as a unit and changes its photographing direction. Details of the photographing direction changing device n4 will be described later.
AF・ズーム(Zoom)モータn5は、AFモータとズームモータとを含む。AFモータは、対物レンズn1を構成するフォーカスレンズを光軸方向に進退移動させるための駆動源である。ズームモータは、対物レンズn1を構成するズームレンズを光軸方向に進退移動させための駆動源である。AFモータおよびズームモータの回転制御は、カメラ制御回路7によって行われる。AF・ズーム(Zoom)エンコーダn6は、AFモータおよびズームモータの回転位置検出を行い、検出信号をカメラ制御回路7へ送出する。   The AF / zoom motor n5 includes an AF motor and a zoom motor. The AF motor is a drive source for moving the focus lens constituting the objective lens n1 forward and backward in the optical axis direction. The zoom motor is a drive source for moving the zoom lens constituting the objective lens n1 forward and backward in the optical axis direction. The rotation control of the AF motor and the zoom motor is performed by the camera control circuit 7. An AF / zoom encoder n6 detects the rotational positions of the AF motor and the zoom motor, and sends a detection signal to the camera control circuit 7.
図2は、電子カメラ100を例示する斜視図である。図2において、カメラ本体の正面側に撮像ユニット1〜撮像ユニット5がそれぞれ配設され、各撮像ユニットnの対物レンズn1が被写体側へ向けられる。撮像ユニット1、撮像ユニット2、撮像ユニット4および撮像ユニット5は、画像処理回路8による合成画像の外形と相似関係を有する矩形の四隅に配設される。撮像ユニット3は該矩形の中央に配設され、その対物レンズ31の光軸は合成画像の画面中心垂直線と一致するように構成される。   FIG. 2 is a perspective view illustrating the electronic camera 100. In FIG. 2, the imaging units 1 to 5 are arranged on the front side of the camera body, and the objective lens n1 of each imaging unit n is directed to the subject side. The image pickup unit 1, the image pickup unit 2, the image pickup unit 4, and the image pickup unit 5 are disposed at four corners of a rectangle having a similar relationship with the outer shape of the composite image by the image processing circuit 8. The imaging unit 3 is arranged at the center of the rectangle, and the optical axis of the objective lens 31 is configured to coincide with the screen center vertical line of the composite image.
図3は、撮像ユニットnの詳細を例示する図である。図3(a),(b)において、対物レンズn1、撮像素子n2、AF・ズーム(Zoom)モータn5、およびAF・ズーム(Zoom)エンコーダn6等が撮像部として一体に保持される。撮影方向変更装置n4は、送りねじ、スライダ、および撮影方向変更モータを含む。   FIG. 3 is a diagram illustrating details of the imaging unit n. 3A and 3B, an objective lens n1, an image sensor n2, an AF / zoom motor n5, an AF / zoom encoder n6, and the like are integrally held as an imaging unit. The photographing direction changing device n4 includes a feed screw, a slider, and a photographing direction changing motor.
撮影方向変更モータが回転すると送りねじが回転し、該送りねじに螺合するスライダが上下方向に移動する。図3(b)のようにスライダが下方へ移動した場合は、スライダと接続されている撮像部の向き(すなわち、対物レンズn1の光軸)が上方へ駆動制御される。撮像部の向きは、当該撮像ユニットnの撮影方向を示す情報として撮影方向検出センサn3によって検出される。   When the photographing direction changing motor rotates, the feed screw rotates, and the slider screwed to the feed screw moves in the vertical direction. When the slider moves downward as shown in FIG. 3B, the direction of the image pickup unit connected to the slider (that is, the optical axis of the objective lens n1) is driven and controlled upward. The orientation of the imaging unit is detected by the imaging direction detection sensor n3 as information indicating the imaging direction of the imaging unit n.
本実施形態では、光学ズーム倍率およびフォーカス調節状態を所定値に揃えた複数の撮像ユニットnの撮影方向を制御することにより、合成される画像の撮影画角を広角設定から望遠設定までの間で変化させる。
<広角設定時>
図4は、電子カメラ100の撮影画角を広角側に設定した場合の撮像範囲および合成画像を説明する図である。撮像ユニット1〜撮像ユニット5の光学的なズーム倍率は、あらかじめ共通の値に設定されている。また、所定のフォーカス調節エリアで取得した被写体距離情報を全撮像ユニットに適用してフォーカス調節を行う。
In this embodiment, by controlling the shooting direction of a plurality of imaging units n in which the optical zoom magnification and the focus adjustment state are set to predetermined values, the shooting angle of view of the synthesized image is set between the wide angle setting and the telephoto setting. Change.
<Wide angle setting>
FIG. 4 is a diagram for explaining an imaging range and a composite image when the photographing field angle of the electronic camera 100 is set to the wide angle side. The optical zoom magnification of the imaging units 1 to 5 is set to a common value in advance. In addition, subject distance information acquired in a predetermined focus adjustment area is applied to all imaging units to perform focus adjustment.
図4(a)において、操作部材6から広角端への設定操作信号が入力されると、カメラ制御回路7は、中央に配設されている撮像ユニット3を除く撮像ユニット1,2,4,5の撮影方向(すなわち、対物レンズn1の光軸)が、それぞれ撮像ユニット3の撮影方向(すなわち、対物レンズ31の光軸)に対して外側を向くように制御する。撮像ユニット1,2,4,5による撮像範囲を互いに少しずつ重ならせると、全体の撮像範囲を広くすることができる。この場合の電子カメラ100による撮影画角は、撮像ユニット1,2,4,5による全体の撮像範囲の対角線の長さに対応する。   4A, when a setting operation signal from the operation member 6 to the wide-angle end is input, the camera control circuit 7 causes the imaging units 1, 2, 4, and 4 except the imaging unit 3 disposed in the center. 5 (ie, the optical axis of the objective lens n1) is controlled so as to face outward with respect to the imaging direction of the imaging unit 3 (ie, the optical axis of the objective lens 31). When the imaging ranges by the imaging units 1, 2, 4, and 5 are slightly overlapped with each other, the entire imaging range can be widened. The field angle of view taken by the electronic camera 100 in this case corresponds to the length of the diagonal line of the entire imaging range by the imaging units 1, 2, 4, and 5.
図4(b)に例示する画像合成は、撮像ユニット1,2,4,5による撮像範囲の重なり部分を合成代として行い、撮像ユニット3による撮像範囲3と重なる領域については、撮像ユニット3による取得画像を用いる。一般に、撮像範囲の中央の方が端部に比べてレンズ収差等による画質劣化が小さい。撮像ユニット3による取得画像を用いることで、撮像ユニット3による取得画像を用いない場合に比べて、広角設定時における合成画像の中央部での画質を高めることができる。   The image synthesis illustrated in FIG. 4B is performed by using the overlapping portion of the imaging ranges by the imaging units 1, 2, 4, and 5 as a synthesis allowance. Use acquired images. In general, image quality deterioration due to lens aberration or the like is smaller in the center of the imaging range than in the end portion. By using the acquired image by the imaging unit 3, it is possible to improve the image quality at the central portion of the composite image at the time of wide angle setting compared to the case where the acquired image by the imaging unit 3 is not used.
また、上述した三角測量方式のフォーカス調節時において、画像間の位置ズレ量を求めるために撮像ユニット間で撮像範囲が重なっていることが必要である。撮像ユニット3による取得画像を用いることで、合成画像の中央部で撮像範囲の重なり面積が広く確保されるようになり、該中央部をフォーカス調節エリアとして設定する場合のフォーカス調節性能を高めることができる。   Further, at the time of the above-described triangulation method focus adjustment, it is necessary that the imaging ranges overlap between the imaging units in order to obtain the positional deviation amount between the images. By using the image acquired by the imaging unit 3, a large overlapping area of the imaging range is secured in the central portion of the composite image, and the focus adjustment performance when the central portion is set as the focus adjustment area can be improved. it can.
<望遠設定時>
図5は、電子カメラ100の撮影画角を望遠側に設定した場合の撮像範囲および合成画像を説明する図である。図5(a)において、操作部材6から望遠端への設定操作信号が入力されると、カメラ制御回路7は、中央に配設されている撮像ユニット3を除く撮像ユニット1,2,4,5の撮影方向(すなわち、対物レンズn1の光軸)が、それぞれ撮像ユニット3の撮影方向(すなわち、対物レンズ31の光軸)に対して近づくように制御する。撮像ユニット1〜撮像ユニット5による撮像範囲を互いに重ならせると、全体の撮像範囲を狭くすることができる。この場合の電子カメラ100による撮影画角は、撮像ユニット1つ当たりの撮像範囲の対角線の長さに対応する。
<At telephoto setting>
FIG. 5 is a diagram illustrating an imaging range and a composite image when the shooting angle of view of the electronic camera 100 is set to the telephoto side. 5A, when a setting operation signal from the operation member 6 to the telephoto end is input, the camera control circuit 7 causes the image pickup units 1, 2, 4, except for the image pickup unit 3 arranged in the center. 5 (ie, the optical axis of the objective lens n1) is controlled so as to approach the shooting direction of the imaging unit 3 (ie, the optical axis of the objective lens 31). When the imaging ranges of the imaging units 1 to 5 are overlapped with each other, the entire imaging range can be narrowed. In this case, the shooting angle of view by the electronic camera 100 corresponds to the length of the diagonal line of the imaging range per imaging unit.
図5(b)に例示する画像合成において、各撮像ユニットn間の距離(カメラ本体における配設間隔)と、レンズ諸元とに基づいて公知の超解像処理を行うことにより、1つの撮像ユニットnで得られる画素数データより多くの画素数データを有する高解像画像が得られる。高解像化した画像に対して電子ズーム処理を施せば、光学ズームのみの場合に比べて変倍比を高めることができる。   In the image composition illustrated in FIG. 5B, one image is obtained by performing a known super-resolution process based on the distance between the imaging units n (the arrangement interval in the camera body) and the lens specifications. A high resolution image having more pixel number data than the pixel number data obtained by the unit n is obtained. If electronic zoom processing is performed on a high-resolution image, the zoom ratio can be increased as compared with the case of only optical zoom.
また、図5(b)に例示する画像合成において、各撮像ユニットnによって取得された露出アンダーの画像データを画素単位で加算する場合には、適正露出の合成画像を得ることもできる。   In addition, in the image composition illustrated in FIG. 5B, when the underexposed image data acquired by each imaging unit n is added in units of pixels, a composite image with appropriate exposure can be obtained.
撮像ユニット1〜撮像ユニット5による撮像範囲を互いに重ならせることで、合成画像の全域で重なり領域が確保されるので、広角設定時には、フォーカス調節エリアを任意の位置に設定してフォーカス調節を行うことができる。   By overlapping the imaging ranges of the imaging unit 1 to the imaging unit 5 with each other, an overlapping area is secured over the entire area of the composite image. Therefore, when setting a wide angle, the focus adjustment is performed by setting the focus adjustment area to an arbitrary position. be able to.
以上説明した第一の実施形態によれば、以下の作用効果が得られる。
(1)電子カメラ100は、複数のカメラユニット1〜5と、複数のカメラユニット1〜5を構成する各カメラユニットnの撮影方向を制御するに際し、各カメラユニットnによる撮像範囲を他のカメラユニットによる撮像範囲と重複させ、画角調節指示に応じて、重複させる範囲の大小を変化させることにより、複数のカメラユニット1〜5による全体の撮像範囲の対角線の長さを変えるように制御するカメラ制御回路7と、カメラ制御回路7による制御後に各カメラユニットnが取得した複数の画像に基づいて1つの画像を合成する画像処理回路8とを備えるようにした。これにより、広角から望遠まで連続する画角変化に対応させた合成画像を、光学ズーム調整を行うことなしに得ることができる。
According to the first embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(1) When the electronic camera 100 controls the shooting direction of each of the camera units 1 to 5 and the camera units n constituting the plurality of camera units 1 to 5, the electronic camera 100 sets the imaging range of each camera unit n to other cameras. Control is performed to change the length of the diagonal line of the entire imaging range by the plurality of camera units 1 to 5 by overlapping the imaging range by the unit and changing the size of the overlapping range in accordance with the view angle adjustment instruction. A camera control circuit 7 and an image processing circuit 8 that combines one image based on a plurality of images acquired by each camera unit n after control by the camera control circuit 7 are provided. As a result, a composite image corresponding to a continuous change in the angle of view from the wide angle to the telephoto can be obtained without performing optical zoom adjustment.
(2)各カメラユニットnによる撮像範囲のアスペクト比、各カメラユニットnによる全体の撮像範囲のアスペクト比、合成後の画像のアスペクト比、および4つのカメラユニットの配設位置が形成する矩形のアスペクト比を合致させたので、不一致の場合に比べて無駄な合成代を設けなくてよい。 (2) The aspect ratio of the imaging range by each camera unit n, the aspect ratio of the entire imaging range by each camera unit n, the aspect ratio of the combined image, and the rectangular aspect formed by the arrangement positions of the four camera units Since the ratios are matched, it is not necessary to provide a wasteful synthesis allowance compared to the case of mismatch.
(3)複数のカメラユニット1〜5は、4つのカメラユニット1,2,4,5に加えて、4つのカメラユニットの配設位置が形成する矩形の中央に相当する位置にカメラユニット3を設けたので、カメラユニット3による取得画像を用いない場合に比べて、広角設定時における合成画像の中央部での画質を高めることができる。また、三角測量方式のフォーカス調節時において、合成画像の中央部で撮像範囲の重なり面積が広く確保されるようになり、該中央部をフォーカス調節エリアとして設定する場合のフォーカス調節性能を高めることができる。 (3) In addition to the four camera units 1, 2, 4, and 5, the plurality of camera units 1 to 5 place the camera unit 3 at a position corresponding to the center of the rectangle formed by the arrangement positions of the four camera units. Since it is provided, it is possible to improve the image quality at the center of the composite image when the wide angle is set as compared with the case where the image acquired by the camera unit 3 is not used. In addition, at the time of focus adjustment in the triangulation method, the overlapping area of the imaging range is secured at the center of the composite image, and the focus adjustment performance when the center is set as the focus adjustment area can be improved. it can.
(4)各カメラユニットnのフォーカス調節状態および撮影画角を合致させたので、画像合成処理を簡単にすることができる。 (4) Since the focus adjustment state and the shooting angle of view of each camera unit n are matched, the image composition process can be simplified.
なお、第一の実施形態では、広角設定時における合成画像の中央部での画質と、該中央部でのフォーカス調節性能とをよくするようにカメラユニット3を設ける例を説明した。この代わりに、画質やフォーカス調節性能が十分である場合にはカメラユニット3を省略し、矩形の四隅に配設される4つのカメラユニット1,2,4,5で構成してもよい。   In the first embodiment, the example in which the camera unit 3 is provided so as to improve the image quality at the center portion of the composite image and the focus adjustment performance at the center portion when the wide angle is set has been described. Alternatively, when the image quality and focus adjustment performance are sufficient, the camera unit 3 may be omitted, and the camera unit 1, 2, 4, 5 may be configured at the four corners of the rectangle.
(変形例1)
合成後の画像のアスペクト比を変更するように、カメラユニット1〜カメラユニット5の撮影方向を変更してもよい。図6は、変形例1におけるカメラユニット1〜カメラユニット5の撮像範囲および合成画像を説明する図である。図6(a)において、中央に配設されているカメラユニット3を除くカメラユニット1,2,4,5の撮影方向(すなわち、対物レンズn1の光軸)は、それぞれがカメラユニット3の撮影方向(すなわち、対物レンズ31の光軸)に対して近づけるように制御される。ここで、左右(水平方向)の重なりよりも、上下(垂直方向)の重なりを大きくすると、撮像範囲を横長にすることができる。電子カメラ100による撮影画角がカメラユニット1,2,4,5による全体の撮像範囲の対角線の長さに対応する点は上述したとおりである。
(Modification 1)
The shooting directions of the camera units 1 to 5 may be changed so as to change the aspect ratio of the combined image. FIG. 6 is a diagram for explaining the imaging ranges and composite images of the camera units 1 to 5 in the first modification. In FIG. 6A, the shooting directions of the camera units 1, 2, 4, 5 (that is, the optical axis of the objective lens n1) except for the camera unit 3 disposed in the center are respectively taken by the camera unit 3. Control is performed so as to approach the direction (that is, the optical axis of the objective lens 31). Here, if the vertical (vertical) overlap is larger than the horizontal (horizontal) overlap, the imaging range can be made horizontally long. As described above, the field angle of view by the electronic camera 100 corresponds to the length of the diagonal line of the entire imaging range of the camera units 1, 2, 4, and 5.
図6(b)に例示する画像合成は、カメラユニット1,2,4,5による撮像範囲の重なり部分を合成代として行い、カメラユニット3による撮像範囲3と重なる領域については、カメラユニット3による取得画像を用いる。各カメラユニットnのアスペクト比が4(横):3(縦)の場合に、合成画像のアスペクト比をハイビジョンサイズと呼ばれる16(横):9(縦)や、1:1(正方形)、あるいはシネマスコープと呼ばれる2.35(横):1(縦)など、任意に指定して構わない。変形例1の構成により、多様なアスペクト比変化に対応させた合成画像を得ることができる。   The image synthesis illustrated in FIG. 6B is performed by using the overlapping portion of the imaging ranges by the camera units 1, 2, 4, and 5 as a synthesis allowance, and the area overlapping the imaging range 3 by the camera unit 3 is by the camera unit 3. Use acquired images. When the aspect ratio of each camera unit n is 4 (horizontal): 3 (vertical), the aspect ratio of the composite image is called 16 (horizontal): 9 (vertical), 1: 1 (square), which is called a high vision size, or It may be arbitrarily specified such as 2.35 (horizontal): 1 (vertical) called a cinemascope. With the configuration of Modification 1, it is possible to obtain a composite image corresponding to various aspect ratio changes.
(第二の実施形態)
カメラ本体におけるカメラユニット1〜カメラユニット5の配設位置を一次元アレイにしてもよい。図7は、第二の実施形態による電子カメラ100Bを例示する斜視図である。図7(a)において、カメラ本体の正面側にカメラユニット1〜カメラユニット5が水平方向に並べて配設され、各カメラユニットnの対物レンズn1が被写体側へ向けられる。カメラユニット3は5つのカメラユニットの中央に配設され、その対物レンズ31の光軸は合成画像の画面中心垂直線と一致するように構成される。
(Second embodiment)
The arrangement positions of the camera unit 1 to the camera unit 5 in the camera body may be a one-dimensional array. FIG. 7 is a perspective view illustrating an electronic camera 100B according to the second embodiment. In FIG. 7A, camera units 1 to 5 are arranged in the horizontal direction on the front side of the camera body, and the objective lens n1 of each camera unit n is directed to the subject side. The camera unit 3 is arranged at the center of the five camera units, and the optical axis of the objective lens 31 is configured to coincide with the screen center vertical line of the composite image.
中央に配設されているカメラユニット3を除くカメラユニット1,2,4,5の撮影方向(すなわち、対物レンズn1の光軸)は、それぞれがカメラユニット3の撮影方向(すなわち、対物レンズ31の光軸)に対して外側を向くように制御される。カメラユニット1,2,4,5による撮像範囲を互いに少しずつ重ならせると、各カメラユニットnのアスペクト比(4:3)と同じままで撮像範囲を広くすることができる。   The shooting directions of the camera units 1, 2, 4, 5 (that is, the optical axis of the objective lens n1) excluding the camera unit 3 disposed in the center are respectively the shooting directions of the camera unit 3 (that is, the objective lens 31). The optical axis is controlled to face outward. When the imaging ranges of the camera units 1, 2, 4, and 5 are slightly overlapped with each other, the imaging range can be widened while maintaining the same aspect ratio (4: 3) of each camera unit n.
図7(a)の場合の画像合成は、カメラユニット1,2,4,5による撮像範囲の重なり部分を合成代として行い、カメラユニット3による撮像範囲3と重なる領域については、カメラユニット3による取得画像を用いる。   The image composition in the case of FIG. 7A is performed by using the overlapping portion of the imaging ranges by the camera units 1, 2, 4, and 5 as a synthesis allowance. Use acquired images.
図7(b)は、他のアスペクト比の画像合成を説明する図である。図7(b)において、中央に配設されているカメラユニット3を除くカメラユニット1,2,4,5の撮影方向(すなわち、対物レンズn1の光軸)は、それぞれがカメラユニット3の撮影方向(すなわち、対物レンズ31の光軸)に対して左側または右側を向くように制御される。カメラユニット1と2,2と3,3と4、および4と5による撮像範囲を互いに少しずつ重ならせると、水平方向に撮像範囲を広くすることができる(超パノラマ)。   FIG. 7B is a diagram for explaining image synthesis with another aspect ratio. In FIG. 7B, the shooting directions of the camera units 1, 2, 4, 5 (that is, the optical axis of the objective lens n1) except for the camera unit 3 arranged at the center are respectively taken by the camera unit 3. Control is performed so as to face the left side or the right side with respect to the direction (that is, the optical axis of the objective lens 31). When the imaging ranges of the camera units 1, 2, 2, 3, 3 and 4, and 4 and 5 are slightly overlapped with each other, the imaging range can be widened in the horizontal direction (super panorama).
図7(b)の場合と異なり、中央に配設されているカメラユニット3を除くカメラユニット1,2,4,5の撮影方向(すなわち、対物レンズn1の光軸)を、それぞれがカメラユニット3の撮影方向(すなわち、対物レンズ31の光軸)に対して上側または下側を向くようにするとともに、カメラユニット1と2,2と3,3と4、および4と5による撮像範囲を互いに少しずつ重ならせるように制御すると、垂直方向に撮像範囲を広くすることもできる。   Unlike the case of FIG. 7B, the shooting directions of the camera units 1, 2, 4, 5 (that is, the optical axis of the objective lens n1) except for the camera unit 3 disposed in the center are respectively set to the camera units. 3 is directed upward or downward with respect to the imaging direction of 3 (that is, the optical axis of the objective lens 31), and the imaging range by the camera units 1, 2, 2, 3, 3, 4 and 4 and 5 is set. If the control is performed so as to overlap each other little by little, the imaging range can be widened in the vertical direction.
図8は、第二の実施形態におけるカメラユニットnの詳細を例示する図である。図8において、対物レンズn1、撮像素子n2、AF・ズーム(Zoom)モータn5、およびAF・ズーム(Zoom)エンコーダn6等が撮像部として一体に保持される点は図3の場合と同様である。撮影方向変更装置n4は、送りねじ、スライダ、および撮影方向変更モータ(上下動モータ、左右動モータ)を含む。   FIG. 8 is a diagram illustrating details of the camera unit n in the second embodiment. In FIG. 8, the objective lens n1, the image sensor n2, the AF / zoom motor n5, the AF / zoom encoder n6, and the like are integrally held as an imaging unit in the same manner as in FIG. . The photographing direction changing device n4 includes a feed screw, a slider, and a photographing direction changing motor (vertical movement motor, left / right movement motor).
上下動モータが回転すると送りねじが回転し、該送りねじに螺合するスライダが上下方向に移動する。スライダが上方または下方に移動すると、スライダと接続されている撮像部の向き(すなわち、対物レンズn1の光軸)が下方または上方へ駆動される。撮像部の上下方向の向きは、カメラユニットnの撮影方向を示す情報として撮影方向検出センサn3を構成する上下撮影方向検出センサによって検出される。   When the vertical movement motor rotates, the feed screw rotates, and the slider screwed to the feed screw moves in the vertical direction. When the slider moves upward or downward, the orientation of the imaging unit connected to the slider (that is, the optical axis of the objective lens n1) is driven downward or upward. The vertical direction of the imaging unit is detected by the vertical shooting direction detection sensor constituting the shooting direction detection sensor n3 as information indicating the shooting direction of the camera unit n.
左右動モータが回転すると、撮像部の向き(すなわち、対物レンズn1の光軸)が左右回転軸の回りに回動される。撮像部の左右方向の向きは、カメラユニットnの撮影方向を示す情報として撮影方向検出センサn3を構成する左右方向検出センサによって検出される。   When the left-right motor is rotated, the orientation of the imaging unit (that is, the optical axis of the objective lens n1) is rotated around the left-right rotation axis. The left-right direction of the imaging unit is detected by the left-right direction detection sensor constituting the shooting direction detection sensor n3 as information indicating the shooting direction of the camera unit n.
以上説明した第二の実施形態によれば、カメラ制御回路7は、並べて配設されているカメラユニットnの配列方向および該配列に直交する二軸方向について各カメラユニットnの撮影方向を制御するように構成したので、多様な画角とアスペクト比の合成画像が得られる。   According to the second embodiment described above, the camera control circuit 7 controls the shooting direction of each camera unit n with respect to the arrangement direction of the camera units n arranged side by side and the biaxial direction orthogonal to the arrangement. With this configuration, composite images with various angles of view and aspect ratios can be obtained.
(変形例2)
カメラユニットnの数を3個にしてもよい。この場合は、各カメラユニットnにおける撮像素子n2のアスペクト比を3(横):4(縦)にする。図9は、変形例2による電子カメラ100Cの撮像範囲および合成画像を説明する図である。図9(a)において、カメラユニット2は、3つのカメラユニットの中央に配設され、その対物レンズ21の光軸は合成画像の画面中心垂直線と一致するように構成される。
(Modification 2)
The number of camera units n may be three. In this case, the aspect ratio of the image sensor n2 in each camera unit n is set to 3 (horizontal): 4 (vertical). FIG. 9 is a diagram illustrating an imaging range and a composite image of the electronic camera 100C according to the second modification. In FIG. 9A, the camera unit 2 is disposed in the center of the three camera units, and the optical axis of the objective lens 21 is configured to coincide with the screen center vertical line of the composite image.
中央に配設されているカメラユニット2を除くカメラユニット1,3の撮影方向(すなわち、対物レンズn1の光軸)は、それぞれがカメラユニット2の撮影方向(すなわち、対物レンズ21の光軸)に対して左側または右側を向くように制御される。カメラユニット1と2,および2と3による撮像範囲を互いに重ならせると、撮像素子n2のアスペクト比が縦長でありながら、横長の撮像範囲が得られる。   The shooting directions of the camera units 1 and 3 (that is, the optical axis of the objective lens n1) excluding the camera unit 2 disposed in the center are respectively the shooting directions of the camera unit 2 (that is, the optical axis of the objective lens 21). To the left or right side. When the imaging ranges of the camera units 1 and 2 and 2 and 3 are overlapped with each other, a horizontally long imaging range is obtained while the aspect ratio of the imaging element n2 is vertically long.
図9(b)に例示する画像合成は、カメラユニット1,2,3による撮像範囲の重なり部分を合成代として行い、カメラユニット2による撮像範囲2と重なる領域については、カメラユニット2による取得画像を用いる。   The image synthesis illustrated in FIG. 9B is performed by using the overlapping portion of the imaging ranges by the camera units 1, 2, and 3 as a synthesis allowance, and for the area overlapping the imaging range 2 by the camera unit 2, Is used.
以上説明した変形例2によれば、複数のカメラユニット1〜3による全体の撮像範囲のアスペクト比および合成後の画像のアスペクト比が第1の値(4(横):3(縦))を有するとともに、各カメラユニットnによる撮像範囲のアスペクト比は第1の値と縦横比が逆の第2の値(3(横):4(縦))を有するようにした。これにより、カメラユニットnによる撮像範囲のアスペクト比が横長の場合に横長の撮像範囲を得る場合に比べて、撮影画角設定の際の自由度を高めることができる。   According to the modified example 2 described above, the aspect ratio of the entire imaging range by the plurality of camera units 1 to 3 and the aspect ratio of the combined image have the first values (4 (horizontal): 3 (vertical)). In addition, the aspect ratio of the imaging range by each camera unit n has a second value (3 (horizontal): 4 (vertical)) whose aspect ratio is opposite to the first value. As a result, when the aspect ratio of the imaging range by the camera unit n is horizontally long, the degree of freedom in setting the shooting angle of view can be increased compared to the case of obtaining a horizontally long imaging range.
上述した各カメラユニットnが備える撮影方向変更装置の構成は一例であり、説明に用いた構成に限られることはない。また、各カメラユニットnにそれぞれ個別に撮影方向変更装置を配設する例を説明したが、各カメラユニットnの撮影方向を同時に連動して制御するように、1つの撮影方向変更装置として一体に構成してもよい。   The configuration of the photographing direction changing device provided in each camera unit n described above is an example, and is not limited to the configuration used for the description. Moreover, although the example which arrange | positions each imaging | photography direction change apparatus individually to each camera unit n was demonstrated, it integrated as one imaging | photography direction change apparatus so that the imaging | photography direction of each camera unit n might be controlled simultaneously in conjunction. It may be configured.
以上の説明はあくまで一例であり、上記の実施形態の構成に何ら限定されるものではない。   The above description is merely an example, and is not limited to the configuration of the above embodiment.
本発明の第一の実施形態による電子カメラの構成を説明するブロック図である。It is a block diagram explaining the structure of the electronic camera by 1st embodiment of this invention. 電子カメラを例示する斜視図である。It is a perspective view which illustrates an electronic camera. カメラユニットの詳細を例示する図である。It is a figure which illustrates the detail of a camera unit. (a)カメラユニットの撮影画角を広角側に設定した場合の撮像範囲を説明する図、(b)合成画像を説明する図である。(a) The figure explaining the imaging range at the time of setting the imaging | photography angle of view of a camera unit to the wide angle side, (b) It is a figure explaining a synthesized image. (a)カメラユニットの撮影画角を望遠側に設定した場合の撮像範囲を説明する図、(b)合成画像を説明する図である。(a) The figure explaining the imaging range at the time of setting the imaging | photography angle of view of a camera unit to a telephoto side, (b) It is a figure explaining a synthesized image. (a)変形例1におけるカメラユニットの撮像範囲を説明する図、(b)合成画像を説明する図である。(a) The figure explaining the imaging range of the camera unit in the modification 1, (b) It is a figure explaining a synthesized image. (a)第二の実施形態によるカメラユニットの撮像範囲を説明する図、(b)合成画像を説明する図である。(a) The figure explaining the imaging range of the camera unit by 2nd embodiment, (b) It is a figure explaining a synthesized image. カメラユニットの詳細を例示する図である。It is a figure which illustrates the detail of a camera unit. (a)変形例2におけるカメラユニットの撮像範囲を説明する図、(b)合成画像を説明する図である。(a) The figure explaining the imaging range of the camera unit in the modification 2, (b) It is a figure explaining a synthesized image.
符号の説明Explanation of symbols
1〜5、n…カメラユニット
6…操作部材
7…カメラ制御回路
8…画像処理回路
9…メモリ
100、100B、100C…電子カメラ
n1…対物レンズ
n2…撮像素子
n3…撮影方向検出センサ
n4…撮影方向変更装置
n5…AF・ズーム(Zoom)モータ
n6…AF・ズーム(Zoom)エンコーダ
1-5, n ... camera unit 6 ... operation member 7 ... camera control circuit 8 ... image processing circuit 9 ... memory 100, 100B, 100C ... electronic camera n1 ... objective lens n2 ... imaging element n3 ... imaging direction detection sensor n4 ... imaging Direction change device n5 AF / zoom motor n6 AF / zoom encoder

Claims (4)

  1. 少なくとも4つの撮像ユニットと、
    前記少なくとも4つの撮像ユニットを構成する各撮像ユニットの撮影方向を制御し、前記各撮像ユニットによる撮像範囲を他の撮像ユニットによる撮像範囲と重複させる撮影方向制御手段と、
    画角調節指示に応じて、前記重複させる範囲の大小を変化させることにより、前記各撮像ユニットによる全体の撮像範囲の対角線の長さを変えるように前記撮影方向制御手段を制御する画角制御手段と、
    前記画角制御手段による制御後に前記各撮像ユニットが取得した少なくとも4つの画像に基づいて1つの画像を合成する画像合成手段と、を備え、
    前記各撮像ユニットによる撮像範囲のアスペクト比、前記各撮像ユニットによる全体の撮像範囲のアスペクト比、および前記合成後の画像のアスペクト比、および前記4つの撮像ユニットの配設位置が形成する矩形のアスペクト比が合致し、
    前記4つの撮像ユニットに加えて、前記矩形の中央に相当する位置に配設される撮像ユニットをさらに有することを特徴とする撮像装置。
    At least four imaging units;
    Shooting direction control means for controlling the shooting direction of each imaging unit constituting the at least four imaging units, and overlapping the imaging range by each imaging unit with the imaging range by other imaging units;
    An angle-of-view control unit that controls the imaging direction control unit to change the length of the diagonal line of the entire imaging range by each imaging unit by changing the size of the overlapping range in accordance with an angle-of-view adjustment instruction. When,
    Image synthesizing means for synthesizing one image based on at least four images acquired by each imaging unit after the control by the angle of view control means,
    Rectangular aspect formed by the aspect ratio of the imaging range by each imaging unit, the aspect ratio of the entire imaging range by each imaging unit, the aspect ratio of the combined image , and the arrangement positions of the four imaging units The ratio matches,
    In addition to the four imaging units, the imaging apparatus further includes an imaging unit disposed at a position corresponding to the center of the rectangle.
  2. 少なくとも4つの撮像ユニットと、
    前記少なくとも4つの撮像ユニットを構成する各撮像ユニットの撮影方向を制御し、前記各撮像ユニットによる撮像範囲を他の撮像ユニットによる撮像範囲と重複させる撮影方向制御手段と、
    画角調節指示に応じて、前記重複させる範囲の大小を変化させることにより、前記各撮像ユニットによる全体の撮像範囲の対角線の長さを変えるように前記撮影方向制御手段を制御する画角制御手段と、
    前記画角制御手段による制御後に前記各撮像ユニットが取得した少なくとも4つの画像に基づいて1つの画像を合成する画像合成手段と、を備え、
    前記画角制御手段はさらに、アスペクト比調節指示に応じて、前記重複させる範囲の大小を変化させることにより、前記複数の撮像ユニットによる全体の撮像範囲のアスペクト比および前記合成後の画像のアスペクト比を、前記各撮像ユニットによる撮像範囲のアスペクト比および前記4つの撮像ユニットの配設位置が形成する矩形のアスペクト比と異ならせるように前記撮影方向制御手段を制御し、
    前記4つの撮像ユニットに加えて、前記矩形の中央に相当する位置に配設される撮像ユニットをさらに有することを特徴とする撮像装置。
    At least four imaging units;
    Shooting direction control means for controlling the shooting direction of each imaging unit constituting the at least four imaging units, and overlapping the imaging range by each imaging unit with the imaging range by other imaging units;
    An angle-of-view control unit that controls the imaging direction control unit to change the length of the diagonal line of the entire imaging range by each imaging unit by changing the size of the overlapping range in accordance with an angle-of-view adjustment instruction. When,
    Image synthesizing means for synthesizing one image based on at least four images acquired by each imaging unit after the control by the angle of view control means,
    The angle-of-view control unit further changes the size of the overlapping range in accordance with an aspect ratio adjustment instruction, whereby the aspect ratio of the entire imaging range by the plurality of imaging units and the aspect ratio of the combined image Controlling the photographing direction control means so as to be different from the aspect ratio of the imaging range by each imaging unit and the rectangular aspect ratio formed by the arrangement positions of the four imaging units,
    In addition to the four imaging units, the imaging apparatus further includes an imaging unit disposed at a position corresponding to the center of the rectangle.
  3. 複数の撮像ユニットと、
    前記複数の撮像ユニットを構成する各撮像ユニットの撮影方向を制御し、前記各撮像ユニットによる撮像範囲を他の撮像ユニットによる撮像範囲と重複させる撮影方向制御手段と、
    画角調節指示に応じて、前記重複させる範囲の大小を変化させることにより、前記複数の撮像ユニットによる全体の撮像範囲の対角線の長さを変えるように前記撮影方向制御手段を制御する画角制御手段と、
    前記画角制御手段による制御後に前記各撮像ユニットが取得した複数の画像に基づいて1つの画像を合成する画像合成手段と、を備え、
    前記複数の撮像ユニットによる全体の撮像範囲のアスペクト比および前記合成後の画像のアスペクト比が第1の値を有するとともに、前記複数の撮像ユニットを構成する各撮像ユニットによる撮像範囲のアスペクト比は前記第1の値と縦横比が逆の第2の値を有することを特徴とする撮像装置。
    A plurality of imaging units;
    Shooting direction control means for controlling the shooting direction of each of the imaging units constituting the plurality of imaging units, and overlapping the imaging range of each of the imaging units with the imaging range of another imaging unit;
    Angle-of-view control for controlling the imaging direction control means to change the length of the diagonal line of the entire imaging range by the plurality of imaging units by changing the size of the overlapping range in accordance with an angle-of-view adjustment instruction Means,
    Image synthesizing means for synthesizing one image based on a plurality of images acquired by each imaging unit after the control by the angle of view control means,
    The aspect ratio of the entire imaging range by the plurality of imaging units and the aspect ratio of the combined image have a first value, and the aspect ratio of the imaging range by each imaging unit constituting the plurality of imaging units is An image pickup apparatus having a second value whose aspect ratio is opposite to the first value.
  4. 請求項1〜3のいずれか一項に記載の撮像装置において、
    前記各撮像ユニットのフォーカス調節状態および撮影画角は合致していることを特徴とする撮像装置。
    In the imaging device according to any one of claims 1 to 3,
    An image pickup apparatus, wherein a focus adjustment state and a shooting angle of view of each of the image pickup units match.
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