JPH06153065A - 撮像装置 - Google Patents
撮像装置Info
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- JPH06153065A JPH06153065A JP4326071A JP32607192A JPH06153065A JP H06153065 A JPH06153065 A JP H06153065A JP 4326071 A JP4326071 A JP 4326071A JP 32607192 A JP32607192 A JP 32607192A JP H06153065 A JPH06153065 A JP H06153065A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】光学系歪み補正用のＲＯＭを不要とし、格段に
回路規模を小さくした撮像装置を提供する。 【構成】光学歪みに応じた読み出しアドレスを、撮像素
子上の光軸からの距離情報により演算で求めることによ
り、従来のようなＲＯＭを不要とし、回路規模を小さく
している。
回路規模を小さくした撮像装置を提供する。 【構成】光学歪みに応じた読み出しアドレスを、撮像素
子上の光軸からの距離情報により演算で求めることによ
り、従来のようなＲＯＭを不要とし、回路規模を小さく
している。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は撮像装置に関し、特に光
学レンズ等の光学歪みの補正機能を有する撮像装置に関
する。 【０００２】 【従来の技術】光学レンズには収差があるため、光学レ
ンズを介して撮像素子に結像される被写体光学像には光
学歪みが発生してしまい、その結果、映像信号も歪みを
もつ画像となってしまう。光学歪みとしては、図６
（Ａ）に示すような「糸まき型歪み」や図６（Ｂ）に示
すような「たる型歪み」がある。これら歪みは、図６に
おいて、本来点線で示される位置にあるべき画像情報が
実線位置に結像するような歪みである。 【０００３】このような光学歪みを伴う映像信号の歪み
を補正する補正処理としては、映像信号をデジタル信号
に変換して画像メモリに書き込み、歪みに応じて読み出
しアドレスをずらして読み出すことにより画像メモリ上
で光学歪みを補正する処理がある。例えば、図７におい
て、光学レンズによる歪みがなければ、画像メモリに点
線のように記憶されるべき格子状の画像が光学歪みによ
り実線のように記憶されているとする。この画像データ
を画像メモリから読み出すとき、Ａ点を読み出すべきタ
イミングにａ点に記憶されている画像データを、Ｂ点を
読み出すべきタイミングにｂ点に記憶されている画像デ
ータを、同様にＣ点を読み出すべきタイミングにｃ点に
記憶されている画像データを読み出す。こうすることに
より実線で示す歪んだ画像は、点線で示す歪みのない元
の格子状の画像として読み出され、光学歪みが補正され
る。 【０００４】図８には、この種の補正機能を有する従来
の撮像装置の構成例ブロック図が示されている。光学レ
ンズ等の光学系１を介して被写体像がＣＣＤ等の撮像素
子２に結像される。この撮像素子２に結像されている画
像は、上記光学歪みを含んでおり、撮像素子２で電気信
号に変換される。撮像素子２からの信号は、撮像プロセ
ス回路３で所定の処理が施されて映像信号としてＡ／Ｄ
コンバータ４に供給される。Ａ／Ｄコンバータ４でデジ
タル信号に変換された映像信号は、画像メモリ５に記憶
される。画像メモリ５への信号の書き込み及び読み出し
タイミングは、ライトコントロール回路１０とリードコ
ントロール回路１２Ａによって制御される。ＳＳＧ回路
９は、当該装置動作の基準タイミング信号を発生し、Ｔ
Ｇ回路８、撮像プロセス回路３及びライトコントロール
回路１０に供給する。ＴＧ回路８は、ＳＳＧ回路９から
の水平（Ｈ）方向、垂直（Ｖ）方向の読み出しタイミン
グ信号を撮像素子２に送出する。ライトコントロール回
路１０は、Ａ／Ｄコンバータ４からの映像信号の画像メ
モリ５への書き込みタイミングを制御する。 【０００５】マイコン１１は、光学系１からのズーム情
報等の信号を受け、補正量ＲＯＭ１３に格納されている
補正量データに基づいて上述光学歪みを補正すべくリー
ドコントロール回路１２Ａを制御する。補正量ＲＯＭ１
３には、レンズの使用条件毎に、画面の各部について予
め定まる補正量、例えば図６の実線位置と点線位置との
関係で定まる補正量が格納されている。こうして、リー
ドコントロール回路１２Ａから出力されるリード信号に
より、光学歪みを補正すべく画像メモリ５から読み出さ
れた信号は、補間回路６で補間処理された後、Ｄ／Ａコ
ンバータ７によりアナログ信号に変換されて出力され
る。 【０００６】かかる光学歪み補正機能をもつ撮像装置
は、特開平４ー６１５７０号公報に開示されている。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】上述のように従来の撮
像装置は、光学歪みをもつ映像信号を画像メモリに記憶
し、予め光学歪みに応じた各画素毎の補正量をＲＯＭに
格納しておき、光学歪みに応じてＲＯＭから読み出され
た補正量に基づいた読み出しアドレスにより光学歪みを
補正している。 【０００８】しかしながら、かかる従来装置では、各画
素毎に歪みに応じたアドレスをＲＯＭに格納する必要が
あるためＲＯＭ容量が大きくなってしまう。例えば、画
像メモリにフィールドメモリ（７６８×２４０）を用い
ＲＯＭに補正アドレスを格納したと考えると、２．３Ｍ
ｂｉｔ（１８４３２０ワード×１８ｂｉｔ）のＲＯＭ容
量が必要となってしまう。 【０００９】また、光学系にズームレンズを用いている
場合には、焦点距離に応じて光学系の特性が変わるの
で、ＲＯＭは取り得る焦点距離分の種類だけ必要とな
り、ＲＯＭ容量は更に膨大となり、回路規模が大きくな
るという問題点が生ずる。 【００１０】そこで、本発明の目的は、光学系歪み補正
用の補正量を格納した大容量のＲＯＭを不要とし、格段
に回路規模を小さくした撮像装置を提供することにあ
る。 【００１１】 【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明による撮像装置は、被写体光を、光学系を介
して撮像素子に入射させ、この撮像素子からの画像信号
を、画像記憶手段に記憶せしめ、この画像記憶手段に対
する画像情報の書き込み、または読み出し制御によっ
て、前記光学系による歪みに対応した補正を行うように
した撮像素子において、当該画素または画素群の前記撮
像素子上での略光軸位置からの距離に相当する情報によ
り、前記光学系による歪みに対応した補正係数を求める
演算手段を備えて構成される。 【００１２】 【作用】本発明では、光学歪みに応じた読み出しアドレ
スを、撮像素子上の光軸からの距離情報により演算で求
めることにより、従来のような補正量を格納したＲＯＭ
を不要とし、回路規模を小さくしている。 【００１３】 【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図１は、本発明による撮像装置の一実
施例を示す構成ブロック図である。図１において、図８
と同一符号が付されている構成部は同様機能をもつ構成
部である。本実施例は、基本的構成は図８と同様である
が、補正量ＲＯＭ１３を不要とし、後述するような補正
のためのリードアドレス信号を生成するリードコントロ
ール回路１２を有する。 【００１４】図２（Ａ）には、ズームレンズにおける光
軸からの相対距離（％）と歪み率Ｄ（％）との関係につ
いての光学歪特性の一例が示されている。ここで、横軸
は、撮像素子の有効面の対角線の２分の１の長さを１０
０％としたときの光軸位置からの相対距離を示し、縦軸
は歪み率Ｄを示す。ここで、歪み率Ｄの定義を、相対距
離ｒ離れた点に結像すべき像が光学歪みによりｒ’に結
像したとき、図２（Ｂ）に示すように、 Ｄ＝（ｒ’−ｒ）／ｒ×１００ ％ （１） とする。焦点距離ｆにより特性が変動するが、ｒが大き
くなるほど歪み率Ｄも大きくなり、この特性は、例えば Ｄ＝ｓ’’・ｒ2 （２） で近似でき、式（１）、（２）から ｒ’＝ｒ（１＋ｓ’・ｒ2） （３） となる。ここで、ｓ’’及びｓ’は焦点距離によって決
定する係数であり、 ｓ’＝ｓ’’／１００ とする。つまり、式（３）により、撮像素子上の光軸か
ら相対距離ｒ離れた点に結像すべき像が光学歪みにより
ｒの（１＋ｓ・ｒ2）倍離れた点に結像していると導け
る。 【００１５】撮像素子上の光軸から相対距離ｒ離れた点
Ｐをメモリ上で考えると、図３（Ａ），（Ｂ）に示すよ
うに、例えばＮＴＳＣ信号の場合、撮像素子の縦横の比
はおよそ３：４であり、映像信号を２４０×７６８のフ
ィールドメモリに記憶する場合を考える。撮像素子上で
の相対距離ｒは、メモリ上では例えば水平方向でＲ画素
だとすると、垂直方向ではＲ／２．４画素となり、水平
方向と垂直方向とでは異なった画素数で表されてしま
う。そこで、垂直方向の画素数に、この例であれば２．
４といった換算係数ｋを乗じ、水平方向、垂直方向とも
に撮像素子上の相対距離ｒをメモリ上ではＲ画素といっ
たように、撮像素子上の距離をメモリの画素数に換算で
きるようにする。 【００１６】ここで、図４に示すように、撮像素子上の
光軸から相対距離ｒ離れた点Ｐに結像すべき点が光学歪
により相対距離ｒ’の点Ｐ’に結像している場合を考え
る。点Ｐについては撮像素子上の光軸にあたるメモリの
中心座標から水平方向にｘ画素、垂直方向にはｙ画素の
位置、点Ｐ’については水平方向にｘ’画素、垂直方向
にはｙ’画素の位置としたときのメモリ上でのＰ，Ｐ’
の位置関係を求める。 【００１７】式（３）から点Ｐ’は、点Ｐより（１＋
ｓ’・ｒ2）倍、中心座標から離れていると考えられ
る。ここで、ｒをメモリ上の大きさで表すと ｒ＝ｃ×√｛ｘ2＋（ｋｙ）2｝ （４） で表せる。ｃは撮像素子の大きさとメモリの画素数で決
定する定数である。また、点Ｐ’が点Ｐより中心座標か
ら（１＋ｓ’・ｒ2）倍離れているということは、それ
ぞれの水平、垂直方向の距離も（１＋ｓ’・ｒ2）倍離
れているということなので ｘ’＝ｘ（１＋ｓ’・ｒ2） （５） ｙ’＝ｙ（１＋ｓ’・ｒ2） （６） となる。式（４）、（５）、（６）から ｘ’＝ｘ［１＋ｓ’・ｃ｛ｘ2＋（ｋｙ）2｝］ （７’） ｙ’＝ｙ［１＋ｓ’・ｃ｛ｘ2＋（ｋｙ）2｝］ （８’） ここで、ｓ’Ｃを定数ｓとまとめれば ｘ’＝ｘ［１＋ｓ｛ｘ2＋（ｋｙ）2｝］ （７） ｙ’＝ｙ［１＋ｓ｛ｘ2＋（ｋｙ）2｝］ （８） となる。また、Ｓは焦点距離によって定まる係数とな
る。 【００１８】上記式から明らかなように、メモリの中心
座標から水平、垂直方向にｘ，ｙ離れた画素Ｐ（ｘ，
ｙ）に記憶されるべき画像データは、光学歪みによりそ
れぞれｘ，ｙの｛１＋ｓ（ｘ2＋（ｋｙ）2））｝倍の
ｘ’，ｙ’中心座標から離れた画素Ｐ’（ｘ’，ｙ’）
に記憶されていることを示している。よって前述（従来
例にて）説明した如く、画像データをメモリから読み出
すとき、Ｐ点を読み出すべきタイミングにＰ’点に記憶
されている画像データを読み出せば光学歪みが補正され
る。 【００１９】上述実施例において、撮像素子上の光軸か
らの距離ｒをメモリの画素ｘ，ｙで表すと３平方の定理
により、ｒ＝√（ｘ2＋ｙ2）といった平方根の演算が入
るが、本実施例では光学歪み特性を式（２）のようにＤ
＝ｓ’’・ｒ2と近似したので、平方根の演算と２乗の
演算が打ち消し合い演算回路の規模が減る。特に、平方
根の演算は回路規模を要するので効果は大きい。 【００２０】図５には、上述光学歪みを補正するリード
アドレスを発生するためのリードコントロール回路１２
の構成例が示されている。Ｈカウンタ１２１からは水平
方向の読み出しタイミングアドレスが、Ｖカウンタ１２
２からは垂直方向の読み出しタイミングアドレスが発生
される。画像メモリ５の読み出しタイミングは、テレビ
ジョンの走査と同じで左上から右下に読み出す。座標系
を同図（Ａ）のように設定すると、左上が原点（０，
０）、右下が（２ｘ0,２ｙ0）で、中心が（ｘ0,ｙ0）と
なる。 【００２１】式（７），（８）は画像メモリ５の中心座
標を原点と考えているのに対し、Ｈカウンタ１２１とＶ
カウンタ１２２から供給される読み出しタイミングアド
レスは、同図（Ａ）のように左上が原点となっている。
したがって、この供給されたアドレスが、中心座標アド
レス（ｘ0,ｙ0）からの距離情報となるように、原点移
動させる必要がある。原点移動ブロック回路１２３は、
かかる原点移動を実行するもので、Ｈカウンタ１２１と
Ｖカウンタ１２２からのアドレス値からそれぞれ中心座
標アドレス値ｘ0,ｙ0をそれぞれ減じる減算回路１２３
１と１２３２から成る。この原点移動処理の結果、座標
系は同図（Ｂ）に示すような座標系となる。 【００２２】次に、距離演算ブロック１２４で式（７）
と（８）における距離演算：ｘ2＋（ｋｙ）2を実行す
る。入力ｘは乗算器１２４１で二乗された後、加算器１
２４２に入力され、入力ｙは乗算器１２４３で変換係数
ｋと乗算された後、乗算器１２４４で二乗され、乗算器
１２４１と１２４４の出力は加算器１２４２で加算され
る。 【００２３】歪み倍率演算ブロック１２５は、式（７）
と（８）中の［１＋ｓ｛ｘ2+（ｋｙ）2｝］を演算する
回路で、乗算器１２５１により距離演算ブロック１２４
から供給される｛ｘ2＋（ｋｙ）2｝にマイコン１１から
供給されるズームレンズの焦点距離によって定まる焦点
距離係数ｓを乗じ、加算器１２５１において、該乗算出
力に“１”を加算して出力する。 【００２４】式（７）と（８）のｘ’とｙ’は、ｘ’，
ｙ’演算ブロック１２６の乗算器１２６１と１２６２に
より求められる。乗算器１２６１と１２６２は、加算器
１２５２の出力に対して、減算器１２３１と１２３２か
ら出力されるｘとｙをそれぞれ乗算する。 【００２５】こうして求められたｘ’とｙ’は、同図
（Ｂ）に示すように中心を原点としたときのｘｙ座標の
アドレスであり、前述のとおり、画像メモリ５の実際の
原点は左上であるので、原点移動ブロック１２７の加算
器１２７１と１２７２において、それぞれｘ’，ｙ’中
心座標アドレス値を加算することにより座標を同図
（Ｃ）に示すように元に戻す。 【００２６】以上のような処理を介して、画像メモリ５
の画像の歪みに応じた読み出しアドレスが発生され、こ
の読み出しアドレスで画像メモリ５を読み出せば、光学
歪みの補正された画像を得ることができる。 【００２７】上述実施例の説明における光学歪み特性は
様々な式で近似でき、より高次の項まで近似すればより
高い精度で近似することが可能である。尚、上記実施例
においては、メモリの読み出し制御により光学歪みを補
正したがメモリの書き込み制御によってこれを行っても
よいことは勿論である。 【００２８】上述実施例で説明したように、本発明は歪
みに応じた読み出しアドレスを、撮像素子上の光軸から
の距離情報により演算で求めるので、各画素ごとの補正
量を記憶させておくＲＯＭが必要なく回路規模が小さく
て済む。また、この効果は、単焦点光学系に限らず、ズ
ームレンズを用いた場合も演算の係数を変更するだけで
いかなる焦点距離の歪みにも回路規模を増やすことなく
対応でき、より一層の効果が得られる。 【００２９】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の撮像装置
によれば、大容量を必要とする補正データを格納する大
容量のＲＯＭが不要となるため、回路規模を著しく小さ
くできる。
学レンズ等の光学歪みの補正機能を有する撮像装置に関
する。 【０００２】 【従来の技術】光学レンズには収差があるため、光学レ
ンズを介して撮像素子に結像される被写体光学像には光
学歪みが発生してしまい、その結果、映像信号も歪みを
もつ画像となってしまう。光学歪みとしては、図６
（Ａ）に示すような「糸まき型歪み」や図６（Ｂ）に示
すような「たる型歪み」がある。これら歪みは、図６に
おいて、本来点線で示される位置にあるべき画像情報が
実線位置に結像するような歪みである。 【０００３】このような光学歪みを伴う映像信号の歪み
を補正する補正処理としては、映像信号をデジタル信号
に変換して画像メモリに書き込み、歪みに応じて読み出
しアドレスをずらして読み出すことにより画像メモリ上
で光学歪みを補正する処理がある。例えば、図７におい
て、光学レンズによる歪みがなければ、画像メモリに点
線のように記憶されるべき格子状の画像が光学歪みによ
り実線のように記憶されているとする。この画像データ
を画像メモリから読み出すとき、Ａ点を読み出すべきタ
イミングにａ点に記憶されている画像データを、Ｂ点を
読み出すべきタイミングにｂ点に記憶されている画像デ
ータを、同様にＣ点を読み出すべきタイミングにｃ点に
記憶されている画像データを読み出す。こうすることに
より実線で示す歪んだ画像は、点線で示す歪みのない元
の格子状の画像として読み出され、光学歪みが補正され
る。 【０００４】図８には、この種の補正機能を有する従来
の撮像装置の構成例ブロック図が示されている。光学レ
ンズ等の光学系１を介して被写体像がＣＣＤ等の撮像素
子２に結像される。この撮像素子２に結像されている画
像は、上記光学歪みを含んでおり、撮像素子２で電気信
号に変換される。撮像素子２からの信号は、撮像プロセ
ス回路３で所定の処理が施されて映像信号としてＡ／Ｄ
コンバータ４に供給される。Ａ／Ｄコンバータ４でデジ
タル信号に変換された映像信号は、画像メモリ５に記憶
される。画像メモリ５への信号の書き込み及び読み出し
タイミングは、ライトコントロール回路１０とリードコ
ントロール回路１２Ａによって制御される。ＳＳＧ回路
９は、当該装置動作の基準タイミング信号を発生し、Ｔ
Ｇ回路８、撮像プロセス回路３及びライトコントロール
回路１０に供給する。ＴＧ回路８は、ＳＳＧ回路９から
の水平（Ｈ）方向、垂直（Ｖ）方向の読み出しタイミン
グ信号を撮像素子２に送出する。ライトコントロール回
路１０は、Ａ／Ｄコンバータ４からの映像信号の画像メ
モリ５への書き込みタイミングを制御する。 【０００５】マイコン１１は、光学系１からのズーム情
報等の信号を受け、補正量ＲＯＭ１３に格納されている
補正量データに基づいて上述光学歪みを補正すべくリー
ドコントロール回路１２Ａを制御する。補正量ＲＯＭ１
３には、レンズの使用条件毎に、画面の各部について予
め定まる補正量、例えば図６の実線位置と点線位置との
関係で定まる補正量が格納されている。こうして、リー
ドコントロール回路１２Ａから出力されるリード信号に
より、光学歪みを補正すべく画像メモリ５から読み出さ
れた信号は、補間回路６で補間処理された後、Ｄ／Ａコ
ンバータ７によりアナログ信号に変換されて出力され
る。 【０００６】かかる光学歪み補正機能をもつ撮像装置
は、特開平４ー６１５７０号公報に開示されている。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】上述のように従来の撮
像装置は、光学歪みをもつ映像信号を画像メモリに記憶
し、予め光学歪みに応じた各画素毎の補正量をＲＯＭに
格納しておき、光学歪みに応じてＲＯＭから読み出され
た補正量に基づいた読み出しアドレスにより光学歪みを
補正している。 【０００８】しかしながら、かかる従来装置では、各画
素毎に歪みに応じたアドレスをＲＯＭに格納する必要が
あるためＲＯＭ容量が大きくなってしまう。例えば、画
像メモリにフィールドメモリ（７６８×２４０）を用い
ＲＯＭに補正アドレスを格納したと考えると、２．３Ｍ
ｂｉｔ（１８４３２０ワード×１８ｂｉｔ）のＲＯＭ容
量が必要となってしまう。 【０００９】また、光学系にズームレンズを用いている
場合には、焦点距離に応じて光学系の特性が変わるの
で、ＲＯＭは取り得る焦点距離分の種類だけ必要とな
り、ＲＯＭ容量は更に膨大となり、回路規模が大きくな
るという問題点が生ずる。 【００１０】そこで、本発明の目的は、光学系歪み補正
用の補正量を格納した大容量のＲＯＭを不要とし、格段
に回路規模を小さくした撮像装置を提供することにあ
る。 【００１１】 【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明による撮像装置は、被写体光を、光学系を介
して撮像素子に入射させ、この撮像素子からの画像信号
を、画像記憶手段に記憶せしめ、この画像記憶手段に対
する画像情報の書き込み、または読み出し制御によっ
て、前記光学系による歪みに対応した補正を行うように
した撮像素子において、当該画素または画素群の前記撮
像素子上での略光軸位置からの距離に相当する情報によ
り、前記光学系による歪みに対応した補正係数を求める
演算手段を備えて構成される。 【００１２】 【作用】本発明では、光学歪みに応じた読み出しアドレ
スを、撮像素子上の光軸からの距離情報により演算で求
めることにより、従来のような補正量を格納したＲＯＭ
を不要とし、回路規模を小さくしている。 【００１３】 【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
ながら説明する。図１は、本発明による撮像装置の一実
施例を示す構成ブロック図である。図１において、図８
と同一符号が付されている構成部は同様機能をもつ構成
部である。本実施例は、基本的構成は図８と同様である
が、補正量ＲＯＭ１３を不要とし、後述するような補正
のためのリードアドレス信号を生成するリードコントロ
ール回路１２を有する。 【００１４】図２（Ａ）には、ズームレンズにおける光
軸からの相対距離（％）と歪み率Ｄ（％）との関係につ
いての光学歪特性の一例が示されている。ここで、横軸
は、撮像素子の有効面の対角線の２分の１の長さを１０
０％としたときの光軸位置からの相対距離を示し、縦軸
は歪み率Ｄを示す。ここで、歪み率Ｄの定義を、相対距
離ｒ離れた点に結像すべき像が光学歪みによりｒ’に結
像したとき、図２（Ｂ）に示すように、 Ｄ＝（ｒ’−ｒ）／ｒ×１００ ％ （１） とする。焦点距離ｆにより特性が変動するが、ｒが大き
くなるほど歪み率Ｄも大きくなり、この特性は、例えば Ｄ＝ｓ’’・ｒ2 （２） で近似でき、式（１）、（２）から ｒ’＝ｒ（１＋ｓ’・ｒ2） （３） となる。ここで、ｓ’’及びｓ’は焦点距離によって決
定する係数であり、 ｓ’＝ｓ’’／１００ とする。つまり、式（３）により、撮像素子上の光軸か
ら相対距離ｒ離れた点に結像すべき像が光学歪みにより
ｒの（１＋ｓ・ｒ2）倍離れた点に結像していると導け
る。 【００１５】撮像素子上の光軸から相対距離ｒ離れた点
Ｐをメモリ上で考えると、図３（Ａ），（Ｂ）に示すよ
うに、例えばＮＴＳＣ信号の場合、撮像素子の縦横の比
はおよそ３：４であり、映像信号を２４０×７６８のフ
ィールドメモリに記憶する場合を考える。撮像素子上で
の相対距離ｒは、メモリ上では例えば水平方向でＲ画素
だとすると、垂直方向ではＲ／２．４画素となり、水平
方向と垂直方向とでは異なった画素数で表されてしま
う。そこで、垂直方向の画素数に、この例であれば２．
４といった換算係数ｋを乗じ、水平方向、垂直方向とも
に撮像素子上の相対距離ｒをメモリ上ではＲ画素といっ
たように、撮像素子上の距離をメモリの画素数に換算で
きるようにする。 【００１６】ここで、図４に示すように、撮像素子上の
光軸から相対距離ｒ離れた点Ｐに結像すべき点が光学歪
により相対距離ｒ’の点Ｐ’に結像している場合を考え
る。点Ｐについては撮像素子上の光軸にあたるメモリの
中心座標から水平方向にｘ画素、垂直方向にはｙ画素の
位置、点Ｐ’については水平方向にｘ’画素、垂直方向
にはｙ’画素の位置としたときのメモリ上でのＰ，Ｐ’
の位置関係を求める。 【００１７】式（３）から点Ｐ’は、点Ｐより（１＋
ｓ’・ｒ2）倍、中心座標から離れていると考えられ
る。ここで、ｒをメモリ上の大きさで表すと ｒ＝ｃ×√｛ｘ2＋（ｋｙ）2｝ （４） で表せる。ｃは撮像素子の大きさとメモリの画素数で決
定する定数である。また、点Ｐ’が点Ｐより中心座標か
ら（１＋ｓ’・ｒ2）倍離れているということは、それ
ぞれの水平、垂直方向の距離も（１＋ｓ’・ｒ2）倍離
れているということなので ｘ’＝ｘ（１＋ｓ’・ｒ2） （５） ｙ’＝ｙ（１＋ｓ’・ｒ2） （６） となる。式（４）、（５）、（６）から ｘ’＝ｘ［１＋ｓ’・ｃ｛ｘ2＋（ｋｙ）2｝］ （７’） ｙ’＝ｙ［１＋ｓ’・ｃ｛ｘ2＋（ｋｙ）2｝］ （８’） ここで、ｓ’Ｃを定数ｓとまとめれば ｘ’＝ｘ［１＋ｓ｛ｘ2＋（ｋｙ）2｝］ （７） ｙ’＝ｙ［１＋ｓ｛ｘ2＋（ｋｙ）2｝］ （８） となる。また、Ｓは焦点距離によって定まる係数とな
る。 【００１８】上記式から明らかなように、メモリの中心
座標から水平、垂直方向にｘ，ｙ離れた画素Ｐ（ｘ，
ｙ）に記憶されるべき画像データは、光学歪みによりそ
れぞれｘ，ｙの｛１＋ｓ（ｘ2＋（ｋｙ）2））｝倍の
ｘ’，ｙ’中心座標から離れた画素Ｐ’（ｘ’，ｙ’）
に記憶されていることを示している。よって前述（従来
例にて）説明した如く、画像データをメモリから読み出
すとき、Ｐ点を読み出すべきタイミングにＰ’点に記憶
されている画像データを読み出せば光学歪みが補正され
る。 【００１９】上述実施例において、撮像素子上の光軸か
らの距離ｒをメモリの画素ｘ，ｙで表すと３平方の定理
により、ｒ＝√（ｘ2＋ｙ2）といった平方根の演算が入
るが、本実施例では光学歪み特性を式（２）のようにＤ
＝ｓ’’・ｒ2と近似したので、平方根の演算と２乗の
演算が打ち消し合い演算回路の規模が減る。特に、平方
根の演算は回路規模を要するので効果は大きい。 【００２０】図５には、上述光学歪みを補正するリード
アドレスを発生するためのリードコントロール回路１２
の構成例が示されている。Ｈカウンタ１２１からは水平
方向の読み出しタイミングアドレスが、Ｖカウンタ１２
２からは垂直方向の読み出しタイミングアドレスが発生
される。画像メモリ５の読み出しタイミングは、テレビ
ジョンの走査と同じで左上から右下に読み出す。座標系
を同図（Ａ）のように設定すると、左上が原点（０，
０）、右下が（２ｘ0,２ｙ0）で、中心が（ｘ0,ｙ0）と
なる。 【００２１】式（７），（８）は画像メモリ５の中心座
標を原点と考えているのに対し、Ｈカウンタ１２１とＶ
カウンタ１２２から供給される読み出しタイミングアド
レスは、同図（Ａ）のように左上が原点となっている。
したがって、この供給されたアドレスが、中心座標アド
レス（ｘ0,ｙ0）からの距離情報となるように、原点移
動させる必要がある。原点移動ブロック回路１２３は、
かかる原点移動を実行するもので、Ｈカウンタ１２１と
Ｖカウンタ１２２からのアドレス値からそれぞれ中心座
標アドレス値ｘ0,ｙ0をそれぞれ減じる減算回路１２３
１と１２３２から成る。この原点移動処理の結果、座標
系は同図（Ｂ）に示すような座標系となる。 【００２２】次に、距離演算ブロック１２４で式（７）
と（８）における距離演算：ｘ2＋（ｋｙ）2を実行す
る。入力ｘは乗算器１２４１で二乗された後、加算器１
２４２に入力され、入力ｙは乗算器１２４３で変換係数
ｋと乗算された後、乗算器１２４４で二乗され、乗算器
１２４１と１２４４の出力は加算器１２４２で加算され
る。 【００２３】歪み倍率演算ブロック１２５は、式（７）
と（８）中の［１＋ｓ｛ｘ2+（ｋｙ）2｝］を演算する
回路で、乗算器１２５１により距離演算ブロック１２４
から供給される｛ｘ2＋（ｋｙ）2｝にマイコン１１から
供給されるズームレンズの焦点距離によって定まる焦点
距離係数ｓを乗じ、加算器１２５１において、該乗算出
力に“１”を加算して出力する。 【００２４】式（７）と（８）のｘ’とｙ’は、ｘ’，
ｙ’演算ブロック１２６の乗算器１２６１と１２６２に
より求められる。乗算器１２６１と１２６２は、加算器
１２５２の出力に対して、減算器１２３１と１２３２か
ら出力されるｘとｙをそれぞれ乗算する。 【００２５】こうして求められたｘ’とｙ’は、同図
（Ｂ）に示すように中心を原点としたときのｘｙ座標の
アドレスであり、前述のとおり、画像メモリ５の実際の
原点は左上であるので、原点移動ブロック１２７の加算
器１２７１と１２７２において、それぞれｘ’，ｙ’中
心座標アドレス値を加算することにより座標を同図
（Ｃ）に示すように元に戻す。 【００２６】以上のような処理を介して、画像メモリ５
の画像の歪みに応じた読み出しアドレスが発生され、こ
の読み出しアドレスで画像メモリ５を読み出せば、光学
歪みの補正された画像を得ることができる。 【００２７】上述実施例の説明における光学歪み特性は
様々な式で近似でき、より高次の項まで近似すればより
高い精度で近似することが可能である。尚、上記実施例
においては、メモリの読み出し制御により光学歪みを補
正したがメモリの書き込み制御によってこれを行っても
よいことは勿論である。 【００２８】上述実施例で説明したように、本発明は歪
みに応じた読み出しアドレスを、撮像素子上の光軸から
の距離情報により演算で求めるので、各画素ごとの補正
量を記憶させておくＲＯＭが必要なく回路規模が小さく
て済む。また、この効果は、単焦点光学系に限らず、ズ
ームレンズを用いた場合も演算の係数を変更するだけで
いかなる焦点距離の歪みにも回路規模を増やすことなく
対応でき、より一層の効果が得られる。 【００２９】 【発明の効果】以上説明したように、本発明の撮像装置
によれば、大容量を必要とする補正データを格納する大
容量のＲＯＭが不要となるため、回路規模を著しく小さ
くできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による撮像装置の一実施例を示す構成ブ
ロック図である。 【図２】本発明の実施例動作を説明するためのズームレ
ンズの光学歪特性の一例を示す図である。 【図３】本発明の実施例動作を説明するための図であ
る。 【図４】本発明の実施例動作を説明するための図であ
る。 【図５】図１に示す実施例におけるリードコントロール
回路１２の詳細構成ブロック図である。 【図６】光学系歪みの例を示す図である。 【図７】光学系歪みの補正を説明するための図である。 【図８】従来の撮像装置の構成ブロック図である。 【符号の説明】 １ 光学系 ２ 撮像素子 ３ 撮像プロセス回路 ４ Ａ／Ｄコンバータ ５ 画像メモリ ６ 補間回路 ７ Ｄ／Ａコンバータ ８ ＴＧ回路 ９ ＳＳＧ回路 １０ ライトコントロール回路 １１ マイコン １２Ａ，１２ リードコントロール回路 １３ 補正量ＲＯＭ
ロック図である。 【図２】本発明の実施例動作を説明するためのズームレ
ンズの光学歪特性の一例を示す図である。 【図３】本発明の実施例動作を説明するための図であ
る。 【図４】本発明の実施例動作を説明するための図であ
る。 【図５】図１に示す実施例におけるリードコントロール
回路１２の詳細構成ブロック図である。 【図６】光学系歪みの例を示す図である。 【図７】光学系歪みの補正を説明するための図である。 【図８】従来の撮像装置の構成ブロック図である。 【符号の説明】 １ 光学系 ２ 撮像素子 ３ 撮像プロセス回路 ４ Ａ／Ｄコンバータ ５ 画像メモリ ６ 補間回路 ７ Ｄ／Ａコンバータ ８ ＴＧ回路 ９ ＳＳＧ回路 １０ ライトコントロール回路 １１ マイコン １２Ａ，１２ リードコントロール回路 １３ 補正量ＲＯＭ
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 被写体光を、光学系を介して撮像素子に入射させ、この
撮像素子からの画像信号を、画像記憶手段に記憶せし
め、この画像記憶手段に対する画像情報の書き込み、ま
たは読み出し制御によって、前記光学系による歪みに対
応した補正を行うようにした撮像素子において、 当該画素または画素群の前記撮像素子上での略光軸位置
からの距離に相当する情報により、前記光学系による歪
みに対応した補正係数を求める演算手段を備えたことを
特徴とする撮像装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4326071A JPH06153065A (ja) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | 撮像装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4326071A JPH06153065A (ja) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | 撮像装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06153065A true JPH06153065A (ja) | 1994-05-31 |
Family
ID=18183788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4326071A Pending JPH06153065A (ja) | 1992-11-11 | 1992-11-11 | 撮像装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06153065A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005010818A1 (ja) * | 2003-07-28 | 2005-02-03 | Olympus Corporation | 画像処理装置、画像処理方法及び歪補正方法 |
| JP2005044098A (ja) * | 2003-07-28 | 2005-02-17 | Olympus Corp | 画像処理装置及び画像処理方法 |
| US7227574B2 (en) * | 2003-02-05 | 2007-06-05 | Minolta Co., Ltd. | Image capturing apparatus |
| EP1959676A1 (en) * | 2005-12-05 | 2008-08-20 | Nikon Corporation | Distortion correction method, distortion correction program, image processing apparatus, interchangeable lens, camera, and camera system |
| JP2008294991A (ja) * | 2007-05-28 | 2008-12-04 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 輪郭強調装置 |
| JP2009071517A (ja) * | 2007-09-12 | 2009-04-02 | Mitsubishi Electric Corp | カメラ装置及び記録システム |
| JP2009130546A (ja) * | 2007-11-21 | 2009-06-11 | Suzuki Motor Corp | 画像の歪曲補正方法 |
| US7719597B2 (en) | 2004-03-29 | 2010-05-18 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Distortion correction device and image sensing device provided therewith |
| JP2011114480A (ja) * | 2009-11-25 | 2011-06-09 | Victor Co Of Japan Ltd | 画像処理装置 |
-
1992
- 1992-11-11 JP JP4326071A patent/JPH06153065A/ja active Pending
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US8558926B2 (en) | 2005-12-05 | 2013-10-15 | Nikon Corporation | Distortion correction method, distortion correction program, image processing apparatus, interchangeable lens, camera, and camera system |
| JP2008294991A (ja) * | 2007-05-28 | 2008-12-04 | Panasonic Electric Works Co Ltd | 輪郭強調装置 |
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|---|---|---|---|
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