(57)【要約】【課題】傾き補正後の画像データの一部が欠けることも、撮影時の表示画像と傾き補正後の画像データとで画角が異なるということもない撮像装置を提供する。【解決手段】本発明の撮像装置は、被写体の光学画像を生成する光学系１０と、前記光学系１０の倍率を変化させる光学ズーム手段１０ｃと、前記光学画像を画像信号に変換する撮像素子１０ｅと、前記画像信号の一部を切り出す傾き補正手段１６と、自装置の傾きを検出する傾き検出手段１２と、前記傾き検出手段１２が自装置の傾きを検出したときに、前記自装置の傾きの大きさに基づいて前記光学系１０の倍率が小さくなるよう前記光学ズーム手段１０ｃを制御し、前記光学系１０の倍率の変化と前記自装置の傾きの大きさを打ち消す切出枠に基づいて前記画像信号の一部を切り出すよう前記傾き補正手段１６を制御する、制御手段と、を備える、ことを特徴とする。【選択図】図１
2011071572.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の光学画像を生成する光学系と、
前記光学系の倍率を変化させる光学ズーム手段と、
前記光学画像を画像信号に変換する撮像素子と、
前記画像信号の一部を切り出す傾き補正手段と、
自装置の傾きを検出する傾き検出手段と、
前記傾き検出手段が自装置の傾きを検出したときに、
前記自装置の傾きの大きさに基づいて前記光学系の倍率が小さくなるよう前記光学ズーム手段を制御し、
前記光学系の倍率の変化と前記自装置の傾きの大きさを打ち消す切出枠に基づいて前記画像信号の一部を切り出すよう前記傾き補正手段を制御する、
制御手段と、
を備える、
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
表示手段、
をさらに備え、
前記制御手段は、
前記自装置の傾きの大きさが所定の角度よりも大きくなったときに、前記表示手段に警告を表示する、
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記制御手段は、
前記自装置の傾きの大きさに基づいて前記切出枠が前記自装置の傾きの大きさを打ち消す程度を変化させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記制御手段は、
前記自装置の傾きの大きさの増加率に基づいて前記切出枠が前記自装置の傾きの大きさを打ち消す程度を変化させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記制御手段は、
前記光学系の倍率に基づいて前記切出枠が前記自装置の傾きの大きさを打ち消す程度を変化させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像データを生成する撮像装置に関するものであり、より詳しくは、自装置の傾きが変化しても撮影時の表示画像と傾き補正後の画像の画角を同等に保つことができる撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
傾き補正に関する技術として、特許文献１がある。特許文献１に記載のデジタルカメラは、「複数の光電変換素子が配列された撮像面を有する撮像手段と、該撮像面が基準とする姿勢から、該撮像面に垂直な光軸まわりに該撮像面が回転している角度を検出する角度検出手段と、該手段によって得られた角度分、前記撮像手段によって得られたデジタル画像を逆回転させた回転補正デジタル画像を生成する画像補正手段とを含むことを特徴とする。」特許文献１に記載の傾き補正に関する技術によれば、角度検出手段によって得られた角度分、撮像手段によって得られたデジタル画像を逆回転させるので、事後的に適切な画像を再生表示することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２４５７２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載の傾き補正に関する技術では、傾き補正後の画像データの一部が欠けるという課題がある。また、これを回避するために電子ズーム手段によって画像データの一部を拡大すると、撮影時の表示画像と傾き補正後の画像データとで画角が異なるという課題がある。これらの課題について、図５、図６を用いて説明する。
【０００５】
図５は、特許文献１に記載の傾き補正に関する技術を説明する図である。図５（ａ）は、傾き補正前の画像データ３１を示す図である。３人の人物３３〜３５が撮影された画像データ３１がある。画像データ３１は傾いた状態で撮影されたので、３人の人物３３〜３５は不自然に傾いて見える。そこで、切出枠３６に基づいて画像データ３１の一部を切り出す。
【０００６】
図５（ｂ）は、傾き補正後の画像データ３２を示す図である。切出枠３６に基づいて画像データ３１の一部を切り出すことで、傾き補正後の画像データ３２が生成された。傾き補正後の画像データ３２では、人物３３〜３５は正立して見える。しかし、傾き補正後の画像データ３２の四隅には、切出枠３６が画像データ３１と重ならない部分があるために生じた空白３７がある。
【０００７】
図６は、切出枠３６の縮小を説明する図である。図６（ａ）は、図５（ａ）と同じく、傾き補正前の画像データ３１を示す図である。図５（ｂ）の空白３７が生じないよう切出枠３６を縮小させた状態が図６（ｂ）である。
【０００８】
図６（ｃ）は、傾き補正後の画像データ３２を示す図である。切出枠３６に基づいて画像データ３１の一部を切り出すことで、傾き補正後の画像データ３２が生成された。傾き補正後の画像データ３２では、人物３３〜３５は正立して見える。また、傾き補正後の画像データ３２の四隅には、切出枠３６が画像データ３１と重ならない部分があるために生じる空白３７もない。しかし、傾き補正後の画像データ３２は、傾き補正前の画像データ３１の一部が拡大されたものであって、傾き補正前の画像データ３１と傾き補正後の画像データ３２とでは画角が異なる。
【０００９】
本発明は、前記課題を解決し、傾き補正後の画像データの一部が欠けることも、撮影時の表示画像と傾き補正後の画像データとで画角が異なるということもない撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を解決するために、本発明の撮像装置は、被写体の光学画像を生成する光学系と、前記光学系の倍率を変化させる光学ズーム手段と、前記光学画像を画像信号に変換する撮像素子と、前記画像信号の一部を切り出す傾き補正手段と、自装置の傾きを検出する傾き検出手段と、前記傾き検出手段が自装置の傾きを検出したときに、前記自装置の傾きの大きさに基づいて前記光学系の倍率が小さくなるよう前記光学ズーム手段を制御し、前記光学系の倍率の変化と前記自装置の傾きの大きさを打ち消す切出枠に基づいて前記画像信号の一部を切り出すよう前記傾き補正手段を制御する、制御手段と、を備える、ことを特徴とする。
【００１１】
この構成では、自装置の傾きの大きさに基づいて光学系の倍率が小さくなるよう光学ズーム手段を制御し、光学系の倍率の変化と自装置の傾きの大きさを打ち消す切出枠に基づいて画像信号の一部を切り出すよう傾き補正手段を制御するので、傾き補正後の画像データの一部が欠けることも、撮影時の表示画像と傾き補正後の画像データとで画角が異なるということもない。
【００１２】
また、本発明の撮像装置は、表示手段、をさらに備え、前記制御手段は、前記自装置の傾きの大きさが所定の角度よりも大きくなったときに、前記表示手段に警告を表示する、
ことを特徴としてもよい。
【００１３】
この構成では、利用者が自装置の傾きが大きいことを確知できるので、利用者に自装置の傾きを小さくする動作を促すことができる。
【００１４】
また、本発明の撮像装置の前記制御手段は、前記自装置の傾きの大きさに基づいて前記切出枠が前記自装置の傾きの大きさを打ち消す程度を変化させる、ことを特徴としてもよい。また、本発明の撮像装置の前記制御手段は、前記自装置の傾きの大きさの増加率に基づいて前記切出枠が前記自装置の傾きの大きさを打ち消す程度を変化させる、ことを特徴としてもよい。また、本発明の撮像装置の前記制御手段は、前記光学系の倍率に基づいて前記切出枠が前記自装置の傾きの大きさを打ち消す程度を変化させる、ことを特徴としてもよい。
【００１５】
これらの構成では、大きな傾き補正がなされた画像信号が表示手段に表示されることによって、利用者が違和感を覚えることがない。
【発明の効果】
【００１６】
以上のように、本発明の撮像装置によれば、傾き補正後の画像データの一部が欠けることも、撮影時の表示画像と傾き補正後の画像データとで画角が異なるということもない撮像装置を提供することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施例であるデジタルスチルカメラの構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施例であるデジタルスチルカメラの背面斜視図
【図３】本発明の実施例であるデジタルスチルカメラの撮影動作を示すフローチャート
【図４】本発明の実施例であるデジタルスチルカメラの傾き補正を説明する図
【図５】特許文献１に記載の傾き補正を説明する図
【図６】特許文献１に記載の傾き補正を説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（実施の形態）
本発明の実施例であるデジタルスチルカメラについて、図面を用いて詳細に説明する。
（１．構成）
図１は、本発明の実施例であるデジタルスチルカメラの構成を示すブロック図である。本発明の実施例であるデジタルスチルカメラは、構図を決定するための表示動作と撮影を行うための撮影動作とを行う。
【００１９】
まず、表示動作について説明する。表示動作とは、利用者が撮影に先立って構図を決めるために、撮像部１０に入射した被写体の光学画像を表示回路１９に接続された液晶ディスプレイ４０に連続的に表示する動作をいう。
【００２０】
撮像部１０は、対物レンズ１０ａ、ズームレンズ１０ｂ、フォーカスレンズ１０ｄからなる光学系と、ズームレンズ１０ｂを駆動する駆動回路１０ｃと、撮像素子１０ｅとから構成されている。ズームレンズ１０ｂは、駆動回路１０ｃと駆動機構（図示せず）によって光軸Ｏ−Ｏ’方向に駆動され、撮像素子１０ｅに入射する被写体の光学画像の倍率を変化させる。フォーカスレンズ１０ｄは、駆動回路（図示せず）と駆動機構（図示せず）によって光軸Ｏ−Ｏ’方向に駆動され、被写体の光学画像を撮像素子１０ｅに合焦させる。
【００２１】
撮像部１０は、入射した被写体の光学画像をＲＧＢ三原色に分解して画像信号であるデジタル化したＲＡＷデータに変換し、メインメモリ１１に書き込む。メインメモリ１１は、ＳＤＲＡＭ等の揮発性記憶素子で構成されている。画像処理回路１４は、メインメモリ１１からＲＡＷデータを読み出し、色空間変換を行ってＲＡＷデータをＹＣデータに変換し、メインメモリ１１に書き込む。表示回路１９は、メインメモリ１１からＹＣデータを読み出し、液晶ディスプレイ４０に出力する。液晶ディスプレイ４０には、被写体の動きがほぼリアルタイムで表示されるので、利用者は液晶ディスプレイ４０を見ながら構図を決めることができる。なお、本発明の実施例であるデジタルスチルカメラでは液晶ディスプレイ４０を採用したが、画像を表示することができる表示素子であればよい。例えば、有機ＥＬディスプレイ等を採用することもできる。
【００２２】
次に、撮影動作について説明する。撮影動作とは、利用者がシャッター釦４１を押したときに撮像部１０に入射した被写体の光学画像を画像データとして記憶媒体に記録する動作をいう。
【００２３】
制御回路１３は、マイコンにより構成してあり、本発明の実施例であるデジタルスチルカメラの全ての回路の監視と制御を行う。操作回路２０は、シャッター釦４１とモードダイヤル４２とズームレバー４３と十字キー４４が接続された入力回路である。制御回路１３は、操作回路２０の状態に従って撮影動作を制御する。
【００２４】
利用者は、モードダイヤル４２を回転させて、所望の撮影モードを選択する。撮影モードには、プログラムＡＥ、絞り優先ＡＥ、シャッター優先ＡＥ、マニュアル露出の各撮影モードがある。なお、これらの撮影モードの全てを有する必要はないし、これらの撮影モード以外の撮影モードを有していてもよい。
【００２５】
利用者によってシャッター釦４１が押されると、制御回路１３は、撮像部１０が記録のためのＲＡＷデータをメインメモリ１１に書き込むよう制御する。ここで、撮影動作において撮像部１０が出力するＲＡＷデータの画素数は、表示動作において撮像部１０が出力するＲＡＷデータの画素数と比較して圧倒的に多い。液晶ディスプレイ４０の画素数が数十万画素にとどまるのに対して、メモリカードに記録する画像データの画素数は、１０００万画素程度であるからである。
【００２６】
次に、制御回路１３は、画像処理回路１４がメインメモリ１１から記録のためのＲＡＷデータ読み出し、ＹＣデータに変換し、メインメモリ１１に書き込むよう制御する。次に、制御回路１３は、圧縮伸張回路１７がメインメモリ１１からＹＣデータを読み出し、圧縮ファイルに変換し、メインメモリ１１に書き込むよう制御する。また、制御回路１３は、表示回路１９がメインメモリ１１からＹＣデータを読み出し、液晶ディスプレイ４０に所定の時間だけ出力するよう制御する。液晶ディスプレイ４０には、撮影された画像が表示されるので、利用者は液晶ディスプレイ４０を見ながら撮影された画像のできばえを確認することができる。次に、制御回路１３は、記録回路１８がメインメモリ１１から圧縮ファイルを読み出し、交換可能な記憶媒体（図示せず）に記録するよう制御する。交換可能な記憶媒体としては、フラッシュメモリやハードディスクを内蔵したメモリカード等を使用することができる。
【００２７】
図２は、本発明の実施例であるデジタルスチルカメラの背面斜視図である。本発明の実施例であるデジタルスチルカメラの上面には、シャッター釦４１とズームレバー４３とが配されている。ズームレバー４３は、シャッター釦４１の中心を軸として回転可能である。ズームレバー４３を時計回りに回転させると撮像部１０内のズームレンズ１０ｂが駆動され、被写体の大きさを拡大することができる。一方、ズームレバー４３を反時計回りに回転させると撮像部１０内のズームレンズ１０ｂが駆動され、被写体の大きさを縮小することができる。
【００２８】
本発明の実施例であるデジタルスチルカメラの背面には、液晶ディスプレイ４０とモードダイヤル４２と十字キー４４とが配されている。十字キー４４は、撮影モード以外の設定に使用される。
【００２９】
傾き検出回路１２は、ジャイロを内蔵しており、本発明の実施例であるデジタルスチルカメラの傾き角を出力する。なお、本発明の実施例であるデジタルスチルカメラではジャイロを採用したが、本発明の実施例であるデジタルスチルカメラの傾き角を出力することができる素子であればよい。例えば、機械式傾斜計等を採用することもできる。
（２．動作）
図３は、本発明の実施例であるデジタルスチルカメラの撮影動作を示すフローチャートである。図４は、本発明の実施例であるデジタルスチルカメラの傾き補正を説明する図である。本発明の実施例であるデジタルスチルカメラは、シャッター釦４１が押されると撮影動作を開始する。
【００３０】
シャッター釦４１が押されると、制御回路１３は、本発明の実施例であるデジタルスチルカメラの傾き角を傾き検出回路１２から取得する（Ｓ６１）。傾き角が所定の角度よりも大きい場合は、傾き補正を行うが、傾き角が所定の角度よりも小さい場合は、傾き補正を行わない。所定の角度は、例えば、３°のように固定の角度であってもよいし、利用者が適宜設定できるようにしてもよい。また、顔検出機能を備え、被写体の中に人物の顔を検出したときのみ傾き補正を行うようにしてもよいし、建築物の撮影等、被写体の中に水平線または垂直線を多く検出したときに傾き補正を行うようにしてもよい。被写体の中に水平線または垂直線が多く含まれるか否かは、画像の水平方向または垂直方向の空間周波数分布を調べることで判定できる。さらに、利用者が意図的に傾いた写真を撮影したい場合に備え、傾き角が大きくても傾き補正を行わないよう設定できるようにしてもよい。
【００３１】
図４（ａ）は、シャッター釦４１が押されたときに、液晶ディスプレイ４０に表示されていた画像５１を示す図である。３人の人物５３〜５５が表示されている。３人の人物５３〜５５は不自然に傾いている。
【００３２】
以下、傾き補正を行う場合について説明する。制御回路１３は、撮像部１０内のズームレンズ１０ｂを駆動するよう駆動回路１０ｃを制御する（Ｓ６２）。これによって、被写体の大きさが縮小される。すなわち、画角が広くなる。画角を広くする程度は、傾き検出回路１２から取得した傾き角に基づいて決定することが望ましい。傾き角が大きい場合は、画角を広くする程度を大きくし、傾き角が小さい場合は、画角を広くする程度を小さくする。これは、傾き角が大きいほど、図５（ｂ）に示す空白３７が大きくなり、このような空白を生じさせないためには、被写体の大きさをより縮小する必要があるからである。なお、傾き角に関わらず画角を広くする程度を固定してもよいが、その場合は、画角を広くする程度を大きくして余裕をもたせておく必要がある。
【００３３】
このとき、フォーカスレンズ１０ｄを駆動して、被写体の光学画像を撮像素子１０ｅに合焦させるオートフォーカス動作との関係が問題となる。ズームレンズ１０ｂを駆動してからフォーカスレンズ１０ｄを駆動してオートフォーカス動作を行なうことが望ましい。ズームレンズ１０ｂが駆動されると、画角、すなわち光学系の焦点距離が変化し、ピントがずれるからである。しかし、ピントのずれが実用上無視できるような場合もあると考えられる。例えば、被写界深度が深い場合や焦点距離の変化量が小さい場合である。ピントのずれが実用上無視できるような場合は、オートフォーカス動作を行ってからズームレンズ１０ｂを駆動することも考えられる。なお、フォーカスレンズ１０ｄがズームレンズ１０ｂの駆動に追従するフォーカストラッキング機能を備えている場合は、オートフォーカス動作を行ってからズームレンズ１０ｂを駆動しても問題はない。
【００３４】
また、このとき、表示動作を行なうか否かが問題となる。表示動作を継続したままズームレンズ１０ｂを駆動すると、液晶ディスプレイ４０によって画角の変化が利用者に認識される場合がある。利用者が画角の変化を認識しないようにするためには、液晶ディスプレイ４０の表示をやめるか、ズームレンズ１０ｂを駆動する前の画像を継続して表示すればよい。また、電子ズーム回路１５による電子ズーム処理をズームレンズ１０ｂの駆動と同時並行に行い、電子ズーム処理が行なわれた画像を液晶ディスプレイ４０に表示することによって、見かけ上、画角の変化が現れないようにしてもよい。
【００３５】
ズームレンズ１０ｂの駆動が完了すると、制御回路１３は、撮像部１０が記録のためのＲＡＷデータをメインメモリ１１に書き込むよう制御する（Ｓ６３）。図４（ｂ）は、メインメモリ１１に書き込まれた記録のためのＲＡＷデータに基づく画像５７を示す図である。被写体である人物５３〜５５が、図４（ａ）と比較して縮小されていることが分かる。
【００３６】
次に、制御回路１３は、画像処理回路１４がメインメモリ１１から記録のためのＲＡＷデータ読み出し、ＹＣデータに変換し、メインメモリ１１に書き込むよう制御する。
【００３７】
次に、制御回路１３は、傾き補正回路１６がメインメモリ１１からＹＣデータを読み出し、図４（ｂ）に示す切出枠５６に従って切り出したＹＣデータを作成し、メインメモリ１１に書き込むよう制御する（Ｓ６４）。
【００３８】
ここで、切出枠５６の縦横比は、記録のための元のＲＡＷデータ、あるいはこれから変換されたＹＣデータと同じである。切出枠５６の大きさは、傾き検出回路１２から取得した傾き角、あるいはこれに基づいて決定されたズームレンズ１０ｂの駆動量、その結果としての焦点距離の変化量のいずれかに基づいて決定される。切出枠５６の傾きは、傾き検出回路１２から取得した傾き角と大きさが同じで向きが反対である。
【００３９】
次に、制御回路１３は、圧縮伸張回路１７がメインメモリ１１から切り出されたＹＣデータを読み出し、圧縮ファイルに変換し、メインメモリ１１に書き込むよう制御する。また、制御回路１３は、表示回路１９がメインメモリ１１から切り出されたＹＣデータを読み出し、液晶ディスプレイ４０に所定の時間だけ出力するよう制御する（Ｓ６５）。液晶ディスプレイ４０には、傾き補正が行われた画像が表示される。次に、制御回路１３は、記録回路１８がメインメモリ１１から圧縮ファイルを読み出し、交換可能な記憶媒体（図示せず）に記録するよう制御する（Ｓ６６）。
【００４０】
図４（ｃ）は、メインメモリ１１に書き込まれた切り出されたＹＣデータに基づく画像５８を示す図である。傾き補正後の画像５８の一部が欠けることも、シャッター釦４１が押されたときに、液晶ディスプレイ４０に表示されていた画像５１と傾き補正後の画像５８とで画角が異なるということもない。
【００４１】
ただし、傾き補正後の画像５８は、記録のためのＲＡＷデータに基づく画像５１よりも画素数が少なくなっている。その割合は、切出枠５６の傾き、すなわち傾き検出回路１２から取得した傾き角に依存する。傾き補正後の画像５８の画素数を記録のためのＲＡＷデータに基づく画像５１と同じにする場合は、画像処理回路１４によって補間処理を行なえばよい。
【００４２】
なお、本発明の実施例であるデジタルスチルカメラでは、電子ズーム回路１５と傾き補正回路１６を別々の回路としたが、電子ズーム回路１５が傾き補正回路１６の機能を包含する構成であっても構わない。
（３．その他）
以上は、撮影動作において傾き補正を行う場合を示したが、表示動作において常時上記の傾き補正を行って補正された画像を液晶ディスプレイ４０に表示するようにしてもよい。その場合は、本発明の実施例であるデジタルスチルカメラの傾き角に応じて、ズームレンズ１０ｂの駆動量、切出枠５６の大きさ・傾きを動的に変更する。また、本発明の実施例であるデジタルスチルカメラの傾き角が所定の角度よりも大きい場合は、液晶ディスプレイ４０に警告を表示するようにしてもよい。
【００４３】
また、一定の場合には、切出枠５６の傾きを傾き検出回路１２から取得した傾き角よりも小さくしてもよい。一定の場合とは、表示動作において上記傾き補正を行っている場合に傾き角が急増したとき、傾き角が所定の角度よりも大きくなった場合、光学系の画角が広い場合等が考えられる。これらの場合に、本発明の実施例であるデジタルスチルカメラの傾き角を完全に補正する傾き補正を行うと利用者に違和感を与える場合が考えられるからである。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明によれば、傾き補正後の画像データの一部が欠けることも、撮影時の表示画像と傾き補正後の画像データとで画角が異なるということもない傾き補正が実現されるので、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等の撮像装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００４５】
１０    撮像部
１１    メインメモリ
１２    傾き検出回路
１３    制御回路
１４    画像処理回路
１５    電子ズーム回路
１６    傾き補正回路
１７    圧縮伸張回路
１８    記録回路
１９    表示回路
２０    操作回路
３１    画像データ
３２    補正後の画像データ
３３〜３５    人物
３６    切出枠
３７    空白
４０    液晶ディスプレイ
４１    シャッター釦
４２    モードダイヤル
４３    ズームレバー
４４    十字キー
５１    画像
５３〜５５    人物
５７    画像
５８    補正後の画像
【図１】
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【図２】
2011071572.tif 000004
【図３】
2011071572.tif 000005
【図４】
2011071572.tif 000006
【図５】
2011071572.tif 000007
【図６】
2011071572.tif 000008