(57)【要約】【課題】本発明は、撮像素子における撮像面の利用効率を高めた撮像装置に関する。【解決手段】本発明に係る撮像装置は、被写体光像を光電変換して画像信号を出力する撮像素子１０２と、垂直方向の倍率に対する水平方向の倍率の比が撮像素子１０２における垂直方向の長さに対する水平方向の長さの比である撮像素子の縦横比と略同一である縦横倍率比で撮像素子１０２の撮像面上に被写体光像を結像させる結像光学系１０１と、撮像素子１０２から出力される画像信号に基づいて、結像光学系１０１の縦横倍率比を用いて垂直方向の倍率と水平方向の倍率とが略同一の画像データに変換する位置変換情報記憶部１２及び位置変換部１３とを備える。【選択図】  図１
2004266717.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体光像を光電変換して画像信号を出力する撮像素子と、
垂直方向の倍率に対する水平方向の倍率の比が前記撮像素子における垂直方向の長さに対する水平方向の長さの比である撮像素子の縦横比と略同一である縦横倍率比で前記撮像素子の撮像面上に前記被写体光像を結像させる結像光学系と、
前記撮像素子から出力される前記画像信号に基づいて、前記結像光学系の前記縦横倍率比を用いて垂直方向の倍率と水平方向の倍率とが略同一の画像データに変換する変換部とを備えること
を特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記変換部は、変換前の画像データにおける位置データと変換後の画像データにおける位置データとを対応付けた位置変換テーブルを記憶する位置変換情報記憶部と、変換前の画像データにおける位置データを前記位置変換情報記憶部の前記位置変換テーブルを用いて変換後の画像データにおける位置データに変換すると共に、変換前の画像データにおける輝度データを変換後の画像データにおける位置データに対応付ける位置変換部とを備えること
を特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記変換部は、変換前の画像データにおける位置データを前記結像光学系の前記縦横倍率比に基づく変換式を用いて画素ごとに逐次に変換して変換後の画像データにおける位置データに変換すると共に、変換前の画像データにおける輝度データを変換後の画像データにおける位置データに対応付けること
を特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記変換部は、前記変換後の画像データにおける位置データを整数化する整数化処理をさらに行うと共に、前記整数化処理を行った位置データにおける整数値で不連続となっている位置データの輝度データをさらに生成すること
を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
被写体光像を光電変換して画像信号を出力する撮像素子と、
垂直方向の倍率に対する水平方向の倍率の比が前記撮像素子における垂直方向の長さに対する水平方向の長さの比である撮像素子の縦横比と略同一である縦横倍率比で前記撮像素子の撮像面上に前記被写体光像を結像させる結像光学系と、
前記撮像素子から出力される前記画像信号に基づく画像データに垂直方向の倍率と水平方向の倍率とが略同一の画像データに変換するための変換情報を付加して記録媒体に記録する画像データ記録部とを備えること
を特徴とする撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、撮像装置に関し、特に、撮像素子における撮像面の利用効率を高めた撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
撮像装置は、通常、被写体光像を結像光学系で撮像素子に結像させて画像信号を得ている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図１２は、結像領域と撮像素子との関係を示す図である。図１２（Ａ）は、結像領域を全て撮像素子に収めた場合の図であり、図１２（Ｂ）は、撮像素子の撮像面全面で被写体光像を受光させる場合の図である。図１３は、結像光学系が魚眼レンズである場合における画像の一例を示す図である。図１３（Ａ）は、魚眼レンズによって得られた一画像を示す図であり、図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）に示す画像の全領域に対し画像の歪みを補正することによって得られた画像を示す図であり、図１３（Ｃ）は、図１３（Ａ）に示す画像の一部分領域に対し画像の歪みを補正することによって得られた画像を示す図である。
【０００４】
図１２において、被写体からの光が結像光学系によって撮像素子１００１の撮像面上に結像した結像領域１００２は、特に結像光学系が魚眼レンズや中心窩レンズ等の広歪曲レンズである場合には、円像となる。一方、撮像素子１００２は、光をその強度に応じた電気信号に変換する受光素子を格子状に配列して形成するため、一般に長方形である。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２０５８１７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のように、撮像素子１００１の形状と結像領域１００２の形状とが相似形ではない。このため、図１２（Ａ）に示すように結像領域１００２全体を撮像素子１００１に収めるように設計する場合では、撮像素子１００１における長さが短い辺に結像領域１００２の直径を合わせるように設計することとなるため、長さが長い辺の方向における結像領域１００２の両側に被写体光像を受光することのない受光素子が多数個生じることとなる（図１２（Ａ）に斜線で示す領域の受光素子）。その結果、被写体光像の撮像に貢献しない無駄な受光素子が生じてしまうという問題がある。
【０００７】
一方、図１２（Ｂ）に示すように、無駄な受光素子が生じないようにするために、結像領域１００２が撮像素子１００１の撮像面全面を覆うように設計する場合では、撮像素子１００１の対角線と結像領域１００２の直径とが略一致するように設計することとなるため、被写体光像の一部が撮像素子１００１で受光されないこととなる。その結果、結像光学系１００２で結像されたにもかかわらず画像信号とならない無駄な被写体光像が生じてしまうという問題がある（図１２（Ｂ）に斜線で示す領域の結像領域）。
【０００８】
特に、結像光学系が魚眼レンズや中心窩レンズ等の広歪曲レンズで構成される場合には、画像の周辺が著しく湾曲するために自然な見た目とはならない。このため、自然な見た目となるように画像を補正すると、図１３（Ａ）に示すように結像領域１０１２における上下の領域（図１３（Ａ）の斜線で示す領域）が撮像素子１０１１で受光されないためその領域部分の画像信号が得られないから、図１３（Ｂ）に示すように補正後の画像に欠損部分１０１３（図１３（Ｂ）の塗潰した領域）が生じてしまうという問題が生じる。一方、図１３（Ａ）の破線で示す部分領域１０１４で自然な見た目となるように補正を行えば、全ての画像信号が得られているから図１３（Ｃ）に示すように欠損部分のない画像が得られる。しかしながら、この場合では、折角魚眼レンズや中心窩レンズ等で広画角の画像を得ているにもかかわらず、利用されない画像が生じてしまうという問題が生じる。
【０００９】
本発明は、上記問題点に鑑みて為された発明であり、被写体光像全体を撮像素子で受光しつつ無駄な受光素子が従来より格段に少ない撮像装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明に係る第１の撮像装置は、被写体光像を光電変換して画像信号を出力する撮像素子と、垂直方向の倍率に対する水平方向の倍率の比が前記撮像素子における垂直方向の長さに対する水平方向の長さの比である撮像素子の縦横比と略同一である縦横倍率比で前記撮像素子の撮像面上に前記被写体光像を結像させる結像光学系と、前記撮像素子から出力される前記画像信号に基づいて、前記結像光学系の前記縦横倍率比を用いて垂直方向の倍率と水平方向の倍率とが略同一の画像データに変換する変換部とを備える。
【００１１】
このような構成の撮像装置は、結像光学系によって被写体光像の縦横比が撮像素子の縦横比と略同一となるので、撮像素子の受光素子を従来よりも無駄なく利用することができる。そして、本撮像素子は、結像光学系の縦横倍率比を用いて垂直方向の倍率と水平方向の倍率とが略一致するように変換部で補正するので、自然な見た目の画像とすることができる。
【００１２】
そして、本発明に係る第２の撮像装置は、上述の第１の撮像装置において、前記変換部は、変換前の画像データにおける位置データと変換後の画像データにおける位置データとを対応付けた位置変換テーブルを記憶する位置変換情報記憶部と、変換前の画像データにおける位置データを前記位置変換情報記憶部の前記位置変換テーブルを用いて変換後の画像データにおける位置データに変換すると共に、変換前の画像データにおける輝度データを変換後の画像データにおける位置データに対応付ける位置変換部とを備える。
【００１３】
このような構成の撮像装置は、位置変換テーブルを用いて変換前後の位置を変換するので、高速に変換処理を実行することができる。
【００１４】
また、本発明に係る第３の撮像装置は、第１の撮像装置において、前記変換部は、変換前の画像データにおける位置データを前記結像光学系の前記縦横倍率比に基づく変換式を用いて画素ごとに逐次に変換して変換後の画像データにおける位置データに変換すると共に、変換前の画像データにおける輝度データを変換後の画像データにおける位置データに対応付ける。
【００１５】
このような構成の撮像装置は、変換式を用いて画素ごとに逐次に変換するので、上述の位置変換テーブルを記憶する位置変換情報記憶部を備える必要がないので、コストダウンを図ることができる。
【００１６】
さらに、本発明に係る第４の撮像装置は、第１乃至第３の撮像装置の何れか１つの撮像装置において、前記変換部は、前記変換後の画像データにおける位置データを整数化する整数化処理をさらに行うと共に、前記整数化処理を行った位置データにおける整数値で不連続となっている位置データの輝度データをさらに生成する。このような構成の撮像装置は、整数化処理によって生じた輝度データのない画素の輝度データを生成するので、画素に抜けのない変換後の画像を得ることができる。
【００１７】
また、本発明に係る第５の撮像装置は、被写体光像を光電変換して画像信号を出力する撮像素子と、垂直方向の倍率に対する水平方向の倍率の比が前記撮像素子における垂直方向の長さに対する水平方向の長さの比である撮像素子の縦横比と略同一である縦横倍率比で前記撮像素子の撮像面上に前記被写体光像を結像させる結像光学系と、前記撮像素子から出力される前記画像信号に基づく画像データに垂直方向の倍率と水平方向の倍率とが略同一の画像データに変換するための変換情報を付加して記録媒体に記録する画像データ記録部とを備える。
【００１８】
このような撮像装置は、変換前の画像データを記録するので、少ない容量の画像データを記録することができる。そして、撮像装置は、垂直方向の倍率と水平方向の倍率とが略同一の画像データに変換するための変換情報を付加して画像データを記録媒体に記録するので、この変換情報を用いて自然な見た目の画像を再生することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において同一の構成については、同一の符号を付し、その説明を省略する。まず、第１の実施形態の構成について説明する。
（第１の実施形態の構成）
図１は、第１の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。図２は、撮像素子及び撮像素子と結像領域との関係を示す図である。図２（Ａ）は、撮像素子における、受光素子が格子状に配置される撮像面を示し、図２（Ｂ）は、撮像素子の撮像面上に結像される被写体光像の結像領域を示す。図３は、位置変換を説明するための図である。図３（Ａ）は、変換前の実画像における各画素の位置を示す図であり、図３（Ｂ）は、変換後の仮想画像における各画素の位置を示す図である。図４は、位置変換テーブルの構成を示す図である。図５は、整数化処理を説明するための図である。
【００２０】
図１において、第１の実施形態における撮像装置１は、撮像部１０、画像生成部１１、位置変換情報記憶部１２、位置変換部１３、画像データバッファ１４、画像処理部１５、駆動部１６、制御部１７、シャッタボタン１８、表示部１９、測距部２０、測光部２１、ＡＦ・ＡＥ演算部２２、記憶部２３、画像データ記録部２４及びＩ／Ｆ部２５を備えて構成される。
【００２１】
撮像部１０は、結像光学系１０１と撮像素子１０２とを備えて構成される。被写体からの光は、結像光学系１０１によって撮像素子１０２の撮像面上に結像され、被写体光像となる。
【００２２】
図２（Ａ）において、撮像素子１０２は、受光した光をその光強度に従った電気信号に変換する複数の受光素子１１１をマトリックス状に配置した光電変換素子であり、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳの固体撮像素子等である。撮像素子１０２は、撮像面が長方形をしており、その一辺の方向、例えば図１２（Ａ）に示す水平方向（横方向）に受光素子１１１がｈｎ個配置され、他辺の方向、例えば図１２（Ａ）に示す垂直方向（縦方向）に受光素子がｖｎ個配置される。受光素子１１１の水平方向の長さをＲｈ、垂直方向の長さをＲｖとすれば、撮像素子１０２の水平方向の長さＤｈは、Ｄｈ＝ｈｎ×Ｒｈとなり、垂直方向の長さＤｖは、Ｄｖ＝ｖｎ×Ｒｖとなり、撮像素子１０２の縦の長さに対する横の長さの比率である縦横比Ｃｌは、Ｃｌ＝Ｄｈ／Ｄｖ＝（ｈｎ×Ｒｈ）／（ｖｎ×Ｒｖ）となる。受光素子１１１が正方形であるとすれば、Ｒｈ＝Ｒｖであるから、撮像装置１０２の縦横比Ｃｌは、Ｃｌ＝ｈｎ／ｖｎとなり、受光素子１１１の数の縦横比で表示されることとなる。
【００２３】
結像光学系１０１は、垂直方向の倍率に対する水平方向の倍率の比が前記撮像素子における垂直方向の長さに対する水平方向の長さの比である撮像素子の縦横比と略同一である縦横倍率比で撮像素子１０２の撮像面上に被写体からの光を結像する光学系であり、ズームレンズ、フォーカスレンズ及びアナモフィック光学系等のレンズを備えて構成される。結像光学系１０１の光軸は、撮像素子１０２の略中心の受光素子１１１に合うように設計される。ズームレンズは、焦点位置を略同位置に保ちつつ焦点距離を変化させることができるレンズである。フォーカスレンズは、被写体光像を撮像素子１０２の撮像面上に焦点（フォーカス）を合わせるためのレンズである。アナモフィック光学系は、像面上で垂直方向、水平方向に、像の倍率が異なる複合レンズであり、例えば、複数のプリズムやシリンドリカルレンズ（円筒レンズ）等を備えて構成される。アナモフィック光学系の垂直方向の倍率に対する水平方向の倍率の比である縦横倍率比（結像光学系１０１の縦横倍率比Ｃａ）と撮像素子１０２の縦横比Ｃｌとを略同一にするところに本発明の一特徴がある。
【００２４】
そして、図２（Ｂ）に示すように、被写体からの光が結像光学系１０１によって撮像素子１０２の撮像面上に結像した結像領域１１２における水平方向の長さが撮像素子１０２の水平方向の長さに略一致すると共に、結像領域１１２における垂直方向の長さが撮像素子１０２の垂直方向の長さに略一致するように、結像光学系１０１は、設計される。
【００２５】
このように通常円像の被写体光像をアナモフィック光学系を含む結像光学系１０１によって撮像素子１０２の縦横比Ｃｌと略同一の比率で楕円像に圧縮することによって、被写体光像を全て撮像素子１０２で受光することができるだけでなく、被写体光像を受光しない受光素子１１１の個数を従来に較べて格段に低減することができる。例えば、撮像素子１０２の垂直方向の長さをＤｖ、水平方向の長さをＤｈとすると、図１２（Ａ）の場合では、撮像素子１０２における無駄な受光素子の領域は、Ｄｖ×Ｄｈ−π×（Ｄｖ／２）２であるが、図２（Ｂ）に示す本実施形態の場合では、Ｄｖ×Ｄｈ−π×（Ｄｖ／２）×（Ｄｈ／２）である。その結果、従来に較べて、（Ｄｖ×Ｄｈ−π×（Ｄｖ／２）２）−（Ｄｖ×Ｄｈ−π×（Ｄｖ／２）（Ｄｈ／２））＝（π×Ｄｖ／４）×（Ｄｈ−Ｄｖ）だけ無駄な受光素子の領域を減少することができる。
【００２６】
各受光素子１１１から得られた画像信号は、画像生成部１１に出力される。画像生成部１１は、画像全体に対して適正な黒レベルの決定、γ補正、ホワイトバランス調整（ＷＢ調整）、輪郭補正及び色ムラ補正等の周知の画像処理を行って、各画素の画像データを生成する。画像生成部１１で生成された画像データは、位置変換部１３に出力される。
【００２７】
画像データは、各画素ごとに、画素の位置を表す位置データと画素の輝度を表す輝度データとから構成される。輝度データは、撮像装置１がモノクロで撮影するものである場合には各画素の輝度値で構成され、撮像装置１がカラーで撮影するものである場合には各画素における赤成分の輝度値、緑成分の輝度値及び青成分の輝度値、又は、輝度値と各色差の値で構成される。
【００２８】
画素の位置データは、画素の輝度データが受光素子１１１から得られる画像信号によって形成されるから、撮像素子１０２の受光素子１１１の位置に対応付けられる。１つの画素の画像データは、周知のように１又は複数の受光素子から得られるが、説明の都合上以下の説明においては、１個の受光素子から１つの画素の画像データが得られるものとする。従って、画素と受光素子１１１とは、画像データにおいて一対一に対応することになる。
【００２９】
画素の位置データを座標表示する場合に、その水平方向及び垂直方向の原点を撮像素子１０２の一頂点、例えば図２（Ａ）に示す左上の頂点にある受光素子１１１の位置とする。
【００３０】
そして、水平方向にｈｍ番目（０≦ｈｍ≦ｈｎ、ｈｍ、ｈｎは整数）、垂直方向にｖｍ番目（０≦ｖｍ≦ｖｎ、ｖｍ、ｖｎは整数）の画素の位置データ（即ち、当該画素の画像データを生成する画像信号を出力する受光素子１１１の位置データ）をＬ（ｈｍ、ｖｍ）と表示することとすると共に、位置データＬ（ｈｍ、ｖｍ）である画素の輝度データをＰ（ｈｍ、ｖｍ）と表示することとする。
【００３１】
例えば、原点にある画素（受光素子１１１）の位置データは、Ｌ（０、０）と表示され、その輝度データは、Ｐ（０、０）と表示される。水平方向にｈｎ番目で垂直方向に０番目にある画素（即ち図２（Ａ）の右上にある受光素子１１１）の位置データは、Ｌ（ｈｎ、０）と表示され、その輝度データは、Ｐ（ｈｎ、０）と表示される。水平方向にｈｎ番目で垂直方向にｖｎ番目にある画素（即ち図２（Ａ）の右下にある受光素子１１１）の位置データは、Ｌ（ｈｎ、ｖｎ）と表示され、その輝度データは、Ｐ（ｈｎ、ｖｎ）と表示される。そして、水平方向に０番目で垂直方向にｖｎ番目にある画素（即ち図２（Ａ）の左下にある受光素子１１１）の位置データは、Ｌ（０、ｖｎ）と表示され、その輝度データは、Ｐ（０、ｖｎ）と表示される。
【００３２】
上述したように、結像光学系１０１によって得られた画像（以下、「実画像」と呼称する。）は、アナモフィック光学系の垂直方向、水平方向の倍率に従って歪んでいる画像であるから、歪みのない自然な見た目の画像（肉眼での光景）（以下、「仮想画像」と呼称する。）にこの画像を変換する。この変換は、垂直方向の倍率と水平方向の倍率とが略同一となるように各画素を移動させればよい。即ち、各画素において、位置データを垂直方向の倍率と水平方向の倍率とが略同一となるように変換し、輝度データをそのまま変換後の位置データに割り当てればよい。
【００３３】
本実施形態では、水平方向の倍率を基準に垂直方向の倍率を調整することによって行う。より具体的には、図３において、垂直方向の倍率を水平方向の倍率に合わせる場合には、変換の前後において、実画像における各画素の水平方向の位置と仮想画像における対応する各画素の水平方向の位置とは、同一である。即ち、水平方向にｈｍｒ番目（０≦ｈｍｒ≦ｈｎ、ｈｍｒは整数）、垂直方向にｖｍｒ番目（０≦ｖｍｒ≦ｖｎ×Ｃｌ、ｖｍｒの個数はｖｎ個）の仮想画像における画素の位置データをＬｒ（ｈｍｒ、ｖｍｒ）と表示することとすると、ｈｍ＝ｈｍｒである。そして、上述したように、結像光学系１０１の光軸が撮像素子１０２の略中心の受光素子１１１（Ｌ（ｈｎ／２、ｖｎ／２））に合わせられ、垂直方向の倍率を水平方向の倍率に合わせる場合には、垂直方向の位置がｖｎ／２である受光素子１１１列によって得られる画像（水平方向の線状又は帯状の中心画素列画像１２１）は、歪みの無い自然な見た目の画像となる。このため、この中心画素列画像１２１を基準とし、仮想画像における各画素の垂直方向の位置は、実画像における対応する画素の垂直方向の位置を結像光学系１０１の縦横倍率比Ｃａに応じた所定距離だけずらせばよい。即ち、ｖｍｒ＝（ｖｍ−ｖｎ／２）×（ｈｎ／ｖｎ）＋（ｖｎ／２））となる。なお、簡単化のため、受光素子１１１は正方形とした。例えば、ｈｎ＝６４０、ｖｎ＝４８０とすると、Ｌ（ｈｍ、４７７）、Ｌ（ｈｍ、４７８）、Ｌ（ｈｍ、４７９）及びＬ（ｈｍ、４８０）は、それぞれＬｒ（ｈｍ、５５６）、Ｌｒ（ｈｍ、５５７．３３）、Ｌｒ（ｈｍ、５５８．６６）及びＬｒ（ｈｍ、５６０）になる。
【００３４】
従って、実画像における画像データＬ（ｈｍ、ｖｍ）、Ｐ（ｈｍ、ｖｍ）の画素は、変換によって、仮想画像では画像データＬｒ（ｈｍｒ、ｖｍｒ）、Ｐ（ｈｍ、ｖｍ）の画素、即ち、画像データＬｒ（ｈｍ、（ｖｍ−ｖｎ／２）×（ｈｎ／ｖｎ）＋（ｖｎ／２））、Ｐ（ｈｍ、ｖｍ）の画素となる。
【００３５】
本第１の実施形態では、実画像における画素の位置データから仮想画像における画素の位置データへの変換を高速に行うために、図４に示すように、実画像における画素の位置データと仮想画像における画素の位置データとを対応付けた位置変換テーブルを予め作成して位置変換情報記憶部１２に記憶する。位置変換情報記憶部１２は、この位置変換テーブルを記憶するＥＥＰＲＯＭやＲＯＭ等のメモリである。位置変換情報記憶部１２は、制御部１７の制御に従って、位置変換部１３から出力された実画像における画素の位置データに対応する仮想画像における画素の位置データを位置変換部１３に出力する。
【００３６】
位置変換部１３は、実画像における画素の位置データを位置変換情報記憶部１２に出力しその応答を取得することによって、実画像における画素の位置データを仮想画像における画素の位置データに変換し、変換した位置データに当該画素の輝度データを割り当てる。こうして、位置変換部１３は、実画像の画像データから仮想画像の画像データを生成する。
【００３７】
ここで、上述に例示したように、単に実画像における垂直方向の位置を結像光学系１０１の縦横倍率比Ｃｌに応じた所定位置だけずらした場合には、変換後の値が整数とならない場合が生じる。そこで、位置変換後の値が整数となるように整数化処理を行う。
【００３８】
この整数化処理は、例えば、図５に示すように、小数点以下を切り捨てる。上述の場合では、Ｌ（ｈｍ、４７７）、Ｌ（ｈｍ、４７８）、Ｌ（ｈｍ、４７９）及びＬ（ｈｍ、４８０）は、それぞれＬｒ（ｈｍ、５５６）、Ｌｒ（ｈｍ、５５７）、Ｌｒ（ｈｍ、５５８）及びＬｒ（ｈｍ、５６０）になる。なお、図５（Ａ）は、実画像における垂直方向に連なる或る画素列を示し、図５（Ｂ）は、この画素列に対応する変換後の仮想画像における画素列を示し、そして、図５（Ｃ）は、整数化処理後の仮想画像におけるこの画素列を示す。図５の軸は、垂直方向を示し、各画素の垂直方向の値を示す。
【００３９】
この小数点以下を切り捨てる整数化処理を行うと、仮想画像における各画素の位置は、変換後の本来の位置から当然ずれる。このため、当該画素に対応する実画像における画素の輝度データを整数化処理によってずれた位置でそのまま表示してもよいが、そのまま表示するとずれた位置で本来表示されるべき輝度とずれることとなる。例えば、変換後の位置Ｌｒ（ｈｍ、５５８．６６）に表示される輝度Ｐ（ｈｍ、４７９）を整数化処理によって位置（ｈｍ、５５８）に表示することとなるため、仮想画像において本来位置（ｈｍ、５５８）に表示されるべき輝度とずれが生じる。
【００４０】
そこで、本第１の実施形態では、当該画素の画像データと当該画素に垂直方向で隣接する一方の画素の画像データとを用いて、位置と輝度との関係を示す一次関数を求めて、整数化処理によってずれた位置で本来表示されるべき輝度データを算出する線形補間を行い、算出した輝度データで表示する。例えば、変換後の位置Ｌｒ（ｈｍ、５５８．６６）に表示される輝度データＰ（ｈｍ、４７９）とこれに隣接する位置Ｌｒ（ｈｍ、５６０）に表示される輝度データＰ（ｈｍ、４８０）とを用いて、線形補間によって、仮想画像において位置（ｈｍ、５５８）に本来表示されるべき輝度データを算出し、この輝度データで表示する。もちろん、輝度データＰ（ｈｍ、４８０）の代わりに、輝度データＰ（ｈｍ、４７８）を用いてもよい。このずれた位置で本来表示されるべき輝度に補間する補間処理を第１補間処理と呼称することとする。
【００４１】
また、整数化処理を行うと、仮想画像における画素には、対応する実画像の画素がない画素が生じる可能性がある。即ち、整数化処理によって位置データに整数値で不連続となっている部分が生じ得る。この対応する実画像の画素がない仮想画像における画素は、輝度データのない画素となる。例えば、上述の例示では、図５（Ｃ）から分かるように、垂直方向の位置データは、５５６、５５７、５５８、５６０で５５８と５６０の間に整数値で不連続となっている部分が生じ、この不連続部分の位置データＬｒ（ｈｍ、５５９）の画素は、対応する実画像の画素がない画素なので、輝度データのない画素となる。このように整数化処理を行って仮想画像を表示部１９に表示すると、仮想画像中に画素の抜けが生じてしまう。そこで、本第１の実施形態では、この対応する実画像の画素がない仮想画像における画素の輝度データを生成する補間処理を行う。この補間処理を第２補間処理と呼称することとする。
【００４２】
この第２補間処理は、例えば、輝度データのない画素に垂直方向で隣接する画素の一方における画素の輝度データをそのまま使用する。例えば、上述の例示において、位置（ｈｍ、５５９）の輝度データにＬｒ（ｈｍ、５６０）の輝度データＰ（ｈｍ、４８０）を用いる。もちろん、輝度データＰ（ｈｍ、４８０）の代わりに輝度データＰ（ｈｍ、４７９）を用いてもよい。
【００４３】
あるいは、第２補間処理は、例えば、輝度データのない画素に垂直方向で隣接する画素の画像データを用いて、位置と輝度との関係を示す一次関数を求め、整数化処理によって輝度データのない画素の輝度データを算出する線形補間を行う。例えば、上述の例示において、位置（ｈｍ、５５９）の輝度データを、Ｌｒ（ｈｍ、５６０）の輝度データＰ（ｈｍ、４８０）及びＬｒ（ｈｍ、５５８）の輝度データＰ（ｈｍ、４７９）を用いて線形補間によって算出し、算出した値を位置（ｈｍ、５５９）の輝度データとして用いる。
【００４４】
さらに、第２補間処理は、例えば、輝度データのない画像における周囲の画素の輝度データを平均することによって輝度データを算出する。例えば、上述の例示において、位置（ｈｍ、５５９）の輝度データにＬｒ（ｈｍ−１、５６０）の輝度データ、Ｌｒ（ｈｍ−１、５５８）の輝度データ、Ｌｒ（ｈｍ、５５８）の輝度データ、Ｌｒ（ｈｍ、５６０）の輝度データ、Ｌｒ（ｈｍ＋１、５６０）の輝度データ及びＬｒ（ｈｍ＋１、５５８）の輝度データの和を求めて輝度データの個数６で除算（割り算）する。
【００４５】
位置変換部１３で変換された仮想画像の画像データは、画像データバッファ１４に出力される。画像データバッファ１４は、画像データを一時的に記憶するＲＡＭ等のメモリである。
【００４６】
画像処理部１５は、画像データバッファ１４の画像データに対し、解像度変換等の画像処理を行う回路である。駆動部１６は、結像光学系１０１の撮影レンズ、例えば、ズームレンズやフォーカスレンズをズーム倍率を入力する入力ボタン（不図示）からの出力やＡＦ・ＡＥ演算部２２等の演算結果に応じて移動させる回路である。シャッタボタン１８は、半押しで焦点調節、露出制御値の算出等の撮影準備を指示するＳ１スイッチがオンになり、全押しでレリーズを指示するＳ２スイッチがオンになる操作ボタンである。
【００４７】
表示部１９は、光学ファインダに相当するモニタであり、例えば液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）や有機ＥＬのディスプレイである。撮像装置１は、起動されると撮像部１０でビデオ撮影を行い、このビデオ画像を表示部１９に表示することによって撮影者が撮影画面内の被写体をモニタすることができるように構成されている。そして、撮影者がシャッタボタン１８を押して撮影動作を行うと、撮像装置１は、静止画の撮影動作を行う一方、表示部１９にレリーズ直後の撮影画像を静止画で一定時間表示することによって撮影者が表示部１９で撮影画像（静止画）をモニタすることができるように構成されている。
【００４８】
測距部２０は、被写体までの距離を検出する回路であり、測距方法には、アクティブ測距方式とパッシブ測距方式とがある。例えば、アクティブ測距方式の場合では、測距部２０は、被写体に対して赤外光を照射する発光素子とこの赤外光の被写体からの反射光を受光する受光素子とを備えて構成され、赤外光の被写体での反射角に基づきカメラから被写体までの距離を検出する。
【００４９】
測光部２１は、被写体からの反射光を受光して被写体の輝度を検出する回路であり、例えばＳＰＣ等の受光素子を備えて構成される。ＡＦ・ＡＥ演算部２２は、測距部２０で検出した被写体までの距離に基づいて被写体光像が撮像素子１０２の受光面で合焦するように結像光学系１０１のレンズの駆動量を演算すると共に、ＡＦ・ＡＥ演算部２２は、測光部２１の出力に基づいて露出値を演算する回路である。記憶部２３は、撮像装置１の動作に必要な各種プログラム、プログラム実行中に必要なデータ、及び、プログラム実行中に生じたデータを記憶する記憶回路であり、例えば、ＲＯＭやＲＡＭを備えて構成される。
【００５０】
画像データ記録部２４は、画像データバッファ１４に記憶されている画像データを記録媒体に記録する回路である。記録媒体は、例えば、ＰＣＭＣＩＡ準拠のハードディスクカードやメモリカードである。Ｉ／Ｆ部２５は、外部機器と画像データを送受信するインターフェースであり、例えば、イーサネット（登録商標）、無線ＬＡＮ及びブルートゥース（登録商標）等のネットワークに接続してデータ交換するためのインターフェース、及び、ＵＳＢやＩＥＥＥ１３９４の規格に準拠したインターフェースである。
【００５１】
制御部１７は、例えば、マイクロプロセッサ等を備えて構成され、撮像部１０、画像生成部１１、位置変換情報記憶部１２、位置変換部１３、画像データバッファ１４、画像処理部１５、駆動部１６、シャッタボタン１８、表示部１９、測距部２０、測光部２１、ＡＦ・ＡＥ演算部２２、記憶部２３、画像データ記録部２４及びＩ／Ｆ部２５の各部を制御する。
【００５２】
次に、第１の実施形態における撮像装置１の動作について説明する。
（第１の実施形態の動作）
図６は、第１の実施形態における撮像装置の動作を示すフローチャートである。ユーザが電源スイッチをオンにすると、制御部１７は、各部の初期化を行い、撮像部１０をビデオ撮影で駆動し、その撮影画像を表示部１９に表示する。これによって撮影可能状態となる。図６において、この状態でユーザがシャッタボタン１８を全押しすると被写体が撮影され、撮像素子１０２は、被写体光像によって得られた画像信号を画像生成部１１に出力する（Ｓ１１）。画像生成部１１は、画像信号から実画像の画像データを生成し、画像データを位置変換部１３に出力する（Ｓ１２）。
【００５３】
位置変換部１３は、実画像における画素の位置データを位置変換情報記憶部１２に出力する。位置変換情報記憶部１２は、入力されたこの実画像における画素の位置データに基づいて位置変換テーブルからこの位置データに対応する仮想画像における画素の位置データを検索し、検索した仮想画像における画素の位置データを位置変換部１３に出力する。位置変換部１３は、入力されたこの仮想画像における画素の位置データに変換対象の画素の輝度データを割り当てる（Ｓ１３）。
【００５４】
そして、位置変換部１３は、第１補間処理及び第２補間処理を行う（Ｓ１４）。
【００５５】
次に、位置変換部１３は、全ての画素に対して位置データの変換が終了したか否かを判断し（Ｓ１５）、判断の結果、未変換の画素がある場合（Ｎｏ）には、位置変換部１３は、処理をＳ１３に戻し、未変換の画素がない場合（Ｙｅｓ）には、位置変換部１３は、画像データを画像データバッファ１４に出力する（Ｓ１６）。
【００５６】
そして、制御部１７は、必要に応じて仮想画像を表示部１９に表示したり、仮想画像の画像データを画像データ記録部２４に記録する。
【００５７】
以上のように、本第１の実施形態では、アナモフィック光学系を含む結像光学系１０１で円像の被写体光像を撮像素子１０２の縦横比Ｃｌと略同一の比率で圧縮した楕円像とするので、撮像素子１０２において被写体光像を受光しない無駄な受光素子１１１を従来に較べて格段に減少することができる。そして、位置変換部１３は、歪んだ画像である実画像の画像データを歪みのない自然な見た目の仮想画像とになるように、画像データの位置データを変換するので、通常の撮像装置と同様な画像を得ることができる。この変換は、位置変換テーブルを用いて行うので、高速に変換処理を行うことができる。
【００５８】
なお、上述した第１の実施形態では、画像生成部１１で画像信号を画像データに変換した後に位置変換を行ったが、図７に示すように、位置変換部１３を画像生成部１１の前に配置し、画像信号に対して位置変換を行うように構成してもよい。後述する第２及び第３の実施形態においても同様である。
【００５９】
次に、別の実施形態について説明する。
（第２の実施形態の構成）
第１の実施形態における撮像装置１では、位置変換情報記憶部１２に実画像における画素の位置と仮想画像における画素の位置とを対応付ける位置変換テーブルを記憶し、位置変換部１３は、この位置変換テーブルを用いて実画像における各画素の位置データを仮想画像における画素の位置データに変換したが、第２の実施形態における撮像装置では、位置変換部は、実画像における画素の位置データから逐次に仮想画像における画素の位置データを算出するものである。
【００６０】
図８は、第２の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。図８において、第２の実施形態における撮像装置２は、撮像部１０、画像生成部１１、位置変換部３１、画像データバッファ１４、画像処理部１５、駆動部１６、制御部３２、シャッタボタン１８、表示部１９、測距部２０、測光部２１、ＡＦ・ＡＥ演算部２２、記憶部２３、画像データ記録部２４及びＩ／Ｆ部２５を備えて構成される。
【００６１】
第２の実施形態では、後述するように位置変換部３１の動作及び制御部３２の動作が異なる点を除き、第１の実施形態と同様なので、撮像部１０、画像生成部１１、画像データバッファ１４、画像処理部１５、駆動部１６、シャッタボタン１８、表示部１９、測距部２０、測光部２１、ＡＦ・ＡＥ演算部２２、記憶部２３、画像データ記録部２４及びＩ／Ｆ部２５の説明を省略する。
【００６２】
位置変換部３１には、画像生成部１１から実画像の画像データが入力される。位置変換部３１は、入力された実画像の画像データにおける位置データを仮想画像における位置データに変換することによって仮想画像の画像データを生成し、画像処理部１５に出力する。実画像における画素の位置データをＬ（ｈｍ、ｖｍ）及び輝度データをＰ（ｈｍ、ｖｍ）とし、仮想画像における画素の位置データをＬｒ（ｈｍｒ、ｖｍｒ）とすると、第２の実施形態において位置データの変換は、第１の実施形態の説明から分かるように、ｈｍｒ＝ｈｍ、ｖｍｒ＝（ｖｍ−ｖｎ／２）×（ｈｎ／ｖｎ）＋（ｖｎ／２）の２つの変換式を用いて行うことができる。即ち、位置変換部３１は、仮想画像における画素の水平方向の位置データｈｍｒを実画像における画素の水平方向の位置データｈｍを用いて変換式ｈｍｒ＝ｈｍにより算出し、仮想画像における画素の垂直方向の位置データｖｍｒを実画像における画素の垂直方向の位置データｖｍを用いて変換式ｖｍｒ＝（ｖｍ−ｖｎ／２）×（ｈｎ／ｖｎ）＋（ｖｎ／２）により算出する。そして、位置変換部３１は、算出した位置データＬｒ（ｈｍ、（ｖｍ−ｖｎ／２）×（ｈｎ／ｖｎ）＋（ｖｎ／２））に輝度データＰ（ｈｍ、ｖｍ）を対応させて、仮想画像の画像データを生成する。さらに、位置変換部３１は、第１の実施形態と同様に第１補間処理及び第２補間処理を行う。
【００６３】
制御部３２は、例えば、マイクロプロセッサ等を備えて構成され、撮像部１０、画像生成部１１、位置変換部３１、画像データバッファ１４、画像処理部１５、駆動部１６、シャッタボタン１８、表示部１９、測距部２０、測光部２１、ＡＦ・ＡＥ演算部２２、記憶部２３、画像データ記録部２４及びＩ／Ｆ部２５の各部を制御する。
【００６４】
次に、第２の実施形態における撮像装置２の動作について説明する。
（第２の実施形態の動作）
図９は、第２の実施形態における撮像装置の動作を示すフローチャートである。ユーザが電源スイッチをオンにすると、制御部３２は、各部の初期化を行い、撮像部１０をビデオ撮影で駆動し、その撮影画像を表示部１９に表示する。これによって撮影可能状態となる。図９において、この状態でユーザがシャッタボタン１８を全押しすると被写体が撮影され、撮像素子１０２は、被写体光像によって得られた画像信号を画像生成部１１に出力する（Ｓ２１）。画像生成部１１は、画像信号から実画像の画像データを生成し、画像データを位置変換部３１に出力する（Ｓ２２）。
【００６５】
位置変換部３１は、実画像における画素の位置データから上述した変換式を用いて仮想画像における画素の位置データを算出し、算出した位置データに当該画素に対応する実画像における画素の輝度データを対応させて、仮想画像の画像データを生成する（Ｓ２３）。
【００６６】
そして、位置変換部３１は、第１補間処理及び第２補間処理を行う（Ｓ２４）。
【００６７】
次に、位置変換部３１は、全ての画素に対して位置データの変換が終了したか否かを判断し（Ｓ２５）、判断の結果、未変換の画素がある場合（Ｎｏ）には、位置変換部３１は、処理をＳ２３に戻し、未変換の画素がない場合（Ｙｅｓ）には、位置変換部３１は、画像データを画像データバッファ１４に出力する（Ｓ２６）。
【００６８】
そして、制御部３２は、必要に応じて仮想画像を表示部１９に表示したり、仮想画像の画像データを画像データ記録部２４に記録する。
【００６９】
以上のように、本第２の実施形態では、アナモフィック光学系を含む結像光学系１０１で円像の被写体光像を撮像素子１０２の縦横比Ｃｌと略同一の比率で圧縮した楕円像とするので、撮像素子１０２において被写体光像を受光しない無駄な受光素子１１１を従来に較べて格段に減少することができる。そして、位置変換部３２は、歪んだ画像である実画像の画像データを歪みのない自然な見た目の仮想画像とになるように、画像データの位置データを変換するので、通常の撮像装置と同様な画像を得ることができる。この変換は、変換式を用いて画素ごとに逐次に行うので、第１の実施形態における位置変換情報記憶部１２に相当する記憶部をなくすことができるから、コストを削減することができる。
【００７０】
次に、別の実施形態について説明する。
（第３の実施形態の構成）
第１及び第２の実施形態における撮像装置１、２では、位置変換部１３、３１によって仮想画像の画像データを生成したが、第３の実施形態における撮像装置では、仮想画像の画像データを生成するために必要な位置変換情報を実画像の画像データに添付して画像データ記録部に記憶するものである。
【００７１】
図１０は、第３の実施形態における撮像装置の構成及び画像データの記録フォーマットを示す図である。図１０（Ａ）は、第３の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図であり、図１０（Ｂ）は、画像データの記録フォーマットを示す図である。
【００７２】
図１０において、第３の実施形態における撮像装置３は、撮像部１０、画像生成部１１、画像データバッファ１４、画像処理部１５、位置変換情報記憶部４１、位置変換部４２、駆動部１６、制御部４３、シャッタボタン１８、表示部１９、測距部２０、測光部２１、ＡＦ・ＡＥ演算部２２、記憶部２３、画像データ記録部２４及びＩ／Ｆ部２５を備えて構成される。
【００７３】
第３の実施形態では、撮像素子１０２から出力される画像信号は、画像生成部１１に入力される。画像生成部１１は、画像信号から実画像の画像データを生成し、画像データバッファ１４に出力する。このように第３の実施形態では、撮影動作では画像データバッファ１４に実画像の画像データが記憶される点、後述するように位置変換情報記憶部４１の記憶内容、位置変換部４２の動作及び制御部４３の動作が異なる点を除き、第１の実施形態と同様なので、撮像部１０、画像生成部１１、画像データバッファ１４、画像処理部１５、駆動部１６、シャッタボタン１８、表示部１９、測距部２０、測光部２１、ＡＦ・ＡＥ演算部２２、記憶部２３、画像データ記録部２４及びＩ／Ｆ部２５の説明を省略する。
【００７４】
位置変換情報記憶部４１は、実画像の画像データから仮想画像の画像データを生成するために必要な位置変換情報を記憶するメモリであり、位置変換情報は、例えば、変換式ｈｍｒ＝ｈｍ、ｖｍｒ＝（ｖｍ−ｖｎ／２）×（ｈｎ／ｖｎ）＋（ｖｎ／２）を得るために必要な結像光学系１０１の縦横倍率比Ｃａ（本実施形態では縦横倍率比Ｃａ＝撮像素子１０２の縦横比Ｃｌ）、あるいは、変換式ｈｍｒ＝ｈｍ、ｖｍｒ＝（ｖｍ−ｖｎ／２）×（ｈｎ／ｖｎ）＋（ｖｎ／２）自体が記憶される。なお、変換式ｈｍｒ＝ｈｍが予め標準として規定されている場合には、変換式ｈｍｒ＝ｈｍを省略することができる。
【００７５】
位置変換部４２は、位置変換情報記憶部４１に記憶されている位置変換情報又は画像データに収容されている位置変換情報を用いて、実画像の画像データにおける位置データを仮想画像における位置データに変換することによって仮想画像の画像データを生成する。実画像における画素の位置データをＬ（ｈｍ、ｖｍ）及び輝度データをＰ（ｈｍ、ｖｍ）とし、仮想画像における画素の位置データをＬｒ（ｈｍｒ、ｖｍｒ）とすると、第３の実施形態において位置データの変換は、第２の実施形態の位置変換部３１と同様に、ｈｍｒ＝ｈｍ、ｖｍｒ＝（ｖｍ−ｖｎ／２）×（ｈｎ／ｖｎ）＋（ｖｎ／２）の２つの式を用いて行われる。即ち、位置変換部４２は、位置変換情報記憶部４１に記憶されている位置変換情報又は画像データに収容されている位置変換情報を用いて、仮想画像における画素の水平方向の位置データｈｍｒを実画像における画素の水平方向の位置データｈｍを用いて変換式ｈｍｒ＝ｈｍにより算出し、仮想画像における画素の垂直方向の位置データｖｍｒを実画像における画素の垂直方向の位置データｖｍを用いて変換式ｖｍｒ＝（ｖｍ−ｖｎ／２）×（ｈｎ／ｖｎ）＋（ｖｎ／２）により算出する。そして、位置変換部４２は、算出した位置データＬｒ（ｈｍ、（ｖｍ−ｖｎ／２）×（ｈｎ／ｖｎ）＋（ｖｎ／２））に輝度データＰ（ｈｍ、ｖｍ）を対応させて、仮想画像の画像データを生成する。さらに、位置変換部３１は、第１の実施形態と同様に第１補間処理及び第２補間処理を行う。
【００７６】
制御部４３は、例えば、マイクロプロセッサ等を備えて構成され、撮像部１０、画像生成部１１、位置変換部３１、画像データバッファ１４、画像処理部１５、駆動部１６、シャッタボタン１８、表示部１９、測距部２０、測光部２１、ＡＦ・ＡＥ演算部２２、記憶部２３、画像データ記録部２４及びＩ／Ｆ部２５の各部を制御する。
【００７７】
次に、第３の実施形態における撮像装置３の動作について説明する。
（第３の実施形態の動作）
図１１は、第３の実施形態における撮像装置の動作を示すフローチャートである。図１１において、ユーザが電源スイッチをオンにすると、制御部４３は、各部の初期化を行い、撮像部１０をビデオ撮影で駆動し、その撮影画像を表示部１９に表示する。これによって撮影可能状態となる。この状態でユーザがシャッタボタン１８を全押しすると被写体が撮影され、撮像素子１０２は、被写体光像によって得られた画像信号を画像生成部１１に出力する（Ｓ３１）。画像生成部１１は、画像信号から実画像の画像データを生成し、画像データを画像データバッファ１４に出力する（Ｓ３２）。
【００７８】
制御部４３は、位置変換情報記憶部４１から位置変換情報を取得し、位置変換情報を実画像の画像データに添付して、画像データ記録部２４を用いて記録媒体に記録する（Ｓ３３）。この実画像の画像データを記録する記録フォーマットは、図１０（Ｂ）に示すように、実画像の画像データか仮想画像の画像データかを示すチェックフラグを収容するチェックフラグ収容部５０と、位置変換情報を収容する位置変換情報収容部５１と、画像データを収容する画像データ収容部５２とを備えて構成される。
【００７９】
そして、画像データ記録部２４に記録されている実画像の画像データを再生する場合について説明する。
【００８０】
まず、図１１に示すＳ３２で生成した実画像の画像データを再生する場合には、制御部４３は、位置変換情報記憶部４１の位置変換情報を用いて実画像における画素の位置データを仮想画像における画素の位置データに位置変換部４２に変換させ、仮想画像の画像データを生成し、表示部１９に表示させる。
【００８１】
一方、記録媒体に記録されている実画像の画像データを再生する場合には、制御部４３は、再生すべき画像データを画像データ記録部２４の記録媒体から読出し、位置変換部４２に出力する。位置変換部４２は、チェックフラグ収容部５０のチェックフラグを参照することによって画像データが実画像の画像データである場合には、画像データ収容部５２の画像データにおける各画素について位置データを仮想画像における画素の位置データに位置変換情報収容部５１の位置変換情報を用いて変換し、仮想画像の画像データを生成する。そして、制御部４３は、生成した画像データを表示部１９に表示させる。
【００８２】
以上のように、本第３の実施形態では、アナモフィック光学系を含む結像光学系１０１で円像の被写体光像を撮像素子１０２の縦横比Ｃｌと略同一の比率で圧縮した楕円像とするので、撮像素子１０２において被写体光像を受光しない無駄な受光素子１１１を従来に較べて格段に減少することができる。そして、位置変換部４２は、歪んだ画像である実画像の画像データを歪みのない自然な見た目の仮想画像とになるように、画像データの位置データを変換するので、通常の撮像装置と同様な画像を得ることができる。そして、撮像装置３は、位置変換情報を添付した実画像の画像データのファイルを生成するので、仮想画像の画像データを記録媒体に記録する場合における画像データのファイルに較べて容量を小さくすることができる。さらに、位置変換情報を添付した実画像の画像データのファイルを生成するので、位置変換部４２と同様の処理を行う画像変換プログラムをパーソナルコンピュータにインストールすることによって、処理速度が高速なパーソナルコンピュータに実画像から仮想画像に変換する画像変換処理を行わせることができる。
【００８３】
なお、第１及び２の実施形態では、第１補間処理及び第２補間処理を行ってから画像データバッファ１４に出力したが、第１補間処理及び第２補間処理の何れか一方又は両方を行うことなく、画像データバッファ１４に出力し、表示部１９に表示する等の必要が生じた場合に実行しなかった補間処理を行うようにしてもよい。
【００８４】
以上、本明細書に開示された主な発明を以下にまとめる。
（付記１）被写体光像を光電変換して画像信号を出力する撮像素子と、垂直方向の倍率に対する水平方向の倍率の比が前記撮像素子における垂直方向の長さに対する水平方向の長さの比である撮像素子の縦横比と略同一である縦横倍率比で前記撮像素子の撮像面上に前記被写体光像を結像させる結像光学系と、前記撮像素子から出力される前記画像信号に基づいて、前記結像光学系の前記縦横倍率比を用いて垂直方向の倍率と水平方向の倍率とが略同一の画像データに変換する変換部とを備えることを特徴とする撮像装置。
（付記２）前記変換部は、変換前の画像データにおける位置データと変換後の画像データにおける位置データとを対応付けた位置変換テーブルを記憶する位置変換情報記憶部と、変換前の画像データにおける位置データを前記位置変換情報記憶部の前記位置変換テーブルを用いて変換後の画像データにおける位置データに変換すると共に、変換前の画像データにおける輝度データを変換後の画像データにおける位置データに対応付ける位置変換部とを備えることを特徴とする付記１に記載の撮像装置。
（付記３）前記変換部は、変換前の画像データにおける位置データを前記結像光学系の前記縦横倍率比に基づく変換式を用いて画素ごとに逐次に変換して変換後の画像データにおける位置データに変換すると共に、変換前の画像データにおける輝度データを変換後の画像データにおける位置データに対応付けることを特徴とする付記１に記載の撮像装置。
（付記４）前記変換部は、前記変換後の画像データにおける位置データを整数化する整数化処理をさらに行うと共に、整数化処理前の輝度データを整数化処理後の位置データにおける輝度データとなるように線形補間する第１補間処理をさらに行うことを特徴とする付記１乃至付記３の何れか１項に記載の撮像装置。このような構成の撮像装置では、第１補間処理を行うので、整数化処理によってずれた位置で本来表示されるべき輝度データとなる。このため、本撮像装置では、通常の被写体光像が円像のまま撮像する撮像装置で得られる画像により近い画像を得ることができる。
（付記５）前記変換部は、前記変換後の画像データにおける位置データを整数化する整数化処理をさらに行うと共に、前記整数化処理を行った位置データにおける整数値で不連続となっている位置データの輝度データをさらに生成することを特徴とする付記１乃至付記３の何れか１項に記載の撮像装置。
（付記６）前記輝度データの生成は、不連続となっている位置データに隣接する位置データの輝度データとすることを特徴とする付記５に記載の撮像装置。このような構成の撮像装置は、隣接する位置データの輝度データをそのまま使用するので、高速に不連続の位置データにおける輝度データを生成することができる。
（付記７）前記輝度データの生成は、不連続となっている位置データに隣接する位置データの輝度データを用いて線形補間することを特徴とする付記５に記載の撮像装置。このような構成の撮像装置では、線形補間するので、通常の被写体光像が円像のまま撮像する撮像装置で得られる画像により近い画像を得ることができる。
（付記８）前記輝度データの生成は、不連続となっている位置データの周囲にある位置データの輝度データを平均することを特徴とする付記５に記載の撮像装置。このような構成の撮像装置では、線形補間するので、通常の被写体光像が円像のまま撮像する撮像装置で得られる画像にさらに近い画像を得ることができる。
（付記９）被写体光像を光電変換して画像信号を出力する撮像素子と、垂直方向の倍率に対する水平方向の倍率の比が前記撮像素子における垂直方向の長さに対する水平方向の長さの比である撮像素子の縦横比と略同一である縦横倍率比で前記撮像素子の撮像面上に前記被写体光像を結像させる結像光学系と、前記撮像素子から出力される前記画像信号に基づく画像データに垂直方向の倍率と水平方向の倍率とが略同一の画像データに変換するための変換情報を付加して記録媒体に記録する画像データ記録部とを備えることを特徴とする撮像装置。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る撮像装置は、結像光学系によって被写体光像の縦横比が撮像素子の縦横比と略同一となるので、撮像素子の受光素子を従来よりも無駄なく利用することができる。そして、本撮像素子は、結像光学系の縦横倍率比を用いて垂直方向の倍率と水平方向の倍率とが略一致するように変換部で補正するので、自然な見た目の画像とすることができる。
【００８６】
そして、位置変換テーブルを用いて変換前後の位置を変換する場合には、高速に変換処理を実行することができる。また、変換式を用いて画素ごとに逐次に変換する場合には、上述の位置変換テーブルを記憶する位置変換情報記憶部を備える必要がないので、コストダウンを図ることができる。さらに、画像データを表示する場合に、輝度データのない画素の輝度データを生成するので、画素に抜けのない変換後の画像を得ることができる。
【００８７】
また、変換前の画像データを記録する場合には、少ない容量の画像データを記録することができる。そして、この場合に、撮像装置は、垂直方向の倍率と水平方向の倍率とが略同一の画像データに変換するための変換情報を付加して画像データを記録媒体に記録するので、再生する場合に、この変換情報を用いて自然な見た目の画像を再生することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】撮像素子及び撮像素子と結像領域との関係を示す図である。
【図３】位置変換を説明するための図である。
【図４】位置変換テーブルの構成を示す図である。
【図５】補間処理を説明するための図である。
【図６】第１の実施形態における撮像装置の動作を示すフローチャートである。
【図７】第１の実施形態の変形形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図８】第２の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図９】第２の実施形態における撮像装置の動作を示すフローチャートである。
【図１０】第３の実施形態における撮像装置の構成及び画像データの記録フォーマットを示す図である。
【図１１】第３の実施形態における撮像装置の動作を示すフローチャートである。
【図１２】結像領域と撮像素子との関係を示す図である。
【図１３】結像光学系が魚眼レンズである場合における画像の一例を示す図である。
【符号の説明】
１、１’、２、３  撮像装置
１０  撮像部
１２、４１  位置変換情報記憶部
１３、３１、４２  位置変換部
１７、１７’、３２、４３  制御部
２４  画像データ記録部
５１  位置変換情報収容部
５２  画像データ収容部
１０１  結像光学系
１０２、１００１  撮像素子
１１１  受光素子
１１２、１００２、１０１２  結像領域
【図１】
2004266717.tif 000003
【図２】
2004266717.tif 000004
【図３】
2004266717.tif 000005
【図４】
2004266717.tif 000006
【図５】
2004266717.tif 000007
【図６】
2004266717.tif 000008
【図７】
2004266717.tif 000009
【図８】
2004266717.tif 000010
【図９】
2004266717.tif 000011
【図１０】
2004266717.tif 000012
【図１１】
2004266717.tif 000013
【図１２】
2004266717.tif 000014
【図１３】
2004266717.tif 000015