(57)【要約】【課題】あおりの補正のために撮像レンズを回転させる機構を設けることなく、簡単にあおりの補正を行い、撮像装置の小型化を図る。【解決手段】撮像装置（１００）は、結像された結像画像を表示する表示手段（１４）と、表示手段に表示された結像画像のあおりを補正する操作を行う操作手段（１５）と、操作手段による操作に基づいて、表示手段に表示された結像画像のあおりを補正する補正手段（２１，２２，２３）と、補正手段により補正された結像画像を撮像する撮像手段（１２）と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
結像された結像画像を表示する表示手段と、
前記表示手段に表示された前記結像画像のあおりを補正する操作を行う操作手段と、
前記操作手段による操作に基づいて、前記表示手段に表示された結像画像のあおりを補正する補正手段と、
前記補正手段により補正された結像画像を撮像する撮像手段と、
を備えることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記補正手段は、
前記操作手段の操作回数又は操作量に基づいて、前記結像画像のあおりを段階的に補正す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、主にデジタルカメラや携帯電話機等に設けられる撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、カメラを用いて高い建物や高い位置に設けられた駅の時刻表等を撮像すると、撮像レンズの光軸が被写体の焦点面に対して直角から傾けた状態で撮像を行うことになる。このような状態で被写体を撮像すると、撮像画像にあおり（歪み）が発生する。このあおりを無くすため、撮像レンズを回転させてあおりを補正することができるカメラが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
また、あおりの補正にあたり、カメラ本体に設けられた操作キーを押すことにより、自動的に撮像レンズを傾けてあおりを補正することができるカメラも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２０００−１３６６５号公報
【特許文献２】特開２０００−５６２１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記特許文献１又は２に記載された発明によりあおりを補正するためには、撮像レンズを回転させる機構をカメラ本体に設けなければならず、カメラの小型化を図るにも限界があった。
【０００４】
そこで、本発明の課題は、あおりの補正のために撮像レンズを回転させる機構を設けることなく、簡単にあおりの補正を行うことができて小型化を図ることができる撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、撮像装置であって、結像された結像画像を表示する表示手段と、前記表示手段に表示された前記結像画像のあおりを補正する操作を行う操作手段と、前記操作手段による操作に基づいて、前記表示手段に表示された結像画像のあおりを補正する補正手段と、前記補正手段により補正された結像画像を撮像する撮像手段と、を備えることを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の撮像装置において、前記補正手段は、前記操作手段の操作回数又は操作量に基づいて、前記結像画像のあおりを段階的に補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載の発明によれば、結像された結像画像は表示手段に表示され、ユーザは、操作手段を操作することにより、表示手段に表示された結像画像を見て結像画像のあおりを補正するような操作を行う。すると、補正手段は、ユーザの操作手段による操作に基づいて、表示手段に表示された結像画像のあおりを補正する。そして、撮像手段が、補正手段により補正された結像画像を撮像する。
よって、あおりの補正のために撮像手段を回転させる機構を設けることなく、簡単にあおりの補正を行うことができて小型化を図ることができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明によれば、補正手段は、操作手段の操作回数又は操作量に基づいて、結像画像のあおりを段階的に補正するので、ユーザは操作手段の簡単な操作だけで結像画像のあおりの補正量を段階的に変更でき、使い勝手のよい撮像装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して、本発明に係る撮像装置の最良の形態について詳細に説明する。なお、本実施の形態においては、撮像装置としてカメラ付きの携帯電話機を例に挙げて説明する。
図１に示すように、携帯電話機１００は、例えば、本体１０Ａと蓋体１０Ｂとが折り畳み自在にヒンジ部１０Ｃを介して連結されている。蓋体１０Ｂの折り畳み時に内側となる面（以後、内面とする）１０Ｅには、表示手段としての表示部１４が設けられている。また、蓋体１０Ｂの折り畳み時に外側となる面（以後、外面とする）１０Ｆには、撮像手段としての撮像部１２の撮像レンズ１３が設けられている。また、本体１０Ａの内面１０Ｄには、操作手段としての操作部１５が設けられている。また、携帯電話機１００には、伸縮自在のアンテナ１７や、図示しない充電パック等の電源部等が設けられている。
そして、これらの各構成要素は本体１０Ａの内部に収納された回路基板の電子回路に接続され、内蔵されたＣＰＵ２１により各部の動作が制御される。
【００１０】
具体的には、携帯電話機１００は、図２に示すように、被写体を撮像する撮像部１２、表示部１４、操作部１５、信号入力部１６、アンテナ１７、通信部１８の他、ＣＰＵ２１、ＲＡＭ２２、ＲＯＭ２３等を備えて構成されている。なお、携帯電話機１００は、上記構成の他にも、携帯電話機として音声データの送受を行うための各機能、例えば、スピーカ、音声処理部等を備えている。
【００１１】
撮像部１２は、被写体に当たって反射した光を取り込んで結像する光学素子として機能する撮像レンズ１３、図示しないＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等の撮像素子等を備え、ＣＰＵ２１の制御に従って撮像レンズ１３前方の撮像対象範囲を撮像する。より詳細には、撮像レンズ１３から入力される画像をＣＭＯＳ等により電気信号に変換し、図示しないＡ／Ｄ変換回路等でデジタル信号としての画像データを生成して、この画像データをＣＰＵ２１に出力する。また、撮像部１２は、あおり補正された結像画像を撮像する。
【００１２】
表示部１４は、例えば、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）パネル等を備えており、ＣＰＵ２１から出力される表示画面データが表示される。具体的には、ＣＰＵ２１の命令信号により、被写体に当たって反射した光を撮像レンズ１３によって取り込んで結像した結像画像が表示される。なお、本実施形態において、表示部１４には、被写体の焦点面に対して直角から傾けた状態で結像された結像画像が表示される。
また、表示部１４には、画面の背後から投光するバックライトが備えられている。バックライトは、例えば、有機ＥＬ（Electro Luminescence）パネル等を備えており、ＣＰＵ２１から出力されるＯＮ／ＯＦＦ信号に基づいて点灯／消灯が行われる。
【００１３】
操作部１５は、表示部１４に表示された結像画像のあおりを補正する操作を行うものであり、表示部１４に表示された結像画像を補正する際に用いる上キー１５ａ、下キー１５ｂを備えている。また、操作部１５は、その他にも結像画像を撮像する際に用いるレリーズキー１５ｃ、通話やメールの際に用いる０〜９までの１０個の数字キー、＊＃等の記号キー、電話機能キー、複数のファンクションキー等の各種キースイッチを備えており、これらのキースイッチの押下信号は、信号入力部１６により、入力信号としてＣＰＵ２１に出力される。
【００１４】
信号入力部１６は、操作部１５に接続され、操作部１５における各種キーの押下に応じて入力信号を生成し、ＣＰＵ２１に出力する。
【００１５】
アンテナ１７は、例えば、逆Ｆアンテナやホイップアンテナ等であり、図示しない無線基地局から送信された無線信号を受信するとともに、通信部１８から出力される信号を無線基地局に向けて発信する。
【００１６】
通信部１８は、モデム（ＭＯＤＥＭ：MOdulator/DEModulator）、及びＲＦ（Radio Frequency）回路等を備え、図１のアンテナ１７に接続されている。そして、通信部１８は、他の端末等へのデータ（例えば、音声データ、画像データ等）の送信時に、ＣＰＵ２１よりＲＡＭ２２に読み出された信号をモデムにより変調し、変調された信号をＲＦ部で周波数変換し増幅する。また、他の端末からのデータ（例えば、音声データ、画像データ、テキストデータ等）受信時には、アンテナ１７により受信した信号をＲＦ回路で増幅して周波数変換し、周波数変換された信号をモデムにより復調する。
なお、データ（例えば、音声データ、画像データ、テキストデータ等）の送受信の際には、図示しない無線基地局との間で、例えば、Ｗ−ＣＤＭＡ方式等の携帯電話機方式に対応する通信プロトコルを実行する。
【００１７】
ＣＰＵ（Central Processing Unit）２１は、ＲＯＭ２３に記憶されているシステムプログラム及び携帯電話機１００の各機能に対応する各種アプリケーションプログラムの中から指定されたアプリケーションプログラムをＲＡＭ２２に展開し、操作部１５のキー操作により信号入力部１６から入力される各種指示或いはそれに応じた各種データをＲＡＭ２２に一時格納し、この入力指示及び入力データに応じてアプリケーションプログラムに従って各種処理を実行し、その処理結果をＲＡＭ２２に格納する。
【００１８】
ＣＰＵ２１は、撮像部１２を制御して、図１の撮像レンズ１３の前方の撮像対象範囲の撮影を実行させ、撮像画像の画像データを取り込む。また、ＣＰＵ２１は、撮像部１２により生成された画像データをＪＰＥＧ（Joint Photographic Expert Group）、ＰＮＧ（Portable Network Graphics）等の画像圧縮方式でＲＡＭ２２に格納し、保存前の画像である結像画像、或いは撮像画像、保存画像等を、表示部１４に出力し、表示させる。さらに、ＣＰＵ２１は、ユーザによる操作部１５の操作キー（図１中の上キー１５ａ、下キー１５ｂ）の押下回数又は押下時間に基づいて、表示部１４に表示された結像画像のあおりを段階的に補正する補正手段として機能する。
【００１９】
ＲＡＭ（Random Access Memory）２２は、ＣＰＵ２１により実行されるアプリケーションプログラム、撮像画像取得処理プログラム、撮像画像処理プログラム、入力指示、入力データ及び処理結果等を格納及び展開するワークメモリエリアを有する。
【００２０】
ＲＯＭ（Read Only Memory）２３は、フラッシュメモリ等により構成され、システムプログラム、及び当該システムに対応する各種アプリケーションプログラム等の各種動作プログラム、画像取得プログラム、ＪＰＥＧ及びＰＮＧ等の画像圧縮プログラム、画像処理プログラム、及びこれらのプログラムに係るデータ等を記憶する。
具体的には、ＲＯＭ２３には、操作部１５による操作に基づいて、表示部１４に表示された結像画像のあおりを補正する機能を実現させる補正プログラム２３ａが記憶されている。この補正プログラム２３ａは、結像画像のうち、ユーザによる操作部１５の操作キーの押下回数又は押下時間に基づいて、表示部１４に表示された結像画像のあおりを段階的に補正することができるようにプログラミングされている。
【００２１】
次に、携帯電話機１００の表示部１４に表示された結像画像のあおり補正処理について、図３に示すフローチャートを用いて説明する。
ユーザが操作部１５を操作することにより、携帯電話機１００の使用モードを撮像モードに設定すると、ＣＰＵ２１は、携帯電話機１００内部の動作環境を撮像モードに設定する（ステップＳ１）。次いで、ユーザが撮像レンズ１３を被写体に向けると、撮像レンズ１３は被写体に当たって反射した光を取り込んで結像し、ＣＰＵ２１は、結像された結像画像の画像データを表示部１４に表示させる（ステップＳ２）。次いで、ＣＰＵ２１は、あおり補正を行う旨の入力が操作部１５からなされたか否かを判断する（ステップＳ３）。ここで、ＣＰＵ２１が、あおり補正を行う旨の入力がなされたと判断した場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、上キー１５ａが押下されたか否かを判断する（ステップＳ４）。一方、ＣＰＵ２１が、あおり補正を行う旨の入力がされていないと判断した場合（ステップＳ３：ＮＯ）、ＣＰＵ１０は、レリーズキー１５ｃが押下されたか否かを判断する（ステップＳ１０）。ここで、ＣＰＵ２１が、レリーズキー１５ｃが押下されたと判断した場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、表示部１４に表示された結像画像、言い換えれば、あおり補正がされていない画像の撮像処理を行い（ステップＳ１１）、撮像された画像をＲＯＭ２３や、外部メモリに記録し、これをもって本処理を終了させる。一方、ＣＰＵ２１が、レリーズキー１５ｃが押下されていないと判断した場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、再度ステップＳ３に戻る。
【００２２】
ステップＳ４において、ＣＰＵ２１が、上キー１５ａが押下されたと判断した場合（ステップＳ４：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は補正プログラム２３ａを実行することにより、後述するあおり補正Ａを行う（ステップＳ５）。次いで、ＣＰＵ２１は、上キー１５ａからの信号を受信しているか否か、すなわち、上キー１５ａが離されたか否かを判断する（ステップＳ６）。ここで、ＣＰＵ２１が上キー１５ａからの信号が途絶えたと判断した、すなわち、ユーザが上キー１５ａを押下していないと判断した場合（ステップＳ６：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、下キー１５ｂが押下されたか否かを判断する（ステップＳ７）。一方、ＣＰＵ２１が上キー１５ａからの信号が途絶えていないと判断した、すなわち、ユーザが上キー１５ａを押下し続けていると判断した場合（ステップＳ６：ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、再度ステップＳ５に戻る。
【００２３】
また、ステップＳ４において、ＣＰＵ２１が、上キー１５ａが押下されていないと判断した場合（ステップＳ４：ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、下キー１５ｂが押下されたか否かを判断する（ステップＳ７）。ここで、ＣＰＵ２１が、下キー１５ｂが押下されたと判断した場合（ステップＳ７：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は補正プログラム２３ａを実行することにより、後述するあおり補正Ｂを行う（ステップＳ８）。次いで、ＣＰＵ２１は、下キー１５ｂからの信号を受信しているか否か、すなわち、下キー１５ｂが離されたか否かを判断する（ステップＳ９）。ここで、ＣＰＵ２１が下キー１５ｂからの信号が途絶えたと判断した、すなわち、ユーザが下キー１５ｂを押下していないと判断した場合（ステップＳ９：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、レリーズキー１５ｃが押下されたか否かを判断する（ステップＳ１０）。一方、ＣＰＵ２１が下キー１５ｂからの信号が途絶えていないと判断した、すなわち、ユーザが下キー１５ｂを押下し続けていると判断した場合（ステップＳ９：ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、再度ステップＳ８に戻る。
【００２４】
また、ステップＳ７において、ＣＰＵ２１が、下キー１５ｂが押下されていないと判断した場合（ステップＳ７：ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、レリーズキー１５ｃが押下されたか否かを判断する（ステップＳ１０）。ここで、ＣＰＵ２１が、レリーズキー１５ｃが押下されたと判断した場合（ステップＳ１０：ＹＥＳ）、ＣＰＵ２１は、ステップＳ４〜ステップＳ９においてあおり補正がされた結像画像の撮像処理を行い（ステップＳ１１）、撮像された画像をＲＯＭ２３や、外部メモリに記録し、これをもって本処理を終了させる。一方、ＣＰＵ２１が、レリーズキー１５ｃが押下されていないと判断した場合（ステップＳ１０：ＮＯ）、ＣＰＵ２１は、再度ステップＳ３に戻る。
【００２５】
ここで、あおり補正Ａについて説明する。図４に示すように、被写体となる長方形の看板ＳがユーザＵの上方に位置し、ユーザＵが看板Ｓを見上げる姿勢で撮像する場合、表示部１４に表示される結像画像は、図５に示すように、看板Ｓの上辺側が下辺側よりも大きなあおりを有する画像となり、このような場合に必要となる補正があおり補正Ａである。
具体的には、ＣＰＵ２１は処理対象となる結像画像データを取り込む。そして、座標読み込み処理を行って、処理に必要な看板Ｓの頂点（ａ，ｂ，ｃ，ｄ）の座標を読み込む。
【００２６】
ここで、図５に示すように、看板Ｓの画像において、水平方向の短辺（図５中の線分ａｂ）と長辺（図５中の線分ｃｄ）との長さを参照し、短辺ａｂを長辺ｃｄと同じ長さにするような水平方向拡大の補正パラメータ（水平拡大パラメータ）を算出する。なお、この水平拡大パラメータは、長辺ｃｄからの距離ｈに応じて変化する。例えば、長辺ｃｄから短辺ａｂまでの距離をｈ０とすると、水平拡大パラメータＡは、Ａ＝（ｈ／ｈ０）・（ｃｄ／ａｂ）となる。
また、垂直方向の各部の間隔が等しくなるような垂直方向拡大の補正パラメータ（垂直拡大パラメータ）を算出する。なお、この垂直拡大パラメータは、各画素ともに、前述した水平拡大パラメータと同一である。
【００２７】
このようにして水平方向拡大と垂直方向拡大の補正がなされた画像について、画像全体の傾き（左右の垂直方向の輪郭の傾き：あおりの中心軸の傾き）の補正パラメータ（中心軸傾き補正パラメータ）を算出する。また、以上のような水平方向拡大，垂直方向拡大，傾きの補正がなされた画像であっても、回転方向の角度を有している場合がある。このような場合は、画像全体の回転方向の傾きの補正パラメータ（回転傾き補正パラメータ）を算出する。
そして、以上のようにして、各補正に関する補正パラメータを求めた後に、各補正パラメータを組み合わせて一度に補正（座標変換）する場合の総合補正パラメータを求めて、この総合補正パラメータに基づいて画像データの補正（座標変換）を実行する。
このように総合補正パラメータに基づいて一度に補正を行うことで、図５（ａ）のような画像が、図５（ｂ）を経て、図５（ｃ）のようになる。
【００２８】
続いて、あおり補正Ｂについて説明する。図６に示すように、被写体となる人物Ｈ及び電柱ＰがユーザＵの下方に位置し、ユーザＵが人物Ｈ及び電柱Ｐを見下ろす姿勢で撮像する場合、表示部１４に表示される結像画像は、図７に示すように、下側が上側よりも大きなあおりを有する画像となり、このような場合に必要となる補正があおり補正Ｂである。
具体的には、ＣＰＵ２１は処理対象となる結像画像データを取り込む。そして、座標読み込み処理を行って、処理に必要な電柱Ｐに設けられている長方形の標識Ｍの頂点（ｅ，ｆ，ｇ，ｈ）の座標を読み込む。
【００２９】
ここで、図７に示すように、標識Ｍの画像において、水平方向の短辺（図７中の線分ｅｆ）と長辺（図７中の線分ｇｈ）との長さを参照し、短辺ｅｆを長辺ｇｈと同じ長さにするような水平方向拡大の補正パラメータ（水平拡大パラメータ）を算出する。なお、この水平拡大パラメータは、長辺ｇｈからの距離ｈに応じて変化する。例えば、長辺ｇｈから短辺ｅｆまでの距離をｈ０とすると、水平拡大パラメータＡは、Ａ＝（ｈ／ｈ０）・（ｇｈ／ｅｆ）となる。
また、垂直方向の各部の間隔が等しくなるような垂直方向拡大の補正パラメータ（垂直拡大パラメータ）を算出する。なお、この垂直拡大パラメータは、各画素ともに、前述した水平拡大パラメータと同一である。
【００３０】
このようにして水平方向拡大と垂直方向拡大の補正がなされた画像について、画像全体の傾き（左右の垂直方向の輪郭の傾き：あおりの中心軸の傾き）の補正パラメータ（中心軸傾き補正パラメータ）を算出する。また、以上のような水平方向拡大，垂直方向拡大，傾きの補正がなされた画像であっても、回転方向の角度を有している場合がある。このような場合は、画像全体の回転方向の傾きの補正パラメータ（回転傾き補正パラメータ）を算出する。
そして、以上のようにして、各補正に関する補正パラメータを求めた後に、各補正パラメータを組み合わせて一度に補正（座標変換）する場合の総合補正パラメータを求めて、この総合補正パラメータに基づいて画像データの補正（座標変換）を実行する。
このように総合補正パラメータに基づいて一度に補正を行うことで、図７（ａ）のような画像が、図７（ｂ）を経て、図７（ｃ）のようになる。
【００３１】
本実施形態における携帯電話機１００によれば、撮像レンズ１３の光軸が被写体の焦点面に対して直角から傾けた状態で結像された結像画像は表示部１４に表示される。ユーザは、表示部１４に表示された結像画像を見て上キー１５ａや下キー１５ｂを操作し、結像画像のあおりを補正するような操作を行う。すると、ＣＰＵ２１は、補正プログラム２３ａを実行することにより、ユーザによる上キー１５ａや下キー１５ｂの押下回数又は押下時間に基づいて、表示部１４に表示された結像画像のあおりを補正する。そして、撮像部１２によって、補正された結像画像が撮像される。
よって、あおりの補正のために撮像レンズ１３を回転させる機構を設けることなく、簡単にあおりの補正を行うことができて携帯電話機１００の小型化を図ることができる。また、ユーザは元々携帯電話機１００に設けられている上キー１５ａや下キー１５ｂの簡単な操作だけで結像画像のあおりの補正量を変更することができるので、使い勝手のよい携帯電話機１００を提供できる。
【００３２】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではない。例えば、補正プログラム２３ａを、結像画像のうち、最もあおりの大きな部分におけるあおりの度合いに合わせて結像画像を補正するようにプログラミングすることにより、結像画像がより鮮明になる方向に補正され、結像画像の画質の低下を防ぐことができる。また、補正プログラム２３ａを、結像画像のうち、最もあおりの小さな部分におけるあおりの度合いに合わせて結像画像を補正するようにプログラミングすることにより、結像したときの結像画像のサイズを維持しつつあおりの補正を行うことができる。その他、本発明は、発明の要旨を逸脱しない範囲内で自由に変更、改良が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】携帯電話機の概略構成を示す斜視図である。
【図２】携帯電話機の概略構成を示すブロック図である。
【図３】結像画像のあおり補正処理を示すフローチャートである。
【図４】撮像姿勢の一形態を示す説明図である。
【図５】あおり補正Ａを行った場合の画像の変化を示す説明図である。
【図６】撮像姿勢の一形態を示す説明図である。
【図７】あおり補正Ｂを行った場合の画像の変化を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３４】
１２  撮像部（撮像手段）
１４  表示部（表示手段）
１５  操作部（操作手段）
１５ａ  上キー（操作手段）
１５ｂ  下キー（操作手段）
２１  ＣＰＵ（補正手段）
２２  ＲＡＭ（補正手段）
２３  ＲＯＭ（補正手段）
１００  カメラ付き携帯電話機（撮像装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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