(57)【要約】【課題】１度の撮影指示によって、歪曲収差を補正した画像と、補正しない画像を撮像する撮像装置と撮像制御方法を提供する。【解決手段】歪曲収差を補正し、画像を撮像する撮像装置及び撮像制御方法であり、撮像指示に応じて歪曲収差補正量を変化させ、複数の画像を撮像する。１度の撮像指示で歪曲収差を補正した画像と、歪曲収差を補正しない画像を撮像できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歪曲収差を補正し、画像を撮像する撮像制御方法において、
１回の撮影指示に応じて、歪曲収差補正量を変化させて複数の画像を撮像することを特徴とする撮像制御方法。
【請求項２】
前記複数の画像は、前記歪曲収差補正量がゼロで撮像された画像を含むことを特徴とする請求項１記載の撮像制御方法。
【請求項３】
１回の撮影指示に応じて、合焦位置情報に応じて歪曲収差補正量を変化させて複数の画像を撮像することを特徴とする請求項１又は２記載の撮像制御方法。
【請求項４】
１回の撮影指示に応じて、ズーム情報に応じて歪曲収差補正量を変化させて複数の画像を撮像することを特徴とする請求項１又は２記載の撮像制御方法。
【請求項５】
歪曲収差を補正し、画像を撮像する撮像装置において、
１回の撮影指示に応じて、歪曲収差補正量を変化させて複数の画像を撮像する撮像制御手段を有することを特徴とする撮像装置。
【請求項６】
前記撮像制御手段は、前記歪曲収差補正量がゼロで撮像された画像を撮像することを特徴とする請求項５記載の撮像装置。
【請求項７】
前記撮像制御手段は、合焦位置情報に応じて歪曲収差補正量を変化させて複数の画像を撮像することを特徴とする請求項５又は６記載の撮像装置。
【請求項８】
前記撮像制御手段は、ズーム情報に応じて歪曲収差補正量を変化させて複数の画像を撮像することを特徴とする請求項５又は６記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズによる歪曲収差を画像補正によって補正する撮像装置および撮像制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
デジタルカメラでは、近年、撮影画像を処理、保存する画素数も増え性能も向上している。しかし、デジタルカメラのレンズの収差が十分に補正されているとは言いがたい。とりわけ低価格デジタルカメラのレンズの収差は大きい。歪曲収差は幾何学的な収差であり、特にズームレンズのワイド端の歪曲収差が大きい。この歪曲収差に対して、従来では、複数枚のレンズを組み合わせてレンズの精度を向上させることでレンズの歪曲収差を小さくするという方法が取られていたが、コストが高くなり、レンズの大きさにも限界があるため、画像処理により補正する方法が提案されている。
【０００３】
しかし、画像処理による補正の場合、電線のような線状の被写体画像を補正すると、とぎれとぎれの線となってしまったり、不自然にカクカクした画像となってしまったりすることがある。また、写真表現の１つとして、歪曲補正をせずにレンズ特性そのままの画像で撮影したいこともある。
【０００４】
その問題の解決策として、特許文献１に挙げるような、補正機能をユーザの指定により切り換えることのできる制御方法が挙げられる。
【特許文献１】特許第３６６８６０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に挙げるようにユーザの指定により歪曲補正機能をＯＮ／ＯＦＦできるようになっていたとしても、撮影した後から補正機能ＯＮ／ＯＦＦを切り換えて撮影する際に、手で構えて同じ範囲で同じように撮影するのは非常に困難であった。
【０００６】
そこで本発明は、歪曲収差を補正し、画像を撮像する撮像装置及び制御方法において、１度の撮影指示によって、歪曲収差を補正した画像と、歪曲収差を補正しない画像を撮像することができる撮像装置及び撮像制御方法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】
【０００７】
本発明による制御方法は、歪曲収差を補正し、画像を撮像する制御方法において、１回の撮影指示に応じて、歪曲収差補正量を変化させて複数の画像を撮像することを特徴とする。
【０００８】
また、本発明による制御方法において、前記複数の画像は、前記歪曲収差補正量がゼロで撮像された画像を含むことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明による制御方法において、１回の撮影支持に応じて、合焦位置情報に応じて歪曲収差補正量を変化させて複数の画像を撮像することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明による制御方法は、１回の撮影支持に応じて、ズーム情報に応じて歪曲収差補正量を変化させて複数の画像を撮像することを特徴とする。
【００１１】
本発明による撮像装置は、歪曲収差を補正し、１回の撮影指示に応じて、歪曲収差補正量を変化させて複数の画像を撮像する撮像制御手段を有することを特徴とする。
【００１２】
また、撮像制御手段は、歪曲収差補正量がゼロで撮像された画像を撮像することを特徴とする。
【００１３】
また、撮像制御手段は、合焦位置情報に応じて歪曲収差補正量を変化させて複数の画像を撮像することを特徴とする。
【００１４】
また、撮像制御手段は、ズーム情報に応じて歪曲収差補正量を変化させて複数の画像を撮像することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、１回の撮影指示に応じて、歪曲収差を補正した画像と、歪曲収差を補正しない画像を撮像することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は本発明の実施形態に係わるデジタルカメラの構造図である。このデジタルカメラは、レンズ１、メカ機構７、ＣＣＤ（電荷結合素子）８、ＣＤＳ（相関２重サンプリング）回路９、Ａ／Ｄ変換器１０、デジタル信号処理部１１、デジタル信号処理部１１内に歪曲補正部１２、画像圧縮・伸長部１３、カードインターフェース１４、ＰＣカードインターフェース１５、ＣＰＵ１６、ＲＯＭ１７およびＲＡＭ１８、モニタ１９、モニタ１９内にＬＣＤコントローラ２０、操作部２１、モータドライバ２２、ＳＧ（制御信号生成）部２３、バッテリ２４、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５、内蔵メモリ２６、ブザー２７、ズームレバー２８を具備して構成されている。
【００１７】
レンズユニット２９は、フォーカスレンズなどのレンズ１、フォーカスを調整するＡＦ機構２、光をカットする絞り３、レンズ１の前面に装着し、様々な画像効果を生み出すフィルター部４、２つのフィールドの同時露光を行うメカニカルシャッター５、倍率を操作するズーム機構６を含むメカ機構７などからなり、ＣＣＤ（電荷結合素子）８は、レンズユニット２９を介して入力した映像を電気信号（アナログ画像データ）に変換する。ＣＤＳ（相関２重サンプリング）回路９は、ＣＣＤ撮像素子に対する低雑音化のための回路である。
【００１８】
またＡ／Ｄ変換器１０は、ＣＤＳ回路９を介して入力したＣＣＤ８からのアナログ画像データをデジタル画像データに変換する。即ちＣＣＤ８の出力信号は、ＣＤＳ回路９を通してＡ／Ｄ変換器１０で最適なサンプリング周波数（例えばＮＴＳＣ信号のサブキャリア周波数の整数倍）にてデジタル信号に変換される。また、デジタル信号処理部１１は、Ａ／Ｄ変換器１０から入力したデジタル画像データについて、色差信号（Ｃｂ、Ｃｒ）と輝度信号（Ｙ）に分けて各種処理、歪曲収差補正を含む補正、および画像圧縮／伸長のためのデータ処理を施す。
【００１９】
デジタル信号処理部１１内の歪曲補正部１２を用いて行う歪曲収差補正処理は、一般に合焦位置とズームポジション毎に、レンズの歪曲率を求めておくテーブルルックアップ方式などが知られている。歪曲率Ｄ（％）は、以下の式で表されることが知られている。
【００２０】
D  =  (Y−H)／H×１００      （１）
ここで、Ｙは実際の（撮影された）像高。Ｈは理想像高を表す。
【００２１】
前記（１）式が予め分かっていれば、実際の（撮影された）像高Ｙに対して補正すべき理想像高Ｈを求めることが可能となり、像高を補正することで歪曲率を補正することが可能となる。
【００２２】
前記（１）式を、合焦位置とズームポジション毎にテーブルデータとしておけば、歪曲収差補正を行うことが可能となる。
【００２３】
画像圧縮・伸長部１３は、例えばＪＰＥＧ準拠の画像圧縮・伸長の一過程である直交変換、並びに、ＪＰＥＧ準拠の画像圧縮・伸長の一過程であるハフマン符号化・復号化等を行う。内蔵メモリ２６は、ＣＰＵバスに接続されて、例えばＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ、またはフラッシュメモリ等で実現されている。即ち、内蔵メモリ２６には、撮像し圧縮処理された画像データ、或いは、図示しない伝送部を介して受信された画像データ等が記録される。また、内蔵メモリ２６に保持された圧縮画像データは、カードインターフェース１４を通して読み出され、ＰＣカードインターフェース１５を介して接続されるＰＣカード３０等の記憶媒体へ記録される。
【００２４】
ＣＰＵ１６は、操作部２１からの指示、あるいは図示しないリモコン等の外部動作指示に従い、上記デジタルカメラ内部の全動作を制御する。また、操作部２１は、機能選択、撮影指示、及びその他の各種設定を外部から行うための各種スイッチを備えている。
【００２５】
また、カメラ電源は電池およびバッテリ２４、たとえば、ＮｉＣｄ、ニッケル水素、アルカリ電池、リチウム電池等から、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５に入力され、当該デジタルカメラ内部に供給される。なお、ＤＣ−ＤＣコンバータ２５から、電源電圧ＶｉｎがＣＰＵ１６へ入力され電圧が監視される。また、ＣＰＵ１６からの制御信号ｃｏｎにより、メインＣＰＵ、モニタ１９、ＣＣＤ８への電源供給が個別にＯＮ、ＯＦＦ制御される。
【００２６】
モニタは、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ  Ｄｉｓｐｌａｙ）、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）、ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ−Ｌｕｍｉｎｅｓｅｅｎｃｅ）等で実現され、内蔵するＬＣＤコントローラ２０にＣＰＵ１６から命令やデータを送ることにより、表示するオブジェクト（マークなどの表示物）の色を変えたり、表示を点滅させたりすることができる。モニタ１９上には、図２のように、撮影したデジタル画像データや、伸長処理された記録画像データを表示すると共に、当該デジタルカメラの状態等を画面上に表示する。さらに、歪曲収差ブラケット機能をＯＮした場合には、撮影後、図３のように、歪曲収差補正率３％、１．５％、０％（補正なし）の、３枚の画像を縮小して表示し、表示画像の各々に補正率を表示する。
【００２７】
図４、図５、図６はそれぞれ、ズーム位置ＺＰ１〜ＺＰ１７のうち、ＺＰ１、ＺＰ２、ＺＰ４の歪曲収差のグラフである。ＺＰ１がワイド側、ＺＰ１７がＴＥＬＥ側であり、図１に示すモータドライバ２２によりズーム機構を動かし位置制御される。本実施形態のデジタルカメラでは、ＺＰ１とＺＰ２が、ＺＰ４〜ＺＰ１７に比較して歪みが大きいので、ＺＰ１とＺＰ２について、無限、０．３ｍ、１ｍの各撮像距離の補正テーブル表を持つ。
【００２８】
【表１】
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【００２９】
図１のＡＦ機構２により各撮像距離にピントが合うようにフォーカスレンズを動かす。なお、ＺＰ５以降の歪曲収差のグラフはＺＰ４より歪みが小さい。
【００３０】
ＴＢＬ−１からＴＢＬ−１２は、撮像画像の座標位置に対応した歪曲収差により像のずれ量を示すデータの配列で、デジタルカメラの開発時にレンズ特性を測定して、あらかじめ図１に示すＣＰＵ１６のＲＯＭ１７に設定されたデータである。画像処理部はこのずれ量に基づき、入力画像データをずらして次のブロックへデータを出力する。
【００３１】
図７は本発明の主要な部分のズーム制御を示すフローチャートである。このフローチャートについて詳細に説明する。まず、シャッターＯＮされたかどうかをチェックし（ステップＳ１）、ＯＮされていなければ（ステップＳ１、ＮＯ）、ＯＮされるまで待機する。ＯＮされた場合（ステップＳ１、ＹＥＳ）、ズーム位置をＡにセットする（ステップＳ２）。次に、合焦位置をＢにセットし（ステップ３）、ＡとＢからＴＢＬ行番号を求める（ステップＳ４）。そして、補正テーブル表とＴＢＬ行番号の示す行の中から、補正量大の箇所のＴＢＬを歪曲補正処理部１２に設定し（ステップＳ５）、撮影を行う（ステップＳ６）。
【００３２】
その後、ＴＢＬ行番号の示す行の中から、補正量小の箇所のＴＢＬを歪曲補正処理部に設定し（ステップＳ７）、撮影を行う（ステップＳ８）。さらに、歪曲補正処理部１２にＯＦＦ設定し（ステップＳ９）、撮影を行う（ステップＳ１０）。最後に、撮影した３枚の画像を図３のように縮小して表示するとともに補正率を表示し、待機状態（ステップＳ１）に戻る。
【００３３】
上記の実施形態により、歪曲収差を補正し、画像を撮像する制御方法において、１度の撮影指示によって、歪曲収差を補正した画像と、歪曲収差を補正しない画像を撮像することができる。また、１度の撮像指示に応じて、歪曲収差補正量を変化させて、複数の画像を撮像することができる。また、歪曲収差を補正し、画像を撮像する制御方法において、１度の撮影指示に応じて、ズーム情報に応じて、歪曲収差補正量を変化させて複数の画像を撮像することができる。
【００３４】
また、本発明は静止画像撮影機能を有するデジタルビデオカメラや、デジタルカメラ付き携帯電話にも応用することができる。この場合、更に１度の撮影指示により撮影された複数の画像から、任意の１枚を選ぶことができるという利点が生じる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の実施形態におけるデジタルカメラのブロック図である。
【図２】本発明の実施形態におけるデジタルカメラのオブジェクト等の画面表示例を示す図である。
【図３】本発明の実施形態におけるデジタルカメラによって撮影された複数の画像を閲覧する画面の表示例を示す図である。
【図４】本発明の実施形態におけるデジタルカメラのズーム位置ＺＰ１における歪曲収差を示すグラフである。
【図５】本発明の実施形態におけるデジタルカメラのズーム位置ＺＰ２における歪曲収差を示すグラフである。
【図６】本発明の実施形態におけるデジタルカメラのズーム位置ＺＰ４における歪曲収差を示すグラフである。
【図７】本発明の実施形態におけるデジタルカメラの主要な部分のズーム制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３６】
１    レンズ
２    ＡＦ機構
３    絞り
４    フィルタ部
５    メカニカルシャッター
６    ズーム機構
７    メカ機構
８    ＣＣＤ
９    ＣＤＳ回路
１０    Ａ／Ｄ変換器
１１    デジタル信号処理
１２    歪曲補正部
１３    画像圧縮・伸長部
１４    カードＩ／Ｆ
１５    ＰＣカードＩ／Ｆ
１６    ＣＰＵ
１７    ＲＯＭ
１８    ＲＡＭ
１９    モニタ
２０    ＬＣＤコントローラ
２１    操作部
２２    モータドライバ
２３    ＳＧ部
２４    バッテリ
２５    ＤＣ−ＤＣコンバータ
２６    内蔵メモリ
２７    ブザー
２８    ズームレバー
２９    レンズユニット
３０    ＰＣカード
【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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