撮像装置

トップ :: H 電気 :: H04 電気通信技術

【発明の名称】	撮像装置
【発明者】	【氏名】岡部吉正
【要約】	【課題】傾き補正後のフレームを撮影時に正しく想像するのが困難であるため、フレーミングを誤って撮影を失敗する恐れがある。【構成】本発明の撮像装置は被写体の画像データを生成する撮像装置であって、被写体の画像信号を生成する撮像手段と、自装置の傾き角を検出する傾き角検出手段と、前記画像信号に所定の処理を施した表示データを表示する表示手段と、を備え、前記表示手段に、前記表示データと、前記傾き角検出手段で検出された傾き角に基づいて得られた傾き補正後のフレームと、を表示すること、を特徴とする。

【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体の画像データを生成する撮像装置であって、
被写体の画像信号を生成する撮像手段と、
自装置の傾き角を検出する傾き角検出手段と、
前記画像信号に所定の処理を施した表示データを表示する表示手段と、
を備え、
前記表示手段に、
前記表示データと、
前記傾き角検出手段で検出された傾き角に基づいて得られた傾き補正後のフレームと、を表示すること、
を特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記傾き補正後のフレームは、
前記表示手段の表示部と同一形状の矩形領域又は矩形枠であって、
自装置の傾きに応じて前記表示手段の表示部における傾きが変化し、
自装置が水平になると前記表示手段の表示部と同一となることを、
特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記傾き補正後のフレームは、
前記表示手段の表示部に内接し、前記表示手段の表示部と相似をなす矩形領域又は矩形枠であって、
自装置の傾きに応じて前記表示手段の表示部における傾きが変化し、
自装置が水平になると前記表示手段の表示部と同一となることを、
特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記傾き補正後のフレームは、
前記表示データを透過する矩形領域であって、
前記表示手段の表示部の前記矩形領域に含まれない領域は透過しないことを、
特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項５】
前記傾き補正後のフレームは、
前記表示データを透過する矩形領域であって、
前記表示手段の表示部の前記矩形領域に含まれない領域は半透過することを、
特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項６】
前記傾き補正後のフレームは、
前記表示データに重畳した矩形枠であって、
前記表示手段の表示部の前記矩形枠に含まれない領域も透過することを、
特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の撮像装置。
【請求項７】
前記傾き角検出手段で検出された傾き角が０度であることを報知する報知手段をさらに備えたことを、
特徴とする請求項１から６のいずれかに記載の撮像装置。

【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、特には撮像装置を水平に保持するのが困難な場合でも正しくフレーミング（構図取り）できるよう工夫した撮像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
デジタルスチルカメラは大型の液晶モニタを装備するものが普及し、ファインダーを覗き込む必要が無いため操作がし易くなった。それにより利用者層や利用される場面が増えて更に普及が進んで来ている。旧来の銀塩カメラではフィルムと現像のコストが高かったため、三脚を使ってカメラを水平に保った状態で撮影するのが良しとされたが、プリントするまでコストがほとんど掛からないデジタルスチルカメラでは手持ちで撮影する方が普通である。また、学校の運動会や秋祭りのような野外行事ではカメラを片手持ちで人垣の上に突き出し、下から液晶モニタを見てフレーミングする人も見られる。このような方法で撮影すると、撮影画像に傾いたものが混じることが多い。
【０００３】
特許文献１は、このような画像を修正できるよう特に工夫した撮像装置に関するものであり、「重力の方向を検出してその検出信号を出力する重力センサと、そのセンサからの検出信号に基づき、カメラ本体の傾き角を算出してその傾き角信号を出力する傾き角算出手段と、カメラ本体の傾き角を、そのとき撮影された撮影画像と関連させて記憶すると共にその記憶した情報を画像信号として出力可能な画像記憶手段と、出力時、傾き角だけ逆方向に傾けて略水平状態に直した画像に修正する画像処理手段と、を設ける」ことを特徴とする。上記技術によれば、撮影時にカメラの傾きを測定して画像とともに記録し、再生時に傾きを補正して表示することにより、カメラが傾いた状態で撮影した画像も正立した画像として表示されるようになる。
【０００４】
上記はカメラの機能によって傾きを補正する手段であるが、画像編集ソフトでも同じ補正が可能である。どちらの場合でも、図２に示すように画像を回転させて像が正立するよう補正する。図２は画像の傾き補正を説明する図であり、図２において３１は撮影した画像、３２は傾き補正済み画像、３３乃至３５は写っている人物、３６は切り出し枠、３７は空白である。撮影した画像３１では人物３３乃至３５は斜めに立っているように見え、非常に不自然である。傾き補正済み画像３２は撮影した画像３１から切り出し枠３６の部分を切り出して回転したものである。傾き補正済み画像３２では人物が正立するよう補正されているので、撮影した画像３１のような著しい違和感は無い。
【０００５】
しかし傾き補正済み画像３２の構図を見ると、明らかな欠点が見える。まず人物３３の頭と、人物３５の足が画像の端で切り取られている。これは「頭切れ」、「足切れ」と呼ばれ、不吉であるとして非常に嫌う人がいる。
【０００６】
また、画像の四隅に切り出し枠３６が撮影した画像３１と重ならない部分があるために生じた空白３７があり、これも不自然である。図３は同じく画像の傾き補正を説明する図であり、図中の符号も図２と同じで、３１は撮影した画像、３２は傾き補正済み画像、３３乃至３５は写っている人物、３６は切り出し枠である。図３では切り出し枠を撮影した画像３１の内側に入るよう小さくしてあり、回転を補正するのと同時に拡大して元の画像と同じ大きさに揃えている。図３の傾き補正済み画像３２を見ると図２の傾き補正済み画像３２のような四隅の空白は無い。しかし写っている人物３３乃至３５を見ると全員、頭や手足が切り取られており、構図が全くよろしくない。
【０００７】
このような不具合は画像の傾き補正に伴って発生するのであり、カメラを水平に構えて撮影していれば傾き補正の必要は無くなる、という考え方もある。特許文献２はカメラを手持ちで撮影する場合でもカメラが水平かどうか確認できるよう、画面に水平線を表示するよう提案している。図４は特許文献２の撮像装置の液晶モニタ上の画像を表した図である。図４において、３８は画面の端に平行な直線、３９は水平線に平行な直線である。特許文献２に記載の撮像装置も傾きセンサを備えており、測定した傾き量を画面の端に平行な直線３８と水平線に平行な直線３９の間の角度として表示するので、ユーザーは２本の直線が重なるようカメラの姿勢を直してから撮影すれば正立した像が撮れる。
【０００８】
しかし傾いた画像を撮影してしまう理由は、水平線が分からないからではなくカメラを水平に保つ余裕が無いためであることが多い。例えば運動会でトラックを走る自分の子供を人垣の上に突き出した手持ちのカメラで撮影する場合を考えてみよう。自分の子供が他の子供とかぶらずに撮れる時間は限られているので、フレーミングよりもシャッターチャンスを優先して撮影しなければならない。液晶モニタで自分の子供を追って、シャッターチャンスが来たら逃さずに撮影すべきであり、水平線を確かめてカメラの姿勢を直す余裕などない。後で補正できることを考えればカメラが水平かどうかは大きな問題ではなく、傾き補正した後で自分の子供が正しくフレームに納まっていれば、それで十分である。但し、カメラを水平に保てないような困難な状況下で傾き補正後のフレームを正しく想像することは容易ではない。
【特許文献１】特開２００６－１２９３９１号公報
【特許文献２】特開２００４－１３８７３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、傾き補正後のフレームを撮影時に正しく想像するのが困難であるため、フレーミングを誤って撮影を失敗する恐れがあることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明の撮像装置は被写体の画像データを生成する撮像装置であって、被写体の画像信号を生成する撮像手段と、自装置の傾き角を検出する傾き角検出手段と、前記画像信号に所定の処理を施した表示データを表示する表示手段と、を備え、前記表示手段に、前記表示データと、前記傾き角検出手段で検出された傾き角に基づいて得られた傾き補正後のフレームと、を表示すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、撮影時に傾き補正後のフレームが表示されるので、フレーミングの誤りによる撮影ミスが少なくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は本発明の実施例におけるカメラの構成を示すブロック図である。図１において、１０は撮像回路、１１はメインメモリ、１２は傾き検出回路、１３は制御回路、１４は画像処理回路、１６は圧縮回路、１７は記録回路、１８は表示回路、１９は操作回路である。
【００１３】
撮像手段である撮像回路１０は入射光の像を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ＲＡＷデータを書き込む。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データを表示データであるＹＣデータに変換し、生成したＹＣデータをメインメモリ１１に書き出す。圧縮回路１６はメインメモリ１１からＹＣデータを読み出してＪＰＥＧ圧縮変換を行い、画像データである生成したＪＰＥＧファイルをメインメモリ１１に書き出す。記録回路１７はメインメモリ１１からＪＰＥＧファイルを読み出して記録回路１７のスロット内に納められたメモリカードに書き込む。表示回路１８はメインメモリ１１からＹＣデータを読み出して表示手段である液晶モニタに表示する。
【００１４】
傾き角検出手段である傾き検出回路１２は回転するコマ、即ちジャイロを内蔵しており、カメラの向きが変わってもコマにトルクが伝わらないよう支持されている。コマの重心は支持位置より下にしてあるので、ジャイロが静止している時はコマの軸は鉛直になる。ジャイロを回転させると回転モーメントにより軸の方向が鉛直のまま固定されるので、軸に対するカメラの角度を計測することにより、カメラの傾き角を得ることが出来る。
【００１５】
制御回路１３はマイコンにより構成してあり、カメラ内の全ての回路の監視と制御を行う。操作回路１９はシャッター釦を含むスイッチ回路であり、制御回路１３は操作回路１９の状態に従って撮影動作を制御する。
【００１６】
撮像回路１０はスチルモードとモニタモードの二つの動作モードがあり、モニタモードではＴＶ相当の低解像度の画像を毎秒３０コマの速度で出力し、スチルモードでは０．３秒前後の時間をかけて高画素数の画像を出力する。シャッター釦が押されるまで制御回路１３は撮像回路１０をモニタモードで動作させる。撮像回路１０がモニタモードの時は、制御回路１３は圧縮回路１６と記録回路１７は動作させず、画像処理回路１４と表示回路１８を動作させる。画像処理回路１４はモニタモードのＲＡＷデータをＹＣデータに変換し、表示回路１８はＹＣデータを液晶モニタに表示する。
【００１７】
シャッター釦が押されると制御回路１３は撮像回路１０をスチルモードで動作させるとともに、画像処理回路１４と圧縮回路１６と記録回路１７を順次動作させ、最終的には撮像回路１０が捕らえた画像を記録回路１７が保持するメモリカードに記録する。
【００１８】
この時、撮像回路１０が出力する画素数を調整することにより、撮影直前にモニタモードで表示回路１８の液晶モニタ上に表示されたフレームと、スチルモードで記録回路１７においてメモリカードに記録されるフレームが同一になるようにしている。このモニタ上で見えるフレームと撮影時に記録されるフレームが同一である状態を「視野率１００％」と呼び、フレーミングを正しく行うための最適な条件とされている。
【００１９】
制御回路１３は傾き検出回路１２から傾き角θを取得して表示回路１８に傾き補正後のフレームを表示する。図５は傾き補正後のフレームを求める数理を説明する図である。
図５（Ａ）は傾き角θが０度の時のフレームを表す図である。傾き角θが０度であれば傾き補正は必要ないので、傾き補正後のフレームは通常の傾き補正していない表示画像のフレーム、即ち表示回路１８の液晶モニタの表示範囲（表示部）全体と同一である。フレームの大きさを対角線の長さＤで表現することにし、液晶モニタの垂直画素数をＶ、対角線の傾きをωとすると、対角線の長さＤ＝Ｖ／sinωの関係が成り立つ。
【００２０】
図５（Ｂ）は検出された傾き角がθの時の傾き補正後のフレームを表す図である。傾き補正後のフレームは液晶モニタの枠に対して角度θだけ傾いた長方形になる。傾き補正後のフレームは液晶モニタの枠と相似であるから角度の関係は変わらない。即ち、傾き補正後のフレームの対角線と傾き補正後のフレームの底辺の成す角は変わらずωである。傾き補正後のフレームは液晶モニタの枠に対して角度θだけ傾いているので、傾き補正後のフレームの対角線の傾き角は（ω＋θ）になる。傾き補正後のフレームの対角線は液晶モニタの枠の上辺から下辺まで達するので、傾き補正後のフレームの対角線の長さをＤ’とすると、傾き補正後のフレームの対角線の長さＤ’＝Ｖ／sin（ω＋θ）の関係が成り立つ。傾き角θが０度の時と比較すると、大きさは（Ｄ’／Ｄ）＝sinω／sin（ω＋θ）倍になる。傾き補正後のフレームの辺と対角線の長さの比は傾き角によらず一定なので、傾き補正後のフレームの幅と高さも対角線の長さと同じ比率で変化する。つまり、検出された傾き角がθの時の傾き補正後のフレームは液晶モニタの枠をsinω／sin（ω＋θ）倍に縮小し、角度θだけ傾けた長方形である。
【００２１】
本実施例では図３のように補正後の画像に空白ができないよう、傾き補正後のフレームを小さくして、撮影画像のフレームの内側に傾き補正後のフレームを取る方法に沿って説明しているが、図２のように四辺に空白が出来ることを承知の上で傾き補正後もフレームを小さくしない方法を採ることも可能である。その場合、傾き補正後のフレームは液晶モニタの枠を、大きさを変えずに角度θだけ傾けた長方形になる。
【００２２】
図６は本実施例の撮像装置の液晶モニタの画像を示した図であり、液晶モニタ上に傾き補正後のフレームを表す方法を複数例示している。図６（Ａ）では液晶モニタ上で傾き補正後のフレーム以外の部分を黒く塗りつぶして傾き補正後のフレーム内の部分だけモニタ画像が見えるようしている。図６（Ｂ）は補正で消える部分を半透過で視認できるようにしたもの、図６（Ｃ）は単に長方形の枠で傾き補正後のフレームの大きさと傾きを表示したものである。これら表示方法はそれぞれ一長一短があるので用途に応じて使い分ければよいが、カメラを水平に保てないような困難な状況下での撮影を考えると、補正で消える部分を黒塗りで消してあるモニタ画像（図６（Ａ））が最も直観的に傾き補正後のフレームを理解できると考えられる。
【００２３】
なお、図６において、被写体と傾き補正後のフレームに加えて、各種撮影情報が表示されていても良い。また、傾き角が０度になると、表示やランプやブザーなどでユーザーに報知するようにすれば、さらに利便性を向上することができる。
【００２４】
いずれにしても、上に示した式から分かるように液晶モニタ上の傾き補正後のフレームの大きさはカメラの傾き角が減少すると増加し、傾き角θが０度の時に最大になる。従ってカメラの傾きを知らせて傾きを補正するよう促す効果もある。
【００２５】
また、傾き補正後の画像を最終的な出力画像と考えると、本実施例の液晶モニタ上で見える範囲は増減なく１００％が最終的な出力画像になるので、傾き補正後の最終出力画像に対して視野率１００％である、と言うことが出来る。即ち、液晶モニタ上で見える範囲はカメラが傾いた状態であっても確実に最終的な出力画像に収まるので、傾き補正の後で頭切れや足切れに気づくような失敗を避けられる。
【００２６】
このように本発明の撮像装置を用いれば、カメラの傾きは気にせずに、液晶モニタに被写体を写してシャッターを押すだけで誤り無く撮影できるので、カメラの水平維持を気にしてシャッターチャンスを逃すことは無くなり、カメラを水平に保てないような困難な状況下でも被写体に意識を集中して撮影を行うことが出来るようになる。
【００２７】
本発明は撮影時の動作を改良するものであり、傾き補正は撮影後に画像編集ソフトで行ってもよいし、撮影時に撮像装置自身が行ってもよい。また、傾きを検出するセンサは実施例で紹介したジャイロを用いるものに限定するものではなく、各種提案の方式と任意に組み合わせて実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、デジタルスチルカメラに適用可能であり、同様のデジタルスチルカメラ機能を持つ携帯電話又はデジタルビデオカメラ等にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例におけるカメラの構成を示すブロック図
【図２】画像の傾き補正を説明する図
【図３】画像の傾き補正を説明する図
【図４】特許文献２の撮像装置の液晶モニタ上の画像を表した図
【図５】傾き補正後のフレームを求める数理を説明する図
【図６】本実施例のカメラの液晶モニタの画像を示した図
【符号の説明】
【００３０】
１０撮像回路
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
１６圧縮回路
１７記録回路
１８表示回路
１９操作回路
３１撮影した画像
３２傾き補正済み画像
３３、３４、３５写っている人物
３６切り出し枠
３７空白
３８画面の端に平行な直線
３９水平線に平行な直線

【出願人】	【識別番号】０００００５８２１【氏名又は名称】松下電器産業株式会社
【出願日】	平成１８年７月５日（２００６．７．５）
【代理人】	【識別番号】１０００９７４４５【弁理士】【氏名又は名称】岩橋文雄【識別番号】１００１０９６６７【弁理士】【氏名又は名称】内藤浩樹【識別番号】１００１０９１５１【弁理士】【氏名又は名称】永野大介
【公開番号】	特開２００８－１７０９５（Ｐ２００８－１７０９５Ａ）
【公開日】	平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【出願番号】	特願２００６－１８５２２９（Ｐ２００６－１８５２２９）