JPS59196665A - 画像再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 不発明はレンズ企みを画像再生時の信号処理にエリ補正
するようにした電子スチルカメラに関する。

杢発明者らは、本願と同日付の「電子スチルカメラ」と
題する特許出願において、被写体からの二次元画像情報
な撮像素子により画像信号に変換し、この画像信号をＡ
−Ｄ変換し、変換さ扛たデジタル画像情報を着脱自在な
記憶手段に記憶するようにした電子スチルカメラを提案
した。この電子スチルカメラは画像信号をデジタル処理
するので信号処理中にｔ−ける信号劣化がなく良質なス
チル画像が得られ、またデジタル画像データをメモリに
記憶するので回転機栂が不要になり、消費電力の低減や
カメラぺ体の小型化さらに信頼性の向上が図扛るなと多
くの点で従来の電子スチルカメラよりすぐれている。

第１図はこの電子スチルカメラの基本回路構成を示して
おり、１は被写体の光学像を結像する光学レンズ、２は
光学レンズ１により受光０゛ｎ上に結像さ扛た光学像（
二次元画像↑Ｈ報）を九電変換してアナログ画像信号と
して出力する撮像素子で、一般に知られているものとし
ては、サチコン、ビジコン、フランビコン、コスビコン
、ニューコスビフンなどの撮像ＷやＣＣＤ、ＭＯＳ。

ＣＰＤなどの固体撮像素子などがある。撮像素子２の受
光面には、カラー画像が得らｎる工うに色フィルタ２ａ
を張りつけである。撮像素子２はドライバ３からの駆動
信号によってアナログ画像信号全出力し、この画像信号
はＡ／Ｄコンバータ４により高速でデジタル信号に変換
される。この場合、量子化レベルは要求さ扛る画質によ
って決まるが、一般のテレビジョン画像では８ビット程
度が必要とさ扛る。サンプリングレートは一般にカラー
サブキャリヤ（３，５８ＭＨｚ　）　（０２〜４倍のサ
ンプリングレートが必要とさｎるが、電子スチルカメラ
においては撮像部が一時的な蓄積の機能をもっている場
合は必ずしもこの限９でない。

Ａ／Ｄコンバータ４によってデジタル変換された画像信
号はメモリ５に記憶される。このメモリ５としては、デ
ジタル信号を安定に保存できるものならば何でもよ＜、
Ｎ−ＭＯ８ＲＡＭ、　Ｃ−ＭＯＳ　ＲＡＭ　、　ＣＯＤ
メモリなどの半導体メモリのほかに、磁気バブル素子、
磁気ディスク、磁気テープなどが用いらｎる。このメモ
リ５への画像信号の書込み読出しはドライバ６にエリ制
御略ｎる。メモリ５はたとえばカセット形式で外部から
カメラネ体の所定位置ＶＣ＠Ｃ可脱な交換式である。メ
モリの種類によっては電池なども併せてカセット内に設
ける必要がある。

一方、Ａ／Ｄコンバータ４から出力するデジタル画像信
号は直接または一旦メモリ５に記憶された後Ｄ／Ａコン
バータ７Ｖこ工りアナログ画像信号に変換され、切換ス
イッチ８（接点ｂ）を介して電子ファインダ９に送られ
、ここでモニタ用ブラウン管に画像として映し出される
。

この場合、切換スイッチ８は外部操作によりドライバ６
からの切換信号により接点ａ、ｂが切や換えられる。ま
た、撮像素子２の出力は直接切換スイッチ８（接点ａ）
を介して電子７アインダ９により映像化することもでき
る。この場合、撮像素子２の出力は色フィルタ２ａ［よ
り変調されているために、電子ファインダ９″で直接画
像表示した場合には通常の白黒画像とは異なるが、何が
映っているかは知ることができる。

なお、ｌｌｊ上記各回路妻子の電源となるバッテリーで
ある。

第２図は再生機の一実施例のブロック線であり、メモリ
５はカメラから外され再生機（破線で囲んで示す）の所
定位置Ｖこセットされる。再生機では、マイクロコンピ
ュータ１２が記憶手段１３中のＲＯＭＩ　３１内のソフ
トウェアに従ってメモリ５に記録された映像データを読
み出し、ＲＡＭ１３２を作梨領域として用いてデータ処
理する。処理きれたデータはマイクロコンピュータ１２
からの指令によってフィールドメモリ１４に書込まれる
が、このフィールドメモＩＪ１４１ｄｌ（クロコンピユ
ータ１２によってアクセスさｎる時以外は常にテレビレ
ートドライブ回路１５によってドライブされ、その出力
がＤ／Ａコンバータ１６を介してモニタ］７に画像表示
される。その結果モニタ１７上では記録した映像が徐々
に現われてくる。

上記゛α電子スチルカメラおいては、光学レンズｆ／Ｃ
！り被写体の光学像が撮像素子の受光面に結像され光電
変換さ才ｔてアナログ画像信号として出力されるが、た
とえば撮像素子としてＣＣＤ。

ＣＰＤ、ＭＯＳなどの固体撮像素子を用いた場合、レン
ズの上みのためＶＣレンズ周辺部はど結像点が外側まだ
は内ｊｕ１１に歪んでし捷うという現象がある。第３図
はこの様子を示したもので、図中の丸印が同体撮像素子
の各画素の受光位置とすると、理想的には太線のように
結像されるベキ直線がレンズ歪みのために破線のように
歪んで結像さｔＬでしまう。そのために、たとえば事来
ならばＣ５の受光位；αに結像される筈のイ象が８５の
受光位置に結保さｎてし捷い、こうして得られた画像信
号をそのまま（与生ずると、本来の直線状の格子パター
ンが破線で示す歪んだ格子パターンとなって映し出され
てしまう。この歪み具合はレンズによって異なる。

そこでこのようなレンズ歪みをなくすために従来レンズ
の径や厚みあるいはレンズ面の曲率を調整したり組合せ
レンズの枚数を増したりしてレンズの製作段階で工夫し
ているが、製作や加工に手間がかかり、レンズ径が大き
くあるいは重くなったり、その上コスト高になってしま
うという間層があるうそのため、最近のビデオカメラや
電子スチルカメラなどでは俗体に比べてレンズが非常ｒ
こ大きくなっているのが実情である。

不発明は電子スチルカメラにおけるレンズの歪みをレン
ズの製作上の工夫によらず画像信号の電気的な処理にエ
リ補正するようにしたものでアリ、電子スチルカメラの
光学レンズの歪み情報を一画面分の画像信号の記憶ごと
に記憶し、画像再生時に画像信号の読出しアドレスをそ
の歪み情報に基づいて補正するようにしたものである。

以下杢発明を図面に基づいて詳細に説明する。

不発明によるレンズ歪み補正方法の基不的考え方を第４
図を用いて説明する。

いま第３図に相当する図として第４図ＶＣは固体撮像素
子（ｒ［！Ｉｉ素数９×９）の各ｉｉｉ＋１素の受光位
置を丸印で示し、被写体であるｉＩ！ｆ線状の格子（実
ｍ）がレンズ歪みのために糸巻き状の格子（破線）とし
て結像している状態を示す。このとき画像４＠号のメモ
リの各ｉｉ＋Ｉ＋素に対応して次の表１のような配列で
画像信号が記憶さｎる。

表　　１ このようなメモリを再生する場合にはレンズ歪みを補正
するために、糸巻型歪み（第４図）の場合には各画素に
対して次の表２のような配列に並びかえてから画像信号
を読み出す。

またたる型歪み（第３図）の場合には表３のような配列
に並びかえてから読み出す。

表　　３ 画像信号の４＋）少時に上記表２１だに表３のような読
み出し方をす扛ばレンズ歪みを補正することができ、再
生画像はほぼ直１ｒ！４状の格子パターンとして表示さ
れる。なお、レンズ歪みが糸巻き型でなくて第３図のよ
うな場合は画商の七Ｆ左右の端部の画像情報が失なわれ
るが、ＩＮ知のようＶこ、テレビジョン画面でハ（１）
生された１１１ｊｊ像信号のすべてをテレビのフレーム
内に表示しているわけではないために、失われる画倣′
峙報がこの範囲に納まってい扛は実用上問題がない。

この点を考（慮すれば、歪み許容度は数％となるのでか
なりのレンズの小型化および軽量化が用能Ｖこなる。

ところで、レンズ歪みを補正するだめの画像信号の具体
的な読み出し方法りこは次の−くつ〃＼の方法が考えら
ｆする。

（］）いま固固体撮像子の画素中の座標を（ｘｎ、ｙ、
ｌ）とし、本来その画素に入射すべき光４・ａ報がレン
ズの歪みのために点Ｑ（Ｘｎ’　ｌ　ｙ、、＋　　＞ｖ
ｃ人入射たとする。この場合、１（ｘｎ’　、Ｙｎ’　
）　−（ｘｍ、ｙ、、ｌ）　ｌが最小になるような点Ｒ
（Ｘｉ　＋　Ｙｍ　）を選び、この点Ｒにある画素の信
号を画素Ｐ　（Ｘｎ＋Ｙｎ　）の信号として用いる。

（２）上記（すと同様に、固体撮像素子の画麦Ｐ　（ｘ
　ｎ　＋Ｙｎ）Ｉ’こ本来入射すべき光情報がレンズ歪
みのために点ｑ（ｘｎ’＋ｙイ′）Ｖこ入射したとする
。この場合、ｌ　（ｘｎ’　　、ｙｎ’　　）　　（Ｘ
ｌＴｌ、ｌＹ＋ｎ　）　ｌが最も小さくなる４点（Ｘｍ
ｌ　＋　Ｙ＋＋＋＋　）、（Ｘｍ２１ｙＩＴ＋２）、（
ｘｍ３　＋　’１ｒｎ３）、（ＸｍＡ　＋　Ｙｍ４）　
ｆ選び、各点における受光部の信号に適当ｈ　ｊＲみイ
］けをして計算した信号を点Ｐ　（Ｘｎ　＋　Ｙｎ）の
画素信号とする。重み付けは、画素の感度形状（Ｃ応じ
て決められ、各画素の感度が方向によらずその中心位置
からの距＾げに比例した葬形に減少するならば点Ｑと上
記４点との距離に比例した屯み付けをし、各画素の感度
の変化が特別な方向性をもつならばその方向性を考慮し
た屯み付けを行なう。重み付け１１ｇｊ素の感度とは関
係なく点Ｐに対して予め定めた領域のどこｒこ点Ｑが存
在するかによって決めてもよい。

そこで不発明においては、が１１像信号の読み出し方を
決める情報としてのレンズの歪み情報を撮像時Ｖこ一画
向ごとＶＣ記憶するようＶこするが、記憶方法として次
の方法が考えら扛る。

（１）メモリの空き部分の利用： たとえば水ＳＦ−画素数３８５の撮像素子を用いる場合
、信号処理のし易さから通常−走査線を５１２バイトで
構成することが多いが、その際に生ずる無駄なメモリ領
域をレンズの歪み情報の記憶に利用することができる。

（２）走査線一本分の利用： 撮像素子の一画面情報は５２５杢の走査線で走査さｊ５
るが、このうち最初の数本と最後の数本の走査線は再生
機のモニタ画面には表示さｎない。そこで、この走査線
部分に相当する領域にレンズの歪み情報を記憶すること
ができる。

（３）水平または垂直帰線期間の利用：電子スチルカメ
ラのメモリとして、磁気ディスク、磁気テープなどの機
械的な駆動機構を有するメモリを利用する場合は、こ扛
らのメモリ媒体はｕ？ｉ＋線期間中期間中しているので
、この帰線期間Ｖこ相当するメモリ媒体部分にレンズの
歪み情報を記憶することができる。

第５図は再生機（破線で囲まｎている）にメモリをセッ
トして画像再生する場合のブロック線図である。再生機
は基本的に（ｄ′第第２リＶ示した℃のと同じであり、
異なるいくつかのレンズ歪み処理データ１８　ａ　＋　
１８　ｂ　１１８　ｃ　＝・を記憶したプログラマブル
ＲＯＭなどのＲＯＭＩ　８を有する点が特徴である。

い捷、電子スチルカメラで撮影したＩｔ！！ｉ像を記録
したメモリ５を再生機Ｌ′こセットすると、メモリ５に
は画像１゛０報とともりこそのカメラＶこ用φられてい
るレンズの歪み情報が記Ｉｆｆ　ｉ　ｆｌでいるので、
マイクロコンピュータ１２からの指令でその歪み情報を
読み出して一旦再生機内の記憶手段］３のうちＲＡＭｌ
３２に１）込んでおくとともに、メモリ５内の画像情報
を再生メモリ１４に転送する。このとき、ＲＯＭ１８因
に記憶されている不再生機にセットされるメモリ５を着
脱できる電子スチルカメラの種類に応じた、すなわちカ
メラのレンズの種類に応じたいくつかの歪み処理データ
１８　ａ　＋　１８　ｂ　、　１８　ｃ　・−のうち、
いま再生機にセットさｔ５てφるメモリ５から読み出さ
れＲＡＭ１３にゼＹ込丑れた士み情報ＶＣ対応した歪み
処理データを読み出してｒｌｊ生メ子メモリに連送さ扛
る画像情報を処η１ｆする。

再生メモリ１４に記憶宴扛た画像情報にたとえばテレビ
レートで読み出さ肛Ｄ／Ａコンバータ】６によりアナロ
グ画像信号に変換されモニタ１７に映し出さｔしる。以
上の説明中ＲＯＭは、普通のＲＯＭでもプログラマブル
ＲＯＭでもさしつかえなく、ＲＯＭ１８などは処理デー
タごとに陪脱可能なＲＯＭからなるよう構成してもよい
。

以上説明したように、本発明は、被写体からの光を光学
レンズを介して撮像素子に入射させて得られる画像信号
を直接Ａ−Ｄ変換し、この変換で扛だデジタル情報を着
脱自在に設けられた記憶手段に記憶できるようにした電
子スチルカメラにおいて、光学レンズの歪み情報を一画
面分の画像信号の記憶ごとに記憶手段に記憶するように
したもので、画像再生時にこの歪み情報を用いてレンズ
の歪みを補正することができる。具体的Ｖこは、記憶手
段に記憶されている画像信号の読出しアドレスをレンズ
歪み情報に基づいて補正するようにしたものである。

このようにすれは、レンズの歪み補正をレンズの製作加
工の段階でやる必要はないために、レンズの径が大きく
なったり重くなったりすることなく、レンズの小型化な
らひにコストの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は不発明の対象となる電子スチルカメラの概略構
成図、第２図Ｖｉ書生機の概略構成図、第３図および第
４図はレンズ歪みの状態を説明する説明図、第５図にメ
モリをセットし／ξ状態で示す再生機のブロック線図で
ある。 １・・・光学レンズ、２・・・撮像素子、４・　Ａ　／
　１．）コンバータ、５・・・メモリ、６・・・ドラ−
［バ、７．１６・・・Ｄ／Ａコンバータ、８・・スイッ
チ、９・・・電子ファインダ、１ｏ・・・バッテリー、
１２・マイクロコンピュータ、］、　３１　、　］　８
・・・ＲＯＭ、１３２゜】９・・・ＲＡＭ、１４・・・
フィールドメモリ、１５・・・テレビレートドライブ回
路、１７・・モニタ特許出願人　小西六写真工業株式会
社 代理人　弁理士　鈴　木　弘　男 第３図 第４図 手続補正書 昭和５９年６月　４日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 １、事件の表示 昭和５８年特許願第５７９６３号 ２、発明の名称 電子スチルカメラおよびその記録再生装置３、補正をす
る者 事件との関係　特許出願人 住　所　東京都新宿区西新宿１丁目２６番２号名　称　
（１２７）小西六写真工業株式会社４、代理人 住　所　東京都港区芝３丁目４番１１号５、補正命令の
日付　（自発） ６、補正の対象　　明細書の特許請求の範囲の欄７、補
正の内容 ２、特許請求の範囲 （１）　　光学レンズを介して、被写体からの光を撮像
素子へ入射させて得られる画像信号を直接Ａ−Ｄ変換し
、変換されたデジタル情報を着脱可能に設けられた記憶
手段に記憶できるようにした電子スチルカメラにおいて
、前記光学レンズの歪み情報を一画面分の画像信号の記
憶毎に記憶手段に記憶するようになした１程子スチルカ
メラ。 （２）　　光学レンズを介して、被写体からの光を撮像
素子へ入射させて得られ、Ａ−Ｄ変換後記憶手段に記憶
された画像信号を読出し記録再生する記録再生装置にお
いて、前記記憶手段に記憶されている画像信号を前記記
憶手段の一部に記憶されているレンズ歪み情報に基づい
て前記記憶手段内または也の記憶臼で並びかえてから読
み出すようにしたことを特徴とする画像記録再生装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　光学レンズを介して、被写体からの光を撮像
   素子へ入射させて得ら扛る画像信号を直接Ａ−Ｄ変換し
   、変換されたデジタル情報を着脱可能に設けら扛た記憶
   手段に記憶できるようにした′電子スチルカメラにおい
   て、前記光学レンズの歪み情Ｎを一画面分の画像信号の
   記憶毎に記憶手段に記憶するようになした電子スチルカ
   メラ。
2. （２）光学レンズヶ介して、被￥体からの光を撮像素子
   へ入射させて得らｎ、Ａ−Ｄ変換後記憶手段ＶＣ記憶さ
   ｎた画像信号を読出し記録再生する記録再生装置におい
   て、前記記憶手段に記憶さ牡ている画像信号を前記記憶
   手段の一部に記憶されているレンズ歪み情報に基づいて
   前記記憶手段内で並びかえてから読み出すようにしたこ
   とを特徴とする画像記録再生装置。