JPH06292207A

JPH06292207A - 撮像装置

Info

Publication number: JPH06292207A
Application number: JP5100266A
Authority: JP
Inventors: Yu Hirono; 遊広野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1993-04-02
Filing date: 1993-04-02
Publication date: 1994-10-18

Abstract

(57)【要約】【目的】撮影レンズの倍率色収差とディストーション
を補正できるようにする。【構成】撮影レンズ１に補正データメモリ２２を設
け、ここに、レンズ部２１における倍率色収差とディス
トーションを補正する補正データを記憶しておく。ＣＰ
Ｕ３６は、補正データメモリ２２に記憶されている補正
データを読み出し、補正データ用ＲＡＭ３５に記憶させ
る。フレームメモリ３４より読み出されたデータを、こ
の補正データ用ＲＡＭ３５に記憶された補正データに対
応して補正し、外部記憶装置１６に記憶させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばＣＣＤを用いて
被写体を撮像し、その信号をビデオフロッピーなどの記
録媒体に記録する電子スチルカメラに用いて好適な撮像
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、カラー方式の電子スチルカメラ
においては、被写体の像をＲ，Ｇ，Ｂの３原色の像に分
解して、各色の画像を重ね合わせることによりカラー画
像を再現するようにしている。この被写体の像を撮影レ
ンズにより撮影する場合、倍率色収差とディストーショ
ンの問題が発生する。

【０００３】図６は、倍率色収差の発生原理を示してい
る。即ち、被写体からの光は、撮影レンズにより取り込
まれ、Ｒ，Ｇ，Ｂの各光に分解されて、結像面に結像さ
れる。例えば、いまＧ（緑）の光による像を基準にして
考えると、Ｒ（赤）とＢ（青）の光による像が結像され
る位置は、Ｇの像が結像される位置からずれることにな
る。このずれの量は、図７に示すように、テレモードの
場合とワイドモードの場合とにおいて変化する。図７に
おいて、縦軸は、ずれの量を表し、横軸は、撮影レンズ
の位置（左方向がワイド方向におけるレンズ位置、右方
向がテレモードにおけるレンズ位置）を表している。

【０００４】また、図８は、ディストーションの原理を
示している。同図に示すように、被写体の高さは理想的
には、高さｈ₀の像として取り込まれるべきところ、実
際には、高さｈの像として取り込まれる。図９は、この
ディストーションと焦点距離との関係を表している。図
中、縦軸はディストーションの量（（ｈ−ｈ₀）／ｈ₀）
を表しており、横軸は焦点距離ｆを表している。同図に
示すように、ディストーションの量は、焦点距離ｆに対
応して変化する。

【０００５】これらの倍率色収差あるいはディストーシ
ョンがあると、被写体の像を正確に撮像することができ
ない。通常、倍率色収差は、色にじみとして現れる。ま
た、ディストーションは、画像の歪として現れる。これ
らの倍率色収差やディストーションは、それらが映像の
味として意図したものである場合を除き、できるだけ少
ないことが望ましい。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の電子スチルカメ
ラにおいては、これらの倍率色収差やディストーション
をできるだけ小さくするために、撮影レンズとしてでき
るだけ高性能なもの、即ち、倍率色収差やディストーシ
ョンの少ないものを用いるようにしていた。

【０００７】しかしながら、倍率色収差やディストーシ
ョンが少ない高性能な撮影レンズは高価となり、これを
用いた電子スチルカメラも、その価格が高くなってしま
う課題があった。

【０００８】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、より低価格の装置を実現することができる
ようにするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の撮像装置は、被
写体を撮影する撮影レンズ１と、撮影レンズ１が装着さ
れる本体２と、撮影レンズ１と本体２とを電気的に結合
するマウント２４とを備える撮像装置において、撮影レ
ンズ１は、倍率色収差またはディストーションに関する
情報を記憶するメモリとしての補正データメモリ２２を
有し、本体２は、補正データメモリ２２に記憶されてい
る情報に対応して、倍率色収差またはディストーション
を補正する処理を行なう処理回路としての信号処理回路
１５を有することを特徴とする。

【００１０】補正データメモリ２２には、倍率色収差ま
たはディストーションのうち、一方のみ、あるいは両方
を記憶させることができる。これ対応して、信号処理回
路１５には、倍率色収差とディストーションのうちの一
方のみ、または両方の補正のための処理を行なわせるこ
とができる。

【００１１】

【作用】上記構成の撮像装置においては、信号処理回路
１５が、補正データメモリ２２に記憶されている情報に
対応して、倍率色収差またはディストーションを補正す
る処理を行う。その結果、撮影レンズ１として、倍率色
収差やディストーションが少ない高性能のレンズを用い
る必要がなくなり、低コストの装置を実現することが可
能になる。

【００１２】

【実施例】図１は、本発明の撮像装置を応用した電子ス
チルカメラの一実施例の基本的構成を表している。本体
２には、撮影レンズ１とファインダ３が取り付けられて
おり、撮影レンズ１により撮影する被写体を、ファイン
ダ３により確認することができるようになされている。

【００１３】撮影レンズ１から入射された光は、ローパ
スフィルタ１１により不要な高域成分が除去された後、
赤外カットフィルタ１２に入射され、赤外成分が除去さ
れるようになされている。そして、赤外カットフィルタ
１２より出射された光が、色分解プリズム１３に入射さ
れ、Ｒ，Ｇ，Ｂの各光に分解されるようになされてい
る。

【００１４】色分解プリズム１３により分解されたＲ，
Ｇ，Ｂの光は、それぞれＣＣＤ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ
に入射されるようになされている。これらのＣＣＤ１４
Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂより出力された信号は、信号処理回
路１５に入力され、処理されるようになされている。信
号処理回路１５により処理された信号が、外部記憶装置
１６に供給され、この外部記憶装置１６は、ビデオフロ
ッピー（磁気ディスク）を内蔵しており、そこに入力さ
れたデータを記録するようになされている。

【００１５】図２は、図１に示した実施例のより詳細な
構成を示している。同図に示すように、撮影レンズ１
は、被写体からの光を取り込むためのレンズ部２１と、
レンズ部２１における倍率色収差とディストーションを
補正するためのデータを記憶するＲＯＭなどよりなる補
正データメモリ２２と、補正データメモリ２２に記憶さ
れているデータのうち、所定のものを選択し、出力する
データセレクタ２３とを有している。マウント２４は、
本体２に取り付けられたとき、撮影レンズ１を信号処理
回路１５に電気的に接続するようになされている。

【００１６】信号処理回路１５は、ＣＣＤ１４Ｒ，１４
Ｇ，１４Ｂがそれぞれ出力する信号を増幅する増幅器３
１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂと、各増幅器の出力をＡ／Ｄ変換
するＡ／Ｄ変換器３２Ｒ，３２Ｇ，３２Ｂとを有してい
る。γ補正回路３３は、Ａ／Ｄ変換器３２Ｒ，３２Ｇ，
３２Ｂの出力に対して、γ補正のための演算を施し、フ
レームメモリ３４に供給するようになされている。

【００１７】ＣＰＵ３６は、マウント２４を介してデー
タセレクタ２３より供給されたデータを、補正データ用
ＲＡＭ３５に供給し、記憶させる。また、フレームメモ
リ３４より読み出したデータを、補正データ用ＲＡＭ３
５に記憶されたデータに対応して処理し、外部記憶装置
１６に供給し、内蔵するビデオフロッピーに記録させる
ようになされている。

【００１８】次に、その動作について、図３のフローチ
ャートを参照して説明する。最初にステップＳ１におい
て、図示せぬシャッタがオンされるまで待機する。ステ
ップＳ１において、シャッタが動作されたと判定された
場合においては、ステップＳ２に進み、次のようにし
て、被写体の像のデータが取り込まれる。

【００１９】即ち、レンズ部２１は、被写体からの光を
取り込み、色分解プリズム１３に入射させる。色分解プ
リズム１３は、入射された光をＲ，Ｇ，Ｂの３原色成分
に分解し、それぞれＣＣＤ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂに入
射させる。これにより、ＣＣＤ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂ
により、被写体の３原色成分に対応する画像が取り込ま
れることになる。

【００２０】ＣＣＤ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂより出力さ
れた信号は、増幅器３１Ｒ，３１Ｇ，３１Ｂによりそれ
ぞれ増幅された後、Ａ／Ｄ変換器３２Ｒ，３２Ｇ，３２
ＢによりＡ／Ｄ変換され、γ補正回路３３に入力され
る。γ補正回路３３は、入力された各色成分のデータ
を、γ補正の処理を施した後、フレームメモリ３４に供
給し、記憶させる。

【００２１】次にステップＳ３に進み、ＣＰＵ３６は、
補正データメモリ２２に記憶されている補正データを取
り込む処理を実行する。即ち、補正データメモリ２２に
は、レンズ部２１に対応する倍率色収差とディストーシ
ョンを補正するための補正データが予め記憶されてお
り、データセレクタ２３は、レンズ部２１の各レンズの
位置に対応して所定の補正データを選択し、マウント２
４を介してＣＰＵ３６に供給する。ＣＰＵ３６は、この
データを補正データ用ＲＡＭ３５に供給し、一旦記憶さ
せる。

【００２２】次にステップＳ４に進み、ＣＣＤ１４Ｒ，
１４Ｇ，１４Ｂより出力されたデータのＡ／Ｄ変換器３
２Ｒ，３２Ｇ，３２ＢにおけるＡ／Ｄ変換動作が完了
し、フレームメモリ３４にすべて取り込まれたか否かが
判定される。ステップＳ４において、各色のすべてのデ
ータの取り込みが完了したと判定された場合、ステップ
Ｓ５に進み、ＣＰＵ３６はフレームメモリ３４から、そ
こに記憶されたデータを読み出し、補正データ用ＲＡＭ
３５に記憶されている補正データに対応して補正演算を
実行する。この補正演算が完了したとき、ステップＳ６
に進み、倍率色収差とディストーションを補正した画像
データを、外部記憶装置１６に供給し、内蔵するビデオ
フロッピーに記録させる。

【００２３】次に、ステップＳ５で実行する補正演算に
ついて、さらに詳述する。

【００２４】倍率色収差が発生すると、図４に示すよう
に、例えば緑色の画素が画像中心Ｏ（ＣＣＤ１４Ｒ，１
４Ｇ，１４Ｂの中心）から距離ｒだけ離れた座標（ｘ，
ｙ）に結像されているとすると、これに対応するＲとＢ
の画素は、画像中心ＯからＭ（ｒ）ｒの距離の座標（α
ｘ，βｙ）に結像する。ここで、画像中心Ｏと座標
（ｘ，ｙ）を結ぶ直線とｘ軸とのなす角度をθとすると
き、α，βとＭ（ｒ）は、次式の関係を有する。 α＝Ｍ（ｒ）cosθ＝Ｍ（ｒ）ｘ／（ｘ²＋ｙ²）^1/2 ・・・（１） β＝Ｍ（ｒ）sinθ＝Ｍ（ｒ）ｙ／（ｘ²＋ｙ²）^1/2 ・・・（２）

【００２５】座標（ｘ，ｙ）のＧの画素に対して、座標
（αｘ，βｙ）のＲの画素とＢの画素を対応させるよう
にすれば、倍率色収差を補正することができるのである
が、通常、この座標（αｘ，βｙ）にはＣＣＤが存在し
ない。そこで、次式に従って、座標（αｘ，βｙ）のＲ
とＢのデータＤ（αｘ，βｙ）を補間する。Ｄ（αｘ，βｙ）＝（１−Δｘ）（１−Δｙ）Ｄ_m,n ＋Δｘ（１−Δｙ）Ｄ_m+Sx,n ＋（１−Δｘ）ΔｙＤ_m,n+Sy ＋ΔｘΔｙＤ_m+Sx,n+Sy ・・・（３）

【００２６】但し、図５に示すように、Ｄ（αｘ，β
ｙ）は、座標（αｘ，βｙ）におけるＲとＢの画素デー
タを表し、Ｄ_m,nは、座標（ｘ_m，ｙ_n）の画素（ｍ，
ｎ）の画素データを表す。ΔｘとΔｙは、座標（αｘ，
βｙ）と座標（ｘ_m，ｙ_n）とのｘ軸方向とｙ軸方向の距
離を表している。また、ＳｘとＳｙは、それぞれαｘと
βｙの極性を表し、αｘ，βｙが０または正のとき、１
とされ、負のとき、−１とされる。

【００２７】尚、αｘとβｙは、次式を満足する。ｘ_m≦｜αｘ｜＜ｘ_m+1 ・・・（４）ｙ_n≦｜βｙ｜＜ｙ_n+1 ・・・（５）

【００２８】また、ＣＣＤの各画素のｘ軸方向とｙ軸方
向の画素ピッチを、それぞれＰｘ，Ｐｙとするとき、次
式が成立する。 Δｘ＝｜αｘ−ｘ_m｜／Ｐｘ・・・（６） Δｙ＝｜βｙ−ｙ_m｜／Ｐｙ・・・（７）

【００２９】以上のようにして、座標（ｘ_m，ｙ_n）の画
素（ｍ，ｎ）におけるＧの画素データに対して、座標
（αｘ，βｙ）のＲとＢの画素データＤ（αｘ，βｙ）
を補間して、これらを対応させることにより、倍率色収
差を補正することができる。補正データメモリ２２は、
各画素（ｍ，ｎ）に対応するΔｘ，Δｙのデータを記憶
しており、画素（ｍ，ｎ）の出力するデータＤ_m,nと、
これに隣接する画素（ｍ±１，ｎ），（ｍ，ｎ±１），
（ｍ±１，ｎ±１）のデータから、ＣＰＵ３６がＤ（α
ｘ，βｙ）を演算する。

【００３０】尚、補正データメモリ２２には、上記した
（３）式における右辺の各項の係数が予め演算され、定
数として記憶されている。

【００３１】一方、図８を参照して説明したように、デ
ィストーションＤは、次式により表される。Ｄ＝（ｈ−ｈ₀）／ｈ₀ ・・・（８）

【００３２】従って、上式を整理して、次式が得られ
る。ｈ＝（１＋Ｄ）ｈ₀＝Ｄ’ｈ₀ ・・・（９）

【００３３】このＤ’は、図４におけるＭ（ｒ）に対応
するので、上述した倍率色収差の補正と同様にして、デ
ィストーションを補正することができる。

【００３４】尚、ディストーションの補正は、Ｒ，Ｇ，
Ｂの各色について行われる。

【００３５】倍率色収差ＭとディストーションＤは、画
像中心（ＣＣＤ１４Ｒ，１４Ｇ，１４Ｂのそれぞれの中
心）からの距離ｒに依存するが、例えば２／３インチの
ＣＣＤの場合、その受光部の有効範囲は８．８ｍｍ
（横）×６．６ｍｍ（縦）となるので、ｒの最大値（最
大画像高さ）は、受光部の有効面積を構成する長方形の
対角線の長さの１／２（＝（（８．８／２）²＋（６．
６／２）²）^1/2）となる。

【００３６】ｒ＝０から、この最大画像高さまでの範囲
を細かく区分し、各ｒの位置ごとに対応する補正データ
を補正データメモリ２２に記憶させるようにすることも
可能である。しかしながら、あまり細かく区分し過ぎる
と、データ量が多くなり過ぎるので、代表する値を１
つ、あるいは、区分数を数個として、それに対応するデ
ータを記憶するようにすることができる。

【００３７】尚、補正データメモリ２２は、撮影レンズ
１側ではなく、本体２側に配置することも可能である。
しかしながら、そこに記憶される補正データは、レンズ
部２１に収容されているレンズごとに変化する。そこ
で、実施例における場合のように、撮影レンズ１側に配
置し、本体２に対して撮影レンズ１を交換したような場
合においても、それぞれの撮影レンズに対応した補正が
できるようにすることが好ましい。

【００３８】以上においては、本発明を電子スチルカメ
ラに応用した場合を例として説明したが、本発明はその
他の撮像装置に応用することが可能である。

【００３９】

【発明の効果】以上の如く本発明の撮像装置によれば、
メモリに記憶されている情報に対応して、倍率色収差ま
たはディストーションを補正するようにしたので、撮影
レンズとして比較的低い性能のものを用いることがで
き、低コストの装置を実現することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子スチルカメラの構成を示す側面図
である。

【図２】図１の実施例のより詳細な構成を示すブロック
図である。

【図３】図１および図２に示した実施例の動作を説明す
るフローチャートである。

【図４】図３のステップＳ５の補正演算の基礎となる倍
率色収差の原理を説明する図である。

【図５】図４に示す座標における倍率色収差の補正のた
めのデータ補間を説明する図である。

【図６】従来の倍率色収差の原理を説明する図である。

【図７】倍率色収差とレンズ位置との関係を説明する図
である。

【図８】ディストーションの原理を説明する図である。

【図９】ディストーションと焦点距離との関係を説明す
る図である。

【符号の説明】

１撮影レンズ２本体３ファインダ１１ローパスフィルタ１２赤外カットフィルタ１３色分解プリズム１４Ｒ，１４Ｇ，１４ＢＣＣＤ１５信号処理回路１６外部記憶装置２１レンズ部２２補正データメモリ２３データセレクタ２４マウント３２Ｒ，３２Ｇ，３２ＢＡ／Ｄ変換器３３ γ補正回路３４フレームメモリ３５補正データ用ＲＡＭ３６ＣＰＵ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】被写体を撮影する撮影レンズと、前記撮影レンズが装着される本体と、前記撮影レンズと本体とを電気的に結合するマウントと
を備える撮像装置において、前記撮影レンズは、倍率色収差またはディストーション
に関する情報を記憶するメモリを有し、前記本体は、前記メモリに記憶されている情報に対応し
て、前記倍率色収差またはディストーションを補正する
処理を行なう処理回路を有することを特徴とする撮像装
置。
【請求項２】前記メモリは、前記倍率色収差またはデ
ィストーションのうち、一方のみに関する情報を記憶し
ており、前記処理回路は、前記倍率色収差またはディストーショ
ンのうち、一方のみの補正のための処理を行なうことを
特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】前記メモリは、前記倍率色収差に関する
情報とディストーションの両方に関する情報を記憶して
おり、前記処理回路は、前記倍率色収差とディストーションの
両方の補正のための処理を行なうことを特徴とする請求
項１に記載の撮像装置。