JP2007043392A - Vehicle mount imaging apparatus and on-vehicle camera system - Google Patents

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JP2007043392A JP2005224255A JP2005224255A JP2007043392A JP 2007043392 A JP2007043392 A JP 2007043392A JP 2005224255 A JP2005224255 A JP 2005224255A JP 2005224255 A JP2005224255 A JP 2005224255A JP 2007043392 A JP2007043392 A JP 2007043392A
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vehicle surrounding confirmation apparatus that properly discriminates whether or not a video image from a camera installed in a vehicle depending on a state of the vehicle so as to be capable of preventing malfunction. <P>SOLUTION: A vehicle mount imaging apparatus including an imaging optical system 13 with lenses 1 to 4, and an imaging element 6 for converting an image of an object via the imaging optical system 13 into a video image displayed on a display apparatus 15 is configured such that a ratio of a horizontal magnification to a vertical magnification in the imaging optical system 13 takes a value between a conversion coefficient used for converting a first aspect ratio of the imaging element 6 into a second aspect ratio of the display apparatus 15 and the unity. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、主に自動車の周囲を監視して、車内にある表示器に車両の周囲の様子を映像として表示させる車載用撮像装置および、車載用撮像装置を用いた車載カメラシステムに関する。更には、撮像装置に用いられる撮像素子の縦横比と表示器の縦横比の異なるものに関する。   The present invention relates to an in-vehicle imaging device that mainly monitors the surroundings of an automobile and displays an image of the surroundings of the vehicle as an image on a display in the vehicle, and an in-vehicle camera system using the in-vehicle imaging device. Further, the present invention relates to an image sensor having an aspect ratio different from that of a display device used in the image pickup apparatus.

従来、自動車の車外の状況を撮像カメラにより据え、車両後方・前方・側方の風景や物体を表示器に表示する技術が開示されている。近年、車載の用途では、撮像装置に用いられる撮像素子のアスペクト比と車内の表示器のアスペクト比とを変換したり、水平方向に広く撮像されている画像が得られるような技術が開示されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, there has been disclosed a technique for setting a situation outside an automobile with an imaging camera and displaying a landscape or an object on the rear, front or side of the vehicle on a display. In recent years, for in-vehicle applications, a technology has been disclosed that converts the aspect ratio of an image sensor used in an imaging device and the aspect ratio of a display in a vehicle, or obtains an image that is widely imaged in the horizontal direction. Yes.

この種の従来の技術では、魚眼レンズを用いることによって広角な画像が得られ、この画像が画像処理されて歪みの少ない画像とすることが開示されている(例えば、特許文献1参照)。   In this type of conventional technology, it is disclosed that a wide-angle image is obtained by using a fish-eye lens, and this image is subjected to image processing to obtain an image with little distortion (see, for example, Patent Document 1).

また、他の従来の技術では、撮像カメラの撮像レンズにシリンドリカルレンズを使用し、被写体の像が光学的に水平または垂直のうち一方向に圧縮されることにより、撮像カメラの画角を広くして撮像範囲を大きくすることが開示されている(例えば、特許文献2参照)。   In another conventional technique, a cylindrical lens is used as the imaging lens of the imaging camera, and the subject image is optically compressed in one of horizontal and vertical directions, thereby widening the angle of view of the imaging camera. It is disclosed that the imaging range is increased (see, for example, Patent Document 2).

また、他の従来の技術では、画角の狭い複数のカメラを並べて配置し、重なる部分が画像合成されることによって、撮像範囲を大きくすることが開示されている(例えば、特許文献3参照)。
特開2002−366937号公報 特開2000−278670号公報 特開2000−175182号公報
In another conventional technique, it is disclosed that a plurality of cameras with a narrow angle of view are arranged side by side, and an image capturing range is enlarged by combining images of overlapping portions (see, for example, Patent Document 3). .
JP 2002-366937 A JP 2000-278670 A JP 2000-175182 A

しかしながら、特許文献1の技術では、魚眼レンズを用いて広角にするような場合には、広角な画像が得られるが、画像の中心から周辺側部分が大きく歪むため、画像処理が複雑になり、画像処理の規模が大きくならざるを得ないという問題がある。また、一般的に、魚眼レンズの中心から周辺にわたって解像度を良くするためには、撮像カメラのレンズ枚数が多く必要であるため、レンズが大きくなって装置の小型化を阻害するという課題も有している。   However, in the technique of Patent Document 1, when a wide angle image is obtained using a fisheye lens, a wide angle image is obtained. However, since the peripheral side portion is greatly distorted from the center of the image, the image processing becomes complicated, and the image There is a problem that the scale of processing must be large. In general, in order to improve the resolution from the center to the periphery of the fisheye lens, it is necessary to increase the number of lenses of the imaging camera, so that there is a problem that the lens becomes large and hinders downsizing of the apparatus. Yes.

一方、特許文献2の技術では、シリンドリカルレンズを使用した場合に水平または垂直のうち一方向の画角を広げることは容易に実現できるが、一方向の倍率比を変えるだけでは、画像の解像度の向上が基本的に困難になるという課題を有している。従って、特許文献1の場合と同様に特許文献2の技術では、画像の周辺側部分が大きく歪み、視認性のよい画像を得るための複雑な画像処理を行う必要性がある課題を有しており、複雑な画像処理を行っても、視認性が必ずしも良好とはいえない画像が生成されてしまう。   On the other hand, in the technique of Patent Document 2, it is easy to widen the angle of view in one direction of horizontal or vertical when using a cylindrical lens, but the resolution of the image can be improved only by changing the magnification ratio in one direction. There is a problem that improvement is basically difficult. Therefore, similarly to the case of Patent Document 1, the technique of Patent Document 2 has a problem that the peripheral portion of the image is greatly distorted and it is necessary to perform complicated image processing to obtain an image with good visibility. Therefore, even if complicated image processing is performed, an image that is not necessarily good in visibility is generated.

さらに、特許文献3の技術では、複数のカメラや撮像素子が必要になるため、システム全体の小型化を阻害すると共に、カメラの取り付けや調整などの煩雑な付帯作業が増加するという課題があった。   Furthermore, since the technique of Patent Document 3 requires a plurality of cameras and image sensors, there is a problem in that downsizing of the entire system is hindered and complicated incidental work such as camera attachment and adjustment increases. .

本発明は、従来の問題を解決するためになされたもので、撮像素子のアスペクト比と表示器のアスペクト比の異なる場合において、小型化が可能でしかも広角の映像を高い解像度で画面に表示することができる車載用撮像装置および車載カメラシステムを提供するものである。   The present invention has been made in order to solve the conventional problems. When the aspect ratio of the image sensor and the aspect ratio of the display device are different, the present invention is capable of miniaturization and displays a wide-angle image on the screen with high resolution. An in-vehicle imaging device and an in-vehicle camera system that can be used are provided.

本発明の車載用撮像装置は、レンズを含む撮像光学系と、前記撮像光学系を介した被写体の像を表示器に表示される映像に変換する撮像素子とを備えた車両に搭載される車載用撮像装置であって、前記撮像光学系が有する水平倍率と垂直倍率との割合が、前記撮像素子が有する第1のアスペクト比から、前記表示器が有する第2のアスペクト比に変換するための変換係数と1との間の値になる構成を有している。   An in-vehicle image pickup apparatus according to the present invention is mounted on a vehicle including an image pickup optical system including a lens and an image pickup element that converts an image of a subject through the image pickup optical system into an image displayed on a display. An image pickup apparatus for converting a ratio of a horizontal magnification and a vertical magnification of the imaging optical system from a first aspect ratio of the imaging element to a second aspect ratio of the display It has a configuration with a value between the conversion coefficient and 1.

この構成により、撮像素子のアスペクト比と表示器のアスペクト比の異なる場合において、撮像光学系が有する水平倍率と垂直倍率との割合が、撮像素子が有する第1のアスペクト比から、表示器が有する第2のアスペクト比に変換するための変換係数と1との間の値になるため、垂直および水平の拡大または縮小の倍率が、撮像光学系のそれぞれの倍率を同じ程度とすることが可能となる。これにより、水平、垂直で極端な変倍率とすることがないので、表示装置での表示で映像の歪みが大きくなることが防止できる。換言すれば、撮像素子に入光される被写体からの光の情報量において、撮像素子と表示装置とのアスペクト比の違いを補完するように作用する。つまり、映像が表示装置に表示される際に、大きく拡大される方向に対しては、結像光学系から撮像素子へ入力される入光される被写体からの光の情報量が大きくなるように作用するために、拡大しても映像の歪みが少なく、映像を高い解像度で画面に表示することができる。   With this configuration, when the aspect ratio of the image sensor and the aspect ratio of the display device are different, the display device has a ratio between the horizontal magnification and the vertical magnification of the image pickup optical system from the first aspect ratio of the image pickup device. Since the conversion factor for conversion to the second aspect ratio is a value between 1, the magnification of vertical and horizontal enlargement / reduction can be set to the same degree as each magnification of the imaging optical system. Become. Thereby, since the horizontal / vertical magnification is not set extremely, it is possible to prevent the distortion of the image from being increased in the display on the display device. In other words, the information amount of light from the subject incident on the image sensor acts to complement the difference in aspect ratio between the image sensor and the display device. In other words, when the image is displayed on the display device, the amount of light information from the incident subject that is input from the imaging optical system to the image sensor is increased in the direction in which the image is greatly enlarged. In order to operate, even when enlarged, the image is less distorted and the image can be displayed on the screen at a high resolution.

また、本発明の車載用撮像装置は、前記第1のアスペクト比または前記第2のアスペクト比は、アスペクト比の水平方向が、アスペクト比の垂直方向より大きい構成を有している。   In the in-vehicle imaging device of the present invention, the first aspect ratio or the second aspect ratio has a configuration in which the horizontal direction of the aspect ratio is larger than the vertical direction of the aspect ratio.

この構成により、車載用撮像装置として要求される大きな水平画角の映像の歪みを低減させることができる。   With this configuration, it is possible to reduce distortion of an image with a large horizontal angle of view that is required as an in-vehicle imaging device.

また、本発明の車載用撮像装置は、前記レンズの少なくとも1枚が、光軸に対して軸非対称である非球面形状を有し、前記撮像光学系が有する水平倍率が、前記撮像光学系が有する垂直倍率より小さい構成を有している。   In the in-vehicle imaging device of the present invention, at least one of the lenses has an aspherical shape that is axially asymmetric with respect to the optical axis, and the horizontal magnification of the imaging optical system is equal to the imaging optical system. It has a configuration smaller than the vertical magnification.

この構成により、水平方向をより広角に構成することができるため小型化が可能となり、さらに大きな水平画角の映像の歪みを低減させることができるので、小型でしかも視認性の優れた撮像装置が実現できる。   With this configuration, the horizontal direction can be configured to have a wider angle, which enables downsizing and further reduces distortion of a video with a large horizontal angle of view. realizable.

また、本発明の車載用撮像装置は、前記車両の進行方向に対して主に後方を撮像する構成を有している。   Moreover, the vehicle-mounted imaging device of this invention has the structure which mainly images the back with respect to the advancing direction of the said vehicle.

この構成により、車庫入れなどの後方の監視をする場合に運転者の死角となり易い車両の後側を高い視認性で確認できる。   With this configuration, it is possible to confirm with high visibility the rear side of the vehicle, which tends to be a driver's blind spot when rearward monitoring such as garage entry is performed.

また、本発明の車載用撮像装置は、前記第1のアスペクト比が、垂直方向が3であって水平方向が4である比であり、前記第2のアスペクト比が、垂直方向が9であって水平方向が16である比である構成を有している。   In the in-vehicle imaging device of the present invention, the first aspect ratio is a ratio in which the vertical direction is 3 and the horizontal direction is 4, and the second aspect ratio is 9 in the vertical direction. The horizontal direction is a ratio of 16.

この構成により、通常多用されている3:4のアスペクト比をもつ撮像素子を用いることができるので、車載用撮像装置に使うときの撮像素子の採用の範囲が拡大でき、設計の自由度を拡大できる。また、ナビゲーションの表示器に多用される9:16アスペクト比をもつ表示器を用いて表示できるので、新たに表示器を用意することが不用で、費用の削減ができるとともに、容易に撮像装置を車両に付加して、周囲の監視を行うことが可能となるので利便性が高いという利点も有する。   With this configuration, an image sensor with an aspect ratio of 3: 4 that is normally used can be used, so the range of use of the image sensor when used in an in-vehicle image pickup device can be expanded, and the degree of freedom in design can be expanded. it can. In addition, since a display having a 9:16 aspect ratio, which is frequently used for navigation displays, can be displayed, it is unnecessary to prepare a new display, the cost can be reduced, and the imaging device can be easily installed. Since it is possible to monitor the surroundings in addition to the vehicle, there is also an advantage that convenience is high.

また、本発明の車載用撮像装置は、前記車両の運転席よりも上方に配置される構成を有している。   Moreover, the vehicle-mounted imaging device of this invention has the structure arrange | positioned above the driver's seat of the said vehicle.

この構成により、運転者の位置よりも高い視点からの監視が可能となり、車の平面的な死角を減少することができる。これによって、より周囲の監視が容易にできる。   With this configuration, monitoring from a viewpoint higher than the driver's position is possible, and the planar blind spot of the vehicle can be reduced. This makes it easier to monitor the surroundings.

本発明の車載カメラシステムは、本発明の車載用撮像装置と、前記車両に設置される前記表示器を備えた構成を有している。   The in-vehicle camera system of the present invention has a configuration including the in-vehicle imaging device of the present invention and the display installed in the vehicle.

この構成により、広角でしかも高い視認性が小型化できる車載カメラシステムとして実現できる。   With this configuration, it is possible to realize an in-vehicle camera system that can be downsized with a wide angle and high visibility.

以上のように本発明は、小型化が可能でしかも広角の映像を高い解像度で画面に表示することができる車載用撮像装置および車載カメラシステムを提供するものである。   As described above, the present invention provides a vehicle-mounted imaging device and a vehicle-mounted camera system that can be reduced in size and can display wide-angle images on a screen with high resolution.

以下、本発明の実施の形態に係る車載用撮像装置および車載カメラシステムについて、図面を参照して説明する。   Hereinafter, an in-vehicle imaging device and an in-vehicle camera system according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1および図2は、本発明の実施の形態における撮像装置の構成の一例を示した図である。図1は、車両に搭載したときの撮像装置の垂直方向の断面図であり、図2は、車両に搭載したときの水平方向の断面図である。なお、本発明の実施の形態に係る車載用撮像装置は、被写体を撮像して得られる映像を図示しない表示器に表示する。   1 and 2 are diagrams illustrating an example of a configuration of an imaging apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a vertical sectional view of the imaging device when mounted on a vehicle, and FIG. 2 is a horizontal sectional view when mounted on the vehicle. Note that the in-vehicle imaging device according to the embodiment of the present invention displays an image obtained by imaging a subject on a display (not shown).

図1に示したように、撮像装置12は、撮像光学系13と撮像素子6とによって構成され、撮像光学系13は、第1レンズ1、第2レンズ2、第3レンズ3、絞り5、および第4レンズ4によって構成される。   As shown in FIG. 1, the imaging device 12 includes an imaging optical system 13 and an imaging element 6, and the imaging optical system 13 includes a first lens 1, a second lens 2, a third lens 3, an aperture 5, And the fourth lens 4.

光線は、図の左方向から第1レンズ1、第2レンズ2、第3レンズ3、絞り5、および第4レンズ4を透過して撮像素子6に結像する。撮像光学系13の中心軸7(光軸)付近の光束8は、撮像素子6のA点にて結像し、光束9は、レンズ1〜レンズ4で徐々に曲がり集光して撮像素子6のB点にて結像する。   The light beam passes through the first lens 1, the second lens 2, the third lens 3, the diaphragm 5, and the fourth lens 4 from the left direction in the figure and forms an image on the image sensor 6. The light beam 8 near the center axis 7 (optical axis) of the image pickup optical system 13 forms an image at a point A of the image pickup device 6, and the light beam 9 is gradually bent and condensed by the lenses 1 to 4 to be collected. The image is formed at point B.

各レンズは、Schott社のBK7(ne=1.52)またはHOYA社のTaF1(ne=1.78)などの光学ガラスや、Zeonex社のZ480R(ne=1.53)またはPC(ne=1.55)などの樹脂材料を用いる。   Each lens is made of an optical glass such as Schott BK7 (ne = 1.52) or HOYA TaF1 (ne = 1.78), Zeonex Z480R (ne = 1.53) or PC (ne = 1). .55) is used.

絞り5は、光学絞りであり、結像性能を向上させるために、透過する光線の範囲を制限させる遮へい板である。本発明の実施の形態において、絞り5は、可視光領域の透過率を0.1%程度以下としてあり、樹脂(PETなど)などの0.1mm厚の板の両面に黒色の艶消し塗装を施したものを用いる。また、絞り5は、第3レンズ3と第4レンズ4との間に配置されているが、同じ効果が得られれば、他のレンズ間に配置してもかまわない。   The diaphragm 5 is an optical diaphragm, and is a shielding plate that limits the range of transmitted light rays in order to improve imaging performance. In the embodiment of the present invention, the diaphragm 5 has a transmittance in the visible light region of about 0.1% or less, and black matte coating is applied to both surfaces of a 0.1 mm thick plate such as a resin (such as PET). Use what you gave. In addition, the diaphragm 5 is disposed between the third lens 3 and the fourth lens 4, but may be disposed between other lenses as long as the same effect can be obtained.

撮像素子6は、その外形の垂直方向と水平方向との比(アスペクト比)が3:4の大きさであり、1/4インチ、1/3インチ、または1/6インチなどのサイズの大きさである。また、撮像素子6の画素数は25万画素、37万画素、または100万画素などである。   The image pickup device 6 has a ratio of the vertical direction to the horizontal direction (aspect ratio) of its outer shape of 3: 4, and has a size such as 1/4 inch, 1/3 inch, or 1/6 inch. That's it. The number of pixels of the image sensor 6 is 250,000 pixels, 370,000 pixels, 1 million pixels, or the like.

本発明の実施の形態においては、軸非対称レンズを第2レンズ2に用いている。なお、図2では、便宜上、図1で示した水平方向の第2レンズ2を第2レンズ10とし、異なる符合を用いている。また、図2では、第2レンズ10の中に破線で水平方向の第2レンズ2の形状を示している。   In the embodiment of the present invention, an axially asymmetric lens is used for the second lens 2. In FIG. 2, for convenience, the horizontal second lens 2 shown in FIG. 1 is referred to as a second lens 10, and different symbols are used. In FIG. 2, the shape of the second lens 2 in the horizontal direction is indicated by a broken line in the second lens 10.

一般的なレンズは、回転対称系の形状であり、光軸まわりで対称の形状である。本発明の実施の形態において、第2レンズ2(第2レンズ10)では、垂直および水平方向で面形状が異なるため、各方向における光束の曲げ方が異なる。また、第2レンズ2(第2レンズ10)の形状は、非球面形状であり、通常の非球面レンズと同様に収差補正の機能を持たせている。   A general lens has a rotationally symmetric shape and is symmetric around the optical axis. In the embodiment of the present invention, since the second lens 2 (second lens 10) has different surface shapes in the vertical and horizontal directions, the way of bending the light beam in each direction is different. The shape of the second lens 2 (second lens 10) is an aspherical shape, and has a function of correcting aberrations in the same way as a normal aspherical lens.

また、第2レンズ2の方向別の形状を比較すると、図1で示した垂直方向のレンズ面2aと、図2で示した水平方向のレンズ面10aとでは、レンズ面2aの方が曲率が小さく、レンズ面2bとレンズ面10bとでは、レンズ面10bの方が曲率が小さい。   Further, when comparing the shapes of the second lenses 2 in the respective directions, the curvature of the lens surface 2a is greater between the vertical lens surface 2a shown in FIG. 1 and the horizontal lens surface 10a shown in FIG. The lens surface 10b is smaller in curvature than the lens surface 2b and the lens surface 10b.

よって、レンズ2よりレンズ10の形状の方が、凹レンズとしてのパワーが強く、結果としてレンズ10の形状の方がレンズ2の形状より焦点距離が短くなり、光束9のみならずさらに周辺の光束11を撮像素子6のB点に結像させることができる。この場合、水平方向の焦点距離をfh、垂直方向の焦点距離をfv、水平方向の倍率をβh、垂直方向の倍率をβvとすると、fh<fvに対して、ある距離の被写体においてβh<βvであることは公知として知られている。つまり、水平および垂直方向で変倍率としてある。   Therefore, the lens 10 has a stronger power as a concave lens than the lens 2, and as a result, the lens 10 has a shorter focal length than the lens 2, and not only the luminous flux 9 but also the peripheral luminous flux 11. Can be imaged at point B of the image sensor 6. In this case, if the focal length in the horizontal direction is fh, the focal length in the vertical direction is fv, the magnification in the horizontal direction is βh, and the magnification in the vertical direction is βv, then for a subject at a certain distance, βh <βv It is known as known. That is, the magnification is set in the horizontal and vertical directions.

図3および図4に、本発明の実施の形態に係る撮像装置を用いた車載カメラシステムの概略図を示す。図3は車両を横から見た図であり、図4は車両を上から見下ろした図である。本車載カメラシステムは、車両の周囲、主には後方の様子を撮像装置12で撮像し、撮像したときの映像を車内の表示器15に表示する。   3 and 4 are schematic views of an in-vehicle camera system using the imaging device according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 is a view of the vehicle as viewed from the side, and FIG. 4 is a view of the vehicle as viewed from above. The in-vehicle camera system captures an image of the surroundings of the vehicle, mainly behind the vehicle, with the imaging device 12 and displays an image of the captured image on the display 15 in the vehicle.

例えば、撮像装置12は、ケースに包まれた状態で、車体14の後方側に設置され、進行方向に対して後方の様子を撮像する。なお、車体14の後方の映像では、より広い視野が視認できることが求められるため、水平方向の画角Cは、100°以上、好ましくはおおよそ130°以上、更に好ましくはおおよそ160°以上を確保できればよい。   For example, the imaging device 12 is installed on the rear side of the vehicle body 14 in a state of being wrapped in a case, and images the state behind the traveling direction. In addition, in the image behind the vehicle body 14, since a wider field of view is required to be visible, the horizontal angle of view C should be 100 ° or more, preferably about 130 ° or more, and more preferably about 160 ° or more. Good.

撮像装置12によって撮像されたときの映像は、例えば、運転席側に設置された、カーナビゲーション装置に用いられる表示器15に表示され、運転者は、車庫入れなどの後方の監視をする場合、後方を振り返らずとも死角となり易い車両の後ろの両側を高い視認性で確認できる。   For example, when the image captured by the imaging device 12 is displayed on the display 15 used in the car navigation device installed on the driver's seat side, the driver monitors the rear such as entering a garage, Even if you do not look back, you can check both sides of the rear of the vehicle, which are likely to be blind spots, with high visibility.

一般的に、回転対称系レンズをもつ撮像装置を構成する撮像素子は、3:4である垂直方向と水平方向との比(アスペクト比)を有する。一方、カーナビゲーションなどの表示器のアスペクト比は、9:16が一般的である。よって、回転対称系レンズを有する撮像装置は、撮像素子のアスペクト比3:4から、表示器のアスペクト比9:16に映像変換することが必要になるため、水平方向が延びて映像の歪みが大きくなる不具合が生じる。また、撮像範囲を大きくすればするほど、表示器の画面周辺の映像の解像度が悪くなり、視認性が悪くなる。   In general, an image sensor constituting an imaging apparatus having a rotationally symmetric lens has a ratio (aspect ratio) between the vertical direction and the horizontal direction of 3: 4. On the other hand, the aspect ratio of a display such as a car navigation is generally 9:16. Therefore, an image pickup apparatus having a rotationally symmetric lens needs to convert the image from the aspect ratio of 3: 4 of the image pickup element to the aspect ratio of 9:16 of the display, so that the horizontal direction extends and image distortion occurs. A problem that becomes larger occurs. Further, the larger the imaging range, the worse the resolution of the image around the display screen, and the worse the visibility.

このため、本発明の実施の形態では、撮像光学系13の水平倍率βhと垂直倍率βvをβh = 0.75×βvの関係になるように構成することにより、水平方向の映像を圧縮し、上記の映像変換の際にあたかも元の映像に戻るように施されている。   For this reason, in the embodiment of the present invention, the horizontal magnification βh and the vertical magnification βv of the imaging optical system 13 are configured to have a relationship of βh = 0.75 × βv, thereby compressing the horizontal image, When the video is converted, the video is returned to the original video.

図5は、本発明の実施の形態における水平方向の圧縮、及び表示器への映像変換の概念図である。   FIG. 5 is a conceptual diagram of horizontal compression and video conversion to a display in the embodiment of the present invention.

例えば、アスペクト比9:16をもつ映像の水平方向が、撮像光学系13により、βv:βh=1:0.75の倍率比で圧縮されることにより、9:(16×0.75)=9:12=3:4のアスペクト比で映像が撮像素子6に取り込まれる。撮像素子6は、取り込まれた映像を表示器15に出力する際に、撮像素子6のアスペクト比3:4から表示器15のアスペクト比9:16に映像変換すれば、撮像光学系13で水平方向に圧縮された映像が元に戻り、映像歪みの少ない良好な映像を表示することができる。   For example, the horizontal direction of an image having an aspect ratio of 9:16 is compressed by the imaging optical system 13 at a magnification ratio of βv: βh = 1: 0.75, so that 9: (16 × 0.75) = An image is captured by the image sensor 6 with an aspect ratio of 9: 12 = 3: 4. When the image pickup device 6 converts the captured image from the aspect ratio 3: 4 of the image pickup device 6 to the aspect ratio 9:16 of the display device 15 when the captured image is output to the display device 15, the image pickup device 6 is horizontal by the image pickup optical system 13. The video compressed in the direction can be restored and a good video with little video distortion can be displayed.

また、水平倍率βhと垂直倍率βvとの割合が、撮像素子6のアスペクト比3:4から表示器15のアスペクト比9:16への変換係数である0.75でなくとも、次のような関係、0.75 < βh/βv < 1 であれば、通常のアスペクト比3:4の撮像素子をもつ回転対称系レンズよりも、撮像装置12は、画像歪みの少ない良好な画像を画面に表示することができる。   Even if the ratio between the horizontal magnification βh and the vertical magnification βv is not 0.75, which is a conversion coefficient from the aspect ratio 3: 4 of the image sensor 6 to the aspect ratio 9:16 of the display device 15, If 0.75 <βh / βv <1, the imaging device 12 displays a good image with less image distortion on the screen than a rotationally symmetric lens having an imaging element with a normal aspect ratio of 3: 4. can do.

また、撮像光学系13は、非対称光軸系であるため、撮像装置12は、回転対称系レンズと比較して、水平方向と垂直方向のそれぞれに対して、ある程度独立した収差補正が容易になり、撮像範囲が大きくなる場合にも、画面に表示される映像の中心から周辺まで画質の良い、視認性の高い映像を表示することができる。
通常、撮像範囲が大きい映像を表示するには、レンズ枚数を多くして収差を補正するが、逆に、撮像装置12は、より少ないレンズ枚数で良好な画質を表示することができるため、撮像装置の小型化が可能になる。
また、撮像装置12は、撮像素子に通常多用されているアスペクト比3:4をもつ撮像素子を用いることができるので、撮像素子の選択範囲が拡大でき、設計の自由度を拡大できる。
In addition, since the imaging optical system 13 is an asymmetric optical axis system, the imaging device 12 can easily perform aberration correction independent to some extent in each of the horizontal direction and the vertical direction, as compared with a rotationally symmetric lens. Even when the imaging range becomes large, it is possible to display an image with high image quality and high visibility from the center to the periphery of the image displayed on the screen.
Normally, in order to display an image with a large imaging range, the aberration is corrected by increasing the number of lenses. Conversely, since the imaging device 12 can display good image quality with a smaller number of lenses, imaging is performed. The device can be miniaturized.
In addition, since the image pickup device 12 can use an image pickup element having an aspect ratio of 3: 4, which is usually widely used for the image pickup element, the selection range of the image pickup element can be expanded, and the degree of freedom in design can be increased.

また、撮像装置12は、ナビゲーションの表示器に多用されるアスペクト比9:16をもつ表示器15を用いて映像を表示できるので、専用の表示器を用意することが不用であり、費用の削減ができると共に、容易に撮像装置12を車両に設置して車両の周囲の様子を撮像することが可能となるので利便性が高いという利点も有する。更に、撮像装置12を車両に設置後、アスペクト比9:16をもつ表示器を容易に交換できるという利便性も有する。   In addition, since the imaging device 12 can display an image using the display 15 having an aspect ratio of 9:16, which is frequently used as a navigation display, it is unnecessary to prepare a dedicated display, thereby reducing costs. In addition, it is possible to easily install the imaging device 12 in the vehicle and take an image of the situation around the vehicle. Furthermore, after the imaging device 12 is installed in the vehicle, there is also a convenience that a display having an aspect ratio of 9:16 can be easily replaced.

また、図5では、撮像装置12が車体14のボンネット部付近に取り付けているが、車種により、撮像装置12を車の運転席よりも上方に配置してもよい。この配置により、運転者の位置よりも高い視点からの監視が可能となり、車両付近の死角を減少することができ、より周囲の監視が容易にできる。車両の周囲の様子を視認しやすく撮像できる。   In FIG. 5, the imaging device 12 is attached in the vicinity of the hood of the vehicle body 14, but the imaging device 12 may be arranged above the driver's seat of the car depending on the vehicle type. With this arrangement, monitoring from a viewpoint higher than the driver's position is possible, the blind spot near the vehicle can be reduced, and the surroundings can be monitored more easily. It is possible to pick up images so that the situation around the vehicle can be seen easily.

さらに、本発明の実施の形態では、車両の後部に撮像装置12を設置するとしたが、側方または前方に撮像装置12を設置して側方監視カメラ、前側方監視カメラの用途としての使用も可能である。   Furthermore, in the embodiment of the present invention, the imaging device 12 is installed at the rear of the vehicle. However, the imaging device 12 can be installed sideways or in front of the vehicle to be used as a side monitoring camera or a front side monitoring camera. Is possible.

また、本発明の実施の形態では、レンズの使用枚数は4枚で第2レンズ2を非球面型非対称レンズとしたが、画角、性能、大きさに応じてレンズ枚数を削減、または増やした構成にすることも可能であり、非球面型非対称レンズを第2レンズ以外に配置することや、複数枚の非球面型非対称レンズを組み合わせて、同じ効果を実現することも可能である。この構成により、小型化が可能でしかも高画質化ができる車載用撮像装置を実現することができる。そして、撮像装置の小型化によって車両の周囲の様子を撮像して、車内にある表示器15に周囲の様子を映像として表示する車載カメラシステムの小型化を実現することができる。   In the embodiment of the present invention, the number of lenses used is four and the second lens 2 is an aspherical asymmetric lens. However, the number of lenses is reduced or increased according to the angle of view, performance, and size. The same effect can be realized by arranging an aspherical asymmetric lens other than the second lens or combining a plurality of aspherical asymmetric lenses. With this configuration, it is possible to realize an in-vehicle image pickup apparatus that can be downsized and can achieve high image quality. Then, by reducing the size of the imaging device, it is possible to reduce the size of the in-vehicle camera system that captures an image of the surroundings of the vehicle and displays the surroundings as an image on the display 15 in the vehicle.

以上のように、本発明は、小型化が可能でしかも広角の映像を高い解像度で画面に表示することができるという効果を有し、車両内にある表示器に車両の周囲の様子を映像として表示させる車載用撮像装置および、車載用撮像装置を用いた車載カメラシステム等として有用である。   As described above, the present invention has an effect that it is possible to reduce the size and display a wide-angle image with a high resolution on the screen, and the state around the vehicle is displayed as an image on a display in the vehicle. It is useful as an in-vehicle imaging device to be displayed and an in-vehicle camera system using the in-vehicle imaging device.

本発明の実施の形態における撮像装置の構成の一例を示し、車両に搭載したときの垂直方向の断面図Sectional drawing of the orthogonal | vertical direction when showing an example of a structure of the imaging device in embodiment of this invention, and mounting in a vehicle 本発明の実施の形態における撮像装置の構成の一例を示し、車両に搭載したときの水平方向の断面図1 is a horizontal sectional view showing an example of a configuration of an imaging device according to an embodiment of the present invention and mounted on a vehicle. 本発明の実施の形態に係る撮像装置を用いた車載カメラシステムの概略図であり、車両を横から見た図1 is a schematic diagram of an in-vehicle camera system using an imaging device according to an embodiment of the present invention, and is a view of a vehicle viewed from the side. 本発明の実施の形態に係る撮像装置を用いた車載カメラシステムの概略図であり、車両を上から見下ろした図1 is a schematic view of an in-vehicle camera system using an imaging device according to an embodiment of the present invention, and is a view of a vehicle looking down from above. 水平方向の圧縮、及び表示器への映像変換の概念図Conceptual diagram of horizontal compression and video conversion to display

符号の説明Explanation of symbols

1 第1レンズ
2 第2レンズ
3 第3レンズ
4 第4レンズ
5 絞り
6 撮像素子
7 中心軸
8、9、11 光束
10 第2レンズ
12 撮像装置
13 撮像光学系
14 車体
15 表示器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st lens 2 2nd lens 3 3rd lens 4 4th lens 5 Aperture 6 Imaging element 7 Center axis 8, 9, 11 Light beam 10 2nd lens 12 Imaging device 13 Imaging optical system 14 Car body 15 Display

Claims (7)

レンズを含む撮像光学系と、
前記撮像光学系を介した被写体の像を表示器に表示される映像に変換する撮像素子とを備えた車両に搭載される車載用撮像装置であって、
前記撮像光学系が有する水平倍率と垂直倍率との割合が、前記撮像素子が有する第1のアスペクト比から、前記表示器が有する第2のアスペクト比に変換するための変換係数と1との間の値になることを特徴とする車載用撮像装置。
An imaging optical system including a lens;
An in-vehicle imaging device mounted on a vehicle including an imaging element that converts an image of a subject through the imaging optical system into an image displayed on a display device,
The ratio between the horizontal magnification and the vertical magnification of the imaging optical system is between a conversion coefficient for converting the first aspect ratio of the imaging element to the second aspect ratio of the display and 1 An in-vehicle imaging device characterized by the above.
前記第1のアスペクト比または前記第2のアスペクト比は、アスペクト比の水平方向が、アスペクト比の垂直方向より大きいことを特徴とする請求項1に記載の車載用撮像装置。 The in-vehicle imaging device according to claim 1, wherein the first aspect ratio or the second aspect ratio has a horizontal direction of the aspect ratio larger than a vertical direction of the aspect ratio. 前記レンズの少なくとも1枚が、光軸に対して軸非対称である非球面形状を有し、前記撮像光学系が有する水平倍率が、前記撮像光学系が有する垂直倍率より小さいことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の車載用撮像装置。 At least one of the lenses has an aspherical shape that is axially asymmetric with respect to an optical axis, and a horizontal magnification of the imaging optical system is smaller than a vertical magnification of the imaging optical system. The in-vehicle imaging device according to claim 1 or 2. 前記車両の進行方向に対して主に後方を撮像することを特徴とする請求項1ないし請求項3の何れかに記載の車載用撮像装置。 The in-vehicle imaging device according to any one of claims 1 to 3, wherein the rear side is mainly imaged with respect to a traveling direction of the vehicle. 前記第1のアスペクト比が、垂直方向が3であって水平方向が4である比であり、前記第2のアスペクト比が、垂直方向が9であって水平方向が16である比であることを特徴とする請求項1に記載の車載用撮像装置。 The first aspect ratio is a ratio in which the vertical direction is 3 and the horizontal direction is 4, and the second aspect ratio is a ratio in which the vertical direction is 9 and the horizontal direction is 16. The in-vehicle imaging device according to claim 1. 請求項1ないし請求項5の何れかに記載の車載用撮像装置は、前記車両の運転席よりも上方に配置されることを特徴とする車載用撮像装置。 The in-vehicle image pickup apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the in-vehicle image pickup apparatus is disposed above a driver seat of the vehicle. 請求項1ないし請求項6の何れかに記載の車載用撮像装置と、前記車両に設置される前記表示器を備えたことを特徴とする車載カメラシステム。 An in-vehicle camera system comprising: the in-vehicle imaging device according to any one of claims 1 to 6; and the display installed in the vehicle.
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