JP2007295028A - ステレオ画像撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被写体までの距離が短い場合でも、比較的簡単で、小型軽量なレンズ構成で、広い画角で撮像が可能なステレオ画像撮像装置を提供する。
【解決手段】被写体１を、それぞれ等距離射影レンズ２、２’を有する撮像装置３、３’により撮像する。撮像装置３、３’で得られた画像は、それぞれ、射影変換回路４、４’に入力され、画像変換が行われて、中心射影レンズを用いて撮像を行った場合と同じ画像が得られる。ステレオ計測回路５は、射影変換回路４、４’の出力を演算して、被写体１の位置情報を得て出力する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ステレオ画像撮像装置に関するものである。

ステレオ画像撮像装置は、２つの撮像装置により被写体を撮像して２枚の画像を得、それから画像処理と計算により被写体の位置を算出したり、立体的な画像を得るために用いられている。

近年、このようなステレオ画像撮像装置を車載し、シートに乗っている人間の像を撮像することが行われるようになってきている。これは、例えば、シートに乗っている人間の位置を測定することにより、乗っている人間が大人か子供かを判定し、それにより、エアバッグの展開制御のモードを変えるために用いられるものである。

ところが、車載したステレオ画像撮像装置により、シートに乗っている人間の位置情報を得ようとすると、被写体までの距離が短いため、広い画角を得ることが必要となる。ステレオ画像撮像装置の撮像装置に通常の中心射影変換機能を有するレンズを用いたカメラを使用した場合、広い画角を得ようとすると、短焦点のレンズが必要となり、複雑で大きく、重いレンズ構成とすることが必要となった。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、被写体までの距離が短い場合でも、比較的簡単で、小型軽量なレンズ構成で、広い画角で撮像が可能なステレオ画像撮像装置を提供することを課題とする。

前記課題を解決するための第１の手段は、２つの撮像装置により被写体を撮像してステレオ画像を得るステレオ画像撮像装置であって、前記２つの撮像装置の各々は、等距離射影変換機能を有するレンズを用いて撮像を行うものであり、前記各々の撮像装置により得られた画像を、中心射影変換機能を有するレンズによって得られる画像に変換する画像変換装置を有することを特徴とするステレオ画像撮像装置である。

前記課題を解決するための第２の手段は、２つの撮像装置により被写体を撮像してステレオ画像を得るステレオ画像撮像装置であって、前記２つの撮像装置の各々は、レンズの第１主点と被写体とを結ぶ線と光軸のなす角をθ、レンズの第２主点からの焦点距離をｆ、像高をｙとするとき、ｙ＝ｆ・sinθ
の関係を有するものであり、前記各々の撮像装置により得られた画像を、中心射影変換機能を有するレンズによって得られる画像に変換する画像変換装置を有することを特徴とするステレオ画像撮像装置である。

本発明によれば、被写体までの距離が短い場合でも、比較的簡単で、小型軽量なレンズ構成で、広い画角で撮像が可能なステレオ画像撮像装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の１例であるステレオ画像撮像装置の構成を示すブロック図である。被写体１を、それぞれ等距離射影レンズ２、２’を有する撮像装置３、３’により撮像する。

等距離射影レンズ２、２’は、一般に魚眼レンズと言われているレンズの１種であり、第１主点（被写体１側の主点）と被写体１とを結ぶ線と光軸のなす角をθ、第２主点（像側の主点）からの焦点距離をｆ、像高をｙとすると、
ｙ＝ｆ・θ …（１）
で示される特性を有するレンズである。（１）式から明らかなように、光軸からの角度が大きくなるに従って像高の伸びが減少し、視野の周辺に行くに従って圧縮されたような像が得られ、その分だけ画角が広角となるが、像の歪が大きくなる。

撮像装置３、３’で得られた画像は、それぞれ、射影変換回路４、４’に入力され、画像変換が行われる。射影変換回路４、４’は、以下のような画像変換を行う。以下、射影変換回路４について説明するが、射影変換回路４’についても作用は同じである。

等距離射影レンズ２の光軸が撮像装置３の撮像素子と交わる点を、平面座標系の原点（０，０）とし、撮像素子の画素の座標を（ａ，ｂ）で表す。そして、座標（ａ，ｂ）に結像する被写体の点と等距離射影レンズ２の第１主点を結ぶ線と、等距離射影レンズ２の光軸とのなす角をθとすると、
Ａ＝ａ・tanθ／θ …（２）
Ｂ＝ｂ・tanθ／θ …（３）
で計算される座標（Ａ，Ｂ）を射影変換回路４の出力座標とする。

これにより、通常の中心射影レンズを用いて撮像を行った場合と同じ、歪のない画像が得られる。なお、中心射影レンズを用いた場合、θ、ｆ、ｙを前述のように定めると、
ｙ＝ｆ・tanθ
なる関係があり、被写体の大きさと像高が比例し歪のない像となる。

ステレオ計測回路５は、射影変換回路４、４’の出力を演算して、被写体１の位置情報を得て出力する。

以上説明した実施の形態によれば、等距離射影レンズ２、２’を使用した撮像装置３、３’を用いて撮像を行っているので、被写体１との距離が近い場合でも、簡単な構造、小型、軽量のレンズで広い画角の範囲を撮像することができ、その後、画像変換により、中心射影レンズを用いて撮像を行った場合と同じ画像を得るようにしているので、正確に被写体１の位置情報を得ることができる。

図２に、升目模様の被写体を、等距離射影レンズ２、２’を使用して撮像した画像を示す。画像の中心から離れるに従って、升目模様が樽型に歪んでいるのが分かる。図３に、この画像を、射影変換回路４、４’を用いて画像変換した画像を示す。中心射影レンズを用いて撮像を行った場合と同じように、升目模様が正確に画像として再現されている。ただし、画像の上下の部分は、撮像されていないので黒く表示されている。

以上の実施の形態においては、撮像装置のレンズとして、等距離射影レンズを使用したが、レンズの第１主点と被写体とを結ぶ線と光軸のなす角をθ、レンズの第２主点からの焦点距離をｆ、像高をｙとするとき、
ｙ＝ｆ・sinθ
の関係を有するレンズを使用すると、より広角度の範囲を視野に入れることができる。この場合、撮像された画像を中心射影レンズを用いて撮像を行った場合と同じ画像に戻す、前記の（２）、（３）式に対応する計算式は、
Ａ＝ａ・tanθ／sinθ …（４）
Ｂ＝ｂ・tanθ／sinθ …（５）
となり、射影変換回路４、４’に、このような変換機能を持たせればよい。

本発明の実施の形態の１例であるステレオ画像撮像装置の構成を示すブロック図である。 升目模様の被写体を、等距離射影レンズを使用して撮像した画像を示す図である。 図２に示す画像を、射影変換回路を用いて画像変換した画像を示す図である。

符号の説明

１…被写体、２，２’…等距離射影レンズ、３，３’…撮像装置、４，４’…射影変換回路、５…ステレオ計測回路

Claims (2)

1. ２つの撮像装置により被写体を撮像してステレオ画像を得るステレオ画像撮像装置であって、前記２つの撮像装置の各々は、等距離射影変換機能を有するレンズを用いて撮像を行うものであり、前記各々の撮像装置により得られた画像を、中心射影変換機能を有するレンズによって得られる画像に変換する画像変換装置を有することを特徴とするステレオ画像撮像装置。
2. ２つの撮像装置により被写体を撮像してステレオ画像を得るステレオ画像撮像装置であって、前記２つの撮像装置の各々は、レンズの第１主点と被写体とを結ぶ線と光軸のなす角をθ、レンズの第２主点からの焦点距離をｆ、像高をｙとするとき、
   ｙ＝ｆ・sinθ
   の関係を有するものであり、前記各々の撮像装置により得られた画像を、中心射影変換機能を有するレンズによって得られる画像に変換する画像変換装置を有することを特徴とするステレオ画像撮像装置。

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