JP2023057644A

JP2023057644A - 撮像装置、画像処理システム、移動体、画像処理システムの制御方法およびプログラム

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Publication number: JP2023057644A
Application number: JP2021167224A
Authority: JP
Inventors: 連太郎今井; Rentaro Imai
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2021-10-12
Filing date: 2021-10-12
Publication date: 2023-04-24
Also published as: US20230114340A1

Abstract

【課題】電子ルームミラーとモニターの双方に使用可能な移動体後方の画像を提供する。【解決手段】移動体１０に設置された電子ルームミラー２１０およびモニター２２０に移動体１０の後方の画像を表示するため、移動体１０の後方を撮像するカメラ１００であって、結像倍率の高い高解像領域５１０と、高解像領域５１０の周囲に形成され、高解像領域５１０より結像倍率の低い周辺領域５２０とを有し、光学像を撮像素子４２０に結像させる光学系４１０と、撮像素子４２０に結像された光学像に基づいて画像を出力する撮像手段と、を備え、カメラ１００は、光学系４１０の周辺領域５２０を介して撮像素子４２０に結像される第２の視野範囲に、移動体１０の後方近傍の地面および地面から高さ８０ｃｍの位置が含まれるよう移動体１０に配置される。【選択図】図８

Description

本発明は、移動体の後方を撮影する撮像装置、画像処理システム、移動体、画像処理システムの制御方法およびプログラムに関する。

移動体の後方を撮影するように移動体に取り付けられたカメラには、主に以下二つの用途がある。一つは通常走行時に移動体の後方を確認するために設けられた電子的なルームミラー（以下、電子ルームミラーという）に表示する画像を撮影する電子ルームミラー用途である。電子ルームミラー用途では、カメラは従来のルームミラーで視認されていた領域を従来のルームミラーと同等以上の視認性で確認できるような解像度やダイナミックレンジが必要とされる。もう一つは後退時に移動体の後方を確認するため、移動体の後方を広い画角で撮影する後方監視用途である。運転手が移動体を操作して後退させる際には、移動体の予定される移動経路に侵入する可能性のある動体および非動体のオブジェクトや他の移動体を運転手が認識できるように移動体の後方を広く撮影できる画角が必要とされる。したがって後方監視用途では、移動体の後方の近傍の領域を含め、後方から接近してくる前記オブジェクトや他の移動体等から直近の後方真下までを幅広く視認する為に上下に広い画角が必要とされる。例えば特許文献１は、車両の後方を撮影する複数のカメラを車両後部のナンバープレートが取り付けられる車両ボディの凹部に配置するシステムを開示している。

特開２００７－２２３３４２号公報

しかしながら、特許文献１に開示された従来技術では、複数のカメラを切り替えて使用するので、切り替わるたびに視点が移動し、好適に使用できない。加えて、車両ボディの凹部にカメラを配置するため移動体自身に遮られて移動体の後方真下まで撮影できず、運転者が移動体の後方真下を確認できない恐れがある。

本発明は、電子ルームミラーとモニターの双方に使用可能な移動体後方の画像を提供できる撮像装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の撮像装置は、移動体に設置された電子ルームミラーおよびモニターに前記移動体の後方の画像を表示するため、前記移動体の後方を撮像する撮像装置であって、結像倍率の高い第１の領域と、前記第１の領域の周囲に形成され、前記第１の領域より結像倍率の低い第２の領域とを有する光学像を撮像素子に結像させる光学系と、前記撮像素子に結像された光学像に基づいて画像を出力する撮像手段と、を備え、前記撮像装置は、前記光学系の前記第２の領域を介して前記撮像素子に結像される第２の視野範囲に、前記移動体の後方近傍の地面および前記地面から高さ８０ｃｍの位置が含まれるよう前記移動体に配置される。

本発明によれば、電子ルームミラーとモニターの双方に使用可能な移動体後方の画像を提供できる撮像装置を提供することができる。

移動体及び移動体に設けられた撮像装置を側面から示した模式図である。運転者からみた移動体の内部を示す模式図である。移動体のカメラシステムを示す図である。カメラの構造を示す模式図である。撮像素子と光学系が形成する被写体像との位置関係の一例を説明する図である。受光面における高解像領域と周辺領域の位置関係の一例を説明する図である。受光面における高解像領域と周辺領域の位置関係の一例を説明する図である。撮像装置の視野範囲と移動体後方の被写体の関係を説明する図である。幼児の全身が視野範囲に入る限界の位置に撮像装置を配置した際の模式図である。トランクルームが後方に突き出た移動体に配置した撮像装置の視野範囲と移動体後方の被写体の関係を説明する図である。トランクルームが後方に突き出た移動体に配置した撮像装置の視野範囲と後方の移動体の関係を説明する図である。

図１は、移動体および移動体に設けられた撮像装置を側面から示した模式図である。移動体１０は、運転者１１が搭乗し、任意の場所へ移動可能な乗用車やバス等の車両である。図１において、左方向（Ｙ軸正方向）が移動体１０の前方、右方向（Ｙ軸負方向）が移動体１０の後方である。また、図１において、上方向（Ｚ軸正方向）が移動体１０の上方、下方向（Ｚ軸負方向）が移動体１０の下方である。図１において移動体１０は、ＸＹ平面と並行な平面１３０の上に配置されるものとする。

移動体１０には、移動体１０の後方の映像を運転者１１が運転席の前方に設置された電子ルームミラー２１０やモニター２２０で確認できるようにするため、移動体１０の後方を撮影するカメラ１００が備えられる。カメラ１００は、移動体１０の後方を撮像して画像を取得する撮像装置である。カメラ１００は、移動体１０の後部に移動体１０の後方を撮像可能な向きで１台設けられる。カメラ１００は、光学的な結像倍率の高い高解像領域（第１の領域）と、高解像領域に比較して光学的な結像倍率と解像度の低い周辺領域（第２の領域）を形成する光学系４１０を有する。異なる視野範囲を有する光学系により、カメラ１００は、周辺領域を含む広角画像を撮影しても、高解像領域の画像を切り出すことで狭い画角ではあるが高解像度の部分画像を取得することができる。カメラ１００が撮像する視野範囲（画角）は、高解像領域に対応する第１の視野範囲１１０と、第１の視野範囲１１０の周辺の領域に対応する第２の視野範囲１２０を含む。第１の視野範囲１１０は、カメラ１００の光学系４１０の高解像領域（第１の領域）を介して撮像素子４２０に結像される。第２の視野範囲１２０は、カメラ１００の光学系４１０の周辺領域（第２の領域）を介して撮像素子４２０に結像される。カメラ１００は、約１８０度という広画角を有している。

第１の視野範囲１１０は、カメラ１００の光学系の高解像領域を介してカメラ１００の光電変換素子である撮像素子に光が入射される領域である。第２の視野範囲１２０は、カメラ１００の光学系の周辺領域を介してカメラ１００の撮像素子に光が入射される領域である。第１の視野範囲１１０は、カメラ１００の光軸１１５を含む。また、第１の視野範囲１１０が移動体１０のカメラ１００が配置された位置から移動体１０の水平かつ後方に伸びる直線を含むように、カメラ１００が移動体１０に配置される。カメラ１００は、移動体１０の後端部１５０よりも前方側にカメラ１００の後端部が位置するように配置される。本実施形態において、移動体１０の後方の遠くに向かって広くカメラ１００の視界を確保するため、カメラ１００を移動体１０の後部のＸ方向中心でかつ後方窓部５０のＺ軸正方向の上端付近に配置する例について説明するがこれに限られるものではない。第２の視野範囲１２０は、第１の視野範囲１１０の周囲を囲むように設けられている。また、カメラ１００の第２の視野範囲１２０は、少なくとも移動体１０の後方の下側の端部（後端部１５０）を含むように配置される。

図２は、運転者１１からみた移動体１０の内部を示す模式図である。移動体１０の内部には、電子ルームミラー２１０、モニター２２０、操作部２３０およびハンドル２４０などが設置されている。電子ルームミラー２１０は、カメラ１００が撮像した画像のうち、高解像領域に対応する第１の視野範囲１１０の少なくとも一部を含む画像を表示する表示装置である。電子ルームミラー２１０の表示は、通常の前進走行時に後方を確認、監視するために用いられる。そのため、高速で移動する後方遠方の移動体などが大きく高解像に表示される必要がある。電子ルームミラー２１０は、光学的な鏡像を表示するルームミラーモードと、カメラ１００で撮像された画像を表示する電子ルームミラーモードとを切り替えることが可能である。

モニター２２０は、カメラ１００が撮像した画像を表示可能な表示装置である。モニター２２０は、移動体１０を後方に移動させるとき（後退時）に、運転者１１が移動体１０の移動先となる後方を確認するための画像が表示される。モニター２２０に表示される画像は、電子ルームミラー２１０に表示される部分画像よりも、広い撮影範囲の画像に対応する。また、モニター２２０は、カーナビゲーションシステムから出力された地図画像や、移動体１０のオーディオ機器の機能を制御するためのＧＵＩなども表示可能である。カメラ１００は、電子ルームミラー２１０に表示される画像とモニター２２０に表示される画像を１台で撮像可能である。

操作部２３０は、ダイヤルやボタンなどユーザーの操作を受け付けるための操作部材である。操作部２３０を介して、モニター２２０のＧＵＩを表示したり、エアーコンディショナーなどの機能を制御したりすることが可能である。ハンドル２４０は、移動体１０の進行方向（航行角度）を制御するための操作部材である。運転者１１は、ハンドル２４０を操作することにより、移動体１０の進行方向を制御する。

図３は、移動体１０の画像処理システム３００を示す図である。画像処理システム３００は、カメラ１００、電子ルームミラー２１０、モニター２２０および制御ユニット３１０を有する。カメラ１００、電子ルームミラー２１０およびモニター２２０の説明は上述しているため省略する。制御ユニット３１０は、例えば少なくとも１以上のプロセッサーで構成されたＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）を備え、画像処理システム３００を制御する。制御ユニット３１０は、カメラ１００による撮影を制御する。また制御ユニット３１０は、カメラ１００から取得した画像に基づいて、電子ルームミラー２１０およびモニター２２０に画像を表示する表示制御処理などを実行する。なお、制御ユニット３１０が実行する一部の機能は少なくとも１以上の電子回路で実現されてもよい。制御ユニット３１０による各処理は、ＣＰＵがメモリから読み出して実行する所定のプログラムにしたがって実現される。

制御ユニット３１０は、カメラ１００から取得した画像のうち、高解像領域に対応する第１の視野範囲１１０を撮像した部分を中心とした領域を切り出して得られる部分画像を、電子ルームミラー２１０に表示させる。また、制御ユニット３１０は、移動体１０が後退する場合に、カメラ１００から取得した画像をモニター２２０に表示させる。なお、制御ユニット３１０は移動体１０が後退する場合に、画像全体ではなく、カメラ１００が取得した画像のうち移動体１０の後端を含む画像の下側の領域を切り出して得られる部分画像をモニター２２０に表示させてもよい。

図４は、カメラ１００の構造を示す模式図である。カメラ１００は、光学系４１０、撮像素子４２０、回路基板４３０および筐体４４０を有する。光学系４１０は、複数のレンズを有する撮像光学系である。光学系４１０は、外部光から撮像素子４２０に光学像（被写体像）を結像させる。光学系４１０は、光軸１１５を中心として、光軸１１５を含み光学的な結像倍率の高い高解像領域と、高解像領域に比較して光学的な結像倍率の低い周辺領域を形成する。

撮像素子４２０は、例えばＣＭＯＳやＣＣＤといった光電変換素子であり、受光面に結像された光学系４１０から取り込んだ被写体像を電気信号に変換し、被写体像に応じた出力信号（電気信号）を出力する。光学系４１０に入射した外部光は撮像素子４２０上の光電変換エリアである受光面４２１上で結像し、電気信号に変換される。撮像面である受光面４２１は、複数の光電変換素子が例えばマトリクス状に配置され、複数の光電変換素子から入射光に応じた電気信号が出力される。

回路基板４３０は、撮像素子４２０から出力された電気信号を画像データに変換して出力する信号処理を行う。撮像素子４２０と回路基板４３０は、受光面に入力された光学像に基づいて画像を出力する撮像手段として機能する。筐体４４０は、光学系４１０、撮像素子４２０および回路基板４３０を格納する。

図５は、撮像素子４２０と光学系４１０が形成する被写体像との位置関係の一例を説明する図である。図５は、撮像素子４２０の受光面４２１を正面方向（Ｙ軸方向）から見た図として示されている。ただし、説明を簡単にするため上下方向については実際の場合（図１）と逆になっている。これは、光学系４１０を介して撮像素子４２０の受光面４２１に結像される被写体像は、実像とは逆になっているためである。図５に示すように、光学系４１０の光学中心である光軸１１５が受光面４２１の中心２２２に対して上方向（Ｚ軸負方向）にずれるように、光学系４１０と撮像素子４２０とが配置されている。言い換えると、受光面４２１の中心２２２が光学系４１０の光学中心である光軸１１５に対して図５における下方向（Ｚ軸正方向）、すなわち図１における上方向（Ｚ軸正方向）にずれるように、光学系４１０と撮像素子４２０とを配置する。これは、周辺領域５２０の中で、受光面４２１上で結像して画像に変換される実写領域が図１における下側（Ｚ軸負方向）に偏るようにするためである。これにより、撮像素子４２０には光軸１１５から下方向（地面方向）が光軸１１５から上向（空方向）よりも広く結像され、地面方向の画像を撮像することができる。なお、光軸１１５は、受光面４２１の中心に対して上下方向（Ｚ軸方向）にずらした構成について説明するが、上下方向（Ｚ軸方向）に加えて左右方向（Ｘ軸方向）にずらすことも可能である。

受光面４２１と平行な平面に、光学系４１０を介して高解像領域５１０と周辺領域５２０とが入力される。高解像領域５１０は、図５において斜線で示される、光軸１１５を中心とした円形の領域であり、受光面４２１上で結像される。高解像領域５１０は、第１の視野範囲１１０に対応する画角の画像を形成する。周辺領域５２０は、高解像領域５１０を中心として高解像領域５１０を囲む円形の領域であり、受光面４２１より大きい領域である。周辺領域５２０は受光面４２１を全て含んでいる。周辺領域５２０のうち受光面４２１上に結像した部分は、第２の視野範囲１２０に対応する画角の画像を形成する。モニター２２０に移動体１０がバックする際に移動先となる移動体１０後方の地面を含む領域が表示されるように光学系４１０と撮像素子４２０とを配置する必要がある。そのため、本実施形態では受光面４２１上で結像して画像に変換される実写領域が高解像領域５１０を含みかつ周辺領域５２０の中で下側（Ｚ軸正方向）に偏るように予め光学系４１０と撮像素子４２０とを配置する。したがって、カメラ１００から出力される画像において高解像領域５１０に対応する第１の視野範囲１１０の画像が占める領域は、図５において画像（受光面４２１）の中心２２２から上側に配置される。また、カメラ１００から出力される画像において周辺領域５２０に対応する第２の視野範囲１２０の画像が占める領域は、図５において光軸１１５より下側のほうが、上側よりも広くなる。つまり、図１に示したように、第２の視野範囲１２０を光軸１１５に対し上側（Ｚ軸正方向）の領域が狭く、地面側である下側（Ｚ軸負方向）の領域が広くなるよう、上下方向に非対称に設定する。

制御ユニット３１０は、カメラ１００から出力される画像のうち受光面４２１に結像された高解像領域５１０を含む領域すなわち第１の視野範囲１１０を撮像した領域を主とする第１の出力範囲５３０を切り出した部分画像を電子ルームミラー２１０に表示する。このような電子ルームミラー２１０の表示は、通常の前進走行時に後方を確認、監視するために用いられる。そのため、高速で移動する後方の移動体などの被写体が遠方から大きく高解像に表示される必要がある。安全上の観点から、電子ルームミラー２１０に表示される範囲は、移動体１０の後方６０ｍの地点で水平方向に２０ｍ以上であることが必要であるため、第１の出力範囲５３０の水平方向の画角は１８度以上に設定する。

制御ユニット３１０は、カメラ１００から出力される画像のうち、第１の出力範囲５３０を包含した第２の出力範囲５４０を切り出した部分画像をモニター２２０に表示する。モニター２２０の表示は、主として移動体１０の後退走行時に、走行方向のガイドと後方周辺の環境の確認のために用いられる。第２の出力範囲５４０は、受光面４２１上に結像された高解像領域５１０すなわち第１の視野範囲１１０を図５における上側に含み、さらに、周辺領域５２０すなわち第２の視野範囲１２０を撮像した画像を多く含む。モニター２２０には、特に地面方向の画像を多く表示させるため、第２の出力範囲５４０は、図１における光軸１１５より地面方向（Ｚ軸負方向）を光軸より上方向（Ｚ軸正方向）よりも広く含む。なお、制御ユニット３１０は、カメラ１００から取得した画像の全体をモニター２２０に表示するようにしてもよい。

図１に示すように、第２の視野範囲１２０は、光軸１１５を通り、移動体１０の後方（Ｙ軸負方向）に伸びる平面１３０と平行な面よりも下側（Ｚ軸負方向）により大きな領域を有する。第２の視野範囲１２０はカメラ１００の光学系４１０の最外部のレンズ前玉と車両後方外装の後端部との接線１４０を含むように配置することが好適である。これは、第２の視野範囲１２０に常に移動体１０の後端部が含まれていることを示す。したがって、第２の視野範囲１２０の下方を含む画像をモニター２２０に表示することにより、モニター２２０には移動体１０の後端部の一部と移動体１０の後方の地面とが表示される。運転者１１は移動体１０を後退させる際、モニター２２０により移動体１０の後方の詳細と移動体１０との距離感を確認することが容易となる。

上述のように構成された画像処理システム３００を用いることにより、移動体１０の後方遠方を確認するための電子ルームミラー２１０用の画像と、移動体１０後方近くを確認するためのモニター２２０用の画像とを１つのカメラから取得することが可能となる。

なお、受光面４２１における高解像領域５１０と周辺領域５２０との関係性は、図５の例に限らない。図６および図７を用いて、図５と異なる受光面４２１における高解像領域５１０と周辺領域５２０との関係性の例について説明する。なお、図６および図７においても、受光面４２１の中心２２２が光学系４１０の光学中心である光軸１１５に対して図１における上方向（Ｚ軸正方向）にずれるように、光学系４１０と撮像素子４２０とを配置する構成は図５と同様である。

図６は、受光面４２１における高解像領域と周辺領域の位置関係の一例を説明する図である。図６に示すように、高解像領域５１０が図５に示される高解像領域５１０より大きく、高解像領域５１０の一部が受光面４２１からはみ出す構成であってもよい。電子ルームミラー２１０に出力される第１の出力範囲５３０には、高解像領域５１０の中心が含まれ、周辺領域５２０より高解像領域５１０が多く含まれる。モニター２２０に出力される第２の出力範囲５４０は、第１の出力範囲５３０を含み、第１の出力範囲５３０より下側の周辺領域５２０の一部を含む。第２の出力範囲５４０には、高解像領域５１０と同等または高解像領域５１０より広い周辺領域５２０が含まれる。

図７は、受光面４２１における高解像領域と周辺領域の位置関係の一例を説明する図である。図７に示すように、高解像領域５１０が図６に示される高解像領域５１０よりさらに大きく、高解像領域５１０の一部が受光面４２１からはみ出し、受光面４２１の一部が周辺領域５２０にもかからない構成であってもよい。電子ルームミラー２１０に出力される第１の出力範囲５３０は、高解像領域５１０の中心が含まれ、全て高解像領域５１０となる。受光面４２１の長辺の長さが周辺領域５２０の直径より長く、受光面４２１の下辺が周辺領域５２０の最も下側と重なるように配置される。そのため、受光面４２１の一部には像が結像されない空白の領域が生じる。モニター２２０に出力される第２の出力範囲５４０は、第１の出力範囲５３０を含み、第１の出力範囲５３０より下側の周辺領域５２０の一部と空白の領域の一部を含む。第２の出力範囲５４０には、高解像領域５１０と同等または高解像領域５１０より狭い周辺領域５２０が含まれる。図６および図７の構成においても、１台のカメラで、電子ルームミラー２１０には移動体１０の後方遠方の高解像度の映像を表示し、モニター２２０には移動体の後方近傍の地面を含む映像を表示することができる。

次に、図８から図１１を用いてカメラ１００の好適な配置について、種々の車両形状を例にして説明する。まず、図１にあるような、ワゴンやミニバンと呼ばれるタイプに多い、移動体をＹＺ平面から見たときに後端が後方窓部まで連続して垂直である移動体１０に配置する場合について図８および図９を用いて説明する。図８は、カメラ１００の視野範囲と移動体１０後方の被写体の関係を示す模式図である。小さな被写体であってもモニター２２０で確認することを可能とするため、移動体１０の後方近傍にいる被写体が身長８０ｃｍの幼児３０である場合を例に説明する。

幼児３０は身長８０ｃｍであり、移動体１０の後端部１５０から例えば後方１５ｃｍに位置にいるものとする。距離Ａは、カメラ１００から移動体１０の外装後端（例えば、後方窓部の下端）に向けて引いた接線１４０が地面とぶつかる点と、移動体１０の下側の後端部１５０との距離である。図８に示すように、カメラ１００は、移動体１０の後方のＸ方向中心でかつ、後方窓部５０のＺ方向の上端付近に配置する。この配置により、後方の遠くに向かって広くカメラ１００の視界を確保することが出来るとともに、ルームミラーモードと電子ルームミラーモードの切り替え時の運転者１１の違和感を少なくする効果もある。また、カメラ１００の第２の視野範囲１２０は、移動体１０の後端部１５０を含むように配置する。こうすることで、移動体１０の運転者１１が後方の対象物と移動体１０との距離を実感しやすい状況を作ることが出来る。ただし、カメラ１００の第２の視野範囲１２０に移動体１０の後端部１５０を含むと、移動体１０でカメラ１００の第２の視野範囲１２０の地面に近い領域が遮られてしまい、距離Ａの地面近くの領域はカメラ１００では捉えることが出来ない。特に、駐車のための後退走行時に幼児を轢いてしまう事故が多いことが知られており、移動体直近の地面近くの視野がカメラ１００に確保されていることは重要である。そのため、カメラ１００は、第２の視野範囲１２０と移動体１０の後端形状を考慮して、移動体１０の後端部１５０から後方１５ｃｍの位置の身長８０ｃｍの幼児３０の全身が表示出来る配置にする必要がある。すなわち、カメラ１００は、距離Ａが１５ｃｍ以下となる位置に配置する。電子ルームミラー２１０の表示時に後方遠方に向かって広く視界を確保するとともに、モニター２２０表示時に安全のために幼児３０の全身が表示できる配置にするため、移動体１０の十分上側かつ距離Ａが１５ｃｍ以下となる位置にカメラ１００を配置する。なお、本実施形態ではモニター２２０に移動体１０の後端部１５０から後方１５ｃｍの位置の身長８０ｃｍの幼児３０の全身が表示できるカメラ１００の配置とする例を説明したが、これに限られるものではない。本実施形態ではモニター２２０に移動体１０の後方３０ｃｍの位置の身長８０ｃｍの幼児３０の全身が表示できる位置にカメラ１００を配置してもよい。

図９は、幼児３０の全身が第２の視野範囲１２０に入る限界の低さの位置にカメラ１００を配置した際の模式図である。光軸１１５は、移動体１０の進行方向と平行である。高さＢは地面からカメラ１００までの高さ、角度θはカメラ１００の光軸１１５から第２の視野範囲１２０の上側の垂直画角を示している。このとき、幼児３０の全身をカメラ１００の第２の視野範囲１２０に含めるために必要な高さＢは、Ｂ＝８０－１５×ｔａｎθと定義することが出来る。具体的には、角度θが２０°であるとき、地面からの高さ７５ｃｍ以上に配置するのが好適である。ただし、図８および図９に示すようなワゴンタイプの移動体１０の場合、地面近くを捉えられない距離Ａを、後述するセダンタイプよりも小さくすることが出来るため、前述したように、後方窓部５０のＺ方向の上端付近に配置するのが好適となる。また、本実施形態のカメラ１００は第２の視野範囲１２０の上側よりも下側に大きな領域を有するので、地面近くの視野を確保しつつも、移動体１０の高い位置にカメラ１００を配置することが可能となっている。

次に、図１０にあるような、セダンやクーペと呼ばれるタイプに多い、移動体の後端に配置されたトランクルームが後方に突き出ている移動体２０へのカメラ１００の配置について説明する。図１０は、トランクルームが後方に突き出た移動体におけるカメラ１００の視野範囲と移動体後方の被写体の関係を説明する図である。図８と同様に、被写体は身長８０ｃｍの幼児３０を例に説明する。

図１０に示すように、カメラ１００は後方窓部５０の上端ではなく、トランクルームの後端部１５０付近の上端周辺のＸ方向中心に配置する。この配置により、第２の視野範囲１２０の中の移動体２０に遮られる領域を減らし、移動体２０の後方直近の視界を確保することが容易になる。また、後退走行時の安全のための視野の確保の観点から、移動体２０の後端部１５０から後方１５ｃｍの位置の身長８０ｃｍの幼児３０の全身が表示出来る配置にするのは、図８の移動体１０と同様である。なお、本実施形態のカメラ１００ではこの配置にすると、光軸１１５近くの高解像領域５１０で幼児３０の顔を捉えられるため、運転者１１が幼児３０を認識しやすいという利点もある。

図１１は、トランクルームが後方に突き出た移動体２０に配置したカメラ１００の視野範囲と後方の移動体の関係を説明する図である。カメラ１００の光軸１１５を地面と水平に配置した場合に電子ルームミラー２１０に表示する後方遠方の十分な視野が確保できない場合は、図１１に示すようにカメラ１００の光軸１１５を地面と水平ではなくＺ軸正方向にわずかに傾けるように配置しても良い。カメラ１００の光軸１１５を傾ける際、移動体１０の後方３ｍの位置にある移動体の運転者の顔が電子ルームミラー２１０の第１の視野範囲１１０の上下方向の略中央に来るように構成することが、運転者にとって好適である。したがって、移動体１０の後方３ｍの位置にある移動体の運転者の顔の位置が高解像領域５１０に含まれるようカメラ１００を配置する。具体的には、後方の移動体の運転者の目線の高さを１．２ｍ、目の位置を移動体前面から２ｍ、カメラ１００の取り付け高さを７５ｃｍとそれぞれを仮定すると、カメラ１００の光軸をＺ軸正方向に約５°傾けて配置する。また、カメラ１００の光軸１１５をＺ軸正方向に傾けると、モニター２２０の表示が下から見上げた画像になってしまい、程度によっては移動体の運転者が違和感を覚える可能性がある。そのため、カメラ１００の光軸１１５をＺ軸正方向に傾けた場合、すなわち光軸１１５が移動体１０の進行方向と平行でない場合には、制御ユニット３１０において水平に見た画像になるように画像の歪みを補正する画像処理を行う。画像補正により、表示される画像の視認性をより向上させることができる。

以上のように、本実施形態によれば、移動体１０の後方遠方を確認するための電子ルームミラー２１０用の画像と、移動体１０後方近くの安全を確認するためのモニター２２０用の画像とを１つのカメラから取得することが可能となる。

（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は、これらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

１０移動体
１００カメラ
１１５光軸
１１０第１の視野範囲
１２０第２の視野範囲
２１０光学系
２２０撮像素子
２２１受光面

Claims

移動体に設置された電子ルームミラーおよびモニターに前記移動体の後方の画像を表示するため、前記移動体の後方を撮像する撮像装置であって、
結像倍率の高い第１の領域と、前記第１の領域の周囲に形成され、前記第１の領域より結像倍率の低い第２の領域とを有し、光学像を撮像素子に結像させる光学系と、
前記撮像素子に結像された光学像に基づいて画像を出力する撮像手段と、を備え、
前記撮像装置は、前記光学系の前記第２の領域を介して前記撮像素子に結像される第２の視野範囲に、前記移動体の後方近傍の地面および前記地面から高さ８０ｃｍの位置が含まれるよう前記移動体に配置されることを特徴とする撮像装置。
前記撮像素子の撮像面の中心は、前記光学系の光軸に対し上方向に配置されることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置
前記移動体の後方近傍の地面は、前記移動体の後方１５ｃｍもしくは３０ｃｍの地面であることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
前記撮像装置は、前記第２の視野範囲に前記移動体の後端が含まれるよう前記移動体に配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
前記撮像装置は、前記光学系の前記第１の領域を介して前記撮像素子に結像される第１の視野範囲に、前記移動体の後方３ｍにある移動体の運転者の顔の位置が含まれるよう前記移動体に配置されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記光学系の光軸が移動体の進行方向と平行であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記撮像装置は、地面から７５ｃｍ以上の高さに配置されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の撮像装置。
前記第１の領域は高解像度であり、前記第２の領域は前記第１の領域の解像度より低い解像度であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の撮像装置。
請求項１乃至８のいずれか１項に記載の撮像装置と、
前記撮像装置から出力される画像を前記電子ルームミラーおよび前記モニターに表示させる制御を行う制御手段と、を備えることを特徴とする画像処理システム。
前記制御手段は、前記撮像手段により撮像された前記画像のうち、前記第１の領域を介して前記撮像素子に結像される第１の視野範囲を主とする第１の部分画像を前記電子ルームミラーに表示させ、前記撮像手段により撮像された前記画像のうち、前記光学系の光軸から地面方向を前記光軸から上方よりも広く含む第２の部分画像をモニターに表示させることを特徴とする請求項９に記載の画像処理システム。
前記第１の部分画像の水平方向の画角は１８度以上であることを特徴とする請求項９または１０に記載の画像処理システム。
前記第１の部分画像の中心に、前記移動体の後方の移動体の運転者の顔の位置が表示されることを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の画像処理システム。
前記第２の部分画像は、前記第１の部分画像を上側に含むことを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の画像処理システム。
前記第２の部分画像には、前記移動体の後端部の一部が含まれることを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１項に記載の画像処理システム。
前記第２の部分画像に、前記移動体の後方１５ｃｍの地面および前記地面から高さ８０ｃｍの位置が含まれることを特徴とする請求項９乃至１４のいずれか１項に記載の画像処理システム。
前記制御手段は、前記光学系の光軸が移動体の進行方向と平行でない場合、画像の歪みを補正する画像処理を行うことを特徴とする請求項９乃至１５のいずれか１項に記載の画像処理システム。
請求項９乃至１６のいずれか１項に記載の画像処理システムと、
前記第１の部分画像を表示する電子ルームミラーと、
前記第２の部分画像を表示するモニターと、を備えることを特徴とする移動体。
前記移動体は車両であることを特徴とする請求項１７に記載の移動体。
結像倍率の高い第１の領域と、前記第１の領域の周囲に形成され、前記第１の領域より結像倍率の低い第２の領域とを有する光学像を撮像素子に結像させる光学系と前記撮像素子とを備え、前記光学系の前記第２の領域を介して前記撮像素子に結像される第２の視野範囲に、前記移動体の後方近傍の地面および前記地面から高さ８０ｃｍの位置が含まれるよう前記移動体に配置される撮像装置から出力される移動体の後方の画像を電子ルームミラーおよびモニターに表示させる画像処理システムの制御方法であって、
前記撮像素子に結像された光学像に基づいて画像を出力する工程と、
前記画像のうち、前記第１の領域を介して前記撮像素子に結像される第１の視野範囲を主とする第１の部分画像を前記電子ルームミラーに表示させる工程と、
前記画像のうち、前記光学系の光軸から地面方向を前記光軸から上方よりも広く含む第２の部分画像をモニターに表示させる工程と、を有することを特徴とする画像処理システムの制御方法。
請求項１９に記載の画像処理システムの制御方法の各工程をコンピュータに行わせるためのプログラム。