JP7207038B2 - 撮像装置、撮像光学系及び移動体 - Google Patents
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Description
本実施形態の撮像装置は、撮像素子と、前記撮像素子に被写体像を結像する撮像光学系と、を有し、前記撮像光学系は、前記撮像素子に結像される前記被写体像の画角に対する倍率変化の傾きが、光軸から離れるに従って減少する領域と、光軸から離れるに従って増加する領域と、を有し、前記撮像光学系は、最も物体側に位置する第1レンズと、物体側から2番目に位置する第2レンズと、を有し、前記第1レンズと前記第2レンズの少なくとも一方は、少なくとも一方の面に非球面を有し、前記非球面の形状は、前記画角に対するサグ量の傾きが前記減少する領域で符号反転することのない特性に設定される、ことを特徴としている。
本実施形態の撮像光学系は、撮像素子に被写体像を結像する撮像光学系であって、前記撮像素子に結像される前記被写体像の画角に対する倍率変化の傾きが、光軸から離れるに従って減少する領域と、光軸から離れるに従って増加する領域と、を有し、最も物体側に位置する第1レンズと、物体側から2番目に位置する第2レンズと、を有し、前記第1レンズと前記第2レンズの少なくとも一方は、少なくとも一方の面に非球面を有し、前記非球面の形状は、前記画角に対するサグ量の傾きが前記減少する領域で符号反転することのない特性に設定される、ことを特徴としている。
焦点距離:f、
光学中心:O0、O1
撮像面:s0、s1
カメラC0の光学中心O0から光軸方向に距離dだけ離れた位置にある被写体Aの像は、直線A-O0と撮像面s0との交点であるP0に像を結ぶ。一方カメラC1では、同じ被写体Aが、撮像面s1上の位置P1に像を結ぶ。ここで、カメラC1の光学中心O1を通り、直線A-O0と平行な直線と、撮像面s1との交点をP0’とし、点P0’とP1との距離をpとする。
三角形:A-O0-O1、三角形O1-P0’-P1は相似なので、
d=Bf/p
が得られる。カメラC0とC1の距離B(基線長)と焦点距離fが既知ならば、視差pから距離dを求めることができる。
(1)d=Bf/p
ここで、
d:距離、B:基線長(2つのカメラ間距離)、f:焦点距離、p:視差。
(2)y=f・tan(θ)
ここで、
y:像高、f:焦点距離、θ:画角。
(3)y=f・tan(θ) (y≦a)
(4)y=f・θ+B (y>a)
ここで、
y:像高、f:焦点距離、θ:画角、B:基線長(2つのカメラ間距離)、a:望遠領域と広角領域の像高範囲(望遠領域と広角領域の境界となる像高)。
C0 C1 カメラ(撮像装置)
13 カメラ制御部
21 レンズ(撮像光学系)
22 絞り
23 CMOSイメージセンサ(撮像素子)
24 CDS
25 AGC
26 A/D変換部
27 フレームメモリ
28 デジタル信号処理部
30 画像処理部
40 補正パラメータ記憶部
50 視差演算部
Claims (10)
- 撮像素子と、
前記撮像素子に被写体像を結像する撮像光学系と、
を有し、
前記撮像光学系は、
前記撮像素子に結像される前記被写体像の画角に対する倍率変化の傾きが、光軸から離れるに従って減少する領域と、光軸から離れるに従って増加する領域と、を有し、
前記増加する領域は、前記傾きの増加率が相対的に大きい第1の領域と、前記傾きの増加率が相対的に小さい第2の領域と、を有し、
前記第2の領域における前記傾きの増加率は、前記第1の領域における前記傾きの増加率の半値となる、
ことを特徴とする撮像装置。 - 前記撮像素子の撮像面を垂直画角で見たとき、前記減少する領域が前記撮像面に含まれ、前記第1の領域の一部が前記撮像面に含まれ、前記第2の領域が前記撮像面に含まれない、
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 水平最大画角をθaと規定し、前記第1の領域における任意の画角をθcと規定したときに、θc/θa>0.15を満足する、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の撮像装置。 - 撮像素子と、
前記撮像素子に被写体像を結像する撮像光学系と、
を有し、
前記撮像光学系は、
前記撮像素子に結像される前記被写体像の画角に対する倍率変化の傾きが、光軸から離れるに従って減少する領域と、光軸から離れるに従って増加する領域と、を有し、
前記撮像光学系は、最も物体側に位置する第1レンズと、物体側から2番目に位置する第2レンズと、を有し、
前記第1レンズと前記第2レンズの少なくとも一方は、少なくとも一方の面に非球面を有し、
前記非球面の形状は、前記画角に対するサグ量の傾きが前記減少する領域で符号反転することのない特性に設定される、
ことを特徴とする撮像装置。 - 前記サグ量の傾きは、前記減少する領域では、符号反転することなく増加を維持し、前記減少する領域から前記増加する領域に遷移するにあたり、前記サグ量の傾きが増加から減少に符号反転する、
ことを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。 - 前記画角に対する前記サグ量を示す曲線を2回微分した曲線において、2回微分値が正の値から負の値に変化し、前記負の値の中で、前記曲線の接線の傾きが減少から増加に反転する、
ことを特徴とする請求項4又は請求項5に記載の撮像装置。 - 前記撮像装置は、ステレオカメラ装置の画像情報取得部として設けられる、
ことを特徴とする請求項1から請求項6のいずれかに記載の撮像装置。 - 撮像素子に被写体像を結像する撮像光学系であって、
前記撮像素子に結像される前記被写体像の画角に対する倍率変化の傾きが、光軸から離れるに従って減少する領域と、光軸から離れるに従って増加する領域と、を有し、
前記増加する領域は、前記傾きの増加率が相対的に大きい第1の領域と、前記傾きの増加率が相対的に小さい第2の領域と、を有し、
前記第2の領域における前記傾きの増加率は、前記第1の領域における前記傾きの増加率の半値となる、
ことを特徴とする撮像光学系。 - 撮像素子に被写体像を結像する撮像光学系であって、
前記撮像素子に結像される前記被写体像の画角に対する倍率変化の傾きが、光軸から離れるに従って減少する領域と、光軸から離れるに従って増加する領域と、を有し、
最も物体側に位置する第1レンズと、物体側から2番目に位置する第2レンズと、を有し、
前記第1レンズと前記第2レンズの少なくとも一方は、少なくとも一方の面に非球面を有し、
前記非球面の形状は、前記画角に対するサグ量の傾きが前記減少する領域で符号反転することのない特性に設定される、
ことを特徴とする撮像光学系。 - 請求項1から請求項7のいずれかに記載の撮像装置又は請求項8若しくは請求項9に記載の撮像光学系を有する移動体。
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