JPWO2019123840A1 - 撮像装置、撮像システム、および表示システム - Google Patents
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Abstract
Description
[1−1.全体構成]
図1は、本開示に係る撮像装置を自動車(移動体の一例)のサイドカメラに適用した例を示す図である。図1の例では、自動車の車両100の側方に左右のサイドカメラ10R、10Lが取り付けられている。右サイドカメラ10R及び左サイドカメラ10Lは、車両側方及び斜め後方の領域の被写体を撮像し、画像データを生成する。右サイドカメラ10Rは、車両の右側方及び右斜め後方のシーンを撮像するように、車両の右側において後ろ向きに取り付けられる。左サイドカメラ10Lは、車両の左側方及び左斜め後方のシーンを撮像するように、車両の左側において後ろ向きに取り付けられる。以下の説明では、右サイドカメラ10Rと左サイドカメラ10Lをまとめて称する場合、サイドカメラ10と称する。
図2は、制御装置20の構成を示すブロック図である。制御装置20は、左サイドカメラ10Lから画像データを入力するための第1インタフェース23(回路)と、右サイドカメラ10Rから画像データを入力するための第2インタフェース24(回路)と、入力した画像データに対して画像処理及び画像解析を行うコントローラ21と、データ等を格納するデータ記憶部29とを備える。制御装置20は、さらに、生成した画像データを表示装置30へ送信する第3インタフェース25(回路)と、制御対象60を制御するための制御信号を制御対象60へ送信する第4インタフェース27(回路)と、を備える。
左サイドカメラ10L及び右サイドカメラ10Rは基本的に同様の構成を有するので、以下の説明では、便宜上、主として左サイドカメラ10Lについて構成および動作を説明する。
図7は、左サイドカメラ10Lの光学系11の具体的な構成例を示した図である。図7は、光軸Zを含む垂直面(画像センサの水平方向を法線とする平面)で光学系11を仮想的に切断したときの断面図である。ここで、光軸Zは、画像センサ12の撮像面の中心を通過し、撮像面と直交する仮想線である。なお、光学系11が光を反射するミラーおよびプリズムなどの少なくとも一方を備えている場合は、光軸は反射によって屈曲する。図7に示すように、光学系11は、複数のレンズ及び絞り115を含む。特に光学系11は自由曲面レンズ111、112を含む。
図9を参照し、光学系11により結像される像の解像度についてより具体的に説明する。図9は、光軸Zを含む水平面で光学系11および画像センサ12を仮想的に切断したときの、画像センサ12上の結像状態を模式的に説明した図である。図9に示すように、水平方向における画角θxの範囲の第一領域r1の被写体像と、同じ画角θxを有する第二領域r2の被写体像とを光学系11を介して画像センサ12上に結像する場合を検討する。領域r1は被写体領域R10の一部であり、撮像画像において領域R1の一部に対応する。領域r2は被写体領域R20の一部であり、撮像画像において領域R2の一部に対応する。
以上のように構成されたサイドカメラ10及び制御装置20の動作を以下に説明する。
以上のように、本実施の形態のサイドカメラ10(本開示の撮像装置の一例)は、車両100(本開示の移動体の一例)の側方に取り付けられる撮像装置である。サイドカメラ10は、画像センサ12と光学系11とを備える。画像センサ12は、複数の画素が二次元的に配置された撮像面を含む。画像センサ12は、撮像面上に結像された被写体像から画像データを生成する。光学系11は、所定の垂直画角(例えば、83°)と所定の水平画角(例えば、100°)の範囲に含まれる被写体像を画像センサ12の撮像面上に結像させる。
実施の形態1では、一部の領域R1の解像度が高い撮像画像を得るために、光学系11を、自由曲面レンズを用いて構成した。しかし、必ずしも光学系11に自由曲面レンズを使用しなくてもよい。このような撮像画像は、画像センサ12の画素分布を工夫することで、通常の回転対称な光学系を用いても実現することができる。以下、自由曲面レンズを含まない光学系を備えたサイドカメラ10の構成を説明する。
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態1、2を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、または省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態1、2で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
10R 右サイドカメラ
10L 左サイドカメラ
11、11b 光学系
12、12b 画像センサ
13 信号処理回路
14 インタフェース
20 制御装置
21 コントローラ
23、25、27 インタフェース
29 データ記憶部
30 表示装置
60 制御対象
100 自動車の車両
111、112 自由曲面レンズ
R1 撮像画像における像の解像度(拡大率)が比較的高い領域
R2 撮像画像における像の解像度(拡大率)が比較的低い領域
r1、r2 被写体の領域
Z 光軸
[1−1.全体構成]
図1は、本開示に係る撮像装置を自動車(移動体の一例)のサイドカメラに適用した例を示す図である。図1の例では、自動車の車両100の側方に左右のサイドカメラ10R、10Lが取り付けられている。右サイドカメラ10R及び左サイドカメラ10Lは、車両側方及び斜め後方の領域の被写体を撮像し、画像データを生成する。右サイドカメラ10Rは、車両の右側方及び右斜め後方のシーンを撮像するように、車両の右側において後ろ向きに取り付けられる。左サイドカメラ10Lは、車両の左側方及び左斜め後方のシーンを撮像するように、車両の左側において後ろ向きに取り付けられる。以下の説明では、右サイドカメラ10Rと左サイドカメラ10Lをまとめて称する場合、サイドカメラ10と称する。
図2は、制御装置20の構成を示すブロック図である。制御装置20は、左サイドカメラ10Lから画像データを入力するための第1インタフェース23(回路)と、右サイドカメラ10Rから画像データを入力するための第2インタフェース24(回路)と、入力した画像データに対して画像処理及び画像解析を行うコントローラ21と、データ等を格納するデータ記憶部29とを備える。制御装置20は、さらに、生成した画像データを表示装置30へ送信する第3インタフェース25(回路)と、制御対象60を制御するための制御信号を制御対象60へ送信する第4インタフェース27(回路)と、を備える。
左サイドカメラ10L及び右サイドカメラ10Rは基本的に同様の構成を有するので、以下の説明では、便宜上、主として左サイドカメラ10Lについて構成および動作を説明する。
図7は、左サイドカメラ10Lの光学系11の具体的な構成例を示した図である。図7は、光軸Zを含む垂直面(画像センサの水平方向を法線とする平面)で光学系11を仮想的に切断したときの断面図である。ここで、光軸Zは、画像センサ12の撮像面の中心を通過し、撮像面と直交する仮想線である。なお、光学系11が光を反射するミラーおよびプリズムなどの少なくとも一方を備えている場合は、光軸は反射によって屈曲する。図7に示すように、光学系11は、複数のレンズ及び絞り115を含む。特に光学系11は自由曲面レンズ111、112を含む。
図9を参照し、光学系11により結像される像の解像度についてより具体的に説明する。図9は、光軸Zを含む水平面で光学系11および画像センサ12を仮想的に切断したときの、画像センサ12上の結像状態を模式的に説明した図である。図9に示すように、水平方向における画角θxの範囲の第一領域r1の被写体像と、同じ画角θxを有する第二領域r2の被写体像とを光学系11を介して画像センサ12上に結像する場合を検討する。領域r1は被写体領域R10の一部であり、撮像画像において領域R1の一部に対応する。領域r2は被写体領域R20の一部であり、撮像画像において領域R2の一部に対応する。
以上のように構成されたサイドカメラ10及び制御装置20の動作を以下に説明する。
以上のように、本実施の形態のサイドカメラ10(本開示の撮像装置の一例)は、車両100(本開示の移動体の一例)の側方に取り付けられる撮像装置である。サイドカメラ10は、画像センサ12と光学系11とを備える。画像センサ12は、複数の画素が二次元的に配置された撮像面を含む。画像センサ12は、撮像面上に結像された被写体像から画像データを生成する。光学系11は、所定の垂直画角(例えば、83°)と所定の水平画角(例えば、100°)の範囲に含まれる被写体像を画像センサ12の撮像面上に結像させる。
実施の形態1では、一部の領域R1の解像度が高い撮像画像を得るために、光学系11を、自由曲面レンズを用いて構成した。しかし、必ずしも光学系11に自由曲面レンズを使用しなくてもよい。このような撮像画像は、画像センサ12の画素分布を工夫することで、通常の回転対称な光学系を用いても実現することができる。以下、自由曲面レンズを含まない光学系を備えたサイドカメラ10の構成を説明する。
以上のように、本出願において開示する技術の例示として、実施の形態1、2を説明した。しかしながら、本開示における技術は、これに限定されず、適宜、変更、置き換え、付加、または省略などを行った実施の形態にも適用可能である。また、上記実施の形態1、2で説明した各構成要素を組み合わせて、新たな実施の形態とすることも可能である。そこで、以下、他の実施の形態を例示する。
10R 右サイドカメラ
10L 左サイドカメラ
11、11b 光学系
12、12b 画像センサ
13 信号処理回路
14 インタフェース
20 制御装置
21 コントローラ
23、25、27 インタフェース
29 データ記憶部
30 表示装置
60 制御対象
100 自動車の車両
111、112 自由曲面レンズ
R1 撮像画像における像の解像度(拡大率)が比較的高い領域
R2 撮像画像における像の解像度(拡大率)が比較的低い領域
r1、r2 被写体の領域
Z 光軸
Claims (8)
- 移動体の側方に取り付けられる撮像装置であって、
複数の画素が二次元的に配置された撮像面を含み、前記撮像面上に結像された被写体像から画像データを生成する画像センサと、
所定の垂直画角と所定の水平画角の範囲に含まれる前記被写体像を前記撮像面上に結像させる光学系と、を備え、
単位画角に含まれる前記被写体像を撮像する画素の数を解像度とし、
前記撮像面は、前記被写体像のうち第1の被写体像を撮像する第1の領域と、前記第1の領域とは異なり、前記被写体像のうち第2の被写体像を撮像する第2の領域と、を含み、
前記光学系は、前記第1の領域の解像度が、前記第2の領域の解像度よりも高くなるように前記撮像面上に前記被写体像を結像し、
前記第1の領域の中心の位置は、前記所定の水平画角の中心から水平にシフトした位置、および前記所定の垂直画角の中心から垂直にシフトした位置の少なくとも一方である、
撮像装置。 - 前記所定の水平画角および前記所定の垂直画角のそれぞれにおける前記解像度のピークの数は、一つである、請求項1に記載の撮像装置。
- 前記光学系は自由曲面レンズを含む、請求項1または2に記載の撮像装置。
- 前記第1の領域の前記中心の前記位置は、前記水平画角の前記中心から、前記移動体の一部の画像を結像する領域に向かって水平にシフトした前記位置に配置される、請求項1〜3のいずれか一つに記載の撮像装置。
- 前記移動体の前記側方に取り付けられたときに、前記移動体の前記側方及び斜め後方の画像を撮像する、請求項1〜4に記載のいずれか一つに記載の撮像装置。
- 前記移動体は、自動車、鉄道、船舶、航空機、ロボット、ロボットアーム、ドローン、農業用機械、および建設用機械のいずれか一つである、請求項1〜5のいずれか一つに記載の撮像装置。
- 請求項1〜6のいずれか一つに記載の撮像装置と、
前記撮像装置により生成された前記画像データに基づき画像を表示する表示装置と、
を備えた表示システム。 - 請求項1〜6のいずれか一つに記載の撮像装置と、
前記撮像装置により生成された画像データを解析する制御装置と、
を備えた撮像システム。
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