(57)【要約】【課題】  広角レンズを用いても、被写体画像の中心部から周辺部まで、歪みがなくしかも同じ解像度の画像が得られるカメラ装置を提供する。【解決手段】  一定画角を越える広画角で被写体像を入射する広角レンズと、広角レンズ通過後の光を入射して電気信号に変換する撮像部１２と、この撮像部１２で光電変換された電気信号に対して表示装置に撮影像を映し出す信号処理を行うカメラ信号処理手段とを備えたカメラ装置において、撮像部１２は、広角レンズの歪特性に応じた状態で光電変換素子を配置してある。【選択図】  図１
2006217022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの光を入射するレンズと、前記レンズ通過後の光を電気信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段で光電変換された電気信号の信号処理を行うカメラ信号処理手段とを備えたカメラ装置において、
前記撮像手段は、前記レンズの歪特性に合わせて光電変換素子を配置してあるカメラ装置。
【請求項２】
請求項１に記載のカメラ装置と、
前記カメラ装置からの画像情報を入力する入力手段と、
前記画像情報と、文字情報或いは画像情報との重ね合わせを行い、合成画像を画像表示手段に出力する画像合成出力手段と
を備えたカメラ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広い画角で被写体を撮影することができるカメラ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のカメラ装置の一例について、図４及び図５を用いて説明する。
このカメラ装置は、図４に示すように、広角レンズ１０１と、撮像部１０２と、カメラ信号処理回路１０３を備えている。ここで、撮像部１０２は、図５（Ａ）に示すように、光電変換素子を碁盤目状に縦横規則的に正しく配置している。このような構成のカメラ装置により、例えば方眼紙を被写体とした場合、広角レンズ１０１で集光された被写体画像は、図５（Ｂ）のように歪んだ像(αで示す方眼紙の縦横の太い罫線)を結ぶ。そして、この被写体画像は、撮像部１０２により光電変換が行われ、カメラ信号処理回路１０３によって各種信号処理が行われることにより、広い画角で被写体を撮影できるようになっている。
【０００３】
また、この歪(ゆがんだ像)を補正するために、カメラ装置とともに広角歪補正装置を備えたものも提案されている。次に、この広角歪補正装置を備えた画像表示装置の一例について、図６を用いて説明する。
この画像表示装置は、図６に示すように、前述したカメラ装置１００と、ＡＤ変換器等の入力手段２０１と、歪補正処理手段２０２と、画像合成出力手段２０３と、表示装置３００とを備えており、カメラ装置１００からの画像は、入力手段２０１でデジタル画像データに変換された後、歪補正処理手段２０２により広角レンズによる被写体画像の歪が補正される。これにより、人間が見たときと同じ自然な画像に補正され、画像合成出力手段２０３でグラフィック重畳等が行われる。そして、表示装置３００に歪補正された被写体画像が表示される(例えば、特許文献１参照)。
【０００４】
しかしながら、このような画像表示装置では、撮像部として前述のように光電変換素子を碁盤目状に縦横規則的に正しく配置しているため、広角レンズを通して歪んだ被写体画像を光電変換すると、被写体の中心部に対応する光電変換素子の数が周辺部と比較して多くなる。即ち、被写体画像の中心部が最も解像度が高くなる。言い換えれば、中心部から離れるほど被写体に対する光電変換素子が少なくなり、解像度が低くなる画像が得られる、という問題があった。
【０００５】
また、このようなカメラ装置を用いたシステム画像装置として、例えば車載カメラ装置や監視カメラ装置なども提案されている。しかしながら、この車載カメラ装置や監視カメラ装置などでも、通常、広角レンズによる歪んだ被写体画像を人間の目で見たときの像に近い画像に歪補正するための歪補正処理手段を必要とするため、システムコストが高くなるという問題があった。さらに、歪補正処理手段にて歪補正する場合には、被写体画像の周辺部ほど歪みが増大しているので、解像度が低いにもかかわらず、周辺部ほど多くの歪補正が必要となり歪補正のための画素補間処理を施す処理があるという問題もあった。
【特許文献１】特開平１１−１９６３１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、広角レンズを用いても、被写体画像の中心部から周辺部まで歪がなく、しかも同じ解像度となるカメラ装置を提供することを目的とする。また、本発明は、歪補正処理手段を必要とせずに簡単構成で歪のない画像を表示することができ、延いてはコストを低く抑えることのできるカメラ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のカメラ装置は、被写体からの光を入射するレンズと、前記レンズ通過後の光を入射して電気信号に変換する撮像手段と、前記撮像手段で光電変換された電気信号の信号処理を行うカメラ信号処理手段とを備えたカメラ装置において、前記撮像手段は、前記レンズの歪特性に合わせて光電変換素子を配置してある構成を有している。この構成により、被写体画像の中心部も周辺部も同じ解像度となるカメラ装置を提供できる。
【０００８】
また、本発明のカメラ装置は、上記のカメラ装置と、前記カメラ装置からの画像情報を入力する入力手段と、前記画像情報と、文字情報或いは画像情報との重ね合わせを行い、合成画像を画像表示手段に出力する画像合成出力手段とを車体の一部に備えた構成を有している。この構成により、歪補正処理手段を必要としないカメラ装置を提供できる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、被写体画像の中心部も周辺部も同じ解像度となるカメラ装置を提供ができる。また本発明は、歪補正処理手段を必要としない車載カメラ装置及び監視カメラ装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態に係るカメラ装置について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態におけるカメラ装置の概略構成図、図２は図１のカメラ装置における撮像手段である撮像部の光電変換素子の配置図である。本実施形態のカメラ装置１は、広角レンズ１１と、撮像部１２と、カメラ信号処理手段であるカメラ信号処理回路１３などを備えている。
【００１１】
このうち、広角レンズ１１は、一定画角を越える広画角で被写体からの光を入射して撮像部１２に結像させるためのものであり、従来の広角レンズと同様の構成のものが使用されている。一方、撮像部１２は、図２に示すように、広角レンズ１１の光学的歪特性に応じた分布形状に、換言すれば、縦横２方向について固有の曲線(高次関数)で取り囲まれた固有形状のます目のひとつひとつに図示外の光電変換素子（例えば、フォトダイオード）が１個ずつ配置されている。図２から明らかなように、光電変換素子の配列は、広角レンズの歪に合わせてあり、撮像素子の周辺部ほど光電変換素子の密度が高くなっている。これにより、各光電変換素子から得られる画素データを縦横等間隔に並べ直して画像を作成すれば、広角レンズ１１の歪を補正し、歪みがなく、かつ、均一な解像度の画像を得ることができるようになっている。なお、このます目は、撮像部１２の中心部付近にあるます目が正方形またはこれに近い方眼形状を有するとともに、四隅に向かうほど扁平な四角形を有する斜眼形状となっている。また、左右の周辺部に向かうほど横長形状を有するとともに、上下の周辺部に向かうほど縦長形状を有している。また、カメラ信号処理回路１３についても、従来のカメラ信号処理回路と同様に、各種の信号処理、例えば色相調整処理やノイズ除去処理などを行なうようになっており、これによって広い画角が得られるようになっている。
【００１２】
従って、本実施形態によれば、広角レンズ１１で集光された被写体画像は、撮像部１２に像を結ぶ。撮像部１２の光電変換素子は、図２のように広角レンズ１１の光学的歪特性に応じた形でます目のひとつひとつに配置されていることから、被写体画像の中心部と周辺部においても、被写体画像の単位面積あたりの画素数、言い換えれば解像度は変わらない。このような撮像部１２から得られる信号をカメラ信号処理回路１３により各種信号処理を行うことにより、広角カメラシステムの出力としては、広角レンズを用いていながら光学的歪を伴わずに人間の目で見たときと同じ状態で、しかも中心部と周辺部で解像度も変わらない広角な画像を得ることができる。
【００１３】
次に、本発明の実施形態に係るカメラ装置について、図３を用いて説明する。なお、本実施形態において、図１、２と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
図３は、本発明の実施形態に係るカメラ装置の概略構成図であり、カメラ装置１、入力手段２１及び画像合成出力手段２２を備えた画像表示装置２と、表示装置３とを図示外の車体(若しくは建物)の一部に設置している。
【００１４】
カメラ装置１には、図１に示す構成と同一のものが用いられている。一方、入力手段２１は、カメラ装置１のカメラ信号処理回路から出力されるデータをデジタル画像データに変換するものであり、この変換のみで、従来のような歪補正処理手段による歪補正処理を行なわなくても、広角レンズによる被写体画像の歪を人間が見る自然な画像を得る。他方、画像合成出力手段２２は、入力手段２１から出力されるデジタル画像データに基づき、グラフィック重畳等、例えば文字やグラフィックあるいは他の画像等との重ね合わせなどを行なう。また、表示装置３は、画像合成出力手段２２からの出力信号を入力すると、表示画面に合成画像を表示する。
【００１５】
従って、本実施形態によれば、前述したカメラ装置１を用いて撮影された周辺の被写体(カメラ装置１が車載された時は人物、他の車若しくはガードレールなど。カメラ装置１が監視に使われた時には人物や建物等。)の画像が入力手段２１によって取り込まれる。  取り込まれた画像は、画像合成出力手段２２により文字やグラフィックあるいは他の画像等との重ね合わせを行い、表示装置３に合成画像を出力する。この時、カメラ装置１からの被写体画像は、既に広角レンズ１１による歪補正が取り除かれた画像であることから、入力手段２１と画像合成出力手段２２との間において歪補正処理は行わなくともよい。つまり、カメラ装置の出力としては、広角レンズ１１を用いていながら、光学的歪を伴わずに人間の見た目と同じ画像で、しかも中心部と周辺部で解像度が変わらない広角な被写体画像と、目的に応じて文字やグラフィックあるいは他の画像等と重ね合わせた画像とを得ることができる。
【００１６】
このように、本実施形態では、広角レンズ１１の歪特性に応じて、図２のようなます目ごとに光電変換素子を１個ずつ配置した撮像部１２を用いることにより、広角レンズ１１を用いていながら、光学的歪を伴わずに人間の目で見たときと同じ画像で、しかも中心部と周辺部で解像度が変わらない広角な画像を得ることができる。また本実施形態では、このようなカメラ装置１を用いることにより、歪補正処理手段が不要で、システムコストの低減されたカメラ装置を実現できる。
【００１７】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施し得るものである。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明は、広角レンズによる歪を撮像手段にて取り除き被写体画像の歪みをなくすととものに、中心部と周辺部の解像度を均一に保持する効果を有しており、同時に歪補正処理手段を不要とする効果も有しており、カメラ装置やこのカメラ装置を用いた車載カメラ装置及び監視カメラ装置などとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態に係るカメラ装置の主要構成図
【図２】本発明の実施形態に係るカメラ装置に用いる撮像部の光電変換素子の配置を示す説明図
【図３】本発明の実施形態に係るカメラ装置の概略構成図
【図４】従来のカメラ装置を示す概略構成図
【図５】（Ａ）は従来のカメラ装置に用いる撮像部の光電変換素子の配置を示す説明図、（Ｂ）はその撮像部により得られる画像の歪の様子を示す説明図
【図６】従来のカメラ装置の概略構成図
【符号の説明】
【００２０】
１    カメラ装置
１１  広角レンズ
１２  撮像部
１３  カメラ信号処理回路
２    画像表示装置
２１  入力手段
２２  画像合成出力手段
３    表示装置
【図１】
2006217022.tif 000003
【図２】
2006217022.tif 000004
【図３】
2006217022.tif 000005
【図４】
2006217022.tif 000006
【図５】
2006217022.tif 000007
【図６】
2006217022.tif 000008