(57)【要約】【課題】設置スペースおよびコストを抑制し、高い画質を確保すること。【解決手段】撮像装置１００は、複数種類の画角を切り替え可能な多焦点レンズを備えたレンズユニット１と、撮影に用いられる画角を示す画角情報に基づいて画角を制御する画角制御部５と、多焦点レンズを通過した光を電気信号に変換する画像センサ２と、電気信号を映像信号に変換する信号処理部３と、画角情報および映像信号を受け取り、画角情報に応じて予め定められたパラメータに基づいて映像信号に対して所定の画像処理を行い、映像データを所定装置へ出力する映像処理部４と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数種類の画角を切り替え可能な多焦点レンズと、
撮影に用いられる画角を示す画角情報を受け取り、該画角情報に基づいて、前記多焦点レンズの画角を制御する画角制御部と、
前記多焦点レンズを通過した光を電気信号に変換する画像センサと、
前記電気信号を映像信号に変換する信号処理部と、
前記画角情報および前記映像信号を受け取り、該画角情報に応じて予め定められたパラメータに基づいて前記映像信号に対して所定の画像処理を行い、該画像処理により得られた映像データを所定装置に出力する映像処理部と、を備える、
撮像装置。
【請求項２】
前記多焦点レンズは、広角と狭角の２種類の画角を切り替え可能な２焦点レンズであり、
前記２焦点レンズは、第１群レンズ、第２群レンズ、および第３群レンズを含み、
前記第１群レンズと前記第３群レンズとの間で移動可能に設けられた前記第２群レンズを、広角での撮影が可能な広角撮影位置、または、狭角での撮影が可能な狭角撮影位置のいずれかに移動させるアクチュエータをさらに備え、
前記画角制御部は、
前記画角情報が広角を示す場合、前記第２群レンズを前記広角撮影位置に移動させるように前記アクチュエータを制御し、
前記画角情報が狭角を示す場合、前記第２群レンズを前記狭角撮影位置に移動させるように前記アクチュエータを制御する、
請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記第２群レンズの移動方向に沿って設けられた永久磁石と、
前記永久磁石に対向するように前記第２群レンズに固定されたコイルと、をさらに備え、
前記アクチュエータは、
前記コイルに対して所定方向の電流を流すことで、前記第２群レンズを前記広角撮影位置に移動させ、
前記コイルに対して前記所定方向とは逆方向の電流を流すことで、前記第２群レンズを前記狭角撮影位置に移動させる、
請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記画像処理は、撮影された画像から所定の領域を切り出す切り出し処理、および、撮影された画像の歪みを補正する歪み補正処理である、
請求項１から３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記映像処理部は、
前記画角情報に基づいて、前記映像データの出力先を決定する、
請求項１から４のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項６】
車両に搭載され、該車両の周辺を撮影する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両には、車両の周辺を撮像する撮像装置（以下、カメラという）が搭載されている。
【０００３】
一般的に、カメラを用いて画角の異なる映像を取得する方法としては、ズームレンズを使う方法（例えば、特許文献１参照）が知られている。しかし、レンズの枚数が増加したり、レンズが大型化したりするため、ズームレンズを備えたカメラは、車両の搭載には不向きである。
【０００４】
車両に搭載されたカメラを用いて画角の異なる映像を取得する技術は、例えば、以下の２つ（以下、それぞれ、第１の従来技術、第２の従来技術という）がある。
【０００５】
第１の従来技術は、車両に広角カメラと狭角カメラを搭載し、それぞれのカメラを用いて広角映像と狭角映像を取得する技術である。
【０００６】
第２の従来技術は、車両に１つの広角カメラを搭載し、その広角カメラで撮影した広角映像から所定範囲を切り出して拡大することで狭角映像を取得する技術である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−４３２４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、第１の従来技術では、２つのカメラを設置するためのスペースが必要となるという問題がある。
【０００９】
また、第２の従来技術では、拡大により得られた狭角映像は、解像度が劣化する。特に、広角画像と狭角画像との画角が２倍以上異なる場合、解像度は大きく劣化する。狭角映像の画質を確保するためには、高画素センサを使うなどの対策が必要となり、コストがかかってしまうという問題がある。
【００１０】
したがって、画角の異なる複数のカメラや、高画素センサなどを設けることなく、高い画質を確保できる技術が望まれる。なお、このような技術は、車両にカメラを搭載する場合に限定されず、設置スペースが限定される場所にカメラを設置する場合にも、望まれる。
【００１１】
本発明の目的は、設置スペースおよびコストを抑制し、高い画質を確保できる撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る撮像装置は、複数種類の画角を切り替え可能な多焦点レンズと、撮影に用いられる画角を示す画角情報を受け取り、該画角情報に基づいて、多焦点レンズの画角を制御する画角制御部と、多焦点レンズを通過した光を電気信号に変換する画像センサと、電気信号を映像信号に変換する信号処理部と、画角情報および映像信号を受け取り、該画角情報に応じて予め定められたパラメータに基づいて映像信号に対して所定の画像処理を行い、該画像処理により得られた映像データを所定装置に出力する映像処理部と、を備える構成を採る。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、設置スペースおよびコストを抑制し、高い画質を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態に係る撮像装置の構成例を示す図
【図２Ａ】本発明の実施の形態に係るレンズユニットにおいて画角が広角に切り替えられた状態を示す図
【図２Ｂ】本発明の実施の形態に係るレンズユニットにおいて画角が狭角に切り替えられた状態を示す図
【図３Ａ】本発明の実施の形態に係る撮像モジュールの正面側の外観を示す斜視図
【図３Ｂ】本発明の実施の形態に係る撮像モジュールの背面側の外観を示す斜視図
【図４Ａ】本発明の実施の形態に係る撮像モジュールを収容した筐体の正面側の外観を示す斜視図
【図４Ｂ】本発明の実施の形態に係る撮像モジュールを収容した筐体の背面側の外観を示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００１６】
＜撮像装置１００の構成＞
まず、本発明の実施の形態に係る撮像装置１００の構成について、図１を用いて説明する。図１は、本実施の形態の撮像装置１００の構成例を示す図である。
【００１７】
撮像装置１００は、車両に搭載され、車両の周辺を撮像する装置である。図１に示すように、撮像装置１００は、レンズユニット１、画像センサ（固定撮像素子）２、信号処理部３、映像処理部４、および画角制御部５を備える。
【００１８】
レンズユニット１は、複数種類の画角を切り替え可能な多焦点レンズを有する。本実施の形態では例として、レンズユニット１が、広角（Ｗｉｄｅ側）と狭角（Ｔｅｌｅ側）の２種類の画角を切り替え可能な２焦点レンズを有するものとする。広角は、例えば水平画角１８０°であり、狭角は、例えば水平画角６０°である。レンズユニット１の構成の詳細については、図２を用いて後述する。
【００１９】
画像センサ２は、レンズユニット１の２焦点レンズ（図２Ａ、図２Ｂに示す第１群レンズ１１、第２群レンズ１２、第３群レンズ１３）を通過した光を電気信号に変換し、その電気信号を信号処理部３へ出力する。画像センサ２としては、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサ、または、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等を用いることができる。
【００２０】
信号処理部３は、画像センサ２から電気信号を受け取り、その電気信号を映像信号に変換し、映像処理部４へ出力する。
【００２１】
映像処理部４は、撮影に用いられる画角を示す画角情報を受け取り、その画角情報に基づいて、画像処理に用いるパラメータを選択する。画像処理は、例えば、撮影された画像から所定の領域を切り出す処理（以下、切り出し処理という）、および、撮影された画像の歪みを補正する処理（以下、歪み補正処理という）である。
【００２２】
ここで、画角情報およびパラメータについて、以下に説明する。
【００２３】
画角情報は、例えば、広角または狭角を示す情報である。画角情報の出力元としては、例えば、スイッチ（図示略）が挙げられる。スイッチは、ユーザ（例えば運転者）が所望の画角を指示する操作を受け付けるデバイスである。スイッチは、ユーザの操作を受け付けると、ユーザの指示内容（広角または狭角）を示す画角情報を出力する。
【００２４】
または、画角情報は、ＥＣＵ（Engine Control UnitまたはElectronic Control Unit。図示略）から出力されてもよい。例えば、ＥＣＵは、シフトレバーがリバースに操作されたことを検出した場合、広角を示す画角情報を出力する。
【００２５】
上述した画角情報は、図１に示すように、映像処理部４だけでなく、後述する画角制御部５にも出力される。
【００２６】
パラメータとしては、広角で撮影された映像に対する画像処理に用いるパラメータ（以下、広角用パラメータという）と、狭角で撮影された映像に対する画像処理に用いるパラメータ（以下、狭角用パラメータという）と、が予め設定されている。
【００２７】
広角用パラメータおよび狭角用パラメータは、例えば、切り出し処理、歪み補正処理等の実行に必要なパラメータであり、撮像装置１００の搭載位置（例えば、地面からの高さ）や角度（例えば、俯角、仰角）に応じて設定される。なお、このようなパラメータは公知であるので、その詳細な説明は省略する。
【００２８】
また、広角用パラメータおよび狭角用パラメータは、映像処理部４自身が記憶していてもよいし、または、記憶装置（図示略）から映像処理部４により読み出されてもよい。
【００２９】
以上、画角情報およびパラメータについて説明した。映像処理部４の説明に戻る。
【００３０】
映像処理部４は、画角情報が広角を示す場合、広角用パラメータを選択する。一方、画角情報が狭角を示す場合、映像処理部４は、狭角用パラメータを選択する。
【００３１】
そして、映像処理部４は、信号処理部３から映像信号を受け取り、選択したパラメータを用いて画像処理を行い、その画像処理により得られた映像データを所定装置（図示略）へ出力する。ここでいう所定装置は、例えば、車両に搭載された、ディスプレイ、電子ミラー、または記憶装置等である。
【００３２】
なお、映像処理部４は、画角情報に基づいて、映像データの出力先を決定してもよい。例えば、画角情報が広角を示す場合、映像処理部４は、映像データをディスプレイに出力し、画角情報が狭角を示す場合、映像処理部４は、映像データを電子ミラーに出力してもよい。
【００３３】
画角制御部５は、画角情報を受け取り、その画角情報に基づいて、レンズユニット１における画角を制御する。具体的には、画角情報が広角を示すかまたは狭角を示すかに応じて、コイル１６（図２Ａ、図２Ｂ参照）に流す電流の方向をアクチュエータ１４（図２Ａ、図２Ｂ参照）に指示する。この詳細については、図２Ａ、図２Ｂを用いて後述する。
【００３４】
以上、本実施の形態の撮像装置１００の構成について説明した。
【００３５】
上述した撮像装置１００は、車両の車室内または車室外の所定箇所に設置される。例えば、撮像装置１００は、車両の天井（屋根）、リアウィンドウ、トランク、ドアミラー、フロントグリルなどに設置され、車両の周辺（車両の前方、側方、後方等）を撮影する。
【００３６】
＜レンズユニット１の構成＞
次に、図１に示したレンズユニット１の構成について、図２Ａ、図２Ｂを用いて説明する。図２Ａ、図２Ｂは、レンズユニット１の構成例を示す図である。また、図２Ａは、レンズユニット１において画角が広角に切り替えられた状態を示し、図２Ｂは、レンズユニット１において画角が狭角に切り替えられた状態を示している。
【００３７】
図２Ａ、図２Ｂに示すように、レンズユニット１は、第１群レンズ１１、第２群レンズ１２、第３群レンズ１３、アクチュエータ１４、永久磁石１５、コイル１６を有する。
【００３８】
光Ｌは、第１群レンズ１１、第２群レンズ１２、第３群レンズ１３の順に通過し、画像センサ２（図１参照）において結像する。
【００３９】
第１群レンズ１１および第３群レンズ１３は、固定されて設けられている。第１群レンズ１１および第２群レンズ１２は、それぞれ、複数のレンズで構成されてもよい。また、第３群レンズ１３は、１枚のレンズで構成されてもよい。
【００４０】
一方、第２群レンズ１２は、第１群レンズ１１と第３群レンズ１３との間を光軸方向に移動可能に設けられている。具体的には、第２群レンズ１２は、図２Ａに示す位置から図２Ｂに示す位置へ移動可能であり、また、図２Ｂに示す位置から図２Ａに示す位置へ移動可能である。
【００４１】
本実施の形態では、図２Ａに示す第２群レンズ１２の位置を「広角撮影位置」といい、図２Ｂに示す第２群レンズ１２の位置を「狭角撮影位置」という。広角撮影位置は、広角での撮影が可能な位置であり、狭角撮影位置は、狭角での撮影が可能な位置である。これらの位置は、光軸調整およびフォーカス調整の実施により予め定められる。
【００４２】
第２群レンズ１２の上部には、コイル１６が固定されている。コイル１６は、永久磁石１５と対向するように設けられている。
【００４３】
コイル１６の上方には、永久磁石１５が設けられている。永久磁石１５は、例えば、図の右側がＮ極であり、図の左側がＳ極であるとする。永久磁石１５は、第２群レンズ１２の移動方向に沿って設けられている。
【００４４】
アクチュエータ１４は、リニアモータアクチュエータであり、コイル１６に電流を流すことで、コイル１６を電磁石として機能させる。このとき、アクチュエータ１４は、画角制御部５に指示された方向の電流をコイル１６に流す。
【００４５】
例えば、画角制御部５は、画角情報が広角を示す場合、第１の方向をアクチュエータ１４に指示する。第１の方向とは、コイル１６の上部がＳ極となり、コイル１６の下部がＮ極となる電流の方向である。
【００４６】
指示を受けたアクチュエータ１４は、コイル１６に対し、第１の方向に電流を流す。これにより、図２Ａに示すように、コイル１６の上部がＳ極となり、コイル１６の下部がＮ極となる。そして、コイル１６の上部（Ｓ極）が永久磁石１５のＮ極に引き寄せられることで、コイル１６および第２群レンズ１２は、図２Ａに示す広角撮影位置へ移動する。
【００４７】
このように第２群レンズ１２が広角撮影位置へ移動することにより、広角での撮影が実現される。この場合、上述したとおり、映像処理部４が、広角用パラメータを用いて例えば切り出し処理および歪み補正処理を行い、その結果得られた映像データを例えばディスプレイに出力する。
【００４８】
一方、例えば、画角制御部５は、画角情報が広角を示す場合、第２の方向をアクチュエータ１４に指示する。第２の方向とは、第１の方向とは逆方向であり、コイル１６の上部がＮ極となり、コイル１６の下部がＳ極となる電流の方向である。
【００４９】
指示を受けたアクチュエータ１４は、コイル１６に対し、第２の方向に電流を流す。これにより、図２Ｂに示すように、コイル１６の上部がＮ極となり、コイル１６の下部がＳ極となる。そして、コイル１６の上部（Ｎ極）が永久磁石１５のＳ極に引き寄せられることで、コイル１６および第２群レンズ１２は、図２Ｂに示す狭角撮影位置へ移動する。このようにして、狭角での撮影が実現される。
【００５０】
このように第２群レンズ１２が狭角撮影位置へ移動することにより、狭角での撮影が実現される。この場合、上述したとおり、映像処理部４が、狭角用パラメータを用いて例えば切り出し処理を行い、その結果得られた映像データを例えば電子ミラーに出力する。
【００５１】
以上、本実施の形態のレンズユニット１の構成について説明した。
【００５２】
＜撮像装置１００の作用効果＞
詳述してきたように、本実施の形態の撮像装置１００は、広角での撮影を実行する場合、第２群レンズ１２を予め定められた広角撮影位置へ移動させて撮影を行い、広角用パラメータを用いて画像処理を行う。また、本実施の形態の撮像装置１００は、狭角での撮影を実行する場合、第２群レンズ１２を予め定められた狭角撮影位置へ移動させて撮影を行い、狭角用パラメータを用いて画像処理を行う。
【００５３】
すなわち、本実施の形態の撮像装置１００は、広角撮影と狭角撮影の両方が可能であるので、車両において、画角の異なる複数の撮像装置を設ける必要がなく、撮像装置の設置スペースを抑制できる。
【００５４】
また、本実施の形態の撮像装置１００は、広角撮影で得られた画像から所定範囲を切り出して拡大するといった処理を行う必要がないため、その処理による解像度の劣化を防ぐための対策（例えば、高画素センサの設置）にかかるコストを抑制できる。
【００５５】
また、本実施の形態の撮像装置１００は、広角で撮影された映像に対しては広角用パラメータを用いて画像処理を行い、狭角で撮影された映像に対しては狭角用パラメータを用いて画像処理を行うため、各映像について高い画質を確保できる。
【００５６】
＜変形例＞
本発明は、上記実施の形態の説明に限定されず、種々の変形が可能である。以下、各変形例について説明する。
【００５７】
例えば、実施の形態では、撮像装置１００が車両搭載用である場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。撮像装置１００は、例えば、車両以外の場所（例えば、設置スペースが限定される場所）に設置されてもよい。
【００５８】
また、例えば、実施の形態では、レンズユニット１が２種類の画角を切り替え可能な構成である場合を例に挙げて説明したが、レンズユニット１は３種類以上の画角を切り替え可能な構成であってもよい。
【００５９】
また、例えば、広角撮影位置および狭角撮影位置を設定するための光軸調整およびフォーカス調整は、スプリングを用いたネジ留めにより行われてもよい。この例について、図３Ａ、図３Ｂを用いて説明する。図３Ａは、撮像モジュール３０の正面側の外観を示す斜視図であり、図３Ｂは、撮像モジュール３０の背面側の外観を示す斜視図である。
【００６０】
撮像モジュール３０は、レンズユニット１、センサ基板１７、およびドライブ基板１８を有する。センサ基板１７には、例えば、画像センサ２、信号処理部３として機能するプロセッサ（図示略）、および、映像処理部４として機能するプロセッサ（図示略）が設けられる。ドライブ基板１８には、例えば、画角制御部５として機能するプロセッサ（図示略）が設けられる。すなわち、撮像モジュール３０は、撮像装置１００の一例と言うことができる。
【００６１】
図３Ａ、図３Ｂに示すように、レンズユニット１の背面側にセンサ基板１７を配置し、そのセンサ基板１７の背面側にドライブ基板１８を配置する。また、図３Ａに示すように、レンズユニット１とセンサ基板１７との間にスプリング１９を配置する。
【００６２】
そして、図３Ｂに示すように、ドライブ基板１８の裏面側から、ネジ２０を、ドライブ基板１８、センサ基板１７、およびスプリング１９に挿通させ、レンズユニット１にネジ留めする。このとき、ネジ留め方向に抗するスプリング１９の弾性力を利用することで、より高精度の光軸調整およびフォーカス調整を行うことができる。そして、各調整が完了したら、スプリング１９全体に接着剤を塗布することで、スプリング１９の弾性力が働かないように固定する。なお、ここでは例として、ネジ２０を用いたが、スペーサとナットを用いてもよい。
【００６３】
また、例えば、図３Ａ、図３Ｂに示した撮像モジュール３０は、筐体に収容されてもよい。この例を図４Ａ、図４Ｂに示す。図４Ａは、内部に撮像モジュール３０を収容した筐体の正面側の外観を示す斜視図であり、図４Ｂは、内部に撮像モジュール３０を収容した筐体の背面側の外観を示す斜視図である。
【００６４】
図４Ａ、図４Ｂに示したフロントケース２１（筐体の一例）とリアケース２２（筐体の一例）の内部には、図３Ａ、図３Ｂに示した撮影モジュール３０が収容される。フロントケース２１とリアケース２２の間には、防水シリコンまたはシール（ともに図示略）等により防水加工を施すことが好ましい。また、フロントケース２１とリアケース２２の内部に、撮像モジュール３０を囲んで保護するシールド部材（図示略）を備えてもよい。
【００６５】
また、図４Ａに示すように、フロントケース２１の前面において、第１群レンズ１１がフロントケース２１から露出している。露出した第１群レンズ１１の周囲には、Ｏリングまたは防水シリコン（ともに図示略）等により防水加工を施すことが好ましい。
【００６６】
また、図４Ａ、図４Ｂに示すように、リアケース２２の背面側にはアングルベース２３が固定的に設けられ、そのアングルベース２３に対してアングル２４がネジ２５により取り付けられてもよい。アングルベース２３は、ネジ２５を回転軸として回動可能に設けられる。また、アングル２４は、車両の車室内または車室外の所定箇所（例えば、車両の天井（屋根）、リアウィンドウ、トランク、ドアミラー、フロントグリルなど）に固定的に設けられる。これにより、仰角および俯角を調整できる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、撮像装置に好適である。
【符号の説明】
【００６８】
１  レンズユニット
２  画像センサ
３  信号処理部
４  映像処理部
５  画角制御部
１１  第１群レンズ
１２  第２群レンズ
１３  第３群レンズ
１４  アクチュエータ
１５  永久磁石
１６  コイル
１７  センサ基板
１８  ドライブ基板
１９  スプリング
２０  ネジ
２１  フロントケース
２２  リアケース
２３  アングルベース
２４  アングル
２５  ネジ
３０  撮影モジュール
１００  撮像装置
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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