(57)【要約】  低コストで、ソフト的なキャリブレーションの負荷を小さく出来るステレオカメラを得るために、ステレオカメラ１は、第１のレンズユニット１２Ｒと第１の撮像素子３２Ｒとを有する第１の車載カメラ１１Ｒと、第２のレンズユニット１２Ｌと第２の撮像素子３２Ｌとを有する第２の車載カメラ１１Ｌとを有している。そして、第１の撮像素子３２Ｒは、第１の撮像素子３２Ｒの感度値が記録された第１の感度値記録部３３Ｒを有し、第２の撮像素子３２Ｌは、第２の撮像素子３２Ｌの感度値が記録された第２の感度値記録部３３Ｌを有し、第１の感度値記録部３３Ｒに記録されている第１の撮像素子３２Ｒの感度値と第２の感度値記録部３３Ｌに記録されている第２の撮像素子３２Ｌの感度値との間の感度ばらつき幅が予め設定された基準幅内であることを特徴としている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のレンズユニットと該第１のレンズユニットを介して撮像する第１の撮像素子とを有する第１の車載カメラと、第２のレンズユニットと該第２のレンズユニットを介して撮像する第２の撮像素子とを有する第２の車載カメラとを有するステレオカメラであって、
前記第１の撮像素子は、該第１の撮像素子の感度値が記録された第１の感度値記録部を有し、
前記第２の撮像素子は、該第２の撮像素子の感度値が記録された第２の感度値記録部を有し、
前記第１の感度値記録部に記録されている第１の撮像素子の感度値と前記第２の感度値記録部に記録されている前記第２の撮像素子の感度値との間の感度ばらつき幅が予め設定された基準幅内であることを特徴とするステレオカメラ。
【請求項２】
前記第１のレンズユニットは、該第１のレンズユニットの感度値が記録された第１の光学情報記録部を有し、
前記第２のレンズユニットは、該第２のレンズユニットの感度値が記録された第２の光学情報記録部を有することを特徴とする請求項１に記載のステレオカメラ。
【請求項３】
前記第１の撮像素子と前記第２の撮像素子のうちの感度値が低い方の撮像素子に組み合わされているレンズユニットは、感度値が高い方の撮像素子に組み合わされているレンズユニットよりも、光学情報記録部に記録されている感度値が高いことを特徴とする請求項２に記載のステレオカメラ。
【請求項４】
前記第１のレンズユニットと前記第２のレンズユニットは、互いに異なる絞り値に固定された絞りをそれぞれ有しており、前記第１の撮像素子と前記第２の撮像素子のうちの感度値が低い方の撮像素子に組み合わされているレンズユニットよりも、感度値が高い方の撮像素子に組み合わされているレンズユニットの方が、前記絞りの絞り値が大きいことを特徴とする請求項３に記載のステレオカメラ。
【請求項５】
前記第１の車載カメラと前記第２の車載カメラで所定の光源からの光をそれぞれ受光した場合に、前記第１の撮像素子から出力される第１の信号レベルと、前記第２の撮像素子から出力される第２の信号レベルとの差が予め設定された所定範囲内であることを特徴とする請求項４に記載のステレオカメラ。
【請求項６】
前記第２のレンズユニットの感度値が前記第１のレンズユニットよりも高い場合には、前記第２の撮像素子の感度値が前記第１の撮像素子よりも同じか低いものが組み合わせられ、前記第２のレンズユニットの感度値が前記第１のレンズユニットよりも低い場合には、前記第２の撮像素子の感度値が前記第１の撮像素子より同じか高いものが組み合わせられることを特徴とする請求項２に記載のステレオカメラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両に搭載されるステレオカメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両への画像処理システムの搭載が近年盛んになってきている。画像処理用のステレオカメラは、左右のカメラの感度を互いに合わせることが、性能を確保する上で特に重要となっている。【０００３】
例えば特許文献１には、複数の撮像素子で同じ被写体を撮像する際に、各撮像素子の信号レベルが同等になるように調整する複眼撮像装置の技術が示されている。特許文献１の複眼撮像装置は、モータ部により駆動される感度調整機構（絞り）を有しており、工場出荷後に調整をしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開2010-135984号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車載向けのステレオカメラでは、感度調整機構を設けることによるコストアップの課題があり、また、調整機構の動作（モータ部）により、左右画像の平行化および感度がずれるおそれがあり、視差算出の精度を確保することが困難であるという課題がある。【０００６】
だからといって、左右で、同じ絞り値の絞りを有するレンズと、同じ感度を有する撮像素子とを、選定して使おうとした場合、コストが高いレンズや撮像素子を購入してくるか、ソフト的に複雑なキャリブレーションが必要になる。【０００７】
本発明では、低コストで、ソフト的なキャリブレーションの負荷を小さく出来るステレオカメラ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】
【０００８】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、第１のレンズユニットと該第１のレンズユニットを介して撮像する第１の撮像素子とを有する第１の車載カメラと、第２のレンズユニットと該第２のレンズユニットを介して撮像する第２の撮像素子とを有する第２の車載カメラとを有するステレオカメラであって、前記第１の撮像素子は、該第１の撮像素子の感度値が記録された第１の感度値記録部を有し、前記第２の撮像素子は、該第２の撮像素子の感度値が記録された第２の感度値記録部を有し、前記第１の感度値記録部に記録されている第１の撮像素子の感度値と前記第２の感度値記録部に記録されている前記第２の撮像素子の感度値との間の感度ばらつき幅が予め設定された基準幅内であることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、低コストでソフト的なキャリブレーションの負荷を小さく出来る。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】ステレオカメラの基板の配置状態を説明するための斜視図。
【図２】図１のＡ方向矢視図。
【図３】図１のＢ方向矢視図。
【図４】図１のＣ方向矢視図。
【図５】イメージセンサの感度値記録部に感度値を保存する方法の一例を説明する図。
【図６】レンズユニットの光学情報記録部に光学情報を記録する方法の一例を説明する図。
【図７】イメージセンサとレンズユニットとの組み合わせの選定方法を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明の一実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下、ステレオカメラの構成について説明する際に、左右共通のものについては符号の後のＲ及びＬを省略して説明することがあるが、構成としてはＲ及びＬを付したものと同じものである。
【００１２】
本実施形態のステレオカメラは、車載用のステレオカメラであり、車両のフロントガラスを介して車両前方を撮像するものである。
【００１３】
図１は、ステレオカメラの基板の配置状態を説明するための斜視図、図２は、図１のＡ方向矢視図、図３は、図１のＢ方向矢視図、図４は、図１のＣ方向矢視図である。
【００１４】
ステレオカメラ１は、図４に示すように、左右一対となる２つの車載カメラ１１を有している。ステレオカメラ１は、第１の車載カメラ１１Ｒが車幅方向右側に配置され、第２の車載カメラ１１Ｌが車幅方向左側に配置されている。第１の車載カメラ１１Ｒと第２の車載カメラ１１Ｌは、互いに一体に固定された状態で一つのケース２内に収容されている。第１の車載カメラ１１Ｒは、第１のレンズユニット１２Ｒと第１のレンズユニット１２Ｒを介して撮像する第１のイメージセンサ１３Ｒとを有し、第２の車載カメラ１１Ｌは、第２のレンズユニット１２Ｌと第２のレンズユニット１２Ｌを介して撮像する第２のイメージセンサ１３Ｌとを有している。
【００１５】
第１のレンズユニット１２Ｒは、第１のレンズ２１Ｒと、絞り値が固定された第１の絞り２２Ｒと、これらを収容する第１のレンズ筐体２３Ｒとを有している。同様に、第２のレンズユニット１２Ｌは、第２のレンズ２１Ｌと、絞り値が固定された第２の絞り２２Ｌと、これらを収容する第２のレンズ筐体２３Ｌとを有している。
【００１６】
第１のレンズユニット１２Ｒは、第１のレンズユニット１２Ｒの光学情報が記録された第１の光学情報記録部２４Ｒを有し、第２のレンズユニット１２Ｌは、第２のレンズユニット１２Ｌの光学情報が記録された第２の光学情報記録部２４Ｌを有している。光学情報記録部２４Ｒ、２４Ｌは、レンズユニット１２Ｒ、１２Ｌの筐体２３Ｒ、２３Ｌに設けられており、外部から読み取り可能な構成を有している。光学情報には、レンズユニット１２のピント値、感度値（透過率）、シェーディング等の情報が含まれている。
【００１７】
第１のイメージセンサ１３Ｒと第２のイメージセンサ１３Ｌは、左右に分かれて配置された２枚の撮像基板３１Ｒ、３１Ｌに撮像素子３２Ｒ、３２Ｌがそれぞれ設けられている。第１の撮像素子３２Ｒは、第１の撮像素子３２Ｒの感度値が記録された第１の感度値記録部３３Ｒ（図５の符号３３を参照）を有し、第２の撮像素子３２Ｌは、第２の撮像素子３２Ｌの感度値が記録された第２の感度値記録部３３Ｌ（図５の符号３３を参照）を有している。第１の感度値記録部３３Ｒと第２の感度値記録部３３Ｌは、感度値を読み取り可能に記録することができるものであればよく、例えばＲＡＭや、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等によって構成されている。なお、本実施形態におけるレンズユニット１２の感度値と撮像素子３２の感度値は、いずれも明るさを示す相対値である。
【００１８】
第１のイメージセンサ１３Ｒの撮像基板３１Ｒと第２のイメージセンサ１３Ｌの撮像基板３１Ｌは、それぞれ通信接続部３４Ｒ、３４Ｌを介してメイン基板４１に接続されている。レンズユニット１２Ｒ、１２Ｌを通して第１の撮像素子３２Ｒと第２の撮像素子３２Ｌに取り込まれた外界の情報は、撮像基板３１Ｒ、３１Ｌからそれぞれ通信接続部３４Ｒ、３４Ｌを介してメイン基板４１に送信される。
【００１９】
メイン基板４１は、電源部４２、映像処理部４３、認識処理部４４を有している。映像処理部４３は、撮像基板３１Ｒ、３１Ｌからの信号の光学的な補正を行い、さらにステレオマッチング処理を行うことにより３次元情報（以後、視差画像）を取得する。認識処理部４４では、映像処理部４３で補正された映像や、取得した視差画像を用いて必要な情報の絞込み作業を行う。
【００２０】
図５は、撮像素子の感度値記録部に感度値を保存する方法の一例を説明する図である。
撮像素子３２の感度値記録部３３に感度値を記録する作業は、例えば撮像素子３２の製造メーカで出荷前に行うことができる。具体的には、所定範囲に亘って一様な光量で発光する光源６１を撮像素子３２で撮像し、コンピュータＰＣでその感度値を計測する。そして、計測結果である自身の感度値を感度値記録部３３に記録する。
【００２１】
したがって、ステレオカメラ１の組み立てを行う際に、撮像素子３２と通信することにより感度値を読み出して、ペアを組む一対の撮像素子３２を選定することができる。具体的には、一方の撮像素子３２の感度値と他方の撮像素子３２の感度値との間の感度ばらつき幅を予め設定された基準幅内に収まるように、２つの撮像素子３２を選定する。
【００２２】
このように選定された２つの撮像素子３２を用いたステレオカメラ１は、第１の感度値記録部３３Ｒに記録されている第１の撮像素子３２Ｒの感度値と第２の感度値記録部３３Ｌに記録されている第２の撮像素子３２Ｌの感度値との間の感度ばらつき幅が予め設定された基準幅内となる。すなわち、右側の車載カメラ１１Ｒと左側の車載カメラ１１Ｌで所定の光源６１からの光をそれぞれ受光した場合に、右側の撮像素子３２Ｒから出力される第１の信号レベルと、左側の撮像素子３２Ｌから出力される第２の信号レベルとの差が予め設定された所定範囲内に収まる。したがって、組み立て後に感度を評価する場合と比較して、作業時間のロスの発生がないという利点を有している。
【００２３】
例えば個々の撮像素子３２の感度ばらつき幅が±２０％程度あった場合には、選定を考慮せずに左右を組み合わせると、感度ばらつき幅の上下限値までの組み合わせが考えられ、左右で最大で４０％の感度差が生じる可能性がある。これに対して、本発明では、感度値記録部３３に記録されている感度値に基づいて２つの撮像素子３２をそれぞれ選定して組み合わせることにより、感度ばらつき幅を小さくし、予め設定された基準幅内に収めることが可能となる。例えば、撮像素子３２の感度特性の上下限幅に対して２水準でクラス分けを行う場合には、左右の車載カメラ１１Ｒ、１１Ｌの組み合わせによる感度ばらつき幅は、クラス分け前と比較して５０％以下とすることができる。
【００２４】
図６は、レンズユニットの光学情報記録部に光学情報を記録する方法の一例を説明する図である。
レンズユニット１２の光学情報記録部に光学情報を記録する作業は、例えばレンズユニット１２の製造メーカで出荷前に行うことができる。具体的には、レンズユニット１２を通して予め設定されたチャート５１を撮像設備５２に取り込み、コンピュータＰＣでピント値、感度値、シェーディング等を含む光学情報を取得する。そして、計測結果である自身の光学情報を光学情報記録部２４に記録する。光学情報記録部２４への光学情報の記録は、レーザー５３によってレンズユニット１２の筐体２３に刻印することによって行われる。光学情報の読み取りは、例えば組立作業者や読み取り装置等によって読み取りされる。
【００２５】
したがって、ステレオカメラ１の組み立てを行う際に、光学情報記録部２４から光学情報を読み取り、レンズユニット１２とイメージセンサ１３とを総合した感度値が、左右の車載カメラ１１で一致しかつ目標の感度値となるように、左右のレンズユニット１２をそれぞれ適宜選択することができる。したがって、組み立て後に感度を評価する場合と比較して、作業時間のロスの発生がない。なお、光学情報は、バーコード等に変換して記録することもできる。
【００２６】
次に、イメージセンサとレンズユニットの組み合わせの選定方法の一例について図７を用いて説明する。
【００２７】
ステレオカメラ１では、映像処理部４３において左右の撮像基板３１Ｒ、３１Ｌからの映像の信号強度を合わせることが重要であるが、合わせ方には２通りが存在する。ひとつは、得られた映像情報をデジタル信号処理して信号強度を合わせる方法（１）であり、もうひとつは、撮像素子が出力するまでの光学系全体での透過率や感度値等の感度特性を合わせる方法（２）である。
【００２８】
前者の方法（１）においては、元々の信号レベルが低いステレオカメラがあると、性能はその信号レベルに律速されてしまうので、量産製品としては問題である。そこで、本発明では、後者の方法（２）、すなわち、光学系あるいは撮像素子の感度特性を合わせる方法を選択することにより、性能の優れたステレオマッチング処理を行うことができる。
【００２９】
レンズユニット１２は、光学情報に基づいてＡランク、Ｂランク等にランク分けし、ランク別に設備に配置される。そして、撮像素子３２の感度値記録部３３からコンピュータＰＣで読み取った感度値に基づいて、当該撮像素子３２に適合するレンズユニット１２が選定され、ランク別の設備から取り出されて割り当てられる。
【００３０】
例えば、第２のレンズユニット１２Ｌの感度値が第１のレンズユニット１２Ｒよりも高い場合には、第２の撮像素子３２Ｌの感度値は、第１の撮像素子３２Ｒよりも同じか低いものが組み合わせられる。そして、第２のレンズユニット１２Ｌの感度値が第１のレンズユニット１２Ｒよりも低い場合には、第２の撮像素子３２Ｌの感度値は、第１の撮像素子３２Ｒより同じか高いものが組み合わせられる。したがって、ステレオカメラ１の光学系の感度値や撮像素子３２の感度値をあわせた感度値のばらつきを簡便な仕組みにより吸収することができる。
【００３１】
なお、上述の実施形態では、レンズユニット１２の光学情報は、光学情報記録部２４からの読み取りとしたが、レンズユニット１２の内部に実装している絞り２２の絞り径を調整して意図的にランク付けすることも考えられる。この場合には、ランク分け情報として、絞り径を記載しておけばよいので、レンズユニット１２単体での測定が簡易化されて低コスト化につながる。
【００３２】
また、上述の実施形態では、感度値記録部３３が撮像素子３２に設けられている場合を例に説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、撮像基板３１に設けてもよい。また、感度値記録部３３は、ＲＯＭ等により信号を記録するものに限定されるものではなく、例えば撮像基板３１にバーコード等により表示するものとしてもよい。
【００３３】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１  ステレオカメラ
１１Ｒ  第１の車載カメラ
１１Ｌ  第２の車載カメラ
１２Ｒ  第１のレンズユニット
１２Ｌ  第２のレンズユニット
３２Ｒ  第１の撮像素子
３２Ｌ  第２の撮像素子
３３Ｒ  第１の感度値記録部
３３Ｌ  第２の感度値記録部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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