(57)【要約】【課題】エリアセンサから得られる画像データの四隅の欠け部のばらつきを目立たなくすることができるエリアセンサの位置調整方法を提供する。【解決手段】撮像装置において結像レンズの出射側には、中心を結像レンズの光軸に合わせてエリアセンサが配置されている。このエリアセンサの位置調整方法は、エリアセンサから得られた画像データ２２の四隅の欠け部２２１〜２２４の水平方向及び垂直方向のずれ量を算出し、このずれ量が０になるようにエリアセンサの位置を調整する。【選択図】図３
2013038620.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結像レンズの出射側に中心を当該結像レンズの光軸に合わせて配置されたエリアセンサの位置調整方法において、
前記エリアセンサから得られる矩形状の画像データの四隅の欠け部の水平方向と垂直方向のずれ量が０になるように前記エリアセンサの位置を調整することを特徴とするエリアセンサの位置調整方法。
【請求項２】
請求項１に記載のエリアセンサの位置調整方法において、
前記画像データの四隅の欠け部の面積を数値化し、左上の欠け部の面積をｓ１、右上の欠け部の面積をｓ２、左下の欠け部の面積をｓ３、右下の欠け部の面積をｓ４とした場合に、下記の式１で算出される前記四隅の欠け部の水平方向のずれ量φｈｏｒ１と下記の式２で算出される前記四隅の欠け部の垂直方向のずれ量φｖｅｒ１とが０になるように前記エリアセンサの位置を調整することを特徴とするエリアセンサの位置調整方法。
φｈｏｒ１＝（ｓ１＋ｓ３）−（ｓ２＋ｓ４）・・・（式１）
φｖｅｒ１＝（ｓ１＋ｓ２）−（ｓ３＋ｓ４）・・・（式２）
【請求項３】
請求項１に記載のエリアセンサの位置調整方法において、
前記画像データの四隅の欠け部の水平方向の長さ及び垂直方向の長さを数値化し、
左上の欠け部の水平方向の長さをｈ１、垂直方向の長さをｐ１、
右上の欠け部の水平方向の長さをｈ２、垂直方向の長さをｐ２、
左下の欠け部の水平方向の長さをｈ３、垂直方向の長さをｐ３、
右下の欠け部の水平方向の長さをｈ４、垂直方向の長さをｐ４とした場合に、
下記の式３で算出される前記四隅の欠け部の水平方向のずれ量φｈｏｒ２と下記の式４で算出される前記四隅の欠け部の垂直方向のずれ量φｖｅｒ２とが０になるように前記エリアセンサの位置を調整することを特徴とするエリアセンサの位置調整方法。
φｈｏｒ２＝（ｈ１＋ｈ３）−（ｈ２＋ｈ４）・・・（式３）
φｖｅｒ２＝（ｐ１＋ｐ２）−（ｐ３＋ｐ４）・・・（式４）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、監視用カメラや車載カメラ等の撮像装置に設けられるエリアセンサの位置調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、結像レンズとエリアセンサを組み合わせた監視用カメラや車載カメラが実用化されてきている。これらに使われる結像レンズは、広い撮像範囲を撮像できる事が好ましく、撮像する範囲を決める画角が広いレンズ（広角レンズ）であることが求められる。
【０００３】
広角レンズでは一般的に射影方式と呼ばれる特性がある。この射影方式には、中心射影、立体射影、等立体角射影、正射影がある。この中で中心射影は撮像物の歪みが少なく、正射影は撮像物の中心部を拡大表示できる特徴があり、用途に応じて選択する。
【０００４】
エリアセンサは結像レンズの出射側に配置される。このエリアセンサは、一般的に、表示するディスプレイに合わせて矩形（正方形または長方形）のものを用いることが多い。また、監視カメラや車載カメラでは、撮像する映像の垂直方向の情報よりも水平方向の情報の方が重要視される事が多い。このため、エリアセンサの長手方向を水平方向とし、広角レンズの画角を水平画角として規定することが既に知られている。
【０００５】
ここで、中心射影のレンズと正射影のレンズとで同一のエリアセンサを用いて同じ水平画角のカメラを構成した場合、垂直画角と対角画角で差が出てくる。例えば、有効領域が３．８４×２．８８（ｍｍ）のエリアセンサを用いて水平画角を６５°とすると、垂直画角は中心投射レンズ＞正射影レンズとなり、対角画角は中心投射レンズ＜正射影レンズとなる。
【０００６】
このときに正射影の対角画角は９０度以上になる。このため、エリアセンサから得られる矩形状の画像データには、結像レンズを固定しているレンズ押さえやカメラの筺体などが映り込んで画像の四隅（対角）が欠けてしまう。いわゆるケラレが発生する。
【０００７】
実際のカメラでは、結像レンズの光軸に対してエリアセンサの中心がずれないように調整されている。これによりレンズ押さえや筺体は光軸に対して点対称に構成されるので、画像データの四隅の欠け部は同時に発生する。
【０００８】
しかし、レンズ押さえや筺体の部品の公差、組付けずれにより、レンズ押さえの中心や筐体の中心とエリアセンサの中心とにずれが生じる。このため、結像レンズによって形成されるイメージサークルの中心とエリアセンサの中心とがずれてしまい、四隅の欠け部が上下左右にばらついて目立つという問題がある。
【０００９】
そこで、上記の問題を解決するためにレンズの外側にレンズ押さえ（プリズム保持枠）を配置し、画像データの四隅に欠け部が生じないようにしている構成が開示されている（特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１では、レンズ押さえを配置する際にレンズ押さえや筺体の部品の公差、組付けずれの全てを考慮しなければならない。そのため、高い配置精度が要求され、配置作業が煩雑となる。そこで作業が煩雑とならないようにするため、欠け部が発生する事を前提として、欠け部のばらつきが目立たなくなるようにしてエリアセンサの位置を調整する方法が要求されている。
【００１１】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、エリアセンサから得られる画像データの四隅の欠け部のばらつきを目立たなくすることができるエリアセンサの位置調整方法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】
【００１２】
本発明者等は、鋭意研究の結果、前記課題を解決するために以下のようなエリアセンサの位置調整方法を採用した。
【００１３】
本発明のエリアセンサの位置調整方法は、
結像レンズの出射側に中心を当該結像レンズの光軸に合わせて配置されたエリアセンサの位置調整方法において、
前記エリアセンサから得られる矩形状の画像データの四隅の欠け部の水平方向と垂直方向のずれ量が０になるように前記エリアセンサの位置を調整することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のエリアセンサの位置調整方法では、画像データの四隅の欠け部の水平方向と垂直方向のずれ量が０になるようにエリアセンサの位置を調整するようにした。これにより、四隅の欠け部は対称に配置される。よって、欠け部のばらつきを目立たなくすることができる。またこれにより、画像データの重要な情報の欠落を最小限に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施の形態の撮像装置と位置ずれ算出装置を示す模式図である。
【図２】同実施の形態のイメージサークルと画像データとの関係を示す概念図である。
【図３】同実施の形態で画像データの四隅に欠け部が発生しているときの模式図である。
【発明を実施するための形態】
【実施例】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を図にしたがって説明する。
【００１７】
図１は本発明の一実施の形態の撮像装置１と位置ずれ算出装置１０１（例えばＰＣ）を示す模式図である。撮像装置１は、一列に配置された複数の結像レンズ（広角レンズ）２〜６と、結像レンズ２〜６の出射側に配置されたエリアセンサ７とを備えている。エリアセンサ７は矩形状に形成されており、中心を結像レンズ２〜６の光軸Ｏに合わせて配置されている。
【００１８】
さらに撮像装置１は、結像レンズ２〜６の出射側にセンサ基板８が配置されている。このセンサ基板８上には前記エリアセンサ７が設けられている。センサ基板８にはハーネス（図示せず）の一端が接続されている。
【００１９】
ハーネスの他端は電源（図示せず）に接続しており、電源からの電力をセンサ基板８を介してエリアセンサ７に供給している。さらにハーネスの他端は、位置ずれ算出装置１０１に接続しており、エリアセンサ７から出力された信号（出力信号）をセンサ基板８を介して位置ずれ算出装置１０１に伝達している。
【００２０】
また、撮像装置１は、結像レンズ２〜６、エリアセンサ７、センサ基板８を覆う筺体９（一部のみ図示）を備えている。この筺体９は、結像レンズ２〜６やエリアセンサ７の位置固定、センサ基板８の防水と保護をしている。結像レンズ２〜６と筺体９との間にはレンズ押さえ１０（一部のみ図示）が配置されている。このレンズ押さえ１０は、結像レンズ２〜６を筺体９に押付けて固定している。
【００２１】
位置ずれ算出装置１０１は前述したようにハーネスの他端に接続しており、本発明のエリアセンサ位置調整方法に使用される。この位置ずれ算出装置１０１は、画像解析手段１０２、画像解析手段１０２に接続したずれ量演算手段１０３、ずれ量演算手段１０３に接続したずれ量表示手段１０４（ディスプレイ等）とを備えている。以下に、位置ずれ算出装置１０１を用いたエリアセンサ位置調整方法について説明する。
【００２２】
撮像対象物からの光（一点鎖線で図示）は結像レンズ２〜６を介してエリアセンサ７で結像される。エリアセンサ７で結像された対象物の像は光電変換されて信号（出力信号）として出力される。エリアセンサ７からの出力信号は、位置ずれ算出装置１０１の画像解析手段１０２に入力される。
【００２３】
画像解析手段１０２では、エリアセンサ７からの出力信号を矩形状の画像データに変換するとともに、画像データの輝度情報から四隅の欠け部の情報を数値化する。数値化された四隅の欠け部は、ずれ量演算手段１０３によりエリアセンサ７の水平方向及び垂直方向のずれ量が算出される。このずれ量はずれ量表示手段１０４により表示されて使用者に認識される。使用者は、ずれ量表示手段１０４で表示された四隅の欠け部のずれ量が０になるようにエリアセンサ７の位置を光軸Ｏに対して垂直な面内で調整する。
【００２４】
ここで、図２を用いて、結像レンズ２〜６によって形成されるイメージサークル２１とエリアセンサ７から得られる画像データ２２との関係について説明する。
【００２５】
図２の（ａ）に示すように中心投射の場合は、イメージサークル２１が画像データ２２よりも大きくなるので画像データ２２に欠け部は生じない。ところが、図２の（ｂ）に示すように正射影の場合は、同じエリアセンサ７を用いて水平画角が同じレンズを用いた場合、画像データ２２の四隅に欠け部（黒色の領域）が生じる。
【００２６】
具体的に説明すると、結像レンズ２〜６の光軸Ｏとエリアセンサ７の中心とが合うようにエリアセンサ７を調整した場合、レンズ押さえ１０や筺体９の公差、組付けずれによってイメージサークル２１の中心位置（レンズ押え１０や筺体９の中心位置）がエリアセンサ７の中心位置に対してずれる。これにより欠け部が非対称に発生してしまい、欠け部が目立つだけでなく、重要な情報が欠落してしまうことがある。
【００２７】
本実施の形態では、イメージサークル２１の中心とエリアセンサ７の中心とのずれを定量化し、つまり四隅の欠け部の水平方向及び垂直方向のずれ量を算出し、図２の（ｃ）に示すように欠け部のばらつきが均等になるように画像データ２２の位置（エリアセンサ７の位置）を調整する。
【００２８】
四隅の欠け部の水平方向及び垂直方向のずれ量の算出方法は、例えば次の２つの方法が挙げられる。
（１）四隅の欠け部の面積からずれ量を算出する方法。
（２）四隅の欠け部の水平方向の長さ及び垂直方向の長さからずれ量を算出する方法。
各方法について以下に図３を用いて具体的に説明する。
【００２９】
（１）四隅の欠け部の面積からずれ量を算出する方法。
この方法では、四隅の欠け部２２１〜２２４の面積を数値化し、左上の欠け部２２１の面積をｓ１、右上の欠け部２２２の面積をｓ２、左下の欠け部２２３の面積をｓ３、右下の欠け部２２４の面積をｓ４とする。
【００３０】
この場合に四隅の欠け部２２１〜２２４の水平方向のずれ量φｈｏｒ１は下記の式（１）から算出する。また、四隅の欠け部２２１〜２２４の垂直方向のずれ量φｖｅｒ１は下記の式（２）から算出する。
φｈｏｒ１＝（ｓ１＋ｓ３）−（ｓ２＋ｓ４）・・・（式１）
φｖｅｒ１＝（ｓ１＋ｓ２）−（ｓ３＋ｓ４）・・・（式２）
【００３１】
式（１）において左側の欠け部２２１、２２３の面積ｓ１、ｓ３が大きい場合は、水平方向のずれ量φｈｏｒ１が０よりも大きくなる。また、右側の欠け部２２２、２２４の面積ｓ２、ｓ４が大きい場合は、水平方向のずれ量φｈｏｒ１が０よりも小さくなる。このため、欠け部２２１〜２２４のばらつきが目立つことになる。
【００３２】
式（２）において上側の欠け部２２１、２２２の面積ｓ１、ｓ２が大きい場合は、垂直方向のずれ量φｖｅｒ１が０よりも大きくなる。また、下側の欠け部２２３、２２４の面積ｓ３、ｓ４が大きい場合は、垂直方向のずれ量φｖｅｒ１が０よりも小さくなる。このため、欠け部２２１〜２２４のばらつきが目立つことになる。
【００３３】
したがって水平方向のずれ量φｈｏｒ１と垂直方向のずれ量φｖｅｒ１とが０になるように画像データ２２の位置（エリアセンサ７の位置）を調整すれば四隅の欠け部２２１〜２２４の面積ｓ１〜ｓ４は等しくなり、対称に配置される。よって、本実施の形態のエリアセンサ７の位置調整方法は、エリアセンサ７から得られる画像データ２２の四隅の欠け部２２１〜２２４のばらつきを目立たなくすることができる。またこれにより、画像データ２２の重要な情報の欠落を最小限に抑えることができる。
【００３４】
（２）四隅の欠け部の水平方向の長さ及び垂直方向の長さからずれ量を算出する方法。
図３に示すように各欠け部２２１〜２２４の形状は直角三角形に近似している。このことから、各欠け部２２１〜２２４の短い２辺の長さ（水平方向の長さ及び垂直方向の長さ）を数値化してずれ量を算出する。
【００３５】
具体的に説明すると、左上の欠け部２２１の水平方向の長さをｈ１、垂直方向の長さをｐ１、右上の欠け部２２２の水平方向の長さをｈ２、垂直方向の長さをｐ２、左下の欠け部２２３の水平方向の長さをｈ３、垂直方向の長さをｐ３、右下の欠け部２２４の水平方向の長さをｈ４、垂直方向の長さをｐ４とする。
【００３６】
この場合に四隅の欠け部２２１〜２２４の水平方向のずれ量φｈｏｒ２は下記の式（３）から算出する。また、四隅の欠け部２２１〜２２４の垂直方向のずれ量φｖｅｒ２は下記の式（４）から算出する。
φｈｏｒ２＝（ｈ１＋ｈ３）−（ｈ２＋ｈ４）・・・（式３）
φｖｅｒ２＝（ｐ１＋ｐ２）−（ｐ３＋ｐ４）・・・（式４）
【００３７】
式（３）において左側の欠け部２２１、２２３の水平方向の長さｈ１、ｈ３が大きい場合は、水平方向のずれ量φｈｏｒ２が０よりも大きくなる。また、右側の欠け部２２２、２２４の水平方向の長さｈ２、ｈ４が大きい場合は、水平方向のずれ量φｈｏｒ２が０よりも小さくなる。このため、欠け部２２１〜２２４のばらつきが目立つことになる。
【００３８】
式（４）において上側の欠け部２２１、２２２の垂直方向の長さｐ１、ｐ２が大きい場合には垂直方向のずれ量φｖｅｒ２が０よりも大きくなる。また、下側の欠け部２２３、２２４の垂直方向の長さｐ３、ｐ４が大きい場合には垂直方向のずれ量φｖｅｒ２が０よりも小さくなる。このため、欠け部２２１〜２２４のばらつきが目立つことになる。
【００３９】
したがって、水平方向のずれ量φｈｏｒ２と垂直方向のずれ量φｖｅｒ２とが０になるように画像データ２２の位置（エリアセンサ７の位置）を調整すれば、四隅の欠け部２２１〜２２４の水平方向の長さｈ１〜ｈ４と垂直方向の長さｐ１〜ｐ４は等しくなり、四隅の欠け部２２１〜２２４は対称に配置される。よって、本実施の形態のエリアセンサ７の位置調整方法は、エリアセンサ７から得られる画像データ２２の四隅の欠け部２２１〜２２４のばらつきを目立たなくすることができ、重要な情報の欠落を最小限に抑えることができる。
【００４０】
以上、本発明に係る実施例を例示したが、この実施例は本発明の内容を限定するものではない。また、本発明の請求項の範囲を逸脱しない範囲であれば、各種の変更等は可能である。
【符号の説明】
【００４１】
２〜６    結像レンズ
７    エリアセンサ
２２    画像データ
２２１〜２２４    画像データの四隅の欠け部
ｓ１〜ｓ４    四隅の欠け部の面積
ｈ１〜ｈ４    四隅の欠け部の水平方向の長さ
ｐ１〜ｐ４    四隅の欠け部の垂直方向の長さ
φｈｏｒ１    四隅の欠け部の水平方向のずれ量
φｖｅｒ１    四隅の欠け部の垂直方向のずれ量
φｈｏｒ２    四隅の欠け部の水平方向のずれ量
φｖｅｒ２    四隅の欠け部の垂直方向のずれ量
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４２】
【特許文献１】特開２００９−１８０８０５号公報
【図１】
2013038620.tif 000003
【図２】
2013038620.tif 000004
【図３】
2013038620.tif 000005