(57)【要約】【課題】大掛かりな機構部を用いずに、車両の動きやドライバー等の要求に応じた範囲の映像を解像度を低下させずに撮影することができるカメラ装置および撮像システムを提供する。【解決手段】車載カメラシステム１において、広角レンズ２の入射光により形成される画像の範囲より小さい受光部３を、走行センサ部９からの情報およびＧＰＳ部１０の情報と、記憶部６に記憶された地図データ６ｂに基づいて、撮影範囲を決定してその範囲を撮影するように駆動部４が受光部を広角レンズ２に対して平行に移動させる。【選択図】図１
2009219000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体からの光を集光するレンズと、前記レンズ通過後の光を電気信号に変換して画像を取得する撮像手段と、を備えたカメラ装置において、
前記撮像手段を前記レンズに対して移動させる駆動手段を備え、
前記撮像手段が、前記レンズにより集光された光の範囲よりも小さく構成されている
ことを特徴とするカメラ装置。
【請求項２】
前記駆動手段が、前記撮像手段を前記レンズに光が入射する方向に対して平行に移動させることを特徴とする請求項１に記載のカメラ装置。
【請求項３】
前記レンズが、広角レンズで構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のカメラ装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちいずれか一項に記載のカメラ装置と、
前記駆動手段が前記撮像手段を移動させる位置を制御する制御手段と、
前記撮像手段が取得した画像に対して前記撮像手段の位置に応じた歪み補正を行う画像処理手段と、
を備えたことを特徴とする撮像システム。
【請求項５】
移動体の移動に関する情報を取得する移動情報取得手段を備え、
前記制御手段が、前記移動情報取得手段が取得した前記移動体の移動に関する情報に基づいて前記撮像手段を移動させる位置を判断して前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項４に記載の撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被写体を撮影するカメラ装置およびそのカメラ装置を備えた撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、移動体としての車両にカメラ装置を取り付けて、車両の周囲の状況を撮影して車室内のモニタ画面を通してドライバーなどに向けて表示する装置が提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の車載カメラ制御装置では、車両の位置情報と地図情報に応じて撮像範囲を決定し、カメラの撮像画角を制御している。また、特許文献２に記載の車両の運転支援装置では、広角カメラにより取得した画像と鳥瞰画像とを車速に応じて切り替えている。
【特許文献１】特開２００７−２８８４４４号公報
【特許文献２】特開２００８−１３０２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載された車載カメラ制御装置の場合、カメラの画角を変更するために大掛かりな機構部が必要となる。また、カメラ自身を動かすために応答速度も悪くなるといった問題があった。
【０００５】
特許文献２に記載された車両の運転支援装置の場合、広角レンズで得られる広い範囲の画像を受光部で一括して取得するため、取得した画像には運転者が必要としない範囲（例えば、天空等）の画像も含まれてしまい、必要な範囲の画像の解像度が低下するといった問題があった。
【０００６】
そこで、本発明は、例えば大掛かりな機構部を用いずに、車両の動きやドライバー等の要求に応じた範囲の画像を、解像度を低下させずに撮影することができるカメラ装置および撮像システムを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、請求項１に記載のカメラ装置は、被写体からの光を集光するレンズと、前記レンズ通過後の光を電気信号に変換して画像を取得する撮像手段と、を備えたカメラ装置において、前記撮像手段を前記レンズに対して移動させる駆動手段を備え、前記撮像手段が、前記レンズにより集光された光の範囲よりも小さく構成されていることを特徴としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の一実施形態にかかるカメラ装置を説明する。本発明の一実施形態にかかるカメラ装置は、レンズにより集光された光の範囲よりも小さい撮像手段をレンズに対して移動させる駆動手段を備えているので、撮像手段のサイズを小さくすることができるとともに、駆動手段が撮影したい範囲を含む位置に撮像手段を移動させることで、撮影したい範囲のみを解像度を低下させずに撮影することができる。また、撮像手段を移動させるので、カメラ本体を移動するよりも応答速度が速くなる。
【０００９】
また、駆動手段が、撮像手段をレンズに光が入射する方向に対して平行に移動させてもよい。このようにすることにより、撮像手段をレンズが集光する光の範囲を移動自在とさせることができる。
【００１０】
また、レンズが、広角レンズであってもよい。このようにすることにより、広角レンズで広範囲に集光して取得した画像においても必要な範囲のみを撮影することができる。
【００１１】
また、上述したカメラ装置と、駆動手段が撮像手段を移動させる位置を制御する制御手段と、撮像手段が取得した画像に対して撮像手段の位置に応じた歪み補正を行う画像処理手段と、を備えた撮像システムを構成してもよい。このようにすることにより、駆動手段を制御手段により制御して所定の位置に移動させて、撮像手段が取得した画像を、その位置に応じて歪み補正処理を施すことができるので、位置に応じた補正量を設定することができ、どの位置でも歪みの少ない画像を撮影することができる。
【００１２】
また、移動体の移動に関する情報を取得する移動情報取得手段を備え、制御手段が、移動情報取得手段が取得した移動体の移動に関する情報に基づいて撮像手段を移動させる位置を判断して駆動手段を制御してもよい。このようにすることにより、移動体の移動に応じた画像を取得することができる。
【実施例】
【００１３】
本発明の一実施例にかかる撮像システムを図１乃至図３を参照して説明する。本発明の一実施例にかかる撮像システムとしての車載カメラシステム１は図１に示すように、広角レンズ２と、受光部３と、駆動部４と、制御部５と、記憶部６と、画像処理部７と、表示部８と、走行センサ部９と、ＧＰＳ部１０と、操作入力部１１と、を備え、車両の先端部に設置されて車両の主に進行方向の画像を撮像する。
【００１４】
広角レンズ２は、例えば１８０度程度の広い画角の光学特性を持ち広い範囲を撮影することが出来るレンズであり、その画角範囲内の被写体からの光を集光する。
【００１５】
撮像手段としての受光部３は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサなどの撮像素子で構成され、広角レンズ２が集光した範囲よりも受光する部分が小さいサイズであり、広角レンズ２通過後の光を電気信号に変換して画像を取得（撮影）している。また、受光部３は、後述する駆動部４によって図２に示すように広角レンズ２の光が入射する方向に対して平行な方向に移動自在となっている。図２は、広角レンズ２と受光部３と受光部３の移動範囲の関係を示した図である。受光部３は、広角レンズ２が集光した範囲である広角レンズ２に入射した光によって形成される画像範囲Ａをカバーできるように移動自在となっている。
【００１６】
駆動手段としての駆動部４は、受光部３を広角レンズ２の光が入射する方向に対して平行な方向に移動させる。駆動部４は、例えばステッピングモータと回転軸によるテーブル移動や振動モータによる移動やモータと回転軸又は電磁力を用いた駆動手段と位置検出装置によるフィードバック制御などにより実現される。
【００１７】
制御手段としての制御部５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やメモリなどを内蔵したマイクロコンピュータなどで構成され、走行センサ部９からの情報およびＧＰＳ部１０からの情報と、記憶部６に記憶された地図データ６ｂに基づいて撮影範囲を決定して、撮影範囲に応じた受光部３の移動位置座標情報を駆動部４に出力する。なお、制御部５は操作入力部１１によって指定された撮影範囲に応じた移動位置座標情報を出力するようにしてもよい。また、受光部３の移動位置座標情報に応じた画像補正データ６ａを記憶部６から取得し画像処理部７に出力する。
【００１８】
記憶部６は、半導体メモリやハードディスクあるいは光ディスクなどで構成され、後述する画像処理部７で歪み補正処理に使用する画像補正データ６ａと、後述する走行センサ部９やＧＰＳ部１０などから得られた自車位置と照合するための地図データ６ｂと、が記憶されている。ここで、画像補正データ６ａは広角レンズ２に入射した光によって形成される画像範囲Ａにおける座標と補正パラメータを関連付けたデータである。一般的に、広角レンズによる歪みは同心円状に生じ、光学中心からの距離に応じて大きくなっており、補正パラメータはこの歪みを補正するためのパラメータである。なお、補正パラメータは、実験、シミュレーション、経験等に応じて予め定められている。
【００１９】
画像処理手段としての画像処理部７は、受光部３が受光して電気信号に変換して得られた画像を、記憶部６から制御部５を介して入力された画像補正データ６ａに基づいて歪み補正処理を施して表示部８に出力する。また、画像処理部７は、強い光が入射した際の画像の潰れを抑えるための処理として入射光に合ったダイナミックレンジの補正などを行ってもよい。
【００２０】
表示部８は、液晶ディスプレイなどで構成され、画像処理部７が歪み補正処理を施した画像を表示する。
【００２１】
移動情報取得手段としての走行センサ部９は、車両におけるウィンカー、ブレーキ、ハンドル操作等の操作情報、車両の停止、右折、左折等の前後左右の加速度情報などの走行情報、運転者の視線追跡からの視線情報といった車両の移動に関する情報を取得し制御部５に出力する。
【００２２】
移動情報取得手段としてのＧＰＳ部１０は、ＧＰＳ（Global Positioning System）衛星を利用して自車の緯度と経度を算出し制御部５に出力する。
【００２３】
操作入力部１１は、例えばドライバーなどの使用者が本車載カメラシステム１を操作するためのボタン等の入力手段を備えており、ボタン等の操作信号を制御部５に出力する。操作入力部１１は、上述したように手動で撮影範囲を指定するためのボタン等も備えている。
【００２４】
なお、上述した広角レンズ２と、受光部３と、駆動部４と、でカメラ装置２０を構成している。
【００２５】
次に、上述した車載カメラシステム１の撮影範囲の切替動作について図３のフローチャートを参照して説明する。図３に示したフローチャートは制御部５内のメモリに記録されたプログラムによって構成され制御部５内のＣＰＵが実行する。
【００２６】
まず、ステップＳ１において、走行センサ部９からの情報およびＧＰＳ部１０からの情報と、記憶部６に記憶された地図データ６ｂを読み込んでステップＳ２に進む。
【００２７】
次に、ステップＳ２において、ステップＳ１で読み込んだ走行センサ部９からの情報およびＧＰＳ部１０からの情報と、記憶部６に記憶された地図データ６ｂに基づいて、撮影範囲を決定してステップＳ３に進む。撮影範囲は、例えば、交差点付近で停車した場合は左右方向、ある速度以上で直進している場合は前方など、走行センサ部９からの情報に基づいて決定する。あるいは、ＧＰＳ部１０の情報と、地図データ６ｂに基づいて目的地や信号機あるいは標識などを撮影するようにしてもよい。
【００２８】
次に、ステップＳ３において、ステップＳ２で決定した撮影範囲の情報を受光部３を移動させる移動位置座標情報に変換して駆動部４に出力する。受光部３は図２に示したように広角レンズ２に入射した光によって形成される画像範囲Ａを移動するために、その範囲に設定されたＸ方向，Ｙ方向の２次元座標情報を移動位置座標情報として駆動部４が取得して受光部３を移動させる。
【００２９】
次に、ステップＳ４において、画像補正データ６ａのうち、ステップＳ２で決定した撮影範囲に対応する補正パラメータを読み出してステップＳ５に進む。
【００３０】
次に、ステップＳ５において、ステップＳ４で読み出した補正パラメータを画像処理部７に出力してステップＳ１に戻る。
【００３１】
本実施例によれば、車載カメラシステム１において、広角レンズ２の入射光により形成される画像範囲Ａより小さい受光部４を、走行センサ部９からの情報およびＧＰＳ部１０からの情報と、記憶部６に記憶された地図データ６ｂに基づいて、撮影範囲を決定してその範囲を撮影するように駆動部４が受光部３を広角レンズ２に対して平行に移動させるので、撮影したい範囲のみに受光部３の画素を全て使用することができるために解像度を低下させずに必要な範囲を撮影することができる。
【００３２】
また、受光部３を移動させるので、カメラ本体を移動するよりも応答速度が速くなるために車両等の動作に対する追従性が高くなる。さらに、カメラ装置自体を動かして画角を調整するのが困難な位置に取り付けることも可能となる。
【００３３】
また、画像処理部７で、受光部３の位置に応じた補正パラメータで歪み補正処理を行っているので、位置に応じた補正量を設定することができ、どの位置でも歪みの少ない画像を撮影することができる。
【００３４】
なお、上述した実施例では広角レンズ２を用いたが、通常のレンズ（広角レンズよりも画角が狭いレンズ）を用いてもよい。
【００３５】
また、上述した実施例では、車載カメラシステム１として説明したが、例えばセキュリティ用の監視カメラなどに適用することも可能である。例えば、通常は広角レンズ２により形成される画像範囲を順次スキャンするように受光部３を移動させて、赤外線センサなどにより人間等を感知した場合は感知した人間等の動きに合わせて受光部３を移動させるなどとして使用することができる。
【００３６】
また、受光部３を移動させる範囲は、広角レンズ２に入射した光によって形成される画像の範囲よりも広くしてもよい。このようにすると、例えば、非常に強い光が入射した際に、広角レンズ２に入射した光の範囲外に退避させることができるので、シャッターなどの部材の追加が必要なく受光部３を保護することができる。
【００３７】
前述した実施例によれば、以下のカメラ装置が得られる。
【００３８】
（付記）被写体からの光を集光する広角レンズ２と、広角レンズ２通過後の光を電気信号に変換して画像を取得する受光部３と、を備えたカメラ装置２０において、
受光部３を広角レンズ２に対して移動させる駆動部４を備え、
受光部３が、広角レンズ２により集光されて形成された画像範囲Ａよりも小さく構成されている
ことを特徴とするカメラ装置２０。
【００３９】
このカメラ装置２０によれば、受光部３のサイズを小さくすることができるとともに、駆動部４が撮影したい範囲を含む位置に受光部３を移動させることで、撮影したい範囲のみを解像度を低下させずに撮影することができる。また、受光部３を移動させるので、カメラ本体を移動するよりも応答速度が速くなる。
【００４０】
なお、前述した実施例は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、実施例に限定されるものではない。すなわち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施例にかかる車載カメラシステムのブロック図である。
【図２】広角レンズ２と受光部３と受光部３の移動範囲の関係を示した説明図である。
【図３】図１に示された車載カメラシステムの撮影範囲切り替え動作を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００４２】
１        車載カメラシステム（撮像システム）
２        広角レンズ（レンズ）
３        受光部（撮像手段）
４        駆動部（駆動手段）
５        制御部（制御手段）
７        画像処理部（画像処理手段）
９        走行センサ部（移動情報取得手段）
１０      ＧＰＳ部（移動情報取得手段）
２０      カメラ装置
【図１】
2009219000.tif 000003
【図２】
2009219000.tif 000004
【図３】
2009219000.tif 000005