(57)【要約】【課題】  魚眼カメラの撮像素子で検知された受像画像の一部を拡大して表示画面に表示する際に、自動車の車外の景色を歪みが少ない状態で取り出して表示画面に表示できるようにした撮像装置を提供する。【解決手段】  魚眼カメラででは、魚眼レンズの光軸を、撮像素子１３の検知領域の中心Ｏａよりも下向きにずらす。その結果、撮像素子１３の中央部に自動車の車体の側方の地面２４の情報を広い範囲で取得できる。そのために、魚眼レンズの光軸を、地面に向けて水平面に対して大きな角度で傾斜させる必要がなくなる。そのため、撮像素子１３で検知された受像画像２０の一部の区画（ａ）（ｂ）から画像を切り出して表示画像を生成する際に、前記区画（ａ）（ｂ）が大きく歪むのを防止できる。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズと、前記レンズで集光された光を検知する撮像素子と、前記撮像素子で検知された受像信号に基づいて表示画面に画像を表示させるための画像データを生成する画像処理部と、が設けられた撮像装置において、
前記レンズの光軸が、前記撮像素子の検知領域の中心から位置ずれした状態で、前記レンズと前記撮像素子とが組み合わされていることを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記レンズと前記撮像素子とが組み合わされたカメラが自動車の車体に取り付けられており、前記レンズの光軸が、前記撮像素子の検知領域の中心よりも地面の方向へ位置ずれしている請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記レンズの光軸の地面方向へ向く傾き角度が水平面に対して、０度以上で４５度未満である請求項１または２記載の撮像装置。
【請求項４】
前記撮像素子で検知された受像画像のうちの光軸から水平方向にずれた側方区画が拡大されて前記表示画面に表示画像として表示される請求項２または３記載の撮像装置。
【請求項５】
前記レンズの光軸が車体の側方に向けられており、前記撮像素子で検知された受像画像のうちの光軸よりも地面側へずれた区画が拡大されて、前記表示画面に表示画像として車両の側方の地面が表示される請求項２または３記載の撮像装置。
【請求項６】
前記レンズが、魚眼レンズまたは広角レンズである請求項１ないし５のいずれかに記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、魚眼レンズや光学レンズなどのレンズで集光された光を撮像素子で検知し、撮像素子で検知された受像画像の一部を表示画面に表示させることができる撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
魚眼レンズや広角レンズと撮像素子とを備えたカメラを使用して、外部の景色を撮影し、その画像を表示装置に表示する撮像装置は、車載用などとして使用されている。車載用の撮像装置では、前記カメラが車体に取り付けられて、車体の外部の広い範囲の景色が前記カメラで撮影される。ただし、魚眼レンズや広角レンズを使用したカメラに設けられた撮像素子に検知される受像画像は、レンズの光軸から画角が広がるにしたがって、画像の歪みが大きくなる。
【０００３】
そこで、以下の特許文献１には、この種のカメラで検知された受像画像に対して、歪曲収差の演算を行って画像の歪みを修正する発明が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２に記載されている表示システムは、湾曲画像の歪みを矯正する変換テーブルを設定しておき、魚眼レンズなどを使用したカメラで検知された湾曲画像を、前記変換テーブルを用いて表示用データに変換するというものである。
【０００５】
以下の特許文献３に記載には、予め表示領域に対応したマッチングテーブルを用意し、複数のカメラで検知した受像画像の画素を、マッピングテーブルの予め決められた座標位置に対応させて表示する発明が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−３２４３８６号公報
【特許文献２】特開２００４−４０４１１号公報
【特許文献３】特許第３３００３３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の魚眼レンズなどを使用したカメラは、レンズの光軸と、撮像素子の検知領域の中心とがほぼ一致するように組み立てられている。そのため、自動車の車体に対して、レンズの光軸が水平に向くようにカメラが取り付けられると、撮像素子の下方の広い部分に空や遠方の景色が結像される。しかし、自動車に搭載する撮像装置は、自車の直近の状況や後方の情報を得るのを主な目的としているため、撮像素子で検知されている受像画像のほとんどの部分が不要になり、カメラで得た受像画像の利用効率が悪くなる。例えば、車体の側方の直近の情報を使用したくても、撮像素子で検知されている画像のみでは、側方の情報量が少なすぎて側方の情報量を明確に表示することが困難になる。
【０００７】
そこで、車体に対して、レンズの光軸が地面に向けて下向きの傾き角度を有するようにカメラを取り付けることも考えられる。この場合、車体の側方の直近の情報を正確に把握するためには、レンズの光軸を水平面に対して４５度程度地面に向けて下向きに設定することが必要である。
【０００８】
しかし、魚眼レンズや広角レンズの光軸を地面に向けて下向きに大きく傾けて設置すると、撮像素子で検知される受像画像は水平線が大きな曲率で湾曲するように歪んだものとなる。そのため、例えば車両の斜め後方の部分をフェンダーミラーを肉眼で見たときの射影と同様な状態で表示画面に表示しようとすると、撮像素子で検知された受像画像の一部を、大きく湾曲した領域で切り出して画像処理することが必要になり、画像処理が非常に難しくなる。
【０００９】
また、車体の側方やフェンダーミラーの枠体などにカメラを取り付ける際に、凸形状の魚眼レンズや広角レンズの光軸を斜め下向きに取り付けるのは、車体の外観上好ましくはない。また、車体内でカメラを斜めの向きに取り付けようとすると、取付け角度の誤差が大きくなり、撮像素子で所望の画像を正確に検知できないことも生じやすい。
【００１０】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであり、カメラで検知した受像画像の一部を効率良く利用して表示画面に表示することができる撮像装置を提供することを目的としている。
【００１１】
また、本発明は、自動車の車体にカメラをその光軸を大きく傾かせて設置しなくても、車体の側方の直近の情報や、後方の情報などを精度良く表示できる撮像装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、レンズと、前記レンズで集光された光を検知する撮像素子と、前記撮像素子で検知された受像信号に基づいて表示画面に画像を表示させるための画像データを生成する画像処理部と、が設けられた撮像装置において、
前記レンズの光軸が、前記撮像素子の検知領域の中心から位置ずれした状態で、前記レンズと前記撮像素子とが組み合わされていることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の撮像装置では、魚眼レンズや広角レンズなどのレンズの光軸と撮像素子の検知領域の中心とが位置ずれしているため、得ようとする情報の多い側へ魚眼レンズの光軸をずらすことによって、必要とする情報を表示画面に明瞭に表示することが可能である。
【００１４】
また本発明は、前記レンズと前記撮像素子とが組み合わされたカメラが自動車の車体に取り付けられており、前記レンズの光軸が、前記撮像素子の検知領域の中心よりも地面の方向へ位置ずれしているものである。
【００１５】
上記構成の撮像装置では、レンズまたはレンズを搭載したカメラを車体に対して大きく傾けて取り付けなくても、車体の直近の地面側の情報を多く得ることができる。
【００１６】
例えば、本発明は、前記レンズの光軸の地面方向へ向く傾き角度が水平面に対して、０度以上で４５度未満である。
【００１７】
レンズの光軸やカメラを大きく傾けて取り付ける必要が無いため、車体の外観を損なうことがなく、また車体へのカメラの取付けなども容易である。
【００１８】
例えば、本発明は、前記撮像素子で検知された受像画像のうちの光軸から水平方向にずれた側方区画が拡大されて前記表示画面に表示画像として表示されるものとして構成できる。
【００１９】
この場合に、撮像素子で検知された受像画像のうちの側方区画が大きく湾曲しないために、側方区画の切り出しとその画像処理が容易である。
【００２０】
また、本発明は、前記魚眼レンズの光軸が車体の側方に向けられており、前記撮像素子で検知された受像画像のうちの光軸よりも地面側へずれた区画が拡大されて、前記表示画面に表示画像として車両の側方の地面が表示されるものとして構成できる。
【００２１】
この場合に、車両の側方の直近の領域の情報を明瞭に表示することができる。
本発明は、前記レンズが、魚眼レンズまたは広角レンズである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明の撮像装置は、魚眼レンズや広角レンズなどを備えたカメラの光軸を撮像素子の検知領域の中心からずらすことにより、ずらした方向の空間内に有る多くの情報を撮像素子に明確に表示することができる。よって、魚眼レンズや広角レンズを車体に設置したときに、車体の周囲の情報を効果的に得ることができ、表示画像データを得るための画像処理も容易である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
図１は本発明の実施の形態の撮像装置のブロック図である。
撮像装置１０は魚眼カメラ１１を有している。魚眼カメラ１１は例えば自動車１の車体に取り付けられる。図１の実施の形態では、魚眼カメラ１１が自動車１のフェンダーミラー２に取り付けられており、その光軸は、前輪３と後輪４との間に位置している。また前記光軸は、図１の紙面の手前方向に向けられ、自動車１の車体の側方の画像を受像できるようになっている。
【００２４】
図２（Ａ）に示すように、魚眼カメラ１１は、魚眼レンズ１２と、魚眼レンズ１２で集光された光を検知する複数の検知点を有する撮像素子１３とを有している。撮像素子１３は、ＣＣＤまたはＣＭＯＳである。
【００２５】
図１に示すように、撮像素子１３の各検知点で検知された受像信号（輝度信号）は、画像検出部１４でディジタル値に変換されて画像処理部１５に与えられる。画像処理部１５には記憶手段としてメモリ１６が併設され、画像処理部１５とメモリ１６は、制御部１７により制御される。画像処理部１５は、画像検出部１４から送られたディジタル値の画像信号の演算処理を行うことができる。制御部１７は、ＣＰＵを主体とするものであり、前記画像処理部１５を制御するとともに、表示ドライバ１８を制御することが可能である。画像処理部１５で処理されて得られた画像データは、表示ドライバ１８に送られ、車内に設けられた液晶表示パネルなどの表示パネル１９に画像が表示される。
【００２６】
図４には、直交軸であるＸ軸とＹ軸を含む平面Ｈと、Ｘ軸とＹ軸との交点を起点として平面Ｈに垂直に延びるＺ軸を示している。平面Ｈを撮像素子の撮像面とし、平面の前方に位置するＡ１を撮像素子に映し出すべき空間点としたときに、この空間点Ａ１のＺ軸に対する天頂角はθｉであり、Ｘ軸を基準としたときの空間点Ａ１の方位角はΦ１である。
【００２７】
魚眼レンズの一般的なモデルは、等距離射影であり、像高をｒａとし焦点距離をｆとしたときに、ｒａ＝ｆ・θｉである。その他のモデルとして、等立体角射影は、ｒａ＝２ｆ・ｓｉｎ（θｉ／２）であり、正射影は、ｒａ＝ｆ・ｓｉｎθｉである。これら種々のタイプの魚眼レンズを１つのモデル式で表現すると、像高ｒａをｒ（θｉ）として、次のように表すことができる。
ｒ（θｉ）＝ｋ１θｉ＋ｋ２θｉ３＋ｋ３θｉ５＋ｋ４θｉ７＋・・・・・
【００２８】
この実施の形態では高次の項を省略して、以下の式が魚眼レンズのモデル式である多項式として使用されて、この多項式がメモリ１６内に記憶されている。
ｒ（θｉ）＝ｋ１θｉ＋ｋ２θｉ３
【００２９】
図３は、ピンホールや収差のない理論的な凸レンズなどを使用した射影モデルである中心射影を示している。中心射影では、像高ｒと焦点距離ｆとの関係は以下の通りである。
ｒ＝ｆ・ｔａｎθ
【００３０】
図３に示す中心射影のモデルでは、歪みのない画像を撮像できるが、限られた面積の撮像素子に対して投影できる画角は狭い。これに対し、図２（Ａ）に示す魚眼レンズ１２を使用した魚眼カメラ１１では、撮像素子１３の限られた検知領域に、広角の画像を結像させることができ、その画角はほぼ１８０度である。ただし、魚眼カメラ１１の撮像素子１３に結像する受像画像は、画角が広がるにしたがって画像の歪みが大きくなる。
【００３１】
図２（Ａ）に実線で示すように、本発明の実施の形態の魚眼カメラ１１では、魚眼レンズ１２の光軸Ｏ２と、撮像素子１３の中心Ｏａ、すなわち撮像素子１３の検知領域の中心とが位置ずれしている。魚眼レンズ１２の光軸Ｏ２は、撮像素子１３の中心Ｏａに対して、下方向（地面の方向）へ距離δだけ位置ずれしている。位置ずれ距離δは、魚眼レンズ１２の有効径の１／４以上で１／２以下程度であり、実施の形態では、位置ずれ距離δは、魚眼レンズ１２の有効径のほぼ１／３である。
【００３２】
自動車１に魚眼カメラ１１が取り付けられたときに、光軸Ｏ２は、水平面と平行、または地面に向けて水平面よりもやや斜め下向きに傾けられている。水平面に対する光軸Ｏ２の斜め下向きの傾き角度は０度以上で４５度未満である。魚眼レンズ１２の光軸Ｏ２を撮像素子１３の中心Ｏａよりも地面側にずらしているため、光軸Ｏ２の傾き角度が小さくても、自動車１の直近の地面の情報を取得しやすくなっている。そのため、前記傾き角度は３０度以下または２０度以下でも良く、実施の形態では光軸Ｏ２の水平面に対する下向きの傾き角度は１５度である。
【００３３】
図５は、魚眼カメラ１１で撮像したときに撮像素子１３に結像している受像画像２０を示している。実際には撮像素子１３に結像する受像画像２０は光軸に対して点対称であり、天地が逆さまで左右も逆に結像する。しかし、図５では、説明の都合上、結像画像を上下逆向きとし、すなわち画像を１８０度回転させて、地面の映像が図面上で下側へ来るように示している。よって、図５においては、図面での上側が空間での下側領域であり、図面での下側が空間での上側領域である。
【００３４】
図５に示す受像画像２０には、自動車１の車体の一部分２１と、前輪２２と後輪２３が写され、さらに自動車の側方に位置する地面２４の一部が写されている。また、地面２４と建物２６との境界線２４ａがやや湾曲して写されている。地面２４には、直線で格子状に記された白線表示２５が印されているが、この白線表示２５も湾曲して写されている。さらに、自動車１の車体から離れた位置に、建物２６、樹木２７、および他の自動車２８，２９，３０がそれぞれ湾曲して映し出されている。
【００３５】
図２（Ａ）に示すように、魚眼レンズ１２の光軸Ｏ２が、撮像素子１３の中心Ｏａよりも地面側（空間での下側）に位置ずれしているため、図５に示すように、撮像素子１３では、その中心Ｏａ付近に、魚眼レンズ１２で結像される景色のうちの地面側に寄った部分が映し出され、空の景色は撮像素子１３の中心Ｏａから大きく離れ、空の景色の一部は、撮像素子１３の検知領域から外れている。
【００３６】
図５に示す受像画像２０では、自動車１の左斜め後方の領域、すなわち光軸Ｏ２および撮像素子１３の中心Ｏａよりも水平方向の後方へずれた領域に、側方区画（ａ）が設定されている。画像処理部１５では、側方区画（ａ）の画像が切り出され、拡大処理されて、図６に示すように、表示パネル１９の表示画面１９ａに表示画像２０Ａとして映し出される。表示画面１９ａに、図６に示す表示画像２０Ａを表示することで、自動車の運転者は、自動車１の左側のフェンダーミラーを肉眼で見たときと同等の景色の射影を画面上で確認できる。
【００３７】
また、図５に示す受像画像２０では、地面側に寄った領域である台形の空間下方区画（ｂ）が設定されている。画像処理部１５では、空間下方区画（ｂ）の画像が切り出され、拡大処理されて、図７に示すように、表示パネル１９の表示画面１９ａに表示画像２０Ｂとして映し出される。この表示画像２０Ｂでは、車体の一部分２１と前輪２２および後輪２３のすぐ側方の地面の状態を表示することができる。なお、図７において、車体の一部分２１と前輪２２および後輪２３の部分に、予め作成された車体および車輪の形状のイラスト画像を貼り付けて表示してもよい。
【００３８】
表示パネル１９の表示画面１９ａの表示内容は、車室内のいずれかの操作スイッチなどで切換え可能であり、必要に応じて、図６（Ａ）に示す表示画像２０Ａと、図６（Ｂ）に示す表示画像２０Ｂとが切換えて表示される。あるいは、同じ画面上に、前記表示画像２０Ａと前記表示画像２０Ｂとを並べて表示してもよい。
【００３９】
図２（Ａ）に示すように、魚眼レンズ１２の光軸Ｏ２を撮像素子１３の中心Ｏａから地面側へずらした結果、光軸Ｏ２を下向きに大きな角度で傾斜させなくても、図５に示すように、撮像素子１３の検知領域の中央部分に車体の側方に位置する地面２４の情報を広く取得することができる。よって、撮像素子１３の中央部に比較的広い面積の空間下方区画（ｂ）を確保することで、図７に示すように、車体の側方の直近の地面２４の状態を写した表示画像２０Ｂを、鮮明に生成することができる。
【００４０】
光軸Ｏ２の水平面に対する地面方向への下向きの傾斜角度を小さくでき、実施の形態では１５度程度に設定しているために、地面２４および白線表示２５、さらに他の自動車２８，２９，３０などの画像の歪みが小さくなる。そのため、側方区画（ａ）を、大きく湾曲して設定する必要はなく、台形をやや歪めた程度の側方区画（ａ）を設定することで、図６に示すように、左後方の自動車２８，２９などを含む表示画像２０Ａを容易に且つ鮮明に生成することができる。
【００４１】
図８は、本発明の実施の形態の特徴を明らかにするための比較例の受像画像１２０を示している。この比較例の受像画像も、実際の受像状態に対して上下逆で、すなわち１８０度回転させた状態で示している。
【００４２】
比較例の魚眼カメラは、図２（Ａ）において破線で示すように、魚眼レンズ１２の光軸Ｏ１が撮像素子１３の中心Ｏａと一致している。そのため、光軸Ｏ１を水平に配置すると、自動車の外部の景色のうちの地面側の情報が、撮像素子１３の図８に示す下側の部分（実際の画像では上側の部分）に集中することになり、自動車の側方の直近の画像情報量が少なくなって、図７に示すような表示画像２０Ｂを鮮明に表示できなくなる。そのため、図８の比較例では、魚眼レンズ１２の光軸Ｏ１を、水平面よりも地面側に向けて下向きに４５度の角度で傾斜させて、自動車の側方の地面の情報の取得量を多くすることが必要である。そのため、図６に示すような斜め後方の景色の表示画像を作成しようとすると、図８において（ｃ）で示すように、大きな曲率で湾曲した区画（ｃ）から画像情報を切り出すことが必要になり、大きく湾曲した区画（ｃ）の画像を取り出すための画像処理が煩雑になる。さらに、図８に示すような湾曲した画像を図６に示すように、表示画面１９ａ上で平面的に展開させて表示するには、複雑な演算が必要になる。
【００４３】
これに対し、実施の形態の撮像装置１０では、魚眼レンズ１２の光軸Ｏ２を、撮像素子１３の中心Ｏａよりも地面側へずらしたため、撮像素子１３の中央の領域に、車両の側方の地面や他の自動車などの情報を結像させることができ、自動車の近くの外部画像を生成しやすくなる。また、光軸を地面に向けて下向きに大きく傾かせる必要がないため、側方区画（ａ）などを湾曲度の小さい領域の情報として切り出すことができる。
【００４４】
次に、図５に示す受像画像の側方区画（ａ）や空間下方区画（ｂ）を取り出して、図６に示す表示画像２０Ａや図７に示す表示画像２０Ｂを生成するための画像処理方法の一例を説明する。
【００４５】
この画像処理では、図９に示すＸ軸方向の変化関数Ｔ（ｘ）が使用される。この変化関数Ｔ（ｘ）は、画像処理の補正のために予め決められたものであり、メモリ１６に保持されている。図９の横軸は、魚眼レンズ１２の光軸Ｏ２からＸ方向（横方向）へ離れる座標位置を、０、０．１、０．２、０．３、・・・で示している。縦軸には、横軸に示されているＸ軸方向のそれぞれの位置の画像の点の画角をどのくらい拡大して画像処理すべきかが数値化されて示されている。
【００４６】
図９に示す変化関数Ｔ（ｘ）は、例えば、Ｘ軸方向の「０．１」の座標位置に表示すべき情報を、Ｘ軸方向の「０．１８」の位置まで画角を拡大して処理することを示しており、また、Ｘ軸方向の「０・９」の座標位置に表示すべき情報を、Ｘ軸方向の「１．０」の位置まで画角を拡大して処理することを示している。同様に、メモリ１６には、Ｙ軸方向の画角の変化関数Ｔ（ｙ）も保持されている。このＹ軸方向の画角の変化関数Ｔ（ｙ）は、Ｘ軸方向の画角の変化関数Ｔ（ｘ）と相違する関数である。
【００４７】
図９に示す変化関数Ｔ（ｘ）は、魚眼カメラ１１の受像画像２０の一部である側方区画（ａ）や下方区画（ｂ）の画像を拡大して図６または図７に示す表示画面１９ａに表示する際に、歪みを適度に除去するための一種の補正関数としての意味を有している。この変化関数Ｔ（ｘ）は、受像画像２０において画像を切り出す区画（ａ）（ｂ）の位置、区画（ａ）（ｂ）の面積、および区画（ａ）（ｂ）の画像を表示する際の拡大率などに応じて決められる。この変化関数Ｔ（ｘ）は、予め複数箇所の拡大率を決めておき、複数の拡大率をＢスプライン曲線などのパラメトリック曲線で結ぶことで生成される。
【００４８】
画像処理方法は以下の手順で行われる。この画像処理では、図６または図７に示す表示画面１９ａの任意の画素Ｐｉに、撮像素子１３のどの検知点で検知された受像信号（輝度信号）を対応させて表示するかを決める。
【００４９】
まず、画素ＰｉのＸ軸方向の位置を図９に示す変化関数Ｔ（ｘ）の横軸に代入して、正規化する画角αｘを求める。例えば画素ＰｉのＸ軸方向の位置が「０．１」であるとき、この「０．１」を図９の変化関数に代入すると、Ｘ軸方向の位置が「０．１８」である。画像処理部１５では、Ｘ軸方向の前記「０．１８」の位置が、Ｘ軸方向のどの程度の画角に相当するかが求められる。求められた値が正規化した受像画角αｘである。同様にして、Ｙ軸方向の変化関数Ｔ（ｙ）を用いて、画素ＰｉのＹ軸方向での正規化した受像画角αｙを求めることができる。
【００５０】
次に、正規化した受像画角αｘとαｙを使用し、図３に示すような歪みを伴なわない中心射影での受像面Ｈａ上の結像位置を求める。この演算では、図５に示す受像画像２０の区画（ａ）（ｂ）の画像を、図６に示す表示画像２０Ａや図７に示す表示画像２０Ｂとして表示するための倍率から得られる焦点距離ｆの値が使用される。中心射影に関する以下の式から、画素Ｐｉの中心射影に相当する正規化した座標位置ｒｘ、ｒｙを求めることができる。
【００５１】
ｒｘ＝ｆ・ｔａｎ（αｘ）
ｒｙ＝ｆ・ｔａｎ（αｙ）
【００５２】
前記のように正規化した座標位置ｒｘ，ｒｙを知ることにより、図４に示す天頂角θｉと、方位角Φｉを知ることができる。この天頂角θｉと方位角Φｉは、図９に示す変化関数Ｔ（ｘ）で補正された正規化した天頂角および方位角であり、画素Ｐｉに映し出されるべき空間点の天頂角および方位角である。
【００５３】
さらに、画像処理では、魚眼カメラ１１に使用されている魚眼レンズ１２のモデル式に、前記天頂角θｉを代入して、像点Ａ２の像高であるｒ（θｉ）を求める。
ｒ（θｉ）＝ｋ１・θｉ＋ｋ２・θｉ３、
【００５４】
次に、前記像高ｒ（θｉ）と方位角Φｉとから、図５に示す受像画像２０内のどの位置の検知点の受像信号（輝度信号）を、表示画面１９ａの画素Ｐｉの画像データとして使用するかを求める。検知点の位置座標（ｍｘ，ｍｙ）は以下の演算で得られる。
【００５５】
ｍｘ＝ｒ（θｉ）・ｃｏｓ（Φｉ）
ｍｙ＝ｒ（θｉ）・ｓｉｎ（Φｉ）
前記処理が、表示画面１９ａ内の全ての画素Ｐｉに対して行われる。
【００５６】
以上の画像処理方法では、魚眼カメラ１１の撮像素子１３に結像した画像を、中心射影映像に変換することで、図６に示す拡大された表示画像２０Ａおよび図８に示す表示画像２０Ｂにおいて歪みを修正できる。ただし、撮像素子１３で得られた広角の画像データを単純に中心射影の映像へ変換すると、表示画面に表示された映像は、光軸Ｏ１に近い領域が極端に縮小され、光軸Ｏ１から離れた領域が極端に拡大されて、視認性が著しく損なわれた画像となる。
【００５７】
これに対し、前記画像処理では、図９に示すように予め決められた変化関数Ｔ（ｘ）を用いて、画素Ｐｉに対応する画像位置の正規化された画角αｘとαｙを求め、この画角αｘとαｙを用い、中心射影の式から天頂角θｉと方位角Φｉを求めている。そして、この天頂角θｉと方位角Φｉを、使用している魚眼レンズ１２のモデル式に代入して、表示画面１９ａの画素Ｐｉに与えるべき、受像画像２０上の検知点の位置（ｍｘ，ｍｙ）を算出している。
【００５８】
前記変化関数を用いることにより、魚眼カメラの画像を直接に中心射影の映像に変換するときのような、極端な拡大領域と縮小領域が発生するのを補正でき、視認性の良い表示画像２０Ａ，２０Ｂを得ることができる。
【００５９】
なお、本発明は、魚眼レンズのみではなく、広角レンズや望遠レンズあるいは標準レンズを使用した撮像装置にも実施可能である。いずれの場合も、レンズの光軸を撮像素子の検知領域の中心から位置ずれさせることで、前記検知領域に対して得たい情報を多く取り込むことが可能である。
【００６０】
なお、広角レンズは、画角がおよそ６０度またはそれ以上であって、周辺部分に認識できる程度の歪みを生じるレンズである。本明細書では、広角レンズは魚眼レンズを含む概念である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施の形態の撮像装置を示すブロック図、
【図２】（Ａ）は魚眼レンズと撮像素子の側面図、（Ｂ）は撮像素子の正面図、
【図３】中心射影モデルの説明図、
【図４】空間点と、天頂角および方位角の説明図、
【図５】実施の形態での魚眼カメラの受像画像の一例を示す説明図、
【図６】実施の形態の受像画像から切り出した表示画像の説明図、
【図７】実施の形態の受像画像から切り出した表示画像の説明図、
【図８】比較例の魚眼カメラの受像画像の一例を示す説明図、
【図９】Ｘ軸方向の変化関数Ｔ（ｘ）の説明図、
【符号の説明】
【００６２】
１１  魚眼カメラ
１２  魚眼レンズ
１３  撮像素子
１５  画像処理部
１９  表示パネル
１９ａ  表示画面
２０  受像画像
２０Ａ  表示画像
２０Ｂ  表示画像
（ａ）  側方区画
（ｂ）  下方区画
【図１】
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【図２】
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【図３】
2009120135.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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