摄像装置、摄像系统以及显示系统的制作方法

文档序号:18548443发布日期:2019-08-27 21:55阅读:137来源:国知局
摄像装置、摄像系统以及显示系统的制作方法

本公开涉及被安装于移动体的侧方并对被摄体的图像进行拍摄的摄像装置、包含摄像装置的摄像系统以及显示系统。



背景技术:

专利文献1公开了一种被安装于车辆的侧方并对车辆后方进行拍摄的摄像装置。专利文献1的摄像装置具备:使来自位于车辆的后侧方的第1被摄体以及位于车辆的侧方的第2被摄体的光分别会聚的光学系统、输出由光学系统拍摄的像所对应的图像数据的摄像元件、被设置于车辆的室内并显示图像数据的显示器。光学系统的视角是180度以上。摄像元件在光学系统的焦点面具有排列为矩形的形状的多个像素。矩形的多个对角线之中的一个对角线被配置为朝向后侧方。通过该结构,能够在不设置多个照相机的情况下,对位于车辆的后侧方的被摄体以及位于该车辆的侧方的被摄体进行拍摄。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:jp特开2015-32936号公报



技术实现要素:

在通过被安装于车辆的侧方的摄像装置来拍摄车辆的斜后方的图像的情况下,为了得到尽量多的信息,最好以广角进行拍摄。但是,若视角扩宽则图像的每单位面积的像素数减少,被摄体的画质降低。因此,在使用以广角拍摄的图像来进行图像解析的情况下,用于解析的像素数不足,解析精度降低。为了解决此情况,考虑一个摄像装置中包含能以广角进行拍摄的摄像装置和能拍摄图像解析中重要的部分的摄像装置。但是,这样的结构导致摄像装置的大型化,成本也增大。

本公开提供一种摄像装置,其被安装于移动体的侧方,能够在不导致装置的大型化的情况下,实现较宽的视角,并且针对图像解析中重要的部分的区域能够得到较高的分辨率的图像。

在本公开的一方式中,提供一种被安装于移动体的侧方的摄像装置。所述摄像装置具备:图像传感器,包含多个像素被二维地配置的摄像面,根据在所述摄像面上成像的被摄体像生成图像数据;和光学系统,使包含于规定的垂直视角和规定的水平视角的范围的所述被摄体像成像在所述摄像面上。将对包含于单位视角的所述被摄体像进行拍摄的像素数设为分辨率。所述摄像面包含:对所述被摄体像之中的第1被摄体像进行拍摄的第1区域、和与所述第1区域不同且对所述被摄体像之中的第2被摄体像进行拍摄的第2区域。所述光学系统在所述摄像面上对所述被摄体像进行成像,以使得所述第1区域的分辨率比所述第2区域的分辨率高。所述第1区域的中心的位置是从所述规定的水平视角的中心水平地偏移的位置以及从所述规定的垂直视角的中心垂直地偏移的位置的至少一方。

根据本公开,能够提供一种摄像装置,其被安装于移动体的侧方,能够在不导致装置的大型化的情况下,实现较宽的视角,并且针对图像解析中重要的部分的区域能够得到较高的分辨率的图像。

附图说明

图1是表示搭载于汽车的车辆的本公开的实施方式1中的摄像系统的结构的图。

图2是表示摄像系统中的控制装置的结构的图。

图3是表示摄像系统中的左侧照相机的结构的图。

图4是对左侧照相机的水平方向的可拍摄范围(视角)进行说明的图。

图5是对左侧照相机的垂直方向的可拍摄范围(视角)进行说明的图。

图6是用于对由左侧照相机拍摄的像的放大率进行说明的图。

图7是表示侧面照相机的光学系统的结构例的图(在包含光轴的垂直面假想地切断自由曲面透镜时的剖面)。

图8是对由左侧照相机的光学系统成像的图像的分辨率的分布的例子进行说明的图。

图9是用于对由左侧照相机的光学系统成像于图像传感器上的像的分辨率进行说明的图。

图10是表示左侧照相机的光学系统中使用的自由曲面透镜的分辨率(角度分辨率)特性的图。

图11是表示右侧照相机的光学系统中使用的自由曲面透镜的分辨率(角度分辨率)特性的图。

图12是用于对本公开所要解决的课题进行说明的图。

图13是对由使用了现有的鱼眼透镜的左侧照相机拍摄的图像进行说明的图。

图14是对由本公开的左侧照相机拍摄的图像进行说明的图。

图15是用于对通过本公开的摄像系统而得到的效果进行说明的图。

图16是对实施方式1的左侧照相机中的光学系统以及图像传感器与通过这些形成的摄像图像进行说明的图。

图17是对实施方式2的左侧照相机中的光学系统以及图像传感器与通过这些形成的摄像图像进行说明的图。

图18是表示实施方式2的侧面照相机中的光学系统的分辨率(角度分辨率)特性的图。

图19是表示实施方式2的左侧照相机中的相对于图像传感器的视角的像素密度的图。

具体实施方式

以下,适当地参照附图,对实施方式详细进行说明。其中,可能省略非必要详细的说明。例如,可能省略针对已知事项的详细说明以及实质相同结构的重复说明。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长,使本领域技术人员容易理解。

另外,发明人为了本领域技术人员充分理解本公开而提供附图以及以下的说明,并不意图通过这些来限定权利要求书所述的主题。

(实施方式1)

[1-1.整体结构]

图1是表示将本公开所涉及的摄像装置应用于汽车(移动体的一个例子)的侧面照相机的例子的图。在图1的例子中,在汽车的车辆100的侧方安装有左右的侧面照相机10r、10l。右侧照相机10r以及左侧照相机10l对车辆侧方以及斜后方的区域的被摄体进行拍摄,生成图像数据。右侧照相机10r在车辆的右侧被安装为朝向后方,以使得拍摄车辆的右侧方以及右斜后方的场景。左侧照相机10l在车辆的左侧被安装为朝向后方,以使得拍摄车辆的左侧方以及左斜后方的场景。在以下的说明中,在统称右侧照相机10r和左侧照相机10l的情况下,称为侧面照相机10。

车辆100具备:对来自左右的侧面照相机10r、10l的图像数据进行处理的控制装置20、基于由控制装置20处理的图像数据来显示图像的显示装置30、和由控制装置20控制的控制对象60。左右的侧面照相机10r、10l和控制装置20构成摄像系统。此外,左右的侧面照相机10r、10l和显示装置30构成显示系统。

显示装置30具备:液晶显示面板或者有机el(electroluminescence)显示器等显示设备、和驱动显示设备的驱动电路。显示装置30是电子后视镜或者车载显示器等,能够显示各种信息(地图、路线引导、无线电选台以及各种设定等的至少任意一个)。此外,显示装置30在车辆100的行驶中或者停车中,对由各侧面照相机10r、10l拍摄的车辆的侧方以及斜后方的场景的图像进行显示。显示装置30所被配置的场所并不被特别限定,例如也可以被配置于仪表盘的中央。或者,显示装置30的数量也可以是二个以上,在车内分别被配置于挡风玻璃的两侧方。

控制装置20从各侧面照相机10r、10l接收图像数据,进行图像解析,识别车辆100的侧方或者斜后方的对象,根据需要来对控制对象60进行控制。所谓对象,例如是指汽车、摩托车、自行车以及人等至少任意一个。控制对象例如是制动器、加速器、转向以及警告装置的至少任意一个。此外,控制装置20对来自各侧面照相机10r、10l的图像数据实施规定的图像处理,生成显示于显示装置30的图像数据。

以下,对侧面照相机10以及控制装置20各自的具体结构进行说明。

[1-1-1.控制装置]

图2是表示控制装置20的结构的框图。控制装置20具备:用于从左侧照相机10l输入图像数据的第1接口23(电路)、用于从右侧照相机10r输入图像数据的第2接口24(电路)、对输入的图像数据进行图像处理以及图像解析的控制器21、和保存数据等的数据存储部29。控制装置20还具备:将生成的图像数据发送给显示装置30的第3接口25(电路)、和将用于对控制对象60进行控制的控制信号发送给控制对象60的第4接口27(电路)。

控制器21包含cpu(centralprocessingunit,中央处理单元)以及ram(randomaccessmemory,随机存取存储器),通过执行保存于数据存储部29的程序来实现各种功能。控制器21也可以包含被设计为实现所希望的功能的专用的硬件电路。即,控制器21也可以包含cpu、mpu(microprocessingunit,微处理单元)、fpga(field-programmablegatearray,现场可编程门阵列)、dsp(digitalsignalprocessor,数字信号处理器)或者asic(applicationspecificintegratedcircuit,专用集成电路)等。

数据存储部29是硬盘装置、ssd(solidstatedrive)、半导体存储器等的记录介质。数据存储部29对由控制器21执行的程序以及数据等进行保存。

[1-1-2.侧面照相机]

左侧照相机10l以及右侧照相机10r具有基本相同的结构,因此,在以下的说明中,为了方便,主要针对左侧照相机10l说明结构以及动作。

图3是表示左侧照相机10l的结构的框图。如图3所示,左侧照相机10l具备:光学系统11、对经由光学系统11而受光的被摄体像进行拍摄并生成图像信号的图像传感器12、对图像信号实施规定的图像处理(伽马修正、畸变修正等)的信号处理电路13、和用于将被信号处理电路13进行了信号处理的图像信号输出给外部设备的接口14(电路)。

光学系统11是使像成像于图像传感器12的摄像面的光学元件。光学系统11包含透镜、光圈以及滤光器等。光学系统11的详细后面叙述。图像传感器12是将光学信号转换为电信号的摄像元件,多个像素被等间隔地二维配置。图像传感器12例如是ccd(chargecoupleddevice,电荷耦合装置)、cmos(complementarymetaloxidesemiconductor,互补金属氧化物半导体)图像传感器或者nmos(n-channelmetal-oxidesemiconductor,n沟道金属氧化物半导体)图像传感器。

图4是对左侧照相机10l可拍摄的水平方向的视角(水平视角)的范围进行说明的图。如图4所示,左侧照相机10l在水平方向,能够拍摄100°的视角的被摄体区域r20。特别地,在被摄体区域r20的内侧的、30°的视角的被摄体区域r10,能够以更大的放大率进行拍摄。左侧照相机10l在车辆100的侧部被安装为拍摄车辆的左侧后部的一部分。

图5是对左侧照相机10l可拍摄的垂直方向的视角(垂直视角)的范围进行说明的图。在垂直方向,如图5所示,左侧照相机10l能够拍摄83°的视角的被摄体区域r20的被摄体。特别地,在区域r20的内侧的23°的视角的被摄体区域r10,能够以更大的放大率进行拍摄。另外,通过调整侧面照相机的光轴的方向或者视角,能够通过侧面照相机来拍摄所希望的区域。

图6是用于对经由左侧照相机10l的光学系统11而拍摄的摄像图像中的像的放大率进行说明的图。图6中左侧为车辆侧。摄像图像300l中区域r1(本公开的第1区域的一个例子)是以较高的倍率进行放大的区域,对应于被摄体区域r10。此外,区域r2(本公开的第2区域的一个例子)是以较低的倍率进行放大的区域,对应于被摄体区域r20中除被摄体区域r10以外的区域。另外,在区域r1以及区域r2,光学系统11被设计为倍率连续并且单调地变化,以使得倍率不会变得不连续。以下,对实现这样的光学特性的光学系统11的结构进行说明。

[1-1-2-1.光学系统]

图7是表示左侧照相机10l的光学系统11的具体结构例的图。图7是在包含光轴z的垂直面(以图像传感器的水平方向为法线的平面)假想地切断光学系统11时的剖视图。这里,光轴z是通过图像传感器12的摄像面的中心并与摄像面正交的假想线。另外,在光学系统11具备反射光的反射镜以及棱镜等的至少一方的情况下,光轴由于反射而弯曲。如图7所示,光学系统11包含多个透镜以及光圈115。特别地,光学系统11包含自由曲面透镜111、112。

所谓自由曲面透镜,是指为了成像而使光折射的面为非圆弧状并且不旋转对称的透镜。另外,柱面透镜也作为圆弧状透镜的一种,设为与自由曲面透镜不同的透镜。自由曲面透镜具有并非正圆的一部分的非圆弧状的形状。自由曲面透镜的材质并不被特别限定,但能够示例玻璃或者树脂等。自由曲面透镜的制造方法也并不被特别限定,例如能够示例使用金属模具等模具来将自由曲面透镜成形的制造方法。

自由曲面透镜111以及112的组构成根据视角而能够使成像的像的放大率不同的透镜。自由曲面透镜111以及112如图6所示,被设计为在摄像图像300l,一部分的区域r1的放大率比其他区域r2的放大率高。具有较高放大率的区域r1被配置为位于其中心g1在水平方向以及垂直方向的双方从摄像图像300l的中心g0偏移的位置。更具体而言,区域r1被配置为位于区域r1的中心g1以摄像图像300l的中心g0为基准而在水平方向朝车辆侧偏移并且在垂直方向朝上方偏移的位置。

本实施方式的图像传感器12在水平方向以及垂直方向具有均匀的像素分布。因此,通过左侧照相机10l的光学系统11而在图像传感器12的摄像面成像的像的分辨率如图8所示。如图8所示,在摄像图像300l中,区域r1中的像的分辨率较高(密),区域r1之外的区域r2的像的分辨率比区域r1小(疏)。在本实施方式中,将区域r1设定为用于图像解析的区域。由此,由于区域r1的图像具有较高的分辨率,因此能够提高解析精度。

这里,所谓像的分辨率,设为为了对经由光学系统11而在图像传感器12上形成的单位视角的像进行拍摄而使用的图像传感器12的像素数(每单位视角的像素数)。分辨率被定义为下述式。

分辨率=拍摄规定视角的像所需要的像素数/规定视角(1)

参照图9,更加具体地说明通过光学系统11而成像的像的分辨率。图9是示意性地说明在包含光轴z的水平面假想切断光学系统11以及图像传感器12时的、图像传感器12上的成像状态的图。如图9所示,对经由光学系统11而在图像传感器12上成像水平方向上的视角ox的范围的第一区域r1的被摄体像和具有相同的视角θx的第二区域r2的被摄体像的情况进行研究。区域r1是被摄体区域r10的一部分,在摄像图像中对应于区域r1的一部分。区域r2是被摄体区域r20的一部分,对应于摄像图像中区域r2的一部分。

光学系统11被设计为在摄像图像300l,区域r1的放大率m1较高,区域r2的放大率m2较低。在经由光学系统11,通过图像传感器12,对第一区域r1的被摄体进行拍摄的情况下,如图9所示,第一区域r1的像以放大率m1被放大并成像于图像传感器12的摄像面。另一方面,在对第二区域r2的被摄体进行拍摄的情况下,像以低于放大率m1的放大率m2被放大并成像于图像传感器12的摄像面。因此,摄像面上的第二区域r2的像的长度l2变得比第一区域r1的像的长度l1小。

由于在图像传感器12上,像素被二维地以等间隔配置,因此水平方向的像的长度越大,其像的拍摄所需要的像素数越多。换句话说,拍摄包含于长度l1的范围的第一区域r1的像所需要的像素数n1比拍摄包含于长度l2(<l1)的范围的第二区域r2的像所需要的像素数n2大。第一区域r1的视角与第二区域r2的视角相同(θx)。因此,针对第一区域r1的像的分辨率(=n1/θx)比针对第二区域r2的像的分辨率(=n2/θx)高。针对第一区域r1的像成像于图像传感器12的摄像面中第1区域r1所对应的位置。针对第二区域r2的像成像于图像传感器12的摄像面中第2区域r2所对应的位置。这样,第1区域r1内的像的分辨率比第2区域r2内的像的分辨率高。另外,这里所谓的第1区域r1的分辨率是指第1区域r1的平均的分辨率。此外,第2区域r2的分辨率是指第2区域r2的平均的分辨率。

图10是针对左侧照相机10l的光学系统11,表示针对垂直方向以及水平方向各自的视角的分辨率(角度分辨率)特性的图。在图10中,将垂直方向以及水平方向的视角的中心设为0°。如图10所示,在垂直方向,以+8°为中心并在±11.5°的范围内像素密度变高。此外,在水平方向,以-25°为中心并在±15°的范围内像素密度高。换言之,以垂直方向上+8°并且水平方向上-25°的视角位置为中心,垂直方向上±11.5°并且水平方向上±15°的范围(区域r10)内的分辨率比其以外的范围(除区域r20至区域r10的区域)的分辨率高。

图11是针对右侧照相机10r的光学系统,表示针对垂直方向以及水平方向各自的视角的分辨率(角度分辨率)特性的图。在图11中,+50°侧为车辆侧。在图10和图11的特性中,垂直方向的特性相同,但水平方向的特性为左右反转的特性。即,如图11所示,在垂直方向,以+8°为中心在±11.5°的范围内分辨率变高。此外,在水平方向,以+25°为中心在±15°的范围内分辨率变高。换言之,以垂直方向上+8°并且水平方向上+25°的视角位置为中心,垂直方向上±11.5°并且水平方向上±15°的范围内的分辨率比除此以外的范围的分辨率高。

通过将自由曲面透镜111以及112设计为具有以上的光学特性,如图8所示,在通过图像传感器12而生成的摄像图像300l中,能够使成像于一部分的区域r1的像的分辨率比成像于除此以外的区域r2的像的分辨率大(即,密)。

另外,在本实施方式中,所谓分辨率不同,是指与通过光学系统(例如,包含一般的旋转对称的球面透镜以及非球面透镜的光学系统)和平面的图像传感器的组合而产生的分辨率的不同。

对具备以上的光学系统11的侧面照相机10的效果进行说明。在汽车的车辆中将现有的侧面反射镜电子反射镜化的情况下,为了检测车辆的附近,需要图12的(a)所示的广角w1的图像。进一步地,在变线时,为了检测后方的状况,需要图12的(b)所示的较窄视角w2的图像。这是由于若视角较宽,则摄像图像中希望检测的对象物的大小变小,远方的对象物的分辨率不足从而传感检测精度恶化。因此,为了实现两个目的,需要分别设置拍摄广角w1的图像的照相机和拍摄较窄视角w2的图像的照相机,存在照相机数增加、成本增加的课题。此外,由于设置于车辆100的照相机的数量增加,导致存在车辆外观设计性降低、此外空气动力特性恶化的课题。

针对这样的课题,通过具备本实施方式的光学系统11的侧面照相机10,如图12的(c)所示,能够通过一个照相机来拍摄作为整体较宽的视角的区域r20,能够进一步以更高的放大率(即高分辨率)拍摄一部分的较窄视角的区域r10。通过对摄像图像中的较高分辨率的部分进行图像解析,能够提高解析精度,换言之,能够检测到远方的被摄体。此外,由于针对广角部分,检测对象处于比较附近,因此即使比较抑制放大率(即,即使是较低的分辨率)也能够以充分的精度进行检测。即,通过本实施方式的侧面照相机10,能够作为整体确保较宽的视角,并且针对用于图像解析的一部分的区域能够拍摄具有较高的分辨率的图像。

例如,图13的(a)是通过现有的广角照相机来拍摄的图像。在该情况下,若为了后方检测的图像解析而放大区域r0的部分,则如图13的(b)所示,可得到分辨率较低的图像。在这样的分辨率较低的图像中,在图像解析中可能不能识别物体,可能不能识别在车辆后方行驶的检测对象的摩托车104。

与此相对地,通过本实施方式的侧面照相机10,如图14的(a)所示,可得到在用于图像解析的区域r1放大了被摄体(这里为摩托车104)的图像。因此,在切出该区域r1的情况下,可如图14的(b)所示那样得到分辨率较高的图像,因此在图像解析中能够高精度地识别作为检测对象的摩托车104。换言之,能够检测到更加远方。另外,为了使说明容易,在图12~图14中,省略了乘车于摩托车104的驾驶员。

[1-2.动作]

以下,对以上那样构成的侧面照相机10以及控制装置20的动作进行说明。

侧面照相机10在车辆100的行驶中或者停车中拍摄车辆侧方以及车辆后方的图像,生成图像数据并发送给控制装置20。

控制装置20经由第1接口23以及第2接口24来从侧面照相机10接收图像数据。控制装置20的控制器21对接收的图像数据实施规定的图像处理,生成显示用图像数据,经由第3接口25来发送给显示装置30。显示装置30基于从控制装置20接收的图像数据来显示图像。车辆100的驾驶员通过确认显示于显示装置30的图像,能够掌握车辆的侧方以及斜后方的状况。

进一步地,控制装置20的控制器21对从侧面照相机10接收的图像数据进行图像解析(传感检测),获取与车辆的斜后方的状况有关的各种信息。此时,控制器21在摄像图像对区域r1部分的图像进行解析。区域r1部分具有较高的分辨率,因此能够高精度地进行解析。例如,控制器21通过图像解析,如图15所示,能够判断并检测车辆100行驶中的车道的相邻的车道的后方是否存在行驶中的汽车或者摩托车。此外,控制器21能够判断并检测这些汽车或者摩托车以何种程度的速度接近于本车辆。并且,控制器21通过将检测处的信息传递给驾驶员或者车辆,能够实现安全的变线。另外,在图15中,也为了使说明容易,而省略了乘车于摩托车104的驾驶员。

控制器21基于图像解析的结果来生成针对规定的控制对象60的控制信号,经由第4接口27来发送给控制对象60。由此,根据车辆侧方或者后方的状况来对控制对象60进行控制。控制对象60例如是制动器、加速器以及警告装置的至少任意一个。

例如,通过车辆100的左侧照相机10l的摄像图像的图像解析,如图15所示,在车辆100行驶中的车道的相邻的车道,检测到存在与车辆100并行的车辆102的情况下,或者在相邻的车道的后方检测到行驶中的摩托车104的情况下,控制器21控制转向动作,能够控制车辆100的举动以使得车辆100不向相邻的车道移动。

通过本实施方式的侧面照相机10,能够通过一个照相机来拍摄广角图像,并且在传感检测中重要的一部分的区域能够拍摄分辨率较高的图像。因此,不需要设置2台照相机,能够实现摄像装置的小型化。

这样,通过本实施方式的侧面照相机10,能够通过一台装置,以较宽的视角范围进行拍摄,并且在传感检测中重要的一部分的区域能够以较高的分辨率拍摄图像。因此,能够实现装置数的减少。此外,能够实现装置整体的小型化。此外,能够提高使用了摄像图像的图像解析的精度。

[1-3.效果等]

如以上那样,本实施方式的侧面照相机10(本公开的摄像装置的一个例子)是被安装于车辆100(本公开的移动体的一个例子)的侧方的摄像装置。侧面照相机10具备图像传感器12和光学系统11。图像传感器12包含多个像素被二维地配置的摄像面。图像传感器12从成像于摄像面上的被摄体像生成图像数据。光学系统11能够使规定的垂直视角(例如,83°)和规定的水平视角(例如,100°)的范围中包含的被摄体像成像于图像传感器12的摄像面上。

这里,将对单位视角中包含的被摄体像进行拍摄的像素数设为分辨率。摄像面包含:被摄体像之中拍摄第1被摄体像的第1区域(例如图6的区域r1)、和与第1区域不同且被摄体像之中拍摄第2被摄体像的第2区域(例如图6的区域r2)。

光学系统11在摄像面上对像进行成像,以使得摄像面的第1区域r1中的像的分辨率比第2区域r2中的像的分辨率高。第1区域r1也可以被配置于其区域的中心g1的位置从水平视角的中心水平地偏移的位置。例如,第1区域r1也可以被配置于在水平方向,从水平视角的中心g0向接近于对车辆100的一部分的图像进行成像的区域偏移的位置。

通过上述结构,在摄像图像(例如,对车辆的侧方以及斜后方进行拍摄的图像)中能够使第1区域r1的分辨率高于其他区域r2的分辨率。由此,能够通过一台装置,作为整体来确保较宽的视角,并且能够进行提高了图像解析所必须的区域的图像的分辨率的图像的拍摄,能够提高摄像图像的解析精度。即,能够抑制装置的大型化以及成本的增大。此外,通过将第1区域r1的中心g1配置于从水平视角的中心水平地偏移的位置,例如能够对拍摄有相邻车道的车辆的区域高分辨率地进行拍摄。因此,通过图像解析能够提高必须的区域的分辨率。

此外,在本实施方式中,第1区域r1也可以被配置为从水平视角的中心向成像车辆100的图像的区域水平地偏移的位置。由此,在第1区域r1中,容易成像在车辆100的相邻车道行驶的车辆的像。换句话说,能够更加可靠地检测在相邻车道行驶的车辆。

进一步地,在本实施方式中,第1区域r1的中心g1的位置也可以被配置为从垂直视角的中心偏移的位置。例如,第1区域r1的中心g1也可以被配置于从垂直视角的中心垂直地偏移的位置,以使得接近于拍摄车辆100的斜后方的图像的区域。由此,能够更加提高图像解析所必须的区域的图像的分辨率,能够提高摄像图像的解析精度。

此外,在本实施方式中,水平视角以及所述规定的垂直视角各自的分辨率的峰值数也可以是一个。通过将分辨率的峰值数设为一个,能够更加提高图像解析所必须的区域的分辨率,能够提高摄像图像的解析精度。

此外,在本实施方式中,光学系统11也可以包含自由曲面透镜111、112。由此,能够自由设计光学系统中根据视角而变化的放大率。

此外,在本实施方式中,侧面照相机10也可以在被安装于车辆100的侧方时,对车辆100的侧方以及斜后方的图像进行拍摄。由此,例如能够拍摄变线时希望安全确认的区域。

另外,若将由侧面照相机10生成的图像数据投影或者显示于车辆的挡风玻璃的侧方,则能够将侧面反射镜电子镜化。在该情况下,显示于电子镜的图像也可以是对图14的(a)所示的图像进行了修正的图像。换句话说,图14的(a)所示的图像的区域r1被较大显示,区域r2被较小显示,因此成为变形的图像。因此,在将图像显示于电子镜的情况下,也可以显示将图14的(a)所示的图像的放大率平均化了的图像。

具体而言,也可以减少区域r1的像素。在该情况下,显示于电子镜的区域r1的图像变小。但是,由于区域r1的数据量比区域r2的数据量多,因此即使区域r1的图像较小也为清楚的图像。此外,也可以增加区域r2的像素。在该情况下,显示于电子镜的区域r2的图像变大。由于区域r2的数据量较少,因此也可以补足数据。

另一方面,在将由侧面照相机10生成的图像数据专门用于传感检测用的图像解析的情况下,不需要修正图像。换句话说,将图14的(a)所示的变形的图像的数据直接用于解析即可。

(实施方式2)

在实施方式1中,为了得到一部分的区域r1的分辨率较高的摄像图像,使用自由曲面透镜来构成了光学系统11。但是,也可以不必在光学系统11中使用自由曲面透镜。这样的摄像图像通过研究图像传感器12的像素分布,从而即使使用通常的旋转对称的光学系统也能够实现。以下,对具备不包含自由曲面透镜的光学系统的侧面照相机10的结构进行说明。

图16是对实施方式1的侧面照相机10中的图像传感器12的像素分布与通过光学系统11和图像传感器12的组合而拍摄的摄像图像的分辨率分布进行说明的图。图17是对实施方式2的侧面照相机10b中的图像传感器12b的像素分布与通过光学系统11b和图像传感器12b的组合而拍摄的摄像图像300b的分辨率分布进行说明的图。

如图16所示,在实施方式1中,图像传感器12的多个像素被二维等间隔地配置。针对这样的图像传感器12的摄像面,通过光学系统11的自由曲面透镜111、112,形成一部分的区域r1的分辨率较高的像。其结果,能够得到区域r1的分辨率较高、除此以外的区域的分辨率较低的摄像图像。

与此相对地,在本实施方式中,如图17所示,侧面照相机10具备:旋转对称的透镜即光学系统11b、和具有特定的像素分布的图像传感器12b。光学系统11b是关于在具有均匀的像素分布的图像传感器上对像进行成像时的垂直方向以及水平方向的分辨率、具有图18所示的分辨率(角度分辨率)特性的透镜。即,光学系统11b对垂直方向以及水平方向上的视角具有相同的分辨率特性。

图像传感器12b如图19所示,具有从中心偏移的区域r1所对应的区域的像素密度较高、除此以外的区域(区域r2所对应的部分)的像素密度较低的像素分布。如图19所示,在垂直方向,以+8°为中心,在±11.5°的范围,像素密度变高。另一方面,在水平方向,以-25°为中心,在±15°的范围,像素密度变高。通过这样的光学系统11b与图像传感器12b的组合,能够得到具有与实施方式1的情况相同的分辨率分布的摄像图像300b。

如以上那样,本实施方式的侧面照相机10b是被安装于车辆100(移动体的一个例子)的侧方的摄像装置。侧面照相机10b具备图像传感器12b和光学系统11b。图像传感器12b包含多个像素被二维地配置的摄像面。图像传感器12b从成像于摄像面上的被摄体像生成图像数据。光学系统11b使处于规定的垂直视角和规定的水平视角的范围的被摄体像成像于图像传感器12b的摄像面上。这里,将对单位视角中包含的被摄体像进行拍摄的像素数设为分辨率。光学系统11b在摄像面上以均匀的分辨率对像进行成像。图像传感器12b具有摄像面的第1区域r1所对应的区域的像素密度比与第1区域不同的第2区域r2所对应的区域的像素密度高的像素分布。第1区域r1被配置为其区域的中心g1的位置从水平视角的中心偏移的位置。进一步地,被配置为第1区域r1的中心g1的位置从垂直视角的中心偏移的位置。

通过上述的结构,与实施方式1同样地,能够在摄像图像中使中央部分的区域r1的分辨率比除此以外的区域r2的分辨率高。由此,作为整体能够确保较宽的视角,并且能够进行提高了图像解析所必须的中央部分的图像的分辨率的图像的拍摄,能够提高摄像图像的解析精度。

(其他实施方式)

如以上那样,作为本申请中公开的技术的示例,对实施方式1、2进行了说明。但是,本公开中的技术并不限定于此,也能够应用于适当地进行了变更、置换、附加或者省略等的实施方式。此外,也能够将上述实施方式1、2中说明的各结构要素组合并设为新的实施方式。因此,以下,示例其他实施方式。

在上述的实施方式中,作为显示装置,示例了电子后视镜和车载显示器,但显示装置的种类并不限定于这些。本公开的思想能够根据用途来适用于使用了各种类型的显示装置(例如,平视显示器)的显示系统。

在上述的实施方式中,在侧面照相机10的信号处理电路13中,进行了针对图像的伽马修正以及畸变修正等,但也可以在控制装置20中进行这些图像处理。

在上述的实施方式中,作为移动体的一个例子,说明了汽车的车辆100,但移动体并不局限于汽车。也可以将上述实施方式的摄像装置应用于其他移动体,例如铁道、船舶、航空机、机器人、机器人臂、无人机、联合收割机等的农业用机械或者起重机等的建设用机械。

上述的实施方式中所示的视角以及分辨率等是一个例子,能够根据希望图像解析的对象(物、现象)来适当地设定。

在上述的实施方式中,在光学系统中使用了自由曲面透镜,但也可以取代自由曲面透镜,只要是能够根据视角来自由地设计放大率(分辨率)的透镜,也可以使用其他种类的透镜。

如以上那样,作为本公开中的技术的示例,说明了实施方式。为此,提供了附图以及详细的说明。

因此,附图以及详细的说明所述的结构要素之中,不仅包含为了课题解决所必须的结构要素,也能够包含为了示例上述技术,并非为了课题解决所必须的结构要素。因此,这些非必须的结构要素被记载于附图、详细的说明,但不应直接认定这些非必须的结构要素是必须的。

此外,上述的实施方式用于示例本公开中的技术,因此在权利要求书或者其均等的范围内能够进行各种变更、置换、附加、省略等。

产业上的可利用性

本公开的摄像装置作为整体能够确保较宽的视角,并且能够进行提高了图像解析所必须的中央部分的图像的分辨率的图像的拍摄,能够提高摄像图像的解析精度,能够应用于各种用途(移动体中的摄像系统或者显示系统等)。

-符号说明-

10侧面照相机

10r右侧照相机

10l左侧照相机

11、11b光学系统

12、12b图像传感器

13信号处理电路

14接口

20控制装置

21控制器

23、25、27接口

29数据存储部

30显示装置

60控制对象

100汽车的车辆

111、112自由曲面透镜

r1摄像图像中的像的分辨率(放大率)较高的区域

r2摄像图像中的像的分辨率(放大率)较低的区域

r1、r2被摄体的区域

z光轴

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