变焦倍率算出装置及其控制方法、摄像装置以及移动体的制作方法_2

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文献I?3中,除了未提及图像抖动修正单元之外,也未提出光学抖动修正单元的驱动机构的负担减轻方法。
[0087]根据本说明书公开的一实施方式,即使装载摄像装置的移动物体正在移动,也能够以适当的尺寸拍摄对象物体的像,并稳定地识别拍摄物体。
[0088]本说明书公开的一实施方式的概要如以下所述。
[0089](技术方案I)作为本说明书公开的一实施方式的变焦倍率算出装置,算出在摄像装置的变焦驱动电路中使用的变焦倍率值,所述摄像装置装载于移动体,并拍摄位于所述移动体的周围的物体,所述变焦倍率算出装置具备:存储单元,其保持第I信息,所述第I信息表示所述变焦的工作的延迟时间;第I输入单元,其输入第2信息,所述第2信息指示对所述物体进行变焦拍摄;第2输入单元,其输入第3信息,所述第3信息表示所述物体相对于所述移动体的相对距离;第3输入单元,其输入第4信息,所述第4信息表示所述移动体的移动速度;运算单元,其使用输入所述第2信息时的所述第3信息所表示的第I相对距离、所述第I信息以及所述第4信息,算出与所述第I相对距离相比而所述移动体更接近所述物体的第2相对距离,并基于所述第2相对距离算出所述变焦倍率值;以及输出单元,其向所述变焦驱动电路输出所述变焦倍率值。
[0090](技术方案2)例如在上述技术方案I所述的变焦倍率算出装置中,所述存储单元将表示从某变焦倍率向其他变焦倍率的变更所需要的时间的信息,作为所述第I信息存储。
[0091](技术方案3)例如在上述技术方案I所述的变焦倍率算出装置中,所述第2输入单元输入第5信息,所述第5信息表示所述物体相对于所述移动体的相对角度,所述运算单元还使用所述第5信息,算出所述第2相对距离。
[0092](技术方案4)例如在上述技术方案I所述的变焦倍率算出装置中,具备输入第6信息的第4输入单元,所述第6信息表示所述移动体的行进方向的方位角,所述运算单元还基于所述第6信息,算出所述第2相对距离。
[0093](技术方案5)作为本说明书公开的一实施方式的摄像装置具备:权利要求1所述的变焦倍率算出装置;光学系统,其至少包括一枚透镜;摄像元件,其将成像于摄像面的所述物体的像转换成图像信号;变焦驱动控制单元,其进行所拍摄的图像的变焦;距离算出单元,其算出所述物体相对于所述移动体的所述相对距离,并向所述变焦倍率算出装置进行输出;以及速度算出单元,其算出所述移动体的所述移动速度,并向所述变焦倍率算出装置进行输出。
[0094](技术方案6)例如上述技术方案5所述的摄像装置还具备角度算出单元,所述角度算出单元算出所述物体相对于所述移动体的相对角度,并向所述变焦倍率算出装置进行输出。
[0095](技术方案7)例如上述技术方案5所述的摄像装置还具备方位角算出单元,所述方位角算出单元算出所述移动体的行进方向的方位角,并向所述变焦倍率算出装置进行输出。
[0096](技术方案8)例如在上述技术方案5所述的摄像装置中,所述变焦驱动控制单元进行如下控制:使所述光学系统移动而使所述物体的图像位于拍摄图像的中心。
[0097](技术方案9)例如上述技术方案5所述的摄像装置还具备:抖动检测单元,其检测伴随所述移动体的移动的抖动;和抖动修正单元,其抑制拍摄图像的抖动。
[0098](技术方案10)例如在上述技术方案9所述的摄像装置中,在所述变焦驱动控制单元的变焦工作完成后到开始所述物体的曝光拍摄为止的期间,所述抖动修正单元开始驱动。
[0099](技术方案11)例如上述技术方案9所述的摄像装置还具备抖动修正控制单元,所述抖动修正控制单元控制所述变焦驱动控制单元和所述抖动修正单元,使得在对所述物体进行曝光拍摄期间使所述物体的图像在拍摄图像的相同位置维持相同尺寸。
[0100](技术方案12)例如上述技术方案11所述的摄像装置还具备根据拍摄图像检测所述物体的运动矢量的运动矢量检测单元,所述抖动修正控制单元基于所述运动矢量来控制所述变焦驱动控制单元和所述抖动修正单元,使得在对所述物体进行曝光拍摄期间使所述物体的图像在拍摄图像的相同位置维持相同尺寸。
[0101](技术方案13)例如在上述技术方案9所述的摄像装置中,所述抖动修正单元使所述光学系统的光轴偏心而修正图像的抖动。
[0102](技术方案14)例如在上述技术方案9所述的摄像装置中,所述抖动修正单元使所述光学系统以与所述光学系统的光轴正交的两个轴以及与所述光轴并行的一个轴中的至少一个轴为中心来旋转驱动而修正图像的抖动。
[0103](技术方案15)例如在上述技术方案9所述的摄像装置中,所述抖动修正单元使所述光学系统的所述透镜在与所述光学系统的光轴正交的方向上位移而修正图像的抖动。
[0104](技术方案16)例如在上述技术方案9所述的摄像装置中,所述抖动修正单元使所述摄像元件在与光轴正交的方向上位移而修正图像的抖动。
[0105](技术方案17)例如在上述技术方案9所述的摄像装置中,所述抖动修正单元使所述摄像元件以与光轴并行的轴为中心来旋转驱动而修正图像的抖动。
[0106](技术方案18)作为本说明书公开的一实施方式的移动体具备上述技术方案5所述的摄像装置。
[0107]根据本说明书公开的一实施方式涉及的安装于移动体并拍摄位于行进方向的预定区域的物体的摄像装置,通过根据到拍摄物体的距离、移动体的移动速度、变焦工作所需要的时间(延迟时间)来算出变焦倍率值,从而即使摄像装置正在移动,也能够总是以适当的尺寸拍摄对象物体的像,能够稳定地识别拍摄物体。另外,在变焦倍率高的状态下,分配给对象物体的像的像素数变多,能够提高分辨率,能够识别例如拍摄物体为行人的精度提尚O
[0108]通过提高摄像光学系统的变焦倍率,能够在汽车的运行期间事先尽可能快且高精度地识别存在于远方的行人。
[0109]另外,也可以考虑在移动体的转向角的影响下拍摄图像内的拍摄物体位置变化带来的影响而设定变焦倍率,由此,能够更稳定地提高拍摄物体的识别率。
[0110]另外,也可以在变焦拍摄时光学修正影响大的图像抖动,由此,能够拍摄稳定的远摄图像。
[0111]另外,也可以与变焦驱动完成的定时相应地使抖动修正开始,由此,能够将伴随机械机构的工作的抖动修正的工作时间抑制为所需的最小限度,能够延长抖动修正机构的正常工作寿命。
[0112]另外,也可以基于到拍摄物体的相对距离、相对角度、移动速度、转向角的信息,算出拍摄物体的图像上的位置和移动,进行抖动修正控制以抵消拍摄物体像在图像上的移动。由此,能够抑制拍摄时的移动抖动,能够进行长时间曝光,能够实现在夜晚等发挥效果的高感光度拍摄。
[0113]另外,抖动修正驱动单元或透镜镜筒驱动控制单元也可以基于移动体的角速度来光学地进行图像抖动修正,由此,能够提高对象物体的识别性能。
[0114]另外,也可以与变焦工作或透镜镜筒驱动的工作的完成相应地开始光学抖动修正,由此,能够提高光学抖动修正的驱动机构的寿命。
[0115]以下,参照【附图说明】本公开的例示性实施方式。
[0116](第I实施方式)
[0117]图1是表示本说明书公开的第I实施方式中的移动体用物体摄像装置501的框图。摄像装置501拍摄位于装载有摄像装置501的移动体周围的物体。参照图1,透镜镜筒I机械地保持和容纳包括至少一枚光学透镜的摄像光学系统2。在该例子中,摄像光学系统2包括光学透镜L1、L2、L31、L32以及L4。在摄像光学系统2中,通过光学透镜L2在光轴方向上移动来进行变焦,通过光学透镜L4在光轴方向上移动进行合焦。
[0118]此外,在图1中,为了图的简化,图示为光学透镜L2、L4好像由一枚光学透镜构成,但不限于此。也可以分别使用多枚光学透镜构成进行变焦以及合焦的光学系统。变焦驱动控制单元11是基于从后述的变焦倍率算出单元10输出的指令值,驱动光学透镜L2而进行变焦的电动机(马达)以及电动机的控制电路,其至少一部分也称为变焦驱动电路。通过变焦驱动控制单元11驱动光学透镜L2,从而进行拍摄的图像的变焦。
[0119]摄像元件3将经由摄像光学系统2入射的光成像于摄像面而得到的物体像转换为电信号。摄像元件3例如是称为CMOS图像传感器、CCD的摄像元件。数字信号处理单元41对从摄像元件3输出的影像的电信号(以下称为图像信号)实施辉度(brightness)信号与色差信号的分离、噪声除去、锐度改善处理等数字信号处理。此外,在本实施方式中,以摄像元件3的输出是数字信号为前提进行说明,但不言而喻的是,在摄像元件3的输出是模拟信号的情况下,在摄像元件3与数字信号处理单元41之间设置用于将信号从模拟转换为数字的模拟-数字转换单元即可。
[0120]系统控制单元40是控制摄像装置501整体的工作的控制电路,进行各种控制和判断。系统控制单元40例如进行摄像装置整体的处理的同步等工作。系统控制单元40例如具备微型计算机和存储器,微型计算机基于从存储器读出的计算机程序来进行工作。系统控制单元40既可以包含在摄像装置501中,也可以设置在摄像装置501外部的装置中,并从外部控制摄像装置501的工作。
[0121]测距传感器20例如是如毫米波雷达的物理传感器,是得到用于测量与存在于前方的物体之间的距离的信息的传感器。相对位置算出单元21根据由测距传感器20得到的信息,检测测距传感器20的前方有无物体,并算出位于其前方的物体与测距传感器20的位置关系。在本实施方式中,相对位置算出单元21的相对距离算出单元23进行装载摄像装置501的移动体(例如汽车)与拍摄对象物体的相对距离的算出。
[0122]移动速度传感器30是得到用于检测装载摄像装置501的移动体(例如汽车)的移动速度的信息的传感器。移动速度算出单元31根据从移动速度传感器30得到的信息,算出移动体的速度(例如时速)。
[0123]此外,测距传感器20和移动速度传感器30既可以包含在摄像装置501中,也可以设置在摄像装置501外部,从外部向摄像装置501输出信息。例如,测距传感器20和移动速度传感器30也可以设置在车身的一部分。
[0124]变焦倍率算出单元10根据通过相对位置算出单元21和移动速度算出单元31得到的前方物体的距离和移动体的速度,算出由摄像光学系统2进行变焦时的变焦倍率(或者焦距)。变焦倍率算出单元10是算出拍摄位于移动体的行进方向上的物体时的变焦倍率值的变焦倍率算出装置的一个例子。在变焦并拍摄物体的像时,基于物体相对于移动体的相对距离、移动体的移动速度以及变焦工作的延迟时间,算出变焦倍率值。变焦倍率算出单元10将算出的变焦倍率值输出给变焦驱动控制单元11。变焦驱动控制单元11使用所输入的变焦倍率值进行变焦工作。关于算出变焦倍率值的处理的详细情况,将在后面叙述。
[0125]图2是说明测距传感器20的工作的图。在图2中,例示了汽车作为装载本实施方式的摄像装置501的移动体201。汽车201在路面202上行驶,在路面202上存在对象物体203。在该例子中,对象物体203是行人。
[0126]另外,在图2中,汽车201与行人203之间的两条虚线表示测距传感器20检测汽车前方的物体的范围。测距传感器20(例如毫米波雷达)发送电波,根据其反射波得到与前方的对象物的存在和距离相关的信息,但在
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