JP2004288100A

JP2004288100A - 撮像装置及び移動体カメラ

Info

Publication number: JP2004288100A
Application number: JP2003082148A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Shibatani; 一弘柴谷; Tetsuya Katagiri; 哲也片桐
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 2003-03-25
Filing date: 2003-03-25
Publication date: 2004-10-14
Also published as: US20040189831A1; US7538795B2

Abstract

【課題】移動体の進行方向に向かって撮像された画像の一部分を移動体の速度に応じて拡大することができる撮像装置及び移動体カメラを提供する。
【解決手段】撮像センサ２は、複数の画素が２次元的に配置されてなる撮像面に結像される光像を各画素で電気信号に光電変換し、結像部１は、車両の移動方向の光像を撮像面に結像し、車速度センサ６は、車両の移動する速度を検出し、ズーム倍率算出部７は、検出された速度に応じて撮像センサ２によって撮像された画像のズーム倍率を算出し、トリミング部８は、算出されたズーム倍率に応じて、撮像センサ２によって撮像された画像の所定のエリアを切り出し、リサイズ部９は、切り出されたエリアの画像を表示画面に応じて拡大し、画像表示部１１は、拡大された画像を表示する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、移動体の移動する走行路の状態を把握するための撮像装置及び移動体カメラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両に設けられたビデオカメラで車両が走行している走行路及びその周囲を撮像することで走行路の走行車線を認識する走行路認識システムが知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００３】
特許文献１に記載の走行路認識システムでは、光学ズーミング機構によりシャッター速度より速いズーミング速度でズーミング動作を行うことによって走行路の走行車線が認識される。
【０００４】
また、特許文献２に記載の画像処理装置では、デジタルズーム機構により１の画像の各部分においてズーム倍率を変更し、遠方部分はズーム倍率を大きくし、至近部分はズーム倍率を小さくすることによって走行路の走行車線が認識される。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３２２９６８７号公報
【特許文献２】
特許第３０８４２０８号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の特許文献１の走行路認識システムでは、光学ズーミング機構により光学的にズーミングを行うため、耐久性に問題があり、部品点数が多くなるため、低コスト化及び小型化が困難である。
【０００７】
また、上記の特許文献２の画像処理装置では、デジタルズーム機構によりズーミング動作を行っているが、このズーミング動作は、撮像された画像から車線のエッジ部分を検出し、検出されたエッジ部分に基づいて画像が水平方向に拡大されるのみであり、走行車両の速度に応じてデジタルズームの倍率の変更は行われていない。特に、走行車両が高速度で走行する場合、遠方で発生する危険を事前に回避するために、遠方の車線をいち早く認識する必要がある。しかしながら、特許文献２の画像処理では、常に一定の拡大率で拡大されるため、拡大率が小さく設定されている場合、遠方の車線を認識することが困難である。
【０００８】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、移動体の進行方向に向かって撮像された画像の一部分を移動体の速度に応じて拡大することができる撮像装置及び移動体カメラを提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る撮像装置は、複数の画素が２次元的に配置されてなる撮像面に結像される光像を各画素で電気信号に光電変換する撮像センサと、移動体の移動方向の光像を前記撮像面に結像する結像部と、移動体の移動する速度を検出する速度検出部と、前記速度検出部によって検出された速度に応じて前記撮像センサによって撮像された画像のズーム倍率を算出するズーム倍率算出部と、前記ズーム倍率算出部によって算出されたズーム倍率に応じて、前記撮像センサによって撮像された画像の所定のエリアを切り出す画像切出部と、前記画像切出部によって切り出されたエリアの画像を表示画面に応じて拡大する拡大部と、前記拡大部によって拡大された画像を表示する画像表示部とを備える。
【００１０】
この構成によれば、撮像センサによって、複数の画素が２次元的に配置されてなる撮像面に結像される光像が各画素で電気信号に光電変換され、結像部によって、移動体の移動方向の光像が撮像面に結像され、速度検出部によって、移動体の移動する速度が検出され、ズーム倍率算出部によって、検出された速度に応じて撮像センサによって撮像された画像のズーム倍率が算出され、画像切出部によって、算出されたズーム倍率に応じて、撮像センサによって撮像された画像の所定のエリアが切り出され、拡大部によって、切り出されたエリアの画像が表示画面に応じて拡大され、画像表示部によって、拡大された画像が表示される。
【００１１】
このように、移動体の速度に応じて撮像センサによって撮像された画像のズーム倍率が算出され、算出されたズーム倍率に応じて、撮像センサによって撮像された画像の所定のエリアが切り出され、切り出されたエリアの画像が表示画面に応じて拡大され、拡大された画像が表示されるため、移動体の運転者は、人間の目では認識することが困難な移動体の移動方向の状態を、表示される画像を見ることによって認識することができ、事故を未然に防止することができる。特に、移動体の速度が大きくなるに従って、ズーム倍率を高くすることによって、より確実に移動方向の状態を認識することができる。
【００１２】
また、本発明に係る撮像装置は、複数の画素が２次元的に配置されてなる撮像面に結像される光像を各画素で電気信号に光電変換する撮像センサと、移動体の移動方向の光像を前記撮像面に結像する結像部と、移動体の移動する速度を検出する速度検出部と、前記速度検出部によって検出された速度に応じて前記撮像センサによって撮像された画像のズーム倍率を算出するズーム倍率算出部と、前記ズーム倍率算出手段によって算出されたズーム倍率に応じて、前記撮像面に結像される光像を各画素で電気信号に光電変換するエリアを変更するように撮像センサを駆動する撮像センサ駆動部と、前記撮像センサ駆動部によって変更されたエリアの画像を表示画面に応じて拡大する拡大部と、前記拡大部によって拡大された画像を表示する画像表示部とを備える。
【００１３】
この構成によれば、撮像センサによって、複数の画素が２次元的に配置されてなる撮像面に結像される光像が各画素で電気信号に光電変換され、結像部によって、移動体の移動方向の光像が撮像面に結像され、速度検出部によって、移動体の移動する速度が検出され、ズーム倍率算出部によって、検出された速度に応じて撮像センサによって撮像された画像のズーム倍率が算出され、撮像センサ駆動部によって、算出されたズーム倍率に応じて、撮像面に結像される光像を各画素で電気信号に光電変換するエリアを変更するように撮像センサが駆動され、拡大部によって、変更されたエリアの画像が表示画面に応じて拡大され、画像表示部によって、拡大された画像が表示される。
【００１４】
このように、移動体の速度に応じて撮像センサによって撮像された画像のズーム倍率が算出され、算出されたズーム倍率に応じて、撮像面に結像される光像を各画素で電気信号に光電変換するエリアを変更するように撮像センサが駆動され、変更されたエリアの画像が表示画面に応じて拡大され、拡大された画像が表示されるため、移動体の運転者は、人間の目では認識することが困難な移動体の移動方向の状態を、表示される画像を見ることによって認識することができ、事故を未然に防止することができる。特に、撮像センサの必要なエリアのみを読み出しているので画像処理の時間を短縮することができ、フレームレートを向上させることができる。
【００１５】
また、上記の撮像装置において、前記結像部は、撮像された画像の中心部分で像高が大きく、周辺部分で中心部分よりも像高が小さくなるレンズを含むことが好ましい。
【００１６】
この構成によれば、結像部には、撮像された画像の中心部分で像高が大きく、周辺部分で中心部分よりも像高が小さくなるレンズが含まれ、画像切出部によって、ズーム倍率算出部によって算出されたズーム倍率に応じて、撮像センサによって撮像された画像の像高の大きい中心部分のエリアが切り出され、拡大部によって、切り出された像高の大きい中心部分のエリアの画像が表示画面に応じて拡大され、画像表示部によって、拡大された画像が表示される。
【００１７】
また、結像部には、撮像された画像の中心部分で像高が大きく、周辺部分で中心部分よりも像高が小さくなるレンズが含まれ、撮像センサ駆動部によって、ズーム倍率算出部によって算出されたズーム倍率に応じて、撮像面に結像される光像を各画素で電気信号に光電変換するエリアを像高の大きい中心部分のエリアに変更するように撮像センサが駆動され、拡大部によって、変更された像高の大きい中心部分のエリアの画像が表示画面に応じて拡大され、画像表示部によって、拡大された画像が表示される。
【００１８】
このように、撮像された画像の像高が大きい中心部分のエリアが拡大されるため、移動体の運転者は、人間の目では認識することが困難な移動体の移動方向の状態を、表示される画像を見ることによってより確実に認識することができ、事故を未然に防止することができる。
【００１９】
また、上記の撮像装置において、前記速度検出部によって検出された移動体の速度に応じて、前記撮像センサの撮像面に結像される光像の像高が大きくなるように前記レンズの特性を制御するレンズ特性制御部をさらに備えることが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、レンズ特性制御部によって、速度検出部によって検出された移動体の速度に応じて、撮像センサの撮像面に結像される光像の像高が大きくなるようにレンズの特性が制御されるため、人間の目では認識することが困難な移動体の移動方向の状態をさらに拡大して表示することができる。
【００２１】
また、本発明に係る移動体カメラは、移動体の速度に応じて移動方向の光像を撮像した画像を拡大して表示する請求項１〜４のいずれかに記載の撮像装置と、パン方向の加速度を検出するパン用加速度センサと、前記パン用加速度センサによって検出された加速度に基づいてパン方向への駆動量を算出するパン用駆動量算出部と、前記パン用駆動量算出部によって算出された駆動量に基づいて前記撮像装置をパン方向に駆動するパン用駆動部と、チルト方向の加速度を検出するチルト用加速度センサと、前記チルト用加速度センサによって検出された加速度に基づいてチルト方向への駆動量を算出するチルト用駆動量算出部と、前記チルト用駆動量算出部によって算出された駆動量に基づいて前記撮像装置をチルト方向に駆動するチルト用駆動部とを備える。
【００２２】
この構成によれば、移動体の速度に応じて移動方向の光像を撮像した画像が拡大して表示され、パン用加速度センサによって、パン方向の加速度が検出され、パン用駆動量算出部によって、検出された加速度に基づいてパン方向への駆動量が算出され、パン用駆動部によって、算出された駆動量に基づいて撮像装置がパン方向に駆動され、チルト用加速度センサによって、チルト方向の加速度が検出され、チルト用駆動量算出部によって、検出された加速度に基づいてチルト方向への駆動量が算出され、チルト用駆動部によって、算出された駆動量に基づいて撮像装置がチルト方向に駆動される。
【００２３】
このように、移動体のパン方向の加速度及びチルト方向の加速度に応じて、撮像装置がパン方向及びチルト方向に駆動されるため、移動体の走行時の振動による画像のぶれを抑制することができ、撮像装置は運転者にとって見やすい画像を表示することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施形態では、撮像装置が設けられる移動体を車両として説明するが、本発明は特にこれに限定されず、所定の走行路を走行する他の移動体でもよい。
【００２５】
（第１の実施形態）
本発明の第１の実施形態である撮像装置について説明する。図１は、第１の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、撮像装置は、結像部１、撮像センサ２、撮像センサ駆動部３、Ａ／Ｄ変換部４、画像メモリ５、車速度センサ（速度検出部に相当する）６、ズーム倍率算出部７、トリミング部（画像切出部に相当する）８、リサイズ部（拡大部に相当する）９、画像メモリ１０及び画像表示部１１を備えて構成される。
【００２６】
結像部１は、焦点距離が一定であって撮像画角の固定された、いわゆる、単焦点レンズからなり、移動体の移動方向（ここでは、車両の前方）の光像を結像部１の後方に配設された撮像センサ２の撮像面上に結像させるものである。なお、結像部１は、移動体の移動方向における走行路の光像が、常に中心部分に撮像されるように設けられている。
【００２７】
撮像センサ２は、長方形状の撮像領域を備えたＣＣＤカラーエリアセンサ（以下、ＣＣＤとする）からなり、結像部１により結像された被写体の光像を、Ｒ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の色成分の画像信号（各画素で受光された画像信号の信号列からなる信号）に光電変換して出力するものである。
【００２８】
撮像センサ駆動部３は、撮像センサ２を駆動するものであり、撮像センサ２のＣＣＤ上の撮像領域を設定することによって所定の撮像領域の画像信号を出力するように撮像センサ２を駆動する。
【００２９】
Ａ／Ｄ変換部４は、撮像センサ２から出力された画像信号の各画素信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換する。画像メモリ５は、Ａ／Ｄ変換部４によってデジタル信号に変換された画像信号を記憶する。車速度センサ６は、車両の移動する速度を検出し、検出した速度をズーム倍率算出部７に出力する。
【００３０】
ズーム倍率算出部７は、車速度センサ６によって検出される車両の速度に応じてズーミングする倍率を算出する。速度センサ６によって検出された車両の速度が、車両の運転者が遠方の走行路の状態を把握することが可能な第１の速度である場合、所定の第１のズーム倍率が算出される。なお、第１の速度とは、車両が低速で移動する速度であり、例えば、６０ｋｍ／ｈから８０ｋｍ／ｈまでの範囲内における車両の速度であり、第１のズーム倍率とは、撮像センサ２によって撮像された画像の中心点（例えば、対角線の交点）を基準として拡大するための倍率である。また、速度センサ６によって検出された車両の速度が、車両の運転者が遠方の走行路の状態を把握することが可能な第２の速度である場合、所定の第２のズーム倍率が算出される。なお、第２の速度とは、第１の速度よりも大きく、車両が高速で移動する速度であり、例えば、８０ｋｍ／ｈから１００ｋｍ／ｈまでの範囲内における車両の速度であり、第２のズーム倍率とは、撮像センサ２によって撮像された画像の中心点（対角線の交点）を基準として拡大するための倍率であり、第１のズーム倍率よりも高い倍率である。
【００３１】
トリミング部８は、ズーム倍率算出部７によって算出されたズーム倍率に応じて、撮像センサ２によって撮像された画像をトリミングする（切り出す）領域を確定し、確定した領域をトリミングする。すなわち、トリミング部８は、ズーム倍率算出部７によって算出されたズーム倍率が第１のズーム倍率である場合、撮像センサ２によって撮像される全体画像のうちの第１の領域をトリミングし、ズーム倍率算出部７によって算出されたズーム倍率が第２のズーム倍率である場合、撮像センサ２によって撮像される全体画像のうちの第１の領域よりも小さい第２の領域をトリミングする。
【００３２】
リサイズ部９は、トリミング部８によってトリミングされた領域の画像を元の大きさの画像に拡大する。すなわち、リサイズ部９は、トリミング部８によって第１の領域がトリミングされた場合、第１の領域の画像を画像表示部１１に表示する全体画像の大きさに拡大（リサイズ）し、トリミング部８によって第２の領域がトリミングされた場合、第２の領域の画像を画像表示部１１に表示する全体画像の大きさに拡大（リサイズ）する。画像メモリ１０は、リサイズ部９によって拡大（リサイズ）された画像データを記憶する。
【００３３】
画像表示部１１は、画像メモリ１０に記憶されている画像データを読み出して表示する。なお、画像表示部１１としては、例えば、車両に設けられたカーナビゲーション等のモニタ、車両のフロントガラスに設けられたヘッドアップディスプレイ装置等がある。
【００３４】
図２は、結像部に単焦点レンズを用いた場合に撮像される画像の一例を示す図である。図２に示す撮影画面Ｐ１は、撮像センサ２によって撮像された全体画像を表しており、第１の領域Ｐ２は、車両が第１の速度の場合にトリミングされる領域を表しており、第２の領域Ｐ３は、車両が第２の速度の場合にトリミングされる領域を表している。図２では、道路Ｒを走行している車両の前方に物体Ｈが存在している状態が撮像されている。図２に示すように、単焦点レンズを用いて車両の前方を撮像した場合、遠方に存在する物体Ｈは、近方に存在する物体Ｋよりも小さく表示される。
【００３５】
車両から車速度センサ６によって検出された車両の速度が第１の速度であり、ズーム率算出部７によって算出されたズーム倍率が第１のズーム倍率である場合、トリミング部８によって第１の領域Ｐ２がトリミングされる。トリミング部８によってトリミングされた第１の領域Ｐ２の画像は、リサイズ部９によって全体画像Ｐ１の大きさに拡大される。全体画像Ｐ１の大きさに拡大された第１の領域Ｐ２の画像は、画像表示部１１によって表示される。また、車速度センサ６によって検出された車両の速度が第２の速度であり、ズーム率算出部７によって算出されたズーム倍率が第２のズーム倍率である場合、トリミング部８によって第２の領域Ｐ３がトリミングされる。トリミング部８によってトリミングされた第２の領域Ｐ３の画像は、リサイズ部９によって全体画像Ｐ１の大きさに拡大される。全体画像Ｐ１の大きさに拡大された第２の領域Ｐ３の画像は、画像表示部１１によって表示される。
【００３６】
次に、図１に示す第１の実施形態における撮像装置の動作について説明する。図３は、図１に示す第１の実施形態における撮像装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【００３７】
ステップＳ１において、撮像センサ２は、結像部１によって結像された車両の移動方向の光像を撮像する。撮像された光像は光電変換され画像信号としてＡ／Ｄ変換部４に入力される。Ａ／Ｄ変換部４は、入力されたアナログの画像信号をデジタルに変換し、画像メモリ５に出力する。ステップＳ２において、画像メモリ５は、画像データを一時的に記憶する。ステップＳ３において、車速度センサ６は、車両の速度を検出する。検出された車両の速度は、ズーム倍率算出部７に出力される。
【００３８】
ステップＳ４において、ズーム倍率算出部７は、車両の速度に基づいてズーム倍率を算出する。ズーム倍率算出部７は、車速度センサ６から入力された車両の速度が、例えば、６０ｋｍ／ｈから８０ｋｍ／ｈまでの範囲内における第１の速度であれば、第１のズーム倍率を算出する。また、ズーム倍率算出部７は、車速度センサ６から入力された車両の速度が、例えば、８０ｋｍ／ｈから１００ｋｍ／ｈまでの範囲内における第２の速度であれば、第１のズーム倍率より倍率が大きい第２のズーム倍率を算出する。ズーム倍率算出部７は、算出されたズーム倍率をトリミング部８に出力する。
【００３９】
ステップＳ５において、トリミング部８は、算出されたズーム倍率に応じて画像データの読み出す領域を指定し、トリミングする。ズーム倍率算出部７から出力されたズーム倍率が、第１のズーム倍率であれば、第１の領域が指定され、トリミングされる。また、ズーム倍率算出部７から出力されたズーム倍率が、第２のズーム倍率であれば、車両は高速で移動しているため、さらに遠方を拡大して表示するために第２の領域が指定され、トリミングされる。
【００４０】
ステップＳ６において、リサイズ部９は、トリミングされた領域の画像を表示画面に応じたサイズに拡大する。第１の領域がトリミングされた場合、第１の領域の大きさと表示画面の大きさとによって決定される倍率に基づいて、第１の領域が表示画面に応じたサイズに拡大される。また、第２の領域がトリミングされた場合、第２の領域の大きさと表示画面の大きさとによって決定される倍率に基づいて、第２の領域が表示画面に応じたサイズに拡大される。表示画面に応じたサイズに拡大された画像データは、画像メモリ１０に出力される。ステップＳ７において、画像メモリ１０は、表示画面に応じたサイズに拡大された画像データを記憶する。ステップＳ８において、画像表示部１１は、画像メモリ１０に記憶されている画像データを表示する。
【００４１】
なお、上記ステップＳ１からステップＳ７までの処理は、１フレーム毎もしくは数フレームごとに行われる処理であり、上記ステップＳ７における処理が終了すると、再びステップＳ１に戻り、ステップＳ１以降の処理が行われることとなる。
【００４２】
このように、車両の速度に応じて撮像センサ２によって撮像された画像のズーム倍率が算出され、算出されたズーム倍率に応じて、撮像センサ２によって撮像された画像の所定のエリアが切り出され、切り出されたエリアの画像が表示画面に応じて拡大され、拡大された画像が表示されるため、車両の運転者は、人間の目では認識することが困難な車両の移動方向の状態を、表示される画像を見ることによって認識することができ、事故を未然に防止することができる。特に、車両の速度が大きくなるに従って、ズーム倍率を高くすることによって、より確実に移動方向の状態を認識することができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、ズーム倍率算出部７は、車両の速度が第１の速度であれば、第１のズーム倍率を算出し、車両の速度が第２の速度であれば、第２のズーム倍率を算出するとしているが、本発明は特にこれに限定されず、車両の速度とズーム倍率とをあらかじめ対応付けたルックアップテーブルをメモリに記憶しておき、当該ルックアップテーブルを参照することによって、車速度センサ６によって検出された車両の速度に対応するズーム倍率を算出してもよい。また、車両の速度からズーム倍率を算出する所定の関係式に基づいて、速度センサ６によって検出された車両の速度からズーム倍率を算出してもよい。
【００４４】
また、本実施形態では、第１の速度は、６０ｋｍ／ｈから８０ｋｍ／ｈまでの範囲内における速度であり、第２の速度は、８０ｋｍ／ｈから１００ｋｍ／ｈまでの範囲内における速度であるとしているが、本発明は特にこれに限定されず、第１の速度は、例えば、３０ｋｍ／ｈから８０ｋｍ／ｈまでの範囲内における速度とし、第２の速度は、例えば、８０ｋｍ／ｈから１３０ｋｍ／ｈまでの範囲内における速度としてもよく、第２の速度が第１の速度よりも高い範囲内であればよい。
【００４５】
また、車両の速度が第１の速度に達していない場合（車両の速度が、例えば６０ｋｍ／ｈより小さい場合）、撮像センサ２によって撮像される画像を拡大することなく、撮像センサ２によって撮像された画像をそのまま表示してもよい。すなわち、車両の速度が第１の速度に達していない場合とは、車両が安全に停止することができる速度で走行している場合であり、車両の遠方に存在する物体が小さく、視認することが困難な大きさで表示されていたとしても、運転者は車両を安全に停止することができる。
【００４６】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態である撮像装置について説明する。図４は、第２の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。図４に示すように、撮像装置は、結像部１、撮像センサ２、撮像センサ駆動部３、Ａ／Ｄ変換部４、画像メモリ５、車速度センサ６、ズーム倍率算出部７、リサイズ部９、画像メモリ１０、画像表示部１１、物体認識処理部１２及び車速度制御部１３を備えて構成される。なお、図４に示す第２の実施形態における撮像装置は、図１に示す第１の実施形態における撮像装置とほぼ同じ構成であるため、以下では異なる構成のみを説明する。
【００４７】
撮像センサ駆動部３は、ズーム倍率算出部７によって算出されたズーム倍率に基づいて所定の領域のみの画像データを読み出すように撮像センサ２を駆動する。すなわち、撮像センサ駆動部３は、ズーム倍率算出部７によって算出されたズーム倍率が第１のズーム倍率である場合、撮像センサ２によって撮像される全体画像のうちの第１の領域のみの画像データを読み出すように撮像センサ２を駆動し、ズーム倍率算出部７によって算出されたズーム倍率が第２のズーム倍率である場合、撮像センサ２によって撮像される全体画像のうちの第２の領域のみの画像データを読み出すように撮像センサ２を駆動する。
【００４８】
物体認識処理部１２は、画像メモリ５に一時的に記憶されている画像データに基づいて物体認識処理を行う。すなわち、物体認識処理部１２は、画像の中央部分に物体Ｈを表す画像が含まれるか否かを認識する。
【００４９】
車速度制御部１３は、物体認識処理部１２によって物体が認識された場合、車両の速度を所定の速度まで減速するように制御する。なお、ここでの所定の速度は、車両が安全に停止することができる速度、例えば、３０ｋｍ／ｈである。
【００５０】
次に、図４に示す第２の撮像装置の動作について説明する。図５は、図４に示す第２の撮像装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【００５１】
ステップＳ１１において、車速度センサ６は、車両の速度を検出する。検出された車両の速度は、ズーム倍率算出部７に出力される。
【００５２】
ステップＳ１２において、ズーム倍率算出部７は、車両の速度に基づいてズーム倍率を算出する。ズーム倍率算出部７は、車速度センサ６から入力された車両の速度が、例えば、６０ｋｍ／ｈから８０ｋｍ／ｈまでの第１の速度の範囲内であれば、第１のズーム倍率を算出する。また、ズーム倍率算出部７は、車速度センサ６から入力された車両の速度が、例えば、８０ｋｍ／ｈから１００ｋｍ／ｈまでの第２の速度の範囲内であれば、第１のズーム倍率より倍率が大きい第２のズーム倍率を算出する。ズーム倍率算出部７は、算出されたズーム倍率を撮像センサ駆動部３に出力する。
【００５３】
ステップＳ１３において、撮像センサ駆動部３は、ズーム倍率算出部７によって算出されたズーム倍率に応じて、所定の領域の画像を読み出すように撮像センサ２を駆動する。ズーム倍率算出部７から出力されたズーム倍率が、第１のズーム倍率であれば、第１の領域の画像を読み出すように撮像センサ２が駆動される。また、ズーム倍率算出部７から出力されたズーム倍率が、第２のズーム倍率であれば、車両は高速で移動しているため、さらに遠方を拡大して表示するために第２の領域の画像を読み出すように撮像センサ２が駆動される。
【００５４】
ステップＳ１４において、撮像センサ２は、結像部１によって結像された車両の移動方向の光像を撮像する。撮像された光像は光電変換され画像信号としてＡ／Ｄ変換部４に入力される。Ａ／Ｄ変換部４は、入力されたアナログの画像信号をデジタルに変換し、画像メモリ５に出力する。ステップＳ１５において、画像メモリ５は、画像データを一時的に記憶する。
【００５５】
ステップＳ１６において、物体認識処理部１２は、画像メモリ５に一時的に記憶されている画像の中央部分に物体が存在するか否かを判断する。ここで、物体が認識された場合（ステップＳ１７でＹＥＳ）、ステップＳ１８に移行し、物体が認識されなかった場合（ステップＳ１７でＮＯ）、ステップＳ１９に移行する。
【００５６】
ステップＳ１８において、車速度制御部１３は、物体認識処理部１２によって物体が認識された場合、車両の速度を車両が安全に停止することが可能な速度まで減速するように制御する。
【００５７】
ステップＳ１９において、リサイズ部９は、撮像センサ２によって読み出された領域の画像を表示画面に応じたサイズに拡大する。第１の領域が読み出された場合、第１の領域の大きさと表示画面の大きさとによって決定される倍率に基づいて、第１の領域が表示画面に応じたサイズに拡大される。また、第２の領域が読み出された場合、第２の領域の大きさと表示画面の大きさとによって決定される倍率に基づいて、第２の領域が表示画面に応じたサイズに拡大される。表示画面に応じたサイズに拡大された画像データは、画像メモリ１０に出力される。
【００５８】
ステップＳ２０において、画像メモリ１０は、表示画面に応じたサイズに拡大された画像データを記憶する。ステップＳ２１において、画像表示部１１は、画像メモリ１０に記憶されている画像データを表示する。
【００５９】
なお、上記ステップＳ１１からステップＳ２１までの処理は、１フレーム毎もしくは数フレームごとに行われる処理であり、上記ステップＳ２１における処理が終了すると、再びステップＳ１１に戻り、ステップＳ１１以降の処理が行われることとなる。
【００６０】
また、本実施形態における撮像装置は、物体認識処理部１２及び車速度制御部１３を備え、物体認識及び車速度制御を行っているが、本発明は特にこれに限定されず、物体認識処理部１２及び車速度制御部１３を備えない構成でもよく、物体認識及び車速度制御を行わなくてもよい。この場合、ステップＳ１６〜ステップＳ１８までの処理は行わなくてもよく、ステップＳ１５で撮像センサ２によって撮像された画像が画像メモリ５に記憶された後、ステップＳ１９で画像メモリ５に記憶されている画像の拡大が行われる。さらに、第１の実施形態において、撮像装置は、物体認識処理部１２及び車速度制御部１３を備えてもよく、物体認識及び車速度制御を行ってもよい。
【００６１】
このように、第２の実施形態における撮像装置では、撮像センサ駆動部３により撮像センサ２の必要な領域のみを読み出しているので画像処理の時間を短縮することができ、フレームレートを向上させることができる。また、車両の速度が高速になるほどズーム倍率が上がり、読み出す領域が小さくなるので、高速走行時ほど画像処理する画像データが小さくなり、画像処理の時間を短縮することができ、フレームレートを向上させることができる。特に、車両が高速で走行している高速走行時では、少しでも早く前方の状態を認識することが重要であるため、画像処理の時間を短縮させ、フレームレートを向上させることで運転者に前方の状態をいち早く認識させることができ、重大事故を回避させることができる。
【００６２】
また、物体認識処理部１２によって、撮像センサ２によって撮像された画像の中央部分に物体を表す画像が含まれているか否かが認識され、車速度制御部１３によって、画像の中央部分に物体を表す画像が含まれていると認識された場合、車両の速度が現在の速度から減速するように制御されるため、車両の前方に何らかの物体が存在する場合、自動的に車両の速度を減速することができ、重大事故を回避させることができる。
【００６３】
（第３の実施形態）
本発明の第３の実施形態である撮像装置について説明する。図６は、第３の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。図６に示すように、撮像装置は、結像部１、撮像センサ２、撮像センサ駆動部３、Ａ／Ｄ変換部４、画像メモリ５、車速度センサ６、ズーム倍率算出部７、トリミング部８、リサイズ部９、画像メモリ１０、画像表示部１１、物体認識処理部１２、車速度制御部１３及び画像処理部１４を備えて構成される。なお、図６に示す第３の実施形態における撮像装置は、図１に示す第１の実施形態における撮像装置とほぼ同じ構成であるため、以下の説明では異なる構成のみを説明する。
【００６４】
結像部１は、視野の中心に対応する網膜上の中心窩と呼ばれる範囲で視力が最も高く、この中心窩から離れるに従って視力が急激に減少するという人間の眼球の特性を模したレンズ（以下、「中心窩レンズ」とする）からなり、撮像された画像の中心部分で像高が大きく、周辺部分で中心部分よりも像高が小さくなるように移動体の移動方向の光像を結像部１の後方に配設された撮像センサ２の撮像面上に結像させるものである。撮像センサ２には、中心部分の対象物が拡大され、周辺部分の対象物が縮小された光像が撮像面上に結像される。中心窩レンズを用いて撮像された画像は、中心部分の像高が大きく、周辺部分の像高が中央部分よりも小さくなっており、中心部分から周辺部分にかけて歪が生じる。
【００６５】
画像処理部１４は、中心窩レンズを用いて撮像された歪のある画像から歪を除去する処理を行う。中心窩レンズを用いて撮像した場合、上述のように画像の中心部分から周辺部分にかけて歪が生じるため、この歪を除去する処理が必要である。そこで、画像処理部１４は、中心窩レンズを用いて撮像された画像の歪を除去して歪のない画像を作成する。
【００６６】
図７は、結像部に中心窩レンズを用いた場合に撮像される画像の一例を示す図である。図７では、道路Ｒを走行している車両の前方に物体Ｈが存在している状態が撮像されている。図７に示す撮影画面Ｐ１１は、撮像センサ２によって撮像された全体画像を表しており、第１の領域Ｐ１２は、車両が第１の速度の場合にトリミングされる領域を表しており、第２の領域Ｐ１３は、車両が第２の速度の場合にトリミングされる領域を表している。図７に示す円形状の領域Ｓ内の画像は、中心窩レンズによって拡大される画像であり、領域Ｓ外の画像は、中心窩レンズによって縮小される画像である。なお、実際に撮像される画像において、中心窩レンズによって拡大される範囲と中心窩レンズによって縮小される範囲とは、図７の領域Ｓに示すような明瞭な境界で表されるのではなく、中心窩レンズによって拡大される範囲から中心窩レンズによって縮小される範囲へと徐々に移行する。図７に示すように、中心窩レンズを用いて車両の前方を撮像した場合、遠方に存在する物体Ｈは、中心部分の像高が大きい領域Ｓ内に存在するため、拡大して表示され、近方に存在する物体Ｋは、周辺部分の像高が小さい領域内に存在するため、縮小して表示される。
【００６７】
車両から車速度センサ６によって検出された車両の速度が第１の速度であり、ズーム率算出部７によって算出されたズーム倍率が第１のズーム倍率である場合、トリミング部８によって第１の領域Ｐ１２がトリミングされる。トリミング部８によってトリミングされた第１の領域Ｐ１２の画像は、リサイズ部９によって全体画像Ｐ１１の大きさに拡大される。全体画像Ｐ１１の大きさに拡大された第１の領域Ｐ１２の画像は、画像表示部１１によって表示される。また、車速度センサ６によって検出された車両の速度が第２の速度であり、ズーム率算出部７によって算出されたズーム倍率が第２のズーム倍率である場合、トリミング部８によって第２の領域Ｐ１３がトリミングされる。トリミング部８によってトリミングされた第２の領域Ｐ１３の画像は、リサイズ部９によって全体画像Ｐ１１の大きさに拡大される。全体画像Ｐ１１の大きさに拡大された第２の領域Ｐ１３の画像は、画像表示部１１によって表示される。
【００６８】
図７に示すように、中心窩レンズを用いて撮像した画像を用いた場合、図２に示す単焦点レンズを用いて撮像した場合に比して、遠方の対象物をより拡大して表示することができる。
【００６９】
次に、図６に示す第３の実施形態における撮像装置の動作について説明する。図８は、図６に示す第３の実施形態における撮像装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【００７０】
図８に示すステップＳ３１からステップＳ３４までの処理は、図３に示すステップＳ１からステップＳ４までの処理と同じであり、ステップＳ３８及びステップＳ３９の処理は、ステップＳ５及びステップＳ６の処理と同じであり、ステップＳ４１及びステップＳ４２の処理は、ステップＳ７及びステップＳ８の処理と同じであるので説明を省略する。また、図８に示すステップＳ３５からステップＳ３７までの処理は、図５に示すステップＳ１６からステップＳ１８までの処理と同じであるので説明を省略する。したがって、ここでは、第１の実施形態及び第２の実施形態とは異なるステップＳ４０の処理についてのみ説明する。
【００７１】
ステップＳ４０において、画像処理部１４は、中心窩レンズで撮像された画像の歪を除去するための画像処理を行う。
【００７２】
なお、上記ステップＳ３１からステップＳ４２までの処理は、１フレーム毎もしくは数フレームごとに行われる処理であり、上記ステップＳ４２における処理が終了すると、再びステップＳ４１に戻り、ステップＳ４１以降の処理が行われることとなる。
【００７３】
また、本実施形態における撮像装置は、物体認識処理部１２及び車速度制御部１３を備え、物体認識及び車速度制御を行っているが、本発明は特にこれに限定されず、物体認識処理部１２及び車速度制御部１３を備えない構成でもよく、物体認識及び車速度制御を行わなくてもよい。この場合、ステップＳ３５〜ステップＳ３７までの処理は行わなくてもよく、ステップＳ３４でズーム倍率算出部７によって、撮像された画像のズーム倍率が算出された後、ステップＳ３８で画像メモリ５に記憶されている画像のトリミング（切り出し）が行われる。
【００７４】
さらに、本実施形態における撮像装置は、画像処理部１４を備え、中心窩レンズを用いて撮像された画像の歪を除去する処理を行っているが、本発明は特にこれに限定されず、画像処理部１４を備えない構成でもよく、中心窩レンズを用いて撮像された画像の歪を除去する処理を行わなくてもよい。これは、中心窩レンズを用いて撮像された画像の中心部分は、比較的歪が少ないためであり、中心窩レンズを用いて撮像された画像の中心部分をトリミングして拡大する場合、この歪を除去する画像処理を行わなくても充分に視認可能な画像が得られるためである。この場合、図８におけるステップＳ４０の処理は行わなくてもよく、ステップＳ３９でリサイズ部９によって、トリミングされた画像が拡大された後、ステップＳ４１で拡大された画像が画像メモリ１０に記憶される。
【００７５】
このように、結像部１には、撮像された画像の中心部分で像高が大きく、周辺部分で中心部分よりも像高が小さくなるレンズが含まれ、トリミング部８によって、ズーム倍率算出部７によって算出されたズーム倍率に応じて、撮像センサ２によって撮像された画像の像高が大きい中心部分のエリアが切り出され、リサイズ部９によって、切り出された像高が大きい中心部分のエリアの画像が表示画面に応じて拡大され、画像表示部１１によって、拡大された画像が表示される。したがって、撮像された画像の像高が大きい中心部分のエリアが拡大されるため、車両の運転者は、人間の目では認識することが困難な車両の移動方向の状態を、表示される画像を見ることによってより確実に認識することができ、事故を未然に防止することができる。
【００７６】
（第４の実施形態）
本発明の第４の実施形態である撮像装置について説明する。図９は、第４の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。図９に示すように、撮像装置は、結像部１、撮像センサ２、撮像センサ駆動部３、Ａ／Ｄ変換部４、画像メモリ５、車速度センサ６、ズーム倍率算出部７、リサイズ部９、画像メモリ１０、画像表示部１１、物体認識処理部１２、車速度制御部１３及び画像処理部１４を備えて構成される。なお、図９に示す第４の実施形態における撮像装置は、図４に示す第２の実施形態における撮像装置及び図６に示す第３の実施形態における撮像装置とほぼ同じ構成であるため説明を省略する。
【００７７】
次に、図９に示す第４の実施形態における撮像装置の動作について説明する。図１０は、図９に示す第４の実施形態における撮像装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【００７８】
なお、図１０に示すステップＳ５１からステップＳ５９までの処理は、図５に示すステップＳ１１からステップＳ１９までの処理と同じであり、ステップＳ６１及びステップＳ６２の処理は、図５に示すステップＳ２０及びステップＳ２１の処理と同じであるので説明を省略する。また、図１０のステップＳ６０の処理は、図８に示すステップＳ４０の処理と同じであるので説明を省略する。
【００７９】
なお、上記ステップＳ５１からステップＳ６２までの処理は、１フレーム毎もしくは数フレームごとに行われる処理であり、上記ステップＳ６２における処理が終了すると、再びステップＳ５１に戻り、ステップＳ５１以降の処理が行われることとなる。
【００８０】
また、本実施形態における撮像装置は、物体認識処理部１２及び車速度制御部１３を備え、物体認識及び車速度制御を行っているが、本発明は特にこれに限定されず、物体認識処理部１２及び車速度制御部１３を備えない構成でもよく、物体認識及び車速度制御を行わなくてもよい。この場合、ステップＳ５６〜ステップＳ５８までの処理は行わなくてもよく、ステップＳ５５で撮像センサ２によって撮像された画像が画像メモリ５に記憶された後、ステップＳ５９で画像メモリ５に記憶されている画像の拡大が行われる。
【００８１】
さらに、本実施形態における撮像装置は、画像処理部１４を備え、中心窩レンズを用いて撮像された画像の歪を除去する処理を行っているが、本発明は特にこれに限定されず、画像処理部１４を備えない構成でもよく、中心窩レンズを用いて撮像された画像の歪を除去する処理を行わなくてもよい。これは、中心窩レンズを用いて撮像された画像の中心部分は、比較的歪が少ないためであり、中心窩レンズを用いて撮像された画像の中心部分をトリミングして拡大する場合、この歪を除去する画像処理を行わなくても充分に視認可能な画像が得られるためである。この場合、図１０におけるステップＳ６０の処理は行わなくてもよく、ステップＳ５９でリサイズ部９によって画像が拡大された後、ステップＳ６１で拡大された画像が画像メモリ１０に記憶される。
【００８２】
このように、結像部１には、撮像された画像の中心部分で像高が大きく、周辺部分で中心部分よりも像高が小さくなるレンズが含まれ、撮像センサ駆動部３によって、ズーム倍率算出部７によって算出されたズーム倍率に応じて、撮像面に結像される光像を各画素で電気信号に光電変換するエリアを像高の大きい中心部分のエリアに変更するように撮像センサ２が駆動され、リサイズ部９によって、変更された像高の大きい中心部分のエリアの画像が表示画面に応じて拡大され、画像表示部１１によって、拡大された画像が表示される。したがって、撮像された画像の像高が大きい中心部分のエリアが拡大されるため、車両の運転者は、人間の目では認識することが困難な車両の移動方向の状態を、表示される画像を見ることによってより確実に認識することができ、事故を未然に防止することができる。
【００８３】
（第５の実施形態）
本発明の第５の実施形態である撮像装置について説明する。図１１は、第５の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。図１１に示すように、撮像装置は、結像部１、撮像センサ２、撮像センサ駆動部３、Ａ／Ｄ変換部４、画像メモリ５、車速度センサ６、トリミング部８、リサイズ部９、画像メモリ１０、画像表示部１１、物体認識処理部１２、車速度制御部１３及びレンズ特性制御部１５を備えて構成される。なお、図１１に示す第５の実施形態における撮像装置は、図１に示す第１の実施形態における撮像装置とほぼ同じ構成であるため、以下では異なる構成のみを説明する。
【００８４】
レンズ特性制御部１５は、速度センサ６によって検出される車両の速度に応じて結像部１のレンズ特性を制御する。
【００８５】
図１２は、中心窩レンズのレンズ特性を表す図である。なお、図１２において、横軸は画角θを表し、縦軸は像高ｙを表している。中心窩レンズのレンズ特性において、画角θが小さい領域では、画角θに対して像高ｙは、略線形であって、画角θの単位変化に対するその変化量が大きい。一方、画角θが大きい領域では、画角θに対して像高ｙは、非線形であって、画角θの単位変化に対するその変化量は、画角θの増大に伴って徐々に小さくなり、像高ｙは、略一定値に飽和する。つまり、画素サイズと画素ピッチとが一定の撮像センサを用いた場合、画角θが小さい領域では、解像度が高く、画角θが大きい領域では、解像度が低い。そこで、第５の実施形態では、車両の速度が、低速の第１の速度から第１の速度より高速である第２の速度に移行した場合、中心窩レンズの特性が、画角θが小さい領域で、画角θの単位変化に対する像高ｙの変化量が大きくなるようにレンズの位置を制御する。
【００８６】
図１２の特性曲線Ｘは、第１の速度の場合におけるレンズ特性を表しており、特性曲線Ｙは、第２の速度の場合におけるレンズ特性を表している。図１２に示すように、特性曲線Ｘでは、画角θに対する像高ｙは、略線形であって、画角θの単位変化に対する像高ｙの変化量は、画角θの増大に伴って徐々に小さくなっている。また、図１２に示すように、特性曲線Ｙでは、画角θが小さい領域では、画角θに対して像高ｙは、略線形であって、画角θの単位変化に対するその変化量が大きく、画角θが大きい領域では、画角θに対して像高ｙは、非線形であって、画角θの単位変化に対するその変化量は、画角θの増大に伴って徐々に小さくなり、像高ｙは、略一定値に飽和する。レンズ特性制御部１５は、車両の速度が、第１の速度から第２の速度へ変化した場合、中心窩レンズの特性曲線Ｘが特性曲線Ｙになるようにレンズの位置を制御する。これにより、車両の速度が速くなると画角θの小さい領域で像高ｙが大きくなり、撮像センサ２によって得られる画像の中央部分の対象物が拡大されることとなる。
【００８７】
図１３は、第１の速度において撮像される画像の一例を示す図であり、図１４は、第２の速度において撮像される画像の一例を示す図である。図１３及び図１４では、道路Ｒを走行している車両の前方に物体Ｈが存在している状態が撮像されている。図１３に示す撮影画面Ｐ２１は、撮像センサ２によって撮像された全体画像を表しており、第１の領域Ｐ２２は、車両が第１の速度の場合にトリミングされる領域を表している。図１４に示す撮影画面Ｐ３１は、撮像センサ２によって撮像された全体画像を表しており、第２の領域Ｐ３２は、車両が第２の速度の場合にトリミングされる領域を表している。また、図１３及び図１４に示す円形状の領域Ｓについては、図７を用いてすでに説明しているのでここでは説明を省略する。図１３及び図１４に示すように、中心窩レンズを用いて車両の前方を撮像した場合、遠方に存在する物体Ｈは、近方に存在する物体Ｋよりも大きく表示される。そして、画角θが小さい領域で、画角θの単位変化に対する像高ｙの変化量が大きくなるように中心窩レンズのレンズ特性を変更した場合、図１４に示すように遠方に存在する物体Ｈの大きさは、図１３に示す物体Ｈの大きさに比べてさらに大きく表示されることとなる。
【００８８】
車速度センサ６によって検出された車両の速度が第１の速度であり、ズーム率算出部７によって算出されたズーム倍率が第１のズーム倍率である場合、トリミング部８によって第１の領域Ｐ２２がトリミングされる（図１３参照）。トリミング部８によってトリミングされた第１の領域Ｐ２２の画像は、リサイズ部９によって全体画像Ｐ２１の大きさに拡大される。全体画像Ｐ２１の大きさに拡大された第１の領域Ｐ２２の画像は、画像表示部１１によって表示される。また、車速度センサ６によって検出された車両の速度が第２の速度であり、ズーム率算出部７によって算出されたズーム倍率が第２のズーム倍率である場合、結像部１の中心窩レンズのレンズ特性が、画角が小さい場合に像高が急激に大きくなるように変更され、トリミング部８によって第２の領域Ｐ３２がトリミングされる（図１４参照）。トリミング部８によってトリミングされた第２の領域Ｐ３２の画像は、リサイズ部９によって全体画像Ｐ３１の大きさに拡大される。全体画像Ｐ３１の大きさに拡大された第２の領域Ｐ３２の画像は、画像表示部１１によって表示される。
【００８９】
このように、車両が第１の速度よりも速い第２の速度で走行している場合は、結像部１の中心窩レンズのレンズ特性が、画角θが小さい領域で、画角θの単位変化に対する像高ｙの変化量が大きくなるように変更されているため、車両が第１の速度で走行している場合と第２の速度で走行している場合とで同じ大きさの領域をトリミングしたとしても、車両が第２の速度で走行している場合は、中央部分の画像が第１の速度で走行している場合に比べて大きく表示することができる。
【００９０】
次に、図１１に示す第５の実施形態における撮像装置の動作について説明する。図１５は、図１１に示す第５の実施形態における撮像装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【００９１】
図１５に示すステップＳ７１の処理は、図５に示すステップＳ１１の処理と同じであり、ステップＳ７３からステップＳ７７までの処理は、図１０に示すステップＳ５４からステップＳ５８までの処理と同じであり、ステップＳ７８からステップＳ８１までの処理は、図３に示すステップＳ５からステップＳ８までの処理と同じであるので説明を省略する。したがって、ここでは、第１の実施形態乃至第４の実施形態とは異なるステップＳ７２の処理についてのみ説明する。
【００９２】
ステップＳ７２において、レンズ特性制御部１５は、車速度センサ６によって検出された車両の速度に応じて結像部１のレンズ特性を制御する。すなわち、レンズ特性制御部１５は、車速度センサ６によって検出された車両の速度が第２の速度であれば、画角が小さい場合に像高が大きくなるようなレンズ特性となるように結像部１のレンズの位置を制御する。
【００９３】
なお、上記ステップＳ７１からステップＳ８１までの処理は、１フレーム毎もしくは数フレームごとに行われる処理であり、上記ステップＳ８１における処理が終了すると、再びステップＳ７１に戻り、ステップＳ７１以降の処理が行われることとなる。
【００９４】
また、本実施形態における撮像装置は、物体認識処理部１２及び車速度制御部１３を備え、物体認識及び車速度制御を行っているが、本発明は特にこれに限定されず、物体認識処理部１２及び車速度制御部１３を備えない構成でもよく、物体認識及び車速度制御を行わなくてもよい。この場合、ステップＳ７５〜ステップＳ７７までの処理は行わなくてもよく、ステップＳ７４で撮像センサ２によって撮像された画像が画像メモリ５に記憶された後、ステップＳ７７で画像メモリ５に記憶されている画像の拡大が行われる。
【００９５】
さらに、本実施形態における撮像装置は、中心窩レンズを用いて撮像された画像の歪を除去する処理を行っていないが、本発明は特にこれに限定されず、中心窩レンズを用いて撮像された画像の歪を除去する処理を行う画像処理部を備える構成でもよく、中心窩レンズを用いて撮像された画像の歪を除去する処理を行ってもよい。この場合、図１５におけるステップＳ６０でリサイズ部９によって画像が拡大された後、画像処理部によって、拡大された画像の歪を除去する処理が行われ、ステップＳ８０で拡大された画像の歪が除去された画像が画像メモリ１０に記憶される。
【００９６】
このように、レンズ特性制御部１５によって、車速度センサ６によって検出された車両の速度に応じて、撮像センサ２の撮像面に結像される光像の像高が大きくなるようにレンズの特性が制御されるため、人間の目では認識することが困難な車両の移動方向の状態をさらに拡大して表示することができる。
【００９７】
（第６の実施形態）
上述の撮像装置は、車両走行時の振動により画像がぶれる可能性がある。ズーム倍率が低い場合は振動の画像への影響が少ないが、ズーム倍率が高くなると振動の画像への影響が大きくなる。特に、車両が高速で走行している場合に振動が大きくなる傾向にある。本実施形態における撮像装置は、車両が高速で走行している場合にズーム倍率が高くなるため、車両の振動による画像のぶれを抑制する必要がある。そこで、車両の振動による画像のぶれを抑制するとともに、車両の走行状態を撮影する移動体カメラについて説明する。
【００９８】
図１６は、移動体カメラの外観を示す概略図である。移動体カメラは、撮像装置１００、パン用アクチュエータ（パン用駆動部に相当する）１１０及びチルト用アクチュエータ（チルト用駆動部に相当する）１２０を備えて構成される。撮像装置１００は、上記第１の実施形態から第５の実施形態において説明した撮像装置のうちのいずれかで構成される。パン用アクチュエータ１１０は、撮像装置１００をパン方向（図１６の矢印Ｙ１に示す方向）に駆動するものである。チルト用アクチュエータ１２０は、撮像装置１００をチルト方向（図１６の矢印Ｙ２に示す方向）に駆動するものである。
【００９９】
図１７は、移動体カメラのパン・チルト機構に関する主な構成を示すブロック図である。図１７に示すように、移動体カメラは、パン用加速度センサ１０１、チルト用加速度センサ１０２、パン・チルト制御部（パン用駆動量算出部及びチルト用駆動量算出部に相当する）１０３、パン用モータドライバ１０４、チルト用モータドライバ１０５、パン用駆動モータ１０６及びチルト用駆動モータ１０７を備えて構成される。パン用アクチュエータ１１０は、パン用モータドライバ１０４及びパン用駆動モータ１０６で構成され、チルト用アクチュエータ１２０は、チルト用モータドライバ１０５及びチルト用駆動モータ１０７で構成されている。
【０１００】
パン用加速度センサ１０１は、移動体カメラのパン方向の加速度を検出する。パン用加速度センサ１０１によって検出された加速度は、パン・チルト制御部１０３に出力される。チルト用加速度センサ１０２は、移動体カメラのチルト方向の加速度を検出する。チルト用加速度センサ１０２によって検出された加速度は、パン・チルト制御部１０３に出力される。
【０１０１】
パン・チルト制御部１０３は、パン用加速度センサ１０１によって検出されたパン方向の加速度に応じてパン用駆動モータ１０６を駆動する駆動量を算出し、算出された駆動量でパン用駆動モータ１０６を駆動するための制御信号を出力する。また、パン・チルト制御部１０３は、チルト用加速度センサ１０２によって検出されたチルト方向の加速度に応じてチルト用駆動モータ１０７を駆動する駆動量を算出し、算出された駆動量でチルト用駆動モータ１０７を駆動するための制御信号を出力する。
【０１０２】
パン用モータドライバ１０４は、パン用駆動モータ１０６を駆動するためのドライバであり、パン・チルト制御部１０３から出力される制御信号に基づいてパン用駆動モータ１０６を駆動する。チルト用モータドライバ１０５は、チルト用駆動モータ１０７を駆動するためのドライバであり、パン・チルト制御部１０３から出力される制御信号に基づいてチルト用駆動モータ１０７を駆動する。
【０１０３】
パン用駆動モータ１０６は、撮像装置１００をパン方向に駆動するためのモータであり、所定の軸を中心として撮像装置１００を左右に回転させる。チルト用駆動モータ１０７は、撮像装置１００をチルト方向に駆動するためのモータであり、所定の軸を中心として撮像装置１００を上下に回転させる。
【０１０４】
このように、撮像装置１００によって、車両の速度に応じて移動方向の光像を撮像した画像が拡大して表示され、パン用加速度センサ１０１によって、パン方向の加速度が検出され、パン・チルト制御部１０３によって、検出された加速度に基づいてパン方向への駆動量が算出され、パン用駆動モータ１０６によって、算出された駆動量に基づいて撮像装置がパン方向に駆動され、チルト用加速度センサ１０２によって、チルト方向の加速度が検出され、パン・チルト制御部１０３によって、検出された加速度に基づいてチルト方向への駆動量が算出され、チルト用駆動モータ１０７によって、算出された駆動量に基づいて撮像装置がチルト方向に駆動される。したがって、車両のパン方向の加速度及びチルト方向の加速度に応じて、撮像装置１００がパン方向及びチルト方向に駆動されるため、車両の走行時の振動による画像のぶれを抑制することができ、撮像装置１００は車両の運転者にとって見やすい画像を表示することができる。
【０１０５】
なお、本実施形態では、結像部１は、移動体の前方の光像を撮像センサ２の撮像面に結像させているが、本発明は特にこれに限定されず、移動体の後方の光像を撮像センサ２の撮像面に結像させてもよい。
【０１０６】
なお、上述した具体的実施形態には以下の構成を有する発明が主に含まれている。
【０１０７】
（１）複数の画素が２次元的に配置されてなる撮像面に結像される光像を各画素で電気信号に光電変換する撮像センサと、移動体の移動方向の光像を前記撮像面に結像する結像部と、移動体の移動する速度を検出する速度検出部と、前記速度検出部によって検出された速度が第１の速度であれば、前記撮像センサによって撮像された画像の第１のズーム倍率を算出し、前記速度検出部によって検出された速度が前記第１の速度よりも速い第２の速度であれば、前記第１のズーム倍率よりも倍率の高い第２のズーム倍率を算出するズーム倍率算出部と、前記ズーム倍率算出部によって算出されたズーム倍率が第１のズーム倍率である場合、前記撮像センサによって撮像された画像の所定の第１のエリアを切り出し、前記ズーム倍率算出部によって算出されたズーム倍率が第２のズーム倍率である場合、前記第１のエリアよりも狭い第２のエリアの画像を切り出す画像切出部と、前記画像切出部によって切り出された第１のエリア又は第２のエリアの画像を表示画面に応じて拡大する拡大部と、前記拡大部によって拡大された画像を表示する画像表示部とを備えることを特徴とする撮像装置。
【０１０８】
この構成によれば、撮像センサによって、複数の画素が２次元的に配置されてなる撮像面に結像される光像が各画素で電気信号に光電変換され、結像部によって、移動体の移動方向の光像が撮像面に結像される。そして、速度検出部によって、移動体の移動する速度が検出され、ズーム倍率算出部によって、速度検出部によって検出された速度が第１の速度であれば、撮像センサによって撮像された画像の第１のズーム倍率が算出され、速度検出部によって検出された速度が前記第１の速度よりも速い第２の速度であれば、第１のズーム倍率よりも倍率の高い第２のズーム倍率が算出される。画像切出部によって、ズーム倍率算出部によって算出されたズーム倍率が第１のズーム倍率である場合、撮像センサによって撮像された画像の所定の第１のエリアが切り出され、ズーム倍率算出部によって算出されたズーム倍率が第２のズーム倍率である場合、第１のエリアよりも狭い第２のエリアの画像が切り出される。その後、拡大部によって、画像切出部によって切り出された第１のエリア又は第２のエリアの画像が表示画面に応じて拡大され、画像表示部によって、拡大部によって拡大された画像が表示される。
【０１０９】
（２）複数の画素が２次元的に配置されてなる撮像面に結像される光像を各画素で電気信号に光電変換する撮像センサと、移動体の移動方向の光像を前記撮像面に結像する結像部と、移動体の移動する速度を検出する速度検出部と、前記速度検出部によって検出された速度が第１の速度であれば、前記撮像センサによって撮像された画像の第１のズーム倍率を算出し、前記速度検出部によって検出された速度が前記第１の速度よりも速い第２の速度であれば、前記第１のズーム倍率よりも倍率の高い第２のズーム倍率を算出するズーム倍率算出部と、前記ズーム倍率算出部によって算出されたズーム倍率が第１のズーム倍率である場合、前記撮像面に結像される光像を各画素で電気信号に光電変換するエリアを第１のエリアに変更するように撮像センサを駆動し、前記ズーム倍率算出部によって算出されたズーム倍率が第２のズーム倍率である場合、前記第１のエリアよりも狭い第２のエリアに変更するように撮像センサを駆動する撮像センサ駆動部と、前記撮像センサ駆動部によって変更された第１のエリア又は第２のエリアの画像を表示画面に応じて拡大する拡大部と、前記拡大部によって拡大された画像を表示する画像表示部とを備えることを特徴とする撮像装置。
【０１１０】
この構成によれば、撮像センサよって、複数の画素が２次元的に配置されてなる撮像面に結像される光像が各画素で電気信号に光電変換され、結像部によって、移動体の移動方向の光像が撮像面に結像される。そして、速度検出部によって、移動体の移動する速度が検出され、ズーム倍率算出部によって、速度検出部によって検出された速度が第１の速度であれば、撮像センサによって撮像された画像の第１のズーム倍率が算出され、速度検出部によって検出された速度が第１の速度よりも速い第２の速度であれば、第１のズーム倍率よりも倍率の高い第２のズーム倍率が算出される。撮像センサ駆動部によって、ズーム倍率算出部によって算出されたズーム倍率が第１のズーム倍率である場合、撮像面に結像される光像を各画素で電気信号に光電変換するエリアを第１のエリアに変更するように撮像センサが駆動され、ズーム倍率算出部によって算出されたズーム倍率が第２のズーム倍率である場合、第１のエリアよりも狭い第２のエリアに変更するように撮像センサが駆動される。その後、拡大部によって、撮像センサ駆動部によって変更された第１のエリア又は第２のエリアの画像が表示画面に応じて拡大され、画像表示部によって、拡大部によって拡大された画像が表示される。
【０１１１】
（３）前記結像部は、撮像された画像の中心部分で像高が大きく、周辺部分で中心部分よりも像高が小さくなるレンズを含み、前記画像切出部は、前記ズーム倍率算出部によって算出されたズーム倍率に応じて、前記撮像センサによって撮像された画像の像高の大きい中心部分のエリアを切り出し、前記拡大部は、前記画像切出部によって切り出された像高の大きい中心部分のエリアの画像を表示画面に応じて拡大し、前記画像表示部は、前記拡大部によって拡大された画像を表示することを特徴とする上記（１）記載の撮像装置。
【０１１２】
この構成によれば、結像部には、撮像された画像の中心部分で像高が大きく、周辺部分で中心部分よりも像高が小さくなるレンズが含まれており、画像切出部によって、ズーム倍率算出部によって算出されたズーム倍率に応じて、撮像センサによって撮像された画像の像高の大きい中心部分のエリアの画像が切り出され、拡大部によって、画像切出部によって切り出された像高の大きい中心部分のエリアの画像が表示画面に応じて拡大され、画像表示部によって、拡大部によって拡大された画像が表示される。
【０１１３】
（４）前記結像部は、撮像された画像の中心部分で像高が大きく、周辺部分で中心部分よりも像高が小さくなるレンズを含み、撮像センサ駆動部は、前記ズーム倍率算出部によって算出されたズーム倍率に応じて、撮像面に結像される光像を各画素で電気信号に光電変換するエリアを像高の大きい中心部分のエリアに変更するように撮像センサを駆動し、前記拡大部は、撮像センサ駆動部によって変更された像高の大きい中心部分のエリアの画像を表示画面に応じて拡大し、前記画像表示部は、拡大部によって拡大された画像を表示することを特徴とする上記（２）記載の撮像装置。
【０１１４】
この構成によれば、結像部には、撮像された画像の中心部分で像高が大きく、周辺部分で中心部分よりも像高が小さくなるレンズが含まれており、撮像センサ駆動部によって、ズーム倍率算出部によって算出されたズーム倍率に応じて、撮像面に結像される光像を各画素で電気信号に光電変換するエリアを像高の大きい中心部分のエリアに変更するように撮像センサが駆動され、拡大部によって、撮像センサ駆動部によって変更された像高の大きい中心部分のエリアの画像が表示画面に応じて拡大され、画像表示部によって、拡大部によって拡大された画像が表示される。
【０１１５】
（５）前記結像部は、単焦点レンズを含むことを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載の撮像装置。
【０１１６】
この構成によれば、結像部には、単焦点レンズが含まれており、単焦点レンズを用いて撮像される画像を、移動体の速度に応じたズーム倍率で拡大して表示することができる。
【０１１７】
（６）前記撮像センサによって撮像された画像の中央部分に物体を表す画像が含まれているか否かを認識する物体認識部と、前記物体認識部によって画像の中央部分に物体を表す画像が含まれていると認識された場合、前記移動体の速度を現在の速度から減速するように制御する移動体速度制御部とをさらに備えることを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれかに記載の撮像装置。
【０１１８】
この構成によれば、物体認識部によって、撮像センサによって撮像された画像の中央部分に物体を表す画像が含まれているか否かが認識され、移動体速度制御部によって、物体認識部によって画像の中央部分に物体を表す画像が含まれていると認識された場合、移動体の速度が現在の速度から減速するように制御される。
【０１１９】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明によれば、移動体の速度に応じて撮像センサによって撮像された画像のズーム倍率が算出され、算出されたズーム倍率に応じて、撮像センサによって撮像された画像の所定のエリアが切り出され、切り出されたエリアの画像が表示画面に応じて拡大され、拡大された画像が表示されるため、移動体の運転者は、人間の目では認識することが困難な移動体の移動方向の状態を、表示される画像を見ることによって認識することができ、事故を未然に防止することができる。特に、移動体の速度が大きくなるに従って、ズーム倍率を高くすることによって、より確実に移動方向の状態を認識することができる。
【０１２０】
請求項２に記載の発明によれば、移動体の速度に応じて撮像センサによって撮像された画像のズーム倍率が算出され、算出されたズーム倍率に応じて、撮像面に結像される光像を各画素で電気信号に光電変換するエリアを変更するように撮像センサが駆動され、変更されたエリアの画像が表示画面に応じて拡大され、拡大された画像が表示されるため、移動体の運転者は、人間の目では認識することが困難な移動体の移動方向の状態を、表示される画像を見ることによって認識することができ、事故を未然に防止することができる。特に、撮像センサの必要なエリアのみを読み出しているので画像処理の時間を短縮することができ、フレームレートを向上させることができる。
【０１２１】
請求項３に記載の発明によれば、撮像された画像の像高が大きい中心部分のエリアが拡大されるため、移動体の運転者は、人間の目では認識することが困難な移動体の移動方向の状態を、表示される画像を見ることによってより確実に認識することができ、事故を未然に防止することができる。
【０１２２】
請求項４に記載の発明によれば、レンズ特性制御部によって、速度検出部によって検出された移動体の速度に応じて、撮像センサの撮像面に結像される光像の像高が大きくなるようにレンズの特性が制御されるため、人間の目では認識することが困難な移動体の移動方向の状態をさらに拡大して表示することができる。
【０１２３】
請求項５に記載の発明によれば、移動体のパン方向の加速度及びチルト方向の加速度に応じて、撮像装置がパン方向及びチルト方向に駆動されるため、移動体の走行時の振動による画像のぶれを抑制することができ、撮像装置は運転者にとって見やすい画像を表示することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図２】結像部に単焦点レンズを用いた場合に撮像される画像の一例を示す図である。
【図３】図１に示す第１の実施形態における撮像装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】第２の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図５】図４に示す第２の撮像装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】第３の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図７】結像部に中心窩レンズを用いた場合に撮像される画像の一例を示す図である。
【図８】図６に示す第３の実施形態における撮像装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図９】第４の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】図９に示す第４の撮像装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１１】第５の実施形態における撮像装置の構成を示すブロック図である。
【図１２】中心窩レンズのレンズ特性を表す図である。
【図１３】第１の速度において撮像される画像の一例を示す図である。
【図１４】第２の速度において撮像される画像の一例を示す図である。
【図１５】図１１に示す第５の実施形態における撮像装置の動作の一例を示すフローチャートである。
【図１６】移動体カメラの外観を示す概略図である。
【図１７】移動体カメラのパン・チルト機構に関する主な構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１結像部
２撮像センサ
３撮像センサ駆動部
４Ａ／Ｄ変換部
５，１０画像メモリ
６車速度センサ
７ズーム倍率算出部
８トリミング部（画像切出部）
９リサイズ部（拡大部）
１１画像表示部
１２物体認識処理部
１３車速度制御部
１４画像処理部
１５レンズ特性制御部
１００撮像装置
１０１パン用加速度センサ
１０２チルト用加速度センサ
１０３パン・チルト制御部
１０４パン用モータドライバ
１０５チルト用モータドライバ
１０６パン用駆動モータ
１０７チルト用駆動モータ
１１０パン用アクチュエータ
１２０チルト用アクチュエータ

Claims

複数の画素が２次元的に配置されてなる撮像面に結像される光像を各画素で電気信号に光電変換する撮像センサと、
移動体の移動方向の光像を前記撮像面に結像する結像部と、
移動体の移動する速度を検出する速度検出部と、
前記速度検出部によって検出された速度に応じて前記撮像センサによって撮像された画像のズーム倍率を算出するズーム倍率算出部と、
前記ズーム倍率算出部によって算出されたズーム倍率に応じて、前記撮像センサによって撮像された画像の所定のエリアを切り出す画像切出部と、
前記画像切出部によって切り出されたエリアの画像を表示画面に応じて拡大する拡大部と、
前記拡大部によって拡大された画像を表示する画像表示部とを備えることを特徴とする撮像装置。
複数の画素が２次元的に配置されてなる撮像面に結像される光像を各画素で電気信号に光電変換する撮像センサと、
移動体の移動方向の光像を前記撮像面に結像する結像部と、
移動体の移動する速度を検出する速度検出部と、
前記速度検出部によって検出された速度に応じて前記撮像センサによって撮像された画像のズーム倍率を算出するズーム倍率算出部と、
前記ズーム倍率算出手段によって算出されたズーム倍率に応じて、前記撮像面に結像される光像を各画素で電気信号に光電変換するエリアを変更するように撮像センサを駆動する撮像センサ駆動部と、
前記撮像センサ駆動部によって変更されたエリアの画像を表示画面に応じて拡大する拡大部と、
前記拡大部によって拡大された画像を表示する画像表示部とを備えることを特徴とする撮像装置。
前記結像部は、撮像された画像の中心部分で像高が大きく、周辺部分で中心部分よりも像高が小さくなるレンズを含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
前記速度検出部によって検出された移動体の速度に応じて、前記撮像センサの撮像面に結像される光像の像高が大きくなるように前記レンズの特性を制御するレンズ特性制御部をさらに備えることを特徴とする請求項３記載の撮像装置。
移動体の速度に応じて移動方向の光像を撮像した画像を拡大して表示する請求項１〜４のいずれかに記載の撮像装置と、
パン方向の加速度を検出するパン用加速度センサと、
前記パン用加速度センサによって検出された加速度に基づいてパン方向への駆動量を算出するパン用駆動量算出部と、
前記パン用駆動量算出部によって算出された駆動量に基づいて前記撮像装置をパン方向に駆動するパン用駆動部と、
チルト方向の加速度を検出するチルト用加速度センサと、
前記チルト用加速度センサによって検出された加速度に基づいてチルト方向への駆動量を算出するチルト用駆動量算出部と、
前記チルト用駆動量算出部によって算出された駆動量に基づいて前記撮像装置をチルト方向に駆動するチルト用駆動部とを備えることを特徴とする移動体カメラ。