特開 2023-7676 撮像装置及び撮像システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023007676

(43)【公開日】2023-01-19

(54)【発明の名称】撮像装置及び撮像システム

(51)【国際特許分類】

   H04N 23/55 20230101AFI20230112BHJP

   H04N 23/60 20230101ALI20230112BHJP

   H04N 23/57 20230101ALI20230112BHJP

   G03B 15/00 20210101ALI20230112BHJP

   G03B 17/02 20210101ALI20230112BHJP

   G02B 7/02 20210101ALI20230112BHJP

   G03B 30/00 20210101ALI20230112BHJP

【ＦＩ】

H04N5/225 400

H04N5/232 290

H04N5/225 700

G03B15/00 V

G03B17/02

G02B7/02 Z

G03B30/00

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021110674

(22)【出願日】2021-07-02

(71)【出願人】

【識別番号】314012076

【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】川本 茂春

【テーマコード（参考）】

2H044

2H100

5C122

【Ｆターム（参考）】

2H044AJ06

2H100CC01

5C122DA14

5C122EA12

5C122EA54

5C122EA55

5C122FB23

5C122FC01

5C122FC02

5C122FH07

5C122FH09

5C122GE05

5C122GE11

(57)【要約】

【課題】移動体に搭載された撮像装置において画角の異なる複数の画像を得ること。
【解決手段】本開示の撮像装置は、撮像素子と、光学系とを備える。前記撮像素子は、複数の画素が二次元的に配置され、前記複数の画素の出力に基づいて画像データを生成する。前記光学系は、前記撮像素子の撮像面に被写界からの光を結像する。前記光学系は、画角に応じた拡大率で前記被写界からの光を前記撮像面に結像する。前記撮像面における前記光学系の光軸は、前記撮像面の中心から外れた位置にある。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数の画素が二次元的に配置され、前記複数の画素の出力に基づいて画像データを生成する撮像素子と、
前記撮像素子の撮像面に被写界からの光を結像する光学系と
を具備し、
前記光学系は、画角に応じた拡大率で前記被写界からの光を前記撮像面に結像し、
前記撮像面における前記光学系の光軸は、前記撮像面の中心から外れた位置にある、
撮像装置。

【請求項2】

前記光学系は、前記光学系の光軸から外れるほど、角度の間隔が小さい、請求項１に記載の撮像装置。

【請求項3】

前記光学系は、前記光学系の光軸から外れるほど、角度の間隔が大きい、請求項１に記載の撮像装置。

【請求項4】

請求項１から請求項３のうちのいずれか一項に記載の撮像装置と、
前記画像データに基づいて画像を生成する画像処理装置と
を備え、
前記画像処理装置は、第１の画角に対応する前記撮像面の第１の領域に基づいて第１の画像を生成し、前記第１の画角のうちの周辺部分の第２の画角に対応する前記撮像面の第２の領域に基づいて第２の画像を生成し、
前記撮像面における前記光学系の光軸は、前記第２の領域の近傍にある、
移動体に配置される撮像システム。

【請求項5】

請求項１から請求項３のうちのいずれか一項に記載の撮像装置と、
前記画像データに基づいて画像を生成する画像処理装置と
を備え、
前記画像処理装置は、第１の画角に対応する前記撮像面の第１の領域に基づいて第１の画像を生成し、前記第１の画角のうちの周辺部分の第２の画角に対応する前記撮像面の第２の領域に基づいて第２の画像を生成し、
前記撮像面における前記光学系の光軸は、前記第２の領域の領域内にある、
移動体に配置される撮像システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、撮像装置及び撮像システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、後方の状況を示す画像を表示する車載ディスプレイを搭載した自動車等の移動体が知られている。車載ディスプレイは、例えば、車両の駐車時に運転者を支援するリアビューモニタとして用いられる場合がある。また、これらの車両等の移動体においては、後方の撮像画像を表示する機能を有する電子的なルームミラー（以下、電子ルームミラーという）が搭載される場合がある。このような中、例えばコスト削減の観点から、リアビューモニタ用の撮像装置と電子ルームミラー用の撮像装置とを共通化したいという需要があった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６３４９５５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、電子ルームミラー用の撮像装置と、リアビューモニタ用の撮像装置とは、画角が異なっている。例えば、電子ルームミラー用の撮像装置による撮像範囲は、例えばリアビューモニタ用の撮像装置による撮像範囲の周辺部分、すなわち光軸から外れた領域に位置する。このような中、例えば使用される光学系の光学特性によっては、光軸から画角端まで結像位置の角度間隔が一定である。したがって、リアビューモニタ用の撮像装置と電子ルームミラー用の撮像装置とを共通化した場合、電子ルームミラー用の画像の解像度が低下する場合があった。あるいは、電子ルームミラー用の画像の解像度を確保するために、撮像面の大きさ、すなわちイメージセンサのサイズを大きくする必要があった。

【0005】

本開示は、上記に鑑みてなされたものであって、移動体に搭載された撮像装置において画角の異なる複数の画像を得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本開示の撮像装置は、撮像素子と、光学系とを備える。前記撮像素子は、複数の画素が二次元的に配置され、前記複数の画素の出力に基づいて画像データを生成する。前記光学系は、前記撮像素子の撮像面に被写界からの光を結像する。前記光学系は、画角に応じた拡大率で前記被写界からの光を前記撮像面に結像する。前記撮像面における前記光学系の光軸は、前記撮像面の中心から外れた位置にある。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、移動体に搭載された撮像装置において画角の異なる複数の画像を得ることができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本明細書中に記載された何れかの効果であってもよい。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係る表示システムが適用された自動車の構成の一例を示す図である。

【図2】図２は、図１の撮像装置の構成の一例を示す図である。

【図3】図３は、図１の撮像装置における、撮像素子の撮像面と、光学系による撮像面上への結像位置との相対位置の関係の一例を示す模式図である。

【図4】図４は、図１の撮像装置による垂直方向における画角の一例を示す図である。

【図5】図５は、図１の撮像装置における、撮像素子の撮像面と、光学系による撮像面上への結像位置との相対位置の関係の別の一例を示す模式図である。

【図6】図６は、図１の撮像装置における、プラスオフセットの場合及びマイナスオフセットの場合の各部の構成の一例を示す模式図である。

【図7】図７は、オフセットなしの場合の撮像装置を自動車に取り付けた場合の垂直方向における画角の一例を示す図である。

【図8】図８は、プラスオフセットの場合の撮像装置を自動車に取り付けた場合の垂直方向における画角の一例を示す図である。

【図9】図９は、マイナスオフセットの場合の撮像装置を自動車に取り付けた場合の垂直方向における画角の一例を示す図である。

【図10】図１０は、マイナスオフセットの場合の撮像装置を自動車の前方に取り付けた場合の垂直方向における画角の一例を示す図である。

【図11】図１１は、オフセットなしの場合の撮像装置を自動車の側方に取り付けた場合の垂直方向における画角の一例を示す図である。

【図12】図１２は、マイナスオフセットの場合の撮像装置を自動車の側方に取り付けた場合の垂直方向における画角の一例を示す図である。

【図13】図１３は、プラスオフセットの場合の撮像装置を自動車の側方に取り付けた場合の垂直方向における画角の一例を示す図である。

【図14】図１４は、オフセットなしの場合の撮像装置を自動車の側方のピラーに取り付けた場合の垂直方向における画角の一例を示す図である。

【図15】図１５は、マイナスオフセットの場合の撮像装置を自動車の側方のピラーに取り付けた場合の垂直方向における画角の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、図面を参照しながら、本開示に係る撮像装置、撮像システム及び表示システムの実施形態について説明する。

【0010】

なお、本開示の説明において、既出の図に関して前述したものと同一又は略同一の機能を有する構成要素については、同一符号を付し、説明を適宜省略する場合もある。また、同一又は略同一の部分を表す場合であっても、図面により互いの寸法や比率が異なって表されている場合もある。また、例えば図面の視認性を確保する観点から、各図面の説明において主要な構成要素だけに参照符号を付し、既出の図において前述したものと同一又は略同一の機能を有する構成要素であっても参照符号を付していない場合もある。

【0011】

なお、本開示に係る撮像装置、撮像システム及び表示システムは、各種の移動体に対して適宜利用可能である。この移動体は、例えば自転車、自動二輪車、自動車及び電車などの各種の車両であってもよい。また、移動体は、船舶及び航空機などの移動体であっても構わない。また、移動体は、有人で移動するものであってもよいし、無人で移動するものであってもよい。また、移動体の移動は、ユーザにより制御されてもよいし、設定された経路や周囲状況などに応じて自律的に制御されてもよい。

【0012】

図１は、実施形態に係る表示システム１００が適用された自動車２００の構成の一例を示す図である。表示システム１００は、図１に示すように、例えば自動車２００に取り付けられる。ここで、自動車２００は、移動体の一例である。

【0013】

表示システム１００は、電子ルームミラー３０及び車載ディスプレイ４０及び撮像システム７０を有する。撮像システム７０は、撮像装置１０及び画像処理装置２０を有する。

【0014】

撮像装置１０は、被写体を撮像して画像データを生成する車載カメラである。撮像装置１０は、例えば車両後方を向いた第１の撮像方向を撮像するように自動車２００に取り付けられている。例えば、撮像装置１０は、自動車２００の後方２０１に配置される。ここで、自動車２００の後方２０１とは、例えばライセンスプレートの上部であるが、これに限らない。撮像装置１０は、リアガラスやリアバンパーなどに配置されていてもよい。

【0015】

図２は、図１の撮像装置１０の構成の一例を示す図である。撮像装置１０は、図２に示すように、撮像素子１２１、光学系１２２、信号処理回路１３１及びインタフェース１３３を有する。

【0016】

撮像素子１２１は、光学系１２２を介して撮像面に結像した像を撮像し、画像データを生成する。撮像素子１２１の撮像面には、複数の画素が、２次元的に、より具体的にはマトリクス状に、配置されている。撮像素子１２１としては、例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサが利用可能である。

【0017】

光学系１２２は、撮像素子１２１の撮像面に像を結像させる光学ユニットである。光学系１２２は、レンズ絞り及びフィルターなどを含む。光学系１２２は、光を反射するミラー又はプリズムなどを含んでいてもよい。光学系１２２は、例えば画角によって結像する像の拡大率が異なる。

【0018】

図３は、図１の撮像装置１０における、撮像素子１２１の撮像面３０１と、光学系１２２による撮像面３０１上への結像位置との相対位置の関係の一例を示す模式図である。図４は、図１の撮像装置１０による垂直方向における画角の一例を示す図である。図４は、電子ルームミラー３０用の画角に対応する視野Ｒ１と、車載ディスプレイ４０用の画角に対応する視野Ｒ２と、撮影範囲外の領域Ｒ３とを例示する。また、図３は、撮像装置１０が図４に例示するように自動車２００に取り付けられた場合の水平方向５０１からの光の入射位置を例示する。ここで、撮像面３０１の各辺は、説明の簡単のために水平方向５０１又は垂直方向５０３に沿って配置されているとするが、これに限らない。ここで、車載ディスプレイ４０用の画角は、第１の画角の一例である。また、電子ルームミラー３０用の画角は、第２の画角の一例である。

【0019】

本実施形態に係る撮像装置１０は、図３に示すように、光学系１２２の光軸４０１の撮像面３０１上の位置が撮像素子１２１の中央６０１から外れた位置となるように構成されている。好ましくは、撮像面３０１における光学系１２２の光軸４０１の位置は、撮像素子１２１のうちの電子ルームミラー３０の画像データ生成に供される領域３１５の近傍である。より好ましくは、撮像面３０１における光学系１２２の光軸４０１の位置は、領域３１５の領域内である。ここで、撮像面３０１は、第１の領域の一例である。また、領域３１５は、第２の領域の一例である。

【0020】

より具体的には、光学系１２２の光軸４０１の撮像面３０１上の位置は、撮像素子１２１の中央６０１から所定の角度だけ外れた位置である。当該所定の角度は、撮像素子１２１及び光学系１２２の間のオフセット（Ｏｆｆｓｅｔ）と、撮像装置１０の取り付け角度に応じた俯角（Ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ）との差である。あるいは、当該所定の角度は、撮像素子１２１及び光学系１２２の間のオフセット（Ｏｆｆｓｅｔ）と、撮像装置１０の取り付け角度に応じた仰角との和である。

【0021】

なお、図３に示す例において、オフセット（Ｏｆｆｓｅｔ）は、撮像素子１２１の中央６０１と光軸方向４０３からの光の結像位置との間の間隔と、光軸方向４０３からの光の結像位置と水平方向５０１からの光の結像位置との間の俯角（Ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ）に対応する間隔との和である。

【0022】

なお、本開示では、説明の簡単のために、水平方向５０１とは、光学系１２２の射出瞳を通り、地面に水平な仮想面を規定するとするが、これに限らない。また、光学系１２２の光軸方向４０３とは、光軸４０１を通り、水平方向５０１との交線が撮像面３０１に並行な仮想面を規定するとする。

【0023】

なお、図３及び図４に示す例では、オフセット（Ｏｆｆｓｅｔ）は、例えば１５度である。また、俯角（Ｄｅｐｒｅｓｓｉｏｎ）は、例えば３度である。ただし、オフセットや俯角の大きさは、これらに限らず任意に設定可能である。

【0024】

光学系１２２は、被写界からの光を、光学系１２２の光軸４０１に対する角度に応じた撮像面３０１上の位置に結像させる。図３は、撮像面３０１における光学系１２２の光軸４０１の入射位置、すなわち光軸中心からの１０度ごとの角度に応じた撮像面３０１上の結像位置を結んだ同心円４００を例示している。例えば、図３の例では、撮像面３０１には、被写界からの光のうち、水平方向５０１から上方に概ね２０度外れた方向までの角度範囲ＤＵ（図４参照）の光が入射可能である。同様に、撮像面３０１には、被写界からの光のうち、光軸４０１から水平方向５０１の下方に概ね９０度外れた方向までの角度範囲ＤＬＵ（図４参照）の光が入射可能である。

【0025】

また、図３に示す例では、結像面上での光軸４０１からの１０度ごとの各角度の結像位置を示す同心円４００において、各円の間隔は、光軸４０１からの角度が大きくなるほど、小さい。換言すれば、本実施形態に係る光学系１２２は、光軸４０１から外れるほど、角度の間隔が小さくなるように構成されている。あるいは、本実施形態に係る光学系１２２は、画角が大きいほど結像面上での角度変化が小さいとも表現することができる。ここで、同心円４００の間隔が広いほど、１０度あたりの撮像面３０１上の画素数が大きい。画素密度が高ければ空間周波数を高くできるため、同心円４００の間隔が広いほど、その画角に関する被写界の解像度が高くなる。つまり、図３に示す例では、光学系１２２の光軸４０１に近いほど、被写界の解像度、すなわち空間分解能が高い。

【0026】

なお、図３に示す例において、撮像面３０１は、例えば３８４０×２１６０（８Ｍ）［ｐｘ］の大きさであるとする。この場合、光軸４０１を０度と表現すると、被写界のうちの０～１０度の領域からの光は、３２０［ｐｘ］の画素を用いて画像化することができる。また、被写界のうちの０～２０度の領域からの光は、６０８［ｐｘ］の画素を用いて画像化することができる。また、被写界のうちの０～３０度の領域からの光は、８３５［ｐｘ］の画素を用いて画像化することができる。また、被写界のうちの０～４０度の領域からの光は、１０１０［ｐｘ］の画素を用いて画像化することができる。また、被写界のうちの０～５０度の領域からの光は、１１５２［ｐｘ］の画素を用いて画像化することができる。また、被写界のうちの０～６０度の領域からの光は、１２６５［ｐｘ］の画素を用いて画像化することができる。また、被写界のうちの０～７０度の領域からの光は、１３７３［ｐｘ］の画素を用いて画像化することができる。また、被写界のうちの０～８０度の領域からの光は、１４５９［ｐｘ］の画素を用いて画像化することができる。また、被写界のうちの０～９０度の領域からの光は、１５３５［ｐｘ］の画素を用いて画像化することができる。このように、光軸４０１との成す角が大きくなるほど、各角度範囲の画像化に用いられる画素数は少なくなる。

【0027】

なお、図３に例示するように、撮像素子１２１は、撮像面３０１より画素数の小さい撮像面３０３であってもよい。撮像面３０３は、例えば２５６０×１９２０（５Ｍ）［ｐｘ］の大きさであるとする。このように、撮像素子１２１の画素数は、任意に設定可能である。ここで、撮像面３０３は、第１の領域の一例である。

【0028】

なお、図３の示す例において、領域３１５は、撮像素子１２１のうちの電子ルームミラー３０の画像データ生成に供される領域である。撮像素子１２１により撮像された領域３１５の画像データは、後述する画像処理装置２０により領域３０５で示される画像データに変換され、電子ルームミラー３０に供給される。領域３０５は、水平方向に４０度の画角に対応する領域である。領域３０５は、例えば１２０６×２６３［ｐｘ］の大きさである。なお、図３に例示するように、撮像素子１２１のうちの領域３１７が、電子ルームミラー３０の画像データ生成に供されても構わない。この場合、撮像素子１２１により撮像された領域３１７の画像データは、後述する画像処理装置２０により領域３０７で示される画像データに変換され、電子ルームミラー３０に供給される。領域３０７は、水平方向に６０度の画角に対応する領域である。領域３０７は、例えば１９１２×４００［ｐｘ］の大きさである。このように、撮像素子１２１のうちの電子ルームミラー３０の画像データ生成に供される画素数は、任意に設定可能である。ここで、領域３１７は、第２の領域の一例である。

【0029】

一般に、リアビュー用の画角は、電子ルームミラー用の画角より大きい。また、ルームミラー用の撮影範囲は、リアビュー用の撮影範囲の周辺部に位置している。このような中、本実施形態に係る撮像装置１０では、光学系１２２による像の拡大率を光軸４０１からの角度（画角）に応じて変えるとともに、光学系１２２の光軸を撮像素子１２１の中心から外れた位置としている。

【0030】

この構成によれば、光学系１２２の光軸が撮像素子１２１の中心に位置する構成に比して、電子ルームミラー３０に表示する画像の解像度を損なうことなく、電子ルームミラー３０と、車載ディスプレイ４０との間で共通の撮像装置１０を用いることができる。換言すれば、電子ルームミラー３０用の画角と、車載ディスプレイ４０用の画角とのそれぞれに対応する画像を得るとともに、電子ルームミラー３０用の画角に関する画素密度を向上させることができる。

【0031】

信号処理回路１３１は、撮像装置１０からの画像データに対して、ガンマ補正や歪曲補正等の所定の画像処理を施す。インタフェース１３３は、信号処理回路１３１で信号処理された画像データを、画像処理装置２０へ出力する。インタフェース１３３は、例えば回路で実現されてもよい。

【0032】

画像処理装置２０は、撮像装置１０で生成された画像データを処理する装置である。例えば、画像処理装置２０は、電子ルームミラー３０及び車載ディスプレイ４０のそれぞれで表示するための画像データを生成する。ここで、画像処理装置２０により生成される、車載ディスプレイ４０用の画像は、第１の画像の一例である。また、画像処理装置２０により生成される、電子ルームミラー３０用の画像は、第２の画像の一例である。画像処理装置２０は、撮像装置１０からの画像データに対して、ガンマ補正や歪曲補正を含むキャリブレーションを施してもよい。画像処理装置２０は、例えば、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）及びＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）を備えるコンピュータである。画像処理装置２０は、処理後の画像データを、電子ルームミラー３０及び車載ディスプレイ４０に供給する。

【0033】

電子ルームミラー３０及び車載ディスプレイ４０は、それぞれ画像処理装置２０により生成された画像を表示する。

【0034】

電子ルームミラー３０は、表示デバイスと、駆動回路とを備える。表示デバイスは、液晶表示パネル又は有機ＥＬ（Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイ等である。駆動回路は、表示デバイスを駆動する。電子ルームミラー３０は、ルームミラーとして機能する表示装置である。電子ルームミラー３０は、運転席の前方において、車両の上部であって、車両の水平方向における中央に配置される。電子ルームミラー３０は、撮像装置１０により撮像された、車両後方のシーンの画像（動画）を表示する。これにより、自動車２００の運転者は、自動車２００の走行中又は停止時に、電子ルームミラー３０の画像により車両後方の状況を確認できる。

【0035】

車載ディスプレイ４０は、表示デバイスと、駆動回路とを備える。表示デバイスは、液晶表示パネル又は有機ＥＬディスプレイ等である。駆動回路は、表示デバイスを駆動する。車載ディスプレイ４０は、ダッシュボード内またはダッシュボード上に設置される。車載ディスプレイ４０は、例えば、地図、ルート案内、ラジオ選局及び各種設定等の種々の情報を表示する。また、車載ディスプレイ４０は、駐車支援装置として機能する。例えば、車載ディスプレイ４０は、自動車２００が後進するときに、撮像装置１０により撮像された車両後方のシーンの画像（以下「リアビュー画像」という）を表示する。運転者は、自動車２００の後進時にリアビュー画像（動画）を確認することにより、車両後方の状況を把握することができ、車両を安全に後進させることができる。

【0036】

ここで、本実施形態に係る表示システム１００の動作を説明する。

【0037】

表示システム１００は、自動車２００内に設定されている。表示システム１００において、撮像装置１０は、車両後方のシーンの画像を撮像する。画像処理装置２０は、撮像装置１０により生成された画像データ（動画）を受信する。

【0038】

画像処理装置２０は、撮像装置１０により撮像され、所定の画像処理が施された撮像画像データから、電子ルームミラー３０及び車載ディスプレイ４０に表示させるための画像を生成する。

【0039】

例えば、画像処理装置２０は、撮像画像に画像処理を施すことにより、画素の粗密を均一化する。つまり、画像処理装置２０は、画素が疎の領域の画素を補間する。例えば、画像処理装置２０は、画像が自然に見えるように、撮像画像に対して歪曲補正処理を施す。

【0040】

例えば、画像処理装置２０は、撮像画像からリアビュー用の画角に対応する領域の画像を切り出し、車載ディスプレイ４０用の表示画像を生成する。なお、画像処理装置２０は、撮像素子１２１の予め定められた範囲の画素からの信号に基づいて、車載ディスプレイ４０用の表示画像を生成してもよい。例えば、画像処理装置２０は、車載ディスプレイ４０用の画角に対応する視野Ｒ２の画像が、自動車２００の真後ろからやや斜め下方を見るときの画像となるように、必要に応じて視野Ｒ２の画像の視点を変換する。画像処理装置２０は、切り出した画像を車載ディスプレイ４０での表示に適したサイズにリサイズして、リアビュー画像を生成する。生成されたリアビュー画像は、車載ディスプレイ４０に送信される。車載ディスプレイ４０は、画像処理装置２０からのリアビュー画像のデータを受信して表示する。

【0041】

例えば、画像処理装置２０は、リアビュー用の画角に対応する撮像画像のうちの、電子ルームミラー３０用の画角に対応する領域の画像を切り出し、電子ルームミラー３０用の表示画像を生成する。なお、画像処理装置２０は、撮像素子１２１の予め定められた範囲の画素からの信号に基づいて、電子ルームミラー３０用の表示画像を生成してもよい。例えば、画像処理装置２０は、電子ルームミラー用の画角に対応する視野Ｒ１の画像が、運転席から自動車２００の真後ろを水平に見たときの画像となるように、視野Ｒ１の画像の視点を変換する。画像処理装置２０は、切り出した画像を電子ルームミラー３０の表示に適したサイズにリサイズして、電子ルームミラー３０に表示させるための画像を生成する。生成された画像は、電子ルームミラー３０に送信される。電子ルームミラー３０は、画像処理装置２０からの表示用の画像データを受信して表示する。

【0042】

以上説明したように、本実施形態に係る表示システム１００によれば、自動車２００などの移動体に搭載された１台の撮像装置１０において、画角及び像の解像度が異なる複数の画像を生成することができる。一例として、本実施形態に係る表示システム１００によれば、共通の撮像装置１０により、電子ルームミラー３０用の解像度の高い鮮明な画像と、車載ディスプレイ４０用の広角な画像とを得ることができる。

【0043】

なお、車載ディスプレイ４０は、車両外を撮像する複数のカメラの映像を合成した映像を表示してもよい。複数のカメラの映像を合成した映像とは、例えば全方位俯瞰映像である。

【0044】

なお、本実施形態では、ルームミラーとして使用される電子ルームミラー３０を例示するが、これに限らない。本開示に係る技術は、電子ルームミラー３０に限らず、例えばドアミラー又はフェンダーミラーとして使用される電子ミラーに対して適用することもできる。

【0045】

上述の実施形態において、画角の異なる複数の画像を得ることができる撮像装置１０を自動車２００などの移動体に搭載する場合を例示した。このような中、撮像装置１０により得られる各画像の画角は、自動車２００などの移動体への撮像装置１０の取り付け角度に依存する。一方で、撮像装置１０を自動車２００などの移動体へ取り付ける際には、例えば撮像装置１０が目立たないように取り付けたいといった需要がある。あるいは、自動車２００などの移動体における配線の取り回しにより、撮像装置１０の取り付け角度が制限される場合もある。

【0046】

そこで、以下、取り付け角度に依存せずに、車載ディスプレイ４０用の広角な画像を得るための垂直画角を確保し、かつ、電子ルームミラー３０用の解像度の高い鮮明な画像を得るための水平方向での解像度を確保することができる撮像装置１０について説明する。

【0047】

上述の実施形態では、図３に例示するように、光軸中心からの所定の角度（例えば１０度）ごとの各角度に対応する結像面上での結像位置を示す同心円４００の間隔が、光軸中心から離れるほど小さくなるように構成された光学系１２２を例示したが、これに限らない。光学系１２２は、同心円４００の間隔が、光軸中心から離れるほど大きくなるように構成されていてもよい。換言すれば、光学系１２２は、光軸４０１から外れるほど、角度の間隔が大きくなるように構成されていてもよい。この場合、光学系１２２は、画角が大きいほど、結像面上での角度変化が大きいとも表現することができる。図５は、図１の撮像装置１０における、撮像素子１２１の撮像面３０１と、光学系１２２による撮像面３０１上への結像位置との相対位置の関係の別の一例を示す模式図である。図５は、プラスオフセットの場合及びマイナスオフセットの場合を例示する。図６は、図１の撮像装置１０における、プラスオフセットの場合及びマイナスオフセットの場合の各部の構成の一例を示す模式図である。図５及び図６は、それぞれ、比較例としてオフセットなしの場合をさらに例示する。

【0048】

撮像面３０１ａは、オフセットなしの場合の撮像面３０１を示す。このとき、図５に示すように、撮像面３０１ａの中央６０１ａと、光学系１２２の光軸方向４０３とは一致する。

【0049】

撮像面３０１ｂは、マイナスオフセットの場合の撮像面３０１を示す。このとき、図５に示すように、撮像面３０１ｂの中央６０１ｂは、光学系１２２の光軸方向４０３より下方に位置する。これにより、オフセットなしの場合に比して、撮像面３０１の周辺部分に位置する電子ルームミラー３０用の画角に関する画素密度を向上させることができる。

【0050】

撮像面３０１ｃは、プラスオフセットの場合の撮像面３０１を示す。このとき、図５に示すように、撮像面３０１ｃの中央６０１ｃは、光学系１２２の光軸方向４０３より上方に位置する。これにより、オフセットなしの場合に比して、あるいはマイナスオフセットの場合と同様に、撮像面３０１の周辺部分に位置する電子ルームミラー３０用の画角に関する画素密度を向上させることができる。もちろん、上述の実施形態に係る撮像装置１０をプラスオフセットとして構成することもできる。

【0051】

なお、プラスオフセットとするか、マイナスオフセットとするかは、自動車２００などの移動体への取り付け位置や取り付け角度、配線の取り回しなどに応じて適宜選択されればよい。図７は、オフセットなしの場合の撮像装置１０ａを自動車２００に取り付けた場合の垂直方向における画角の一例を示す図である。図８は、プラスオフセットの場合の撮像装置１０ｃを自動車２００に取り付けた場合の垂直方向における画角の一例を示す図である。図９は、マイナスオフセットの場合の撮像装置１０ｂを自動車２００に取り付けた場合の垂直方向における画角の一例を示す図である。

【0052】

図８に示すように、プラスオフセットの場合には、視野Ｒ２が光軸方向４０３の上方の側に位置するため、図７のオフセットなしの場合に比して大きい俯角で撮像装置１０ｃを自動車２００に取り付けることができる。これにより、撮像装置１０ｃを目立たないように自動車２００に取り付けることが可能になる。また、俯角を大きくすることにより、撮像装置１０ｃ及び画像処理装置２０との間の配線を、オフセットなしの場合に比してさらに上向きに取り出すことができるため、撮像装置１０ｃの配置に要するスペースを低減することもできる。

【0053】

また、図９に示すように、マイナスオフセットの場合には、視野Ｒ２が光軸方向４０３の下方の側に位置するため、図７のオフセットなしの場合に比して水平方向５０１に近い俯角で撮像装置１０ｂを自動車２００に取り付けることができる。これにより、撮像装置１０ｂを自動車２００のボディに埋め込んで搭載することができる。

【0054】

なお、上述の実施形態では、後方確認用の電子ルームミラー３０及びリアビュー画像を表示する車載ディスプレイ４０を例示するが、これに限らない。本開示に係る技術は、図１０に示すように、車両前方のシーン画像（以下「フロントビュー画像」という）を表示する車載ディスプレイ４０と、フロントビュー画像に対応する視野内の任意の視野を確認するための電子ミラーとに対して適用することもできる。あるいは、フロントビュー画像に対応する視野内の任意の視野の障害物を検知するためのセンサに対して適用することもできる。図１０は、マイナスオフセットの場合の撮像装置１０ｂを自動車２００の前方に取り付けた場合の垂直方向における画角の一例を示す図である。図１０に示すように、マイナスオフセットの場合には、自動車２００のフロントバンパーなどに撮像装置１０を配置する場合であっても、オフセットなしの場合に比して水平方向５０１に近い俯角で撮像装置１０ｂを自動車２００のボディに埋め込んで取り付けることができる。この場合、撮像装置１０ｂにより、自動車２００の前方に関して、自動車２００の直下を撮像することも可能である。

【0055】

また、本開示に係る技術は、車両側方のシーン画像（以下「サイドビュー画像」という）を表示する車載ディスプレイ４０と、サイドビュー画像に対応する視野内の任意の視野を確認するための電子ミラーとに対して適用することもできる。図１１は、オフセットなしの場合の撮像装置１０ａを自動車２００の側方に取り付けた場合の垂直方向における画角の一例を示す図である。図１２は、マイナスオフセットの場合の撮像装置１０ｂを自動車２００の側方に取り付けた場合の垂直方向における画角の一例を示す図である。図１３は、プラスオフセットの場合の撮像装置１０ｃを自動車２００の側方に取り付けた場合の垂直方向における画角の一例を示す図である。

【0056】

図１２に示すように、マイナスオフセットの撮像装置１０ｂは、視野Ｒ２が光軸方向４０３の下方の側に位置するため、図１１のオフセットなしの場合に比して水平方向５０１に近い俯角で撮像装置１０ｂを自動車２００に取り付けることができる。例えば自動車２００の側方において、撮像装置１０ｂを自動車２００のボディに埋め込んで搭載することができる。これにより、自動車２００の側方に関して、自動車２００の直下を撮像することも可能である。

【0057】

また、図１３に示すように、プラスオフセットの場合には、視野Ｒ２が光軸方向４０３の側方の側に位置するため、例えば自動車２００のミラーに８０度などの下方へ向けて取り付けることができる。これにより、自動車２００の側方に関して、自動車２００の直下を撮像するとともに、水平方向５０１より上方まで撮像することができる。また、水平方向５０１や自動車２００のミラー用の領域が光軸から外れて光学系１２２の周辺部に位置する場合には、図５に例示するような光軸から外れるほど、角度の間隔が大きい光学系１２２を用いることで、ミラー用の画像の生成に供される撮像素子１２１の周辺部における画素密度を向上することができる。

【0058】

なお、本開示に係る撮像装置１０は、自動車２００のピラーに埋め込むことも可能である。図１４は、オフセットなしの場合の撮像装置１０ａを自動車２００の側方のピラーに取り付けた場合の垂直方向における画角の一例を示す図である。図１４は、オフセットなしの撮像装置１０ａをー２０度の俯角、すなわち２０度の仰角で自動車２００のＡピラーに配置する場合を例示する。図１５は、マイナスオフセットの場合の撮像装置１０ｂを自動車２００の側方のピラーに取り付けた場合の垂直方向における画角の一例を示す図である。図１５は、マイナスオフセットの撮像装置１０ｂをー２０度の俯角、すなわち２０度の仰角で自動車２００のＡピラーに配置する場合を例示する。図１４に示すように、オフセットなしの場合には、自動車２００の下方に関して、視野Ｒ２が車両から離れている。一方、図１５に示すように、マイナスオフセットの場合には、視野Ｒ２が光軸方向４０３の下方の側に位置するため、自動車２００の下方に関して、車両近傍まで撮像することができる。

【0059】

以上説明したように、本開示に係る撮像装置、撮像システム及び表示システムによれば、自動車２００などの移動体に搭載された撮像装置１０において画角の異なる複数の画像を得ることができる。

【0060】

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

【符号の説明】

【0061】

１０ 撮像装置
２０ 画像処理装置
３０ 電子ルームミラー
４０ 車載ディスプレイ（リアビュー）
７０ 撮像システム
１００ 表示システム
１２１ 撮像素子
１２２ 光学系
１３１ 信号処理回路
１３３ インタフェース
２００ 自動車（車両，移動体）
２０１ 後方

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】