特開 2024-167670 カメラユニットの校正装置及び校正方法

(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】P2024167670

(43)【公開日】2024-12-04

(54)【発明の名称】カメラユニットの校正装置及び校正方法

(51)【国際特許分類】

   H04N 23/60 20230101AFI20241127BHJP

   G01C 3/00 20060101ALI20241127BHJP

   G01C 3/06 20060101ALI20241127BHJP

   G01B 11/245 20060101ALI20241127BHJP

   G03B 15/00 20210101ALI20241127BHJP

   G03B 35/10 20210101ALI20241127BHJP

【ＦＩ】

H04N23/60

G01C3/00 120

G01C3/06 110V

G01C3/06 140

G01B11/245 H

G03B15/00 T

G03B35/10

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023083897

(22)【出願日】2023-05-22

(71)【出願人】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】株式会社ＳＵＢＡＲＵ

(74)【代理人】

【識別番号】110004185

【氏名又は名称】インフォート弁理士法人

(74)【代理人】

【識別番号】110002907

【氏名又は名称】弁理士法人イトーシン国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】小甲 啓隆

【テーマコード（参考）】

2F065

2F112

2H059

5C122

【Ｆターム（参考）】

2F065AA04

2F065AA53

2F065BB05

2F065BB29

2F065CC11

2F065EE05

2F065FF01

2F065FF05

2F065FF09

2F065FF61

2F065JJ03

2F065JJ05

2F065JJ19

2F065JJ26

2F065LL04

2F065LL50

2F065QQ24

2F065QQ28

2F065QQ31

2F065UU05

2F065UU09

2F112AC03

2F112AC06

2F112BA12

2F112CA05

2F112CA12

2F112DA28

2F112DA32

2F112DA40

2F112FA03

2F112FA21

2F112FA23

2F112FA35

2F112FA45

2F112GA01

2H059AA08

2H059AA12

5C122DA14

5C122EA31

5C122EA55

5C122FA04

5C122FA18

5C122FB11

5C122FH06

5C122FH11

5C122FH14

5C122GE06

5C122GE11

5C122GE24

5C122GE26

5C122GG09

5C122HA88

5C122HB01

5C122HB05

5C122HB10

(57)【要約】

【課題】撮像画像の幾何歪みを画像全範囲で校正し補正するカメラユニットの校正装置を提供する。
【解決手段】複数カメラで同一対象物を撮像し取得画像に基づき計測を行うカメラユニットの校正装置であり、複数カメラに各対応する複数のコリメータと、複数のコリメータに各対応する複数のコリメータ駆動装置と、複数のコリメータからの光を所定方向へ反射させる複数の平面鏡と、複数の平面鏡に各対応する複数の鏡駆動装置と、複数のコリメータを平行移動自在に支持し複数の平面鏡を揺動自在に支持する支柱ユニットと、コリメータとコリメータ駆動装置と鏡駆動装置とを制御するコリメータ制御ユニットを具備するコリメータユニットと、コリメータユニットを制御する制御ユニットとを備え、制御ユニットはコリメータ駆動装置及び鏡駆動装置を制御して、コリメータ及び平面鏡の位置及び向きを設定し、複数カメラの各撮像面の所望位置にコリメート像を結像させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のカメラを用いて同一の対象物を異なる視点から撮像して取得した複数の画像に基づき所定の計測を行うカメラユニットの校正装置であって、
前記複数のカメラに各対応して設けられる複数のコリメータと、前記複数のコリメータに各対応して設けられる複数のコリメータ駆動装置と、前記複数のコリメータからのコリメート光を所定の方向へ反射させる複数の平面鏡と、前記複数の平面鏡に各対応して設けられる複数の鏡駆動装置と、前記複数のコリメータを所定の平面内においてそれぞれ別個に平行移動自在に支持すると共に前記複数の平面鏡を揺動自在に支持する支柱ユニットと、前記複数のコリメータと前記複数のコリメータ駆動装置と前記複数の鏡駆動装置とを制御するコリメータ制御ユニットと、を具備するコリメータユニットと、
前記コリメータユニットを制御する制御ユニットと、
を具備し、
前記制御ユニットは、
前記複数のコリメータ駆動装置及び前記複数の鏡駆動装置を制御して、前記複数のコリメータ及び前記複数の平面鏡のそれぞれを所定の位置及び向きとなるように別個に設定し、
前記複数のカメラのそれぞれの撮像面の範囲内における所望の位置に前記複数のコリメータによってそれぞれ形成される複数のコリメート像を結像させる
ことを特徴とするカメラユニットの校正装置。

【請求項2】

前記複数のコリメータからのそれぞれのコリメート光の光軸と、前記複数のカメラのそれぞれの光軸とは、非平行に設定され、
前記複数のコリメート光の光軸は、互いに平行に設定される
ことを特徴とする請求項１に記載のカメラユニットの校正装置。

【請求項3】

前記制御ユニットは、さらに、
前記複数のカメラの各撮像面に結像する前記複数のコリメート像の実結像座標を推定し、
前記複数のコリメート像の各実結像座標を比較する校正処理と、
前記校正処理の結果、前記複数のコリメート像の各実結像座標が一致していない場合には、前記複数のコリメート像の各実結像座標が一致するように画像の幾何的な歪み補正を行う画像補正処理と、
を実行することを特徴とする請求項１に記載のカメラユニットの校正装置。

【請求項4】

前記カメラユニットは、ステレオカメラユニットであることを特徴とする請求項１に記載のカメラユニットの校正装置。

【請求項5】

複数のカメラを用いて同一の対象物を異なる視点から撮像して取得した複数の画像に基づき所定の計測を行うカメラユニットの校正方法であって、
前記複数のコリメータ駆動装置及び前記複数の鏡駆動装置を制御して、前記複数のコリメータ及び前記複数の平面鏡のそれぞれを所定の位置及び向きとなるように別個に設定し、
前記複数のカメラのそれぞれの撮像面の範囲内における所望の位置に前記複数のコリメータによってそれぞれ形成される複数のコリメート像を結像させ、
前記複数のカメラの各撮像面に結像する前記複数のコリメート像の実結像座標を推定し、
前記複数のコリメート像の各実結像座標を比較する校正処理を実行し、
前記校正処理の結果、前記複数のコリメート像の各実結像座標が一致していない場合には、前記複数のコリメート像の各実結像座標が一致するように画像の幾何的な歪み補正を行う画像補正処理を実行することを特徴とするカメラユニットの校正方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は、複数のカメラを用いて同一の対象物を異なる視点から撮像して取得した複数の画像に基づき所定の計測を行うカメラユニットの校正装置及び校正方法に関する発明である。

【背景技術】

【0002】

従来、複数のカメラを具備して構成され、これら複数のカメラを用いて同一の対象物を含む略同一の所定の範囲の領域を異なる視点から撮像し、取得された複数の画像データに基づいて所定の画像処理を行うことにより、各種の計測を行い若しくは各種の画像を生成し得るカメラユニットについては、種々の提案がなされており、広く一般に実用化されている。

【0003】

例えば、所定の距離をおいて水平方向に並べて配置した２台のカメラを備えて構成されるカメラユニットにおいて、同一の対象物を撮像して得られる２つの画像データに基づいて、例えば視差情報を用いて対象物までの距離を算出し、または当該対象物の画面内における位置等を算出する技術が広く普及している。

【0004】

この種のカメラユニットを所定の場所に設置して使用する場合には、例えば、当該カメラユニットを保護する目的等によって、当該カメラユニットの全体を覆うケース等が用いられる場合がある。

【0005】

このような形態で使用する場合、当該ケースには、例えばカメラユニットの前方領域の視界を確保するために、ガラス或いはアクリル等の素材からなる略無色透明の板状光学部材を利用して形成される窓部材が設置されることがある。

【0006】

具体的な構成例としては、例えば、自動車等の車両の内部に搭載されて、当該車両の周囲（主に前方）の外部状況の画像データを取得するためのカメラユニット等がある。この種の車両搭載型カメラユニットにおいては、当該カメラユニットの撮像レンズと撮像対象物との間の領域に、例えば、車両のフロントガラスが配置されることになる。したがって、この場合、当該カメラユニットは、撮像対象物をフロントガラス越しに撮像することになる。

【0007】

一般に、カメラユニットの撮像レンズと撮像対象物との間にフロントガラス等の光学部材が配置される状況で撮像動作が行われる場合に取得される画像においては、例えば、対象物からの光束がフロントガラス等を透過する際に光学的な屈折の影響を受けて、画像上に幾何的な歪み等の悪影響が発生する可能性がある。

【0008】

このようにして、カメラユニットにより取得された画像に、幾何的な歪み等が発生している場合、正確な視差情報等を取得することができない。したがって、不正確な視差情報等に基づいて算出される演算結果（例えば対象物までの距離等）には誤差等が含まれることから、正確な計測ができないことになる。このようなことから、カメラユニットを用いて正確な演算結果を得るためには、常に正確な情報を取得することは重要である。

【0009】

そこで、従来においては、カメラユニットにより取得された撮像画像に発生した幾何的な歪みを計測し、その計測結果に基づいて画像補正を行うことが考えられている。撮像画像の幾何的な歪みを計測する手段としては、従来、例えば無限遠位置に置いたチャートボード等の対象物を撮像することにより、フロントガラス等に起因して発生する幾何的な歪みを計測する手段がある。しかしながら、このような手段を用いるには、広大な空間を必要とすることが判っており、実現するのは困難である。

【0010】

一方、無限遠位置に置いたチャート像を生成する手法として、例えばコリメータ等の機器を用いる手段が、例えば、国際特許公開ＷＯ２０２１／０２４６１２号公報，特開２０１２－１３２７３９号公報，特開２０１９－９０７５５号公報等によって種々開示されている。

【0011】

前記国際特許公開ＷＯ２０２１／０２４６１２号公報等によって開示されている技術は、コリメータと有限距離チャートボード及び無限遠距離チャートを用いて、車両に搭載したカメラユニットの２台のカメラ間に生じる像ずれを補正するというものである。

【0012】

前記特開２０１２－１３２７３９号公報，前記特開２０１９－９０７５５号公報等によって開示されている技術は、いずれも、コリメータを用いて無限遠距離チャート像を生成し、カメラユニットの２台のカメラの水平方向或いは光軸方向の像ずれを補正するというものである。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0013】

【特許文献1】国際特許公開ＷＯ２０２１／０２４６１２号公報

【特許文献2】特開２０１２－１３２７３９号公報

【特許文献3】特開２０１９－９０７５５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0014】

ところが、前記国際特許公開ＷＯ２０２１／０２４６１２号公報，前記特開２０１２－１３２７３９号公報，前記特開２０１９－９０７５５号公報等によって開示されている技術は、いずれもカメラユニットに対してコリメータが固定されている構成となっている。

【0015】

このことから、コリメータによって形成される像（以下、コリメート像という）は、カメラユニットによって撮像される画像の範囲内の所定の領域にのみ撮像される形態となっている。したがって、コリメート像が撮像されない画像領域が生じてしまうので、その領域においては、歪み補正を行うことができないという問題点がある。

【0016】

そのために、画像の範囲内において、特に周辺領域などであっても、コリメート像が撮像され得るように、例えば、コリメータを大口径化することなどが、前記特開２０１２－１３２７３９号公報等によって開示されている。

【0017】

しかしながら、コリメータを大口径化することは、コリメータを含む装置全体の大型化と高価格化を招いてしまうという問題点があり、現実的ではない。

【0018】

特に、近年、車両搭載型のカメラユニットにあっては、適用されるカメラの撮像画角の広角化が進んでいる。このことから、カメラユニットによって取得される広角化された画像の全範囲内に対して歪み補正を確実に実行し得るようにするためには、コリメータのさらなる大口径化が必要となってしまうという問題点がある。

【0019】

本発明は、複数のカメラを用いて同一の対象物を異なる視点から撮像して取得した複数の画像に基づき所定の計測を行うカメラユニットの校正装置及び校正方法であって、広大な空間を必要とせずに省スペースにて、無限遠位置に置いた対象物を撮像して取得される画像に発生する幾何的な歪みを、取得画像の全範囲において高精度に計測（校正）し補正することのできるカメラユニットの校正装置及び校正方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0020】

上記目的を達成するために、本発明の一態様のカメラユニットの校正装置は、複数のカメラを用いて同一の対象物を異なる視点から撮像して取得した複数の画像に基づき所定の計測を行うカメラユニットの校正装置であって、前記複数のカメラに各対応して設けられる複数のコリメータと、前記複数のコリメータに各対応して設けられる複数のコリメータ駆動装置と、前記複数のコリメータからのコリメート光を所定の方向へ反射させる複数の平面鏡と、前記複数の平面鏡に各対応して設けられる複数の鏡駆動装置と、前記複数のコリメータを所定の平面内においてそれぞれ別個に平行移動自在に支持すると共に前記複数の平面鏡を揺動自在に支持する支柱ユニットと、前記複数のコリメータと前記複数のコリメータ駆動装置と前記複数の鏡駆動装置とを制御するコリメータ制御ユニットと、を具備するコリメータユニットと、前記コリメータユニットを制御する制御ユニットと、を具備し、前記制御ユニットは、前記複数のコリメータ駆動装置及び前記複数の鏡駆動装置を制御して、前記複数のコリメータ及び前記複数の平面鏡のそれぞれを所定の位置及び向きとなるように別個に設定し、前記複数のカメラのそれぞれの撮像面の範囲内における所望の位置に前記複数のコリメータによってそれぞれ形成される複数のコリメート像を結像させる。

【0021】

本発明の一態様のカメラユニットの校正方法は、複数のカメラを用いて同一の対象物を異なる視点から撮像して取得した複数の画像に基づき所定の計測を行うカメラユニットの校正方法であって、前記複数のコリメータ駆動装置及び前記複数の鏡駆動装置を制御して、前記複数のコリメータ及び前記複数の平面鏡のそれぞれを所定の位置及び向きとなるように別個に設定し、前記複数のカメラのそれぞれの撮像面の範囲内における所望の位置に前記複数のコリメータによってそれぞれ形成される複数のコリメート像を結像させ、前記複数のカメラの各撮像面に結像する前記複数のコリメート像の実結像座標を推定し、前記複数のコリメート像の各実結像座標を比較する校正処理を実行し、前記校正処理の結果、前記複数のコリメート像の各実結像座標が一致していない場合には、前記複数のコリメート像の各実結像座標が一致するように画像の幾何的な歪み補正を行う画像補正処理を実行する。

【発明の効果】

【0022】

本発明によれば、広大な空間を必要とせずに省スペースにて、無限遠位置に置いた対象物を撮像して取得される画像に発生する幾何的な歪みを、取得画像の全範囲において高精度に計測（校正）し補正することのできるカメラユニットの校正装置及び校正方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】本発明の一実施形態のカメラユニットの校正装置の概略構成を示すブロック構成図

【図2】カメラユニットを用いて無限遠位置に置いた対象物を撮像する際の様子と、そのとき取得される画像を模式的に示す概念図（通常撮像時の基準画像）

【図3】カメラユニットを用いて無限遠位置に置いた対象物を撮像する際の様子と、そのとき取得される画像を模式的に示す概念図（校正対象画像）

【図4】本発明の一実施形態の校正装置を用いて行う校正処理のうち、校正対象画像における像ずれ量を求める際の作用を説明する模式図

【図5】本発明の一実施形態の校正装置の作用の概略を示すフローチャート

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、図示の実施の形態によって本発明を説明する。以下の説明に用いる各図面は模式的に示すものであり、各構成要素を図面上で認識できる程度の大きさで示すために、各部材の寸法関係や縮尺等を構成要素毎に異ならせて示している場合がある。したがって、本発明は、各図面に記載された各構成要素の数量や各構成要素の形状や各構成要素の大きさの比率や各構成要素の相対的な位置関係等に関して、図示の形態のみに限定されるものではない。

【0025】

なお、本実施形態の以下の説明において、「校正（較正とも書く）」とは、例えば、車両に搭載された状態の校正対象とするカメラユニットに含まれる複数のカメラによって取得された複数の画像（実画像という）中の対象物の像の位置（実結像座標）の像ずれ量と、複数の基準画像（後述）中における対象物の像の想定される結像位置（想定結像座標）の像ずれ量とを比べて両者の像ずれ量を計測することをいう。

【0026】

また、以下の説明において、「補正」とは、例えば、校正対象とするカメラユニットに含まれる複数のカメラによって取得された複数の実画像データに対し、上記の校正結果に基づく所定の画像処理を施すことにより、画像中の対象物の幾何的な歪み補正することをいう。

【0027】

まず、本発明の一実施形態のカメラユニットの校正装置の概略構成について、図１を用いて以下に説明する。図１は、本発明の一実施形態のカメラユニットの校正装置の概略構成を示すブロック構成図である。

【0028】

なお、図１において示す矢印ｘ，ｙ，ｚは、互いに直交する空間上の３軸を示している。ここで、ｘ軸は、図１において紙面に平行な平面内における水平方向であって、ｙ軸及びｚ軸に直交する直線を示している。ｙ軸は、図１において紙面に対して直交方向であって、ｘ軸及びｚ軸に直交する直線を示している。ｚ軸は、図１において紙面に平行な平面内における垂直方向であって、ｘ軸及びｙ軸に直交する直線を示している。

【0029】

図１に示すように、本実施形態の校正装置１は、コリメータユニット１０と、制御ユニット２０とによって主に構成されている。

【0030】

なお、図１においては、本実施形態の校正装置１が、校正対象とするカメラユニット３０を搭載した車両に対して設置されている状態を概念的に示している。

【0031】

図１において、符号３０は、校正対象のカメラユニットを示している。本実施形態において例示するカメラユニット３０は、所定の距離をおいて水平方向に並べて配置した複数の撮像装置である２つのカメラ（３１Ｌ，３１Ｒ）を有して構成されるいわゆるステレオカメラユニットである。このカメラユニット３０の構成については後述する。

【0032】

図１において、符号１００は、校正対象のカメラユニット３０が搭載される自動車等の車両（不図示）のフロントガラス等を示している。フロントガラス等１００は、板状の光学部材からなる。このフロントガラス等１００については後述する。

【0033】

コリメータユニット１０は、図１に示すように、複数のコリメータ（１１Ｌ，１１Ｒ）と、複数のコリメータ駆動装置１５と、支柱ユニット１６と、コリメータ制御ユニット１７と、複数の平面鏡（１８ＬＡ，１８ＬＢ，１８ＲＡ，１８ＲＢ）と、複数の鏡駆動装置１９等によって主に構成されている。

【0034】

複数のコリメータ（１１Ｌ，１１Ｒ）は、校正対象とするカメラユニット３０に含まれる２つのカメラ（３１Ｌ，３１Ｒ；後述する）にそれぞれ対応させて、必要な数だけ設けられている。

【0035】

本実施形態においては、カメラユニット３０の２つのカメラ（３１Ｌ，３１Ｒ）のうちの左カメラ（第１カメラ３１Ｌ）に対応する第１コリメータ１１Ｌと、右カメラ（第２カメラ３１Ｒ）に対応する第２コリメータ１１Ｒとの２つのコリメータを具備する構成例を示している。

【0036】

なお、以下の説明において、構成部材名称に付随する数字符号に、さらに付される文字符号「Ｌ」，「Ｒ」は、「左」，「右」を特定する符号である。したがって、構成部材の左右を特定しないで示す場合には、文字符号「Ｌ」，「Ｒ」の表記を省略し、数字符号のみを記載して表記する場合がある。

【0037】

また同様に、複数設けられている同様の構成部材については、数字符号に文字符号「Ａ」，「Ｂ」等を付して特定の１つを指し示している。したがって、この場合にも、特定の１つの構成部材を指す場合を除き、文字表記を省略して記載する場合がある。

【0038】

例えば、複数のコリメータとして、第１コリメータ１１Ｌ，第２コリメータ１１Ｒがあるが、コリメータを特定しない場合は、単にコリメータ１１と記載する場合がある。

【0039】

コリメータ１１は、それぞれが、次のように構成されている。なお、コリメータ１１自体の基本的な構成は、従来周知のコリメータと略同様である。したがって、コリメータ１１の構成の説明は、以下の簡単な説明に留める。

【0040】

コリメータ１１は、光源１２と、チャートボード１３と、コリメータレンズ１４等によって構成されている。コリメータ１１は、光源１２から出射された光束（拡散光）をコリメータレンズ１４に透過させることによって、平行光束（コリメート光）を生成して出射する装置である。

【0041】

この場合において、光源１２とコリメータレンズ１４との間であって、コリメータレンズ１４の焦点位置にはチャートボード１３が配設されている。このチャートボード１３は、例えば、所定の図形パターンが形成されたボード部材であって、光束を透過させ或いは反射させることで、所定のパターン像を形成し、所定の結像面に結像させるための板状部材である。本実施形態の校正装置１に含まれる複数のコリメータ１１にて適用されるチャートボード１３は、例えば透過型のチャートボードを想定している。

【0042】

このような構成からなるコリメータ１１においては、光源１２から出射された光束は、チャートボード１３を透過することにより、所定の図形パターンのチャート像を形成する。このチャート像を形成する光束は、コリメータレンズ１４によって平行光束とされて出射する。このときの出射光をコリメート光というものとする。図１において符号Ｃ１，Ｃ２は、コリメート光の光軸を示している。
このうち、図１の符号Ｃ１は、コリメータ１１から出射して平面鏡１８にて反射するまでのコリメート光を示している。また、図１の符号Ｃ２は、平面鏡１８にて反射した後、カメラユニット３０の２つのカメラ３１の各撮像素子３３（後述）の撮像面上の所定の位置に結像するまでのコリメート光を示している。このコリメート光によって形成されるチャート像は、例えば無限遠位置に置いた対象物の像と等価なものとして取り扱うことができる。

【0043】

コリメータ駆動装置１５は、各コリメータ１１のそれぞれの基端に接続され、各コリメータ１１を駆動する駆動源である。各コリメータ駆動装置１５は、各コリメータ１１のコリメート光Ｃ１が出射する方向を調整する。各コリメータ駆動装置１５は、各コリメータ１１の基端を回転中心として、ｘ軸を含む平面に沿う方向においては、図１の符号Ｒ１に示す所定の範囲内で各コリメータ１１を回動させ得る。また、図１においては図示されていないが、ｙ軸を含む平面に沿う方向においても、ｘ軸方向と同様の所定の範囲内で各コリメータ１１を回動させ得る。

【0044】

このような構成により、各コリメータ１１は、２つのカメラ３１によって取得される各画像のうち主に中央部を含む所定領域における所定の位置にコリメート像を結像させることができるように構成されている。

【0045】

さらに、各コリメータ駆動装置１５及び各コリメータ１１は、図１のｘ軸方向及びｙ軸方向、即ちｘｚ平面及びｘｙ平面内において平行移動自在に構成されている。

【0046】

支柱ユニット１６は、各コリメータ駆動装置１５を支持し、各コリメータ駆動装置１５及び各コリメータ１１のｘｚ平面及びｘｙ平面内における平行移動を許容する支持ユニットである。

【0047】

また、支柱ユニット１６には、複数の鏡支持腕１６ａが設けられている。この鏡支持腕１６ａは、複数の平面鏡１８のそれぞれを別個に揺動自在に支持する支持部材である。鏡支持腕１６ａは、各コリメータ１１を挟んで対向する位置に設けられている。鏡支持腕１６ａは、支柱ユニット１６においてコリメータ１１が支持されている面から直交する方向に延出して形成されている。

【0048】

そして、複数の鏡支持腕１６ａの各先端には、鏡駆動装置１９が配設されている。各鏡駆動装置１９には、平面鏡１８が揺動自在に配設されている。

【0049】

複数の平面鏡１８は、コリメータ１１から出射されるコリメート光Ｃ１を受けて、所定の方向（具体的には撮像素子の方向）へと反射させる鏡面を有する構成部材である。そのために、各平面鏡１８は、それぞれが鏡駆動装置１９によって駆動されるように構成されている。これにより、各平面鏡１８は、鏡支持腕１６ａの先端を回転中心として図１の矢印Ｒ２方向に揺動自在となっている。

【0050】

本実施形態の構成において、複数の平面鏡１８としては、カメラユニット３０の２つのカメラ３１のそれぞれに対応させて設けられる４つの平面鏡を具備する。この４つの平面鏡１８は、第１カメラ３１Ｌに対応する２つの平面鏡（第１平面鏡１８ＬＡ，第２平面鏡１８ＬＢ）と、第２カメラ３１Ｒに対応する２つの平面鏡（第３平面鏡１８ＲＡ，第４平面鏡１８ＲＢ）とがある。

【0051】

このうち、第１平面鏡１８ＬＡは、第１カメラ３１Ｌによって取得される画像のうち主に左半部の領域の所定の位置に向けてコリメート像を反射させる。第２平面鏡１８ＬＢは、第１カメラ３１Ｌによって取得される画像のうち主に右半部の領域の所定の位置に向けてコリメート像を反射させる。第３平面鏡１８ＲＡは、第２カメラ３１Ｒによって取得される画像のうち主に左半部の領域の所定の位置に向けてコリメート像を反射させる。第４平面鏡１８ＲＢは、第２カメラ３１Ｒによって取得される画像のうち主に右半部の領域の所定の位置に向けてコリメート像を反射させる。

【0052】

なお、複数の平面鏡１８は、２つのカメラ３１によって取得される各画像の全範囲のうち主に周辺寄りの所定領域における所定の位置に向けてコリメート像を反射させることができるように構成されている。

【0053】

複数の鏡駆動装置１９は、複数の平面鏡１８のそれぞれに接続され、各平面鏡１８を所定の方向（図１の矢印符号Ｒ２方向）に揺動させる駆動源である。

【0054】

コリメータ制御ユニット１７は、制御ユニット２０の制御下において、各コリメータ１１と各コリメータ駆動装置１５と各鏡駆動装置１９の制御を行う構成ユニットまたは電子回路である。コリメータ制御ユニット１７は、各コリメータ１１のオンオフ制御や光量調整などの制御を行う。また、コリメータ制御ユニット１７は、各コリメータ駆動装置１５及び鏡駆動装置１９を制御して、各コリメータ１１の位置及び向きの調整及び平面鏡１８の向きの調整を行う。この調整を行うことにより、各コリメータ１１からのコリメート光Ｃ１は、各平面鏡１８の鏡面上の所定の位置にて反射した後、コリメート光Ｃ２としてカメラユニット３０の２つのカメラ３１の各撮像面の範囲内（撮像画像の全範囲内）における所望の位置に結像する。

【0055】

制御ユニット２０は、当該校正装置１の全体を統括的に制御する構成ユニットまたは電子回路である。即ち、制御ユニット２０は、コリメータユニット１０に接続され、当該コリメータユニット１０を制御する。また、制御ユニット２０は、校正対象のカメラユニット３０における画像認識ユニット３５（後述）に対して接続される。

【0056】

制御ユニット２０は、校正回路２０ａと、補正回路２０ｂとを有する。これら校正回路２０ａ及び補正回路２０ｂは、それぞれ所定の校正処理及び補正処理を行う構成ユニットまたは電子回路である。

【0057】

校正回路２０ａは、校正対象のカメラユニット３０によって取得された画像データを受けて、当該画像中の対象物の像（コリメート像）の位置（実結像座標）を求める。また、校正回路２０ａは、各コリメータ１１から設定情報（位置及び向き等の情報）を受領して、当該設定情報に対応する対象物の像（コリメート像）の想定される結像位置（想定結像座標）を求める。そして、校正回路２０ａは、実結像座標と想定結像座標とを比べて、像ずれ量を計測する校正処理を実行する。

【0058】

補正回路２０ｂは、校正対象のカメラユニット３０によって取得された複数の実画像データに対し、校正処理の結果に基づいて所定の画像補正処理（即ち画像中の対象物の幾何的な歪み補正等の処理）を実行する。
本実施形態の校正装置１の構成は、以上である。

【0059】

ところで、本実施形態の校正装置１が校正対象とするカメラユニット３０は、上述したように、いわゆるステレオカメラユニットとして構成されているものとしている。そのために、カメラユニット３０は、図１に示すように、２つのカメラ３１と、画像処理ユニット（ＩＰＵ）３４と、画像認識ユニット３５等によって主に構成されている。

【0060】

２つのカメラ３１は、左カメラである第１カメラ３１Ｌと、右カメラである第２カメラ３１Ｒとを有する。これら第１カメラ３１Ｌ及び第２カメラ３１Ｒは、所定の距離をおいて水平方向に並べて配置されている。この場合において、２つのカメラ３１は、それぞれの光軸Ｏ（図１参照）が略平行となるように配置されている。

【0061】

なお、カメラ３１自体の基本的な構成は、従来周知のカメラと略同様である。したがって、カメラ３１自体の構成については、以下の簡単な説明に留める。

【0062】

カメラ３１は、撮像レンズ３２と、撮像素子３３及び撮像基板（不図示）等によって主に構成されている。撮像レンズ３２は、対象物の光学像を形成する光学レンズ等からなる。撮像素子３３は、撮像レンズ３２によって形成される光学像を受けて電気的な画像信号を生成し出力する光電変換素子である。撮像素子３３は、例えばＣＣＤ（Charge-Coupled Device）イメージセンサ，ＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide-Semiconductor）イメージセンサ等が適用される。この撮像素子３３は、所定の撮像回路等が実装される撮像基板（不図示）上に実装されているのが一般的な形態である。

【0063】

画像処理ユニット（以下、ＩＰＵという）３４は、カメラ３１によって取得された画像データに対して所定の画像処理を施し、画像範囲内の物体についてのエッジ検出処理等の画像処理を行う構成ユニットまたは電子回路である。また、ＩＰＵ３４は、左右の画像上において対応するエッジの位置ずれ量から距離情報を取得し、距離情報を含む画像情報（距離画像情報）を生成する処理などを行う。

【0064】

画像認識ユニット３５は、ＩＰＵ３４から受信した距離画像情報などに基づいて、自車両が走行する走行路の左右区画線の道路曲率［１／ｍ］や左右区画線間の幅（車線幅）等の各種情報を求める。

【0065】

さらに、画像認識ユニット３５は、距離画像情報に対して所定のパターンマッチングなどを行って道路上の各種立体物等の認識のほか路面状況等の認識を行う。ここで、立体物の認識としては、例えば、立体物の種別、立体物の高さ、立体物までの距離、立体物の速度、立体物と自車両との相対速度、立体物同士の相対的な距離などが行われる。

【0066】

このように構成されるカメラユニット３０は、２つのカメラ３１を用いて、互いに同期された所定の撮像周期にて、同一の対象物を含む前方の所定の範囲の状況を異なる視点から略同時に撮像して、２つの撮像画像データを取得してステレオ画像を生成する。

【0067】

一方、フロントガラス等１００は、校正対象のカメラユニット３０が搭載される自動車等の車両（不図示）に設けられる板状の光学部材である。ここで、フロントガラスなど１００は、いわゆる前面窓ガラスが相当する。

【0068】

フロントガラス等１００は、ほぼ無色透明のガラス或いはアクリル等の素材からなり、表面形状は複雑な曲面を有して形成されている。フロントガラス等１００は、校正対象のカメラユニット３０と対象物（本実施形態ではコリメータ１１の形成するコリメート像が相当する）との間であって、カメラユニット３０の撮像レンズ３２の前方領域に配置される。

【0069】

なお、制御ユニット２０，校正回路２０ａ，補正回路２０ｂ，コリメータ制御ユニット１７等の全部又は一部はハードウエアを含むプロセッサにより構成されている。また、カメラユニット３０に含まれるＩＰＵ３４，画像認識ユニット３５等も同様である。

【0070】

ここで、プロセッサは、例えば、中央処理装置（ＣＰＵ；Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）や、不揮発性メモリ（Non-volatile memory）、不揮発性記憶装置（Non-volatile storage）等のほか、非一過性の記録媒体（non-transitory computer readable medium）等を備える周知の構成、及びその周辺機器等によって構成されている。

【0071】

ＲＯＭや不揮発性メモリ、不揮発性記憶装置等には、ＣＰＵが実行するソフトウエアプログラムやデータテーブル等の固定データ等が予め記憶されている。そして、ＣＰＵがＲＯＭ等に格納されたソフトウエアプログラムを読み出してＲＡＭに展開して実行し、また、当該ソフトウエアプログラムが各種データ等を適宜参照等することによって、上記各構成部や構成ユニット等の各機能が実現される。

【0072】

また、プロセッサは、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などの半導体チップなどにより構成されていてもよい。また、上記各構成部や構成ユニット等は電子回路によって構成してもよい。

【0073】

さらに、ソフトウエアプログラムは、コンピュータプログラム製品として、フレキシブルディスク、ＣＤ－ＲＯＭ、ＤＶＤ－ＲＯＭ等の可搬型板媒体や、カード型メモリ、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）装置，ＳＳＤ（Solid State Drive）装置等の非一過性の記憶媒体（non-transitory computer readable medium）等に、全体あるいは一部が記録されている形態としてもよい。

【0074】

このように構成された本実施形態の校正装置１においては、コリメータユニット１０の複数のコリメータ１１の位置及び向きと、複数の平面鏡１８の向きを所望のタイミングで任意に調整することができる。つまり、複数のコリメータ１１から出射したコリメート光Ｃ１が平面鏡１８にて反射した後のコリメート光Ｃ２と、カメラユニット３０の２つのカメラ３１の各光軸Ｏとを互いに非平行に設定することができる。この構成によって、カメラ３１により取得される画像の全範囲内の所望の位置に対してコリメート像を撮像させることができるようになっている。

【0075】

本実施形態のコリメータユニット１０においては、コリメータ１１から出射したコリメート光Ｃ１を平面鏡１８にて反射させ、当該平面鏡１８にて反射した後のコリメート光Ｃ２を撮像素子３３の撮像面上の所望の位置へと導いてコリメート像を結像させるようにしている。この場合において、コリメート光Ｃ１は、平面鏡１８にて反射した後においても、コリメート光としての性質（平行光束）は損なわれない。したがって、平面鏡１８にて反射した後のコリメート光Ｃ２によって形成されるコリメート像も、無限遠位置に置いた対象物の像と等価なものとして取り扱うことができる。

【0076】

このように構成された本実施形態の校正装置１の作用について、以下に説明する。まず、本実施形態の校正装置１による校正処理の基本的な考え方について、図２，図３を用いて説明する。

【0077】

図２，図３は、カメラユニットを用いて無限遠位置に置いた対象物を撮像する際の様子と、そのとき取得される画像を模式的に示す概念図である。このうち、図２は、カメラユニットによる通常撮像時の様子とそのときの取得画像（基準画像）を示している。また、図３は、カメラユニットによるフロントガラス越しの撮像時の様子とそのときの取得画像（校正対象画像）を示している。ここで、図２の通常撮像時とは、図３のフロントガラス越しの撮像状況に対し、フロントガラスの存在しない状況での撮像を指す。

【0078】

図２，図３の例示において、符号Ｏｂｊは撮像対象物を示している。なお、図２，図３の例示では、撮像対象物Ｏｂｊは、任意の物体形状（例えば車両など）にて示している。しかし、撮像対象物Ｏｂｊは、この例示の形態に限られることはない。撮像対象物Ｏｂｊは、例えば、予め規定された所定の図形パターン等からなるチャートであってもよい。

【0079】

撮像対象物Ｏｂｊは、カメラユニット３０の２つのカメラ３１の各撮像レンズ３２に正対する位置であって、ほぼ無限遠位置に配置されているものとする。ここで、撮像対象物Ｏｂｊは不図示のコリメータによって形成されるコリメート像を想定している。

【0080】

したがって、このときのカメラユニット３０の２つのカメラ３１のそれぞれの光軸Ｏは、撮像対象物Ｏｂｊをコリメート像として形成するコリメート光Ｃと互いに平行となっている。

【0081】

つまり、撮像対象物Ｏｂｊとカメラユニット３０の２つのカメラ３１とが正対している状態とは、２つのカメラ３１の撮像レンズ３２の光軸Ｏと、撮像対象物Ｏｂｊからの光束（コリメート光Ｃ）とが一致する状態をいうものとしている。

【0082】

このように、図２，図３に示す例示においては、撮像対象物Ｏｂｊ（コリメート像）とカメラユニット３０とを正対させた状態を想定している。したがって、このとき、撮像対象物Ｏｂｊ（コリメート像）は、カメラユニット３０の各カメラ３１の略中央領域に結像する。
この状況は、本実施形態の校正装置１において、コリメータ１１をカメラユニット３０に正対させた状態でコリメート光（符号Ｃ参照）を出射した状況に相当する。つまり、このとき、平面鏡１８は用いずに、コリメータ像を各カメラ３１の撮像面上に結像させる状況を例示するものである。

【0083】

このように、カメラユニット３０に対して撮像対象物Ｏｂｊを正対させて配置した場合に、カメラユニット３０の２つのカメラ３１によって取得される２つの画像は、図２の符号２００Ｌ，２００Ｒのようになる。ここで、符号２００Ｌは、第１カメラ（左カメラ）３１Ｌによって取得される左画像を指す。また、符号２００Ｒは、第２カメラ（右カメラ）３１Ｒによって取得される右画像を指す。

【0084】

この２つの画像２００において、対象物の像（コリメート像）は、各画像の略中央部分に結像されている。ここで、図２の符号ｄ１（Ｌ）は、左画像２００Ｌにおける対象物の像（コリメート像）の画像中心位置からの像ずれ量（想定結像座標）を示している。同様に、図２の符号ｄ１（Ｒ）は、右画像２００Ｒにおける対象物の像（コリメート像）の画像中心位置からの像ずれ量（想定結像座標）を示している。

【0085】

ここで、各像ずれ量ｄ１（Ｌ），ｄ１（Ｒ）は、画像平面（即ち撮像面）のｘｙ平面上において、ｘ軸方向及びｙ軸方向への像ずれが生じる可能性がある。しかしながら、本実施形態においては、ｘ軸方向の像ずれ量のみに着目して考えるものとしている。

【0086】

即ち、ｘ軸方向の像ずれは視差情報の精度に影響する。このことは、距離測定の精度に影響が及ぶことになる。したがって、本実施形態においては、ｘ軸方向の像ずれのみに着目し、後述するように、ｘ軸方向の像ずれの校正及び補正することを目的としている。

【0087】

像ずれ量ｄ１（Ｌ），ｄ１（Ｒ）は、ｘ軸上の座標で表すことができる（ｙ軸上のずれは無視するものとする）。なお、この場合の像ずれ量の単位としては、画像を形成する画素（ピクセル）が適用される。

【0088】

ここで、この２つの画像２００を重ね合わせると、図２の符号２００ＬＲのようになる。図２において符号ｄ１は、左画像２００Ｌの対象物の像と、右画像２００Ｒの対象物の像との間に生じる像ずれ量を示している。

【0089】

ここで、像ずれ量ｄ１は、左画像２００Ｌにおける像ずれ量ｄ１（Ｌ）と、右画像２００Ｒにおける像ずれ量ｄ１（Ｒ）との差として表すことができる。即ち、
ｄ１＝ｄ１（Ｌ）－ｄ１（Ｒ）
と表すことができる。この場合において、像ずれ量ｄ１は、２つの画像２００間に生じる視差である。

【0090】

一般に、カメラユニット３０に正対させた撮像対象物Ｏｂｊを無限遠位置に配置して撮像する通常撮像時（このとき光軸Ｏとコリメート光Ｃは平行となっている）には、２つの画像２００における像ずれ量（視差）ｄ１は、基本的にはｄ１＝０（ゼロ）となる。

【0091】

図２に示す通常撮像時の状況においては、カメラユニット３０と撮像対象物Ｏｂｊとの間に、後述するフロントガラス等が存在していない状況としている。そこで、このような状況において取得される画像を基準画像（２００Ｌ，２００Ｒ）というものとする。そして、この基準画像２００においては視差はゼロであるのが望ましい。

【0092】

一方、図３に示す状況は、カメラユニット３０を車両（不図示）に搭載して撮像を行う際の様子を示している。なお、図３の例においても図２の例と同様に、撮像対象物Ｏｂｊは、カメラユニット３０の２つのカメラ３１の各撮像レンズ３２に正対する位置であって、ほぼ無限遠位置に配置されているものとする。そして、撮像対象物Ｏｂｊはコリメート像を想定している点も同様である。

【0093】

図３の符号１００は、車両のフロントガラス等を示している。このフロントガラス等１００は、カメラユニット３０と撮像対象物Ｏｂｊとの間に存在するものと想定している。このような状況において取得される画像を校正対象画像というものとする。また、この校正対象画像は、校正対象とするカメラユニット３０によって取得される実際の画像データに基づく画像であることから、これを実画像ともいう。

【0094】

図３に示すように、カメラユニット３０と撮像対象物Ｏｂｊとを正対させて撮像するのに際し、カメラユニット３０と撮像対象物Ｏｂｊとの間にフロントガラス等１００等の光学部材が存在した場合には、撮像対象物Ｏｂｊの像に歪みが生じることがある。

【0095】

図３において、符号２０１Ｌ，２０１Ｒは、カメラユニット３０の２つのカメラ３１によって取得される２つの画像の例示である。ここで、符号２０１Ｌは、第１カメラ（左カメラ）３１Ｌによって取得される左画像の実画像（左実画像）を指す。また、符号２０１Ｒは、第２カメラ（右カメラ）３１Ｒによって取得される右画像の実画像（右実画像）を指す。

【0096】

この２つの実画像２０１において、対象物の像（コリメート像）は、各画像の略中央部分からずれた位置に結像されている。このことは、例えばフロントガラス等１００が存在することに起因して形成される像に歪みが生じていることを示している。

【0097】

ここで、図３の符号ｄ０（Ｌ）は、左実画像２０１Ｌにおける対象物の像（コリメート像）の画像中心位置からの像ずれ量（実結像座標）を示している。同様に、図３の符号ｄ０（Ｒ）は、右画像２００Ｒにおける対象物の像（コリメート像）の画像中心位置からの像ずれ量（実結像座標）を示している。

【0098】

そして、この２つの実画像２０１を重ね合わせると、図３の符号２０１ＬＲのようになる。図３において符号ｄ０は、左実画像２０１Ｌの対象物の像と、右実画像２０１Ｒの対象物の像との間に生じる像ずれ量を示している。

【0099】

ここで、図３の像ずれ量ｄ０は、左実画像２０１Ｌにおける像ずれ量ｄ０（Ｌ）と、右実画像２０１Ｒにおける像ずれ量ｄ０（Ｒ）との差として表すことができる。即ち、
ｄ０＝ｄ０（Ｌ）－ｄ０（Ｒ）
と表すことができる。この場合において、像ずれ量ｄ０は、２つの画像２０１間に生じる視差である。

【0100】

しかしながら、この場合の像ずれ量ｄ０には、上述したように、例えばフロントガラス等１００によって形成される像歪みに起因する像ずれも含まれている。したがって、当該像ずれ量ｄ０は、２つの画像２０１間に生じる視差を正確に示しておらず、この像ずれ量ｄ０に基づいて、例えば対象物までの距離計測等の演算を行う場合、算出される計測結果は不正確なものとなってしまう。

【0101】

そこで、本実施形態の校正装置１においては、フロントガラス等１００がカメラユニット３０と撮像対象物Ｏｂｊとの間に存在することに起因して生じる像の歪みに起因する像ずれを計測（校正）し、所定の画像補正処理を行うようにしている。

【0102】

なお、上述したように、図２，図３においては、カメラユニット３０と無限遠位置にある撮像対象物Ｏｂｊとを正対させて配置した場合を例に挙げて説明している。

【0103】

しかし、本実施形態の校正装置１においては、さらに、複数のコリメータ１１のコリメート光Ｃ２をカメラユニット３０の２つのカメラ３１の各光軸Ｏに対して非平行に設定することで、２つのカメラ３１によって取得される２つの画像の全範囲内の所望の位置に対してコリメート像を撮像させることができる。

【0104】

このような構成により、本実施形態の校正装置１を用いれば、カメラユニット３０により取得される画像の全範囲において校正及び補正を行うことができるようになっている。

【0105】

次に、本実施形態の校正装置１の作用を、図４，図５を用いて以下に説明する。ここで、図４は、本発明の一実施形態の校正装置を用いて行う校正処理のうち、校正対象画像（実画像）における像ずれ量を求める際の作用を説明する模式図である。図５は、本発明の一実施形態の校正装置の作用の概略を示すフローチャートである。

【0106】

まず、本実施形態の校正装置１を、校正対象とするカメラユニット３０が搭載された車両に対する所定の位置に設置する。このとき、カメラユニット３０と校正装置１におけるコリメータユニット１０との間には、例えば、フロントガラス等１００等に相当する板状の光学部材が配置される。この状態で、本実施形態の校正装置１を用いた検査（校正処理及び補正処理）が実行される。図４は、このときの各装置の様子を模式的に示している。

【0107】

図５のステップＳ１において、制御ユニット２０は、コリメータ制御ユニット１７を通してコリメータユニット１０を制御して、各コリメータ１１及び各平面鏡１８の位置及び向きの調整をする。

【0108】

この調整は、各コリメータ１１から出射する各コリメート光によるコリメート像を、校正対象とするカメラユニット３０の各カメラ３１の各撮像素子３３の結像面の範囲内における所望の位置に結像させるための調整である。

【0109】

換言すると、この調整は、各コリメータ１１のコリメート像を、カメラユニット３０により取得される各画像の範囲内における所望の位置に撮像させるための調整である。

【0110】

この場合において、コリメート像を結像させる所望の位置に応じて、各コリメータ１１及び各平面鏡１８の調整を行う。例えば、コリメート像を結像させる所望の位置が、結像面の略中央領域である場合は、各コリメータ１１のみの調整で足りる場合がある。また、コリメート像を結像させる所望の位置が、結像面の周辺寄りの領域である場合は、各コリメータ１１の調整に加えて各平面鏡１８の調整を行う。

【0111】

次に、ステップＳ２において、制御ユニット２０は、カメラユニット３０の２つのカメラ３１によって取得される２つの実画像２０１（図４参照）に基づいて、当該２つの実画像２０１上のコリメータ像のｘ軸上の実結像座標ｄ０（Ｌ），ｄ０（Ｒ）を推定する。

【0112】

なお、図４の符号［Ｌｘ］，［Ｒｘ］は、２つの実画像２０１上に撮像された２つのコリメート像を示している。このうち、符号［Ｌｘ］は、左実画像２０１Ｌ上に撮像された第１コリメータ１１Ｌの第１コリメート像である。符号［Ｒｘ］は、右実画像２０１Ｒ上に撮像された第２コリメータ１１Ｒの第２コリメート像である。

【0113】

また、図４において、符号ｄ０（Ｌ）は、第１コリメート像［Ｌｘ］のｘ軸上の実結像座標である。符号ｄ０（Ｒ）は、第２コリメート像［Ｒｘ］のｘ軸上の実結像座標である。

【0114】

なお、図４の符号ｄ０は、左実画像２０１Ｌのコリメート像［Ｌｘ］と、右実画像２０１Ｒのコリメート像［Ｒｘ］との間に生じる像ずれ量を示している。

【0115】

この場合において、基本的には、第１コリメータ１１Ｌに係る角度θ（Ｌ）と、第２コリメータ１１Ｒに係る角度θ（Ｒ）とを等しい値に設定している。したがって、このとき、第１コリメータ１１Ｌから出射し第２平面板１８ＬＢにて反射後のコリメート光Ｃ２と、第２コリメータ１１Ｒから出射し第４平面板１８ＲＢにて反射後のコリメート光Ｃ２とは略平行となる。

【0116】

このように設定することにより、第１コリメータ１１Ｌのコリメート像［Ｌｘ］のｘ軸上の実結像座標ｄ０（Ｌ）と、第２コリメータ１１Ｒのコリメート像［Ｒｘ］のｘ軸上の実結像座標ｄ０（Ｒ）とは略等しい値となるのが理想である。しかしながら、実際にはフロントガラス等１００に起因する歪みが生じていることによって、ｄ０（Ｌ）≠ｄ０（Ｒ）となり、両者間には、所定の像ずれ量ｄ０が生じている。

【0117】

続いて、図５のステップＳ３において、制御ユニット２０は、実結像座標ｄ０（Ｌ），ｄ０（Ｒ）を比較して、両者が一致しているか否かの確認を行う。ここで、ｄ０（Ｌ）＝ｄ０（Ｒ）であることが確認された場合は、ステップＳ５の処理に進む。また、ｄ０（Ｌ）＝ｄ０（Ｒ）ではないことが確認された場合は、ステップＳ４の処理に進む。

【0118】

ステップＳ４において、制御ユニット２０は、補正回路２０ｂを通して２つの実画像２０１について、撮像されたコリメート像の幾何的な歪み補正や、位置合わせ等を含む所定の画像補正処理を実行する。この画像補正処理は、例えば実結像座標ｄ０（Ｌ），ｄ０（Ｒ）を一致させる補正処理である。この画像補正処理については、従来周知の各種補正処理を適用するものとして、その詳細説明は省略する。

【0119】

ステップＳ５において、制御ユニット２０は、２つのカメラ３１により取得される２つの実画像２０１の全範囲について、校正及び補正処理が完了したか否かの確認を行う。ここで、全範囲の校正及び補正処理が完了したことが確認されない場合は、上述のステップＳ１の処理に戻り、以降の処理を繰り返す。また、全範囲の校正及び補正処理が完了したことが確認された場合は、一連の処理を終了する（エンド）。

【0120】

以上説明したように上記一実施形態によれば、コリメータ１１を適用することにより、対象物を無限遠位置に置いた場合と等価の対象物の像を得ることができる。この場合において、画像の主に周辺領域へコリメータ像を結像させるために平面鏡１８を用いている。この構成によって、検査空間の省スペース化に寄与することができる。

【0121】

また、複数のコリメータ１１のコリメート光Ｃ２と、校正対象とするカメラユニット３０の光軸Ｏとを非平行となるように設定することで、カメラユニット３０によって取得される画像の全範囲内の所望の位置に対してコリメート像を撮像させることができる。

【0122】

したがって、撮像範囲の全範囲内において、正確な校正（計測）を、省スペース空間で行うことができ、校正結果に基づく適切な画像補正処理を画像の全範囲内において行うことができる。したがって、本実施形態の校正装置１によれば、より高精度なカメラユニット３０の校正処理及び補正処理を実現できる。

【0123】

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内において種々の変形や応用を実施することができることは勿論である。さらに、上記実施形態には、種々の段階の発明が含まれており、開示される複数の構成要件における適宜な組み合わせによって、種々の発明が抽出され得る。例えば、上記一実施形態に示される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されても、発明が解決しようとする課題が解決でき、発明の効果が得られる場合には、この構成要件が削除された構成が発明として抽出され得る。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。この発明は、添付のクレームによって限定される以外にはそれの特定の実施態様によって制約されない。

【符号の説明】

【0124】

１…校正装置
１０…コリメータユニット
１１Ｌ…第１コリメータ
１１Ｒ…第２コリメータ
１２…光源
１３…チャートボード
１４…コリメータレンズ
１５…コリメータ駆動装置
１６…支柱ユニット
１６ａ…鏡支持腕
１７…コリメータ制御ユニット
１８ＬＡ…第１平面鏡
１８ＬＢ…第２平面鏡
１８ＲＡ…第３平面鏡
１８ＲＢ…第４平面鏡
１９…鏡駆動装置
２０…制御ユニット
２０ａ…校正回路
２０ｂ…補正回路
３０…カメラユニット
３１Ｌ…左カメラ（第１カメラ）
３１Ｒ…右カメラ（第２カメラ）
３２…撮像レンズ
３３…撮像素子
３４…画像処理ユニット（ＩＰＵ）
３５…画像認識ユニット
１００…フロントガラス等
２００Ｌ…左画像
２００Ｒ…右画像
２０１Ｌ…左実画像
２０１Ｒ…右実画像
Ｃ，Ｃ１，Ｃ２…コリメート光（の光軸）
Ｏ…撮像光学系の光軸
Ｏｂｊ…撮像対象物
Ｒ１…コリメータの回動方向
Ｒ２…平面鏡の揺動方向
ｄ１…像ずれ量（基準画像）
ｄ１（Ｌ），ｄ１（Ｒ）…想定結像座標
ｄ０…像ずれ量（校正対象画像，実画像）
ｄ０（Ｌ），ｄ０（Ｒ）…実結像座標

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】