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JP5197316B2 - Camera system - Google Patents
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Description

本発明は、カメラを制御するカメラシステムに関し、特に、複数のプリズムで光路が制御された異なる方向からの各被写体像を単一の撮像素子で結像したカメラを制御するカメラシステムに関する。 The present invention relates to a camera system which controls the camera, the camera system to control the camera image of each object image with a single imaging element from different directions in which the optical path is controlled by a plurality of prisms Related.

近年、車載センサーとしてのカメラや、車両の前方、後方、両サイドを撮像するためのカメラ等、カメラを使用する場面が増えてきている。
このようなカメラに用いられる従来の撮影ユニットとしては、撮像レンズの前方にレンズとプリズムで構成される光学系を配置し、この光学系より入射された光を結像レンズに通して単一の撮像素子の撮像面で結像させることによって、複数の視野を同時に映し出す構造の車載カメラユニットが知られている(例えば、特許文献1参照。)。
In recent years, there are an increasing number of scenes where a camera is used, such as a camera as an in-vehicle sensor, a camera for imaging the front, rear, and both sides of a vehicle.
As a conventional photographing unit used in such a camera, an optical system composed of a lens and a prism is arranged in front of an imaging lens, and light incident from this optical system is passed through an imaging lens to form a single unit. There is known an in-vehicle camera unit configured to project a plurality of fields of view simultaneously by forming an image on an imaging surface of an imaging element (see, for example, Patent Document 1).

しかしながら、特許文献1のような撮影ユニットを用いた場合、プリズムと撮像素子との間に配される撮像レンズが複合レンズとして構成されており、ホルダ内に内包されて1つのレンズに組み立てられているため、該プリズムの入射位置と撮像素子の受光面との間を、その構造上短縮することが困難であり、したがって撮影ユニットそのもののサイズの小型化が困難である。   However, when a photographing unit such as Patent Document 1 is used, the imaging lens disposed between the prism and the imaging element is configured as a compound lens, and is enclosed in a holder and assembled into one lens. For this reason, it is difficult to shorten the space between the incident position of the prism and the light receiving surface of the image sensor, and thus it is difficult to reduce the size of the photographing unit itself.

また、従来のこの種の撮影ユニットとしては、200度程度の画角を持つ魚眼レンズを使用し、必要な画角を切り取り歪補正後に運転者に画像の情報を提供する方法がある(例えば、特許文献2参照。)が、このような撮影ユニットを用いた場合は、魚眼レンズ故に周辺部の歪が非常に大きく解像度の高い画像が得られず、歪補正を行ったとしても周辺の情報不足により視認性の高い画像を得ることができなかった。
特開2000−89301号公報 特開2006−262447号公報
In addition, as a conventional photographing unit of this type, there is a method that uses a fisheye lens having an angle of view of about 200 degrees, cuts out the required angle of view, and provides image information to the driver after distortion correction (for example, patents). (Refer to Reference 2.) However, when such a photographing unit is used, an image with a very large peripheral portion cannot be obtained due to the fish-eye lens, and even if correction is performed, it is visually recognized due to lack of peripheral information. A high quality image could not be obtained.
JP 2000-89301 A JP 2006-262447 A

以上のように、従来の光学系を使用した撮影ユニットでは、小型で、なおかつ広い視野に渡って視認性高い画像を得ることができない、という問題点があった。
本発明は、上述のような実状に鑑みたものであり、複数の自由曲面プリズムと単一の撮像素子とを用いることにより得た、撮像する水平画角が大きく、かつ、周辺に至るまで歪の少ないパノラマ画像を取得し、そのパノラマ画像の全体叉は一部を使用者にとって見やすい画像として表示装置に表示させるカメラシステムを提供することを目的とする。
As described above, the conventional photographing unit using the optical system has a problem that it is small and an image with high visibility cannot be obtained over a wide field of view.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has a large horizontal angle of view obtained by using a plurality of free-form surface prisms and a single image sensor, and distortion to the periphery. It acquires less panoramic images, and an object thereof is to provide a camera system the whole or to be displayed on the display device as easily viewable image for the user a portion of the panoramic image.

本発明は、上記課題を解決するため、下記のような構成を採用した。
すなわち、本発明の一態様によれば、本発明のカメラシステムは、所定の周期で被写体像を電気信号に変換する単一の撮像素子と、複数の自由曲面プリズムで構成され、複数の異なる方向からの被写体像をそれぞれ前記各自由曲面プリズムによって前記撮像素子上の所定の領域に結像させる光学系と、前記撮像素子から出力した電気信号に基づいて第1の動画像を生成する動画像生成手段と、前記動画像生成手段によって生成された前記第1の動画像を前記各領域に対応する部分画像に分割する画像分割手段と、前記画像分割手段によって分割された前記部分画像を所定の配置で第2の動画像に合成する画像合成手段と、前記画像合成手段によって合成された前記第2の動画像を表示装置に表示させる表示制御手段とを備え、前記自由曲面プリズムは、当該プリズムの入射面に、楕円形状になる固定絞りを配置し、Y−Z面内において該入射面である第1面が負の屈折力を有し、出射面である第2面および反射作用を有する第3面が正の屈折力を有することを特徴とする。
The present invention employs the following configuration in order to solve the above problems.
That is, according to one aspect of the present invention, the camera system of the present invention includes a single image sensor that converts an object image into an electrical signal at a predetermined period and a plurality of free-form surface prisms, and a plurality of different directions. An optical system that forms an image of the subject from each of the subject images on a predetermined region on the image sensor by each free-form surface prism, and a moving image generator that generates a first moving image based on an electrical signal output from the image sensor Means, image dividing means for dividing the first moving image generated by the moving image generating means into partial images corresponding to the respective areas, and the partial images divided by the image dividing means in a predetermined arrangement in an image synthesizing means for synthesizing the second moving image, and a display control means for displaying on the display device the second video image synthesized by the image synthesizing means, the free-form surface flop Is arranged on the entrance surface of the prism, an elliptical fixed aperture, the first surface being the entrance surface has a negative refractive power in the YZ plane, and the second surface being the exit surface. and the third surface having a reflecting action is characterized Rukoto that having a positive refractive power.

また、本発明のカメラシステムは、前記光学系が、被写体に対して前記撮像素子の直前に配置されていることが望ましい。
また、本発明のカメラシステムは、前記所定の領域が重ならないように前記各自由曲面プリズムが配置されていることが望ましい。
In the camera system of the present invention, it is preferable that the optical system is disposed immediately before the image sensor with respect to a subject.
In the camera system of the present invention, it is desirable that the free-form surface prisms are arranged so that the predetermined areas do not overlap.

また、本発明のカメラシステムは、前記画像合成手段が、前記画像分割手段で分割された部分画像を合成して第2の動画像としてパノラマ画像を生成することが望ましい In the camera system of the present invention, it is preferable that the image synthesizing unit generates a panoramic image as a second moving image by synthesizing the partial images divided by the image dividing unit .

また、本発明のカメラシステムは、前記カメラユニットが、車両の外部を撮像するように前記車両に配置されていることが望ましい In the camera system of the present invention, it is preferable that the camera unit is disposed on the vehicle so as to capture the outside of the vehicle .

た、本発明の一態様によれば、本発明のカメラシステムは、所定の周期で被写体像を電気信号に変換する単一の撮像素子と、複数の自由曲面プリズムで構成され、複数の異なる方向からの被写体像をそれぞれ前記各自由曲面プリズムによって前記撮像素子上の所定の領域に結像させる光学系と、前記撮像素子から出力した電気信号に基づいて第1の動画像を生成する動画像生成手段と、前記動画像生成手段によって生成された前記第1の動画像を前記各領域に対応する部分画像に分割する画像分割手段と、前記画像分割手段によって分割された前記部分画像を所定の配置で第2の動画像に合成する画像合成手段と、前記画像合成手段によって合成された前記第2の動画像を表示装置に表示させる表示制御手段と、前記車両の進行方向を検出する方向検出装置からの角度信号を取得する角度信号取得手段と、前記車両の速度を検出する速度検出装置からの速度信号を取得する速度信号取得手段とを備え、前記画像合成手段が、前記画像分割手段で分割された部分画像を合成して、第2の動画像としてパノラマ画像を生成し、前記カメラユニットが、車両の外部を撮像するように前記車両に配置され、前記表示制御手段が、前記表示装置に前記第2の動画像のフレームの一部分を表示し、前記角度信号取得手段によって取得された前記角度信号に基づく前記車両の進行方向に対応して前記表示装置に表示させる前記第2の動画像のフレームの部分を移動させ、前記角度信号取得手段によって取得された前記角度信号に基づく前記車両の進行方向および前記速度信号取得手段によって取得された前記速度信号に基づく前記車両の速度に対応して前記表示装置に表示させる前記第2の動画像のフレームの部分を移動させることを特徴とする Also, according to one aspect of the present invention, the camera system of the present invention, a single imaging device for converting an object image into an electrical signal at a predetermined period, is composed of a plurality of free-form surface prism, a plurality of different An optical system that forms a subject image from a direction on each of the free-form surface prisms in a predetermined area on the image sensor, and a moving image that generates a first moving image based on an electrical signal output from the image sensor Generating means, image dividing means for dividing the first moving image generated by the moving image generating means into partial images corresponding to the respective regions, and the partial images divided by the image dividing means being predetermined Image composition means for synthesizing the second moving image by arrangement, display control means for displaying the second moving image synthesized by the image composition means on a display device, and detecting the traveling direction of the vehicle That an angle signal obtaining means for obtaining an angle signal from the direction detecting device, e Bei the speed signal acquisition means for acquiring a speed signal from the speed detector for detecting speed of the vehicle, the image synthesizing means, wherein The partial images divided by the image dividing unit are combined to generate a panoramic image as a second moving image, the camera unit is arranged in the vehicle so as to capture the outside of the vehicle, and the display control unit A part of the frame of the second moving image is displayed on the display device and displayed on the display device in accordance with the traveling direction of the vehicle based on the angle signal acquired by the angle signal acquisition means. to move the frame portion of the second moving image, taken by the traveling direction and the speed signal acquisition means of the vehicle based on the angular signal obtained by the angle signal acquisition means Moving the portion of the frame rate to the second moving image to be displayed on the display device in response of the vehicle based on said speed signal and said.

本発明によれば、撮像部を小型化すると共に、撮像する水平画角が大きく、かつ、歪の少ないパノラマ画像を取得し、そのパノラマ画像の全体または一部を使用者にとって見やすい画像として表示装置に表示させることが可能となる。   According to the present invention, the imaging unit is downsized, a panoramic image with a large horizontal angle of view and a small distortion is acquired, and the whole or part of the panoramic image is displayed as an image that is easy for the user to view. Can be displayed.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図1の(A)および(B)は、撮影ユニットの外観のそれぞれ異なる方向からの斜視図であり、図2は、図1の(A)および(B)に示した撮影ユニットの分解状態を示した図である。図3Aは、自由曲面プリズムを組み入れるフレーム1の外観図であり、図3Bは、フレーム1に自由曲面プリズム4、5、6を組み入れた外観を表す図であり、図4Aは、図1におけるA−A断面を示した図であり、図4Bは、自由曲面プリズム4、5、6のY−Z面を示した図であり、図5は、自由曲面プリズム4、5、6の外形を表す斜視図であり、図6は、前段プリズム7の外形を表す斜視図であり、図7は、各光学面の各面内における屈折力の正負を表にした図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1A and 1B are perspective views from different directions of the appearance of the photographing unit, and FIG. 2 shows an exploded state of the photographing unit shown in FIGS. 1A and 1B. FIG. 3A is an external view of the frame 1 incorporating a free-form curved prism, FIG. 3B is a view showing the external appearance of incorporating the free-form curved prisms 4, 5, and 6 into the frame 1, and FIG. FIG. 4B is a diagram showing the YZ plane of the free-form surface prisms 4, 5, 6, and FIG. 5 shows the outer shape of the free-form surface prisms 4, 5, 6. FIG. 6 is a perspective view showing the outer shape of the pre-stage prism 7, and FIG. 7 is a table showing the positive and negative refractive powers in each surface of each optical surface.

フレーム1には、長手方向の中央部分に天面1aから底面1bに向けて貫通孔hが形成されており、天面1a、底面1bの両側に位置する傾斜側面1c、1dには該貫通孔hに連通するように切り欠かれた区画凹所e1〜e3が設けられている。そして、該区画凹所e1〜e3の底部の対向位置には、2つで1組になる座部t1〜t6(t、tで1組、t、tで1組、t、tで1組)が形成されている(図3A、図4A参照)。 また、ホルダ2は、前記フレーム1を載置するためのものであり、カバー体3は、このホルダ2に合わさって自由曲面プリズム4、5、6をフレーム1とともに内側に収納するためのものである。カバー体3には、自由曲面プリズム4、5、6の第1面(入射面)において開口する窓孔3a〜3cが設けられており、フレーム1とは螺子や接着によって固定される。カバー体3の窓孔3a〜3cには、異物の侵入を防止するためカバーガラス等が適宜設けられ、また窓孔3a〜3cの開放角度は、自由曲面プリズム4、5、6の性能(撮影できる視野の範囲)や固定絞り12〜14に応じて設定される(図4B参照)。 A through hole h is formed in the frame 1 at a central portion in the longitudinal direction from the top surface 1a to the bottom surface 1b, and the through holes are formed on the inclined side surfaces 1c and 1d located on both sides of the top surface 1a and the bottom surface 1b. Partition recesses e 1 to e 3 that are notched so as to communicate with h are provided. Then, in the position facing the bottom of the compartment recesses e 1 to e 3, the seat becomes 2 Tsude pair t 1 ~t 6 (t 1, t 2 a set, at t 3, t 4 1 set, t 5, t 6 in one set) is formed (FIG. 3A, see Fig. 4A). The holder 2 is for mounting the frame 1, and the cover body 3 is for accommodating the free curved prisms 4, 5, 6 together with the frame 1 inside the frame 1. is there. The cover body 3 is provided with window holes 3a to 3c opened on the first surfaces (incident surfaces) of the free-form curved prisms 4, 5, 6 and is fixed to the frame 1 by screws or adhesion. Cover windows or the like are appropriately provided in the window holes 3a to 3c of the cover body 3 in order to prevent intrusion of foreign matters. Range of possible visual field) and fixed apertures 12 to 14 (see FIG. 4B).

自由曲面プリズム4(以下、第1の光学素子ということもある。)は、左側視野を真横(カバー体3に形成された凹部である窓孔3cの外表面)から前方に向けて角度θ1=60度の範囲で撮影を可能とした自由曲面のプリズムである(図3B、図9参照)。第1の光学素子4は、図4B並びに図5の(A)および(B)にその形状を具体的に示すように、光の透過作用を有する第1面(入射面)4a、光の内部反射と透過作用を有する第2面(出射面であり貫通孔hの底面壁1bの出側に位置する)4b及び光の反射作用を有する第3面4cの3つの光学面を有し、そのうちの第2面4b、第3面4cがレンズ機能を兼ね備えており、該第2面4bの両側の端部にはフレーム1の座部t及びtに適合して簡単かつ正確に位置決め配置することができる段差k、kが形成されている(図3A、図4B)。 The free-form surface prism 4 (hereinafter sometimes referred to as a first optical element) has an angle θ 1 with its left visual field facing from the side (the outer surface of the window hole 3c that is a recess formed in the cover body 3) to the front. = A free-form surface prism that enables photographing within a range of 60 degrees (see FIGS. 3B and 9). As shown in FIGS. 4B and 5A and 5B, the first optical element 4 has a first surface (incident surface) 4a having a light transmission function, and the interior of the light. It has three optical surfaces, a second surface 4b (which is an exit surface and located on the exit side of the bottom wall 1b of the through hole h) 4b and a third surface 4c which has a light reflecting function, and has a reflecting and transmitting function, the second face 4b of, and the third surface 4c is both a lens function, easily and accurately positioned and arranged to conform to the seat t 5 and t 6 of the frame 1 at the end portions on both sides of said second surface 4b Steps k 1 and k 2 that can be formed are formed (FIGS. 3A and 4B).

自由曲面プリズム5(以下、第2の光学素子ということもあり、外観形状は自由曲面プリズム4と同じ。)は、第1の光学素子4と同様の自由曲面のプリズムである(図2、図5参照)。この第2の光学素子5は、入射面である第1面を第1の光学素子4とは逆方向
を向くように、第1の光学素子を図4Bの撮像素子15の撮像面の軸の回りに180度回転させて貫通孔hに並列に配置されるものであり、右側の視野を真横から前方に向かって角度θ2=60度の範囲で撮影することが可能になっている。
The free-form surface prism 5 (hereinafter also referred to as a second optical element, and the appearance is the same as the free-form surface prism 4) is a free-form surface prism similar to the first optical element 4 (FIGS. 2 and 2). 5). The second optical element 5 has an axis of the imaging surface of the imaging element 15 in FIG. 4B so that the first surface, which is the incident surface, faces in the direction opposite to the first optical element 4. It rotates 180 degrees around and is arranged in parallel with the through-hole h, so that the right visual field can be imaged in the range of angle θ 2 = 60 degrees from right to the front.

また、自由曲面プリズム6(以下、第3の光学素子ということもある。)は、第1の光学素子4、第2の光学素子5と同様の構成になる自由曲面のプリズムである(図2、図5参照)。この第3の光学素子6は、第1の光学素子4と同じ向きに並列して貫通孔hに配置されるものであり(図3B参照)、その第1面6aの入側には三角柱状あるいは台形状等にて形成された前段プリズム7が配置されている(図4A参照)。   The free-form surface prism 6 (hereinafter sometimes referred to as a third optical element) is a free-form surface prism having the same configuration as the first optical element 4 and the second optical element 5 (FIG. 2). FIG. 5). The third optical element 6 is arranged in the through hole h in parallel in the same direction as the first optical element 4 (see FIG. 3B), and has a triangular prism shape on the entrance side of the first surface 6a. Or the front | former stage prism 7 formed in trapezoid shape etc. is arrange | positioned (refer FIG. 4A).

図6の(A)および(B)にその外形を具体的に示す前段プリズム7より入射された光は、第3の光学素子6を経て撮像素子15において結像される(図4A参照)。すなわち、該第3の光学素子6は、真正面を基準に右側、左側へそれぞれ30度、合計で角度θ3:60度の範囲における視野(前方視野)の撮影を可能としている(図9参照)。なお、この前段プリズム7は撮影しようとする視野の光をより多く取り入れるため第3の光学素子6の厚さWよりも厚い厚Wを有し(図5の(A)、図6の(A)参照)。 6A and 6B, the light incident from the pre-stage prism 7 whose outer shape is specifically shown is imaged on the image sensor 15 through the third optical element 6 (see FIG. 4A). In other words, the third optical element 6 can shoot a field of view (front field of view) in the range of 30 degrees to the right and left sides with respect to the straight front and a total angle θ 3 : 60 degrees (see FIG. 9). . The front stage prism 7 has a thickness W 1 that is thicker than the thickness W of the third optical element 6 in order to take in more light in the field of view to be photographed ((A) in FIG. 5, ( A)).

撮像素子15の背面には基板(フレキシブルプリント基板等)17を介して放熱板18が設けられ、該撮像素子15の前面には保護板19(ガラス等)が設けられている。基板17、放熱板18、保護板19は、撮像素子15とともにホルダ2の貫通開口においてフレーム1の貫通孔hに対応するよう配置されている(パッケージ化されている)。撮像素子15は、シリコンシート等の絶縁部材を配置することにより、基板17、放熱板18とは適宜絶縁処理がなされている。   A heat radiating plate 18 is provided on the back surface of the image sensor 15 via a substrate (flexible printed circuit board or the like) 17, and a protective plate 19 (glass or the like) is provided on the front surface of the image sensor 15. The substrate 17, the heat radiating plate 18, and the protection plate 19 are arranged (packaged) so as to correspond to the through hole h of the frame 1 in the through opening of the holder 2 together with the imaging element 15. The imaging element 15 is appropriately insulated from the substrate 17 and the heat radiating plate 18 by disposing an insulating member such as a silicon sheet.

本発明の実施の形態のカメラの撮影ユニットで用いる第1〜3の光学素子4〜6は、同一形状、同一媒質の自由曲面プリズムであって、屈折率が1.31倍より大きい媒質にて構成されており、何れの光学面もY−Z面を唯一の対称面とする自由曲面からなり、光束にパワーを与えかつ偏心により発生する収差を補正する回転非対称な面形状を有するように構成され、かつ、3面の中の第1面、第3面が回転非対称面になっているものを適用することができる。ここに、Y−Z面とは図4Bに示したような面(ここでは全てのプリズム光学素子の向きを同じにして表示してある)であり、第1〜3のプリズム光学素子4〜6を用いることで撮像レンズの如きは不要となり広画角で、高精細な画像の撮影が可能となる。なお、図4B中lが軸上主光線であり、0が絞りの中心である。 The first to third optical elements 4 to 6 used in the photographing unit of the camera according to the embodiment of the present invention are free-form surface prisms having the same shape and the same medium and having a refractive index larger than 1.31 times. Each optical surface is composed of a free-form surface with the YZ plane as the only symmetrical surface, and has a rotationally asymmetric surface shape that gives power to the light beam and corrects aberrations caused by decentration. In addition, one in which the first and third surfaces of the three surfaces are rotationally asymmetric surfaces can be applied. Here, the YZ plane is a plane as shown in FIG. 4B (here, the directions of all the prism optical elements are the same), and the first to third prism optical elements 4-6. By using, an imaging lens or the like is unnecessary, and a high-definition image can be taken with a wide angle of view. In FIG. 4B, l 1 is the axial principal ray, and 0 is the center of the stop.

また、本実施の形態において適用する自由曲面プリズムでは、光の入射側から光線の通る順に、第1面4a〜6aを透過し、第2面4b〜6b及び第3面4c〜6cで内部反射し、さらに再び第2面4b〜6bを透過して撮像素子15に至ることになり、図7に示すように、第1面4a〜6aは上掲図4Bで表記したところのX−Z面内では正の屈折力を有し、Y−Z面内では負の屈折力を有する。また、第2面4b〜6bはX−Z面内では負の屈折力を有し、Y−Z面内では正の屈折力を有し、さらに、第3面4c〜6cではX−Z、Y−Z面内ともに正の屈折力を有する。   In the free-form curved prism applied in the present embodiment, the first surfaces 4a to 6a are transmitted in the order in which the light beams pass from the light incident side, and the internal reflection is performed by the second surfaces 4b to 6b and the third surfaces 4c to 6c. Then, the light passes through the second surfaces 4b to 6b again and reaches the image pickup device 15. As shown in FIG. 7, the first surfaces 4a to 6a are the XZ planes shown in FIG. 4B. Has a positive refractive power, and has a negative refractive power in the YZ plane. The second surfaces 4b to 6b have a negative refractive power in the XZ plane, a positive refractive power in the YZ plane, and further, XZ in the third surfaces 4c to 6c. Both have a positive refractive power in the YZ plane.

従って、本発明の実施の形態のカメラで使用する自由曲面をプリズム4〜6では、Y−Z面内では第1面4a〜6aから出射面である第2面4b〜6bまで、負、正、正、正であり、単純化すると入射側から負、正の屈折力の組合せとなるため、いわゆるレトロフォーカスの配置になっている。このためバックフォーカスを長くすることが可能となり、撮像素子15と光学素子(自由曲面プリズム)との間の距離を適切に確保することができ、さらにIRカットフィルター、光学的ローパスフィルター等の光学部材を配備するにも有利となる。   Therefore, in the prisms 4 to 6, the free curved surfaces used in the camera of the embodiment of the present invention are negative and positive in the YZ plane from the first surfaces 4a to 6a to the second surfaces 4b to 6b that are the exit surfaces. Positive and positive, and, when simplified, a combination of negative and positive refractive powers from the incident side, so a so-called retrofocus arrangement is obtained. Therefore, the back focus can be lengthened, the distance between the image pickup element 15 and the optical element (free-form curved prism) can be appropriately ensured, and an optical member such as an IR cut filter or an optical low-pass filter. It is also advantageous to deploy.

また、X−Z面内においては、第1面4a〜6a、第2面4b〜6bは正の屈折力と負の屈折力によってコマ収差の補正を行っており、第3面4c〜6cが主な正の屈折力を有する反射面であり負の屈折力を有する第2面4b〜6c(この場合出射面)で像面をフラットにする作用を持つことになる。   Further, in the XZ plane, the first surfaces 4a to 6a and the second surfaces 4b to 6b correct the coma aberration by the positive refractive power and the negative refractive power, and the third surfaces 4c to 6c The second surfaces 4b to 6c (exit surfaces in this case) which are main reflecting surfaces having positive refracting power and having negative refracting power have an action of flattening the image surface.

さらに、このような光学面の配置によれば、軸外光線においては第3面4c〜6cの正の屈折力で像面に対して内側に傾いた主光線を、第2面4b〜6b(この場合出射面)の負の屈折力によって撮像面に対して略垂直な光線にしてX−Z面内における像側テレセントリック条件を満たすことに寄与することになる。   Further, according to such an arrangement of the optical surfaces, in the off-axis rays, the chief rays inclined inward with respect to the image plane by the positive refractive power of the third surfaces 4c to 6c are changed to the second surfaces 4b to 6b ( In this case, the negative refracting power of the exit surface) makes the light ray substantially perpendicular to the imaging surface, which contributes to satisfying the image side telecentric condition in the XZ plane.

上記のような構成の撮影ユニットにおいては、第1の光学素子4により集束された左側60度の視野の光像が撮像素子15において結像し、第2の光学素子5を通して集束された右側60度の視野の光像が撮像素子15において左60度視野の光像に並列に結像され、さらに、前段プリズム7及び第3の光学素子6を通して集束された前方60度の視野の光像が撮像素子15においてそれら光像に並列に結像される。すなわち、単一の撮像素子15において3つの視野が並列に結像される。このような構成の撮影ユニットにおいては、左側から前方、右側にわたる180度の範囲における撮影が可能となる。   In the imaging unit configured as described above, the optical image of the left 60 ° field of view focused by the first optical element 4 is formed on the image sensor 15 and focused on the right side 60 through the second optical element 5. A light image with a field of 60 degrees is formed in parallel with the light image with a field of 60 degrees on the left in the imaging device 15, and further, a light image with a field of 60 degrees on the front focused through the front prism 7 and the third optical element 6 is obtained. The image sensor 15 forms images in parallel with these optical images. That is, three fields of view are imaged in parallel on the single image sensor 15. In the photographing unit having such a configuration, photographing in a range of 180 degrees from the left side to the front side and the right side is possible.

本発明の実施の形態では、左側60度、右側60度、前方60度の範囲における視野を結像させる撮影ユニットを例として説明したが、撮影可能な視野の範囲は使用する自由曲面プリズム4、5、6そのものの形状や材料、組合せによって適宜変更することができるものであり、各自由曲面プリズム4、5、6の視野が60度の範囲に限定されるものではない。   In the embodiment of the present invention, the photographing unit that forms the field of view in the range of 60 degrees on the left side, 60 degrees on the right side, and 60 degrees on the front side has been described as an example. The field of view of each free-form curved prism 4, 5, 6 is not limited to the range of 60 degrees.

また、第1の光学素子4と第2の光学素子5の2つのみで撮影ユニットを構成してもよいし、左側又は右側の何れか一方と、前方あるいは後方の何れか一方の視野を結像させるように別の光学素子を組み込んで撮影ユニットを構成することも可能である。このような構成では光学素子の設置個数が少なくて済む分、構造をより簡素化することができ撮影ユニット自体のさらなる小型化が可能となる。   Further, the photographing unit may be configured by only two of the first optical element 4 and the second optical element 5, and either the left side or the right side is connected to either the front view or the rear view. It is also possible to construct a photographing unit by incorporating another optical element so as to form an image. In such a configuration, since the number of installed optical elements can be reduced, the structure can be further simplified and the photographing unit itself can be further downsized.

また、360度の視野を撮像することを可能にするために、本実施の形態に示した構成の撮影ユニットを2組み背面合わせとした構成を採用することはもちろん、さらに上下に組み込んだ構成を採用することもできる。   In addition, in order to be able to image a 360-degree field of view, it is possible to adopt a configuration in which two sets of imaging units having the configuration shown in the present embodiment are combined on the back side, as well as a configuration in which the imaging unit is further vertically integrated. It can also be adopted.

本発明を提供した撮影ユニットは、特に車両に搭載して外部の視野を撮影するのに好適であるばかりでなく、車両の内部に設置して車両の内外を監視する監視カメラとしても有用であり、またカプセル型内視鏡等にも適用し得る。   The photographing unit provided with the present invention is not only suitable for being mounted on a vehicle and photographing an external visual field, but is also useful as a surveillance camera that is installed inside a vehicle and monitors the inside and outside of the vehicle. It can also be applied to a capsule endoscope or the like.

図8は、本発明の第1の実施の形態の撮影ユニットを有するカメラを車両に搭載した例を示す図である。
図8に示すように、左右両方向及び前方を同時に撮影可能とするカメラUを、車両のフロントグリルの中央部に取り付けて、両サイド及び前方のモニタとして使用することができる。このような使用例においては、車両の走行に際して両サイドにおける安全性がより高まる。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example in which the camera having the photographing unit according to the first embodiment of the present invention is mounted on a vehicle.
As shown in FIG. 8, a camera U that can simultaneously shoot in both the left and right directions and the front can be attached to the center of the front grille of the vehicle and used as a monitor on both sides and the front. In such an example of use, safety on both sides is further increased when the vehicle is traveling.

図9は、本発明の第1の実施形態に係る撮影ユニットの概要を説明するための図であり、図10は、被写体の撮影範囲の例を示す図であり、図11は、図10の被写体の光像(イメージ)を撮影したときに本発明の第1の実施形態に係る撮像素子15で撮影される3つの画像の位置関係と、画像サイズを説明するための図である。   FIG. 9 is a diagram for explaining the outline of the photographing unit according to the first embodiment of the present invention, FIG. 10 is a diagram showing an example of the photographing range of the subject, and FIG. 11 is a diagram of FIG. It is a figure for demonstrating the positional relationship and image size of three images image | photographed with the image pick-up element 15 which concerns on the 1st Embodiment of this invention when image | photographing the light image (image) of a to-be-photographed object.

図9に示したように、本発明の第1の実施形態に係る撮影ユニットは、前述の自由曲面プリズム4、5、6および前段プリズム7から構成されるプリズム群50と1つの撮像素子15とが配置されている。   As shown in FIG. 9, the photographing unit according to the first embodiment of the present invention includes a prism group 50 including the above-described free-form surface prisms 4, 5, 6 and the front stage prism 7, one imaging element 15, and the like. Is arranged.

一般的なカメラの撮像素子は、長方形であり、風景を撮影する場合は、画面の長辺が水平方向、短辺が垂直方向になるように配置して被写体を正対する。一方、本発明の第1の実施形態に係るカメラは、撮像素子の短辺が被写体の水平方向となるように配置され、カメラの撮影ユニットは、図11に示されるように分割された3画像が撮像素子の長辺方向に積み重ねられた画像として結像するよう構成されている。図11に示した画像51aは、自由曲面プリズム4による左側視野60度で撮像された画像であり、画像51bは、自由曲面プリズム5による右側視野60度で撮像された画像であり、画像51cは、自由曲面プリズム6と前段プリズム7による中心視野60度で撮像された画像である。   The image pickup element of a general camera has a rectangular shape. When shooting a landscape, the camera is arranged so that the long side of the screen is in the horizontal direction and the short side is in the vertical direction, and the object is directly opposed. On the other hand, the camera according to the first embodiment of the present invention is arranged so that the short side of the image sensor is in the horizontal direction of the subject, and the photographing unit of the camera is divided into three images as shown in FIG. Are formed as images stacked in the long side direction of the image sensor. An image 51a shown in FIG. 11 is an image captured at 60 degrees on the left visual field by the free curved surface prism 4, an image 51b is an image captured at 60 degrees on the right visual field by the free curved surface prism 5, and an image 51c is shown in FIG. These are images picked up by the free-form surface prism 6 and the front stage prism 7 with a central visual field of 60 degrees.

図10に示されている画像は、被写体の例であり、車体の正面に設置されたカメラが、進行方向を中心に左右180度の範囲を撮影する場合の被写体のイメージである。この図10に示された被写体を撮像した場合に得られる撮影画像は、図11に示した画像51a、51b、51cから構成されることを表わしている。   The image shown in FIG. 10 is an example of a subject, and is an image of a subject when a camera installed in front of the vehicle body captures a range of 180 degrees to the left and right around the traveling direction. The photographed image obtained when the subject shown in FIG. 10 is imaged indicates that it is composed of the images 51a, 51b, 51c shown in FIG.

図12は、本実施の形態のカメラシステムの構成を示す図である。
図12において、カメラシステムは、撮像装置であるカメラユニット52、カメラコントローラ71、ドライビングコントローラ72を備えている。
FIG. 12 is a diagram showing the configuration of the camera system of the present embodiment.
In FIG. 12, the camera system includes a camera unit 52 that is an imaging device, a camera controller 71, and a driving controller 72.

前記カメラユニット52は、前述の自由曲面プリズム4、5、6、前段プリズム7、撮像素子15の他、TG/SSG部60、CDS/AGC/A/D部61、デジタル信号処理部62、シリアル(Serial)I/F63、通信I/F74を備えている。   The camera unit 52 includes the above-described free-form curved prisms 4, 5, 6, the pre-stage prism 7, the image sensor 15, a TG / SSG unit 60, a CDS / AGC / A / D unit 61, a digital signal processing unit 62, a serial (Serial) I / F 63 and communication I / F 74 are provided.

前記カメラコントローラ71は、CPU53、操作入力部54、画像処理MPU57、メモリ58、通信I/F75、通信I/F77を備えている。
また、前記ドライビングコントローラ72は、ディスプレー55、ディスプレーコントローラ56、GPS/ナビ65、回転角センサー66、方向指示器67、速度センサー68、通信I/F78が、バス79を介して接続されている。
The camera controller 71 includes a CPU 53, an operation input unit 54, an image processing MPU 57, a memory 58, a communication I / F 75, and a communication I / F 77.
The driving controller 72 is connected to a display 55, a display controller 56, a GPS / navigator 65, a rotation angle sensor 66, a direction indicator 67, a speed sensor 68, and a communication I / F 78 via a bus 79.

なお、撮影画像のホワイトバランスや露出補正、シャッタースピードなどの設定については、一般的な車載カメラなどと同等であり、詳細は省略する。
カメラユニット52は、動画と静止画を撮像可能であり、このカメラユニット52に対してカメラコントローラ71のCPU53及び画像処理MPU57が、通信I/F74、75を介して接続されている。画像処理MPU57は、画像の反転、回転、鏡像、縮小、拡大、歪補正、画像張り合わせ等の処理を行う。そして、その画像処理MPU57で処理された画像を、通信I/F77、78、およびディスプレーコントローラ56を介して、モニタ装置として使用されるディスプレー55に出力する。
Note that settings such as white balance, exposure correction, and shutter speed of the captured image are the same as those of a general on-vehicle camera, and details thereof are omitted.
The camera unit 52 can capture moving images and still images, and the CPU 53 of the camera controller 71 and the image processing MPU 57 are connected to the camera unit 52 via communication I / Fs 74 and 75. The image processing MPU 57 performs processing such as image inversion, rotation, mirror image, reduction, enlargement, distortion correction, and image pasting. Then, the image processed by the image processing MPU 57 is output to the display 55 used as a monitor device via the communication I / Fs 77 and 78 and the display controller 56.

また、カメラユニット52は、図10に示したような被写体イメージを結像するためのプリズム群50、及びこのプリズム群50による結像位置に配置されたCMOS/CCDでなる撮像素子15を有する。カメラユニット52により、撮像素子15が出力した信号から図11の撮影画像が生成され、カメラコントローラ71が撮影画像から表示用の画像を生成する。カメラコントローラ71で生成された表示画像は、ドライビングコントローラ72のディスプレー55に出力される。   Further, the camera unit 52 includes a prism group 50 for forming a subject image as shown in FIG. 10, and an image sensor 15 made of a CMOS / CCD disposed at an image formation position by the prism group 50. The camera unit 52 generates the captured image of FIG. 11 from the signal output from the image sensor 15, and the camera controller 71 generates a display image from the captured image. The display image generated by the camera controller 71 is output to the display 55 of the driving controller 72.

カメラユニット52のTG/SSG部60は、撮影タイミングパルスを発生し撮像素子15を駆動する。カメラユニット52のCDS/AGC/AD61は、撮像素子15が出
力した画像信号を相関二重サンプリングし、信号量に応じて利得を調整し、A/D変換して、デジタル信号処理62に出力する。そして、デジタル信号処理62では、入力したデジタル画像信号にカラー信号補間、カラー補正、ホワイトバランスなどの処理を行ない撮影画像データとして生成したカラー画像データをカメラコントローラ71に出力する。
The TG / SSG unit 60 of the camera unit 52 generates an imaging timing pulse and drives the image sensor 15. The CDS / AGC / AD 61 of the camera unit 52 performs correlated double sampling on the image signal output from the image sensor 15, adjusts the gain according to the signal amount, performs A / D conversion, and outputs the result to the digital signal processing 62. . In the digital signal processing 62, the input digital image signal is subjected to processing such as color signal interpolation, color correction, and white balance, and the color image data generated as photographed image data is output to the camera controller 71.

シリアルI/F63は、CPU53からの露出設定や利得調整などのコマンドに従って、撮影装置部52の各部分の制御を行う。
カメラコントローラ71に入力した撮影画像データは、CPU53からの画像表示方法の指示に基づき、後述する画像の処理を行い、ディスプレーコントローラ56を介してディスプレー55にて表示される。
The serial I / F 63 controls each part of the imaging device unit 52 in accordance with commands such as exposure setting and gain adjustment from the CPU 53.
The photographed image data input to the camera controller 71 is displayed on the display 55 via the display controller 56 after performing image processing to be described later based on an image display method instruction from the CPU 53.

次に、ディスプレー55に画像を表示するための画像処理および加工について説明する。
前出の図11は、自由曲面プリズム4、5、6を介して撮像素子15に結像された像を表しているが、撮像素子15の画素数を750画素×480画素とすると、図11に示したように、3分割であれば各視野の画像の画素数は、縦250画素、横480画素となる。
Next, image processing and processing for displaying an image on the display 55 will be described.
FIG. 11 described above represents an image formed on the image sensor 15 via the free-form surface prisms 4, 5, and 6. If the number of pixels of the image sensor 15 is 750 pixels × 480 pixels, FIG. As shown in FIG. 4, if divided into three, the number of pixels in each field of view is 250 pixels vertically and 480 pixels horizontally.

一方、この3分割された画像は、左60度51a、右60度51b、中心60度51cの計180度の視野を撮像することになるが、このまま縦250画素、横480画素の画像を3つ合成してディスプレー55に表示しようとすると、縦方向は問題ないが、横方向に1440画素必要となり、車載用として一般的なWVGA(横800画素×縦480画素)のサイズの液晶ディスプレー55では3画像を合成したパノラマ画像をそのまま表示することができない。   On the other hand, the three-divided image captures a field of view of a total of 180 degrees including left 60 degrees 51a, right 60 degrees 51b, and center 60 degrees 51c, but an image of 250 pixels vertically and 480 pixels horizontally is left as it is. If the images are combined and displayed on the display 55, the vertical direction is not a problem, but 1440 pixels are required in the horizontal direction, and the liquid crystal display 55 having a size of WVGA (800 horizontal pixels × 480 vertical pixels) generally used for in-vehicle use. A panoramic image obtained by combining the three images cannot be displayed as it is.

そこで、画像処理MPU57は、後述する各種表示方法に応じた画像の縮小、拡大、切り出しなどの処理を実行する。
ディスプレーコントローラ56への画像データ転送は、この図12では車内LANを使用する例となっている。
Therefore, the image processing MPU 57 executes processing such as image reduction, enlargement, and clipping according to various display methods described later.
The image data transfer to the display controller 56 is an example using an in-vehicle LAN in FIG.

ここで、車内LANに接続されている各デバイスについて説明する。
GPS/ナビ65は、GPS測位情報に基づくカーナビゲーションのシステムで車内LANを通じて、CPU53に取り込んだ地図情報を、画像の表示形式に従って画像処理MPU57で加工し、その画像をディスプレー55に表示する。
Here, each device connected to the in-vehicle LAN will be described.
The GPS / navigation 65 processes the map information captured by the CPU 53 through the in-vehicle LAN in the car navigation system based on the GPS positioning information by the image processing MPU 57 according to the image display format, and displays the image on the display 55.

回転角センサー66は、車両の運転者が操作したステアリングハンドルの回転角度の情報をCPU53に転送する。画像処理MPU57は、その回転角度情報から算出した車輪の操舵角に対応する進行方向の画像をパノラマ画像から切り出し、設定された画像の表示形式に従って加工しディスプレー55に表示する。   The rotation angle sensor 66 transfers information on the rotation angle of the steering wheel operated by the driver of the vehicle to the CPU 53. The image processing MPU 57 cuts out an image in the traveling direction corresponding to the steering angle of the wheel calculated from the rotation angle information from the panorama image, processes it according to the set display format of the image, and displays it on the display 55.

方向指示器67は、車両の運転者が操作した方向指示器の情報をCPU53に転送し、画像処理MPU57はその情報により指定される所定の進行方向に対応する視野の画像を切り出した後、設定された表示形式に従って加工し、ディスプレーコントローラ56がその画像をディスプレー55に表示する。   The direction indicator 67 transfers the information of the direction indicator operated by the driver of the vehicle to the CPU 53, and the image processing MPU 57 sets the image after viewing the image of the visual field corresponding to the predetermined traveling direction specified by the information. The display controller 56 displays the image on the display 55.

また、速度センサー68は、車両の速度を検出する。
次に、画像取り込み、画像処理、および画像処理後の画像表示までの流れを説明する。
図13は、本実施の形態のカメラ制御処理の流れを示すフローチャートであり、図14は、本実施の形態のカメラシステムの機能ブロックを示す図であり、図15は、第1のフレームメモリの構成を示す図であり、図16は、第2のフレームメモリの構成を示す図で
あり、図17は、パノラマ画像生成テーブルの構成示す図である。
The speed sensor 68 detects the speed of the vehicle.
Next, the flow from image capture, image processing, and image display after image processing will be described.
FIG. 13 is a flowchart showing the flow of the camera control processing of the present embodiment, FIG. 14 is a diagram showing functional blocks of the camera system of the present embodiment, and FIG. 15 shows the first frame memory. FIG. 16 is a diagram illustrating a configuration of a second frame memory, and FIG. 17 is a diagram illustrating a configuration of a panoramic image generation table.

自由曲面プリズム4、5、6を介して撮像素子15に結像された像は、前述した通り、図11の画像51のように撮像される。
まず、ステップS701において、撮像部701が画像を撮像し、次のステップS702において、撮像して得られた画像信号が、ADC(A/Dコンバータ)702によってデジタル画像信号に変換される。そして、ステップS703において、画像生成部703によって、デジタル画像信号にカラー信号補間、カラー補正、ホワイトバランス、ガンマ補正等の処理が付された後、次のステップS704において、第1のフレームメモリ704にカラーの撮影画像データとして格納される。
As described above, the image formed on the image sensor 15 via the free-form surface prisms 4, 5, and 6 is captured as the image 51 in FIG.
First, in step S701, the imaging unit 701 captures an image, and in the next step S702, an image signal obtained by imaging is converted into a digital image signal by an ADC (A / D converter) 702. In step S703, the digital image signal is subjected to processing such as color signal interpolation, color correction, white balance, and gamma correction by the image generation unit 703. Then, in the next step S704, the first frame memory 704 is stored. Stored as color photographed image data.

この際、第1のフレームメモリ704に格納される画像は、図15に示される通り、撮像素子15に結像した像と同じカラー画像データが格納される。
なお、カメラユニット52は、一般のビデオカメラ、デジタルスティルカメラなどと同様に、露出検出部717と露出コントローラ718とを適宜備え、撮像素子15からの輝度情報により算出された露出値に応じて撮影露出の自動調整を行っている。
At this time, the image stored in the first frame memory 704 stores the same color image data as the image formed on the image sensor 15, as shown in FIG.
Note that the camera unit 52 includes an exposure detection unit 717 and an exposure controller 718 as appropriate, similar to a general video camera, digital still camera, and the like, and shoots according to the exposure value calculated based on the luminance information from the image sensor 15. The exposure is adjusted automatically.

次に、ステップS705において、第1のフレームメモリ704に格納された撮影画像データは、読出/書込コントローラ705によって、アドレスメモリ706に記憶されたパノラマ画像生成用のアドレス変換テーブルを参照して読み出され、同アドレス変換テーブル参照して、第2のフレームメモリ707に格納される(図17参照)。図15及び図16に示した例では、第1のフレームメモリ704のアドレス(1、1)から(1、750)まで、すなわち図15の1Aに対応するアドレス(1、1)から(1、250)、1Bに対応するアドレス(1、251)から(1、500)、1Cに対応するアドレス(1、501)から(1、750)の順番に読み出された画像データは、それぞれ第2のフレームメモリ707のアドレス(250、1)から(1、1)に書き込まれ、続いてアドレス(250、961)から(1、961)に書き込まれ、続いてアドレス(250、481)から(1、481)に書き込まれる。すなわち、図15の1Aラインは図16の1Aに書き込まれ、図15の1Bラインは図16の1Bラインに書き込まれ、図15の1BCラインは図16の1BCラインに書き込まれる。このような処理を第1のフレームメモリ704に格納された撮影画像データ全体に実行する。   Next, in step S705, the captured image data stored in the first frame memory 704 is read by the read / write controller 705 with reference to the panorama image generation address conversion table stored in the address memory 706. And is stored in the second frame memory 707 with reference to the address conversion table (see FIG. 17). In the example shown in FIGS. 15 and 16, from the addresses (1, 1) to (1, 750) of the first frame memory 704, that is, from the addresses (1, 1) corresponding to 1A in FIG. 250) The image data read in the order of the addresses (1, 251) to (1, 500) corresponding to 1B and the addresses (1, 501) to (1, 750) corresponding to 1C are the second. Is written from the address (250,1) to (1,1) of the frame memory 707, followed by the address (250,961) to (1,961), and then from the address (250,481) to (1). , 481). That is, the 1A line of FIG. 15 is written to 1A of FIG. 16, the 1B line of FIG. 15 is written to the 1B line of FIG. 16, and the 1BC line of FIG. 15 is written to the 1BC line of FIG. Such processing is performed on the entire captured image data stored in the first frame memory 704.

この処理により、図16に示される通り、第1のフレームメモリ704に格納された画像を上下および左右反転し、さらにそれら左側視野60度、中央視野60度、右側視野60度の画像が180度の視野に対応する1つの画像になるよう配列され、第2のフレームメモリ707にパノラマ画像として格納されることになる。   As a result of this processing, as shown in FIG. 16, the image stored in the first frame memory 704 is vertically and horizontally reversed, and further, the images of the left visual field 60 degrees, the central visual field 60 degrees, and the right visual field 60 degrees are 180 degrees. Are arranged so as to become one image corresponding to the visual field of the image and stored in the second frame memory 707 as a panoramic image.

ところで、自由曲面プリズムで結像する被写体像は、一般的に幾何学的に歪んでいる。従って、上記のように撮影で得られた撮影画像データを3つに分割して各部分画像を回転や反転処理して第2のフレームメモリに書き込んでも、そのままでは図16のように部分画像を1つのパノラマ画像として合成することができない。ステップS706では、第2のフレームメモリ707に記憶された3つの自由曲面プリズム4、5、6により結像した各像に対応する3つの部分画像のそれぞれについて幾何学的に補正して、歪みを除去する。   Incidentally, the subject image formed by the free-form surface prism is generally geometrically distorted. Therefore, even if the photographed image data obtained by photographing as described above is divided into three, and each partial image is rotated or inverted and written to the second frame memory, the partial image is not modified as shown in FIG. It cannot be combined as one panoramic image. In step S706, the three partial images corresponding to the respective images formed by the three free-form surface prisms 4, 5, and 6 stored in the second frame memory 707 are geometrically corrected, and distortion is corrected. Remove.

図18の(A)及び(B)は、歪み補正の原理を説明するための図面であり、図19は、補間処理を説明するための図面である。図18の(A)に示される長方形のメッシュを被写体として撮影して得られた画像の一例が図18の(B)である。自由曲面プリズムによる幾何学収差により、長方形のメッシュが歪んでしまう。図18の(A)の長方形のメッシの格子点(i、j)の座標を(Xi,j、Yi,j)としたとき、その格子点は撮像
部701による撮影によって、撮影画像の座標(xi,j、yi,j)に写像される。(Xi,j、Yi,j)と(xi,j、yi,j)の組を基に、下記式1で表わされた二乗誤差ρが最小となるように、下記式2及び下記式3の補正多項式の係数
18A and 18B are drawings for explaining the principle of distortion correction, and FIG. 19 is a drawing for explaining the interpolation processing. An example of an image obtained by photographing the rectangular mesh shown in FIG. 18A as a subject is FIG. The rectangular mesh is distorted due to geometric aberration caused by the free-form surface prism. When the coordinates of the lattice point (i, j) of the rectangular mesh in FIG. 18A are (X i, j , Y i, j ), the lattice point is captured by the imaging unit 701 and the captured image is displayed. Maps to coordinates (x i, j , y i, j ). Based on the set of (X i, j , Y i, j ) and (x i, j , y i, j ), the following formula 2 is set so that the square error ρ represented by the following formula 1 is minimized. And the coefficient of the correction polynomial of Equation 3 below

及び as well as

を決定する。決定された To decide. It has been determined

及び as well as

を代入した式2及び式3で、歪んだ画像から歪みの無い画像を得ることができる。 An image without distortion can be obtained from a distorted image by Expression 2 and Expression 3 in which is substituted.

第2のフレームメモリの各画素ごとに、その画素の中心のアドレスを座標として、二乗
誤差ρを最小にするように求められた、
For each pixel of the second frame memory, the coordinate of the address of the center of the pixel was determined to minimize the square error ρ.

及び as well as

を代入した補正多項式(上記式2および上記式3)で写像先のアドレスを計算してアドレスメモリ706に歪補正アドレス変換テーブルとして、予めアドレスメモリ706に記憶しておき、ステップS705のパノラマ画像データ生成の処理後、第2のフレームメモリ707に記憶された画像の各画素を読み出して、アドレスメモリ706に記憶された歪補正アドレス変換テーブルを参照して写像先のアドレスを特定する。 The address of the mapping destination is calculated by the correction polynomial (Equation 2 and Equation 3) into which is substituted and stored in advance in the address memory 706 as a distortion correction address conversion table in the address memory 706, and the panoramic image data in step S705 After the generation process, each pixel of the image stored in the second frame memory 707 is read, and the mapping destination address is specified with reference to the distortion correction address conversion table stored in the address memory 706.

なお、写像前の画素の中心の座標が整数あっても、上記式2及び上記式3の補正多項式で写像された座標は整数にならない場合がある。例えば図19の(A)の画素P22を補正多項式(式2および式3)で写像した結果、図19の(B)のP´22に写像されたとしても、中心が整数の画素のQ22の位置には写像されずにずれてしまう。その場合は、注目している画素(P22)と共に周囲の画素(P11〜P33)を上記式2及び上記式3で算出した座標に写像し、それら写像先の画素の中心座標と画素値から、中心が整数の座標位置の画素Q22の画素値を補間により算出する。なお、補間処理としては、バイリニア補間やバイキュービック補間など公知の技術を使用する。なお、バイキュービック補間の場合は、画素P11〜P33のさらに外側の画素も使用して補間処理する。 Even if the coordinates of the center of the pixel before mapping are integers, the coordinates mapped by the correction polynomials of Equation 2 and Equation 3 may not be integers. For example, the pixel P 22 of the correction polynomial (equations 2 and 3) of FIG. 19 (A) results of the mapping, the even mapped onto P'22 of FIG. 19 (B), the center is an integer of pixels Q The position 22 is shifted without being mapped. In that case, the surrounding pixel (P 11 to P 33 ) together with the pixel of interest (P 22 ) is mapped to the coordinates calculated by the above formulas 2 and 3, and the center coordinates and the pixels of the destination pixels are mapped. From the value, the pixel value of the pixel Q 22 at the coordinate position whose center is an integer is calculated by interpolation. As the interpolation processing, a known technique such as bilinear interpolation or bicubic interpolation is used. In the case of bicubic interpolation, interpolation processing is performed using pixels further outside the pixels P 11 to P 33 .

すなわち、第2のフレーメモリの各画素について、その画素およびその周辺の画素を式2及び式3で写像し、写像後の座標と画素値とから補間部719で補間処理して、歪補正後の画像として、第1のフレームメモリ704に記憶する。そして、3つの部分画像の歪み補正が完了後、画像データを第1のフレームメモリ704から第2のフレームメモリ707に転送して歪の無いパノラマ画像を生成する。   That is, for each pixel of the second frame memory, the pixel and its surrounding pixels are mapped by Formula 2 and Formula 3, and interpolation processing is performed by the interpolation unit 719 from the mapped coordinates and pixel values, and after distortion correction Are stored in the first frame memory 704. After completing the distortion correction of the three partial images, the image data is transferred from the first frame memory 704 to the second frame memory 707 to generate a panoramic image without distortion.

上記説明では、第1のフレームメモリ704に記憶された撮影画像データを3分割して、各部分画像を回転や反転して第2のフレームメモリ707に一旦記憶し、第2のフレームメモリ707に記憶された部分画像毎に歪み補正するようになっているが、第1のフレームメモリ704に記憶された撮影画像データを3分割して、各部分画像を回転や反転処理すると同時に歪補正を実行しても良い。また、歪補正処理は読み出しコントローラ708、補間部709、第3のフレームメモリ710を使用しても良い。   In the above description, the captured image data stored in the first frame memory 704 is divided into three parts, and each partial image is rotated and inverted, temporarily stored in the second frame memory 707, and stored in the second frame memory 707. Although the distortion correction is performed for each stored partial image, the captured image data stored in the first frame memory 704 is divided into three, and each partial image is rotated or inverted, and distortion correction is performed at the same time. You may do it. Further, the distortion correction processing may use the read controller 708, the interpolation unit 709, and the third frame memory 710.

次に、ステップS707の「表示設定処理」のサブルーチンが実行される。本実施の形態では、画像をディスプレー55に、前述したように少なくとも2つ以上の形式で表示することができる。   Next, the “display setting process” subroutine of step S707 is executed. In the present embodiment, the image can be displayed on the display 55 in at least two or more formats as described above.

図20は、カメラ制御処理のサブルーチン「表示設定処理」の流れを示すフローチャートであり、図21は、全視野(180度)の中心部分を拡大して表示する場合のアドレスメモリ706に記憶された表示画像作成用のアドアレス変換テーブルの構成を示す図であり、図22は、視野の中心部分(約52度の範囲)を拡大してディスプレー55の画面全体に表示した場合の表示例を示す図であり、図23は、全視野(180度)をパノラマ画像として縮小して表示する場合の表示画像生成用のアドレス変換テーブルの構成を示す図であり、図24は、全視野のパノラマ画像をディスプレー55に縮小して表示した場合の
表示例を示す図である。
FIG. 20 is a flowchart showing the flow of the subroutine “display setting process” of the camera control process, and FIG. 21 is stored in the address memory 706 when the central portion of the entire field of view (180 degrees) is enlarged and displayed. FIG. 22 is a diagram showing a configuration of an adaless conversion table for creating a display image, and FIG. 22 is a diagram showing a display example when the central portion of the visual field (range of about 52 degrees) is enlarged and displayed on the entire screen of the display 55. FIG. 23 is a diagram illustrating a configuration of an address conversion table for generating a display image when the entire field of view (180 degrees) is reduced and displayed as a panoramic image. FIG. 24 illustrates a panoramic image of the entire field of view. It is a figure which shows the example of a display at the time of reducing and displaying on the display 55. FIG.

図20に示したフローは、ステップS706までの処理で得られた被写体のパノラマ画像から、車輪の操舵角度に応じて視野を設定し、ディスプレー55に表示する処理のフローを示したものである。   The flow shown in FIG. 20 shows the flow of processing for setting the field of view according to the steering angle of the wheel from the panoramic image of the subject obtained through the processing up to step S706 and displaying it on the display 55.

まず、ステップS710において、モニタ表示形式の設定の変更を検出する。すなわち、表示モードスイッチ714で表示形式の切り替えの指示があったか否かを検出する。
モニタ表示形式の設定に変更があれば(ステップS710:YES)は、ステップS711に進み、アドレスメモリ706に記憶された、表示形式に対応するアドレス変換テーブルを選択する。他方、モニタ表示形式の設定に変更がなければ(ステップS710:NO)、選択されたアドレス変換テーブルのままで、次のステップS712に進む。
First, in step S710, a change in monitor display format setting is detected. That is, it is detected whether or not the display mode switch 714 has instructed switching of the display format.
If there is a change in the setting of the monitor display format (step S710: YES), the process proceeds to step S711, and the address conversion table corresponding to the display format stored in the address memory 706 is selected. On the other hand, if there is no change in the setting of the monitor display format (step S710: NO), the process proceeds to the next step S712 while keeping the selected address conversion table.

そして、ステップS712において、表示パターンが単画面表示か否かを判断する。ここで本実施の形態に於いては、単画面表示の場合は、表示する画像を拡大または縮小し、単画面表示でない場合は、拡大も縮小もせずに表示するものとする。   In step S712, it is determined whether the display pattern is single-screen display. Here, in the present embodiment, in the case of single screen display, an image to be displayed is enlarged or reduced, and when it is not single screen display, it is displayed without being enlarged or reduced.

表示パターンが単画面表示である場合(ステップS712:YES)、ステップS713において、センサーコントローラ720が、ステアリングハンドルの回転角センサー716の情報から車輪の操舵角を検出する。そしてその操舵角から車両の進行方向を特定する。車両の進行方向の検出方法については、後述する幾つかの方法でも良い。   When the display pattern is a single screen display (step S712: YES), in step S713, the sensor controller 720 detects the steering angle of the wheel from information of the rotation angle sensor 716 of the steering wheel. Then, the traveling direction of the vehicle is specified from the steering angle. As a method for detecting the traveling direction of the vehicle, several methods described later may be used.

次に、ステップS714において、読み出しコントローラ708がアドレスメモリ706に記載された現在の表示形式に対応するアドレス変換テーブルを選択し、車両の進行方向に対応して第2のフレームメモリ707に記憶されたパノラマ画像から部分画像中の画素を読み出すアドレスを算出する。例えば、ディスプレー55の画面全体に1つの画像を表示する形式が設定されている場合、車輪の操舵角が0度のときには、図21のアドレス変換テーブルが選択され、そのアドレス変換テーブルを参照して、図16のパノラマ画像の中央部分約52度の範囲を拡大して、ディスプレー55の画面全体に表示できるようにする。すなわち、アドレス(1、491)と(250、960)で囲まれる範囲の画素が読み出され、その読み出された部分の画像を、ステップS715でアドレス変換テーブルを参照してディスプレー55に対応するWVGA(480×800画素)サイズの画像に、1.92倍に拡大する。   Next, in step S714, the read controller 708 selects an address conversion table corresponding to the current display format described in the address memory 706, and is stored in the second frame memory 707 corresponding to the traveling direction of the vehicle. An address for reading out pixels in the partial image from the panoramic image is calculated. For example, when the format for displaying one image on the entire screen of the display 55 is set, when the steering angle of the wheel is 0 degree, the address conversion table of FIG. 21 is selected, and the address conversion table is referred to. The range of the central portion of the panoramic image of FIG. 16 is enlarged by about 52 degrees so that it can be displayed on the entire screen of the display 55. That is, the pixels in the range surrounded by the addresses (1, 491) and (250, 960) are read out, and the read portion of the image corresponds to the display 55 with reference to the address conversion table in step S715. The image is enlarged by 1.92 times to a WVGA (480 × 800 pixel) size image.

一般に、拡大率が整数でない場合には、読み出した画素の多くはアドレス変換により、非整数のアドレスに写像される。ここで、非整数のアドレスとは、画素の中心が非整数のアドレスであることを表わす。その場合、第2のフレームメモリ707から読み出した画素と共にその画素の周辺の画素もブロックとして読み出し(ステップS715)、アドレスコントローラ708が読み出されたブロック内の各画素のアドレスと拡大率により写像先のアドレスを算出し、書き込み先のアドレス(非整数)を決定する(ステップS716)。続いて、補間部709がそれらブロック読み出しした画素の画素値と写像先の非整数のアドレスから補間処理により、ステップS716で決定されたディスプレーの整数アドレスに位置する画素の画素値を算出する(ステップS717)。補間方法としては、上述のように、バイリニア補間やバイキュービック補間などの公知の方法を使用する。   In general, when the enlargement ratio is not an integer, most of the read pixels are mapped to non-integer addresses by address conversion. Here, the non-integer address indicates that the center of the pixel is a non-integer address. In that case, together with the pixels read from the second frame memory 707, the pixels around the pixels are also read as a block (step S715), and the mapping destination is determined by the address and magnification rate of each pixel in the block read by the address controller 708. The address of the write destination (non-integer) is determined (step S716). Subsequently, the interpolation unit 709 calculates the pixel value of the pixel located at the integer address of the display determined in step S716 by interpolation from the pixel value of the pixel read by the block and the non-integer address of the mapping destination (step S716). S717). As the interpolation method, a known method such as bilinear interpolation or bicubic interpolation is used as described above.

次に、ステップS718において、補間処理により算出された画素値が、図示しない書き込みコントローラにより第3のフレームメモリ710の設定されたアドレスに格納される。   Next, in step S718, the pixel value calculated by the interpolation processing is stored at a set address in the third frame memory 710 by a writing controller (not shown).

そして、ステップS719において、第3のフレームメモリ710の全画素の書き込み
が完了したか否かを判断し、完了していなければ(ステップS719:NO)、ステップS714に戻ってそれ以降を繰り返し、完了していれば(ステップS719:YES)、ステップS720において、表示コントローラ711により第3のフレームメモリ710に記憶された画像データがディスプレー55に伝送されて表示画像の更新処理が行われ、図22に示したような画面が表示パネル712へ表示される。
In step S719, it is determined whether or not writing of all the pixels in the third frame memory 710 is completed. If not completed (step S719: NO), the process returns to step S714 and the subsequent steps are repeated. If so (step S719: YES), in step S720, the image data stored in the third frame memory 710 is transmitted to the display 55 by the display controller 711, and the display image is updated, as shown in FIG. A screen as shown is displayed on the display panel 712.

なお、図14の表示コントローラ711は図10のディスプレーコントローラ56に対応し、表示パネル712はディスプレー55に対応する。また図14の第1のフレームメモリ704、第2のフレームメモリ707、第3のフレームメモリ710、アドレスメモリ706は図10のメモリ58に確保され、図14の読出/書込コントローラ705、読み出しコントローラ708、補間部709、補間部719、センサーコントローラ720の各機能は図12のCPU53により実行される。   The display controller 711 in FIG. 14 corresponds to the display controller 56 in FIG. 10, and the display panel 712 corresponds to the display 55. Further, the first frame memory 704, the second frame memory 707, the third frame memory 710, and the address memory 706 of FIG. 14 are secured in the memory 58 of FIG. 10, and the read / write controller 705 and the read controller of FIG. The functions of 708, interpolation unit 709, interpolation unit 719, and sensor controller 720 are executed by the CPU 53 in FIG.

一方、全視野をディスプレー55に表示する表示形式が設定された場合、ディスプレー55の画面の画素数をWVGA(横800画素×縦480画素)とした場合には、前述したように、750×480画素の撮像素子15で得られた3画面を合成して生成される全視野180度のパノラマ画像は、横方向の画素数が480×3=1440となり、第2のフレームメモリ707に記憶されているパノラマ画像データをそのままのサイズでディスプレー55に表示することはできない。そのため、画像を縮小する必要がある。この場合は、上述のステップS714からステップS719において縮小処理が実行される。なお、ステップS714においては、図23に示したようなアドレス変換テーブルを参照し、ステップS717の補間ステップにおいては、拡大同様に縮小の場合も、ある画素とその画素の周囲の画素を用いてバイリニア補間あるいはバイキュービック補間等の処理により縮小し、ステップS720においては、表示コントローラ711によりディスプレー55の表示画面の更新処理が行われ、図24に示したような180度視野のパノラマ画面を表示パネル712へ表示する。   On the other hand, when the display format for displaying the entire field of view on the display 55 is set, and the number of pixels on the screen of the display 55 is WVGA (800 horizontal pixels × 480 vertical pixels), as described above, 750 × 480. The panoramic image with a total field of view of 180 degrees generated by combining the three screens obtained by the pixel image sensor 15 has a horizontal pixel count of 480 × 3 = 1440 and is stored in the second frame memory 707. The displayed panoramic image data cannot be displayed on the display 55 in the same size. Therefore, it is necessary to reduce the image. In this case, the reduction process is executed in steps S714 to S719 described above. In step S714, an address conversion table as shown in FIG. 23 is referred to, and in the interpolation step in step S717, even in the case of reduction as in enlargement, a certain pixel and pixels around the pixel are used to be bilinear. In step S720, the display controller 711 updates the display screen of the display 55, and a panoramic screen with a 180-degree field of view as shown in FIG. 24 is displayed on the display panel 712. To display.

なお、図22のようにパノラマ画像の一部分、すなわちカメラユニット52が撮影した視野の一部のみをディスプレー55に表示する場合には、車両の進行する方向に応じて、表示する視野を自動的に切り換えることも可能である。   When only a part of the panoramic image, that is, a part of the field of view taken by the camera unit 52 is displayed on the display 55 as shown in FIG. 22, the field of view to be displayed is automatically set according to the traveling direction of the vehicle. It is also possible to switch.

図25は、視野の中央部分を撮影画像の1画素がディスプレー55の1画素に対応するように等倍率(拡大率1倍)で表示する場合のアドレス変換テーブルの構成を示す図であり、図26は、左側90度から前方をカバーする視野の撮影画像を等倍率で表示する場合のアドレス変換テーブルを示す図であり、図27は、右側90度から前方をカバーする視野の撮影画像を等倍率で表示する場合のアドレス変換テーブルを示す図であり、図28は、図25のアドレス変換テーブルで変換した中心視野の画像の表示例を示す図であり、図29は、図26のアドレス変換テーブルで変換した左視野の画像の表示例を示す図であり、図30は、図27のアドレス変換テーブルで変換した右視野の画像の表示例を示す図である。   FIG. 25 is a diagram showing the configuration of the address conversion table when the central portion of the field of view is displayed at the same magnification (1 magnification) so that one pixel of the captured image corresponds to one pixel of the display 55. FIG. 26 is a diagram showing an address conversion table when a captured image of a field of view covering the front from 90 degrees on the left side is displayed at an equal magnification. FIG. 27 shows a photographed image of the field of view covering the front from 90 degrees on the right side. FIG. 28 is a diagram showing an address conversion table when displayed at a magnification, FIG. 28 is a diagram showing a display example of an image of the central visual field converted by the address conversion table of FIG. 25, and FIG. 29 is an address conversion table of FIG. FIG. 30 is a diagram showing a display example of a left visual field image converted by the table, and FIG. 30 is a diagram showing a display example of a right visual field image converted by the address conversion table of FIG.

上述のステップS713において、読み出しコントローラ708が、ステアリングハンドルの回転角センサー716の情報から車輪の操舵角を検出する代わりに、方向指示器67からの運転者の設定した方向指示器スイッチ715の方向を検出してもよい。この場合、ステップS714において、方向指示器スイッチの設定方向に応じてアドレスメモリ706に記憶された図25、26、27に示したアドレス変換テーブルの何れかを参照し、ステップ720において、ステップS713で検出された方向指示器スイッチ715の設定方向と同方向の画面が、ディスプレー55に表示される。   In step S713 described above, the read controller 708 detects the direction of the direction indicator switch 715 set by the driver from the direction indicator 67 instead of detecting the steering angle of the wheel from the information of the rotation angle sensor 716 of the steering wheel. It may be detected. In this case, in step S714, one of the address conversion tables shown in FIGS. 25, 26, and 27 stored in the address memory 706 according to the setting direction of the direction indicator switch is referred to, and in step 720, in step S713. A screen in the same direction as the detected setting direction of the direction indicator switch 715 is displayed on the display 55.

また、図28、29、30に示すような画面を切り換える代わりに、図28から図29
へ、又は図28から図30へ連続的視野が変化するようにディスプレー55の画面の表示を変化させることも可能ある。なお、視野の連続的な変化については、前述した回転角センサー66により運転者が操作したハンドル回転角度を検出し、その回転角度から車輪の操舵角度を算出するのに替えて、回転各センサー66で車輪の操舵角度を直接検出してもよい。
Also, instead of switching the screens as shown in FIGS.
It is also possible to change the display on the display 55 so that the continuous field of view changes from FIG. 28 to FIG. For the continuous change in the field of view, instead of detecting the steering wheel rotation angle operated by the driver with the rotation angle sensor 66 described above and calculating the steering angle of the wheel from the rotation angle, the rotation sensors 66 The steering angle of the wheel may be directly detected.

なお、車輪の操舵角度に同期して視野を変化させる場合、ステップS713からステップS719の処理で実行されるが、ステップS714の読み出しアドレス算出では、車輪の操舵角度から、車両がこれから進行する方向の画像がディスプレー55に表示するように、画像の読み出しアドレスを算出する機能を備えている。そして、この算出された画像の読み出しアドレスに従って、ステップS713からステップS719の処理が同様に実行される。   Note that, when the field of view is changed in synchronization with the steering angle of the wheel, it is executed by the processing from step S713 to step S719. A function for calculating the read address of the image is provided so that the image is displayed on the display 55. Then, the processing from step S713 to step S719 is similarly executed according to the calculated image reading address.

図31Aは、車輪の操舵角度α(車両の前方に対して右方向をプラスとする)に応じて表示画面の視野を変化させる場合の、アドレス変換テーブルの読み出しアドレス及び書き込みアドレスの算出を説明するための図である。   FIG. 31A illustrates the calculation of the read address and the write address of the address conversion table when the field of view of the display screen is changed according to the wheel steering angle α (the right direction is positive with respect to the front of the vehicle). FIG.

以下の説明においては、第2のフレームメモリ707に記憶されるパノラマ画像の画素数(縦×横)をH×W、ディスプレー55の表示画面の画素数(縦×横)をM×Nとし、パノラマ画像の横方向の全視野の角度をθ、パノラマ画像の中央(車両の前方)に対する表示中心の横方向の角度をφ(右方向をプラス)とする。そして、図31Aに示したように、ディスプレー55の画面にパノラマ画像が上下に外接するように表示させる。この場合の、ディスプレー55に表示されるパノラマ画像の横方向の画素数をA,その画素数Aに対応する視野の角度をηとし、表示される視野の左端のパノラマ画像中の位置を画素単位でY,角度単位でξ、表示される視野の右端のパノラマ画像中の位置を画素単位でZとする。   In the following description, the number of pixels (vertical × horizontal) of the panoramic image stored in the second frame memory 707 is H × W, and the number of pixels on the display screen 55 (vertical × horizontal) is M × N. The angle of the entire visual field in the horizontal direction of the panoramic image is θ, and the horizontal angle of the display center with respect to the center of the panoramic image (front of the vehicle) is φ (the right direction is positive). Then, as shown in FIG. 31A, the panorama image is displayed on the screen of the display 55 so as to circumscribe the top and bottom. In this case, the number of pixels in the horizontal direction of the panoramic image displayed on the display 55 is A, the angle of the visual field corresponding to the pixel number A is η, and the position in the panoramic image at the left end of the displayed visual field is in units of pixels. Y, ξ in angle units, and Z in the panoramic image at the right end of the displayed field of view as Z.

図31から以下の式4乃至式8が成り立つ。
M/H=N/A (式4)
W/A=θ/η (式5)
ξ=φ+(θ−η)/2 (式6)
W/θ=Y/ξ (式7)
Z=Y+A (式8)
これらの式4乃至式8より、図31Aのパノラマ画像の画素a、b、c、dの横方向のアドレスYおよびZが、下記の式9および式10から得られる。
From FIG. 31, the following equations 4 to 8 hold.
M / H = N / A (Formula 4)
W / A = θ / η (Formula 5)
ξ = φ + (θ−η) / 2 (Formula 6)
W / θ = Y / ξ (Formula 7)
Z = Y + A (Formula 8)
From these equations 4 to 8, addresses Y and Z in the horizontal direction of the pixels a, b, c, and d of the panoramic image in FIG. 31A are obtained from the following equations 9 and 10.

従って、第2のフレームメモリ707に格納されたパノラマ画像の画素a(1,Y)はディスプレー55のアドレス(1,1)に写像され、画素b(H,Y)はディスプレー55のアドレス(M,1)に写像され、画素c(1,Z)はディスプレー55のアドレス(1,N)に写像され、画素d(H,Z)はディスプレー55のアドレス(M,N)に写像される。また、パノラマ画像のそれら画素a、b、c、dで囲まれた範囲にあるアドレス
(S,T)の画素eは、ディスプレー55のアドレス(S・M/H,(T−Y)・M/H)に写像される。このアドレスが整数アドレスの場合はそのまま画面に表示するが、非整数アドレスの場合には、上述したように、画素eおよび周辺の画素をディスプレーの画面に写像して、その画面上のアドレスと画素値から補正により整数アドレスの画素値を算出する。
Accordingly, the pixel a (1, Y) of the panoramic image stored in the second frame memory 707 is mapped to the address (1, 1) of the display 55, and the pixel b (H, Y) is mapped to the address (M) of the display 55. , 1), pixel c (1, Z) is mapped to address (1, N) of display 55, and pixel d (H, Z) is mapped to address (M, N) of display 55. Further, the pixel e of the address (S, T) in the range surrounded by the pixels a, b, c, d of the panoramic image is the address (S · M / H, (T−Y) · M) of the display 55. / H). If this address is an integer address, it is displayed on the screen as it is. If it is a non-integer address, as described above, the pixel e and surrounding pixels are mapped onto the display screen, and the address and pixel on the screen are displayed. The pixel value of the integer address is calculated from the value by correction.

なお、車輪の操舵角度αと視野の方向φとは比例するようにする。すなわち、下記式11が成り立つようにする。
φ=K・α (式11)
ここで、Kは比例定数である。視野の方向を車輪の操舵角度に一致させる場合はK=1にすればよい。また、αの変化範囲を複数に分割し、それぞれの範囲ではφを固定値としてもよい。また、車両の速度に応じて、上記式11の比例定数Kを変化させてもよい。例えば速度センサー68で検出した車両の速度が低速の範囲では比例定数K1とし、高速の範囲でK1より大きいK2を比例定数としてもよい。
The wheel steering angle α is proportional to the visual field direction φ. That is, the following expression 11 is established.
φ = K · α (Formula 11)
Here, K is a proportionality constant. In order to make the direction of the visual field coincide with the steering angle of the wheel, K = 1 may be set. Further, the change range of α may be divided into a plurality of ranges, and φ may be a fixed value in each range. Further, the proportionality constant K in Equation 11 may be changed according to the speed of the vehicle. For example, the proportional constant K1 may be set in the range where the vehicle speed detected by the speed sensor 68 is low, and K2 greater than K1 may be set as the proportional constant in the high speed range.

図31Bは、車輪の操舵角度(α度)の2倍の角度を視野の中心としてディスプレー55の画面全体にパノラマ画像の一部分を表示する場合(K=2)のアドレス変換テーブルの例を示す図である。   FIG. 31B is a diagram showing an example of an address conversion table when a part of a panoramic image is displayed on the entire screen of the display 55 with the angle twice as large as the steering angle (α degree) of the wheel as the center of the field of view. It is.

図31Bに示したアドレス変換テーブルは、第2のフレームメモリに格納された、左右視野180度のパノラマ画像のサイズを250画素×1440画素(H×W)、ディスプレーの画面のサイズ480画素×800画素(M×N)、車輪の操舵角度をα度とし、表示の中心の方向φが操舵角度の2倍(φ=2α)となる場合のアドレス変換テーブルである。なお、図31B中の読み出しアドレスの少数点以下は切り捨ててある。   In the address conversion table shown in FIG. 31B, the size of the panoramic image with 180 degrees left and right visual fields stored in the second frame memory is 250 pixels × 1440 pixels (H × W), and the display screen size is 480 pixels × 800. This is an address conversion table when the steering angle of the pixel (M × N) and wheels is α degrees, and the direction φ at the center of the display is twice the steering angle (φ = 2α). Note that the decimal points below the read address in FIG.

図32は、3画面を2段表示にした表示例を示す図であり、図33は、3画面を2段表示にする場合のアドレスメモリの構成を示す図であり、図34は、左右視野の2画面とGPS情報を含む地図情報とを2段表示にした表示例を示す図である。   FIG. 32 is a diagram showing a display example in which three screens are displayed in two stages, FIG. 33 is a diagram showing a configuration of an address memory when three screens are displayed in two stages, and FIG. It is a figure which shows the example of a display which made 2 steps | paragraphs display of 2 screens, and the map information containing GPS information.

図20のステップS712で、表示パターンが単画面表示でないと判断された場合(ステップS712:NO)は、表示する画像を拡大または縮小せず、第2のフレームメモリ707に格納されたパノラマ画像の一部分をそのままディスプレー55に表示することになる。   When it is determined in step S712 of FIG. 20 that the display pattern is not a single screen display (step S712: NO), the displayed image is not enlarged or reduced, and the panoramic image stored in the second frame memory 707 is not enlarged. A part is displayed on the display 55 as it is.

すなわち、表示パターンが単画面表示でない場合(ステップS712:NO)、例えば、図32に示したような、中心視野、右視野および左視野の3画面を2段表示にする場合、ステップS721において、読み出しコントローラ708が、ステアリングハンドルの回転角センサー716の情報から車輪の操舵角を検出する。方向の検出方法については、前述した幾つかの方法でも良い。   That is, when the display pattern is not a single screen display (step S712: NO), for example, when three screens of the central visual field, the right visual field, and the left visual field as shown in FIG. 32 are displayed in two stages, in step S721, The read controller 708 detects the steering angle of the wheel from the information of the rotation angle sensor 716 of the steering wheel. As the direction detection method, the above-described several methods may be used.

次に、ステップS722において、アドレスメモリ706に記憶されたアドレス変換テーブル(例えば図33)を参照して、第2のフレームメモリ707から読み出す画素のアドレスを設定し、フレームメモリ707からステップS722で設定されたアドレスの画素を読み出す。   Next, in step S722, referring to an address conversion table (for example, FIG. 33) stored in the address memory 706, an address of a pixel to be read from the second frame memory 707 is set, and set from the frame memory 707 in step S722. The pixel at the specified address is read.

次に、ステップS724において、図33のアドレス変換テーブルを参照してステップS723で読み出した画素の第3のフレームメモリの書き込み先のアドレスを特定し、ステップS725において、ステップS723で読み出した画素を第3のフレームメモリ710のステップ724で特定されたアドレスに格納する。   Next, in step S724, the address of the third frame memory of the pixel read out in step S723 is specified with reference to the address conversion table in FIG. 33, and in step S725, the pixel read out in step S723 is determined as the first address. 3 is stored in the address specified in step 724 of the third frame memory 710.

そして、ステップS726において、第3のフレームメモリ710に対する3枚(あるいは2枚)全画面の書き込みが完了したか否かを判断し、完了していなければ(ステップS726:NO)、ステップS722に戻ってそれ以降を繰り返し、完了していれば(ステップS726:YES)、ステップS720において、表示コントローラ711により表示の更新処理が行われ、図32に示したような画面を表示パネル712へ表示する。   In step S726, it is determined whether or not writing of three (or two) full screens to the third frame memory 710 is completed. If not completed (step S726: NO), the process returns to step S722. If the process is repeated and completed (step S726: YES), display update processing is performed by the display controller 711 in step S720, and a screen as shown in FIG. 32 is displayed on the display panel 712.

なお、図32に示したような画面の代わりに、図34に示したような地図情報を含む画面を表示することも可能である。ここで、図34に示したような画面は、縦250画素、横480画素の画像の上下5画素削除して縦240画素の2段にし、左側80画素を削除して横を400画素の左視野画像と右側80画素を削除した左視野画像を上段に、中心の縦240画素、構480画素を下段に表示し前述のカーナビゲーションシステムの地図情報を表示した例である。   Instead of the screen shown in FIG. 32, a screen including map information as shown in FIG. 34 can be displayed. Here, in the screen as shown in FIG. 34, the upper and lower 5 pixels of the image of 250 pixels in the vertical direction and 480 pixels in the horizontal direction are deleted to form two columns of 240 pixels in the vertical direction, 80 pixels on the left side are deleted, and the horizontal side is 400 pixels left This is an example in which the map information of the above-mentioned car navigation system is displayed by displaying the visual field image and the left visual field image from which the right 80 pixels are deleted in the upper stage, the central vertical 240 pixels, and the structure 480 pixels in the lower stage.

また、GPSが指示された場合は、GPS713からのGPS画像を読み出しコントローラ708で読み出し、縮小または拡大の補間された画像を第3のフレームメモリ710に格納する。同様に、ドライバーモニタへの水平および垂直スタートアドレスを設定し、画像生成出力さるようにしても良い。   When GPS is instructed, the GPS image from the GPS 713 is read out and read out by the controller 708, and the reduced or enlarged interpolated image is stored in the third frame memory 710. Similarly, the horizontal and vertical start addresses for the driver monitor may be set to generate and output an image.

以上、本発明の各実施の形態を、図面を参照しながら説明してきたが、本発明が適用されるカメラシステムは、その機能が実行されるのであれば、上述の各実施の形態等に限定されることなく、単体の装置であっても、複数の装置からなるシステムあるいは統合装置であっても、LAN等のネットワークを介して処理が行なわれるシステムであってもよいことは言うまでもない。   As described above, each embodiment of the present invention has been described with reference to the drawings. However, a camera system to which the present invention is applied is limited to the above-described embodiments and the like as long as the function is executed. It goes without saying that a single device, a system composed of a plurality of devices, an integrated device, or a system that performs processing via a network such as a LAN may be used.

また、バスに接続されたCPU、ROMやRAMのメモリ、入力装置、出力装置、外部記録装置、媒体駆動装置、可搬記憶媒体、ネットワーク接続装置で構成されるシステムでも実現できる。すなわち、前述してきた各実施の形態のシステムを実現するソフトウェアのプログラムコードを記録したROMやRAMのメモリ、外部記録装置、可搬記憶媒体を、カメラシステムに供給し、そのカメラシステムのコンピュータがプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成されることは言うまでもない。   It can also be realized by a system comprising a CPU, ROM or RAM memory connected to a bus, an input device, an output device, an external recording device, a medium drive device, a portable storage medium, and a network connection device. That is, a ROM or RAM memory, an external recording device, and a portable storage medium that record software program codes for realizing the systems of the above-described embodiments are supplied to the camera system, and the computer of the camera system is programmed. Needless to say, this can also be achieved by reading and executing the code.

この場合、可搬記憶媒体等から読み出されたプログラムコード自体が本発明の新規な機能を実現することになり、そのプログラムコードを記録した可搬記憶媒体等は本発明を構成することになる。   In this case, the program code itself read from the portable storage medium or the like realizes the novel function of the present invention, and the portable storage medium or the like on which the program code is recorded constitutes the present invention. .

プログラムコードを供給するための可搬記憶媒体としては、例えば、フレキシブルディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、CD−R、DVD−ROM、DVD−RAM、磁気テープ、不揮発性のメモリーカード、ROMカード、電子メールやパソコン通信等のネットワーク接続装置(言い換えれば、通信回線)を介して記録した種々の記憶媒体などを用いることができる。   Examples of portable storage media for supplying the program code include flexible disks, hard disks, optical disks, magneto-optical disks, CD-ROMs, CD-Rs, DVD-ROMs, DVD-RAMs, magnetic tapes, and nonvolatile memories. Various storage media recorded through a network connection device (in other words, a communication line) such as a card, a ROM card, electronic mail or personal computer communication can be used.

また、コンピュータがメモリ上に読み出したプログラムコードを実行することによって、前述した各実施の形態の機能が実現される他、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているOSなどが実際の処理の一部又は全部を行ない、その処理によっても前述した各実施の形態の機能が実現される。   In addition, the functions of the above-described embodiments are realized by executing the program code read out on the memory by the computer, and the OS running on the computer is actually executed based on the instruction of the program code. The functions of the above-described embodiments are also realized by performing part or all of the process.

さらに、可搬型記憶媒体から読み出されたプログラムコードやプログラム(データ)提供者から提供されたプログラム(データ)が、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるCPU
などが実際の処理の一部又は全部を行ない、その処理によっても前述した各実施の形態の機能が実現され得る。
Furthermore, a program code read from a portable storage medium or a program (data) provided by a program provider is provided in a function expansion board inserted into a computer or a function expansion unit connected to a computer. After being written to the CPU, the CPU on the function expansion board or function expansion unit based on the instructions of the program code
Etc. perform part or all of the actual processing, and the functions of the above-described embodiments can also be realized by the processing.

すなわち、本発明は、以上に述べた各実施の形態等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の構成又は形状を取ることができる。   That is, the present invention is not limited to the above-described embodiments and the like, and can take various configurations or shapes without departing from the gist of the present invention.

撮影ユニットの外観のそれぞれ異なる方向からの斜視図である。It is a perspective view from the direction from which each external appearance of an imaging unit differs. 図1の(A)および(B)に示した撮影ユニットの分解状態を示した図である。It is the figure which showed the decomposition | disassembly state of the imaging | photography unit shown to (A) and (B) of FIG. 自由曲面プリズムを組み入れるフレーム1の外観を表す図である。It is a figure showing the external appearance of the flame | frame 1 incorporating a free-form surface prism. フレーム1に自由曲面プリズム4、5、6を組み入れた外観を表す図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an appearance in which free-form curved prisms 4, 5, and 6 are incorporated in a frame 1. 図1におけるA−A断面を示した図である。It is the figure which showed the AA cross section in FIG. 自由曲面プリズム4、5、6のY−Z面を示した図である。It is a figure showing the YZ plane of free-form surface prisms 4, 5, and 6. 自由曲面プリズム4、5、6の外形を表す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view showing the outer shape of free-form curved prisms 4, 5, and 6. 前段プリズム7の外形を表す斜視図である。FIG. 6 is a perspective view illustrating an outer shape of a front prism 7. 各光学面の各面内における屈折力の正負を表にした図である。It is the figure which made the positive / negative of the refractive power in each surface of each optical surface tabular. 本発明の第1の実施の形態の撮影ユニットを有するカメラを車両に搭載した例を示す図である。It is a figure which shows the example which mounted the camera which has the imaging | photography unit of the 1st Embodiment of this invention in the vehicle. 本発明の第1の実施形態に係る撮影ユニットの概要を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the outline | summary of the imaging | photography unit which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 被写体の撮影範囲の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the imaging | photography range of a to-be-photographed object. 図10の被写体の光像(イメージ)を撮影したときに本発明の第1の実施形態に係る撮影画像および画面のサイズを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the size of the picked-up image and screen which concern on the 1st Embodiment of this invention when image | photographing the optical image (image) of the to-be-photographed object of FIG. 本発明のカメラシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the camera system of this invention. 本発明を適用したカメラ制御処理の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the camera control process to which this invention is applied. 本発明を適用したカメラシステムの機能ブロックを示す図である。It is a figure which shows the functional block of the camera system to which this invention is applied. 第1のフレームメモリの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a 1st frame memory. 第2のフレームメモリの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of a 2nd frame memory. パノラマ画像生成テーブルの構成示す図である。It is a figure which shows the structure of a panoramic image generation table. 歪み補正の原理を説明するための図面であり、(A)は、歪み補正パラメータを算出するための被写体の一例であり、(B)は、(A)を撮影したときに得られる画像データの一例である。It is drawing for demonstrating the principle of distortion correction, (A) is an example of the object for calculating a distortion correction parameter, (B) is image data obtained when (A) is imaged. It is an example. 補間処理を説明するための図面である。It is a figure for demonstrating an interpolation process. カメラ制御処理のサブルーチン「表示設定処理」の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the subroutine "display setting process" of a camera control process. 視野の中心部分を拡大して表示する場合のアドレスメモリ706に記憶された表示画像作成用のアドアレス変換テーブルの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the addressless conversion table for the display image preparation memorize | stored in the address memory 706 in the case of expanding and displaying the center part of a visual field. 視野の中心部分(約52度の範囲)を拡大してディスプレー55の画面全体に表示した場合の表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display at the time of enlarging the center part (range of about 52 degree | times) of a visual field, and displaying on the whole screen of the display 55. FIG. 全視野(180度)をパノラマ画像として縮小して表示する場合の表示画像生成用のアドレス変換テーブルの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the address conversion table for a display image generation in the case of reducing and displaying the whole visual field (180 degree | times) as a panoramic image. 縮小して3画面表示した場合の表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display at the time of reducing and displaying 3 screens. 視野の中央部分を撮影画像1画素がディスプレー55の1画素に対応するように等倍率(拡大率1倍)で表示する場合のアドレス変換テーブルの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the address conversion table in the case of displaying the center part of a visual field by equal magnification (magnification rate 1 time) so that 1 pixel of a picked-up image may correspond to 1 pixel of the display 55. FIG. 左側90度からの視野の撮影画像を等倍率で表示する場合のアドレス変換テーブルを示す図である。It is a figure which shows the address conversion table in the case of displaying the picked-up image of the visual field from 90 degree | times on the left side with equal magnification. 右側90度からの視野の撮影画像を等倍率で表示する場合のアドレス変換テーブルを示す図である。It is a figure which shows the address conversion table in the case of displaying the picked-up image of the visual field from 90 degree | times on the right side with equal magnification. 図25のアドレス変換テーブルで変換した中心視野の画像の表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display of the image of the center visual field converted with the address conversion table of FIG. 図26のアドレス変換テーブルで変換した左視野の画像の表示例を示す図である。FIG. 27 is a diagram illustrating a display example of a left visual field image converted by the address conversion table of FIG. 26. 図27のアドレス変換テーブルで変換した右視野の画像の表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display of the image of the right visual field converted with the address conversion table of FIG. 車輪の操舵角度α(右方向をプラスとする)に応じて表示画面の視野を変化させる場合の、アドレス変換テーブルの読み出しアドレス及び書き込みアドレスの算出を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation of the read address and write address of an address conversion table in the case of changing the visual field of a display screen according to the steering angle (alpha) of a wheel (it makes a right direction positive). 車輪の操舵角度(α度)の2倍の角度を視野の中心としてディスプレー全体に画像を表示する場合のアドレス変換テーブルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the address conversion table in the case of displaying an image on the whole display centering on the angle of 2 times the steering angle ((alpha) degree) of a wheel. 3画面を2段表示にした表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display which made 3 screens into 2 steps | paragraphs. 3画面を2段表示にする場合のアドレスメモリの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the address memory in the case of displaying 3 screens in 2 steps. 左右視野の2画面と地図情報とを2段表示にした表示例を示す図である。It is a figure which shows the example of a display which displayed 2 screens of left-right visual field and map information on 2 steps | paragraphs.

符号の説明Explanation of symbols

1〜e3 区画凹所
h 貫通孔
1〜t6 座部
U カメラ
1 フレーム
1a 天面壁
1b 底面壁
1c 傾斜側壁
2 ホルダ
3 カバー体
3a〜3c 窓孔
4、5、6 自由曲面プリズム
6a 第1面
7 前段プリズム
15 撮像素子
17 基板(フレキシブルプリント基板等)
18 放熱板
19 保護板
50 プリズム群
51、51a、51b、51c 画像
52 カメラユニット
53 CPU
54 操作入力部
55 ディスプレー
56 ディスプレーコントローラ
57 画像処理MPU
58 メモリ
60 TG/SSG部
61 CDS/AGC/A/D部
62 デジタル信号処理部
63 シリアルI/F
65 GPS/ナビ
66 回転角センサー
67 方向指示器
68 速度センサー
71 カメラコントローラ
72 ドライビングコントローラ
74 通信I/F
75 通信I/F
77 通信I/F
78 通信I/F
79 バス
701 撮像部
702 ADC(A/Dコンバータ)
703 画像生成部
704 第1のフレームメモリ
705 読出/書込コントローラ
706 アドレスメモリ
707 第2のフレームメモリ
708 読み出しコントローラ
709 補間部
710 第3のフレームメモリ
711 表示コントローラ
712 表示パネル
713 GPS
714 表示モードスイッチ
715 方向指示器スイッチ
716 回転角センサー
717 露出検出部
718 露出コントローラ
719 補間部
720 センサーコントローラ
e 1 to e 3 partition recesses h through-holes t 1 to t 6 seat U camera 1 frame 1a top wall 1b bottom wall 1c inclined side wall 2 holder 3 cover body 3a to 3c window hole 4, 5, 6 free-form surface prism 6a First surface 7 Previous prism 15 Image sensor 17 Substrate (flexible printed circuit board, etc.)
18 Heat sink 19 Protection plate 50 Prism group 51, 51a, 51b, 51c Image 52 Camera unit 53 CPU
54 Operation Input Unit 55 Display 56 Display Controller 57 Image Processing MPU
58 Memory 60 TG / SSG part 61 CDS / AGC / A / D part 62 Digital signal processing part 63 Serial I / F
65 GPS / Navi 66 Rotation Angle Sensor 67 Direction Indicator 68 Speed Sensor 71 Camera Controller 72 Driving Controller 74 Communication I / F
75 Communication I / F
77 Communication I / F
78 Communication I / F
79 Bus 701 Imaging unit 702 ADC (A / D converter)
703 Image generation unit 704 First frame memory 705 Read / write controller 706 Address memory 707 Second frame memory 708 Read controller 709 Interpolation unit 710 Third frame memory 711 Display controller 712 Display panel 713 GPS
714 Display mode switch 715 Direction indicator switch 716 Rotation angle sensor 717 Exposure detector 718 Exposure controller 719 Interpolator 720 Sensor controller

Claims (8)

所定の周期で被写体像を電気信号に変換する単一の撮像素子と、
複数の自由曲面プリズムで構成され、複数の異なる方向からの被写体像をそれぞれ前記各自由曲面プリズムによって前記撮像素子上の所定の領域に結像させる光学系と、
前記撮像素子から出力した電気信号に基づいて第1の動画像を生成する動画像生成手段と、
前記動画像生成手段によって生成された前記第1の動画像を前記各領域に対応する部分画像に分割する画像分割手段と、
前記画像分割手段によって分割された前記部分画像を所定の配置で第2の動画像に合成する画像合成手段と、
前記画像合成手段によって合成された前記第2の動画像を表示装置に表示させる表示制御手段と、
を備え
前記自由曲面プリズムは、当該プリズムの入射面に、楕円形状になる固定絞りを配置し、Y−Z面内において該入射面である第1面が負の屈折力を有し、出射面である第2面および反射作用を有する第3面が正の屈折力を有することを特徴とするカメラシステム。
A single image sensor that converts a subject image into an electrical signal at a predetermined cycle;
An optical system composed of a plurality of free-form surface prisms, and each of the subject images from different directions is formed on a predetermined region on the image sensor by each free-form surface prism;
A moving image generating means for generating a first moving image based on an electric signal output from the image sensor;
Image dividing means for dividing the first moving image generated by the moving image generating means into partial images corresponding to the respective areas;
Image combining means for combining the partial image divided by the image dividing means with a second moving image in a predetermined arrangement;
Display control means for causing the display device to display the second moving image synthesized by the image synthesis means;
Equipped with a,
The free-form surface prism has an elliptical fixed diaphragm disposed on the incident surface of the prism, and the first surface, which is the incident surface in the YZ plane, has a negative refractive power and is an output surface. camera system according to claim Rukoto the third surface having a second surface and a reflecting action is having a positive refractive power.
前記画像合成手段は、前記画像分割手段で分割された部分画像を合成して、第2の動画像としてパノラマ画像を生成することを特徴とする請求項1に記載のカメラシステム。 The camera system according to claim 1, wherein the image synthesizing unit synthesizes the partial images divided by the image dividing unit to generate a panoramic image as a second moving image. 前記カメラユニットは、車両の外部を撮像するように前記車両に配置されていることを特徴とする請求項に記載のカメラシステム。 The camera system according to claim 2 , wherein the camera unit is disposed in the vehicle so as to image the outside of the vehicle. 前記光学系は、前記所定の領域が重ならないように前記各自由曲面プリズムが配置されていることを特徴とする請求項に記載のカメラシステム。 Wherein the optical system, a camera system according to claim 1, characterized in that each free-form surface prisms are arranged so that the predetermined area does not overlap. 前記画像合成手段は、前記画像分割手段で分割された部分画像を合成して、第2の動画像としてパノラマ画像を生成することを特徴とする請求項4に記載のカメラシステム。 The camera system according to claim 4, wherein the image synthesizing unit synthesizes the partial images divided by the image dividing unit to generate a panoramic image as a second moving image. 前記光学系は、被写体に対して前記撮像素子の直前に配置されていることを特徴とする請求項に記載のカメラシステム。 The camera system according to claim 1 , wherein the optical system is disposed immediately before the image sensor with respect to a subject. 前記画像合成手段は、前記画像分割手段で分割された部分画像を合成して、第2の動画像としてパノラマ画像を生成することを特徴とする請求項に記載のカメラシステム。 The camera system according to claim 6 , wherein the image synthesizing unit synthesizes the partial images divided by the image dividing unit to generate a panoramic image as a second moving image. 所定の周期で被写体像を電気信号に変換する単一の撮像素子と、
複数の自由曲面プリズムで構成され、複数の異なる方向からの被写体像をそれぞれ前記各自由曲面プリズムによって前記撮像素子上の所定の領域に結像させる光学系と、
前記撮像素子から出力した電気信号に基づいて第1の動画像を生成する動画像生成手段と、
前記動画像生成手段によって生成された前記第1の動画像を前記各領域に対応する部分画像に分割する画像分割手段と、
前記画像分割手段によって分割された前記部分画像を所定の配置で第2の動画像に合成する画像合成手段と、
前記画像合成手段によって合成された前記第2の動画像を表示装置に表示させる表示制御手段と、
前記車両の進行方向を検出する方向検出装置からの角度信号を取得する角度信号取得手段と、
前記車両の速度を検出する速度検出装置からの速度信号を取得する速度信号取得手段
を備え、
前記画像合成手段は、前記画像分割手段で分割された部分画像を合成して、第2の動画像としてパノラマ画像を生成し、
前記カメラユニットは、車両の外部を撮像するように前記車両に配置され、
前記表示制御手段は、前記表示装置に前記第2の動画像のフレームの一部分を表示し、前記角度信号取得手段によって取得された前記角度信号に基づく前記車両の進行方向に対応して前記表示装置に表示させる前記第2の動画像のフレームの部分を移動させ、前記角度信号取得手段によって取得された前記角度信号に基づく前記車両の進行方向および前記速度信号取得手段によって取得された前記速度信号に基づく前記車両の速度に対応して前記表示装置に表示させる前記第2の動画像のフレームの部分を移動させることを特徴とするカメラシステム。
A single image sensor that converts a subject image into an electrical signal at a predetermined cycle;
An optical system composed of a plurality of free-form surface prisms, and each of the subject images from different directions is formed on a predetermined region on the image sensor by each free-form surface prism;
A moving image generating means for generating a first moving image based on an electric signal output from the image sensor;
Image dividing means for dividing the first moving image generated by the moving image generating means into partial images corresponding to the respective areas;
Image combining means for combining the partial image divided by the image dividing means with a second moving image in a predetermined arrangement;
Display control means for causing the display device to display the second moving image synthesized by the image synthesis means;
Angle signal acquisition means for acquiring an angle signal from a direction detection device for detecting the traveling direction of the vehicle;
A speed signal acquisition means for acquiring a speed signal from the speed detector for detecting a speed of said vehicle,
Bei to give a,
The image synthesizing unit synthesizes the partial images divided by the image dividing unit to generate a panoramic image as a second moving image;
The camera unit is arranged in the vehicle so as to image the outside of the vehicle,
The display control means displays a part of the frame of the second moving image on the display device, and the display device corresponds to the traveling direction of the vehicle based on the angle signal acquired by the angle signal acquisition means. The frame portion of the second moving image to be displayed is moved, and the traveling direction of the vehicle based on the angle signal acquired by the angle signal acquisition means and the speed signal acquired by the speed signal acquisition means the display characteristics and to Luke camera system that moves portions of frame of the second moving image to be displayed on the device in response to the speed of the vehicle based.
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