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公開番号2024064620
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-14
出願番号2022173353
出願日2022-10-28
発明の名称撮像装置、撮像方法及びプログラム
出願人キヤノン株式会社
代理人個人
主分類G01C 3/06 20060101AFI20240507BHJP(測定;試験)
要約【課題】どのような測距対象物に対しても安定した測距を可能にする。
【解決手段】撮像装置は、画像の撮像とともに像面位相差測距に使用可能な信号を取得する撮像手段と、撮像手段を光軸中心に回転させる回転手段とを有する。そして、撮像装置は、像面位相差測距に使用可能な信号を基に像面位相差測距を行い、その像面位相差測距の結果を基に、像面位相差測距の結果がばらつく測距不安定領域を抽出し、その抽出した測距不安定領域を基に、回転手段が撮像手段を光軸中心に回転させる際の目標角度を設定し、その目標角度を基に、回転手段が撮像手段を光軸中心に回転させる回転角度を制御する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
画像の撮像とともに像面位相差測距に使用可能な信号を取得する撮像手段と、
前記撮像手段を光軸中心に回転させる回転手段と、
前記像面位相差測距に使用可能な信号を基に前記像面位相差測距を行う測距手段と、
前記像面位相差測距の結果を基に、前記像面位相差測距の結果がばらつく測距不安定領域を抽出する抽出手段と、
前記抽出された前記測距不安定領域を基に、前記回転手段が前記撮像手段を光軸中心に回転させる際の目標角度を設定する設定手段と、
前記目標角度を基に、前記回転手段が前記撮像手段を前記光軸中心に回転させる回転角度を制御する制御手段と、
を有することを特徴とする撮像装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記撮像手段は、画素ごとに前記像面位相差測距に使用可能な信号を取得し、
前記抽出手段は、前記画素ごとの前記像面位相差測距の結果のばらつきを基に、前記画素ごとの測距結果の信頼度を算出し、前記画素ごとの測距結果の信頼度が所定の閾値より低い画素よりなる集合領域の面積が一定面積以上となる領域を、前記測距不安定領域として抽出することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
画像内における前記測距不安定領域の位置を基に、前記測距不安定領域に対する重要度を設定する重要度設定手段を有し、
前記設定手段は、前記測距不安定領域の縦横比と前記重要度とを基に、前記目標角度を設定することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記重要度設定手段は、画像内における複数の前記測距不安定領域ごとの位置を基に、前記測距不安定領域ごとに重要度を設定し、
前記設定手段は、前記複数の測距不安定領域ごとの前記縦横比と前記重要度とを用いた平均値を算出し、前記平均値を基に前記目標角度を設定することを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記設定手段は、前記測距不安定領域の縦横比を基に、前記目標角度を算出することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記撮像手段の現在の回転角度を検出する回転検出手段を有し、
前記制御手段は、前記回転検出手段により検出された現在の回転角度が前記目標角度に近づくように、前記回転手段が前記撮像手段を前記光軸中心に回転させる前記回転角度を制御することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記撮像手段は、画像の撮像とともに像面位相差測距に使用可能な信号を取得する撮像素子と、前記撮像素子に光学像を結像させるレンズ光学系とを有し、
前記回転手段は、前記撮像素子を前記レンズ光学系の光軸中心に回転させることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記回転手段による前記光軸中心の回転角度に対して逆方向の回転角度で前記画像に回転処理を施す画像処理手段を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記抽出手段によって抽出される前記測距不安定領域がなくなった場合、前記制御手段は、前記回転手段による前記撮像手段の回転角度を維持することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項１０】
前記設定手段は、固定の目標角度を初期値として有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像によって対象物までの距離を計測する技術に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
距離を測定する装置の一つとして、いわゆるステレオカメラが知られている。ステレオカメラでは、左右二つの撮像装置によって被写体（以下、測距対象物とする）を撮像した左右二つの画像を基に、その測距対象物までの距離を算出することが行われる。すなわち左右二つの画像からは、測距対象物のコントラストエッジや色エッジが抽出され、それら左右二つの画像におけるエッジ位置から視差が算出される。そして、その視差と、ステレオカメラの左右二つの撮像装置間の間隔（基線長と呼ばれる）とを基に、測距対象物までの距離が算出される。また、特許文献１には、左右二つの撮像装置を用いて測距を行う距離検出装置を車両に搭載する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平５－３０６９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、車両は人口構造物がある地域を走行することも多いが、人口構造物が測距対象物になっている場合、前述したような視差に基づく測距が困難になることがある。すなわちステレオカメラを用いた測距では、測距対象物が左右方向（水平方向）に模様や形状等の特徴が少ない構造物である場合、測距結果が不安定になりやすく、誤った測距結果が取得されてしまうことがある。
【０００５】
そこで本発明は、どのような測距対象物に対しても安定した測距を可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の撮像装置は、画像の撮像とともに像面位相差測距に使用可能な信号を取得する撮像手段と、前記撮像手段を光軸中心に回転させる回転手段と、前記像面位相差測距に使用可能な信号を基に前記像面位相差測距を行う測距手段と、前記像面位相差測距の結果を基に、前記像面位相差測距の結果がばらつく測距不安定領域を抽出する抽出手段と、前記抽出された前記測距不安定領域を基に、前記回転手段が前記撮像手段を光軸中心に回転させる際の目標角度を設定する設定手段と、前記目標角度を基に、前記回転手段が前記撮像手段を前記光軸中心に回転させる回転角度を制御する制御手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、どのような測距対象物に対しても安定した測距が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施形態の撮像装置の概略構成を示す図である。
実施形態の撮像装置と車両の機能構成を示すブロック図である。
測距が不安定になりやすい測距対象物の一例の説明に用いる図である。
測距信頼度が低い測距不安定エリアの説明に用いる図である。
測距不安定エリアリストの一例を示す図である。
平均縦横比テーブルの一例を示す図である。
撮像装置における回転角度制御処理のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る実施形態を、図面を参照しながら説明する。以降に挙げる実施形態は本発明を限定するものではなく、また、本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。実施形態の構成は、本発明が適用される装置の仕様や各種条件（使用条件、使用環境等）によって適宜修正又は変更され得る。
【００１０】
図１は本実施形態に係る撮像装置の概略構成を示す図であり、図２は本実施形態に係る撮像装置の機能構成例を示すブロック図である。図１および図２の構成について説明する前に、本実施形態に係る撮像装置の概要を説明する。
本実施形態の撮像装置は、いわゆる像面位相差方式により測距対象物までの距離を計測可能な装置となされている。本実施形態の撮像装置は、複数のセンサ画素が２次元配列され、各センサ画素（以下、画素とする）は特定の方向に二つの光電変換素子が隣接配置された構成の撮像素子を有することにより、画像の撮像とともに像面位相差測距に使用可能な信号を取得する。なお本実施形態の場合、一つの画素において二つの光電変換素子が配される特定の方向は、例えば左右方向（水平方向）であるとする。またそれら左右二つの光電変換素子上には、それぞれ入射角の異なるマイクロレンズが配置されている。したがって、一つの画素を構成している隣接した左右二つの光電変換素子には、それぞれ異なる二つの光路を通った光線が入射される。すなわちそれら隣接した二つの光電変換素子では視差が生じ、それら二つの光電変換素子が配される前述した特定の方向は視差が生じる方向であるため、以下の説明では、視差方向と呼ぶことにする。本実施形態の撮像装置では、左右二つの光電変換素子を備えた複数の画素が２次元配列された撮像素子の撮像信号を基に生成した画像からコントラストエッジや色エッジを抽出してそれらを基に測距を行うことができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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