立体相机及立体相机系统技术方案

本发明专利技术提供一种技术，该技术能提高利用立体相机的距离测量的精度或立体图像的品质，或能将立体相机装置小型化的技术。即，提供一种立体相机，其具备左右摄像系统(1a、1b)，该左右摄像系统具有左右光学系统(2a、2b)和左右摄像元件(3a、3b)，基于通过利用左右摄像系统(1a、1b)拍摄被摄体而取得的图像信号，导出到被摄体的距离或生成包含了被摄体的立体图像，该立体相机使左右摄像系统(1a、1b)中的摄像元件(3a、3b)的受光面向光轴方向弯曲以校正光学系统(2a、2b)的像差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】立体相机及立体相机系统
本专利技术涉及一种立体相机，其处理从多个相机取得的多个图像的视差并计算到前方的被摄体的距离，或者生成立体图像。
技术介绍
以往，已知有一种立体相机，其通过仅相距规定的间隔(基线长度)地配置两个相机的光轴，处理从该两个相机导入的两个图像的视差，从而导出到前方的被摄体的距离。该立体相机作为用于测量到被摄体的距离的距离测量装置而装载于车辆等，被应用于发出车距警报、障碍物警报的防冲击系统。 另外，近年来，在薄型电视机等中显示立体图像的显示设备正在普及。进而，在使用了数码静物相机或摄影机等电子摄像元件的电子信息设备中，也已知有可拍摄、存储立体图像的设备。在这种情况下，左右对称地配置两个CMOS图像传感器或CXD图像传感器作为固态摄像元件，利用这些相机来拍摄被摄体，将得到的图像信息作为可立体观测的影像数据存储于存储介质。 在上述立体相机中，在同时拍摄的左右相机中产生的视差是通过在水平方向上仅相距一定的距离d地配置左右相机而产生的。然而，在使用望远系的摄影光学系统进行拍摄的情况下，左右的摄影视场角各自的叠印区域变小，有时难以得到足够的视差。为了避免该问题，设为根据被摄体距离信息来控制配置于左右的至少一对摄影光学系统、以及该一对摄影光学系统的光轴所形成的辐辏角的立体相机正在逐渐普通化。 另外，在立体相机中如上所述，使通过了两个摄影光学系统的来自被摄体的光在摄像元件上成像，通过处理从摄像元件得到的图像信号而或测量到被摄体的距离，或生成立体图像的情况很多。然而，在离开摄像元件中的摄像光学系统的光轴的区域(特别是周边部)中，有时因为摄像光学系统的畸变像差或像面像差的影响而使得到的图像信号的品质降低。其结果是，有时会产生距离测量的精度降低、或立体图像的品质降低等不良情况。 另外，一般通过延长基线长度就能增大在左右相机间产生的视差，能提高距离测量的精度。由此，在发生上述那样的距离测量的精度降低的情况下，有时为了对其进行校正需要将基线长度延长一定程度，而妨碍装置的小型化。进而，为了抑制减小摄像光学系统的畸变像差或像面像差，需要将摄像光学系统自身大型化，有时也会因为该理由而使装置的小型化变得困难。 现有技术文献 专利文献 专利文献1:日本特开2012-53303号公报 专利文献2:日本特开2007-101662号公报 专利文献3:日本特开2005-278133号公报 专利文献4:日本特开2001-284564号公报 专利文献5:日本特开平7-95623号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题 本专利技术是鉴于上述的现有技术的问题而研究出的，其目的在于提供一种技术，该技术能提高利用立体相机的距离测量的精度或立体图像的品质，或者能将立体相机的装置小型化。 用于解决问题的方案 本专利技术涉及一种立体相机，该立体相机具备多个具有光学系统和摄像元件的摄像部，根据用该摄像部取得的被摄体的图像信号，测量到被摄体的距离或生成立体图像。而且该立体相机的最大的特征在于，使摄像部中的摄像元件的受光面向光轴方向弯曲，以便校正该摄像部中的光学系统的像差。 更具体地说，提供一种立体相机，该立体相机具备多个摄像部，该摄像部具有光学系统和使通过该光学系统的光成像的摄像元件， 基于通过利用所述多个摄像部来拍摄规定的被摄体而取得的图像信号，导出到所述被摄体的距离或生成包含了所述被摄体的立体图像， 所述立体相机的特征在于，使位于所述多个摄像部的至少一部分中的所述摄像元件的受光面向光轴方向弯曲，以便校正将被摄体的图像成像于该摄像元件上的所述光学系统的像差。 在此，如上所述，在用光学系统使被摄体的图像成像于摄像元件的情况下，虽然位于摄像元件的受光面的靠近光轴的中央部没有问题，但是在离开光轴的摄像元件的周边部有时会因为光学系统的像差而产生散焦或图像的畸变。在立体相机中，有时因为该像差而使距离测量的精度降低或使立体图像的品质降低。 对此，在本专利技术中使由普通平面所构成的摄像元件的受光面向光轴方向弯曲，以校正光学系统的像差。由此，能在摄像元件的受光面的整个面抑制由光学系统的像差产生的散焦、图像的畸变等。其结果是，能抑制立体相机的距离测量的精度降低、立体图像的品质降低。另外，因为能缩短基线长度，实现光学系统本身的小型化，所以可促进装置的小型化。 此外，此处的光学系统的像差，除了是指光学系统的像面偏离平面的像面弯曲之夕卜，还包括畸变像差、球面像差、以及像散等，所有能通过使摄像元件的受光面弯曲而抑制的像差。 另外，在本专利技术中，也可以是所述多个摄像部的光轴配置成以规定的辐辏角进行交叉， 根据所述被摄体而在所述摄像元件的受光面改变用于取得所述图像信号的区域，来取代根据所述被摄体而改变所述辐辏角。 虽然立体相机中的多个摄像部的光轴有时被配置成以称为辐辏角的交叉角进行交叉，但是该辐辏角的大小会影响距离测量、立体图像生成。例如，处于形成辐辏角的光轴的交点处的被摄体，成为在播放已生成的立体图像时被视认为在于屏幕上的被摄体。 在以往的立体相机中通过使各摄像部机械性转动而改变辐辏角。在这种情况下，需要用于使各摄像部转动的机构，成为使立体相机的装置结构复杂化、大型化的原因。相对于此，在本专利技术中，采用根据被摄体而在摄像元件的受光面改变用于取得图像信号的区域来取代根据被摄体而改变辐辏角。 S卩，各摄像部的光轴的交点处的被摄体成像于各摄像部的摄像元件的光轴上。相对于此，在假设已改变辐辏角的情况下，应成为光轴的新交点处的被摄体的图像变成成像于偏离摄像元件的光轴的区域。在多个摄像部中通过取得偏离该光轴的区域的图像信号，从而即使不实际对各摄像部进行转动等也能取得与改变了辐辏角等同的效果(以下也将利用该控制而得到的实质上的辐辏角称为实质辐辏角)。 此外，虽然各摄像部的摄像元件的受光面即使为平面，也能进行同样的控制，但是在这种情况下，因为会使用摄像元件的受光面的周边部，所以要在光学系统的像差的影响下进行控制，存在距离测量的精度、立体图像的品质根据实质辐辏角而降低这种不良情况。相对于此，在本专利技术中由于摄像元件弯曲以校正光学系统的像差，因此能与实质辐辏角的值无关地维持距离测量的精度、立体图像的品质。 另外，在本专利技术中，也可以一体地形成所述多个摄像部中的光学系统中的至少一部分。即，在上述的专利技术中，不是通过使摄像部转动等，而是通过根据被摄体而在所述摄像元件的受光面改变用于取得所述图像信号的区域，从而改变实质辐辏角。因此，无需改变各摄像部的光学系统彼此的相对位置。利用这一点，在本专利技术中采用一体地形成各摄像部的光学系统的至少一部分。由此，能更简化装置结构并能促进装置成本的降低。 另外，在本专利技术中，也可一体地形成使通过上述的一体地形成的光学系统的光成像的摄像元件。通过这样做，能进一步简化装置结构并能促进装置成本的降低。 另外，本专利技术也可以是基于在上述立体相机中取得的所述图像信号，判别输入规定的设备的指令信号的指令信号判别装置。该指令信号判别装置为用于根据由立体相机所取得的图像来判别指令的内容，对电子设备等赋予该指令的装置。例如，为如下装置:在智能电视机装置中利用立体相机拍摄装置前的视听者的动作，根据该动作来判别频道改变本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种立体相机，具备多个摄像部，该摄像部具有光学系统以及使通过该光学系统的光成像的摄像元件，所述立体相机通过利用所述多个摄像部拍摄规定的被摄体来取得图像信号，基于该图像信号导出到所述被摄体的距离或生成包含了所述被摄体的立体图像，所述立体相机的特征在于，使所述多个摄像部的至少一部分中的所述摄像元件的受光面向光轴方向弯曲，以便校正将被摄体的图像成像于该摄像元件上的所述光学系统的像面的像差。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2012.05.01 JP 2012-1043711.一种立体相机，具备多个摄像部，该摄像部具有光学系统以及使通过该光学系统的光成像的摄像元件，所述立体相机通过利用所述多个摄像部拍摄规定的被摄体来取得图像信号，基于该图像信号导出到所述被摄体的距离或生成包含了所述被摄体的立体图像，所述立体相机的特征在于， 使所述多个摄像部的至少一部分中的所述摄像元件的受光面向光轴方向弯曲，以便校正将被摄体的图像成像于该摄像元件上的所述光学系统的像面的像差。2.根据权利要求1所述的立体相机，其特征在于， 所述多个摄像部的光轴配置成以规定的辐辏角进行交叉， 根据所述被摄体而在所述摄像元件的受光面改变用于取得所述图像信号的区域，来取代根据所述被摄体而改变所述辐辏角。3.根据权利要求1或2所述的立体相机，其特征在于， 一体地形成所述多个摄像部中的光学系统中的至少一部分。4.根据权利要求3所述的立体相机，其特征在于， 一体地形成使通过所述一体地形成的光学系统的光成像的摄像元件。5.一种指令信号判别装置，基于在权利要求1?4的任一项所述的立体相机中取得的所述图像信号，判别输入到规定的设备的指令信号。6.根据权利要求1所述的立体相机，其特征在于，具备: 保持单元，保持所述多个摄像部，使其光轴彼此在光轴前方不交叉，而该多个摄像部中的光学系统的视场角相互重叠；以及 测距单元，根据由所述多个摄像部所拍摄的所述视场角重叠的部分处的被摄体的图像信号，检测到该被摄体的距离。7.根据权利要求6所述的立体相机，其特征在于， 所述多个光学系统的视场角分别比135度大。8.根据权利要求7所述的立体相机，其特征在于， 所述保持单元保持两个所述摄像部，以使其光轴彼此具有90度角。9.根据权利要求6或7所述的立体相机，其特征在于， 所述保持单元能够通过改变所述多个光学系统的保持角度而来改变所述视场角的重叠部分的大小。10.一种立体相机系统,具备多个根据权利要求6?9的任一项所述的立体相机,该立体相机系统利用所述多个立体相机中的至少一个来拍摄规定的被摄体而取得图像信号，并且基于该图像信号来导出从测量基准物到所述被摄体的距离，所述立体相机系统的特征在于， 所述多个立体相机直接配置于所述测量基准物处，以便能够从该测量基准物拍摄外侦U， ...

【专利技术属性】
技术研发人员：长谷川隆义，田中胜久，角田信，
申请(专利权)人：中央工程株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP