JPWO2018025633A1 - 撮影装置 - Google Patents

Abstract

走行車両に搭載される撮影装置は、被写体の画像を取得するカメラ部であって、被写体に光を照射する照明と、被写体で反射した光を通すレンズユニットであって、走行方向の開口幅は、走行方向と該カメラ部の撮影方向とに直交する方向の開口幅より狭い開口部を有する絞りと、レンズとを有するレンズユニットと、レンズユニットを通った光から画像データを取得する画像センサと、を含むカメラ部と、照明の点灯および該画像センサの露光を制御する制御部を含む処理部と、走行車両の速度を検出する車両速度検出部とを含む。

Description

本発明は、走行車両に搭載する撮影装置に関し、特に撮影中の被写体との距離の変動に影響されず被写体の画像が得られる撮影装置に関する。

高度経済成長期に建造された社会インフラ設備の劣化とその修復が社会問題となっており、効率的な劣化の点検技術が求められている。この中で、トンネル覆工面コンクリートのように範囲の広い設備の点検方法として、車両上に撮影装置を実装し、走行撮影する方法が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。コンクリートの代表的な劣化指標として、ひび割れがあるが、その定量的な調査には、画像中の１画素がサブミリ角の被写体を映し出す程度の高解像度撮影が要求される。

走行車両上から静止する被写体を高解像度で撮影する場合、走行車両の走行方向の移動に起因するぶれによる解像度の低下を防止するために、撮影した画像を後処理により補正し、走行方向のぶれを除去した画像に復元する方法が有効である。例えば、点像分布関数（Point-Spread Function、以下において「ＰＳＦ」と呼ぶ。）で表される撮像画像上のぶれ関数が既知であれば、デジタル処理の逆フィルタ演算によって画像を補正できる。

通常の撮影では、露光時間中の露光状態は一定であり、一方向に走行する車両上から撮影した場合、その撮影過程におけるＰＳＦは被写体の動き方向に延びた線形状であり、一様な値をもつ。このＰＳＦの周波数特性は高帯域の周波数成分が低く、所定の周波数間隔で大幅に減衰するものであり、復元性が低くなるという問題がある。撮影過程での画像情報の損失を防ぐ方法として、露光時間中の露光状態を変調制御する方法が提案されている。例えば、露光時間中にシャッタを不規則に開閉したり、照明を不規則に点灯制御する方法（例えば、特許文献３）、画像センサのゲインを変調制御する方法（例えば、特許文献４）を用いて、ＰＳＦが広帯域でフラットな周波数特性になるようにしている。

特開平５−２５６６３３号公報 特許第５１４９４０３号 特許第４６７９６６２号 特開２００７−３３６０６４号公報

走行車両上から被写体を撮影する場合、走行方向のぶれに加えて、走行ラインがずれることで被写体と撮影装置との距離が変動し、ピンぼけが発生する。このため、撮影過程でのＰＳＦは、被写体の動きによるぶれとピンぼけとが重畳した形状となる。ピンぼけが発生した場合、特許文献３や４に記載された方法では、ぶれの補正に要求される被写体の動き方向（走行方向と反対方向）に広帯域なＰＳＦの周波数特性が維持できない。ピンぼけを防止する場合、一般にはレンズの開口を絞ることで被写界深度を確保することが考えられるが、露光時間を短縮した場合と同様に、入射光量が減少するという問題がある。

そこで、本発明は、入射光量の低下を抑えつつ、被写体の動き方向に広帯域のＰＳＦ特性を維持する撮影装置の提供を目的とする。

本発明は、
走行車両に搭載される撮影装置において、
被写体の画像を取得するカメラ部であって、
該被写体に光を照射する照明と、
該被写体で反射した光を通すレンズユニットであって、走行方向の開口幅は、走行方向と該カメラ部の撮影方向とに直交する方向の開口幅より狭い開口部を有する絞りと、レンズとを有するレンズユニットと、
該レンズユニットを通った光から画像データを取得する画像センサと、を含むカメラ部と、
該照明の点灯および該画像センサの露光を制御する制御部を含む処理部と、
該走行車両の速度を検出する車両速度検出部と、を含むことを特徴とする撮影装置である。

本発明にかかる撮影装置では、走行方向に狭い開口部を有する絞りを用いることで、撮影中に被写体との距離が変動しても走行方向に広帯域なＰＳＦ周波数特性が維持され、復元画像からぶれとピンぼけの影響を効果的に除去できる。また、開口部は走行方向に狭ければ良いため、入射光量の低下を最小限に抑えることができる。

本発明の実施の形態１にかかる撮影装置のブロック図である。 本発明の実施の形態１にかかる撮影装置のカメラ部のブロック図である。 走行方向に幅の狭い開口部を備えた絞りを適用した場合のピンぼけＰＳＦを示す図である。 本発明の実施の形態１にかかる撮影装置の制御部から出力される各信号のタイミングチャートである。 本発明の実施の形態１にかかるぶれＰＳＦを示す図である。 本発明の実施の形態１にかかる絞りを用いて作成したＰＳＦを示す図である。 従来の絞りを用いて作成したＰＳＦを示す図である。 ピンぼけ発生時におけるＰＳＦ：ｈの走行方向Ｄ１の周波数特性を示す図である。 本発明の実施の形態１にかかる他の撮影装置のブロック図である。 本発明の実施の形態２にかかる絞りを用いて作成したＰＳＦを示す図である。 ピンぼけ発生時におけるＰＳＦ：ｈの直交方向Ｄ２の周波数特性を示す図である。

実施の形態１．
図１は、全体が１００で表される、本発明の実施の形態１にかかる撮影装置の構成を示すブロック図である。撮影装置１００は、撮影面となる被写体１と平行して走行する走行車両に実装される。例えば、撮影装置１００は、車両に搭載してトンネル内を通り、トンネル覆工面コンクリートの撮影を行う。

図１において、撮影装置１００は、被写体１を撮影するカメラ部１０と、車両の速度を検出するための車両速度検出部２０と、取得したデータを処理するための処理部４０とを有する。

図２は、カメラ部１０の構成を示す図である。カメラ部１０は、被写体１を照らすための照明１１と、被写体１から得られた光信号を集光するレンズユニット１３と、レンズユニット１３を通った光信号を検出する画像センサ１２とを有する。また、図２中、Ｄ１は、カメラ部１０を搭載する移動車両の移動方向であり、Ｚは、被写体１に直交する方向、Ｄ２は、これら２軸に直交する上下方向を示す。

照明１１は、外部からの点灯制御信号によって点灯および消灯が制御され、点灯時に被写体１に光を照射する。レンズユニット１３により、被写体１から反射された光の像Ｉが画像センサ１２の上に結像する。像Ｉは、被写体１の各点からの反射光が、画像センサ１２上に結像した点像Ｐの総和からなる。点像Ｐは、カメラ部１０と被写体１との距離Ｌによって異なる形状となる。レンズユニット１３の被写界深度を超えて被写体１が離れるにつれて、点像Ｐはより広がった形状となる。

画像センサ１２は、例えばアレイ状に配置されたＣＣＤやＣＭＯＳのような複数の光電変換素子からなり、図３に示すように、その露光のタイミングおよび露光時間Ｔｅは、露光トリガー信号Ｓ２によって制御される。画像センサ１２は、露光時間中の像Ｉの積算パターンを、画像データｇとして処理部４０に出力する。画像データｇ上において、所望の分解能Ｘ（ｍｍ／画素）で被写体１を撮影するように、予め画像センサ１２の各画素サイズおよびレンズユニット１３の焦点距離が設定される。画像データｇ上での点像Ｐは、走行車両が静止した状態で撮影した場合の点像分布関数（ＰＳＦ）に相当する。このときのＰＳＦをピンぼけＰＳＦ：ｈ１とする。

被写体１の像Ｉは、走行車両の移動により、画像センサ１２上を相対的に移動する（逆方向に移動する）。従って、画像データｇは、照明１１の点灯時の像Ｉを移動方向にずらしながら積算したパターンとなる。露光時間中において、照明１１の点灯時に像Ｉが画像データｇ上を移動した軌跡を、ぶれＰＳＦ：ｈ２とする。走行車両が走行中に撮影した場合におけるＰＳＦ：ｈは、次式（１）で得られる。

式（１）中の＊は畳み込み演算を示す。

レンズユニット１３は、例えば２つのレンズ１３０、１３２の間に挟まれた絞り１３１を有する。絞り１３１は、走行車両の走行方向Ｄ１が、それと直交する方向Ｄ２より幅が狭くなった開口部を有する。通常のレンズユニットの場合、被写体１と走行車両との間の距離（Ｚ方向の距離）が変動し、合焦位置から被写体１が外れた場合（非合焦）、像のボケは大きくなる。絞り１３１は、被写体１の反射光のうち、レンズユニット１３を通過し、画像センサ１２に結像される光線束の量（画像の明るさに相当）と大きさ（一般にレンズの開口数ＮＡと呼ばれる値）を制限するものである。絞り１３１は、レンズ１３０、１３２の近傍であって、被写体１の撮影範囲の各点からの各光線束が互いに重なる箇所に配置され、画像センサ１２と間隔をあけて配置される。一般に絞り１３１の開口幅が狭いほど被写界深度が深くなるが、明るさが低下する。絞り１３１は、その開口形状によって明るさと被写界深度を制御するものであって、画像センサ上に配置されてカメラの視野又は画角といった撮影範囲を制限するマスクとは異なる。

これに対して、本発明の実施の形態１にかかるレンズユニット１３では、走行方向Ｄ１に、幅Ｗ１の狭い矩形の開口部を有するため（Ｗ１＜Ｗ２）、走行方向Ｄ１の被写界深度が深くなる。図３は、ＰＳＦ：ｈ１の形状を輝度値で表現した画像と、走行方向Ｄ１および走行方向Ｄ１と光軸Ｚに直交する方向Ｄ２のＰＳＦのプロファイルを示す。

図３は合焦位置の場合（ａ）と、距離が変動して非合焦位置となった場合（ｂ）とをそれぞれ示している。ＰＳＦ：ｈ１は、静止する被写体上の点像が画像上でどのような広がりを持つかを表す。理想的なレンズでは合焦位置で撮像した場合、被写体上の点像はレンズを介して画像センサの特定の１画素に結像される。このときのＰＳＦは結像する１画素のみ明るく、それ以外の画素が暗い画像で表現される。

本発明の実施の形態１にかかるレンズユニット１３は、図３（ａ）に示すように、合焦位置で少なくともＰＳＦの広がりが、Ｄ１方向、Ｄ２方向ともに２画素以下となるよう設計されている。

本発明の形態の形態１にかかるレンズユニット１３の絞り１３１は、走行方向Ｄ１に幅の狭い開口部を有するため、非合焦位置の場合（ｂ）も走行方向Ｄ１のＰＳＦの広がりを抑えられる。走行方向Ｄ１の開口幅Ｗ１は、所定の範囲で被写体１と走行車両との間の距離が変動した場合においても、走行方向Ｄ１にピンぼけが発生しないように設定される。すなわち、図３（ｂ）に示すように、幅Ｗ１は、被写体１と走行車両との間の距離が所定の範囲内の場合、走行方向Ｄ１での被写体１からのピンボケＰＳＦ：ｈ１の広がりが、２画素以下となるよう設定される（Ｄ１プロファイル）。一方、走行方向Ｄ１と光軸Ｚに直交する方向Ｄ２に関する絞り１３１の幅Ｗ２は、被写体１が画像データｇ上で十分な明るさの階調値をもつよう設定される（Ｄ２プロファイル）。

また、車両速度検出部２０は、走行車両に搭載したオドメータなどを介して、走行車両の車速Ｖを検出する。

また、被写体距離検出部３０は、カメラ部１０と同じ方向、即ち図２のＺ方向に配向され、被写体１までの距離Ｌを検出する。

更に、処理部４０は、制御部４１、ピンぼけＰＳＦテーブル記録部４２、ピンぼけＰＳＦ算出部４３、ぶれＰＳＦ算出部４４、ＰＳＦ算出部４５、画像復元演算部４６、および画像記録部４７を有する。

ここで、図４は、本発明の実施の形態１にかかる撮影装置の制御部から出力される各信号のタイミングチャートである。制御部４１は、画像センサ１２に対して、図４に示すような露光トリガー信号Ｓ２を出力すると共に、画像センサ１２の露光のタイミングと露光時間とを制御する。また、制御部４１は、照明１１に対して、図４に示すような点灯制御信号Ｓ１を出力する。このとき、点灯制御信号Ｓ１は、所定の符号化系列Ｃに基づいて決定される。このようにして、制御部４１は露光時間中の露光状態を符号化変調する。

ところで、前記絞り１３１の実装により、ピンぼけＰＳＦ：ｈ１は走行方向Ｄ１に広がりがない一方で、走行方向Ｄ１と光軸Ｚに直交する方向Ｄ２にカメラ部１０と被写体１との間の距離Ｌ１に応じてわずかに広がりをもつ。本実施の形態１における処理部４０は、走行方向Ｄ１へのぶれの補正と併せて、方向Ｄ２のピンぼけＰＳＦ：ｈ１の広がりの補正処理を行う。
ピンぼけＰＳＦテーブル記録部４２には、予め、距離Ｌ１に対応したピンぼけＰＳＦ：ｈ１が記録される。

ピンぼけＰＳＦ選択部４３は、制御部４１により制御され、画像センサ１２の露光のタイミングで、被写体距離検出部３０から、走行車両と被写体１との距離Ｌ１を取得する。次に、ピンぼけＰＳＦ選択部４３は、ピンぼけＰＳＦテーブル記録部４２を参照し、距離Ｌ１に対応するピンぼけＰＳＦ：ｈ１を取得する。

ぶれＰＳＦ算出部４４は、制御部４１により制御され、画像センサ１２の露光のタイミングで車両速度検出部２０から車速Ｖを取得する。次に、ぶれＰＳＦ算出部４４は、前述の照明１１の点灯パターンと車速Ｖから、ぶれＰＳＦ：ｈ２を算出する。画像上では、被写体１は、走行車両の走行方向Ｄ１と反対方向に相対的に移動する。図５はＰＳＦ：ｈ２の形状を輝度値で表現した画像である。縦方向が走行方向Ｄ１、横方向が上下方向Ｄ２である。画像上での明暗は露光時間中の画像上での被写体１の点像の動きの軌跡に相当する。軌跡の幅Ｐ（画素）は、走行車両の走行速度Ｖおよび撮影分解能Ｘ、露光時間Ｔから次式（２）のように算出される。

ＰＳＦ：ｈ２は、被写体１の動きに、露光時間中の照明の点灯消灯の状態を重畳して算出される。図５に示すＰＳＦ画像中の輝度値の高い画素は照明が点灯中に、輝度値の低い画素は消灯中に、それぞれ被写体１の点像が画像センサの画素間を通過したことを示す。具体的には、ＰＳＦ：ｈ２は、軌跡の幅Ｐに合わせて符号化系列Ｃを拡大または縮小し、補間処理することで得られる。

ＰＳＦ算出部４５は、ピンぼけＰＳＦ選択部４３よりピンぼけＰＳＦ：ｈ１を、ぶれＰＳＦ算出部４４よりぶれＰＳＦ：ｈ２をそれぞれ取得し、式（１）に基づいてＰＳＦ：ｈを算出する。

画像復元演算部４６は、画像センサ１２から画像データｇを、またＰＳＦ算出部４５からＰＳＦ：ｈをそれぞれ取得する。次に、画像復元演算部４６は、画像データｇおよびＰＳＦ：ｈをそれぞれフーリエ変換したＧ（ｕ，ｖ）、Ｈ（ｕ，ｖ）を算出する。ｕ、ｖは画像データｇの水平および垂直の各方向の周波数空間上での座標を表す。

また、画像復元演算部４６は、次式（３）に示すウィナーフィルタ関数を用いた逆フィルタ演算による画像補正を実行する。

ここで、Ｈ^＊はＨの複素共役、σはウィナーフィルタの安定化定数である。また、Ｆは補正画像データｆがフーリエ変換されたものである。

さらに、画像復元演算部４６は、前述のようにして算出したＦに対して逆フーリエ変換を実行し、補正画像データｆを算出し、画像記録部４７に出力する。

画像記録部４７は、画像復元演算部４６より補正画像データｆを取得し、これを随時記録する。

図６は、走行方向Ｄ１に幅の狭い開口部を有する絞り１３１の概略図と、この絞り１３１を用いた場合の、ピンぼけＰＳＦ：ｈ１、ぶれＰＳＦ：ｈ２、およびＰＳＦ：ｈの例を示す。左の図が絞り１３１の概略図で、右の２列の図の、上段がピンぼけＰＳＦ：ｈ１の合焦および非合焦、中段がぶれＰＳＦ：ｈ２、下段が、それらを重畳したＰＳＦ：ｈの合焦および非合焦を示す。これらにおいて、左右方向が走行方向Ｄ１、上下方向がＤ２である。

ぶれＰＳＦ：ｈ２の幅は、走行車両の車速Ｖと露光時間Ｔｅによって決まる。例えば、車速Ｖ＝１００ｋｍ／ｈ、露光時間Ｔｅ＝１（ｍｓ）、分解能Ｘ＝０．５（ｍｍ／画素）の場合、画像データｇ上での露光時間中の像Ｉの移動量、すなわち、ぶれＰＳＦ：ｈ２の形状の幅Ｐは約５６画素である。また、ぶれＰＳＦ：ｈ２の形状は、照明１１の点灯パターンとなる点灯制御信号Ｓ１によって決まる。点灯制御信号Ｓ１は、ぶれＰＳＦ：ｈ２の周波数特性が広帯域かつフラットとなるように決定することが望ましい。ここでは、露光時間中の照明１１の点灯パターンに、特許文献３に記載の以下の符号系列を適用して図示している。

１０１００００１１１０００００１０１００００１１００１１１１０１１１０１０１１１００１００１１００１１１

走行車両が、被写体１に対してピントが合う距離を走行した場合（以下、「合焦条件」という。）、ピンぼけＰＳＦ：ｈ１の広がりは小さい。図６では、広がりが１画素に収まるものとして図示している。

一方、走行車両が被写体１に対してピントが合わない距離を走行した場合（以下、「非合焦条件」という。）、通常の円形開口絞りを有するレンズユニットでは点像Ｐはピンぼけしたものとなる。

これに対して、本発明の実施の形態１にかかる撮影装置１００では、結像するレンズユニット１３は、走行方向Ｄ１に幅の狭い開口部を備えた絞り１３１を有する（Ｗ１＜Ｗ２）。そのため、非合焦条件であっても、ピンぼけＰＳＦ：ｈ１は直交方向Ｄ２へは広がった形状となるが、走行方向Ｄ１には広がりが抑えられる。図６では、ピンぼけＰＳＦ：ｈ１の走行方向Ｄ１の広がりは、１画素に収まるものとし、直交方向Ｄ２の広がりは、ガウシアン分布で半値全幅５画素分を有するものとして図示している。このとき、ＰＳＦ：ｈは走行方向Ｄ１の形状は、ぶれＰＳＦ：ｈ２の形状に維持される。このため、非合焦条件時においても、ＰＳＦ：ｈの走行方向Ｄ１の周波数特性は、広帯域かつフラットな周波数特性となるよう制御されたぶれＰＳＦ：ｈ２の特性を引き継ぐ（ＰＳＦ：ｈ（非合焦）参照）。

図７は、比較例として、明るさを維持した円形開口絞りを適用した場合の、ピンぼけＰＳＦ：ｈ１、ぶれＰＳＦ：ｈ２、およびＰＳＦ：ｈを示す。左の図が円形開口絞りの概略図で、右の２列の図の、上段がピンぼけＰＳＦ：ｈ１の合焦および非合焦、中段がぶれＰＳＦ：ｈ２、下段が、それらを重畳したＰＳＦ：ｈの合焦および非合焦を示す。これらにおいて、左右方向が走行方向Ｄ１、上下方向がＤ２である。

図７に示すように、非合焦条件において、ピンぼけＰＳＦ：ｈ１の形状は、全方向に広がったものとなり、ここでは、ガウシアン分布で半値全幅５画素分を有するものとして図示している。このとき、ピンぼけＰＳＦ：ｈ１は走行方向Ｄ１にも広がりをもつため、図７のように、ＰＳＦ：ｈはぶれＰＳＦ：ｈ２の走行方向Ｄ１の形状を引き継ぐことができない（ＰＳＦ：ｈ（非合焦）参照）。

図８に、ピンぼけ発生時におけるＰＳＦ：ｈの走行方向Ｄ１の周波数特性を示す。横軸が周波数、縦軸が輝度の対数を示す。また実線は、走行方向に幅の狭い開口部（図７）を備えた絞りを適用した場合（実施例）、破線は、円形開口絞り（図８）を適用した場合（比較例）を示す。

図８では、ぶれＰＳＦ：ｈ２の形状と点像Ｐの広がりは、図６、７の例に示した条件で算出している。図８によると、走行方向Ｄ１に幅の狭い開口の絞り１３１を組み合わせた本実施の形態にかかる例では、非合焦条件においても、ＰＳＦ：ｈは広帯域かつフラットな走行方向Ｄ１の周波数特性を維持できている。一方、一般的な円形開口絞りを用いた比較例では、ぶれに対して十分小さなピンぼけであっても（図７ではぶれ５６画素、ピンぼけ５画素としている）、ＰＳＦ：ｈの走行方向Ｄ１の周波数特性は、高い周波数帯域で低くなってしまい、特許文献３や特許文献４で期待される復元性能や補正性能が得られないことが分かる。

このように、本発明の実施の形態１にかかる撮影装置１００は、走行方向Ｄ１に幅の狭い開口部を備えた絞り１３１を有するレンズユニット１３を含むため、撮影中に、カメラ部１０と被写体１との距離が変動して非合焦条件となっても、走行方向Ｄ１に広帯域かつフラットなＰＳＦ周波数特性が維持され、画像復元処理の際、ぶれとピンぼけとを効果的に除去できる。また、円形開口絞りを単純に絞った場合に比べて、絞り１３１では、走行方向Ｄ１にのみ幅を絞っており、画像データｇ上の明るさの低下を最小限に抑えることができる。

なお、本発明の実施の形態１にかかる撮影装置１００では、絞り１３１の開口部の開口形状は、走行車両の走行方向Ｄ１が、それと直交する方向Ｄ２より幅の狭い矩形形状を有しているが、開口形状は、非合焦条件下でピンぼけＰＳＦ：ｈ１が走行方向Ｄ１に広がりをもたない形状であればよい。絞り１３１の開口部の開口形状は、例えば、走行車両の走行方向Ｄ１が、それと直交する方向Ｄ２より幅の狭い長方形状であって、開口部のコーナがＲ面取り又はＣ面取りされた形状であってもよい。絞り１３１の開口部の開口形状は、例えば、走行車両の走行方向Ｄ１を長軸、それと直交する方向Ｄ２を短軸とする楕円形状であってもよい。

なお、本発明の実施の形態１にかかる撮影装置１００では、ピンぼけＰＳＦテーブル記録部４２に、カメラ部１０と被写体１との間の距離Ｌに対応したピンぼけＰＳＦ：ｈ１が予め記録され、ピンぼけＰＳＦ選択部４３が、ピンぼけＰＳＦテーブル記録部４２を参照し、距離Ｌに対応するピンぼけＰＳＦ：ｈ１を取得していたが、ピンぼけＰＳＦ：ｈ１は、実際に画像センサ１２で取得した画像データｇから直接取得しても良い。

図９は、本発明の実施の形態１にかかる他の撮影装置２００の撮影装置のブロック図であり、図９中、図１と同一符合は、同一または相当箇所を示す。撮影装置２００では、撮影装置１００に比べて、被写体距離検出部３０、ピンぼけＰＳＦテーブル記録部４２、ピンぼけＰＳＦ選択部４３、およびＰＳＦ算出部４５が省略されている。

画像復元演算部４６は、画像センサ１２から画像データｇを取得する。この時、画像データｇから直接、合焦条件および非合焦状条件のピンぼけＰＳＦ：ｈ１を取得する。

一方、ぶれＰＳＦ算出部４４は、制御部４１により制御され、画像センサ１２の露光のタイミングで車両速度検出部２０から車速Ｖを取得し、前述の照明１１の点灯パターンと車速Ｖから、ぶれＰＳＦ：ｈ２を算出する。

画像復元演算部４６において、上述のようにＰＳＦ：ｈ１とＰＳＦ：ｈ２とをそれらを重畳してＰＳＦ：ｈを得る。

このように、撮影蔵置２００では、より簡単な構成で、ＰＳＦ：ｈの取得が可能となる。

実施の形態２．
本発明の実施の形態２にかかる撮影装置では、実施の形態１の走行方向Ｄ１に幅の狭い開口部を有する絞り１３１に代えて、走行方向Ｄ１に幅が狭く、かつ直交方向Ｄ２に符号化された開口部を備えた絞りを用いる。他の構造は撮影装置１００と同様である。

図１０は、走行方向Ｄ１に幅が狭く、かつ直交方向Ｄ２に符号化された開口絞りを適用した場合の、ピンぼけＰＳＦ：ｈ１、ぶれＰＳＦ：ｈ２、およびＰＳＦ：ｈを示す。左の図がこのような開口の概略図で、右の２列の図の、上段がピンぼけＰＳＦ：ｈ１の合焦および非合焦、中段がぶれＰＳＦ：ｈ２、下段が、それらを重畳したＰＳＦ：ｈの合焦および非合焦を示す。これらにおいて、左右方向が走行方向Ｄ１、上下方向がＤ２である。

図１０では、非合焦条件において、ピンぼけＰＳＦ：ｈ１の形状は、走行方向Ｄ１のみならず、符号化した直交方向Ｄ２でも拡がりが押さえられている。この結果、ぶれＰＳＦ：ｈ２と重畳した場合、ＰＳＦ：ｈは、ぶれＰＳＦ：ｈ２の走行方向Ｄ１の形状を、Ｄ１、Ｄ２の両方向において引き継ぐことができる（ＰＳＦ：ｈ（非合焦）参照）。

図１１は、ピンぼけ発生時におけるＰＳＦ：ｈの直交方向Ｄ２の周波数特性（ＰＳＦ：ｈ（非合焦）参照。）であり、横軸は周波数、縦軸は輝度の対数を示す。実施の形態１の図１０に示したＰＳＦ：ｈの走行方向Ｄ１の周波数特性と同様に、図１１に示す周波数特性は広帯域かつフラットである。

このように、走行方向Ｄ１に狭く、直交方向Ｄ２に符号化した開口部の絞りを適用することで、直交方向Ｄ２も広帯域かつフラットなＰＳＦ：ｈの周波数特性が得られ、画像復元処理の際、ぶれとピンぼけとを効果的に除去できる。

なお、本実施の形態２で用いた絞りは、上述の撮影装置２００にも適用することができる。

１ 被写体、１０ カメラ部、２０ 車両速度検出部、３０ 被写体距離検出部、４０ 処理部、１１ 照明、１２ 画像センサ、１３ レンズユニット、１３０、１３２ レンズ、１３１ 走行方向に幅の狭い開口の絞り、４１ 制御部、４２ ピンぼけＰＳＦテーブル記録部、４３ ピンぼけＰＳＦ選択部、４４ ぶれＰＳＦ算出部、４５ ＰＳＦ算出部、４６ 画像復元演算部、４７ 画像記録部、１００、２００ 撮影装置。

Claims (7)

1. 走行車両に搭載される撮影装置において、
   被写体の画像を取得するカメラ部であって、
   該被写体に光を照射する照明と、
   該被写体で反射した光を通すレンズユニットであって、走行方向の開口幅は、走行方向と該カメラ部の撮影方向とに直交する方向の開口幅より狭い開口部を有する絞りと、レンズとを有するレンズユニットと、
   該レンズユニットを通った光から画像データを取得する画像センサと、を含むカメラ部と、
   該照明の点灯および該画像センサの露光を制御する制御部を含む処理部と、
   該走行車両の速度を検出する車両速度検出部と、を含むことを特徴とする撮影装置。
2. 上記絞りは、画像センサから間隔をおいて配置されることを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
3. 上記絞りの開口部は、更に、走行方向に直交する方向に符号化されたことを特徴とする請求項１または２に記載の撮影装置。
4. 更に、上記撮影装置と上記被写体との間の距離を測定する被写体距離検出部を含み、
   上記処理部は、更に、ぶれＰＳＦ算出部と、画像復元演算部とを含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の撮影装置。
5. 上記処理部は、上記走行車両の走行速度および方向と、上記撮影装置と上記被写体との距離と、上記画像データとに基づいて、該画像データのＰＳＦを算出し、算出した該ＰＳＦに基づいて画像復元処理を行って復元画像を得たことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の撮影装置。
6. 上記ＰＳＦは、ピンぼけＰＳＦと、ぶれＰＳＦとを、上記走行車両の走行方向に畳み込み演算して作成したことを特徴とする請求項５に記載の撮影装置。
7. 上記ピンぼけＰＳＦは、被写体距離検出部が検出した距離に応じて、予め記録されたピンぼけＰＳＦが記録部から選択されることを特徴とする請求項６に記載の撮影装置。

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