[发明专利]立体相机单元

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于三维测量的立体相机单元，尤其涉及一种将多个拍摄器件以预定的位置关系固定在相机托架的立体相机单元。

背景技术

目前，作为基于图像的三维测量技术已知有如下的图像处理：用左右的相机（立体相机）从不同的位置拍摄对象物，基于所拍摄的一对图像来求出两图像的相关性，从针对同一物体的视差中算出距离。这种图像处理采用如下的所谓的立体法：使用设置在相机的图像传感器的受光面之间的间隔（相机基线长度）和焦距等的预先设置的相机参数，依据三角测量的原理，求出立体相机和对象物之间的距离。针对根据此立体法的图像处理而言，使从立体相机获得的两个图像信号依次移位并重合而求出两个图像信号一致时的位置。

用立体法测量的距离的精度依赖于相机的安装位置的精度。因此，当相机的受光面的位置有偏移时，测量距离和实际的距离之间会有误差。

在下述专利文献1中记载有用于减小该误差的技术。具体地，参照图3以及该说明部分可知，将设置在配置于相机托架4的相机本体11的传感器容纳部13的底面13a、右侧壁13c以及下侧壁13c用作针对图像传感器12的背面、右侧面以及下侧面的定位基准面。据此，通过弹性薄片18的弹力，使相机本体11的背面紧压于传感器容纳部13的底面，从而准确地固定该位置。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2009-265412号公报

但是，在上述技术中，有时无法将所使用的相机适当地固定在相机托架。

具体地，在上述背景技术中，作为立体法中所使用的图像传感器使用了较大型的电荷耦合元件（CCD：Charge Coupled Device）传感器。由此，利用弹性部件的作用力，可使传感器自身的特定部位接触到相机单元的其他部位，从而对传感器进行定位。

另外，有时使用互补金属氧化半导体（CMOS：Complementar y Metal Oxide Semiconductor）传感器而作为代替CCD的拍摄器件。CMOS传感器原理上对太阳光的逆光也不会产生漏光（smear），因此适合当作车载用图像传感器。

但是，相比CCD传感器，CMOS传感器较为小型，因此通过弹性部件的作用力，难以将这种小型的CMOS传感器定位到立体相机单元的特定的部位。

作为针对该问题的处理方法可考虑如下结构：将小型的CMOS传感器安装在安装基板，并且将该安装基板固定在相机托架。但是，一般来说，由环氧树脂玻璃（glass epoxy）构成的安装基板的热膨胀率和由铝等金属构成的相机托架的热膨胀率不同。具体地，由铝构成的相机托架的热膨胀率为22×10^-6/度，相对于此，由环氧树脂玻璃构成的安装基板的热膨胀率为15×10^-6/度。因此，因温度变化引起的两者的膨胀量不同，导致固定在相机托架的透镜和安装在安装基板的CMOS传感器的相对位置产生变化，获得的图像也受到该位置变化的影响。据此，从图像导出来的核线（epipolar line）的位置也不准确，当用立体法在左图像查找与右图像的相同的点时无法找到相同的点，进而无法算出准确的距离数据。

而且，作为安装基板而使用树脂材料时产生蠕变，据此即使通过螺栓向安装基板施加轴向力，随着安装基板变薄而螺栓也变得松弛，所以安装在安装基板的拍摄器件的位置有可能从预定的地方发生位置变化。

发明内容

本发明是鉴于这种问题而提出的，本发明的目的在于提供一种能够准确地算出距离数据的立体相机单元。

本发明的立体相机单元具备：相机托架；一对透镜，固定在所述相机托架且聚集由外部入射的光；拍摄器件，与所述一对透镜对应地配置，以接收由所述透镜聚集的光；安装基板，安装有各个所述拍摄器件，同时固定在所述相机托架，采用金属芯基板作为所述安装基板，所述金属芯基板使用与所述相机托架相同种类的金属作为芯基材。

在本发明中，将安装有拍摄器件的安装基板固定到相机托架，从而确定固定在相机托架的透镜和拍摄器件之间的位置。尤其，采用金属芯基板作为所述安装基板，所述金属芯基板将与相机托架相同种类的金属材料作为芯基材而具备。因此，安装基板和相机托架的热膨胀率近似，不会因温度变化引起透镜和拍摄器件之间的相对位置产生较大变化。据此，能够提高根据立体法进行的距离图像的计算的精度。

附图说明

图1是示出根据本发明的实施方式的立体相机单元的图，（A）是示出立体相机单元的主视图，（B）为示出立体相机单元的电气构成的框图。