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GEGENSTAND
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Überblicken
einer Fahrzeugumgebung mit einer Bildaufnahmevorrichtung, welche
beispielsweise bei einer in ein Fahrzeug eingebauten Kamera anwendbar
ist.
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Im
Stand der Technik wird eine Bildaufnahmevorrichtung einer CCD-Kamera
oder dergleichen an einem Fahrzeug angeordnet, um einen Zustand außerhalb
des Fahrzeugs optisch zu erkennen. In dem beispielsweise eine Bildaufnahmevorrichtung an
einer Rückseite
eines Fahrzeuges angeordnet wird, kann der Bereich hinter dem Fahrzeug
mittels eines Monitors oder dergleichen optisch erkannt werden.
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7 zeigt die Bildaufnahmevorrichtung 1, welche
ein Bild hinter einem Fahrzeug 2 aufnimmt. In 7 wird hauptsächlich ein
Blickfeld 3 aufgenommen. Bei dem Blickfeld 3 liegt
ein Mittelpunkt 31 in einer Fläche, die in Vertikalrichtung
aufgeweitet ist und eine Mittellinie 21 des Fahrzeugs 2 enthält.
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Wenn
das Bild eines solchen Blickfeldes 3 aufgenommen wird,
ist es bevorzugt, die Bildaufnahmevorrichtung 1 so anzuordnen,
dass eine optische Achse 111 eines optischen Elements,
das in der Bildaufnahmevorrichtung 1 angeordnet ist, die
Mitte 31 des Blickfeldes angesichts der Tatsache enthält, dass
das von dem Blickfeld 3 aufgenommene Bild nicht ohne Weiteres
verzerrt wird. 8 zeigt
den Fall der Darstellung eines Bilds auf einem Monitor. Das Bild
des Blickfeldes 3 ist relativ zur Mittellinie des Monitors
nach rechts und links symmetrisch.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Bei
einer Anzahl von Fahrzeugen ist jedoch ein mittlerer Abschnitt einer
Rückseite
des Fahrzeugs mit einem Türgriff,
einem Klappengriff oder dergleichen versehen. In einem solchen Fall
wird die Bildaufnahmevorrichtung 1 von der Mitte aus versetzt eingebaut
und der Modus ist wie in 9 gezeigt.
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9 zeigt den Fall, bei dem
die optische Achse 111 des optischen Elements in der Bildaufnahmevorrichtung 1 die
Mitte 31 des Blickfeldbereichs enthält. Das in diesem Modus aufgenommene
Bild ist jedoch stärker
als das Bild (8) verzerrt,
das aufgenommen wird, wenn die Bildaufnahmevorrichtung 1 in
einem Mittenabschnitt angeordnet ist. 10 zeigt
den Fall der Darstellung des Bilds auf einem Monitor.
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Weiterhin
ist, je entfernter der Einbauabschnitt der Bildaufnahmevorrichtung 1 von
dem Mittenabschnitt aus ist, um so wahrnehmbarer die Verzerrung
des Bilds. In einem solchen verzerrten Bild ist es schwierig, die
Rückseite
des Fahrzeuges optisch zu erkennen.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bild in einem bestimmten
Blickfeldbereich bereitzustellen, dessen Verzerrung verringert ist, selbst
wenn das Bild des bestimmten Blickfeldbereiches aus einer Position
heraus aufgenommen wird, welche gegenüber einer gewünschten
Position versetzt ist.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Überblicken einer Fahrzeugumgebung
geschaffen, mit: einer Bildaufnahmevorrichtung, die in ein Fahrzeug
eingebaut ist, wobei die Bildaufnahmevorrichtung in der Lage ist,
aus einer Position heraus, welche bezüglich einer Mittelachse entlang
einer Längsrichtung
des Fahrzeugs heraus horizontal versetzt ist, ein Bild eines Blickfelds
aufzunehmen, dessen Mittelachse auf einer Mitte des Blickfeldes
liegt, wobei die Bildaufnahmevorrichtung aufweist: ein Bildaufnahmeelement
mit einer Mitte; und ein optisches Element, welches einen Lichtstrahl,
der von dem Gesichtsfeld auf das Bildaufnahmeelement fällt, fokussiert,
wobei das optische Element eine Mitte hat, und wobei das Bildaufnahmeelement
in einer im Wesentlichen horizontalen Richtung bezüglich einer
Mitte des optischen Elementes versetzt ist, so dass eine Position,
auf der ein Bild der Mitte des Blickfeldes fokussiert wird, nahe
an die Mitte des Bildaufnahmeelementes herangelangt.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Überblicken
einer Fahrzeugumgebung geschaffen, mit: einer Bildaufnahmevorrichtung,
die in ein Fahrzeug eingebaut ist, wobei die Bildaufnahmevorrichtung
in der Lage ist, aus einer Position heraus, welche bezüglich einer
Mittelachse entlang einer Längsrichtung
des Fahrzeugs heraus horizontal versetzt ist, ein Bild eines Blickfelds aufzunehmen,
dessen Mittelachse auf einer Mitte des Blickfeldes liegt, wobei
die Bildaufnahmevorrichtung aufweist: ein Bildaufnahmeelement mit
einer Mitte; und ein optisches Element, welches einen Lichtstrahl,
der von dem Gesichtsfeld auf das Bildaufnahmeelement fällt, fokussiert,
wobei das optische Element eine Mitte und eine optische Achse hat.
Das optische Element ist so angeordnet, dass die optische Achse
des optischen Elements im Wesentlichen parallel zur Mittelachse
entlang der Längsrichtung des
Fahrzeugs ist.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung ist das Bildaufnahmeelement in einer
im Wesentlichen horizontalen Richtung bezüglich einer Mitte des optischen
Elementes so versetzt, dass eine Position, auf der ein Bild der
Mitte des Blickfeldes fokussiert wird, sich zu einer Mitte des Bildaufnahmeelementes bewegt.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung ist das Bildaufnahmeelement so angeordnet,
dass die Position, auf die das Bild der Mitte des Blickfeldes fokussiert
wird, im Wesentlichen mit der Mitte des optischen Elements zusammenfällt.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung ist das Bildaufnahmeelement so angeordnet,
dass die Position, auf die das Bild der Mitte des Blickfeldes fokussiert
wird, im Wesentlichen mit der Mitte des optischen Elementes zusammenfällt.
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Gemäß den obigen
Aspekten der Erfindung ist, selbst wenn das Bild aus einer Position
unterschiedlich von der Position in der bestimmten Fläche aus
aufgenommen wird, eine Verzerrung des Bildes des bestimmten Blickfeldbereichs,
welches auf das Bildaufnahmeelement fokussiert wird, verringert;
weiterhin kann die Mitte des bestimmten Blickfeldbereichs auf die
Mitte des Bildaufnahmeelementes oder in die Nähe hiervon fokussiert werden.
Wenn daher das aufgenommene Bild auf einem Monitor oder dergleichen
dargestellt wird, kann der bestimmte Blickfeldbereich leicht optisch
erkannt werden.
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Gemäß den obigen
Aspekten der Erfindung kann durch Setzen der Position der Mitte
des Bildaufnahmeelementes abhängig
von der Einbauposition der Bildaufnahmevorrichtung die Mitte des
bestimmten Blickfeldbereiches auf die Mitte des Bildaufnahmeelementes
oder in die Nähe
hiervon fokussiert werden.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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1 ist
eine Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Überblicken einer Fahrzeugumgebung
gemäß einer
Ausführungsform
mit einer Bildaufnahmevorrichtung, die an einer Rückseite
eines Fahrzeugs angeordnet ist.
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2 ist
eine Schnittdarstellung, welche das Konzept der Bildaufnahmevorrichtung
gemäß der Ausführungsform
zeigt.
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3 ist
eine Schnittdarstellung, welche das Konzept der Bildaufnahmevorrichtung
gemäß der Ausführungsform
zeigt.
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4 ist
eine Ansicht, welche konzeptuell ein auf einem Monitor dargestelltes
und von der Bildaufnahmevorrichtung aufgenommenes Bild zeigt.
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5 ist
eine Ansicht, welche konzeptuell ein auf einem Monitor dargestelltes
und von der Bildaufnahmevorrichtung aufgenommenes Bild zeigt.
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6 ist
eine Ansicht, welche konzeptuell eine Beziehung zwischen einer optischen
Achse eines optischen Elementes und einer Mitte eines bestimmten
Blickfeldbereiches zeigt.
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7 ist
eine Draufsicht, die einen Einbaumodus einer Bildaufnahmevorrichtung
zeigt.
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8 ist
eine Ansicht, welche konzeptuell ein auf einem Monitor dargestelltes
Bild zeigt.
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9 ist
eine Draufsicht, welche einen Einbaumodus einer Bildaufnahmevorrichtung
zeigt.
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10 ist
eine Ansicht, welche konzeptuell ein auf einem Monitor dargestelltes
Bild zeigt.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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1 zeigt
eine Vorrichtung zum Überblicken
einer Fahrzeugumgebung gemäß einer
Ausführungsform
mit einer Bildaufnahmevorrichtung 1, welche an einer Rückseite
des Fahrzeugs 2 angebracht ist. Die Bildaufnahmevorrichtung 1 ist
so eingebaut, dass sie gegenüber
einer Mitte der Rückseite
des Fahrzeugs 2 versetzt ist. Genauer gesagt, die Bildaufnahmevorrichtung 1 ist
so eingebaut, dass sie aus der Position in einer vertikal aufgespannten
Fläche mit
einer Mittelachse 21 (nachfolgend als "Mittellinie 21" bezeichnet), die
in Längsrichtung
des Fahrzeugs verläuft,
heraus an der Rückseite
des Fahrzeugs 2 versetzt ist.
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Die
Bildaufnahmevorrichtung 1 nimmt ein Bild eines Gesichtsfelds 4 aus
der Einbauposition heraus auf. In diesem Fall enthält das Gesichtsfeld 4 praktisch
den gesamten Abschnitt des bestimmten Blickfelds 3. Der
bestimmte Blickfeldbereich ist beispielsweise ein Blickfeldbereich
eines Bildes, von dem gewünscht
wird, dass es aufgenommen wird, und ist ähnlich zu dem bestimmten Blickfeld 3 von 7.
Ein Kontakt hiervon kann erfasst werden, wenn ein Bild von der Bildaufnahmevorrichtung 1 aus einer
Position unterschiedlich zu der Position aufgenommen wird, die in
der bestimmten Fläche
liegt, die in Vertikalrichtung aufgespannt ist und die Mitte 31 des
bestimmten Blickfelds 3 enthält.
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Die 2 und 3 zeigen
konzeptuell die Bildaufnahmevorrichtung 1 von 1.
Die Bildaufnahmevorrichtung 1 weist ein optisches Element 11 und
ein Bildaufnahmeelement 12 auf, welches ein Bild aufnimmt,
indem ein Lichtstrahl von dem Gesichtsfeld 4 einfallend
durch das optische Element 11 auf das Bildaufnahmeelement 12 fokussiert
wird. Auf das Bildaufnahmeelement 12 fokussiertes Licht
wird von dem Bildaufnahmeelement 12 beispielsweise in ein
elektrisches Signal umgewandelt und das aufgenommene Gesichtsfeld 4 wird
auf einem Monitor dargestellt, indem beispielsweise das elektrische
Signal dem Monitor eingegeben wird.
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In 1 ist
ein Fall gezeigt, bei dem die optische Achse 111 des optischen
Elements 11 im Wesentlichen parallel zu der in Vertikalrichtung
aufgespannten Fläche
mit der Mittenlinie 21 ist. Bei diesem Modus ist bei jeder
Bildaufnahmevorrichtung 1 der 2 und 3 eine
Verzerrung des Bildes in dem bestimmten Blickfeld 3, das
auf das Bildaufnahmeelement 12 fokussiert wird, verringert.
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Die 4 und 5 zeigen
den Fall der Darstellung des Bildes des bestimmten Blickfeldes 3, das
durch einen solchen Modus aufgenommen wird, auf einem Monitor. 4 zeigt
den Fall der Aufnahme des Bildes des bestimmten Blickfeldes 3 unter Verwendung
der Bildaufnahmevorrichtung von 2 und 5 zeigt
den Fall der Aufnahme des Bildes des bestimmten Blickfeldes 3 unter
Verwendung der Bildaufnahmevorrichtung 1 von 3.
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Eine
Positionsbeziehung zwischen dem optischen Element 11 und
dem Bildaufnahmeelement 12 unterscheidet sich in der Bildaufnahmevorrichtung 1 gemäß den 2 bzw. 3.
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Zunächst sind
bei der Bildaufnahmevorrichtung 1 gemäß 2 die Positionen
des optischen Elements 11 und des Bildaufnahmeelements 12 in folgende
Beziehung gebracht: eine Mitte des Bildaufnahmeelementes 12 fällt mit
einer Position 123 der optischen Achse 111 des
optischen Elementes 11 auf dem Bildaufnahmeelement 12 zusammen.
Weiterhin unterscheidet sich eine Position 122 auf dem
Bildaufnahmeelement 12, auf welche das Bild der Mitte 31 des
bestimmten Blickfeldes 3 fokussiert wird, von der Mitte 121 des
Bildaufnahmeelementes 12.
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Daher
ist, obgleich eine Verzerrung des Bildes des bestimmten Blickfeldes 3 wie
oben beschrieben verringert ist, die Mitte 31 des bestimmten
Blickfeldes 3 aus der Mitte des Monitors heraus verschoben.
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Andererseits
werden bei dem Bildaufnahmeelement 1 von 3 die
Positionen des optischen Elementes 11 und des Bildaufnahmeelementes 12 in die
folgende Beziehung gebracht: die Mitte 121 des Bildaufnahmeelementes 12 unterscheidet
sich von der Position 123 der optischen Achse 111 des
optischen Elementes 111 auf dem Bildaufnahmeelement 12.
Weiterhin fällt
die Mitte 121 des Bildaufnahmeelementes 12 im
Wesentlichen mit der Position 122 auf dem Bildaufnahmeelement 12 zusammen,
auf welche das Bild der Mitte 31 des bestimmten Blickfeldes 3 fokussiert
wird.
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Daher
ist wie oben beschrieben eine Verzerrung des Bildes des bestimmten
Blickfeldes 3 verringert und die Mitte 31 des
bestimmten Blickfeldes 3 fällt mit der Mitte des Monitors
zusammen.
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Das
heißt,
bei der Bildaufnahmevorrichtung 1 von
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3 wird,
selbst wenn ein Bild aus einer Position aufgenommen wird, welches
aus der Mitte der Rückseite
des Fahrzeuges 2 heraus versetzt ist, eine Verzerrung des Bildes
des bestimmten Blickfeldes 3, welches auf das Bildaufnahmeelement 12 fokussiert
wird, verringert und weiterhin kann die Mitte 31 des bestimmten
Gesichtsfeldes 3 auf die Mitte 31 des Bildaufnahmeelementes 12 fokussiert
werden. Wenn daher das aufgenommene Bild auf einem Monitor oder
dergleichen dargestellt wird, kann der bestimmte Blickfeldbereich
problemlos optisch erkannt werden.
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Obgleich
oben der Fall beschrieben ist, bei dem die optische Achse 111 im
Wesentlichen parallel zu der Fläche
ist, die in vertikaler Richtung mit der Mittellinie 21 aufgespannt
ist, kann es beispielsweise den Fall gemäß 6 geben.
Das heißt,
die optische Achse 111 verläuft so, dass ein Winkel θ gleich
oder größer als
0° und kleiner
als ein bestimmter Winkel a vorliegt. Hierbei ist der Winkel θ ein Winkel,
der durch die Fläche
gebildet wird, die in vertikaler Richtung mit der optischen Achse 111 aufgespannt
ist und einer Fläche
parallel zu der Fläche,
die in vertikaler Richtung durch die Mittellinie 121 aufgespannt
ist und die Mitte 112 des optischen Elementes 11 enthält. Weiterhin
ist der bestimmte Winkel α ein
spitzer Winkel, der gebildet wird durch die Fläche, die in vertikaler Richtung
aufgespannt ist und die Mitte 112 des optischen Elements 11 und
die Mitte 31 des bestimmten Blickfeldes 3 enthält und der
Fläche,
die in vertikaler Richtung mit der Mittellinie 21 aufgespannt
ist.
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Bei
einem derartigen Modus wird eine Verzerrung des auf das Bildaufnahmeelement 12 fokussierten
Bildes verringert. Weiterhin ist es besonders bevorzugt, die optische
Achse 111 parallel zu der Fläche auszulegen, die in vertikaler
Richtung durch Einschluss der Mittellinie 21 aufgespannt
ist, wie in 1 gezeigt, d.h. einen Winkel θ von 0° zu bilden, und
zwar unter dem Gesichtspunkt einer weiteren Verringerung der Verzerrung
des Bildes.
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Weiterhin
ist auch in diesem Fall das Bildaufnahmeelement 12 in einer
im Wesentlichen horizontalen Richtung bezüglich einer Mitte des optischen Elementes 12 versetzt,
so dass eine Position 122, auf der ein Bild der Mitte 31 des
Blickfeldes 3 fokussiert wird, nahe an die Mitte 121 des
Bildaufnahmeelementes 12 herankommt. Sodann wird ein Effekt ähnlich demjenigen
bei der Bildaufnahmevorrichtung 1 gemäß 3 erzielt,
in dem die Mitte 121 des Bildaufnahmeelementes 12 im
Wesentlichem mit der Position 122 des Bildaufnahmeelementes 12 übereinstimmend
gemacht wird, in der die Mitte 31 des bestimmten Blickfeldes 3 fokussiert
wird.
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Bei
der oben beschriebenen Bildaufnahmevorrichtung 1 kann die
Mitte 121 des Bildaufnahmeelementes 12 in eine
Position zwischen die Position 122 auf dem Bildaufnahmeelement 12,
wo die Mitte 31 des bestimmten Blickfeldes 3 fokussiert
wird und die Position 123 auf dem Bildaufnahmeelement 12 der
optischen Achse 111 gelegt werden. Es ist jedoch besonders
bevorzugt, die Mitte 121 des Bildaufnahmeelementes 12 im
Wesentlichen mit der Position 122 auf dem Bildaufnahmeelement 12 übereinstimmend
zu machen, wie oben beschrieben, um es einfach zu machen, das bestimmte
Blickfeld 3 optisch erkennen zu können.
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Weiterhin
kann bei der oben beschriebenen Bildaufnahmevorrichtung 1 die
Positionsbeziehung zwischen dem optischen Element 11 und
dem Bildaufnahmeelement 12 gemäß 3 festgelegt
sein oder die Positionsbeziehung kann änderbar sein. Im letzteren
Fall wird die Positionsbeziehung beispielsweise wie folgt gesetzt:
gemäß obiger
Beschreibung wird die optische Achse 111 so gesetzt, dass
der Winkel θ gleich
oder größer als
0° und kleiner
als der bestimmte Winkel α ist.
Weiterhin wird durch Bewegung des Bildaufnahmeelementes 12 die
Mitte 121 des Bildauf nahmeelementes 12 in eine
Position zwischen die Position 122 und die Position 123 auf
dem Bildaufnahmeelement 12 der optischen Achse 111 einschließlich der
Position 122 auf dem Bildaufnahmeelement 12 gesetzt,
wo die Mitte 31 des bestimmten Blickfeldes 3 fokussiert
wird.
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Bei
einer derartigen Bildaufnahmetechnologie kann durch Festsetzen der
Position der Mitte 121 des Bildaufnahmeelementes 12 in
Abhängigkeit
von der Position der Anordnung der Bildaufnahmevorrichtung 1 das
Bild der Mitte 31 des bestimmten Blickfeldes 3 auf
die Mitte 121 des Bildaufnahmeelementes 12 oder
in die Nähe
hiervon fokussiert werden.
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Obgleich
bei der obigen Beschreibung der Modus des Einbaus der Bildaufnahmevorrichtung 1 in
das Fahrzeug 2 gezeigt ist, ist die Erfindung nicht auf
ein Fahrzeug beschränkt,
sondern ist in weitem Rahmen auf andere Gegenstände anwendbar. Jedoch ist sie
insbesondere bevorzugt, die Bildaufnahmetechnologie gemäß der Erfindung
auf das Fahrzeug 2 anzuwenden, und zwar vom Standpunkt
der Möglichkeit,
einen Zustand außerhalb
des Fahrzeugs optisch erkennen zu können, während man innerhalb des Fahrzeugs
verbleibt.