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Diese
Erfindung bezieht sich auf ein Abbildungsmodul, das beispielsweise
an Bord eines Fahrzeugs verwendet wird und Lichtbilder von einer
Vielzahl von Objekten auf einer Abbildungseinheit erzeugt, die abzubilden
sind (und nachstehend als Zielbilder bezeichnet werden), um Fahrzeuge
zu erfassen, die in der Nähe
des eigenen Fahrzeugs sind, oder die Lichtverhältnisse um das Fahrzeug und Ähnliches.
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Herkömmlich wird
beispielsweise ein Abbildungssystem, das ein Abbildungsmodul aufweist, zum
Abbilden von Objekten um ein Fahrzeug genutzt. Das in dem japanischen
Patent JP-A-2004-158017 offenbarte Abbildungssystem ist eines dieser
Beispiele. Die Grundlagen des Abbildungsmoduls werden in den 10 bis 12 mit Bezug auf die Beschreibung dieser
Offenbarung gezeigt.
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Wie
in 10 gezeigt besteht
dieses abbildende System hauptsächlich
aus einer Linsenfassung 112a und einem Hauptkörper 112b.
Von den beiden Komponenten weist die Linsenfassung 112a eine
erste Linse bzw. ein erstes Objektiv 120 mit einer langen
Brennweite auf, die geeignet ist, ein Lichtbild einer Szene mit
großem
Abstand usw. zu erzeugen, und ein zweites Objektiv 130 mit
einer kürzeren Brennweite
als das erste Objektiv, das dazu geeignet ist, Objekte abzubilden,
die in vergleichsweise kurzer Distanz vorliegen, wobei beide in
ein einzelnes Teil integriert sind. Andererseits umfasst der Hauptkörper 112b ein
abbildendes Teil 151, um das Lichtbild zu erzeugen, das
durch die vorstehend erwähnten
Objektive 120 und 130 mit einer Gruppe von in
einem quadratischen Gitter angeordneten und jeweils die gleiche
Empfindlichkeit aufweisenden bildgebenden Elementen (deren Veranschaulichung
ausgelassen wird) darauf fokussiert wird, einen Bildprozessor 152 zur
Durchführung
einer vorab bestimmten Bildverarbeitung für ein Originalbild von der
bildgebenden Vorrichtung 11, einen Speicher 153 zum
Speichern und Aufbewahren der so verarbeiteten Bildinformation und ähnli che
Teile. Dann bilden in diesem abbildenden System die vorstehend erwähnten in
der Linsenfassung 112a vorgesehenen ersten und zweiten
Objektive 120 und 130 und die vorstehend erwähnte bildgebende
Vorrichtung, die an dem Hauptkörper 112b vorgesehen
ist, das Abbildungsmodul.
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11 zeigt schematisch einen
groben Aufbau des Abbildungsmoduls des bildgebenden Systems dieser
Art und einen Abbildungsmodus des Lichtbilds eines in dem Modul
als ein Zielbild spezifizierten Objekts. Wie in dieser 11 gezeigt, geht das Lichtbild,
das dem oberen oder dem unteren Ende eines in der Ferne liegenden
Objekts Ob1 entspricht, welches als ein Zielbild durch das vorstehend erwähnte erste
Objektiv 120 kommt, in diesem Modul jeweils durch das erste
Objektiv 120, in dem es einen optischen Weg L1u oder einen
optischen Wegs L1d entlanggeht, und formt ein Bild in einem oberen
Teil der bildgebenden Vorrichtung 151. Andererseits geht das
Lichtbild, das dem oberen Ende oder dem unteren Ende eines näher als
das Objekt Ob1 liegenden Objekts Ob2 entspricht und als ein Zielbild
durch das vorstehend erwähnte
zweite Objektiv 130 kommt, durch das zweite Objektiv 130,
indem es jeweils auf einem optischen Weg L2u oder einem optischen
Weg L2d entlanggeht, und ein Bild in einem unteren Teil des abbildenden
Teils 151 erzeugt. Dann nimmt eine Gruppe der bildgebenden
Elemente, die auf der Oberfläche
der bildgebenden Vorrichtung 151 in einem quadratischen
Gitter angeordnet sind, das ursprüngliche Bild auf, und das ursprüngliche
Bild wird in dem Bildprozessor 152 (10) einer Kontrastkompensation usw. unterzogen,
wodurch man eine gewünschte
Bildinformation erhält.
In dieser 11 gezeigte
Abdeckungen 140 sind Teile, die jeweils verhindern, dass
das Lichtbild des Objekts Ob1 in das zweite Objektiv 130 fällt und
dass das Lichtbild des Objekts Ob2 in das erste Objektiv 120 fällt.
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12 zeigt ein Beispiel eines
Bildes, das beispielsweise durch ein solches zum Beispiel an Bord
eines Fahrzeugs montiertes Modul aufgenommen wird, um in der Umgebung
des betreffenden Fahrzeugs existieren de Fahrzeuge und die Lichtverhältnisse
um das Fahrzeug zu erfassen. Wie in 12 gezeigt
zeigt das so aufgenommene Bild nicht nur Bilder der Sonne S1, von
Wolken C1, Gebäuden
B1 und so weiter deutlich, die weit weg oder in der Ferne liegen,
sondern auch Bilder des vorstehend erwähnten vorausfahrenden Fahrzeug
FC1 und von Buchstaben Le1 (in diesem Fall japanischen Buchstaben),
die auf der Straße
aufgemalt sind, die jeweils in kürzerer
Distanz als die vorstehend erwähnten
vorhanden sind. Das heißt,
in Übereinstimmung
mit dem Abbildungsmodul können
Bilder sowohl von Zielbildern, die in der Ferne vorhanden sind, als
auch von Zielbildern, die in der Nähe vorhanden sind, deutlich
aufgenommen werden, ohne die Brennweite der ersten und zweiten Objektive 120 und 130 anzupassen.
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In
einem abbildenden Modul dieser Art ist die abbildende Vorrichtung
so aufgebaut, dass abbildende Elemente, die jeweils dieselbe Empfindlichkeit aufweisen,
in einem quadratischen Gitter angeordnet sind, so dass die bildgebenden
Elemente in der selben Dichte vorliegen und ein Bild des Zielbilds
für den gesamten
Abbildungsbereich aufnehmen können. Um
daher einen Bereich mit einer hohen Auflösung abzubilden, dem Beachtung
geschenkt werden sollte (der nachstehend als ein Bereich genauen
Hinsehens bezeichnet wird), der vorausfahrende Fahrzeuge vor dem
Fahrzeug enthält,
wird es notwendig, die bildgebenden Elemente nicht nur an einen
Teil der abbildenden Vorrichtung, der dem Bereich genauen Hinsehens
entspricht, sondern über
dem gesamten Bereich der abbildenden Vorrichtung anzuordnen. Wenn
daher die bildgebenden Elemente über
die gesamte Oberfläche
des abbildenden Bereichs mit hoher Dichte angeordnet sind, werden
Zielbilder in der Ferne, für
die keine hohe Auflösung
benötigt
wird, mit einer Auflösung
abgebildet, welche jener des Bereichs genauen Hinsehens entspricht,
was schließlich
zu der Erhöhung
einer Verarbeitungslast für
den Bildprozessor 152 bei der Durchführung der Bildverarbeitung
führt.
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Wenn
der Bereich, der den Bereich genauen Hinsehens umgibt, nämlich ein
Aufnahmebereich für Bilder
ferner Objekte, betrachtet wird, ist es beispielsweise notwendig,
den Blickwinkel θ1
des ersten Objektivs bzw. der ersten Linse 120 in 11 breiter zu wählen. Da
jedoch die Abdeckungen 140 die Größe des Blickwinkels θ1 in dem
vorstehend erwähnten herkömmlichen
Abbildungsmodul begrenzen, ist es schwierig, den Blickwinkel θ1 größer festzulegen,
um eine solche Anforderung zu erfüllen. Wenn zudem die Abdeckungen 140 an
den vorab beschriebenen Orten entfernt werden und dadurch die Begrenzung des
Blickwinkels θ1
wegfällt,
wird auch das Lichtbild des Objekts Ob2 in das erste Objektiv 120 fallen,
was zu einer Verringerung des Kontrasts des aufgenommenen Bilds
führt.
Wenn weiterhin versucht wird, eine solche Kontrastverringerung durch
den Bildprozessor 152 zu kompensieren, kann eine Erhöhung der
Verarbeitungslast des Bildprozessors 152 nicht vermieden
werden. In diesem Fall wird es unmöglich, eine geeignete Bildinformation
zu erhalten, wenn eine Kontrastverringerung mit einer solchen Stärke auftritt,
dass sie durch den Bildprozessor 152 nicht kompensierbar
ist.
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Man
bemerke, dass die Probleme in der vorstehend beschriebenen Situation
im Allgemeinen in den Abbildungsmodulen gefunden werden, von denen
erwartet wird, Bilder von zwei Arten von abzubildenden Zielen, nah
und fern, auf einer abbildenden Vorrichtung zu erzeugen, beispielsweise
bei einer Sicherheitskamera, die am Eingang eines Gebäudes usw.
installiert ist, um Besucher und bewegte Objekte in der Umgebung
und Ähnliches
zu überwachen.
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In
Anbetracht der vorstehend erwähnten
Situation und der Probleme schafft die vorliegende Erfindung ein
bildgebendes Modul, das eine geeigneten Ausgleich zwischen den Abbildungseigenschaften
erzielen kann, die jeweils für
einen Bereich genauen Hinsehens und für den umgebenden Be reich benötigt werden,
wobei eine Auslastung der Bildverarbeitung beachtet wird.
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Das
mit einer bildgebenden Vorrichtung in der vorliegenden Erfindung
ausgestattete Abbildungsmodul weist eine Gruppe von bildgebenden Elementen
auf, die in einem quadratischen Gitter angeordnet sind, und ein
optisches System, um zwei Arten von Lichtbildern zu erzeugen, nämlich ein
Bild des Bereichs genauen Hinsehens und eines des umgebenden Bereichs,
wobei es in seiner Linsenfassung eine Mehrzahl von Linsen aufweist,
die in der Zylinderrichtung der Linsenfassung ausgerichtet sind,
und wobei eine dieser Linsen so als eine asphärische Linse geformt ist, dass
der Krümmungsradius des
mittleren Teils kleiner ist als der Krümmungsradius ihres äußeren Teils.
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Mit
einem solchen Aufbau des Abbildungsmoduls wird der Blickwinkel des
mittleren Teils, durch den ein Großteil des Lichtbilds des Bereichs
geht, der als der vorstehend erwähnte
Bereich genauen Hinsehens definiert ist, klein, und der Blickwinkel
(abbildende Bereich) der durch ein bildgebendes Element unter den
bildgebenden Elementen aufgenommen wird, die auf der vorstehend
erwähnten
abbildenden Vorrichtung angeordnet sind, wird vergleichsweise eng, weil
eine unter der Vielzahl von Linsen so als eine asphärische Linse
geformt wird, dass der Krümmungsradius
des mittleren Teils kleiner als der Krümmungsradius des Teils hin
zum Umfang wird. Umgekehrt wird der Blickwinkel des Umfangsteils,
durch den ein großer
Teil des Lichtbilds des umgebenden Bereichs geht, groß und entsprechend
wird der Blickwinkel, der von einem abbildenden Teil in dem Feld
von abbildenden Elementen aufgenommen wird, die auf der vorstehend
erwähnten
abbildenden Vorrichtung angeordnet sind, vergleichsweise breit.
Das heißt,
die Anzahl von abbildenden Elementen, die angeordnet sind, um den
gleichen Blickwinkel aufzunehmen, wird in dem mittleren Teil größer, durch
den ein Großteil des
Lichtbilds des Bereichs geht, der als der vorstehend erwähnte Bereich
genauen Hinsehens definiert ist, als in dem umgebenden Teil, durch
den ein Großteil
des Lichtbilds des vorstehend erwähnten umgebenden Bereichs geht.
Daher wird die Bildinformation des Lichtbilds des Bereichs, der
als der Bereich genauen Hinsehens definiert ist, mit hoher Auflösung und
ohne Verzerrung aufgenommen, während
die Bildinformation des Lichtbilds des umgebenden Bereichs mit einem
weiten Blickwinkel aufgenommen wird, und folglich wird eine geeignete
Ausgewogenheit zwischen Eigenschaften des Lichtbilds, das für den Bereich
genauen Hinsehens benötigt
wird, und für
den umgebenden Bereich erzielbar. Zudem wird es möglich, eine
Belastung der Bildverarbeitung zu steuern, weil dieser Aufbau die
Anzahl von bildgebenden Elementen nicht erhöht, die in der vorstehend erwähnten bildgebenden
Vorrichtung in einem quadratischen Gitter angeordnet sind und eine
Gruppe von abbildenden Elementen formen.
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In
einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Abbildungsmodul
die asphärische
Linse auf, die in solcher Weise geformt ist, dass der sektionale
Krümmungsradius
eines mittleren Teils kleiner als der sektionale Krümmungsradius
eines anderen peripheren Teils ist, der zu einem Bereich gehört, in dem
das Lichtbild des Bereichs, der als der Bereich genauen Hinsehens
definiert ist, selektiv ausgewählt
wird. Mit diesem Aufbau wird es für das Abbildungsmodul möglich, Bildinformation
des Lichtbilds des Bereichs, der als der Bereich genauen Hinsehens
definiert ist, mit hoher Auflösung
und ohne Verzerrung aufzunehmen, und Bildinformation des Lichtbilds
des umgebenden Bereichs mit einem weiten Blickwinkel aufzunehmen,
und folglich wird es möglich,
eine Kompatibilität
zwischen Eigenschaften des Lichtbilds, die jeweils für den Bereich
genauen Hinsehens und für
den umgebenden Bereich benötigt
werden, geeigneter zu erzielen.
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Für solche
asphärischen
Linsen haben sich die folgenden Aufbauten in Bezug auf eine Balance zwischen
der Verarbeitungslast und der Genauigkeit der Berechnung als effektiv
erwiesen:
- (a) ein Bereich der asphärischen
Linse, der den sektionalen Krümmungsradius
der asphärischen Linse
aufweist, der kleiner als der sektionale Krümmungsradius des umgebenden
Teils ist, wird in der Form eines Kreises gebildet, wenn er von der
Vorderseite der asphärischen
Linse gesehen wird;
- (b) ein Bereich der asphärischen
Linse, der den sektionalen Krümmungsradius
der asphärischen Linse
aufweist, wird als kleiner als der sektionale Krümmungsradius des Umgebungsteils
von der Vorderseite der asphärischen
Linse in der Form eines Rechtecks gebildet; und ähnliche Aufbauten.
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Nebenbei
bemerkt kann in dem Fall, in dem das in dem Abschnitt (b) beschriebene
abbildende Modul an Bord eines Fahrzeugs verwendet wird, beispielsweise
Bildinformation des Lichtbilds in dem Bereich, der als der Bereich
genauen Hinsehens definiert wird, fast die selbe wie die Bildinformation
bezüglich
des abbildenden Bereichs (einer Form) sein, wenn ein Passagier usw.
des Fahrzeugs durch die Frontscheibe aus dem Fahrzeug hinaussieht.
Daher wird es in diesem Fall möglich,
Bildinformation aufzunehmen, die insbesondere effektiv ist, um vorausfahrende
Fahrzeuge zu erfassen, die in dem Bereich genauen Hinsehens vorhanden
sind.
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In
einem noch anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Abbildungsmodul
das optische System auf, das eine Vielzahl von Linsen umfasst, das
heißt,
die asphärische
Linse und eine konvexe Linse, um die Lichtbilder zu sammeln, die
durch die asphärische
Linse gekommen sind, um ein Bild auf der bildgebenden Vorrichtung
zu erhalten.
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Mit
diesem einfacheren Aufbau wird es möglich, Aberration einfach zu
korrigieren, die ein Faktor ist, der es schwierig macht, die Lichtbilder
des Be reichs genauen Hinsehens und des umgebenden Bereichs auf der
abbildenden Vorrichtung zu fokussieren.
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In
einem noch anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Abbildungsmodul
eine geringere Anzahl von Teilen auf und wird in einer geringeren
Anzahl von Montageschritten erzeugt, wodurch die Herstellkosten
verringert werden können,
indem die asphärische
Linse und die konvexe Linse aus einem einzigen Teil geformt werden,
das auch als Linsenfassung dient.
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In
einem noch anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Lichtmengenbegrenzungsmechanismus
bzw. eine Blende des Abbildungsmoduls zum Begrenzen der Lichtmenge,
die durch die asphärische
Linse gefallen ist, und auf die konvexe Linse einfällt, zwischen
die asphärische
Linse und die konvexe Linse geschaltet, und die Lichtbilder des
Bereichs genauen Hinsehens und des Umgebungsbereichs erreichen die
abbildende Vorrichtung in einer geeignet unterteilten Weise, und
jedes der Lichtbilder wird von der bildgebenden Vorrichtung abgebildet, weil
die Lichtbilder der zwei Bereiche nicht miteinander vermischt werden.
Das bedeutet, dass es einerseits möglich wird, Bildinformation
eines Bilds mit hohem Kontrast durch das Abbildungsmodul aufzunehmen,
während
es gleichzeitig möglich
wird, eine Belastung der Bildverarbeitung bei der Durchführung der
Kontrastkompensation der Bildinformation usw. zu verringern.
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In
einem noch anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Abbildungsmodul
den Lichtmengenbegrenzungsmechanismus auf, der aus einer automatischen
Iris bzw. motorisierten Blende besteht, um automatisch die Menge
des auf die konvexe Linse einfallenden Lichts in Übereinstimmung
mit einer Variation der Lichtmenge des Lichtbilds anzupassen, das
ein Zielbild ist. Auf diese Weise wird der Kontrast des von dem
Abbildungsmodul aufgenommenen Bilds automatisch justierbar.
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In
einem noch anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung weist das Abbildungsmodul
die asphärische
Linse auf, die aus einem Fischaugenobjektiv besteht. Auf diese Weise
kann das Abbildungsmodul mit einer minimalen Anzahl von Komponenten
erzeugt werden.
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Weiterhin
weist das Abbildungsmodul der vorliegenden Erfindung einen Bildprozessor
auf, um eine Bildverarbeitung des auf der bildgebenden Vorrichtung
erzeugten Lichtbilds durchzuführen,
das in dem Bereich der bildgebenden Vorrichtung vorgesehen ist,
in welchem das Lichtbild nicht erzeugt wird. Auf diese Weise wird
der Bereich der bildgebenden Vorrichtung, der nicht benötigt wird,
effektiv verwendet, und daher wird es möglich, den physikalischen Aufbau
des Abbildungsmoduls zu verkleinern.
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Weiterhin
weist das Abbildungsmodul der vorliegenden Erfindung das Abbildungsmodul
auf, das als ein Abbildungsmodul zum Aufnehmen eines Bilds vor dem
Fahrzeug aus der Fahrgastzelle des Fahrzeugs durch die Frontscheibe
eingebaut ist, und das Abbildungsmodul ist so aufgebaut, dass es
Hindernisse vor dem Fahrzeug auf der Grundlage der Lichtbilder erfasst,
die auf der abbildenden Vorrichtung in dem Bereich genauen Hinsehens
erzeugt werden, und die Lichtverhältnisse um das Fahrzeug auf
der Grundlage des Lichtbilds des umgebenden Bereichs erfasst, das
auf der abbildenden Vorrichtung erzeugt ist.
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Normalerweise
gehören
zu den Hindernissen vor dem eigenen Fahrzeug beispielsweise Fahrzeuge,
die in der Umgebung des Fahrzeugs vorhanden sind, ein Tunnel und
eine Brücke,
die vor dem Fahrzeug existieren, Regentropfen, die an der Vorderseite
des Fahrzeugs auftreffen und ähnliches. Wenn
diese Hindernisse erfasst werden, muss die Bildinformation mit einer
ausreichend hohen Auflösung
aufgenommen werden, um eine vorab bestimmte Bildverarbeitung wie
eine Erkennung ihrer Außenform
ohne Ver zerrung durchzuführen.
Um andererseits die Lichtverhältnisse
um das eigene Fahrzeug geeignet zu erfassen, muss eine Bildinformation
eines Bilds mit einem breiteren Blickwinkel einbezogen werden. In
dieser Hinsicht werden nach dem vorstehend erwähnten Aufbau als Abbildungsmodul die
Hindernisse vor dem eigenen Fahrzeug auf der Grundlage der Lichtbilder
erfasst, die auf der abbildenden Vorrichtung erzeugtwerden und dem
Bereich genauen Hinsehens entsprechen, und die Lichtverhältnisse
um das Fahrzeug werden auf der Grundlage des Lichtbilds erfasst,
das entsprechend dem vorstehend erwähnten umgebenden Bereich auf
der abbildenden Vorrichtung erzeugtwird. Als ein Ergebnis werden
Eigenschaften der Bilder erzielt, die insbesondere für das Abbildungsmodul
in dem Fahrzeug wünschenswert
sind.
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Wenn
weiterhin die abbildende Vorrichtung in solcher Weise konzipiert
ist, dass der in einem unteren Teil in der Richtung der Schwerkraft
angeordnete Teil in dem Bereich, in dem das Lichtbild erzeugt wird,
das dem umgebenden Teil entspricht, einen weggelassenen Abschnitt
aufweist, wird es möglich, eine
Belastung der Bildverarbeitung minimal zu halten, während die
Bildinformation eines Bilds sichergestellt wird, das benötigt wird,
um Fahrzeuge zu erfassen, die in der Umgebung des betreffenden Fahrzeugs
vorliegen, und die Lichtverhältnisse
um es herum. Zudem wird es in diesem Fall einfach, den Bildprozessor
usw. an Stelle des entfernten Teils der bildgebenden Vorrichtung
an einer vorab bestimmten Position anzuordnen und dadurch eine weitere
Miniaturisierung des Abbildungsmoduls zu ermöglichen.
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Andere
Aufgaben, Eigenschaften und Vorteile der vorliegenden Erfindung
werden aus der nachstehenden genauen Beschreibung mit Bezug auf
die beigefügten
Zeichnungen deutlicher, in denen:
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1 eine
Seitenansicht eines Abbildungsmoduls in einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt;
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2A einen
Querschnitt des Abbildungsmoduls in der ersten Ausführungsform
zeigt;
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2B eine
Vorderansicht eines Felds bzw. Arrays des Abbildungsmoduls und eines
darauf erzeugten Lichtbilds in der ersten Ausführungsform zeigt;
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3 eine
Veranschaulichung eines Bilds zeigt, das von dem Abbildungsmodul
in der ersten Ausführungsform
aufgenommen wird;
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4A eine
Querschnittsansicht des Abbildungsmoduls in einer zweiten Ausführungsform zeigt;
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4B eine
Vorderansicht eines Felds des Abbildungsmoduls und ein darauf erzeugtes
Lichtbild in der zweiten Ausführungsform
zeigt;
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5A einen
Querschnitt des Abbildungsmoduls in einer dritten Ausführungsform
zeigt;
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5B eine
Vorderansicht eines Felds des Abbildungsmoduls und eines darauf
erzeugten Lichtbilds in der dritten Ausführungsform zeigt;
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6A eine
Querschnittsansicht des Abbildungsmoduls in der vierten Ausführungsform
zeigt;
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6B eine
Vorderansicht eines Felds des Abbildungsmoduls und ein darauf in
der vierten Ausführungsform
erzeugtes Lichtbild zeigt;
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7A eine
Schnittansicht des Abbildungsmoduls in einer fünften Ausführungsform zeigt;
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7B eine
Vorderansicht eines Felds des Abbildungsmoduls und ein darauf erzeugtes
Lichtbild in der fünften
Ausführungsform
zeigt;
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8A eine
Schnittansicht des Abbildungsmoduls in einer sechsten Ausführungsform
zeigt;
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8B eine
Vorderansicht eines Felds des Abbildungsmoduls und eines darauf
erzeugten Lichtbilds in der sechsten Ausführungsform zeigt;
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9 eine
Veranschaulichung des Abbildungsmoduls in einer weiteren Ausführungsform zeigt;
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10 ein
Blockschaubild eines herkömmlichen
Abbildungsmoduls zeigt;
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11 eine
Veranschaulichung eines Zielobjekts der Abbildung und das Lichtbild
zeigt, das durch das herkömmliche
Abbildungsmodul erzeugt wird; und
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12 eine
Veranschaulichung des von dem herkömmlichen Abbildungsmodul aufgenommenen
Bildes zeigt.
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Nachstehend
wird mit Bezug auf die 1 bis 3 eine erste
Ausführungsform
eines Abbildungsmoduls nach dieser Erfindung beschrieben.
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In
dieser Ausführungsform
wird wie nachstehend genau beschrieben als ein optisches System zum
Erzeugen zweier Arten von Lichtbildern, nämlich eines Lichtbilds des
Bereichs genauen Hinsehens und des umgebenden Bereichs, ein Fischaugen-Objektiv
und eine Konvexlinse zum Sammeln der durch das Fischaugen-Objektiv
gegangenen Lichtbilder auf der abbildenden Vorrichtung innerhalb
der Linsenfassung angeordnet, genauer gesagt werden die zwei Linsen
bzw. Objektive entlang der Zylinderrichtung angeordnet. Dann wird
das Fischaugen-Objektiv in solch einer Weise gebildet, dass der
sektionale Krümmungsradius
seines mittleren Teils kleiner als der sektionale Krümmungsradius
des äußeren Teils ist,
wodurch eine geeignete Kompatibilität bzw. Vereinbarkeit zwischen
Abbildungseigenschaften hergestellt werden soll, die jeweils für den Bereich
genauen Hinsehens und für
den umgebenden Bereich benötigt
werden.
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1 zeigt
ein Beispiel, wie das bildgebende System, das mit der ersten Ausführungsform
des Abbildungsmoduls nach dieser Erfindung versehen ist, an einem
vorab bestimmten Ort vorgesehen ist. 2A zeigt
einen inneren Aufbau der Ausführungsform
aus der Seitenansicht; 2B zeigt schematisch eine Anordnung
der bildgebenden Elemente auf der abbildenden Vorrichtung und einen
Bildgebungsmodus des Lichtbilds in der Ansicht von vorne. Zunächst wird
ein Aufbau und die Funktionen des Abbildungsmoduls mit Bezug auf
diese 1, 2A und 2B erläutert.
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Wie
in 1 gezeigt wird ein bildgebendes System 12,
das mit dem Abbildungsmodul ausgestattet ist, auf einer Halterung
eines Innenspiegels 13 in der Fahrgastzelle beispielsweise
als ein bildgebendes System 12 vorgesehen, um ein Bild
vor dem Fahrzeug aus der Fahrgastzelle des Fahrzeugs durch eine
Frontscheibe 11 aufzunehmen. Es besteht im Wesentlichen
aus einer Linsenfassung 12a und einem Hauptkörper 12b.
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Diese
Ausführungsform
des Abbildungsmoduls wie in 2A gezeigt
besteht aus den folgenden Hauptbauteilen in der Linsenfassung 12a.
Es besteht aus einem Fischaugenobjektiv (einer asphärische Linse) 20,
das in solcher Weise geformt ist, dass der sektionale Krümmungsradius
in der Mitte kleiner als der sektionale Krümmungsradius am Rand ist, und
wobei der mittlere Teil von seiner Oberfläche her bzw. von vorn gesehen
eine Kreisform annimmt, einer konvexen Linse 30 zum Sammeln,
um die Lichtbilder zu erzeugen, welche durch das Fischaugenobjektiv
auf eine bildgebende Vorrichtung 51 fallen, eine Iris bzw.
Blende (Lichtbegrenzungsmechanismen) 40, die zwischen dem
Fischaugenobjektiv 20 und der konvexen Linse 30 angeordnet
ist und die Lichtmenge begrenzt, die durch das Fischaugenobjektiv 20 auf die
konvexe Linse 30 fällt,
dem abbildenden Element 51, das auf einem Substrat 50 vorgesehen
ist und auf dem eine Gruppe von bildgebenden Elementen in einem
quadratischen Gitter angeordnet sind, und aus ähnlichen Teilen.
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Hier
wird im Fischaugenobjektiv 20 wie in 2A gezeigt
die äußere Oberfläche des
mittleren Teils mit dem sektionalen Krümmungsradius Rn1 geformt und
die innere Oberfläche
des mittleren Teils wird mit dem sektionalen Krümmungsradius Rn2 gebildet.
Zur gleichen Zeit wird in dem Fischaugenobjektiv 20 die äußere Oberfläche des
Umfangsteils mit dem sektionalen Krümmungsradius Rw1 geformt und die
innere Oberfläche
des Umfangsteils mit dem sektionalen Krümmungsradius Rw2 gebildet.
Unter diesen sektionalen Krümmungsradien
gibt es eine Beziehung von "Rn2<Rw2" und eine Beziehung
von "Rn1<Rw1", wie aus der 2A deutlich
wird und wie vorstehend beschrieben ist. Das heißt, dieses Fischaugenobjektiv 20 wird
so gebildet, dass der sektionale Krümmungsradius des mittleren
Teils kleiner als der sektionale Krümmungsradius des äußeren Teils
ist. Daher fallen, wie in dieser 2A gezeigt, Lichtstrahlen
eines oberen und unteren Endes des Lichtbilds des Bereichs genauen
Hinsehens hauptsächlich
jeweils auf die Lichtwege Lnu und Lnd im mittleren Teil, und der
durch diese zwei Lichtstrahlen definierte Blickwinkel wird "θn" wenn man die auf dieses Fischaugenobjektiv 20 einfallenden
Lichtbilder betrachtet. Andererseits fallen ähnlich wie in 2A gezeigt
unter den in dieses Fischaugenobjektiv 20 einfallenden
Lichtbildern Lichtstrahlen eines oberen Endes und eines unteren
Endes des Lichtbilds des umgebenden Bereiches ein, die hauptsächlich jeweils
auf die Lichtfortpflanzungswege Lwu und Lwd fallen, und der durch
diese zwei Lichtstrahlen definierte Blickwinkel wird "θw". Das heißt, der Blickwinkel θn des Lichtbilds
(des Lichtbilds des Bereichs genauen Hinsehens), der durch den mittleren
Teil des Fischaugenobjektivs 20 geht, wird kleiner als
der Blickwinkel θw
des Lichtbilds (des Lichtbilds des umgebenden Bereichs), der durch
den äußeren Teil geht.
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Zudem
sind, wie in 2B gezeigt, die bildgebenden
Elemente, die jeweils die gleiche Empfindlichkeit aufweisen, auf
dem abbildenden Element 51 mit einer konstanten Dichte
sowohl in einem Bereich Cn angeordnet, in dem das Lichtbild erzeugt
wird, das durch den mittleren Teil des Fischaugenobjektivs 20 geht
(Lichtbild des Bereichs genauen Hinsehens), als auch in einem Bereich
Cw, in dem das Lichtbild, das durch den äußeren Teil des Fischaugenobjektivs 20 geht,
erzeugt wird (Lichtbild des äußeren Teils). Nebenbei
gesagt fehlen bei diesem abbildenden Teil 51 die bildgebenden
Elemente an bestimmten Orten in den vier Eckbereichen des gesamten
Bereichs, die von dem vorstehend erwähnten Bereich Cw abgezogen
werden, das heißt
in Bereichen, in denen das Lichtbild nicht erzeugt wird.
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In
dem so aufgebauten Abbildungsmodul fallen Lichtstrahlen, die dem
oberen Ende des Lichtbilds des Bereichs genauen Hinsehens entsprechen,
der Fahrzeuge umfasst, die in der Nähe des eigenen Fahrzeugs vorhanden
sind, entlang des Lichtwegs Lnu ein, um das untere Ende des Bereichs
Cn des abbildenden Teils 51 zu erreichen, wenn Hindernisse vor
dem eigenen Fahrzeug auf der Grundlage des dem vorstehend erwähnten Bereich
genauen Hinsehens entsprechenden Lichtbilds erfasst werden, welches
auf dem abbildenden Element 51 erzeugt wird. Zudem gehen
Lichtstrahlen, die dem unteren Ende des Lichtbilds des Bereichs
genauen Hinsehens entsprechen, der Fahrzeuge umfasst, die in der
Umgebung des eigenen Fahrzeugs existieren, entlang des Lichtwegs
Lnd, um zum oberen Ende des Bereichs Cn der abbildenden Vorrichtung 51 zu
gelangen. Das heißt,
das Lichtbild, das den Fahrzeugen entspricht, die in der Nähe des eigenen
Fahrzeugs vorhanden sind, wird zu einem Bild auf dem Bereich Cn
mit dem Blickwinkel θn.
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Wenn
andererseits die Lichtverhältnisse
um das eigene Fahrzeug auf der Grundlage des Lichtbilds erfasst
werden, das auf der abbildenden Vorrichtung 51 entsprechend
dem umgebenden Bereich erzeugt wird, wie in 2A gezeigt,
fallen Lichtstrahlen des umgebenden Bereichs, welche die Lichtverhältnisse
um das eigene Fahrzeug wiedergeben, entlang des Lichtwegs Lwu ein,
um am unteren Ende des Bereichs Cw der bildgebenden Vorrichtung 51 aufzutreffen.
Zudem fallen Lichtstrahlen des umgebenden Bereichs, die den Lichtverhältnissen
um das eigene Fahrzeug entsprechen, entlang des Lichtwegs Lwd ein,
um zum oberen Ende des Bereichs Cw der abbildenden Vorrichtung 51 zu
gelangen. Das heißt,
die Lichtstrahlen, welche den Lichtverhältnissen um das eigene Fahrzeug
entsprechen, formen ein Bild in dem Bereich Cw mit dem Blickwinkel θw.
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Dann
gibt jedes der auf der abbildenden Vorrichtung 51 angeordneten
bildgebenden Elemente ein elektrisches Signal an den Bildprozessor
(dessen Veranschaulichung ausgelassen wird) aus, das der Helligkeit
des Lichtbilds entspricht, das wie vorstehend beschrieben erzeugt
wird, und dieser Bildprozessor führt
eine Bildverarbeitung wie eine Kompensation des Kontrasts durch,
wodurch eine geeignete Bildinformation erlangt werden kann.
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Weil
das Lichtbild des Bereichs genauen Hinsehens in dem Bereich Cn der
abbildenden Vorrichtung 51 erzeugt wird, das Fahrzeuge
in der Nähe des
eigenen Fahrzeugs umfasst, wird es möglich, dies mit hoher Auflösung und
ohne Verzerrung aufzunehmen, obwohl der Blickwinkel θn klein
ist. Weil das Lichtbild des umgebenden Bereichs, das den Lichtverhältnissen
um das eigene Fahrzeug herum entspricht, andererseits auf dem Bereich
Cw der abbildenden Vorrichtung 51 erzeugt wird, wird es
möglich, dieses
mit einem breiten Blickwinkel θw
aufzunehmen, obwohl die Auflösung
gering ist.
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Als
Nächstes
wird das durch diese Ausführungsform
aufgenommene Bild mit Bezug auf 3 genauer
beschrieben. Hier ist 3 eine Ansicht, die ein Beispiel
eines von dem Abbildungsmodul in dieser Ausführungsform aufgenommenen Bilds
zeigt. Man bemerke, dass das in 3 gezeigte
Bild auf der bildgebenden Vorrichtung 51 erzeugt wird,
wobei durch die konvexe Linse 30 oben und unten sowie rechts
und links invertiert sind, aber die Invertierung nach oben und unten
und nach rechts und links werden aus Bequemlichkeitsgründen in 3 beim
Zeigen des Bilds wieder invertiert.
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Wie
aus 3 deutlich wird, werden ein Fahrzeug FC1 vor dem
eigenen Fahrzeug und Buchstaben Le1 (in der vorliegenden Ausführungsform
japanische Buchstaben) usw., die in dem Bereich genauen Hinsehens
vorhanden sind, in dem entsprechenden Bereich Cn ohne Verzerrung
in ihrer gesamten äußeren Form
und mit hoher Auflösung
aufgenommen. Wie in ähnlicher
Weise in 3 ersichtlich, werden zudem
die Sonne S1, Wolken C1, Gebäude B1
usw. in dem umgebenden Bereich mit einem breiten Blickwinkel aufgenommen.
Das heißt,
eine geeignete Übereinstimmung
zwischen Eigenschaften, die benötigt
werden, um Fahrzeuge in der Nähe
des betreffenden Fahrzeugs zu erfassen, und um die Beleuchtung im
Umfeld zu erfassen, wird realisiert.
-
Wie
vorstehend erläutert,
können
nach der ersten Ausführungsform
des Abbildungsmoduls die folgenden herausragenden Effekte erzielt
werden.
- (1) Ein optisches System zum Erzeugen
zweier Arten von Lichtbildern, nämlich
des Lichtbilds des Bereichs genauen Hinsehens und des umgebenden
Bereichs, wird so spezifiziert, dass es mit dem Fischaugenobjektiv 20 und
dem konvexen Objektiv 30 zum Sammeln versehen ist, um das Lichtbild auf
der abbildenden Vorrichtung 51 in der Zylinderrichtung
der Linsenfassung 12a zu erzeugen, das durch das Fischaugenobjektiv 20 gegangen
ist. Das Fischaugenobjektiv 20 soll einen sektionalen Krümmungsradius
im mittleren Teil aufweisen, der kleiner als der sektionale Krümmungsradius
des äußeren Teils
ist. Auf diese Weise wird der Blickwinkel bzw. die Apertur θn des mittleren
Teils klein, durch den ein großer
Teil des Lichtbilds des Bereichs fällt, der vorstehend als der
Bereich genauen Hinsehens spezifiziert ist, und entsprechend wird
der Blickwinkel (der Bildaufnahmebereich), der durch ein abbildendes
Element PE unter den abbildenden Elementen aufgenommen ist, die
auf der abbildenden Vorrichtung 51 angeordnet sind, ebenfalls
vergleichsweise klein. Zudem wird der Blickwinkel θw des umgebenden
Teils, durch den ein Großteil
des Lichtbilds des umgebenden Bereichs geht, groß, und entsprechend wird auch
der Blickwinkel, der von einem bildgebenden Element PE unter den
bildgebenden Elementen aufgenommen wird, die auf der abbildenden
Vorrichtung 51 angeordnet sind, ebenfalls vergleichsweise
groß.
Das heißt,
die Anzahl der bildgebenden Elemente PE, die zum Aufnehmen des selben
Blickwinkels angeordnet sind, wird im mittleren Teil größer, in
dem ein Großteil des
Lichtbilds des Bereichs einfällt,
der als der Bereich genauen Hinsehens spezifiziert ist, als in dem
umgebenden Bereich, durch den ein Großteil des Lichtbilds des umgebenden
Bereichs fällt.
Daher wird die Bildinformation des Lichtbilds des Bereichs, der
als der Bereich genauen Hinsehens spezifiziert ist, mit hoher Auflösung und
ohne Verzerrung aufgenommen, während
die Bildinformation des Lichtbilds des umgebenden Bereichs mit einem
breiten Blickwinkel aufgenommen wird; daher wird eine geeignete
Vereinbarkeit von Eigenschaften des Lichtbilds, das für den Bereich
genauen Hinsehens benötigt
wird, und für
die umgebenden Bereiche erreichbar.
- (2) Da zudem die Anzahl von abbildenden Elementen PE; die eine
Gruppe von bildgebenden Elementen formen, die in der vorstehend
erwähnten
abbildenden Vorrichtung in einem quadratischen Gitter angeordnet sind,
nicht erhöht
wird, wird es außerdem
möglich,
eine Belastung der Bildverarbeitung zu steuern.
- (3) Das optische System soll aus dem Fischaugenobjektiv 20 und
der konvexen Linse 30 zum Sammeln gebildet werden, um das
durch das Fischaugenobjektiv 20 gefallene Lichtbild auf
der abbildenden Vorrichtung 51 zu erzeugen, die in der
Zylinderrichtung der Linsenfassung 12a ausgerichtet sind.
Obwohl dies ein einfacher Aufbau ist, wird es durch diesen Aufbau
möglich,
einfach einen Faktor zu korrigieren, der es schwierig macht, die
Lichtbilder des vorstehend erwähnten Bereichs
genauen Hinsehens und des umgebenden Bereichs auf der abbildenden
Vorrichtung 51 zu fokussieren.
- (4) Das Abbildungsmodul soll die zwischen dem Fischaugenobjektiv 20 und
der konvexen Linse 30 angeordnete Iris 40 aufweisen,
um die Lichtmenge zu begrenzen, die durch das Fischaugenobjektiv 20 gegangen
ist und auf die konvexe Linse 30 fällt. Auf diese Weise erreichen
das Lichtbild des Bereichs genauen Hinsehens und das Lichtbild des
umgebenden Bereichs die abbildende Vorrichtung voneinander getrennt,
wodurch diese Lichtbilder dieser beiden Bereiche sich nicht vermischen.
Das heißt,
die zwischengeschaltete Iris 40 ermöglicht es, dass das Abbildungsmodul
die Bildinformation des Bilds mit hohem Kontrast aufnimmt.
- (5) Weiterhin ermöglicht
es die Bildinformation eines mit hohem Kontrast aufgenommenen Bilds, eine
Prozessorlast der Bildverarbeitung bezüglich der Durchführung der
Kontrastkompensation oder ähnlichen
Prozessen geeignet zu verringern.
- (6) Das Abbildungsmodul soll als ein bildgebendes Modul eingebaut
sein, um ein Bild vor einem Fahrzeug von der Fahrgastzelle des Fahrzeugs durch
die Frontscheibe 11 aufzunehmen, und so konfiguriert sein,
dass es Hindernisse vor dem eigenen Fahrzeug auf der Grundlage des
Lichtbilds erfasst, das auf der abbildenden Vorrichtung 51 erzeugt
wird und dem Bereich genauen Hinsehens entspricht, und außerdem die
Lichtverhältnisse
um das eigene Fahrzeug auf der Grundlage des auf der bildgebenden
Vorrichtung 51 erzeugten Bildes des umgebenden Bereichs
erfasst. Durch diesen Aufbau wird es dem Modul möglich, Eigenschaften des Lichtbilds
zu realisieren, die für das
Abbildungsmodul im Fahrzeug besonders zu bevorzugen sind.
-
Als
Nächstes
wird eine zweite Ausführungsform
des Abbildungsmoduls nach dieser Erfindung mit Bezug auf die 4A und 4B beschrieben, wobei
der Schwerpunkt auf verschiedene Punkte gelegt wird, in denen sie
sich von der ersten Ausführungsform
unterscheidet. 4A zeigt einen inneren Aufbau
dieser zweiten Ausführungsform
aus der Seitenansicht, 4B zeigt schematisch einen Abbildungsmodus
aus der Vorderansicht. In den 4A und 4B werden
dieselben Bauteile wie in den 1 bis 3 jeweils
mit den selben Bezugszeichen bezeichnet, und eine redundante Erläuterung dieser
Bauteile wird ausgelassen.
-
Wie
in den 4A und 4B gezeigt
weist das Abbildungsmodul dieser Ausführungsform einen Aufbau auf,
der dem der ersten in 1 bis 3 gezeigten
Ausführungsform äquivalent
ist. Man bemerke, dass in dieser Ausführungsform das optische System
so konzipiert ist, dass es mit einer automatischen zwischen dem
Fischaugenobjektiv 20 und der konvexen Linse 30 angeordneten
Irisblende 40 ausgestattet ist, um automatisch die Menge
des auf die konvexe Linse einfallenden Lichts abhängig von
der Änderung
der Lichtmenge des Lichtbilds, das das Zielbild ist, als ein Lichtmengenbegrenzungsmechanismus
zum Begrenzen der Lichtmenge, die durch das Fischaugenobjektiv 20 geht
und auf die konvexe Linse 30 fällt, anzupassen.
-
Diese
automatische Iris 40 besteht wie in 4A gezeigt
im Wesentlichen aus einer Iris 40a und einem Irismotor 41 und
steuert den Grad der Öffnung
der Iris 40a durch geeigneten Antrieb des Motors 41 auf
der Grundlage eines geeigneten Antriebsfelds einer (hier nicht gezeigten)
bestimmenden Steuereinheit variabel.
-
Im
so aufgebauten Abbildungsmodul werden die Lichtbilder der entsprechenden
Bereiche jeweils wie vorstehend beschrieben auf der abbildenden Vorrichtung 51 erzeugt,
wenn Hindernisse vor dem eigenen Fahrzeug oder die Lichtverhältnisse
um das eigene Fahrzeug erfasst werden. Wenn der Kontrast der Bildinformation
eines mittels des (hier nicht gezeigten) Bildprozessors aufgenommenen
Bilds bei dieser Gelegenheit gering wird, treibt die bestimmende
Steuereinheit den Irismotor 41 so an, dass der Grad der Öffnung der
vorstehend erwähnten
Iris 40a klein festgelegt ist. Diese Festlegung ermöglicht es, den
Kontrast in der Bildinformation eines mittels des Bildprozessors
aufgenommenen Bilds geeignet zu erhalten.
-
Nach
der zweiten Ausführungsform
des vorstehend beschriebenen abbildenden Moduls gibt es zusätzlich zu
den Effekten (1) bis (6) der ersten Ausführungsform weitere nachstehend
beschriebene Effekte.
- (7) Das optische System
soll die automatische Iris 40a aufweisen, die zwischen
dem Fischaugenobjektiv 20 und dem konvexen Objektiv 30 angeordnet
ist, wobei die automatische Iris 40a dazu dient, als ein
Lichtmengenbegrenzungsmechanismus automatisch die Menge des auf
die konvexe Linse 30 einfallenden Lichts in Übereinstimmung mit
einer Änderung
der Lichtmenge des Lichtbilds anzupassen, das ein Zielbild ist,
um die Lichtmenge zu begrenzen, die durch das Fischaugenobjektiv 20 fällt und
auf die konvexe Linse 30 trifft. Dieser Aufbau erlaubt
es, dass der Grad der Öffnung der
Iris 40a automatisch variabel festgelegt wird, und folglich
wird es möglich,
automatisch den Kontrast der Bildinformation eines mittels des Abbildungsmoduls
aufgenommenen Bilds anzupassen.
-
Als
Nächstes
wird eine dritte Ausführungsform
des Abbildungsmoduls nach dieser Erfindung mit Bezug auf die 5A und 5B beschrieben, wobei
der Schwerpunkt auf einige Punkte gelegt wird, die von der ersten
Ausführungsform
unterschiedlich sind. 5A zeigt einen inneren Aufbau dieser
dritten Ausführungsform
aus der Seitenansicht; 5B zeigt schematisch einen Abbildungsmodus
auf der bildgebenden Vorrichtung aus der Vorderansicht.
-
Wie
in den 5A und 5B gezeigt
weist das Abbildungsmodul dieser Ausführungsform einen Aufbau ähnlich der
ersten Ausführungsform
auf, die in 1 bis 3 gezeigt
ist. Man bemerke, dass in dieser Ausführungsform wie in den 5A und 5B gezeigt
der Bereich, in dem der sektionale Krümmungsradius des Fischaugenobjektivs 20a kleiner
als der sektionale Krümmungsradius
des umgebenden Bereichs außerhalb
des betreffenden Bereichs geformt wird, von vorn gesehen in der
Form eines Rechtecks erzeugt wird.
-
Nach
dieser dritten Ausführungsform
des vorstehend erläuterten
Abbildungsmoduls kann man weiterhin die nachstehend beschriebenen
Effekte zusätzlich
zu den Effekten (1) bis (6) der ersten Ausführungsform erhalten.
- (8) Der Bereich des Fischaugenobjektivs 20a,
in dem der sektionale Krümmungsradius
kleiner als der sektionale Krümmungsradius
des Umgebungsbereichs außerhalb
des betreffenden Bereichs geformt wird, wird in der Vorderansicht
des Fischaugenobjektivs 20a in der Form eines Rechtecks
gebildet. Durch diesen Aufbau wird beispielsweise in dem Fall, in
dem dieses Abbildungsmodul an Bord eines Fahrzeugs mitgeführt wird,
die Bildinformation des Lichtbilds des Bereichs, der als der Bereich
genauen Hinsehens definiert wird, ein Abbildungsbereich (eine Form) Sn,
der bzw. die beinahe der Bildinformation ähnlich ist, die ein Passagier
usw. des eigenen Fahrzeugs durch die Frontscheibe nach vorn aufzunehmen.
Daher wird es in die sem Fall möglich, Bildinformation
besonders effektiv aufzunehmen, um vorausfahrende Fahrzeuge in dem
Bereich genauen Hinsehens zu erfassen.
-
Als
Nächstes
wird eine vierte Ausführungsform
des Abbildungsmoduls nach dieser Erfindung mit Bezug auf die 6A und 6B unter
Konzentration auf verschiedene Punkte beschrieben, die sich von
der ersten Ausführungsform
unterscheiden. 6A zeigt einen inneren Aufbau
der vierten Ausführungsform
aus der Seitenansicht; 6B zeigt schematisch einen Abbildungsmodus
der bildgebenden Vorrichtung aus der Vorderansicht.
-
Wie
in den 6A und 6B gezeigt
weist das Abbildungsmodul dieser Ausführungsform einen Aufbau auf,
der dem der in den 1 bis 3 gezeigten
ersten Ausführungsform äquivalent
ist. Man bemerke, dass in dieser Ausführungsform wie in den 6A und 6B gezeigt
eine bildgebende Vorrichtung 51a in der Form so ausgebildet
ist, dass ein Teil des umgebenden Bereichs entfernt wird, der einem
in der Richtung der Schwerkraft unteren Teil des Bereichs entspricht,
in dem das Lichtbild erzeugt wird.
-
Nach
der vierten Ausführungsform
des vorstehend beschriebenen Abbildungsmoduls können die nachstehenden Effekte
zusätzlich
zu den vorstehend erwähnten
Effekten (1) bis (6) der ersten Ausführungsform erzielt werden.
- (9) Die abbildende Vorrichtung 51a weist
eine solche Form auf, dass ein Teil des umgebenden Bereichs entfernt
wird, der einem in der Richtung der Schwerkraft unteren Teil des
Bereichs entspricht, in dem das Lichtbild erzeugt wird. Durch diesen Aufbau
wird es möglich,
eine Belastung der Bildverarbeitung zu verringern, während die
Bildinformation über
das Bild, die benötigt
wird, um die Lichtverhältnisse
der Umgebung und Fahrzeuge zu erfassen, die in der Umgebung des
betreffenden Fahrzeugs existieren, erhalten bleiben.
-
Als
Nächstes
wird mit Bezug auf die 7A und 7B eine
fünfte
Ausführungsform
des Abbildungsmoduls nach dieser Erfindung unter Konzentration auf
verschiedene Punkte beschrieben, in denen sie sich von der ersten
Ausführungsform
unterscheidet. Die 7A zeigt einen inneren Aufbau
der fünften
Ausführungsform
aus der Seitenrichtung; die 7B zeigt
schematisch einen Abbildungsmodus der bildgebenden Vorrichtung aus
der Vorderansicht.
-
Wie
in diesen 7A und 7B gezeigt weist
das Abbildungsmodul dieser Ausführungsform einen
Aufbau ähnlich
dem der in den 1 bis 3 gezeigten
ersten Ausführungsform
auf. Man bemerke, dass in dieser Ausführungsform wie in den 7A und 7B gezeigt
ein Bildprozessor 52 zur Durchführung der Bildverarbeitung
des Lichtbilds, das auf einer abbildenden Vorrichtung 51b in
dem Bereich der abbildenden Vorrichtung 51b eingebaut ist,
in dem das Lichtbild nicht erzeugt wird.
-
Nach
dieser fünften
Ausführungsform
des vorstehend beschriebenen Abbildungsmoduls kann man die nachstehend
beschriebenen Effekte zusätzlich
zu den vorstehend erwähnten
Effekten (1) bis (6) der ersten Ausführungsform erhalten.
- (10) Die abbildende Vorrichtung 51b weist
den Bildprozessor 52 auf, um eine Bildverarbeitung des
Lichtbilds durchzuführen,
das auf der abbildenden Vorrichtung 51b erzeugt ist, der
in einem Bereich angeordnet ist, in dem das Lichtbild nicht erzeugt
wird. Mit diesem Aufbau wird der Bereich der bildgebenden Vorrichtung 51b,
der nicht verwendet wird, effektiv genutzt, was es möglich macht,
den Bauraum des Abbildungsmoduls zu verringern.
-
Als
Nächstes
wird eine sechste Ausführungsform
des Abbildungsmoduls nach dieser Erfindung mit Bezug auf die 8A und 8B beschrieben, wobei
der Schwerpunkt auf verschiedenen Merkmalen liegt, in denen sie
sich von der ersten Ausführungsform
unterscheidet. 8A zeigt einen inneren Aufbau
dieser sechsten Ausführungsform aus
der Seitenansicht; 8B zeigt schematisch einen Abbildungsmodus
auf der bildgebenden Vorrichtung aus der Vorderansicht.
-
Wie
in den 8A und 8B gezeigt
weist das Abbildungsmodul nach dieser Ausführungsform einen Aufbau äquivalent
zu dem der ersten Ausführungsform
auf, die in den 1 bis 3 gezeigt
ist. Man bemerke, dass in dieser Ausführungsform wie in den 8A und 8B gezeigt
das Fischaugenobjektiv 20b und die konvexe Linse 30a gemeinsam
mit der Linsenfassung als ein einziges Stück hergestellt sind.
-
Nach
dieser vorstehend erläuterten
sechsten Ausführungsform
des Abbildungsmoduls kann man den nachstehenden Effekt zusätzlich zu
den vorstehend erwähnten
Effekten (1) bis (6) der ersten Ausführungsform erzielen.
- (11) Das Fischaugenobjektiv 20b und
das konvexe Objektiv 30a soll jeweils als einziges Stück gemeinsam
mit der Linsenfassung hergestellt werden. Dieser Aufbau erreicht
eine Verringerung der Anzahl von Teilen und der Montageschritte
und daher wird es möglich,
die Herstellkosten zu verringern.
-
Man
bemerke, dass das Abbildungsmodul nach dieser Erfindung nicht auf
die durch die Ausführungsformen
veranschaulichten Aufbauten beschränkt ist, sondern die Erfindung
kann als eine Modifizierung durchgeführt werden, die geeignet von den
vorstehend beschriebenen Ausführungsformen abweicht,
beispielsweise nach den nachstehend beschriebenen Ausführungsformen.
-
Obwohl
die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen einen Aufbau verwenden,
in dem die abbildenden Elemente in den Bereichen Cn (Sn) und Cw
angeordnet sind, in denen die Lichtbilder auf der abbildenden Vorrichtung 51 erzeugt
werden (den abbildenden Vorrichtungen 51a bis 51b)
und kein bildgebendes Element Pe in Bereichen der vier Ecken des
lichtaufnehmenden Bereichs angeordnet ist, aus denen diese Bereiche
ausgeschlossen sind, ist der Stil der Anordnung der abbildenden
Elemente nicht auf diese Form begrenzt. In einem solchen Bereich, auf
dem das Lichtbild nicht erzeugt wird, oder einem Bereich, in dem
das Lichtbild erzeugt wird, aber die Bildinformation des Bilds nicht
notwendig ist, können wahlweise
die nachstehenden und ähnliche
Punkte übernommen
werden:
- (a) eine Anordnung der bildgebenden
Elemente, die zu diesen Bereichen gehören, wird abgeschafft bzw.
weggelassen (die vierte Ausführungsform).
- (b) der Bildprozessor 52 für die Bildverarbeitung der
Lichtbilder, die auf der abbildenden Vorrichtung 51 erzeugt
werden, wird dort vorgesehen (die fünfte Ausführungsform).
- (c) Neben dem Bildprozessor 52 kann beispielsweise
eine Schaltung, die eine geeignete Steuerung durchführt, indem
Informationen über
den aufgenommenen Kontrast durch Analyseverarbeitung, Information über die
Fahrzeugart usw. verwendet werden, in den Bildprozessor aufgenommen
werden.
-
Das
heißt,
ein erwarteter Effekt in den Beispielen (a), (b) und (c) ist es,
dass bildgebende Elemente PE zum Aufnehmen des Lichtbilds in dem
Bereich angeordnet sind, in dem das Lichtbild erzeugt wird.
-
In
jeder dieser Ausführungsformen
wird die Iris 40 oder automatische Iris 40a als
ein Lichtmengenbegrenzungsmechanismus verwendet, der zwischen die
Fischaugenlinse 20 und die konvexe Linse 30 geschaltet
ist, wo durch die Lichtmenge, die durch das Fischaugenobjektiv geht
und auf die konvexe Linse einfällt,
begrenzt wird. Der Lichtmengenbegrenzungsmechanismus ist jedoch
nicht auf diese Form beschränkt.
Das heißt,
solange der Mechanismus der Lichtbegrenzung das Lichtbild des Bereichs genauen
Hinsehens vom Lichtbild des umgebenden Bereichs trennen und den
Kontrast halten oder verbessern kann, kann der Aufbau frei gewählt werden.
-
In
jeder der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen wird der Bereich,
in dem der sektionale Krümmungsradius
des Fischaugenobjektivs 20 oder 20a als kleiner
als der sektionale Krümmungsradius
des peripheren Teils außerhalb
des betreffenden Bereichs festgelegt ist, von der Vorderseite des Fischaugenobjektivs 20 oder 20a gesehen
in der Form eines Kreises oder eines Rechtecks konzipiert. Eine
von vorn gesehene Form des Bereichs ist jedoch nicht auf diese Form
begrenzt. Das heißt,
die abbildende Vorrichtung kann Bildinformation eines Bilds aufnehmen,
in dem vor dem Fahrzeug existierende Hindernisse mit hoher Präzision und
ohne Verzerrung in dem Bereich genauen Hinsehens aufgenommen werden
und bezüglich
der Lichtverhältnisse mit
einem so großen
Blickwinkel wie möglich.
Die Form des von vorn gesehenen Bereichs kann beliebig festgelegt
sein. Beispielsweise kann die Form des Bereichs in der Form eines
Fasses sein, das heißt
eines Kreises mit einem davon abgetrennten unteren und oberen Bogenabschnitt,
oder in einer ovalen Form. Für
jede der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen soll das Fischaugenobjektiv 20 als ein
Beispiel der asphärischen
Linse so angepasst sein, dass es im Wesentlichen das Abbildungsmodul bildet.
Die asphärische
Linse ist jedoch nicht auf diese Form begrenzt. Das heißt, jede
Weitwinkellinse mit einem ausreichend weitem Blickwinkel kann verwendet
werden.
-
In
jeder der vorstehend erwähnten
Ausführungsformen
besteht die Vielzahl von Linsen, welche das optische System bilden,
zumindest aus der asphärischen
Linse und der konvexen Linse 30, die fokussiert, um die
Licht bilder auf der abbildenden Vorrichtung zu erzeugen, die durch
die asphärische
Linse gegangen sind. Die Vielzahl von Linsen ist jedoch nicht auf
diese Zusammensetzung beschränkt.
Für die
Vielzahl von Linsen, welche das optische System bilden, können mehrere
Linsen verwendet werden, um das optische System zu bilden.
-
In
jeder der Ausführungsformen
wird das Abbildungsmodul als ein bildgebendes Modul zum Einführen eines
Bilds von Fahrzeugen vor dem eigenen Fahrzeug aus der Fahrgastzelle
des Fahrzeugs durch die Frontscheibe eingebaut und dazu konzipiert,
Hindernisse vor dem eigenen Fahrzeug oder die Lichtverhältnisse
um das eigene Fahrzeug auf der Grundlage von Bildinformation eines
von dem Abbildungsmodul aufgenommenen Bilds zu erfassen. Die Nutzung
des Abbildungsmoduls ist jedoch nicht darauf beschränkt. Bezüglich der
Nutzung des Abbildungsmoduls kann beispielsweise wie in 9 gezeigt,
die als eine Figur entsprechend der 1 dient,
das Abbildungsmodul an einer Wand 60 eines Eingangs/Ausgangs
oder eines ähnlichen
Teils eines Gebäudes
eingebaut sein oder kann als eine Überwachungskamera verwendet
werden, um Besucher und bewegte Objekte in der Umgebung auf der Grundlage
von Bildinformationen eines von diesem Abbildungsmodul aufgenommenen
Bilds zu überwachen.
Das heißt,
solange das Abbildungsmodul als ein Abbildungsmodul zum Erzeugen
eines Bilds von zwei Arten von Abbildungszielen, fern und nah, auf der
abbildenden Vorrichtung 51 verwendet wird, kann der Einsatzzweck
beliebig festgelegt sein. Wenn weiterhin das Lichtbild eines bewegten
Objekts in dem Bereich Cw auf der abbildenden Vorrichtung 51 aufgenommen
wird, um das bewegte Objekt mit höherer Auflösung aufzunehmen, das heißt, das
Lichtbild des bewegten Objekts in dem Bereich Cn aufzunehmen, kann
das abbildende System 12 selbst mittels einer Antriebseinheit 70 auf
das bewegte Objekt ausgerichtet werden. Diese Fähigkeit kann die Funktion desselben
als eine Überwachungskamera
weiter verbessern.
-
Zusammenfassend
leistet die Erfindung folgendes:
ein Abbildungsmodul (12),
das eine abbildende Einheit (51, 51a, 51b)
aufweist, das aus einer Gruppe von bildgebenden Elementen (PE besteht,
die in einem quadratischen Gitter angeordnet sind, und ein optisches
System, um zwei Arten von Lichtbildern, nämlich ein Lichtbild eines Bereichs
genauen Hinsehens (Cn) und ein Lichtbild eines umgebenen Bereichs
(Cw) auf der Abbildungsvorrichtung (51, 51a, 51b)
zu erzeugen, ist in einer Linsenfassung (12a) angeordnet.
Das optische System des Abbildungsmoduls (12) weist eine
Vielzahl von Linsen (20, 30) auf, die in einer
Zylinderrichtung der Linsenfassung (12a) angeordnet sind,
und eine der Linsen (20, 30) wird als eine asphärische Linse
(20) so gebildet, dass ein sektionaler Krümmungsradius
(Rn1, Rn2) eines mittleren Teils der Linse kleiner als der sektionale Krümmungsradius
(Rw1, Rw2) eines umgebenden Teils der Linse ist.