JP2007008200A - 車両周辺視認装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示画面の見栄えを良くする車両周辺視認装置を提供する。
【解決手段】広い視野範囲Ａ１、Ａ２を撮像する撮像部１２の光軸１２Ａを、水平方向より所定角度δ下向きに設定する。角度δの取り得る値の範囲は０°より大きく２０°以下とする。撮像部１２の光軸１２Ａを、レンズ外面３２fから３乃至２０メートル離れた地面と撮像レンズ部３２Ａの中心とを結んだ直線上に設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、車載カメラによる車両周辺の撮像映像を車室内に設置した表示装置に表示する車両周辺視認装置に関する。

従来より、カメラのレンズ系に魚眼レンズ等の広視野角レンズを用いて、見通しの悪い交差点等で、図１２に示す如く、車両前方の側方から接近する車両を撮像するものが提案されている。

しかしながら、上述の従来技術では、図１３及び図１４に示す如く、車両１１１にカメラ１１２が、カメラ１１２の光軸１１２Ａが水平となるように搭載されているので、図１２に示す如く、画面１０１上で無限遠方が水平となり、それ以外の部分は外側に凸の状態に湾曲して表示され、車両１１１に直行する道路５１の路側帯を示す白線５２や路側帯を除く道路５１の中央部に於いて車線を示す点線５３は下に凸の状態に表示されＹ字路として認識される虞があった。また、自車のバンパ５５が画面１０１上で大きく湾曲して表示され見栄えが悪いという問題があった。

そこで、本発明の課題は、車両周辺に於ける広い視野範囲の撮像画像に映り込む道路画像を良好な視認性で取得して表示画面の見栄えを良くする車両周辺視認装置を提供することである。

上記課題を解決するための手段は、車両に搭載された撮像手段により、車両周辺の一方向とこれに直交する左右方向の領域を含む視野範囲の映像を撮像して車室内の表示部に表示するようにした車両周辺視認装置に於いて、前記撮像手段は、前記視野範囲からの光線をレンズ系により集光して撮像素子上に結像するものであり、前記レンズ系の光軸が水平方向より所定角度下向きになるように前記撮像手段の取付角度が設定される。

好ましくは、前記撮像手段の取付高さをｈ［ｍ］、前記取付角度をδとすると、前記取付角度δの正接ｔａｎδは、（ｈ／２０）以上、（ｈ／３）以下の範囲に設定されるのが良い。

より好ましくは、前記レンズ系の前記光軸が前記撮像素子の受光面の中心位置から下方にシフトされ、前記光軸の前記中心位置からの下方へのズレ量をＤａ、前記撮像素子の前記受光面の縦寸法をＳｖとすると、前記縦寸法Ｓｖに対する前記ズレ量Ｄａの比Ｄａ／Ｓｖは、０より大きく、０．１５以下の関係を満たす範囲に設定されるのが良い。

又は、前記表示部の画面高さをＨｉ、前記表示部の中央に於ける地平線の高さをｈｉとすると、前記画面高さＨｉに対する前記地平線の高さｈｉの割合ｈｉ／Ｈｉは、０．４以上、０．８以下の範囲に設定されるのが好ましい。

更に好ましくは、前記割合ｈｉ／Ｈｉが略０．６に設定されるのが良い。

請求項１及び請求項２に記載の発明に依れば、撮像手段のレンズ系の光軸が、水平方向に対して所定の角度だけ下向きに設定されているので、光軸と直行する水平方向に延びる映像に対して樽型歪みが解消されて略水平に表示され、撮像手段の前方を横切る道路画像に対する視認性を向上することが可能となる。

請求項３乃至請求項５に記載の発明に依れば、撮像手段のレンズ系の光軸が、撮像素子の受光面中心から所定量だけシフトされ、表示部の画面上に於ける地平線が所定の高さに表示されるので、撮像手段の前方を横切る道路画像に対する視認性が向上し表示画面の見栄えを良くすることが可能となる。

＜第１の実施の形態＞
＜構成＞
図１は本発明の実施の形態に係る車両周辺監視装置１０の撮像部１２の設置形態を示す側面図であり、図２は同じく撮像部１２の設置形態を示す平面図である。

図１及び図２に示す如く、この車両周辺監視装置１０は、例えば、車両１１の前端中央部のフロントグリル等に於いて地面から所定の高さ位置に設置されて垂直視野範囲Ａ１及び水平視野範囲Ａ２を撮像する撮像部（撮像手段）１２と、撮像部１２での撮像映像を表示する表示部１３と、撮像部１２での撮像映像を表示部１３に表示するよう制御する制御部１４とを備えている。

撮像部１２は、図３に示す如く、撮像部１２の光軸１２Ａを含む鉛直面内に於いて、水平方向より所定角度δ下向きに搭載され、撮像本体部３１と、撮像レンズ部３２を備えている。

撮像本体部３１は、筺状に形成されており、その内部にＣＣＤ（Charge Coupled Device: 電荷結合素子）等の撮像素子３１Ａや所定の撮像回路等を内蔵している。この場合、撮像素子３１Ａはその受光面３１Ｂが光軸１２Ａに対し直交するように配置されている。

撮像レンズ部３２は、撮像本体部３１の正面側に設けられた略筒状部材であり、内部に適宜配列でレンズ系３２Ａを保持しており、その光軸１２Ａは水平方向より所定角度δ下に向けられている。

また、レンズ系３２Ａの光軸１２Ａは、撮像素子３１Ａの受光面３１Ｂの中心位置３１Ｃから下方へシフトした位置３１Ｄで交わっており、受光面３１Ｂの縦寸法をＳｖ、中心位置３１Ｃから位置３１Ｄまでの下方へのズレ量をＤａとすると、縦寸法Ｓｖに対するズレ量Ｄａの比Ｄａ／Ｓｖは、０より大きく、０．１５以下の関係を満たす範囲に設定されている。

このように、レンズ系３２Ａの光軸１２Ａを撮像素子３１Ａの中心位置３１Ｃに対して下方にシフトさせることにより、図４に示す如く、撮像素子３１Ａにより撮像される撮像画像４１中の光軸１２Ａに対応する点４２が、垂直視野範囲Ａ１の中心に対応する画像中心４３から上方にシフトされ、これによって、撮像本体部３２の取付角度δを大きくすることなく、撮像部１２の撮像方向（垂直視野範囲Ａ１の中心を指す方向）をより大きく下側に向けさせることが可能となり、更に、樽型歪みの影響を受けない領域の上下位置を調節することが可能となる。

撮像部１２によって撮像された視野範囲Ａ１、Ａ２の撮像映像の映像信号は、車両内の所定位置に設置された制御部１４に伝送される。

表示部１３は、液晶表示装置等により構成されて車室内に設置され、制御部１４の制御により撮像部１２の撮像画像の表示等を行う。

ここで撮像部１２の取付角度δについて考察すると、いま撮像部１２が従来例（図１４参照）のように水平に取り付けられた場合（δ＝０°）、撮像部１２のレンズ光軸１２Ａの無限遠点（樽型歪みの影響を受けない領域）は画面内で地平線よりも上方の空中に位置することになる。そのため、交差点等で自車前方を左右方向に横切る道路の画像は、その全領域に於いて下側に大きく凸状に湾曲するように歪むこととなり（図１２参照）、道路画像の視認性が低下する。

そこで、本実施形態では、図５に示す如く、撮像部１２の取付角度を水平方向よりも下向き（δ＞０°）に設定することにより、光軸１２Ａの無限遠点（樽型歪みの影響を受けない領域）を画面内の地上側に移動若しくは接近させ、自車前方を左右方向に横切る道路の画像に対する歪みを解消若しくは緩和して、道路画像の視認性の向上を図るようにしている。

具体的には、表示部１３に表示される樽型歪みの影響を受けない領域（光軸１２Ａと車両１１前方に水平に延びる仮想の地面とが交差する点）までの距離をｄとすると、ｄを、３ｍ乃至２０ｍに設定することで、道路画像の視認性の向上を図るようにしている。したがって、撮像部１２の取付高さｈ［ｍ］によって、取付角度δを設定する必要がある。

より具体的には、図６に示す如く、ｄ、ｈ、δは、（ｈ／ｄ）＝ｔａｎδの関係式で表されるので、取付角度δの正接ｔａｎδを、（ｈ／２０）以上、（ｈ／３）以下の範囲に設定する、即ち、取付角度δを、Ｔａｎ^-1（ｈ／２０）以上、Ｔａｎ^-1（ｈ／３）以下の範囲に設定する必要がある。

ここで、例えば、撮像部１２の取付高さｈをｈ＝０．５５ｍとすると、その取付角度（光軸１２Ａの水平方向に対する角度δ）としては、０°乃至１０°の範囲が望ましく、５°が最も望ましい。

撮像部１２について、上述の条件を満たすように撮像部１２の構成及び車両１１への取付条件を設定すると、図７に示す如き構成を有する表示画面６１が得られる。

表示画面６１内に於いて、樽型歪みの影響を受けない領域（光軸１２Ａと車両１１前方に水平に延びる仮想の地面とが交差する点）６２が、表示部１３の画面下端から所定の高さｈｉに表示され、車両１１のバンパ６３が表示部１３の下側に凹状に表示される。

表示部１３の画面高さをＨｉとすると、画面高さＨｉに対する樽型歪みの影響を受けない領域６２の高さｈｉの割合ｈｉ／Ｈｉは、０．４以上、０．８以下の範囲に設定される。この割合ｈｉ／Ｈｉが、上述の範囲内に設定されることで道路画像の視認性向上を図ることが可能となっており、この割合ｈｉ／Ｈｉが略０．６となっているときに最も視認性向上を図ることが可能となる。

具体的に、図８のモデル例を用いて、望ましい撮像部１２の取付角度の範囲について次に説明する。図８に示すＴ字路では、例えば、車両１１と直交する方向に延びる２車線の道路５１の道幅が６．５ｍであり、車両１１が道路５１の縁部に前端を接して停車しており、車両１１の前端から１．０ｍ離れた地面に於いて道路５１の路側帯を示す白線５２が道路５１に沿って設けられており、道路５１の車両１１と反対側の縁部５４と路側帯を示す白線５２の中央部に於いて車線境界部を示す点線５３が設けられている。

撮像部１２が、例えば、地上からの高さｈをｈ＝０．５５ｍ、取付角度δをδ＝５°として車両１１に設置されている場合には、表示部１３に表示される樽型歪みの影響を受けない領域（光軸１２Ａと車両１１前方に水平に延びる仮想の地面とが交差する点）までの距離をｄとすると、ｈ、δ、ｄは、図６に示す如く、ｄ＝ｈ／ （ｔａｎδ）の関係式で表され、ｄ＝６ｍとなるので、表示部１３の具体的な表示画面では、図９に示す如く、樽型歪みの影響を受けない領域が、道路５１の縁部５４近傍となる。

従って、表示画面７１内に於ける道路５１の縁部５４が略直線的に表示されると共に、道路５１の路側帯を示す白線５２と、道路５１の車線境界部を示す点線５３及び自車のバンパ７２の湾曲の度合いも従来技術の表示画面（図１２参照）に比べて夫々緩和され、広視野角に於ける道路５１の画像として極めて良好な視認性の表示画像が得られる。

また、撮像部１２が、例えば、図１０に示す如く、取付角度δがδ＝１０°として設置されている場合には、表示部１３に表示される樽型歪みの影響を受けない領域までの距離ｄは、図６の関係からｄ＝３ｍとなるので、表示部１３の具体的な表示画面では、図１１に示す如く、樽型歪みの影響を受けない領域が、道路５１の車線境界部を示す点線５３近傍となる。

従って、表示画面９１内に於ける道路５１の車線境界部を示す点線５３が略直線的に表示されると共に、道路５１の縁部５４と道路５１の路側帯を示す白線５２及び自車のバンパ７２の湾曲の度合いも従来技術の表示画面（図１２参照）に比べて夫々緩和され、広視野角に於ける道路５１の画像として良好な視認性の表示画像が得られる。

しかし、撮像部１２が、例えば、その取付角度δがδ＝１０°を超えて設置されている場合には、表示部１３に表示される樽型歪みの影響を受けない領域までの距離ｄは、図６の関係からｄ＝３ｍ未満となり、表示部１３に映り込む自車のバンパ７２の映り込み量及び湾曲度が増大して逆に視認性が低下する。

従って、撮像部１２の取付角度δを０°より大きく１０°以下にすることにより、表示画面７１、９１の視認性が向上して自車に直交する道路５１をＹ字路として誤認識されることが軽減され、表示画面の見栄えを良くすることが可能となる。

尚、上記実施例に於いては、撮像部１２が車両１１の前部に設置された場合について説明したが、撮像部１２が車両１１の後部に設置されて車両１１の後方とその左右両側の領域を含む視野範囲や、車両の側方とその前後両側の領域を含む視野範囲の映像を撮像するように設置されていても良い。即ち、本発明は、車両周辺の一方向とこれに直交する方向の領域を含む視野範囲の映像を撮像する場合に広く適用可能である。

本発明の実施の形態に係る車両周辺監視装置の撮像部の設置形態を示す側面図である。 本発明の実施の形態に係る車両周辺監視装置の撮像部の設置形態を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る撮像部の構成を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態に係る撮像画像のモデルを示す図である。 本発明の実施の形態に係る撮像部の設置形態の一例を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態に係る車両周辺監視装置の撮像部の取付高さと取付角度と樽型歪みの影響を受けない領域までの距離の関係を示す図である。 本発明の実施の形態に係る表示画面のモデルを示す図である。 本発明の実施の形態に係る車両周辺監視装置により撮像される道路のモデル例を示す図である。 本発明の実施の形態に係る車両周辺監視装置の表示画面を示す図である。 本発明の実施の形態の変形例に係る撮像部の設置形態の他の例を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態の変形例に係る車両周辺監視装置の表示画面を示す図である。 従来の車両周辺監視装置の表示画面を示す図である。 従来の車両周辺監視装置を搭載した車両の側面図である。 従来の車両周辺監視装置の撮像装置の設置状態を示す側面図である。

符号の説明

１１ 車両
１２ 撮像部
１２Ａ 光軸
１３ 表示装置
１４ 制御装置

Claims (5)

1. 車両に搭載された撮像手段により、車両周辺の一方向とこれに直交する左右方向の領域を含む視野範囲の映像を撮像して車室内の表示部に表示するようにした車両周辺視認装置に於いて、
   前記撮像手段は、前記視野範囲からの光線をレンズ系により集光して撮像素子上に結像するものであり、
   前記レンズ系の光軸が水平方向より所定角度下向きになるように前記撮像手段の取付角度が設定されたことを特徴とする車両周辺視認装置。
2. 請求項１に記載の車両周辺視認装置であって、
   前記撮像手段の取付高さをｈ［ｍ］、前記取付角度をδとすると、前記取付角度δの正接ｔａｎδは、（ｈ／２０）以上、（ｈ／３）以下の範囲に設定されたことを特徴とする車両周辺視認装置。
3. 請求項２に記載の車両周辺視認装置であって、
   前記レンズ系の前記光軸が前記撮像素子の受光面の中心位置から下方にシフトされ、前記光軸の前記中心位置からの下方へのズレ量をＤａ、前記撮像素子の前記受光面の縦寸法をＳｖとすると、前記縦寸法Ｓｖに対する前記ズレ量Ｄａの比Ｄａ／Ｓｖは、０より大きく、０．１５以下の関係を満たす範囲に設定されたことを特徴とする車両周辺視認装置。
4. 請求項２又は請求項３に記載の車両周辺視認装置であって、
   前記表示部の画面高さをＨｉ、前記表示部の中央に於ける地平線の高さをｈｉとすると、前記画面高さＨｉに対する前記地平線の高さｈｉの割合ｈｉ／Ｈｉは、０．４以上、０．８以下の範囲に設定されたことを特徴とする車両周辺視認装置。
5. 請求項４に記載の車両周辺視認装置であって、
   前記割合ｈｉ／Ｈｉが略０．６であることを特徴とする車両周辺視認装置。
   

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