JP2007108207A

JP2007108207A - カメラ装置

Info

Publication number: JP2007108207A
Application number: JP2005296092A
Authority: JP
Inventors: Sousoku Kagami; 聡則鏡
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd
Priority date: 2005-10-11
Filing date: 2005-10-11
Publication date: 2007-04-26

Abstract

【課題】より小型でかつ迷光を防止できるカメラ装置を提供すること。
【解決手段】撮像ユニット２０の前方に撮像レンズ３０が設けられ、この前方に両側視野方向からの光を撮像レンズ３０に導く一対のプリズム４０，４２が設けられる。撮像レンズ３０の最前位置に配設される第１レンズ３１として凹レンズを用い、その第１レンズ３１の後方に、プリズム４０，４２正規光線５０Ｒを通過させると共にその周囲を通過する迷光光線５２Ｒを遮光する絞り部６０を設ける。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両周辺景色等を撮像するためのカメラ装置に関する。

車載カメラ装置として、図３に示すように、撮像素子１１０の前方に、撮像レンズ１２０及び一対のプリズム１３０を配設したものがある。一対のプリズム１３０Ｌ，１３０Ｒは、それぞれ略三角柱形状に形成されている。そして、このカメラ装置の右側にある所定の撮像範囲からの正規光線１４０Ｒは、プリズム１３０Ｒの外側面からプリズム１３０Ｒ内に入射し、プリズム１３０Ｒ内で２回内部反射して、プリズム１３０Ｒの撮像レンズ１２０側背面より出射する。プリズム１３０Ｒより出射した正規光線１４０Ｒは、撮像レンズ１２０を通って撮像素子１１０の撮像面に入射する。また、カメラ装置の左側にある所定の撮像範囲からの正規光線も、同様にプリズム１３０Ｌから撮像レンズ１２０を経由して撮像素子１１０の撮像面に入射する。これにより、単一の撮像素子１１０で、左右両側方向を撮像可能にしている。

このようなカメラ装置は、例えば、特許文献１に開示されている。

特開２００４−１８６８８４号公報

しかしながら、上記カメラ装置では、光１４２Ｒが、プリズム１３０Ｒ内に入射し、３回内部反射して撮像レンズ１２０側に迷光光線１４２Ｒとして出射されることがある。これにより、図４に示すように、撮像素子１１０による撮像画像に、正規光線１４０Ｒによる正規映像１４６とは別に、迷光光線１４２Ｒによる像１４８が写り込んでしまうことになり、周辺景色の視認性を妨げることになる。

このような迷光光線１４２Ｒは、撮像レンズ１２０に向けてレンズ中心から離れる方向に傾いた方向に沿って進行する。このため、プリズム１３０Ｒの背面から離れるに従って、上記正規光線１４０Ｒの光路と迷光光線１４２Ｒの光路とは分離する。そこで、正規光線１４０Ｒの経路と迷光光線１４２Ｒの経路とが分離する位置で、迷光光線１４２Ｒのみを遮光するような絞り１４４を設けることで、上記のような迷光光線１４２Ｒを抑制することができる。

しかしながら、上記のような絞り１４４は、正規光線１４０Ｒの光路と迷光光線１４２Ｒの光路とが十分に分離した位置、即ち、プリズム１３０Ｌ，１３０Ｒの背面から十分に離れた位置に設けられる必要がある。このため、プリズム１３０Ｌ，１３０Ｒと撮像レンズ１２０間の距離Ｌ１を十分に大きくする必要があり、カメラ装置の大型化を招く要因となる。

そこで、本発明は、より小型でかつ迷光を防止できるカメラ装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明に係るカメラ装置は、撮像手段と、前記撮像手段の前方位置に配設され、最前位置に配設される第１レンズとして凹レンズを有する撮像レンズと、前記撮像レンズの前方位置に配設され、所定の視野方向からの光を前記撮像レンズに向けて導く光学的手段と、前記第１レンズの後方に設けられ、所定の視野方向からの正規光線の光路の周囲を通過する迷光光線を遮光する絞り部材とを備えたものである。

この場合に、前記光学的手段は、前記撮像手段の正面側に左右対称に一対配設された略三角柱形状のプリズムであり、前記各プリズムが左右両側視野方向からの光を前記撮像レンズに向けて導くものであってもよい。

この発明のカメラ装置によると、最前位置に配設される第１レンズとして凹レンズを有する撮像レンズと、前記第１レンズの後方に設けられ、所定の視野方向からの正規光線の光路の周囲を通過する迷光光線を遮光する絞り部材とを備えているため、正規光線の光路の周囲を通過する迷光光線は絞り部材で遮光され、迷光を防止できる。また、迷光光線が凹レンズである第１レンズによって外方に拡散される。このため、光学的手段から出射された迷光光線は、光学的手段に比較的近い位置で、正規光線の光路から分離され易くなる。これにより、光学的手段に比較的近い位置に設けられた絞り部材によって、迷光光線を有効に抑制することができ、カメラ装置をより小型化することができる。

また、前記光学的手段が、前記撮像手段の正面側に左右対称に一対配設された略三角柱形状のプリズムであり、前記各プリズムが左右両側視野方向からの光を前記撮像レンズに向けて導くものである場合には、プリズム内を３回内部反射した迷光が、外方向に向けて広がりつつ撮像レンズ側に進行する。このような迷光光線を、上記凹レンズである第１レンズによって有効に拡散して、プリズムに比較的近い位置で、正規光線の光路から分離することができる。

以下、この発明の実施形態に係るカメラ装置について説明する。図１はカメラ装置の内部構造を示す図である。

このカメラ装置は、所定の視野方向を撮像する装置であり、ここでは、単一の撮像手段によって複数の視野方向を同時に撮像する装置である。本カメラ装置は、例えば、車両前部の略中央部に設けられるエンブレム部分やグリル部分等に、車両の前部左右両側方を撮像可能な姿勢で設置される。そして、本カメラ装置により撮像された車両の前部両側方の景色は、車両内に設けられたモニタ等に表示される。これにより、運転者は、運転席より死角となる車両の前部両側方の景色を視認できるようになる。本カメラ装置は、その他、車両後部の左右両方向や、車両左方又は右方の前後方向等を撮像するものであってもよいし、或は、建築物、道路等で複数方向を撮像するものであってもよい。また、本カメラ装置は、必ずしも複数の視野方向を撮像するものである必要はなく、例えば、後述する一対のプリズム４０，４２のうち一方だけを採用し、一側方のみ、下方のみ等、一の視野方向を撮像するものであってもよい。

カメラ装置１０は、撮像手段としての撮像ユニット２０と、撮像レンズ３０と、光学的手段としての一対のプリズム４０，４２と、絞り部材としての絞り部６０とを備えている。なお、説明の便宜上、像側を前側、撮像ユニット２０側を後側として説明する。

撮像ユニット２０は、ＣＣＤ等の単一の撮像素子２２と、この撮像素子２２が実装固定された基板２４とを備えている。基板２４には、撮像素子２２の駆動回路や信号処理回路等を含む諸回路が形成されている。

撮像レンズ３０は、複数のレンズの組合わせにより構成された複合レンズである。この撮像レンズ３０は、最前位置（最も像に近い側）に配設されている第１レンズ（前玉）３１と、該第１レンズ３１を除くレンズ３２とを含んでいる。第１レンズ３１は、後述するように凹レンズに形成されており、一対のプリズム４０，４２より出射された光が、本第１レンズ３１にて拡散されるように屈折される。また、この撮像レンズ３０全体としては、プリズム４０，４２からの正規光線（５０Ｒ等）を所望の光学的特性で集光して撮像素子２２の受光面上に結像させるように設定されている。なお、第１レンズ３１としての凹レンズは、両凹レンズ、平凹レンズ、凸凹レンズ(メニスカス凹レンズ）を含む。また、第１レンズ及びレンズ３２は、それぞれ単一のレンズであっても複数のレンズ群により構成されていてもよい。

この撮像レンズ３０は、樹脂等で形成されたレンズ鏡筒３８により、撮像素子２２の前側の一定位置に保持されている。

一対のプリズム４０，４２は、複数の視野方向（ここでは前方左右両側方向の２方向）からの光を撮像レンズ３０に向けて導くための光学的手段であり、図示省略のプリズムホルダにより、上記撮像レンズ３０の前方に保持されている。

より具体的には、一対のプリズム４０，４２は、互いに左右対称となる略三角柱形状に形成されている。この一対のプリズム４０，４２は、それらのプリズム柱軸を撮像レンズ３０のレンズ中心軸に直交させた姿勢で、それぞれを撮像レンズ３０の右半部及び左半部の正面に位置させるようにして配設されている。

一方の右のプリズム４０に着目してより具体的に説明すると、右のプリズム４０は、その位置の頂点部分４０ａが前側に向けられ、その右のプリズム側面４０Ｒが右側方視野方向に向けられている。また、上記頂点部分４０ａに対向するプリズム背面４０Ｂは、撮像レンズ３０の右半部正面に略対向するように配設されている。このプリズム４０の右プリズム側面４０Ｒ及びプリズム背面４０Ｂの各表面が透過面に形成されている。また、プリズム４０の左プリズム側面４０Ｌの表面は、反射面（鏡面）に形成されている。反射面とする加工は、例えば、プリズム側面４０Ｌ表面に、アルミ等の金属層を蒸着し、さらにその上に黒色塗料等の保護膜を形成することによりなされる。

これにより、カメラ装置の右側の所定の視野方向からの正規光線５０Ｒが、プリズム４０の外向きのプリズム側面４０Ｒに入射した後、プリズム側面４０Ｌとプリズム側面４０Ｒとの間で２回内面反射し、プリズム背面４０Ｂから出射して撮像レンズ３０に向けて導かれる。

また、他方の左のプリズム４２は、右のプリズム４０に対して左右対称に配設されており、上記と同様に、カメラ装置の右側の所定の視野方向からの正規光線５０Ｒを撮像レンズ３０に向けて導く。

これにより、カメラ装置１０の所定の左右両側視野方向からの正規光線（５０Ｒ等）が、左右一対のプリズム及び撮像レンズ３０を経て撮像素子２２に導かれ、単一の撮像素子２２にて左右両側方の視野画像を撮像することができるようになる。

ところで、このようなカメラ装置では、光線５２Ｒが、プリズム４０内に入射し、プリズム側面４０Ｌとプリズム側面４０Ｒとの間で３回内部反射し、プリズム背面４０Ｂから撮像レンズ３０側に向けて迷光光線５２Ｒとして進行することがある。このような迷光光線５２Ｒを抑制するために、次の構成を採用している。

すなわち、上記撮像レンズ３０の第１レンズ３１として凹レンズを用いている。そして、この第１レンズ３１によって、プリズム４０，４２から第１レンズ３１に入射した光線（正規光線５０Ｒ，迷光光線５２Ｒ等）を拡散する方向に屈折させるようにしている。すると、迷光光線５２Ｒのうち少なくとも一部が、第１レンズ３１として凹レンズを用いない場合（破線で示す光線５２Ｒａ参照）と比較して、プリズム４０，４２に近い位置で、正規光線５０Ｒの光路から分離するようになる。

また、第１レンズ３１の後方であってレンズ３２の前方（つまり、第１レンズ３１と、その後方にあるレンズ３２との間）に、絞り部６０を設けている。ここでは、絞り部６０は、レンズ鏡筒３８の内周面からその内側に突出するように形成されている。絞り部６０は、黒色樹脂等の非透過性部材により板状に形成されており、レンズ中心軸上に正規光透過孔６０ｈが形成されている。正規光透過孔６０ｈは、プリズム４０，４２から出射されて第１レンズ３１を経由した正規光線（５０Ｒ等）の光路に対応する形状に形成されている。そして、正規光線（５０Ｒ等）が正規光透過孔６０ｈを通過し、その周囲の迷光光線（５２Ｒ等）が絞り部６０で遮光されるようになっている。これにより、主として正規光線（５０Ｒ等）が撮像レンズ３０を経て撮像素子２２の受光面上に結像し、図２に示すように、主として正規光線（５０Ｒ等）による正規映像５１が映り込んだ映像を得ることができる。

以上のように構成されたカメラ装置によると、撮像レンズ３０の最前位置に配設される第１レンズ３１として凹レンズを用い、その第１レンズ３１の後方に、正規光線（５０Ｒ等）を通過させると共にその周囲を通過する迷光光線（５２Ｒ等）を遮光する絞り部６０を設けているため、絞り部６０が設けられた位置で正規光線（５０Ｒ等）の周囲を通過する迷光光線（５２Ｒ等）は絞り部６０で遮光され、有効に迷光を抑制できる。これにより、図２に示すように、撮像素子２２による撮像画像に、正規光線（５０Ｒ等）による正規映像５１を写し込みつつ、迷光光線（５２Ｒ等）による像を防止することができ、周辺景色の視認性を良好なものとすることができる。

また、迷光光線（５２Ｒ等）が、凹レンズである第１レンズ３１によって外方に拡散される。このため、プリズム４０，４２から出射された迷光光線（５２Ｒ等）は、プリズム４０，４２に比較的近い位置で、正規光線（５０Ｒ等）の光路から分離され易くなる。これにより、プリズム４０，４２に比較的近い位置に設けた絞り部６０によって迷光光線（５２Ｒ等）を有効に遮光することができる。従って、プリズム４０，４２と絞り部６０との距離を比較的小さくして、プリズム４０，４２と撮像レンズ３０とを含む構成を小型化することができ、カメラ装置をより小型化することができる。

特に、略三角柱形状の一対のプリズム４０，４２を用いた構成にあっては、プリズム４０，４２内を３回内部反射した迷光光線（５２Ｒ等）が、外方向に向けて広がりつつ撮像レンズ３０側に進行する。このような迷光光線（５２Ｒ等）を、凹レンズである第１レンズ３１によって有効に拡散して、プリズム４０，４２に比較的近い位置で、正規光線の光路から分離し易くすることができる。

実施形態に係るカメラ装置の内部構造を示す図である。同上のカメラ装置による撮像画像の一例を示す図である。従来例に係るカメラ装置の内部構造を示す図である。従来のカメラ装置による撮像画像の一例を示す図である。

符号の説明

１０カメラ装置
２０撮像ユニット
２２撮像素子
３０撮像レンズ
３１第１レンズ
４０，４２プリズム
５０Ｒ正規光線
５２Ｒ迷光光線
６０絞り部
６０ｈ正規光透過孔

Claims

撮像手段と、
前記撮像手段の前方位置に配設され、最前位置に配設される第１レンズとして凹レンズを有する撮像レンズと、
前記撮像レンズの前方位置に配設され、所定の視野方向からの光を前記撮像レンズに向けて導く光学的手段と、
前記第１レンズの後方に設けられ、所定の視野方向からの正規光線の光路の周囲を通過する迷光光線を遮光する絞り部材と、
を備えたカメラ装置。
請求項１記載のカメラ装置であって、
前記光学的手段は、前記撮像手段の正面側に左右対称に一対配設された略三角柱形状のプリズムであり、前記各プリズムが左右両側視野方向からの光を前記撮像レンズに向けて導く、カメラ装置。