JP2009159546A

JP2009159546A - 広角カメラユニットおよび車載カメラ装置

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Publication number: JP2009159546A
Application number: JP2007338388A
Authority: JP
Inventors: Isato Yoshida; 勇人吉田; Toshiyuki Kawasaki; 俊之川崎; Yukiko Hamano; ゆきこ浜野
Original assignee: Ricoh Optical Industries Co Ltd; Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Optical Industries Co Ltd; Ricoh Co Ltd
Priority date: 2007-12-28
Filing date: 2007-12-28
Publication date: 2009-07-16
Anticipated expiration: 2027-12-28
Also published as: JP4960856B2

Abstract

【課題】赤外ＬＥＤや、可視光と赤外光とでレンズの合焦位置を切替える切替機構等を用いることなく昼間および夜間においても良好に撮像することができ、かつコンパクトで安価な広角カメラユニットおよび車載カメラ装置を提供する。
【解決手段】広角カメラユニット３を備えた車載カメラ装置において、広角レンズ系１０を構成する複数のレンズのうちの第２レンズ１３の物体側の平面１３ａに、広角レンズ系１０の光軸を中心にして中央側に赤外光領域の波長の光線を透過させる第１コーティング膜Ａ１を蒸着するともに、同心円状に第１コーティング膜Ａ１の外周側に可視光領域の波長の光線を透過させる第２コーティング膜Ａ２を蒸着する。
【選択図】図２

Description

本発明は、広角カメラユニットおよび車載カメラ装置に関する。

前方左右の見通しが悪い路地等では、徐行しながら車両の運転席付近までを前方の路面に進入させて一旦停止しないと、運転席から前方の路面左右の安全を目視で確認することができなかった。そこで、近年、前方左右の見通しが悪い路地等においても、車両の運転席付近までを前方の路面に進入させることなく前方の路面左右の状況を容易に確認できるように、車体前部の前方両側領域の画像を車室内のモニタに表示する車載カメラ装置が知られている。

このような車載カメラ装置では、車体前部の前方両側領域の画像を表示するために広画角（１３０〜１９０度程度）の広角レンズを有する広角カメラユニットが車体前面（例えば、フロントグリル前面）の中央部に設置される。ところで、このような広角レンズを有する広角カメラユニットは、一般に可視光領域での撮像しか対応していなので、夜間等の周囲が暗い環境下では使用できなかった。

このため、夜間等の周囲が暗い環境下でも昼間と同様に撮像できるように、赤外光を発する赤外ＬＥＤを設け、かつレンズの合焦位置を赤外光に対応させて切替え可能なカメラユニットが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−９３６５２号公報

ところで、前記特許文献１のようなカメラユニットは、夜間等の周囲が暗い環境下でも撮像できるように、赤外光を発する赤外ＬＥＤや、可視光と赤外光とでレンズの合焦位置を切替える切替機構を必要とし、更に、これらの部材（赤外ＬＥＤ、切替機構）を有しているのでカメラユニットが大型化し、コストも高くなる。

そこで、本発明は、赤外ＬＥＤや、可視光と赤外光とでレンズの合焦位置を切替える切替機構を用いることなく昼間および夜間においても良好に撮像することができ、かつコンパクトで安価な広角カメラユニットおよび車載カメラ装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、物体側から像面側に向けて複数のレンズを配列して構成された広角レンズ系と、前記広角レンズ系により結像された被写体像を複数の画素を有する受光面に受光して電気信号に変換する固体撮像素子とを備えた広角カメラユニットであって、前記広角レンズ系を構成する前記複数のレンズのうちの一枚のレンズ、または前記複数のレンズのうちの物体側に一番近いレンズの物体側前方に、前記広角レンズ系の光軸を中心にして中央側に赤外光領域の波長の光線を透過させる第１透過手段を設けるとともに、同心円状に前記第１透過手段の外周側に可視光領域の波長の光線を透過させる第２透過手段を設け、前記第１透過手段を透過した前記広角レンズ系の物体側中央領域の赤外光による被写体像を前記固体撮像素子の受光面に受光して電気信号に変換するとともに、前記第２透過手段を透過した前記広角レンズ系の物体側周辺領域の可視光による被写体像を前記固体撮像素子の受光面に受光して電気信号に変換することを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、前記広角レンズ系は、前記広角レンズ系は、絞りを間に挟んで物体側の前群レンズと像面側の後群レンズからなり、前記前群レンズは、物体側から順に負の屈折力を有する第１レンズと第２レンズ、正の屈折力を有する第３レンズを有し、前記後群レンズは、正の屈折力を有する第４レンズを有し、前記第２レンズの物体側のレンズ面は、光軸に対して直交方向に平面状に形成されており、前記第１透過手段は、前記第２レンズの物体側の平面状のレンズ面に光軸を中心にして中央側に蒸着した赤外光領域の波長の光線を透過させる第１コーティング膜であり、前記第２透過手段は、同心円状に前記第１コーティング膜の外周側に蒸着した可視光領域の波長の光線を透過させる第２コーティング膜であることを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、前記第１コーティング膜は、真空蒸着法によりTiO₂とSiO₂を交互に複数積層して形成された薄膜であり、前記第２コーティング膜は、真空蒸着法によりTa₂O₅とSiO₂を交互に複数積層して形成された薄膜であることを特徴としている。

請求項４に記載の発明に係る車載カメラ装置は、車両の所定位置に配置される請求項１乃至３のいずれか一項に記載の広角カメラユニットと、前記広角カメラユニットの前記固体撮像素子から出力される電気信号を表示可能な画像信号に処理する信号処理手段と、前記信号処理手段で生成された画像信号を入力して画像を表示する表示手段と、を有することを特徴としている。

請求項５に記載の発明に係る車載カメラ装置は、車両周囲の照度を検出する照度検出手段と、前記照度検出手段で検出された照度情報に基づいて、車両周囲が所定照度以上であると判断したときは、少なくとも前記第２透過手段を透過した前記広角レンズ系の前方周辺領域の可視光による被写体像を選択して前記表示手段に表示させるよう制御し、車両周囲が所定照度未満であると判断したときは、前記第１透過手段を透過した前記広角レンズ系の前方中央領域の赤外光による被写体像を選択して前記表示手段に表示させるよう制御する制御手段とをさらに有することを特徴としている。

請求項６に記載の発明に係る車載カメラ装置は、前記信号処理手段から出力される画像信号に基づいて前記表示手段は、車両周囲が所定照度以上の環境下では、前記第１透過手段を透過した前記広角レンズ系の前方中央領域の赤外光による被写体像、および前記第２透過手段を透過した前記広角レンズ系の前方周辺領域の可視光による被写体像を表示し、車両周囲が所定照度未満の環境下では、前記第１透過手段を透過した前記広角レンズ系の前方中央領域の赤外光による被写体像を表示することを特徴としている。

請求項７に記載の発明に係る車載カメラ装置は、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の広角カメラユニットを、車両の前面中央部に設置したことを特徴としている。

本発明に係る広角カメラユニットによれば、第１透過手段を透過した広角レンズ系の物体側中央領域の赤外光による被写体像を固体撮像素子の受光面に受光して電気信号に変換するとともに、第２透過手段を透過した広角レンズ系の物体側周辺領域の可視光による被写体像を固体撮像素子の受光面に受光して電気信号に変換することにより、赤外ＬＥＤや、可視光と赤外光とでレンズの合焦位置を切替える切替機構を用いることなく昼間および夜間においても良好に撮像することができ、かつ赤外ＬＥＤや、可視光と赤外光とでレンズの合焦位置を切替える切替機構を用いてないので、コンパクトで安価な広角カメラユニットを提供することができる。

また、本発明に係る車載カメラ装置によれば、請求項１乃至３のいずれか一項に記載の広角カメラユニットの固体撮像素子から出力される電気信号を信号処理手段により表示可能な画像信号に処理して表示手段に画像表示することにより、第１透過手段を透過した広角レンズ系の物体側中央領域の赤外光による被写体像と、第２透過手段を透過した広角レンズ系の物体側周辺領域の可視光による被写体像を表示手段に表示することができる。

以下、本発明を図示の実施形態に基づいて説明する。
〈実施形態１〉
図１は、本発明の実施形態１に係る広角カメラユニットを有する車載カメラ装置を搭載した車両を示す概略図、図２は、本発明の実施形態１に係る広角カメラユニットを示す概略構成図である。なお、本実施形態は、車両の前方周辺および正面前方を撮像してモニタに表示する車載カメラ装置に適用した例である。

図１に示すように、本実施形態に係る車載カメラ装置１は、車両（自動車）２の車両前面（例えば、フロントグリル前面）２ａの中央部に設置した広角カメラユニット３と、広角カメラユニット３から出力される電気信号を処理する処理部４と、処理部４から出力される映像信号を入力し広角カメラユニット３で撮像された画像を表示する液晶モニタ（ＬＣＤ）等のモニタ５と、車両周囲の照度（明るさ）を検出する照度センサ６を備えている。処理部４は車室内のインストルメントパネル（不図示）の内側に設置され、モニタ５はインスツルメントパネルに設置されている。また、照度センサ６はフロントウインドウの内側に設置されている。

広角カメラユニット３は、図２に示すように、広角レンズ系１０と、固体撮像素子としてのＣＣＤイメージセンサ（以下、「ＣＣＤ」という」１１と、カメラユニット本体１８を備えている。ＣＣＤ１１は可視光領域から赤外光のうちの近赤外光領域の波長に対して感度を有している。

広角レンズ系１０は、物体側（図２の左側）から像面（ＣＣＤ１１の受光面１１ａ）側に向けて順に配列された、負の屈折力を有する第１レンズ１２、負の屈折力を有する第２レンズ１３、正の屈折力を有する第３レンズ１４、正の屈折力を有する第４レンズ１５を有している。また、第３レンズ１４と第４レンズ１５の間には絞り１６が配置され、第４レンズ１５の後方（像面（ＣＣＤ１１の受光面１１ａ）側）には、ローパスフィルター等の機能を有する平行平面状のガラスフィルタ１７が配置されている。第１レンズ１２〜第４レンズ１５、絞り１６、ガラスフィルタ１７の各外周面は、カメラユニット本体１８内に設けた支持体（不図示）によって位置決めされて支持されている。

このように、本実施形態における広角レンズ系１０は、前群レンズを構成する第１レンズ１２、第２レンズ１３、第３レンズ１４と、後群レンズを構成する第４レンズ１５からなる２群４枚構成であり、単焦点で１９０°程度の超広画角を有する超広角レンズユニットである。なお、本実施形態における広角レンズ系１０は、可視光領域から近赤外光領域の波長に対してＣＣＤ１１の受光面１１ａに良好に合焦するように構成されている。

第１レンズ１２は、物体側に凸面１２ａ、像面側に凹面１２ｂを有している。第２レンズ１３は、物体側に平面１３ａ、像面側に凹面１３ｂを有している。第３レンズ１４は、物体側に凸面１４ａ、像面側に凸面１４ｂを有している。第４レンズ１５は、物体側に凸面１５ａ、像面側に凹面１５ｂを有している。第１レンズ１２〜第４レンズ１５は、ガラス材料により形成されており、また第１レンズ１２の像面側の凹面１２ｂは非球面状に形成されている。

また、第２レンズ１３の物体側の平面１３ａには、同心円状に中央側とその外周側にそれぞれ第１コーティング膜Ａ１と第２コーティング膜Ａ２が蒸着されている。中央側の第１コーティング膜Ａ１は、近赤外光領域の波長（６００〜１０００ｎｍ程度の波長）のみを透過する膜であり、外周側の第２コーティング膜Ａ２は、可視光領域の波長（４２０〜６２０ｎｍ程度の波長）のみを透過する膜である。

第１コーティング膜Ａ１は、例えば真空蒸着法により、TiO₂（酸化チタン）とSiO₂（酸化ケイ素）を交互に４０〜６０層程度に積層して形成されている。膜厚は数百ｎｍ程度である。また、第２コーティング膜Ａ２は、例えば真空蒸着法により、Ta₂O₅（五酸化タンタル）とSiO₂（酸化ケイ素）を交互に４０〜６０層程度に積層して形成されている。膜厚は数百ｎｍ程度である。

なお、第２レンズ１３の平面１３ａの中央側に第１コーティング膜Ａ１を蒸着するときは、外周側の第２コーティング膜Ａ２の蒸着領域をマスクで覆って中央側のみに蒸着させ、その後、第２レンズ１３の平面１３ａに第２コーティング膜Ａ２を蒸着するときは、蒸着した中央側の第１コーティング膜Ａ１の蒸着領域をマスクで覆って外周側のみに蒸着させる。このように、第２レンズ１３の物体側の平面１３ａの中央側に近赤外光領域の波長のみを透過する第１コーティング膜Ａ１が蒸着され、その外周側に可視光領域の波長のみを透過する第２コーティング膜Ａ２が蒸着されている。また、第２レンズ１３の物体側の平面１３ａは、平面状に形成されているので、第１コーティング膜Ａ１および第２コーティング膜Ａ２を容易に、かつ均一に蒸着させることができる。

これにより、図２に示すように、光軸を中心に対して６０〜７０°程度の画角θ１の範囲内では、近赤外光のみが第１レンズ１２を通して第２レンズ１３の平面１３ａに蒸着した第１コーティング膜Ａ１を透過し、第２レンズ１３、第３レンズ１４、第４レンズ１５、ガラスフィルタ１７を通してＣＣＤ１１の受光面１１ａに入射する。また、光軸を中心に対して７０〜１９０°程度の画角θ２の範囲内では、可視光のみが第１レンズ１２を通して第２レンズ１３の平面１３ａに蒸着した第２コーティング膜Ａ２を透過し、第２レンズ１３、第３レンズ１４、第４レンズ１５、ガラスフィルタ１７を通してＣＣＤ１１の受光面１１ａに入射する。なお、ＣＣＤ１１の各画素の前面側にはＲ，Ｇ，Ｂの色フィルタ（不図示）が配置されている。

処理部４は、図３に示すように、ＣＤＳ（相関２重サンプリング部）２０、ＡＧＣ（アナログゲイン制御部）２１、Ａ／Ｄ変換部２２、信号処理部２３、画像選択部２４、および制御部（ＣＰＵ）２５を有している。

ＣＤＳ２０は、ＣＣＤ１１から出力される電気信号をサンプリングする。ＡＧＣ２１は、ＣＤＳ２０にてサンプリングされた電気信号（アナログ画像信号）のゲインを調整する。Ａ／Ｄ変換部２２は、ＡＧＣ２１から出力される電気信号（アナログ画像信号）をＡ／Ｄ変換する。信号処理部２３は、Ａ／Ｄ変換部２２によりデジタル信号に変換された画像データをモニタ５に表示可能な画像信号に変換処理する。

画像選択部２４は、信号処理部２３から入力される画像信号に対し、制御部２５から入力される判定信号（照度センサ６で検出した車両周囲の照度情報に基づいた信号）に基づいて、モニタ５に表示させる画像（第１コーティング膜Ａ１を透過した近赤外光の画像、または第２コーティング膜Ａ２を透過した可視光の画像）を選択する（詳細は後述する）。制御部（ＣＰＵ）２５は、処理部４の動作制御を含め本実施形態に係る車載カメラ装置１全体を制御する。

なお、運転者（操作者）が選択スイッチ２６を手動操作して、選択信号を制御部２５に入力することによっても、モニタ５に表示させる画像（第１コーティング膜Ａ１を透過した近赤外光の画像、または第２コーティング膜Ａ２を透過した可視光の画像）を画像選択部２４により選択することができる。

次に、前記した本実施形態に係る車載カメラ装置１による画像表示動作を、図４に示すフローチャートを参照して説明する。

車両２の車両前面（例えば、フロントグリル前面）２ａの中央部に設置された広角カメラユニット３の広角レンズ系１０により、図２に示したように車両前面の水平方向（車両前面と平行な方向）に対して１９０°程度の画角を有する光学像（被写体像）が形成され、ＣＣＤ１１の受光面１１ａに結像する。そして、ＣＣＤ１１から出力される前記光学像に応じた電気信号は、処理部４のＣＤＳ（相関２重サンプリング部）２０、ＡＧＣ（アナログゲイン制御部）２１を通してＡ／Ｄ変換部２２によりデジタル形式の画像データに変換される。

信号処理部２３は、Ａ／Ｄ変換部２２から出力される画像データに対して、ガンマ補正、輪郭補正、ホワイトバランス補正等の画像処理を施すとともに、モニタ５に表示可能な画像信号に変換処理し、処理した画像信号を画像選択部２４に出力する（ステップＳ１）。

なお、画像選択部２４に入力される画像信号は、第２レンズ１３の平面１３ａの中央側に蒸着した第１コーティング膜Ａ１を透過した近赤外光の画像に対応した画像信号、および第２レンズ１３の平面１３ａの外周側に蒸着した第２コーティング膜Ａ２を透過した可視光の画像に対応した画像信号を含んでいる。

そして、照度センサ６で車両周囲の照度を検出する（ステップＳ２）。制御部２５は、照度センサ６から入力される照度情報（検出照度）と予め設定している設定照度とを比較する（ステップＳ３）。そして、ステップＳ３で検出照度が設定照度以上（検出照度≧設定照度）であると判定した場合（ステップＳ３：ＹＥＳ）、即ち、昼間等で車両周囲が視認可能な程度以上に明るい状況の場合には、この判定に応じた判定信号を画像選択部２４に出力する。

そして、画像選択部２４は、制御部２５から入力される判定信号に基づいて、信号処理部２３から入力される画像信号から第２コーティング膜Ａ２を透過した可視光の画像に対応した画像信号を選択し、車両前方両側の可視光の画像をモニタ５に表示させる（ステップＳ４）。

例えば、図５に示すように、昼間等で車両周囲が視認可能な程度以上に明るい状況で、車載カメラ装置１を搭載した車両２を、生垣３１等によって前方左右の見通しが悪い路地から前方の交差する道路３０に対して左折させる場合に、車両前面２ａ付近のみをこの道路３０に進入させて停止する。これにより、広角カメラユニット３に設けた広角レンズ系１０の第２レンズ１３の平面１３ａに蒸着した外周側の第２コーティング膜Ａ２を透過した可視光の画像がモニタ５に表示される。

図５において、ａ１，ａ２（斜線で示した部分）は、広角レンズ系１０の第２コーティング膜Ａ２を透過する可視光に対応した車両前面の水平方向（車両前面２ａと平行な方向）の撮像領域であり、運転席からは死角になっている道路３０の左右両側がモニタ５に表示される。これにより、前方左右の見通しが悪い路地等においても、車両前面２ａの前方両側の状況を安全に、かつ容易に確認することができる。

なお、車両２の正面前方側（図５の撮像領域ａ１と撮像領域ａ２の間の領域）の第１コーティング膜Ａ１を透過した近赤外光の画像も併せてモニタ５に表示してもよい。本実施形態では、昼間等で車両周囲が視認可能な程度以上に明るい状況の場合には、車両２の正面前方側は運転者が直接視認することができるので、モニタ５には表示されないように画像処理している。

また、ステップＳ３で検出照度が設定照度未満であると判定した場合（ステップＳ３：ＮＯ）、即ち、夜間等で車両周囲が暗く視認しにくい状況の場合には、この判定に応じた判定信号を画像選択部２４に出力する。

そして、画像選択部２４は、制御部２５から入力される判定信号に基づいて、信号処理部２３から入力される画像信号から第１コーティング膜Ａ１を透過した近赤外光の画像に対応した画像信号を選択し、モニタ５に車両正面前方側の近赤外光の画像を表示させる（ステップＳ５）。

例えば、図６に示すように、夜間等で車両２の進行方向前方が暗く視認しにくい状況の場合（図６では、夜間で車両２の進行方向前方（車両２のヘッドライトの光（ロービーム）が届かない程度の前方）に歩行者３２や自転車に乗った人３３が道路を横断している場合）には、広角カメラユニット３に設けた広角レンズ系１０の第２レンズ１３の平面１３ａに蒸着した中央側の第１コーティング膜Ａ１を透過した近赤外光の画像がモニタ５に表示される。

図６において、ａ３（斜線で示した部分）は、広角レンズ系１０の第１コーティング膜Ａ１を透過する近赤外光に対応した車両前面の水平方向（車両前面２ａと平行な方向）の撮像領域であり、運転者が視認しにくい車両２のヘッドライトの光が届かない程度前方の路面がモニタ５に表示される。これにより、夜間で運転者が視認しにくい車両２のヘッドライトの光（ロービーム）が届かない程度前方の状況を容易に確認することができる。

このように、本実施形態に係る車載カメラ装置１によれば、夜間用に赤外光を発する赤外ＬＥＤや、可視光と赤外光とでレンズの合焦位置を切替える切替機構等を設けることなく、昼間および夜間においても単一の広角カメラユニット３で良好に撮像することができる。これにより、照度センサ６で検出される車両周囲の照度情報に基づいて、第１コーティング膜Ａ１を透過した広角レンズ系１０の物体側中央領域の近赤外光による被写体像、または第２コーティング膜Ａ２を透過した広角レンズ系１０の物体側周辺領域の可視光による被写体像を選択してモニタ５に表示することができる。

なお、運転者（操作者）が選択スイッチ２６を操作して制御部２５に選択信号を入力することにより、制御部２５から画像選択部２４に選択信号が出力される。これにより、照度センサ６で検出される車両周囲の照度情報にかかわらず、運転者の意思に基づいて前記した可視光の画像か近赤外光の画像のいずれか選択した一方の画像、もしくは両方の画像をモニタ５に表示することができる。

また、本実施形態に係る車載カメラ装置１によれば、従来例のように夜間用の赤外ＬＥＤや、可視光と赤外光とでレンズの合焦位置を切替える切替機構を用いる必要がないので、コンパクトで安価な広角カメラユニット３を提供することができる。

なお、前記実施形態では、第１コーティング膜Ａ１と第２コーティング膜Ａ２を広角レンズ系１０の第２レンズ１３の平面１３ａに同心円状に蒸着した構成であったが、これに限らず、第１コーティング膜Ａ１と第２コーティング膜Ａ２を広角レンズ系１０の第１レンズ１２の物体側の凸面１２ａ、像面側の凹面１２ｂ、第２レンズ１３の像面側の凹面１３ｂ、第３レンズ１４の物体側の凸面１４ａ、像面側の凸面１４ｂのいずれかの一面に蒸着するようにしてもよい。

また、前記実施形態では、広角レンズ系１０に対して近赤外光の波長領域の光線と可視光の波長領域の光線をそれぞれ同心円状に透過させるために、第２レンズ１３の平面１３ａにコーティング膜（第１コーティング膜Ａ１と第２コーティング膜Ａ２）を蒸着した構成であったが、これに限らず、例えば第１レンズ１２の物体側前方に、広角レンズ系１０に対して近赤外光の波長領域の光線と可視光の波長領域の光線をそれぞれ同心円状に透過させる構成のフィルタや回折格子などを配置することも可能である。

また、前記実施形態では、本発明に係る車載カメラ装置を、車両前方周辺領域を撮像してモニタに表示する車載カメラ装置に適用した例であったが、これ以外にも、例えば車両後方周辺を撮像してモニタに表示する車載カメラ装置（バックガイドモニタ装置）などにも同様に適用可能である。

〈実施形態２〉
図７は、本発明の実施形態２に係る広角カメラユニットを備えた車載カメラ装置の構成を示すブロック図である。なお、図１〜図３に示した実施形態１と同一機能を有する部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

前記したように信号処理部２３で生成される画像信号は、広角レンズ系１０の第２レンズ１３の平面１３ａの中央側に蒸着した第１コーティング膜Ａ１を透過した近赤外光の画像に対応した画像信号、および第２レンズ１３の平面１３ａの外周側に蒸着した第２コーティング膜Ａ２を透過した可視光の画像に対応した画像信号を含んでいる。

そして、本実施形態では、車両周囲が所定照度以上である昼間等の環境下では、信号処理部２３から出力される画像信号に基づいてモニタ５は、第２レンズ１３の平面１３ａの中央側に蒸着した第１コーティング膜Ａ１を透過した近赤外光の画像、および第２レンズ１３の平面１３ａの外周側に蒸着した第２コーティング膜Ａ２を透過した可視光の画像の両方を表示する。これにより、車両周囲が所定照度以上である昼間等の環境下では、車両２の正面前方領域および前方両側領域の画像がモニタ５に表示される。

また、車両周囲が所定照度未満である夜間等の環境下では、信号処理部２３から出力される画像信号に基づいてモニタ５は、第２レンズ１３の平面１３ａの中央側に蒸着した第１コーティング膜Ａ１を透過した近赤外光の画像を表示する（夜間等では可視光の画像は表示できない）。これにより、車両周囲が所定照度未満である夜間等の環境下では、車両２の正面前方領域の画像がモニタ５に表示される。

このように、本実施形態に係る車載カメラ装置によれば、夜間用の赤外ＬＥＤや、可視光と赤外光とでレンズの合焦位置を切替える切替機構等を設けることなく、昼間および夜間においても単一の広角カメラユニット３で撮像した画像をモニタ５に表示することができる。また、従来例のように夜間用の赤外ＬＥＤや、可視光と赤外光とでレンズの合焦位置を切替える切替機構等を設ける必要がないので、コンパクトで安価な広角カメラユニット３を提供することができる。

本発明の実施形態１に係る車載カメラ装置を搭載した車両を示す概略図。本発明の実施形態１に係る広角カメラユニットを示す概略構成図。本発明の実施形態１に係る車載カメラ装置の構成を示すブロック図。本発明の実施形態１に係る車載カメラ装置による画像表示動作を示すフローチャート。昼間等における車両の前方両側の撮像領域を示す図。夜間等における車両の正面前方の撮像領域を示す図。本発明の実施形態２に係る車載カメラ装置の構成を示すブロック図。

符号の説明

１車載カメラ装置
２車両
２ａ車体前面
３広角カメラユニット
４処理部
５モニタ（表示手段）
６照度センサ（照度検出手段）
１０広角レンズ系
１１ＣＣＤ（固体撮像素子）
１２第１レンズ
１３第２レンズ
１４第３レンズ
１５第４レンズ
２３信号処理部（信号処理手段）
２４画像選択部
２５制御部（制御手段）
Ａ１第１コーティング膜（第１透過手段）
Ａ２第２コーティング膜（第２透過手段）

Claims

物体側から像面側に向けて複数のレンズを配列して構成された広角レンズ系と、前記広角レンズ系により結像された被写体像を複数の画素を有する受光面に受光して電気信号に変換する固体撮像素子とを備えた広角カメラユニットであって、
前記広角レンズ系を構成する前記複数のレンズのうちの一枚のレンズ、または前記複数のレンズのうちの物体側に一番近いレンズの物体側前方に、前記広角レンズ系の光軸を中心にして中央側に赤外光領域の波長の光線を透過させる第１透過手段を設けるとともに、同心円状に前記第１透過手段の外周側に可視光領域の波長の光線を透過させる第２透過手段を設け、
前記第１透過手段を透過した前記広角レンズ系の物体側中央領域の赤外光による被写体像を前記固体撮像素子の受光面に受光して電気信号に変換するとともに、前記第２透過手段を透過した前記広角レンズ系の物体側周辺領域の可視光による被写体像を前記固体撮像素子の受光面に受光して電気信号に変換する、
ことを特徴とする広角カメラユニット。
前記広角レンズ系は、絞りを間に挟んで物体側の前群レンズと像面側の後群レンズからなり、前記前群レンズは、物体側から順に負の屈折力を有する第１レンズと第２レンズ、正の屈折力を有する第３レンズを有し、前記後群レンズは、正の屈折力を有する第４レンズを有し、前記第２レンズの物体側のレンズ面は、光軸に対して直交方向に平面状に形成されており、
前記第１透過手段は、前記第２レンズの物体側の平面状のレンズ面に光軸を中心にして中央側に蒸着した赤外光領域の波長の光線を透過させる第１コーティング膜であり、前記第２透過手段は、同心円状に前記第１コーティング膜の外周側に蒸着した可視光領域の波長の光線を透過させる第２コーティング膜である、
ことを特徴とする請求項１に記載の広角カメラユニット。
前記第１コーティング膜は、真空蒸着法によりTiO₂とSiO₂を交互に複数積層して形成された薄膜であり、前記第２コーティング膜は、真空蒸着法によりTa₂O₅とSiO₂を交互に複数積層して形成された薄膜である、
ことを特徴とする請求項２に記載の広角カメラユニット。
車両の所定位置に配置される請求項１乃至３のいずれか一項に記載の広角カメラユニットと、前記広角カメラユニットの前記固体撮像素子から出力される電気信号を表示可能な画像信号に処理する信号処理手段と、前記信号処理手段で生成された画像信号を入力して画像を表示する表示手段と、を有する、
ことを特徴とする車載カメラ装置。
車両周囲の照度を検出する照度検出手段と、
前記照度検出手段で検出された照度情報に基づいて、車両周囲が所定照度以上であると判断したときは、少なくとも前記第２透過手段を透過した前記広角レンズ系の物体側周辺領域の可視光による被写体像を選択して前記表示手段に表示させるよう制御し、車両周囲が所定照度未満であると判断したときは、前記第１透過手段を透過した前記広角レンズ系の物体側中央領域の赤外光による被写体像を選択して前記表示手段に表示させるよう制御する制御手段とをさらに有する、
ことを特徴とする請求項４に記載の車載カメラ装置。
前記信号処理手段から出力される画像信号に基づいて前記表示手段は、車両周囲が所定照度以上の環境下では、前記第１透過手段を透過した前記広角レンズ系の物体側中央領域の赤外光による被写体像、および前記第２透過手段を透過した前記広角レンズ系の物体側周辺領域の可視光による被写体像を表示し、車両周囲が所定照度未満の環境下では、前記第１透過手段を透過した前記広角レンズ系の物体側中央領域の赤外光による被写体像を表示する、
ことを特徴とする請求項４に記載の車載カメラ装置。
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の広角カメラユニットを、車両の前面中央部に設置した、
ことを特徴とする請求項４乃至６のいずれか一項に記載の車載カメラ装置。