JP3860039B2

JP3860039B2 - Imaging camera

Info

Publication number: JP3860039B2
Application number: JP2002010016A
Authority: JP
Inventors: 政善井本
Original assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Wiring Systems Ltd; AutoNetworks Technologies Ltd; Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority date: 2002-01-18
Filing date: 2002-01-18
Publication date: 2006-12-20
Anticipated expiration: 2022-01-18
Also published as: JP2003219226A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、レンズ系によって結像された像を撮像素子部により撮像する撮像カメラに関し、特に車両に搭載され、車両周辺を撮像する撮像カメラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１６は従来の撮像カメラの構成を模式的に示す図である。この従来の撮像カメラでは、図１６に示すように、撮像素子部１及びレンズ系３が、撮像素子部１の中心軸とレンズ系３の光軸５とが直線上に重なるように配置されている。このため、当然のことながら、撮像の際には撮像対象の方向にレンズ系３の光軸５が向くように、撮像カメラを配置する必要がある。例えば、図１６に示すように、水平方向７の上側領域よりも下側領域の方をより広範囲に撮像しようとすると、光軸５が水平方向７に対して斜め下方を向くように、撮像素子部１及びレンズ系３の配置、あるいは撮像カメラの配置を行う必要がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このため、従来の撮像カメラを車両に搭載して車両周辺における水平方向７に対して斜め下方の領域を撮像する場合には、図１６に示すように光軸５が水平方向７に対して斜め下方向を向くように、撮像素子部１及びレンズ系３の配置、あるいは撮像カメラの配置を行う必要がある。このように撮像素子部１及びレンズ系３の配置、あるいは撮像カメラの配置では、光軸５が水平方向７と平行になるように撮像素子部１及びレンズ系の配置、あるいは撮像カメラの配置とした場合と比して、撮像カメラの車両への設置スペースが大きくなる等の問題がある。なお、この点に関しては、後に図８及び図９等を参照して詳細に説明する。
【０００４】
そこで、本発明は前記問題点に鑑み、レンズ系の光軸を一定の方向に向けたままで撮像カメラの撮像方向を変更することができ、車両への設置スペースの省スペース化等が図れる撮像カメラを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための技術的手段は、車両に搭載され車両周辺の３方向を撮像する撮像カメラであって、その前部における左右の側面および下面にそれぞれ左右の撮像領域からの光を取り込むための透孔部および斜め下方向の撮像領域からの光を取り込むための透孔部が設けられており、その前部が車両外に突出される様にして前記車両に設置されるケースを有し、そのケース内に、その中心軸を水平にして配置された撮像素子部と、前記撮像素子部の前側に配置され、その光軸を水平にし且つその光軸を前記撮像素子部の中心軸上に対して下方に偏心して配置されたレンズ系と、前記レンズ系の上部の前側に配置され、それぞれ、断面三角形状を有し、その第１の側面が光を受け入れる光入射面とされ、その第２の側面が鏡面とされ、その第３の側面が光を射出する光射出面とされた左右一対の断面三角形状のプリズムと、が収容され、前記左／右の撮像領域からの光がそれぞれ、前記左／右のプリズムの前記第１の側面から前記左／右のプリズム内に入射して、そのプリズムの前記第２の側面および前記第１の側面で順に内面反射されて、そのプリズムの前記第３の側面から射出された後に、前記レンズ系を介して前記撮像素子部に結像され、他方、前記斜め下方の撮像領域からの光が、前記プリズムを介さずに前記レンズ系を介して前記撮像素子部に結像されることを特徴とする。
【０００９】
また、好ましくは、前記レンズ系又は前記撮像素子部の一方が、前記レンズ系又は前記撮像素子部のいずれか他方に対して上下方向に沿って移動可能に設けられ、前記一方を上下方向に沿って駆動する駆動機構が設けられるのがよい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
＜第１実施形態＞
図１は本発明の第１実施形態に係る撮像カメラの縦断面の構成を模式的に示す図であり、図２は図１の撮像カメラの要部の平面的な構成を示す図である。この撮像カメラ１０は、図１及び図２に示すように、レンズ系１１と、撮像素子部１３と、左右方向の光を反射してレンズ系１１に導入する光学素子である２つのプリズム１５，１７と、これらを収容するケース１９とを備えており、例えば車両前端部（例えば、エンブレムの下部等）に設置され、車両前方側における左方向の撮像領域Ａ１（図４参照）、右方向の撮像領域Ａ２（図４参照）及び斜め下方向の撮像領域Ａ３（図４及び図５参照）を撮像する。レンズ系１１及び撮像素子部１３は、撮像部２０を構成している。
【００１１】
レンズ系１１は、レンズ１１ａ〜１１ｄを備えて構成されており、入射側を車両前方側に向けて設置され、その光軸２１が水平方向と平行になるように設定されている。
【００１２】
撮像素子部１３は、少なくとも１つの撮像素子（ここではＣＣＤ撮像素子）を備えて構成されており、レンズ系１１からの光を受光し、３方向の撮像領域Ａ１〜Ａ３を撮像し、撮像した映像（映像信号）を出力する。
【００１３】
本実施形態では、図１及び図３に示すように、レンズ系１１の光軸２１が撮像素子部１３の中心軸２３上から下方（所定方向）に所定の偏心距離Ｄだけ平行移動されて偏心配置され、これによって、撮像カメラ１０の撮像範囲が下方側に拡大されている。すなわち、レンズ系１１の光軸２１を水平方向に向けたままで、撮像カメラ１０の撮像方向が水平方向から斜め下方に向けられている。
【００１４】
レンズ系１１の偏心距離Ｄは、例えば、レンズ系１１の垂直画角が７０度であり、撮像素子部１３のＣＣＤ撮像素子が１／４インチサイズ（垂直方向の撮像有効寸法が２．７ｍｍ）である場合において、その７０度の垂直画角のうちの上側から２３．４度の範囲α（図３参照）が水平方向よりも上側の範囲を撮像し、垂直画角のうちの下側から４６．６度の範囲β（図３参照）が水平方向よりも下側の範囲を撮像するように設定する場合には、０．４５ｍｍに設定される。つまり、レンズ系１１の光軸２１がＣＣＤ撮像素子の下端部から上方に１／３の位置を通過するように、偏心距離Ｄが設定される。
【００１５】
各プリズム１５，１７は、図２に示すように、断面三角形状を有し、その三角形状のいずれかのコーナ部１５ａ，１７ａを車両前方側に向けて、レンズ系１１の前面側において、光軸２１に対して左右対称になるように、上下方向に沿って立設されている。各プリズム１５，１７の第１の側面１５ｂ，１７ｂは、光を受け入れる光入射面となっており、第２の側面１５ｃ，１７ｃは、鏡面加工（アルミ膜を蒸着した上に黒色塗料による保護膜形成）が施されて鏡面とされており、第３の側面１５ｄ，１７ｄは、光を出射させる光出射面となっている。また、各プリズム１５，１７の下部底面には、図示しない遮光部材（遮光膜を含む）が付与されている。
【００１６】
そして、各プリズム１５，１７は、左右の撮像領域Ａ１，Ａ２からの光を、第１の側面１５ｂ，１７ｂから受け入れ、鏡面加工された第２の側面１５ｃ，１７ｃで第１の側面１５ｂ，１７ｂ側に反射させてその側面１５ｂ，１７ｂでレンズ系１１側に全反射させた後、第３の側面１５ｄ，１７ｄから出射させる。
【００１７】
このような各プリズム１５，１７は、その下端面が車両前方側に向けて斜め下方向に傾斜しており、レンズ系１１の全垂直画角（ここでは７０度）のうちの上方から所定角度θ１の領域（例えば、全垂直画角のうちの上方から水平方向から下方に２０度までの領域）を覆うように配置されている。
【００１８】
このため、レンズ系１１の垂直画角のうちの上方から所定角度θ１の範囲は、各プリズム１５，１７を介して左右の撮像領域Ａ１，Ａ２からの光が入射し、垂直画角のうちの下方側の残余の角度θ２の範囲は、プリズム１５，１７を介さない車両前方側の撮像領域Ａ３からの光が入射するようになっている。これによって、左右の撮像領域Ａ１，Ａ２及び前方側斜め下方の撮像領域Ａ３からの光がレンズ系１１によって撮像素子部１３上の異なる領域にそれぞれ結像され、単一の撮像素子部１３によって、図４及び図５に示す左右及び前方側斜め下方向の３方向の撮像領域Ａ１〜Ａ３が一度に撮像される。例えば、前方側斜め下方向の撮像領域Ａ３によって、図５に示すように、車両のフロントノーズによって遮られた車両前方側における車両前端部近傍の死角領域を的確に撮像することができる。
【００１９】
なお、図１に示す構成では、レンズ系１１の水平画角は１２０度に設定され、垂直画角は９０度に設定されており、前述の角度θ１は４０度に設定されている。
【００２０】
ケース１９には、左右の撮像領域Ａ１，Ａ２からの光を取り込むための図示しない透孔部、及び前方側斜め下方向の撮像領域Ａ３からの光を取り込むための透孔部１９ａが設けられている。
【００２１】
撮像カメラ１０によって撮像された映像は、車室内に備えられた表示装置によって表示され、車両周辺の視認に利用される。
【００２２】
次に、図６及び図７を参照して、図１の撮像カメラ１０において、仮に、前述の図１６の従来技術のようにレンズ系１１の光軸２１と撮像素子部１３の中心軸２３とが一致するようにレンズ系１１及び撮像素子部１３を配置して、図１の構成と同様な撮像範囲を撮像する場合の構成について説明する。
【００２３】
図６及び図７の構成では、レンズ系１１の光軸２１と撮像素子部１３の中心軸２３とが同軸に設定されているため、撮像方向を水平方向３１に対して斜め下方に向ける場合には、撮像カメラ１００を斜め下方に向けて配置して、レンズ系１１の光軸２１を水平方向３１に対して所定角度θ３（ここでは約２５度）だけ斜め下方に傾ける必要がある。
【００２４】
このようにレンズ系１１を傾斜配置した構成では、図６に示すように、図１に示す構成と比して撮像カメラ１０，１００の構成（水平方向及び上下方向のサイズ）の大型化を招いている。
【００２５】
図８は図１の撮像カメラ１０の車両への設置状態を示す図であり、図９は図６の撮像カメラ１００の車両への設置状態を示す図である。図８及び図９の設置例では、撮像カメラ１０，１００がエンブレム３３の下部に設置されている。図８及び図９に示されるように、撮像カメラ１０の方が撮像カメラ１００よりも、設置スペース（特に、上下方向の占有高さＨ）及び車両前面（フロントグリル等）からの前方への突出長さＬが小さくなっている。
【００２６】
以上のように、本実施形態によれば、レンズ系１１の光軸２１が撮像素子部１３の中心軸２３上から下方向に所定距離Ｄだけ平行移動されて偏心され、撮像カメラ１０の撮像範囲が下側に拡大されているため、レンズ系１１の光軸２１を水平方向に向けたままで撮像カメラ１０の撮像方向を水平方向に対して斜め下方向に変更することができ、撮像カメラ１０の車両への設置スペースの省スペース化等が図れる。
【００２７】
また、レンズ系１１の前面側におけるレンズ系１１の垂直画角の上方から所定領域を部分的に覆うように光学素子である２つのプリズム１５，１７が設けられているため、単一の撮像素子部１３によって左右方向及び斜め下方向の３方向の撮像領域Ａ１〜Ａ３を撮像することができる。
【００２８】
＜第２実施形態＞
図１０は、本発明の第２実施形態に係る撮像カメラの縦断面の構成及びその設置状態の構成を模式的に示す図である。本実施形態に係る撮像カメラ４０が第１実施形態に係る撮像カメラ１０と実質的に異なっている点は、プリズム１５，１７が省略されて車両前方の撮像領域Ａ４のみが撮像されるようになっている点のみであり、互いに対応する部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００２９】
本実施形態においても、図１０に示すように、レンズ系１１の光軸２１が撮像素子部１３の中心軸２３上から下方に所定の偏心距離だけ平行移動されて偏心配置され、これによって、撮像カメラ１０の撮像領域Ａ４が図１１に示すように下方側に拡大されている。すなわち、レンズ系１１の光軸２１を水平方向に向けたままで、撮像カメラ１０の撮像方向（撮像領域Ａ４の中心方向）が水平方向から斜め下方に向けられている。撮像領域Ａ４からの光は、ケース１９に設けられた透孔部１９ｂを介してケース１９内に取り込まれるようになっている。
【００３０】
次に、図１２を参照して、図１０の撮像カメラ１０において、仮に、前述の図１６の従来技術のようにレンズ系１１の光軸２１と撮像素子部１３の中心軸２３とが一致するようにレンズ系１１及び撮像素子部１３を配置して、図１０の構成と同様な撮像範囲を撮像する場合の構成について説明する。
【００３１】
図１２の構成では、レンズ系１１の光軸２１と撮像素子部１３の中心軸２３とが同軸に設定されているため、撮像方向を水平方向３１に対して斜め下方に向ける場合には、撮像カメラ１１０を斜め下方に向けて配置して、レンズ系１１の光軸２１を水平方向３１に対して所定角度θ４（ここでは約１２度）だけ斜め下方に傾ける必要がある。
【００３２】
このようにレンズ系１１を傾斜配置した構成では、図１２に示すように、図１０に示す構成と比して撮像カメラ４０，１１０の構成（水平方向及び上下方向のサイズ）の大型化を招いている。このため、図１０及び図１２に示すように、撮像カメラ４０の方が撮像カメラ１１０よりも、車両前面（フロントグリル等）からの前方への突出長さＬ等が小さくなっているとともに、車両への固定用のブラケット４１，４３の形状を簡単化することができる。
【００３３】
＜第３実施形態＞
図１３（ａ）は本発明の第３実施形態に係る撮像カメラの要部の縦断面の構成を模式的に示す図であり、図１３（ｂ）はその正面図である。本実施形態に係る撮像カメラ５０が前述の第２実施形態に係る撮像カメラ４０と実質的に異なっている点は、レンズ系１１が駆動機構５１によって上下方向に駆動されるようになっている点のみであり、互いに対応する部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。
【００３４】
本実施形態では、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、レンズ系１１が撮像素子部１３に対して上下方向に移動可能に設けられるともに、レンズ系１１をレンズケース２０ａごと上下方向に駆動する駆動機構５１が設けられている。なお、本実施形態では、駆動機構５１によってレンズ系１１を駆動するようにしたが、撮像素子部１３をレンズ系１１に対して駆動する構成としてもよい。
【００３５】
駆動機構５１としては、種々のものが考えられるが、本実施形態では、図１３（ｂ）に示すように、レンズ系１１のレンズケース２０ａに連結されたラック５１ａと、ラック５１ａに噛合したピニオン５１ｂと、ピニオン５１ｂを回転駆動するモータ５１ｃとを備えて構成されている。そして、モータ５１ｃによってピニオン５１ｂを正逆転駆動することにより、ラック５１ａと一体的にレンズ系１１がレンズケース２０ａごと上下に駆動され、これによって撮像カメラ５０の撮像方向が上下に変更されるようになっている。
【００３６】
例えば、撮像方向を車両の水平方向３１（正面方向）に向ける際には、レンズ系１１の位置が、図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、撮像素子部１３の中心軸２３と同軸になる位置にセットされる。また、撮像方向を車両の水平方向３１（正面方向）に対して斜め下方向に向ける際には、レンズ系１１が、その中心軸１１ａの位置が、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）に示すように、撮像素子部１３の中心軸２３から下方に所定距離だけ平行移動された位置にセットされる。
【００３７】
図１５は、レンズ系１１の移動可能範囲Ｅを示す図であり、撮像素子部１のＣＣＤ撮像素子の有効撮像領域Ｆが、レンズ系１１のイメージサークル５３内から実質的にはみ出さない範囲Ｅで、レンズ系１１の移動が可能である。なお、本実施形態の場合、撮像映像の端部でのケラレを防止するため、イメージサークル５３の大きなレンズ系１１を使用するのが好ましいが、映像の端部では少々のケラレは影響がない場合もある。
【００３８】
レンズ系１１の位置切り替えは、ユーザのスイッチ操作に連動して行われるようにしてもよく、車両の各種信号（例えば、方向指示器の作動を示す信号）に連動して行われるようにしてもよい。
【００３９】
以上のように、本実施形態においても前述の第２実施形態と同様な効果が得られるとともに、レンズ系１１を駆動機構５１により撮像素子部１３に対して上下方向に駆動することにより、撮像カメラ５０の撮像方向を上下方向に容易に変更することができる。
【００４０】
なお、上述の各実施形態では、撮像カメラ１０，４０，５０を車両前端部に設置し、車両前方側の領域を撮像するようにしたが、撮像カメラ１０，４０，５０を車両後端部に設置して車両後方側の領域を撮像するようにしてもよく、あいは撮像カメラ１０，４０，５０を車両の他の部分に設置し、車両周辺におけるさらに他の領域を撮像するようにしてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、レンズ系を、その光軸を水平にし且つその光軸を撮像素子部の中心軸上に対して下方に偏心して配置させるので、レンズ系の光軸を水平方向に向けたままで撮像カメラの撮像方向を下方に変更することができ、撮像カメラの車両への設置スペースの省スペース化等が図れる。
【００４３】
また、レンズ系の上部の前側に左右一対のプリズムが設けられているので、単一の撮像素子部により左右方向および斜め下方向の３方向の撮像領域を撮像することができる。
【００４４】
請求項２に記載の発明によれば、レンズ系又は撮像素子部の一方を駆動機構により上下方向に沿って駆動することにより、撮像カメラの撮像方向を上下方向に容易に変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る撮像カメラの縦断面の構成を模式的に示す図である。
【図２】図１の撮像カメラの要部の平面的な構成を示す図である。
【図３】図１の撮像カメラにおけるレンズ系と撮像素子部との配置関係を示す図である。
【図４】図１の撮像カメラの撮像領域を示す図である。
【図５】図１の撮像カメラの撮像領域を示す図である。
【図６】図１の撮像カメラに従来技術が適用された場合の構成を示す図である。
【図７】図６の撮像カメラの要部の平面的な構成を示す図である。
【図８】図１の撮像カメラの車両への設置状態を示す図である。
【図９】図６の撮像カメラの車両への設置状態を示す図である。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る撮像カメラの縦断面の構成及びその設置状態の構成を模式的に示す図である。
【図１１】図１０の撮像カメラの撮像領域を示す図である。
【図１２】図１０の撮像カメラに従来技術が適用された場合の構成を示す図である。
【図１３】図１３（ａ）は本発明の第３実施形態に係る撮像カメラの要部の縦断面の構成を模式的に示す図であり、図１３（ｂ）はその正面図である。
【図１４】図１４（ａ）は本発明の第３実施形態に係る撮像カメラの要部の縦断面の構成を模式的に示す図であり、図１４（ｂ）はその正面図である。
【図１５】レンズ系の移動可能範囲を示す図である。
【図１６】従来の撮像カメラにおけるレンズ系と撮像素子部との配置関係を示す図である。
【符号の説明】
１０撮像カメラ
１１レンズ系
１３撮像素子部
１５，１７プリズム
４０，５０撮像カメラ
５１駆動機構
５１ａラック
５１ｂピニオン
５１ｃモータ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an imaging camera that captures an image formed by a lens system using an imaging element unit, and more particularly to an imaging camera that is mounted on a vehicle and images the periphery of the vehicle.
[0002]
[Prior art]
FIG. 16 is a diagram schematically showing a configuration of a conventional imaging camera. In this conventional imaging camera, as shown in FIG. 16, the imaging element unit 1 and the lens system 3 are arranged so that the central axis of the imaging element unit 1 and the optical axis 5 of the lens system 3 overlap each other on a straight line. Yes. For this reason, as a matter of course, it is necessary to arrange the imaging camera so that the optical axis 5 of the lens system 3 is directed in the direction of the imaging target at the time of imaging. For example, as shown in FIG. 16, when an image of the lower region is to be imaged in a wider range than the upper region in the horizontal direction 7, the image pickup device is arranged so that the optical axis 5 faces obliquely downward with respect to the horizontal direction 7. It is necessary to arrange the unit 1 and the lens system 3 or the imaging camera.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
For this reason, when a conventional imaging camera is mounted on a vehicle and a region obliquely below the horizontal direction 7 around the vehicle is imaged, the optical axis 5 is inclined with respect to the horizontal direction 7 as shown in FIG. It is necessary to arrange the imaging element unit 1 and the lens system 3 or the imaging camera so as to face downward. As described above, in the arrangement of the imaging element unit 1 and the lens system 3 or the arrangement of the imaging camera, the arrangement of the imaging element unit 1 and the lens system or the arrangement of the imaging camera so that the optical axis 5 is parallel to the horizontal direction 7. There are problems such as an increase in the installation space of the imaging camera in the vehicle as compared with the case where this is done. This point will be described in detail later with reference to FIGS.
[0004]
Therefore, in view of the above problems, the present invention can change the imaging direction of the imaging camera while keeping the optical axis of the lens system in a certain direction, and can reduce the installation space in the vehicle, etc. The purpose is to provide.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
The technical means for achieving the object is an imaging camera that is mounted on a vehicle and images three directions around the vehicle, and captures light from the left and right imaging areas respectively on the left and right side surfaces and the lower surface of the front part thereof. A through hole for capturing light from an imaging region in a diagonally downward direction, and a case installed in the vehicle with a front portion protruding outside the vehicle. In the case, the image sensor unit disposed with its central axis horizontal, and the image sensor unit disposed on the front side of the image sensor unit with the optical axis horizontal and the optical axis thereof being the central axis of the image sensor unit A lens system that is decentered downward with respect to the top, and a lens system disposed on the front side of the upper part of the lens system, each having a triangular cross-section, the first side surface of which is a light incident surface that receives light, The second side is a mirror surface, And a pair of left and right triangular prisms having a light exit surface on which the third side surface emits light, and light from the left / right imaging regions respectively of the left / right prisms. The light enters the left / right prism from the first side, is internally reflected in turn by the second side and the first side of the prism, and is emitted from the third side of the prism. After that, the image is formed on the image pickup device portion through the lens system, and the light from the obliquely lower image pickup region is formed on the image pickup device portion through the lens system without passing through the prism. It is characterized by being.
[0009]
Preferably, one of the lens system or the image sensor unit is provided to be movable along the vertical direction with respect to either the lens system or the image sensor unit, and the one is along the vertical direction. It is preferable to provide a drive mechanism for driving.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a longitudinal section of the imaging camera according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a planar configuration of a main part of the imaging camera of FIG. As shown in FIGS. 1 and 2, the imaging camera 10 includes a lens system 11, an imaging element unit 13, two prisms 15 that are optical elements that reflect light in the left-right direction and introduce it into the lens system 11, 17 and a case 19 that accommodates them, for example, installed at the front end of the vehicle (for example, the lower part of the emblem, etc.), and the left-side imaging region A1 (see FIG. 4) on the front side of the vehicle. The imaging area A2 (see FIG. 4) and the imaging area A3 in the obliquely downward direction (see FIGS. 4 and 5) are imaged. The lens system 11 and the imaging element unit 13 constitute an imaging unit 20.
[0011]
The lens system 11 includes lenses 11a to 11d, is installed with the incident side facing the front side of the vehicle, and is set so that its optical axis 21 is parallel to the horizontal direction.
[0012]
The imaging element unit 13 includes at least one imaging element (here, a CCD imaging element), receives light from the lens system 11, images the imaging areas A1 to A3 in three directions, and images them. Output video (video signal).
[0013]
In this embodiment, as shown in FIGS. 1 and 3, the optical axis 21 of the lens system 11 is translated by a predetermined eccentric distance D from the central axis 23 of the image pickup device portion 13 downward (predetermined direction) to be eccentric. Thus, the imaging range of the imaging camera 10 is expanded downward. That is, the imaging direction of the imaging camera 10 is directed obliquely downward from the horizontal direction while keeping the optical axis 21 of the lens system 11 in the horizontal direction.
[0014]
The eccentric distance D of the lens system 11 is, for example, that the vertical angle of view of the lens system 11 is 70 degrees, and the CCD image pickup device of the image pickup device section 13 is ¼ inch size (the effective image pickup size in the vertical direction is 2.7 mm). In this case, the range α of 23.4 degrees from the upper side of the vertical angle of view of 70 degrees (see FIG. 3) images the range above the horizontal direction, and the lower side of the vertical angle of view. In the case where the range of 46.6 degrees β (see FIG. 3) is set so as to capture the range below the horizontal direction, it is set to 0.45 mm. That is, the eccentric distance D is set so that the optical axis 21 of the lens system 11 passes through a position 1/3 upward from the lower end of the CCD image sensor.
[0015]
As shown in FIG. 2, each prism 15, 17 has a triangular cross-section, and any one of the triangular corners 15 a, 17 a faces the front side of the vehicle, and light is emitted on the front side of the lens system 11. It is erected along the vertical direction so as to be symmetrical with respect to the shaft 21. The first side surfaces 15b and 17b of the prisms 15 and 17 are light incident surfaces that receive light, and the second side surfaces 15c and 17c are mirror-finished (a protective film made of black paint after an aluminum film is deposited). The third side surfaces 15d and 17d are light emitting surfaces that emit light. Further, a light shielding member (including a light shielding film) (not shown) is provided on the bottom surface of each of the prisms 15 and 17.
[0016]
The prisms 15 and 17 receive the light from the left and right imaging regions A1 and A2 from the first side surfaces 15b and 17b, and the first side surfaces 15b and 17b are mirror-finished second side surfaces 15c and 17c. After being reflected to the side and totally reflected to the lens system 11 side by the side surfaces 15b and 17b, the light is emitted from the third side surfaces 15d and 17d.
[0017]
Each of the prisms 15 and 17 has a lower end surface inclined obliquely downward toward the front side of the vehicle, and a predetermined angle from above of the total vertical field angle (70 degrees in this case) of the lens system 11. It is arranged so as to cover the θ1 region (for example, a region of 20 degrees from the horizontal direction to the lower side in the total vertical field angle).
[0018]
For this reason, in the range of the predetermined angle θ1 from the upper part of the vertical angle of view of the lens system 11, light from the left and right imaging regions A1 and A2 is incident through the prisms 15 and 17, and In the range of the remaining angle θ2 on the lower side, light from the imaging area A3 on the vehicle front side without the prisms 15 and 17 is incident. Thereby, the light from the left and right imaging areas A1 and A2 and the imaging area A3 obliquely below the front side is imaged in different areas on the imaging element unit 13 by the lens system 11, respectively, and by the single imaging element unit 13, The imaging areas A1 to A3 in the three directions of the left and right and the front side obliquely downward shown in FIGS. 4 and 5 are imaged at a time. For example, as shown in FIG. 5, the blind area in the vicinity of the front end of the vehicle on the front side of the vehicle, which is blocked by the front nose of the vehicle, can be accurately imaged by the imaging region A3 in the obliquely downward direction on the front side.
[0019]
In the configuration shown in FIG. 1, the horizontal angle of view of the lens system 11 is set to 120 degrees, the vertical angle of view is set to 90 degrees, and the aforementioned angle θ1 is set to 40 degrees.
[0020]
The case 19 is provided with a through-hole portion (not shown) for taking in light from the left and right imaging areas A1 and A2 and a through-hole part 19a for taking in light from the imaging area A3 in the diagonally downward direction on the front side. Yes.
[0021]
The video imaged by the imaging camera 10 is displayed by a display device provided in the passenger compartment and used for visual recognition around the vehicle.
[0022]
Next, referring to FIG. 6 and FIG. 7, in the imaging camera 10 of FIG. 1, it is assumed that the optical axis 21 of the lens system 11 and the central axis 23 of the imaging element unit 13 as in the prior art of FIG. A configuration in which the lens system 11 and the imaging element unit 13 are arranged so that the two coincide with each other and the imaging range similar to the configuration in FIG. 1 is imaged will be described.
[0023]
6 and 7, the optical axis 21 of the lens system 11 and the central axis 23 of the imaging element unit 13 are set to be coaxial, so that the imaging direction is directed obliquely downward with respect to the horizontal direction 31. Requires that the imaging camera 100 be disposed obliquely downward, and the optical axis 21 of the lens system 11 be inclined obliquely downward by a predetermined angle θ3 (about 25 degrees in this case) with respect to the horizontal direction 31.
[0024]
In the configuration in which the lens system 11 is inclined as described above, as shown in FIG. 6, the configuration (horizontal and vertical sizes) of the imaging cameras 10 and 100 is increased as compared with the configuration shown in FIG. It is.
[0025]
FIG. 8 is a diagram showing the installation state of the imaging camera 10 of FIG. 1 on the vehicle, and FIG. 9 is a diagram showing the installation state of the imaging camera 100 of FIG. 6 on the vehicle. In the installation examples of FIGS. 8 and 9, the imaging cameras 10 and 100 are installed below the emblem 33. As shown in FIGS. 8 and 9, the imaging camera 10 projects more forward than the imaging camera 100 from the installation space (particularly, the occupied height H in the vertical direction) and from the front of the vehicle (front grill or the like). The length L is reduced.
[0026]
As described above, according to the present embodiment, the optical axis 21 of the lens system 11 is translated and decentered by a predetermined distance D from the central axis 23 of the imaging element unit 13 downward, and the imaging range of the imaging camera 10 is increased. Is enlarged downward, the imaging direction of the imaging camera 10 can be changed obliquely downward with respect to the horizontal direction while the optical axis 21 of the lens system 11 is oriented in the horizontal direction. Space saving etc. can be achieved for the installation space in the vehicle.
[0027]
In addition, since the two prisms 15 and 17 that are optical elements are provided so as to partially cover a predetermined region from above the vertical field angle of the lens system 11 on the front side of the lens system 11, a single imaging element is provided. The image capturing areas A1 to A3 in the three directions of the horizontal direction and the diagonally downward direction can be captured by the unit 13.
[0028]
Second Embodiment
FIG. 10 is a diagram schematically showing the configuration of the vertical cross section of the imaging camera according to the second embodiment of the present invention and the configuration of its installation state. The imaging camera 40 according to the present embodiment is substantially different from the imaging camera 10 according to the first embodiment in that the prisms 15 and 17 are omitted and only the imaging area A4 in front of the vehicle is imaged. The parts corresponding to each other are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0029]
Also in the present embodiment, as shown in FIG. 10, the optical axis 21 of the lens system 11 is translated from the central axis 23 of the imaging element unit 13 downward by a predetermined eccentric distance and is eccentrically arranged. The imaging area A4 of the camera 10 is enlarged downward as shown in FIG. That is, with the optical axis 21 of the lens system 11 oriented in the horizontal direction, the imaging direction of the imaging camera 10 (center direction of the imaging area A4) is directed obliquely downward from the horizontal direction. The light from the imaging region A4 is taken into the case 19 through a through hole 19b provided in the case 19.
[0030]
Next, referring to FIG. 12, in the imaging camera 10 of FIG. 10, the optical axis 21 of the lens system 11 and the central axis 23 of the imaging element unit 13 coincide with each other as in the prior art of FIG. A configuration in the case where the lens system 11 and the imaging element unit 13 are arranged in this manner and an imaging range similar to the configuration in FIG. 10 is imaged will be described.
[0031]
In the configuration of FIG. 12, the optical axis 21 of the lens system 11 and the central axis 23 of the imaging element unit 13 are set to be coaxial, so that when the imaging direction is directed obliquely downward with respect to the horizontal direction 31, imaging is performed. The camera 110 needs to be disposed obliquely downward, and the optical axis 21 of the lens system 11 needs to be inclined obliquely downward by a predetermined angle θ4 (about 12 degrees in this case) with respect to the horizontal direction 31.
[0032]
In the configuration in which the lens system 11 is inclined as described above, as shown in FIG. 12, the configuration (horizontal and vertical sizes) of the imaging cameras 40 and 110 is increased as compared with the configuration shown in FIG. It is. For this reason, as shown in FIGS. 10 and 12, the imaging camera 40 has a smaller forward protrusion length L from the front surface of the vehicle (front grill or the like) than the imaging camera 110, and the vehicle. The shape of the brackets 41 and 43 for fixing to the can be simplified.
[0033]
<Third Embodiment>
FIG. 13A is a diagram schematically showing a configuration of a longitudinal section of a main part of an imaging camera according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 13B is a front view thereof. The imaging camera 50 according to this embodiment is substantially different from the imaging camera 40 according to the second embodiment described above in that the lens system 11 is driven in the vertical direction by the drive mechanism 51. The parts corresponding to each other are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted.
[0034]
In the present embodiment, as shown in FIGS. 13A and 13B, the lens system 11 is provided so as to be movable in the vertical direction with respect to the image sensor unit 13, and the lens system 11 is attached to the lens case 20a. A drive mechanism 51 for driving in the vertical direction is provided. In the present embodiment, the lens system 11 is driven by the drive mechanism 51, but the imaging element unit 13 may be driven with respect to the lens system 11.
[0035]
Various driving mechanisms 51 are conceivable. In this embodiment, as shown in FIG. 13B, a rack 51a connected to the lens case 20a of the lens system 11 and a pinion meshed with the rack 51a. 51b and a motor 51c that rotationally drives the pinion 51b. Then, by driving the pinion 51b forward and backward by the motor 51c, the lens system 11 is driven up and down integrally with the rack 51a together with the lens case 20a, so that the imaging direction of the imaging camera 50 is changed up and down. It has become.
[0036]
For example, when the imaging direction is directed to the horizontal direction 31 (front direction) of the vehicle, the position of the lens system 11 is set to the central axis of the imaging element unit 13 as shown in FIGS. 13 (a) and 13 (b). 23 is set at a position coaxial with 23. Further, when the imaging direction is directed obliquely downward with respect to the horizontal direction 31 (front direction) of the vehicle, the lens system 11 is located at the center axis 11a in FIGS. 14 (a) and 14 (b). As shown in FIG. 5, the image sensor unit 13 is set at a position translated from the central axis 23 downward by a predetermined distance.
[0037]
FIG. 15 is a diagram illustrating a movable range E of the lens system 11, and a range E in which the effective imaging area F of the CCD imaging device of the imaging device unit 1 does not substantially protrude from the image circle 53 of the lens system 11. Thus, the lens system 11 can be moved. In the case of the present embodiment, it is preferable to use the lens system 11 having a large image circle 53 in order to prevent vignetting at the edge of the captured image, but a little vignetting is not affected at the edge of the image. There is also.
[0038]
The position switching of the lens system 11 may be performed in conjunction with the user's switch operation, or may be performed in conjunction with various signals of the vehicle (for example, signals indicating the operation of the direction indicator). Good.
[0039]
As described above, the present embodiment can provide the same effects as those of the above-described second embodiment, and the lens system 11 is driven in the vertical direction with respect to the image sensor unit 13 by the drive mechanism 51, whereby an imaging camera is obtained. 50 imaging directions can be easily changed in the vertical direction.
[0040]
In each of the above-described embodiments, the imaging cameras 10, 40, and 50 are installed at the front end portion of the vehicle so as to capture an area on the front side of the vehicle. However, the imaging cameras 10, 40, and 50 are disposed at the rear end portion of the vehicle. You may install and image the area | region on the vehicle rear side, or meanwhile, you may install imaging camera 10,40,50 in the other part of a vehicle, and may image the other area | region in the vehicle periphery. Good.
[0041]
【The invention's effect】
According to the present invention, a lens system, since the eccentrically disposed downwardly and the optical axis horizontally to the optical axis with respect to the upper central axis of the image pickup device unit, the horizontal direction of the optical axis of the lens system The image capturing direction of the image capturing camera can be changed downward with the camera facing toward the camera, and the space for installing the image capturing camera in the vehicle can be saved.
[0043]
In addition, since the pair of left and right prisms is provided on the front side of the upper part of the lens system, it is possible to image the imaging areas in the three directions, that is, the left and right directions and the obliquely downward direction, with a single imaging element unit.
[0044]
According to the invention described in claim 2, by driving along the vertical direction by one drive mechanism of the lens system or the image pickup unit, it is possible to easily change the imaging direction of the imaging camera in the vertical direction.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of a longitudinal section of an imaging camera according to a first embodiment of the present invention.
2 is a diagram illustrating a planar configuration of a main part of the imaging camera of FIG. 1. FIG.
3 is a diagram illustrating an arrangement relationship between a lens system and an imaging element unit in the imaging camera of FIG. 1. FIG.
4 is a diagram illustrating an imaging region of the imaging camera of FIG. 1. FIG.
FIG. 5 is a diagram illustrating an imaging region of the imaging camera in FIG. 1;
6 is a diagram showing a configuration when a conventional technique is applied to the imaging camera of FIG. 1;
7 is a diagram illustrating a planar configuration of a main part of the imaging camera of FIG. 6;
8 is a diagram showing a state where the imaging camera of FIG. 1 is installed in a vehicle. FIG.
9 is a diagram illustrating a state in which the imaging camera of FIG. 6 is installed in a vehicle.
FIG. 10 is a diagram schematically showing a configuration of a vertical cross section of an imaging camera according to a second embodiment of the present invention and a configuration of an installation state thereof.
11 is a diagram illustrating an imaging region of the imaging camera of FIG.
12 is a diagram showing a configuration when a conventional technique is applied to the imaging camera of FIG.
FIG. 13 (a) is a diagram schematically showing a configuration of a longitudinal section of an essential part of an imaging camera according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 13 (b) is a front view thereof.
FIG. 14A is a diagram schematically showing a configuration of a longitudinal section of a main part of an imaging camera according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 14B is a front view thereof.
FIG. 15 is a diagram illustrating a movable range of a lens system.
FIG. 16 is a diagram illustrating an arrangement relationship between a lens system and an imaging element unit in a conventional imaging camera.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Imaging camera 11 Lens system 13 Imaging device part 15, 17 Prism 40, 50 Imaging camera 51 Drive mechanism 51a Rack 51b Pinion 51c Motor

Claims

An imaging camera that is mounted on a vehicle and images three directions around the vehicle,
The front part has a through-hole part for taking in light from the left and right imaging areas and a through-hole part for taking in light from the obliquely downward imaging area on the left and right side surfaces and the lower surface, respectively. It has a case installed in the vehicle so that the part protrudes outside the vehicle, and in the case,
An image sensor part arranged with its central axis horizontal;
A lens system disposed on the front side of the image sensor unit, the optical axis of which is horizontal and the optical axis is decentered downward with respect to the central axis of the image sensor unit;
The lens system is disposed on the front side of the upper part of the lens system and has a triangular cross section. The first side surface is a light incident surface that receives light, the second side surface is a mirror surface, and the third side surface. A pair of left and right triangular prisms having a light exit surface from which light is emitted;
Is housed,
Light from the left / right imaging area respectively enters the left / right prism from the first side of the left / right prism, and the second side of the prism and the first Are sequentially reflected by the side surfaces of the prism and emitted from the third side surface of the prism, and then imaged on the imaging element section via the lens system, while light from the imaging region obliquely below is reflected. An imaging camera characterized in that an image is formed on the imaging element section via the lens system without passing through the prism .

The imaging camera according to claim 1,
One of the lens system or the image sensor unit is provided to be movable along the vertical direction with respect to either the lens system or the image sensor unit,
An imaging camera, comprising a drive mechanism for driving the one along the vertical direction .