JPH1141495A - 撮像領域拡張部材及びこれを用いた車両周辺監視装置 - Google Patents
撮像領域拡張部材及びこれを用いた車両周辺監視装置Info
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- JPH1141495A JPH1141495A JP9198261A JP19826197A JPH1141495A JP H1141495 A JPH1141495 A JP H1141495A JP 9198261 A JP9198261 A JP 9198261A JP 19826197 A JP19826197 A JP 19826197A JP H1141495 A JPH1141495 A JP H1141495A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 撮像装置において影部分や画像ボケのない拡
張された画像を得ることができる撮像領域拡張部材を提
案すること。 【解決手段】 プリズム構造体１０Ａを、撮像装置１の
光軸Ｌ１に対して撮像装置１の方向に所定角度βだけ折
り曲げるようにしたことにより、影部分や画像ボケのな
い拡張された画像を得ることができる撮像領域拡張部材
１０を実現できる。
張された画像を得ることができる撮像領域拡張部材を提
案すること。 【解決手段】 プリズム構造体１０Ａを、撮像装置１の
光軸Ｌ１に対して撮像装置１の方向に所定角度βだけ折
り曲げるようにしたことにより、影部分や画像ボケのな
い拡張された画像を得ることができる撮像領域拡張部材
１０を実現できる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＣＤ（Charge C
oupled Device）等の撮像手段に広角の画像光を入射さ
せることにより撮像領域を広げるようになされた光学部
材でなる撮像領域拡張部材、及びこれを用いて運転者に
よる視認が難しい車両周辺領域を監視する車両周辺監視
装置に関するものである。
oupled Device）等の撮像手段に広角の画像光を入射さ
せることにより撮像領域を広げるようになされた光学部
材でなる撮像領域拡張部材、及びこれを用いて運転者に
よる視認が難しい車両周辺領域を監視する車両周辺監視
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の車両周辺監視装置は、乗
用車、バスあるいはトラックなどの車両において、運転
者による視認が難しい車両側方並びに車両後方といった
車両周辺を監視する装置として用いられている。
用車、バスあるいはトラックなどの車両において、運転
者による視認が難しい車両側方並びに車両後方といった
車両周辺を監視する装置として用いられている。
【０００３】例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Devic
e）カメラやビデオカメラといった撮像装置を車両に取
り付け、このＣＣＤカメラやビデオカメラにより上述し
た車両周辺領域を撮像し、その撮像画像をモニタ等によ
り表示することにより運転者などに車両周辺の情報を与
えるようになっている。
e）カメラやビデオカメラといった撮像装置を車両に取
り付け、このＣＣＤカメラやビデオカメラにより上述し
た車両周辺領域を撮像し、その撮像画像をモニタ等によ
り表示することにより運転者などに車両周辺の情報を与
えるようになっている。
【０００４】このような車両周辺監視装置では、撮像領
域を拡張することにより監視対象領域を広範囲とするこ
とは安全性を高める上で有用である。そのためこの種の
車両周辺監視装置では、図６に示すように、ＣＣＤカメ
ラ１と被写体との間にプリズム部２Ａを有する撮像領域
拡張部材２を設けることで、広角の被写体光をＣＣＤカ
メラ１に取り込むことができるようになされている。
域を拡張することにより監視対象領域を広範囲とするこ
とは安全性を高める上で有用である。そのためこの種の
車両周辺監視装置では、図６に示すように、ＣＣＤカメ
ラ１と被写体との間にプリズム部２Ａを有する撮像領域
拡張部材２を設けることで、広角の被写体光をＣＣＤカ
メラ１に取り込むことができるようになされている。
【０００５】具体的には、被写体光をプリズム部２Ａで
屈折させることにより、撮像領域拡張部材２を設けない
場合と比較して、図中の角度αだけ広角の被写体光をＣ
ＣＤカメラ１に入射させることができるようになってい
る。因みに、図６では、撮像領域拡張部材２の上部にプ
リズム部２Ａが形成されているので、ＣＣＤカメラ１に
おいて、上部画角の拡張された画像が撮像されるように
なる。これにより、撮像領域拡張部材２を用いた車両周
辺監視装置においては、車両近傍（バンパ付近）から車
両遠方までを一度に視認することができるようになる。
屈折させることにより、撮像領域拡張部材２を設けない
場合と比較して、図中の角度αだけ広角の被写体光をＣ
ＣＤカメラ１に入射させることができるようになってい
る。因みに、図６では、撮像領域拡張部材２の上部にプ
リズム部２Ａが形成されているので、ＣＣＤカメラ１に
おいて、上部画角の拡張された画像が撮像されるように
なる。これにより、撮像領域拡張部材２を用いた車両周
辺監視装置においては、車両近傍（バンパ付近）から車
両遠方までを一度に視認することができるようになる。
【０００６】この撮像領域拡張部材２は、図７に示すよ
うに、被写体光を屈折させて広角の被写体光をＣＣＤカ
メラ１のレンズに入射させるためのプリズムであるプリ
ズム部２Ａと、被写体光を直進させてＣＣＤカメラ１に
入射させる平板部２Ｃと、プリズム部２Ａと平板部２Ｃ
を滑らかに連結するような曲率を有する曲面部２Ｂとに
より構成されている。このように撮像領域拡張部材２
で、曲面部２Ｂを設けることにより、プリズム部２Ａを
通過した被写体光に基づく撮像画像と平板部２Ｃを通過
した被写体光に基づく撮像画像との境界で不連続で不自
然な画像が得られないようになされている。
うに、被写体光を屈折させて広角の被写体光をＣＣＤカ
メラ１のレンズに入射させるためのプリズムであるプリ
ズム部２Ａと、被写体光を直進させてＣＣＤカメラ１に
入射させる平板部２Ｃと、プリズム部２Ａと平板部２Ｃ
を滑らかに連結するような曲率を有する曲面部２Ｂとに
より構成されている。このように撮像領域拡張部材２
で、曲面部２Ｂを設けることにより、プリズム部２Ａを
通過した被写体光に基づく撮像画像と平板部２Ｃを通過
した被写体光に基づく撮像画像との境界で不連続で不自
然な画像が得られないようになされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述したよ
うにプリズム部２Ａを有する撮像領域拡張部材２におい
ては、撮像領域を拡張することができるようになるもの
の、図８に示すように、拡張領域の端部で影となる部分
が現れ、この分だけ撮像領域が狭くなるといった欠点が
あった。
うにプリズム部２Ａを有する撮像領域拡張部材２におい
ては、撮像領域を拡張することができるようになるもの
の、図８に示すように、拡張領域の端部で影となる部分
が現れ、この分だけ撮像領域が狭くなるといった欠点が
あった。
【０００８】これを図９及び図１０を用いて説明する。
図９は、撮像領域拡張部材２を通過した被写体光がＣＣ
Ｄカメラ１の対物レンズ３に入射されるまでの光線追跡
結果を示し、図１０（ａ）は撮像領域拡張部材２の部材
中心（図９のＡ−Ａ断面）付近での光線の様子を示し、
図１０（ｂ）は部材周辺部（図９のＢ−Ｂ断面）での光
線の様子を示す。
図９は、撮像領域拡張部材２を通過した被写体光がＣＣ
Ｄカメラ１の対物レンズ３に入射されるまでの光線追跡
結果を示し、図１０（ａ）は撮像領域拡張部材２の部材
中心（図９のＡ−Ａ断面）付近での光線の様子を示し、
図１０（ｂ）は部材周辺部（図９のＢ−Ｂ断面）での光
線の様子を示す。
【０００９】一般にＣＣＤカメラ１の対物レンズ３が広
角レンズである場合、図９に示すように、撮像範囲の対
角線方向（ｂ方向）の撮像領域が、正面方向（ａ方向）
よりも大きくなる。
角レンズである場合、図９に示すように、撮像範囲の対
角線方向（ｂ方向）の撮像領域が、正面方向（ａ方向）
よりも大きくなる。
【００１０】ここで図１０（ａ）に示すように、部材中
心付近では、撮像領域拡張部材２に対する被写体光の入
射角θ1が臨界角よりも小さくなるのでプリズム部２Ａ
を透過してＣＣＤカメラの方向に出射されるが、図１０
（ｂ）に示すように、部材周辺部では、被写体光の入射
角θ2が臨界角よりも大きくなるので点線で示すように
プリズム２Ａを透過することはなく、実線で示すように
入射面で全反射されてしまう。
心付近では、撮像領域拡張部材２に対する被写体光の入
射角θ1が臨界角よりも小さくなるのでプリズム部２Ａ
を透過してＣＣＤカメラの方向に出射されるが、図１０
（ｂ）に示すように、部材周辺部では、被写体光の入射
角θ2が臨界角よりも大きくなるので点線で示すように
プリズム２Ａを透過することはなく、実線で示すように
入射面で全反射されてしまう。
【００１１】また従来、プリズム部２Ａを、プリズム頂
角が部材中心で最大角度となると共に、部材中心から部
材端にいくに従って減少するような略半円錐形状とする
ことにより、水平方向の歪曲収差を低減する撮像領域拡
張部材（特願平８−２３７８４４号参照）が提案されて
いるが、このような撮像領域拡張部材では撮像画像にボ
ケが生じてしまう欠点があった。
角が部材中心で最大角度となると共に、部材中心から部
材端にいくに従って減少するような略半円錐形状とする
ことにより、水平方向の歪曲収差を低減する撮像領域拡
張部材（特願平８−２３７８４４号参照）が提案されて
いるが、このような撮像領域拡張部材では撮像画像にボ
ケが生じてしまう欠点があった。
【００１２】すなわちこの種の撮像領域拡張部材では、
プリズム部が部分的に曲率が異なる非球面形状とされて
いるため、これら非球面形状部は各々焦点距離が異なる
レンズとして機能することになる。そこでプリズム部を
これら部分的なレンズに分割して考えると、局所的に焦
点距離が異なるレンズの集合と考えることができる。さ
らにこの撮像領域拡張部材では、垂直方向の曲率と水平
方向の曲率も異なる。その結果、プリズム部を透過した
被写体光については焦点が光軸方向に不均一にずれ、撮
像面において結像点が拡がりをもってしまうことにな
る。そしてこの拡がりが、ＣＣＤ素子上の画素１個分の
大きさを超えてしまうために、最終的に得られる撮像画
像にボケが生じてしまうことになる。
プリズム部が部分的に曲率が異なる非球面形状とされて
いるため、これら非球面形状部は各々焦点距離が異なる
レンズとして機能することになる。そこでプリズム部を
これら部分的なレンズに分割して考えると、局所的に焦
点距離が異なるレンズの集合と考えることができる。さ
らにこの撮像領域拡張部材では、垂直方向の曲率と水平
方向の曲率も異なる。その結果、プリズム部を透過した
被写体光については焦点が光軸方向に不均一にずれ、撮
像面において結像点が拡がりをもってしまうことにな
る。そしてこの拡がりが、ＣＣＤ素子上の画素１個分の
大きさを超えてしまうために、最終的に得られる撮像画
像にボケが生じてしまうことになる。
【００１３】ここで図１１に示すように、焦点位置Ｐ′
が撮像面Ｐ1′からずれている場合において、結像点の
拡がりをδ、光学系のＦ番号をＦとすると、撮像面から
焦点位置Ｐ′のズレ、結像点の拡がりδ、及びレンズの
Ｆ番号Ｆの関係は、次式 ε＝２Ｆ×δ …………（１） で表すことができる。なお（１）式のεは焦点深度（焦
点が合っている範囲）を表す。
が撮像面Ｐ1′からずれている場合において、結像点の
拡がりをδ、光学系のＦ番号をＦとすると、撮像面から
焦点位置Ｐ′のズレ、結像点の拡がりδ、及びレンズの
Ｆ番号Ｆの関係は、次式 ε＝２Ｆ×δ …………（１） で表すことができる。なお（１）式のεは焦点深度（焦
点が合っている範囲）を表す。
【００１４】すなわち結像点の拡がりがＣＣＤ素子の１
画素より小さければ、撮像画像にボケは生じなくなる。
しかしながら、特願平８−２３７８４４号で提案されて
いるような従来の撮像領域拡張部材では、プリズム部が
複雑な曲率をもった面によって構成されているため、焦
点が不均一に撮像面からずれ、それが結像点の拡がりと
なって結果的にはボケが生じてしまう欠点があった。
画素より小さければ、撮像画像にボケは生じなくなる。
しかしながら、特願平８−２３７８４４号で提案されて
いるような従来の撮像領域拡張部材では、プリズム部が
複雑な曲率をもった面によって構成されているため、焦
点が不均一に撮像面からずれ、それが結像点の拡がりと
なって結果的にはボケが生じてしまう欠点があった。
【００１５】そしてこのような撮像領域拡張部材を車両
周辺監視装置に用いた場合には、モニタに画像ボケのあ
る視認しにくい映像が表示されるようになるため、その
結果運転者は障害物の位置的な視認がし難いという問題
があった。
周辺監視装置に用いた場合には、モニタに画像ボケのあ
る視認しにくい映像が表示されるようになるため、その
結果運転者は障害物の位置的な視認がし難いという問題
があった。
【００１６】本発明は以上の点を考慮してなされたもの
で、撮像装置において影部分や画像ボケのない拡張され
た画像を得ることができる撮像領域拡張部材を提案する
と共に、運転者に影部分や画像ボケのない識別性に富む
良好な拡張監視画像を提供し得る車両周辺監視装置を提
案しようとするものである。
で、撮像装置において影部分や画像ボケのない拡張され
た画像を得ることができる撮像領域拡張部材を提案する
と共に、運転者に影部分や画像ボケのない識別性に富む
良好な拡張監視画像を提供し得る車両周辺監視装置を提
案しようとするものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
め本発明により成された請求項１に記載の撮像領域拡張
部材は、図１に示すように、被写体と撮像装置１の間に
設けられた光学部材でなり、当該撮像装置１に広角の被
写体光を入射させることにより、当該撮像装置１により
得られる撮像領域を拡張させる撮像領域拡張部材１０に
おいて、撮像装置１の光軸Ｌ１に対してほぼ垂直に設け
られ、被写体光を直進させて撮像装置１に入射させる平
板部１０Ｃと、平板部１０Ｃに連続するように形成され
ていると共に全体として撮像装置１の光軸Ｌ１に対して
撮像装置１の方向に折り曲げられ、入射した被写体光を
屈折させて撮像装置１に広角の被写体光を入射させるプ
リズム構造体１０Ａとを備えるようにする。
め本発明により成された請求項１に記載の撮像領域拡張
部材は、図１に示すように、被写体と撮像装置１の間に
設けられた光学部材でなり、当該撮像装置１に広角の被
写体光を入射させることにより、当該撮像装置１により
得られる撮像領域を拡張させる撮像領域拡張部材１０に
おいて、撮像装置１の光軸Ｌ１に対してほぼ垂直に設け
られ、被写体光を直進させて撮像装置１に入射させる平
板部１０Ｃと、平板部１０Ｃに連続するように形成され
ていると共に全体として撮像装置１の光軸Ｌ１に対して
撮像装置１の方向に折り曲げられ、入射した被写体光を
屈折させて撮像装置１に広角の被写体光を入射させるプ
リズム構造体１０Ａとを備えるようにする。
【００１８】以上の構成において、被写体光のプリズム
構造体１０Ａへの入射角は折り曲げ角βの分だけ小さく
なるので臨界角を超えなくなる。この結果、プリズム構
造体１０Ａでの入射光の全反射は生じなくなるので、撮
像画像の影部分を無くすことができるようになる。
構造体１０Ａへの入射角は折り曲げ角βの分だけ小さく
なるので臨界角を超えなくなる。この結果、プリズム構
造体１０Ａでの入射光の全反射は生じなくなるので、撮
像画像の影部分を無くすことができるようになる。
【００１９】また本発明により成された請求項２に記載
の撮像領域拡張部材は、プリズム構造体１０Ａの折り曲
げ角βを、撮像画像中に影部分が発生しない条件におい
て最も広角な撮像画像が得られる値に選定するようにす
る。
の撮像領域拡張部材は、プリズム構造体１０Ａの折り曲
げ角βを、撮像画像中に影部分が発生しない条件におい
て最も広角な撮像画像が得られる値に選定するようにす
る。
【００２０】以上の構成において、プリズム構造体１０
Ａの表面形状を複雑な曲率の組み合わせにより形成する
のではなく、単にプリズム構造体１０Ａの折り曲げ角β
を適宜選定することで、撮像画像中に影部分（全反射部
分）が発生しない拡張画像を形成し得る撮像領域拡張部
材１０を容易に作成することができるようになる。
Ａの表面形状を複雑な曲率の組み合わせにより形成する
のではなく、単にプリズム構造体１０Ａの折り曲げ角β
を適宜選定することで、撮像画像中に影部分（全反射部
分）が発生しない拡張画像を形成し得る撮像領域拡張部
材１０を容易に作成することができるようになる。
【００２１】また本発明により成された請求項３に記載
の撮像領域拡張部材は、平板部１０Ｃとプリズム構造体
１０Ａを、所定の曲率を有する曲面部１０Ｂを介して滑
らかに連結するようにする。
の撮像領域拡張部材は、平板部１０Ｃとプリズム構造体
１０Ａを、所定の曲率を有する曲面部１０Ｂを介して滑
らかに連結するようにする。
【００２２】以上の構成において、曲面部１０Ｂが光学
的な緩衝材として機能して、プリズム構造体１０Ａを通
過した被写体光に基づく撮像画像と平板部１０Ｃを通過
した被写体光に基づく撮像画像との境界で自然に連続し
た画像が得られるようになる。
的な緩衝材として機能して、プリズム構造体１０Ａを通
過した被写体光に基づく撮像画像と平板部１０Ｃを通過
した被写体光に基づく撮像画像との境界で自然に連続し
た画像が得られるようになる。
【００２３】また本発明により成された請求項４に記載
の撮像領域拡張部材は、図５に示すように、被写体と撮
像装置の間に設けられた光学部材でなり、当該撮像装置
１に広角の被写体光を入射させることにより、当該撮像
装置１により得られる撮像領域を拡張させる撮像領域拡
張部材２０において、全体として撮像装置１の光軸Ｌ１
に対して撮像装置１の方向に傾斜して設けられ、入射し
た被写体光を屈折させて撮像装置１に広角の被写体光を
入射させるプリズム構造体２０Ａと、プリズム構造体２
０Ａと連続するように形成されたシリンドリカルな曲面
部２０Ｂとを備えるようにする。
の撮像領域拡張部材は、図５に示すように、被写体と撮
像装置の間に設けられた光学部材でなり、当該撮像装置
１に広角の被写体光を入射させることにより、当該撮像
装置１により得られる撮像領域を拡張させる撮像領域拡
張部材２０において、全体として撮像装置１の光軸Ｌ１
に対して撮像装置１の方向に傾斜して設けられ、入射し
た被写体光を屈折させて撮像装置１に広角の被写体光を
入射させるプリズム構造体２０Ａと、プリズム構造体２
０Ａと連続するように形成されたシリンドリカルな曲面
部２０Ｂとを備えるようにする。
【００２４】以上の構成において、被写体光のプリズム
構造体２０Ａへの入射角はプリズム構造体の傾斜角γの
分だけ小さくなるので臨界角を超えなくなる。この結
果、プリズム構造体２０Ａでの入射光の全反射は生じな
くなるので、撮像画像の影部分を無くすことができるよ
うになる。
構造体２０Ａへの入射角はプリズム構造体の傾斜角γの
分だけ小さくなるので臨界角を超えなくなる。この結
果、プリズム構造体２０Ａでの入射光の全反射は生じな
くなるので、撮像画像の影部分を無くすことができるよ
うになる。
【００２５】また本発明により成された請求項５に記載
の撮像領域拡張部材は、請求項４のプリズム構造体２０
Ａの傾斜角γを、撮像画像中に影部分が発生しない条件
において最も広角な撮像画像が得られる値に選定するよ
うにする。
の撮像領域拡張部材は、請求項４のプリズム構造体２０
Ａの傾斜角γを、撮像画像中に影部分が発生しない条件
において最も広角な撮像画像が得られる値に選定するよ
うにする。
【００２６】以上の構成において、プリズム構造体２０
Ａの表面形状を複雑な曲率の組み合わせにより形成する
のではなく、単にプリズム構造体２０Ａの傾斜角γを適
宜選定することで、撮像画像中に影部分（全反射部分）
が発生しない拡張画像を形成し得る撮像領域拡張部材２
０を容易に作成することができるようになる。
Ａの表面形状を複雑な曲率の組み合わせにより形成する
のではなく、単にプリズム構造体２０Ａの傾斜角γを適
宜選定することで、撮像画像中に影部分（全反射部分）
が発生しない拡張画像を形成し得る撮像領域拡張部材２
０を容易に作成することができるようになる。
【００２７】さらに本発明により成された請求項６に記
載の車両周辺監視装置は、図４に示すように、請求項１
〜請求項４又は請求項５に記載の撮像領域拡張部材１０
（２０）と、撮像領域拡張部材１０（２０）を通過した
拡張された領域の被写体光を撮像して車両周辺の監視画
像信号を生成する撮像手段１と、監視画像信号に基づく
画像を表示する表示手段１０２とを備えるようにする。
載の車両周辺監視装置は、図４に示すように、請求項１
〜請求項４又は請求項５に記載の撮像領域拡張部材１０
（２０）と、撮像領域拡張部材１０（２０）を通過した
拡張された領域の被写体光を撮像して車両周辺の監視画
像信号を生成する撮像手段１と、監視画像信号に基づく
画像を表示する表示手段１０２とを備えるようにする。
【００２８】以上の構成において、この車両周辺監視装
置１００では、請求項１〜請求項４又は請求項５に記載
の撮像領域拡張部材１０（２０）を介して入射した拡張
被写体光を撮像手段１によって光電変換して監視画像信
号を生成し、これを表示手段１０２に表示するようにし
たことにより、表示手段１０２には、影部分や画像ボケ
のない拡張された画像が表示されるようになる。この結
果、運転者に影部分や画像ボケのない識別性に富む良好
な拡張監視画像を提供し得る車両周辺監視装置１００を
実現できるようになる。
置１００では、請求項１〜請求項４又は請求項５に記載
の撮像領域拡張部材１０（２０）を介して入射した拡張
被写体光を撮像手段１によって光電変換して監視画像信
号を生成し、これを表示手段１０２に表示するようにし
たことにより、表示手段１０２には、影部分や画像ボケ
のない拡張された画像が表示されるようになる。この結
果、運転者に影部分や画像ボケのない識別性に富む良好
な拡張監視画像を提供し得る車両周辺監視装置１００を
実現できるようになる。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の一実
施形態を説明する。
施形態を説明する。
【００３０】図１において、１０は全体として実施の形
態による撮像領域拡張部材を示し、ＣＣＤカメラ３の光
軸Ｌ１に対してほぼ垂直に設けられ、被写体光を直進さ
せてＣＣＤカメラ１に入射させる平板部１０Ｃと、平板
部１０Ｃに連続するように形成されていると共に全体と
してＣＣＤカメラ１の光軸Ｌ１に対してＣＣＤカメラ１
の方向に折り曲げられ、入射した被写体光を屈折させて
ＣＣＤカメラ１に広角の被写体光を入射させるプリズム
構造体１０Ａとにより構成されている。
態による撮像領域拡張部材を示し、ＣＣＤカメラ３の光
軸Ｌ１に対してほぼ垂直に設けられ、被写体光を直進さ
せてＣＣＤカメラ１に入射させる平板部１０Ｃと、平板
部１０Ｃに連続するように形成されていると共に全体と
してＣＣＤカメラ１の光軸Ｌ１に対してＣＣＤカメラ１
の方向に折り曲げられ、入射した被写体光を屈折させて
ＣＣＤカメラ１に広角の被写体光を入射させるプリズム
構造体１０Ａとにより構成されている。
【００３１】これにより撮像領域拡張部材１０において
は、プリズム構造体１０Ａによって上部画角の拡張され
た広角の被写体光をＣＣＤカメラ１に入射させることが
できる。
は、プリズム構造体１０Ａによって上部画角の拡張され
た広角の被写体光をＣＣＤカメラ１に入射させることが
できる。
【００３２】また撮像領域拡張部材１０においては、プ
リズム構造体２ＡをＣＣＤカメラ１の方向に角度βだけ
折り曲げたことにより、プリズム構造体２Ａの入射面に
入射する被写体光の入射角を小さくすることができ、こ
の結果、プリズム構造体２Ａの部材周辺部での入射光の
全反射を抑制できるようになり、ＣＣＤカメラ１におい
て、影部分の無い良好な拡張画像を得ることができるよ
うになる。
リズム構造体２ＡをＣＣＤカメラ１の方向に角度βだけ
折り曲げたことにより、プリズム構造体２Ａの入射面に
入射する被写体光の入射角を小さくすることができ、こ
の結果、プリズム構造体２Ａの部材周辺部での入射光の
全反射を抑制できるようになり、ＣＣＤカメラ１におい
て、影部分の無い良好な拡張画像を得ることができるよ
うになる。
【００３３】さらに平板部１０Ｃとプリズム構造体１０
Ａは、所定の曲率を有するシリンドリカルな曲面部１０
Ｂを介して滑らかに連結されており、これにより撮像領
域拡張部材１０においては、プリズム部１０Ａを通過し
た被写体光に基づく撮像画像と平板部１０Ｃを通過した
被写体光に基づく撮像画像との境界で不連続で不自然な
画像が得られないようになされている。
Ａは、所定の曲率を有するシリンドリカルな曲面部１０
Ｂを介して滑らかに連結されており、これにより撮像領
域拡張部材１０においては、プリズム部１０Ａを通過し
た被写体光に基づく撮像画像と平板部１０Ｃを通過した
被写体光に基づく撮像画像との境界で不連続で不自然な
画像が得られないようになされている。
【００３４】因みにこの実施形態の場合、曲面部１０Ｂ
の曲率Ｒが小さすぎると、局所的にできるレンズの焦点
距離が短くなり、曲面部１０Ｂの焦点位置とプリズム構
造体１０Ａ、平板部１０Ｃとの焦点位置のズレが大きく
なってしまい、これが画像ボケとなってしまうことを考
慮して、曲面部１０Ｂの曲率Ｒを３０[mm]以上とするこ
とで画像ボケを抑制し得るようになされている。
の曲率Ｒが小さすぎると、局所的にできるレンズの焦点
距離が短くなり、曲面部１０Ｂの焦点位置とプリズム構
造体１０Ａ、平板部１０Ｃとの焦点位置のズレが大きく
なってしまい、これが画像ボケとなってしまうことを考
慮して、曲面部１０Ｂの曲率Ｒを３０[mm]以上とするこ
とで画像ボケを抑制し得るようになされている。
【００３５】ここで撮像領域拡張部材１０を用いること
で全反射による影部分を無くすことができる原理を、図
２及び図３を用いて説明する。図２は、撮像領域拡張部
材１０を通過した被写体光がＣＣＤカメラ１の対物レン
ズ３に入射されるまでの光線追跡結果を示し、図３
（ａ）は撮像領域拡張部材１０の部材中心（図２のＡ−
Ａ断面）付近での光線の様子を示し、図３（ｂ）は部材
周辺部（図２のＢ−Ｂ断面）での光線の様子を示す。
で全反射による影部分を無くすことができる原理を、図
２及び図３を用いて説明する。図２は、撮像領域拡張部
材１０を通過した被写体光がＣＣＤカメラ１の対物レン
ズ３に入射されるまでの光線追跡結果を示し、図３
（ａ）は撮像領域拡張部材１０の部材中心（図２のＡ−
Ａ断面）付近での光線の様子を示し、図３（ｂ）は部材
周辺部（図２のＢ−Ｂ断面）での光線の様子を示す。
【００３６】図３（ａ）に示すように、部材中心付近で
は、撮像領域拡張部材１０に対する被写体光の入射角θ
1′が臨界角よりも小さくなるのでプリズム部１０Ａを
透過してＣＣＤカメラの方向に出射される。また図３
（ｂ）に示すように、部材周辺部でも、被写体光の入射
角θ2′は図１０（ｂ）で示す入射角θ2に対して折り曲
げ角βの分だけ小さくなるので臨界角を超えなくなる。
この結果、部材周辺部でも全反射は生じないので、影部
分は生じなくなる。
は、撮像領域拡張部材１０に対する被写体光の入射角θ
1′が臨界角よりも小さくなるのでプリズム部１０Ａを
透過してＣＣＤカメラの方向に出射される。また図３
（ｂ）に示すように、部材周辺部でも、被写体光の入射
角θ2′は図１０（ｂ）で示す入射角θ2に対して折り曲
げ角βの分だけ小さくなるので臨界角を超えなくなる。
この結果、部材周辺部でも全反射は生じないので、影部
分は生じなくなる。
【００３７】また撮像領域拡張部材１０では、プリズム
構造体１０Ａを角度βだけ折り曲げるようにしているの
で、全体としての画角拡張作用は若干低下するが、この
低下は画像の周辺にいくほど強くなるので、水平方向で
の撮像画像の歪曲を補正することができるようになる。
構造体１０Ａを角度βだけ折り曲げるようにしているの
で、全体としての画角拡張作用は若干低下するが、この
低下は画像の周辺にいくほど強くなるので、水平方向で
の撮像画像の歪曲を補正することができるようになる。
【００３８】なおこの折り曲げ角度βは、撮像画像中に
影部分が発生しない条件において最も広角な撮像画像が
得られる値に選定されている。
影部分が発生しない条件において最も広角な撮像画像が
得られる値に選定されている。
【００３９】次に図４に、撮像領域拡張部材１０を用い
た車両周辺監視装置１００の構成を示す。車両周辺監視
装置１００は、バスやトラック等の車両１０１の後部に
所定の俯角をもって撮像装置としてのＣＣＤカメラ１が
取り付けられていると共に、ＣＣＤカメラ１の前方には
撮像領域拡張部材１０が配設されている。
た車両周辺監視装置１００の構成を示す。車両周辺監視
装置１００は、バスやトラック等の車両１０１の後部に
所定の俯角をもって撮像装置としてのＣＣＤカメラ１が
取り付けられていると共に、ＣＣＤカメラ１の前方には
撮像領域拡張部材１０が配設されている。
【００４０】そしてＣＣＤカメラ１により得られた画像
信号は運転席の近傍に設けられたモニタ１０２に送出さ
れる。かくして運転者は、撮像領域拡張部材１０を介し
てＣＣＤカメラ１で撮像された画像ボケが抑制されかつ
影部分の無い拡張画像をモニタ１０２で見ることができ
るようになる。
信号は運転席の近傍に設けられたモニタ１０２に送出さ
れる。かくして運転者は、撮像領域拡張部材１０を介し
てＣＣＤカメラ１で撮像された画像ボケが抑制されかつ
影部分の無い拡張画像をモニタ１０２で見ることができ
るようになる。
【００４１】この結果、運転者は、識別性に富む良好な
拡張監視画像に基づいて車両１０１を運転操作できるよ
うになるので、障害物等に車両１０１を衝突させるとい
った危険を回避した安全な運転ができるようになる。
拡張監視画像に基づいて車両１０１を運転操作できるよ
うになるので、障害物等に車両１０１を衝突させるとい
った危険を回避した安全な運転ができるようになる。
【００４２】なお上述の実施形態においては、ＣＣＤカ
メラ３の光軸Ｌ１に対してほぼ垂直に設けられ、被写体
光を直進させてＣＣＤカメラ１に入射させる平板部１０
Ａと、平板部１０Ａに連続するように形成されていると
共に全体としてＣＣＤカメラ１の光軸Ｌ１に対してＣＣ
Ｄカメラ１の方向に折り曲げられ、入射した被写体光を
屈折させてＣＣＤカメラ１に広角の被写体光を入射させ
るプリズム構造体１０Ａと、所定の曲率を有し、平板部
２Ｃとプリズム構造体２Ａを滑らかに連結する曲面部２
Ｂとにより構成された撮像領域拡張部材１０について述
べたが、本発明による撮像領域拡張部材はこれに限ら
ず、例えば図５に示すように構成するようにしても上述
の撮像領域拡張部材１０とほぼ同様の効果を得ることが
できる。
メラ３の光軸Ｌ１に対してほぼ垂直に設けられ、被写体
光を直進させてＣＣＤカメラ１に入射させる平板部１０
Ａと、平板部１０Ａに連続するように形成されていると
共に全体としてＣＣＤカメラ１の光軸Ｌ１に対してＣＣ
Ｄカメラ１の方向に折り曲げられ、入射した被写体光を
屈折させてＣＣＤカメラ１に広角の被写体光を入射させ
るプリズム構造体１０Ａと、所定の曲率を有し、平板部
２Ｃとプリズム構造体２Ａを滑らかに連結する曲面部２
Ｂとにより構成された撮像領域拡張部材１０について述
べたが、本発明による撮像領域拡張部材はこれに限ら
ず、例えば図５に示すように構成するようにしても上述
の撮像領域拡張部材１０とほぼ同様の効果を得ることが
できる。
【００４３】すなわち監視領域拡張部材２０は、全体と
してＣＣＤカメラ１の光軸Ｌ１に対してＣＣＤカメラ１
の方向に傾斜して設けられ、入射した被写体光を屈折さ
せてＣＣＤカメラ１に広角の被写体光を入射させるプリ
ズム構造体２０Ａと、プリズム構造体２０Ａと連続する
ように形成されたシリンドリカルな曲面部２０Ｂとによ
り形成されている。ここでシリンドリカルな曲面部２０
Ｂは上述した撮像領域拡張部材１０の平板部１０Ｃと曲
面部１０Ｂの作用を併せ持つようになっている。
してＣＣＤカメラ１の光軸Ｌ１に対してＣＣＤカメラ１
の方向に傾斜して設けられ、入射した被写体光を屈折さ
せてＣＣＤカメラ１に広角の被写体光を入射させるプリ
ズム構造体２０Ａと、プリズム構造体２０Ａと連続する
ように形成されたシリンドリカルな曲面部２０Ｂとによ
り形成されている。ここでシリンドリカルな曲面部２０
Ｂは上述した撮像領域拡張部材１０の平板部１０Ｃと曲
面部１０Ｂの作用を併せ持つようになっている。
【００４４】かかる構成によれば、プリズム構造体２０
Ａの傾斜角γを、撮像画像中に影部分が発生しない条件
において最も広角な撮像画像が得られる値に選定するこ
とにより、拡張効果が大きくかつ影部分のない良好な拡
張画像を簡易な構成により得ることができるようにな
る。
Ａの傾斜角γを、撮像画像中に影部分が発生しない条件
において最も広角な撮像画像が得られる値に選定するこ
とにより、拡張効果が大きくかつ影部分のない良好な拡
張画像を簡易な構成により得ることができるようにな
る。
【００４５】また上述の実施形態においては、本発明に
よる撮像領域拡張部材１０を車両周辺監視装置１００に
用いた場合について述べたが、本発明の撮像領域拡張部
材はこれに限らず、例えば室内を監視するような監視装
置にも用いることができる。
よる撮像領域拡張部材１０を車両周辺監視装置１００に
用いた場合について述べたが、本発明の撮像領域拡張部
材はこれに限らず、例えば室内を監視するような監視装
置にも用いることができる。
【００４６】
【発明の効果】上述のように請求項１の発明によれば、
撮像領域拡張部材を、撮像装置の光軸に対してほぼ垂直
に設けられ、被写体光を直進させて撮像装置に入射させ
る平板部と、平板部に連続するように形成されていると
共に全体として撮像装置の光軸に対して撮像装置の方向
に折り曲げられ、入射した被写体光を屈折させて撮像装
置に広角の被写体光を入射させるプリズム構造体とによ
り構成したことにより、撮像装置において影部分の無い
良好な拡張画像を得ることができる撮像領域拡張部材を
実現できる。
撮像領域拡張部材を、撮像装置の光軸に対してほぼ垂直
に設けられ、被写体光を直進させて撮像装置に入射させ
る平板部と、平板部に連続するように形成されていると
共に全体として撮像装置の光軸に対して撮像装置の方向
に折り曲げられ、入射した被写体光を屈折させて撮像装
置に広角の被写体光を入射させるプリズム構造体とによ
り構成したことにより、撮像装置において影部分の無い
良好な拡張画像を得ることができる撮像領域拡張部材を
実現できる。
【００４７】また請求項２の発明によれば、プリズム構
造体の折り曲げ角を、撮像画像中に影部分が発生しない
条件において最も広角な撮像画像が得られる値に選定す
るようにしたことにより、拡張効果が最大の撮像画像を
得ることができるようになる。
造体の折り曲げ角を、撮像画像中に影部分が発生しない
条件において最も広角な撮像画像が得られる値に選定す
るようにしたことにより、拡張効果が最大の撮像画像を
得ることができるようになる。
【００４８】また請求項３の発明によれば、平板部とプ
リズム構造体を、所定の曲率を有する曲面部を介して滑
らかに連結するようにしたことにより、プリズム構造体
を通過した被写体光に基づく撮像画像と平板部を通過し
た被写体光に基づく撮像画像との境界で自然に連続した
画像を得ることができる撮像領域拡張部材を実現でき
る。
リズム構造体を、所定の曲率を有する曲面部を介して滑
らかに連結するようにしたことにより、プリズム構造体
を通過した被写体光に基づく撮像画像と平板部を通過し
た被写体光に基づく撮像画像との境界で自然に連続した
画像を得ることができる撮像領域拡張部材を実現でき
る。
【００４９】また請求項４の発明によれば、撮像領域拡
張部材を、全体として撮像装置の光軸に対して撮像装置
の方向に傾斜して設けられ、入射した被写体光を屈折さ
せて撮像装置に広角の被写体光を入射させるプリズム構
造体と、プリズム構造体と連続するように形成されたシ
リンドリカルな曲面部とにより構成するようにしたこと
により、撮像装置において影部分の無い良好な拡張画像
を得ることができる撮像領域拡張部材を実現できる。
張部材を、全体として撮像装置の光軸に対して撮像装置
の方向に傾斜して設けられ、入射した被写体光を屈折さ
せて撮像装置に広角の被写体光を入射させるプリズム構
造体と、プリズム構造体と連続するように形成されたシ
リンドリカルな曲面部とにより構成するようにしたこと
により、撮像装置において影部分の無い良好な拡張画像
を得ることができる撮像領域拡張部材を実現できる。
【００５０】また請求項５の発明によれば、請求項４の
プリズム構造体の傾斜角を、撮像画像中に影部分が発生
しない条件において最も広角な撮像画像が得られる値に
選定するようにしたことにより、拡張効果が最大の撮像
画像を得ることができるようになる。
プリズム構造体の傾斜角を、撮像画像中に影部分が発生
しない条件において最も広角な撮像画像が得られる値に
選定するようにしたことにより、拡張効果が最大の撮像
画像を得ることができるようになる。
【００５１】さらに請求項６の発明によれば、請求項１
〜請求項４又は請求項５に記載の撮像領域拡張部材と、
撮像領域拡張部材を通過した拡張された領域の被写体光
を撮像して車両周辺の監視画像信号を生成する撮像手段
と、監視画像信号に基づく画像を表示する表示手段とを
備えるようにしたことにより、運転者に影部分や画像ボ
ケのない識別性に富む良好な拡張監視画像を提供し得る
車両周辺監視装置を実現できるようになる。
〜請求項４又は請求項５に記載の撮像領域拡張部材と、
撮像領域拡張部材を通過した拡張された領域の被写体光
を撮像して車両周辺の監視画像信号を生成する撮像手段
と、監視画像信号に基づく画像を表示する表示手段とを
備えるようにしたことにより、運転者に影部分や画像ボ
ケのない識別性に富む良好な拡張監視画像を提供し得る
車両周辺監視装置を実現できるようになる。
【図１】本発明による撮像領域拡張部材を示す斜視図で
ある。
ある。
【図２】撮像領域拡張部材から撮像装置に入射する被写
体光の様子を示す略線的光路図である。
体光の様子を示す略線的光路図である。
【図３】図２の各断面における撮像領域拡張部材への被
写体光の入射の様子を示す略線的光路図である。
写体光の入射の様子を示す略線的光路図である。
【図４】実施の形態による車両周辺監視装置の構成を示
す略線図である。
す略線図である。
【図５】撮像領域拡張部材の他の形態を示す斜視図であ
る。
る。
【図６】従来の撮像領域拡張部材の説明に供する図であ
る。
る。
【図７】従来の撮像領域拡張部材の斜視図である。
【図８】従来の撮像領域拡張部材を用いて撮像した画像
に生じる影部分を示す略線図である。
に生じる影部分を示す略線図である。
【図９】従来の撮像領域拡張部材から撮像装置に入射す
る被写体光の様子を示す略線的光路図である。
る被写体光の様子を示す略線的光路図である。
【図１０】図９の各断面における撮像領域拡張部材への
被写体光の入射の様子を示す略線的光路図である。
被写体光の入射の様子を示す略線的光路図である。
【図１１】画像のぼけの説明に供する略線図である。
１ ＣＣＤカメラ（撮像装置） １０ 撮像領域拡張部材 １０Ａ、２０Ａ プリズム構造体 １０Ｂ、２０Ｂ 曲面部 １０Ｃ 平板部 １００ 車両周辺監視装置 １０２ モニタ（表示手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 直人 静岡県裾野市御宿1500 矢崎総業株式会社 内 (72)発明者 佐々木 一幸 静岡県裾野市御宿1500 矢崎総業株式会社 内
Claims (6)
- 【請求項１】 被写体と撮像装置の間に設けられた光学
部材でなり、当該撮像装置に広角の被写体光を入射させ
ることにより、当該撮像装置により得られる撮像領域を
拡張させる撮像領域拡張部材において、 前記撮像装置の光軸に対してほぼ垂直に設けられ、被写
体光を直進させて前記撮像装置に入射させる平板部と、 前記平板部に連続するように形成されていると共に全体
として前記撮像装置の光軸に対して前記撮像装置の方向
に折り曲げられ、入射した被写体光を屈折させて前記撮
像装置に広角の被写体光を入射させるプリズム構造体と
を具えることを特徴とする撮像領域拡張部材。 - 【請求項２】 前記プリズム構造体の折り曲げ角は、撮
像画像中に影部分が発生しない条件において最も広角な
撮像画像が得られる値に選定されていることを特徴とす
る請求項１に記載の撮像領域拡張部材。 - 【請求項３】 前記平板部と前記プリズム構造体は、所
定の曲率を有する曲面部を介して滑らかに連結されてい
ることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像
領域拡張部材。 - 【請求項４】 被写体と撮像装置の間に設けられた光学
部材でなり、当該撮像装置に広角の被写体光を入射させ
ることにより、当該撮像装置により得られる撮像領域を
拡張させる撮像領域拡張部材において、 全体として前記撮像装置の光軸に対して前記撮像装置の
方向に傾斜して設けられ、入射した被写体光を屈折させ
て前記撮像装置に広角の被写体光を入射させるプリズム
構造体と、 前記プリズム構造体と連続するように形成されたシリン
ドリカルな曲面部とを具えることを特徴とする撮像領域
拡張部材。 - 【請求項５】 前記プリズム構造体の傾斜角は、撮像画
像中に影部分が発生しない条件において最も広角な撮像
画像が得られる値に選定されていることを特徴とする請
求項１に記載の撮像領域拡張部材。 - 【請求項６】 請求項１〜請求項４又は請求項５に記載
の撮像領域拡張部材と、 前記撮像領域拡張部材を通過した拡張された領域の被写
体光を撮像して車両周辺の監視画像信号を生成する撮像
手段と、 前記監視画像信号に基づく画像を表示する表示手段とを
具えることを特徴とする車両周辺監視装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9198261A JPH1141495A (ja) | 1997-07-24 | 1997-07-24 | 撮像領域拡張部材及びこれを用いた車両周辺監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9198261A JPH1141495A (ja) | 1997-07-24 | 1997-07-24 | 撮像領域拡張部材及びこれを用いた車両周辺監視装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1141495A true JPH1141495A (ja) | 1999-02-12 |
Family
ID=16388200
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9198261A Withdrawn JPH1141495A (ja) | 1997-07-24 | 1997-07-24 | 撮像領域拡張部材及びこれを用いた車両周辺監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1141495A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002010115A (ja) * | 2000-06-16 | 2002-01-11 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 車載撮像装置 |
| WO2007119379A1 (ja) | 2006-03-15 | 2007-10-25 | Aisan Kogyo Kabushiki Kaisha | 排気圧力制御弁 |
| WO2014021089A1 (ja) * | 2012-08-02 | 2014-02-06 | 旭硝子株式会社 | 高温炉内監視カメラ装置及び監視システム |
-
1997
- 1997-07-24 JP JP9198261A patent/JPH1141495A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002010115A (ja) * | 2000-06-16 | 2002-01-11 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 車載撮像装置 |
| WO2007119379A1 (ja) | 2006-03-15 | 2007-10-25 | Aisan Kogyo Kabushiki Kaisha | 排気圧力制御弁 |
| WO2014021089A1 (ja) * | 2012-08-02 | 2014-02-06 | 旭硝子株式会社 | 高温炉内監視カメラ装置及び監視システム |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20041005 |