JPWO2005024508A1 - 複数視野撮影用光路折り曲げ器、複数視野撮影装置、三視野撮影用光路折り曲げ器および三視野撮影装置 - Google Patents

複数視野撮影用光路折り曲げ器、複数視野撮影装置、三視野撮影用光路折り曲げ器および三視野撮影装置 Download PDF

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Abstract

本発明は、複数の視野を一台のカメラで撮影するために用いられる光路折り曲げ器およびそれを用いた複数視野撮影装置に関する。本発明に係る複数視野撮影装置（１Ａ）は、光路折り曲げ器（１１）およびカメラ（２）から構成されている。光路折り曲げ器（１１）は、左右の視野からの光をカメラ（２）に入射させる装置であり、左視野用プリズム部（１２）および右視野用プリズム部（１３）から構成されている。左視野からの光は、左視野用プリズム部（１２）の第一の面（１２ａ）に入射する。入射した光は、第二の面（１２ｂ）で全反射する。全反射した光は、第三の面（１２ｃ）で反射する。反射した光は、第二の面（１２ｂ）に入射し、左視野用プリズム部（１２）外に出射する。出射した各視野からの光は、カメラ（２）に入射する。

Description

本発明は、複数の視野を一台のカメラで撮影するために用いられる複数視野撮影用光路折り曲げ器およびそれを用いた複数視野撮影装置に関する。さらには、三つの視野を一台のカメラで撮影するために用いられる三視野撮影用光路折り曲げ器およびそれを用いた三視野撮影装置に関する。
ビル内で二方向を監視するための装置や、車両が交差点に進入する際等に左右の視野を確保するための装置として、一台のカメラで二つの視野を撮影する装置が知られている。
例えば、実開昭５３−１５６４２５号全文公報に記載のＩＴＶカメラ用リフレクタ装置は、ビル内の十字路等において二方向を撮影するための装置であり、左右に配置された二枚の平面反射鏡と、Ｌ字形平面反射鏡と、を有している。二方向の光は、それぞれ平面反射鏡で反射し、その後Ｌ字形平面反射鏡で反射して、ＩＴＶカメラに入射する。
また、特許第３３０５４１７号公報に記載の車両左右方向死角モニターは、二枚の凹面鏡と、二枚の凸面鏡と、を有している。二方向の光は、それぞれ、凸面鏡で反射し、その後凹面鏡で反射して集光レンズに入射する。
また、実開平２−５１１４４号全文公報に記載の車両用監視装置は、二枚の平面鏡を有している。二方向の光は、それぞれ、平面鏡で反射し、カメラのレンズに入射する。
また、特開平１０−２２９５１２号公報に記載の車両用周辺視認装置は、三角柱状のプリズムを有している。二方向の光は、それぞれ、プリズムで反射し、結像レンズに入射する。
また、第１８図は、特開２００３−２０７８３６号公報に記載の車両周辺監視装置を模式的に示す図である。この車両周辺監視装置は、一対のプリズム１１２，１１３と、撮像レンズ１２０ａおよび撮像素子１２０ｂを有するカメラ装置本体１２０と、を備えている。三角プリズムであるプリズム１１２は、左視野からの光を撮像レンズ１２０ａに導くためのものであり、第一の面１１２ａ、第二の面１１２ｂおよび第三の面１１２ｃを備えている。左視野からの光は、第一の面１１２ａに入射し、第二の面１１２ｂおよび第一の面１１２ａで反射して、第三の面１１２ｃから出射する。三角プリズムであるプリズム１１３は、右視野からの光を撮像レンズ１２０ａに導くためのものであり、第一の面１１３ａ、第二の面１１３ｂおよび第三の面１１３ｃを備えている。右視野からの光は、第一の面１１３ａに入射し、第二の面１１３ｂおよび第一の面１１３ａで反射して、第三の面１１３ｃから出射する。
しかしながら、実開昭５３−１５６４２５号全文公報に記載のＩＴＶカメラ用リフレクタ装置は、撮影する二方向のなす角を大きくするためには、二枚の平面鏡を大きくする必要があり、装置が大型化するという問題を有している。
また、特許第３３０５４１７号公報に記載の車両左右方向死角モニターは、凸面鏡を実開昭５３−１５６４２５号全文公報に記載の平面鏡よりも小さくすることができるので、装置の小型化が可能である。しかしながら、凹面鏡、凸面鏡の製造にコストがかかり、また、これらの曲率が画像に影響することがあるという問題を有している。また、より一層の小型化が求められている。
また、実開平２−５１１４４号全文公報に記載の車両用監視装置では、二方向の光が、一回の反射でカメラに入射する。つまり、カメラに入射する光は左右反転した鏡像となっており、そのままではこの鏡像がディスプレイに映ることになる。これをディスプレイ側でさらに左右反転させると、今度は画像の位置関係が反転してしまう。したがって、運転者の誤認を誘発するおそれがあるという問題を有している。
また、特開平１０−２２９５１２号公報に記載の車両用周辺視認装置では、外部光の位置関係が、結像レンズに入射する際に反転する。つまり、右側の外部光が結像レンズの左側に、左側の外部光が結像レンズの右側に、それぞれ入射するので、そのままでは、モニタテレビに映る画像の位置関係が逆になる。したがって、カメラまたはモニタテレビ側で、反転させる必要があり、このことが装置の簡略化の障害となる、という問題を有している。
また、特開２００３−２０７８３６号公報に記載の車両周辺監視装置では、左右視野からの光をそれぞれ二回反射させ、各視野の位置関係を保ちつつ正像として撮像レンズ１２０ａに入射させる。したがって、画像反転処理を施す必要がない。しかし、撮像カメラ本体１２０の中心鉛直線（中心画角）付近、すなわち、左右視野撮像領域の境界付近においては、二回反射して形成された正像だけでなく、三回反射して形成された鏡像も映り込んでしまう。さらに詳しくは、第１８図に示すように、プリズム１１２（１１３）において、光路Ｌ１０１（Ｌ１０２）の光が、第一の面１１２ａ（１１３ａ）に入射し、第二の面１１２ｂ（１１３ｂ）、第一の面１１２ａ（１１３ａ）および第二の面１１２ｂ（１１３ｂ）で順次反射し、第三の面１１２ｃ（１１３ｃ）から出射し、撮像レンズ１２０ａの左右視野撮像領域の境界付近に入射する。したがって、領域Ｓには、二回反射した正像の光と三回反射した鏡像の光とが存在し、これらの光が、ともに撮像レンズ１２０ａの同一領域に入射してしまう。その結果、左右視野画像の境界付近において正像および鏡像が重なり合った画像がディスプレイ上に表示されてしまい、各視野の視認性が著しく低下する。かかる視認性の低下を防ぐためには、各視野の画像を表示するディスプレイ上に、鏡像形成部分を隠すためのマスクを設定する必要があるが、このようにすると、各視野の画像の表示面積が小さくなり、好適な視認性が得られない、という問題が発生してしまう。
本発明は、前記した問題を解決すべく創案されたものであり、小型化でき、視野相互の位置関係を保ちつつ、正像として光を出射させることが可能な複数視野撮影用光路折り曲げ器およびそれを用いた複数視野撮影装置を提供することを課題とする。さらには、小型化でき、視野相互の位置関係を保ちつつ、正像として光を出射させることが可能な三視野撮影用光路折り曲げ器およびそれを用いた三視野撮影装置を提供することを課題とする。
前記課題を解決するため、本発明の請求の範囲第１項に記載の複数視野撮影用光路折り曲げ器は、複数の視野から入射した光を一方向に出射させ、一台のカメラで撮影するための複数視野撮影用光路折り曲げ器であって、入射した光を透過させる第一の面と、前記第一の面を透過した光を全反射させる第二の面と、前記第二の面で全反射した光を反射させる第三の面と、を有し、前記第三の面で反射した光を、前記第二の面を透過させて出射させるよう形成してなるプリズム部を、ひとつの視野毎に備える構成とした。
本発明における「プリズム部」とは、本体がプリズムからなる光学系のことである。プリズムの面を利用して、第一の面、第二の面および第三の面を形成することが可能である。
第二の面は、第一の面を透過した光を全反射させる。また、第二の面で全反射した光は、第三の面で反射し、第二の面を透過する。つまり、第二の面は、全反射、透過の二つの機能を果たしている。このことにより、装置の小型化、特に前後方向の小型化が可能となる。また、反射が二回行われているので、出射した光は正像となる。
また、ひとつの視野毎にプリズム部を設け、これらの第二の面を、複数の視野相互の位置関係を保ちつつ配置することで、複数視野撮影用光路折り曲げ器から出射した光は、各視野相互の位置関係を保つことができる。
また、請求の範囲第２項に記載の複数視野撮影用光路折り曲げ器は、請求の範囲第１項に記載の複数視野撮影用光路折り曲げ器であって、前記第三の面は、反射部材を備えている構成とした。
かかる構成により、第三の面における反射光量を大きくすることができ、複数視野撮影用光路折り曲げ器から出射する光量を大きくすることができる。また、反射部材は、外部から第三の面に入射する光がプリズム本体内に透過することを防ぐ。このような反射部材は、プリズム本体の表面にコーティングを施す等の処理によって得られる。また、プリズム本体の表面と反射部材との間に、他の機能を有する層（例えば、フォトクロミック層、エレクトロクロミック層等を含む層）を介在させる構成であってもよい。
また、請求の範囲第３項に記載の複数視野撮影用光路折り曲げ器は、請求の範囲第１項に記載の複数視野撮影用光路折り曲げ器であって、前記各プリズム部における、前記第二の面と前記第三の面とがなす角度が、２０度以上４０度以下である構成とした。
第二の面と第三の面とがなす角度を、２０度以上とした場合には、第二の面で全反射が可能となる。また、第二の面と第三の面とがなす角度が、４０度より大きい場合には、プリズム部が大型化してしまう。したがって、第二の面と第三の面とがなす角度は、２０度以上４０度以下が好適である。
また、請求の範囲第４項に記載の複数視野撮影用光路折り曲げ器は、請求の範囲第１項に記載の複数視野撮影用光路折り曲げ器であって、前記各プリズム部における、前記第一の面と前記第三の面とがなす角度が、９０度以上１８０度未満である構成とした。
第一の面と第三の面とがなす角度を、９０度以上１８０度未満とすることで、プリズム部の小型化が図れる。
また、請求の範囲第５項に記載の複数視野撮影用光路折り曲げ器は、複数の視野から入射した光を一方向に出射させ、一台のカメラで撮影するための複数視野撮影用光路折り曲げ器であって、ハーフミラーからなり、入射した光を反射させる第一の面と、ミラーからなり、前記第一の面で反射した光を反射させる第二の面と、を有し、前記第二の面で反射した光が、前記第一の面を透過させて出射させるよう形成してなる光路折り曲げ部を、ひとつの視野毎に備える構成とした。
本発明における「ミラー」は、光を反射可能なものであればよく、通常のミラーだけでなく、ハーフミラー等をも含むものである。
かかる構成により、ハーフミラーおよびミラーを使用して、請求の範囲第１項に記載の複数視野撮影用光路折り曲げ器と同様の機能を有する複数視野撮影用光路折り曲げ器を提供することができる。ここで、請求の範囲第５項の「第一の面」が請求の範囲第１項の「第二の面」と同様の機能を有する。また、請求の範囲第５項の「第二の面」が請求の範囲第１項の「第三の面」と同様の機能を有する。
また、第二の面がハーフミラー等ではなく通常のミラーからなる場合には、請求の範囲第２項に記載の光路折り曲げ器と略同様の機能を有する構成となる。
また、請求の範囲第６項に記載の複数視野撮影用光路折り曲げ器は、請求の範囲第５項に記載の複数視野撮影用光路折り曲げ器であって、前記各光路折り曲げ部における、前記第一の面と前記第二の面とがなす角度が、２０度以上４０度以下である構成とした。
かかる構成により、請求の範囲第３項に記載の複数視野撮影用光路折り曲げ器と同様の効果が得られる。
また、請求の範囲第７項に記載の複数視野撮影用光路折り曲げ器は、請求の範囲第１項または請求の範囲第５項に記載の複数視野撮影用光路折り曲げ器であって、ひとつの視野毎にフォトクロミック層を設ける構成とした。
「フォトクロミック層」とは、光の照射によって色が変わり、照射をやめると元の色に戻る物質（フォトクロミックス）を含有したものであり、フォトクロミックスガラス等のことである。照射光量が大きい場合には、フォトクロミック層は着色し、透過させる光量を減少させる。また、照射光量が小さい場合には、フォトクロミック層は着色をやめ、透過させる光量を増加させる。
視野毎に設けたフォトクロミック層を透過した光が出射するので、出射する光量が自動調節される。フォトクロミック層の設置場所は、複数視野撮影用光路折り曲げ器の前側（視野側）、複数視野撮影用光路折り曲げ器の内部、複数視野撮影用光路折り曲げ器の後側（カメラ側）のいずれかであってもよい。
なお、請求の範囲第１項に記載の複数視野撮影用光路折り曲げ器を選択した場合には、第三の面がフォトクロミック層を備えた構成としてもよく、また、第三の面がフォトクロミック層を介して反射部材を備えた構成としてもよい。
なお、請求の範囲第５項に記載の複数視野撮影用光路折り曲げ器を選択した場合には、第二の面をなすミラーがフォトクロミック層を備えた構成としてもよい。
また、請求の範囲第８項に記載の複数視野撮影用光路折り曲げ器は、請求の範囲第１項または請求の範囲第５項に記載の複数視野撮影用光路折り曲げ器であって、ひとつの視野毎にエレクトロクロミック層を設ける構成とした。
「エレクトロクロミック層」とは、駆動電圧によって透過光量を可変制御可能な層である。
視野毎に設けたエレクトロクロミック層を透過した光が出射するので、出射する光量が自動調節される。エレクトロクロミック層の設置場所は、複数視野撮影用光路折り曲げ器の前側（視野側）、複数視野撮影用光路折り曲げ器の内部、複数視野撮影用光路折り曲げ器の後側（カメラ側）のいずれかであってもよい。
また、請求の範囲第１項に記載の複数視野撮影用光路折り曲げ器を選択した場合には、第三の面がエレクトロクロミック層を備えた構成としてもよく、また、第三の面がエレクトロクロミック層を介して反射部材を備えた構成としてもよい。
また、請求の範囲第５項に記載の複数視野撮影用光路折り曲げ器を選択した場合には、第二の面をなすミラーがエレクトロクロミック層を備えた構成としてもよい。
エレクトロクロミック層の駆動は、手動、自動のどちらであってもよく、手動、自動の切換可能な構成であってもよい。また、カメラや表示手段（図６参照）で得られた光量の情報を基に、自動的にエレクトロクロミック層を駆動させる構成であってもよい。
また、請求の範囲第９項に記載の複数視野撮影装置は、請求の範囲第１項または請求の範囲第５項に記載の複数視野撮影用光路折り曲げ器と、前記複数視野撮影用光路折り曲げ器に複数の視野から入射し、一方向に出射した光が入射する一台のカメラと、を備える構成とした。
複数視野撮影用光路折り曲げ器から出射した光を撮影するので、一台のカメラで、複数の視野を、それら相互の位置関係を保ちつつ、正像として撮影することができる。
また、請求の範囲第１０項に記載の三視野撮影用光路折り曲げ器は、第一、第二、第三の視野から入射した光を一方向に出射させ、一台のカメラでこれら三つの視野を撮影するための三視野撮影用光路折り曲げ器であって、第一、第二の視野用として、入射した光を透過させる第一の面と、前記第一の面を透過した光を全反射させる第二の面と、前記第二の面で全反射した光を反射させる第三の面と、を有し、前記第三の面で反射した光を、前記第二の面を透過させて出射させるよう形成してなるプリズム部を、第一、第二の視野毎に備え、第三の視野用として、入射した光を透過させる第一の面と、前記第一の面を透過した光を反射させる第二の面と、前記第二の面で反射した光を前記第一の面で反射させ、第三の面から出射させるように形成してなるプリズム部を備える構成とした。
また、請求の範囲第１１項に記載の三視野撮影用光路折り曲げ器は、第一、第二、第三の視野から入射した光を一方向に出射させ、一台のカメラでこれら三つの視野を撮影するための三視野撮影用光路折り曲げ器であって、第一、第二の視野用として、入射した光を透過させる第一の面と、前記第一の面を透過した光を全反射させる第二の面と、前記第二の面で全反射した光を反射させる第三の面と、を有し、前記第三の面で反射した光を、前記第二の面を透過させて出射させるよう形成してなるプリズム部を、第一、第二の視野毎に備え、第三の視野用として、ハーフミラーからなり、入射した光を透過させる第一の面と、ミラーからなり、前記第一の面を透過した光を反射させる第二の面と、を有し、前記第二の面で反射した光を前記第一の面で反射させて出射させるよう形成してなる光路折り曲げ部を備える構成とした。
また、請求の範囲第１２項に記載の三視野撮影用光路折り曲げ器は、第一、第二、第三の視野から入射した光を一方向に出射させ、一台のカメラでこれら三つの視野を撮影するための三視野撮影用光路折り曲げ器であって、第一、第二の視野用として、ハーフミラーからなり、入射した光を反射させる第一の面と、ミラーからなり、前記第一の面で反射した光を反射させる第二の面と、を有し、前記第二の面で反射した光を、前記第一の面を透過させて出射させるよう形成してなる光路折り曲げ部を、第一、第二の視野毎に備え、第三の視野用として、入射した光を透過させる第一の面と、前記第一の面を透過した光を反射させる第二の面と、前記第二の面で反射した光を前記第一の面で反射させ、第三の面から出射させるように形成してなるプリズム部を備える構成とした。
また、請求の範囲第１３項に記載の三視野撮影用光路折り曲げ器は、第一、第二、第三の視野から入射した光を一方向に出射させ、一台のカメラでこれら三つの視野を撮影するための三視野撮影用光路折り曲げ器であって、第一、第二の視野用として、ハーフミラーからなり、入射した光を反射させる第一の面と、ミラーからなり、前記第一の面で反射した光を反射させる第二の面と、を有し、前記第二の面で反射した光を、前記第一の面を透過させて出射させるよう形成してなる光路折り曲げ部を、第一、第二の視野毎に備え、第三の視野用として、ハーフミラーからなり、入射した光を透過させる第一の面と、ミラーからなり、前記第一の面を透過した光を反射させる第二の面と、を有し、前記第二の面で反射した光を前記第一の面で反射させて出射させるよう形成してなる光路折り曲げ部を備える構成とした。
また、請求の範囲第１４項に記載の三視野撮影用光路折り曲げ器は、第一、第二、第三の視野から入射した光を一方向に出射させ、一台のカメラでこれら三つの視野を撮影するための三視野撮影用光路折り曲げ器であって、第一、第二の視野用として、入射した光を透過させる第一の面と、前記第一の面を透過した光を全反射させる第二の面と、前記第二の面で全反射した光を反射させる第三の面と、を有し、前記第三の面で反射した光を、前記第二の面を透過させて出射させるよう形成してなるプリズム部を、第一、第二の視野毎に備え、第三の視野用として、入射した光を透過させる第一の面と、前記第一の面を透過した光を反射させる第二の面と、前記第二の面で反射した光を反射させる第三の面と、前記第三の面で反射した光を透過させて出射させる第四の面と、を有するプリズム部を備える構成とした。
また、請求の範囲第１５項に記載の三視野撮影用光路折り曲げ器は、第一、第二、第三の視野から入射した光を一方向に出射させ、一台のカメラでこれら三つの視野を撮影するための三視野撮影用光路折り曲げ器であって、第一、第二の視野用として、入射した光を透過させる第一の面と、前記第一の面を透過した光を全反射させる第二の面と、前記第二の面で全反射した光を反射させる第三の面と、を有し、前記第三の面で反射した光を、前記第二の面を透過させて出射させるよう形成してなるプリズム部を、第一、第二の視野毎に備え、第三の視野用として、ミラーからなり、入射した光を反射させる第一の面と、ミラーからなり、前記第一の面で反射した光を反射させて出射させる第二の面と、を有する光路折り曲げ部を備える構成とした。
また、請求の範囲第１６項に記載の三視野撮影用光路折り曲げ器は、第一、第二、第三の視野から入射した光を一方向に出射させ、一台のカメラでこれら三つの視野を撮影するための三視野撮影用光路折り曲げ器であって、第一、第二の視野用として、ハーフミラーからなり、入射した光を反射させる第一の面と、ミラーからなり、前記第一の面で反射した光を反射させる第二の面と、を有し、前記第二の面で反射した光を、前記第一の面を透過させて出射させるよう形成してなる光路折り曲げ部を、第一、第二の視野毎に備え、第三の視野用として、入射した光を透過させる第一の面と、前記第一の面を透過した光を反射させる第二の面と、前記第二の面で反射した光を反射させる第三の面と、前記第三の面で反射した光を透過させて出射させる第四の面と、を有するプリズム部を備える構成とした。
また、請求の範囲第１７項に記載の三視野撮影用光路折り曲げ器は、第一、第二、第三の視野から入射した光を一方向に出射させ、一台のカメラでこれら三つの視野を撮影するための三視野撮影用光路折り曲げ器であって、第一、第二の視野用として、ハーフミラーからなり、入射した光を反射させる第一の面と、ミラーからなり、前記第一の面で反射した光を反射させる第二の面と、を有し、前記第二の面で反射した光を、前記第一の面を透過させて出射させるよう形成してなる光路折り曲げ部を、第一、第二の視野毎に備え、第三の視野用として、ミラーからなり、入射した光を反射させる第一の面と、ミラーからなり、前記第一の面で反射した光を反射させて出射させる第二の面と、を有する光路折り曲げ部を備える構成とした。
請求の範囲第１０項から請求の範囲第１７項に記載の三視野撮影用光路折り曲げ器によれば、三つの視野からの光を正像として一方向に出射させることができる。また、各プリズム部または光路折り曲げ部の光を出射させる面を、視野相互の位置関係を保ちつつ配置することで、出射した光は、各視野相互の位置関係を保つことができる。また、第一、第二の視野用のプリズム部、光路折り曲げ部の小型化が可能である。
また、請求の範囲第１８項に記載の三視野撮影用光路折り曲げ器は、請求の範囲第１０項から請求の範囲第１７項のいずれか一項に記載の三視野撮影用光路折り曲げ器であって、ひとつの視野毎にフォトクロミック層を設ける構成とした。
かかる構成により、出射する光量が自動調節される。フォトクロミック層の設置場所は、三視野撮影用光路折り曲げ器の前側（視野側）、三視野撮影用光路折り曲げ器の内部、三視野撮影用光路折り曲げ器の後側（カメラ側）のいずれかであってもよい。
また、請求の範囲第１９項に記載の三視野撮影用光路折り曲げ装置は、請求の範囲第１０項から請求の範囲第１７項のいずれか一項に記載の三視野撮影用光路折り曲げ器であって、ひとつの視野毎にエレクトロクロミック層を設ける構成とした。
かかる構成により、出射する光量が自動調節される。エレクトロクロミック層の設置場所は、三視野撮影用光路折り曲げ器の前側（視野側）、三視野撮影用光路折り曲げ器の内部、三視野撮影用光路折り曲げ器の後側（カメラ側）のいずれかであってもよい。また、エレクトロクロミック層の駆動は、手動、自動のどちらであってもよく、手動、自動の切換可能な構成であってもよい。また、カメラや表示手段で得られた光量の情報を基に、自動的にエレクトロクロミック層を駆動させる構成であってもよい。
また、請求の範囲第２０項に記載の三視野撮影装置は、請求の範囲第１０項から請求の範囲第１７項のいずれか一項に記載の三視野撮影用光路折り曲げ器と、前記三視野撮影用光路折り曲げ器に第一、第二、第三の視野から入射し、一方向に出射した光が入射する一台のカメラと、を備える構成とした。
かかる構成により、一台のカメラで、三つの視野を、それら相互の位置関係を保ちつつ、正像として撮影することができる。
第１図は、第一の実施形態に係る複数視野撮影装置を示す概略斜視図である。
第２Ａ図は、第１図の複数視野撮影装置を示す概略図であり、上から見た断面図である。
第２Ｂ図は、第１図の複数視野撮影装置を示す概略図であり、各面の角度を説明する図である。
第３Ａ図は、第２Ａ図の部分拡大図であり、ａ部拡大図である。
第３Ｂ図は、第２Ａ図の部分拡大図であり、ｂ部拡大図である。
第３Ｃ図は、第２Ａ図の部分拡大図であり、ｃ部拡大図である。
第３Ｄ図は、第２Ａ図の部分拡大図であり、ｄ部拡大図である。
第４図は、第一の実施形態に係る複数視野撮影装置における、中心画角付近の光路を説明する図である。
第５Ａ図は、第一の実施形態に係る複数視野撮影装置の使用例を示す図である。
第５Ｂ図は、第一の実施形態に係る複数視野撮影装置によって撮影された画面例を示す図である。
第６図は、第二の実施形態に係る複数視野撮影装置を示す概略図であり、上から見た断面図である。
第７図は、第三の実施形態に係る複数視野撮影装置を示す概略図であり、上から見た断面図である。
第８図は、第四の実施形態に係る複数視野撮影装置を示す概略図であり、上から見た断面図である。
第９図は、第五の実施形態に係る三視野撮影装置を示す概略斜視図である。
第１０Ａ図は、第９図の三視野撮影装置を示す概略図であり、上から見た断面図である。
第１０Ｂ図は、第９図の三視野撮影装置を示す概略図であり、横から見た断面図である。
第１１Ａ図は、第１０Ｂ図の部分拡大図であり、ａ部拡大図である。
第１１Ｂ図は、第１０Ｂ図の部分拡大図であり、ｂ部拡大図である。
第１１Ｃ図は、第１０Ｂ図の部分拡大図であり、ｃ部拡大図である。
第１１Ｄ図は、第１０Ｂ図の部分拡大図であり、ｄ部拡大図である。
第１２Ａ図は、第五の実施形態に係る三視野撮影装置の使用例を示す図である。
第１２Ｂ図は、第五の実施形態に係る三視野撮影装置によって撮影された画面例を示す図である。
第１３図は、第六の実施形態に係る三視野撮影装置を示す概略図であり、横から見た断面図である。
第１４図は、第七の実施形態に係る三視野撮影装置を示す概略斜視図である。
第１５Ａ図は、第１４図の三視野撮影装置を示す概略図であり、上から見た断面図である。
第１５Ｂ図は、第１４図の三視野撮影装置を示す概略図であり、横から見た断面図である。
第１６Ａ図は、第１５Ｂ図の部分拡大図であり、ａ部拡大図である。
第１６Ｂ図は、第１５Ｂ図の部分拡大図であり、ｂ部拡大図である。
第１６Ｃ図は、第１５Ｂ図の部分拡大図であり、ｃ部拡大図である。
第１６Ｄ図は、第１５Ｂ図の部分拡大図であり、ｄ部拡大図である。
第１７図は、第八の実施形態に係る三視野撮影装置を示す概略図であり、横から見た断面図である。
第１８図は、従来の車両周辺監視装置を模式的に示す図である。
〈複数視野撮影用光路折り曲げ器および複数視野撮影装置〉
以下、本発明の実施形態について、複数視野撮影用光路折り曲げ器（以下、単に「光路折り曲げ器」と記載する。）を車両の前面に取り付け、左右の視野を一台のカメラで撮影する複数視野撮影装置に適用した場合を例にとり、適宜図面を参照しながら説明する。位置、方向等の表現は、車両の運転手を基準としている。同一の部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
（第一の実施形態）
第１図は、第一の実施形態に係る複数視野撮影装置を示す概略斜視図である。複数視野撮影装置１Ａは、光路折り曲げ器１１およびカメラ２から構成されている。光路折り曲げ器１１は、左右の視野からの光をカメラ２に入射させる装置であり、左視野用プリズム部１２および右視野用プリズム部１３から構成されている。そして、カメラ２のレンズを左領域、右領域に二分割したとして、各構成要素は、左視野からの光が左視野用プリズム部１２を通過し、カメラ２のレンズの左領域に入射するように配置されている。また、右視野からの光が右視野用プリズム部１３を通過し、カメラ２のレンズの右領域に入射するように配置されている。ここでいう「左領域」、「右領域」とは、カメラ２のレンズを左右に二分割したときの左側、右側部分のことである。なお、左視野用プリズム部１２の第二の面１２ｂと、右視野用プリズム部１３の第二の面１３ｂとの位置関係が、視野相互の位置関係（すなわち、左右）となるよう配置されている（第２Ａ図参照）。左視野用プリズム部１２と右視野用プリズム部１３とはカメラ２のレンズの光軸に対して対称の関係にあるので、以下左視野用プリズム部１２を中心に説明する。
第２Ａ図ないし第２Ｂ図は、第１図の複数視野撮影用装置を示す概略図であり、第２Ａ図は上から見た断面図、第２Ｂ図は各面の角度を説明する図である。左視野用プリズム部１２は、第一の面１２ａ、第二の面１２ｂおよび第三の面１２ｃを有している。その本体部はプリズムであり、第三の面１２ｃは反射部材Ａを備えている。
この左視野用プリズム部１２は、上面視で鈍角三角形の一部を切り欠いた形状を有する柱状体である。第一の面（入射面）１２ａ、第二の面（全反射および出射面）１２ｂおよび第三の面（反射面）１２ｃは、それぞれ、柱状体の側面であり、第一の面１２ａは、視野方向に向けられている。また、第二の面１２ｂは、カメラ２側に向けられている。また、第三の面１２ｃは、第二の面１２ｂから見て、カメラ２の反対側に、第二の面１２ｂと傾きを有しながら対向するように配置されている。
続いて、左視野から入射した光が、左視野用プリズム部１２内を通過する様子について説明する。第３Ａ図ないし第３Ｄ図は、第２Ａ図の部分拡大図であり、第３Ａ図はａ部拡大図、第３Ｂ図はｂ部拡大図、第３Ｃ図はｃ部拡大図、第３Ｄ図はｄ部拡大図である。
左視野からの光は、左視野用プリズム部１２の第一の面１２ａに、入射角θ１で入射する。そして屈折角θ２（θ２≦θ１）で左視野用プリズム部１２内に進入する（第３Ａ図参照）。なお、当然のことであるので図示していないが、第一の面１２ａに入射した光の一部は、反射角θ１で反射する。
進入した光は、第二の面１２ｂで、反射角θ３で全反射する（第３Ｂ図参照）。すなわち、左視野用プリズム部１２は、反射角θ３が臨界角θＣ（不図示）以上の大きさとなるよう設計されている。
ここで、全反射について簡単に説明する。左視野用プリズム部１２（屈折率ｎ：ｎ＞１）側から入射角α１で第二の面１２ｂに入射した光が、屈折角α２で空気側（屈折率は略１）に出射するとき、式（１）の関係が近似的に成立する。
ｎ・ｓｉｎα１ ＝ ｓｉｎα２ …（１）
ここで、屈折角α２が９０度となる場合には、式（２）が成立する。
ｓｉｎα１ ＝ １／ｎ …（２）
つまり、入射角α１が式（２）で得られた角度以上の大きさとなる場合には、光は空気側に出射しなくなる。このことを全反射といい、式（２）を満たすα１を臨界角と呼び、一般にθＣと表される。
全反射した光は、第三の面１２ｃで、反射角θ４で反射する（第３Ｃ図参照）。ここで、第三の面１２ｃは反射部材Ａを備えているので、ここから光が外部に漏れることはない。
反射した光は、第二の面１２ｂに、入射角θ５で入射し、屈折角θ６（θ６≧θ５）で左視野用プリズム部１２外に出射する（第３Ｄ図参照）。出射した光は、カメラ２に入射する。なお、当然のことであるので図示していないが、第二の面１２ｂに入射した光の一部は、反射角θ５で反射する。以下の図面においても、撮影に関与しない屈折光、反射光の記載を省略する。
同様に、右視野からの光は、右視野用プリズム部１３を通過して、カメラ２に入射する。ここで、カメラ２に入射する各視野からの光は、それぞれ二回反射しているので正像となっている。また、左視野からの光が出射する第二の面１２ｂと、右視野からの光が出射する第二の面１３ｂとの位置関係は、各視野相互の位置関係を保っている。つまり右視野からの光はカメラ２のレンズの右領域に入射し、左視野からの光はカメラ２のレンズの左領域に入射する。そして、各視野からの光は、カメラ２のレンズに重なることなく入射している。よって、カメラ２、表示手段３等で特別に反転処理等を施す必要がない。そしてカメラ２に入射した各視野からの光は、表示手段３に各視野の画像として表示される。
このように、第二の面１２ｂ，１３ｂは、全反射と、透過の二つの作用を行うので、光路折り曲げ器１１の小型化、特に前後方向の小型化が可能である。また、それに伴い軽量化、低コスト化が可能である。
各視野用プリズム部１２，１３の本体部のプリズムは、一体成形されたものであってもよいし、別体であってもよい。また、プリズムの素材としては、ガラス、樹脂等、公知のものを使用できる。
また、第２Ｂ図に示すように、第二の面１２ｂ（１３ｂ）と第三の面１２ｃ（１３ｃ）とがなす角度β１は、２０度以上４０度以下に設定されている。かかる設定により、第二の面１２ｂ，１３ｂで全反射しつつ、光路折り曲げ器１１の小型化が可能である。なお、さらに好ましくは、β１が２５度以上３５度以下となる設定であればよい。
また、第一の面１２ａ（１３ａ）と第三の面１２ｃ（１３ｃ）とがなす角度β２は、９０度以上１８０度未満に設定されている。かかる設定により、光路折り曲げ器１１の小型化が可能である。
続いて、第一の実施形態に係る複数視野撮影装置１Ａと、特開２００３−２０７８３６号公報に記載の車両周辺監視装置との比較について説明する。
第４図は、第一の実施形態に係る複数視野撮影装置における、中心画角付近の光路を説明する図である。ここで、カメラ２は、撮像レンズ２ａおよび撮像素子２ｂを備えている。撮像レンズ２ａにおける中心鉛直線、すなわち、左右視野撮像領域の境界付近に入射する各視野からの光路Ｌ１，Ｌ２は、第４図に示すような経路をとる。したがって、複数視野撮影装置１Ａの各プリズム部１２，１３は、鏡像を形成するような奇数回反射の光路を有しておらず、従来の車両用周辺監視装置と比較しても、不要な像の発生が抑えられている。
続いて、複数視野撮影装置１Ａの使用例について説明する。第５Ａ図は、第一の実施形態に係る複数視野撮影装置の使用例を示す図であり、第５Ｂ図は、第一の実施形態に係る複数視野撮影装置によって撮影された画面例を示す図である。第５Ａ図に示すように、複数視野撮影装置１Ａは、車両４の前面（ここでは、フロントグリル）に、左右の視野を撮影可能な状態で設置されている。また、表示手段３は、車両４内の運転手が視認可能な位置に設置され、複数視野撮影装置１Ａが撮影した左右の視野の映像を、左視野画像３ａおよび右視野画像３ｂとして表示する（第５Ｂ図参照）。この表示手段３は、専用のモニタでもよいし、カーナビゲーション等、他の機能を有するモニタであってもよい。
車両４が交差点に進入する際に、運転手は、車両４の先端が交差点内に僅かに突き出した形で一時停止する。そうすると、カメラ２が、光路折り曲げ器１１を通して左右の道路を撮影する。表示手段３は、撮影された画像を表示する。車両４の運転手は、表示手段３の左視野画像３ａ、右視野画像３ｂを見て、左右の道路の状況を確認する。そして、左右の道路の状況から安全性を確認して、交差点内に進入する。
この際に、表示手段３に表示される各画像は、正像となっている。そして、左の視野からの光を、視野境界３ｃを境として、左視野用プリズム部１２を介して撮影した左視野画像３ａが表示手段３の左側に、右の視野からの光を、右視野用プリズム部１３を介して撮影した右視野画像３ｂが表示手段３の右側に表示される。したがって、運転手はスムーズに安全確認を行うことができる。
また、左右視野撮像領域の境界付近に奇数回反射の光路が発生しないので、視野境界３ｃ付近に発生する不要な像が減少する。したがって、表示手段３上におけるマスクの面積を小さくすることができ、マスクによって各視野の画像３ａ，３ｂが小さくなることを防ぐことができる。
このように、複数視野撮影装置１Ａを車両４に適用する場合において、光路折り曲げ器１１は小型化されているので、車両４の意匠性に与える影響を抑えることができる。またフロントグリルだけでなく、バンパー等にも設置可能である。
（第二の実施形態）
第二の実施形態に係る複数視野撮影装置について、第一の実施形態に係る複数視野撮影装置１Ａとの相違点を中心に説明する。第６図は、第二の実施形態に係る複数視野撮影装置を示す概略図であり、上から見た断面図である。複数視野撮影装置１Ｂは、光路折り曲げ器２１を有している。光路折り曲げ器２１の各視野用プリズム部２２，２３の第三の面２２ｃ，２３ｃは、プリズム本体と反射部材Ａとの間にフォトクロミック層Ｂを介在させている。
かかる構成により、第三の面２２ｃ，２３ｃで反射する光量の自動調節が可能となる。したがって、表示手段３に表示される画像の明るさを、好適なものにすることができる。
（第三の実施形態）
第三の実施形態に係る複数視野撮影装置について、第一の実施形態に係る複数視野撮影装置１Ａとの相違点を中心に説明する。第７図は、第三の実施形態に係る複数視野撮影装置を示す概略図であり、上から見た断面図である。複数視野撮影装置１Ｃは、光路折り曲げ器３１と、エレクトロクロミック層駆動手段５と、を有している。光路折り曲げ器３１の各視野用プリズム部３２，３３の第三の面３２ｃ，３３ｃは、プリズム本体と反射部材Ａとの間にエレクトロクロミック層Ｃを介在させている。そして、エレクトロクロミック層駆動手段５は、カメラ２に入射した光量をもとに、エレクトロクロミック層Ｃに供給される電圧を、視野毎に独立制御することができる。
かかる構成により、第三の面３２ｃ，３３ｃで反射する光量の自動調節が可能となる。したがって、表示手段３に表示される画像の明るさを、各視野の画像毎に調節可能である。
（第四の実施形態）
第四の実施形態に係る複数視野撮影装置について、第一の実施形態に係る複数視野撮影装置１Ａとの相違点を中心に説明する。第８図は、第四の実施形態に係る複数視野撮影装置を示す概略図であり、上から見た断面図である。本実施形態に係る複数視野撮影装置１Ｄは、左視野用光路折り曲げ部４２と、右視野用光路折り曲げ部４３とからなる光路折り曲げ器４１を有している。
各視野用光路折り曲げ部４２（４３）は、ハーフミラーからなる第一の面（全反射および出射面）４２ａ（４３ａ）と、ミラーからなる第二の面（反射面）４２ｂ（４３ｂ）とから構成されている。これら第一の面４２ａ（４３ａ）および第二の面４２ｂ（４３ｂ）の配置は、第一の実施形態における第二の面１２ｂ（１３ｂ）および第三の面１２ｃ（１３ｃ）の配置と同様である。左（右）視野からの光は、第一の面４２ａ（４３ａ）で反射する。そして第一の面４２ａ（４３ａ）で反射した光は、第二の面４２ｂ（４３ｂ）で反射する。さらに第二の面４２ｂ（４３ｂ）で反射した光は、第一の面４２ａ（４３ａ）を透過し、出射する。つまり、第一の面４２ａ（４３ａ）は、第一の実施形態における第二の面１２ｂ（１３ｂ）と略同様の機能を有している（適宜図２参照）。また、第二の面４２ｂ（４３ｂ）は、第一の実施形態における第三の面１２ｃ（１３ｃ）と略同様の機能を有している。したがって、ハーフミラーおよびミラーを用いて、第一の実施形態の光路折り曲げ器１１と略同様の機能を有する光路折り曲げ器４１を提供することができる。なお、第二の面４２ｂ，４３ｂをなすミラーは光を反射可能なものであれば通常のミラーに限定されず、ハーフミラーとする構成であってもよい。
また、第一の面４２ａ（４３ａ）と第二の面４２ｂ（４３ｂ）とがなす角度は、２０度以上４０度以下に設定されている。かかる設定により、第一の面４２ａ，４３ａで反射しつつ、光路折り曲げ器４１の小型化、特に前後方向の小型化が可能である。なお、さらに好ましくは、２５度以上３５度以下の設定であればよい。
これら第一ないし第四の実施形態に係る（複数視野撮影用）光路折り曲げ器および複数視野撮影装置は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更可能である。各実施形態において、車両に設置する構成としたが、その他ビル、道路の交差点等に設置する構成であってもよい。また、左右二方向の視野からの光を一方向に出射させ、撮影する構成としたが、上下方向であってもよいし、三方向以上の視野からの光を一方向に出射させる構成であってもよい。また、複数視野撮影装置は、複数の視野を撮影可能なように、複数の開口部を有する筐体に内蔵される構成であってもよい。
また、第二、第三の実施形態において、フォトクロミック層Ｂ、エレクトロクロミック層Ｃの設置場所も適宜設定変更可能である。例えば、第６図において、第一の面１２ａ，１３ａにフォトクロミック層を設置してもよいし、第二の面１２ｂ，１３ｂに設置してもよい。エレクトロクロミック層Ｃについても同様である。なお、反射部材Ａを備えた第三の面１２ｃ，１３ｃにフォトクロミック層Ｂやエレクトロクロミック層Ｃを設ける場合（第二の実施形態の第三の面２２ｃ，２３ｃ、第三の実施形態の第三の面３２ｃ，３３ｃ参照）には、プリズム本体の処理を施す面数を少なくすることができるといった利点もある。
また、エレクトロクロミック層Ｃの駆動方法も適宜設定変更可能である。例えば、運転手が手動で駆動させる構成であってもよい。
また、第四の実施形態において、各視野に対応してフォトクロミック層やエレクトロクロミック層を介在させる構成であってもよい。例えば、フォトクロミック層やエレクトロクロミック層を介在させたミラーを、第二の面４２ｂ，４３ｂとすることができる。
〈三視野撮影用光路折り曲げ器および三視野撮影装置〉
続いて、本発明の実施形態について、三視野撮影用光路折り曲げ器（以下、単に「光路折り曲げ器」と記載する。）を車両の前面に取り付け、左、右、下の三つの視野を一台のカメラで撮影する三視野撮影装置に適用した場合を例にとり、適宜図面を参照しながら説明する。
（第五の実施形態）
第五の実施形態に係る三視野撮影装置について、第一の実施形態に係る複数視野撮影装置１Ａとの相違点を中心に説明する。第９図は、第五の実施形態に係る三視野撮影装置を示す概略斜視図である。三視野撮影装置１Ｅは、光路折り曲げ器５１およびカメラ２から構成されている。光路折り曲げ器５１は、左視野用プリズム部１２、右視野用プリズム部１３および下視野用プリズム部５４から構成されている。そして、カメラ２のレンズを左上領域、右上領域、下領域に三分割したとして、各構成要素は、左視野からの光が左視野用プリズム部１２を通過し、カメラ２のレンズの左上領域に入射するように配置されている。また、右視野からの光が右視野用プリズム部１３を通過し、カメラ２のレンズの右上領域に入射するように配置されている。また、下視野からの光は下視野用プリズム部５４を通過し、カメラ２のレンズの下領域に入射するように配置されている。ここでいう「左上領域」、「右上領域」、「下領域」とは、カメラ２のレンズを上下に二分割し、この上側部分を左右に二分割することによって最終的に三分割された、左上側、右上側、下側部分のことである。なお、左視野用プリズム部１２の第二の面１２ｂと、右視野用プリズム部１３の第二の面１３ｂと、下視野用プリズム部５４の第三の面５４ｃとの位置関係が、視野相互の位置関係（すなわち、左右下）となるよう配置されている（第１０Ａ図、第１０Ｂ図参照）。
第１０Ａ図ないし第１０Ｂ図は、第９図の三視野撮影装置を示す概略図であり、第１０Ａ図は上から見た断面図、第１０Ｂ図は横から見た断面図である。第１０Ａ図に示すように、左視野用プリズム部１２および右視野用プリズム部１３は、第一の実施形態に係る各視野用プリズム部１２，１３と同様の構成であるので、説明を省略する。
第１０Ｂ図に示すように、下視野用プリズム部５４は、第一の面（入射および反射面）５４ａ、第二の面（反射面）５４ｂおよび第三の面（出射面）５４ｃを有している。その本体部はプリズムであり、第二の面５４ｂは反射部材Ａを備えている。第一の面５４ａは、視野方向に向けられている。また、第二の面５４ｂは、左視野用プリズム部１２および右視野用プリズム部１３の底面と接している。また、第三の面５４ｃは、カメラ２側に向けられている。
続いて、下視野から入射した光が、下視野用プリズム部５４を通過する様子について説明する。第１１Ａ図ないし第１１Ｄ図は、第１０Ｂ図の部分拡大図であり、第１１Ａ図はａ部拡大図、第１１Ｂ図はｂ部拡大図、第１１Ｃ図はｃ部拡大図、第１１Ｄ図はｄ部拡大図である。
下視野からの光は、下視野用プリズム部５４の第一の面５４ａに、入射角θ１１で入射する。そして屈折角θ１２（θ１２≦θ１１）で下視野用プリズム部５４内に進入する（第１１Ａ図参照）。
進入した光は、第二の面５４ｂで、反射角θ１３で反射する（第１１Ｂ図参照）。
反射した光は、第一の面５４ａで、反射角θ１４（θ１４≧θＣ）で全反射する（第１１Ｃ図参照）。
全反射した光は、第三の面５４ｃに、入射角θ１５で入射し、屈折角θ１６（θ１６≧θ１５）で下視野用プリズム部５４外に出射する（第１１Ｄ図参照）。
そして、左視野用プリズム部１２の第二の面１２ｂから出射した光は、カメラ２のレンズの左上領域に入射する。また、右視野用プリズム部１３の第二の面１３ｂから出射した光は、カメラ２のレンズの右上領域に入射する。また、下視野用プリズム部５４の第三の面５４ｃから出射した光は、カメラ２のレンズの下領域に入射する。これら三つの視野からの光は、カメラ２のレンズに重なることなく、正像として入射している。
続いて、三視野撮影装置１Ｅの使用例について説明する。第１２Ａ図は、第五の実施形態に係る三視野撮影装置の使用例を示す図であり、第１２Ｂ図は、第五の実施形態に係る三視野撮影装置によって撮影された画面例を示す図である。第１２Ａ図に示すように、三視野撮影装置１Ｅを車両４の前面（ここでは、フロントグリル）に設置することによって、表示手段３は、各視野用プリズム部１２，１３，５４を介して撮影した左視野画像３ｃ、右視野画像３ｄおよび下視野画像３ｅを表示することができる（第１２Ｂ図参照）。これら各画像３ｃ，３ｄ，３ｅは、正像であり、かつ、各視野の相互の位置を保ちつつ表示される。ここで下視野画像３ｅは、車両４の前方下方の死角を、下視野用プリズム部５４を介して撮影したものである。車両４の運転手は、表示手段３を見ることで、左右の道路の状況に加え、前方下方の死角をも確認することができる。また、駐車場や車庫からの発進時等にも、表示手段３の下視野画像３ｅを見ることで、前方下方の死角を確認することができる。
（第六の実施形態）
第六の実施形態に係る三視野撮影装置について、第五の実施形態に係る三視野撮影装置１Ｅとの相違点を中心に説明する。第１３図は、第六の実施形態に係る三視野撮影装置を示す概略図であり、横から見た断面図である。三視野撮影装置１Ｆは、光路折り曲げ器６１およびカメラ２から構成されている。光路折り曲げ器６１は、左視野用プリズム部１１、右視野用プリズム部１２（第９図参照）および下視野用光路折り曲げ部６４から構成されている。つまり、第五の実施形態の下視野用プリズム部５４（第９図参照）を、下視野用光路折り曲げ部６４に置き換えた構成となっている。
下視野用光路折り曲げ部６４は、ハーフミラーからなる第一の面（入射および反射面）６４ａと、ミラーからなる第二の面（反射面）６４ｂとから構成されている。これら第一の面６４ａおよび第二の面６４ｂの配置は、第五の実施形態における第一の面５４ａおよび第二の面５４ｂの配置と同様である。下視野からの光は、第一の面６４ａを透過する。そして第一の面６４ａを透過した光は、第二の面６４ｂで反射する。さらに第二の面６４ｂで反射した光は、第一の面６４ａで反射し、出射する。つまり、第一の面６４ａは、第五の実施形態における第一の面５４ａと略同様の機能を有している（適宜第１０Ｂ図参照）。また、第二の面６４ｂは、第五の実施形態における第二の面５４ｂと略同様の機能を有している。したがって、ハーフミラーおよびミラーを用いて、第五の実施形態の下視野用プリズム部５４と略同様の機能を有する下視野用光路折り曲げ部６４を提供することができる。なお、第二の面６４ｂをなすミラーは光を反射可能なものであれば通常のミラーに限定されず、ハーフミラーとする構成であってもよい。
（第七の実施形態）
第七の実施形態に係る三視野撮影装置について、第五の実施形態に係る三視野撮影装置１Ｅとの相違点を中心に説明する。第１４図は、第七の実施形態に係る三視野撮影装置を示す概略斜視図である。三視野撮影装置１Ｇは、光路折り曲げ器７１およびカメラ２から構成されている。光路折り曲げ器７１は、左視野用プリズム部１２、右視野用プリズム部１３（第９図参照）および下視野用プリズム部７４から構成されている。つまり、第五の実施形態の下視野用プリズム部５４（第９図参照）を、下視野用プリズム部７４に置き換えた構成となっている。
第１５Ａ図ないし第１５Ｂ図は、第１４図の三視野撮影装置を示す概略図であり、第１５Ａ図は上から見た断面図、第１５Ｂ図は横から見た断面図である。第１５Ｂ図に示すように、下視野用プリズム部７４は、第一の面（入射面）７４ａ、第二の面（反射面）７４ｂ、第三の面（反射面）７４ｃおよび第四の面（出射面）７４ｄを有している。その本体部はプリズムであり、第二の面７４ｂおよび第三の面７４ｃは反射部材Ａを備えている。第一の面７４ａは、視野方向に向けられている。第二の面７４ｂは、カメラ２方向に向かって上にのびた底面である。第三の面７４ｃは、カメラ２方向に向かって上にのびた上面である。第四の面７４ｄは、カメラ２側に向けられている。
続いて、下視野から入射した光が、下視野用プリズム部７４を通過する様子について説明する。第１６Ａ図ないし第１６Ｄ図は、第１５Ｂ図の部分拡大図であり、第１６Ａ図はａ部拡大図、第１６Ｂ図はｂ部拡大図、第１６Ｃ図はｃ部拡大図、第１６Ｄ図はｄ部拡大図である。
下視野からの光は、下視野用プリズム部７４の第一の面７４ａに、入射角θ２１で入射する。そして、屈折角θ２２（θ２２≦θ２１）で下視野用プリズム部７４内に進入する（第１６Ａ図参照）。
進入した光は、第二の面７４ｂで、反射角θ２３で反射する（第１６Ｂ図参照）。
反射した光は、第三の面７４ｃで、反射角θ２４で反射する（第１６Ｃ図参照）。
反射した光は、第四の面７４ｄに、入射角θ２５で入射し、屈折角θ２６（θ２ ６≧θ２５）で下視野用プリズム部７４外に出射する（第１６Ｄ図参照）。
なお、第二の面７４ｂ、第三の面７４ｃの少なくとも一方での反射が、全反射（θ２３≧θＣ、θ２４≧θＣ）となるように、第二の面７４ｂ、第三の面７４ｃの角度を設定してもよい。この場合には、反射部材Ａを設置しない場合であっても、反射光量を大きくすることができる。
第七の実施形態における下視野用プリズム部７４は、独立した反射面を二つ（７４ｂ，７４ｃ）有しているので、第五の実施形態の下視野用プリズム部５４（第１０Ｂ図参照）や、第六の実施形態の下視野用光路折り曲げ部６４（第１３図参照）と比較して、視野の設定可能な方向が拡がるといった利点を有している。
（第八の実施形態）
第八の実施形態に係る三視野撮影装置について、第七の実施形態に係る三視野撮影装置１Ｇとの相違点を中心に説明する。第１７図は、第八の実施形態に係る三視野撮影装置を示す概略図であり、横から見た断面図である。三視野撮影装置１Ｈは、光路折り曲げ器８１およびカメラ２から構成されている。光路折り曲げ器８１は、左視野用プリズム部１２、右視野用プリズム部１３（第９図参照）および下視野用光路折り曲げ部８４から構成されている。つまり、第七の実施形態の下視野用プリズム部７４（第１４図参照）を、下視野用光路折り曲げ部８４に置き換えた構成となっている。
下視野用光路折り曲げ部８４は、ミラーからなる第一の面（反射面）８４ａと、ミラーからなる第二の面（反射面）８４ｂとから構成されている。これら第一の面８４ａおよび第二の面８４ｂの配置は、第七の実施形態における第二の面７４ｂおよび第三の面７４ｃの配置と同様である。下視野からの光は、第一の面８４ａで反射する。そして第一の面８４ａで反射した光は、第二の面８４ｂで反射し、出射する。つまり、第一の面８４ａは、第七の実施形態における第二の面７４ｂと略同様の機能を有している（適宜第１５Ｂ図参照）。また、第二の面８４ｂは、第七の実施形態における第三の面７４ｃと略同様の機能を有している。したがって、ミラーを用いて、第七の実施形態の下視野用プリズム部７４と略同様の機能を有する下視野用光路折り曲げ部８４を提供することができる。なお、第一の面８４ａおよび第二の面８４ｂをなすミラーは光を反射可能なものであれば通常のミラーに限定されず、いずれか一方あるいは両方をハーフミラーとする構成であってもよい。
これら第五ないし第八の実施形態に係る（三視野撮影用）光路折り曲げ器および三視野撮影装置は、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更可能である。例えば、左視野用プリズム部１２および右視野用プリズム部１３は、第四の実施形態に係る左視野用光路折り曲げ器４２および右視野用光路折り曲げ器４３と交換可能である。また、第二の実施形態や第三の実施形態のように、各視野毎にフォトクロミック層Ｂやエレクトロクロミック層Ｃを設ける構成であってもよい。特に、反射部材Ａを備える面に、フォトクロミック層Ｂやエレクトロクロミック層Ｃを設ける場合には、処理を施す面数を増やすことなく処理することができる。また、第六の実施形態において、ハーフミラーからなる第一の面６４ａやミラーからなる第二の面６４ｂに、フォトクロミック層Ｂやエレクトロクロミック層Ｃを設ける構成であってもよい。同様に、第八の実施形態において、第一の面８４ａや第二の面８４ｂに、フォトクロミック層Ｂやエレクトロクロミック層Ｃを設ける構成であってもよい。また、第五の実施形態において、反射角θ１４が臨界角θＣよりも小さい、つまり全反射ではなく通常の反射を行う構成であってもよい。また、三視野撮影装置は、三つの視野を撮影可能なように、三つの開口部を有する筐体に内蔵される構成であってもよい。
また、第一ないし第八の実施形態において、複数視野撮影装置１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄや三視野撮影装置１Ｅ，１Ｆ，１Ｇ，１Ｈを車両４の前方に取り付ける場合（第５Ａ図、第１２Ａ図参照）を例にとって説明したが、車両４の後方に取り付け、左右（および下）視野を撮影する構成であってもよい。また、視野の方向も変更可能である。なお、本発明は車両用に限定されず、複数の視野（あるいは三視野）を一台のカメラで撮影する場合であれば、建物内の監視用等、いかなる場合においても適用可能である。
また、プリズム部または光路折り曲げ部の数を増やすことによって、三以上の視野を撮影するための複数視野撮影用光路折り曲げ器およびそれを用いた複数視野撮影装置を提供することができる。
また、複数視野撮影用光路折り曲げ器は、ある視野には、プリズム部を備え、別の視野には光路折り曲げ部を備える、というように、プリズム部と光路折り曲げ部の両方を用いた構成であってもよい。
また、複数視野撮影装置は、視野のひとつがプリズム部または光路折り曲げ部を介さずにカメラの視野画角の一部を撮影する構成であってもよい。
また、本発明は、以下のように表すこともできる。
すなわち、本発明の光路折り曲げ器は、複数の視野から入射した光を一方向に出射させ、一台のカメラで撮影するための光路折り曲げ器であって、入射した光を全反射させる第一の面と、前記第一の面で全反射した光を反射させる第二の面と、を有し、前記第二の面で反射した光を、前記第一の面を透過させて出射させるよう形成してなる第一光路折り曲げ部を、一以上または全ての視野毎に備えたことを特徴とする。
また、前記各第一光路折り曲げ部における、前記第一の面と前記第二の面とがなす角度が、２０度以上４０度以下であることが望ましい。
また、前記第一光路折り曲げ部は、前記第一の面で全反射する光を透過させる入射面を備えた第一プリズム部である構成であってもよい。さらには、前記第二の面は、反射部材を備えていることが望ましく、前記各第一光路折り曲げ部における、前記入射面と前記第二の面とがなす角度が、９０度以上１８０度未満であることが望ましい。
また、前記第一光路折り曲げ部は、前記第一の面としてのハーフミラーと、前記第二の面としてのミラーと、の組合せである構成であってもよい。
また、本発明の光路折り曲げ器は、前記第一光路折り曲げ部を、第一、第二の視野用として備え、第三の視野用として、入射した光を透過させる第一の面と、前記第一の面を透過した光を反射させる第二の面と、前記第二の面で反射した光を前記第一の面で反射させて出射させるように形成してなる第二光路折り曲げ部を備えたことを特徴とする。
また、前記第二光路折り曲げ部は、前記第一の面で反射した光を透過させて出射させる出射面を備えた第二プリズム部である構成であってもよい。
また、前記第二光路折り曲げ部は、前記第一の面としてのハーフミラーと、前記第二の面としてのミラーと、の組み合わせである構成であってもよい。
また、本発明の光路折り曲げ器は、前記第一光路折り曲げ部を、第一、第二の視野用として備え、第三の視野用として、入射した光を反射させる第一の面と、前記第一の面で反射した光を反射させて出射させる第二の面と、を有する第三光路折り曲げ部を備えたことを特徴とする。
また、前記第三光路折り曲げ部は、第一の面で反射させる光を透過させる入射面と、前記第二の面で反射した光を透過させて出射させる出射面と、を備えた第三プリズム部である構成であってもよい。
また、前記第三光路折り曲げ部は、前記第一の面としてのミラーと、前記第二の面としてのミラーと、の組み合わせである構成であってもよい。
また、本発明の光路折り曲げ器は、ひとつの視野毎にフォトクロミック層を設けたことを特徴とする。
また、本発明の光路折り曲げ器は、ひとつの視野毎にエレクトロクロミック層を設けたことを特徴とする。
また、本発明の撮影装置は、前記光路折り曲げ器と、前記光路折り曲げ器に複数の視野から入射し、一方向に出射した光が入射する一台のカメラと、を備えたことを特徴とする。
以上説明したように、本発明によれば、小型化でき、各視野相互の位置関係を保ちつつ、正像として光を出射させる複数視野撮影用光路折り曲げ器およびそれを用いた複数視野撮影装置を提供することができる。さらには、小型化でき、三つの視野相互の位置関係を保ちつつ、正像として光を出射させる三視野撮影用光路折り曲げ器およびそれを用いた三視野撮影装置を提供することができる。
本発明は、一台のカメラで複数の視野を撮影するための複数視野撮影用光路折り曲げ器およびそれを用いた複数視野撮影装置に適用することができ、特に、車両の周辺視野を撮影するための車両周辺監視装置に好適に適用することができる。

Claims (20)

  1. 複数の視野から入射した光を一方向に出射させ、一台のカメラで撮影するための複数視野撮影用光路折り曲げ器であって、
    入射した光を透過させる第一の面と、前記第一の面を透過した光を全反射させる第二の面と、前記第二の面で全反射した光を反射させる第三の面と、を有し、前記第三の面で反射した光を、前記第二の面を透過させて出射させるよう形成してなるプリズム部を、ひとつの視野毎に備えたことを特徴とする複数視野撮影用光路折り曲げ器。
  2. 前記第三の面は、反射部材を備えていることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の複数視野撮影用光路折り曲げ器。
  3. 前記各プリズム部における、前記第二の面と前記第三の面とがなす角度が、２０度以上４０度以下であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の複数視野撮影用光路折り曲げ器。
  4. 前記各プリズム部における、前記第一の面と前記第三の面とがなす角度が、９０度以上１８０度未満であることを特徴とする請求の範囲第１項に記載の複数視野撮影用光路折り曲げ器。
  5. 複数の視野から入射した光を一方向に出射させ、一台のカメラで撮影するための複数視野撮影用光路折り曲げ器であって、
    ハーフミラーからなり、入射した光を反射させる第一の面と、ミラーからなり、前記第一の面で反射した光を反射させる第二の面と、を有し、前記第二の面で反射した光を、前記第一の面を透過させて出射させるよう形成してなる光路折り曲げ部を、ひとつの視野毎に備えたことを特徴とする複数視野撮影用光路折り曲げ器。
  6. 前記各光路折り曲げ部における、前記第一の面と前記第二の面とがなす角度が、２０度以上４０度以下であることを特徴とする請求の範囲第５項に記載の複数視野撮影用光路折り曲げ器。
  7. ひとつの視野毎にフォトクロミック層を設けたことを特徴とする請求の範囲第１項または請求の範囲第５項に記載の複数視野撮影用光路折り曲げ器。
  8. ひとつの視野毎にエレクトロクロミック層を設けたことを特徴とする請求の範囲第１項または請求の範囲第５項に記載の複数視野撮影用光路折り曲げ器。
  9. 請求の範囲第１項または請求の範囲第５項に記載の複数視野撮影用光路折り曲げ器と、
    前記複数視野撮影用光路折り曲げ器に複数の視野から入射し、一方向に出射した光が入射する一台のカメラと、
    を備えたことを特徴とする複数視野撮影装置。
  10. 第一、第二、第三の視野から入射した光を一方向に出射させ、一台のカメラでこれら三つの視野を撮影するための三視野撮影用光路折り曲げ器であって、
    第一、第二の視野用として、入射した光を透過させる第一の面と、前記第一の面を透過した光を全反射させる第二の面と、前記第二の面で全反射した光を反射させる第三の面と、を有し、前記第三の面で反射した光を、前記第二の面を透過させて出射させるよう形成してなるプリズム部を、第一、第二の視野毎に備え、
    第三の視野用として、入射した光を透過させる第一の面と、前記第一の面を透過した光を反射させる第二の面と、前記第二の面で反射した光を前記第一の面で反射させ、第三の面から出射させるように形成してなるプリズム部を備えたことを特徴とする三視野撮影用光路折り曲げ器。
  11. 第一、第二、第三の視野から入射した光を一方向に出射させ、一台のカメラでこれら三つの視野を撮影するための三視野撮影用光路折り曲げ器であって、
    第一、第二の視野用として、入射した光を透過させる第一の面と、前記第一の面を透過した光を全反射させる第二の面と、前記第二の面で全反射した光を反射させる第三の面と、を有し、前記第三の面で反射した光を、前記第二の面を透過させて出射させるよう形成してなるプリズム部を、第一、第二の視野毎に備え、
    第三の視野用として、ハーフミラーからなり、入射した光を透過させる第一の面と、ミラーからなり、前記第一の面を透過した光を反射させる第二の面と、を有し、前記第二の面で反射した光を前記第一の面で反射させて出射させるよう形成してなる光路折り曲げ部を備えたことを特徴とする三視野撮影用光路折り曲げ器。
  12. 第一、第二、第三の視野から入射した光を一方向に出射させ、一台のカメラでこれら三つの視野を撮影するための三視野撮影用光路折り曲げ器であって、
    第一、第二の視野用として、ハーフミラーからなり、入射した光を反射させる第一の面と、ミラーからなり、前記第一の面で反射した光を反射させる第二の面と、を有し、前記第二の面で反射した光を、前記第一の面を透過させて出射させるよう形成してなる光路折り曲げ部を、第一、第二の視野毎に備え、
    第三の視野用として、入射した光を透過させる第一の面と、前記第一の面を透過した光を反射させる第二の面と、前記第二の面で反射した光を前記第一の面で反射させ、第三の面から出射させるように形成してなるプリズム部を備えたことを特徴とする三視野撮影用光路折り曲げ器。
  13. 第一、第二、第三の視野から入射した光を一方向に出射させ、一台のカメラでこれら三つの視野を撮影するための三視野撮影用光路折り曲げ器であって、
    第一、第二の視野用として、ハーフミラーからなり、入射した光を反射させる第一の面と、ミラーからなり、前記第一の面で反射した光を反射させる第二の面と、を有し、前記第二の面で反射した光を、前記第一の面を透過させて出射させるよう形成してなる光路折り曲げ部を、第一、第二の視野毎に備え、
    第三の視野用として、ハーフミラーからなり、入射した光を透過させる第一の面と、ミラーからなり、前記第一の面を透過した光を反射させる第二の面と、を有し、前記第二の面で反射した光を前記第一の面で反射させて出射させるよう形成してなる光路折り曲げ部を備えたことを特徴とする三視野撮影用光路折り曲げ器。
  14. 第一、第二、第三の視野から入射した光を一方向に出射させ、一台のカメラでこれら三つの視野を撮影するための三視野撮影用光路折り曲げ器であって、
    第一、第二の視野用として、入射した光を透過させる第一の面と、前記第一の面を透過した光を全反射させる第二の面と、前記第二の面で全反射した光を反射させる第三の面と、を有し、前記第三の面で反射した光を、前記第二の面を透過させて出射させるよう形成してなるプリズム部を、第一、第二の視野毎に備え、
    第三の視野用として、入射した光を透過させる第一の面と、前記第一の面を透過した光を反射させる第二の面と、前記第二の面で反射した光を反射させる第三の面と、前記第三の面で反射した光を透過させて出射させる第四の面と、を有するプリズム部を備えたことを特徴とする三視野撮影用光路折り曲げ器。
  15. 第一、第二、第三の視野から入射した光を一方向に出射させ、一台のカメラでこれら三つの視野を撮影するための三視野撮影用光路折り曲げ器であって、
    第一、第二の視野用として、入射した光を透過させる第一の面と、前記第一の面を透過した光を全反射させる第二の面と、前記第二の面で全反射した光を反射させる第三の面と、を有し、前記第三の面で反射した光を、前記第二の面を透過させて出射させるよう形成してなるプリズム部を、第一、第二の視野毎に備え、
    第三の視野用として、ミラーからなり、入射した光を反射させる第一の面と、ミラーからなり、前記第一の面で反射した光を反射させて出射させる第二の面と、を有する光路折り曲げ部を備えたことを特徴とする三視野撮影用光路折り曲げ器。
  16. 第一、第二、第三の視野から入射した光を一方向に出射させ、一台のカメラでこれら三つの視野を撮影するための三視野撮影用光路折り曲げ器であって、
    第一、第二の視野用として、ハーフミラーからなり、入射した光を反射させる第一の面と、ミラーからなり、前記第一の面で反射した光を反射させる第二の面と、を有し、前記第二の面で反射した光を、前記第一の面を透過させて出射させるよう形成してなる光路折り曲げ部を、第一、第二の視野毎に備え、
    第三の視野用として、入射した光を透過させる第一の面と、前記第一の面を透過した光を反射させる第二の面と、前記第二の面で反射した光を反射させる第三の面と、前記第三の面で反射した光を透過させて出射させる第四の面と、を有するプリズム部を備えたことを特徴とする三視野撮影用光路折り曲げ器。
  17. 第一、第二、第三の視野から入射した光を一方向に出射させ、一台のカメラでこれら三つの視野を撮影するための三視野撮影用光路折り曲げ器であって、
    第一、第二の視野用として、ハーフミラーからなり、入射した光を反射させる第一の面と、ミラーからなり、前記第一の面で反射した光を反射させる第二の面と、を有し、前記第二の面で反射した光を、前記第一の面を透過させて出射させるよう形成してなる光路折り曲げ部を、第一、第二の視野毎に備え、
    第三の視野用として、ミラーからなり、入射した光を反射させる第一の面と、ミラーからなり、前記第一の面で反射した光を反射させて出射させる第二の面と、を有する光路折り曲げ部を備えたことを特徴とする三視野撮影用光路折り曲げ器。
  18. ひとつの視野毎にフォトクロミック層を設けたことを特徴とする請求の範囲第１０項から請求の範囲第１７項のいずれか一項に記載の三視野撮影用光路折り曲げ器。
  19. ひとつの視野毎にエレクトロクロミック層を設けたことを特徴とする請求の範囲第１０項から請求の範囲第１７項のいずれか一項に記載の三視野撮影用光路折り曲げ器。
  20. 請求の範囲第１０項から請求の範囲第１７項のいずれか一項に記載の三視野撮影用光路折り曲げ器と、
    前記三視野撮影用光路折り曲げ器に第一、第二、第三の視野から入射し、一方向に出射した光が入射する一台のカメラと、
    を備えたことを特徴とする三視野撮影装置。
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