(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の受光センサから構成されるセンサアレイおよび結像光学系を有し、車両側方から車両後側方にかけての背景画像を撮像する車両用カメラであって、
車両側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサの撮像距離よりも、車両後側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサの撮像距離を大きくするように構成することを特徴とする車両用カメラ。
【請求項２】
車両側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサの感度よりも、車両後側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサの感度を高くするように構成されていることを特徴とする請求項１記載の車両用カメラ。
【請求項３】
前記複数の受光センサの各々は、入射光エネルギを熱に変換し、この変換された熱によって変化する物性の温度を検出する熱型赤外線センサで構成され、
この熱型赤外線センサにおいて温度によって物性が変化する感熱部と該感熱部以外の部分との熱抵抗が、車両側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の前記熱型赤外線センサよりも、車両後側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の前記熱型赤外線センサの方が低くするように構成されていることを特徴とする請求項２記載の車両用カメラ。
【請求項４】
前記熱型赤外線センサは、感熱部と該感熱部以外の部分が梁で接続されている熱分離構造を有し、
車両側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の前記熱型赤外線センサの梁の熱抵抗よりも、車両後側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の前記熱型赤外線センサの梁の熱抵抗の方が低くするように構成されていることを特徴とする請求項３記載の車両用カメラ。
【請求項５】
車両側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサの入射光強度に対する吸収効率よりも、車両後側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサの入射光強度に対する吸収効率を高くするように構成されていることを特徴とする請求項２記載の車両用カメラ。
【請求項６】
車両側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサの光の吸収効率よりも、車両後側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサの光の吸収効率を高くするように構成されていることを特徴とする請求項５記載の車両用カメラ。
【請求項７】
車両側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサの受光領域を覆うように配設されている透過膜の透過率よりも、車両後側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサの受光領域を覆うように配設されている透過膜の透過率を高くするように構成されていることを特徴とする請求項５記載の車両用カメラ。
【請求項８】
車両側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサの内部雑音よりも、車両後側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサの内部雑音を低くするように構成されていることを特徴とする請求項１記載の車両用カメラ。
【請求項９】
前記複数の受光センサの各々は、出力に直列に接続された抵抗を有し、
車両側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサに接続された抵抗値よりも、車両後側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサに接続された抵抗値を低くするように構成されていることを特徴とする請求項８記載の車両用カメラ。
【請求項１０】
車両側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサを構成する画素サイズまたは受光センサ内に存在する光検出領域の占有領域よりも、車両後側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサを構成する画素サイズまたは受光センサ内に存在する光検出領域の占有領域を小さくするように構成されていることを特徴とする請求項１記載の車両用カメラ。
【請求項１１】
車両側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサよりも、車両後側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサを撮像方向に繰り出すように構成されていることを特徴とする請求項１記載の車両用カメラ。
【請求項１２】
前記複数の受光センサの各々は、受光センサまたは受光センサの受光領域に接続された微小変位手段を有し、
該微小変位手段によって、車両側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサよりも、車両後側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサを撮像方向に繰り出すように構成されていることを特徴とする請求項１１記載の車両用カメラ。
【請求項１３】
前記微小変位手段は、外部から印加される入力信号によって、車両側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサよりも、車両後側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサを撮像方向に繰り出すように構成されていることを特徴とする請求項１２記載の車両用カメラ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の周囲の状況を検出するのに使用される車両用カメラに関し、特に、撮像方向によって撮像範囲が異なる視野を有する車両用カメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両用カメラを用いて自車両の左側方を撮像し、自車両が左折する場合に、自車両の左側方を走行する二輪車を巻き込まないために、自車両が左ウインカーを動作させたときに、撮像画像から判別した二輪車との相対距離が所定距離内であったときには、警報を行う技術が知られている。
【０００３】
このような場合に、自車両の左側方を走行する二輪車は、自車両から離れている状態や、自車両に極めて近接した状態においても、この二輪車を確実に車両用カメラで検出するためには、車両用カメラの撮像範囲を大きくする必要があり、撮像範囲は広角かつ遠方まで設定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の車両用カメラにおいては、撮像範囲を広角で遠方まで検出するようにしているので、例えば歩道の向う側に存在する建物までも撮像してしまい、その多量の背景画像の中から自車両の接近する二輪車を判別することは、非常に時間が掛ってしまい、また時間を短くするためには高性能な演算装置が必要となってしまい、高コストとなってしまう。
【０００５】
本発明は、上記を鑑みてなされたもので、その目的としては、不要な背景画像を撮像することなく、検出すべき被写体を適確に判別することのできる車両用カメラを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の本発明は、複数の受光センサから構成されるセンサアレイおよび結像光学系を有し、車両側方から車両後側方にかけての背景画像を撮像する車両用カメラであって、車両側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサの撮像距離よりも、車両後側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサの撮像距離を大きくするように構成することを要旨とする。
【０００７】
また、請求項２記載の本発明は、請求項１記載の本発明において、車両側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサの感度よりも、車両後側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサの感度を高くするように構成されていることを要旨とする。
【０００８】
更に、請求項３記載の本発明は、請求項２記載の本発明において、前記複数の受光センサの各々は、入射光エネルギを熱に変換し、この変換された熱によって変化する物性の温度を検出する熱型赤外線センサで構成され、この熱型赤外線センサにおいて温度によって物性が変化する感熱部と該感熱部以外の部分との熱抵抗が、車両側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の前記熱型赤外線センサよりも、車両後側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の前記熱型赤外線センサの方が低くするように構成されていることを要旨とする。
【０００９】
請求項４記載の本発明は、請求項３記載の本発明において、前記熱型赤外線センサは、感熱部と該感熱部以外の部分が梁で接続されている熱分離構造を有し、車両側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の前記熱型赤外線センサの梁の熱抵抗よりも、車両後側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の前記熱型赤外線センサの梁の熱抵抗の方が低くするように梁が構成されていることを要旨とする。
【００１０】
また、請求項５記載の本発明は、請求項２記載の本発明において、車両側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサの入射光強度に対する吸収効率よりも、車両後側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサの入射光強度に対する吸収効率を高くするように構成されていることを要旨とする。
【００１１】
更に、請求項６記載の本発明は、請求項５記載の本発明において、車両側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサの光の吸収効率よりも、車両後側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサの光の吸収効率を高くするように構成されていることを要旨とする。
【００１２】
請求項７記載の本発明は、請求項５記載の本発明において、車両側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサの受光領域を覆うように配設されている透過膜の透過率よりも、車両後側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサの受光領域を覆うように配設されている透過膜の透過率を高くするように構成されていることを要旨とする。
【００１３】
また、請求項８記載の本発明は、請求項１記載の本発明において、車両側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサの内部雑音よりも、車両後側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサの内部雑音を低くするように構成されていることを要旨とする。
【００１４】
更に、請求項９記載の本発明は、請求項８記載の本発明において、前記複数の受光センサの各々は、出力に直列に接続された抵抗を有し、車両側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサに接続された抵抗値よりも、車両後側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサに接続された抵抗値を低くするように構成されていることを要旨とする。
【００１５】
また、請求項１０記載の本発明は、請求項１記載の本発明において、車両側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサを構成する画素サイズまたは受光センサ内に存在する光検出領域の占有領域よりも、車両後側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサを構成する画素サイズまたは受光センサ内に存在する光検出領域の占有領域を小さくするように構成されていることを要旨とする。
【００１６】
更に、請求項１１記載の本発明は、請求項１記載の本発明において、車両側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサよりも、車両後側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサを撮像方向に繰り出すように構成されていることを要旨とする。
【００１７】
請求項１２記載の本発明は、請求項１１記載の本発明において、前記複数の受光センサの各々は、受光センサまたは受光センサの受光領域に接続された微小変位手段を有し、該微小変位手段によって、車両側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサよりも、車両後側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサを撮像方向に繰り出すように構成されていることを要旨とする。
【００１８】
また、請求項１３記載の本発明は、請求項１２記載の本発明において、前記微小変位手段は、外部から印加される入力信号によって、車両側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサよりも、車両後側方を撮像方向とする前記センサアレイ内の存在部位の受光センサを撮像方向に繰り出すように構成されていることを要旨とする。
【００１９】
【発明の効果】
請求項１記載の本発明によれば、車両後側方を撮像方向とするセンサアレイ内の存在部位の受光センサの撮像距離を大きくするように構成しているので、検出方向毎に検出距離を変えることにより、不要な背景画像を撮像することなくなる。この結果、例えば車両側方に近接してきた二輪車等の他の車両や、車両後側方の離れた位置から接近しようとする二輪車等の他の車両を検出すべき被写体として適確に判別することができる。
【００２０】
また、請求項２記載の本発明によれば、車両側方を撮像方向とするセンサアレイ内の存在部位の受光センサの感度よりも、車両後側方を撮像方向とするセンサアレイ内の存在部位の受光センサの感度を高くするように構成されているので、各受光センサの検出方向毎に感度を変えて検出距離を変えることができ、不要な背景画像を撮像することなく、検出すべき被写体を適確に判別することができる。
【００２１】
更に、請求項３記載の本発明によれば、受光センサの各々は熱型赤外線センサで構成され、熱型赤外線センサにおいて温度によって物性が変化する感熱部と該感熱部以外の部分との熱抵抗が、車両側方を撮像方向とするセンサアレイ内の存在部位の熱型赤外線センサよりも、車両後側方を撮像方向とするセンサアレイ内の存在部位の熱型赤外線センサの方が低くするように構成されているので、各受光センサの検出方向毎に熱抵抗を変えて検出距離を変えることができ、不要な背景画像を撮像することなく、検出すべき被写体を適確に判別することができる。
【００２２】
請求項４記載の本発明によれば、熱型赤外線センサは感熱部とそれ以外の部分が梁で接続され、車両側方を撮像方向とするセンサアレイ内の存在部位の熱型赤外線センサの梁の熱抵抗よりも、車両後側方を撮像方向とするセンサアレイ内の存在部位の熱型赤外線センサの梁の熱抵抗の方が低くするように梁が構成されているので、各受光センサの検出方向毎の梁の構造を変えて検出距離を変えることができ、不要な背景画像を撮像することなく、検出すべき被写体を適確に判別することができる。
【００２３】
また、請求項５記載の本発明によれば、車両側方を撮像方向とするセンサアレイ内の存在部位の受光センサの入射光強度に対する吸収効率よりも、車両後側方を撮像方向とするセンサアレイ内の存在部位の受光センサの入射光強度に対する吸収効率を高くするように構成されているので、各受光センサの検出方向毎に吸収効率を変えて検出距離を変えることができ、不要な背景画像を撮像することなく、検出すべき被写体を適確に判別することができる。
【００２４】
更に、請求項６記載の本発明によれば、車両側方を撮像方向とするセンサアレイ内の存在部位の受光センサの光の吸収効率よりも、車両後側方を撮像方向とするセンサアレイ内の存在部位の受光センサの光の吸収効率を高くするように構成されているので、各受光センサの検出方向毎に光の吸収効率を変えて検出距離を変えることができ、不要な背景画像を撮像することなく、検出すべき被写体を適確に判別することができる。
【００２５】
請求項７記載の本発明によれば、車両側方を撮像方向とするセンサアレイ内の存在部位の受光センサの受光領域を覆うように配設されている透過膜の透過率よりも、車両後側方を撮像方向とするセンサアレイ内の存在部位の受光センサの受光領域を覆うように配設されている透過膜の透過率を高くするように構成されているので、各受光センサの検出方向毎に透過膜の透過率を変えて検出距離を変えることができ、不要な背景画像を撮像することなく、検出すべき被写体を適確に判別することができる。
【００２６】
また、請求項８記載の本発明によれば、車両側方を撮像方向とするセンサアレイ内の存在部位の受光センサの内部雑音よりも、車両後側方を撮像方向とするセンサアレイ内の存在部位の受光センサの内部雑音を低くするように構成されているので、各受光センサの検出方向毎に内部雑音を変えて検出距離を変えることができ、不要な背景画像を撮像することなく、検出すべき被写体を適確に判別することができる。
【００２７】
更に、請求項９記載の本発明によれば、車両側方を撮像方向とするセンサアレイ内の存在部位の受光センサに接続された抵抗値よりも、車両後側方を撮像方向とするセンサアレイ内の存在部位の受光センサに接続された抵抗値を低くするように構成されているので、各受光センサの検出方向毎に出力直列抵抗を変えて検出距離を変えることができ、不要な背景画像を撮像することなく、検出すべき被写体を適確に判別することができる。
【００２８】
また、請求項１０記載の本発明によれば、車両側方を撮像方向とするセンサアレイ内の存在部位の受光センサを構成する画素サイズまたは受光センサ内に存在する光検出領域の占有領域よりも、車両後側方を撮像方向とするセンサアレイ内の存在部位の受光センサを構成する画素サイズまたは受光センサ内に存在する光検出領域の占有領域を小さくするように構成されているので、各受光センサの検出方向毎に光検出領域の占有領域を変えて検出距離を変えることができ、不要な背景画像を撮像することなく、検出すべき被写体を適確に判別することができる。
【００２９】
更に、請求項１１記載の本発明によれば、車両側方を撮像方向とするセンサアレイ内の存在部位の受光センサよりも、車両後側方を撮像方向とするセンサアレイ内の存在部位の受光センサを撮像方向に繰り出すように構成されているので、各受光センサの検出方向毎に繰り出し量を変えて検出距離を変えることができ、不要な背景画像を撮像することなく、検出すべき被写体を適確に判別することができる。
【００３０】
請求項１２記載の本発明によれば、受光センサの各々は微小変位手段によって車両側方を撮像方向とするセンサアレイ内の存在部位の受光センサよりも、車両後側方を撮像方向とするセンサアレイ内の存在部位の受光センサを撮像方向に繰り出すように構成されているので、各受光センサの検出方向毎に微小変位手段により繰り出し量を変えて検出距離を変えることができ、不要な背景画像を撮像することなく、検出すべき被写体を適確に判別することができる。
【００３１】
また、請求項１３記載の本発明によれば、微小変位手段は外部入力信号によって車両側方を撮像方向とするセンサアレイ内の存在部位の受光センサよりも、車両後側方を撮像方向とするセンサアレイ内の存在部位の受光センサを撮像方向に繰り出すことができるので、外部入力信号によって受光センサ毎に結像関係を可変して、車両の状態に応じて検出範囲を瞬時に変えることができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００３３】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係わる車両用カメラの撮像範囲を示す説明図である。
【００３４】
なお、同図に示すような撮像範囲を有する本実施の形態の車両用カメラは、例えば車両巻き込み防止装置に適用されれば、自車両の側方をかなり離れた後方の位置から走行してくる二輪車等を判別し得るとともに、自車両の側部に近接した二輪車等も適確に判別することができ、車両の巻き込みを適確に防止することができる。
【００３５】
図１において、自車両１０１が走行している自車両走行車線１０２には自車両１０１の左側部に近接して二輪車１０９が走行しているとともに、自車両１０１からかなり離れた後方にも他の二輪車１０８が走行している。また、歩道１０３には歩行者１０７が歩いており、この歩道１０３の更に向こう側には建物１０４が建てられている。更に、自車両１０１の右側には少し遅れて他の車両１１０が並行している。
【００３６】
このような状況において、本実施の形態の車両用カメラは、複数の受光センサから構成されるセンサアレイおよび被写体からの像をセンサアレイに入射させるように導く結像光学系を有し、自車両１０１の左側部のバックミラー近傍に取り付けられ、このバックミラー近傍を起点にして太い点線１０５で示す撮像範囲を有している。この撮像範囲１０５は自車両１０１の左側部に対しては近距離のみを撮像し得るように設定され、これにより左側部を近接して走行する二輪車１０９を適確に判別し得るようになっているとともに、更に自車両１０１の後側方に対して遠距離まで撮像し得るように設定され、これにより自車両１０１からかなり離れた後側方に存在する二輪車１０８も適確に判別し得るようになっている。
【００３７】
上述した本実施の形態の撮像範囲１０５に対して、従来のカメラ装置等は、図１で一点鎖線で示すように広角かつ遠方まで検出し得る撮像範囲１０６を有しているものであるため、二輪車以外に建物１０４等の不要な背景の画像情報までも取り込まれ、判別したい物体である二輪車１０８，１０９を判別することが困難になっていた。すなわち、本実施の形態の車両用カメラは、太い点線で示す撮像範囲１０５を有しているため、建物１０４等の不要な背景の画像情報を取り込まず、撮像したい物体である二輪車１０８，１０９付近の画像情報のみを取り込んで適確に判別することができるようになっている。
【００３８】
更に詳しくは、本実施の形態の車両用カメラの撮像範囲１０５は、従来の撮像範囲１０６と同程度に広角でありながらも、二輪車１０９を判別するための方向である自車両１０１の側部に近い側方の撮像方向に対しては撮像距離が短く設定され、これにより背景画像等の影響を受けずに二輪車１０９を適確に判別することができ、また自車両１０１にほぼ平行な後部に向かう後側方の撮像方向に対しては撮像距離が長く設定され、これにより後方の二輪車１０８を適確に判別することができるようになっている。すなわち、撮像方向によって撮像距離および撮像角度からなる撮像範囲が異なるように設定されている。
【００３９】
このような撮像範囲１０５を構成する車両用カメラのセンサアレイは、自車両１０１の側部に対してほぼ直角な側方からほぼ平行な後側方までの広い角度にわたって撮像距離が短い受光センサから長い受光センサまでの多数の受光センサが連続的に配列されて構成されるものである。
【００４０】
次に、このような撮像範囲１０５を有する車両用カメラについて詳細に説明する。
【００４１】
一般に、車両用カメラの被写体との距離に対する信号対雑音比（以下、Ｓ／Ｎと略称する）、すなわち車両用カメラの距離に対する感度の変化率は、大気等の電送線路による減衰を無視すると、図２に示す関係にあり、被写体までの距離が臨界距離ｘに達するまでの小さい場合（領域Ａ）は、Ｓ／Ｎが距離に依存せずに一定であるが、臨界距離ｘよりも大きくなる場合（領域Ｂ）は、距離の２乗で低下する。これは、カメラの空間解像度よりも被写体の大きさが小さくなる場合には、受光センサに入射するエネルギが減少することによるものである。なお、一般的には車両用カメラの光学系のレンズの空間解像度は受光センサの解像度よりも優れているため、レンズの解像度がカメラの解像度を制限することはなく、カメラの解像度はセンサの解像度によって決定される。
【００４２】
本実施の形態の車両用カメラでは、臨界距離ｘを撮像方向によって変化させたり、Ｓ／Ｎを撮像方向や撮像距離によって変化させるように構成することにより撮像距離の方向依存性を実現している。
【００４３】
すなわち、複数の受光センサからなるセンサアレイの中において遠方まで撮像したい受光センサは臨界距離ｘを大きくするように構成し、近傍のみを撮像したい受光センサは臨界距離ｘを小さくするように構成する。具体的には、撮像方向によってＳ／Ｎを変化させる方法、撮像方向によって空間解像度を変化させる方法、および撮像方向によって繰り出し量を変化させる方法等がある。
【００４４】
まず、本発明の第１の実施の形態に係わる車両用カメラとして、センサアレイを構成している複数の受光センサのＳ／Ｎをそれぞれの受光センサの撮像方向によって変化させ、これにより遠距離まで撮像したい受光センサのＳ／Ｎは大きく設定し、近距離のみを撮像したい受光センサのＳ／Ｎは小さく設定するというように複数の受光センサのそれぞれのＳ／Ｎを構成するものである。
【００４５】
更に詳しくは、図３に示すように、遠距離まで撮像したい受光センサ、すなわち撮像距離の大きい受光センサは、Ｓ／Ｎを大きく構成し、近距離のみを撮像したい受光センサ、すなわち撮像距離の小さい受光センサは、Ｓ／Ｎを小さく構成する。具体的には、遠方まで撮像したい例えば車両の後側方を検出する受光センサまたは受光センサを構成する画素のＳ／Ｎを大きくし、背景等の影響を受けたくない車両近傍の側方を撮像する受光センサまたは受光センサを構成する画素のＳ／Ｎは小さくするように設定する。なお、この構成は背景からの入射エネルギ密度が被写体のそれよりも小さい場合に有利である。
【００４６】
Ｓ／Ｎは信号Ｓと雑音Ｎとの比であるので、本実施の形態のように受光センサのＳ／Ｎを変化させる構成には、信号Ｓを変化させる構成と雑音Ｎを変化させる構成がある。
【００４７】
信号Ｓを変化させる構成について説明する。信号Ｓを変化させるには、受光センサの感度を変化させればよく、感度は入射光エネルギを電圧に変換する効率を示すものであるので、この入射光エネルギを電圧に変換する変換効率を受光センサまたは受光センサを構成する画素によって変化させればよい。
【００４８】
なお、センサアレイを構成する複数の受光センサの各々は、１個の画素で構成されてもよいし、または複数の画素で構成されたものでもよいものであり、これにより本発明が限定されるものではないので、上述した受光センサまたは受光センサを構成する画素という記載を以下の説明では簡単化のため単に受光センサと記載する。
【００４９】
この変換効率を変化させる構成として、第１の実施の形態では、受光センサが内部光電効果を利用した例えばフォトセンサ、フォトトランジスタ、光伝導素子等である場合には、光の吸収効率を変化させる構成により達成される。具体的には、図４に示すように、光の透過率が異なるフィルタ２０４を複数の受光センサを構成するセンサアレイ２０１の前に配置することにより構成される。
【００５０】
すなわち、センサアレイ２０１の前に配設されているフィルタ２０４は厚さが図４において上側が厚く、下側が薄く構成されているが、このため上側に位置する受光センサにおいては、厚いフィルタ２０４で減衰した光が入射されるため、遠方の背景画像等の影響を受けずに近距離の画像情報のみが得られるのに対して、下側に位置する受光センサにおいては、薄いフィルタ２０４であまり減衰されていない光が入射され、遠方までの被写体を検出できる。
【００５１】
このような構成のフィルタ２０４をセンサアレイ２０１の前に設けることにより、センサアレイ２０１は撮像範囲２０５を得ることになる。なお、図４において、２０２は光軸を示し、２０３は結像光学系を示している。
【００５２】
ここで、第１の実施の形態に係る車両用カメラの作用及び効果を説明する。
【００５３】
センサアレイを構成する複数の受光センサの各々の検出可能範囲を受光センサの存在部位によって異なるように構成しているので、撮像方向毎に撮像距離を変えることにより、不要な背景画像を撮像することがなくなる。この結果、図１に示すように、例えば車両側方に近接してきた二輪車１０９等の他の車両や、車両後側方の離れた位置から接近しようとする二輪車１０８等の他の車両を検出すべき被写体として適確に判別することができる。
【００５４】
また、受光センサとしてフォトセンサ、フォトトランジスタ、光伝導素子等を用いれば、受光センサの各々は入射光強度に対する吸収効率がセンサアレイ内の存在部位によって異なるように構成されているので、各受光センサの検出方向毎に吸収効率を変えて撮像距離を変えることができ、不要な背景画像を撮像することなく、検出すべき被写体を適確に判別することができる。
【００５５】
さらに、受光センサとしてフォトセンサ、フォトトランジスタ、光伝導素子等を用いれば、受光センサの各々は受光領域における光の吸収効率がセンサアレイ内の存在部位によって異なるように構成されているので、各受光センサの検出方向毎に光の吸収効率を変えて撮像距離を変えることができ、不要な背景画像を撮像することなく、検出すべき被写体を適確に判別することができる。
【００５６】
また、複数の受光センサの各々は受光領域を覆うフィルタ２０４の透過率がセンサアレイ内の存在部位によって異なるように構成されているので、各受光センサの検出方向毎にフィルタ２０４の透過率を変えて撮像距離を変えることができ、不要な背景画像を撮像することなく、検出すべき被写体を適確に判別することができる。
【００５７】
（第２の実施の形態）
本発明の第２の実施の形態として、受光センサが内部光電効果を利用したものであり、キャリアを発生させる活性層の厚さを変化させることで、受光センサのＳ／Ｎの信号Ｓを変化させる方法について説明する。
【００５８】
具体的には、図５に示すように、センサアレイ２０１の前に図４で示したフィルタ２０４の代わりに活性層２０６を配設し、この活性層２０６の厚さを変化させるものである。
【００５９】
すなわち、センサアレイ２０１の前に配設されている活性層２０６は厚さが図５において上側が薄く、下側が厚く構成されているが、このため上側に位置する受光センサにおいては、薄い活性層によりキャリアの発生が少ないため、近距離の被写体のみを撮像できるのに対して、下側に位置する受光センサにおいては、厚い活性層によりキャリアの発生が多いため、遠方までの被写体を撮像できる。
【００６０】
このような構成の活性層２０６をセンサアレイ２０１の前に設けることにより、図５のセンサアレイ２０１は撮像範囲２０５を得ることになる。
【００６１】
ここで、第２の実施の形態に係る車両用カメラの作用及び効果を説明する。
【００６２】
受光センサの各々は活性層２０６によりキャリアの発生がセンサアレイ２０１内の存在部位によって異なるように構成されているので、各受光センサの検出方向毎にキャリアの発生量を変えて撮像距離を変えることができ、不要な背景画像を撮像することなく、検出すべき被写体を適確に判別することができる。
【００６３】
（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態として、センサアレイを構成する複数の受光センサが赤外線センサの中の光エネルギを熱エネルギに変換させる例えばサーモパイル、ポロメータ等の受光センサである場合において、感熱部とヒートシンクとの間の熱抵抗を変化させることで、Ｓ／Ｎのうち信号Ｓを変化させる方法について説明する。
【００６４】
まず図６（ａ）、（ｂ）を参照し、サーモパイル型の受光センサについて説明する。図６（ａ）と図６（ｂ）で異なるのは、梁の形状のみであるため、その点については後述することとし、図６（ａ）を中心に説明する。
【００６５】
２０８は低感度の受光センサであり、半導体基板上に空洞部を介して形成されたダイヤフラム上に温接点１３と冷接点１４を備えている。この温接点１３と冷接点１４とを梁１６上に形成されたｐ型ポリシリコン６及びｎ型ポリシリコン７とによって交互に接続することによって、熱吸収膜４に入射された熱（光）を検出するものである。このとき、熱吸収膜４に入射された熟（光）は、梁１６によって基板へと伝達される。従って、梁１６の太さが太いとその分熱抵抗が大きくなり、熱吸収膜４に入射された熱を基板側へと伝え難い、すなわち検出された感度が低くなる。従って、図６（ｂ）に示すように梁２０の太さを図６（ａ）に示す梁１６の太さよりも細くすると、熱抵抗が小さくなるので、熱が伝えやすくなり、従って検出感度が良くなる。
【００６６】
このように梁１６，２０の幅を狭く形成したり、広く形成することにより温接点１３と冷接点１４との間の熱抵抗が可変し、これにより受光センサの検出感度を変化させることができる。このように複数の検出感度の異なる受光センサを所望の撮像方向に応じて組み合わせることにより、図１に示した撮像範囲１０５のように撮像方向によって異なる撮像距離を有するセンサアレイを構成することができる。
【００６７】
図７は、図６（ａ），（ｂ）で説明したように撮像距離の異なる複数の受光センサを組み合わせて構成されるセンサアレイ２０１とその撮像範囲２０５を示す図である。図７において、センサアレイ２０１は受光センサ２０７ａ，２０７ｂ，２０８ａ，２０８ｂを複数有して構成され、受光センサ２０７ａが最も高い感度を有して撮像距離が長く、その次の受光センサ２０７ｂが次に高い感度を有して撮像距離が次に長いというように撮像距離が順次低下していき、受光センサ２０８ｂが最も低い感度を有して撮像距離が最も短く設定されている。
【００６８】
ここで、第３の実施の形態に係る車両用カメラの作用及び効果を説明する。
【００６９】
受光センサの各々はセンサアレイ２０１内の存在部位によって感度が異なるように構成されているので、各受光センサの検出方向毎に感度を変えて撮像距離を変えることができ、不要な背景画像を撮像することなく、検出すべき被写体を適確に判別することができる。
【００７０】
また、受光センサの各々はサーモパイル型赤外線センサで構成され、このサーモパイル型赤外線センサの感熱部とそれ以外の部分との熱抵抗がセンサの存在部位によって異なるように構成されているので、各受光センサの検出方向毎に熱抵抗を変えて撮像距離を変えることができ、不要な背景画像を撮像することなく、検出すべき被写体を適確に判別することができる。
【００７１】
さらに、サーモパイル型赤外線センサは感熱部とそれ以外の部分が梁１６，２０で接続され、この梁の熱抵抗がセンサの存在部位によって異なるように梁が構成されているので、各受光センサの検出方向毎の梁の構造を変えて撮像距離を変えることができ、不要な背景画像を撮像することなく、検出すべき被写体を適確に判別することができる。
【００７２】
（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態として、Ｓ／Ｎのうちの雑音Ｎを変化させる構成について図８を参照して説明する。
【００７３】
図８は、複数の受光センサの出力にシャント抵抗２１４ａ，２１４ｂ，２１４ｃ，２１４ｄを接続して構成されるセンサアレイ２０１とその撮像範囲２０５を示している。シャント抵抗２１４ａの抵抗値が最も大きく、次にシャント抵抗２１４ｂの抵抗値が大きいというように順に抵抗値を小さくし、シャント抵抗２１４ｄの抵抗値が最も小さいというように受光センサによってシャント抵抗２１４の抵抗値が異なるように構成されている。
【００７４】
このような構成では、抵抗値が最も大きいシャント抵抗２１４ａの熱雑音が最も大きくなるため、このシャント抵抗２１４ａの接続された受光センサのＳ／Ｎは最も小さくなり、撮像距離が短くなる。また、抵抗値の最も小さいシャント抵抗２１４ｄの熱雑音は最も小さいため、その受光センサのＳ／Ｎは最も大きくなり、このように構成されるセンサアレイの撮像範囲２０５は図８に示すようになる。なお、図８において、シャント抵抗２１４ａ〜２１４ｄは可変抵抗の回路記号で図示されているが、固定抵抗でもよいものである。
【００７５】
ここで、第４の実施の形態に係る車両用カメラの作用及び効果を説明する。
【００７６】
受光センサの各々は、熱雑音がセンサアレイ２０１内の存在部位によって異なるように構成されているので、各受光センサの検出方向毎に熱雑音を変えて撮像距離を変えることができ、不要な背景画像を撮像することなく、検出すべき被写体を適確に判別することができる。
【００７７】
また、受光センサの各々は出力に直列に接続されたシャント抵抗がセンサアレイ２０１内の存在部位によって異なるように構成されているので、各受光センサの検出方向毎に出力直列抵抗を変えて撮像距離を変えることができ、不要な背景画像を撮像することなく、検出すべき被写体を適確に判別することができる。
【００７８】
（第５の実施の形態）
また、本発明の第５の実施の形態として、Ｓ／Ｎのうち雑音Ｎを変化させるために、受光センサの温度を増加させる構成について説明する。
【００７９】
アレイ状に配置された受光センサの近傍に発熱体を配置する。このとき、例えば受光センサが３つでセンサアレイを構成している場合に、この各受光センサに加わる熱が異なるように発熱体を配置する。
【００８０】
この発熱体は半導体で構成した抵抗に電流を流すことなどで構成する。よって、発熱体に最も近い受光センサは最も発熱体による熱を受けるために、熱雑音が大きくなる。逆に発熱体に最も遠い受光センサは発熱体による熱を受け難いために、熱雑音が小さくなる。従って、発熱体に最も近い受光センサの撮像距離は小さく、発熱体に最も遠い受光センサの撮像距離は大きくなる。
【００８１】
ここで、第５の実施の形態に係る車両用カメラの作用及び効果を説明する。
【００８２】
受光センサの各々は、発熱体によって加熱される受光領域の温度が存在部位によって異なるように構成されているので、各受光センサの検出方向毎の受光領域の温度を変えて撮像距離を変えることができ、不要な背景画像を撮像することなく、検出すべき被写体を適確に判別することができる。
【００８３】
（第６の実施の形態）
次に、本発明の第６の実施の形態として、空間解像度を変化させる構成について図９を参照して説明する。これは、受光センサの画素サイズまたは開口率を変化させることにより画素毎、すなわち受光センサを構成する画素毎に臨界距離ｘを変えるものである。
【００８４】
画素サイズが大きい受光センサの作る像は被写体面で大きなものとなる。従って、近距離において受光センサの解像度が被写体のサイズと同等となるため、臨界距離ｘは図９の臨界距離ｘ２のように短くなり、逆に画素サイズが小さい受光センサでは、臨界距離ｘは図９の臨界距離ｘ１のように長くなる。
【００８５】
すなわち、各受光センサを構成する画素サイズを異なるようにセンサアレイを構成することにより画素サイズが小さい受光センサの撮像距離は大きく設定され、画素サイズが大きい受光センサの撮像距離は小さく設定されることになる。
【００８６】
また、正味の受光領域（内部光電効果を利用した受光センサではｐｎ接合領域や開口部に相当し、熱型赤外線センサでは吸収膜に相当する）のセンササイズに対する比を開口率という。開口率の小さい受光センサも画素サイズ依存性と同じ理由により臨界距離ｘが長くなるため、同じ画素サイズの受光センサを２次元的に並べたセンサアレイでは、開口率を変化させることにより撮像距離を変えることができる。すなわち、各受光センサの開口率を異なるようにセンサアレイを構成することにより開口率が小さい受光センサの撮像距離は大きく設定され、開口率が大きい受光センサの撮像距離は小さく設定される。
【００８７】
ここで、第６の実施の形態に係る車両用カメラの作用及び効果を説明する。
【００８８】
受光センサの各々は光検出領域として占有される開口領域がセンサアレイ内の存在部位によって異なるように構成されているので、各受光センサの検出方向毎に光検出領域として占有される開口領域を変えて撮像距離を変えることができ、不要な背景画像を撮像することなく、検出すべき被写体を適確に判別することができる。
【００８９】
（第７の実施の形態）
次に、本発明の第７の実施の形態として、繰り出し量を変えて焦点をずらし、各受光センサ毎の合焦の度合いを変化させてＳ／Ｎを変化させる構成について図１０および図１１を参照して説明する。
【００９０】
有限の距離にある被写体の像を受光センサに結像させるためには、周知のようにニュートン結像の公式等で表される関係を満たすことが必要であり、この関係を満たしていない場合には、所謂ボケた状態、すなわち入射エネルギが広い範囲に拡散する状態になり、所定の画素に入射するエネルギ密度は低くなるため、Ｓ／Ｎが減少する。
【００９１】
従って、このような状態を利用することにより、受光センサを構成する画素毎に合焦の度合いを変化させ、これにより撮像距離を変化させることが可能となる。
【００９２】
図１０において、被写体２２４が結像光学系２０３によって像２２５を作るとき、同図に示すような結像関係が得られる。なお、２２０は前側焦点であり、２２１は後側焦点である。
【００９３】
被写体２２４の先端から放射された光は、ニュートン結像公式を満たす距離では収差を無視すると一点に集光してボケのない像が得られ、非常に高い入射密度の光が受光センサに入射することになる。
【００９４】
しかしながら、光軸２０２で前後にずれると結像関係を満たさなくなるため、一点に集光せずに、ある面積に拡散することになる。光軸方向の正の向きにずれた場合は、いわゆる前ピン２２２の状態になり、また負の向きにずれた場合には、後ピン２２３の状態になる。
【００９５】
上述したように、受光センサを構成する画素毎に合焦の度合いを変化させるには、画素の光軸方向での位置を変化させることになる。具体的には、図１１に示すように、複数の受光センサからなるセンサアレイ２０１を光軸２０２に対して垂直から傾けることである。このように傾けたセンサアレイ２０１において図１１で下側の受光センサはニュートン結像公式を満たす位置２０９にあるため、合焦状態にあり、撮像距離が大きいが、上側の受光センサは距離２１１の分だけ前側に繰り出され、前ピン位置２１０にあるため、合焦状態になく、撮像距離は短くなっている。この結果、センサアレイ全体では、図１１において２０５で示すような撮像範囲が形成される。
【００９６】
ここで、第７の実施の形態に係る車両用カメラの作用及び効果を説明する。
【００９７】
受光センサの各々または結像光学系は繰り出し量がセンサアレイ２０１内のセンサの存在部位によって異なるように構成されているので、各受光センサの検出方向毎に繰り出し量を変えて撮像距離を変えることができ、不要な背景画像を撮像することなく、検出すべき被写体を適確に判別することができる。
【００９８】
（第８の実施の形態）
また、本発明の第８の実施の形態として、マイクロマシン技術を用いて、画素毎に繰り出し量を変え焦点をずらし、各受光センサ毎の合焦の度合いを変化させてＳ／Ｎを変化させる構成について図１２を参照して説明する。
【００９９】
すなわち、図１２に示すように、センサアレイ２０１の主表面上に各受光センサ毎に微小変位手段であるピエゾ素子２１３を設け、このピエゾ素子２１３を介して受光センサ２１２を配設する。
【０１００】
このような構成において、ピエゾ素子２１３は、外部から印加される電圧信号に応じて逆圧電効果により伸縮するため、この伸縮によって受光センサ毎に繰り出し量を変化させることができる。そして、本来の結像位置２０９に近い図１２で下側の受光センサ２１２はほぼ合焦状態にあり、撮像距離は大きくなり、また結像光学系２０３寄りに繰り出している上側の受光センサは合焦状態になく、撮像距離は短くなっている。
【０１０１】
この結果、センサアレイ全体では、図１２において２０５で示すような撮像範囲が形成される。
【０１０２】
ここで、第８の実施の形態に係る車両用カメラの作用及び効果を説明する。
【０１０３】
受光センサ２１２の各々は微小変位手段によって繰り出し量がセンサアレイ２０１内の存在部位によって異なるように構成されているので、各受光センサの検出方向毎に微小変位手段により繰り出し量を変えて撮像距離を変えることができ、不要な背景画像を撮像することなく、検出すべき被写体を適確に判別することができる。
【０１０４】
また、微小変位手段は外部入力信号によって繰り出し量を可変することができるので、外部入力信号によって受光センサ毎に結像関係を可変して、車両の状態に応じて検出範囲を瞬時に変えることができる。
【０１０５】
なお、図１２においては、受光センサ２１２およびピエゾ素子２１３は図面の簡単化のため２つのみ図示されているだけであるが、複数の受光センサおよびピエゾ素子が設けられていることは勿論のことである。
【０１０６】
また、上記実施の形態では、受光センサ毎に繰り出し量を変化させる微小変位手段としてピエゾ素子２１３を使用しているが、ピエゾ素子２１３に限定されるものでなく、例えば静電引力を用いた素子等も使用し得るものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる車両用カメラの撮像範囲を示す説明図である。
【図２】一般的なカメラと被写体との間の距離と受光センサのＳ／Ｎとの関係を示す図である。
【図３】第１の実施の形態における原理を説明するための車両用カメラと被写体との間の距離と受光センサのＳ／Ｎとの関係を示す図である。
【図４】第１の実施の形態において光透過率の異なるフィルタを有するセンサアレイとその撮像範囲を示す図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態において厚さの異なる活性層を有するセンサアレイとその撮像範囲を示す図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態において受光センサを構成するサーモパイルの構成を示す図である。
【図７】図６に示したサーモパイルからなる受光センサを組み合わせて構成されるセンサアレイとその撮像範囲を示す図である。
【図８】本発明の第４の実施の形態において各出力にシャント抵抗が接続された受光センサからなるセンサアレイとその撮像範囲を示す図である。
【図９】本発明の第６の実施の形態において受光センサの画素サイズまたは開口率を変化させることにより受光センサを構成する画素毎に臨界距離ｘを変える原理を説明するための図である。
【図１０】本発明の第７の実施の形態において繰り出し量を変えて焦点をずらし、各受光センサ毎の合焦の度合いを変化させてＳ／Ｎを変化させる構成の原理を説明するための図である。
【図１１】図１０に示す第７の実施の形態において繰り出し量を変えるために傾けて配設されたセンサアレイとその撮像範囲を示す図である。
【図１２】本発明の第８の実施の形態において繰り出し量を変えるために各受光センサにピエゾ素子を設けたセンサアレイとその撮像範囲を示す図である。
【符号の説明】
１３  温接点
１４  冷接点
１６  梁
１０１  自車両
１０５，２０５  撮像範囲
２０１  センサアレイ
２０４  フィルタ
２０６  活性層
２１２  受光センサ
２１３  ピエゾ素子
２１４  シャント抵抗
【図１】
0003551831.tif 000002
【図２】
0003551831.tif 000003
【図３】
0003551831.tif 000004
【図４】
0003551831.tif 000005
【図５】
0003551831.tif 000006
【図６】
0003551831.tif 000007
【図７】
0003551831.tif 000008
【図８】
0003551831.tif 000009
【図９】
0003551831.tif 000010
【図１０】
0003551831.tif 000011
【図１１】
0003551831.tif 000012
【図１２】
0003551831.tif 000013