(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの反射面を有するくさび形ミラーをＣＣＤカメラのレンズの前方に配置し、上記レンズの各反射面で反射した左右方向からの光線を上記レンズで受光してＣＣＤ撮像素子に結像させるようにした車両の左右前方監視用カメラ装置において、
上記ミラーの前記レンズに対向する先端点と前記レンズのエッジ点とを結ぶ線と、前記レンズの中心線と直角をなす線とでなす角度が該レンズの水平画角の略半分となるように設定したことを特徴とする車両の左右前方監視用カメラ装置。
【請求項２】
前記ミラー、ＣＣＤカメラ、該ＣＣＤカメラの出力処理回路等を収容するケースを有し、該ケースは左右側方に窓が形成され、かつ車両前面部バンパーのほぼ中央に設定されていて、車両左右前方からの光が左右の窓を介して上記ミラーに導かれるように構成されたことを特徴とする請求項１記載の車両の左右前方監視用カメラ装置。
【請求項３】
前記ケースの窓は、前記レンズの水平画角の略半分の角度、該レンズの中心線からケースの外側までの距離及びレンズの焦点距離を規定される台形に形成されていることを特徴とする請求項２記載の車両の左右前方監視用カメラ装置。
【請求項４】
前記出力処理回路等が構成されるリジッドフレキシブル基板を備え、該リジッドフレキシブル基板は複数の部分に折り畳まれるように形成されていることを特徴とする請求項２記載の車両の左右前方監視用カメラ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両の左右前方監視用カメラ装置に関し、特に１つのミラー及びＣＣＤカメラによって車両の前方左右方向を一度に撮像し監視することができる最小の大きさのカメラ装置の改良に係る。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、交差点等に自動車を進入させる場合、信号機の有無にかかわらず、他車両の存在を監視して安全確認をとる必要がある。ところが、そこが見通しの悪い場所である場合、例えば左右の道路状況を目視することが困難である。
そこでかかる場合に対処するため、従来は車両前端の左右側方角部に夫々１個、計２個のＣＣＤカメラを取り付け、２個のテレビモニタに左右の映像を表示するか、或いは１個のテレビモニタに左右の映像を交互に切換えて表示する方法をとっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしかかる従来の監視方法によると、２個のＣＣＤカメラ、及び２個のテレビモニタ或いは１個のテレビモニタと映像の切換回路が必要であり、装置が大型で高価となる問題があった。
本発明の目的はかかる従来技術の問題を解決するため、１個のＣＣＤカメラで撮影した左右前方の映像を１個のテレビモニタに同時に表示することの可能な車両の左右前方監視装置を提供することにある。
【０００４】
【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の発明は、２つの反射面を有するくさび形ミラーをＣＣＤカメラのレンズの前方に配置し、上記レンズの各反射面で反射した左右方向からの光線を上記レンズで受光してＣＣＤ撮像素子に結像させるようにした車両の左右前方監視用カメラ装置において、上記ミラーの前記レンズに対向する先端点と前記レンズのエッジ点とを結ぶ線と、前記レンズの中心線と直角をなす線とでなす角度が該レンズの水平画角の略半分となるように設定したことを特徴とする。
【０００５】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記ミラー、ＣＣＤカメラ、該ＣＣＤカメラの出力処理回路等を収容するケースを有し、該ケースは左右側方に窓が形成され、かつ車両前面部バンパーのほぼ中央に設定されていて、車両左右前方からの光が左右の窓を介して上記ミラーに導かれるように構成されたことを特徴とする。
【０００６】
請求項３の発明は、請求項２の発明において更に、前記ケースの窓は、前記レンズの水平画角の略半分の角度、該レンズの中心線からケースの外側までの距離及びレンズの焦点距離を規定される台形に形成されていることを特徴とする。
【０００７】
請求項４の発明は、請求項２の発明において更に、前記出力処理回路等が構成されるリジッドフレキシブル基板を備え、該リジッドフレキシブル基板は複数の部分に折り畳まれるように形成されていることを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態において、左右前方監視用カメラ装置Ａは図２に示すように、自動車Ｂの前面部バンパーのほぼ中央に取り付けられ、左右の道路状況をカメラ装置Ａで撮像して左右の映像を同時に車室内のテレビモニタ（図示せず）に表示した安全確認を行う。
【０００９】
上記カメラ装置Ａの概略構造の一例を図１に示す。同図において、上記カメラ装置Ａは自動車Ｂの前端部バンパー近傍のほぼ中央に設置されており、角度θ１，θ２は上記カメラ装置Ａの水平画角で、これによる左右の撮像監視範囲を示しており、例えばθ１＝θ２＝７０°とする。前記カメラ装置Ａの概略構造は、ケースＣ、カバーＤ、くさび形ミラーＥ、レンズＦ、レンズマウントＧ、基板Ｈ及び窓Ｉ，Ｊを備えており、ミラーＥの稜線Ｋを境として左右方向からの光線Ｌ１，Ｌ２をミラーＥの各反射面Ｅ１，Ｅ２で反射し、その反射光線をレンズＦで受光して基板Ｈ上のＣＣＤ（Ｃｈａｎｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）撮像素子Ｍに結像させる構成である。
【００１０】
この場合、前記カメラ装置ＡはレンズＥの受光方向を自動車Ｅの後方に向けて設定し、レンズＥの左側の反射面Ｅ１を自動車Ｂの左方向に、右側の反射面Ｅ２を右方向に夫々向けて設置するのが好適である。このようにレンズの受光方向を自動車の後方に向けて設定すれば、ＣＣＤ撮像素子Ｍの表面に結像する映像及びテレビモニタの画面に表示する映像は左右反転しない映像、即ち目視で見たままの映像となり、視認性が優れている。
【００１１】
さて本発明においては、上述したようにその基本的構成として、車両前方左右の画像を、左右の窓を有するケース内に設けられたくさび形ミラーを用いることにより１つのレンズ及びＣＣＤ撮像素子にとらえることでカメラ１台分の回路で左右の画像を同時に表示するものであるが、特に装置の小型化を可能にするため、下記の点に特別の考慮が払われている。
【００１２】
（ｉ）レンズＦとミラーＥとの間隔を可能な限り近付けるような構造とする。上記構造を実現するためのレンズＦとミラーＥの位置及びミラーＥの形状の設計は下記の通りである。
図３において、ＸをレンズＦの焦点、ＨをレンズＦの水平画角、ＫをレンズＦのエッジ点、ＰをミラーＥの先端点、ＳをレンズＦの焦点Ｘからエッジ点Ｋまでの距離（レンズの仕様による）とすると、角度ＨよりＰ点からＫ点への角度は最小Ｈ／２となる（Ｈ／２以下では表示される画像にレンズＦ自身が映ってしまう）。
またＳ２＝（Ｒ／２）＋ｔａｎ（Ｈ／２）で、レンズＦの焦点Ｘから、ミラーＥの先端点Ｐまでの距離ＳはＳ＝Ｓ１＋Ｓ２となる。
更にミラーＥの傾きγはγ＝｛９０＋（Ｈ／２）｝／２より、片側のミラーの幅Ｅ１及びミラーの高さＤは下式
【数１】
ｔａｎ（γ／２）＝Ｅ１／Ｄ
ｔａｎ（Ｈ／２）＝Ｅ１（Ｌ＋Ｄ）
より求められる。
以上の設計によりカメラユニットの厚みは、例えば、４０ｍｍ以下（ケース内部ユニットは３５ｍｍ以下）とすることができ、フロントバンパーの短い車両にも本装置を取り付けることができるようになった。またミラーの必要面積が小型化され、これにより全体的な形状の小型化が可能となった。
【００１３】
（ｉｉ）次にケースＣの左右の窓Ｉ，Ｊの大きさは下記の通り設計する。
図３のＰ点からＫ点へ向かう角度１８０度反転させ、図４に示すようにＰ点よりＳだけ離れた点Ｘ′をレンズＦの仮の焦点とする（ミラーＥにより反射された画像は、レンズＦの焦点がＸ′になったように映る。）。
ここで、レンズＦの中心線から焦点Ｘ′までの距離ｆはｆ＝Ｓｔａｎ（Ｈ／２）となる。
またレンズＦの垂直画角をＶとすると、
【数２】
0003550252.tif 000002
となる。
従ってレンズＦの中心線からケースＣの外側までの距離をＷとすると、窓の大きさを決めるために必要な寸法ａ，ｂ，ｃは以下の式で求められる。
【数３】
ａ＝（Ｗ＋ｆ）ｔａｎθ１
ｂ＝（Ｗ＋ｆ）ｔａｎθ２
ｃ＝Ｗｔａｎ（Ｈ／２）
窓の最小形状は図５のように底辺ｂ×２、高さＣ＋Ｄ、上辺ａ×２の台形となる。
以上の設計によりレンズ、ミラーの小型化に伴ってケースの小型化も達成される。
【００１４】
（ｉｉｉ）前記（ｉ）によりレンズ、ミラー等の光学系部品が回路部より小さくなり、これ以上の小型化を実行するためには、回路部をよりコンパクトに小さくする必要がある。
そこで本発明では、図６に示すように基板Ｈとして、例えば、Ｈ１〜Ｈ５の各基板部分を折り畳み可能にすることにより、無駄なスペースがなくなり、ケース形状を、例えば、４０×４０×７３ｍｍまで小型化することが可能となった。
【００１５】
【実施例】
以下図面に示す本発明の一実施例を説明する。
図７は本発明の装置の一実施例であり、同図において、１はケースで、不透光性の材料で形成したものであり、カバー２を防水用のゴムパッキン３を介して組み合わせてカバー２と超音波溶着或いは熱加締、接着等の方法によって固着し、更にカバー２の上からキャップ４をかぶせて溶着部を隠す。ケース１には左右の窓２１，２２が形成され、該窓には防水用ガスケット２１ａを介してアクリル板の透過窓板２１ｂが、窓固定板２１ｃによって固定されている。
【００１６】
カバー２を、例えば、接着剤によりケース１に固着する場合、カバー内側に接着剤の充填溝（図示せず）を形成し、接着剤の隙間をなくすことにより、防水、防湿を行うと共にケース１との接着を行う際、接着剤をケース内のユニット内部にはみ出させ、外側に洩れにくくする。
５はくさび片ミラーで、側面形状が３角形状を成しており、合成樹脂で成形した後、２つの反射面３１，３２にアルミ蒸着を施して鏡面を形成する。
６はＣＣＤカメラのレンズで、ミラー５の各反射面３１，３２で反射した光線を焦光し、その焦点をＣＣＤ撮像素子の表面に設定している。レンズ６はＣＣＤ撮像素子を載置した基板アッセンブリ７に対しレンズマウント８を用いて装着する。レンズマウント８の内部には可視光線以外の波長の光を遮断するためのフィルタ９及び該フィルタとＣＣＤ撮像素子との接触を防ぐと共にフィルタの防振を行うフィルタ防振ゴム１０が設けられている。
１１は基板で、基板ホルダー１２に保持された状態で基板アッセンブリ７に装着されている。
ケース１に収容された基板１１と外部とはハーネスコード１３により電気的に接続され、該コードはハーネスキャップ１４を介してケース１に接続封止される。ハーネスキャップ１４はハーネスの抜け防止とハーネスが倒れて接着封止部分が剥離しユニット内に水分が浸入することを防止するために使用される。
上記構成の本発明の実施例において、くさび形ミラー５の大きさ、該ミラー５とレンズ６との間隔、透明窓２１，２２の大きさは、夫々最小となるように前記実施の形態で説明したように設計される。
【００１７】
図８（ａ）〜（ｄ）は夫々本発明装置３０の車体への取付方法を例示する。
図８（ａ）で、本発明装置３０は金属板３１によって支持され、該金属板３１を曲げて角度調節し、両面テープ３２でバンパー３３に取り付ける。金属板３１はゴムカバー３４でカバーして隠す。
図８（ｂ）では両面テープを用いずに、金属板３１をバンパー３３に挟み付けてネジ３５で固定する。
図８（ｃ）ではスポンジゴム３６で取り付け角度を調節し、両面テープ３７でボンネット３６に固定する。
図８（ｄ）では、更に結束バンド３９，４０で、グリル４１に固定する。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、車両前方左右の画像をくさび形ミラーを用いて１つのレンズ及びＣＣＤ撮像素子によりモニターすることができ、小型かつ安価な構成とすることが可能となる。
特にレンズとミラーとの間の間隔を可能な限り近接させることにより、カメラユニットのケースの厚みを４０ｍｍ以下（ケース内部ユニットは３５ｍｍ以下）とすることができ、フロントバンパーの短い車両にも取り付けることが可能となった。
またくさび形ミラーの必要面積が小さくなり、このミラーの小型化により、装置の全体的な形状の小型化が可能となった。このことによりレンズ、ミラー等の光学系部品が従来の回路部より小さくすることができた。
そこで更に回路部をよりコンパクトに小型化するため、基板を前記のように複数部分に分割し小さく折り畳むことにより、無駄なスペースを除いてケース形状を４０×４０×７３ｍｍ程度まで小型化することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】左右前方監視用カメラ装置の概略構造の一例を示す断面図である。
【図２】図１の車両への取付部を示す図である。
【図３】図１の装置でレンズとミラーの位置及びミラーの形状の設計方法の説明図である。
【図４】図１の装置で、ケースの窓の設計方法の説明図である。
【図５】窓の最小形状を示す図である。
【図６】図１の装置で基板の構成例を示す図である。
【図７】本発明の一実施例の各構成部品を示す分解斜視図である。
【図８】本発明装置の各取付方法の説明図であり、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）はそれぞれの取付方法を例示したものである。
【符号の説明】
１  ケース
２  カバー
５  ミラー
６  レンズ
８  レンズマウント
１１  基板
１２  基板ホルダー
２１  窓
【図１】
0003550252.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
0003550252.tif 000006
【図５】
0003550252.tif 000007
【図６】
0003550252.tif 000008
【図７】
0003550252.tif 000009
【図８】
0003550252.tif 000010