(57)【要約】【課題】迷光の成分を可及的に減少する。【解決手段】左右両側面に透明窓部２１Ｌ，２１Ｒが設けられたケース２３と、ケース２３内の後方に配置される撮像素子と、ケース２３内に収納されて撮像素子に対して光を集光する結像レンズ２９と、ケース２３内に収納されて左右側方から透明窓部２１Ｌ，２１Ｒを通じて取り込んだ光を光学系側に反射する左右一対のプリズム２４ａ，２４ｂと、各プリズム２４ａ，２４ｂの各透明窓部２１Ｌ，２１Ｒに対面されるプリズム側面６５Ｌ，６５Ｒを、透明窓部２１Ｌ，２１Ｒの内側表面に平行に保持するプリズム固定部材７７とを備える。プリズム側面６５Ｌ，６５Ｒを、透明窓部２１Ｌ，２１Ｒの内側表面に精度良く平行にして迷光を減らす。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右両側面に透明窓部が設けられたケースと、
前記ケース内の後方に配置される撮像素子と、
前記ケース内に収納されて前記撮像素子に対して光を集光する光学系と、
前記ケース内に収納されて左右側方から前記透明窓部を通じて取り込んだ光を前記光学系側に反射するプリズムと、
前記プリズムの前記各透明窓部に対面されるプリズム側面を、前記透明窓部の内側表面に平行に保持するプリズム固定部材と
を備える車載撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の車載撮像装置であって、
前記プリズムが左右一対に搭載されたことを特徴とする車載撮像装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の車載撮像装置であって、
前記プリズム固定部材が、
前記プリズムの後面の端部に当接する台座と、
前記プリズムの上下端部及び側端部に面当てされて角度位置を決定するとともに前記プリズムの前端部に当接して当該プリズムを保持する保持体と
を備える車載撮像装置。
【請求項４】
請求項３に記載の車載撮像装置であって、
前記光学系を保持する光学系保持部材と、
前記光学系保持部材を前記ケースに固定するための第１の固定手段と、
前記保持体を前記光学系保持部材に固定するための第２の固定手段と
をさらに備える車載撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両周辺の多方向の死角映像を車室内の表示部にモニタ表示する車両周辺視認装置に適用される車載撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の左右前方の死角映像を車室内の表示装置にモニタ表示する技術として、１個の撮像素子（ＣＣＤ）のみを使用し、車両の左右前方の死角映像を撮像するものがある。これは、図８の如く、その左右両側面にガラスやプラスチック等からなる左右一対の略長方形の透明窓部（光透過窓）１が設けられた遮光性のケース内に、断面三角形の角柱体に形成されたプリズム２と、その後方に配置された結像レンズと、さらにその後方に配置されたＣＣＤカメラ等から構成された撮像素子とが収納配設されて構成される。そして、透明窓部１よりケース内に取り込まれた光線３がプリズム２内に入射されると、その光線３がプリズム２の内部で内面反射し、そのプリズム２の後面から結像レンズ、さらに撮像素子に導かれる。このときに撮像素子によって撮像された映像が車室内の表示装置に電装されてモニタ表示される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、透明窓部１よりケース内に取り込まれた光線３は、プリズム側面５へ入射する光３ａ（図８中の太線）と、プリズム側面５で反射する光３ｂ（図８中の二点鎖線）とに分かれる。このうち、プリズム側面５で反射する光３ｂは、再びプリズム側面５に対面する透明窓部１側に向かうことになる。そして、この光３ｂは、透明窓部１の内側表面６で再び反射して、プリズム側面５に入射される。
【０００４】
この際、透明窓部１の内側表面６とプリズム側面５とが非平行であると、図８に示したように、プリズム側面５で反射する光３ｂが透明窓部１の内側表面６で反射して再びプリズム側面５に入射されると、その入射角が光３ａと異なるため、その入射した光３ｂが迷光として画面に表示されてしまう。
【０００５】
かかる迷光の原因は、透明窓部１の内側表面６とプリズム側面５とが非平行であることにある。
【０００６】
しかしながら、従来においては、プリズム側面５と透明窓部１の表面とを精度良く平行にすることが行われていなかった。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、迷光の成分を可及的に減少し得る車載撮像装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決すべく、請求項１に記載の発明は、左右両側面に透明窓部が設けられたケースと、前記ケース内の後方に配置される撮像素子と、前記ケース内に収納されて前記撮像素子に対して光を集光する光学系と、前記ケース内に収納されて左右側方から前記透明窓部を通じて取り込んだ光を前記光学系側に反射するプリズムと、前記プリズムの前記各透明窓部に対面されるプリズム側面を、前記透明窓部の内側表面に平行に保持するプリズム固定部材とを備えるものである。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車載撮像装置であって、前記プリズムが左右一対に搭載されたものである。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の車載撮像装置であって、前記プリズム固定部材が、前記プリズムの後面の端部に当接する台座と、前記プリズムの上下端部及び側端部に面当てされて角度位置を決定するとともに前記プリズムの前端部に当接して当該プリズムを保持する保持体とを備えるものである。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の車載撮像装置であって、前記光学系を保持する光学系保持部材と、前記光学系保持部材を前記ケースに固定するための第１の固定手段と、前記保持体を前記光学系保持部材に固定するための第２の固定手段とをさらに備えるものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１〜請求項４に記載の発明の車載撮像装置は、透明窓部の内側表面に対して、両プリズムの側面を、精度良く平行に設定することができるので、光線が透明窓部に入射したときにプリズム表面で反射した光が、透明窓部の内側でさらに反射し、さらにプリズムに入射する際に本来の光線と同一経路または平行な経路で入射する。したがって、プリズム側面と透明窓部の内側表面とが非平行であるために多く生じる迷光の成分を可及的に減少することが可能となる。
【００１３】
特に、請求項２のように、一対のプリズムを用いて単一の撮像素子で撮像を行う場合、単一のプリズムよりも両プリズムの位置決めが困難となるが、プリズム固定部材で容易に両プリズムの位置決めを行うことが可能である利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
＜構成＞
図１は本発明の一の実施の形態に係る車載撮像装置を示す外観斜視図、図２〜図５は同じくその組立途中の状態を示す斜視図である。
【００１５】
この車載撮像装置は、車両のフロントバンパーやフロントグリル等の所定位置に設置されて、１個の撮像素子（ＣＣＤ）のみを使用して車両の左右前方の死角映像を撮像し、その死角映像を車室内の表示部にモニタ表示する車両周辺視認装置に適用されるものである。
【００１６】
そして、この車載撮像装置は、左右両側面にガラスやプラスチック等からなる左右一対の略長方形の透明窓部（光透過窓）２１Ｌ，２１Ｒが設けられた遮光性のケース２３を有し、このケース２３内に、左右一対の三角柱体であるプリズム２４ａ，２４ｂと、結像レンズ（光学系）２９と、ＣＣＤカメラ等から構成された撮像素子（図示省略）とが収納配設されて構成される。尚、プリズム２４ａ，２４ｂ及び結像レンズ２９は、透明窓部２１Ｌ，２１Ｒから進入した光をケース２３内の車両内部方向にある撮像素子に案内する光学手段として機能する。
【００１７】
ケース２３は、図１〜図５の如く、リアケース４１とフロントケース４３とが固定部品としてのネジ４５により固定されてなるものである。
【００１８】
リアケース４１は、図２〜図５の如く、遮光性のアルミニウム材等を用いて前面開放の箱体に形成されており、後面部外側には複数の放熱フィン４７が形成されている。また、リアケース４１の後面には、ワイヤーハーネス４９の先端部４９ａ及びその先端のコネクタ４９ｂが貫通される正面視円形状のネジ溝が形成された貫通孔（図示省略）が形成される。この貫通孔は、ワイヤーハーネス４９側の胴部に固着されているフランジ状の蓋体５１のネジ溝部５１ａ（図２）と螺合して当該蓋体５１により閉塞される。さらに、リアケース４１の正面視四隅部５９には、フロントケース４３を固定するためのネジ４５（図５）が貫通するネジ貫通孔５５が形成されるとともに、結像レンズ２９を固定するためのネジ（第１の固定手段）４６が螺合するネジ孔５６が形成されるている（図２及び図３）。
【００１９】
フロントケース４３の外観形状としては、図１及び図５の如く、その前部が平面視略二等辺三角形状の中空体に形成され、後面開放とされている。このフロントケース４３は、例えば樹脂等の単一の材料により透明窓部２１Ｌ，２１Ｒを含んで一体的に成形されており、透明窓部２１Ｌ，２１Ｒを除く部分の表面は、不透明となるよう塗装されている。この透明窓部２１Ｌ，２１Ｒは、後述のプリズム側面６５Ｌ，６５Ｒに対して平行となるように成形されている。
【００２０】
また、フロントケース４３の後面部の四隅部には、ネジ４５（図５参照）を螺合するためのネジ孔（図示省略）が後面側に臨むように形成されている。
【００２１】
尚、リアケース４１とフロントケース４３との間には、図５の如く、両部品の結合位置において水密性を高めるためのゴム等からなる枠状のシール部材（パッキン）６１が挟み込まれるように装着される。
【００２２】
プリズム２４ａ，２４ｂは、図４及び図６の如く、互いに鏡像対象となる略三角柱形状に形成されている。そして、図６の如く、左（右）のプリズム２４ａ（２４ｂ）は、その頂角６３が前側に向けられ、その左（右）のプリズム側面６５Ｌ（６５Ｒ）が左（右）の透明窓部２１Ｌ（２１Ｒ）に対面され即ち側方視野方向に向けられている。また、そのプリズム後面６７ａ（６７ｂ）が結像レンズ２９に対面されて配置される。この左（右）のプリズム２４ａ（２４ｂ）は、その左（右）のプリズム側面６５Ｌ（６５Ｒ）及びそのプリズム後面６７ａ（６７ｂ）が透過面に保たれる一方、その右（左）のプリズム側面６９Ｒ（６９Ｌ）上には、その内面が反射面（鏡面）となるように、アルミ等の金属層が蒸着された上にその蒸着面を被覆するように更に黒色塗料による保護膜７１が形成されている。
【００２３】
結像レンズ２９は、このプリズム２４ａ，２４ｂの後方にレンズホルダ３６によって固定されている。
【００２４】
レンズホルダ３６の正面視四隅７３のうちの互いに対向する二箇所には、図３の如く、リアケース４１を固定するためのネジ４６が貫通するネジ貫通孔７５が形成されており、また、レンズホルダ３６の正面視四隅７３のうちの他の二箇所には、図４の如く、後述のプリズム固定部材７７を固定するためのネジ（第２の固定手段）７９が螺合するネジ孔８１が形成されている。
【００２５】
撮像素子（図示省略）は、レンズホルダ３６内で結像レンズ２９の後方に配置される回路基板７２（図３）上に搭載される。この回路基板７２は、コネクタ４９ｂに着脱自在に接続されるようになっている。
【００２６】
そして、この実施の形態では、一対のプリズム２４ａ，２４ｂの透明窓部２１Ｌ，２１Ｒに対面されるプリズム側面６５Ｌ，６５Ｒを、透明窓部２１Ｌ，２１Ｒの内側表面に平行に保持するプリズム固定部材７７をさらに備えている。
【００２７】
このプリズム固定部材７７は、図４及び図６の如く、両プリズム２４ａ，２４ｂのプリズム後面６７ａ，６７ｂの端部に当接してその角度位置を設定するための台座８３と、この台座８３によって角度位置が設定された状態のプリズム２４ａ，２４ｂに被さるようにして当該両プリズム２４ａ，２４ｂの上下端部、前端部及び側端部を保持する保持体８５とを備える。
【００２８】
台座８３は、図４及び図６の如く、正面視ロ字形の枠体８７と、この枠体８７の上下辺のそれぞれから前方に張り出して形成されてプリズム後面６７ａ，６７ｂの上下端部にそれぞれ当接することでその角度位置を規定するテーパ状の一対の当接台部８９Ｌ，８９Ｒとが一体形成されてなる。また当接台部８９Ｌ，８９Ｒ間には、後述の保持体８５の中央片１０５の後端部との干渉を避けるための溝９１が形成されている。また、台座８３の枠体８７の両側辺部は、ゴム部材（ラバー）等が使用されることで有弾性の弾性当接部８２とされており、この弾性当接部８２がレンズホルダ３６に当接するようになっている。
【００２９】
保持体８５は、図４及び図６の如く、遮光性樹脂を用いて後面開放に形成されており、両プリズム２４ａ，２４ｂの前端部の位置を規制する前端板９３と、この前端板９３に一体的に連結されて両プリズム２４ａ，２４ｂの透明窓部２１Ｌ，２１Ｒに対面する側のプリズム側面６５Ｌ，６５Ｒの後端部に当接して位置決めする側端板９５と、平面視略二等辺三角形に形成されて前端板９３及び側端板９５に一体的に連結された上下板９７と、側端板９５及び上下板９７の後端部に一体的に連結された枠状の基部９９とを備える。
【００３０】
側端板９５には、プリズム側面６５Ｌ，６５Ｒが透明窓部２１Ｌ，２１Ｒに対面して臨むための窓枠１０１が開放形成されている。
【００３１】
基部９９の左右端部には、図４の如く、レンズホルダ３６を固定するためのネジ７９が貫通するネジ貫通孔１０３が形成されている。
【００３２】
そして、保持体８５の左右方向の中央部には、図６の如く、両プリズム２４ａ，２４ｂの内向き側のプリズム側面６９Ｌ，６９Ｒに当接してその位置決めを行うための中央片１０５が形成されている。
【００３３】
尚、図２中の符号１０７は放熱シート、図５中の符号１０９は乾燥材をそれぞれ示している。
【００３４】
＜組立方法＞
上記構成の車載撮像装置の組立方法を説明する。まず、図２の如く、リアケース４１の背面中央部に設けられた貫通孔（図示省略）にコネクタ４９ｂが取り付けられたワイヤーハーネス４９の先端部４９ａを貫通するとともに、リアケース４１の内部に放熱シート１０７を貼着する。
【００３５】
次に、図３の如く、上記貫通孔内に形成されたネジ溝にワイヤーハーネス４９の蓋体５１のネジ溝部５１ａを螺合し、当該蓋体５１により貫通孔を閉塞する。
【００３６】
そして、撮像素子３０が搭載された回路基板７２と、結像レンズ２９が内蔵されたレンズホルダ３６をリアケース４１の前方に配置し、回路基板７２にワイヤーハーネス４９のコネクタ４９ｂを接続するとともに、回路基板７２の後面の一部に放熱シート１０７を貼着する。そして、レンズホルダ３６のネジ貫通孔７５にネジ４６を貫通させて、このネジ４６をリアケース４１のネジ孔５６に螺合することにより、レンズホルダ３６を回路基板７２とともにリアケース４１に固定する。これにより、撮像素子３０及び結像レンズ２９がリアケース４１に対して固定される。
【００３７】
続いて、図４の如く、レンズホルダ３６に対してプリズム固定部材７７により両プリズム２４ａ，２４ｂを固定する。具体的には、台座８３の上下端部に形成された当接台部８９Ｌ，８９Ｒのテーパ面にプリズム後面６７ａ，６７ｂが面接触して当接するようにプリズム２４ａ，２４ｂを配置し、かかる状態で両プリズム２４ａ，２４ｂの前方から保持体８５を被せるようにして装着する。
【００３８】
この際、中央片１０５の左右両側面に両プリズム２４ａ，２４ｂのプリズム側面６９Ｌ，６９Ｒを当接させながら、中央片１０５の後端部を台座８３の溝９１に挿入するようにする。
【００３９】
この状態で、保持体８５の基部９９のネジ貫通孔１０３にネジ７９を貫通させ、レンズホルダ３６のネジ孔８１にネジ７９の先端を螺合させて、プリズム固定部材７７をレンズホルダ３６に固定する。この際、台座８３の両側部後端部の弾性当接部８２がレンズホルダ３６に当接する。そうすると、保持体８５の前端板９３で後方に押圧されたプリズム２４ａ，２４ｂの後端で、台座８３を後方に押圧し、この台座８３の両側部後端部の弾性当接部８２がレンズホルダ３６側に押圧される。これにより、リアケース４１の内部においては、図６の如く、そのプリズム後面６７ａ，６７ｂが台座８３の各当接台部８９Ｌ，８９Ｒのテーパ面によって位置決めされ、また、図６の如く、両プリズム２４ａ，２４ｂの上下端部は、保持体８５の上下板９７によって位置決めされ、両プリズム２４ａ，２４ｂの前端部は、保持体８５の前端板９３によって位置決めされ、両プリズム２４ａ，２４ｂの側端部は、保持体８５の側端板９５によって位置決めされることから、プリズム２４ａ，２４ｂの位置がプリズム固定部材７７内で決定される。即ち、リアケース４１に対するプリズム２４ａ，２４ｂの位置決めが行われる。
【００４０】
しかる後、図５の如く、枠状のシール部材（パッキン）６１を挟み込むようにして、リアケース４１の前方からフロントケース４３を被せ、リアケース４１のネジ貫通孔５５に後方からネジ４５を貫通させて、ネジ４５の先端部をフロントケース４３のネジ孔（図示省略）に螺合して、図１に示した車載撮像装置が完成する。
【００４１】
このようにすると、フロントケース４３の透明窓部２１Ｌ，２１Ｒに対して、両プリズム２４ａ，２４ｂの位置決めを精度良く行うことができる。即ち、透明窓部２１Ｌ，２１Ｒの内側表面に対して、図６のように両プリズム２４ａ，２４ｂのプリズム側面６５Ｌ，６５Ｒを、精度良く平行に設定することができる。
【００４２】
＜動作＞
上記構成の車載撮像装置の動作を説明する。図６の如く、右側景色に対応する光線は、透明窓部２１Ｒより入射しプリズム側面６５Ｒを透過し、プリズム側面６９Ｌとプリズム側面６５Ｒでそれぞれ内面反射した後、プリズム後面６７ｂを射出し、結像レンズ２９を介して撮像素子（図示省略）の撮像面の右半面に案内される。左側景色に対応する光線についても左右の対称性から同様にして撮像面の左反面に案内される。このようにして車載撮像装置により左右両側の景色が同時に撮像され、かかる映像がワイヤーハーネス４９を通じて表示部に出力される。
【００４３】
ここで、図７のように、例えばケース２３の透明窓部２１Ｒより取り込まれた光線１１０は、プリズム側面６５Ｒへ入射するもの１１１と、プリズム側面６５Ｒで反射するもの１１３とに分かれる。
【００４４】
この場合、透明窓部２１Ｒの内側表面６とプリズム側面６５Ｒとが非平行であると、図８に示した従来例のように、プリズム側面５で反射する光３ｂが透明窓部１の内側表面６で反射して再びプリズム側面５に入射され、この入射した光３ｂが迷光として画面に表示されてしまう。勿論、左側より取り込まれた光線についても同様である。
【００４５】
しかしながら、この実施の形態では、上述のように、透明窓部２１Ｌ，２１Ｒの内側表面に対して、プリズム固定部材７７により、図７のように両プリズム２４ａ，２４ｂのプリズム側面６５Ｌ，６５Ｒを透明窓部２１Ｌ，２１Ｒに対して精度良く平行に設定することができるので、そのプリズム側面６５Ｌ，６５Ｒで反射した光１１３（図７）がさらに透明窓部２１Ｌ，２１Ｒの内側表面で反射して再びプリズム側面６５Ｌ，６５Ｒに入射されるときに、本来の光１１３と同一の光路または平行な光路で入射されることになる。したがって、図８に示した従来例に比べて、迷光の発生を大幅に低減することが可能となる。
【００４６】
特に、一対のプリズム２４ａ，２４ｂを用いて単一の撮像素子で撮像を行う場合、単一のプリズムよりも両プリズム２４ａ，２４ｂの位置決めが困難となるが、プリズム固定部材７７で容易に両プリズム２４ａ，２４ｂの位置決めを行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一の実施の形態に係る車載撮像装置を示す外観斜視図である。
【図２】本発明の一の実施の形態に係る車載撮像装置の組立途中の状態を示す斜視図である。
【図３】本発明の一の実施の形態に係る車載撮像装置の組立途中の状態を示す斜視図である。
【図４】本発明の一の実施の形態に係る車載撮像装置の組立途中の状態を示す斜視図である。
【図５】本発明の一の実施の形態に係る車載撮像装置の組立途中の状態を示す斜視図である。
【図６】本発明の一の実施の形態に係る車載撮像装置の一部を示す模式図である。
【図７】本発明の一の実施の形態に係る車載撮像装置において迷光の発生が低減される原理を示す模式図である。
【図８】従来の車載撮像装置において迷光が発生する原理を示す模式図である。
【符号の説明】
【００４８】
２１Ｌ，２１Ｒ  透明窓部
２３  ケース
２４ａ，２４ｂ  プリズム
２９  結像レンズ
３６  レンズホルダ
４１  リアケース
４３  フロントケース
４５  ネジ
４６  ネジ
４７  放熱フィン
４９  ワイヤーハーネス
５５  ネジ貫通孔
５６  ネジ孔
５７  光透過孔
６５Ｌ，６５Ｒ  プリズム側面
６７ａ，６７ｂ  プリズム後面
６９Ｌ，６９Ｒ  プリズム側面
７１  保護膜
７２  回路基板
７５  ネジ貫通孔
７７  プリズム固定部材
７９  ネジ
８１  ネジ孔
８３  台座
８５  保持体
８７  枠体
８９Ｌ，８９Ｒ  当接台部
９１  溝
９３  前端板
９５  側端板
９７  上下板
９９  基部
１０１  窓枠
１０３  ネジ貫通孔
１０５  中央片
１０７  放熱シート
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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