(57)【要約】【課題】所望の位置からオフセットした位置から所定の視野範囲を撮像する場合であっても、歪みが低減された当該所定の視野範囲の画像を得ることが目的とされる。【解決手段】撮像装置１は、車両２後方の中央からオフセットして設置される。このとき、撮像装置が備える光学素子の光軸１１１が、中心線２１を含んで鉛直方向に拡がる面に略平行するように設置される。そして、撮像装置が備える撮像素子の中心が、所定の視野範囲３の中心３１が結像される撮像素子上の位置に略一致するように、当該撮像素子が設定される。【選択図】図１
2006129149.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の視野範囲から入射される光線を光学素子により撮像素子上に結像させて撮像を行う撮像装置において、
前記所定の視野範囲の中心を含んで鉛直方向に拡がる所定の面内の位置とは異なる位置から前記撮像を行い、
前記光学素子の光軸を含んで鉛直方向に拡がる面と、前記所定の面に平行で前記光学素子の中心を含む面とがなす角度が、０°以上で所定の角度より小さく、
前記撮像素子の中心が、前記所定の視野範囲の前記中心が結像される前記撮像素子上の位置を含む、この位置と前記光軸の前記撮像素子上の位置との間の位置にあり、
前記所定の角度は、前記光学素子の前記中心及び前記所定の視野範囲の前記中心を含んで鉛直方向に広がる面と、前記所定の面とで形成される鋭角の角度である、撮像装置。
【請求項２】
前記光軸は前記所定の面に略平行である、請求項１記載の撮像装置。
【請求項３】
前記撮像素子は可動であって、前記撮像素子の前記中心が、前記所定の視野範囲の前記中心が結像される前記撮像素子上の位置を含む、この位置と前記光軸の前記撮像素子上の位置との間の位置に設定される、請求項１または請求項２記載の撮像装置。
【請求項４】
車両に搭載することを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の撮像装置。
【請求項５】
所定の視野範囲から入射される光線を光学素子で撮像素子上に結像させて撮像を行う撮像装置を用いて、前記所定の視野範囲の中心を含んで鉛直方向に拡がる所定の面内の位置とは異なる位置から前記所定の視野範囲を撮像する方法であって、
前記光学素子の光軸を含んで鉛直方向に拡がる面と、前記所定の面に平行で前記光学素子の中心を含む面とがなす角度を、０°以上で所定の角度より小さくすることと、
前記撮像素子の中心を、前記所定の視野範囲の前記中心が結像される前記撮像素子上の位置を含む、この位置と前記光軸の前記撮像素子上の位置との間の位置に設定することと
を特徴とし、
前記所定の角度は、前記光学素子の前記中心及び前記所定の視野範囲の前記中心を含んで鉛直方向に広がる面と、前記所定の面とで形成される鋭角の角度である、撮像方法。
【請求項６】
前記光軸を前記所定の面に略平行とする、請求項５記載の撮像方法。
【請求項７】
前記撮像装置を車両に搭載することを特徴とする、請求項５または請求項６記載の撮像方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は撮像装置及び撮像方法に関し、例えば車載カメラに適用できる。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車外の様子を視認するためにＣＣＤカメラ等の撮像装置を車両に搭載している。例えば、車両後方に撮像装置を設けることで、モニターなどを介して車両後方が視認できる。
【０００３】
図７は、車両２の後方を撮像装置１で撮像する従来からの態様が示されている。図７では、主に視野範囲３が撮像される。視野範囲３は、その中心３１が、車両２の中心線２１を含んで鉛直方向に拡がる面内にある。
【０００４】
このような視野範囲３を撮像する場合、撮像装置１を車両２後方の中央に設けて、撮像装置１が備える光学素子の光軸１１１が当該視野範囲の中心３１を含むように設置することが、撮像された当該視野範囲３の画像を歪みにくくする点で望ましい。この画像をモニターに表示した場合が図８に示されている。視野範囲３の画像は、モニターの中心線について左右対象になっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら多くの車両で、車両後方の中央部にはドアハンドルやゲートハンドルなどが設けられている。このような場合には、撮像装置１は当該中央部からオフセットして設置され、この態様が図９に示されている。
【０００６】
図９では、撮像装置１が備える光学素子の光軸１１１が、当該視野範囲の中心３１を含む場合が示されている。しかし、この態様で撮像した画像は、撮像装置１を当該中央部に設けて撮像した画像（図８）に比べて歪む。この画像をモニターに表示した場合が図１０に示されている。
【０００７】
そして、撮像装置１の設置位置が当該中央部から離れるに従って、画像の歪みは顕著になる。このように歪んだ画像では、車両後方の視認が困難になる。
【０００８】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、所望の位置からオフセットした位置から所定の視野範囲を撮像する場合であっても、歪みが低減された当該所定の視野範囲の画像を得ることが目的とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明の請求項１にかかる撮像装置は、所定の視野範囲から入射される光線を光学素子により撮像素子上に結像させて撮像を行う撮像装置において、前記所定の視野範囲の中心を含んで鉛直方向に拡がる所定の面内の位置とは異なる位置から前記撮像を行い、前記光学素子の光軸を含んで鉛直方向に拡がる面と、前記所定の面に平行で前記光学素子の中心を含む面とがなす角度が、０°以上で所定の角度より小さく、前記撮像素子の中心が、前記所定の視野範囲の前記中心が結像される前記撮像素子上の位置を含む、この位置と前記光軸の前記撮像素子上の位置との間の位置にあり、前記所定の角度は、前記光学素子の前記中心及び前記所定の視野範囲の前記中心を含んで鉛直方向に広がる面と、前記所定の面とで形成される鋭角の角度である。
【００１０】
この発明の請求項２にかかる撮像装置は、請求項１記載の撮像装置であって、前記光軸は前記所定の面に略平行である。
【００１１】
この発明の請求項３にかかる撮像装置は、請求項１または請求項２記載の撮像装置であって、前記撮像素子は可動であり、前記撮像素子の前記中心が、前記所定の視野範囲の前記中心が結像される前記撮像素子上の位置を含む、この位置と前記光軸の前記撮像素子上の位置との間の位置に設定される。
【００１２】
この発明の請求項４にかかる撮像装置は、請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の撮像装置であって、車両に搭載することを特徴とする。
【００１３】
この発明の請求項５にかかる撮像方法は、所定の視野範囲から入射される光線を光学素子で撮像素子上に結像させて撮像を行う撮像装置を用いて、前記所定の視野範囲の中心を含んで鉛直方向に拡がる所定の面内の位置とは異なる位置から前記所定の視野範囲を撮像する方法であって、前記光学素子の光軸を含んで鉛直方向に拡がる面と、前記所定の面に平行で前記光学素子の中心を含む面とがなす角度を、０°以上で所定の角度より小さくすることと、前記撮像素子の中心を、前記所定の視野範囲の前記中心が結像される前記撮像素子上の位置を含む、この位置と前記光軸の前記撮像素子上の位置との間の位置に設定することとを特徴とし、前記所定の角度は、前記光学素子の前記中心及び前記所定の視野範囲の前記中心を含んで鉛直方向に広がる面と、前記所定の面とで形成される鋭角の角度である。
【００１４】
この発明の請求項６にかかる撮像方法は、請求項５記載の撮像方法であって、前記光軸を前記所定の面に略平行とする。
【００１５】
この発明の請求項７にかかる撮像方法は、請求項５または請求項６記載の撮像方法であって、前記撮像装置を車両に搭載することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
この発明の請求項１または請求項２にかかる撮像装置もしくは請求項５または請求項６にかかる撮像方法によれば、所定の面内の位置とは異なる位置から撮像を行う場合であっても、撮像素子上で結像される所定の視野範囲の画像の歪みが低減され、しかも所定の視野範囲の中心を撮像素子の中心またはその近傍で結像することができる。よって、撮像した画像をモニターなどに表示した場合に、所定の視野範囲が視認しやすい。
【００１７】
この発明の請求項３にかかる撮像装置によれば、撮像装置を設ける位置に応じて、撮像素子の中心の位置を設定することで、所定の視野範囲の中心を撮像素子の中心またはその近傍に結像させることができる。
【００１８】
この発明の請求項４にかかる撮像装置もしくは請求項７にかかる撮像方法によれば、車内に居ながらにして車外の様子を視認することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１では、本発明にかかる撮像装置１を車両２後方に設置した態様が示されている。撮像装置１は、車両２後方の中央からオフセットして設置される。具体的には、車両２後方のうち中心線２１を含んで鉛直方向に拡がる面内の位置から、オフセットして設置される。
【００２０】
撮像装置１は、当該設置された位置から視野４を撮像する。このとき、視野４には所定の視野範囲３のほとんどの部分が含まれる。所定の視野範囲３は、例えば撮像を所望する視野範囲であって、図７で示される所定の視野範囲３と同様である。この内容は、所定の視野範囲３の中心３１を含んで鉛直方向に拡がる所定の面内の位置とは異なる位置から、撮像装置１で撮像を行うと把握することができる。
【００２１】
図２及び図３は、図１で示される撮像装置１を概念的に示す。撮像装置１は、光学素子１１及び撮像素子１２を備え、視野４から入射される光線を光学素子１１により撮像素子１２上に結像させて撮像を行う。撮像素子１２上で結像された光は、撮像素子１２によって例えば電気信号に変換され、これを例えばモニターに入力することで、撮像された視野４がモニターに表示される。
【００２２】
図１では、光学素子１１の光軸１１１が、中心線２１を含んで鉛直方向に拡がる面に略平行している場合が示されている。このような態様によれば、図２及び図３で示される撮像装置１のいずれにおいても、撮像素子１２上に結像される所定の視野範囲３の画像の歪みが低減される。
【００２３】
このような態様で撮像した所定の視野範囲３の画像をモニターに表示した場合が、図４及び図５に示されている。図４は図２で示される撮像装置１を用い、図５は図３で示される撮像装置１を用いて、それぞれ所定の視野範囲３を撮像した場合を示す。
【００２４】
図２及び図３で示される撮像装置１は、光学素子１１と撮像素子１２の位置関係がそれぞれ異なる。
【００２５】
まず、図２で示される撮像素子１では、その光学素子１１と撮像素子１２との位置が次の関係にある。つまり、撮像素子１２の中心１２１が、光学素子１１の光軸１１１の撮像素子１２上の位置１２３と一致している。そして、所定の視野範囲３の中心３１が結像される撮像素子１２上の位置１２２が、撮像素子１２の中心１２１と異なる。
【００２６】
従って、上述したように所定の視野範囲３の画像の歪みが低減されるものの、所定の視野範囲３の中心３１がモニターの中心からずれる。
【００２７】
一方、図３で示される撮像素子１では、その光学素子１１と撮像素子１２との位置が次の関係にある。つまり、撮像素子１２の中心１２１が、光学素子１１の光軸１１１の撮像素子１２上の位置１２３と異なっている。そして、撮像素子１２の中心１２１が、所定の視野範囲３の中心３１が結像される撮像素子１２上の位置１２２に略一致している。
【００２８】
従って、上述したように所定の視野範囲３の画像の歪みが低減され、かつ所定の視野範囲３の中心３１がモニターの中心に略一致する。
【００２９】
すなわち、図３で示される撮像装置１によれば、車両２後方の中央からオフセットした位置から撮像する場合であっても、撮像素子１２上で結像される所定の視野範囲３の画像の歪みが低減され、しかも所定の視野範囲３の中心３１を撮像素子１２の中心１２１で結像することができる。よって、撮像した画像をモニターなどに表示した場合に、所定の視野範囲が視認しやすい。
【００３０】
光軸１１１が、中心線２１を含んで鉛直方向に拡がる面に略平行している場合を上述したが、例えば図６で示される態様であってもよい。つまり、角度θが０°以上で所定の角度αより小さくなるように、光軸１１１は設定される。ここで、角度θは、光軸１１１を含んで鉛直方向に拡がる面と、中心線２１を含んで鉛直方向に拡がる面に平行であって光学素子１１の中心１１２を含む面とがなす角度である。また、所定の角度αは、光学素子１１の中心１１２及び所定の視野範囲３の中心３１を含んで鉛直方向に広がる面と、中心線２１を含んで鉛直方向に拡がる面とで形成される鋭角の角度である。
【００３１】
このような態様によれば、撮像素子１２上に結像される画像の歪みが低減される。そして、図１で示されるように光軸１１１を、中心線２１を含んで鉛直方向に拡がる面に平行にすること、すなわち角度θを０°とすることが、当該画像の歪みがより低減される点で特に望ましい。
【００３２】
そして、この場合においても、撮像素子１２の中心１２１を、所定の視野範囲３の中心３１が結像される撮像素子１２上の位置１２２に略一致させることで、図３で示される撮像装置１と同様の効果が得られる。
【００３３】
上述した撮像装置１は、撮像素子１２の中心１２１が、所定の視野範囲３の中心３１が結像される撮像素子１２上の位置１２２と、光軸１１１の撮像素子１２上の位置１２３との間の位置に設定されてもよい。ただし、上述したように撮像素子１２の中心１２１を撮像素子１２上の位置１２２に略一致させることが、所定の視野範囲３が視認しやすい点で特に望ましい。
【００３４】
また、上述した撮像装置１は、図３で示される光学素子１１と撮像素子１２との位置関係が固定されていても良いし、当該位置関係が変更可能であっても良い。後者の場合には、例えば次のように設定される。つまり、上記したように、角度θが０°以上で所定の角度αより小さくなるように光軸１１１を設定する。そして撮像素子１２を移動させることで、撮像素子１２の中心１２１を、所定の視野範囲３の中心３１が結像される撮像素子１２上の位置１２２を含む、この位置１２２と光軸１１１の撮像素子１２上の位置１２３との間の位置に設定する。
【００３５】
このような撮像技術によれば、撮像装置１を設ける位置に応じて、撮像素子１２の中心１２１の位置を設定することで、所定の視野範囲３の中心３１を撮像素子１２の中心１２１またはその近傍に結像することができる。
【００３６】
上述では撮像装置１を車両２に設置する態様が示されたが、本発明にかかる撮像技術は、車両に限らず広く他の分野に適用することができる。ただし、本発明にかかる撮像技術を車両２に適用することが、車内に居ながらにして車外の様子が視認できる点で特に望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明にかかる撮像装置を車両後方に設置した態様を示す平面図である。
【図２】本発明にかかる撮像装置を概念的に示す断面図である。
【図３】本発明にかかる撮像装置を概念的に示す断面図である。
【図４】モニターに表示された、撮像装置で撮像された画像を概念的に示す図である。
【図５】モニターに表示された、撮像装置で撮像された画像を概念的に示す図である。
【図６】光学素子の光軸と、所定の視野範囲の中心との関係を概念的に示す図である。
【図７】撮像装置の設置の態様を示す平面図である。
【図８】モニターに表示した画像を概念的に示す図である。
【図９】撮像装置の設置の態様を示す平面図である。
【図１０】モニターに表示した画像を概念的に示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  撮像装置
３  所定の視野範囲
１１  光学素子
１２  撮像素子
３１  所定の視野範囲の中心
１１１  光軸
１２１  撮像素子の中心
１２２，１２３  撮像素子上の位置
θ  角度
α  所定の角度
【図１】
2006129149.tif 000003
【図２】
2006129149.tif 000004
【図３】
2006129149.tif 000005
【図４】
2006129149.tif 000006
【図５】
2006129149.tif 000007
【図６】
2006129149.tif 000008
【図７】
2006129149.tif 000009
【図８】
2006129149.tif 000010
【図９】
2006129149.tif 000011
【図１０】
2006129149.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成17年9月27日(2005.9.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された撮像手段によって前記車両の周辺領域を撮像する車両周辺視認装置であって、
前記撮像手段は、前記車両の前後方向に沿って規定される中心軸に対して水平方向にずれた位置から、前記中心軸に重なる視野中心を有する視野範囲を撮像し、
前記撮像手段は、
撮像素子と、
前記視野範囲から入射される光線を前記撮像素子上に結像させる光学素子と
を有し、
前記撮像素子は、前記視野中心の結像位置が前記撮像素子の中心に近付くように、前記撮像素子の中心が前記光学素子の中心に対して水平方向にずれて配置されている、車両周辺視認装置。
【請求項２】
車両に搭載された撮像手段によって前記車両の周辺領域を撮像する車両周辺視認装置であって、
前記撮像手段は、前記車両の前後方向に沿って規定される中心軸に対して水平方向にずれた位置から、前記中心軸に重なる視野中心を有する視野範囲を撮像し、
前記撮像手段は、
撮像素子と、
前記視野範囲から入射される光線を前記撮像素子上に結像させる光学素子と
を有し、
前記光学素子は、その光軸が前記中心軸に対して略平行となるように設置されている、車両周辺視認装置。
【請求項３】
前記撮像素子は、前記視野中心の結像位置が前記撮像素子の中心に近付くように、前記撮像素子の中心が前記光学素子の中心に対して水平方向にずれて配置されている、請求項２に記載の車両周辺視認装置。
【請求項４】
前記撮像素子は、前記視野中心の結像位置が前記撮像素子の中心に略一致するように配置されている、請求項１又は３に記載の車両周辺視認装置。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
第１の発明に係る車両周辺視認装置は、車両に搭載された撮像手段によって前記車両の周辺領域を撮像する車両周辺視認装置であって、前記撮像手段は、前記車両の前後方向に沿って規定される中心軸に対して水平方向にずれた位置から、前記中心軸に重なる視野中心を有する視野範囲を撮像し、前記撮像手段は、撮像素子と、前記視野範囲から入射される光線を前記撮像素子上に結像させる光学素子とを有し、前記撮像素子は、前記視野中心の結像位置が前記撮像素子の中心に近付くように、前記撮像素子の中心が前記光学素子の中心に対して水平方向にずれて配置されていることを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
第２の発明に係る車両周辺視認装置は、車両に搭載された撮像手段によって前記車両の周辺領域を撮像する車両周辺視認装置であって、前記撮像手段は、前記車両の前後方向に沿って規定される中心軸に対して水平方向にずれた位置から、前記中心軸に重なる視野中心を有する視野範囲を撮像し、前記撮像手段は、撮像素子と、前記視野範囲から入射される光線を前記撮像素子上に結像させる光学素子とを有し、前記光学素子は、その光軸が前記中心軸に対して略平行となるように設置されていることを特徴とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
第３の発明に係る車両周辺視認装置は、第２の発明に係る車両周辺視認装置において特に、前記撮像素子は、前記視野中心の結像位置が前記撮像素子の中心に近付くように、前記撮像素子の中心が前記光学素子の中心に対して水平方向にずれて配置されていることを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
第４の発明に係る車両周辺視認装置は、第１又は第３の発明に係る車両周辺視認装置において特に、前記撮像素子は、前記視野中心の結像位置が前記撮像素子の中心に略一致するように配置されていることを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
第１又は第２の発明に係る車両周辺視認装置によれば、車両の中心軸からずれた位置から撮像を行う場合であっても、撮像素子上で結像される所定の視野範囲の画像の歪みが低減され、しかも所定の視野範囲の中心を撮像素子の中心またはその近傍で結像することができる。よって、撮像した画像をモニターなどに表示した場合に、所定の視野範囲が視認しやすい。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
第３又は第４の発明に係る車両周辺視認装置によれば、撮像手段を設ける位置に応じて、撮像素子の中心の位置を設定することで、所定の視野範囲の中心を撮像素子の中心またはその近傍に結像させることができる。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】削除
【補正の内容】