(57)【要約】【課題】  監視映像毎に良好な映像を得ることのできる監視カメラを提案すること。【解決手段】  監視カメラ１０は、左側および右側の監視映像ＡＬおよびＡＲを撮像するための共通の撮像素子４と、左右の監視映像ＡＬ、ＡＲを撮像素子４の撮像面４ａ上に結像させる光学系５とを有している。光学系５は、監視方向毎に配置された二つの撮像レンズ１および１’と、これら撮像レンズ１、１’からの監視映像ＡＬ、ＡＲを撮像素子４に導くプリズム２とを備えている。監視方向毎に撮像レンズ１、１’を配置したので、収差が良好に補正された撮像レンズ１、１’の中心部分を活用して各監視映像ＡＬ、ＡＲを取り込むことができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮影範囲が異なる複数の撮像レンズと、
単一の撮像素子と、
各撮像レンズを介して得られる各監視映像を前記撮像素子に導く導光素子とを有していることを特徴とする監視カメラ。
【請求項２】
請求項１において、
前記導光素子は、複数方向からの入射光を反射するプリズム、または、反射ミラーであることを特徴とする監視カメラ。
【請求項３】
請求項１または２において、
各監視映像の輝度を調整するために、各撮像レンズを介して前記導光素子に入射する各入射光の光量を調整するオートアイリスを有していることを可能とし、
前記導光素子として反射ミラーを用いると共に、各反射ミラーにおいて入射光に主光軸部分をハーフミラー面とし、当該ハーフミラー面の背面側に輝度調節用受光素子を配置したことを特徴とする監視カメラ。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の監視カメラと、
当該監視カメラで撮影した監視映像を表示するための表示装置とを有し、
前記表示装置の表示画面には、前記監視映像が分割表示されることを特徴とする監視装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記監視カメラにより撮影された複数の監視映像を前記表示画面上において被写体と同一方向となるように表示させるための映像処理手段を有していることを特徴とする監視装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、単一の撮像素子を用いて異なる方向の監視を行う監視カメラ、および監視カメラで撮影された複数の監視画像を表示するための表示装置を備えた監視装置に関し、特に、車両の周辺を監視するのに適した監視カメラおよび監視装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の車両周辺監視装置は、車両の周辺を監視するために、車両の監視方向毎に監視カメラが設置された構成とされている。近年においては、一つの監視カメラで、複数方向を監視できる車両周辺監視装置が提案されている。例えば、特許文献１および２にこのような監視装置が提案されている。
【０００３】
特許文献１に記載の監視カメラでは、図４に示すように、撮像レンズ１０１の物体側に２枚の反射ミラー１０２、１０３をＶ字状に配置することにより、当該監視カメラの左側の監視映像ＡＬと右側の監視映像ＡＲを単一の撮像素子１０４で撮像できるように構成されている。撮像素子１０４で撮像された監視映像ＡＲおよびＡＬは表示装置１０５において映像毎に分割して表示される。
【０００４】
特許文献２に記載の監視カメラでは、図５に示すように、撮像レンズ２０１の物体側に三角柱状のプリズム２０２を配置することにより、それぞれの反射面２０２ａ、２０２ｂで反射して出射面２０２ｃから出射される左右の監視映像ＡＬ、ＡＲを、単一の撮像素子２０４で撮像できるように構成されている。また、当該文献の監視カメラでは、前方の監視映像Ｂも撮像できるようになっており、プリズム２０２の後方には、全反射ミラー２０５で反射された前方の監視映像Ｂを撮像素子２０４に向けて部分反射するとともに、プリズム２０２の出射面２０２ｃからの左右の監視映像ＡＬ、ＡＲを部分透過するハーフミラー２０６が配置されている。
【０００５】
左右の監視映像ＡＬ、ＡＲは偏光フィルタ２０７によって所定方向に偏光され、前方の監視映像Ｂは偏光フィルタ２０８によって所定方向に偏光され、液晶フィルタ２０９の液晶の配向状態を切り替えることにより、撮像素子２０４で撮像する監視映像を切り替えている。撮像素子２０４で撮像された監視映像ＡＲ、ＡＬおよびＢは表示装置２１０において表示可能であり、監視映像ＡＲ、ＡＬは、特許文献１のものと同様、映像毎に分割して表示される。
【特許文献１】特開２００２−７２２９８号公報
【特許文献２】特開２００３−２５９１６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、特許文献１および２に記載の監視カメラはいずれも、複数の監視映像を、一つ(一組)の撮像レンズによって撮像素子の撮像面に結像させている。撮像レンズが一つであるので、収差が良好に補正されたレンズ中心部分を使用できず、解像力の劣る周辺部分を使用して、複数の監視映像を撮像素子の撮像面に結像させることになる。また、撮像レンズによっては周辺部分にディストーション(歪曲収差)がある。このために、監視映像の画質が悪いという問題がある。
【０００７】
一方、監視映像毎に被写体の輝度条件が異なる場合がある。例えば、一方の監視映像は建物の影で暗く、他方の監視映像は強い太陽の光が窓などに反射して明るい場合である。撮像レンズが一つの場合には、監視映像毎に輝度をコントロールすることが困難である。
【０００８】
以上の問題に鑑みて、本発明の課題は、単一の撮像素子の撮像面に複数の監視映像が結像するように構成された監視カメラにおいて、良好な監視映像を得ることができ、また、監視画像毎に被写体の輝度をコントロールすることのできる監視カメラおよび監視装置を提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の監視カメラは、撮影範囲が異なる複数の撮像レンズと、単一の撮像素子と、各撮像レンズを介して得られる各監視映像を前記撮像素子に導く導光素子とを有していることを特徴としている。本発明によれば、各監視映像を撮影レンズ毎に取得することができるので、単一の撮像素子を用いて、収差の無い良好な監視映像を各方面から得ることができる。
【００１０】
ここで、前記導光素子として、複数方向からの入射光を反射するプリズム、または、反射ミラーを用いることができる。
【００１１】
また、本発明の監視カメラは、上記構成に加えて、各監視映像の輝度を調整するために、各撮像レンズを介して前記導光素子に入射する各入射光の光量を調整するオートアイリスを有していることを可能とし、前記導光素子として反射ミラーを用いると共に、各反射ミラーにおいて入射光に主光軸部分をハーフミラー面とし、当該ハーフミラー面の背面側に輝度調節用受光素子を配置したことを特徴としている。本発明によれば、単一の撮像素子を用いて、収差がなく、しかも、適切な輝度の監視映像を各方面から得ることができる。
【００１２】
次に、本発明は監視装置に関するものであり、上記構成の監視カメラと、当該監視カメラで撮影した監視映像を表示するための表示装置とを有し、前記表示装置の表示画面には、前記監視映像が分割表示されることを特徴としている。
【００１３】
ここで、前記監視カメラにより撮影された複数の監視映像を前記表示画面上において被写体と同一方向となるように表示させるための映像処理手段を有していることが望ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の監視カメラでは、監視方向毎に撮像レンズを配置し、各撮像レンズからの監視映像を導光手段により単一の撮像素子に導いて撮像面に結像させるように構成されている。監視方向毎に撮像レンズを配置したので、収差が良好に補正された撮像レンズの中心部分を監視映像毎に活用できるので、画質の偏りや片寄った歪みのない良好な映像を得ることができる。
【００１５】
また、本発明の監視カメラでは、監視方向毎に撮像レンズが配置され、各撮像レンズを介して入射する入射光量をオートアイリスを用いて調整している。したがって、監視映像毎に被写体の輝度をコントロールすることが可能になり、監視映像が暗い映像や白く飛んだ映像となることを防ぐことができる。よって、監視映像毎に適正な輝度をもった良好な映像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下に、図面を参照して、本発明を適用した車両周辺監視装置の一例を説明する。
【００１７】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１に係る車両周辺監視装置の概略構成図である。本例の車両周辺監視装置１００は、車体フレームＦの前面に取り付けられた監視カメラ１０と、この監視カメラ１０により撮影された監視画像が入力される表示制御装置２０と、表示制御装置２０によって駆動制御されて監視画像を表示する表示装置３０とを有している。
【００１８】
監視カメラ１０は、車両の左側および右側の監視映像ＡＬおよびＡＲを撮像するための共通(単一)の撮像素子４と、左右の監視映像ＡＬ、ＡＲを撮像素子４の撮像面４ａ上に結像させる光学系５とを有している。
【００１９】
光学系５は、監視方向毎に配置された二つの撮像レンズ１および１’と、これら撮像レンズ１、１’からの監視映像ＡＬ、ＡＲを撮像素子４に導く導光素子としてのプリズム２とを備えている。プリズム２と撮像素子４の間にはフィルタ３が配置されている。
【００２０】
プリズム２は断面形状が二等辺三角形のものであり、その頂角２ａから底辺に引いた垂線が車体前後方向に一致する状態に配置され、頂角２ａの両側の面がそれぞれ全反射ミラー面２Ｌ、２Ｒとされている。
【００２１】
このように構成した監視カメラ１０では、撮像レンズ１、１’に取り込まれた左右の監視映像ＡＬ、ＡＲは、それぞれ、プリズムミラー２のミラー面２Ｌ、２Ｒで単一の撮像素子４に向けて全反射され、フィルタ３を通過して撮像素子４の撮像面４ａ上に結像される。左側の監視映像ＡＬは撮像素子４の撮像面４ａの左側の半分の領域４Ｌに結像するように導かれ、右側の監視映像ＡＲは撮像素子４の撮像面４ａの右側の半分の領域４Ｒに結像するように導かれる。
【００２２】
撮像素子４からは、左右の監視映像ＡＬ、ＡＲが映像信号として表示制御装置２０の側に出力される。撮像素子４で撮像される監視映像は、プリズム２によって反転されたものであり、実際の監視映像ＡＬ、ＡＲの鏡像である。したがって、撮像素子４から出力される映像信号は、監視映像ＡＬ、ＡＲの鏡像信号である。表示制御装置２０は、この映像信号に鏡像反転処理を施す映像処理手段として機能する。また、表示制御装置２０は、表示装置３０の表示画面に、監視方向に対応するように表示枠３０Ｌ、３０Ｒを割り当て、対応する表示枠３０Ｌ、３０Ｒ内に監視映像ＡＬ、ＡＲを表示するように制御を行う。すなわち、表示装置３０の表示画面において、左側の表示枠３０Ｌには左側の監視映像ＡＬが表示され、右側の表示枠３０Ｒには右側の監視映像ＡＲが表示される。
【００２３】
以上説明したように、本例の監視カメラ１０では、監視方向毎に撮像レンズ１、１’を配置し、これら撮像レンズ１、１’からの監視映像ＡＬ、ＡＲをプリズム２により単一の撮像素子４に導いて撮像面４ａに結像させるように構成されている。したがって、監視方向毎に撮像レンズ１、１’を配置したので、収差が良好に補正された撮像レンズ１、１’の中心部分を活用して各監視映像ＡＬ、ＡＲを取り込むことができる。よって、画質の偏りや片寄った歪みのない良好な監視映像ＡＬ、ＡＲを撮像素子４の撮像面４ａに結像させることができ、表示装置３０に良好な映像を表示することができる。
【００２４】
また、表示制御装置２０において、プリズム２で反転した監視映像に鏡像反転処理を施して、実際の監視映像ＡＬ、ＡＲと表示装置３０に表示される映像を同一のものにしている。さらに、表示装置３０の表示画面には、監視方向に対応するように表示枠３０Ｌ、３０Ｒが割り当てられ、対応する表示枠３０Ｌ、３０Ｒ内に監視映像ＡＬ、ＡＲがそれぞれ表示されるようになっている。したがって、表示されている監視映像の内容から、いずれの方向の監視画像が表示されているのかを直ちに知ることができる。
【００２５】
（実施の形態２）
図２は、本発明の実施の形態２に係る車両周辺監視装置を示す概略構成図である。なお、本例の車両周辺監視装置は、基本的な構成が実施の形態１と共通しているので、対応する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。
【００２６】
監視カメラ１０ａは、左側および右側の監視映像ＡＬおよびＡＲを撮像するための共通の撮像素子４と、左右の監視映像ＡＬ、ＡＲを撮像素子４の撮像面４ａ上に結像させる光学系５とを有している。光学系５は、監視方向毎に配置された二つの撮像レンズ１および１’と、これら撮像レンズ１、１’からの監視映像ＡＬ、ＡＲを撮像素子４に導く導光素子とを備え、本例では、この導光素子手段として、二枚の全反射ミラー１２、１２’を用いている。
【００２７】
二枚の全反射ミラー１２、１２’は、それぞれの縁端を付き合わせた状態で、左右対称なＶ字状に配置されている。左側の撮像レンズ１から取り込まれる左側の監視映像ＡＬは、全反射ミラー１２のミラー面１２ａで撮像素子４に向けて全反射され、フィルタ３を通過した後に、撮像面４ａの左側の半分の領域４Ｌ上に結像する。また、右側の撮像レンズ1’から取り込まれる右側の監視映像ＡＲは、全反射ミラー１２’のミラー面１２ａ’で撮像素子４に向けて全反射され、フィルタ３を通過した後に、撮像面４ａの右側の半分の領域４Ｒ上に結像する。
【００２８】
このように構成した監視カメラ１０ａから出力される監視映像ＡＬ、ＡＲの映像信号は、上記形態と同様、表示制御装置２０において鏡像反転処理等が施された後、表示装置３０に出力される。表示装置３０は、その表示画面において監視方向に対応するように割り当てられた表示枠３０Ｌ、３０Ｒ内に監視映像ＡＬ、ＡＲを表示する。
【００２９】
（実施の形態３）
図３は、本発明の実施の形態３に係る監視装置の監視カメラを示す概略構成図である。本例の監視カメラ１０ｂは基本的には図２に示すものと同一であり、異なる点は、オートアイリス４０が備わっている点である。
【００３０】
オートアイリス４０は、反射ミラー１２、１２’の物体側の光路上に配置された絞り機構４１、４１’と、絞り機構４１、４１’の開口調整を行うための駆動機構４２、４２’と、光量を測定するための受光部４３、４３’と、駆動制御部４５とを備えている。絞り機構４１、４１’は、撮像レンズ１、１’のそれぞれを構成している一対のレンズの間に配置されている。絞り機構４１、４１’の開口調整を行うための駆動機構４２、４２’としては、周知の構成のものを採用できる。例えば、駆動機構４２、４２’は、ステッピングモータと、その回転軸に取り付けられたピニオンに接続された減速歯車列とから構成されている。
【００３１】
反射ミラー１２、１２’は、ミラー面１２ａ、１２ａ’における撮像レンズ１、１’の光軸を含む光軸近傍の部位が、ハーフミラー面１３ａ、１３ａ’となっている。したがって、当該ハーフミラー面１３ａ、１３ａ’に入射する撮像レンズ１、１’からの入射光は、その一部の光成分が撮像素子４に向けて反射され、残りの光成分ハーフミラー面１３ａ、１３ａ’を透過する。
【００３２】
受光部４３、４３’は、ハーフミラー面１３ａ、１３ａ’の裏側に配置されており、ハーフミラー面１３ａ、１３ａ’の透過光を受光する。各受光部での受光量が駆動制御部４５に出力される。駆動制御部４５は、受光部４３、４３’での受光量に基づき、オートアイリス制御を行う。すなわち、駆動制御部４５は、駆動機構４２、４２’を駆動して、最適な光量となるように絞り機構４１、４１’の口径を絞り込む。
【００３３】
以上説明したように、本例の監視カメラ１０ｂでは、監視方向毎に撮像レンズ１、１’が配置されているので、各撮像レンズ１、１’に絞り機構４１、４１’を設けることによって、各撮像レンズ１、１’からの監視映像ＡＬ、ＡＲの光量を監視映像毎に調整できる。例えば、左側の監視映像ＡＬは建物の影で暗く、右側の監視映像ＡＲは強い太陽の光が窓などに反射して明るいような場合でも、各絞り機構４１、４１’の開口調整を行うことにより、良好な映像を得ることができる。それ故、本例によれば、監視映像が暗い映像や白く飛んだ映像となることを防ぐことができ、監視映像毎に適正な照度をもった良好な映像を得ることができる。
【００３４】
（その他の実施の形態）
以上の各例は本発明を車両周辺監視装置に適用したものである。本発明は、車両周辺監視装置以外の監視装置としても用いることができることは勿論である。
【００３５】
また、上記の各例では、２つの撮像レンズを用いて、左右の二方面から監視映像を取得するものである。撮影レンズを３つ以上配置して、監視方向を三方向以上とすることも勿論可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明の実施の形態１に係る車両周辺監視装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態２に係る車両周辺監視装置の概略構成図である。
【図３】本発明の実施の形態３に係る車両周辺監視装置の監視カメラを示す概略構成図である。
【図４】従来の監視装置の説明図である。
【図５】従来の監視装置の説明図である。
【符号の説明】
【００３７】
１  撮像レンズ
２  プリズム
２Ｌ、２Ｒ、  ミラー面
３  フィルタ
４  撮像素子
４ａ  撮像面
５  光学系
１０、１０ａ、１０ｂ  監視カメラ
１２、１２’  反射ミラー
１２ａ、１２ａ’  ミラー面
１３ａ、１３ａ  ハーフミラー面
２０  表示制御装置
３０  表示装置
３０Ｌ、３０Ｒ  表示枠
４０  オートアイリス
４１、４１’  絞り機構
４２、４２’  駆動機構
４３、４３’  受光部
４５  駆動制御部
１００  監視装置
【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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