(57)【要約】【課題】多様な画角範囲に容易に対応することができる撮像装置を提供すること。【解決手段】撮像手段２０と、撮像手段２０の正面に配設されその撮像面に光を結像させる撮像レンズ３０とを共通部品として準備する。それぞれ光学的特性の異なる透明窓部６２Ｌ，６２Ｒ又は１６２を有する防水ケース部６０，１６０を複数種類準備する。必要とされる画角に応じて、複数種類の防水ケース部６０，１６０の中から一つの種類を選択して撮像装置１０，１１０を組立てる。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像手段と、前記撮像手段の正面に配設され前記撮像手段の撮像面に光を結像させる撮像レンズと、ケース本体部と、前記撮像レンズに向けて光を透過させる透明窓部を有し前記ケース本体部に取付けられて前記撮像手段及び前記撮像レンズを覆う防水ケース部とを備え、
前記透明窓部は、屈折力を持つレンズとして、前記防水ケース部に一体に構成されている、撮像装置。
【請求項２】
請求項１記載の撮像装置であって、
前記ケース本体部は、それぞれ光学的特性の異なる透明窓部を有する複数種類の防水ケース部を装着可能に構成されている、撮像装置。
【請求項３】
請求項２記載の撮像装置を含む撮像装置の製造方法であって、
前記防水ケース部として、それぞれ光学的特性の異なる透明窓部を有する複数種類のものを準備し、
必要とされる画角に応じて、前記複数種類の防水ケース部の中から一つの種類を選択して組立てる、撮像装置の製造方法。
【請求項４】
請求項１記載の撮像装置であって、
前記レンズは、負の屈折力を有している、撮像装置。
【請求項５】
請求項１、請求項２、請求項４のいずれかに記載の撮像装置であって、
少なくとも前記防水ケース部の前記透明窓部の表面にハードコート膜が形成されている、撮像装置。
【請求項６】
請求項１、請求項２、請求項４、請求項５のいずれかに記載の撮像装置であって、
少なくとも前記透明窓部は、
波長３５０ｎｍ以下の光の透過率が１０％以下である材料を用いて形成されている、撮像装置。
【請求項７】
車両の前部に設置された請求項１、請求項２、請求項４〜請求項６のいずれかに記載の撮像装置を備えた、車両用周辺撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両等の周辺景色を撮像するための撮像装置等に適用される技術に関する。
【０００２】
【背景技術】
周辺景色を撮像する撮像装置には、用途によって異なる視野範囲が要求される。
【０００３】
例えば、車両の前端部に設置されて車両前側方を撮像する場合には、車両の側方遠方からの接近車両を認識し易いように、視野角度を６０゜〜８０゜に設定できるレンズが用いられる。また、車両の後端部に設置されて車両後方の死角を撮像する場合には、視野角度を１２０゜以上にできるような広角レンズが用いられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、必要な画角に応じて、レンズ全体の設計・製造を個別に行うと、開発コスト、製造コストも増大し、製品のコスト増を招く。
【０００５】
そこで、この発明の課題は、多様な画角範囲に容易に対応することができる技術を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決すべく、請求項１記載の発明は、撮像手段と、前記撮像手段の正面に配設され前記撮像手段の撮像面に光を結像させる撮像レンズと、ケース本体部と、前記撮像レンズに向けて光を透過させる透明窓部を有し前記ケース本体部に取付けられて前記撮像手段及び前記撮像レンズを覆う防水ケース部とを備え、前記透明窓部は、屈折力を持つレンズとして、前記防水ケース部に一体に構成されているものである。
【０００７】
請求項２記載の撮像装置は、前記ケース本体部は、それぞれ光学的特性の異なる透明窓部を有する複数種類の防水ケース部を装着可能に構成されているものである。
【０００８】
請求項３記載の発明は、前記防水ケース部として、それぞれ光学的特性の異なる透明窓部を有する複数種類のものを準備し、必要とされる画角に応じて、前記複数種類の防水ケース部の中から一つの種類を選択して組立てるものである。
【０００９】
請求項４記載の発明は、前記レンズは、負の屈折力を有しているものである。
【００１０】
請求項５記載の発明は、少なくとも前記防水ケース部の前記透明窓部の表面にハードコート膜が形成されているものである。
【００１１】
請求項６記載の発明は、少なくとも前記透明窓部は、波長３５０ｎｍ以下の光の透過率が１０％以下である材料を用いて形成されているものである。
【００１２】
請求項７記載の発明は、車両の前部に設置された請求項２〜請求項６のいずれかに記載の撮像装置を備えたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態に係る撮像装置及びその製造方法について説明する。
【００１４】
図１は本撮像装置の適用例を示す図である。同図に示すように、本撮像装置は、例えば、車両Ｃの外周部に取付けられて、車両周辺景色を撮像する車両用周辺撮像装置として用いられる。
【００１５】
車両Ｃには、２つの撮像装置１０，１１０が設置されている。
【００１６】
一つ目の撮像装置１０は、車両Ｃの前端部におけるボンネット上やフロントグリル、バンパー等に設置されている。この撮像装置１０により、車両Ｃ前方の左右両側方の景色を撮像する。車両Ｃの左右両側方から近接する物体を大きく映して、当該近接物体の視認性をよくするため、この撮像装置１０の画角としては、例えば、６０゜〜８０゜が適当である。
【００１７】
二つ目の撮像装置１１０は、車両Ｃの後端部に設置されている。この撮像装置１１０により、車両Ｃの後方であって運転席から見て死角となる部分が撮像される。車両Ｃの後方において比較的広範囲な物体の存否を確認するため、撮像装置１１０による画角としては、例えば、１２０゜以上であることが適当である。
【００１８】
図２は撮像装置１０を示す断面図であり、図３は撮像装置１１０を示す断面図であり、図４（ａ）は撮像装置１０の分解断面図であり、図４（ｂ）は撮像装置１１０の分解断面図である。
【００１９】
まず、撮像装置１０について説明すると、撮像装置１０は、撮像手段２０と、撮像レンズ３０と、光学素子４０と、ケース本体部５０と、防水ケース部６０とを備えている。
【００２０】
撮像手段２０は、ＣＣＤ素子等の単一の撮像素子２１と、撮像素子２１の信号処理回路２２とを備えている。これら撮像素子２１及び信号処理回路２２は、例えば、図示省略のホルダ内に収容配設され、当該ホルダを介してケース本体部５０内に収容固定されている。
【００２１】
撮像レンズ３０は、例えば、複合レンズにより構成されており、上記ホルダに取付け固定された鏡筒３８内に収容固定されている。この撮像レンズ３０は、そのレンズ中心軸（光軸）を撮像手段２０の中心軸と一致させた状態で、撮像手段２０の正面に配設されており、撮像手段２０の撮像面に光を結像させる。この撮像レンズ３０の水平画角及び垂直画角は、例えば、６０゜〜８０゜の範囲内に設定される。
【００２２】
光学素子４０は、撮像レンズ３０の前方に配設されて、撮像レンズ３０の側方からの光を撮像レンズ３０側に導光して該撮像レンズ３０を介して撮像素子２１に結像させる機能を有している。
【００２３】
本実施の形態では、光学素子４０は、撮像レンズ３０の前方に配設された左右一対のプリズム４１，４３によって構成されている。
【００２４】
各プリズム４１，４３は、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、左（右）のプリズム４１（４３）に関しては、その左のプリズム側面４１Ｌ（４３Ｒ）及びそのプリズム後面４１Ｂ（４３Ｂ）が透過面に保たれ、その右（左）のプリズム側面４１Ｒ（４３Ｌ）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（図示省略）が蒸着された上にその蒸着面を被覆するようにさらに黒色塗料による保護膜（図示省略）が形成されている。
【００２５】
これら各プリズム４１，４３は、その一頂角が前方に向けられ、その左（右）の透過面であるプリズム側面４１Ｌ（４３Ｒ）が防水ケース部６０の透明窓部６２Ｌ（６２Ｒ）に対面配置され、そのプリズム後面４１Ｂ（４３Ｂ）が撮像レンズ３０に向けて配置される。また、各プリズム４１，４３は、撮像レンズ３０の正面側にて、互いに撮像レンズ３０の左右２等分面に面対称に配置されている。
【００２６】
これら各プリズム４１，４３は、図示省略のプリズムホルダにより防水ケース部６０内に収容固定されている。
【００２７】
上述した撮像手段２０、撮像レンズ３０及び光学素子４０は、ケース本体部５０と防水ケース部６０とによって構成されるケース内に収容配置されている。
【００２８】
ケース本体部５０は、開口を有する筺状体に形成されており、その内部にホルダ等を介して撮像手段２０が取付け固定される。また、撮像レンズ３０は、鏡筒３８や撮像手段２０を介してケース本体部５０に取付け固定される。
【００２９】
また、ケース本体部５０の内部の隅部には、ねじ挿通孔を有するケース取付部５２が形成されている。このケース本体部５０は、後述するように、防水ケース部６０や防水ケース部１６０のように複数種類の防水ケース部６０，１６０の中から一つの種類を選択して装着可能な構成となっている。
【００３０】
防水ケース部６０は、上記ケース本体部５０の開口とほぼ同じ大きさ及び形状の開口を有する筺状体に形成されている。そして、上記ケース本体部５０に取付けられて撮像手段２０，撮像レンズ３０及び光学素子４０を覆う構成となっている。
【００３１】
また、防水ケース部６０の前半部分における左右両側面は、その前方に向けて防水ケース部６０の内側に傾斜するようように形成されており、その傾斜する左右両側面に、それぞれ透明性部材による透明窓部６２Ｌ，６２Ｒが設けられている。この透明窓部６２Ｌ，６２Ｒは、平行平面によって構成される平板状に形成されており、光が発散及び収束されること無く透過するようになっている。この透明窓部６２Ｌ，６２Ｒは、防水ケース部６０に一体形成されている。
【００３２】
このような防水ケース部６０は、例えば、次の製造方法により製造される。
【００３３】
すなわち、その透明窓部６２Ｌ，６２Ｒ及びその透明窓部６２Ｌ，６２Ｒ以外の部分である透明防水ケース部６０ａが、耐候性グレードの透明ポリカーボネート等の透明材料によりにより一体成形される。そして、透明窓部６２Ｌ，６２Ｒの外側表面に、無色透明のハードコート剤（例えばアクリル系ＵＶ硬化型）が塗布されて該表面にハードコート膜が形成される。このハードコード剤により、例えば、耐擦傷性と耐候性（紫外線）の向上が図られる。そして、透明防水ケース部６０ａの外表面のうち透明窓部６２Ｌ，６２Ｒ以外の部分を、不透明樹脂に着色を行って形成したカバー６０ｂで覆う。なお、このカバー６０ｂは、内部への遮光及び意匠性向上を図る目的で取付けられる。このようにして、透明窓部６２Ｌ，６２Ｒを一体形成した防水ケース部６０が形成される。なお、透明防水ケース部６０ａは、周知の紫外線吸収剤等を混合した透明樹脂材を用いること等により、波長３５０ｎｍ以下の光の透過率が１０％以下である材料を用いて形成されていることが好ましい。これにより、防水ケース部６０内への紫外光の進入を防止して、内部品の劣化防止等を図ることができる。もっとも、この効果を得るためには、少なくとも透明窓部６２Ｌ，６２Ｒ部分が波長３５０ｎｍ以下の光の透過率が１０％以下である材料を用いて形成されていれば十分である。
【００３４】
なお、上記透明防水ケース部６０ａをカバー６０ｂで覆う構成に代えて、該透明防水ケース部６０ａだけを準備し、その透明窓部６２Ｌ，６２Ｒの部分をマスキングした状態で、該透明防水ケース部６０ａの外表面のうち透明窓部６２Ｌ，６２Ｒ以外の遮光部分だけに遮光性塗料を塗布した構成であってもよい。
【００３５】
また、この防水ケース部６０内部の隅部であって、上記ケース本体部５０側のケース取付部５２と対向する位置には、ねじ孔を有するねじ固定部６８が形成されている。
【００３６】
そして、ケース本体部５０側に撮像手段２０と撮像レンズ３０とを取付け固定すると共に、防水ケース部６０内に図示省略のプリズムホルダにて光学素子４０を収容配置する。この後、防水ケース部６０の開口部とケース本体部５０の開口部とを対向配置させると共に、それらの間にゴム等の弾性部材により形成される環状弾性部材５８を介在させた状態で、ねじＳをケース取付部５２のねじ挿通孔に挿通させてねじ固定部６８のねじ孔に螺合締結させる。これにより、ケース本体部５０と防水ケース部６０とが防水状に組合わされると共に、それらの内部に撮像手段２０、撮像レンズ３０及び光学素子４０が収容保持されることとなる。
【００３７】
この撮像装置１０による撮像原理について説明する。
【００３８】
図２に示すように、撮像装置１０の前方左（右）側の視野方向（即ち車両Ｃの前方左（右）側方向）の範囲からの光４８Ｌ（４８Ｒ）は、防水ケース部６０の透明窓部６２Ｌ（６２Ｒ）を透過して左（右）のプリズム４１（４３）における左（右）のプリズム側面４１Ｌ（４３Ｒ）に入射し、左（右）のプリズム４１（４３）内で、その右（左）のプリズム側面４１Ｒ（４３Ｌ）で内面反射し、次いでその左（右）のプリズム側面４１Ｌ（４３Ｒ）で内面反射して計２回内面反転されて、そのプリズム後面４１Ｂ（４３Ｂ）から射出された後、撮像レンズ３０に入射して、撮像レンズ３０により集光されて撮像素子２１の撮像面の右（左）半領域に結像する。これにより車両Ｃの前方左右両側方向の死角が撮像素子２１により所定の画角で撮像される。この際、光４８Ｌ（４８Ｒ）が透過する透明窓部６２Ｌ（６２Ｒ）及びプリズム４１（４３）自体は光を収束、発散させる機能を持たないので、当該左右両側方光における画角は、撮像レンズ３０により得られる画角と同じである。この撮像装置１０により撮像された画像は、所定の画像処理回路を経て、車室内の液晶表示パネル等の表示手段に表示される。
【００３９】
一方、撮像装置１１０は、上記防水ケース部６０とは異なる種類の防水ケース部１６０を備えており、また、光学素子４０が省略されているという点を除いて、上記撮像装置１０と同様構成となっている。
【００４０】
この防水ケース部１６０は、上記透明窓部６２Ｌ（６２Ｒ）とは異なる光学的特性を持つ透明窓部１６２を備えている。
【００４１】
すなわち、防水ケース部１６０は、ケース本体部５０の開口とほぼ同じ大きさ及び形状の開口を有する略方形筺状体に形成されている。そして、上記ケース本体部５０に取付けられて撮像手段２０及び撮像レンズ３０を覆う構成となっている。
【００４２】
また、ケース本体部５０のうち上記撮像レンズ３０と対向する部分に、透明窓部１６２が形成されている。透明窓部１６２は、画角を広角にするべく、負の屈折力を持つレンズ形状に形成されている。この透明窓部１６２は、防水ケース部１６０に一体形成されている。
【００４３】
このような防水ケース部１６０は、上記防水ケース部６０と同様に、透明防水ケース部１６０ａと、該透明防水ケース部１６０ａの外表面のうち透明窓部１６２以外の部分を覆うカバー１６０ｂとにより構成されている。
【００４４】
勿論、透明防水ケース部１６０ａだけを準備し、その透明窓部１６２の部分をマスキングした状態で、透明窓部１６２以外の遮光部分だけに遮光性塗料を塗布した構成であってもよい。
【００４５】
また、この防水ケース部１６０の内部の隅部であって、上記ケース本体部５０側のケース取付部５２と対向する位置には、ねじ孔を有するねじ固定部１６８が形成されている。
【００４６】
そして、上記防水ケース部６０をケース本体部５０に取付けるのと同様態様にて、防水ケース部１６０をケース本体部５０に取付けることができる。
【００４７】
この撮像装置１０による撮像原理について説明する。
【００４８】
図３に示すように、撮像装置１０の前方（即ち車両Ｃの後方）の広角な範囲からの光１４８は、防水ケース部６０の透明窓部１６２を透過して、撮像レンズ３０側に導光され、該撮像レンズ３０により集光されて撮像素子２１の撮像面に結像する。これにより、車両Ｃの後方の死角が撮像素子２１により撮像される。この際、光１４８が透過する透明窓部１６２は負の屈折力を持つレンズ形状に形成されているので、撮像レンズ３０自体が持つ画角よりも広角な画角範囲の景色が撮像される。この撮像装置１１０により撮像された画像は、所定の画像処理回路を経て、車室内の液晶表示パネル等の表示手段に表示される。
【００４９】
このような２種類の画角範囲を持つ撮像装置１０，１１０を製造する場合、両者に共通する部品として撮像手段２０と撮像レンズ３０とケース本体部５０とを準備し、撮像装置１０用の専用部品として光学素子４０を準備する。
【００５０】
さらに、それぞれ光学的特性の異なる透明窓部６２Ｌ，６２Ｒ又は１６２を持つ複数種類の防水ケース部６０，１６０を準備する。即ち、撮像装置１０用の部品として防水ケース部６０を準備し、撮像装置１１０用の部品として防水ケース部１６０を準備する。
【００５１】
そして、必要とされる画角に応じて、複数種類の防水ケース部６０，１６０の中から一つの種類を選択して撮像装置１０，１１０を組立てる。即ち、防水ケース部６０を用いて撮像装置１０の組立を行い、防水ケース部１６０を用いて撮像装置１１０の組立を行う。
【００５２】
このように構成された撮像装置１０，１１０及びその製造方法によると、防水ケース部６０に所定の光学的特性を持つ透明窓部６２Ｌ，６２Ｒ又は１６２が一体化されているため、必要とされる画角に応じた所定の光学的特性を持つ透明窓部６２Ｌ，６２Ｒ又は１６２を有する防水ケース部６０，１６０を選択することで、他の部品については共通部品を用いて、所望の画角を有する撮像装置１０，１１０を製造することができる。このため、多様な画角範囲に容易かつ低コストで対応することができる。特に、基本となる撮像レンズ３０に対し、屈折力を持たない又は所定の屈折力を持つ或は透明窓部６２Ｌ，６２Ｒ又は１６２を有する防水ケース部６０，１６０をオプション的に取付けることで、種々の画角（視野範囲）に対応できる点で、利点が大きい。
【００５３】
特に、負の屈折力を持つレンズ形状に形成された透明窓部１６２にあっては、画角をより広角にすることが可能である。
【００５４】
なお、透明窓部１６２は、負の屈折力を持ち、かつ、少なくとも一面が非球面形状であるレンズ形状に形成されていてもよい。より具体的には、透明窓部１６２が、物体側のレンズ面が凸又は凹面で、その像側のレンズ面が凹面であり、その物体側及び像側のうちの少なくともいずれか一方の面が非球面となったレンズ形状に形成されていてもよい。このようなレンズ形状に形成した場合、収差特性の劣化を抑制しつつ、画角の変換倍率を大きくすることができるという利点がある。
【００５５】
また、画角を小さくして、撮像対象を大きく撮像したい場合には、透明窓部１６２を、正の屈折力を持つレンズ形状に形成してもよい。
【００５６】
しかも、透明窓部６２Ｌ，６２Ｒ又は１６２は、防水ケース部６０，１６０に一体形成されているため、画角（視野範囲）に容易に対応しつつ、防水機能を容易に得ることができる。
【００５７】
また、透明窓部６２Ｌ，６２Ｒ又は１６２の表面にハードコート膜が形成されているため、該表面への傷の付着を防止でき、鮮明な画像を長期的に得ることができる。
【００５８】
なお、本実施の形態では、撮像装置１０，１１０を車両Ｃに取付けた車両周辺視認装置について述べたが、その他、建築物や道路等の監視装置等における撮像装置としても適用できる。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように、この発明の請求項１記載の撮像装置の製造方法によると、透明窓部は、屈折力を持つレンズとして、前記防水ケース部に一体に構成されているため、必要とされる画角に応じて、適宜屈折力を持つレンズを一体化した防水ケース部を用い、その他の部品については部品の共通化を図ることができる。このため、多様な画角範囲に容易に対応することができる。
【００６０】
また、請求項２記載の撮像装置によると、複数種類の防水ケース部を選択して容易に装着できる。
【００６１】
さらに、請求項３記載の発明によれば、必要とされる画角に応じた所定の光学的特性を持つ透明窓部を有する防水ケース部を選択することで、他の部品については共通部品を用いて、所望の画角を得ることができる。このため、多様な画角範囲に容易に対応することができる。
【００６２】
請求項４記載の発明によれば、画角を広角にすることができる。
【００６３】
請求項５記載の発明によれば、透明窓部の表面への傷の付着を防止できる。
【００６４】
請求項６記載の発明によれば、透明窓部で紫外線が吸収されるため、内部部品の劣化を防止することができる。
【００６５】
請求項７記載の発明によれば、車両周辺景色を撮像できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】撮像装置の適用例を示す図である。
【図２】撮像装置を示す断面図である。
【図３】他の撮像装置を示す断面図である。
【図４】図４（ａ）は撮像装置の分解断面図であり、図４（ｂ）は他の撮像装置の分解断面図である。
【符号の説明】
１０，１１０  撮像装置
２０  撮像手段
３０  撮像レンズ
５０  ケース本体部
５２  ケース取付部
６０，１６０  防水ケース部
６２Ｌ，６２Ｒ，１６２  透明窓部
６８，１６８  固定部
Ｃ  車両
【図１】
2004343379.tif 000003
【図２】
2004343379.tif 000004
【図３】
2004343379.tif 000005
【図４】
2004343379.tif 000006