(57)【要約】【課題】  ケラレの発生量を抑えつつ画像の分割比を変更することができる周辺撮影光学系を提供する。【解決手段】  周辺撮影光学系１１は、左視野プリズム部１２および右視野プリズム部１３からなる第一のプリズム部１１Ａを備えている。第一のプリズム部１１Ａの下面１２ｅ，１３ｅは、第一の境界に対応する面であり、正面視で視野側に向かうにつれて下側へ傾斜し、側面視でカメラ２１側に向かうにつれて上側へ傾斜している。かかる下面１２ｅ，１３ｅは、第一の境界上に結像する光束のうち、カメラ２１の垂直画角分割方向の最大画角における光束の全てまたは少なくとも一部を含むように形成されている。【選択図】      図５
2005301003.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラの撮像レンズの、撮影画角内における垂直または水平画角比率５０％を超える第一の領域に光を導く第一のプリズム部を備え、
前記第一のプリズム部の、前記撮像レンズの前記第一の領域を除く部分である第二の領域側となる面が、前記第一の領域および前記第二の領域の境界に結像する光束のうち、前記カメラの垂直または水平画角分割方向の最大画角における光束の全てまたは少なくとも一部を含むことを特徴とする周辺撮影光学系。
【請求項２】
前記第二の領域に光を導く第二のプリズム部を備え、
前記第一のプリズム部は、第一の視野からの光を導く第一視野プリズム部と、第二の視野からの光を導く第二視野プリズム部と、からなり、
前記第二のプリズム部は、前記カメラ側の稜線が前記第一の領域および前記第二の領域の境界を決定するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の周辺撮影光学系。
【請求項３】
前記第一のプリズム部の、前記境界側となる面が、少なくとも二つの平面からなることを特徴とする請求項２に記載の周辺撮影光学系。
【請求項４】
カメラの撮像レンズの、撮影画角内における垂直または水平画角比率５０％を超える第一の領域に光を導く第一のプリズム部と、
前記撮像レンズの前記第一の領域を除く部分である第二の領域に光を導く第二のプリズム部と、を備え、
前記第二のプリズム部は、前記カメラ側の稜線が前記第一の領域および前記第二の領域の境界を決定するように配置されていることを特徴とする周辺撮影光学系。
【請求項５】
前記第一のプリズム部は、第一の視野からの光を導く第一視野プリズム部と、第二の視野からの光を導く第二視野プリズム部と、からなることを特徴とする請求項４に記載の周辺撮影光学系。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一台のカメラで複数の視野を撮影するために用いられる周辺撮影光学系に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の前面に取り付けられ、一台のカメラで三方向の視野、すなわち車両の左視野、右視野および下視野（前方下側視野）を撮影するカメラ装置がある（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。
【０００３】
図１６は特許文献１に記載のカメラ装置を示す図であり、（ａ）は上から見た図、（ｂ）は横から見た図、（ｃ）は画面例を示す図である。図１６（ａ）（ｂ）に示すように、カメラ装置１０１は、プリズム１０２および一台のカメラ（撮像レンズ１０３および撮像素子１０４）を備えている。左視野からの光は、三角プリズムからなるプリズム１０２で一回反射し、撮像レンズ１０３の右上領域に入射する。右視野からの光は、プリズム１０２で一回反射し、撮像レンズ１０３の左上領域に入射する。下視野からの光は、直接カメラの撮像レンズ１０３の下領域に入射する。なお、ここでいう左右は、カメラ装置１０１が設置された車両を基準としている（以下同様）。
【０００４】
表示手段１３１は、図１６（ｃ）に示すように、左視野画像１３１ａ、右視野画像１３１ｂおよび下視野画像１３１ｃを表示する。ここで、左視野画像１３１ａおよび右視野画像１３１ｂは、それぞれ鏡像であり、かつ各画像１３１ａ，１３１ｂの位置関係が、視野の位置関係と逆になるため、このままでは、運転手による視認に支障をきたすおそれがある。そのため、各画像１３１ａ，１３１ｂ部分だけに画像反転処理を施し、当該部分を左右反転させて表示することが行われており、このことが装置の複雑化やコスト高を招いている。
【０００５】
一方、特許文献２には、画像反転処理が不要なカメラ装置が開示されている。図１７は特許文献２に記載のカメラ装置を示す図であり、（ａ）は上から見た図、（ｂ）は横から見た図、（ｃ）は画面例を示す図である。図１７（ａ）（ｂ）に示すように、カメラ装置２０１は、左視野プリズム２０２、右視野プリズム２０３および一台のカメラ（撮像レンズ２０４および撮像素子２０５）を備えている。左視野からの光は、三角プリズムからなる左視野プリズム２０２で二回反射し、カメラの撮像レンズ２０４の右上領域に入射する。右視野からの光は、三角プリズムからなる右視野用プリズム２０３で二回反射し、カメラの撮像レンズ２０４の左上領域に入射する。下視野からの光は、直接カメラの撮像レンズ２０４の下領域に入射する。
【０００６】
表示手段２３１は、図１７（ｃ）に示すように、左視野画像２３１ａ、右視野画像２３１ｂおよび下視野画像２３１ｃを、それぞれ正像で、かつ各視野相互の位置関係を保ちつつ表示する。
【特許文献１】特開２０００−８９３０１号公報（段落００１６，００１７、図２）
【特許文献２】特開２００３−２０７８３６号公報（段落００２１〜００４１、図３）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載のカメラ装置１０１において、プリズム１０２の下面１０２ａは、カメラの撮像レンズ１０３の中心を通る水平線およびレンズ光軸を含む平面Ｓ２に位置するように形成されている。そのため、左視野画像１３１ａおよび右視野画像１３１ｂからなる上画像と、下視野画像１３１ｃからなる下画像との分割比は、１：１となっている。つまり、図１６（ｃ）に示すように、左視野画像１３１ａ、右視野画像１３１ｂおよび下視野画像１３１ｃの面積比は、１：１：２となる。そのため、各画像１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃの大きさのバランスが悪い。
【０００８】
一方、特許文献２に記載のカメラ装置２０１においても、各プリズム２０２，２０３の下面２０２ａ，２０３ａは、カメラの撮像レンズ２０４の中心を通る水平線およびレンズ光軸を含む平面Ｓ３よりも上方に位置するように形成されており、カメラ装置１０１同様、各画像２３１ａ，２３１ｂ，２３１ｃの大きさのバランスが悪い（図１７（ｃ）参照）。
【０００９】
また、かかる各画像１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃ（２３１ａ，２３１ｂ，２３１ｃ）の大きさのバランスの悪さを解消するため、プリズム１０２（２０２，２０３）を下側に平行移動させ、左視野画像１３１ａ（２３１ａ）、右視野画像１３１ｂ（２３１ｂ）を大きくしようとした場合には、図１８（ａ）に示すように、左右視野画像１３１ａ，１３１ｂ（２３１ａ，２３１ｂ）および下視野画像１３１ｃ（２３１ｃ）の間にケラレＫ３が発生してしまい、好適な画像を得ることができない。ケラレＫ３は、二つの三角形が向かい合う形状となっており、かかるケラレＫ３に同一形状のマスキングを施すのは困難であるため、図１８（ｂ）に示すように、ケラレＫ３部分に矩形のマスキングＭを施すことが考えられる。しかし、矩形のマスキングＭを施すと、画像の表示エリアがより小さくなってしまう。すなわち、一台のカメラの撮像レンズの一部領域に、一以上のプリズムを用いて光を導く場合において、一部領域を撮像レンズの５０％を超える大きさに拡張しようとすると、５０％を超える領域と５０％未満の領域との境界近傍にケラレが発生してしまうという問題がある。
【００１０】
そこで本発明は、前記した問題を解決するため、ケラレの発生量を抑えつつ画像の分割比を変更することができる周辺撮影光学系を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の周辺撮影光学系は、カメラの撮像レンズの、撮影画角内における垂直または水平画角比率５０％を超える第一の領域に光を導く第一のプリズム部を備え、前記第一のプリズム部の、前記撮像レンズの前記第一の領域を除く部分である第二の領域側となる面が、前記第一の領域および前記第二の領域の境界に結像する光束のうち、前記カメラの垂直または水平画角分割方向の最大画角における光束の全てまたは少なくとも一部を含む構成とした。
【００１２】
かかる構成により、ケラレの発生量を抑えつつ画像の分割比を変更することができる周辺撮影光学系を提供することができる。
【００１３】
また、請求項２に記載の周辺撮影光学系は、請求項１に記載の周辺撮影光学系であって、前記第二の領域に光を導く第二のプリズム部を備え、前記第一のプリズム部は、第一の視野からの光を導く第一視野プリズム部と、第二の視野からの光を導く第二視野プリズム部と、からなり、前記第二のプリズム部は、前記カメラ側の稜線が前記第一の領域および前記第二の領域の境界を決定するように配置されている構成とした。
【００１４】
かかる構成により、第二のプリズム部のカメラ側の稜線が境界を決定しているので、稜線を所望の形状とすることによって、境界の形状を所望の形状とすることができる。また、第二のプリズム部の稜線が境界を決定するので、ケラレの発生量をより少なく抑えることができる。また、第一視野プリズム部および第二視野プリズム部の形状の自由度が増し、分割比率の自由度が増す。また、三方向の視野の画像の大きさのバランスを好適に設定することができる。
【００１５】
また、請求項３に記載の周辺撮影光学系は、請求項２に記載の周辺撮影光学系であって、前記第一のプリズム部の、前記境界側となる面が、少なくとも二つの平面からなる構成とした。
【００１６】
かかる構成により、第一のプリズム部の形状の自由度がさらに増し、より好適にケラレの発生量を抑えることができる。
【００１７】
また、請求項４に記載の周辺撮影光学系は、カメラの撮像レンズの、撮影画角内における垂直または水平画角比率５０％を超える第一の領域に光を導く第一のプリズム部と、前記撮像レンズの前記第一の領域を除く部分である第二の領域に光を導く第二のプリズム部と、を備え、前記第二のプリズム部は、前記カメラ側の稜線が前記第一の領域および前記第二の領域の境界を決定するように配置されている構成とした。
【００１８】
かかる構成により、第二のプリズム部の稜線が境界を決定するので、稜線を所望の形状とすることによって、境界の形状を所望の形状とすることができる。また、ケラレの発生量を抑えつつ、第一のプリズム部の形状を好適に設定することができる。
【００１９】
また、請求項５に記載の周辺撮影光学系は、請求項４に記載の周辺撮影光学系であって、前記第一のプリズム部は、第一の視野からの光を導く第一視野プリズム部と、第二の視野からの光を導く第二視野プリズム部と、からなる構成とした。
【００２０】
かかる構成により、ケラレの発生量を抑えつつ、三方向の視野の画像の大きさのバランスを好適に設定することができる。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１に記載の発明によれば、ケラレの発生量を抑えつつ画像の分割比を変更することができる周辺撮影光学系を提供することができる。
【００２２】
また、請求項２に記載の発明によれば、境界の形状を所望の形状とすることができる。また、第二のプリズム部の稜線が境界を決定するので、ケラレの発生量をより少なく抑えることができる。また、第一視野プリズム部および第二視野プリズム部の形状の自由度が増し、分割比率の自由度が増す。
【００２３】
また、請求項３に記載の発明によれば、第一のプリズム部の形状の自由度がさらに増し、より好適にケラレの発生量を抑えることができる。
【００２４】
請求項４に記載の発明によれば、第二のプリズム部の稜線が境界を決定するので、稜線を所望の形状とすることによって、境界の形状を所望の形状とすることができる。また、ケラレの発生量を抑えつつ、第一のプリズム部の形状を好適に設定することができる。
【００２５】
請求項５に記載の発明によれば、ケラレの発生量を抑えつつ、三方向の視野の画像の大きさのバランスを好適に設定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施形態について、周辺撮影光学系を車両前面に設置し、左視野、右視野、下視野を一台のカメラで撮影し、車室内に設置した表示手段に各視野画像を表示する周辺監視システムに適用した場合を例にとり、適宜図面を参照しながら説明する。同様の部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。なお、位置、方向等の表現は、かかる周辺監視システムを車両に設置した状態を基準としている。
【００２７】
（第一の実施形態）
図１は、本発明の第一の実施形態に係る周辺撮影光学系を用いた周辺監視システムを示す概略斜視図である。周辺監視システム１は、周辺撮影光学系１１およびカメラ２１を備えた周辺撮影装置２と、カメラ２１に接続され、車室内の運転者が視認可能な位置に設置された表示手段３と、を備えている。カメラ２１は、周辺撮影光学系１１を介して複数の視野を撮影する。そして、ディスプレイ等からなる表示手段３は、カメラ２１が撮影した画像を表示する。
【００２８】
（周辺撮影光学系１１）
周辺撮影光学系１１は、左視野プリズム部１２および右視野プリズム部１３からなる第一のプリズム部１１Ａを備えている。そして、カメラ２１の撮像レンズ２２により撮像される画像は左上領域２２ａ、右上領域２２ｂおよび下領域２２ｃに三分割されており（図６参照）、左視野プリズム部１２は、左視野からの光が左視野プリズム部１２を通過し、カメラ２１の撮像レンズ２２の左上領域２２ａに入射するように配置されている。なお、図６は、撮像レンズ２２の正面図であるため、紙面における左右と、車両を基準とした左右が反転している。また、右視野プリズム部１３は、右視野からの光が右視野プリズム部１３を通過し、撮像レンズ２２の右上領域２２ｂに入射するように配置されている。また、下視野からの光は、撮像レンズ２２の下領域２２ｃ（図６参照）に直接入射する。
【００２９】
ここでいう「左上領域２２ａ」、「右上領域２２ｂ」、「下領域２２ｃ」とは、図６に示すように、カメラ２１の撮像レンズ２２を、第一の境界Ｌ２１によって上側が大きくなる（分割比率５０％を超える）ように上下二分割し、この上側部分を、第二の境界Ｌ２２によって左右均等に二分割することによって最終的に三分割された、左上側、右上側、下側部分のことである。なお、第二の境界Ｌ２２との交点から両端に向かうにつれて下がるように折れ曲がった「へ」の字状の仮想線である第一の境界Ｌ２１が特許請求の範囲における「前記第一の領域および前記第二の領域の境界」に相当する。また、左上領域２２ａおよび右上領域２２ｂを合わせた領域が特許請求の範囲における「カメラの撮像レンズの、撮影画角内における垂直または水平画角比率５０％を超える第一の領域」に相当し、下領域２２ｃが「前記撮像レンズの前記第一の領域の除く部分である第二の領域」に相当する。
【００３０】
（第一のプリズム部１１Ａ）
まず、左視野プリズム部１２および右視野プリズム部１３を備えた第一のプリズム部１１Ａの構成について説明する。第一のプリズム部１１Ａは、カメラ２１の撮像レンズ２２の、撮影画角内における垂直（図６のＹ軸方向）画角比率５０％を超える第一の領域に光を導くものである。なお、左視野プリズム部１２と右視野プリズム部１３とは、カメラ２１の撮像レンズ２２の光軸を含む鉛直面に対して対称の関係にあるので、以下左視野プリズム部１２を中心に説明する。
【００３１】
図２は、図１の周辺撮影装置を正面から見た図である。図３は、図１の周辺撮影装置を上から見た図である。図４は、図３の部分拡大図である。図５は、図１の周辺撮影装置を横から見た図である。図６は、撮像レンズを正面から見た図である。図３に示すように、左視野プリズム部１２は、左側（左視野側）に設けられた入射面である第一の面１２ａと、カメラ２１側に設けられた全反射面かつ出射面である第二の面１２ｂと、前側に設けられた反射面である第三の面１２ｃと、を備えている。その本体部はプリズムであり、第三の面１２ｃは反射部材Ｒを備えている。また、面１２ｄは、第二の境界Ｌ２２（図６参照）および撮像レンズ２２の光軸を含む鉛直面上に位置する面であり、右視野プリズム部１３の面１３ｄと接合されている。左視野プリズム部１２は、カメラ２１の撮像レンズ２２の中央水平線Ｌ２３および光軸を含む中央水平面Ｓ１（図２，５参照）よりも下側（第二の領域側）までのびる形状を有しており、その下面１２ｅは、第二の領域側となる面であり、図２に示すように、正面視で視野側に向かうにつれて下側へ傾斜し、また図５に示すように、側面視でカメラ２１側に向かうにつれて上側へ傾斜している。かかる下面１２ｅは、第一の境界Ｌ２１上に結像する光束のうち、カメラ２１の垂直画角分割方向（図６のＹ軸方向）の最大画角における光束の全てまたは少なくとも一部を含むように形成されている。かかる下面１２ｅおよび下面１３ｅが特許請求の範囲における「前記第一のプリズム部の、前記撮像レンズの前記第一の領域の除く部分である第二の領域側となる面」に相当する。つまり、本実施形態では、第一のプリズム部１１Ａの、第二の領域側となる面が、左視野プリズム部１２の下面１２ｅおよび右視野プリズム部１３の下面１３ｅといった二つの面から構成されている。
【００３２】
続いて、左視野から入射した光が、左視野プリズム部１２内を通過する様子について説明する。図４は、図３の部分拡大図であり、（ａ）はａ部拡大図、（ｂ）はｂ部拡大図、（ｃ）はｃ部拡大図、（ｄ）はｄ部拡大図である。なお、左視野用プリズム部１２部分には斜線を入れ、周囲の空気部分と区別した。
【００３３】
左視野からの光は、左視野プリズム部１２の第一の面１２ａに、入射角θ1で入射する。そして屈折角θ2（θ2≦θ1）で左視野プリズム部１２内に進入する（図４（ａ）参照）。なお、当然のことであるので図示していないが、第一の面１２ａに入射した光の一部は、反射角θ1で反射する。進入した光は、第二の面１２ｂで、反射角θ3で全反射する（図４（ｂ）参照）。すなわち、左視野プリズム部１２は、反射角θ3が臨界角θC（不図示）以上の大きさとなるよう設計されている。
【００３４】
ここで、全反射について簡単に説明する。左視野プリズム部１２（屈折率ｎ：ｎ＞１）側から入射角α1で第二の面１２ｂに入射した光が、屈折角α2で空気側（屈折率は略１）に出射するとき、式（１）の関係が近似的に成立する。
ｎ・ｓｉｎα1  ＝  ｓｉｎα2        …（１）
ここで、屈折角α2が９０度となる場合には、式（２）が成立する。
ｓｉｎα1  ＝  １／ｎ            …（２）
つまり、入射角α1が式（２）で得られた角度以上の大きさとなる場合には、光は空気側に出射しなくなる。このことを全反射といい、式（２）を満たすα1を臨界角と呼び、一般にθCと表される。
【００３５】
全反射した光は、第三の面１２ｃで、反射角θ4で反射する（図４（ｃ）参照）。ここで、第三の面１２ｃは反射部材Ｒを備えているので、反射角θ4の大きさに関わらず全ての光が反射する。反射した光は、第二の面１２ｂに、入射角θ5で入射し、屈折角θ6（θ6≧θ5）で左視野プリズム部１２外に出射される（図４（ｄ）参照）。すなわち、左視野プリズム部１２は、反射角θ5が臨界角θCよりも小さくなるように設計されている。出射された光は、撮像レンズ２２に入射する。なお、当然のことであるので図示していないが、第二の面１２ｂに入射した光の一部は、反射角θ5で反射する。以下の図面においても、撮影に関与しない屈折光、反射光の記載を省略する。
【００３６】
同様に、右視野からの光は、右視野プリズム部１３を通過して、撮像レンズ２２に入射する。ここで、撮像レンズ２２に入射する左右視野からの光は、それぞれ二回反射しているので正像となっている。また、左視野からの光が出射される第二の面１２ｂと、右視野からの光が出射される第二の面１３ｂとの位置関係は、各視野相互の位置関係を保っている。つまり左視野からの光は撮像レンズ２２の左上領域２２ａに入射し、右視野からの光は撮像レンズ２２の右上領域２２ｂに入射している（図６参照）。よって、カメラ２１、表示手段３等で特別に反転処理等を施す必要がない。そして撮像レンズ２２に入射した各視野からの光は、撮像素子（図示せず）を介し、表示手段３に各視野の画像として表示される。
【００３７】
このように、第二の面１２ｂ，１３ｂは、全反射および透過といった二つの作用を行うので、第一のプリズム部１１Ａの小型化、特に前後方向の小型化が可能である。また、それに伴い軽量化、低コスト化が可能である。
【００３８】
第一のプリズム部１１Ａの本体部のプリズムは、左視野プリズム部１２のプリズムと右視野プリズム部１３のプリズムとを一体成形したものであってもよいし、別体である各プリズム部１２，１３を接着等によって互いに固定したものであってもよい。また、プリズムの素材としては、ガラス、樹脂、透明結晶等を使用できる。
【００３９】
図５に示すように、第一のプリズム部１１Ａを介して撮像レンズ２２の第一の領域で撮像される視野領域Ｗ１は、撮影画角内における垂直画角比率５０％を超えている。言い換えると、上側の視野領域Ｗ１は、中央水平線Ｓ１よりも下側までのび、垂直画角領域Ｗの５０％を超える領域を占めている。この視野領域Ｗ１が、特許請求の範囲における「カメラの垂直または水平画角分割方向の最大画角」に相当する。ここで、視野領域Ｗ２は、直接撮像される下側の領域であり、垂直画角領域Ｗから視野領域Ｗ１を除いた領域である。
【００４０】
また、図５に示すように、第一のプリズム部１１Ａが、中央水平面Ｓ１よりも下側にのびる形状を有しているので、図６における、第一の境界Ｌ２１と撮像レンズ２２の中心Ｏ２１を通る水平線である中央水平線Ｌ２３との間にも、左右視野からの光（図５矢印）を結像させることができる。さらに、下面１２ｅ，１３ｅが、第一の境界Ｌ２１上に結像する光束のうち、カメラ２１の垂直画角分割方向の最大画角における光束の全てまたは少なくとも一部を含むように形成されているので、第一の境界Ｌ３１付近に発生するケラレＫ１の量を抑えることができる（図８参照）。ここで、第一の境界Ｌ２１は、下面１２ｅ，１３ｅの延長面上に存在するような設定であることが好ましい。言い換えると、下面１２ｅ，１３ｅをそれぞれ撮像レンズ２２まで延ばし、撮像レンズ２２と交わった部分が第一の境界Ｌ２１となる構成である。
【００４１】
（使用状態および画面例）
続いて、周辺監視システム１の使用例について説明する。図７は、周辺監視システムを車両に設置した状態を示す図である。図８は、図１の周辺監視システムによる画面例を示す図である。図７に示すように、周辺撮影装置２を車両４の前面（ここでは、フロントグリル）に設置することによって、表示手段３は、各視野プリズム部１２，１３を介して撮影した左視野画像３ａおよび右視野画像３ｂと、直接撮影した下視野画像３ｃと、を表示することができる（図８参照）。図８において、第一の境界Ｌ３１、第二の境界Ｌ３２、中央水平線Ｌ３３は、図６に示す第一の境界Ｌ２１、第二の境界Ｌ２２、中央水平線Ｌ２３にそれぞれ対応しており、各画像３ａ，３ｂ，３ｃは、図６に示す撮像レンズ２２の左上領域２２ａ、右上領域２２ｂ、下領域２２ｃにそれぞれ対応している。これら各画像３ａ，３ｂ，３ｃは、正像であり、かつ、各視野の相互の位置を保ちつつ表示される。ケラレＫ１の発生量が抑えられているため、各画像３ａ，３ｂ，３ｃは大きく表示され、各視野の視認に好適な画像となっている。
【００４２】
車両４が交差点に進入する際に、運転者は、車両４の先端が交差点内に僅かに突き出した形で一時停止する。そうすると、カメラ２１が、周辺撮影光学系１１の第一のプリズム部１１Ａを介して左右の道路を撮影する。表示手段３は、撮影された画像を表示する。車両４の運転手は、表示手段３の左視野画像３ａ、右視野画像３ｂを見て、左右の道路の状況を確認する。そして、左右の道路の状況から安全性を確認して、交差点内に進入することができる。
【００４３】
また、下視野画像３ｃは、車両４の前方下方の死角を直接撮影したものである。車両４の運転手は、表示手段３を見ることで、左右の道路の状況に加え、前方下方の死角をも確認することができる。また、駐車場や車庫からの発進時等にも、表示手段３の下視野画像３ｃを見ることで、前方下方の死角を確認することができる。
【００４４】
本実施形態では、周辺撮影光学系１１を使用しているので、左視野画像３ａ、右視野画像３ｂを、中央水平線Ｌ３３よりも下側までとることができる。よって、ケラレＫ１の発生量を抑えつつ、各画像３ａ，３ｂ，３ｃの大きさを調整して略等しくすることができ、運転手が視認するのに好適な画像を得ることができる。
【００４５】
また、左右視野からの光をそれぞれ二回反射して、また下視野からの光を直接撮影するので各視野が全て正像であり、かつ各視野の相対位置を保ちつつ撮影しているので、特別な画像処理を施す必要がない。
【００４６】
（第二の実施形態）
次に、本発明の第二の実施形態に係る周辺撮影光学系を用いた周辺監視システムについて、第一の実施形態に係る周辺監視システムとの相違点を中心に説明する。図９は、本発明の第二の実施形態に係る周辺撮影光学系を用いた周辺監視システムを示す概略斜視図である。図１０は、図９の周辺撮影装置を正面から見た図である。図１１は、図９の周辺撮影装置を上から見た図である。図９に示すように、第二の実施形態に係る周辺撮影光学系５１は、第一のプリズム部１１Ａに加え、第二の領域に光を導く第二のプリズム部５１Ｂを備えている。第一のプリズム部１１Ａは、左右視野からの光を、それぞれ撮像レンズ２２の左視野領域２２ｄおよび右視野領域２２ｅに導き、左視野画像３ｄおよび右視野画像３ｅを得る（図１４，１５参照）。
【００４７】
（第二のプリズム部５１Ｂ）
続いて、下視野プリズム部５４からなる第二のプリズム部５１Ｂについて説明する。図１２は、図９の周辺撮影装置を横から見た図である。図１２に示すように、第二のプリズム部５１Ｂである下視野プリズム部５４は、前側に設けられた入射面である第一の面５４ａと、下側に設けられた反射面である第二の面５４ｂと、上側に設けられた反射面である第三の面５４ｃと、カメラ２１側に設けられた出射面である第四の面５４ｄと、を備えている。その本体部はプリズムであり、反射面である第二の面５４ｂおよび第三の面５４ｃは反射部材Ｒを備えている。なお、第二の面５４ｂおよび第三の面５４ｃを、全ての入射光線に対して全反射となるような角度に設定してもよく、この場合には反射部材Ｒを省略することができる。また、出射面である第四の面５４ｄの上縁端（第一のプリズム部１１Ａ側）となる稜線５４ｄ1は、第一の境界Ｌ２４を決定する部分であり、第一のプリズム部１１Ａの出射面である第二の面１２ｂ，１３ｂと撮像レンズ２２との間に位置している。
【００４８】
図１２に示すように、第一のプリズム部１１Ａを介して撮像レンズ２２の第一の領域で撮像される視野領域Ｗ３は、撮影画角内における垂直画角比率５０％を超えている。言い換えると、上側の視野領域Ｗ３は、中央水平線Ｓ１よりも下側までのび、垂直画角領域Ｗの５０％を超える領域を占めている。ここで、視野領域Ｗ４’は、第二のプリズム部５１Ｂを介して撮像される下側の領域であり、垂直画角領域Ｗから視野領域Ｗ３を除いた領域Ｗ４と同じ大きさである。
【００４９】
続いて、下視野から入射した光が、下視野プリズム部５４を通過する様子について説明する。図１３は、図１２の部分拡大図であり、（ａ）はａ部拡大図、（ｂ）はｂ部拡大図、（ｃ）はｃ部拡大図、（ｄ）はｄ部拡大図である。なお、下視野プリズム部５４部分には斜線を入れ、周囲の空気部分と区別した。
【００５０】
下視野からの光は、下視野プリズム部５４の第一の面５４ａに、入射角θ11で入射する。そして、屈折角θ12（θ12≦θ11）で下視野プリズム部５４内に進入する（図１３（ａ）参照）。進入した光は、第二の面５４ｂで、反射角θ13で反射する（図１３（ｂ）参照）。反射した光は、第三の面５４ｃで、反射角θ14で反射する（図１３（ｃ）参照）。反射した光は、第四の面５４ｄに、入射角θ15で入射し、屈折角θ16（θ16≧θ15）で下視野用プリズム部５４外に出射される（図１３（ｄ）参照）。出射した光は、カメラ２１の撮像レンズ２２の下領域２２ｆに入射し、下視野画像３ｆを得る（図１４，１５参照）。
【００５１】
なお、第二の面５４ｂ、第三の面５４ｃの少なくとも一方での反射が、全反射（θ13≧θC、θ14≧θC）となるように、第二の面５４ｂ、第三の面５４ｃの角度を設定してもよい。この場合には、反射部材Ｒを設置しない場合であっても、反射光量のロスを小さくすることができる。
【００５２】
かかる下視野プリズム部５４は、独立した反射面を二つ（５４ｂ，５４ｃ）有しているので、従来のカメラ装置１０１，２０１（図１６，１７参照）のように、撮像レンズ１０３，２０４の光軸を下向きに設置しなくても、好適な角度に設定された下視野を撮影することが可能となる。そのため、撮像レンズ２２の角度を下向きに設定することにより左右視野の角度が上向きとなることを防ぐことができる。また、反射面５４ｂ，５４ｃの角度を調節することで、下視野の仰角α（視野領域Ｗ４’の方向）を所望の角度（方向）に設定できる。
【００５３】
また、第二のプリズム部５１Ｂの第四の面５４ｄの稜線５４ｄ1が、第一の境界Ｌ２４を決定するように、第一のプリズム部１１Ａとカメラ２１との間に配置されている。したがって、第一のプリズム部１１Ａの第一の境界Ｌ２４側に臨む下面１２ｅ，１３ｅの形状によらずに、第一の境界Ｌ２４を決めることができるため、第一のプリズム部１１Ａ（左視野プリズム部１２および右視野プリズム部１３）の形状の自由度が増し、分割比率の自由度が増す。そして、稜線５４ｄ1を直線状とすることで、第一の境界Ｌ２４，Ｌ３４を直線状とすることができ、より好適な画像を得ることができる（図１４，１５参照）。また、図１５に示すように、得られた画像において、第一の境界Ｌ３４付近に発生するケラレＫ２の量を抑えることができ、各画像３ｄ，３ｅ，３ｆを大きく表示することができる。なお、左視野プリズム部１２の第三の面１２ｃと、右視野プリズム部１３の第三の面１３ｃと、下視野プリズム部５４の第四の面５４ｄとの位置関係が、視野相互の位置関係（すなわち、左右下）を保つように配置されている（図１０，１１，１２参照）。
【００５４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更可能であることはいうまでもない。第一のプリズム部１１Ａおよび第二のプリズム部５１Ｂの形状は図示したものに限定されない。第一のプリズム部１１Ａの、第二のプリズム部５１Ｂ側となる面は、二つに限定されず、三以上の面から構成されていてもよい。
【００５５】
また、各実施形態において、第一の領域が撮像レンズ２２の垂直（図６，１４におけるＹ軸方向）画角比率５０％を超える構成としたが、水平（図６，１４におけるＸ軸方向）画角比率５０％を超える構成であってもよい。
【００５６】
また、各視野の光路に、エレクトロクロミック層やフォトクロミック層を介在させる構成であってもよい。かかる構成によると、入射光量の自動調節が可能となる。なお、各プリズム部１２，１３，５４の本体と反射部材Ｒとの間に、エレクトロクロミック層やフォトクロミック層を介在させる構成とした場合には、層形成部位を限定することができ、製造が容易となる。また、反射部材Ｒの設置／非設置も任意である。
【００５７】
また、車両の前面に設置されるものに限定されず、車両の後面に設置され、左視野、右視野および後下視野を撮影する構成であってもよい。また、車両に設置されるものに限定されず、建物内の監視カメラにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る周辺撮影光学系を用いた周辺監視システムを示す概略斜視図である。
【図２】図１の周辺撮影装置を正面から見た図である。
【図３】図１の周辺撮影装置を上から見た図である。
【図４】図３の部分拡大図である。
【図５】図１の周辺撮影装置を横から見た図である。
【図６】撮像レンズを正面から見た図である。
【図７】周辺監視システムを車両に設置した状態を示す図である
【図８】図１の周辺監視システムによる画面例を示す図である。
【図９】本発明の第二の実施形態に係る周辺撮影光学系を用いた周辺監視システムを示す概略斜視図である。
【図１０】図９の周辺撮影装置を正面から見た図である。
【図１１】図９の周辺撮影装置を上から見た図である。
【図１２】図９の周辺撮影装置を横から見た図である。
【図１３】図１２の部分拡大図である。
【図１４】撮像レンズを正面から見た図である。
【図１５】図９の周辺監視システムによる画面例を示す図である。
【図１６】特許文献１に記載のカメラ装置を示す図である。
【図１７】特許文献２に記載のカメラ装置を示す図である。
【図１８】従来のカメラ装置の変形例における画像を説明する図である。
【符号の説明】
【００５９】
１      周辺監視システム
２      周辺撮影装置
３      表示手段
１１，５１  周辺撮影光学系
１１Ａ  第一のプリズム部
１２    左視野プリズム部
１２ｅ  下面
１３    右視野プリズム部
１３ｅ  下面
２１    カメラ
２２    撮像レンズ
２２ａ  左上領域
２２ｂ  右上領域
２２ｃ  下領域
５１Ｂ  第二のプリズム部
５４    下視野プリズム部
５４ｄ1  稜線
Ｌ２１，Ｌ２４  第一の境界
【図１】
2005301003.tif 000003
【図２】
2005301003.tif 000004
【図３】
2005301003.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005301003.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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