(57)【要約】【課題】  撮像した任意の視点位置における周辺画像に歪みが生じることを抑制することが可能な視覚センサを提供する。【解決手段】  視覚センサは、周囲からの入射光ａを所定方向に導く光学部材１と、光学部材１によって導かれた入射光ａを受光して周辺画像を撮像する撮像素子３と、を備える。光学部材１は、光学部材１の内部に入射光ａを導く入射部１ａと、双曲面形状からなり入射部１ａからの入射光ａを撮像素子３に向けて反射する反射部１ｂと、反射部１ｂによって反射された入射光ａを撮像素子３に結像させる出射部１ｄと、が一体的に形成されてなる。【選択図】  図１
2005109764.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周囲からの入射光を所定方向に導く光学部材と、前記光学部材によって導かれた前記入射光を受光して周辺画像を撮像する撮像素子と、を備え、  
前記光学部材は、前記光学部材の内部に前記入射光を導く入射部と、曲面形状からなり前記入射部からの前記入射光を前記撮像素子に向けて反射する反射部と、前記反射部によって反射された前記入射光を前記撮像素子に結像させる出射部と、が一体的に形成されてなることを特徴とする視覚センサ。
【請求項２】
前記光学部材は、中実構造からなることを特徴とする請求項１に記載の視覚センサ。
【請求項３】
前記出射部は、前記撮像素子に向かって突出する曲面形状からなることを特徴とする請求項１に記載の視覚センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、任意の視点位置における周辺画像を撮像する視覚センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、任意の視点位置における周辺画像を撮像する視覚センサとしては、例えば任意の視点位置における全方位画像を撮像する全方位視覚センサが知られており、図２に示すように、二葉双曲面のうちの一方の双曲面状の形状を有する反射ミラー１１と、二葉双曲面の他方の双曲面状の形状を有し中心が他方の双曲面の焦点に配置されたレンズ１２を備えるものが例えば特許文献１に開示されている。
【０００３】
かかる全方位視覚センサは、双曲面状の反射ミラー１１によって、その焦点から全方位画像を撮像できるため、光学的に複雑な変換を受けていない歪の少ない画像を得ることが可能となるものであり、撮像した映像を容易に変換することができるものである。
【特許文献１】特開平６−２９５３３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
かかる全方位視覚センサは、反射ミラー１１によって周囲からの入射光ｂを反射し、さらにレンズ１２によってＣＣＤ（Charge-Coupled Device）等からなる撮像素子１３に反射された入射光１３を結像し、撮像素子１３によって前記全方位画像を撮像するものである。そのため、撮像素子１３によって歪みのない前記全方位画像を得るためには反射ミラー１１の中心軸とレンズ１２の光軸とを厳密に一致させる必要があり、反射ミラー１１及びレンズ１２を精度良く配設することが求められる。しかしながら、特に、小型化された全方位視覚センサにおいては、別体に形成される反射ミラー１１及びレンズ１２をそれぞれ精度良く配設することが困難であり、前記全方位画像が大きく歪んでしまう虞があるという問題点があった。
【０００５】
本発明は、前述の問題点に鑑みなされたものであり、撮像した任意の視点位置における周辺画像に歪みが生じることを抑制することが可能な視覚センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、前述の課題を解決するために、周囲からの入射光を所定方向に導く光学部材と、前記光学部材によって導かれた前記入射光を受光して周辺画像を撮像する撮像素子と、を備え、前記光学部材は、前記光学部材の内部に前記入射光を導く入射部と、曲面形状からなり前記入射部からの前記入射光を前記撮像素子に向けて反射する反射部と、前記反射部によって反射された前記入射光を前記撮像素子に結像させる出射部と、が一体的に形成されてなることを特徴とする。
【０００７】
また、前記光学部材は、中実構造からなることを特徴とする。
【０００８】
また、前記出射部は、前記撮像素子に向かって突出する曲面形状からなることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、任意の視点位置における周辺画像を撮像する視覚センサに関するものであり、撮像した前記画像に歪みが生じることを抑制することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態である視覚センサを添付図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１に示すように、視覚センサは、光学部材１と、ケース体２と、撮像素子３とから主に構成されている。前記視覚センサは、例えば、車両のバンパーやサイドミラー等に固定して配設され、前記車両周辺における運転席に着座した運転手の死角部分を周辺画像として撮像するものである。
【００１２】
光学部材１は、例えば透光性の樹脂材料からなるものであり、光学部材１の周囲から光学部材１の内部に入射光を導く入射部１ａと、双曲面形状からなり入射部１ａからの前記入射光を撮像素子３に向けて反射する反射部１ｂと、光学部材１をケース体２に配設するための支持部１ｃと、反射部１ｂによって反射された前記入射光を撮像素子３に結像させる出射部１ｄと、が一体的に形成されてなるものである。また、光学部材１は、内部に空間のない中実構造からなるものであり、エッチング，切削あるいは成型等の適宜方法を用いて形成される。光学部材１を中実構造とすることによって、表面反射による減光を抑制することができ、撮像素子３によって撮像される任意の視点位置における周辺画像にコントラストがでない等の悪影響を与えることを抑制することが可能となっている。
【００１３】
入射部１ａは、双曲面形状である反射部１ｂの焦点Ａを中心とする球面形状に形成され、周囲の前記入射光を反射部１ｂに向けて入射するものである。入射部１ａを球面形状に形成することによって反射部１ｂの焦点に向けられる光が入射部の表面に対して垂直に入射されることとなるため、入射部１ａから入射する際に前記入射光に屈折が生じて撮像素子３によって前記周辺画像を撮像する際に前記周辺画像が変形することを抑制でき、撮像素子３における画像処理において変形に対する修正のための複雑な演算を必要とせず、容易に画像処理を行うことが可能となっている。
【００１４】
反射部１ｂは、二葉曲面の一方の双曲面形状に形成される凹部からなり、外側表面を鏡面とするために例えばアルミニウム（ＡＬ）等の金属材料からなる金属膜４が配設されてなるものである。また、反射部１ｂは、入射部１ａから入射される前記入射光を反射し、特に、反射部１ｂの焦点に向けられた入射光ａを撮像素子３に向けて反射する。
【００１５】
支持部１ｃは、入射部１ａから延設される円柱形状に形成され、入射部１ａ及び反射部１ｂを支持するものである。また、支持部１ｃの端部には光学部材１を後述するケース体２の壁部に配設し、また、ケース体２内に収納される撮像素子３に対して位置決めをするための取付部１ｅが形成されている。光学部材１は後述するケース体２の開口部を覆うように配設され、例えば接着剤（図示しない）を介して取付部１ｅとケース体２の前記壁部とを接着して配設固定されている。
【００１６】
出射部１ｄは、支持部１ｃの撮像素子３との対向面に形成され、撮像素子３に向けて突出する曲面形状からなり、反射部１ｂの焦点Ａに向けて入射され反射部１ｂによって撮像素子３に向けて反射された入射光ａを撮像素子３に結像させるものである。また、出射部１ｄは中心が反射部１ｂと一対となる二葉曲面の他方の双曲面の焦点Ｂに位置し、また、出射部１ｄの光軸と反射部１ｂの中心軸とが一致するように形成される。
【００１７】
ケース体２は、例えば黒色等の暗色の樹脂材料からなり、後述する撮像素子３を収納するものである。ケース体２は、撮像素子３を配設する底面部２ａと、底面部２ａから延設し光学部材１の支持部１ｃが前記接着剤を介して配設される壁部２ｂと、底面部２ａと対向し光学部材１によって覆われる開口部２ｃとを備える筒状形状からなる。
【００１８】
撮像素子３は、例えばＣＣＤあるいはＣＭＯＳ等からなるものであり、光学部材１の反射部１ｂ及び出射部１ｄと対向するようにケース体２の底面部２ａ上に配設され、出射部１ｄから受光した入射光ａを所定の画像信号に変換して前記周辺画像を撮像するものである。前記画像信号は撮像素子３と電気的に接続される表示手段（図示しない）に出力され、前記画像信号に基づいて前記表示手段を制御することによって前記周辺画像が映像化して表示される。
【００１９】
かかる視覚センサは、周囲からの入射光を所定方向に導く光学部材１と、光学部材１によって導かれた前記入射光を受光して前記周辺画像を撮像する撮像素子３と、を備え、光学部材１は、光学部材１の内部に前記入射光を導く入射部１ａと、双曲面形状からなり入射部１ａからの前記入射光を撮像素子３に向けて反射する反射部と、反射部１ｂによって反射された前記入射光を撮像素子３に結像させる出射部１ｄと、が一体的に形成されてなるものである。また、出射部１ｄは、撮像素子３に向かって突出する曲面形状からなるものである。
【００２０】
以上の構成により、前記視覚センサは、入射部１ａ，反射部１ｂ及び出射部１ｄを透光性の樹脂材料によって一体的に形成することによって、予め入射光を撮像素子３に向けて反射する反射部１ｂの中心軸と反射部１ｂによって反射された入射光を撮像素子３に結像させる出射部１ｄの光軸とが一致した状態で光学部材１をケース体２に配設することができる。したがって、光学部材１の実装の際に反射部１ｂの中心軸と出射部１ｄの光軸とが一致せずに撮像素子３によって撮像された前記周辺画像に歪みが生じることを抑制することが可能となる。
【００２１】
また、前記視覚センサは、入射部１ａ，反射部１ｂ及び出射部１ｄを透光性の樹脂材料によって一体的に形成することによって、従来のように光学部材１とは別体に入射光ａを撮像素子３に結像させるための専用のレンズを配設する必要がないため、ケース体２に前記レンズを配設するためのスペースを削除することができることから、従来のように前記レンズを配設するものと比較して小型化することが可能となる。また、前記レンズが必要ないため部品点数を削減することができ、前記視覚センサの製造コストを安価にすることが可能となる。
【００２２】
また、前記視覚センサは、光学部材１を中実構造にて形成するものであり、表面反射が生じる個所を削減することによって表面反射による減光を抑制することができ、撮像素子３によって撮像される前記周辺画像にコントラストがでない等の悪影響を与えることを抑制することが可能となる。
【００２３】
なお、本発明の実施の形態である前記視覚センサは、光学部材１を中実構造にて形成するものであったが、本発明の請求項１においては、光学部材を内部に空間を備える中空構造にて形成するものであってもよい。
【００２４】
また、本発明の実施の形態である前記視覚センサは、光学部材１の反射部１ｂが双曲面形状に形成されるものであったが、本発明は、光学部材の反射部は曲面形状であれば良く、例えば球面，楕円面または楕円放物面等の曲面形状からなるものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態である視覚センサを示す断面図。
【図２】従来の全方位視覚センサを示す断面図。
【符号の説明】
【００２６】
１    光学部材
１ａ  入射部
１ｂ  反射部
１ｃ  支持部
１ｄ  出射部
１ｅ  支持部
２    ケース体
３    撮像素子
【図１】
2005109764.tif 000003
【図２】
2005109764.tif 000004