(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両周部に取り付けられ車両周囲の地面の画像を撮像する撮像素子と、前記撮像素子の画角を規定する広角のレンズとを１つの器体に備え、前記器体は、前記レンズの光軸を鉛直線に対して車両から離れる向きに傾けかつ前記撮像素子により撮像された画像内において車両の側面に相当する部位を含むように車両に取り付けられ、画像内において前記レンズの光軸に相当する位置を通る水平方向の直線を仮想基準線として、画像内において車両の側面に相当する部位を前記仮想基準線に沿った直線状にするように、前記レンズの光軸を前記撮像素子の受光面の中心を通る法線からずらしていることを特徴とする車両用周辺監視装置。
【請求項２】
前記レンズの光軸が前記撮像素子の受光面の法線と平行であって、前記撮像素子に対して前記車両から離れる方向に変位していることを特徴とする請求項１記載の車両用周辺監視装置。
【請求項３】
前記仮想基準線が前記撮像素子により撮像された画像の下端部に水平方向に設定されるように前記撮像素子の一端縁と前記車両の側面とを平行にする形で前記撮像素子を配置し、前記レンズの光軸が前記撮像素子に交差する位置と前記撮像素子の他端縁との距離を前記撮像素子における前記一端縁に直交する方向における幅寸法の０〜３０％の範囲に設定し、前記レンズを通した前記撮像素子の画角を６６〜９２度とし、前記レンズの光軸の向きを前記車両の側面に対して前記車両から離れる向きに０〜３４度の角度範囲に設定することを特徴とする請求項２記載の車両用周辺監視装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のような車両に取り付けられ、車両の周囲を撮像することにより車両の搭乗者による障害物の発見を補助する車両用周辺監視装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車の後退時に後方の安全を確認するためのバックモニタと称する監視装置が提案されている。この種の監視装置としては、図３に示すように、車両１０の後端上部に取り付けたＴＶカメラ１１を用いて、ＴＶカメラ１１の取付位置のほぼ真下の地面から車両１０のほぼ真後ろまでの広い範囲を撮像可能としたものが提供されている。たとえば、ＴＶカメラ１１の画角φを９６度に設定するとともに、ＴＶカメラ１１の光軸Ｘ０が車両１０の後面に対して後方に傾くように鉛直下向きに対する光軸Ｘ０の角度θが４８度になるようにＴＶカメラ１１の取付角度を設定することによって、車両１０の後方の広い範囲について撮像可能としている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＴＶカメラ１１は、図４に示すように、ＣＣＤ素子のような撮像素子１と、撮像素子１の画角を規定するレンズ２とを器体３に備えるものであり、一般的な構成ではレンズ２の光軸Ｘ１が撮像素子１における受光面の中心に立てた法線と一致するように、撮像素子１とレンズ２との位置関係が設定されている。ここに、ＴＶカメラ１１の光軸Ｘ０はレンズ２の光軸Ｘ１と一致している。また、上述したような広い画角を得るためのレンズ２は、歪曲収差によって比較的大きなたる型歪曲を生じるから、図５に示すように、ＴＶカメラ１１により撮像された画像は画像内において車両１０の後面に相当する部位（図示例ではバンパ１０ａ）の両端部が中央部から持ち上がるように湾曲した画像になる。
【０００４】
このような画像は、人の距離感覚に対応しないから、自動車の後退時にＴＶカメラ１１で撮像された画像によって障害物との距離を測るのは難しいという問題がある。この種の問題を解決するにはＴＶカメラ１１から出力される画像信号に画像処理を施すことも考えられるが、コスト高につながるという問題がある。
【０００５】
本発明は上記事由に鑑みて為されたものであり、その目的は、低コストながらも画像内で車両の近傍域における距離を人の距離感に対応させることが可能な車両用周辺監視装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、車両周部に取り付けられ車両周囲の地面の画像を撮像する撮像素子と、前記撮像素子の画角を規定する広角のレンズとを１つの器体に備え、前記器体は、前記レンズの光軸を鉛直線に対して車両から離れる向きに傾けかつ前記撮像素子により撮像された画像内において車両の側面に相当する部位を含むように車両に取り付けられ、画像内において前記レンズの光軸に相当する位置を通る水平方向の直線を仮想基準線として、画像内において車両の側面に相当する部位を前記仮想基準線に沿った直線状にするように、前記レンズの光軸を前記撮像素子の受光面の中心を通る法線からずらしているものである。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記レンズの光軸が前記撮像素子の受光面の法線と平行であって、前記撮像素子に対して前記車両から離れる方向に変位していることを特徴とする。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記仮想基準線が前記撮像素子により撮像された画像の下端部に水平方向に設定されるように前記撮像素子の一端縁と前記車両の側面とを平行にする形で前記撮像素子を配置し、前記レンズの光軸が前記撮像素子に交差する位置と前記撮像素子の他端縁との距離を前記撮像素子における前記一端縁に直交する方向における幅寸法の０〜３０％の範囲に設定し、前記レンズを通した前記撮像素子の画角を６６〜９２度とし、前記レンズの光軸の向きを前記車両の側面に対して前記車両から離れる向きに０〜３４度の角度範囲に設定することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本実施形態は、図１（ｂ）に示すように、ＣＣＤ素子からなる撮像素子１とレンズ２とを１つの器体３に設けてＴＶカメラ１１を構成してある。すなわち、構成要素は従来構成と同様である。ただし、従来構成ではレンズ２の光軸Ｘ１が撮像素子１の受光面の中心に立てた法線と一致していたのに対して、本実施形態では撮像素子１の受光面の中心に立てた法線に対してレンズ２の光軸Ｘ１を平行とし、かつレンズ２の光軸Ｘ１が撮像素子１の受光面の中心を通らないようにレンズ２の位置をずらしてある。
【００１０】
以下では、図１（ａ）に示すように、車両１０の後方の地面をＴＶカメラ１１により撮像する例について説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、車両１０の周囲であれば車両１０の横や前であっても同様に用いることが可能である。
【００１１】
しかして、図１（ａ）のように器体３を車両１０に取り付けた状態で、撮像素子１の一端縁（図１（ｂ）の左端縁）が車両１０の後面（側面）に沿うように撮像素子１が配置され、レンズ２の光軸Ｘ１が撮像素子１の受光面の中心よりも車両から遠い位置を通るようにレンズ２が配置される。レンズ２には収束レンズを用いており、撮像素子１における図１（ｂ）の右側端が画像の下端に対応する。
【００１２】
いま、撮像素子１として１／４インチ型のものを用い、レンズ２には焦点距離が１．２ｍｍのものを用いるものとする。撮像素子１の右端縁からレンズ２の光軸Ｘ１までの距離ｄは、図１（ｂ）における撮像素子１の左右の幅寸法の０〜３０％に設定される。この距離ｄはたとえば撮像素子１の左右の幅寸法の２０％に設定される。また、レンズ２を通した撮像素子１の画角φは６６〜９２度の範囲であって、たとえば８５度に設定される。このような画角φであれば、従来構成として説明した９６度の画角に比較するとやや狭くなるものの、実用上では問題のない画角φが得られる。
【００１３】
上述した構成のＴＶカメラ１１は、図１（ａ）のようにレンズ２の光軸Ｘ１を鉛直線に対して後方に傾けて取り付けられ、この角度θは０〜３４度の範囲、たとえば２４度になるように車両１０に対して取り付けられる。すなわち、従来構成に比較して角度θを小さくすることができる。このようにＴＶカメラ１１を車両１０に取り付けた状態で撮像すると、図２に示すように、下部に車両１０の側面に相当する部位（ここでは、バンパ１０ａ）の画像が得られ、車両１０の後方の地面の画像が上部に得られる。また、画像内においてレンズ２の光軸Ｘ１に相当する位置を通る水平方向の直線の近傍では歪曲の少ない画像が得られるから、画像内においてレンズ２の光軸Ｘ１の中心に相当する位置を通る水平方向の直線を仮想基準線とし、仮想基準線をバンパ１０ａの先端縁に近付けることによって、バンパ１０ａの近傍については歪曲の少ない画像が得られる。たとえば、撮像素子１の幅寸法の２０％分だけ撮像素子１の端縁からずれた位置をレンズ２の光軸Ｘ１が通るようにレンズ２を配置しているとすれば、仮想基準線は画像の垂直方向の幅寸法の２０％分だけ画像の下端から上方に設定されることになるから、仮想基準線にバンパ１０ａの先端縁の画像を近付ければ、バンパ１０ａは歪みなく撮像される。つまり、バンパ１０ａの近傍においては歪曲の少ない画像が得られ、車両１０の近傍における障害物とバンパ１０ａとの画像内での位置関係が人の距離感に近くなる。
【００１４】
なお、仮想基準線は必ずしもバンパ１０ａの先端縁に近付ける必要はなく、車両１０の周囲で監視対象とする場所に応じて適宜に設定すればよい。また、撮像素子１の受光面の法線とレンズ２の光軸Ｘ１を平行にしているから、車両１０に対する取付位置に応じて画像内での仮想基準線の位置を変更する必要があれば、レンズ２を光軸Ｘ１に対して直交する面内で位置調節すればよく、車両１０に応じた設計や調整を容易に行うことができる。
【００１５】
【発明の効果】
請求項１の発明の構成によれば、画角を広くするように歪曲収差の大きい広角のレンズを用いながらも、画像内において車両の側面に相当する部位の近傍では歪曲が少なく、画像内での物体の位置関係を人の距離感とほぼ一致させることができ、結果的に車両の周囲の安全確認が容易になる。しかも、主要構成として撮像素子とレンズとがあればよく、別途に電子的な画像処理を施す必要がないから、低コストで提供することができる。
【００１６】
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記レンズの光軸が前記撮像素子の受光面の法線と平行であって、前記撮像素子に対して前記車両から離れる方向に変位しているものであり、レンズの光軸を撮像素子の受光面の法線に対して傾斜させている場合に比較すると設計や調整が容易である。
【００１７】
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記仮想基準線が前記撮像素子により撮像された画像の下端部に水平方向に設定されるように前記撮像素子の一端縁と前記車両の側面とを平行にする形で前記撮像素子を配置し、前記レンズの光軸が前記撮像素子に交差する位置と前記撮像素子の他端縁との距離を前記撮像素子における前記一端縁に直交する方向における幅寸法の０〜３０％の範囲に設定し、前記レンズを通した前記撮像素子の画角を６６〜９２度とし、前記レンズの光軸の向きを前記車両の側面に対して前記車両から離れる向きに０〜３４度の角度範囲に設定するものであり、撮像素子とレンズと車両との関係を上述の範囲に規定することによって、車両の周囲の監視に適した条件が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明の実施形態を示す使用状態の側面図、（ｂ）は同上の概略構成図である。
【図２】同上により得られた画像の例を示す動作説明図である。
【図３】（ａ）は従来例の使用状態の側面図、（ｂ）は使用状態の背面図である。
【図４】従来例を示す概略構成図である。
【図５】同上により得られた画像の例を示す動作説明図である。
【符号の説明】
１  撮像素子
２  レンズ
３  器体
Ｘ１  光軸
【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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