(57)【要約】【課題】車体の一部を撮影範囲内に含めて車両周辺を撮像する車両周辺視認装置において、画面上に表示された車体の一部の形状と、現実の形状との相違を低減することにより、画面観察者に与える違和感を軽減し得る、車両周辺視認装置を得る。【解決手段】レンズ４は、画角θ１を境界として直線Ｍ１，Ｍ２が繋がった折れ線状の像高特性を有している。画角θ１は、像高ｙ＝Ｈｃに相当する画角である。直線Ｍ１の傾きＧ１は、直線Ｍ２の傾きＧ２よりも大きい。ここで、傾きＧ１，Ｇ２は、画角θの変化率に対する像高ｙの変化率に相当する。以上をまとめると、レンズ４は、「像高ｙが略Ｈｃとなる画角θ１を境界として、画角θ１以上の領域における、画角θの変化率に対する像高ｙの変化率が、画角θ１未満の領域における、画角θの変化率に対する像高ｙの変化率よりも大きい」という像高特性を有している。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
レンズ及び撮像素子を有し、車体の一部を含めて車両周辺を撮像する撮像部と、
前記撮像部によって撮像された画像を表示する表示部と
を備え、
前記レンズは、画角が所定値以上の第１領域における、画角の変化率に対する像高の変化率が、画角が前記所定値未満の第２領域における、画角の変化率に対する像高の変化率よりも大きいことを特徴とする、車両周辺視認装置。
【請求項２】
水平方向に関する前記撮像素子のサイズを２×Ｈｃと定義して、
前記所定値は、像高が略Ｈｃとなる画角であり、
前記レンズの中心と前記撮像素子の中心とは、垂直方向に関して互いにずれている、請求項１に記載の車両周辺視認装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両周辺視認装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両周辺の映像を車載カメラによって撮影し、その映像を運転者が視認可能な表示画面に表示する車両周辺視認装置が実用化されている。車両周辺視認装置の一つである例えばバックカメラにおいては、自車両と背景映像との位置関係の指標とすべく、後部バンパーの一部が撮影範囲内に含まれる構図が採用される場合がある。
【０００３】
なお、下記特許文献１には、バンパーの一部が撮像視野内に入るように自動車の周辺を撮像し、このバンパーが映像の一部に表示される車両周辺視認装置が開示されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−８６７５４号公報（図９）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の車両周辺視認装置によると、現実には略直線状であるバンパーが、撮像部のレンズ特性に起因して、表示画面上では中央部よりも端部が反り上がるように歪曲して表示され、画面観察者に違和感を与えるという問題がある。
【０００６】
本発明はかかる問題を解決するために成されたものであり、車体の一部を撮影範囲内に含めて車両周辺を撮像する車両周辺視認装置において、画面上に表示された車体の一部の形状と、現実の形状との相違を低減することにより、画面観察者に与える違和感を軽減し得る、車両周辺視認装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明に係る車両周辺視認装置は、レンズ及び撮像素子を有し、車体の一部を含めて車両周辺を撮像する撮像部と、前記撮像部によって撮像された画像を表示する表示部とを備え、前記レンズは、画角が所定値以上の第１領域における、画角の変化率に対する像高の変化率が、画角が前記所定値未満の第２領域における、画角の変化率に対する像高の変化率よりも大きいことを特徴とする。
【０００８】
第２の発明に係る車両周辺視認装置は、第１の発明に係る車両周辺視認装置において特に、水平方向に関する前記撮像素子のサイズを２×Ｈｃと定義して、前記所定値は、像高が略Ｈｃとなる画角であり、前記レンズの中心と前記撮像素子の中心とは、垂直方向に関して互いにずれていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１の発明に係る車両周辺視認装置によれば、撮像部が有するレンズは、画角が所定値以上の第１領域における画角の変化率に対する像高の変化率が、画角が所定値未満の第２領域における画角の変化率に対する像高の変化率よりも大きいという特性を有している。つまり、このような特性を有するレンズを採用することにより、撮像素子の周縁部に相当する第１領域において、意図的に像高を大きくしている。これにより、現実には略直線状であるバンパーが表示画面上では中央部よりも端部が反り上がるように歪曲する、という画像歪みが低減されるため、画面観察者に与える違和感を軽減することができる。
【００１０】
第２の発明に係る車両周辺視認装置によれば、画角の所定値は像高が略Ｈｃとなる画角であるため、撮像素子の水平方向のほぼ全域に渡って、第２領域（画角の変化率に対する像高の変化率が小さい領域）を確保することができる。これにより、像高が意図的に大きくされていない、歪みの小さな画像を、表示画面の水平方向のほぼ全域に渡って表示することができる。また、レンズの中心と撮像素子の中心とが垂直方向に関して互いにずれているため、撮像素子の上端又は下端の左端部、及び、撮像素子の上端又は下端の右端部において、第１領域（画角の変化率に対する像高の変化率が大きい領域）を広く確保することができる。これにより、第１領域に含まれるバンパー部分が多くなるため、バンパー端部の反り上がりを低減して表示できる効果が大きくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、異なる図面において同一の符号を付した要素は、同一又は相応する要素を示すものとする。
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態に係る車両周辺視認装置の全体構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施の形態に係る車両周辺視認装置は、撮像部１と、撮像部１の後段に接続された画像処理部２と、画像処理部２の後段に接続された表示部３とを備えている。
【００１３】
撮像部１は、実際には複数枚のレンズ系から成るレンズ４と、ＣＣＤ又はＣＭＯＳイメージセンサ等の撮像素子５とを備えている。図２に示すように、撮像部１は例えば車両の後部に設置されており、後部バンパー５０の一部を撮影範囲に含めて、車両後部を撮像する。
【００１４】
撮像部１から出力された画像信号Ｓ１は、画像処理部２によって各種の画像処理が施された後、画像データＳ２として出力される。
【００１５】
画像データＳ２は表示部３に入力され、撮像部１によって撮像された車両後部の画像は、運転者が視認可能な表示画面に表示される。
【００１６】
図３は、撮像素子５の外形を示す正面図である。撮像素子５は、横長の長方形状の結像面を有している。以下、図３に示すように、撮像素子５の水平方向に関する寸法を２×Ｈｃ、垂直方向に関する寸法を２×Ｖｃ、対角線の寸法を２×Ｄｃと定義する。また、撮像素子５の中心をＣｃと定義する。
【００１７】
図４は、レンズ４と撮像素子５との物理的な位置関係を示す図である。図４の（Ａ）は正面図であり、図４の（Ｂ）は側面図である。以下、図４に示すように、レンズ４の中心をＬｃと定義する。レンズ４の中心Ｌｃは、撮像素子５の中心Ｃｃに対して、垂直方向に関して距離Ｋだけ下方にずれている。
【００１８】
図５は、レンズ４の像高特性を示すグラフである。横軸は画角θであり、縦軸は像高ｙである。図６は、本実施の形態における画角θ及び像高ｙの定義を説明するための図であり、レンズ４及び撮像素子５を上方から眺めた上面図に相当する。レンズ４の光軸中心から角度θだけずれた位置にある被写体が、レンズ４によって撮像素子５上に結像されている。本実施の形態では、この角度θを「画角θ」と定義している。また、撮像素子５上において、レンズ４の光軸中心から被写体の結像位置までの距離ｙを、本実施の形態において「像高ｙ」と定義している。
【００１９】
図５を参照して、レンズ４は、所定の画角θ１（例えば８８．５[deg]）を境界として２本の直線Ｍ１，Ｍ２が繋がった、折れ線状の像高特性を有している。画角θ１は、像高ｙ＝Ｈｃに相当する画角である。但し、厳密にＨｃに相当する必要はなく、ほぼＨｃに相当すればよい。直線Ｍ１の傾きＧ１は、直線Ｍ２の傾きＧ２よりも大きい。ここで、傾きＧ１，Ｇ２は、画角θの変化率に対する像高ｙの変化率に相当する。以上をまとめると、レンズ４は、「像高ｙが略Ｈｃとなる画角θ１を境界として、画角θ１以上の領域（第１領域）における、画角θの変化率に対する像高ｙの変化率（傾きＧ１）が、画角θ１未満の領域（第２領域）における、画角θの変化率に対する像高ｙの変化率（傾きＧ２）よりも大きい」という像高特性を有している。
【００２０】
図７は、図５に示した像高特性を有するレンズ４を採用することによる効果を説明するための図であり、撮像素子５の正面図に相当する。図７に示した仮想円１００は、レンズ４の中心Ｌｃに対応する結像点Ｌｃ’を中心として半径がＨｃの円である。従って、撮像素子５のうち仮想円１００に重複する領域は、レンズ４の像高特性が図５に示した直線Ｍ２で表される領域であり、この領域内においては、像高ｙが意図的に大きくされていない、歪みの小さな画像を、表示部３の表示画面に表示することができる。
【００２１】
一方、撮像素子５のうち仮想円１００に重複しない領域は、レンズ４の像高特性が図５に示した直線Ｍ１で表される領域であり、この領域内においては、像高ｙが意図的に大きくされた画像が、表示部３の表示画面に表示される。撮像素子５の下端部にバンパー５０が写っているが、像高ｙが意図的に大きくされることによって、バンパー５０の外縁が、Ｂ１からＢ２に変化する。像高ｙが大きくされた結果、外縁Ｂ１上の例えば点Ｐ１が、外縁Ｂ２上の点Ｐ２にシフトされるからである。これにより、外縁Ｂ１と外縁Ｂ２とを比較すると明らかなように、「現実には略直線状であるバンパー５０が表示画面上では中央部よりも端部が反り上がるように歪曲する」、という画像歪みが低減されるため、画面観察者に与える違和感を軽減することができる。
【００２２】
また、図５に示した画角θ１は像高ｙが略Ｈｃとなる画角であるため、図７に示すように、撮像素子５の水平方向のほぼ全域に渡って、第２領域（画角θの変化率に対する像高ｙの変化率が小さい領域）を確保することができる。これにより、像高ｙが意図的に大きくされていない、歪みの小さな画像を、表示画面の水平方向のほぼ全域に渡って表示することができる。
【００２３】
さらに、図４に示したように、レンズ４の中心Ｌｃと撮像素子５の中心Ｃｃとが、垂直方向に関して互いにずれている。そのため、図７に示すように、撮像素子５の下端の左右両端部において、第１領域（画角θの変化率に対する像高ｙの変化率が大きい領域）を広く確保することができる。これにより、レンズ４の中心Ｌｃと撮像素子５の中心Ｃｃとが一致する場合と比較すると、第１領域に含まれるバンパー５０の部分が多くなるため、バンパー５０の端部の反り上がりを低減して表示できる効果が大きくなる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態に係る車両周辺視認装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】撮像部の設置箇所及び撮影範囲の一例を示す図である。
【図３】撮像素子の外形を示す正面図である。
【図４】レンズと撮像素子との位置関係を示す図である。
【図５】レンズの像高特性を示すグラフである。
【図６】本発明の実施の形態における「画角」及び「像高」の定義を説明するための図である。
【図７】本発明の効果を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２５】
１  撮像部
２  画像処理部
３  表示部
４  レンズ
５  撮像素子
５０  バンパー
【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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【図６】
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【図７】
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