(57)【要約】【課題】簡易な構成で十分な情報を取得可能な車載システムに適用できるウインドシールドを提供する。【解決手段】本発明の一側面に係るウインドシールドは、視差の生じた複数の画像を取得可能に、互いに離間した複数の撮影装置を有するステレオカメラを配置可能な自動車のウインドシールドであって、ガラス板と、前記ガラス板に設けられ、車外からの視野を遮蔽する遮蔽層と、を備える。そして、前記遮蔽層は、車内に配置された前記ステレオカメラの前記複数の撮影装置それぞれが車外の状況を撮影可能なように、前記複数の撮影装置それぞれにそれぞれ対応する複数の撮影窓を備える。【選択図】図１
2016107755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
視差の生じた複数の画像を取得可能に、互いに離間した複数の撮影装置を有するステレオカメラを配置可能な自動車のウインドシールドであって、
ガラス板と、
前記ガラス板に設けられ、車外からの視野を遮蔽する遮蔽層と、
を備え、
前記遮蔽層は、車内に配置された前記ステレオカメラの前記複数の撮影装置それぞれが車外の状況を撮影可能なように、前記複数の撮影装置それぞれにそれぞれ対応する複数の撮影窓を備える、
ウインドシールド。
【請求項２】
前記遮蔽層は、前記ガラス板の車内側の面に、前記ガラス板と異なる熱膨張率を有するセラミックを積層することで構成され、前記ガラス板及び前記セラミックの熱膨張率の違いによって前記遮蔽層の周縁部で前記ガラス板が歪む歪領域と、前記自動車を運転する運転者が運転の際に交通状況を確認する視野範囲と、が重ならないように配置される、
請求項１に記載のウインドシールド。
【請求項３】
前記ガラス板は、車外側に配置される外側ガラス板と車内側に配置される内側ガラス板とを中間膜を介して互いに接合した合わせガラスで構成され、
前記遮蔽層は、前記内側ガラス板の車内側の面に、前記内側ガラス板と異なる熱膨張率を有するセラミックを積層することで構成される、
請求項１又は２に記載のウインドシールド。
【請求項４】
前記ガラス板は、車外側に配置される外側ガラス板と車内側に配置される内側ガラス板とを中間膜を介して互いに接合した合わせガラスで構成され、
前記遮蔽層は、前記外側ガラス板の車内側の面及び前記内側ガラス板の車内側の面それぞれに、前記外側ガラス板及び前記内側ガラス板と異なる熱膨張率を有するセラミックを積層することで構成される、
請求項１又は２に記載のウインドシールド。
【請求項５】
前記複数の撮影窓それぞれは、前記複数の撮影窓それぞれの垂直方向及び水平方向の幅が式（１）を満たすよう形成される、
請求項３又は４に記載のウインドシールド。
Ｈ≦２ａ＋ｂ＋ｃ  …式（１）
なお、
Ｈは、撮影窓の垂直方向及び水平方向の幅を、
ａは、撮影窓の周縁部における歪領域の幅を、
ｂは、入射瞳の直径を、
ｃは、取付誤差を、
示す。
【請求項６】
前記複数の撮影窓それぞれは、前記複数の撮影窓それぞれの垂直方向及び水平方向の幅が式（２）を満たすよう形成される、
請求項５に記載のウインドシールド。
ｂ≦Ｈ  …式（２）
【請求項７】
請求項３から６のいずれか１項に記載されたウインドシールドを備える自動車に搭載するための車載システムであって、
視差の生じた複数の画像を取得可能なよう互いに離間した複数の撮影装置を有するステレオカメラと、
前記ステレオカメラにより取得された複数の画像を解析して、前記ステレオカメラの撮影範囲内に写る被写体の位置を算出する画像処理装置と、
を備え、
前記画像処理装置は、前記ウインドシールドによって変形した画像を補正するための補正データであって、前記セラミックの積層した面に応じて変形量が定められた補正データを保持し、当該補正データを用いて各画像の補正処理を実行する、
車載システム。
【請求項８】
請求項３から６のいずれか１項に記載されたウインドシールドを備える自動車に搭載するための車載システムであって、
視差の生じた複数の画像を取得可能なよう互いに離間した複数の撮影装置を有するステレオカメラと、
前記ステレオカメラにより取得された複数の画像を解析して、前記ステレオカメラの撮影範囲内に写る被写体の位置を算出する画像処理装置と、
を備え、
前記ステレオカメラの複数の撮影装置それぞれにおける光学系は、入射瞳が光学部品よりも被写体側に存在するよう構成される、
車載システム。
【請求項９】
前記ステレオカメラは、前記複数の撮影装置それぞれの光軸方向において、前記複数の撮影装置それぞれにおける前記光学系の入射瞳とウインドシールドの前記複数の撮影窓それぞれとの距離が前後１０ｍｍ以内の範囲になるように配置される、
請求項８に記載の車載システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウインドシールド及び車載システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用のウインドシールドには、車外からの視野を遮るための遮蔽層を備えたものがある。この遮蔽層は、ウインドシールドの周縁部に沿って設けられ、ウインドシールドを自動車に取り付けるための接着剤を車外から見えないようにする。
【０００３】
また、近年、車外の状況を撮影するカメラを車内に設置する車載システムが提案されている。この車載システムでは、カメラにより取得した被写体の撮影画像を解析することで、対向車、前走車、歩行者、交通標識、車線境界線等を認識し、運転者に危険を知らせる等の様々な運転の支援を行うことができる。また、ただし、この車載システムのカメラは、ルームミラーの支持部近傍等、カメラの撮影範囲に上記遮蔽層が含まれる位置に設置されるケースが多く、遮蔽層がこのカメラの撮影を阻害する可能性がある。
【０００４】
そこで、特許文献１及び２では、遮蔽層の一部に透過窓を設けることが提案されている。例えば、中間膜の一部を可視光の透過率の高い素材に置き換えたり、セラミックの積層をしない領域を設けたりすることで、遮蔽層の一部に可視光の透過率の高い領域（透過窓）を形成することができる。これによって、車内に設置されたカメラは、遮蔽層に阻害されることなく、車外の状況を撮影することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−３２７３８１号公報
【特許文献２】特開２００７−０３９２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１及び２では、ウインドシールドに単一の透過窓を設け、この単一の透過窓から単一のカメラを利用して車外の交通状況を撮影するため、被写体と自車との距離、被写体の移動速度等をカメラからの情報のみでは測定することができなかった。そのため、従来の車載システムでは、被写体と自車との距離、被写体の移動速度等を測定するために、ミリ波レーダ、レーザレーダ等の異なるタイプの測定装置を更に備えており、異なる種類のデータを連結する分だけシステム構成が複雑になるという問題点があった。
【０００７】
本発明は、一側面では、このような実情を鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構成で十分な情報を取得可能な車載システムに適用できるウインドシールドを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上述した課題を解決するために、以下の構成を採用する。
【０００９】
すなわち、本発明の一側面に係るウインドシールドは、視差の生じた複数の画像を取得可能に、互いに離間した複数の撮影装置を有するステレオカメラを配置可能な自動車のウインドシールドであって、ガラス板と、前記ガラス板に設けられ、車外からの視野を遮蔽する遮蔽層と、を備える。そして、前記遮蔽層は、車内に配置された前記ステレオカメラの前記複数の撮影装置それぞれが車外の状況を撮影可能なように、前記複数の撮影装置それぞれにそれぞれ対応する複数の撮影窓を備える。
【００１０】
当該構成に係るウインドシールドでは、ガラス板に設けられる遮蔽層は、車内に配置されたステレオカメラの各撮影装置が車外の状況を撮影可能なように、当該各撮影装置にそれぞれ対応する複数の撮影窓を有する。そのため、本発明に係るウインドシールドは、複数の画像間で生じる視差によって被写体との距離等を測定可能なステレオカメラに適用可能である。したがって、当該構成によれば、ステレオカメラによって、異なる種類のデータを連結しなくても被写体との距離等の情報を取得することが可能であるため、簡易な構成で十分な情報を取得可能な車載システムに適用可能なウインドシールドを提供することができる。ステレオカメラにより取得した被写体の撮影画像を解析することで、対向車、前走車、歩行者、交通標識、車線境界線等を認識し、運転者に危険を知らせる等の様々な運転の支援を行うことも勿論可能である。ただし、本発明は、上記のような被写体の認識等の高度な画像解析の機能を有さないミリ波レーダ、レーザレーダ等の異なるタイプの測定装置を備えることを除外するものではない。
【００１１】
また、上記構成に係るウインドシールドの別の形態として、前記遮蔽層は、前記ガラス板の車内側の面に、前記ガラス板と異なる熱膨張率を有するセラミックを積層することで構成されてもよく、前記ガラス板及び前記セラミックの熱膨張率の違いによって前記遮蔽層の周縁部で前記ガラス板が歪む歪領域と、前記自動車を運転する運転者が運転の際に交通状況を確認する視野範囲と、が重ならないように配置されてもよい。
【００１２】
ガラス板と異なる熱膨張率を有するセラミックによって遮蔽層を構成した場合、ガラス板とセラミックとの熱膨張率の相違に起因して、ウインドシールドを成形する際に遮蔽層の周縁部にガラス板の歪みが大きい歪領域が形成されてしまう。この歪領域の幅は凡そ８ｍｍ程度である。
【００１３】
そこで、本実施形態では、ガラス板の歪領域と運転者の視野範囲とが重ならないように遮蔽層を配置する。これによって、このウインドシールドを取り付けた自動車では、運転の際に運転者に良好な視界を提供することができる。
【００１４】
なお、自動車を運転する運転者が運転する際の交通状況を確認する視野範囲は、運転席についた運転者が運転を行う際に注意する範囲であり、実施の形態に応じて適宜設定可能である。例えば、ＪＩＳ Ｒ ３２１２（１９９８年、「自動車用安全ガラス試験方法」）に規定された試験領域Ａをこの視野範囲として採用してもよい。
【００１５】
また、上記構成に係るウインドシールドの別の形態として、前記ガラス板は、車外側に配置される外側ガラス板と車内側に配置される内側ガラス板とを中間膜を介して互いに接合した合わせガラスで構成されてもよい。そして、前記遮蔽層は、前記内側ガラス板の車内側の面に、前記内側ガラス板と異なる熱膨張率を有するセラミックを積層することで構成されてもよい。当該構成によれば、内側ガラス板にセラミックの層を形成することにより、歪みの少ない撮影窓を提供することが可能である。また、当該構成によれば、撮影窓に光学的欠陥が生じるのを低減することができるため、被写体と自車との距離を正確に測定可能になる。
【００１６】
また、上記構成に係るウインドシールドの別の形態として、前記ガラス板は、車外側に配置される外側ガラス板と車内側に配置される内側ガラス板とを中間膜を介して互いに接合した合わせガラスで構成されてもよい。そして、前記遮蔽層は、前記外側ガラス板の車内側の面及び前記内側ガラス板の車内側の面それぞれに、前記外側ガラス板及び前記内側ガラス板と異なる熱膨張率を有するセラミックを積層することで構成されてもよい。
【００１７】
当該構成によれば、外側ガラス板の車内側の面及び内側ガラス板の車内側の面それぞれにセラミックの層を設けることで遮蔽層を形成する。そのため、二層の遮蔽層を形成することができ、外観上の見栄えを良くすることができる。
【００１８】
また、中間膜にワイヤー、アンテナ等が埋め込まれている場合がある。この場合に、外側ガラス板の車内側の面及び内側ガラス板の車内側の面それぞれにセラミックの層を設けることで、車外側及び車内側からこれらを隠すことができる。そのため、このような場合にも、外環上の見栄えを良くすることができる。
【００１９】
また、上記構成に係るウインドシールドの別の形態として、前記複数の撮影窓それぞれは、前記複数の撮影窓それぞれの垂直方向及び水平方向の幅が式（１）を満たすよう形成されてもよい。
【００２０】
【数１】
2016107755.tif 000003
なお、Ｈは、撮影窓の垂直方向及び水平方向の幅を示す。ａは、撮影窓の周縁部における歪領域の幅を示す。ｂは、入射瞳の直径を示す。ｃは、取付誤差を示す。
【００２１】
ガラス板と異なる熱膨張率を有するセラミックの積層されている領域と当該セラミックの積層されていない領域との境界、換言すると、撮影窓と遮蔽層との境界では、板ガラスを加熱処理する際にこの熱膨張率の違いによって歪みによる光学的欠陥が形成されやすい（歪領域）。後述するとおり、この歪領域の幅ａは、撮影窓と遮蔽層との境界から凡そ８ｍｍの範囲で形成される。また、入射瞳の直径ｂは、焦点距離ｆ＝８ｍｍ及び口径比Ｆ＝２のカメラ（撮影装置）の場合に４ｍｍとなる。更に、取付誤差ｃは、凡そ５ｍｍとなる。したがって、上記条件の場合には、各撮影窓の垂直方向及び水平方向の幅は、２５ｍｍ以下になるように構成される。これによって、当該構成によれば、各撮影装置に対する歪みの影響を回避しつつ、各撮影窓の大きさを比較的に小さく形成することが可能になる。
【００２２】
また、各撮影窓の周囲には、各撮影窓の結露を防ぐためのヒーターが設置される場合がある。この場合に、各撮影窓の中央領域では、各撮影窓の周囲に設置されるヒーターから遠いことによって、結露が残りやすいという問題が生じうる。これに対して、当該構成によれば、各撮影窓の大きさを比較的に小さく形成することができるため、各撮影窓の中央領域で結露が残りやすくなるのを防止し、かつ、ヒーターにおける電力消費を抑えることができる。
【００２３】
また、上記構成に係るウインドシールドの別の形態として、前記複数の撮影窓それぞれは、前記複数の撮影窓それぞれの垂直方向及び水平方向の幅が式（２）を満たすよう形成されてもよい。
【００２４】
【数２】
2016107755.tif 000004
入射瞳は、撮影装置を構成する光学系の開口絞りを被写体側から見たときの像であり、光学系で用いる光の「入口」に相当する。焦点距離ｆ、口径比Ｆのカメラレンズの場合、入射瞳の直径は（ｆ／Ｆ）となる。そのため、撮影装置で必要とする光線を遮らないためには、撮影窓の直径は最低限として（ｆ／Ｆ＋２Ｄ・ｔａｎφ）が必要である。ただし、Ｄは撮影窓と入射瞳との間の距離であり、φは撮影装置の視野（半角）であり、撮影窓は撮影装置の光軸と垂直な場合である。よって、撮影窓の最小限の大きさは、Ｄ＝０の場合の（ｆ／Ｆ）、すなわち入射瞳の直径である。これによって、各撮影窓の最低限度に係る大きさの指針が定まるため、各撮影窓の大きさを比較的自由に決定することが可能になる。
【００２５】
また、本発明の一側面に係る車載システムは、上記いずれかの形態に係るウインドシールドを備える自動車に搭載するための車載システムであって、視差の生じた複数の画像を取得可能なよう互いに離間した複数の撮影装置を有するステレオカメラと、前記ステレオカメラにより取得された複数の画像を解析して、前記ステレオカメラの撮影範囲内に写る被写体の位置を算出する画像処理装置と、を備える。そして、前記画像処理装置は、前記ウインドシールドによって変形した画像を補正するための補正データであって、前記セラミックの積層した面に応じて変形量が定められた補正データを保持し、当該補正データを用いて各画像の補正処理を実行する。
【００２６】
本発明者らは、ガラス板と熱膨張率の異なるセラミックにより遮蔽層を形成した場合に、セラミックの積層したガラス板の面によって撮影窓のレンズパワーが変動することを見出した。そこで、当該構成では、画像処理装置は、セラミックの積層した面に応じて変形量が定められた補正データを用いて各画像の補正処理を実行する。これによって、ウインドシールドに設けられた撮影窓に適合した画像の補正処理を実現することができる。
【００２７】
また、本発明の一側面に係る車載システムは、上記いずれかの形態に係るウインドシールドを備える自動車に搭載するための車載システムであって、視差の生じた複数の画像を取得可能なよう互いに離間した複数の撮影装置を有するステレオカメラと、前記ステレオカメラにより取得された複数の画像を解析して、前記ステレオカメラの撮影範囲内に写る被写体の位置を算出する画像処理装置と、を備えてもよい。そして、前記ステレオカメラの複数の撮影装置それぞれにおける光学系は、入射瞳が光学部品よりも被写体側に存在するよう構成されてもよい。当該構成によれば、各撮影装置の入射瞳は、光学部品の被写体側に存在するため、ウインドシールド上又は近傍に配置することができる。そのため、ステレオカメラに入射するウインドシールド上での入射光領域を小さくすることができ、各撮影装置に対応する各撮影窓の大きさを小さくすることができる。また、これによって、各撮影窓上の歪みの影響を受けにくいようにすることができる。
【００２８】
また、上記構成に係る載システムの別の形態として、前記ステレオカメラは、前記複数の撮影装置それぞれの光軸方向において、前記複数の撮影装置それぞれにおける前記光学系の入射瞳とウインドシールドの前記複数の撮影窓それぞれとの距離が前後１０ｍｍ以内の範囲になるように配置されてもよい。本発明者らは、各撮影装置の光軸方向において、各撮影装置を構成するレンズの入射瞳とウインドシールドの各撮影窓との距離が前後１０ｍｍ以内の範囲になるようにステレオカメラを配置することで、撮影窓を介して撮影した画像の歪曲による変形量が変動しにくいことを見出した。そのため、当該構成によれば、ウインドシールドの製造誤差によって各撮影窓を介して撮影した画像の歪曲量が大きく変動するのを防止し、個体差を考慮することなく、撮影した画像を補正する補正値を一律に定めることができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、簡易な構成で十分な情報を取得可能な車載システムに適用できるウインドシールドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、実施の形態に係るウインドシールドを例示する平面図である。
【図２】図２は、実施の形態に係るウインドシールドを例示する断面図である。
【図３Ａ】図３Ａは、実施の形態に係るウインドシールドの撮影窓と撮影装置の撮影範囲との関係を例示する。
【図３Ｂ】図３Ｂは、実施の形態に係るウインドシールドの撮影窓と撮影装置の入射瞳との関係を例示する。
【図４Ａ】図４Ａは、実施の形態に係る撮影装置を例示する。
【図４Ｂ】図４Ｂは、入射瞳がレンズ系の内部に存在する撮影装置を例示する。
【図５】図５は、実施の形態に係る車載システムを例示する。
【図６】図６は、実施の形態に係るウインドシールドのガラス板の製造工程を例示する。
【図７】図７は、他の形態に係るウインドシールドを例示する断面図である。
【図８】図８は、他の形態に係る撮影装置を例示する。
【図９】図９は、他の形態に係る撮影装置を例示する。
【図１０】図１０は、他の形態に係るウインドシールドの製造方法の一例を示す。
【図１１】図１１は、他の形態に係る撮影窓を例示する。
【図１２】図１２は、ガラス板の歪みを示すグラフである。
【図１３】図１３は、ガラス板の歪みを示す写真である。
【図１４Ａ】図１４Ａは、遮蔽層を設ける面と左側の撮影窓のレンズパワーとの関係を示すグラフである。
【図１４Ｂ】図１４Ｂは、遮蔽層を設ける面と右側の撮影窓のレンズパワーとの関係を示すグラフである。
【図１５】図１５は、ウインドシールドによる画像の歪曲量をシミュレーションする場面を例示する。
【図１６】図１６は、ウインドシールドと入射瞳との間の距離を変動させた場合における画像の歪曲量を示すグラフである。
【図１７】図１７は、被写体側の面の曲率半径を変動させた場合における画像の歪曲量を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」とも表記する）を、図面に基づいて説明する。ただし、以下で説明する本実施形態は、あらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。つまり、本発明の実施にあたって、実施形態に応じた具体的構成が適宜採用されてもよい。
【００３２】
§１  構成例
最初に、図１及び図２を用いて、本実施形態に係るウインドシールド１を説明する。図１は、本実施形態に係るウインドシールド１を模式的に例示する平面図である。また、図２は、本実施形態に係るウインドシールド１を模式的に例示する断面図である。なお、説明の便宜のため、図１及び図２の上下方向を「上下」と、図１の左右方向を「左右」と、図２の左右方向を「前後」と称することとする。
【００３３】
図１及び図２で例示されるように、本実施形態に係るウインドシールド１は略台形状のガラス板を備えており、垂直から傾けて自動車に取り付けられる。このガラス板は、車外側に配置される外側ガラス板１３と車内側に配置される内側ガラス板１４とを樹脂製の中間膜１５を介して互いに接合した合わせガラスで構成されている。
【００３４】
この合わせガラスを構成する内側ガラス板１４には、車外からの視野を遮蔽する遮蔽層１１が設けられており、この遮蔽層１１で遮蔽するようにステレオカメラ２が車内に取り付けられている。このステレオカメラ２は、視差の生じた２枚の画像を同時に取得可能なように、互いに離間した２つの撮影装置（２１Ａ、２１Ｂ）を有している。これに対応して、遮蔽層１１には、車内に配置された各撮影装置（２１Ａ、２１Ｂ）が車外の状況を撮影可能なように、当該各撮影装置（２１Ａ、２１Ｂ）に対応する２つの撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）が形成されている。
【００３５】
また、ステレオカメラ２は画像処理装置３に接続しており、ステレオカメラ２により取得した複数の画像によって被写体と自車との距離等を解析可能な車載システム５を構成している。以下、各構成要素について説明する。なお、説明の便宜のため、以下では、外側ガラス板１３の車外側の面を「第１面」と、外側ガラス板１３の車内側の面を「第２面」と、内側ガラス板１４の車外側の面を「第３面」と、内側ガラス板１４の車内側の面を「第４面」と称する場合がある。
【００３６】
＜ガラス板＞
ウインドシールド１を構成するガラス板は、実施の形態に応じて、種々の構成が可能である。本実施形態では、図２に例示されるように、ウインドシールド１のガラス板は、外側ガラス板１３と内側ガラス板１４とを中間膜１５を介して互いに接合した合わせガラスで構成されている。この合わせガラスは、後述する製造方法によって製造されることで、周縁部から中央部にかけて湾曲した形状に形成されている。このような合わせガラスを構成する外側ガラス板１３及び内側ガラス板１４はそれぞれ、公知のガラス板を用いることができ、熱線吸収ガラス、クリアガラス、グリーンガラス、ＵＶグリーンガラス等で形成することもできる。
【００３７】
但し、外側ガラス板１３及び内側ガラス板１４はそれぞれ、自動車の使用される国の安全規格に沿った可視光線透過率を実現するように構成される。例えば、外側ガラス板１３によって所望の日射吸収率を確保し、内側ガラス板１４によって可視光線透過率が安全規格を満たすように調整することもできる。以下に、外側ガラス板１３及び内側ガラス板１４を構成可能なガラスの組成の一例として、クリアガラスの組成の一例と、熱線吸収ガラス組成の一例を示す。
【００３８】
（クリアガラス）
ＳｉＯ2:７０〜７３質量％
Ａｌ2Ｏ3：０．６〜２．４質量％
ＣａＯ：７〜１２質量％
ＭｇＯ：１．０〜４．５質量％
Ｒ2Ｏ：１３〜１５質量％（Ｒはアルカリ金属）
Ｆｅ2Ｏ3に換算した全酸化鉄（Ｔ−Ｆｅ２Ｏ３）：０．０８〜０．１４質量％
【００３９】
（熱線吸収ガラス）
熱線吸収ガラスの組成は、例えば、クリアガラスの組成を基準として、Ｆｅ2Ｏ3に換算した全酸化鉄（Ｔ−Ｆｅ2Ｏ3）の比率を０．４〜１．３質量％とし、ＣｅＯ2の比率を０〜２質量％とし、ＴｉＯ2の比率を０〜０．５質量％とし、ガラスの骨格成分（主に、ＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3）をＴ−Ｆｅ2Ｏ3、ＣｅＯ2およびＴｉＯ2の増加分だけ減じた組成とすることができる。
【００４０】
本実施形態に係る合わせガラスの厚みは特に限定されないが、軽量化の観点からは、外側ガラス板１３及び内側ガラス板１４の厚みの合計を、２．４〜４．６ｍｍとすることが好ましく、２．６〜３．８ｍｍとすることがさらに好ましく、２．７〜３．２ｍｍとすることが特に好ましい。このように、軽量化のためには、外側ガラス板１３及び内側ガラス板１４の合計の厚みを小さくすればよい。外側ガラス板１３及び内側ガラス板１４それぞれの厚みは特に限定されないが、例えば、以下のように、外側ガラス板１３及び内側ガラス板１４それぞれの厚みを決定することができる。
【００４１】
すなわち、外側ガラス板１３は、主として、小石等の飛来物等の衝撃に対する耐久性及び耐衝撃性が求められる。他方、外側ガラス板１３の厚みを大きくするほど重量が増し好ましくない。この観点から、外側ガラス板１３の厚みは、１．８〜２．３ｍｍとすることが好ましく、１．９〜２．１ｍｍとすることがさらに好ましい。何れの厚みを採用するかは、実施の形態に応じて適宜決定することができる。
【００４２】
また、内側ガラス板１４の厚みは、外側ガラス板１３の厚みと同等にすることができるが、例えば、合わせガラスの軽量化のために、外側ガラス板１３よりも厚みを小さくすることができる。具体的には、ガラスの強度を考慮すると、内側ガラス板１４の厚みは、０．６〜２．０ｍｍであることが好ましく、０．８〜１．６ｍｍであることがさらに好ましく、１．０〜１．４ｍｍであることが特に好ましい。更には、内側ガラス板１４の厚みは、０．８〜１．３ｍｍであることが好ましい。内側ガラス板１４についても、何れの厚みを採用するかは、実施の形態に応じて適宜決定することができる。
【００４３】
＜中間膜＞
次に、外側ガラス板１３及び内側ガラス板１４を接合する中間膜１５について説明する。中間膜１５は、実施の形態に応じて種々の構成が可能であり、例えば、軟質のコア層を、これよりも硬質の一対のアウター層で挟持した３層構造で構成することができる。このように中間膜１５を軟質の層及び硬質の層の複数層で構成することによって、ウインドシールド１の耐破損性能及び遮音性能を高めることができる。
【００４４】
中間膜１５の材料は、特に限定されず、実施の形態に応じて適宜選択することができる。例えば、中間膜１５を上記のように硬さの異なる複数の層で構成する場合、硬質のアウター層には、ポリビニルブチラール樹脂（ＰＶＢ）を用いることができる。このポリビニルブチラール樹脂（ＰＶＢ）は、各ガラス板（１３、１４）との接着性及び耐貫通性に優れるため、アウター層の材料として好ましい。また、軟質のコア層には、エチレンビニルアセテート樹脂（ＥＶＡ）、又はアウター層に利用するポリビニルブチラール樹脂よりも軟質のポリビニルアセタール樹脂を用いることができる。
【００４５】
なお、一般的に、ポリビニルアセタール樹脂の硬度は、（ａ）出発物質であるポリビニルアルコールの重合度、（ｂ）アセタール化度、（ｃ）可塑剤の種類、（ｄ）可塑剤の添加割合などにより制御することができる。したがって、（ａ）〜（ｄ）の少なくともいずれかの条件を適切に調整することにより、アウター層に用いる硬質のポリビニルアセタール樹脂とコア層に用いる軟質のポリビニルアセタール樹脂とを作製してもよい。
【００４６】
更に、アセタール化に用いるアルデヒドの種類、複数種類のアルデヒドによる共アセタール化か単種のアルデヒドによる純アセタール化によって、ポリビニルアセタール樹脂の硬度を制御することができる。一概には言えないが、炭素数の多いアルデヒドを用いて得られるポリビニルアセタール樹脂ほど、軟質となる傾向がある。したがって、例えば、アウター層がポリビニルブチラール樹脂で構成されている場合、コア層には、炭素数が５以上のアルデヒド（例えばｎ−ヘキシルアルデヒド、２−エチルブチルアルデヒド、ｎ−へプチルアルデヒド、ｎ−オクチルアルデヒド）、をポリビニルアルコールでアセタール化して得られるポリビニルアセタール樹脂を用いることができる。
【００４７】
また、中間膜１５の総厚は、実施の形態に応じて適宜設定可能であり、例えば、０．３〜６．０ｍｍとすることができ、０．５〜４．０ｍｍであることが好ましく、０．６〜２．０ｍｍであることが更に好ましい。例えば、コア層とコア層を挟持する一対のアウター層との３層構造で中間膜１５を構成する場合、コア層の厚みは、０．１〜２．０ｍｍであることが好ましく、０．１〜０．６ｍｍであることがさらに好ましい。一方、各アウター層の厚みは、コア層の厚みよりも大きいことが好ましく、具体的には、０．１〜２．０ｍｍであることが好ましく、０．１〜１．０ｍｍであることがさらに好ましい。
【００４８】
このような中間膜１５の製造方法は特には限定されないが、例えば、上述したポリビニルアセタール樹脂等の樹脂成分、可塑剤及び必要に応じて他の添加剤を配合し、均一に混練りした後、各層を一括で押出し成型する方法、この方法により作成した２つ以上の樹脂膜をプレス法、ラミネート法等により積層する方法が挙げられる。プレス法、ラミネート法等により積層する方法に用いる積層前の樹脂膜は単層構造でも多層構造でもよい。また、中間膜１５は、上記のような複数の層で形成する以外に、１層で形成することもできる。
【００４９】
＜遮蔽層＞
次に、ウインドシールド１のガラス板に設けられる遮蔽層１１について説明する。図１に例示されるように、本実施形態では、ウインドシールド１の周縁部には遮蔽層１１が形成されている。具体的には、図２に例示されるように、遮蔽層１１は、内側ガラス板１４の車内側の面（第４面）上に積層されている。
【００５０】
この遮蔽層１１の材料は、車外からの視野を遮蔽可能であれば、実施の形態に応じて適宜選択されても良く、例えば、黒色、茶色、灰色、濃紺等の濃色のセラミックを用いてもよい。この場合、黒色のセラミックをスクリーン印刷等によって内側ガラス板１４の車内側の面上に積層し、内側ガラス板１４と共に積層したセラミックを加熱する。これによって、ウインドシールド１の周縁部に遮蔽層１１を形成することができる。なお、遮蔽層１１に利用するセラミックは、種々の材料を利用することができる。例えば、以下の組成のセラミックを遮蔽層１１に利用することができる。
【００５１】
【表１】
2016107755.tif 000005
＊１，主成分：酸化銅、酸化クロム、酸化鉄及び酸化マンガン
＊２，主成分：ホウケイ酸ビスマス、ホウケイ酸亜鉛
【００５２】
図１に例示されるように、本実施形態に係る遮蔽層１１は、ウインドシールド１の周縁部に沿う周縁領域１１１とウインドシールド１の上辺部から下方に矩形状に突出した突出領域１１２とに分けることができる。周縁領域１１１は、ウインドシールド１の周縁部からの光の入射を遮蔽する。一方、突出領域１１２は、車内に配置されるステレオカメラ２を車外から見えないようにする。
【００５３】
ただし、ステレオカメラ２の各撮影装置（２１Ａ、２１Ｂ）の撮影範囲を遮蔽層１１が遮蔽してしまうと、ステレオカメラ２によって車外前方の状況を撮影することができない。そこで、本実施形態では、遮蔽層１１の突出領域１１２には、各撮影装置（２１Ａ、２１Ｂ）が車外の状況を撮影可能なように、当該各撮影装置（２１Ａ、２１Ｂ）に対応する２つの略台形状の撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）が設けられる。具体的には、撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）は、左右方向に離間した、セラミックが積層されない領域である。すなわち、セラミックを第４面にスクリーン印刷をする際に、突出領域１１２においてセラミックを印刷しない領域を二か所設けることで、２つの撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）を形成することができる。
【００５４】
ここで、図３Ａ及び図３Ｂを用いて、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）の大きさについて説明する。図３Ａは、遮蔽層１１に設けられる各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）と各撮影装置（２１Ａ、２１Ｂ）の撮影範囲との関係を例示する。また、図３Ｂは、遮蔽層１１に設けられる各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）と各撮影装置（２１Ａ、２１Ｂ）の入射瞳との関係を例示する。
【００５５】
後述する図６で示されるように、本実施形態に係るウインドシールド１（合わせガラス）は、シェーピング工程において凡そ６５０度で加熱される。その際、遮蔽層１１の材料であるセラミックは黒色等の濃色であるため、セラミックの積層されていない領域、例えば、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）の領域と比べると、熱の吸収量が多くなる。そしてまた、遮蔽層１１の材料であるセラミックは内側ガラス板１４と異なる熱膨張率を有するため、遮蔽層１１の形成される領域では、シェーピング工程時において圧縮応力及び引張応力が発生し、また、外側ガラス板１３及び内側ガラス板１４のガラス表面の曲率が相違することにより、内側ガラス板１４と遮蔽層１１との境界に歪みが生じやすくなる。そのため、内側ガラス板１４と遮蔽層１１との境界である各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）の周縁部においても、歪みが生じやすくなる。
【００５６】
この歪みは、後述する実施例によると、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）の周縁部から凡そ８ｍｍの範囲で形成される（上記式１の歪領域の幅ａに相当）。そのため、図３Ａに例示されるように、垂直方向及び水平方向に、各撮影装置（２１Ａ、２１Ｂ）の撮影範囲の両側にそれぞれ８ｍｍ幅の領域が配置されるように各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）を形成することで、撮影画像に対する上記歪みの影響を回避することができる。
【００５７】
一方、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）を大きくするほど、上記歪みの影響を回避することができるが、遮蔽層１１の領域が小さくなってしまい、車外からの視野の遮蔽性を損なってしまう。そこで、遮蔽層１１による視野の遮蔽性を担保しつつ、各撮影装置（２１Ａ、２１Ｂ）の撮影画像に変形が生じにくいようにするためには、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）の垂直方向及び水平方向の幅が上記式（１）を満たすように形成するのが好ましい。上述のとおり、歪領域の幅ａは、撮影窓と遮蔽層との境界から凡そ８ｍｍの範囲で形成される。また、各撮影装置（２１Ａ、２１Ｂ）が焦点距離ｆ＝８ｍｍ及び口径比Ｆ＝２のカメラで構成される場合には、入射瞳の直径ｂは４ｍｍとなる。更に、取付誤差ｃは、５ｍｍ程度に設定したとする。このような場合には、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）の垂直方向及び水平方向の幅は、２５ｍｍ以下になるように構成されるのが好ましい。
【００５８】
なお、ウインドシールド１を構成する合わせガラスは垂直方向から傾斜して自動車に取り付けられる。そのため、ウインドシールド１の上辺付近ほど各撮影装置（２１Ａ、２１Ｂ）に近づいており、ウインドシールド１の下辺付近ほど各撮影装置（２１Ａ、２１Ｂ）から遠ざかっている。そのため、図３Ａにおいて、各撮影装置（２１Ａ、２１Ｂ）の撮影範囲は、各撮影装置（２１Ａ、２１Ｂ）に近づく上辺の幅が短くなり、各撮影装置（２１Ａ、２１Ｂ）から遠ざかる下辺の幅が長くなることで、台形状になっている。
【００５９】
また、基本的には、各撮影装置（２１Ａ、２１Ｂ）を各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）に近づけるほど、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）上の撮影範囲の大きさは小さくなる。具体的には、後述するステレオカメラ２を構成する光学系の入射瞳が各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）上に位置するようにステレオカメラ２を配置したときに、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）を通過する光束の大きさが最も小さくなる。
【００６０】
そのため、図３Ｂに例示されるように、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）は、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）の垂直方向及び水平方向の幅が上記式（２）を満たすように形成すればよい。各撮影装置（２１Ａ、２１Ｂ）が焦点距離ｆ＝８ｍｍ及び口径比Ｆ＝２のカメラで構成される場合には、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）の垂直方向及び水平方向の幅は４ｍｍ以上になるように形成される。
【００６１】
【数３】
2016107755.tif 000006
また、例えば、入射瞳の直径を４ｍｍとし、撮影装置の全画角が３０°とし、入射瞳とウインドシールドとの間の距離をＤｍｍとする。この場合に、撮影装置の撮影が遮蔽層に阻害されないために求められる撮影窓の直径Ｆは、上記の数３で表すことができる。
【００６２】
これによって、各撮影装置（２１Ａ、２１Ｂ）が遮蔽層１１に阻害されずに車外を撮影可能な各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）の最小限の大きさを確保することができる。また、これによって、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）の最低限度に係る大きさの指針が定まるため、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）の大きさを比較的に自由に決定することが可能になる。
【００６３】
なお、本実施形態では、自動車を運転する際に運転者が交通状況を確認する視野範囲６０は上記歪領域に重ならないように配置される。この視野範囲６０は、運転席についた運転者が運転を行う際に注意する範囲であり、実施の形態に応じて適宜設定可能である。例えば、ＪＩＳ Ｒ ３２１２（１９９８年、「自動車用安全ガラス試験方法」）の附属書「安全ガラスの光学的特性及び耐光性についての試験領域」において規定されている試験領域Ａをこの視野範囲として採用してもよい。これによって、このウインドシールド１を取り付けた自動車では、運転の際に運転者に良好な視界を提供することができる。
【００６４】
そして、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）は、自動車を運転する際に運転者が交通状況を確認する視野範囲６０の外側に配置されてもよい。これによって、自動車に搭載されるステレオカメラ２が運転者の視界を塞ぐのを防止し、運転の際に運転者に良好な視界を提供することができる。
【００６５】
また、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）は、例えば、ＪＩＳ Ｒ ３２１１で定められるように、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）における可視光の透過率が７０％以上になるように構成される。なお、この透過率は、ＪＩＳ Ｒ ３２１２（３．１１  可視光透過率試験）で定められているように、ＪＩＳ Ｚ ８７２２に規定された分光測定法によって測定することができる。
【００６６】
更に、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）の周囲には、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）の結露を防ぐためのヒーターが設置されてもよい。このヒーターによって、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）の結露を防止し、各撮影装置（２１Ａ、２１Ｂ）の視野を良好な状態に保つことができる。ただし、この場合、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）の中央領域では、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）の周囲に設置されるヒーターから遠いことによって、結露が残りやすい可能性がある。これに対して、当該構成によれば、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）の大きさを比較的に小さく形成することができるため、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）の中央領域で結露が残りやすくなるのを防止することができる。また、結露を防止するための熱量が少なくて済むため、ヒーターにおける電力消費を抑えることができる。
【００６７】
また、ウインドシールド１において、遮蔽層１１より面方向内側の領域は、遮蔽層１１の形成されない非遮蔽領域１２である。運転者及び助手席に座る同行者は、この非遮蔽領域１２を介して車外の交通状況を確認する。そのため、ウインドシールド１の非遮蔽領域１２は、少なくとも車外の交通状況を目視可能な程度に可視光の透過率を有するように構成される。
【００６８】
＜ステレオカメラ＞
次に、図４Ａ及び図４Ｂを用いて、ステレオカメラ２の各撮影装置（２１Ａ、２１Ｂ）の構成について説明する。図４Ａは、本実施形態に係るステレオカメラ２の各撮影装置（２１Ａ、２１Ｂ）の構成の一例を示す。また、図４Ｂは、入射瞳がレンズ系（光学系）の内部に存在するカメラの一例を示す。本実施形態に係る各撮影装置（２１Ａ、２１Ｂ）は、４つのレンズ２２１〜２２４を有するレンズ系２２と、第３レンズ２２３と第４レンズ２２４との間に配置される開口絞り２３と、レンズ系２２を通過した光によって撮像するイメージセンサ２４と、を備える。
【００６９】
本実施形態では、開口絞り２３よりも被写体側（図４Ａでは左側）にあるレンズ２２１〜２２３により、開口絞り２３の実像である入射瞳が、レンズ系２２よりも被写体側に位置するように構成される。図４Ｂのように、一般的なカメラレンズでは、入射瞳の位置がレンズ系の内部にある。そのため、入射瞳とウインドシールド１との距離を一定値以下に設定することが困難である。これに対して、本実施形態によれば、入射瞳がレンズ系２２よりも被写体側に位置するため、入射瞳とウインドシールド１との間の距離を小さくすることができ、ゼロ又はマイナス値に設定することも可能である。
【００７０】
開口絞り２３は、イメージセンサ２４に入射する光束の太さを規定する。開口絞り２３の直径の大きさは変更可能に構成されてもよい。なお、例えば、各撮影装置（２１Ａ、２１Ｂ）が、焦点距離 ｆ＝８ｍｍ、口径比 Ｆ＝２ のカメラとして構成される場合、入射瞳の直径は４ｍｍとなる。
【００７１】
イメージセンサ２４は、レンズ系２２を通過した光を受光平面で結像することで、被写体の撮像を行う。このイメージセンサ２４は、例えば、ＣＣＤ等で構成される撮像素子である。ただし、イメージセンサ２４の種類は、ＣＣＤに限られず、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。ステレオカメラ２は、このような各撮影装置（２１Ａ、２１Ｂ）により、視差の生じた複数の画像を同時に取得することができる。
【００７２】
このようなステレオカメラ２は、遮蔽層１１の突出領域１１２に隠れるように、車内上部に配置される。例えば、このステレオカメラ２は、ルームミラーの支持部近傍に、ルームミラーを対象軸として左右対称に配置される。
【００７３】
ここで、後述するとおり、本発明者らは、各撮影装置（２１Ａ、２１Ｂ）の光軸方向において、各撮影装置（２１Ａ、２１Ｂ）を構成するレンズ系２２の入射瞳とウインドシールド１の各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）との距離が前後１０ｍｍ以内の範囲になるようにステレオカメラ２を配置することで、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）を介して撮影した画像の歪曲量が変動しにくいことを見出した。そこで、本実施形態では、各撮影装置（２１Ａ、２１Ｂ）の光軸方向において、各撮影装置（２１Ａ、２１Ｂ）を構成するレンズ系２２の入射瞳とウインドシールド１の各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）との距離が前後１０ｍｍ以内の範囲になるようにステレオカメラ２を配置する。これによって、ウインドシールド１の製造誤差によって各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）を介して撮影した画像の歪曲量が大きく変動するのを防止することができ、ウインドシールド１の個体差を考慮することなく、補正データ３１１の各補正値を一律に定めることができる。
【００７４】
＜車載システム＞
次に、図５を用いて、ステレオカメラ２と画像処理装置３とによって構成される車載システム５について説明する。図５は、車載システム５の構成を例示する。図５に例示されるように、本実施形態に係る車載システム５は、上記ステレオカメラ２と、当該ステレオカメラ２に接続する画像処理装置３と、を備えている。上述のとおり、ステレオカメラ２は、視差の生じた複数の画像を取得する。
【００７５】
画像処理装置３は、ステレオカメラ２により取得された複数の画像を解析し、被写体と自車との距離、被写体の移動速度、被写体の種別等を解析する装置である。この画像処理装置３は、ハードウェア構成として、バスで接続される、記憶部３１、制御部３２、入出力部３３等の一般的なハードウェアを有している。
【００７６】
記憶部３１は、制御部３２で実行される処理で利用される各種データ及びプログラムを記憶する（不図示）。記憶部３１は、例えば、ハードディスクによって実現されてもよいし、ＵＳＢメモリ等の記録媒体により実現されてもよい。また、記憶部３１が格納する当該各種データ及びプログラムは、ＣＤ（Compact Disc）又はＤＶＤ（Digital Versatile Disc）等の記録媒体から取得されてもよい。更に、記憶部３１は、補助記憶装置と呼ばれてもよい。
【００７７】
上記のとおり、ステレオカメラ２は、ウインドシールド１を介して車外の状況を撮影する。そのため、ステレオカメラ２により取得される各画像は、当該ウインドシールド１の形状、屈折率、光学的欠陥等に応じて、変形している。そこで、本実施形態では、記憶部３１は、このようなウインドシールド１によって変形した画像を補正するための補正データ３１１を記憶している。
【００７８】
ここで、後述する図１４Ａ及び図１４Ｂで示されるとおり、本発明者らは、ガラス板と熱膨張率の異なるセラミックにより遮蔽層１１を形成した場合に、合わせガラスにおいてセラミックを印刷する面によって各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）のレンズパワーが変動することを見出した。レンズパワーは光を曲げる度合いを示し、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）のレンズパワーの値が大きいほど、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）の通過により光線の方向が大きく変化する。すなわち、本発明者らは、合わせガラスにおいてセラミックを印刷する面に応じて、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）を介して取得した画像に生じる変形量が異なることを見出した。
【００７９】
そこで、記憶部３１の記憶する補正データ３１１では、ウインドシールド１を構成する合わせガラスにおいてセラミックを印刷した面に応じた変形量が定められている。制御部３２は、このような補正データ３１１を利用することで、ステレオカメラ２により取得した各画像を適切に補正することができる。なお、この補正データ３１１のデータ形式は、実施の形態に適宜選択されてもよく、例えば、この補正データ３１１はテーブル形式のデータであってもよい。
【００８０】
このような補正データ３１１は、例えば、テスト品として作製した合わせガラス（ウインドシールド）の歪曲量を実測することで得られてもよいし、後述する図１４Ａ及び図１４Ｂに示されるレンズパワーを有するウインドシールドの歪曲量をシミュレートすることで得られてもよい。セラミックを積層した面に応じた歪曲量を得る方法は、実施の形態に応じて適宜選択可能である。
【００８１】
制御部３２は、マイクロプロセッサ又はＣＰＵ（Central Processing Unit）等の１又は複数のプロセッサと、このプロセッサの処理に利用される周辺回路（ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、インタフェース回路等）と、を有する。ＲＯＭ、ＲＡＭ等は、制御部３２内のプロセッサが取り扱うアドレス空間に配置されているという意味で主記憶装置と呼ばれてもよい。制御部３２は、記憶部３１に格納されている各種データ及びプログラムを実行することにより、画像解析部３２１として機能する。
【００８２】
画像解析部３２１は、ステレオカメラ２により取得される複数の画像を解析し、当該複数の画像に写る被写体の位置等を算出することで、車外の状況に関する情報を取得する。被写体の位置は、公知のステレオビジョンの方法によって、算出することができる。画像解析部３２１は、この被写体の位置、すなわち、被写体と自車との距離の他、視差の生じた複数の画像から公知の方法に基づいて、車外の状況に関する様々な情報を取得してもよい。例えば、画像解析部３２１は、パターンマッチング等によって、被写体の種類を特定することができる。また、例えば、画像解析部３２１は、定期的に被写体の位置を算出し、自車の走行速度を参照することで、被写体の移動速度を特定することができる。
【００８３】
入出力部３３は、画像処理装置３の外部に存在する装置とデータの送受信を行うための１又は複数のインタフェースである。入出力部３３は、例えば、ユーザインタフェースと接続するためのインタフェース、又はＵＳＢ（Universal Serial Bus）等のインタフェースである。なお、本実施形態では、画像処理装置３は、当該入出力部３３を介して、ステレオカメラ２と接続し、当該ステレオカメラ２により撮影された複数の画像を取得する。
【００８４】
このような画像処理装置３は、提供されるサービス専用に設計された装置の他、ＰＣ（Personal Computer）、タブレット端末等の汎用の装置が用いられてもよい。
【００８５】
§２  製造方法
次に、図６を用いて、本実施形態に係るウインドシールド１の製造方法を説明する。図６は、本実施形態に係るウインドシールド１の各ガラス板（１３、１４）の製造工程を模式的に例示する。なお、以下で説明するウインドシールド１の製造方法は一例に過ぎず、各ステップは可能な限り変更されてもよい。また、以下で説明する製造工程について、実施の形態に応じて、適宜、ステップの省略、置換及び追加が可能である。
【００８６】
まず、ウインドシールド１の各ガラス板（１３、１４）の製造ラインにおけるシェーピング工程について説明する。図６に例示されるように、この製造ラインでは、上流から下流に向けて、加熱炉９０１及び成形装置９０２がこの順で配置されている。そして、加熱炉９０１から成形装置９０２及びその下流側に亘ってローラコンベア９０３が配置されており、加工対象となる各ガラス板（１３、１４）はこのローラコンベア９０３により搬送される。各ガラス板（１３、１４）は、加熱炉９０１に搬入される前には、平板状に形成されており、加熱炉９０１に搬入される。このうち、内側ガラス板１４は、上記の遮蔽層１１が更に積層された後に、加熱炉９０１に搬入される。
【００８７】
加熱炉９０１は、種々の構成が可能であるが、例えば、電気加熱炉とすることができる。この加熱炉９０１は、上流側及び下流側の端部が開放する角筒状の炉本体を備えており、その内部に上流から下流へ向かってローラコンベア９０３が配置されている。炉本体の内壁面の上面、下面、及び一対の側面には、それぞれヒータ（図示省略）が配置されており、加熱炉９０１を通過する各ガラス板（１３、１４）を成形可能な温度、例えば、ガラスの軟化点付近まで加熱する。
【００８８】
成形装置９０２は、上型９２１及び下型９２２によりガラス板をプレスし、所定の形状に成形するように構成されている。上型９２１は、各ガラス板（１３、１４）の上面全体を覆うような下に凸の曲面形状を有し、上下動可能に構成されている。また、下型９２２は、各ガラス板（１３、１４）の周縁部に対応するような枠状に形成されており、その上面は上型９２１と対応するように曲面形状を有している。この構成により、各ガラス板（１３、１４）は、上型９２１と下型９２２との間でプレス成形され、最終的な曲面形状に成形される。また、下型９２２の枠内には、ローラコンベア９０３が配置されており、このローラコンベア９０３は、下型９２２の枠内を通過するように、上下動可能となっている。そして、図示を省略するが、成形装置９０２の下流側には、徐冷装置（図示省略）が配置されており、成形されたガラス板が冷却される。
【００８９】
ここで、上記加熱炉９０１では６５０度程度で加熱される。その際、遮蔽層１１の材料であるセラミックは黒色等の濃色であるため、セラミックの積層されていない領域、例えば、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）の領域及び非遮蔽領域１２と比べると、熱の吸収量が多くなる。そして、遮蔽層１１に積層されるセラミックは、遮蔽層１１の材料であるセラミックは内側ガラス板１４と異なる熱膨張率を有するため、遮蔽層１１の形成される領域では、シェーピング工程時において圧縮応力及び引張応力が発生する。更に、外側ガラス板１３及び内側ガラス板１４のガラス表面の曲率が相違することにより、内側ガラス板１４と遮蔽層１１との境界に歪みが生じやすくなる。すなわち、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）の周縁部及び非遮蔽領域１２と遮蔽層１１との境界部において、後述する程度の歪みの生じる歪領域が形成される。
【００９０】
そこで、本実施形態では、遮蔽層１１は、運転者の視野範囲６０が歪領域に重ならないように配置される。これによって、このウインドシールド１を取り付けた自動車では、運転の際に運転者に良好な視界を提供することができる。
【００９１】
また、歪領域の幅を考慮して、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）は、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）の垂直方向及び水平方向の幅を上記式（１）を満たすように形成することができる。これによって、各撮影装置（２１Ａ、２１Ｂ）に対する歪みの影響を回避しつつ、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）の大きさを比較的に小さく形成することが可能になる。
【００９２】
上記のようなローラコンベア９０３は公知のものであり、両端部を回転自在に支持された複数のローラ９３１が、所定間隔をあけて配置されている。各ローラ９３１の駆動には種々の方法があるが、例えば、各ローラ９３１の端部にスプロケットを取り付け、各スプロケットにチェーンを巻回して駆動することができる。そして、各ローラ９３１の回転速度を調整することで、各ガラス板（１３、１４）の搬送速度も調整することができる。なお、成形装置９０２の下型９２２は各ガラス板（１３、１４）の全面に亘って接するような形態でもよい。このほか、成形装置９０２は、ガラス板を成形するものであれば、上型及び下型の形態は特には限定されない。
【００９３】
こうして、外側ガラス板１３及び内側ガラス板１４が成形されると、これに続いて、外側ガラス板１３及び内側ガラス板１４の間に中間膜１５を挟み、これをゴムバッグに入れ、減圧吸引しながら約７０〜１１０℃で予備接着する。予備接着の方法は、これ以外の方法であってもよい。例えば、外側ガラス板１３及び内側ガラス板１４の間に中間膜１５を挟み、オーブンにより４５〜６５℃で加熱する。続いて、この合わせガラスを０．４５〜０．５５ＭＰａでロールにより押圧する。次に、この合わせガラスを、再度オーブンにより８０〜１０５℃で加熱した後、０．４５〜０．５５ＭＰａでロールにより再度押圧する。こうして、予備接着が完了する。
【００９４】
次に、本接着を行う。予備接着の完了した合わせガラスを、オートクレーブにより、例えば、８〜１５気圧で、１００〜１５０℃によって、本接着を行う。例えば、１４気圧で１４５℃の条件で本接着を行うことができる。こうして、本実施形態に係るウインドシールド１を構成する合わせガラスが製造される。
【００９５】
なお、このような合わせガラスを自動車に取り付ける角度（以下、「取付角度」とも称する）は、実施の形態に応じて適宜設定することができる。例えば、この合わせガラスの取付角度は、垂直から４５度以下にすることができる。
【００９６】
§３  特徴
以上のように、本実施形態に係るウインドシールド１では、車外からの視野を遮蔽する遮蔽層１１が２つの撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）を有している。これによって、車内に設置されたステレオカメラ２は、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）を介して車外の状況を撮影し、視差の生じた２つの画像を同時に取得することができる。また、ステレオビジョン等の公知の解析処理をこの２つの画像に適用することにより、単一の撮影装置では取得困難な被写体と自車との距離等の情報を取得することが可能になる。したがって、本実施形態によれば、ミリ波レーダ、レーザレーダ等の異なるタイプの測定装置を利用しなくても、単一の撮影装置では取得困難な情報を取得することができるようになるため、簡易な構成で十分な情報を取得可能な車載システムに適用可能なウインドシールド１を提供することができる。
【００９７】
また、本実施形態では、遮蔽層１１は、ウインドシールド１を構成する内側ガラス板１４の車内側の面にセラミックを積層し、内側ガラス板１４と共にセラミックを加熱することで形成される。ここで、本発明者らは、後述するとおり、セラミックで第４面に遮蔽層１１を形成した場合に、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）における歪み量が最も小さくなることを見出した。そのため、本実施形態によれば、内側ガラス板１４の車内側の面に遮蔽層１１としてセラミックの層を形成することで、歪みの少ない各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）を提供することができる。
【００９８】
§４  変形例
以上、本発明の実施の形態を詳細に説明してきたが、前述までの説明はあらゆる点において本発明の例示に過ぎない。本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。例えば、ウインドシールド１、ステレオカメラ２及び画像処理装置３の各構成要素に関して、実施の形態に応じて、適宜、構成要素の省略、置換及び追加が行われてもよい。例えば、以下のような変更が可能である。なお、以下では、上記実施形態と同様の構成要素に関しては同様の符号を用い、適宜説明を省略した。
【００９９】
＜４．１＞
例えば、上記実施形態に係るウインドシールド１のガラス板は、外側ガラス板１３と内側ガラス板１４とを中間膜１５を介して互いに接合した合わせガラスにより構成されている。しかしながら、ウインドシールド１は、種々の構成が可能であり、例えば、１枚のガラス板により構成してもよい。更に、上記実施形態では、ウインドシールド１のガラス板は略台形状に形成されている。しかしながら、ウインドシールド１のガラス板の形状は、このような形状に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択されてよい。
【０１００】
＜４．２＞
また、例えば、上記実施形態では、遮蔽層１１は、ウインドシールド１の周縁部に沿うように設けられている。しかしながら、遮蔽層１１を設ける領域は、実施の形態に応じて、適宜設定可能である。ただし、運転者の視野範囲に遮蔽層１１が重なってしまうと、運転の際に遮蔽層１１によって運転者の視界が妨げられてしまう。そのため、運転者の視野範囲６０に重ならないよう遮蔽層１１の領域を設定するのが好ましい。
【０１０１】
＜４．３＞
また、例えば、上記実施形態では、遮蔽層１１は、ウインドシールド１を構成する合わせガラスの第４面に積層されている。しかしながら、遮蔽層１１を積層する面は、合わせガラスの第４面に限定されなくてもよく、実施の形態に応じて適宜選択可能である。例えば、合わせガラスの第２面及び／又は第３面に遮蔽層１１が積層されてもよい。
【０１０２】
図７は、本変形例に係るウインドシールド１を模式的に例示する断面図である。図７に例示されるように、外側ガラス板１３の車内側の面（第２面）及び内側ガラス板１４の車内側の面（第４面）それぞれに、黒色等の濃色のセラミックをスクリーン印刷等によって積層し、各ガラス板（１３、１４）と共にセラミックを加熱することで、遮蔽層１１を形成してもよい。
【０１０３】
なお、このように第２面及び第４面にセラミックを積層して遮蔽層１１を形成することで、二層構造の遮蔽層１１を形成することができ、これによって、車外側又は車内側から遮蔽層１１を見た場合に、遮蔽層１１の色を濃くすることができる。よって、当該構成によれば、遮蔽層１１の外観上の見栄えを良くすることができる。また、第４面にセラミックを積層することによって、ウインドシールド１を自動車に取り付ける際の接着性を高めることができる。更に、この第４面に積層したセラミックが内側ガラス板１４と自動車の取り付け部分との間でクッションとなることによって、ウインドシールド１が取り付け部分において割れやすくなるのを防止することができる。
【０１０４】
＜４．４＞
また、上記実施形態では、各撮影装置（２１Ａ、２１Ｂ）は、４つのレンズ２２１〜２２４を備えている。しかしながら、各撮影装置（２１Ａ、２１Ｂ）の構成は、実施の形態に応じて適宜変更可能である。例えば、図８及び図９で例示するように、各撮影装置（２５Ａ、２５Ｂ）を構成することができる。
【０１０５】
図８は、本変形例に係る各撮影装置（２５Ａ、２５Ｂ）の構成を例示する。図８で例示される各撮影装置（２５Ａ、２５Ｂ）は、２つの平凸レンズ（２６１、２６２）を有するレンズ系２６と、レンズ系２６から被写体側に配置された開口絞り２７と、レンズ系２６を通過した光によって撮像するイメージセンサ２８と、を備える。本変形例では、開口絞り２７がレンズ系２６の被写体側（図８では左側）に配置されている。
【０１０６】
したがって、この場合、開口絞り２７の位置及び大きさが入射瞳と一致するため、開口絞り２７を各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）上に設けることによって、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）上に入射瞳が現れるようにすることができる。よって、この場合、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）の大きさを入射瞳の大きさまで小さくすることができる。
【０１０７】
また、図９に例示されるように、撮影装置は歪曲補正板２９を備えてもよい。図９は、上記変形例における各撮影装置（２５Ａ、２５Ｂ）に歪曲補正板２９を設けた場合の一例を示す。この歪曲補正板２９は、例えば、ウインドシールド１の外側ガラス板１３と内側ガラス板１４との曲率差で生じる歪み（レンズパワーで数値化）を補正し、レンズパワーをゼロにすることができる。このような歪曲補正板２９は、自由曲面を有する透明な板部材適宜加工することで、ウインドシールドに適合するよう構成することができる。
【０１０８】
＜４．５＞
また、上記実施形態では、ウインドシールド１の外側ガラス板１３及び内側ガラス板１４それぞれをプレス成形する成形装置９０２を説明した。しかしながら、ウインドシールド１のガラス板を成形する方法は、このような例に限られなくてもよく、例えば、図１０で例示される自重曲げ工法によって成形してもよい。
【０１０９】
図１０は、本変形例に係るガラス板の成形装置を例示する。この成形装置では、まず、平板上の外側ガラス板１３及び内側ガラス板１４の間に中間膜１５を挟んだ合わせガラス（ウインドシールド１）を準備する。なお、この前の段階で、遮蔽層１１はスクリーン印刷等によって第４面及び／又は第２面に積層されている。
【０１１０】
そして、リング状（枠状）の成形型８００に、この合わせガラスを載置する。この成形型８００は搬送台８０１上に配置されており、成形型８００に合わせガラスを載置した状態で、搬送台８０１は、加熱炉８０２及び徐冷炉８０３内を順に通過する。このとき、成形型８００はリング状であるため、合わせガラスは周縁部のみが支持された状態で加熱炉８０２を通過する。そして、加熱炉８０２内で軟化点温度付近まで加熱されると、合わせガラスは自重によって周縁部よりも内側が下方に湾曲し、曲面状に成形される。なお、ウインドシールド１が、合わせガラスではなく、一枚のガラス板で構成される場合であっても、同様の方法によって成形することができる。
【０１１１】
＜４．６＞
また、中間膜１５は、種々の態様を採用することができる。例えば、中間膜１５の一部を黒色等の濃色に染色して、中間膜１５の一領域（染色領域）を遮蔽層１１の一部として構成してもよい。ただし、この染色領域が各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）に重なる場合には、各撮影装置（２１Ａ、２１Ｂ）による撮影をこの染色領域が阻害する可能性がある。そのため、染色領域と各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）とが重なる部分については、可視光の透過率の高い素材に置き換えることで、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）に染色領域が重ならないように構成してもよい。
【０１１２】
＜４．７＞
また、上記実施形態では、ステレオカメラ２は、２つの撮影装置（２１Ａ、２１Ｂ）を有する。しかしながら、ステレオカメラ２の備える撮影装置の数は、２つに限られなくてもよく、３つ以上であってもよい。なお、この場合、遮蔽層１１に設けられる撮影窓の数は、撮影装置の数に応じて設定されてよい。
【０１１３】
＜４．８＞
また、上記実施形態における補正データ３１１、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）の大きさ、及び遮蔽層１１を設ける合わせガラスの面は、ステレオカメラだけではなく、単一のカメラの場合にも適用可能である。そのため、ステレオカメラを利用せずに単一のカメラを利用する場合には、撮影窓の数は１つであってもよい。
【０１１４】
＜４．９＞
また、上記実施形態では、遮蔽層１１は一層構造である。しかしながら、遮蔽層１１は、多層構造にすることができる。例えば、内側ガラス板１４の車内側の面にセラミックを積層することで第１セラミック層を形成する。次に、第１セラミック層の上に銀を積層することで銀層を形成する。更に、この銀層の上にセラミックを積層することで第２セラミック層を形成する。これによって、３層構造の遮蔽層１１を形成することができる。この３層構造の遮蔽層１１は、銀層によって電磁波を遮蔽することができる。なお、この銀層には以下の表２に示される組成の材料を利用することができる。
【０１１５】
【表２】
2016107755.tif 000007
＊１，主成分：ホウケイ酸ビスマス、ホウケイ酸亜鉛
【０１１６】
＜４．１０＞
また、上記実施形態では、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）と非遮蔽領域１２とは離間している。しかしながら、図１１に例示されるように、各撮影窓（１１３Ａ、１１３Ｂ）は非遮蔽領域１２と連続するように形成されてもよい。
【実施例】
【０１１７】
以下、本発明の実施例について説明する。ただし、本発明はこの実施例に限定される訳ではない。
【０１１８】
＜遮蔽層及び撮影窓の境界付近における歪み＞
まず、セラミックを用いて遮蔽層を形成した場合に、遮蔽層の形成された領域と遮蔽層の形成されていない領域との境界でどのような歪みが生じるかを調べるために、以下のガラス板を準備した。
【０１１９】
（１）ガラス板の構成：外側ガラス板及び内側ガラス板を厚み２ｍｍのグリーンガラスで構成し、これらの間に単層の中間膜を配置した合わせガラスとした。
（２）遮蔽層：上記の表１で示される組成の第１セラミック層及び第２セラミック層の間に表２で示される組成に銀層を配置した三層構造の遮蔽層を形成した。また、遮蔽層には台形状の撮影窓を形成した。
（３）ガラス板の作製：内側ガラス板の車内側の面に、第１セラミック層、銀層、及び第２セラミック層をスクリーン印刷し、遮蔽層を形成した。銀層の組成は、以下の表２で示される。その後、図６に示すような成形型で、加熱炉で６５０℃に焼成し曲面状に成形し、加熱炉から搬送後徐冷した。
【０１２０】
続いて、上記のように製造されたガラス板に対し、遮蔽層の境界付近におけるガラス板の歪みを測定したところ、図１２に示される結果を得た。図１２のグラフでは、横軸がガラス板の面方向の長さを示し、縦軸がレンズパワー(ミリ diopter)を示す。（Diopter）はレンズ作用による焦点距離の逆数であり、単位は（１／ｍ）である。
【０１２１】
なお、レンズパワーの測定方法は、以下のとおりである。まず、暗室内でガラス板に光を投影し、ガラス板の背後のスクリーンに影を形成する。このとき、ガラス板上に凸レンズ作用があると光が集光し、スクリーン上の影が明るくなる。一方、ガラス板上に凹レンズ作用があると暗くなる。ここで、レンズパワーとスクリーン上の影の明るさには相関があり、レンズパワーが既知のレンズを置き、そのときのスクリーン上での明るさを測定することで、レンズパワーと明るさの関係を得ることができる。したがって、対象となるガラス板を配置し、スクリーン上での明るさをガラス全面に渡って測定することで、ガラス板のレンズパワーを得ることができる。
【０１２２】
このような測定の結果、図１２によれば、遮蔽層から非遮蔽領域に向かうにしたがって、その境界付近では、レンズパワーが急激に大きくなっており、ガラス板の歪みが増大していることがわかる。そして、境界から所定の長さを離れると、歪みが低減し、更に離れると歪みが消失していることが分かる。
【０１２３】
また、ガラス板の歪みによる画像の変形を検討するため、遮蔽層に台形状の撮影窓を形成したガラス板において、ＪＩＳ Ｒ３２１２の透視歪みの試験を行い、その場面を写真撮影した。図１３は、これによって得た写真を示す。図１３に示されるように、遮蔽層と撮影窓との境界から８ｍｍ以内で真円が変形して楕円形状に変形している（歪領域）。一方、撮影窓の中央付近（境界から８ｍｍを除いた領域）では、境界付近に比較して真円に近いことが分かる。
【０１２４】
したがって、上記のとおり、撮影装置の撮影範囲が上述した歪みの大きい歪領域を含まないように、撮影窓の垂直方向及び水平方向の幅を上記式１を満たすように形成するのが好ましいと推定される。
【０１２５】
＜遮蔽層を設ける面と撮影窓の歪みとの関係＞
次に、上記と同様の方法により、セラミックを第２面に積層して遮蔽層を形成したガラス板、セラミックを第２面及び第４面に積層して遮蔽層を形成したガラス板、及びセラミックを第４面に積層して遮蔽層を形成したガラス板をそれぞれ準備し、遮蔽層を設ける面と撮影窓の歪みとの関係を調べた。なお、本実施例では、左右に離間した２つの撮影窓を遮蔽層に形成した。各撮影窓は、上辺の幅が２０ｍｍ、下辺の幅が５０ｍｍ、高さが４０ｍｍの台形形状に形成した。そして、デプスゲージ（メーカー名：ミツトヨ社、型番： ID-C112RB）を利用して、左右ぞれぞれの撮影窓の車外側の面及び車内側の面それぞれの、水平方向の曲率半径を測定した。なお、デプスゲージの幅は５０ｍｍとし、各撮影窓の高さ方向中央（高さ３０ｍｍの位置）の幅が５０ｍｍとなる部分にデプスゲージを当てることで、各撮影窓の各面の曲率半径を測定した。更に、以下の数４にそれぞれの面の曲率半径を代入することで、各撮影窓の水平方向におけるレンズパワーを算出した。
【０１２６】
【数４】
2016107755.tif 000008
ただし、レンズパワーの単位は（１／ｍ）、Ｒ１、Ｒ２の単位はｍ、１．５２はガラスの屈折率である。
【０１２７】
なお、数４におけるＲ１には車外側の面の曲率半径を代入し、Ｒ２には車内側の面の曲率半径を代入した。これにより、左側の撮影窓のレンズパワーについては図１４Ａで示される結果を得た。また、右側の撮影窓のレンズパワーについては図１４Ｂで示される結果を得た。縦軸の目盛は  ミリ diopter である。
【０１２８】
図１４Ａ及び図１４Ｂに示される結果によると、第４面にセラミックを積層した場合に、左右共にレンズパワーがほぼ０であることが示された。レンズパワーが０であることは、第１面と第４面との曲率が同じであるため、ウインドシールドには凹レンズ作用又は凸レンズ作用の役割がなく、換言すると、収束及び発散がないことを意味する。したがって、当該結果により、第４面にセラミックを積層して遮蔽層を形成することで、歪みによるレンズパワーの発生が殆どない撮影窓を形成することができることが分かった。また、セラミックを積層する面に応じて、撮影窓を介して取得した画像に生じる変形量が異なることが分かった。そのため、上記のように、セラミックを印刷する面に応じて補正値を定めておくことで、撮影窓を介して取得した画像を適正に補正することができることが分かった。
【０１２９】
一方、第２面にセラミックを積層した場合には、各撮影窓のレンズパワーが、−２１．６〜−２０ｍｄｐｔとなり、凹レンズの傾向を示していた。また、第２面及び第４面にセラミックを積層した場合には、第２面にセラミックを積層した場合と４面にセラミックを積層した場合との中間程度の結果が得られた。
【０１３０】
これらの結果より、外側ガラス板及び内側ガラス板における表面の曲率の違い等のその他の要因によってレンズパワーの値は相違しうるところ、図１４Ａ及び図１４Ｂに示されるように、第４面のみにセラミックを積層した場合に、撮影窓において歪みによるレンズパワーが最も生じないことが分かった。また、第２面のみにセラミックを積層した場合に、撮影窓において歪みによるレンズパワーが最も生じることが分かった。更に、第２面及び第４面にセラミックを積層した場合には、撮影窓において、第２面のみにセラミックを積層した結果及び第４面のみにセラミックを積層した結果の中間程度の歪みによるレンズパワーが生じることが分かった。
【０１３１】
＜入射瞳の位置と歪曲量との関係＞
最後に、入射瞳の位置と撮影窓における歪曲量との関係を調べるため、図１５に例示されるような光学シミュレーションを行った。この光学シミュレーションには、米国Lambda Research社製のソフトウェア OSLO Premium(Release6.3)を利用した。そして、ウインドシールドは１枚のガラス板で構成されるものとし、ウインドシールドの厚みを４．８ｍｍとした。また、ガラス板は水平方向に対して３０°傾いているものとし、ガラス板の屈折率を１．５２とした。更に、車外側の面の水平方向の曲率半径を４８００ｍｍとした。そして、車内側の面の垂直方向の曲率半径を１８００ｍｍとし、車内側の面の水平方向の曲率半径を４８００ｍｍとした。
【０１３２】
ここで、車外側の面の垂直方向の曲率半径を１６００ｍｍ〜２０００ｍｍまで２００ｍｍの間隔で変動させた。また、撮影装置の入射瞳とウインドシールド（内側の面）との距離(空気層換算の光学長)を−１０ｍｍ〜３０ｍｍまで５ないし１０ｍｍの間隔で変動させた。更に、ウインドシールドから１５００ｍｍ離れた位置に配置されたターゲット上に測定点を設定した。
【０１３３】
そして、測定点から発して入射瞳の中心を通る光線（主光線）の、入射瞳位置における方向を、
（ａ）ウインドシールドを配置した場合（角度Ｐ）
（ｂ）ウインドシールドを配置しなかった場合（角度Ｑ）
についてそれぞれ計算し、以下の数５により歪曲量を算出した。
【０１３４】
【数５】
2016107755.tif 000009
この歪曲量は、撮影装置の焦点距離及びＦ値には依存しない数値である。評価した測定点及び方向は、図１５に示すＡｙ及びＹ方向、Ｃｙ及びＹ方向、並びに、Ｅｘ及びＸ方向とした。これにより、図１６及び図１７に示される結果が得られた。なお、入射瞳とウインドシールドとの間の距離が−１０ｍｍであるとは、入射瞳がウインドシールド(内側の面)から車外側に光学長１０ｍｍ離れた状態を意味する。
【０１３５】
図１６は、カメラの入射瞳とウインドシールドとの距離を−１０ｍｍ〜３０ｍｍまで１０ｍｍの間隔で変動させた場合においてウインドシールドを介して撮影したターゲットの歪曲量を示す。この結果によると、車外側の垂直方向の曲率半径を１８００ｍｍに設定した場合、すなわち、ウインドシールドの車外側の面と車内側の面とで同じ曲率半径の形状になっている場合に、カメラの入射瞳とウインドシールドとの距離を変動させても、歪曲量の変動が小さいことが分かった。
【０１３６】
また、図１６では、ウインドシールドの曲率によって歪曲量が変化するところ、ウインドシールドと入射瞳との間隔Ｄを略３ｍｍとすることによって、ウインドシールドの曲率による歪曲量の変化を抑えることができることが分かった。すなわち、例えば、Ｄを−１０ｍｍに設定した場合には、ウインドシールドの曲率を１６００ｍｍ〜２０００ｍｍに変動させた場合に、ターゲットＣｙの歪曲量は１．１％〜２．７％に変動した。一方、Ｄを略３ｍｍに設定した場合には、ウインドシールドの曲率を１６００ｍｍ〜２０００ｍｍに変動させても、ターゲットＣｙの歪曲量は１．９％で変動しなかった。また、ターゲットＡｙについては、Ｄを概略６ｍｍとすることによって歪曲量の変動がほぼゼロとなる。しかし、ターゲットＣｙのほうが歪曲の絶対量と変動量が大きいので、ウインドシールドと入射瞳との間隔Ｄを略３ｍｍとすることによって、ウインドシールドの曲率による歪曲量の変化を抑えることができることが分かった。
【０１３７】
なお、ウインドシールドの形状は、デザイン上および空気力学的な理由により湾曲している。設計上は厚さ一定のガラス板であるからレンズパワーはほぼゼロであり、レンズパワーに起因する歪曲はほとんど発生しない。また、湾曲の形状が設計値通りであれば、湾曲に起因する歪曲量を計算して対処することができる。しかしながら、ウインドシールドの外面（第１面）及び内面（第４面）の曲率差により生じるレンズパワーによる歪曲は、設計値からのずれを生じさせる。そのため、このようなレンズパワーに起因する歪曲が生じる場合には、ウインドシールドの設計値のみによってステレオカメラが撮影する画像の変形を補正することは困難であり、レンズパワーに起因する歪曲への対処が別途必要となる。これに対して、上述のとおり、第４面のみにセラミックを積層することで、レンズパワーの発生を抑えることができるので、そのようなレンズパワーに起因する歪曲への対処が不要となる。
【０１３８】
また、図１７は、車外側の面の垂直方向の曲率半径を１６００ｍｍ〜２０００ｍｍまで１００ｍｍの間隔で変動させた場合においてウインドシールドを介して撮影したターゲットの歪曲量を示す。この結果によると、Ｃｙが最も歪曲率の変動が大きかった。具体的には、カメラの入射瞳とウインドシールドとの距離を３０ｍｍに設定すると、車外側の面の垂直方向の曲率半径が１６００ｍｍの場合と２０００ｍｍの場合とで点Ｃｙの歪曲率が３．３％から０．４％まで凡そ２．９％変動した。
【０１３９】
一方、カメラの入射瞳とウインドシールドとの距離を１０ｍｍに設定すると、車外側の面の垂直方向の曲率半径が１６００ｍｍの場合と２０００ｍｍの場合とで点Ｃｙの歪曲率の変動は２．３％から１．５％まで凡そ０．８％程度にまで抑えることができた。また、カメラの入射瞳とウインドシールドとの距離を−１０ｍｍに設定すると、車外側の面の垂直方向の曲率半径が１６００ｍｍの場合と２０００ｍｍの場合とで点Ｃｙの歪曲率の変動は１．１％から２．６％まで凡そ１．５％程度にまで抑えることができた。
【０１４０】
したがって、カメラの入射瞳とウインドシールドとの距離を−１０ｍｍ〜１０ｍｍの範囲で設定しておくことによって、車外側の面の垂直方向の曲率半径を変動させても、ウインドシールドを介して撮影したターゲットの歪曲量の変動をある程度抑えることができることが分かった。特に、カメラの入射瞳とウインドシールドとの距離を２ｍｍ〜３ｍｍの範囲で設定することで、車外側の面の垂直方向の曲率半径を変動させても、また、例えば、遮蔽層の設けた面により、レンズパワーによりバラツキが生じても、ウインドシールドを介して撮影したターゲットの歪曲量の変動をほぼ抑えることができることが分かった。
【０１４１】
ここで、車外側の面の垂直方向の曲率半径の変動はウインドシールドの製造誤差を示し、ウインドシールドと入射瞳の間隔の変動はカメラ取り付け時の誤差を示している。すなわち、車外側の面の曲率半径と車内側の面の曲率半径とが一致している場合には、ウインドシールドでレンズ効果はほとんど生じないので、ウインドシールドを介して撮影した画像の歪曲量は、ウインドシールドとカメラの間隔が変動してもほぼ一定値となる。一方、車外側の面の曲率半径と車内側の面の曲率半径とが製造時のばらつきによって一致しない場合には、その不一致具合によって、ウインドシールドにおいてレンズ効果が生じやすくなり、ウインドシールドを介して撮影した画像の歪曲量は、ウインドシールドとカメラの間隔が変動すると大きく変化する。
【０１４２】
この不一致具合は製造誤差によって変動し得るため、この不一致具合の変動によって、ウインドシールドを介して撮影した画像の歪曲量が変動してしまう。そうすると、ウインドシールドを介して撮影した画像を補正するための補正値は個々のウインドシールドに特有の値になってしまい、ウインドシールドを作製する度に補正値を特定しなければならなくなってしまう。
【０１４３】
これに対して、上記シミュレーションの結果によると、カメラの入射瞳とウインドシールドとの距離を−１０ｍｍ〜１０ｍｍの範囲で設定することによって、車外側の面の曲率半径と車内側の面の曲率半径と不一致具合が変動しても、ウインドシールドを介して撮影した画像の歪曲量の変動をある程度抑えられることが分かった。特に、カメラの入射瞳とウインドシールドとの距離を２ｍｍ〜３ｍｍの範囲で設定することで、ウインドシールドを介して撮影した画像の歪曲量の変動をほぼ抑えられることが分かった。これによって、インドシールドの製造誤差によって各撮影窓を介して撮影した画像の歪曲量が大きく変動するのを防止し、個体差を考慮することなく、撮影した画像を補正する補正値を一律に定めることができる。
【符号の説明】
【０１４４】
１…ウインドシールド、
１１…遮蔽層、１１１…周縁領域、１１２…突出領域、１１３（Ａ・Ｂ）…撮影窓、
１２…非遮蔽領域、
１３…外側ガラス板、１４…内側ガラス板、１５…中間膜、
２…ステレオカメラ、
２１（Ａ・Ｂ）…撮影装置、
２２…レンズ系、２２１〜２２４…平凸レンズ、２３…開口絞り、
２４…イメージセンサ、
２５（Ａ・Ｂ）…撮影装置、
２６…レンズ系、２６１・２６２…平凸レンズ、２７…開口絞り、
２８…イメージセンサ、２９…歪曲補正板、
３…画像処理装置、
３１…記憶部、３１１…補正データ、３２…制御部、３２１…画像解析部、
３３…入出力部、
６０…視野範囲、
８００…成形型、８０１…搬送台、８０２…加熱炉、８０３…徐冷炉、
９０１…加熱炉、９３１…ローラ、
９０２…成形装置、９２１…上型、９２２…下型、
９０３…ローラコンベア
【図１】
2016107755.tif 000010
【図２】
2016107755.tif 000011
【図３Ａ】
2016107755.tif 000012
【図３Ｂ】
2016107755.tif 000013
【図４Ａ】
2016107755.tif 000014
【図４Ｂ】
2016107755.tif 000015
【図５】
2016107755.tif 000016
【図６】
2016107755.tif 000017
【図７】
2016107755.tif 000018
【図８】
2016107755.tif 000019
【図９】
2016107755.tif 000020
【図１０】
2016107755.tif 000021
【図１１】
2016107755.tif 000022
【図１２】
2016107755.tif 000023
【図１３】
2016107755.tif 000024
【図１４Ａ】
2016107755.tif 000025
【図１４Ｂ】
2016107755.tif 000026
【図１５】
2016107755.tif 000027
【図１６】
2016107755.tif 000028
【図１７】
2016107755.tif 000029