(57)【要約】【課題】車載用カメラ装置は、可視光、赤外光の両者を透過する安価なレンズ材料がなかったため、昼夜別々のレンズ装置が必要であり、そのため、昼夜別々のカメラ装置が必要であった。【解決手段】有機材料に微粒子化された無機材料を混入させることにより、可視光、赤外光の両者を透過するようにしたレンズ材料を用いたレンズ群１と、可視光用と赤外光用とに切り換え可能とした受光素子２，３とにより、昼夜兼用のカメラ装置を実現する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光および赤外光を透過するレンズと、
前記レンズを通過した光を受光する受光素子とを備え、
前記受光素子は、可視光用受光素子および赤外光用受光素子を有し、前記可視光用受光素子または前記赤外光用受光素子が選択的に前記レンズを通過した光を受光することを特徴とするカメラ装置。
【請求項２】
前記レンズが、有機材料に微粒化した無機材料を加えたレンズ材料により構成されたことを特徴とする請求項１記載のカメラ装置。
【請求項３】
有機材料に微粒化した無機材料を加えたレンズ材料により構成されたレンズと、
前記レンズを通過した光を受光する赤外光用受光素子とを備えたカメラ装置。
【請求項４】
前記無機材料は１００ｎｍ以下の粒径の材料によって構成されたことを特徴とする請求項２または請求項３記載のカメラ装置。
【請求項５】
前記有機材料がシクロオレフィンポリマーであり、前記無機材料がフッ化カルシウムもしくは臭化カリウムであることを特徴とする請求項２または請求項３記載のカメラ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可視光域や赤外光域を撮像できるカメラ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、安全に対する要求の高まりとともに、車に対する要求も、従来のパッシブセイフティ（衝突安全）より、アクティブセイフティ（予防安全）へと移ってきており、それに伴い、アクティブセイフティ市場は急速な拡大が見込まれている。アクティブセイフティは車周辺や運転者を検知することで運転支援を行うもので、周辺障害物のセンシングが重要なポイントとなる。
【０００３】
例えば、カメラやレーダなどのセンサやコンピュータで障害物までの距離や位置を計算し、衝突の可能性が高ければ、運転者に危険が迫っていることを音や表示で警告するとともに、ブレーキの油圧を高めることでブレーキを効きやすくしたり、また、衝突の危険が高まれば、自動的に車を停止させる等、事故の発生を未然に防止する。
【０００４】
通常、この障害物の検知は、レーダや車載カメラにより行うことが多いが、雨天時の検知の信頼性を考慮すると、カメラによることが多い。しかしながら、カメラによる検知の場合、昼間は可視光を感知するカメラが必要であり、夜間は人体や物体が放射する熱線像を捉えるための長波長の赤外光を感知するカメラが必要であるため、昼用と夜用に、それぞれ別々のカメラが必要であった。
【０００５】
この問題を解決するために、入射光を分割して昼間用撮像素子と夜間用撮像素子との両方に供給しこれらの撮像素子の出力信号を切り換えることにより、１台のカメラで昼用と夜用に兼用で使用できるようにしたビデオカメラが特許文献１に開示されている。
【０００６】
図７に上記従来のビデオカメラの略断面図を示す。図７において、１１は被写体、１２はレンズ、１３はダイクロイックプリズム、１４は昼間用撮像素子、１５は夜間用撮像素子、１６は信号切換回路である。
【０００７】
しかし、上記従来のビデオカメラでは、入射光を２分して昼間用撮像素子と夜間用撮像素子との両方に供給するため、それぞれの撮像素子に供給される入射光の光量は減少し、そのためカメラの感度は低くなってしまうという問題があった。
【０００８】
また、カメラを構成するレンズ材料は、ガラス材料のような可視光用は波長２μｍまでしか透過しないため、夜間用のレンズ材料として、ゲルマニウム結晶やカルコゲンなどの赤外光透過材料を用いる。
【０００９】
ゲルマニウム及びカルコゲン材料は図８、図９に示すように、赤外光は透過させるが、波長０．３５〜０．８μｍの可視光は透過しない。また、赤外光透過材料として広く用いられるゲルマニウム結晶は、切削加工での製作であり、硬脆材料であるため、加工、組み立て時の欠け、脱落などを生じやすく高価なレンズになっている。
【００１０】
以上のように、可視光および赤外光を共に透過し、しかも加工性に優れたレンズ材料の実現は困難であったため、昼夜別々のカメラ装置を使用しなければならないのが実態であった。
【特許文献１】実開昭６３−１２０４７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、上述したように昼夜別々のカメラ装置を使用しなければならない実態を考慮し、高感度の昼夜兼用カメラ装置や赤外光用カメラ装置を安価に提供できるようにするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記従来の課題を解決するために本発明のカメラ装置は、可視光および赤外光を透過するレンズと、前記レンズを通過した光を受光する受光素子とを備え、前記受光素子は、可視光用受光素子および赤外光用受光素子を有し、前記可視光用受光素子または前記赤外光用受光素子が選択的に前記レンズを通過した光を受光することを特徴とするものである。
【００１３】
また、前記レンズが、有機材料に微粒化した無機材料を加えたレンズ材料により構成されたことを特徴とするものである。
【００１４】
また、前記無機材料は１００ｎｍ以下の粒径の材料によって構成されたことを特徴とするものである。
【００１５】
また、前記有機材料がシクロオレフィンポリマーであり、前記無機材料がフッ化カルシウムもしくは臭化カリウムであることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のカメラ装置によれば、可視光（波長０．３５〜０．８μｍ）および赤外光（３〜５、８〜１２μｍ）がレンズを透過するため、それぞれの専用レンズを必要とすることなく、受光素子の切り換えで昼夜の兼用ができるとともに、高画質な映像を実現できる。また、レンズ材料として、有機材料に無機材料を加えることで、成形材料の光学特性の高性能化を図れ、安価なレンズ装置が提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。
【００１８】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１におけるカメラ装置の略断面を示す。
【００１９】
昼間は外部の映像を可視光にて捉え、レンズ群１を通して受光素子２に結像させる。また、夜になると、前記受光素子２を受光素子３に切り換え、物体及び人体より放射される赤外光を感知し熱線像として捉える。
【００２０】
図２に有機材料ＣＯＰ（シクロオレフィンポリマー：商品名Ｚｅｏｎｅｘ（登録商標）４８０）の可視光域での分光特性を、図３に同赤外光域での分光特性を示す。有機材料ＣＯＰは可視光、赤外光ともに透過する。
【００２１】
図４に、無機材料ＣａＦ2（フッ化カルシウム）、ＫＢｒ（臭化カリウム）の分光特性を示す。いずれも１０μｍあるいはそれ以上の波長域で高透過性を示している。この無機物を光の波長より充分小さな粒子径、例えば、１００ｎｍ以下にして、有機物に混ぜると、無機物のもつ光学的特性が有機物に転化される。
【００２２】
図５、図６に、前記ＣＯＰに粒径１００ｎｍ以下にした無機物ＣａＦ2を添加した際の分光透過率の変化を表す。ＣａＦ2の混合率（重量％）が増えれば透過率が上昇していることが確認される。ＣａＦ2の代わりにＫＢｒを添加した場合も、ほぼ同様の分光透過率が得られる。
【００２３】
つまり、有機材料ＣＯＰに微粒化した無機材料を加えることにより、可視光から遠赤外光まで、より透過性を向上させた易成形のレンズが実現できる。
【００２４】
図１における受光素子２は、可視光の映像を結像させ、感知するものである。受光素子３は、物体及び人体より放射される赤外光を結像、感知するもので、例えば３〜５μｍの熱源物体や、８〜１２μｍの人体の熱線像を捉える。３〜５μｍと８〜１２μｍの受光素子は、それぞれ異なったものを用いることもある。
【００２５】
この受光素子２と受光素子３を自動的に又は手動で切り換えることにより、昼夜の撮影が可能となり、昼夜、別々のカメラ装置を必要としない。
【００２６】
また、赤外光受光素子を固定設置し、上記レンズを夜間や赤外光専用にした場合も、上記レンズは易成形性を有する材料で構成されているため、従来のゲルマニウム結晶と比較して、安価なカメラ装置を提供できる。
【００２７】
このように、有機材料に微粒化された無機材料を混入させることにより、可視光域から遠赤外光域まで透過する易成形レンズ材料が得られ、それによって構成されたレンズ機構を有することにより、昼夜兼用の安価なレンズ装置が提供できる。
【００２８】
なお、本実施の形態では、無機材料としてＣａＦ2やＫＢｒを使用しているが、これに限らず、ＢａＦ2（フッ化バリウム）やＮａＣｌ（塩化ナトリウム）等でも有効である。
【００２９】
また、本実施の形態では、車載用として説明したが、侵入者や歩行者の監視に使用されるセキュリティ分野においても同様な効果を提供できる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明のカメラ装置は、昼夜兼用での使用が可能であり、車載用だけでなく、監視用、セキュリティ用、工場品質管理用等、さまざまな分野に活用が期待される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明によるカメラ装置の略断面図
【図２】ＣＯＰの可視光域での光透過率を示すグラフ
【図３】ＣＯＰの赤外光域での光透過率を示すグラフ
【図４】無機材料の光透過率を示すグラフ
【図５】本発明の実施の形態１におけるカメラ装置のレンズ材料がＣＯＰにＣａＦ2を加えたものであるときの光透過率を示すグラフ
【図６】本発明の実施の形態１におけるカメラ装置のレンズ材料がＣＯＰにＣａＦ2を加えたものであるときの光透過率を示すグラフ
【図７】従来のビデオカメラの略断面図
【図８】ゲルマニウムの光透過率を示すグラフ
【図９】カルコゲンの光透過率を示すグラフ
【符号の説明】
【００３２】
１  レンズ群
２  可視光用受光素子
３  赤外光用受光素子
【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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【図８】
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【図９】
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