JP2003219226A - 撮像カメラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レンズ系の光軸を一定の方向に向けたままで
撮像カメラの撮像方向を変更することができ、車両への
設置スペースの省スペース化等が図れる撮像カメラを提
供する。 【解決手段】 この撮像カメラ１０では、レンズ系１１
の光軸２１が撮像素子部１３の中心軸２３上から下方向
に所定距離Ｄだけ平行移動されて偏心され、撮像カメラ
１０の撮像範囲が下側に拡大されているため、レンズ系
１１の光軸２１を水平方向に向けたままで撮像カメラ１
０の撮像方向を水平方向に対して斜め下方向に変更する
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レンズ系によって
結像された像を撮像素子部により撮像する撮像カメラに
関し、特に車両に搭載され、車両周辺を撮像する撮像カ
メラに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１６は従来の撮像カメラの構成を模式
的に示す図である。この従来の撮像カメラでは、図１６
に示すように、撮像素子部１及びレンズ系３が、撮像素
子部１の中心軸とレンズ系３の光軸５とが直線上に重な
るように配置されている。このため、当然のことなが
ら、撮像の際には撮像対象の方向にレンズ系３の光軸５
が向くように、撮像カメラを配置する必要がある。例え
ば、図１６に示すように、水平方向７の上側領域よりも
下側領域の方をより広範囲に撮像しようとすると、光軸
５が水平方向７に対して斜め下方を向くように、撮像素
子部１及びレンズ系３の配置、あるいは撮像カメラの配
置を行う必要がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このため、従来の撮像
カメラを車両に搭載して車両周辺における水平方向７に
対して斜め下方の領域を撮像する場合には、図１６に示
すように光軸５が水平方向７に対して斜め下方向を向く
ように、撮像素子部１及びレンズ系３の配置、あるいは
撮像カメラの配置を行う必要がある。このように撮像素
子部１及びレンズ系３の配置、あるいは撮像カメラの配
置では、光軸５が水平方向７と平行になるように撮像素
子部１及びレンズ系の配置、あるいは撮像カメラの配置
とした場合と比して、撮像カメラの車両への設置スペー
スが大きくなる等の問題がある。なお、この点に関して
は、後に図８及び図９等を参照して詳細に説明する。

【０００４】そこで、本発明は前記問題点に鑑み、レン
ズ系の光軸を一定の方向に向けたままで撮像カメラの撮
像方向を変更することができ、車両への設置スペースの
省スペース化等が図れる撮像カメラを提供することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の技術的手段は、レンズ系によって結像された像を撮像
素子部により撮像する撮像カメラにおいて、前記撮像素
子部の中心が前記レンズ系の光軸上から偏心するよう
に、前記レンズ系が前記撮像素子部に対して所定方向に
偏心して配置されていることを特徴とする。

【０００６】好ましくは、前記レンズ系の前記光軸が前
記撮像素子部の中心軸上から前記所定方向に平行移動さ
れて偏心されているのがよい。

【０００７】また、好ましくは、前記撮像カメラは、車
両に搭載され、車両周辺を撮像するのがよい。

【０００８】さらに、好ましくは、前記レンズ系の前面
側に、前記レンズ系の光軸に対して略垂直であって互い
に略逆向きである２方向からの光を反射して前記レンズ
系に入射させる光学素子が設けられるのがよい。

【０００９】また、好ましくは、前記レンズ系又は前記
撮像素子部の一方が、前記レンズ系又は前記撮像素子部
のいずれか他方に対して前記所定方向に沿って移動可能
に設けられ、前記一方を前記所定方向に沿って駆動する
駆動機構が設けられるのがよい。

【００１０】

【発明の実施の形態】＜第１実施形態＞図１は本発明の
第１実施形態に係る撮像カメラの縦断面の構成を模式的
に示す図であり、図２は図１の撮像カメラの要部の平面
的な構成を示す図である。この撮像カメラ１０は、図１
及び図２に示すように、レンズ系１１と、撮像素子部１
３と、左右方向の光を反射してレンズ系１１に導入する
光学素子である２つのプリズム１５，１７と、これらを
収容するケース１９とを備えており、例えば車両前端部
（例えば、エンブレムの下部等）に設置され、車両前方
側における左方向の撮像領域Ａ１（図４参照）、右方向
の撮像領域Ａ２（図４参照）及び斜め下方向の撮像領域
Ａ３（図４及び図５参照）を撮像する。レンズ系１１及
び撮像素子部１３は、撮像部２０を構成している。

【００１１】レンズ系１１は、レンズ１１ａ〜１１ｄを
備えて構成されており、入射側を車両前方側に向けて設
置され、その光軸２１が水平方向と平行になるように設
定されている。

【００１２】撮像素子部１３は、少なくとも１つの撮像
素子（ここではＣＣＤ撮像素子）を備えて構成されてお
り、レンズ系１１からの光を受光し、３方向の撮像領域
Ａ１〜Ａ３を撮像し、撮像した映像（映像信号）を出力
する。

【００１３】本実施形態では、図１及び図３に示すよう
に、レンズ系１１の光軸２１が撮像素子部１３の中心軸
２３上から下方（所定方向）に所定の偏心距離Ｄだけ平
行移動されて偏心配置され、これによって、撮像カメラ
１０の撮像範囲が下方側に拡大されている。すなわち、
レンズ系１１の光軸２１を水平方向に向けたままで、撮
像カメラ１０の撮像方向が水平方向から斜め下方に向け
られている。

【００１４】レンズ系１１の偏心距離Ｄは、例えば、レ
ンズ系１１の垂直画角が７０度であり、撮像素子部１３
のＣＣＤ撮像素子が１／４インチサイズ（垂直方向の撮
像有効寸法が２．７ｍｍ）である場合において、その７
０度の垂直画角のうちの上側から２３．４度の範囲α
（図３参照）が水平方向よりも上側の範囲を撮像し、垂
直画角のうちの下側から４６．６度の範囲β（図３参
照）が水平方向よりも下側の範囲を撮像するように設定
する場合には、０．４５ｍｍに設定される。つまり、レ
ンズ系１１の光軸２１がＣＣＤ撮像素子の下端部から上
方に１／３の位置を通過するように、偏心距離Ｄが設定
される。

【００１５】各プリズム１５，１７は、図２に示すよう
に、断面三角形状を有し、その三角形状のいずれかのコ
ーナ部１５ａ，１７ａを車両前方側に向けて、レンズ系
１１の前面側において、光軸２１に対して左右対称にな
るように、上下方向に沿って立設されている。各プリズ
ム１５，１７の第１の側面１５ｂ，１７ｂは、光を受け
入れる光入射面となっており、第２の側面１５ｃ，１７
ｃは、鏡面加工（アルミ膜を蒸着した上に黒色塗料によ
る保護膜形成）が施されて鏡面とされており、第３の側
面１５ｄ，１７ｄは、光を出射させる光出射面となって
いる。また、各プリズム１５，１７の下部底面には、図
示しない遮光部材（遮光膜を含む）が付与されている。

【００１６】そして、各プリズム１５，１７は、左右の
撮像領域Ａ１，Ａ２からの光を、第１の側面１５ｂ，１
７ｂから受け入れ、鏡面加工された第２の側面１５ｃ，
１７ｃで第１の側面１５ｂ，１７ｂ側に反射させてその
側面１５ｂ，１７ｂでレンズ系１１側に全反射させた
後、第３の側面１５ｄ，１７ｄから出射させる。

【００１７】このような各プリズム１５，１７は、その
下端面が車両前方側に向けて斜め下方向に傾斜してお
り、レンズ系１１の全垂直画角（ここでは７０度）のう
ちの上方から所定角度θ１の領域（例えば、全垂直画角
のうちの上方から水平方向から下方に２０度までの領
域）を覆うように配置されている。

【００１８】このため、レンズ系１１の垂直画角のうち
の上方から所定角度θ１の範囲は、各プリズム１５，１
７を介して左右の撮像領域Ａ１，Ａ２からの光が入射
し、垂直画角のうちの下方側の残余の角度θ２の範囲
は、プリズム１５，１７を介さない車両前方側の撮像領
域Ａ３からの光が入射するようになっている。これによ
って、左右の撮像領域Ａ１，Ａ２及び前方側斜め下方の
撮像領域Ａ３からの光がレンズ系１１によって撮像素子
部１３上の異なる領域にそれぞれ結像され、単一の撮像
素子部１３によって、図４及び図５に示す左右及び前方
側斜め下方向の３方向の撮像領域Ａ１〜Ａ３が一度に撮
像される。例えば、前方側斜め下方向の撮像領域Ａ３に
よって、図５に示すように、車両のフロントノーズによ
って遮られた車両前方側における車両前端部近傍の死角
領域を的確に撮像することができる。

【００１９】なお、図１に示す構成では、レンズ系１１
の水平画角は１２０度に設定され、垂直画角は９０度に
設定されており、前述の角度θ１は４０度に設定されて
いる。

【００２０】ケース１９には、左右の撮像領域Ａ１，Ａ
２からの光を取り込むための図示しない透孔部、及び前
方側斜め下方向の撮像領域Ａ３からの光を取り込むため
の透孔部１９ａが設けられている。

【００２１】撮像カメラ１０によって撮像された映像
は、車室内に備えられた表示装置によって表示され、車
両周辺の視認に利用される。

【００２２】次に、図６及び図７を参照して、図１の撮
像カメラ１０において、仮に、前述の図１６の従来技術
のようにレンズ系１１の光軸２１と撮像素子部１３の中
心軸２３とが一致するようにレンズ系１１及び撮像素子
部１３を配置して、図１の構成と同様な撮像範囲を撮像
する場合の構成について説明する。

【００２３】図６及び図７の構成では、レンズ系１１の
光軸２１と撮像素子部１３の中心軸２３とが同軸に設定
されているため、撮像方向を水平方向３１に対して斜め
下方に向ける場合には、撮像カメラ１００を斜め下方に
向けて配置して、レンズ系１１の光軸２１を水平方向３
１に対して所定角度θ３（ここでは約２５度）だけ斜め
下方に傾ける必要がある。

【００２４】このようにレンズ系１１を傾斜配置した構
成では、図６に示すように、図１に示す構成と比して撮
像カメラ１０，１００の構成（水平方向及び上下方向の
サイズ）の大型化を招いている。

【００２５】図８は図１の撮像カメラ１０の車両への設
置状態を示す図であり、図９は図６の撮像カメラ１００
の車両への設置状態を示す図である。図８及び図９の設
置例では、撮像カメラ１０，１００がエンブレム３３の
下部に設置されている。図８及び図９に示されるよう
に、撮像カメラ１０の方が撮像カメラ１００よりも、設
置スペース（特に、上下方向の占有高さＨ）及び車両前
面（フロントグリル等）からの前方への突出長さＬが小
さくなっている。

【００２６】以上のように、本実施形態によれば、レン
ズ系１１の光軸２１が撮像素子部１３の中心軸２３上か
ら下方向に所定距離Ｄだけ平行移動されて偏心され、撮
像カメラ１０の撮像範囲が下側に拡大されているため、
レンズ系１１の光軸２１を水平方向に向けたままで撮像
カメラ１０の撮像方向を水平方向に対して斜め下方向に
変更することができ、撮像カメラ１０の車両への設置ス
ペースの省スペース化等が図れる。

【００２７】また、レンズ系１１の前面側におけるレン
ズ系１１の垂直画角の上方から所定領域を部分的に覆う
ように光学素子である２つのプリズム１５，１７が設け
られているため、単一の撮像素子部１３によって左右方
向及び斜め下方向の３方向の撮像領域Ａ１〜Ａ３を撮像
することができる。

【００２８】＜第２実施形態＞図１０は、本発明の第２
実施形態に係る撮像カメラの縦断面の構成及びその設置
状態の構成を模式的に示す図である。本実施形態に係る
撮像カメラ４０が第１実施形態に係る撮像カメラ１０と
実質的に異なっている点は、プリズム１５，１７が省略
されて車両前方の撮像領域Ａ４のみが撮像されるように
なっている点のみであり、互いに対応する部分には同一
の参照符号を付して説明を省略する。

【００２９】本実施形態においても、図１０に示すよう
に、レンズ系１１の光軸２１が撮像素子部１３の中心軸
２３上から下方に所定の偏心距離だけ平行移動されて偏
心配置され、これによって、撮像カメラ１０の撮像領域
Ａ４が図１１に示すように下方側に拡大されている。す
なわち、レンズ系１１の光軸２１を水平方向に向けたま
まで、撮像カメラ１０の撮像方向（撮像領域Ａ４の中心
方向）が水平方向から斜め下方に向けられている。撮像
領域Ａ４からの光は、ケース１９に設けられた透孔部１
９ｂを介してケース１９内に取り込まれるようになって
いる。

【００３０】次に、図１２を参照して、図１０の撮像カ
メラ１０において、仮に、前述の図１６の従来技術のよ
うにレンズ系１１の光軸２１と撮像素子部１３の中心軸
２３とが一致するようにレンズ系１１及び撮像素子部１
３を配置して、図１０の構成と同様な撮像範囲を撮像す
る場合の構成について説明する。

【００３１】図１２の構成では、レンズ系１１の光軸２
１と撮像素子部１３の中心軸２３とが同軸に設定されて
いるため、撮像方向を水平方向３１に対して斜め下方に
向ける場合には、撮像カメラ１１０を斜め下方に向けて
配置して、レンズ系１１の光軸２１を水平方向３１に対
して所定角度θ４（ここでは約１２度）だけ斜め下方に
傾ける必要がある。

【００３２】このようにレンズ系１１を傾斜配置した構
成では、図１２に示すように、図１０に示す構成と比し
て撮像カメラ４０，１１０の構成（水平方向及び上下方
向のサイズ）の大型化を招いている。このため、図１０
及び図１２に示すように、撮像カメラ４０の方が撮像カ
メラ１１０よりも、車両前面（フロントグリル等）から
の前方への突出長さＬ等が小さくなっているとともに、
車両への固定用のブラケット４１，４３の形状を簡単化
することができる。

【００３３】＜第３実施形態＞図１３（ａ）は本発明の
第３実施形態に係る撮像カメラの要部の縦断面の構成を
模式的に示す図であり、図１３（ｂ）はその正面図であ
る。本実施形態に係る撮像カメラ５０が前述の第２実施
形態に係る撮像カメラ４０と実質的に異なっている点
は、レンズ系１１が駆動機構５１によって上下方向に駆
動されるようになっている点のみであり、互いに対応す
る部分には同一の参照符号を付して説明を省略する。

【００３４】本実施形態では、図１３（ａ）及び図１３
（ｂ）に示すように、レンズ系１１が撮像素子部１３に
対して上下方向に移動可能に設けられるともに、レンズ
系１１をレンズケース２０ａごと上下方向に駆動する駆
動機構５１が設けられている。なお、本実施形態では、
駆動機構５１によってレンズ系１１を駆動するようにし
たが、撮像素子部１３をレンズ系１１に対して駆動する
構成としてもよい。

【００３５】駆動機構５１としては、種々のものが考え
られるが、本実施形態では、図１３（ｂ）に示すよう
に、レンズ系１１のレンズケース２０ａに連結されたラ
ック５１ａと、ラック５１ａに噛合したピニオン５１ｂ
と、ピニオン５１ｂを回転駆動するモータ５１ｃとを備
えて構成されている。そして、モータ５１ｃによってピ
ニオン５１ｂを正逆転駆動することにより、ラック５１
ａと一体的にレンズ系１１がレンズケース２０ａごと上
下に駆動され、これによって撮像カメラ５０の撮像方向
が上下に変更されるようになっている。

【００３６】例えば、撮像方向を車両の水平方向３１
（正面方向）に向ける際には、レンズ系１１の位置が、
図１３（ａ）及び図１３（ｂ）に示すように、撮像素子
部１３の中心軸２３と同軸になる位置にセットされる。
また、撮像方向を車両の水平方向３１（正面方向）に対
して斜め下方向に向ける際には、レンズ系１１が、その
中心軸１１ａの位置が、図１４（ａ）及び図１４（ｂ）
に示すように、撮像素子部１３の中心軸２３から下方に
所定距離だけ平行移動された位置にセットされる。

【００３７】図１５は、レンズ系１１の移動可能範囲Ｅ
を示す図であり、撮像素子部１のＣＣＤ撮像素子の有効
撮像領域Ｆが、レンズ系１１のイメージサークル５３内
から実質的にはみ出さない範囲Ｅで、レンズ系１１の移
動が可能である。なお、本実施形態の場合、撮像映像の
端部でのケラレを防止するため、イメージサークル５３
の大きなレンズ系１１を使用するのが好ましいが、映像
の端部では少々のケラレは影響がない場合もある。

【００３８】レンズ系１１の位置切り替えは、ユーザの
スイッチ操作に連動して行われるようにしてもよく、車
両の各種信号（例えば、方向指示器の作動を示す信号）
に連動して行われるようにしてもよい。

【００３９】以上のように、本実施形態においても前述
の第２実施形態と同様な効果が得られるとともに、レン
ズ系１１を駆動機構５１により撮像素子部１３に対して
上下方向に駆動することにより、撮像カメラ５０の撮像
方向を上下方向に容易に変更することができる。

【００４０】なお、上述の各実施形態では、撮像カメラ
１０，４０，５０を車両前端部に設置し、車両前方側の
領域を撮像するようにしたが、撮像カメラ１０，４０，
５０を車両後端部に設置して車両後方側の領域を撮像す
るようにしてもよく、あいは撮像カメラ１０，４０，５
０を車両の他の部分に設置し、車両周辺におけるさらに
他の領域を撮像するようにしてもよい。

【００４１】

【発明の効果】請求項１ないし５に記載の発明によれ
ば、撮像素子部の中心がレンズ系の光軸上から偏心する
ように、レンズ系が撮像素子部に対して所定方向に偏心
して配置され、撮像カメラの撮像範囲が前記所定方向に
拡大されているため、レンズ系の光軸を一定の方向に向
けたままで撮像カメラの撮像方向を前記所定方向に変更
することができ、撮像カメラの車両への設置スペースの
省スペース化等が図れる。

【００４２】請求項３に記載の発明によれば、撮像カメ
ラの車両への設置スペースの省スペース化等を図りつ
つ、撮像カメラにより車両周辺における水平方向に対し
て斜め下方向の領域を撮像することができる。

【００４３】請求項４に記載の発明によれば、レンズ系
の前面側に光学素子を設けるにより、レンズ系の光軸に
対して略垂直であって互いに略逆向きである２方向の領
域を単一の撮像素子部により撮像することができる。

【００４４】請求項５に記載の発明によれば、レンズ系
又は撮像素子部の一方を駆動機構により所定方向に沿っ
て駆動することにより、撮像カメラの撮像方向を前記所
定方向に容易に変更することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る撮像カメラの縦断
面の構成を模式的に示す図である。

【図２】図１の撮像カメラの要部の平面的な構成を示す
図である。

【図３】図１の撮像カメラにおけるレンズ系と撮像素子
部との配置関係を示す図である。

【図４】図１の撮像カメラの撮像領域を示す図である。

【図５】図１の撮像カメラの撮像領域を示す図である。

【図６】図１の撮像カメラに従来技術が適用された場合
の構成を示す図である。

【図７】図６の撮像カメラの要部の平面的な構成を示す
図である。

【図８】図１の撮像カメラの車両への設置状態を示す図
である。

【図９】図６の撮像カメラの車両への設置状態を示す図
である。

【図１０】本発明の第２実施形態に係る撮像カメラの縦
断面の構成及びその設置状態の構成を模式的に示す図で
ある。

【図１１】図１０の撮像カメラの撮像領域を示す図であ
る。

【図１２】図１０の撮像カメラに従来技術が適用された
場合の構成を示す図である。

【図１３】図１３（ａ）は本発明の第３実施形態に係る
撮像カメラの要部の縦断面の構成を模式的に示す図であ
り、図１３（ｂ）はその正面図である。

【図１４】図１４（ａ）は本発明の第３実施形態に係る
撮像カメラの要部の縦断面の構成を模式的に示す図であ
り、図１４（ｂ）はその正面図である。

【図１５】レンズ系の移動可能範囲を示す図である。

【図１６】従来の撮像カメラにおけるレンズ系と撮像素
子部との配置関係を示す図である。

【符号の説明】

１０ 撮像カメラ １１ レンズ系 １３ 撮像素子部 １５，１７ プリズム ４０，５０ 撮像カメラ ５１ 駆動機構 ５１ａ ラック ５１ｂ ピニオン ５１ｃ モータ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｂ 13/32 Ｇ０３Ｂ 17/17 ５Ｃ０２４ 15/00 19/02 ５Ｃ０５４ 17/17 Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｖ 19/02 7/18 Ｊ Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｇ０３Ｂ 3/04 7/18 (72)発明者 井本 政善 愛知県名古屋市南区菊住１丁目７番10号 株式会社オートネットワーク技術研究所内 Ｆターム(参考） 2H044 AC02 2H054 BB02 2H101 FF00 3D020 BA20 BC13 BE03 5C022 AA04 AC42 AC54 5C024 BX04 EX47 5C054 AA01 CE08 CF06 CG05 CG08 HA30

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レンズ系によって結像された像を撮像素
   子部により撮像する撮像カメラにおいて、 前記撮像素子部の中心が前記レンズ系の光軸上から偏心
   するように、前記レンズ系が前記撮像素子部に対して所
   定方向に偏心して配置されていることを特徴とする撮像
   カメラ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の撮像カメラにおいて、 前記レンズ系の前記光軸が前記撮像素子部の中心軸上か
   ら前記所定方向に平行移動されて偏心されていることを
   特徴とする撮像カメラ。
3. 【請求項３】 請求項１又は２に記載の撮像カメラにお
   いて、 前記撮像カメラは、車両に搭載され、車両周辺を撮像す
   ることを特徴とする撮像カメラ。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の撮
   像カメラにおいて、 前記レンズ系の前面側に、前記レンズ系の光軸に対して
   略垂直であって互いに略逆向きである２方向からの光を
   反射して前記レンズ系に入射させる光学素子が設けられ
   ることを特徴とする撮像カメラ。
5. 【請求項５】 請求項１ないし４のいずれかに記載の撮
   像カメラにおいて、 前記レンズ系又は前記撮像素子部の一方が、前記レンズ
   系又は前記撮像素子部のいずれか他方に対して前記所定
   方向に沿って移動可能に設けられ、 前記一方を前記所定方向に沿って駆動する駆動機構が設
   けられることを特徴とする撮像カメラ。