JP2005301003A - Peripheral photography optical system - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a peripheral photography optical system, with which the division ratio of an image can be varied, while suppressing the generation quantity of an eclipse. <P>SOLUTION: The peripheral photographing optical system 11 is equipped with a 1st prism part 11A, comprising a left-visual-field prism part 12 and a right-visual-field prism part 13.Reverse surfaces 12e and 13e of the 1st prism part 11A correspond to a 1st boundary, and slant down toward a visual field side, in front view and slant up toward a camera 21, in side elevation view. The reverse surfaces 12e and 13e are formed so as to include the whole or at least a part of luminous flux at the maximum field angle in the vertical field angle division direction of the camera 21 as to luminous flux imaged on the 1st boundary. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、一台のカメラで複数の視野を撮影するために用いられる周辺撮影光学系に関する。   The present invention relates to a peripheral photographing optical system used for photographing a plurality of fields of view with a single camera.

車両の前面に取り付けられ、一台のカメラで三方向の視野、すなわち車両の左視野、右視野および下視野（前方下側視野）を撮影するカメラ装置がある（例えば、特許文献１、特許文献２参照。）。   There is a camera device that is attached to the front surface of a vehicle and shoots three fields of view, that is, a left field of view, a right field of view, and a lower field of view (front lower field of view) of the vehicle (for example, Patent Document 1, Patent Document) 2).

図１６は特許文献１に記載のカメラ装置を示す図であり、（ａ）は上から見た図、（ｂ）は横から見た図、（ｃ）は画面例を示す図である。図１６（ａ）（ｂ）に示すように、カメラ装置１０１は、プリズム１０２および一台のカメラ（撮像レンズ１０３および撮像素子１０４）を備えている。左視野からの光は、三角プリズムからなるプリズム１０２で一回反射し、撮像レンズ１０３の右上領域に入射する。右視野からの光は、プリズム１０２で一回反射し、撮像レンズ１０３の左上領域に入射する。下視野からの光は、直接カメラの撮像レンズ１０３の下領域に入射する。なお、ここでいう左右は、カメラ装置１０１が設置された車両を基準としている（以下同様）。   16A and 16B are diagrams showing the camera device described in Patent Document 1. FIG. 16A is a diagram seen from above, FIG. 16B is a diagram seen from the side, and FIG. As shown in FIGS. 16A and 16B, the camera apparatus 101 includes a prism 102 and a single camera (an imaging lens 103 and an imaging element 104). Light from the left visual field is reflected once by the prism 102 made of a triangular prism and enters the upper right region of the imaging lens 103. Light from the right visual field is reflected once by the prism 102 and enters the upper left region of the imaging lens 103. The light from the lower visual field is directly incident on the lower region of the imaging lens 103 of the camera. The left and right here are based on the vehicle on which the camera device 101 is installed (the same applies hereinafter).

表示手段１３１は、図１６（ｃ）に示すように、左視野画像１３１ａ、右視野画像１３１ｂおよび下視野画像１３１ｃを表示する。ここで、左視野画像１３１ａおよび右視野画像１３１ｂは、それぞれ鏡像であり、かつ各画像１３１ａ，１３１ｂの位置関係が、視野の位置関係と逆になるため、このままでは、運転手による視認に支障をきたすおそれがある。そのため、各画像１３１ａ，１３１ｂ部分だけに画像反転処理を施し、当該部分を左右反転させて表示することが行われており、このことが装置の複雑化やコスト高を招いている。   The display means 131 displays the left visual field image 131a, the right visual field image 131b, and the lower visual field image 131c, as shown in FIG.16 (c). Here, the left visual field image 131a and the right visual field image 131b are mirror images, and the positional relationship between the images 131a and 131b is opposite to the positional relationship of the visual field. There is a risk of it coming. For this reason, image inversion processing is performed only on each of the images 131a and 131b, and the corresponding portions are horizontally reversed and displayed, which leads to an increase in complexity and cost of the apparatus.

一方、特許文献２には、画像反転処理が不要なカメラ装置が開示されている。図１７は特許文献２に記載のカメラ装置を示す図であり、（ａ）は上から見た図、（ｂ）は横から見た図、（ｃ）は画面例を示す図である。図１７（ａ）（ｂ）に示すように、カメラ装置２０１は、左視野プリズム２０２、右視野プリズム２０３および一台のカメラ（撮像レンズ２０４および撮像素子２０５）を備えている。左視野からの光は、三角プリズムからなる左視野プリズム２０２で二回反射し、カメラの撮像レンズ２０４の右上領域に入射する。右視野からの光は、三角プリズムからなる右視野用プリズム２０３で二回反射し、カメラの撮像レンズ２０４の左上領域に入射する。下視野からの光は、直接カメラの撮像レンズ２０４の下領域に入射する。   On the other hand, Patent Document 2 discloses a camera device that does not require image inversion processing. FIGS. 17A and 17B are diagrams showing the camera device described in Patent Document 2. FIG. 17A is a diagram seen from above, FIG. 17B is a diagram seen from the side, and FIG. As shown in FIGS. 17A and 17B, the camera apparatus 201 includes a left visual field prism 202, a right visual field prism 203, and one camera (an imaging lens 204 and an imaging element 205). The light from the left visual field is reflected twice by the left visual field prism 202 formed of a triangular prism and enters the upper right region of the imaging lens 204 of the camera. The light from the right visual field is reflected twice by the right visual field prism 203 formed of a triangular prism and enters the upper left region of the imaging lens 204 of the camera. The light from the lower visual field is directly incident on the lower region of the imaging lens 204 of the camera.

表示手段２３１は、図１７（ｃ）に示すように、左視野画像２３１ａ、右視野画像２３１ｂおよび下視野画像２３１ｃを、それぞれ正像で、かつ各視野相互の位置関係を保ちつつ表示する。
特開２０００−８９３０１号公報（段落００１６，００１７、図２） 特開２００３−２０７８３６号公報（段落００２１〜００４１、図３） As shown in FIG. 17C, the display unit 231 displays the left visual field image 231a, the right visual field image 231b, and the lower visual field image 231c as normal images while maintaining the positional relationship between the visual fields.
JP 2000-89301 (paragraphs 0016, 0017, FIG. 2) Japanese Patent Laying-Open No. 2003-207836 (paragraphs 0021 to 0041, FIG. 3)

特許文献１に記載のカメラ装置１０１において、プリズム１０２の下面１０２ａは、カメラの撮像レンズ１０３の中心を通る水平線およびレンズ光軸を含む平面Ｓ２に位置するように形成されている。そのため、左視野画像１３１ａおよび右視野画像１３１ｂからなる上画像と、下視野画像１３１ｃからなる下画像との分割比は、１：１となっている。つまり、図１６（ｃ）に示すように、左視野画像１３１ａ、右視野画像１３１ｂおよび下視野画像１３１ｃの面積比は、１：１：２となる。そのため、各画像１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃの大きさのバランスが悪い。   In the camera apparatus 101 described in Patent Document 1, the lower surface 102a of the prism 102 is formed so as to be positioned on a plane S2 including a horizontal line passing through the center of the imaging lens 103 of the camera and the lens optical axis. Therefore, the division ratio between the upper image composed of the left visual field image 131a and the right visual field image 131b and the lower image composed of the lower visual field image 131c is 1: 1. That is, as shown in FIG. 16C, the area ratio of the left visual field image 131a, the right visual field image 131b, and the lower visual field image 131c is 1: 1: 2. Therefore, the balance of the size of each image 131a, 131b, 131c is bad.

一方、特許文献２に記載のカメラ装置２０１においても、各プリズム２０２，２０３の下面２０２ａ，２０３ａは、カメラの撮像レンズ２０４の中心を通る水平線およびレンズ光軸を含む平面Ｓ３よりも上方に位置するように形成されており、カメラ装置１０１同様、各画像２３１ａ，２３１ｂ，２３１ｃの大きさのバランスが悪い（図１７（ｃ）参照）。   On the other hand, also in the camera device 201 described in Patent Document 2, the lower surfaces 202a and 203a of the prisms 202 and 203 are positioned above a plane S3 including a horizontal line passing through the center of the imaging lens 204 of the camera and the lens optical axis. As in the camera device 101, the sizes of the images 231a, 231b, and 231c are not well balanced (see FIG. 17C).

また、かかる各画像１３１ａ，１３１ｂ，１３１ｃ（２３１ａ，２３１ｂ，２３１ｃ）の大きさのバランスの悪さを解消するため、プリズム１０２（２０２，２０３）を下側に平行移動させ、左視野画像１３１ａ（２３１ａ）、右視野画像１３１ｂ（２３１ｂ）を大きくしようとした場合には、図１８（ａ）に示すように、左右視野画像１３１ａ，１３１ｂ（２３１ａ，２３１ｂ）および下視野画像１３１ｃ（２３１ｃ）の間にケラレＫ３が発生してしまい、好適な画像を得ることができない。ケラレＫ３は、二つの三角形が向かい合う形状となっており、かかるケラレＫ３に同一形状のマスキングを施すのは困難であるため、図１８（ｂ）に示すように、ケラレＫ３部分に矩形のマスキングＭを施すことが考えられる。しかし、矩形のマスキングＭを施すと、画像の表示エリアがより小さくなってしまう。すなわち、一台のカメラの撮像レンズの一部領域に、一以上のプリズムを用いて光を導く場合において、一部領域を撮像レンズの５０％を超える大きさに拡張しようとすると、５０％を超える領域と５０％未満の領域との境界近傍にケラレが発生してしまうという問題がある。   Further, in order to eliminate the unbalanced size of each of the images 131a, 131b, 131c (231a, 231b, 231c), the prism 102 (202, 203) is translated downward and the left visual field image 131a (231a). ) When the right visual field image 131b (231b) is to be enlarged, as shown in FIG. 18A, the left visual field image 131a, 131b (231a, 231b) and the lower visual field image 131c (231c) Vignetting K3 occurs and a suitable image cannot be obtained. The vignetting K3 has a shape in which two triangles face each other, and it is difficult to mask the same shape on the vignetting K3. Therefore, as shown in FIG. Can be considered. However, when rectangular masking M is applied, the image display area becomes smaller. That is, when light is guided to a partial area of an imaging lens of one camera using one or more prisms, if the partial area is expanded to a size exceeding 50% of the imaging lens, 50% is reduced. There is a problem that vignetting occurs in the vicinity of the boundary between the exceeding region and the region of less than 50%.

そこで本発明は、前記した問題を解決するため、ケラレの発生量を抑えつつ画像の分割比を変更することができる周辺撮影光学系を提供することを課題とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a peripheral photographing optical system capable of changing the image division ratio while suppressing the amount of vignetting in order to solve the above-described problem.

前記課題を解決するため、本発明の請求項１に記載の周辺撮影光学系は、カメラの撮像レンズの、撮影画角内における垂直または水平画角比率５０％を超える第一の領域に光を導く第一のプリズム部を備え、前記第一のプリズム部の、前記撮像レンズの前記第一の領域を除く部分である第二の領域側となる面が、前記第一の領域および前記第二の領域の境界に結像する光束のうち、前記カメラの垂直または水平画角分割方向の最大画角における光束の全てまたは少なくとも一部を含む構成とした。   In order to solve the above-mentioned problem, the peripheral photographing optical system according to claim 1 of the present invention provides light to the first region of the imaging lens of the camera that exceeds a vertical or horizontal field ratio of 50% within the photographing field angle. A first prism portion for guiding, and a surface of the first prism portion on the second region side which is a portion excluding the first region of the imaging lens is the first region and the second region Among the light beams that form an image at the boundary of the region, all or at least a part of the light beams at the maximum field angle in the vertical or horizontal field angle division direction of the camera are included.

かかる構成により、ケラレの発生量を抑えつつ画像の分割比を変更することができる周辺撮影光学系を提供することができる。   With this configuration, it is possible to provide a peripheral photographing optical system capable of changing the image division ratio while suppressing the amount of vignetting.

また、請求項２に記載の周辺撮影光学系は、請求項１に記載の周辺撮影光学系であって、前記第二の領域に光を導く第二のプリズム部を備え、前記第一のプリズム部は、第一の視野からの光を導く第一視野プリズム部と、第二の視野からの光を導く第二視野プリズム部と、からなり、前記第二のプリズム部は、前記カメラ側の稜線が前記第一の領域および前記第二の領域の境界を決定するように配置されている構成とした。   Further, the peripheral photographing optical system according to claim 2 is the peripheral photographing optical system according to claim 1, and includes a second prism portion that guides light to the second region, and the first prism. The portion includes a first field prism portion that guides light from the first field of view, and a second field prism portion that guides light from the second field of view, and the second prism portion is provided on the camera side. It was set as the structure arrange | positioned so that a ridgeline may determine the boundary of said 1st area | region and said 2nd area | region.

かかる構成により、第二のプリズム部のカメラ側の稜線が境界を決定しているので、稜線を所望の形状とすることによって、境界の形状を所望の形状とすることができる。また、第二のプリズム部の稜線が境界を決定するので、ケラレの発生量をより少なく抑えることができる。また、第一視野プリズム部および第二視野プリズム部の形状の自由度が増し、分割比率の自由度が増す。また、三方向の視野の画像の大きさのバランスを好適に設定することができる。   With this configuration, since the ridge line on the camera side of the second prism unit determines the boundary, the boundary shape can be set to a desired shape by setting the ridge line to a desired shape. In addition, since the ridgeline of the second prism portion determines the boundary, the amount of vignetting can be reduced. Further, the degree of freedom of the shapes of the first field prism part and the second field prism part is increased, and the degree of freedom of the division ratio is increased. In addition, it is possible to suitably set the balance between the sizes of the images in the three fields of view.

また、請求項３に記載の周辺撮影光学系は、請求項２に記載の周辺撮影光学系であって、前記第一のプリズム部の、前記境界側となる面が、少なくとも二つの平面からなる構成とした。   Further, the peripheral photographing optical system according to claim 3 is the peripheral photographing optical system according to claim 2, wherein a surface of the first prism portion on the boundary side is composed of at least two planes. The configuration.

かかる構成により、第一のプリズム部の形状の自由度がさらに増し、より好適にケラレの発生量を抑えることができる。   With this configuration, the degree of freedom of the shape of the first prism portion is further increased, and the amount of vignetting can be suppressed more suitably.

また、請求項４に記載の周辺撮影光学系は、カメラの撮像レンズの、撮影画角内における垂直または水平画角比率５０％を超える第一の領域に光を導く第一のプリズム部と、前記撮像レンズの前記第一の領域を除く部分である第二の領域に光を導く第二のプリズム部と、を備え、前記第二のプリズム部は、前記カメラ側の稜線が前記第一の領域および前記第二の領域の境界を決定するように配置されている構成とした。   Further, the peripheral photographing optical system according to claim 4 includes: a first prism portion that guides light to a first region of a camera imaging lens that exceeds a vertical or horizontal field angle ratio of 50% within a photographing field angle; A second prism portion that guides light to a second region that is a portion excluding the first region of the imaging lens, wherein the ridge line on the camera side is the first prism portion It was set as the structure arrange | positioned so that the boundary of an area | region and said 2nd area | region may be determined.

かかる構成により、第二のプリズム部の稜線が境界を決定するので、稜線を所望の形状とすることによって、境界の形状を所望の形状とすることができる。また、ケラレの発生量を抑えつつ、第一のプリズム部の形状を好適に設定することができる。   With this configuration, since the ridge line of the second prism portion determines the boundary, the boundary shape can be set to a desired shape by setting the ridge line to a desired shape. In addition, the shape of the first prism portion can be suitably set while suppressing the amount of vignetting.

また、請求項５に記載の周辺撮影光学系は、請求項４に記載の周辺撮影光学系であって、前記第一のプリズム部は、第一の視野からの光を導く第一視野プリズム部と、第二の視野からの光を導く第二視野プリズム部と、からなる構成とした。   Further, the peripheral photographing optical system according to claim 5 is the peripheral photographing optical system according to claim 4, wherein the first prism portion guides light from the first field of view. And a second field prism portion for guiding light from the second field of view.

かかる構成により、ケラレの発生量を抑えつつ、三方向の視野の画像の大きさのバランスを好適に設定することができる。   With such a configuration, it is possible to suitably set the balance of the sizes of the images in the three fields of view while suppressing the amount of vignetting.

請求項１に記載の発明によれば、ケラレの発生量を抑えつつ画像の分割比を変更することができる周辺撮影光学系を提供することができる。   According to the first aspect of the present invention, it is possible to provide a peripheral photographing optical system capable of changing the image division ratio while suppressing the amount of vignetting.

また、請求項２に記載の発明によれば、境界の形状を所望の形状とすることができる。また、第二のプリズム部の稜線が境界を決定するので、ケラレの発生量をより少なく抑えることができる。また、第一視野プリズム部および第二視野プリズム部の形状の自由度が増し、分割比率の自由度が増す。   According to the invention described in claim 2, the shape of the boundary can be a desired shape. In addition, since the ridgeline of the second prism portion determines the boundary, the amount of vignetting can be reduced. Further, the degree of freedom of the shapes of the first field prism part and the second field prism part is increased, and the degree of freedom of the division ratio is increased.

また、請求項３に記載の発明によれば、第一のプリズム部の形状の自由度がさらに増し、より好適にケラレの発生量を抑えることができる。   According to the invention described in claim 3, the degree of freedom of the shape of the first prism portion is further increased, and the amount of vignetting can be suppressed more suitably.

請求項４に記載の発明によれば、第二のプリズム部の稜線が境界を決定するので、稜線を所望の形状とすることによって、境界の形状を所望の形状とすることができる。また、ケラレの発生量を抑えつつ、第一のプリズム部の形状を好適に設定することができる。   According to the fourth aspect of the invention, since the ridge line of the second prism portion determines the boundary, the boundary shape can be set to a desired shape by setting the ridge line to a desired shape. In addition, the shape of the first prism portion can be suitably set while suppressing the amount of vignetting.

請求項５に記載の発明によれば、ケラレの発生量を抑えつつ、三方向の視野の画像の大きさのバランスを好適に設定することができる。   According to the fifth aspect of the present invention, it is possible to suitably set the balance of the sizes of the images in the three-direction visual fields while suppressing the amount of vignetting.

以下、本発明の実施形態について、周辺撮影光学系を車両前面に設置し、左視野、右視野、下視野を一台のカメラで撮影し、車室内に設置した表示手段に各視野画像を表示する周辺監視システムに適用した場合を例にとり、適宜図面を参照しながら説明する。同様の部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。なお、位置、方向等の表現は、かかる周辺監視システムを車両に設置した状態を基準としている。   Hereinafter, with regard to the embodiment of the present invention, the peripheral photographing optical system is installed in the front of the vehicle, the left visual field, the right visual field, and the lower visual field are photographed with one camera, and each visual field image is displayed on the display means installed in the vehicle interior. A case where the present invention is applied to a surrounding monitoring system will be described as an example with reference to the drawings as appropriate. Similar parts are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. The expression of the position, direction, etc. is based on the state in which the periphery monitoring system is installed in the vehicle.

（第一の実施形態）
図１は、本発明の第一の実施形態に係る周辺撮影光学系を用いた周辺監視システムを示す概略斜視図である。周辺監視システム１は、周辺撮影光学系１１およびカメラ２１を備えた周辺撮影装置２と、カメラ２１に接続され、車室内の運転者が視認可能な位置に設置された表示手段３と、を備えている。カメラ２１は、周辺撮影光学系１１を介して複数の視野を撮影する。そして、ディスプレイ等からなる表示手段３は、カメラ２１が撮影した画像を表示する。 (First embodiment)
FIG. 1 is a schematic perspective view showing a periphery monitoring system using a periphery photographing optical system according to the first embodiment of the present invention. The peripheral monitoring system 1 includes a peripheral photographing device 2 including a peripheral photographing optical system 11 and a camera 21, and a display unit 3 connected to the camera 21 and installed at a position where a driver in a vehicle cabin can visually recognize. ing. The camera 21 photographs a plurality of fields of view through the peripheral photographing optical system 11. And the display means 3 which consists of a display etc. displays the image which the camera 21 image | photographed.

（周辺撮影光学系１１）
周辺撮影光学系１１は、左視野プリズム部１２および右視野プリズム部１３からなる第一のプリズム部１１Ａを備えている。そして、カメラ２１の撮像レンズ２２により撮像される画像は左上領域２２ａ、右上領域２２ｂおよび下領域２２ｃに三分割されており（図６参照）、左視野プリズム部１２は、左視野からの光が左視野プリズム部１２を通過し、カメラ２１の撮像レンズ２２の左上領域２２ａに入射するように配置されている。なお、図６は、撮像レンズ２２の正面図であるため、紙面における左右と、車両を基準とした左右が反転している。また、右視野プリズム部１３は、右視野からの光が右視野プリズム部１３を通過し、撮像レンズ２２の右上領域２２ｂに入射するように配置されている。また、下視野からの光は、撮像レンズ２２の下領域２２ｃ（図６参照）に直接入射する。 (Peripheral shooting optical system 11)
The peripheral photographing optical system 11 includes a first prism portion 11 </ b> A composed of a left visual field prism portion 12 and a right visual field prism portion 13. The image picked up by the imaging lens 22 of the camera 21 is divided into an upper left region 22a, an upper right region 22b, and a lower region 22c (see FIG. 6), and the left visual field prism unit 12 receives light from the left visual field. It is arranged so as to pass through the left visual field prism portion 12 and to enter the upper left region 22 a of the imaging lens 22 of the camera 21. Since FIG. 6 is a front view of the imaging lens 22, the left and right sides on the paper and the left and right with respect to the vehicle are reversed. The right visual field prism unit 13 is arranged so that light from the right visual field passes through the right visual field prism unit 13 and enters the upper right region 22 b of the imaging lens 22. Further, the light from the lower visual field directly enters the lower region 22c (see FIG. 6) of the imaging lens 22.

ここでいう「左上領域２２ａ」、「右上領域２２ｂ」、「下領域２２ｃ」とは、図６に示すように、カメラ２１の撮像レンズ２２を、第一の境界Ｌ２１によって上側が大きくなる（分割比率５０％を超える）ように上下二分割し、この上側部分を、第二の境界Ｌ２２によって左右均等に二分割することによって最終的に三分割された、左上側、右上側、下側部分のことである。なお、第二の境界Ｌ２２との交点から両端に向かうにつれて下がるように折れ曲がった「へ」の字状の仮想線である第一の境界Ｌ２１が特許請求の範囲における「前記第一の領域および前記第二の領域の境界」に相当する。また、左上領域２２ａおよび右上領域２２ｂを合わせた領域が特許請求の範囲における「カメラの撮像レンズの、撮影画角内における垂直または水平画角比率５０％を超える第一の領域」に相当し、下領域２２ｃが「前記撮像レンズの前記第一の領域の除く部分である第二の領域」に相当する。   The “upper left region 22a”, “upper right region 22b”, and “lower region 22c” referred to here are such that the upper side of the imaging lens 22 of the camera 21 is enlarged by the first boundary L21 (divided) as shown in FIG. The upper part of the upper left part, the upper right part and the lower part are finally divided into three parts by equally dividing the upper part into left and right parts by the second boundary L22. That is. It should be noted that the first boundary L21, which is a virtual imaginary line of “he” bent so as to descend from the intersection with the second boundary L22 toward both ends, This corresponds to the “boundary of the second region”. Further, the region including the upper left region 22a and the upper right region 22b corresponds to the “first region exceeding 50% of the vertical or horizontal field angle ratio in the photographing field angle of the imaging lens of the camera” in the claims, The lower region 22c corresponds to “a second region that is a portion excluding the first region of the imaging lens”.

（第一のプリズム部１１Ａ）
まず、左視野プリズム部１２および右視野プリズム部１３を備えた第一のプリズム部１１Ａの構成について説明する。第一のプリズム部１１Ａは、カメラ２１の撮像レンズ２２の、撮影画角内における垂直（図６のＹ軸方向）画角比率５０％を超える第一の領域に光を導くものである。なお、左視野プリズム部１２と右視野プリズム部１３とは、カメラ２１の撮像レンズ２２の光軸を含む鉛直面に対して対称の関係にあるので、以下左視野プリズム部１２を中心に説明する。 (First prism portion 11A)
First, the configuration of the first prism unit 11A including the left field prism unit 12 and the right field prism unit 13 will be described. The first prism portion 11A guides light to a first region of the imaging lens 22 of the camera 21 that exceeds a vertical (Y-axis direction in FIG. 6) field angle ratio of 50% within the photographing field angle. Since the left visual field prism unit 12 and the right visual field prism unit 13 are symmetrical with respect to a vertical plane including the optical axis of the imaging lens 22 of the camera 21, the left visual field prism unit 12 will be described below. .

図２は、図１の周辺撮影装置を正面から見た図である。図３は、図１の周辺撮影装置を上から見た図である。図４は、図３の部分拡大図である。図５は、図１の周辺撮影装置を横から見た図である。図６は、撮像レンズを正面から見た図である。図３に示すように、左視野プリズム部１２は、左側（左視野側）に設けられた入射面である第一の面１２ａと、カメラ２１側に設けられた全反射面かつ出射面である第二の面１２ｂと、前側に設けられた反射面である第三の面１２ｃと、を備えている。その本体部はプリズムであり、第三の面１２ｃは反射部材Ｒを備えている。また、面１２ｄは、第二の境界Ｌ２２（図６参照）および撮像レンズ２２の光軸を含む鉛直面上に位置する面であり、右視野プリズム部１３の面１３ｄと接合されている。左視野プリズム部１２は、カメラ２１の撮像レンズ２２の中央水平線Ｌ２３および光軸を含む中央水平面Ｓ１（図２，５参照）よりも下側（第二の領域側）までのびる形状を有しており、その下面１２ｅは、第二の領域側となる面であり、図２に示すように、正面視で視野側に向かうにつれて下側へ傾斜し、また図５に示すように、側面視でカメラ２１側に向かうにつれて上側へ傾斜している。かかる下面１２ｅは、第一の境界Ｌ２１上に結像する光束のうち、カメラ２１の垂直画角分割方向（図６のＹ軸方向）の最大画角における光束の全てまたは少なくとも一部を含むように形成されている。かかる下面１２ｅおよび下面１３ｅが特許請求の範囲における「前記第一のプリズム部の、前記撮像レンズの前記第一の領域の除く部分である第二の領域側となる面」に相当する。つまり、本実施形態では、第一のプリズム部１１Ａの、第二の領域側となる面が、左視野プリズム部１２の下面１２ｅおよび右視野プリズム部１３の下面１３ｅといった二つの面から構成されている。   FIG. 2 is a front view of the peripheral photographing apparatus of FIG. FIG. 3 is a top view of the peripheral photographing apparatus of FIG. FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG. FIG. 5 is a side view of the peripheral photographing apparatus of FIG. FIG. 6 is a front view of the imaging lens. As shown in FIG. 3, the left visual field prism section 12 is a first surface 12a that is an incident surface provided on the left side (left visual field side), and a total reflection surface and an output surface that are provided on the camera 21 side. A second surface 12b and a third surface 12c which is a reflection surface provided on the front side are provided. The main body is a prism, and the third surface 12 c includes a reflecting member R. The surface 12d is a surface located on the vertical plane including the second boundary L22 (see FIG. 6) and the optical axis of the imaging lens 22, and is joined to the surface 13d of the right visual field prism portion 13. The left visual field prism unit 12 has a shape extending to the lower side (second region side) from the central horizontal plane S1 (see FIGS. 2 and 5) including the central horizontal line L23 of the imaging lens 22 of the camera 21 and the optical axis. The lower surface 12e is a surface on the second region side, and as shown in FIG. 2, is inclined downward toward the visual field side when viewed from the front, and as shown in FIG. 5, when viewed from the side. It is inclined upward as it goes to the camera 21 side. The lower surface 12e includes all or at least a part of the light beam at the maximum field angle in the vertical field angle division direction (Y-axis direction in FIG. 6) of the light beam imaged on the first boundary L21. Is formed. The lower surface 12e and the lower surface 13e correspond to “a surface on the second region side of the first prism portion excluding the first region of the imaging lens” in the claims. That is, in this embodiment, the surface on the second region side of the first prism portion 11A is composed of two surfaces, the lower surface 12e of the left visual field prism unit 12 and the lower surface 13e of the right visual field prism unit 13. Yes.

続いて、左視野から入射した光が、左視野プリズム部１２内を通過する様子について説明する。図４は、図３の部分拡大図であり、（ａ）はａ部拡大図、（ｂ）はｂ部拡大図、（ｃ）はｃ部拡大図、（ｄ）はｄ部拡大図である。なお、左視野用プリズム部１２部分には斜線を入れ、周囲の空気部分と区別した。   Next, how the light incident from the left visual field passes through the left visual field prism portion 12 will be described. 4 is a partially enlarged view of FIG. 3, (a) is an enlarged view of part a, (b) is an enlarged view of part b, (c) is an enlarged view of part c, and (d) is an enlarged view of part d. . The left visual field prism portion 12 is hatched to distinguish it from the surrounding air portion.

左視野からの光は、左視野プリズム部１２の第一の面１２ａに、入射角θ₁で入射する。そして屈折角θ₂（θ₂≦θ₁）で左視野プリズム部１２内に進入する（図４（ａ）参照）。なお、当然のことであるので図示していないが、第一の面１２ａに入射した光の一部は、反射角θ₁で反射する。進入した光は、第二の面１２ｂで、反射角θ₃で全反射する（図４（ｂ）参照）。すなわち、左視野プリズム部１２は、反射角θ₃が臨界角θ_C（不図示）以上の大きさとなるよう設計されている。 The light from the left visual field enters the first surface 12a of the left visual field prism portion 12 at an incident angle θ ₁ . Then, it enters the left visual field prism portion 12 at a refraction angle θ ₂ (θ ₂ ≦ θ ₁ ) (see FIG. 4A). Although not shown because it is natural, part of the light incident on the first surface 12a is reflected at the reflection angle θ ₁ . The entered light is totally reflected at the reflection angle θ ₃ on the second surface 12b (see FIG. 4B). That is, the left visual field prism portion 12 is designed such that the reflection angle θ ₃ is larger than the critical angle θ _C (not shown).

ここで、全反射について簡単に説明する。左視野プリズム部１２（屈折率ｎ：ｎ＞１）側から入射角α₁で第二の面１２ｂに入射した光が、屈折角α₂で空気側（屈折率は略１）に出射するとき、式（１）の関係が近似的に成立する。
ｎ・ｓｉｎα₁ ＝ ｓｉｎα₂ …（１）
ここで、屈折角α₂が９０度となる場合には、式（２）が成立する。
ｓｉｎα₁ ＝ １／ｎ …（２）
つまり、入射角α₁が式（２）で得られた角度以上の大きさとなる場合には、光は空気側に出射しなくなる。このことを全反射といい、式（２）を満たすα₁を臨界角と呼び、一般にθ_Cと表される。 Here, total reflection will be briefly described. Left view prism portion 12 (refractive index n: n> 1) when the light incident on the second surface 12b at an incident angle alpha ₁ from the side, the air side refraction angle alpha ₂ (refractive index of approximately 1) to emit the The relationship of the formula (1) is approximately established.
n · sin α ₁ = sin α ₂ (1)
Here, when the refraction angle α ₂ is 90 degrees, Expression (2) is established.
sin α ₁ = 1 / n (2)
That is, when the incident angle α ₁ is larger than the angle obtained by the expression (2), the light is not emitted to the air side. This is called total reflection, and α ₁ satisfying equation (2) is called a critical angle and is generally expressed as θ _C.

全反射した光は、第三の面１２ｃで、反射角θ₄で反射する（図４（ｃ）参照）。ここで、第三の面１２ｃは反射部材Ｒを備えているので、反射角θ₄の大きさに関わらず全ての光が反射する。反射した光は、第二の面１２ｂに、入射角θ₅で入射し、屈折角θ₆（θ₆≧θ₅）で左視野プリズム部１２外に出射される（図４（ｄ）参照）。すなわち、左視野プリズム部１２は、反射角θ₅が臨界角θ_Cよりも小さくなるように設計されている。出射された光は、撮像レンズ２２に入射する。なお、当然のことであるので図示していないが、第二の面１２ｂに入射した光の一部は、反射角θ₅で反射する。以下の図面においても、撮影に関与しない屈折光、反射光の記載を省略する。 Light totally reflected at the third face 12c, it is reflected at the reflection angle theta ₄ (see FIG. 4 (c)). Here, since the third surface 12c includes the reflecting member R, all the light is reflected regardless of the magnitude of the reflection angle θ ₄ . The reflected light is incident on the second surface 12b at an incident angle θ ₅ and is emitted out of the left visual field prism portion 12 at a refraction angle θ ₆ (θ ₆ ≧ θ ₅ ) (see FIG. 4D). . That is, the left visual field prism portion 12 is designed so that the reflection angle θ ₅ is smaller than the critical angle θ _C. The emitted light is incident on the imaging lens 22. In addition, since it is natural and not shown in figure, a part of light which injected into the 2nd surface 12b reflects with reflection angle (theta) ₅ . Also in the following drawings, description of refracted light and reflected light not involved in photographing is omitted.

同様に、右視野からの光は、右視野プリズム部１３を通過して、撮像レンズ２２に入射する。ここで、撮像レンズ２２に入射する左右視野からの光は、それぞれ二回反射しているので正像となっている。また、左視野からの光が出射される第二の面１２ｂと、右視野からの光が出射される第二の面１３ｂとの位置関係は、各視野相互の位置関係を保っている。つまり左視野からの光は撮像レンズ２２の左上領域２２ａに入射し、右視野からの光は撮像レンズ２２の右上領域２２ｂに入射している（図６参照）。よって、カメラ２１、表示手段３等で特別に反転処理等を施す必要がない。そして撮像レンズ２２に入射した各視野からの光は、撮像素子（図示せず）を介し、表示手段３に各視野の画像として表示される。   Similarly, light from the right visual field passes through the right visual field prism unit 13 and enters the imaging lens 22. Here, since the light from the left and right visual fields incident on the imaging lens 22 is reflected twice, it is a normal image. In addition, the positional relationship between the second surface 12b from which light from the left visual field is emitted and the second surface 13b from which light from the right visual field is emitted maintains the positional relationship between the visual fields. That is, the light from the left visual field is incident on the upper left region 22a of the imaging lens 22, and the light from the right visual field is incident on the upper right region 22b of the imaging lens 22 (see FIG. 6). Therefore, it is not necessary to perform special reversal processing or the like with the camera 21, the display means 3, or the like. Then, the light from each visual field incident on the imaging lens 22 is displayed as an image of each visual field on the display unit 3 through an image sensor (not shown).

このように、第二の面１２ｂ，１３ｂは、全反射および透過といった二つの作用を行うので、第一のプリズム部１１Ａの小型化、特に前後方向の小型化が可能である。また、それに伴い軽量化、低コスト化が可能である。   Thus, the second surfaces 12b and 13b perform two actions such as total reflection and transmission, so that the first prism portion 11A can be reduced in size, particularly in the front-rear direction. In addition, the weight can be reduced and the cost can be reduced.

第一のプリズム部１１Ａの本体部のプリズムは、左視野プリズム部１２のプリズムと右視野プリズム部１３のプリズムとを一体成形したものであってもよいし、別体である各プリズム部１２，１３を接着等によって互いに固定したものであってもよい。また、プリズムの素材としては、ガラス、樹脂、透明結晶等を使用できる。   The prism of the main body portion of the first prism portion 11A may be formed by integrally forming the prism of the left visual field prism portion 12 and the prism of the right visual field prism portion 13, or each prism portion 12, which is a separate body. 13 may be fixed to each other by bonding or the like. Further, as a material of the prism, glass, resin, transparent crystal or the like can be used.

図５に示すように、第一のプリズム部１１Ａを介して撮像レンズ２２の第一の領域で撮像される視野領域Ｗ１は、撮影画角内における垂直画角比率５０％を超えている。言い換えると、上側の視野領域Ｗ１は、中央水平線Ｓ１よりも下側までのび、垂直画角領域Ｗの５０％を超える領域を占めている。この視野領域Ｗ１が、特許請求の範囲における「カメラの垂直または水平画角分割方向の最大画角」に相当する。ここで、視野領域Ｗ２は、直接撮像される下側の領域であり、垂直画角領域Ｗから視野領域Ｗ１を除いた領域である。   As shown in FIG. 5, the visual field area W1 imaged in the first area of the imaging lens 22 via the first prism portion 11A exceeds the vertical field angle ratio of 50% within the shooting field angle. In other words, the upper visual field W1 extends below the central horizontal line S1 and occupies an area exceeding 50% of the vertical field angle region W. This visual field area W1 corresponds to “maximum field angle in the vertical or horizontal field angle division direction of the camera” in the claims. Here, the visual field region W2 is a lower region that is directly imaged, and is a region obtained by removing the visual field region W1 from the vertical field angle region W.

また、図５に示すように、第一のプリズム部１１Ａが、中央水平面Ｓ１よりも下側にのびる形状を有しているので、図６における、第一の境界Ｌ２１と撮像レンズ２２の中心Ｏ２１を通る水平線である中央水平線Ｌ２３との間にも、左右視野からの光（図５矢印）を結像させることができる。さらに、下面１２ｅ，１３ｅが、第一の境界Ｌ２１上に結像する光束のうち、カメラ２１の垂直画角分割方向の最大画角における光束の全てまたは少なくとも一部を含むように形成されているので、第一の境界Ｌ３１付近に発生するケラレＫ１の量を抑えることができる（図８参照）。ここで、第一の境界Ｌ２１は、下面１２ｅ，１３ｅの延長面上に存在するような設定であることが好ましい。言い換えると、下面１２ｅ，１３ｅをそれぞれ撮像レンズ２２まで延ばし、撮像レンズ２２と交わった部分が第一の境界Ｌ２１となる構成である。   Further, as shown in FIG. 5, since the first prism portion 11A has a shape extending below the central horizontal plane S1, the first boundary L21 and the center O21 of the imaging lens 22 in FIG. The light from the left and right visual fields (arrows in FIG. 5) can also be imaged with the central horizontal line L23 that is a horizontal line passing through. Further, the lower surfaces 12e and 13e are formed so as to include all or at least a part of the light beam at the maximum field angle in the vertical field angle division direction of the camera 21 among the light beams formed on the first boundary L21. Therefore, the amount of vignetting K1 generated near the first boundary L31 can be suppressed (see FIG. 8). Here, the first boundary L21 is preferably set to exist on the extended surface of the lower surfaces 12e and 13e. In other words, the lower surfaces 12e and 13e are each extended to the imaging lens 22, and the portion that intersects the imaging lens 22 is the first boundary L21.

（使用状態および画面例）
続いて、周辺監視システム１の使用例について説明する。図７は、周辺監視システムを車両に設置した状態を示す図である。図８は、図１の周辺監視システムによる画面例を示す図である。図７に示すように、周辺撮影装置２を車両４の前面（ここでは、フロントグリル）に設置することによって、表示手段３は、各視野プリズム部１２，１３を介して撮影した左視野画像３ａおよび右視野画像３ｂと、直接撮影した下視野画像３ｃと、を表示することができる（図８参照）。図８において、第一の境界Ｌ３１、第二の境界Ｌ３２、中央水平線Ｌ３３は、図６に示す第一の境界Ｌ２１、第二の境界Ｌ２２、中央水平線Ｌ２３にそれぞれ対応しており、各画像３ａ，３ｂ，３ｃは、図６に示す撮像レンズ２２の左上領域２２ａ、右上領域２２ｂ、下領域２２ｃにそれぞれ対応している。これら各画像３ａ，３ｂ，３ｃは、正像であり、かつ、各視野の相互の位置を保ちつつ表示される。ケラレＫ１の発生量が抑えられているため、各画像３ａ，３ｂ，３ｃは大きく表示され、各視野の視認に好適な画像となっている。 (Usage status and screen example)
Next, a usage example of the periphery monitoring system 1 will be described. FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which the periphery monitoring system is installed in the vehicle. FIG. 8 is a diagram showing an example of a screen by the periphery monitoring system of FIG. As shown in FIG. 7, by installing the peripheral photographing device 2 on the front surface of the vehicle 4 (here, the front grille), the display means 3 causes the left visual field image 3 a photographed through the visual field prism portions 12 and 13. Also, the right visual field image 3b and the directly captured lower visual field image 3c can be displayed (see FIG. 8). In FIG. 8, the first boundary L31, the second boundary L32, and the central horizontal line L33 correspond to the first boundary L21, the second boundary L22, and the central horizontal line L23 shown in FIG. , 3b, and 3c correspond to the upper left region 22a, upper right region 22b, and lower region 22c of the imaging lens 22 shown in FIG. Each of these images 3a, 3b, and 3c is a normal image and is displayed while maintaining the position of each field of view. Since the generation amount of the vignetting K1 is suppressed, the images 3a, 3b, and 3c are displayed in a large size, and are images suitable for visually recognizing each field of view.

車両４が交差点に進入する際に、運転者は、車両４の先端が交差点内に僅かに突き出した形で一時停止する。そうすると、カメラ２１が、周辺撮影光学系１１の第一のプリズム部１１Ａを介して左右の道路を撮影する。表示手段３は、撮影された画像を表示する。車両４の運転手は、表示手段３の左視野画像３ａ、右視野画像３ｂを見て、左右の道路の状況を確認する。そして、左右の道路の状況から安全性を確認して、交差点内に進入することができる。   When the vehicle 4 enters the intersection, the driver temporarily stops with the tip of the vehicle 4 slightly protruding into the intersection. Then, the camera 21 photographs the left and right roads via the first prism portion 11A of the peripheral photographing optical system 11. The display means 3 displays the captured image. The driver of the vehicle 4 checks the left and right road conditions by looking at the left visual field image 3a and the right visual field image 3b on the display means 3. Then, it is possible to check the safety from the situation of the left and right roads and enter the intersection.

また、下視野画像３ｃは、車両４の前方下方の死角を直接撮影したものである。車両４の運転手は、表示手段３を見ることで、左右の道路の状況に加え、前方下方の死角をも確認することができる。また、駐車場や車庫からの発進時等にも、表示手段３の下視野画像３ｃを見ることで、前方下方の死角を確認することができる。   The lower visual field image 3c is a direct image of the blind spot in the lower front of the vehicle 4. By looking at the display means 3, the driver of the vehicle 4 can confirm the blind spot at the front lower side in addition to the situation of the left and right roads. Further, when starting from a parking lot or a garage, the blind spot in the lower front direction can be confirmed by looking at the lower visual field image 3c of the display means 3.

本実施形態では、周辺撮影光学系１１を使用しているので、左視野画像３ａ、右視野画像３ｂを、中央水平線Ｌ３３よりも下側までとることができる。よって、ケラレＫ１の発生量を抑えつつ、各画像３ａ，３ｂ，３ｃの大きさを調整して略等しくすることができ、運転手が視認するのに好適な画像を得ることができる。   In the present embodiment, since the peripheral photographing optical system 11 is used, the left visual field image 3a and the right visual field image 3b can be taken below the central horizontal line L33. Therefore, the size of each of the images 3a, 3b, and 3c can be adjusted to be substantially equal while suppressing the generation amount of the vignetting K1, and an image suitable for the driver to visually recognize can be obtained.

また、左右視野からの光をそれぞれ二回反射して、また下視野からの光を直接撮影するので各視野が全て正像であり、かつ各視野の相対位置を保ちつつ撮影しているので、特別な画像処理を施す必要がない。   In addition, the light from the left and right fields of view is reflected twice, and the light from the lower field of view is directly photographed, so each field of view is all a normal image, and while photographing with the relative position of each field of view, There is no need for special image processing.

（第二の実施形態）
次に、本発明の第二の実施形態に係る周辺撮影光学系を用いた周辺監視システムについて、第一の実施形態に係る周辺監視システムとの相違点を中心に説明する。図９は、本発明の第二の実施形態に係る周辺撮影光学系を用いた周辺監視システムを示す概略斜視図である。図１０は、図９の周辺撮影装置を正面から見た図である。図１１は、図９の周辺撮影装置を上から見た図である。図９に示すように、第二の実施形態に係る周辺撮影光学系５１は、第一のプリズム部１１Ａに加え、第二の領域に光を導く第二のプリズム部５１Ｂを備えている。第一のプリズム部１１Ａは、左右視野からの光を、それぞれ撮像レンズ２２の左視野領域２２ｄおよび右視野領域２２ｅに導き、左視野画像３ｄおよび右視野画像３ｅを得る（図１４，１５参照）。 (Second embodiment)
Next, a periphery monitoring system using the periphery photographing optical system according to the second embodiment of the present invention will be described focusing on differences from the periphery monitoring system according to the first embodiment. FIG. 9 is a schematic perspective view showing a periphery monitoring system using a periphery photographing optical system according to the second embodiment of the present invention. FIG. 10 is a front view of the peripheral photographing apparatus of FIG. FIG. 11 is a view of the peripheral photographing apparatus of FIG. 9 as viewed from above. As shown in FIG. 9, the peripheral photographing optical system 51 according to the second embodiment includes a second prism portion 51B that guides light to the second region in addition to the first prism portion 11A. The first prism unit 11A guides light from the left and right visual fields to the left visual field region 22d and the right visual field region 22e of the imaging lens 22, respectively, and obtains a left visual field image 3d and a right visual field image 3e (see FIGS. 14 and 15). .

（第二のプリズム部５１Ｂ）
続いて、下視野プリズム部５４からなる第二のプリズム部５１Ｂについて説明する。図１２は、図９の周辺撮影装置を横から見た図である。図１２に示すように、第二のプリズム部５１Ｂである下視野プリズム部５４は、前側に設けられた入射面である第一の面５４ａと、下側に設けられた反射面である第二の面５４ｂと、上側に設けられた反射面である第三の面５４ｃと、カメラ２１側に設けられた出射面である第四の面５４ｄと、を備えている。その本体部はプリズムであり、反射面である第二の面５４ｂおよび第三の面５４ｃは反射部材Ｒを備えている。なお、第二の面５４ｂおよび第三の面５４ｃを、全ての入射光線に対して全反射となるような角度に設定してもよく、この場合には反射部材Ｒを省略することができる。また、出射面である第四の面５４ｄの上縁端（第一のプリズム部１１Ａ側）となる稜線５４ｄ₁は、第一の境界Ｌ２４を決定する部分であり、第一のプリズム部１１Ａの出射面である第二の面１２ｂ，１３ｂと撮像レンズ２２との間に位置している。 (Second prism portion 51B)
Next, the second prism portion 51B composed of the lower field prism portion 54 will be described. FIG. 12 is a side view of the peripheral photographing apparatus of FIG. As shown in FIG. 12, the lower field prism portion 54 that is the second prism portion 51B includes a first surface 54a that is an incident surface provided on the front side and a second surface that is a reflective surface provided on the lower side. , A third surface 54c that is a reflection surface provided on the upper side, and a fourth surface 54d that is an emission surface provided on the camera 21 side. The main body portion is a prism, and the second surface 54b and the third surface 54c, which are reflection surfaces, include a reflection member R. It should be noted that the second surface 54b and the third surface 54c may be set to an angle that provides total reflection with respect to all incident light rays. In this case, the reflecting member R can be omitted. Further, the ridge line 54d ₁ that becomes the upper edge (on the first prism portion 11A side) of the fourth surface 54d that is the emission surface is a portion that determines the first boundary L24, and is the portion of the first prism portion 11A. It is located between the second surfaces 12 b and 13 b that are the emission surfaces and the imaging lens 22.

図１２に示すように、第一のプリズム部１１Ａを介して撮像レンズ２２の第一の領域で撮像される視野領域Ｗ３は、撮影画角内における垂直画角比率５０％を超えている。言い換えると、上側の視野領域Ｗ３は、中央水平線Ｓ１よりも下側までのび、垂直画角領域Ｗの５０％を超える領域を占めている。ここで、視野領域Ｗ４’は、第二のプリズム部５１Ｂを介して撮像される下側の領域であり、垂直画角領域Ｗから視野領域Ｗ３を除いた領域Ｗ４と同じ大きさである。   As shown in FIG. 12, the visual field region W3 imaged in the first region of the imaging lens 22 via the first prism portion 11A exceeds the vertical field angle ratio of 50% within the photographing field angle. In other words, the upper visual field region W3 extends below the central horizontal line S1 and occupies an area exceeding 50% of the vertical field angle region W. Here, the visual field region W4 'is a lower region imaged through the second prism portion 51B, and has the same size as the region W4 obtained by removing the visual field region W3 from the vertical field angle region W.

続いて、下視野から入射した光が、下視野プリズム部５４を通過する様子について説明する。図１３は、図１２の部分拡大図であり、（ａ）はａ部拡大図、（ｂ）はｂ部拡大図、（ｃ）はｃ部拡大図、（ｄ）はｄ部拡大図である。なお、下視野プリズム部５４部分には斜線を入れ、周囲の空気部分と区別した。   Next, how the light incident from the lower visual field passes through the lower visual field prism portion 54 will be described. FIG. 13 is a partially enlarged view of FIG. 12, (a) is an enlarged view of a portion, (b) is an enlarged view of the b portion, (c) is an enlarged view of the c portion, and (d) is an enlarged view of the d portion. . The lower visual field prism portion 54 is hatched to distinguish it from the surrounding air portion.

下視野からの光は、下視野プリズム部５４の第一の面５４ａに、入射角θ₁₁で入射する。そして、屈折角θ₁₂（θ₁₂≦θ₁₁）で下視野プリズム部５４内に進入する（図１３（ａ）参照）。進入した光は、第二の面５４ｂで、反射角θ₁₃で反射する（図１３（ｂ）参照）。反射した光は、第三の面５４ｃで、反射角θ₁₄で反射する（図１３（ｃ）参照）。反射した光は、第四の面５４ｄに、入射角θ₁₅で入射し、屈折角θ₁₆（θ₁₆≧θ₁₅）で下視野用プリズム部５４外に出射される（図１３（ｄ）参照）。出射した光は、カメラ２１の撮像レンズ２２の下領域２２ｆに入射し、下視野画像３ｆを得る（図１４，１５参照）。 Light from the lower field of view, the first surface 54a of the lower viewing prism portion 54, at an incident angle theta _11. Then, it enters the lower field prism portion 54 at a refraction angle θ ₁₂ (θ ₁₂ ≦ θ ₁₁ ) (see FIG. 13A). The entered light is reflected at the reflection angle θ ₁₃ by the second surface 54b (see FIG. 13B). The reflected light is reflected at the reflection angle θ ₁₄ by the third surface 54c (see FIG. 13C). The reflected light is incident on the fourth surface 54d at an incident angle θ ₁₅ and is emitted out of the lower visual field prism portion 54 at a refraction angle θ ₁₆ (θ ₁₆ ≧ θ ₁₅ ) (see FIG. 13D). ). The emitted light is incident on the lower region 22f of the imaging lens 22 of the camera 21 to obtain a lower visual field image 3f (see FIGS. 14 and 15).

なお、第二の面５４ｂ、第三の面５４ｃの少なくとも一方での反射が、全反射（θ₁₃≧θ_C、θ₁₄≧θ_C）となるように、第二の面５４ｂ、第三の面５４ｃの角度を設定してもよい。この場合には、反射部材Ｒを設置しない場合であっても、反射光量のロスを小さくすることができる。 The second surface 54b, the third surface 54c, and the third surface 54c are totally reflected (θ ₁₃ ≧ θ _C , θ ₁₄ ≧ θ _C ). The angle of the surface 54c may be set. In this case, even when the reflecting member R is not installed, the loss of the reflected light amount can be reduced.

かかる下視野プリズム部５４は、独立した反射面を二つ（５４ｂ，５４ｃ）有しているので、従来のカメラ装置１０１，２０１（図１６，１７参照）のように、撮像レンズ１０３，２０４の光軸を下向きに設置しなくても、好適な角度に設定された下視野を撮影することが可能となる。そのため、撮像レンズ２２の角度を下向きに設定することにより左右視野の角度が上向きとなることを防ぐことができる。また、反射面５４ｂ，５４ｃの角度を調節することで、下視野の仰角α（視野領域Ｗ４’の方向）を所望の角度（方向）に設定できる。   Since the lower field prism portion 54 has two independent reflection surfaces (54b and 54c), the imaging lenses 103 and 204 of the conventional camera devices 101 and 201 (see FIGS. 16 and 17) are used. Even if the optical axis is not set downward, it is possible to photograph the lower visual field set at a suitable angle. Therefore, by setting the angle of the imaging lens 22 downward, it is possible to prevent the left and right visual field angles from being upward. Further, by adjusting the angles of the reflecting surfaces 54b and 54c, the elevation angle α (the direction of the visual field region W4 ′) of the lower visual field can be set to a desired angle (direction).

また、第二のプリズム部５１Ｂの第四の面５４ｄの稜線５４ｄ₁が、第一の境界Ｌ２４を決定するように、第一のプリズム部１１Ａとカメラ２１との間に配置されている。したがって、第一のプリズム部１１Ａの第一の境界Ｌ２４側に臨む下面１２ｅ，１３ｅの形状によらずに、第一の境界Ｌ２４を決めることができるため、第一のプリズム部１１Ａ（左視野プリズム部１２および右視野プリズム部１３）の形状の自由度が増し、分割比率の自由度が増す。そして、稜線５４ｄ₁を直線状とすることで、第一の境界Ｌ２４，Ｌ３４を直線状とすることができ、より好適な画像を得ることができる（図１４，１５参照）。また、図１５に示すように、得られた画像において、第一の境界Ｌ３４付近に発生するケラレＫ２の量を抑えることができ、各画像３ｄ，３ｅ，３ｆを大きく表示することができる。なお、左視野プリズム部１２の第三の面１２ｃと、右視野プリズム部１３の第三の面１３ｃと、下視野プリズム部５４の第四の面５４ｄとの位置関係が、視野相互の位置関係（すなわち、左右下）を保つように配置されている（図１０，１１，１２参照）。 The ridge line 54d ₁ of the fourth surface 54d of the second prism portion 51B is disposed between the first prism portion 11A and the camera 21 so as to determine the first boundary L24. Therefore, since the first boundary L24 can be determined regardless of the shape of the lower surfaces 12e and 13e facing the first boundary L24 side of the first prism portion 11A, the first prism portion 11A (left field prism) The degree of freedom of the shape of the portion 12 and the right visual field prism portion 13) is increased, and the degree of freedom of the division ratio is increased. Then, by making the ridge line 54d ₁ linear, the first boundaries L24, L34 can be made linear, and a more suitable image can be obtained (see FIGS. 14 and 15). Further, as shown in FIG. 15, in the obtained image, the amount of vignetting K2 generated near the first boundary L34 can be suppressed, and each image 3d, 3e, 3f can be displayed in a large size. Note that the positional relationship among the third surface 12c of the left visual field prism portion 12, the third surface 13c of the right visual field prism portion 13, and the fourth surface 54d of the lower visual field prism portion 54 is the positional relationship between the visual fields. (That is, left and right bottom) is maintained (see FIGS. 10, 11, and 12).

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更可能であることはいうまでもない。第一のプリズム部１１Ａおよび第二のプリズム部５１Ｂの形状は図示したものに限定されない。第一のプリズム部１１Ａの、第二のプリズム部５１Ｂ側となる面は、二つに限定されず、三以上の面から構成されていてもよい。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to this but can change a design suitably in the range which does not deviate from the summary of this invention. The shapes of the first prism portion 11A and the second prism portion 51B are not limited to those illustrated. The surface of the first prism portion 11A on the second prism portion 51B side is not limited to two, and may be composed of three or more surfaces.

また、各実施形態において、第一の領域が撮像レンズ２２の垂直（図６，１４におけるＹ軸方向）画角比率５０％を超える構成としたが、水平（図６，１４におけるＸ軸方向）画角比率５０％を超える構成であってもよい。   In each embodiment, the first area is configured to exceed the vertical (Y-axis direction in FIGS. 6 and 14) field angle ratio of 50% of the imaging lens 22, but is horizontal (X-axis direction in FIGS. 6 and 14). The configuration may be such that the angle of view ratio exceeds 50%.

また、各視野の光路に、エレクトロクロミック層やフォトクロミック層を介在させる構成であってもよい。かかる構成によると、入射光量の自動調節が可能となる。なお、各プリズム部１２，１３，５４の本体と反射部材Ｒとの間に、エレクトロクロミック層やフォトクロミック層を介在させる構成とした場合には、層形成部位を限定することができ、製造が容易となる。また、反射部材Ｒの設置／非設置も任意である。   Moreover, the structure which interposes an electrochromic layer and a photochromic layer in the optical path of each visual field may be sufficient. According to such a configuration, it is possible to automatically adjust the amount of incident light. In addition, when it is set as the structure which interposes the electrochromic layer and the photochromic layer between the main body of each prism part 12,13,54, and the reflection member R, a layer formation site | part can be limited and manufacture is easy. It becomes. Moreover, the installation / non-installation of the reflecting member R is also arbitrary.

また、車両の前面に設置されるものに限定されず、車両の後面に設置され、左視野、右視野および後下視野を撮影する構成であってもよい。また、車両に設置されるものに限定されず、建物内の監視カメラにも適用可能である。   Moreover, it is not limited to what is installed in the front surface of a vehicle, The structure installed in the rear surface of a vehicle and image | photographing a left visual field, a right visual field, and a back lower visual field may be sufficient. Moreover, it is not limited to what is installed in a vehicle, It is applicable also to the surveillance camera in a building.

本発明の第一の実施形態に係る周辺撮影光学系を用いた周辺監視システムを示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the periphery monitoring system using the periphery imaging | photography optical system which concerns on 1st embodiment of this invention. 図１の周辺撮影装置を正面から見た図である。It is the figure which looked at the periphery imaging device of FIG. 1 from the front. 図１の周辺撮影装置を上から見た図である。It is the figure which looked at the periphery imaging device of FIG. 1 from the top. 図３の部分拡大図である。FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG. 3. 図１の周辺撮影装置を横から見た図である。It is the figure which looked at the peripheral imaging device of FIG. 1 from the side. 撮像レンズを正面から見た図である。It is the figure which looked at the imaging lens from the front. 周辺監視システムを車両に設置した状態を示す図であるIt is a figure which shows the state which installed the periphery monitoring system in the vehicle 図１の周辺監視システムによる画面例を示す図である。It is a figure which shows the example of a screen by the periphery monitoring system of FIG. 本発明の第二の実施形態に係る周辺撮影光学系を用いた周辺監視システムを示す概略斜視図である。It is a schematic perspective view which shows the periphery monitoring system using the periphery imaging | photography optical system which concerns on 2nd embodiment of this invention. 図９の周辺撮影装置を正面から見た図である。It is the figure which looked at the peripheral imaging device of FIG. 9 from the front. 図９の周辺撮影装置を上から見た図である。It is the figure which looked at the periphery imaging device of FIG. 9 from the top. 図９の周辺撮影装置を横から見た図である。It is the figure which looked at the peripheral imaging device of FIG. 9 from the side. 図１２の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of FIG. 撮像レンズを正面から見た図である。It is the figure which looked at the imaging lens from the front. 図９の周辺監視システムによる画面例を示す図である。It is a figure which shows the example of a screen by the periphery monitoring system of FIG. 特許文献１に記載のカメラ装置を示す図である。It is a figure which shows the camera apparatus of patent document 1. 特許文献２に記載のカメラ装置を示す図である。It is a figure which shows the camera apparatus of patent document 2. 従来のカメラ装置の変形例における画像を説明する図である。It is a figure explaining the image in the modification of the conventional camera apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

１ 周辺監視システム
２ 周辺撮影装置
３ 表示手段
１１，５１ 周辺撮影光学系
１１Ａ 第一のプリズム部
１２ 左視野プリズム部
１２ｅ 下面
１３ 右視野プリズム部
１３ｅ 下面
２１ カメラ
２２ 撮像レンズ
２２ａ 左上領域
２２ｂ 右上領域
２２ｃ 下領域
５１Ｂ 第二のプリズム部
５４ 下視野プリズム部
５４ｄ₁ 稜線
Ｌ２１，Ｌ２４ 第一の境界
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Perimeter monitoring system 2 Peripheral imaging device 3 Display means 11,51 Peripheral imaging optical system 11A 1st prism part 12 Left visual field prism part 12e Lower surface 13 Right visual field prism part 13e Lower surface 21 Camera 22 Imaging lens 22a Upper left area 22b Upper right area 22c Lower region 51B Second prism portion 54 Lower field prism portion 54d ₁ ridge line L21, L24 First boundary

Claims (5)

カメラの撮像レンズの、撮影画角内における垂直または水平画角比率５０％を超える第一の領域に光を導く第一のプリズム部を備え、
前記第一のプリズム部の、前記撮像レンズの前記第一の領域を除く部分である第二の領域側となる面が、前記第一の領域および前記第二の領域の境界に結像する光束のうち、前記カメラの垂直または水平画角分割方向の最大画角における光束の全てまたは少なくとも一部を含むことを特徴とする周辺撮影光学系。 A first prism portion that guides light to a first region of the imaging lens of the camera that exceeds a vertical or horizontal angle of view ratio of 50% within a shooting angle of view;
A light beam that forms an image on the boundary between the first region and the second region, the surface of the first prism portion that is the second region side that is a portion excluding the first region of the imaging lens. A peripheral photographing optical system including all or at least a part of a light beam at a maximum field angle in a vertical or horizontal field angle division direction of the camera. 前記第二の領域に光を導く第二のプリズム部を備え、
前記第一のプリズム部は、第一の視野からの光を導く第一視野プリズム部と、第二の視野からの光を導く第二視野プリズム部と、からなり、
前記第二のプリズム部は、前記カメラ側の稜線が前記第一の領域および前記第二の領域の境界を決定するように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の周辺撮影光学系。 A second prism portion for guiding light to the second region;
The first prism portion includes a first field prism portion that guides light from the first field of view, and a second field prism portion that guides light from the second field of view,
2. The peripheral photographing optical according to claim 1, wherein the second prism portion is arranged such that a ridge line on the camera side determines a boundary between the first region and the second region. system. 前記第一のプリズム部の、前記境界側となる面が、少なくとも二つの平面からなることを特徴とする請求項２に記載の周辺撮影光学系。   The peripheral photographing optical system according to claim 2, wherein a surface of the first prism portion on the boundary side includes at least two planes. カメラの撮像レンズの、撮影画角内における垂直または水平画角比率５０％を超える第一の領域に光を導く第一のプリズム部と、
前記撮像レンズの前記第一の領域を除く部分である第二の領域に光を導く第二のプリズム部と、を備え、
前記第二のプリズム部は、前記カメラ側の稜線が前記第一の領域および前記第二の領域の境界を決定するように配置されていることを特徴とする周辺撮影光学系。 A first prism portion that guides light to a first region of the imaging lens of the camera that exceeds a vertical or horizontal angle of view ratio of 50% within a shooting angle of view;
A second prism portion that guides light to a second region that is a portion excluding the first region of the imaging lens;
The peripheral photographing optical system, wherein the second prism portion is arranged such that a ridge line on the camera side determines a boundary between the first region and the second region. 前記第一のプリズム部は、第一の視野からの光を導く第一視野プリズム部と、第二の視野からの光を導く第二視野プリズム部と、からなることを特徴とする請求項４に記載の周辺撮影光学系。
5. The first prism portion includes a first field prism portion that guides light from a first field of view and a second field prism portion that guides light from a second field of view. The peripheral photographing optical system described in 1.

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