JP4964049B2 - 車両用画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、光学ユニット、前記光学ユニットを用いた撮像装置、ならびに前記撮像装置を用いた車両用画像表示装置に関するものである。

近年、車両にカメラを搭載して自車両の周辺の物体を検出するシステムが提供されている。例えば、車載カメラで撮影された画像に対して画像認識処理を行うことによって、撮影画像内における周辺物のピクセル位置を特定する。そして、車載カメラの設置位置、角度、レンズの画角といった情報を利用して、撮影画像内における周辺物のピクセル位置を実際の位置（自車両から周辺物までの距離、方位）に変換する処理を行う。

車載カメラは、車両の外部に設置されるため、レンズに水滴が付着しやすい環境にある。レンズに水滴が付着すると、水滴により光の屈折が起こり、結果として撮影画像に多大な悪影響を及ぼす。一般的に、レンズ面には水ヤケ防止のため撥水コートが施されているが（例えば、特許文献１参照）、撥水コートにより水滴が玉状になりやすく、撮影画像に与える影響は大きい。

逆に、レンズ面に親水コートを施すと、レンズ面の全体に水の膜ができることにより屈折率が変わってしまう。このため、撮影画像はピンボケのようになり、こちらも正しく画像を写すことができないという問題がある。
特開平５−２３２５６６号公報

本発明は、このような問題を解決するために成されたものであり、レンズに水滴が付着しにくくなるようにし、屈折率の変化により正しく画像を写すことができないという不都合を抑止できるようにすることを目的とする。

上記した課題を解決するために、本発明は、
光透過部と、その周囲に形成された非光透過部とを備えた光学ユニットと、前記光透過部の表面とは反対側に備えられた撮像素子と、を有する撮像装置を用いた車両用画像表示装置において、
前記撮像装置を車両の所定場所に取り付けて、少なくとも前記車両の周囲の一部を撮影し、その撮像画像を画像処理して車両周囲情報を得るものであり、
前記光透過部の表面のうち、第１の領域は撥水性領域で前記車両周囲情報を得るのに必要な撮像画像領域に対応し、前記第１の領域以外の第２の領域は親水性領域で前記車両周囲情報を得るのに不必要な撮像画像領域に対応しており、
前記撮像装置の光透過部が地面に対して斜め下方向あるいは水平方向に向くように前記撮像装置が車両に取り付けられたときに、前記親水性領域の上方部から下方部に向けて徐々に親水度が高くなるように、前記親水性領域の親水度に差が持たせてあることを特徴とするものである。

なおここで、「親水性領域」は、対水接触角が４０度以下である領域を指し、「撥水性領域」は、対水接触角が４０度より大きい領域を指す。本発明では、前記「親水性領域」は、対水接触角が２０度以下、「撥水性領域」は、対水接触角が６０度以上であることが好適である。

これにより、光透過部の第１の領域にできた水滴が第２の領域に接した場合に、撥水性の第１の領域から親水性の第２の領域に水滴を誘導し、第１の領域への水滴の常駐を抑制することができる。また、第２の領域に付着した水滴の第１の領域への移動も抑制することができる。また本発明の光学ユニットは後述するように撮像装置に使用されるが、得られた撮像画像のうち使用画像部分に対応する光透過部分の表面を前記第１の領域として撥水性領域とし、不使用画像部分に対応する光透過部分の表面を前記第２の領域として親水性領域とすれば、撮影画像を使用する第１の領域には水滴が付着しにくくなり、屈折率の変化により正しく画像を写すことができないという不都合を抑止することができる。
本発明では、車両用画像表示装置において、従来に比べて、光透過部の表面に水滴が付着しにくくなり、屈折率の変化により正しく画像を写すことができないという不都合を抑止することができる。そして、前記車両周囲情報を得るのに必要な撮像画像領域には水滴が付着しにくくなり、正しく車両周囲情報を得ることができる。

上記構成において、前記非光透過部の表面は親水性領域であることが好ましい。これにより、光透過部の第１の領域にできた水滴を第２の領域からさらに非光透過部の表面にまで誘導でき、より効果的に、第１の領域への水滴の常駐を抑制することができる。

また本発明では、前記第１の領域は前記レンズ部の中央領域、前記第２の領域は前記中央領域以外の周辺領域であることが好適である。

また本発明では、前記親水性領域には、親水性処理が施されていることが好ましい。具体的には、前記親水性領域には、親水コートが施されているか、あるいは、表面改質処理が施されて親水性を持たせていることが、簡単且つ適切に「親水性領域」を形成でき好適である。

また本発明では、前記撥水性領域には、撥水性処理が施されていることが好ましい。具体的には、前記撥水性領域には、撥水コートが施されているか、あるいは、表面改質処理が施されて撥水性を持たせていることが、簡単且つ適切に「撥水性領域」を形成でき好適である。

本発明では、前記光透過部の表面から前記非光透過部の表面にかけて撥水コートが施され、前記親水性領域では、撥水コートされた表面に親水コートが施されていることが好ましい。これにより所定場所に適切に撥水性処理及び親水性処理を行うことができる。また親水性領域の下側には撥水性領域があるため、水滴が例えば光透過部と非光透過部の隙間から内部へしみ込むことも無く、水滴が親水性領域の表面に保持されることによる不具合を抑制することが可能である。

また本発明では、前記非光透過部は、前記光透過部の押え冠であることが好ましい。
また本発明では、前記非光透過部に、前記非光透過部の表面からユニット外部へ排水するための排水構造が接続されていることが好ましい。これにより、非光透過部に保持される水量が多くなり過ぎないようにすることができ、非光透過部に保持された水滴の光透過部への移動を更に抑制することができる。

また本発明では、前記非光透過部の表面の親水度は、前記排水構造に近いほど高くなっていることが好ましい。これにより、前記光透過部の表面に付着した水滴を、前記非光透過部の表面から前記排水構造へ適切に導くことができ、前記非光透過部に保持される水量を効果的に抑制することができる。

また本発明では、前記排水構造は、細い管状部材で構成されることが好ましい。毛細血管作用により、前記非透過部の表面に保持された水滴を効果的に吸い取ることが可能である。

また本発明では、前記排水構造は、表面が親水性の線状部材で構成されることが好ましい。これにより前記非光透過部の表面に保持された水滴を効果的に線状部材を伝ってユニット外部へ排水することができる。

また本発明では、前記非光透過部の表面には、溝部が設けられていることが好ましい。これにより、前記非光透過部の表面に導かれた水滴を前記溝部内に保持でき、前記非光透過部に保持された水滴の光透過部への移動を更に抑制することができる。

また本発明では、前記溝部は、前記非光透過部の外周部にまで通じる開放溝部を備えることが好ましい。これにより、前記溝部内に溜まった水滴を前記開放溝部からユニット外部へ排水しやすくなる。

また本発明では、前記溝部は、前記光透過部の外周に沿って形成されていることが好ましい。これにより、光透過部の表面から非光透過部の表面へどの方向から水滴が導かれても適切に前記溝部内へ水滴を導くことができる。

また本発明では、前記光透過部は、レンズ部を備え、前記レンズ部が前記光透過部の表面に露出している構成に適用できる。本発明では、このようにレンズ部表面が露出する光学ユニットにおいて適切に、前記レンズ部の表面への水滴の常駐を効果的に抑制できる。

また本発明では、前記撮像装置の光透過部が地面に対して斜め下方向あるいは水平方向に向くように前記撮像装置が車両に取り付けられたときに、前記排水構造は、前記親水性領域の下方部に接続されることが好ましい。

また本発明では、前記撮像装置の光透過部が地面に対して斜め下方向あるいは水平方向に向くように前記撮像装置が車両に取り付けられたときに、前記開放溝部は、前記親水性領域の下方部に形成されていることが好ましい。

また本発明では、前記撮像素子は車両の異なる位置に複数個、取り付けられて、車両の真上に仮想視点を置いた車両周囲情報を得るのに用いられたとき、前記車両周囲情報（トップビュー表示）を正しく得ることが可能である。

上記のように構成した本発明によれば、光透過部にできた水滴を、撥水性のある光透過部から親水性のある非光透過部に誘導し、光透過部への水滴の常駐を抑制することができる。また、非光透過部に保持された水滴の光透過部への移動も抑制することができる。

また、本発明の他の態様によれば、光透過部の第１の領域にできた水滴を、撥水性のある第１の領域から親水性のある第２の領域に誘導し、第１の領域への水滴の常駐を抑制することができる。また、第２の領域に付着した水滴の第１の領域への移動も抑制することができる。また本発明の光学ユニットは撮像装置に使用できるが、得られた撮像画像のうち使用画像部分に対応する光透過部分の表面領域を前記第１の領域として撥水性領域とし、不使用画像部分に対応する光透過部分の表面領域を前記第２の領域として親水性領域とすれば、撮影画像を使用する第１の領域には水滴が付着しにくくなり、屈折率の変化を抑制でき、正しく画像を写すことが可能となる。

また、例えば、非光透過部に排水構造を設けた場合、非光透過部の表面に保持される水量が多くなり過ぎないようにすることができ、非光透過部の表面に保持された水滴の光透過部への移動を更に抑制することができる。

また本発明における撮像装置によれば、従来に比べて、光透過部の表面に水滴が付着しにくくなり、屈折率の変化を抑制でき、正しく画像を写すことが可能となる。

また本発明における車両用画像表示装置によれば、従来に比べて、光透過部の表面に水滴が付着しにくくなり、屈折率の変化を抑制でき、正しく画像を写すができ、よって、正しく車両周囲情報を得ることが可能となる。

（第１の実施形態）
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、第１の実施形態によるレンズユニット（光学ユニット）１０を備えた撮像装置２０の構成例を示す図であり、（ａ）はレンズユニット１０の上面図、（ｂ）は撮像装置２０の側面図である。

図１に示すように、第１の実施形態によるレンズユニット１０は、レンズ部（光透過部）１と、その周囲に形成された非レンズ部（非光透過部）２とを備えている。本実施形態では、非レンズ部２はレンズ部１の外周部に接する押え冠で構成されている。

前記レンズ部１は既存のガラスやプラスチックで形成される。また前記非レンズ部２は、樹脂や金属等によって形成される。

例えば前記レンズ部１がガラスで形成されるとき、ガラスは材質によるが、一般的に、対水接触角が小さく（２０度〜３０度くらい）親水性となりやすい。なお、この明細書において「親水性」とは前記対水接触角が４０度以下を指す。一方、樹脂は、材質によるが一般的に対水接触角が大きく（７０度〜９０度くらい）、「撥水性」となりやすい。

そこで本実施形態では、前記レンズ部１の表面には、撥水性処理が施されている。また、非レンズ部２には、親水性処理が施されている。これにより本実施形態では、適切且つ簡単に、「親水性領域」である前記非レンズ部２の表面での対水接触角を４０度以下、「撥水性領域」であるレンズ部１の表面での対水接触角を４０度より大きくできる。また本実施形態では、「親水性領域」である前記非レンズ部２の表面での対水接触角が２０度以下、「撥水性領域」であるレンズ部１の表面での対水接触角が６０度以上であることがより好適である。

前記レンズ部１の表面には、例えばフッ素化合物やシリコーン化合物を含む撥水性材料による撥水コートが施されている。前記撥水コートは、撥水性塗料を塗布することによって形成してもよいし、コーティングシール、コーティングフィルムを貼付したものでも良い。あるいは、前記レンズ部１の表面には表面改質処理が施されて撥水性を持たせてもよい。

また、前記非レンズ部２の表面には、例えば、ポリビニルアルコールやポリアクリルアミドを含む親水性材料による親水コートが施されている。前記親水コートは、親水性塗料を塗布することによって形成してもよいし、コーティングシール、コーティングフィルムを貼付したものでも良い。あるいは、前記非レンズ部２の表面には表面改質処理が施されて親水性を持たせてもよい。

なお例えば前記非レンズ部２を最初から親水性に優れた樹脂等で形成すれば、上記した親水性処理の必要性は無くなるが、前記非レンズ部２には、親水性以外に求められる特性を最優先とした材質で形成し、非レンズ部２の表面に親水コートを施して、前記非レンズ部２の表面での親水度を調整する構成であることが好適である。

また本実施形態では、前記レンズ部１の表面から前記非レンズ部２の表面の全域に撥水コートが施され、撥水コートされた前記非レンズ部２の表面には親水コートが施されている形態であることが好適である。これにより所定場所に適切に撥水性処理及び親水性処理を行うことができる。また非レンズ部２では、親水コート下に撥水コートが施されているため、水滴が非レンズ部２とレンズ部１との隙間等から内部へしみ込むことも無く、水滴が親水性領域である非レンズ部２の表面に保持されることによる不具合を抑制することが可能である。

図２は、撥水性領域であるレンズ部１の表面に水滴を１滴たらしたときの結果を示す図である。ここでは、非レンズ部（押え冠）２の表面に親水コートを施したことの効果が分かりやすいように、非レンズ部２の表面に親水コートを施した部分と施していない部分とを設けている。

図２に示すように、非レンズ部２に親水コートを施した側（図の右側）では、レンズ部１の表面にたらした水滴が非レンズ部２の表面に接すると、親水コートに誘導されて水滴は非レンズ部２に移動し、レンズ部１から離れて伸びた状態となる。一方、非レンズ部２に親水コートを施していない側（図の左側）では、レンズ部１の一部に水滴が覆いかぶさるように残っている。

図３は、下向きにしたレンズユニット１０の非レンズ部（押え冠）２に水滴がついたときの結果を示す図であり、（ａ）は非レンズ部２の表面に親水コートを施していない場合、（ｂ）は非レンズ部２の表面に親水コートを施している場合を示している。

図３（ａ）に示すように、前記非レンズ部２の表面に親水コートが施されていない場合は、非レンズ部２の表面に付着した水滴が撥水されてしまい、重力によってレンズ部１の表面に移動してしまう。例えば、レンズユニット１０を備える撮像装置２０が車両に下向きに設置される場合には、走行に伴う振動等によって非レンズ部２の表面に付着した水滴はレンズ部１の表面に移動しやすくなる。これに対して、非レンズ部２の表面に親水コートが施されている場合は、図３（ｂ）のように、非レンズ部２の表面に水滴が保持されやすくなり、レンズ部１の表面への水滴の移動が抑制される。

以上のように、第１の実施形態によるレンズユニット１０によれば、撥水性領域であるレンズ部１の表面に付着した水滴は親水性領域である非レンズ部２の表面に移動しやすくなる。また、非レンズ部２の表面に付着した水滴はレンズ部１の表面に移動しにくく、非レンズ部２の表面に保持されやすくなる。結果として、レンズ部１の表面への水滴の付着を抑制することができる。これにより、レンズユニット１０を備えた撮像装置２０を例えば、車両に搭載した場合、雨の日の使用でも撮影画像への水滴の影響を低減することができる。

図１に示すように本実施形態のレンズユニット１０は、撮像装置２０の一部を構成している。前記レンズユニット１０は、筐体（鏡筒）１５の表面側に支持されている。前記筐体１５内にはレンズユニット１０の光軸上にあり、前記レンズユニット１０によって集光された光を受光して結像した画像の電気信号を出力するための撮像素子１６が内蔵されている。

例えば前記レンズ部１は魚眼レンズであり、前記筐体（鏡筒）１５内には複数枚のレンズが収納されている。

図１に示す撮像装置２０ではレンズ部１の表面が露出面となっている。本実施形態では、このようにレンズ部１の表面が露出するレンズユニット１０においても適切に前記レンズ部１への水滴の常駐を抑制できる。

また、前記レンズ部１の表面に前記レンズ部１の表面の損傷等を抑制するために例えば透明なカバー部材（光透過部の一部を構成している。なお図示ない）が設けられた形態では、前記カバー部材の表面が上記した撥水性領域に調整されている。

（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態を図面に基づいて説明する。図４は、第２の実施形態によるレンズユニット３０の構成例を示す図である。なお、この図４において、図１に示した構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付している。

図４に示すように、第２の実施形態によるレンズユニット３０は、レンズ部（光透過部）１１と、その周囲に形成された押え冠である非レンズ部（非透過部）２とを備えている。上述した第１の実施形態では、レンズ部１の全面に撥水コートを施し、外周の非レンズ部２の表面に親水コートを施していた。これに対して、第２の実施形態では、図４に示すように、レンズ部１１の表面の中央領域３１に撥水性を持たせ、中央領域３１以外の周辺領域３２に親水性を持たせるようにしている。

通常、前記レンズ部１１の中央領域３１は、撮影された撮像画像のうち、実際に使用される画像部分の被写体光を通す領域であり、また前記中央領域３１は最も出っ張る部分であり、水滴が付着しやすい部分であるので、前記レンズ部１１の中央領域３１を撥水性、前記レンズ部１１の周辺領域３２を親水性とする。一方、周辺領域３２は、撮影画像の全領域のうち、実際には使われない画像部分の被写体光を通す領域である。よって周辺領域３２に水滴がついていても、撮影画像の実際に使用する部分には何ら影響がないため、ここに親水コートを施して、中央領域３１についた水滴が周辺領域３２へ移動しやすくなるように誘導する。このように図４の形態では、水滴が、レンズ部１１の中央領域３１から周辺領域３２に移動しやすくなり、実際に使用される撮像画像領域である前記レンズ部１１の中央部分３１に水滴が付着するのを適切に抑制できる。なお、第２の実施形態の場合、同じレンズ部１１の表面に撥水性をもった中央領域３１と親水性を持った周辺領域３２とが存在するので、車両等の走行に伴う振動がなくても、レンズ部１１の中央領域３１から周辺領域３２に水滴が移動しやすくなる。

なお、ここでは中央領域３１に撥水コート、周辺領域３２に親水コートを施す例について説明したが、これに限定されない。すなわち、実際に使われる画像部分の被写体光を通す第１の領域に撥水コート、実際には使われない画像部分の被写体光を通す第２の領域に親水コートを施していれば、第１の領域が中央領域で第２の領域が周辺領域でなくても良い。

図４の形態では、図１で説明したのと同様に、非レンズ部（押え冠）２の表面は親水性領域であることが好ましい。これによりレンズ部１１の中央領域３１でできた水滴を周辺領域３２からさらに非レンズ部２の表面にまで誘導でき、より効果的に前記中央領域３１での水滴の常駐を抑制できる。

また上記構成において、前記周辺領域３２の親水度より前記非レンズ部２の表面の親水度を高くすることで、水滴はより前記周辺領域３２から前記非レンズ部２の表面へ導かれやすくなり、さらに効果的に前記中央領域３１での水滴の常駐を抑制できる。

（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態を図面に基づいて説明する。図５は、第３の実施形態によるレンズユニット４０の構成例を示す図であり、（ａ）はレンズユニット４０の上面図、（ｂ）はレンズユニット４０を備えた撮像装置２０の設置状態の例を示している。なお、この図５において、図１に示した構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付している。

第３の実施形態によるレンズユニット４０では、非レンズ部（押え冠）２に、前記非レンズ部２の表面からユニット外部へ排水するための排水構造３を設けている。本実施形態において排水構造３は、例えば、細い管状部材で構成している。排水構造３を細い管状部材で構成すると、いわゆる毛細管現象によって非レンズ部２の表面に保持された水滴を効果的に吸い取ることができる。毛細管現象とは、細い管状物体の内側の液体が管の中を上昇（場合によっては下降）する現象である。表面張力や壁面のぬれやすさなどによって液体上昇の高さは決まるので、表面張力が高い部材、ぬれやすい部材などを使って管状部材を形成すると良い。

第１の実施形態で説明したように、例えばレンズ部１の外周部にある非レンズ部２の表面に親水コートを施した場合、非レンズ部２の表面が水滴を保持するため、レンズ部１への水滴移動を効果的に抑制できる。しかし、非レンズ部２の表面に保持される水量が多くなり過ぎると、レンズ部１の表面に水滴が移動してしまうことがある。そこで、図５のように排水構造３を前記非レンズ部２に接続することにより、非レンズ部２の表面に保持される水量が多くなり過ぎず、レンズ部１の表面への水滴移動の抑制効果を更に高めることができる。

例えば図５（ｂ）に示すように、レンズユニット４０のレンズ部１が地面に対して斜め下方向に向くように、前記レンズユニット４０を有する撮像装置２０が車両に取り付けられたとき、排水構造３は前記非レンズ部２の下方部２ａに接続されることが好ましい。このようにすれば、前記非レンズ部２の表面に付着した水滴が、自身の重力によって下側の排水構造３の方に移動しやすくなる。これにより、非レンズ部２の表面に保持された水滴を排水構造３によって外部に排水する効果を更に高めることができる。

また、非レンズ部２の表面の親水度に差を持たせるようにしても良い。例えば、図５（ａ）において、排水構造３より最も遠い位置にある上方部２ｃ（図５（ａ）の上側）から最も近い位置の下方部２ａ（図４（ａ）の下側）に向かって、親水度が徐々に大きくなるように前記非レンズ部２の表面の親水度を調整することが好適である。このようにすると、非レンズ部２の表面の上側についた水滴は、親水度がより大きい非レンズ部２の表面の下側に移動しようとし、排水構造３の方に移動しやすくなる。これにより、非レンズ部２の表面に保持された水滴を排水構造３によって外部に排水する効果を更に高めることができる。

また図５での排水構造３は、細い管状部材で構成されていたが、図６のように、表面が親水性の線状部材で構成された排水構造４が、非レンズ部２の表面に接続されていてもよい。この構成によっても、前記非レンズ部２の表面に保持された水滴を前記線状部材を伝ってユニット外部へ排水でき、非レンズ部２の表面に保持される水量が多くなり過ぎず、レンズ部１の表面への水滴移動の抑制効果を更に高めることができる。

図５（ｂ）で説明したのと同様に、図６（ｂ）に示すように、レンズユニット５０のレンズ部１が地面に対して斜め下方向に向くように、前記レンズユニット５０を有する撮像装置２０が車両に取り付けられたとき、排水構造４は前記非レンズ部２の下方部２ａに接続されることが好ましい。このようにすれば、前記非レンズ部２の表面に付着した水滴が、自身の重力によって下側の排水構造４の方に移動しやすくなる。これにより、非レンズ部２の表面に保持された水滴を排水構造４によって外部に排水する効果を更に高めることができる。

また図５（ａ）で説明したように、図６の形態においても、排水構造４より最も遠い位置にある上方部２ｃ（図６（ａ）の上側）から最も近い位置にある下方部２ａ（図６（ａ）の下側）に向かって、親水度が徐々に大きくなるように前記非レンズ部２の表面の親水度を調整することが好適である。

（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態を図面に基づいて説明する。図７は、第４の実施形態によるレンズユニット６０の構成例を示す図であり、（ａ）はレンズユニット６０の上面図、（ｂ）はレンズユニット６０を備えた撮像装置２０の設置状態の例を示している。なお、この図７において、図１に示した構成要素と同一の機能を有する構成要素には同一の符号を付している。

第４の実施形態によるレンズユニット６０では、非レンズ部（押え冠）６１の表面に溝部６４が設けられている。前記溝部６４は、前記レンズ部１の外周に沿って形成されたリング状溝部６２と、前記リング状溝部６２に接続し、前記リング状溝部６２から前記非レンズ部６１の外周部６１ｄにまで通じる開放溝部６３とで構成される。前記溝部６４の壁面及び底面はいずれも親水性である。

これにより前記レンズ部１の表面から非レンズ部６１の表面に導かれた水滴を適切に前記溝部６４内に保持でき、前記非レンズ部６１に保持された水滴の前記レンズ部１への移動を更に抑制できる。

図７の形態では前記非レンズ部６１には、前記レンズ部１の外周にリング状溝部６２が形成されている。よって、前記レンズ部１の表面から前記非レンズ部６１へどの方向から水滴が導かれても適切に溝部６４内へ水滴を導くことが可能である。

また図７（ａ）（ｂ）に示すように前記溝部６４には非レンズ部６１の外周部６１ｄにまで通じる開放溝部６３が形成されているので、前記溝部６４内に溜まった水を前記開放溝部６３からユニット外部へ適切に排水できる。

また図７（ａ）（ｂ）に示すように、レンズユニット６０のレンズ部１が地面に対して斜め下方向に向くように、例えば前記レンズユニット６０を有する撮像装置２０が車両に取り付けられたとき、開放溝部６３が前記非レンズ部６１の下方部６１ａに形成されていると、効果的に前記開放溝部６３からユニット外部へ排水でき好適である。

図７に示す形態では、例えば前記溝部６４内での親水度を、前記非レンズ部６１の表面の親水度より高くすると、水滴が前記溝部６４内に導かれやすく、前記非レンズ部６１の表面に保持される水量を減らすことができ、前記レンズ部１の表面への水滴移動の抑制効果を更に高めることができる。

また前記溝部６４の形態は図７（ａ）の形態に限るものでない。例えば前記溝部６４はリング状溝部６２のみで構成されても、開放溝部６３のみで構成されてもよい。また、前記リング状溝部６２が間欠的に形成されたり、例えば、図７（ｂ）のように撮像装置２０が斜め下方向に設置されたときに、水が溜まりやすい前記非レンズ部６１の約半分より下側の領域にのみ前記溝部を設けてもよい。

以上、第１〜第４の実施形態で説明したレンズユニット１０，３０，４０，５０，６０を備えた撮像装置２０は、例えば、前記撮像措置２０を車両の所定場所に取り付けて、前記車両の周囲を撮影し、その撮像画像を画像処理して車両周囲の情報を得るための車両用画像表示装置に使用される。

図８に示すように例えば、本実施形態の撮像装置（車載用カメラ）２０が車両の前方部、後方部、左方部、右方部の夫々に取り付けられている。各撮像装置２０のレンズ部１は魚眼レンズであり、各撮像装置２０の撮像範囲が図８に示されている。

前記車両用画像表示装置には、各撮像装置２０にて得られた撮像画像を記憶するための記憶部、自車両画像のデータ部、仮想視点を変換するための視点変換部、車両周囲画像生成部、制御部等を含む。

例えば前記車両用画像表示装置は、各撮像装置２０から得られた撮像画像を合成し、このとき前記視点変換部にて仮想視点を車両の真上に置いた車両周囲画像情報（トップビュー表示）を得るためのものである。

図９に示すように、前記車両の左方部、及び右方部に夫々取り付けられる撮像装置２０は、いずれも、サイドミラー７０の下部７０ａに前記レンズ部１の表面が地面方向である真下を向くように取り付けられる。前記撮像装置２０のレンズ部１は、前記サイドミラー７０の下部７０ａから外部へ露出している。

また図１０に示すように、前記車両の前方部には例えばバンパー部７１の下側に前記撮像装置２０のレンズ部１が車両の前方側を向き且つ地面に対して斜め下方向を向くように取り付けられる。また図１０に示すように前記車両の後方部には例えばナンバープレート７２の下側に前記撮像装置２０のレンズ部１が車両の後方側を向き且つ地面に対して斜め下方向を向くように取り付けられる。

図１１は例えば、前記車両の後方部に取り付けられた撮像装置２０にて撮影した撮像画像である。この撮像画像のうち、図１１の斜線部の撮像画像領域７５のみがトップビュー表示の際に必要な撮像画像で、非斜線部の撮像画像領域７６は、トップビュー表示の際に不必要な撮像画像であるとき、図４で説明したレンズユニット３０を構成するレンズ部１１表面の撥水性領域である第１の領域３１は、図１１に示すほぼ中央の撮像画像領域７５に対応し、親水性領域である第２の領域３２は、前記撮像画像領域７５の周辺の撮像画像領域７６に対応することが好適である。

これにより、トップビュー表示を得るのに必要な撮像画像領域７５には水滴が付着しにくくなり、正しく画像を写すことができ、正しくトップビュー表示を得ることが可能となる。

なお、第１の領域３１は、非斜線部の撮像画像領域７６とぴったり対応するよりもやや大きめに形成されることが、トップビュー表示を得るのに必要な撮像画像領域７５により効果的に水滴が付着しにくくなり好適である。

またレンズユニットの親水性領域の親水度に差を持たせている場合、設置場所や設置向きが異なる各撮像装置２０毎に以下のように調整することが好適である。

レンズ部１が図１２（ａ）に示すように地面に対して斜め下方向を向くように、前記撮像装置２０が、図１０で説明した車両の前方部及び後方部に取り付けられたとき、下方向に向けて徐々に親水度が高くなるように前記非レンズ部２の表面の親水度を調整することが好適である。

これにより、前記レンズ部１の表面から前記非レンズ部２の表面に導かれた水滴を、より親水度の高い下方向に導きやすく、また非レンズ部２の表面の下方部２ａに溜まった水滴は、再びレンズ部１表面に戻るより重力によって下方向へ排水されやすく、前記レンズ部１表面への水滴の常駐をより効果的に抑制できる。よって、従来に比べて、レンズ部１に水滴が付着しにくくなるため、正しく車両周囲情報（トップビュー表示）を得ることが可能になる。

図１２（ｂ）は、前記撮像装置２０のレンズ部１が地面方向である真下方向に向くように、前記撮像装置２０が、図９で説明した車両のサイドミラー７０に取りけられたとき、前記車両の走行方向に対して反対方向に向けて親水度が高くなるように、前記非レンズ部２の表面の親水度を調整することが好適である。

ここで「走行方向」とは、図１０に示す車両の前方方向を指す。すなわち車両の後方方向（バック走行）を意味しない。

図１２（ｂ）のように非レンズ部２の表面の親水度を調整すると、走行時にレンズ部１及び非レンズ部２への風圧が付加されることで、前記レンズ部１表面から非レンズ部２へ導かれた水滴は更に前記非レンズ部２の表面の後方部２ｂにまで導かれ、また非レンズ部２の表面の後方部２ｂに溜まった水滴は、再びレンズ部１表面に戻るより特に走行時の風圧を受けて後方へ排水されやすく、前記レンズ部１表面への水滴の常駐をより効果的に抑制できる。よって、従来に比べて、レンズ部１に水滴が付着しにくくなるため、正しく車両周囲情報（トップビュー表示）を得ることが可能になる。

また図１２（ａ）で説明した撮像装置２０のうち、車両の前方部に取り付けられた撮像装置２０は、レンズ部１が車両の前方側を向いているため、走行時にレンズ部１及び非レンズ部２への風圧が付加されやすいが、前記非レンズ部２の表面の親水度が高い下方部２ａは親水度が低い上方部２ｃに比べて、車両の走行方向とは反対側に位置するため風圧を受けることで、水滴がより親水度の高い前記下方部２ａに集まりやすく、前記非レンズ部２の表面の下方部２ａにまで導かれた水滴は、特に走行時には撮像装置２０の後方へ排水されやすくなり、前記非レンズ部２の下方部２ａに溜まる水量を効果的に減らすことが可能である。

続いて、図５や図６に示す排水構造３，４を有するレンズユニット４０，５０を備えた撮像装置２０を用いる場合、設置場所や設置向きが異なる各撮像装置２０毎に以下のように調整することが好適である。

レンズ部１が図５（ｂ）や図６（ｂ）に示すように地面に対して斜め下方向を向くように、前記撮像装置２０が、図１０で説明した車両の前方部及び後方部に取り付けられたとき、前記排水構造３，４は、前記非レンズ部２の表面の下方部２ａに接続されていることが好ましい。

これにより、前記レンズ部１の表面から前記非レンズ部２の表面に導かれた水滴を、前記非レンズ部２の表面から排水構造３，４を介して外部へ排水しやすく、前記レンズ部１表面への水滴の常駐をより効果的に抑制できる。よって、従来に比べて、レンズ部１に水滴が付着しにくくなるため、正しく車両周囲情報（トップビュー表示）を得ることが可能になる。

また車両の前方部に取り付けられた撮像装置２０は、レンズ部１が車両の前方側を向いているため、走行時にレンズ部１及び非レンズ部２への風圧が付加されやすいが、前記非レンズ部２の下方部２ａは上方部２ｃに比べて、車両の走行方向とは反対側に位置するため風圧を受けることで、水滴がより排水構造３，４を介して撮像装置２０の後方へ排水されやすくなり、前記非レンズ部２の下方部２ａに溜まる水量を効果的に減らすことが可能である。

また図１３のように、前記撮像装置２０のレンズ部１が地面方向である真下方向に向くように、前記撮像装置２０が、図９で説明した車両のサイドミラー７０に取りけられたとき、前記排水構造３（及び排水構造４）は、前記車両の走行方向に対して反対側である非レンズ部２の表面の後方部２ｂに接続されることが好ましい。

これにより、走行時にレンズ部１及び非レンズ部２への風圧が付加されることで、前記レンズ部１表面から非レンズ部２へ導かれた水滴は前記非レンズ部２の表面の後方部２ｂにまで導かれ、そこから排水構造３，４を介して撮像装置２０の後方へ排水されやすく、前記レンズ部１表面への水滴の常駐をより効果的に抑制できる。よって、従来に比べて、レンズ部１に水滴が付着しにくくなるため、正しく車両周囲情報（トップビュー表示）を得ることが可能になる。

続いて、図７に示す非レンズ部６１の表面に溝部６４を有するレンズユニット６０を備えた撮像装置２０を用いる場合、設置場所や設置向きが異なる各撮像装置２０毎に以下のように調整することが好適である。

レンズ部１が図７（ｂ）に示すように地面に対して斜め下方向を向くように、前記撮像装置２０が、図１０で説明した車両の前方部及び後方部に取り付けられたとき、前記溝部６４を構成する開放溝部６３は、前記非レンズ部６１の表面の下方部６１ａに形成されていることが好ましい。

これにより、前記レンズ部１の表面から前記非レンズ部２の表面に導かれ、さらに前記溝部６４内に保持された水滴を、前記溝部６４の開放溝部６４から外部へ排水しやすく、前記レンズ部１表面への水滴の常駐をより効果的に抑制できる。よって、従来に比べて、レンズ部１に水滴が付着しにくくなるため、正しく車両周囲情報（トップビュー表示）を得ることが可能になる。

また車両の前方部に取り付けられた撮像装置２０は、レンズ部１が車両の前方側を向いているため、走行時にレンズ部１及び非レンズ部６１への風圧が付加されやすいが、前記非レンズ部６１の下方部６１ａは上方部６１ｃに比べて、車両の走行方向とは反対側に位置するため風圧を受けることで、水滴がより開放溝部６３から撮像装置２０の後方へ排水されやすくなり、前記非レンズ部２の表面に溜まる水量を効果的に減らすことが可能である。

また図１４のように、前記撮像装置２０のレンズ部１が地面方向である真下方向に向くように、前記撮像装置２０が、図９で説明した車両のサイドミラー７０に取りけられたとき、前記開放溝部６３は、前記車両の走行方向に対して反対側である非レンズ２の表面の後方部６３ｂに形成されることが好ましい。

これにより、走行時にレンズ部１及び非レンズ部６１への風圧が付加されることで、前記レンズ部１表面から非レンズ部６１へ導かれた水滴は前記非レンズ部６１の表面の後方部６１ｂに設けられた開放溝部６３から撮像装置２０の後方へ排水されやすく、前記レンズ部１表面への水滴の常駐をより効果的に抑制できる。よって、従来に比べて、レンズ部１に水滴が付着しにくくなるため、正しく車両周囲情報（トップビュー表示）を得ることが可能になる。

上記した実施形態では、車両周囲情報はトップビューとして説明したが、フロントビュー、サイドビュー、あるいは、バックビューのいずれにも本実施形態を適用できる。

また上記では、前記撮像装置２０は、前記レンズ部１が、地面に対して斜め下方向、あるいは地面方向である真下方向に向くように車両に取り付けられる場合を挙げて好ましい形態を説明したが、例えば前記レンズ部１が地面に対して水平方向に向くように前記撮像装置２０が車両に取り付けられた場合、前記レンズ部１が地面に対して斜め下方向に向く場合と同様の形態とすることが好適である。ただし例えば前記レンズ部１が地面に対して水平方向に向くように前記撮像装置２０が車両に取り付けられると、車両周囲情報には不必要な空の画像等が大きな面積を占めて写ってしまうため、通常は、前記撮像装置２０は、前記レンズ部１が、地面に対して斜め下方向、あるいは地面方向である真下方向に向くように車両に取り付けられる。

また上記した実施形態では、撮像装置２０を車載カメラ用として説明したが、そのほか、監視カメラ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラなど、様々なカメラに適用することが可能である。これらのうち、人が水滴を拭き取りにくい車載カメラや監視カメラには特に有用である。

その他、上記した実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその精神、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

第１の実施形態によるレンズユニット（光学ユニット）を備えた撮像装置の構成例を示す図であり、（ａ）はレンズユニットの上面図、（ｂ）は撮像装置の側面図、 第１の実施形態によるレンズ部に水滴を１滴たらしたときの結果を示す模式図、 第１の実施形態によるレンズユニットを備えた撮像装置を下向きにした状態で非レンズ部（押え冠）に水滴がついたときの結果を示す図であり、（ａ）が、非レンズ部の表面に親水コートを施していない場合の撮像装置の側面図、（ｂ）が非レンズ部の表面に親水コートを施している場合の撮像装置の側面図、 第２の実施形態によるレンズユニットの構成例を示す前記レンズユニットの上面、 第３の実施形態によるレンズユニットの構成例を示す図であり、（ａ）はレンズユニットの上面図、（ｂ）は撮像装置の側面図、 図５とは別のレンズユニットの構成例を示す図であり、（ａ）はレンズユニットの上面図、（ｂ）は撮像装置の側面図、 第４の実施形態によるレンズユニットの構成例を示す図であり、（ａ）はレンズユニットの上面図、（ｂ）は撮像装置の側面図、 本実施形態の撮像装置（車載カメラ）の設置例を示す車両の上面図、 サイドミラーと、前記サイドミラーに取り付けられた撮像装置（車載カメラ）との図、 車両と、車両の前後に取り付けられた撮像装置（車載カメラ）との図、 本実施形態の撮像装置により撮影された撮像画面、 （ａ）（ｂ）は車両に取り付けられた設置場所や設置向きが異なる各撮像装置に対する好ましい非レンズ部の表面の親水度の状態を示す撮像装置の側面図、 排水構造が設けられた撮像装置の好ましい設置状態を示す撮像装置の側面図、 非レンズ部の表面に溝部が形成された撮像装置の好ましい設置状態を示す撮像装置の側面図、

符号の説明

１，１１ レンズ部
２，６１ 非レンズ部（押え冠）
３，４ 排水構造
１０，３０，４０，５０，６０ レンズユニット
１５ 筐体（鏡筒）
１６ 撮像素子
２０ 撮像装置
３１ レンズ部の中央領域（撥水コートを施す第１の領域）
３２ レンズ部の周辺領域（親水コートを施す第２の領域）
６２ リング状溝部
６３ 開放溝部
６４ 溝部
７０ サイドミラー
７１ バンパー部
７２ ナンバープレート
７５ 車両周囲情報に必要な撮像画像領域
７６ 車両周囲情報に不必要な撮像画像領域

Claims (22)

1. 光透過部と、その周囲に形成された非光透過部とを備えた光学ユニットと、前記光透過部の表面とは反対側に備えられた撮像素子と、を有する撮像装置を用いた車両用画像表示装置において、
   前記撮像装置を車両の所定場所に取り付けて、少なくとも前記車両の周囲の一部を撮影し、その撮像画像を画像処理して車両周囲情報を得るものであり、
   前記光透過部の表面のうち、第１の領域は撥水性領域で前記車両周囲情報を得るのに必要な撮像画像領域に対応し、前記第１の領域以外の第２の領域は親水性領域で前記車両周囲情報を得るのに不必要な撮像画像領域に対応しており、
   前記撮像装置の光透過部が地面に対して斜め下方向あるいは水平方向に向くように前記撮像装置が車両に取り付けられたときに、前記親水性領域の上方部から下方部に向けて徐々に親水度が高くなるように、前記親水性領域の親水度に差が持たせてあることを特徴とする車両用画像表示装置。
2. 前記非光透過部の表面は親水性領域であることを特徴とする請求項１に記載の車両用画像表示装置。
3. 前記第１の領域はレンズ部の中央領域、前記第２の領域は前記中央領域以外の周辺領域であることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用画像表示装置。
4. 前記親水性領域には、親水性処理が施されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用画像表示装置。
5. 前記親水性領域には、親水コートが施されていることを特徴とする請求項４記載の車両用画像表示装置。
6. 前記親水性領域には、表面改質処理が施されて親水性を持たせていることを特徴とする請求項４記載の車両用画像表示装置。
7. 前記撥水性領域には、撥水性処理が施されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の車両用画像表示装置。
8. 前記撥水性領域には、撥水コートが施されていることを特徴とする請求項７記載の車両用画像表示装置。
9. 前記撥水性領域には、表面改質処理が施されて撥水性を持たせていることを特徴とする請求項７記載の車両用画像表示装置。
10. 前記光透過部の表面から前記非光透過部の表面にかけて撥水コートが施され、前記親水性領域では、撥水コートされた表面に親水コートが施されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の車両用画像表示装置。
11. 前記非光透過部は、前記光透過部の押え冠であることを特徴とする請求項１ないし１０のいずれかに記載の車両用画像表示装置。
12. 前記非光透過部に、前記非光透過部の表面からユニット外部へ排水するための排水構造が接続されていることを特徴とする請求項１ないし１１のいずれかに記載の車両用画像表示装置。
13. 前記非光透過部の表面の親水度は、前記排水構造に近いほど高くなっている請求項１２に記載の車両用画像表示装置。
14. 前記排水構造は、細い管状部材で構成されることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の車両用画像表示装置。
15. 前記排水構造は、表面が親水性の線状部材で構成される請求項１２又は１３に記載の車両用画像表示装置。
16. 前記非光透過部の表面には、溝部が設けられていることを特徴とする請求項１ないし１５のいずれかに記載の車両用画像表示装置。
17. 前記溝部は、前記非光透過部の外周部にまで通じる開放溝部を備えることを特徴とする請求項１６記載の車両用画像表示装置。
18. 前記溝部は、前記光透過部の外周に沿って形成されていることを特徴とする請求項１６又は１７に記載の車両用画像表示装置。
19. 前記光透過部は、レンズ部を備え、前記レンズ部が前記光透過部の表面に露出している請求項１ないし１８のいずれかに記載の車両用画像表示装置。
20. 前記撮像装置の光透過部が地面に対して斜め下方向あるいは水平方向に向くように前記撮像装置が車両に取り付けられたときに、前記排水構造は、前記親水性領域の下方部に接続されることを特徴とする請求項１２ないし１５のいずれかに記載の車両用画像表示装置。
21. 前記撮像装置の光透過部が地面に対して斜め下方向あるいは水平方向に向くように前記撮像装置が車両に取り付けられたときに、前記開放溝部は、前記非光透過部の下方部に形成されていることを特徴とする請求項１７に記載の車両用画像表示装置。
22. 前記撮像素子は車両の異なる位置に複数個、取り付けられて、車両の真上に仮想視点を置いた車両周囲情報を得るのに用いられることを特徴とする請求項１ないし２１のいずれかに記載の車両用画像表示装置。

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