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JPH1081171A - 監視領域拡張部材およびこれを用いた車両周辺監視装置 - Google Patents

監視領域拡張部材およびこれを用いた車両周辺監視装置

Info

Publication number
JPH1081171A
JPH1081171A JP8237844A JP23784496A JPH1081171A JP H1081171 A JPH1081171 A JP H1081171A JP 8237844 A JP8237844 A JP 8237844A JP 23784496 A JP23784496 A JP 23784496A JP H1081171 A JPH1081171 A JP H1081171A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image
monitoring
area
angle
monitoring area
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
JP8237844A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiaki Ozaki
敏明 尾崎
Takeshi Amari
武之 甘利
Naoto Ishikawa
直人 石川
Kazutomo Fujinami
一友 藤浪
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yazaki Corp
Original Assignee
Yazaki Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yazaki Corp filed Critical Yazaki Corp
Priority to JP8237844A priority Critical patent/JPH1081171A/ja
Priority to US08/924,959 priority patent/US6025872A/en
Publication of JPH1081171A publication Critical patent/JPH1081171A/ja
Abandoned legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N7/00—Television systems
    • H04N7/18—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast
    • H04N7/183—Closed-circuit television [CCTV] systems, i.e. systems in which the video signal is not broadcast for receiving images from a single remote source
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/58—Means for changing the camera field of view without moving the camera body, e.g. nutating or panning of optics or image sensors

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Closed-Circuit Television Systems (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Traffic Control Systems (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 監視領域の拡張を図ると共に、全反射による
影部分を解消した良好な監視画像を提供し、その結果、
優れた視認環境を運転者に提供する監視領域拡張部材お
よびこれを用いた車両周辺監視装置を提供すること。 【解決手段】 プリズム頂角θ，θLが、部材中心で最
大角度となると共に、部材中心から部材端にいくに従っ
て減少するような略半円錐形状のプリズム構造体１２２
strctを有する上部画像移動部１２２と、上部画像移動
部１２２におけるプリズム頂角θ，θLから連続的に小
さい角度に設定された曲面形状のシリンドリカル構造体
１２４strctを有する上部画像圧縮部１２４とを有する
監視領域拡張部材１２、及びこの監視領域拡張部材１２
を光学的な結像手段として用いた車両周辺監視装置５
０。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両周辺の監視領
域の光学的な画像を収集する際に、前記監視領域に加え
て、監視領域周辺の所定の領域である拡張監視領域の光
学的な画像を収集するための光学部材である監視領域拡
張部材、及びこれを用いて、運転者による視認が難しい
車両周辺領域を監視する車両周辺監視装置に関するもの
である。
【０００２】
【従来の技術】図１２（ａ）は、従来技術の監視領域拡
張部材を説明するための斜視図であり、図１２（ｂ）
は、ＣＣＤカメラに映し出される映像に発生する影部分
を説明するための図である。
【０００３】バックモニターの監視領域を広げる従来技
術としては、図１２及び図１３に示すようなものが公開
されている。
【０００４】則ち、図１２（ａ）に示すように、従来の
この種の監視領域拡張部材２およびこれを用いた車両周
辺監視装置は、乗用車、バスあるいはトラックなどの車
両において、運転者による視認が難しい車両側方並びに
車両後方といった車両周辺を監視する装置として構成さ
れていた。
【０００５】例えば、ＣＣＤカメラといった車両の後方
を撮像するための撮像装置を車両の後部に取り付け、こ
の撮像装置により周辺領域を撮像するとともに、撮像画
像をモニタ等により表示し、運転者などに周辺領域の情
報を与える装置として構成されていた。
【０００６】このような車両周辺監視装置において、撮
像領域を拡張することにより監視対象領域を広範囲とす
ることは安全性を高める上で有用である。
【０００７】そこで、従来の車両周辺監視装置において
は、監視領域を拡張するための監視領域拡張部材２が、
ＣＣＤカメラのレンズ４の直前位置に固定的に配設され
ていた。
【０００８】この監視領域拡張部材２は、図１２（ａ）
に示すように、拡張監視領域を含む第１所定領域の画像
を光学的に移動してＣＣＤカメラのレンズ４に入射する
ための曲率付きのプリズムであるプリズム部分２Ａと、
第１所定領域における監視領域側から連続する第２所定
領域の画像を光学的に圧縮してＣＣＤカメラのレンズ４
に入射する曲線部分２Ｂと、監視領域拡張部材２におけ
る鋭角部分をなくし、監視領域拡張部材２の取り扱いを
容易にする平板部分２Ｃとを有していた。
【０００９】更に監視領域拡張部材２において、プリズ
ム部分２Ａは、プリズム頂点の角度が一定とされたプリ
ズムによって構成されていた。また曲線部分２Ｂは、プ
リズム頂角がプリズム部分２Ａにおけるプリズム頂角か
ら連続的に小さい角度とされた円柱面によって構成され
ていた。
【００１０】このような構成の監視領域拡張部材２を用
いた車両周辺監視装置は、監視領域を車両の後方近傍か
ら遠方に亘る領域とするとともに、拡張監視領域を監視
領域から外れた後方遠方領域とし、更に、ＣＣＤカメラ
の光学系に図１２（ａ）に示すような曲率付きのプリズ
ム（則ち、プリズム部分２Ａ）を挿入することに依り、
プリズムの屈折効果を利用して、ＣＣＤカメラ単独での
監視領域を中心から上部にかけて広げることが可能であ
った。更に曲線部分２Ｂにより、後方遠方領域から連続
しかつ後方近傍領域を除く領域の画像を光学的に圧縮し
てＣＣＤカメラのレンズ４に入射することが可能であっ
た。
【００１１】図１３（ａ）は、図１２の監視領域拡張部
材２とＣＣＤカメラとの光学的位置関係を説明するため
の斜視図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）におけ
るＱA−ＰA断面図である。
【００１２】このような監視領域拡張部材２およびこれ
を用いた車両周辺監視装置においては、図１３（ａ）に
示すように、中心部の垂直方向（則ち、Ｙ軸方向）の画
角θMINに対して、対角方向（則ち、ＱA−ＰA軸方向）
の画角θMAXを大きくすることが可能であった。
【００１３】則ち、図１３（ｂ）に示すように、プリズ
ム部分２Ａからレンズ４方向へ出射される光線の入射角
βAを大きくすることができるようになる結果、監視領
域を拡大することが可能であった。
【００１４】また一般的に、ＣＣＤカメラのレンズ４に
は光学的な歪曲収差が存在するため、レンズ４の中心軸
（則ち、光軸）から結像位置が離れるに従って、実際の
結像位置がレンズ４の中心に近づいて見える。
【００１５】具体的には、正方格子（格子パターン）を
有する格子板を用いた撮像テストを行った場合、レンズ
４の中心から離れるに従って画角が大きくなってしまう
結果、ＣＣＤカメラに得られる画像（この場合は格子パ
ターンの撮像）は、実際の格子パターンよりも上下左右
に樽状に膨らんだ映像（則ち、歪んだ映像）に光学変換
されていた。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな監視領域拡張部材２およびこれを用いた車両周辺監
視装置においては、図１３（ｂ）に示すように、画角θ
MINに対しては、全反射を生じさせることなく監視領域
を拡大することが可能であるものの、画角θMAXに対し
ては、入射角βAが臨界角Ｉc（＝ａｒｃｓｉｎ（ｎ0／
ｎ1）、図１３（ｂ）参照）を越え易くなるため、全反
射が発生しやすくなるという技術的課題があった。
【００１７】またこのような画角θMAXの拡大に伴う全
反射（則ち、βA≧Ｉc）を解消するためには、監視領域
拡張部材２のプリズム頂角を減少させることも考えられ
るが、その場合、監視領域拡張部材２の中心部分でのθ
MINも同時に減少してしまう結果、最も広い監視領域を
要求される中心部分での監視領域が狭くなってしまうと
いう律則的な技術的課題があった。
【００１８】更に、従来の監視領域拡張部材２は、前述
したように車両周辺の監視領域を拡大する機能は有する
ものの、レンズ４に発生する歪曲収差を補正するような
機能を有していなかったため、この様な光学的な歪曲収
差がそのままＣＣＤカメラに出力されてしまうという技
術的課題があった。
【００１９】また、この光学的な歪曲収差に起因して、
ＣＣＤカメラの出力として得られる監視領域の映像と実
際の監視領域との距離感に相違が発生してしまい、その
結果、障害物の位置的な視認が難しいという技術的課題
もあった。
【００２０】本発明は、このような従来の問題点を解決
することを課題としており、特に、プリズム頂角が、部
材中心で最大角度となると共に、部材中心から部材端に
いくに従って減少するような略半円錐形状のプリズム構
造体を有する上部画像移動部と、上部画像移動部におけ
るプリズム頂角から連続的に小さい角度に設定された曲
面形状のシリンドリカル構造体を有する上部画像圧縮部
とを有する監視領域拡張部材、及びこの監視領域拡張部
材を光学的な結像手段として用いた車両周辺監視装置に
依り、監視領域の拡張を図ると共に、全反射による影部
分を解消した良好な監視画像を提供し、更に、光学的な
歪曲収差を補正してＣＣＤカメラの出力として得られる
監視領域の映像と実際の監視領域との距離感の相違を解
消した識別性に富む良好な監視画像を提供し、その結
果、優れた視認環境を運転者に提供することを課題とし
ている。
【００２１】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、車両１００周辺の監視領域２００の光学的な画像を
画像入力手段を用いて収集する際に、監視領域２００に
加えて、監視領域２００周辺の所定の領域である拡張監
視領域２００（Ｆ）の光学的な画像を収集するための光
学部材である監視領域拡張部材において、監視領域拡張
部材１２は、部材上部に設けられ、少なくとも前記拡張
監視領域２００（Ｆ）を含んだ第１所定領域２００
（Ｃ）の画像を光学的に屈折させて当該第１所定領域２
００（Ｃ）の光学的な画像の収集するプリズムである上
部画像移動部１２２と、前記上部画像移動部１２２に連
続して設けられ、前記第１所定領域２００（Ｃ）に連続
する第２所定領域２００（Ｂ）の画像を光学的に屈折さ
せて当該第２所定領域２００（Ｂ）の光学的な画像の収
集する円筒状のプリズムである上部画像圧縮部１２４と
を有する、ことを特徴とする監視領域拡張部材１２であ
る。
【００２２】請求項１に記載の発明に依れば、上部画像
移動部１２２及び上部画像圧縮部１２４を設けることに
依り、監視領域２００の拡張を図ると共に、全反射によ
る影部分を解消した良好な監視画像を提供できるように
なり、その結果、優れた視認環境を運転者に提供できる
ようになる。
【００２３】更に、上部画像移動部１２２と上部画像圧
縮部１２４とを光学的に連続に接続することに依り、死
角のない連続した監視画像を提供できるようになり、そ
の結果、優れた視認環境を運転者に提供できるようにな
る。
【００２４】更に、光学的な歪曲収差を補正してＣＣＤ
カメラ１１の出力として得られる監視領域２００の映像
と実際の監視領域２００との距離感の相違を解消した識
別性に富む良好な監視画像を提供できるようになり、そ
の結果、優れた視認環境を運転者に提供できるようにな
る。
【００２５】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の監視領域拡張部材１２において、前記上部画像移動部
１２２は、プリズム頂角θwが、部材中心で最大角度と
なると共に、当該部材中心から部材端にいくに従って減
少するような略半円錐形状のプリズム構造体１２２strc
tを有する、ことを特徴とする監視領域拡張部材１２で
ある。
【００２６】請求項２に記載の発明に依れば、請求項１
に記載の効果に加えて、このようなプリズム構造体１２
２strctを有する上部画像移動部１２２を設けることに
依り、中心位置での画角θMINに対する監視画像の入射
角を保持すると共に、対角方向の画角θMAXに対する監
視画像の入射角を減少させることができるようになる。
【００２７】その結果、監視領域２００の拡張を図ると
共に、全反射による影部分を解消した良好な監視画像を
提供できるようになり、その結果、優れた視認環境を運
転者に提供できるようになる。
【００２８】更に、略半円錐形状のプリズム構造体１２
２strctを設けることに依り、水平方向の光学的な歪曲
収差の補正が可能となり、ＣＣＤカメラ１１の出力とし
て得られる監視領域２００の映像と実際の監視領域２０
０との距離感の相違を解消した識別性に富む良好な監視
画像を提供できるようになる結果、優れた視認環境を運
転者に提供できるようになる。
【００２９】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の監視領域拡張部材１２において、前記プリズム頂角θ
wは、前記プリズム構造体１２２strctの扇角ζwを変数
とする所定の関数であって、当該扇角ζwの増加に応じ
て減少する、ことを特徴とする監視領域拡張部材１２で
ある。
【００３０】請求項３に記載の発明に依れば、請求項２
に記載の効果に加えて、扇角ζwを変数とする所定の関
数で記述できるプリズム頂角θwを有するプリズム構造
体１２２strctを設けることに依り、中心位置での画角
θMINに対する監視画像の入射角を保持すると共に、対
角方向の画角θMAXに対する監視画像の入射角を減少さ
せることができるようになる。
【００３１】その結果、監視領域２００の拡張を図ると
共に、全反射による影部分を解消した良好な監視画像を
提供できるようになる。
【００３２】更に、水平方向の光学的な歪曲収差の補正
が可能となり、ＣＣＤカメラ１１の出力として得られる
監視領域２００の映像と実際の監視領域２００との距離
感の相違を解消した識別性に富む良好な監視画像を提供
できるようになる。
【００３３】その結果、優れた視認環境を運転者に提供
できるようになる。
【００３４】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３
のいずれか一項に記載の監視領域拡張部材１２におい
て、前記上部画像圧縮部１２４は、前記上部画像移動部
１２２における前記プリズム頂角θwから連続的に小さ
い角度に設定された曲面形状のシリンドリカル構造体１
２４strctを有する、ことを特徴とする監視領域拡張部
材１２である。
【００３５】請求項４に記載の発明に依れば、請求項１
乃至３のいずれか一項に記載の効果に加えて、このよう
な曲面形状のシリンドリカル構造体１２４strctを有す
る上部画像圧縮部１２４を設けることに依り、中心位置
での画角θMINに対する監視画像の入射角を更に大きく
すると共に、対角方向の画角θMAXに対する監視画像の
入射角を更に減少させ易くすることができるようにな
る。
【００３６】その結果、監視領域２００の拡張を図ると
共に、全反射による影部分を解消した良好な監視画像を
提供できるようになり、その結果、優れた視認環境を運
転者に提供できるようになる。
【００３７】更に、上部画像移動部１２２と上部画像圧
縮部１２４とを光学的に連続に接続することに依り、死
角のない連続した監視画像を提供できるようになり、そ
の結果、優れた視認環境を運転者に提供できるようにな
る。
【００３８】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の監視領域拡張部材１２において、前記上部画像圧縮部
１２４に設けられた曲面は、プリズム頂点の角度が前記
画像移動部におけるプリズム頂点の角度から連続的に小
さい角度とされた円柱面形状のシリンドリカル構造体１
２４strctを有する、ことを特徴とする監視領域拡張部
材１２である。
【００３９】請求項５に記載の発明に依れば、請求項４
に記載の効果に加えて、このような円柱面形状のシリン
ドリカル構造体１２４strctを有する上部画像圧縮部１
２４を設けることに依り、中心位置での画角θMINに対
する監視画像の入射角を更に大きくすると共に、対角方
向の画角θMAXに対する監視画像の入射角を更に減少さ
せ易くすることができるようになる。
【００４０】その結果、監視領域２００の拡張を図ると
共に、全反射による影部分を解消した良好な監視画像を
提供できるようになり、その結果、優れた視認環境を運
転者に提供できるようになる。
【００４１】更に、上部画像移動部１２２と上部画像圧
縮部１２４とを光学的に連続に接続することに依り、死
角のない連続した監視画像を提供できるようになり、そ
の結果、優れた視認環境を運転者に提供できるようにな
る。
【００４２】請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５
のいずれか一項に記載の監視領域拡張部材１２を光学的
な結像手段として用いた車両周辺監視装置５０におい
て、車両１００に設置され、前記監視領域２００の光学
的な画像を収集する際に、前記監視領域拡張部材１２を
光学的な結像手段として用い、当該監視領域拡張部材１
２から入射された前記監視領域２００の光学的な画像に
加えて前記拡張監視領域２００（Ｆ）の光学的な画像を
撮像して車両周辺監視情報１０ａを生成する画像入力手
段１０と、前記車両周辺監視情報１０ａに基づいて車両
１００の周辺における障害の発生を監視するためのデー
タ処理手段３０とを有する、ことを特徴とする車両周辺
監視装置５０である。
【００４３】請求項６に記載の発明に依れば、請求項１
乃至５のいずれか一項に記載のの効果に加えて、このよ
うな画像入力手段１０及びデータ処理手段３０を設ける
ことに依り、監視領域２００の拡張を図ると共に、全反
射による影部分を解消した良好な監視画像を簡便に提供
できるようになり、その結果、優れた視認環境を運転者
に提供できるようになる。
【００４４】更に、上部画像移動部１２２と上部画像圧
縮部１２４とを光学的に連続に接続することに依り、死
角のない連続した監視画像を提供できるようになり、そ
の結果、優れた視認環境を運転者に提供できるようにな
る。
【００４５】更に、水平方向の光学的な歪曲収差を補正
してＣＣＤカメラ１１の出力として得られる監視領域２
００の映像と実際の監視領域２００との距離感の相違を
解消した識別性に富む良好な監視画像を提供できるよう
になり、その結果、優れた視認環境を運転者に提供でき
るようになる。
【００４６】請求項７に記載の発明は、請求項６に記載
の車両周辺監視装置５０において、前記監視領域２００
を前記車両１００の後方近傍から遠方に亘る領域とする
と共に、前記拡張監視領域２００（Ｆ）を前記監視領域
２００から外れた後方遠方領域２００（Ｃ）とし、前記
上部画像移動部１２２は、少なくとも前記後方遠方領域
２００（Ｃ）の画像を前記画像入力手段１０に入射する
ように構成され、前記上部画像圧縮部１２４は、前記後
方遠方領域２００（Ｃ）から連続しかつ前記後方近傍領
域２００（Ａ）を除く領域の画像を光学的に圧縮して前
記画像入力手段１０に入射するように構成されている、
ことを特徴とする車両周辺監視装置５０である。
【００４７】請求項７に記載の発明に依れば、請求項６
に記載の効果に加えて、このような上部画像移動部１２
２を設けることに依り、中心位置での画角θMINに対す
る後方遠方領域２００（Ｃ）の画像の入射角を保持する
と共に、対角方向の画角θMAXに対する後方遠方領域２
００（Ｃ）の画像の入射角を減少させることができるよ
うになる。更に、水平方向の光学的な歪曲収差を補正し
てＣＣＤカメラ１１の出力として得られる監視領域２０
０の映像と実際の監視領域２００との距離感の相違を解
消した識別性に富む良好な監視画像を提供できるように
なり、その結果、優れた視認環境を運転者に提供できる
ようになる。
【００４８】同様に、このような上部画像圧縮部１２４
を設けることに依り、中心位置での画角θMINに対す
る、後方遠方領域２００（Ｃ）から後方近傍領域２００
（Ａ）に亘る広範囲の画像の入射角を保持すると共に、
対角方向の画角θMAXに対する、後方遠方領域２００
（Ｃ）から後方近傍領域２００（Ａ）に亘る広範囲の画
像の入射角を減少させることができるようになる。
【００４９】その結果、監視領域２００の拡張を図ると
共に、全反射による影部分を解消した良好な監視画像を
提供できるようになり、その結果、優れた視認環境を運
転者に提供できるようになる。更に、死角のない連続し
た監視画像を提供できるようになり、その結果、優れた
視認環境を運転者に提供できるようになる。
【００５０】請求項８に記載の発明は、請求項７に記載
の車両周辺監視装置５０において、前記画像入力手段１
０側の前記上部画像移動部１２２のプリズム構造体１２
２strctは、前記プリズム頂角θwが部材端部に向かって
所定の割合で減少するような凸形状の略円錐曲面１２２
srfcを有する、ことを特徴とする車両周辺監視装置５０
である。
【００５１】請求項８に記載の発明に依れば、請求項７
に記載の効果に加えて、このような凸形状の略円錐曲面
１２２srfcのプリズム構造体１２２strctを有する上部
画像移動部１２２を設けることに依り、広い監視領域２
００に亘って光学歪の少ない画像の収集ができるように
なる。
【００５２】更に、収集された光学歪の少ない画像に対
して、中心位置での画角θMINの入射角を保持すると共
に、対角方向の画角θMAXの入射角を減少させることが
できるようになる。
【００５３】その結果、光学歪のない状態で監視領域２
００の拡張を図ると共に、全反射による影部分を解消し
た良好な監視画像を提供できるようになり、その結果、
優れた視認環境を運転者に提供できるようになる。
【００５４】更に、水平方向の光学的な歪曲収差を補正
してＣＣＤカメラ１１の出力として得られる監視領域２
００の映像と実際の監視領域２００との距離感の相違を
解消した識別性に富む良好な監視画像を提供できるよう
になり、その結果、優れた視認環境を運転者に提供でき
るようになる。
【００５５】請求項９に記載の発明は、請求項７又は８
のいずれか一項に記載の車両周辺監視装置５０におい
て、前記画像入力手段１０側の前記上部画像圧縮部１２
４のシリンドリカル構造体１２４strctは、当該画像入
力手段１０側に凹形状の曲面１２４srfcを有する、こと
を特徴とする車両周辺監視装置５０である。
【００５６】請求項９に記載の発明に依れば、請求項７
又は８のいずれか一項に記載の効果に加えて、このよう
な凹形状の曲面１２４srfcのシリンドリカル構造体１２
４strctを有する上部画像圧縮部１２４を設けることに
依り、広い監視領域２００に亘って光学歪の少ない画像
の収集ができるようになる。
【００５７】更に、収集された光学歪の少ない画像に対
して、中心位置での画角θMINの入射角を保持すると共
に、対角方向の画角θMAXの入射角を減少させることが
できるようになる。
【００５８】その結果、光学歪のない状態で監視領域２
００の拡張を図ると共に、全反射による影部分を解消し
た良好な監視画像を提供できるようになり、その結果、
優れた視認環境を運転者に提供できるようになる。
【００５９】請求項１０に記載の発明は、請求項９に記
載の車両周辺監視装置５０において、車両１００の変速
機構がバックギアになっていることを検出して検出信号
を生成するバックギア検出センサを有し、バックギアと
検出された場合に当該検出信号を前記データ処理手段３
０に出力して周辺監視制御を促す信号取得部２０を有す
る、ことを特徴とする車両周辺監視装置５０である。
【００６０】請求項１０に記載の発明に依れば、請求項
９に記載の効果に加えて、このような信号取得部２０を
設けることに依り、周辺監視制御の自動化が容易とな
り、その結果、操作性に優れた車両周辺監視装置５０を
運転者に提供できるようになる。
【００６１】請求項１１に記載の発明は、請求項９又は
１０に記載の車両周辺監視装置５０において、前記デー
タ処理手段３０から出力された駆動信号に基づいて、ブ
ザー音若しくは音声ガイダンスを出力し、又、障害物と
車両１００との相対位置の表示若しくは運転者に対する
メッセージの表示を行う表示警報部４０を有する、こと
を特徴とする車両周辺監視装置５０である。
【００６２】請求項１１に記載の発明に依れば、請求項
９又は１０に記載の効果に加えて、このような表示警報
部４０を設けることに依り、周辺監視作業中における障
害物の発見や相対位置の特定が速やかに克つ簡便にでき
るようになる。
【００６３】その結果、運転者の監視負担を軽減でき、
更に、的確な周辺監視が可能となる操作環境を運転者に
提供できるようになる。
【００６４】
【発明の実施の形態】以下、図面に基づき実施形態を説
明する。
【００６５】図１（ａ）は、本発明における監視領域拡
張部材１２の一実施形態を説明する正面図であり、図１
（ｂ）は、図１（ａ）における上面図であり、図１
（ｃ）は、図１（ａ）におけるＳ−Ｓ断面図であり、図
１（ｄ）は、図１（ａ）におけるＴ−Ｔ断面図である。
【００６６】本監視領域拡張部材１２は、バスやトラッ
ク等の車両１００の周辺の監視領域２００の光学的な画
像を後述する車両周辺監視装置５０が画像入力手段を介
して収集する際に、監視領域２００に加えて、監視領域
２００の周辺の所定の領域である拡張監視領域２００
（Ｆ）の光学的な画像を収集するための光学部材であっ
て、画像が光学的に透過する領域である上部画像移動部
１２２と上部画像圧縮部１２４と平板部１２６とを有す
る。
【００６７】上部画像移動部１２２は、図１（ａ），
（ｂ）に示すように、監視領域拡張部材１２の上部に設
けられ、少なくとも拡張監視領域２００（Ｆ）（後述、
図１１参照）を含んだ第１所定領域２００（Ｃ）（後
述）の画像を光学的に屈折させて第１所定領域２００
（Ｃ）（後述、図１１参照）の光学的な画像の収集する
プリズムである。
【００６８】図２（ａ）は、図１の監視領域拡張部材１
２の斜視図であり、図２（ｂ）は、図１（ａ）のＴ−Ｔ
断面に対する斜視図であり、図２（ｃ）は、図１（ａ）
のＳ−Ｓ断面に対する斜視図である。
【００６９】上部画像移動部１２２は、図１（ｃ）及び
図２（ｃ）に示すように、プリズム頂角θw（則ち、プ
リズムの頂点の角度であって、上部画像移動部１２２の
曲面１２２srfcと平板部１２６とがなす角度として表さ
れる、（単位は［度］））が、監視領域拡張部材１２の
中心（ζw＝０［度］の位置）で最大角度（則ち、θ
［度］）となると共に、図１（ｄ）及び図２（ｂ）に示
すように、この監視領域拡張部材１２の中心から部材端
（ζw＝ζ［度］の位置）にいくに従って（則ち、図１
（ａ）に示す、中心からζwが増加するに従って）、プ
リズム頂角θwが減少するような略半円錐形状のプリズ
ム構造体１２２strctを有する。
【００７０】具体的には、ＣＣＤカメラ１１の視野角θ
1が９０［度］である場合、プリズム挿入効果により、
上部画像移動部１２２の上方監視角度が４５度から６５
度に拡大されることになる。プリズム頂角θLを２０度
に設定することにより、監視領域が２０度広がることに
なる。
【００７１】プリズム構造体１２２strctの曲面１２２s
rfcの形状は、図１（ｂ）及び図２（ａ）に示す曲率半
径Ｒによって決定することができる。
【００７２】図３は、図１の監視領域拡張部材１２の扇
角ζwとプリズム頂角θwとの関数関係を説明するための
グラフである。
【００７３】プリズム頂角θwは、図３に示すように、
プリズム構造体１２２strctの扇角ζwを変数とする所定
の関数であって、扇角ζwの増加に応じて減少するよう
に設定されることが望ましい。
【００７４】このように、扇角ζwを変数とする所定の
関数で記述できるプリズム頂角θwを有するプリズム構
造体１２２strctを設けることに依り、中心位置での画
角θMINに対する監視画像の入射角を保持すると共に、
対角方向の画角θMAXに対する監視画像の入射角を減少
させることができるようになる。
【００７５】その結果、監視領域２００の拡張を図ると
共に、全反射による影部分を解消した良好な監視画像を
提供できるようになる。
【００７６】更に、水平方向の光学的な歪曲収差の補正
が可能となり、ＣＣＤカメラ１１の出力として得られる
監視領域２００の映像と実際の監視領域２００との距離
感の相違を解消した識別性に富む良好な監視画像を提供
できるようになる。
【００７７】その結果、優れた視認環境を運転者に提供
できるようになる。
【００７８】プリズム構造体１２２strctの曲面１２２s
rfcの形状は、具体的には、中心位置（則ち、Ｓ−Ｓ断
面）では、図２（ｃ）に示すように、プリズム頂角θw
を大きく設定し、部材端方向（則ち、Ｔ−Ｔ断面）で
は、図２（ｂ）に示すように、プリズム頂角θwを中心
位置からの扇角ζwに応じて徐々に減少させ、部材端で
あるζw＝ζ／２の位置においてプリズム頂角θwを０
（零）［度］に設定することが望ましい。
【００７９】図４は、図１の監視領域拡張部材１２の中
心部（則ち、θw＝θ）に入射される監視領域２００の
画像の光路説明するための図である。
【００８０】上部画像移動部１２２を光学的に透過した
領域の画像に関しては、図４に示すように、上部画像移
動部１２２の屈折作用（但し、空気の屈折率＝ｎ0、監
視領域拡張部材１２の屈折率＝ｎ1、ｎ0≦ｎ1）によ
り、この領域の画像を全体的にシフトしてＣＣＤカメラ
１１に入射される。具体的には、上部画像移動部１２２
にλ0の角度で入射した画像は、上部画像移動部１２２
の屈折作用により、出射角λ1で所定方向にシフトされ
ることになる。
【００８１】このようなプリズム構造体１２２strctを
有する上部画像移動部１２２を設けることに依り、中心
位置での画角θMINに対する監視画像の入射角を保持す
ると共に、対角方向の画角θMAXに対する監視画像の入
射角を減少させることができるようになる。
【００８２】その結果、監視領域２００の拡張を図ると
共に、全反射（則ち、入射角βA≧臨界角Ｉc）に起因し
て従来生じていた目障りな影部分３（図１２（ｂ）参
照）全反射による影部分を解消した良好な監視画像を提
供できるようになり、その結果、優れた視認環境を運転
者に提供できるようになる。
【００８３】なお、ここで、臨界角Ｉc＝ａｒｃｓｉｎ
（（空気の屈折率ｎ0）／（監視領域拡張部材１２の屈
折率ｎ1）），ｎ0≦ｎ1で与えることができるようにな
る。また、入射角αA＝θMAXである。
【００８４】更に、略半円錐形状のプリズム構造体１２
２strctを設けることに依り、水平方向の光学的な歪曲
収差の補正が可能となり、ＣＣＤカメラ１１の出力とし
て得られる監視領域２００の映像と実際の監視領域２０
０との距離感の相違を解消した識別性に富む良好な監視
画像を提供できるようになる結果、優れた視認環境を運
転者に提供できるようになる。
【００８５】また、上部画像圧縮部１２４は、図１
（ａ）及び図２（ａ）に示すように、上部画像移動部１
２２に連続して設けられ、第１所定領域２００（Ｃ）に
連続する第２所定領域２００（Ｂ）の画像を光学的に屈
折させて第２所定領域２００（Ｂ）の光学的な画像の収
集するプリズムである。
【００８６】更に上部画像圧縮部１２４は、上部画像移
動部１２２におけるプリズム頂角θwから連続的に小さ
い角度に設定された曲面形状のシリンドリカル構造体１
２４strctを有する。
【００８７】シリンドリカル構造体１２４strctにおけ
る曲面形状は、図１（ｃ），（ｄ）及び図２（ｂ），
（ｃ）に示す曲率半径Ｒによって決定することができ
る。
【００８８】上部画像圧縮部１２４を光学的に透過した
領域の画像に関しては、上部画像圧縮部１２４による屈
折作用により、この領域の画像を継ぎ目なく連続した状
態で、かつ、あたかも全体的に光学的に圧縮された状態
でＣＣＤカメラ１１に入射される。
【００８９】このような曲面形状のシリンドリカル構造
体１２４strctを設けることに依り、監視領域２００の
拡張を図ると共に、全反射による影部分を解消した良好
な監視画像を提供できるようになり、その結果、優れた
視認環境を運転者に提供できるようになる。
【００９０】更に、上部画像移動部１２２と上部画像圧
縮部１２４とを光学的に連続に接続することに依り、死
角のない連続した監視画像を提供できるようになり、そ
の結果、優れた視認環境を運転者に提供できるようにな
る。
【００９１】更に、光学的な歪曲収差を補正してＣＣＤ
カメラ１１の出力として得られる監視領域２００の映像
と実際の監視領域２００との距離感の相違を解消した識
別性に富む良好な監視画像を提供できるようになり、そ
の結果、優れた視認環境を運転者に提供できるようにな
る。
【００９２】なお、上部画像圧縮部１２４に設けられた
曲面は、プリズム頂点の角度が画像移動部におけるプリ
ズム頂点の角度から連続的に小さい角度とされた円柱面
形状のシリンドリカル構造体１２４strctとすることが
望ましい。このような円柱面形状のシリンドリカル構造
体１２４strctを有する上部画像圧縮部１２４を設ける
ことに依り、中心位置での画角θMINに対する監視画像
の入射角を更に大きくすると共に、対角方向の画角θMA
Xに対する監視画像の入射角を更に減少させ易くするこ
とができるようになる。その結果、監視領域２００の拡
張を図ると共に、全反射による影部分を解消した良好な
監視画像を提供できるようになり、その結果、優れた視
認環境を運転者に提供できるようになる。更に、プリズ
ム構造体１２２strcとシリンドリカル構造体１２４strc
tとを光学的に連続に接続することに依り、死角のない
連続した監視画像を提供できるようになり、その結果、
優れた視認環境を運転者に提供できるようになる。
【００９３】平板部１２６は、光学的には何ら作用する
ものではないが、監視領域拡張部材１２における鋭角部
分をなくし、監視領域拡張部材１２の取り扱いを容易に
するための光学部品である。
【００９４】則ち、平板部１２６を光学的に透過した画
像については、監視領域拡張部材１２にて影響されずに
ＣＣＤカメラ１１に入射される。
【００９５】イメージプレーンにおいては、上部画像移
動部１２２の光学的に透過によってシフトされた画像、
上部画像圧縮部１２４の光学的に透過によって圧縮され
た画像、平板部１２６を光学的に透過した画像がそれぞ
れ結像される。このとき、結像された画像はシフトされ
た画像であるので、鮮鋭な画像として取得される。
【００９６】図５（ａ），（ｂ）は、ＣＣＤカメラ１１
のみを用いた撮像テストの光学的位置関係説明するため
の配置図であり、図５（ｃ）は、格子板を用いた撮像テ
ストの結果、ＣＣＤカメラ１１に映し出される映像にお
ける歪曲収差を説明するための格子パターンである。
【００９７】ここで、撮像テストは、図５（ａ），
（ｂ）に示すように、縦横の格子１３Ａが規則的な正方
格子パターンとして描かれた格子板１３の光学画像をＣ
ＣＤカメラ１１内のＣＣＤ素子１１４に投射して読み取
らせ、このときＣＣＤ素子１１４から出力される映像信
号をモニターに表示することによって実行されることが
望ましい。なお、撮像テストは、これに限定されるもの
ではなく、正方格子パターン以外のテストパターンを用
いることも可能である。
【００９８】一般的に、ＣＣＤカメラ１１のレンズ１１
２Ａには光学的な歪曲収差が存在するため、レンズ１１
２Ａの中心軸（則ち、光軸）から結像位置が離れるに従
って、実際の結像位置がレンズ１１２Ａの中心に近づい
て見える。
【００９９】具体的には、正方格子（格子パターン）を
有する格子板を用いた撮像テストを行った場合、レンズ
１１２Ａの中心から離れるに従って画角が大きくなって
しまう結果、ＣＣＤカメラ１１に得られる画像（この場
合は格子パターンの撮像）は、実際の格子パターンより
も上下左右に樽状に膨らんだ映像（則ち、歪んだ映像）
に光学変換されてしまう。
【０１００】例えば、１／３インチのＣＣＤカメラ１１
と焦点距離ｆ＝２．１ｍｍのレンズ１１２Ａの組み合わ
せで得られる監視領域２００の画角は、図５（ａ）に示
すように、中心部分の垂直方向の画角が９５［度］であ
る。また、図５（ｂ）に示すように、水平方向の画角が
１２０［度］であり、対角方向の画角が１３７［度］で
ある。
【０１０１】また、ＣＣＤ素子１１４に投射される画像
は、前述の歪曲収差に起因して、図５（ｃ）に示すよう
に、歪んだ画像となる。この状態での垂直方向の画角は
１１５［度］である。
【０１０２】則ち、前述したように車両１００の周辺の
監視領域２００を拡大する機能は有するものの、レンズ
１１２Ａに発生する歪曲収差を補正するような機能を有
していなかったため、この様な光学的な歪曲収差がその
ままＣＣＤカメラ１１に出力されてしまう。
【０１０３】また、この光学的な歪曲収差に起因して、
ＣＣＤカメラ１１の出力として得られる監視領域２００
の映像と実際の監視領域２００との距離感に相違が発生
してしまい、その結果、障害物の位置的な視認が難し
い。
【０１０４】図６は、監視領域２００の拡大に必要なプ
リズム頂角θwの増加分を説明するための光線解析図で
ある。
【０１０５】図６に示すように、画像中心部分の監視領
域２００を上方へ１０［度］拡大するには、監視領域２
００の中心部分では、１１［度］のプリズム頂角θwが
要求される。
【０１０６】また、監視領域２００の対角部分では、対
角方向の画角が確保されているので、プリズムを必要と
しない。
【０１０７】ここで、監視領域２００の中心部分の垂直
方向の画角を９５［度］、また、水平方向の画角を１２
０［度］に設定している（図５参照）。
【０１０８】図７は、図６におけるプリズム頂角θwの
増加分を補償するために図１の監視領域拡張部材１２に
要求されるプリズム頂角θwを説明するための斜視図で
ある。図８は、図１の監視領域拡張部材１２とＣＣＤカ
メラ１１との光学的位置関係を説明するための斜視図で
ある。
【０１０９】本実施形態では、図６における中心部分
（ζw＝０［度］）でのプリズム頂角θwの増加分（則
ち、１１［度］）を補償する場合には、図７に示す形状
を有する監視領域拡張部材１２を、ＣＣＤカメラ１１の
レンズユニット１１２の前部に光軸を一致させた状態で
設けている（図８参照）。
【０１１０】図９は、図８の光学的位置関係において、
格子板を用いた撮像テストを行った結果、ＣＣＤカメラ
１１に映し出される映像における歪曲収差の減少を説明
するための格子パターンである。
【０１１１】このような監視領域拡張部材１２をＣＣＤ
カメラ１１のレンズユニット１１２の前部に設けること
に依り、監視領域２００の拡張を図ると共に、図９に示
すように、全反射による影部分を解消した良好な監視画
像を簡便に提供できるようになり、その結果、優れた視
認環境を運転者に提供できるようになる。
【０１１２】更に、上部画像移動部１２２と上部画像圧
縮部１２４とを光学的に連続に接続することに依り、死
角のない連続した監視画像を提供できるようになり、そ
の結果、優れた視認環境を運転者に提供できるようにな
る。
【０１１３】更に、図９に示すように、水平方向の光学
的な歪曲収差を補正してＣＣＤカメラ１１の出力として
得られる監視領域２００の映像と実際の監視領域２００
との距離感の相違を解消した識別性に富む良好な監視画
像を提供できるようになり、その結果、優れた視認環境
を運転者に提供できるようになる。
【０１１４】図１０は、本発明における車両周辺監視装
置５０の構成を説明する機能ブロック図である。また図
１１は、本実施形態の監視領域拡張部材１２、及びＣＣ
Ｄカメラ１１を取り付けた状態での、監視領域２００、
及び拡張監視領域２００（Ｆ）を説明する図である。
【０１１５】本車両周辺監視装置５０は、バスやトラッ
ク等の車両１００の周辺の監視領域２００の光学的な画
像を監視領域拡張部材１２と画像入力手段１１とを介し
て収集する際に、監視領域２００に加えて、監視領域２
００の周辺の所定の領域である拡張監視領域２００
（Ｆ）の光学的な画像を収集する機能を有し、図１０に
示すように、画像入力手段１０とＣＣＤカメラ１１と監
視領域拡張部材１２と信号取得部２０とバックギア検出
センサ２１とデータ処理手段３０と表示警報部４０とを
有する。
【０１１６】また車両周辺監視装置５０は、図１１に示
すように、監視領域２００を車両１００の後方近傍から
遠方に亘る領域とする。更に、拡張監視領域２００
（Ｆ）を監視領域２００から外れた後方遠方領域２００
（Ｃ）としている。
【０１１７】これにより、車両が後方に走行する際にお
いて、最も注意を払うべき領域である監視領域２００の
画像とが鮮鋭な画像として得られる。よって、この構成
によれば、車両が後方に進行する際において、より安全
性を向上させることができる。
【０１１８】この場合、本監視領域拡張部材１２の上部
画像移動部１２２は、少なくとも後方遠方領域２００
（Ｃ）の画像を画像入力手段１０に入射するように配置
されることが望ましい。
【０１１９】このような上部画像移動部１２２を設ける
ことに依り、中心位置での画角θMINに対する後方遠方
領域２００（Ｃ）の画像の入射角を保持すると共に、対
角方向の画角θMAXに対する後方遠方領域２００（Ｃ）
の画像の入射角を減少させることができるようになる。
更に、水平方向の光学的な歪曲収差を補正してＣＣＤカ
メラ１１の出力として得られる監視領域２００の映像と
実際の監視領域２００との距離感の相違を解消した識別
性に富む良好な監視画像を提供できるようになり、その
結果、優れた視認環境を運転者に提供できるようにな
る。
【０１２０】画像入力手段１０（具体的には、ＣＣＤカ
メラ１１、図８参照）側の上部画像移動部１２２のプリ
ズム構造体１２２strctは、図３で説明したように、プ
リズム頂角θwが部材端部に向かって所定の割合で減少
するような凸形状の略円錐曲面１２２srfcを有する。
【０１２１】このような凸形状の略円錐曲面１２２srfc
のプリズム構造体１２２strctを有する上部画像移動部
１２２を設けることに依り、広い監視領域２００に亘っ
て光学歪の少ない画像の収集ができるようになる。
【０１２２】更に、収集された光学歪の少ない画像に対
して、中心位置での画角θMINの入射角を保持すると共
に、対角方向の画角θMAXの入射角を減少させることが
できるようになる。
【０１２３】その結果、光学歪のない状態で監視領域２
００の拡張を図ると共に、全反射による影部分を解消し
た良好な監視画像を提供できるようになり、その結果、
優れた視認環境を運転者に提供できるようになる。
【０１２４】更に、水平方向の光学的な歪曲収差を補正
してＣＣＤカメラ１１の出力として得られる監視領域２
００の映像と実際の監視領域２００との距離感の相違を
解消した識別性に富む良好な監視画像を提供できるよう
になり、その結果、優れた視認環境を運転者に提供でき
るようになる。
【０１２５】同様に、上部画像圧縮部１２４は、後方遠
方領域２００（Ｃ）から連続しかつ後方近傍領域２００
（Ａ）を除く領域の画像を光学的に圧縮して画像入力手
段１０に入射するように配置されることが望ましい。
【０１２６】上部画像圧縮部１２４を同様に配置するこ
とに依り、中心位置での画角θMINに対する、後方遠方
領域２００（Ｃ）から後方近傍領域２００（Ａ）に亘る
広範囲の画像の入射角を保持すると共に、対角方向の画
角θMAXに対する、後方遠方領域２００（Ｃ）から後方
近傍領域２００（Ａ）に亘る広範囲の画像の入射角を減
少させることができるようになる。その結果、監視領域
２００の拡張を図ると共に、全反射による影部分を解消
した良好な監視画像を提供できるようになり、その結
果、優れた視認環境を運転者に提供できるようになる。
【０１２７】更に、死角のない連続した監視画像を提供
できるようになり、その結果、優れた視認環境を運転者
に提供できるようになる。
【０１２８】画像入力手段１０（ＣＣＤカメラ１１）側
の上部画像圧縮部１２４のシリンドリカル構造体１２４
strctは、前述したように、この画像入力手段１０側に
凹形状の曲面１２４srfcを有するように配置されている
（図８参照）。
【０１２９】なお、このような監視領域拡張部材１２
は、光学的に透明な材料（具体的には、ガラス）により
形成することができる。
【０１３０】このような凹形状の曲面１２４srfcのシリ
ンドリカル構造体１２４strctを有する上部画像圧縮部
１２４をＣＣＤカメラ１１の前部に配置することに依
り、広い監視領域２００に亘って光学歪の少ない画像の
収集ができるようになる。
【０１３１】更に、収集された光学歪の少ない画像に対
して、中心位置での画角θMINの入射角を保持すると共
に、対角方向の画角θMAXの入射角を減少させることが
できるようになる。
【０１３２】その結果、光学歪のない状態で監視領域２
００の拡張を図ると共に、全反射による影部分を解消し
た良好な監視画像を提供できるようになり、その結果、
優れた視認環境を運転者に提供できるようになる。
【０１３３】画像入力手段１０は、車両１００に設置さ
れ、監視領域２００の光学的な画像を収集する際に、監
視領域拡張部材１２を光学的な結像手段として用い、監
視領域拡張部材１２から入射された監視領域２００の光
学的な画像に加えて拡張監視領域２００（Ｆ）の光学的
な画像を撮像して車両周辺監視情報１０ａを生成する機
能を有し、ＣＣＤカメラ１１を中心にして構成されてい
る。
【０１３４】ＣＣＤカメラ１１は、レンズ１１２Ａとイ
メージプレーン（図示せず）とを備えており、レンズ１
１２Ａにより規定される画角範囲の画像をイメージプレ
ーン上に結像させると共に、車両周辺監視情報１０ａを
モニター４２に直接出力する。
【０１３５】監視領域拡張部材１２は、レンズ１１２Ａ
の直前位置に配置され、ＣＣＤカメラ１１に入射する画
像の領域を拡張する。
【０１３６】このような監視領域拡張部材１２を設ける
ことに依り、視認性に優れた画像をＣＣＤカメラ１１に
入力することが可能となる。その結果、各所定領域２０
０（Ａ）〜２００（Ｃ）における画像は鮮鋭な画像とな
り、圧縮された画像の鮮鋭度を損なうことなく、かつ、
更に死角が生じることがない画像を取得することができ
る。
【０１３７】データ処理手段３０は、車両周辺監視情報
１０ａに基づいて車両１００の周辺における障害の発生
を監視する機能を有する。
【０１３８】このような画像入力手段１０及びデータ処
理手段３０を設けることに依り、監視領域２００の拡張
を図ると共に、全反射による目障りな影部分を解消した
良好な監視画像を簡便に提供できるようになり、その結
果、優れた視認環境を運転者に提供できるようになる。
更に、上部画像移動部１２２と上部画像圧縮部１２４と
を光学的に連続に接続することに依り、死角のない連続
した監視画像を提供できるようになり、その結果、優れ
た視認環境を運転者に提供できるようになる。
【０１３９】フレームメモリ１３は、ＣＣＤカメラ１１
のイメージプレーン上に結像された画像の情報を取得
し、一時的に蓄えるとともに、読み出し命令に従って、
蓄えている画像情報を含む車両周辺監視情報１０ａをモ
ニター４２に出力することができる。
【０１４０】信号取得部２０は、車両１００の変速機構
がバックギアになっていることを検出して検出信号を生
成するバックギア検出センサ２１を有し、バックギアと
検出された場合にこのときの検出信号をデータ処理手段
３０に出力して周辺監視制御を促す機能を有する。
【０１４１】バックギア検出センサ２１は、図示しない
変速機構に設けられ、この変速機構がバックギアになっ
ていることを検出するとともに、バックギアと検出され
た場合に検出信号を出力する。
【０１４２】操作スイッチ２２は、運転席などに配置さ
れ、運転者が装置の動作、非動作を切り換えるための手
動スイッチとして構成されている。
【０１４３】このような信号取得部２０を設けることに
依り、周辺監視制御の自動化が容易となり、その結果、
操作性に優れた車両周辺監視装置５０を運転者に提供で
きるようになる。
【０１４４】データ処理手段３０は、動作プログラムに
従って動作するＣＰＵ３１と、この動作プログラムが格
納されたＲＯＭ３２と、ＣＰＵ３１の動作時において必
要な情報を一時格納するＲＡＭ３３とを有している。そ
して、ＣＰＵ３１は、上述した画像入力手段１０、信号
取得部２０、及び表示警報部４０と信号線で接続され、
これらの画像入力手段１０からの車両周辺監視情報１０
ａの授受、信号取得部２０との信号の授受、及び表示警
報部４０との信号の授受を行う。
【０１４５】表示警報部４０は、データ処理手段３０か
ら出力された駆動信号に基づいて、ブザー音若しくは音
声ガイダンスを出力し、又、障害物と車両１００との相
対位置の表示若しくは運転者に対するメッセージの表示
を行う機能を有し、スピーカ４１と、ディスプレイ４２
を有している。
【０１４６】スピーカ４１は、データ処理手段３０のＣ
ＰＵ３１から出力された駆動信号に基づいて、スピーカ
４１からブザー音あるいは音声ガイダンスを出力する。
また、ディスプレイ４２は、ＣＰＵ３１からの駆動信号
に基づいて、物体の車両との相対位置を表示したりある
いは運転者に対するメッセージを表示したりする。
【０１４７】このような表示警報部４０を設けることに
依り、周辺監視作業中における障害物の発見や相対位置
の特定が速やかに克つ簡便にできるようになる。
【０１４８】その結果、運転者の監視負担を軽減でき、
更に、的確な周辺監視が可能となる操作環境を運転者に
提供できるようになる。
【０１４９】次に、図１１に基づき、車両周辺監視装置
５０の具体例を説明する。
【０１５０】車両周辺監視装置５０は、車両（同図では
大型車両としてのバスを例示する）１００の後部におい
て地面の法線に対し俯角θで固定されている。
【０１５１】これに依り、監視領域拡張部材１２が配置
されない場合すなわちレンズ１１２Ａ単独の場合には、
この車両１００における後方近傍領域から後方遠方領域
に亘る監視領域２００が撮像される。
【０１５２】そして、上述した構造の監視領域拡張部材
１２がＣＣＤカメラ１１の直前位置に位置付けられるこ
とにより、監視領域２００が拡張される。
【０１５３】すなわち、監視領域拡張部材１２を、上部
画像移動部１２２が上側に位置するようにＣＣＤカメラ
１１の直前位置に配置することにより、ＣＣＤカメラ１
１による監視領域２００が、上述した監視領域２００か
ら後方遠方側に拡張され、この監視領域２００の範囲外
の領域を含む監視領域２００となる。
【０１５４】この監視領域２００が拡張された状態にお
いて、車両１００における後方近傍領域２００（Ａ）の
画像は、平板部１２６を光学的に透過するので、レンズ
１１２Ａのみの場合と同様な鮮鋭な画像として取得さ
れ、監視領域拡張部材１２により拡張された後方遠方領
域２００（Ｃ）の画像は、上部画像移動部１２２を光学
的に透過するので、この領域の画像も鮮鋭な画像として
取得される。なお、この後方遠方領域２００（Ｃ）は、
車両１００における後方水平方向の領域を含んだ領域と
なっている。
【０１５５】また、これらの後方近傍領域２００（Ａ）
の画像と後方遠方領域２００（Ｃ）の画像との第２所定
領域２００（Ｂ）の画像は、上部画像圧縮部１２４を光
学的に透過するので、後方近傍領域２００（Ａ）と後方
遠方領域２００（Ｃ）との間において継ぎ目なく連続
し、かつ、全体的に光学的に圧縮された画像となる。
【０１５６】そして、実際の動作時においては、信号取
得部２０のバックギア検出センサ２１により車両１００
のシフトポジションがバックギアとなった場合、あるい
は、操作スイッチ２２により「動作」の状態が選択され
た場合に、画像入力手段１０にて監視領域２００の画像
が取得され、この取得された画像が表示警報部４０のデ
ィスプレイ４２により表示される。
【０１５７】ディスプレイ４２上の表示画像は、運転者
が最も注意を払うべき車両の後方近傍領域２００（Ａ）
及び後方遠方領域（後方水平方向領域）２００（Ｃ）が
鮮鋭な画像となるとともに、これら両領域の間の第２所
定領域２００（Ｂ）の画像が損なわれることなく表示さ
れた画像となる。
【０１５８】そして、このようにして監視領域２００の
画像の表示が行われている最中において、車両の後方遠
方領域２００（Ｃ）あるいは後方近傍領域２００（Ａ）
内に上述した歩行者のような障害物が存在し、この障害
物が車両１００に接近した場合には、スピーカ４１から
ブザー音あるいは音声ガイダンスを出力し、運転者に危
険を知らせる。このとき、障害物３００と車両１００と
相対距離は、画像処理により求めたり、図示しない距離
センサにより測定する。
【０１５９】なお、上述したように上部画像移動部１２
２と画像を光学的に圧縮する上部画像圧縮部１２４とを
設けた監視領域拡張部材１２においては、上部画像圧縮
部１２４の半径Ｒ〔図１参照〕を大きくすることによ
り、この上部画像圧縮部１２４を光学的に圧縮された状
態で透過した圧縮画像を比較的鮮鋭度の高い画像とする
ことができるが、このように半径Ｒを大きくした場合に
は、監視領域２００の画像中における圧縮画像の割合が
大きくなり好ましくない。
【０１６０】実験的には、１／３インチのＣＣＤと焦点
距離２．１ｍｍのレンズとの組み合わせにおいて、半径
Ｒが３０ｍｍの場合に良好な画像を得ることができた。
【０１６１】なお、本実施形態における拡張監視領域２
００（Ｆ）は、車両の後方遠方領域となっていたが、本
発明はこれに限定されるものではない。例えば、拡張監
視領域２００（Ｆ）を監視領域２００の側方領域として
設定しても良い。この場合、路肩を通行する通行人、自
転車、オートバイなどについて監視することができる。
【０１６２】また、本実施形態における監視領域拡張部
材１２は、透明材料を所定の形状に整形したものであっ
たが、この監視領域拡張部材１２に代えてプリズムシー
トにより構成された監視領域拡張部材１２を用いること
もできる。この場合、プリズムをスリット状に配置すれ
ば良い。この場合、監視領域拡張部材１２を薄型に構成
できるといった利点を有する。
【０１６３】
【発明の効果】請求項１に記載の発明に依れば、上部画
像移動部及び上部画像圧縮部を設けることに依り、監視
領域の拡張を図ると共に、全反射による影部分を解消し
た良好な監視画像を提供できるようになり、その結果、
優れた視認環境を運転者に提供できるようになる。
【０１６４】更に、上部画像移動部と上部画像圧縮部と
を光学的に連続に接続することに依り、死角のない連続
した監視画像を提供できるようになり、その結果、優れ
た視認環境を運転者に提供できるようになる。
【０１６５】更に、光学的な歪曲収差を補正してＣＣＤ
カメラの出力として得られる監視領域の映像と実際の監
視領域との距離感の相違を解消した識別性に富む良好な
監視画像を提供できるようになり、その結果、優れた視
認環境を運転者に提供できるようになる。
【０１６６】請求項２に記載の発明に依れば、請求項１
に記載の効果に加えて、このようなプリズム構造体を有
する上部画像移動部を設けることに依り、中心位置での
画角θMINに対する監視画像の入射角を保持すると共
に、対角方向の画角θMAXに対する監視画像の入射角を
減少させることができるようになる。
【０１６７】その結果、監視領域の拡張を図ると共に、
全反射による影部分を解消した良好な監視画像を提供で
きるようになり、その結果、優れた視認環境を運転者に
提供できるようになる。
【０１６８】更に、略半円錐形状のプリズム構造体を設
けることに依り、水平方向の光学的な歪曲収差の補正が
可能となり、ＣＣＤカメラの出力として得られる監視領
域の映像と実際の監視領域との距離感の相違を解消した
識別性に富む良好な監視画像を提供できるようになる結
果、優れた視認環境を運転者に提供できるようになる。
【０１６９】請求項３に記載の発明に依れば、請求項２
に記載の効果に加えて、扇角を変数とする所定の関数で
記述できるプリズム頂角を有するプリズム構造体を設け
ることに依り、中心位置での画角θMINに対する監視画
像の入射角を保持すると共に、対角方向の画角θMAXに
対する監視画像の入射角を減少させることができるよう
になる。
【０１７０】その結果、監視領域の拡張を図ると共に、
全反射による影部分を解消した良好な監視画像を提供で
きるようになる。
【０１７１】更に、水平方向の光学的な歪曲収差の補正
が可能となり、ＣＣＤカメラの出力として得られる監視
領域の映像と実際の監視領域との距離感の相違を解消し
た識別性に富む良好な監視画像を提供できるようにな
る。
【０１７２】その結果、優れた視認環境を運転者に提供
できるようになる。
【０１７３】請求項４に記載の発明に依れば、請求項１
乃至３のいずれか一項に記載の効果に加えて、このよう
な曲面形状のシリンドリカル構造体１２４strctを有す
る上部画像圧縮部を設けることに依り、中心位置での画
角θMINに対する監視画像の入射角を更に大きくすると
共に、対角方向の画角θMAXに対する監視画像の入射角
を更に減少させ易くすることができるようになる。
【０１７４】その結果、監視領域の拡張を図ると共に、
全反射による影部分を解消した良好な監視画像を提供で
きるようになり、その結果、優れた視認環境を運転者に
提供できるようになる。
【０１７５】更に、上部画像移動部と上部画像圧縮部と
を光学的に連続に接続することに依り、死角のない連続
した監視画像を提供できるようになり、その結果、優れ
た視認環境を運転者に提供できるようになる。
【０１７６】請求項５に記載の発明に依れば、請求項４
に記載の効果に加えて、このような円柱面形状のプリズ
ム構造体を有する上部画像圧縮部を設けることに依り、
中心位置での画角θMINに対する監視画像の入射角を更
に大きくすると共に、対角方向の画角θMAXに対する監
視画像の入射角を更に減少させ易くすることができるよ
うになる。
【０１７７】その結果、監視領域の拡張を図ると共に、
全反射による影部分を解消した良好な監視画像を提供で
きるようになり、その結果、優れた視認環境を運転者に
提供できるようになる。
【０１７８】更に、上部画像移動部と上部画像圧縮部と
を光学的に連続に接続することに依り、死角のない連続
した監視画像を提供できるようになり、その結果、優れ
た視認環境を運転者に提供できるようになる。
【０１７９】請求項６に記載の発明に依れば、請求項１
乃至５のいずれか一項に記載のの効果に加えて、このよ
うな画像入力手段及びデータ処理手段を設けることに依
り、監視領域の拡張を図ると共に、全反射による影部分
を解消した良好な監視画像を簡便に提供できるようにな
り、その結果、優れた視認環境を運転者に提供できるよ
うになる。
【０１８０】更に、上部画像移動部と上部画像圧縮部と
を光学的に連続に接続することに依り、死角のない連続
した監視画像を提供できるようになり、その結果、優れ
た視認環境を運転者に提供できるようになる。
【０１８１】更に、水平方向の光学的な歪曲収差を補正
してＣＣＤカメラの出力として得られる監視領域の映像
と実際の監視領域との距離感の相違を解消した識別性に
富む良好な監視画像を提供できるようになり、その結
果、優れた視認環境を運転者に提供できるようになる。
【０１８２】請求項７に記載の発明に依れば、請求項６
に記載の効果に加えて、このような上部画像移動部を設
けることに依り、中心位置での画角θMINに対する後方
遠方領域の画像の入射角を保持すると共に、対角方向の
画角θMAXに対する後方遠方領域の画像の入射角を減少
させることができるようになる。更に、水平方向の光学
的な歪曲収差を補正してＣＣＤカメラの出力として得ら
れる監視領域の映像と実際の監視領域との距離感の相違
を解消した識別性に富む良好な監視画像を提供できるよ
うになり、その結果、優れた視認環境を運転者に提供で
きるようになる。
【０１８３】同様に、このような上部画像圧縮部を設け
ることに依り、中心位置での画角θMINに対する、後方
遠方領域から後方近傍領域に亘る広範囲の画像の入射角
を保持すると共に、対角方向の画角θMAXに対する、後
方遠方領域から後方近傍領域に亘る広範囲の画像の入射
角を減少させることができるようになる。
【０１８４】その結果、監視領域の拡張を図ると共に、
全反射による影部分を解消した良好な監視画像を提供で
きるようになり、その結果、優れた視認環境を運転者に
提供できるようになる。更に、死角のない連続した監視
画像を提供できるようになり、その結果、優れた視認環
境を運転者に提供できるようになる。
【０１８５】請求項８に記載の発明に依れば、請求項７
に記載の効果に加えて、このような凸形状の略円錐曲面
のプリズム構造体を有する上部画像移動部を設けること
に依り、広い監視領域２００に亘って光学歪の少ない画
像の収集ができるようになる。
【０１８６】更に、収集された光学歪の少ない画像に対
して、中心位置での画角θMINの入射角を保持すると共
に、対角方向の画角θMAXの入射角を減少させることが
できるようになる。
【０１８７】その結果、光学歪のない状態で監視領域の
拡張を図ると共に、全反射による影部分を解消した良好
な監視画像を提供できるようになり、その結果、優れた
視認環境を運転者に提供できるようになる。
【０１８８】更に、水平方向の光学的な歪曲収差を補正
してＣＣＤカメラの出力として得られる監視領域の映像
と実際の監視領域との距離感の相違を解消した識別性に
富む良好な監視画像を提供できるようになり、その結
果、優れた視認環境を運転者に提供できるようになる。
【０１８９】請求項９に記載の発明に依れば、請求項７
又は８のいずれか一項に記載の効果に加えて、このよう
な凹形状の曲面のシリンドリカル構造体を有する上部画
像圧縮部を設けることに依り、広い監視領域に亘って光
学歪の少ない画像の収集ができるようになる。
【０１９０】更に、収集された光学歪の少ない画像に対
して、中心位置での画角θMINの入射角を保持すると共
に、対角方向の画角θMAXの入射角を減少させることが
できるようになる。
【０１９１】その結果、光学歪のない状態で監視領域の
拡張を図ると共に、全反射による影部分を解消した良好
な監視画像を提供できるようになり、その結果、優れた
視認環境を運転者に提供できるようになる。
【０１９２】請求項１０に記載の発明に依れば、請求項
９に記載の効果に加えて、このような信号取得部を設け
ることに依り、周辺監視制御の自動化が容易となり、そ
の結果、操作性に優れた車両周辺監視装置を運転者に提
供できるようになる。
【０１９３】請求項１１に記載の発明に依れば、請求項
９又は１０に記載の効果に加えて、このような表示警報
部を設けることに依り、周辺監視作業中における障害物
の発見や相対位置の特定が速やかに克つ簡便にできるよ
うになる。
【０１９４】その結果、運転者の監視負担を軽減でき、
更に、的確な周辺監視が可能となる操作環境を運転者に
提供できるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は、本発明における監視領域拡張部
材の一実施形態を説明する正面図であり、図１（ｂ）
は、図１（ａ）における上面図であり、図１（ｃ）は、
図１（ａ）におけるＳ−Ｓ断面図であり、図１（ｄ）
は、図１（ａ）におけるＴ−Ｔ断面図である。
【図２】図２（ａ）は、図１の監視領域拡張部材の斜視
図であり、図２（ｂ）は、図１（ａ）のＴ−Ｔ断面に対
する斜視図であり、図２（ｃ）は、図１（ａ）のＳ−Ｓ
断面に対する斜視図である。
【図３】図１の監視領域拡張部材の扇角ζwとプリズム
頂角θwとの関数関係を説明するためのグラフである。
【図４】図１の監視領域拡張部材に入射される監視領域
の画像の光路説明するための図である。
【図５】図５（ａ），（ｂ）は、ＣＣＤカメラのみを用
いた撮像テストの光学的位置関係説明するための配置図
であり、図５（ｃ）は、格子板を用いた撮像テストの結
果、ＣＣＤカメラに映し出される映像における歪曲収差
を説明するための格子パターンである。
【図６】監視領域の拡大に必要なプリズム頂角の増加分
を説明するための光線解析図である。
【図７】図６におけるプリズム頂角の増加分を補償する
ために図１の監視領域拡張部材に要求されるプリズム頂
角を説明するための斜視図である。
【図８】図１の監視領域拡張部材とＣＣＤカメラとの光
学的位置関係を説明するための斜視図である。
【図９】図８の光学的位置関係において、格子板を用い
た撮像テストを行った結果、ＣＣＤカメラに映し出され
る映像における歪曲収差の減少を説明するための格子パ
ターンである。
【図１０】本発明における車両周辺監視装置の構成を説
明する機能ブロック図である。
【図１１】本実施形態の監視領域拡張部材、及びＣＣＤ
カメラを取り付けた状態での、監視領域、及び拡張監視
領域を説明する図である。
【図１２】図１２（ａ）は、従来技術の監視領域拡張部
材を説明するための斜視図であり、図１２（ｂ）は、Ｃ
ＣＤカメラに映し出される映像に発生する影部分を説明
するための図である。
【図１３】図１３（ａ）は、図１２の監視領域拡張部材
とＣＣＤカメラとの光学的位置関係を説明するための斜
視図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）におけるＱ
A−ＰA断面図である。
【符号の説明】 １０ 画像入力手段 １０ａ 車両周辺監視情報 １１ ＣＣＤカメラ １２ 監視領域拡張部材 １２２ 上部画像移動部 １２２strct 上部画像移動部のプリズム構造体 １２２srfc 凸形状の略円錐曲面 １２４ 上部画像圧縮部 １２４strct 上部画像圧縮部のプリズム構造体 １２４srfc 凹形状の曲面 ２０ 信号取得部 ３０ データ処理手段 ４０ 表示警報部 ５０ 車両周辺監視装置 １００ 車両 ２００ 監視領域 ２００（Ａ） 後方近傍領域 ２００（Ｂ） 第２所定領域 ２００（Ｃ） 後方遠方領域（第１所定領域） ２００（Ｆ） 拡張監視領域 θ，θw プリズム頂角 ζ，ζw 扇角
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 藤浪 一友 静岡県裾野市御宿1500 矢崎総業株式会社 内

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 車両周辺の監視領域の光学的な画像を画
    像入力手段を用いて収集する際に、監視領域に加えて、
    監視領域周辺の所定の領域である拡張監視領域の光学的
    な画像を収集するための光学部材である監視領域拡張部
    材において、 監視領域拡張部材は、 部材上部に設けられ、少なくとも前記拡張監視領域を含
    んだ第１所定領域の画像を光学的に屈折させて当該第１
    所定領域の光学的な画像の収集するプリズムである上部
    画像移動部と、 前記上部画像移動部に連続して設けられ、前記第１所定
    領域に連続する第２所定領域の画像を光学的に屈折させ
    て当該第２所定領域の光学的な画像の収集する円筒状の
    プリズムである上部画像圧縮部とを有する、 ことを特徴とする監視領域拡張部材。
  2. 【請求項２】 前記上部画像移動部は、 プリズム頂角が、部材中心で最大角度となると共に、当
    該部材中心から部材端にいくに従って減少するような略
    半円錐形状のプリズム構造体を有する、 ことを特徴とする請求項１に記載の監視領域拡張部材。
  3. 【請求項３】 前記プリズム頂角は、前記プリズム構造
    体の扇角を変数とする所定の関数であって、当該扇角の
    増加に応じて減少する、 ことを特徴とする請求項２に記載の監視領域拡張部材。
  4. 【請求項４】 前記上部画像圧縮部は、前記上部画像移
    動部における前記プリズム頂角から連続的に小さい角度
    に設定された曲面形状のシリンドリカル構造体を有す
    る、 ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載
    の監視領域拡張部材。
  5. 【請求項５】 前記上部画像圧縮部に設けられた曲面
    は、プリズム頂点の角度が前記画像移動部におけるプリ
    ズム頂点の角度から連続的に小さい角度とされた円柱面
    形状のシリンドリカル構造体を有する、 ことを特徴とする請求項４に記載の監視領域拡張部材。
  6. 【請求項６】 前記監視領域拡張部材を光学的な結像手
    段として用いた車両周辺監視装置において、 車両に設置され、前記監視領域の光学的な画像を収集す
    る際に、前記監視領域拡張部材を光学的な結像手段とし
    て用い、当該監視領域拡張部材から入射された前記監視
    領域の光学的な画像に加えて前記拡張監視領域の光学的
    な画像を撮像して車両周辺監視情報を生成する画像入力
    手段と、 前記車両周辺監視情報に基づいて車両の周辺における障
    害の発生を監視するためのデータ処理手段とを有する、 ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載
    の監視領域拡張部材を用いた車両周辺監視装置。
  7. 【請求項７】 前記監視領域を前記車両の後方近傍から
    遠方に亘る領域とすると共に、前記拡張監視領域を前記
    監視領域から外れた後方遠方領域とし、 前記上部画像移動部は、少なくとも前記後方遠方領域の
    画像を前記画像入力手段に入射するように構成され、 前記上部画像圧縮部は、前記後方遠方領域から連続しか
    つ前記後方近傍領域を除く領域の画像を光学的に圧縮し
    て前記画像入力手段に入射するように構成されている、 ことを特徴とする請求項６に記載の車両周辺監視装置。
  8. 【請求項８】 前記画像入力手段側の前記上部画像移動
    部のプリズム構造体は、前記プリズム頂角が部材端部に
    向かって所定の割合で減少するような凸形状の略円錐曲
    面を有する、 ことを特徴とする請求項７に記載の車両周辺監視装置。
  9. 【請求項９】 前記画像入力手段側の前記上部画像圧縮
    部のシリンドリカル構造体は、当該画像入力手段側に凹
    形状の曲面を有する、 ことを特徴とする請求項７又は８のいずれか一項に記載
    の車両周辺監視装置。
  10. 【請求項１０】 車両の変速機構がバックギアになって
    いることを検出して検出信号を生成するバックギア検出
    センサを有し、バックギアと検出された場合に当該検出
    信号を前記データ処理手段に出力して周辺監視制御を促
    す信号取得部を有する、 ことを特徴とする請求項９に記載の車両周辺監視装置。
  11. 【請求項１１】 前記データ処理手段から出力された駆
    動信号に基づいて、ブザー音若しくは音声ガイダンスを
    出力し、又、障害物と車両との相対位置の表示若しくは
    運転者に対するメッセージの表示を行う表示警報部を有
    する、 ことを特徴とする請求項９又は１０に記載の車両周辺監
    視装置。
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