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発明の名称 車両周辺視認装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−8200(P2007−8200A)
公開日 平成19年1月18日(2007.1.18)
出願番号 特願2005−188185(P2005−188185)
出願日 平成17年6月28日(2005.6.28)
代理人 【識別番号】100089233
【弁理士】
【氏名又は名称】吉田 茂明
発明者 井本 政善
要約 課題
表示画面の見栄えを良くする車両周辺視認装置を提供する。

解決手段
広い視野範囲A1、A2を撮像する撮像部12の光軸12Aを、水平方向より所定角度δ下向きに設定する。角度δの取り得る値の範囲は0°より大きく20°以下とする。撮像部12の光軸12Aを、レンズ外面32fから3乃至20メートル離れた地面と撮像レンズ部32Aの中心とを結んだ直線上に設定する。
特許請求の範囲
【請求項1】
車両に搭載された撮像手段により、車両周辺の一方向とこれに直交する左右方向の領域を含む視野範囲の映像を撮像して車室内の表示部に表示するようにした車両周辺視認装置に於いて、
前記撮像手段は、前記視野範囲からの光線をレンズ系により集光して撮像素子上に結像するものであり、
前記レンズ系の光軸が水平方向より所定角度下向きになるように前記撮像手段の取付角度が設定されたことを特徴とする車両周辺視認装置。
【請求項2】
請求項1に記載の車両周辺視認装置であって、
前記撮像手段の取付高さをh[m]、前記取付角度をδとすると、前記取付角度δの正接tanδは、(h/20)以上、(h/3)以下の範囲に設定されたことを特徴とする車両周辺視認装置。
【請求項3】
請求項2に記載の車両周辺視認装置であって、
前記レンズ系の前記光軸が前記撮像素子の受光面の中心位置から下方にシフトされ、前記光軸の前記中心位置からの下方へのズレ量をDa、前記撮像素子の前記受光面の縦寸法をSvとすると、前記縦寸法Svに対する前記ズレ量Daの比Da/Svは、0より大きく、0.15以下の関係を満たす範囲に設定されたことを特徴とする車両周辺視認装置。
【請求項4】
請求項2又は請求項3に記載の車両周辺視認装置であって、
前記表示部の画面高さをHi、前記表示部の中央に於ける地平線の高さをhiとすると、前記画面高さHiに対する前記地平線の高さhiの割合hi/Hiは、0.4以上、0.8以下の範囲に設定されたことを特徴とする車両周辺視認装置。
【請求項5】
請求項4に記載の車両周辺視認装置であって、
前記割合hi/Hiが略0.6であることを特徴とする車両周辺視認装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、車載カメラによる車両周辺の撮像映像を車室内に設置した表示装置に表示する車両周辺視認装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、カメラのレンズ系に魚眼レンズ等の広視野角レンズを用いて、見通しの悪い交差点等で、図12に示す如く、車両前方の側方から接近する車両を撮像するものが提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
しかしながら、上述の従来技術では、図13及び図14に示す如く、車両111にカメラ112が、カメラ112の光軸112Aが水平となるように搭載されているので、図12に示す如く、画面101上で無限遠方が水平となり、それ以外の部分は外側に凸の状態に湾曲して表示され、車両111に直行する道路51の路側帯を示す白線52や路側帯を除く道路51の中央部に於いて車線を示す点線53は下に凸の状態に表示されY字路として認識される虞があった。また、自車のバンパ55が画面101上で大きく湾曲して表示され見栄えが悪いという問題があった。
【0004】
そこで、本発明の課題は、車両周辺に於ける広い視野範囲の撮像画像に映り込む道路画像を良好な視認性で取得して表示画面の見栄えを良くする車両周辺視認装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記課題を解決するための手段は、車両に搭載された撮像手段により、車両周辺の一方向とこれに直交する左右方向の領域を含む視野範囲の映像を撮像して車室内の表示部に表示するようにした車両周辺視認装置に於いて、前記撮像手段は、前記視野範囲からの光線をレンズ系により集光して撮像素子上に結像するものであり、前記レンズ系の光軸が水平方向より所定角度下向きになるように前記撮像手段の取付角度が設定される。
【0006】
好ましくは、前記撮像手段の取付高さをh[m]、前記取付角度をδとすると、前記取付角度δの正接tanδは、(h/20)以上、(h/3)以下の範囲に設定されるのが良い。
【0007】
より好ましくは、前記レンズ系の前記光軸が前記撮像素子の受光面の中心位置から下方にシフトされ、前記光軸の前記中心位置からの下方へのズレ量をDa、前記撮像素子の前記受光面の縦寸法をSvとすると、前記縦寸法Svに対する前記ズレ量Daの比Da/Svは、0より大きく、0.15以下の関係を満たす範囲に設定されるのが良い。
【0008】
又は、前記表示部の画面高さをHi、前記表示部の中央に於ける地平線の高さをhiとすると、前記画面高さHiに対する前記地平線の高さhiの割合hi/Hiは、0.4以上、0.8以下の範囲に設定されるのが好ましい。
【0009】
更に好ましくは、前記割合hi/Hiが略0.6に設定されるのが良い。
【発明の効果】
【0010】
請求項1及び請求項2に記載の発明に依れば、撮像手段のレンズ系の光軸が、水平方向に対して所定の角度だけ下向きに設定されているので、光軸と直行する水平方向に延びる映像に対して樽型歪みが解消されて略水平に表示され、撮像手段の前方を横切る道路画像に対する視認性を向上することが可能となる。
【0011】
請求項3乃至請求項5に記載の発明に依れば、撮像手段のレンズ系の光軸が、撮像素子の受光面中心から所定量だけシフトされ、表示部の画面上に於ける地平線が所定の高さに表示されるので、撮像手段の前方を横切る道路画像に対する視認性が向上し表示画面の見栄えを良くすることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
<第1の実施の形態>
<構成>
図1は本発明の実施の形態に係る車両周辺監視装置10の撮像部12の設置形態を示す側面図であり、図2は同じく撮像部12の設置形態を示す平面図である。
【0013】
図1及び図2に示す如く、この車両周辺監視装置10は、例えば、車両11の前端中央部のフロントグリル等に於いて地面から所定の高さ位置に設置されて垂直視野範囲A1及び水平視野範囲A2を撮像する撮像部(撮像手段)12と、撮像部12での撮像映像を表示する表示部13と、撮像部12での撮像映像を表示部13に表示するよう制御する制御部14とを備えている。
【0014】
撮像部12は、図3に示す如く、撮像部12の光軸12Aを含む鉛直面内に於いて、水平方向より所定角度δ下向きに搭載され、撮像本体部31と、撮像レンズ部32を備えている。
【0015】
撮像本体部31は、筺状に形成されており、その内部にCCD(Charge Coupled Device: 電荷結合素子)等の撮像素子31Aや所定の撮像回路等を内蔵している。この場合、撮像素子31Aはその受光面31Bが光軸12Aに対し直交するように配置されている。
【0016】
撮像レンズ部32は、撮像本体部31の正面側に設けられた略筒状部材であり、内部に適宜配列でレンズ系32Aを保持しており、その光軸12Aは水平方向より所定角度δ下に向けられている。
【0017】
また、レンズ系32Aの光軸12Aは、撮像素子31Aの受光面31Bの中心位置31Cから下方へシフトした位置31Dで交わっており、受光面31Bの縦寸法をSv、中心位置31Cから位置31Dまでの下方へのズレ量をDaとすると、縦寸法Svに対するズレ量Daの比Da/Svは、0より大きく、0.15以下の関係を満たす範囲に設定されている。
【0018】
このように、レンズ系32Aの光軸12Aを撮像素子31Aの中心位置31Cに対して下方にシフトさせることにより、図4に示す如く、撮像素子31Aにより撮像される撮像画像41中の光軸12Aに対応する点42が、垂直視野範囲A1の中心に対応する画像中心43から上方にシフトされ、これによって、撮像本体部32の取付角度δを大きくすることなく、撮像部12の撮像方向(垂直視野範囲A1の中心を指す方向)をより大きく下側に向けさせることが可能となり、更に、樽型歪みの影響を受けない領域の上下位置を調節することが可能となる。
【0019】
撮像部12によって撮像された視野範囲A1、A2の撮像映像の映像信号は、車両内の所定位置に設置された制御部14に伝送される。
【0020】
表示部13は、液晶表示装置等により構成されて車室内に設置され、制御部14の制御により撮像部12の撮像画像の表示等を行う。
【0021】
ここで撮像部12の取付角度δについて考察すると、いま撮像部12が従来例(図14参照)のように水平に取り付けられた場合(δ=0°)、撮像部12のレンズ光軸12Aの無限遠点(樽型歪みの影響を受けない領域)は画面内で地平線よりも上方の空中に位置することになる。そのため、交差点等で自車前方を左右方向に横切る道路の画像は、その全領域に於いて下側に大きく凸状に湾曲するように歪むこととなり(図12参照)、道路画像の視認性が低下する。
【0022】
そこで、本実施形態では、図5に示す如く、撮像部12の取付角度を水平方向よりも下向き(δ>0°)に設定することにより、光軸12Aの無限遠点(樽型歪みの影響を受けない領域)を画面内の地上側に移動若しくは接近させ、自車前方を左右方向に横切る道路の画像に対する歪みを解消若しくは緩和して、道路画像の視認性の向上を図るようにしている。
【0023】
具体的には、表示部13に表示される樽型歪みの影響を受けない領域(光軸12Aと車両11前方に水平に延びる仮想の地面とが交差する点)までの距離をdとすると、dを、3m乃至20mに設定することで、道路画像の視認性の向上を図るようにしている。したがって、撮像部12の取付高さh[m]によって、取付角度δを設定する必要がある。
【0024】
より具体的には、図6に示す如く、d、h、δは、(h/d)=tanδの関係式で表されるので、取付角度δの正接tanδを、(h/20)以上、(h/3)以下の範囲に設定する、即ち、取付角度δを、Tan-1(h/20)以上、Tan-1(h/3)以下の範囲に設定する必要がある。
【0025】
ここで、例えば、撮像部12の取付高さhをh=0.55mとすると、その取付角度(光軸12Aの水平方向に対する角度δ)としては、0°乃至10°の範囲が望ましく、5°が最も望ましい。
【0026】
撮像部12について、上述の条件を満たすように撮像部12の構成及び車両11への取付条件を設定すると、図7に示す如き構成を有する表示画面61が得られる。
【0027】
表示画面61内に於いて、樽型歪みの影響を受けない領域(光軸12Aと車両11前方に水平に延びる仮想の地面とが交差する点)62が、表示部13の画面下端から所定の高さhiに表示され、車両11のバンパ63が表示部13の下側に凹状に表示される。
【0028】
表示部13の画面高さをHiとすると、画面高さHiに対する樽型歪みの影響を受けない領域62の高さhiの割合hi/Hiは、0.4以上、0.8以下の範囲に設定される。この割合hi/Hiが、上述の範囲内に設定されることで道路画像の視認性向上を図ることが可能となっており、この割合hi/Hiが略0.6となっているときに最も視認性向上を図ることが可能となる。
【0029】
具体的に、図8のモデル例を用いて、望ましい撮像部12の取付角度の範囲について次に説明する。図8に示すT字路では、例えば、車両11と直交する方向に延びる2車線の道路51の道幅が6.5mであり、車両11が道路51の縁部に前端を接して停車しており、車両11の前端から1.0m離れた地面に於いて道路51の路側帯を示す白線52が道路51に沿って設けられており、道路51の車両11と反対側の縁部54と路側帯を示す白線52の中央部に於いて車線境界部を示す点線53が設けられている。
【0030】
撮像部12が、例えば、地上からの高さhをh=0.55m、取付角度δをδ=5°として車両11に設置されている場合には、表示部13に表示される樽型歪みの影響を受けない領域(光軸12Aと車両11前方に水平に延びる仮想の地面とが交差する点)までの距離をdとすると、h、δ、dは、図6に示す如く、d=h/ (tanδ)の関係式で表され、d=6mとなるので、表示部13の具体的な表示画面では、図9に示す如く、樽型歪みの影響を受けない領域が、道路51の縁部54近傍となる。
【0031】
従って、表示画面71内に於ける道路51の縁部54が略直線的に表示されると共に、道路51の路側帯を示す白線52と、道路51の車線境界部を示す点線53及び自車のバンパ72の湾曲の度合いも従来技術の表示画面(図12参照)に比べて夫々緩和され、広視野角に於ける道路51の画像として極めて良好な視認性の表示画像が得られる。
【0032】
また、撮像部12が、例えば、図10に示す如く、取付角度δがδ=10°として設置されている場合には、表示部13に表示される樽型歪みの影響を受けない領域までの距離dは、図6の関係からd=3mとなるので、表示部13の具体的な表示画面では、図11に示す如く、樽型歪みの影響を受けない領域が、道路51の車線境界部を示す点線53近傍となる。
【0033】
従って、表示画面91内に於ける道路51の車線境界部を示す点線53が略直線的に表示されると共に、道路51の縁部54と道路51の路側帯を示す白線52及び自車のバンパ72の湾曲の度合いも従来技術の表示画面(図12参照)に比べて夫々緩和され、広視野角に於ける道路51の画像として良好な視認性の表示画像が得られる。
【0034】
しかし、撮像部12が、例えば、その取付角度δがδ=10°を超えて設置されている場合には、表示部13に表示される樽型歪みの影響を受けない領域までの距離dは、図6の関係からd=3m未満となり、表示部13に映り込む自車のバンパ72の映り込み量及び湾曲度が増大して逆に視認性が低下する。
【0035】
従って、撮像部12の取付角度δを0°より大きく10°以下にすることにより、表示画面71、91の視認性が向上して自車に直交する道路51をY字路として誤認識されることが軽減され、表示画面の見栄えを良くすることが可能となる。
【0036】
尚、上記実施例に於いては、撮像部12が車両11の前部に設置された場合について説明したが、撮像部12が車両11の後部に設置されて車両11の後方とその左右両側の領域を含む視野範囲や、車両の側方とその前後両側の領域を含む視野範囲の映像を撮像するように設置されていても良い。即ち、本発明は、車両周辺の一方向とこれに直交する方向の領域を含む視野範囲の映像を撮像する場合に広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】本発明の実施の形態に係る車両周辺監視装置の撮像部の設置形態を示す側面図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る車両周辺監視装置の撮像部の設置形態を示す平面図である。
【図3】本発明の実施の形態に係る撮像部の構成を示す縦断面図である。
【図4】本発明の実施の形態に係る撮像画像のモデルを示す図である。
【図5】本発明の実施の形態に係る撮像部の設置形態の一例を示す縦断面図である。
【図6】本発明の実施の形態に係る車両周辺監視装置の撮像部の取付高さと取付角度と樽型歪みの影響を受けない領域までの距離の関係を示す図である。
【図7】本発明の実施の形態に係る表示画面のモデルを示す図である。
【図8】本発明の実施の形態に係る車両周辺監視装置により撮像される道路のモデル例を示す図である。
【図9】本発明の実施の形態に係る車両周辺監視装置の表示画面を示す図である。
【図10】本発明の実施の形態の変形例に係る撮像部の設置形態の他の例を示す縦断面図である。
【図11】本発明の実施の形態の変形例に係る車両周辺監視装置の表示画面を示す図である。
【図12】従来の車両周辺監視装置の表示画面を示す図である。
【図13】従来の車両周辺監視装置を搭載した車両の側面図である。
【図14】従来の車両周辺監視装置の撮像装置の設置状態を示す側面図である。
【符号の説明】
【0038】
11 車両
12 撮像部
12A 光軸
13 表示装置
14 制御装置




 

 


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