車両周辺監視装置
【課題】 撮像範囲を拡張する機構を設けるにあたり、構成を簡単にすることで装置を安価に構成でき、かつ、運転者にとって使い勝手のよい車両周辺監視装置を提供する。
【解決手段】 車両周辺の所定範囲〔200(A)〕を撮像する撮像手段(11)を有し、当該撮像手段(11)からの画像情報に基づいて前記車両の周辺に存在する物体に関する情報を運転者に与える車両周辺監視装置において、前記撮像手段(11)は、前記撮像範囲〔200(A)〕を車両直前から車両遠方側の所定範囲とするよう車両(100)の上方部に下向きに取り付けられ、撮像領域変更手段(12)は、車両上方〔200(D)〕、車両側方〔200(S)〕の少なくとも一方に設定された前記撮像範囲〔200(A)〕外の特定監視領域〔200(D),200(S)〕の画像を前記撮像手段(11)の画像上における周縁領域に入射する。
【解決手段】 車両周辺の所定範囲〔200(A)〕を撮像する撮像手段(11)を有し、当該撮像手段(11)からの画像情報に基づいて前記車両の周辺に存在する物体に関する情報を運転者に与える車両周辺監視装置において、前記撮像手段(11)は、前記撮像範囲〔200(A)〕を車両直前から車両遠方側の所定範囲とするよう車両(100)の上方部に下向きに取り付けられ、撮像領域変更手段(12)は、車両上方〔200(D)〕、車両側方〔200(S)〕の少なくとも一方に設定された前記撮像範囲〔200(A)〕外の特定監視領域〔200(D),200(S)〕の画像を前記撮像手段(11)の画像上における周縁領域に入射する。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の後方あるいは運転席と反対側の側方といった視認が難しい車両周辺の領域を撮像し、モニタなどの表示手段を利用して、車両周辺に存在する物体、例えば人間、障害物に関する情報を運転者に知らせる車両周辺監視装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の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る。例えば、ＣＣＤカメラやビデオカメラといった撮像装置を車両に取り付け、このＣＣＤカメラやビデオカメラにより上述した車両周辺領域を撮像し、その撮像画像をモニタ等により表示することにより運転者などに車両周辺の情報を与える装置として構成されている。
【０００３】この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。そして、このように監視領域を拡張した装置としては、例えば実開昭５９−１０４６７７号公報に記載された装置（以下、第１の従来装置という）があった。
【０００４】この第１の従来装置では、バスあるいはトラックといった大型自動車の車体の後方の上部すなわち天井部に撮像装置としてのビデオカメラを旋回可能に配設し、このテレビカメラを旋回させることによりビデオカメラによる撮像領域を車両の後方斜め下領域と前方領域とに切り換えるように構成している。そして、車両の進行方向を検出するとともにこの進行方向に応じてビデオカメラを旋回させ、車両が後方に進行する場合にはビデオカメラによる撮像領域を車両の後方斜め下領域とし、また車両が前方に進行する場合にはビデオカメラによる撮像領域を車両の前方領域とする。すなわち、この第１の従来装置は、撮像手段としてのビデオカメラ自身を旋回させることにより撮像領域を拡張している。
【０００５】また、他の装置としては、実開昭６２−１５７６４２号公報に記載された装置（以下、第２の従来装置という）があった。この第２の従来装置では、大型自動車の天井部に複数台のビデオカメラを位置を違えて配設し、各ビデオカメラにより互いに異なる監視領域上を撮像するようにしている。そして、コントローラにより、各ビデオカメラからの監視領域の撮像画像を１つの表示器に分割して表示する。すなわち、この第２の従来装置は、撮像手段としてのビデオカメラを複数用いることにより撮像領域を拡張している。
【０００６】また、他の装置としては、実開昭６２−７２２４５号公報に記載された装置（以下、第３の従来装置という）があった。この第３の従来装置は、車両の後部に載置され、この車両の後方を撮像するビデオカメラと、このビデオカメラにより撮像された車両後方画像を映し出すビデオカメラと、上記ビデオカメラレンズの直前位置に固定的に配設され、下側領域を撮像する下側部分の板厚を、下方に向かって次第に厚くされた板ガラス（即ちプリズム）とを有している。そして、上記板ガラスにより、ビデオカメラにより撮像される画像の内、下側領域すなわち車両近傍領域を超広角画像とし、より広い領域の撮像すなわち撮像領域の拡張を行っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した第１及び第２の従来装置においては、ビデオカメラの旋回機構（第１の従来装置）あるいは複数台のビデオカメラ（第２の従来装置）を必須としているので構成が複雑になり、装置が高価になってしまうといった問題点を有していた。
【０００８】また、第３の従来装置は、板ガラス（プリズム）を配設するものであるので、その構成を簡素にすることができ、装置を安価に構成できるといった利点を有している。しかしながら、この第３の従来装置においては、上述したように、車両の近傍領域を超広角画像としているので、運転者が最も注意を払うべき車両の近傍領域が歪んだ画像となってしまうため、当該領域の視認性が損なわれ使い勝手の悪いものとなってしまう可能性があった。また、この第３の従来装置では、板ガラスがビデオカメラレンズの直前位置に固定的に配設されているので、常時この歪んだ画像が存在し、この点においても装置の使い勝手を悪くしていた。
【０００９】本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、撮像範囲を拡張する機構を設けるにあたり、構成を簡単にすることで装置を安価に構成でき、かつ、運転者にとって使い勝手のよい車両周辺監視装置を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため本発明によりなされた車両周辺監視装置は、図１乃至図３R>３に示すように、車両周辺の撮像範囲〔２００（Ａ）〕を撮像する撮像手段（１１）を有し、当該撮像手段（１１）からの画像情報に基づいて前記車両の周辺に存在する物体に関する情報を運転者に与える車両周辺監視装置であって、前記撮像手段（１１）のレンズ（１１ａ）により規定される画角範囲内に位置付けられ、当該画角範囲内における光軸を部分的に屈折させて前記撮像手段（１１）に入射させることにより前記撮像手段（１１）の撮像範囲〔２００（Ａ）〕を拡張する撮像領域変更手段（１２）を有する車両周辺監視装置において、前記撮像手段（１１）は、前記撮像範囲〔２００（Ａ）〕を車両直前から車両遠方側の所定範囲とするよう車両（１００）の上方部に下向きに取り付けられ、前記撮像領域変更手段（１２）は、車両上方〔２００（Ｄ）〕、車両側方〔２００（Ｓ）〕の少なくとも一方に設定された前記撮像範囲〔２００（Ａ）〕外の特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕の画像を前記撮像手段（１１）の画像上における周縁領域に入射するように構成されていることを特徴としている。（請求項１）
【００１１】また、図３、図１１及び図１２に示すように、前記撮像領域変更手段（１２）は、前記特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕側に対峙する第１の光屈折面（１２ａ、１２ｆ、１２ｈ）と、前記撮像手段（１１）側に対峙する第２の光屈折面（１２ｂ）により構成される屈折部を有し、当該屈折部により透過する光軸を屈折させるプリズム（１２）であり、前記屈折部を前記特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕に対応する撮像手段（１１）の画角範囲内における周縁位置に配設したことを特徴としている。（請求項２）
【００１２】また、図１乃至図５に示すように、車両周辺の撮像範囲〔２００（Ａ）〕を撮像する撮像手段（１１）を有し、当該撮像手段（１１）からの画像情報に基づいて前記車両の周辺に存在する物体に関する情報を運転者に与える車両周辺監視装置であって、前記撮像手段（１１）のレンズ（１１ａ）により規定される画角範囲内に位置付けられ、当該画角範囲内における光軸を部分的に屈折させて前記撮像手段（１１）に入射させることにより前記撮像手段（１１）の撮像範囲〔２００（Ａ）〕を当該撮像範囲外に設定された特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕に拡張する撮像領域変更手段（１２）を有する車両周辺監視装置において、前記撮像領域変更手段（１２）は、前記特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕側に対峙する第１の光屈折面（１２ａ）と、前記撮像手段（１１）側に対峙する第２の光屈折面（１２ｂ）により構成される屈折部を有し、当該屈折部により透過する光軸を屈折させるプリズム（１２）であり、前記プリズム（１２）を前記レンズ（１１ａ）による撮像範囲内に挿抜自在に位置付ける駆動手段（１３）を設けたことを特徴としている。（請求項３）
【００１３】また、図１、図４及び図５に示すように、車両（１００）と前記特定監視領域に存在する物体との相対距離（Ｌ）を測定する相対距離測定手段（２１）を設け、前記駆動手段（１３）は、前記相対距離測定手段（２１）により測定された相対距離（Ｌ）が規定距離以下となった場合に、前記撮像領域変更手段（１２）を前記レンズ（１１ａ）にて規定される撮像範囲内に位置付けることを特徴としている。（請求項４）
【００１４】また、図１２に示すように、車両周辺の撮像範囲〔２００（Ａ）〕を撮像する撮像手段（１１）を有し、当該撮像手段（１１）からの画像情報に基づいて前記車両の周辺に存在する物体に関する情報を運転者に与える車両周辺監視装置であって、前記撮像手段（１１）のレンズ（１１ａ）により規定される画角範囲内に位置付けられ、当該画角範囲内における光軸を部分的に屈折させて前記撮像手段（１１）に入射させることにより前記撮像手段（１１）の撮像範囲〔２００（Ａ）〕を当該撮像範囲外に設定された特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕に拡張する撮像領域変更手段（１２）を有する車両周辺監視装置において、前記撮像領域変更手段（１２）は、前記特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕側に対峙する第１の光屈折面（１２ａ、１２ｆ、１２ｈ）と、前記撮像手段（１１）側に対峙する第２の光屈折面（１２ｂ）により構成される屈折部を有し、当該屈折部により透過する光軸を屈折させるプリズム（１２）であり、前記プリズム（１２）を構成する前記第１の光屈折面（１２ｈ）と第２の光屈折面（１２ｂ）のいずれかの面を、頂角が異なる複数の短冊状平面（１２ｈ1 、....、１２ｈ3 ）からなる構造とし、両者により形成される角度が、前記上底部側（１２ｄ）に向かう程、段階的に広角に変化するように構成したことを特徴としている。（請求項５）
【００１５】また、図７及び図１５に示すように、車両周辺の撮像範囲〔２００（Ａ）〕を撮像する撮像手段（１１）を有し、当該撮像手段（１１）からの画像情報に基づいて前記車両の周辺に存在する物体に関する情報を運転者に与える車両周辺監視装置であって、前記撮像手段（１１）のレンズ（１１ａ）により規定される画角範囲内に位置付けられ、当該画角範囲内における光軸を部分的に屈折させて前記撮像手段（１１）に入射させることにより前記撮像手段（１１）の撮像範囲〔２００（Ａ）〕を当該撮像範囲外に設定された特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕に拡張する撮像領域変更手段（１２）を有する車両周辺監視装置において、前記撮像領域変更手段（１２）は、前記特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕側に対峙する第１の光屈折面（１２ａ、１２ｆ、１２ｈ）と、前記撮像手段（１１）側に対峙する第２の光屈折面（１２ｂ）と、前記第１の光屈折面（１２ａ、１２ｆ、１２ｈ）及び第２の光屈折面（１２ｂ）により所定角度の頂角として形成された下底部（１２ｅ，Ｋ）とを有する屈折部を備え、当該屈折部により透過する光軸を屈折させるプリズム（１２）であり、通常の非屈折画像と前記プリズム（１２）による屈折画像との境界に相当するプリズム（１２）の下底部（１２ｅ、Ｋ）を、前記レンズ（１１ａ）の歪曲収差に応じた放物線状に湾曲させたことを特徴としている。（請求項６）
【００１６】また、図７に示すように、前記プリズム（１２）を構成する第１の光屈折面（１２ａ）と第２の光屈折面（１２ｂ）をともに平面とし、両者により形成される角度がレンズ周縁部方向である前記プリズム（１２）の上底部側（１２ｄ）に向かう程、連続的に広角となるように構成したことを特徴としている。（請求項７）
【００１７】また、図１５に示すように、前記プリズム（１２）を構成する前記第１の光屈折面（１２ｆ）と第２の光屈折面（１２ｂ）のいずれかの面を曲面構造とし、両者により形成される角度が、レンズ周縁部方向である前記プリズム（１２）の上底部側（１２ｄ）に向かう程、連続的に広角に変化するように構成したことを特徴としている。（請求項８）
【００１８】また、図１２及び図１５に示すように、前記プリズム（１２）を構成する前記第１の光屈折面（１２ｈ）と第２の光屈折面（１２ｂ）のいずれかの面を頂角が異なる複数の短冊状平面（１２ｈ1 、....、１２ｈ3 ）からなる構造とし、両者により形成される角度が、前記上底部側（１２ｄ）に向かう程、段階的に広角に変化するように構成したことを特徴としている。（請求項８）
【００１９】上記請求項１の構成において、撮像領域変更手段（１２）は、撮像手段（１１）のレンズ（１１ａ）により規定される撮像範囲内における遠方領域側の光軸を部分的に屈折させる。そして、この撮像領域変更手段（１２）により、撮像手段（１１）には、前記撮像手段（１１）の撮像範囲外に設定された特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕の画像が入射される。このとき、撮像領域変更手段（１２）は、特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕の画像を撮像手段（１１）による撮像画像上における周縁領域に入射する。
【００２０】すなわち、この請求項１の構成においては、撮像手段（１１）の光軸を部分的に屈折させ、撮像範囲外に設定された特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕の画像を撮像画像の周縁領域に入射する撮像領域変更手段（１２）を設けたので、撮像領域変更手段（１２）を配設するだけで撮像範囲を拡張することができ、装置構成を簡単にすることができる。また、拡張された撮像領域の撮像画像上における位置が、撮像画像上における車両の遠方側領域（周縁領域）となっているので、車両の近傍領域の画像は歪むことがなくなり、その使い勝手を向上させることができる。
【００２１】そして、この撮像領域変更手段（１２）の具体的構成としては、請求項２に示すように、前記特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕側に対峙する第１の光屈折面（１２ａ、１２ｆ、１２ｈ）と、前記撮像手段（１１）側に対峙する第２の光屈折面（１２ｂ）により構成される屈折部を有し、当該屈折部により透過する光軸を屈折させるプリズム（１２）であり、そして、このプリズム（１２）の屈折部が前記特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕に対応する撮像手段（１１）の画角範囲内における周縁位置になるように配設している。
【００２２】従って、この請求項２の構成においては、プリズム（１２）の屈折部による屈折作用により特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕の画像が撮像手段（１１）に入射されるので、この特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕の画像は反転のない正画像となるとともに撮像手段（１１）の画角範囲内における周縁位置になる。これにより、運転者による車両近傍領域の視認が容易となり、使い勝手を向上させることができる。
【００２３】また、請求項３の構成において、駆動手段（１３）は、上述した撮像領域変更手段（１２）としてのプリズムを前記レンズ（１１ａ）による撮像範囲内に挿抜自在に位置付ける。
【００２４】すなわち、この請求項３の構成においては、撮像領域変更手段（１２）を作用状態（挿入状態）／非作用状態（退避状態）に切り換える手段を設けたので、撮像領域変更手段（１２）を所望のタイミングで作用させることができ、また必要な場合についてのみ作用させる構成としたので、その使い勝手を一層向上させることができる。
【００２５】また、請求項４の構成において、相対距離測定手段（２１）は車両（１００）と前記特定監視領域に存在する物体との相対距離（Ｌ）を測定し、駆動手段（１３）は、前記相対距離測定手段（２１）により測定された相対距離が規定距離以下となった場合に、前記撮像領域変更手段（１２）を撮像範囲内に位置付ける。
【００２６】すなわち、この請求項４の構成においては、特定監視領域に存在する物体との相対距離を測定する測定手段を設け、撮像領域変更手段（１２）の作用状態／非作用状態の切り換えをこの測定手段からの距離情報に基づいて行うように構成したので、特定監視領域に存在する物体が規定の近距離範囲内に存在した場合に撮像領域変更手段（１２）を選択的に作用させることができ、その使い勝手を一層向上させることができる。
【００２７】また、上記請求項５の構成においては、撮像領域変更手段としてのプリズム（１２）に関し、その屈折角度を規定する第１の光屈折面（１２ｈ）と第２の光屈折面（１２ｂ）のいずれかの面を、前記上底部側（１２ｄ）に向かう程、段階的に広角に変化する頂角とされた複数の短冊状平面（１２ｈ1 、....、１２ｈ3 ）構造としている。
【００２８】この請求項５の構成によれば、その屈折角度を規定する第１の光屈折面（１２ｈ）と第２の光屈折面（１２ｂ）の頂角を段階的に変化させるように構成しているので、プリズムによる死角を分散させ、拡張された領域の全域を撮像することができるとともに画像をシャープなものとでき、その使い勝手を一層向上させることができる。
【００２９】また、上記請求項６の構成においては、撮像領域変更手段としてのプリズム（１２）に関し、前記特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕側に対峙する第１の光屈折面（１２ａ、１２ｆ、１２ｈ）と前記撮像手段（１１）側に対峙する第２の光屈折面（１２ｂ）とにより所定角度の頂角として形成された下底部（１２ｅ，Ｋ）を、前記レンズ（１１ａ）の歪曲収差に応じた放物線状に湾曲させている。
【００３０】このようにプリズム（１２）の下底部（１２ｅ、Ｋ）を湾曲させることにより、撮像手段（１１）に入射された画像において、プリズム（１２）が作用した画像と他の画像の境界が直線状になる。従って、この請求項６の構成においては、プリズム（１２）の下底部（１２ｅ、Ｋ）をレンズ（１１ａ）の歪曲収差に応じた放物線状に湾曲させているので、プリズム（１２）が作用した画像と他の画像の境界が直線状となり、運転者はプリズム（１２）が作用している領域と他の領域とを視認により区分することが容易となり、その使い勝手を一層向上させることができる。
【００３１】そして、この請求項６に示された構成における屈折部としては、請求項７に示すように、前記プリズム（１２）を構成する第１の光屈折面（１２ａ）と第２の光屈折面（１２ｂ）をともに平面とし、両者により形成される角度がレンズ周縁部方向である前記プリズム（１２）の上底部側（１２ｄ）に向かう程、連続的に広角となるように構成された屈折部、請求項８に示すように、前記第１の光屈折面（１２ｆ）と第２の光屈折面（１２ｂ）のいずれかの面を曲面構造とし、両者により形成される角度が、レンズ周縁部方向である前記プリズム（１２）の上底部側（１２ｄ）に向かう程、連続的に広角に変化するように構成された屈折部、請求項９に示すように、前記プリズム（１２）を構成する前記第１の光屈折面（１２ｈ）と第２の光屈折面（１２ｂ）のいずれかの面を頂角が異なる複数の短冊状平面（１２ｈ1 、....、１２ｈ3 ）からなる構造とし、両者により形成される角度が、レンズ周縁部方向である前記プリズム（１２）の上底部側（１２ｄ）に向かう程、段階的に広角に変化するように構成された屈折部などが適用される。
【００３２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の具体例を図面を参照して説明する。図１は、本発明の具体例の装置構成を示すブロック図である。同図において、１０は車両周辺の画像を撮像する画像入力部、２０は各種操作情報などを取得する信号取得部、３０は各種演算処理を実行するデータ処理部、４０は障害物の位置などを表示したり、警報音などを発生する表示警報部である。
【００３３】画像入力部１０は、レンズ１１ａを備え、撮像手段として作用するＣＣＤカメラ１１と、プリズム１２と、このプリズム１２を駆動するプリズム駆動部１３とから概略構成されている。上記ＣＣＤカメラ１１のレンズ１１ａは、より広範囲な領域を撮像するため、短焦点レンズとして構成されている。
【００３４】上記プリズム１２は、アーム１３ａを介してプリズム駆動部１３に支持されている。そして、このプリズム駆動部１３は、データ処理部３０（後述するＣＰＵ３１）からの制御信号に基づいてプリズム１２を移動させ、ＣＣＤカメラ１１のレンズ１１ａにより規定される撮像範囲内すなわち視野内に挿入あるいは退避させる。
【００３５】このプリズム１２がＣＣＤカメラ１１の視野内に挿入されることにより、この視野内の光軸が部分的に屈折される。そして、このプリズム１２によりＣＣＤカメラ１１には、通常状態においてこのＣＣＤカメラ１１の撮像範囲外となっている周辺領域の画像が入射される。
【００３６】すなわち、このプリズム１２は、ＣＣＤカメラ１１の撮像範囲外の領域の画像をＣＣＤカメラ１１に入射する撮像領域変更手段として作用し、プリズム駆動部１３は、このプリズム１２をＣＣＤによる撮像範囲内に挿抜自在に位置付ける駆動手段として作用する。
【００３７】そして、上述したＣＣＤカメラ１１により撮像された画像情報は、ＣＣＤカメラ１１に付設されたフレームメモリ１１ｂに一時的に保持され、データ処理部３０にて読み出される。
【００３８】信号取得部２０は、上述したように、各種操作情報などを取得する機構として構成されている。より詳細には、この信号取得部２０は、検出対象となる物体との相対距離を測定する距離センサ２１と、不図示の変速機構に設けられ、この変速機構のギアポジションが車両が後退する際に使用されるバックギアであることを検出し、検出信号を出力するバックギア検出センサ２２と、車両内部に配設されるとともに運転者などにより操作され、プリズム１２をＣＣＤカメラ１１の視野内に挿入させるための制御信号を送出する操作スイッチ２３とを有している。
【００３９】データ処理部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、上述した画像入力部１０及び信号取得部２０と信号線で接続され、これらの画像入力部１０及び信号取得部２０と信号の授受を行う。
【００４０】表示警報部４０は、スピーカ４１と、ディスプレイ４２を有し、データ処理部３０のＣＰＵ３１から出力されたブザー音信号あるいは音声ガイダンス信号に基づいて、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とともにＣＰＵ３１からの表示画像信号に基づいて、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。
【００４１】次に、図２を参照して上述した画像入力部１０及び信号取得部２０の距離センサ２１の取り付け態様について説明する。同図は、ＣＣＤカメラ１１、プリズム１２及びプリズム駆動部１３により構成した画像入力部１０と、距離センサ２１の取付態様を説明する図で、自動車１００（同図では大型車両としてのバスを例示する）の後部において地面の法線に対し俯角θA で固定した場合の設置の一例を示す。
【００４２】すなわち、画像入力部１０（ＣＣＤカメラ１１）は、車両１００の後方中央部に、後方下向きに取り付けられている。これにより、このＣＣＤカメラ１１は車両後方の監視領域２００（Ａ）を撮像する。そして、距離センサ２１は、車両１００の後方中央部に画像入力部１０に隣接して取り付けられている。なお、この距離センサ２１は、後方水平方向に向けて取り付けられており、車両上方を含む後方領域における物体との相対距離を測定する。
【００４３】また、この距離センサ２１に関し、この距離センサ２１を複数設け、その一つを上述したように後方水平方向に向けて取り付け、後方領域における物体との相対距離を測定させ、他の距離センサ２１を同図に符号２００（Ｓ）の点線で示す監視領域２００（Ａ）の側方領域に向けて取り付け、この側方領域における物体との相対距離を測定させるように構成してもよい。なお、このように構成する理由については後で説明する。
【００４４】次に図３を参照して、撮像領域変更手段としてのプリズム１２の形状及び作用について説明する。このプリズム１２は、直角三角形状の断面を有する三角柱として構成されている。
【００４５】より詳細には、このプリズム１２は、図３（ａ）に示すように、方形状の面として構成された第１の屈折面１２ａ、第２の屈折面１２ｂ、上底面１２ｄと、直角三角形状の面として構成された側面１２ｃとを有し、第２の屈折面１２ｂ及び上底面１２ｄが互いに直交する面として構成され、第１の屈折面１２ａがこれらの第２の屈折面１２ｂ及び上底面１２ｄ間の斜面すなわち側面１２ｃにおける斜辺として構成されている。そして、第１の屈折面１２ａと第２の屈折面１２ｂの交差部分は、頂角θB の下底部１２ｅとして構成されている。
【００４６】上述したように構成されたプリズム１２は、光軸を屈折させる作用を有する。すなわち、図３（ｂ）に示すように、集光点ｘ´に集光する光をプリズム１２の第１の屈折面１２ａ側から入射させると、この光の光軸Ｌｘは、第１の屈折面１２ａ及び第２の屈折面１２ｂにて角度αだけ屈折する。その結果、この光は集光点ｘにて集光する。
【００４７】このようなプリズム１２を、ＣＣＤカメラ１１のレンズ１１ａの直前位置すなわちＣＣＤカメラ１１のレンズ１１ａにより規定される撮像範囲内に、その下底部１２ｅ側から挿入すると、このプリズム１２により光軸が屈折して撮像範囲外の画像情報がＣＣＤカメラ１１に入射される。
【００４８】より詳細には、図３（ｃ）に示すように、プリズム１２をレンズ１１ａの撮像範囲に相当する角度範囲Ａ内にその下底部１２ｅ側から挿入すると、プリズム１２を透過する光は屈折し、角度範囲Ｂの画像に代えて撮像範囲外である角度範囲Ｄの画像がＣＣＤカメラ１１に入射される。また、プリズム１２が作用していない角度範囲Ｃの画像については変わることなくＣＣＤカメラ１１に入射される。
【００４９】従って、プリズム１２を上方から挿抜するように構成した場合、プリズム１２をこの角度範囲Ａから退避した状態（非作用状態）とすることによりＣＣＤカメラ１１は車両後方の監視領域２００（Ａ）を撮像する（図２参照）。一方、プリズム１２をこの角度範囲Ａ内に挿入した状態（作用状態）とすることによりＣＣＤカメラ１１、図２に符号２００（Ｂ）の点線で示す監視領域２００（Ａ）中の遠方側領域の画像に代えて角度範囲Ｄの画像すなわちさらに遠方の車両上方を含む後方水平方向の領域を撮像する。
【００５０】また、同様に、プリズム１２を側方から挿抜するように構成した場合、プリズム１２をこの角度範囲Ａ内に挿入した状態とすることによりＣＣＤカメラ１１は、図２に符号２００（Ｓ）の点線で示す監視領域２００（Ａ）の側方領域を撮像する。以上のように、プリズム１２を上方あるいは側方から挿抜するように構成することにより、ＣＣＤカメラ１１には、遠方領域すなわち車両上方を含む後方水平方向の領域あるいは監視領域２００（Ａ）の側方領域の画像が入射される。このように、ＣＣＤカメラ１１の光軸を部分的に屈折させ、撮像範囲外に設定された特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕の画像をＣＣＤカメラ１１による撮像画像の周縁領域に入射するプリズム１２を設けたので、このプリズム１２を配設するだけで撮像範囲を拡張することができ、装置構成を簡単にすることができる。また、拡張された撮像領域の撮像画像上における位置が、撮像画像上における車両の遠方側領域（周縁領域）となっているので、車両の近傍領域の画像は歪むことがなくなり、その使い勝手を向上させることができる。
【００５１】また、このように、プリズム１２の屈折作用により、撮像範囲外の画像がＣＣＤカメラ１１に入射されるので、この撮像範囲外の画像は反転のない正画像となる。これにより、運転者による視認を容易なものとすることができる。
【００５２】次に、図４のフローチャートを参照して、上述した構成を有する具体例の動作すなわちプリズム１２の挿抜動作を含む画像取得動作について説明する。この具体例においては、まずステップＳ１１０にて変速機構のギアポジションがバックギアであるか否かについて判定する。このギアポジションの判定処理は、信号取得部２０のバックギア検出センサ２２からの出力に基づいてなされる。
【００５３】すなわち、このステップＳ１１０では、バックギア検出センサ２２からの信号を取得し、この信号がバックギアを示す信号であった場合に「Ｙ」と判定してステップＳ１１１に移行する。また、この信号がバックギア信号以外のギアポジションであった場合に「Ｎ」と判定してステップＳ１１３に移行する。そして、このステップＳ１１３では、ＣＣＤカメラ１１をＯＦＦ状態にして再度ステップＳ１１０の判定処理を実行する。
【００５４】一方、ステップＳ１１１に移行した場合には、このステップＳ１１１にてＣＣＤカメラ１１を撮像可能なＯＮ状態とした後、引き続くステップＳ１１２にて距離センサ２１を測定可能なＯＮ状態としてステップＳ１２０に移行する。
【００５５】ステップＳ１２０では、距離センサ２１からの出力に基づき、車両の後方水平方向の領域内であってこの距離センサ２１（すなわち車両１００）から所定距離範囲内に上部障害物があるか否かを検出する。そして、このステップＳ１２０にて障害物が検出された場合（「有」）には、ステップＳ１２１に移行し、このステップＳ１２１にてプリズム１２をＣＣＤカメラ１１の撮像範囲内に挿入する。すなわち、このステップＳ１２１では、図３（ｃ）に示すようにＣＣＤカメラ１１のレンズ１１ａの直前位置すなわちＣＣＤカメラ１１のレンズ１１ａにより規定される撮像範囲内に、その下底部１２ｅ側から挿入し、これにより光軸を屈折させＣＣＤカメラ１１に後方水平方向の領域の画像を入射する。
【００５６】一方、上記ステップＳ１２０にて障害物が検出されなかった場合（「無」）には、ステップＳ１２２に移行し、このステップＳ１２２にてプリズム１２をＣＣＤカメラ１１の撮像範囲外に退避させる。すなわち、このステップＳ１２２では、プリズム１２をＣＣＤカメラ１１の撮像範囲外に位置付け、ＣＣＤカメラ１１に車両後方の監視領域２００（Ａ）を撮像させる（図２参照）。
【００５７】そして、上述したステップＳ１２１あるいはステップＳ１２２の処理が終了するとステップＳ１３０に移行する。このステップＳ１３０では、撮像画像表示処理、すなわち上記ステップＳ１２１あるいはステップＳ１２２にてＣＣＤカメラ１１により撮像された画像を表示警報部４０のディスプレイ４２にて表示する。そして、このステップＳ１３０の表示処理が終了すると、一連の処理を終了し、再度上記ステップＳ１１０からの処理を実行する。（ＲＴＳ）
【００５８】次に、図５の模式図を参照して、この具体例の動作について説明する。この場合、まずギアポジションの判定処理によりギアポジションがバックギアとなっているかを判定し、ギアポジションがバックギアとなっていた場合には、次いでＣＣＤカメラ１１及び距離センサ２１をＯＮ状態とする（ステップＳ１１０乃至Ｓ１１３）。
【００５９】そして、距離センサ２１により、車両の後方水平方向の領域であって車両から所定距離範囲内において、上部障害物が存在するか否かを判定する。例えば、同図においては、符号２００（Ｄ´）で示す車両の後方水平方向の領域内であって、距離Ｌ以内に上部障害物としての歩道橋３００が存在するか否かについて判定する（ステップＳ１２０）。
【００６０】そして、距離Ｌ以内に上部障害物としての歩道橋３００が存在した場合には、プリズム１２をＣＣＤカメラ１１の撮像範囲内に挿入し、このＣＣＤカメラ１１に後方水平方向の領域の画像を入射する（ステップＳ１２１）。これにより、ＣＣＤカメラ１１には、車両上方を含む後方水平方向の領域画像が入射される。
【００６１】すなわち、このプリズム１２をＣＣＤカメラ１１の撮像範囲内に挿入することにより、このＣＣＤカメラ１１には、監視領域２００（Ａ）中の遠方側領域２００（Ｂ）に代えて、後方水平方向領域２００（Ｄ）が入射される。従って、ＣＣＤカメラ１１は、この後方水平方向領域２００（Ｄ）に存在する歩道橋３００と車両後方であってこの車両付近の領域すなわち後方近傍領域２００（Ｃ）の路面を撮像する。
【００６２】このように、上方領域と後方近傍領域の画像を同時に撮像する構成としたことにより、人間あるいは障害物が存在する確率が高い領域の画像情報を取得することができ、運転者に対し、安全性を高める上でより適切な情報を提供することができる。
【００６３】そして、プリズム１２を作用状態（挿入状態）／非作用状態（退避状態）に切り換えるプリズム駆動部１３を設け、このプリズム駆動部１３を距離センサ２１からの相対距離情報に基づき駆動させ、相対距離が近くなった場合にプリズム１２を作用させるように構成したので、プリズム１２を必要なタイミングで作用させることができ、撮像領域の拡張が必要な場合についてのみ作用させる構成としたので、その使い勝手を一層向上させることができる。
【００６４】また、この具体例においては、操作スイッチ２３の操作が設けられており、この操作スイッチにより任意のタイミングでプリズム１２を作用させるように構成しているので、撮像領域の拡張が必要な場合についてのみ作用させる構成としたので、その使い勝手を一層向上させることができる。
【００６５】また、以上は歩道橋３００を例示し、上方領域２００（Ｄ）に存在する障害物（歩道橋３００）に対する検出・撮像動作について説明したが、図２及び図３R>３で説明したように、監視領域２００（Ａ）の側方領域２００（Ｓ）に対する検出・撮像動作も同様にしてなされる。すなわち、この場合には、ステップＳ１２０及びＳ１２１にて、図２で説明したように、側方領域２００（Ｓ）における物体との相対距離を測定する測定距離センサ２１からの測定信号に基づき障害物の有無を判定し、距離Ｌ以内に側方障害物が存在した場合に、プリズム１２を側方からＣＣＤカメラ１１の撮像範囲内に挿入し、このＣＣＤカメラ１１に側方領域２００（Ｓ）の画像を入射させればよい。また、この構成において、この側方領域２００（Ｓ）と上方領域の２００（Ｄ）とは必ずしも別個に測定する必要はなく、両方設けるように構成してもよい。
【００６６】ところで、上述した具体例におけるプリズム１２は、図３にて説明したように、三角柱状に構成され、その挿入側の端面すなわち下底部１２ｅが直線状とされている。これに対し、上記ＣＣＤカメラ１１のレンズ１１ａは、一般に歪曲収差を有している。従って、直線状の下底部１２ｅを備えたプリズム１２と歪曲収差を有するレンズ１１ａを備えたＣＣＤカメラ１１とを組み合わせた場合、このプリズム１２が作用する境界領域がレンズ１１ａの歪曲収差により湾曲してしまう。例えば、上記レンズ１１ａが樽状の歪曲特性を有していた場合には、図６（ａ）に示すように、プリズム１２が作用する境界線Ｈ１（下底部１２ｅ）がこの撮像画像上において上方側に突出するよう湾曲する。
【００６７】このように、上記境界線Ｈ１が湾曲した場合には、撮像画像の中心領域と下底部１２ｅの延長方向（同図における水平方向）の端部領域では、プリズム１２が作用した領域（同上方領域）の画像の占める割合が異なってしまうので、運転者にとって視認し難い画像となってしまう。
【００６８】このような境界線Ｈ１の湾曲についての問題は、レンズ１１ａに歪曲収差のないものを用いることにより解決することができる。しかしながら、この歪曲収差のないレンズは一般に高価であるため、装置に組み込んだ場合には、装置のコストアップを招いてしまう。そこで、このような境界線Ｈ１の湾曲に対する問題を解決するプリズム１２の形状について以下説明する。
【００６９】図７は、このプリズムの形状を説明する図である。なお、同図におけるプリズムは、図３で説明したプリズム１２と区別するため、プリズム１２Ａとして説明することとする。そして、図７（ａ）は、このプリズム１２Ａの全体構造を示す斜視図、図７（ｂ）は、このプリズム１２Ａの全体構造を示す三面図、図７（ｃ）は、図７（ｂ）におけるＺ−Ｚ断面図である。
【００７０】これらの図に示すように、このプリズム１２Ａは、図３で説明したプリズム１２と同様に、第１の屈折面１２ａ、第２の屈折面１２ｂ、側面１２ｃ、上底面１２ｄ及び下底部１２ｅを有しており、上記側面１２ｃは直角三角形状の面として構成されている。
【００７１】このプリズム１２Ａと上述したプリズム１２Ａとの差異は、その幅方向すなわち側面１２ｃの直交方向における形状にある。すなわち、このプリズム１２Ａは、正面側（第１の屈折面１２ａ側）から見た場合にその中央部が下底部１２ｅ側に放物線状に湾曲した形状を有している。すなわち、その上底面１２ｄ及び下底部１２ｅが放物線状に湾曲した形状となっている。さらに、このプリズム１２Ａの断面は、図７（ｃ）のＺ−Ｚ断面図に代表されるように、側面１２ｃと同形状の直角三角形状面、すなわち第１の屈折面１２ａと第２の屈折面１２ｂにより形成された頂角θB の下底部１２ｅを有する直角三角形状面となっている。
【００７２】次に、図８を参照して、このプリズム１２Ａの上底面１２ｄ及び下底部１２ｅの湾曲形状について説明する。上述したように、ＣＣＤカメラ１１で撮像された画像は、レンズ１１ａの歪曲収差により湾曲した画像となっている。従って、この歪曲収差を逆補正するようにプリズム１２Ａの上底面１２ｄ及び下底部１２ｅを湾曲させることにより、図６（ａ）にて説明した境界線Ｈ１を図６（ｂ）にて示すように直線状にすることができる。以下、この逆補正について説明する。
【００７３】例えば、図８（ａ）に示すように、歪曲収差が無い時の点Ｐ（ｘ0 ，ｙ0 ）が歪曲収差によって点Ｐ′（ｘ，ｙ）に結像したものとすると、その収差量Ｄabは次式（１）により表すことができる。
Ｄab＝［（ｘ0 −ｘ）2 ＋（ｙ0 −ｙ）2 ］0.5 ・・・（１）
【００７４】そして、上述したように、このような歪曲画像において、その収差量Ｄabは光軸からの距離の３乗に比例すなわちレンズの中心点より点Ｐまでの距離の３乗に比例するので、上記式（１）の右辺は、次式（２）により表すことができる。
［（ｘ0 −ｘ）2 ＋（ｙ0 −ｙ）2 ］0.5 ＝ｋ1 ［（ｘ02−ｙ02）0.5 ］3 ・・・（２）
上記式中、ｋ1 はレンズによって定まる収差係数
【００７５】従って、レンズに歪曲収差が存在する場合は、例えば次式（３）の演算を行うことによりこの歪曲収差を補正することができる。
ｘ0 ≒ｘ（１−ｋ1 （ｘ2 ＋ｙ2 ））
ｙ0 ≒ｙ（１−ｋ1 （ｘ2 ＋ｙ2 ）） ・・・（３）
【００７６】以上より、上式（３）の収差係数ｋ1 として実際に使用するレンズ１１ａの収差係数を、上記ｙとして下底部１２ｅの挿入深度をそれぞれ代入し、さらに上記ｘをＣＣＤカメラ１１内の撮像素子（フレームメモリ１１ｄと同義、ここではフレームメモリ１１ｄで説明することとする）の幅方向の変数として可変代入すれば、図６（ａ）にて説明した境界線Ｈ１を直線状にするための上底面１２ｄ及び下底部１２ｅの湾曲形状を算出することができることが判る。
【００７７】例えば、図８（ｂ）に示すように、プリズムの下底部１２ｅを撮像領域の１／４まで挿入した場合、すなわち５１２画素×５１２画素のフレームメモリ１１ｄに対し、同図に符号ｙ(1/4) で示す位置まで挿入した場合について考えると、この挿入深度ｙ(1/4) が値「１２８」として与えられる。
【００７８】さらに、ＣＣＤカメラ１１のレンズ１１ａが収差係数ｋ1 「−３．３×１０-5」のレンズであったとすると、上式（３）にこれらの定数すなわち収差係数ｋ1及び挿入深度ｙ(1/4) を代入することにより、挿入深度１／４における湾曲形状を示す計算式、すなわち次式（４）を導くことができる。
ｘ0(1/4)≒３．３×１０-5 ＋１．５４１ｘ ｙ0(1/4)≒４．２２４×１０-3ｘ2 ＋１９７．２ ・・・（４）
【００７９】また、撮像領域の１／３すなわち図８（ｂ）に符号ｙ(1/3) で示す位置までプリズムの下底部１２ｅを挿入した場合について考えると、この挿入深度ｙ(1/3)は値「８５」として与えられる。そして、レンズ１１ａの収差係数ｋ1 が「−３．３×１０-5」であったとすると、先と同様に、これらの収差係数ｋ1 及び挿入深度ｙ(1/3) を上式（３）に代入することにより、挿入深度１／３における湾曲形状を示す計算式、すなわち次式（５）を導くことができる。
ｘ0(1/3)≒３．３×１０-5 ＋１．２３８ｘ ｙ0(1/3)≒２．８０５×１０-3ｘ2 ＋１０５．３ ・・・（５）
【００８０】そして、図９に示すように、プリズム１２Ａの上底面１２ｄ及び下底部１２ｅを上式（４）あるいは式（５）で与えられる座標値ｘ0 ，ｙ0 にて規定される曲線に沿って湾曲させることにより、図６（ｂ）にて示すように境界線Ｈ１を直線状にすることができ、運転者による視認性を向上させることができる。なお、図９から判るように、プリズム１２Ａにおいて、境界線Ｈ１を直線状とするよう作用しているのは下底部１２ｅであり、上底面１２ｄは境界線Ｈ１に対して何等作用していない。従って、このプリズム１２Ａにおいては、下底部１２ｅを上述した湾曲形状とすればよく、上底面１２ｄについては必ずしも上述した湾曲形状とする必要はない。
【００８１】また、図３にて説明したプリズム１２は、同図（ａ）にて説明したように三角柱状に構成されており、そして、同図（ｃ）にて説明したようにこのプリズム１２の頂角である下底部１２ｅをＣＣＤカメラ１１のレンズ１１ａの撮像範囲（角度範囲Ａ）内に挿入することにより、撮像範囲を拡張するすなわち後方水平方向領域（角度範囲Ｄ）の画像を撮像するように構成していた。従って、プリズム１２をレンズ１１ａの撮像範囲（角度範囲Ａ）内に挿入した場合には、図５からも判るように、監視領域２００（Ａ）中の遠方側領域２００（Ｂ）が監視対象領域から外れ、死角となってしまう。
【００８２】このため、上述した具体例においては、まず拡張する撮像範囲〔監視領域２００（Ｄ）及び監視領域２００（Ｓ）〕内に障害物が存在するか否かを判定し、この拡張撮像範囲〔２００（Ｄ）及び２００（Ｓ）〕内にて障害物が検出された場合に、プリズム１２あるいは１２Ａをレンズ１１ａの撮像範囲内に挿入するように構成し、上記拡張監視領域の撮像期間を短時間にするように構成していた。
【００８３】そして、この構成の場合、プリズム１２あるいは１２Ａを駆動させるためのプリズム駆動部１３が必須となる。しかしながら、この種の車両周辺監視装置は、車両の付属機構として設けられているので、より安価な構成の要望もある。次に、上述したプリズム駆動部１３を省略することができ、装置を簡素に構成できるプリズム１２の形状について説明する。
【００８４】図１０は、このプリズムの形状を説明する図である。なお、同図におけるプリズムは、図３及び図７R>７で説明したプリズム１２及び１２Ａと区別するため、プリズム１２Ｂとして説明することとする。そして、図１０１０（ａ）は、このプリズム１２Ｂの全体構造を示す斜視図、図１０（ｂ）は、このプリズム１２Ｂの全体構造を示す三面図である。
【００８５】これらの図に示すように、このプリズム１２Ｂは、図３で説明したプリズム１２と同様に、互いに直交する面として構成された第２の屈折面１２ｂ及び上底面１２ｄを有している。そして、図３で説明したプリズム１２との差異は、第２の屈折面１２ｂの反対側に対向する面（プリズム１２における第１の屈折面１２ａに相当）の形状にある。
【００８６】この面すなわち第２の屈折面１２ｂの対向面は、より詳細には、同図に符号１２ｇで示す第２の屈折面１２ｂと平行な方形状の平面と、同じく符号１２ｆで示す曲面とから形成されている。そして、曲面１２ｆと第２の屈折面１２ｂにより屈折部１２Ｂ１が、平面１２ｇと第２の屈折面１２ｂにより平板部１２Ｂ２が構成されている。
【００８７】そして、屈折部１２Ｂ１の曲面１２ｆは、平板部１２Ｂ２の平面１２ｇに対して、双方の面により形成される角度すなわち第２の屈折面１２ｂとにより形成される頂角θc がその上底部１２ｄ側に向けて連続的に広角となるように形成されている。すなわち、この曲面１２ｆと第２の屈折面１２ｂにより、透過する光の光軸の屈折角が連続的に変化するプリズム面を構成している。また、この構成においては、屈折部１２Ｂ１と平板部１２Ｂ２との境界Ｋが、図３で説明したプリズム１２の下底部１２ｅと同様な屈折作用の境界部となっている。
【００８８】次に、このような構成を有するプリズム１２Ｂの作用を図１１を参照して説明する。今、同図に示すように、ＣＣＤカメラ１１のレンズ１１ａにより規定される視野が角度範囲Ａであり、この角度範囲Ａを覆うとともに曲面１２ｆ及び平面１２ｇがレンズ１１ａ側に面するように、プリズム１２Ｂをレンズ１１ａの前方に配設した場合について考える。
【００８９】この場合、角度範囲Ａ中の平板部１２Ｂ２（平面１２ｇ、第２の屈折面１２ｂ）を透過する光すなわち光軸Ｌｘ１と光軸Ｌｘ２間の角度範囲Ｅの光は、屈折することなくこのプリズム１２Ｂを透過する。一方、角度範囲Ａ中の屈折部１２Ｂ１（曲面１２ｆ、第２の屈折面１２ｂ）を透過する光すなわち光軸Ｌｘ２と光軸Ｌｘ４間の角度範囲Ｆの光は、この屈折部１２Ｂ１にて屈折する。より詳細には、この角度範囲Ｆの光であって光軸Ｌｘ２に近接した位置を透過する光の屈折角度は極めて僅かなものであり、これに対し光軸Ｌｘ４に近接した位置を透過する光の屈折角度は大きな角度とされる。
【００９０】従って、光軸Ｌｘ２に近接した位置を透過する光の屈折角度をβ0 、光軸Ｌｘ４に近接した位置を透過する光の屈折角度をβ2 、これらの光軸Ｌｘ２及び光軸Ｌｘ４の略中間位置を透過する光の屈折角度をβ1 とすると、次式（６）の関係が成り立つ。
β0 （≒０）＜β1 ＜β2 ・・・（６）
そして、この屈折角度β（β0 乃至β2 ）に関し、この屈折角度βは角度範囲Ｆにおいて、上底面１２ｄに向かうほど連続的に増加する（すなわち広角とされる）。
【００９１】そして、このように、プリズム１２Ｂの屈折部１２Ｂ１についてその屈折角度βを上底面１２ｄに向かうほど連続的に広角となるように構成したことにより、ＣＣＤカメラ１１に入射される画像は、その撮像範囲が拡張されると同時に連続した画像となる。これにより、図５にて説明した監視領域２００（Ａ）中の死角〔遠方側領域２００（Ｂ）〕をなくすことができる。さらに、監視領域２００（Ａ）中の死角をなくしたことにより、このプリズム１２Ｂをレンズ１１ａの前方に固定的に配設して常時作用させることができる。以上より、このプリズム１２Ｂを用いることにより、プリズム１２あるいは１２Ａを駆動させるためのプリズム駆動部１３を省略することができる。
【００９２】次に、上述したプリズム駆動部１３を省略することができ、装置を簡素に構成できるプリズム１２の他の形状について、図１２を参照して説明する。そして、図１２（ａ）は、この他の形状を有するプリズム１２Ｃの全体構造を示す斜視図、図１２（ｂ）は、このプリズム１２Ｃの形状及び作用を示す側面図である。
【００９３】これらの図に示すように、このプリズム１２Ｃは、上述したプリズム１２Ｂと同様に、互いに直交する面として構成された第２の屈折面１２ｂ及び上底面１２ｄを有している。そして、このプリズム１２Ｂとの差異は、屈折部（プリズム１２Ｂにおける屈折部１２Ｂ１に相当）の形状にある。
【００９４】すなわち、このプリズム１２Ｃは、上述したプリズム１２Ｂと同様に、境界Ｋを境にして分割された屈折部１２Ｃ１及び平板部１２Ｃ２とから構成されている。そして、この平板部１２Ｃ２は、プリズム１２Ｂと同じく平面１２ｇと第２の屈折面１２ｂとから構成された平板状部材として構成されている。一方、屈折部１２Ｃ１は、複数の短冊状平面１２ｈ1 、....、１２ｈ3 を有する多段プリズム面１２ｈとして構成されている。
【００９５】より詳細には、この多段プリズム面１２ｈは、図１２（ａ）に示すように、プリズム１２Ｃの幅方向（側面１２ｃの直交方向）に延長された方形状の短冊面として形成されている。そして、図１２（ｂ）に示すように、これらの短冊状平面１２ｈ1 、....、１２ｈ3 は、段階的に第２の屈折面１２ｂとの頂角が広角となるように形成されている。すなわち、平面１２ｇに隣接する第１の短冊状平面１２ｈ1 は、例えば第２の屈折面１２ｂとにより形成される頂角が４．３度、この第１の短冊状平面１２ｈ1 に隣接する第２の短冊状平面１２ｈ2 は頂角が８．５度、この第２の短冊状平面１２ｈ2 に隣接する第３の短冊状平面１２ｈ3 は頂角が１２．５度と、上底部１２ｄ側に向かう程、広角となるように形成されている。
【００９６】そして、上述したようにプリズム１２Ｃを構成したことにより、このプリズム１２Ｃを透過する光は、段階的にその屈折角度が大きくなる。すなわち、図１２１２（ｂ）に示すように、平板部１２Ｂ２を透過する光は屈折することなくこのプリズム１２Ｃを透過し、屈折部１２Ｂ１の第１の短冊状平面１２ｈ1 を透過する光は小さい屈折角度で屈折してこのプリズム１２Ｃを透過し、第２の短冊状平面１２ｈ2 を透過する光は中程度の屈折角度で屈折してこのプリズム１２Ｃを透過し、そして第３の短冊状平面１２ｈ3 を透過する光は大きな屈折角度で屈折してこのプリズム１２Ｃを透過する。
【００９７】この場合、平面１２ｇ及び各短冊状平面１２ｈ1 乃至１２ｈ3 の境界において死角が生じる。例えば、ＣＣＤカメラ１１が有するレンズ１１ａの視野が９３度であったとすると、同図に示すように、平面１２ｇと第１の短冊状平面１２ｈ1 の境界には４度の死角が生じる。同様に、第１の短冊状平面１２ｈ1 と第２の短冊状平面１２ｈ2 の境界には２度の死角が生じ、第２の短冊状平面１２ｈ2 と第３の短冊状平面１２ｈ3 の境界には６度の死角が生じる。
【００９８】そして、このプリズム１２Ｃによれば、その撮像範囲内に３つの死角が生じることになるが、そのそれぞれが狭い角度となるので、実質的に不具合を生じることはない。例えば、図１３に示す頂角１２．５の１段プリズム１２´と比較した場合には、この１段プリズム１２´においては、境界Ｋにて９度の死角が生じてしまう。
【００９９】そして、図１４に示すように、このプリズム１２Ｃによれば、図５にて説明した監視領域２００（Ａ）中の死角〔遠方側領域２００（Ｂ）に相当〕が同図に符号２００（Ｂ´）で示すように分散するので、この死角を実質的になくすことができる。さらに、監視領域２００（Ａ）中の死角をなくしたことにより、このプリズム１２Ｂをレンズ１１ａの前方に固定的に配設して常時作用させることができる。以上より、このプリズム１２Ｃを用いることにより、プリズム１２あるいは１２Ａを駆動させるためのプリズム駆動部１３を省略することができる。
【０１００】そして、このプリズム１２Ｃにおいては、上述したプリズム１２Ｂと比較して先鋭（シャープ）な画像が得られる。これは、各プリズム面（各短冊状平面１２ｈ1 乃至１２ｈ3 ）が平面により形成されていることに起因している。このようなプリズム１２Ｂ及び１２Ｃは、その用途に応じて使い分けることができる。すなわち、死角を完全になくす必要がある用途にはプリズム１２Ｂを用い、よりシャープな画像が要求される用途にはプリズム１２Ｃを用いるようにすればよい。
【０１０１】なお、例示したプリズムは１２Ｃは、３つの短冊状平面１２ｈ1 乃至１２ｈ3を有していたが、この短冊状平面の数についてはこれに限定されるものではなく、例えば５つ、７つなど任意に設定することができる。
【０１０２】ところで、以上説明したプリズム１２Ｂあるいは１２Ｃにおいても、屈折部１２Ｂ１及び１２Ｃ１と、平板部１２Ｂ２及び１２Ｃ２の境界Ｋに対応する画像上の境界領域（上述した境界線Ｈ１に相当）については、レンズ１１ａの歪曲収差により湾曲してしまい、このため運転者にとって視認し難い画像となってしまう。
【０１０３】次に、上記プリズム１２Ｂあるいは１２Ｃにおいて、このような境界線Ｈ１の湾曲に対する問題を解決するプリズム１２の形状について説明する。図１５は、このプリズムの形状を説明する図で、全体構成を説明する三面図である。例示したプリズムは、プリズム１２Ｂを改良した例を示したものである。なお、同図におけるプリズムは、上記プリズム１２Ｂと区別するため、プリズム１２Ｄとして説明することとする。
【０１０４】同図に示すように、このプリズム１２Ｄは、図１０で説明したプリズム１２Ｂと同様に、互いに直交する面として構成された第２の屈折面１２ｂ及び上底面１２ｄと、この第２の屈折面１２ｂとの対向側の面としての曲面１２ｆ及び平面１２ｇとを有している。そして、上記曲面１２ｆと第２の屈折面１２ｂにより屈折部１２Ｄ１が、平面１２ｇと第２の屈折面１２ｂにより平板部１２Ｄ２が構成されている。
【０１０５】そして、このプリズム１２Ｄにおけるプリズム１２Ｂとの差異は、その幅方向（側面１２ｃの直交方向）における形状にある。すなわち、このプリズム１２Ｄの屈折部１２Ｄ１は、図７で説明したプリズム１２Ａと同様に、その正面側（曲面１２ｆ及び平面１２ｇ側）から見た場合にその中央部が境界Ｋ（プリズム１２Ａにおける下底部１２ｅに相当）側に放物線状に湾曲した形状を有している。この湾曲形状は、上式（３）乃至式（５）で説明したように、レンズ１１ａの歪曲収差に基づきこの歪曲収差を逆補正する形状として規定されている。また、このプリズム１２Ｄの屈折部１２Ｄ１の断面は、同形状の曲面形状となっている。
【０１０６】このように屈折部１２Ｄ１を湾曲した形状とすることにより、このプリズム１２Ｄで撮像された画像は、図１６に示すように、上記境界Ｋに対応する境界線Ｈ１が直線状に補正された画像となり、運転者による視認性を向上させることができる。
【０１０７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、次の効果を奏する。すなわち、撮像手段の光軸を部分的に屈折させ、撮像範囲外に設定された特定監視領域の画像を撮像画像の周縁領域に入射する撮像領域変更手段を設けたので、撮像領域変更手段を配設するだけで撮像範囲を拡張することができ、装置構成を簡単にすることができる。また、拡張された撮像領域の撮像画像上における位置が、撮像画像上における車両の遠方側領域（周縁領域）となっているので、車両の近傍領域の画像は歪むことがなくなり、その使い勝手を向上させることができる。
【０１０８】また、撮像領域変更手段として、前記特定監視領域側に対峙する第１の光屈折面と、前記撮像手段側に対峙する第２の光屈折面により構成される屈折部を有し、当該屈折部により透過する光軸を屈折させるプリズムを適用し、当該プリズムの屈折部が前記特定監視領域に対応する撮像手段の画角範囲内における周縁位置になるように配設しているので、プリズムの屈折部による屈折作用により特定監視領域の画像が撮像手段に入射され、この特定監視領域の画像は反転のない正画像となるとともに撮像手段の画角範囲内における周縁位置になる。
【０１０９】また、撮像領域変更手段（プリズム）を作用状態（挿入状態）／非作用状態（退避状態）に切り換える手段を設けたので、撮像領域変更手段を所望のタイミングで作用させることができ、また必要な場合についてのみ作用させる構成としたので、その使い勝手を一層向上させることができる。
【０１１０】また、特定監視領域に存在する物体との相対距離を測定する測定手段を設け、撮像領域変更手段の作用状態／非作用状態の切り換えをこの測定手段からの距離情報に基づいて行うように構成したので、特定監視領域に存在する物体が規定の近距離範囲内に存在した場合に撮像領域変更手段を選択的に作用させることができ、その使い勝手を一層向上させることができる。
【０１１１】また、撮像領域変更手段（プリズム）に関し、その屈折角度を規定する第１の光屈折面と第２の光屈折面の頂角を段階的に変化させるように構成しているので、プリズムによる死角を分散させ、拡張された領域の全域を撮像することができるとともに画像をシャープなものとでき、その使い勝手を一層向上させることができる。
【０１１２】また、撮像領域変更手段としてのプリズムに関し、前記特定監視領域側に対峙する第１の光屈折面と前記撮像手段側に対峙する第２の光屈折面とにより所定角度の頂角として形成された下底部を、前記レンズの歪曲収差に応じた放物線状に湾曲させているので、プリズムが作用した画像と他の画像の境界が直線状となり、運転者はプリズムが作用している領域と他の領域とを視認により区分することが容易となり、その使い勝手を一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】具体例の装置構成を示すブロック図である。
【図２】画像入力部１０及び距離センサ２１の取付態様の説明図である。
【図３】プリズム１２の形状及び作用を説明する図である。
【図４】具体例の動作を説明するフローチャートである。
【図５】具体例の動作を説明する模式図である。
【図６】プリズム１２及びプリズム１２Ａにより撮像された画像を説明する図である。
【図７】プリズム１２Ａの形状を説明する図である。
【図８】プリズム１２Ａの湾曲形状を算出する処理を説明する模式図である。
【図９】プリズム１２Ａの湾曲形状について説明する模式図である。
【図１０】プリズム１２Ｂの形状を説明する図である。
【図１１】プリズム１２Ｂの作用を説明する図である。
【図１２】プリズム１２Ｃの形状を説明する図である。
【図１３】プリズム１２Ｃの作用を説明する図である。
【図１４】プリズム１２Ｃの作用を説明する図である。
【図１５】プリズム１２Ｄの形状を説明する図である。
【図１６】プリズム１２Ｄにより撮像された画像を説明する図である。
【符号の説明】
１０ 画像入力部
１１ ＣＣＤカメラ
１１ａ レンズ
１１ｂ フレームメモリ
１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ プリズム
１２Ｂ１、１２Ｃ１、１２Ｄ１ 屈折部
１２Ｂ２、１２Ｃ２、１２Ｄ２ 平板部
１２ａ 第１の屈折面
１２ｂ 第２の屈折面
１２ｃ 側面
１２ｄ 上底面
１２ｅ 下底部
１２ｆ 曲面
１２ｇ 平面
１２ｈ 多段プリズム面（短冊状平面１２ｈ1 、....、１２ｈ3 ）
１３ プリズム駆動部
２０ 信号取得部
２１ 距離センサ
２３ 操作スイッチ
３０ データ処理部
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両の後方あるいは運転席と反対側の側方といった視認が難しい車両周辺の領域を撮像し、モニタなどの表示手段を利用して、車両周辺に存在する物体、例えば人間、障害物に関する情報を運転者に知らせる車両周辺監視装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、この種の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る。例えば、ＣＣＤカメラやビデオカメラといった撮像装置を車両に取り付け、このＣＣＤカメラやビデオカメラにより上述した車両周辺領域を撮像し、その撮像画像をモニタ等により表示することにより運転者などに車両周辺の情報を与える装置として構成されている。
【０００３】この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。そして、このように監視領域を拡張した装置としては、例えば実開昭５９−１０４６７７号公報に記載された装置（以下、第１の従来装置という）があった。
【０００４】この第１の従来装置では、バスあるいはトラックといった大型自動車の車体の後方の上部すなわち天井部に撮像装置としてのビデオカメラを旋回可能に配設し、このテレビカメラを旋回させることによりビデオカメラによる撮像領域を車両の後方斜め下領域と前方領域とに切り換えるように構成している。そして、車両の進行方向を検出するとともにこの進行方向に応じてビデオカメラを旋回させ、車両が後方に進行する場合にはビデオカメラによる撮像領域を車両の後方斜め下領域とし、また車両が前方に進行する場合にはビデオカメラによる撮像領域を車両の前方領域とする。すなわち、この第１の従来装置は、撮像手段としてのビデオカメラ自身を旋回させることにより撮像領域を拡張している。
【０００５】また、他の装置としては、実開昭６２−１５７６４２号公報に記載された装置（以下、第２の従来装置という）があった。この第２の従来装置では、大型自動車の天井部に複数台のビデオカメラを位置を違えて配設し、各ビデオカメラにより互いに異なる監視領域上を撮像するようにしている。そして、コントローラにより、各ビデオカメラからの監視領域の撮像画像を１つの表示器に分割して表示する。すなわち、この第２の従来装置は、撮像手段としてのビデオカメラを複数用いることにより撮像領域を拡張している。
【０００６】また、他の装置としては、実開昭６２−７２２４５号公報に記載された装置（以下、第３の従来装置という）があった。この第３の従来装置は、車両の後部に載置され、この車両の後方を撮像するビデオカメラと、このビデオカメラにより撮像された車両後方画像を映し出すビデオカメラと、上記ビデオカメラレンズの直前位置に固定的に配設され、下側領域を撮像する下側部分の板厚を、下方に向かって次第に厚くされた板ガラス（即ちプリズム）とを有している。そして、上記板ガラスにより、ビデオカメラにより撮像される画像の内、下側領域すなわち車両近傍領域を超広角画像とし、より広い領域の撮像すなわち撮像領域の拡張を行っている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した第１及び第２の従来装置においては、ビデオカメラの旋回機構（第１の従来装置）あるいは複数台のビデオカメラ（第２の従来装置）を必須としているので構成が複雑になり、装置が高価になってしまうといった問題点を有していた。
【０００８】また、第３の従来装置は、板ガラス（プリズム）を配設するものであるので、その構成を簡素にすることができ、装置を安価に構成できるといった利点を有している。しかしながら、この第３の従来装置においては、上述したように、車両の近傍領域を超広角画像としているので、運転者が最も注意を払うべき車両の近傍領域が歪んだ画像となってしまうため、当該領域の視認性が損なわれ使い勝手の悪いものとなってしまう可能性があった。また、この第３の従来装置では、板ガラスがビデオカメラレンズの直前位置に固定的に配設されているので、常時この歪んだ画像が存在し、この点においても装置の使い勝手を悪くしていた。
【０００９】本発明は、上述した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、撮像範囲を拡張する機構を設けるにあたり、構成を簡単にすることで装置を安価に構成でき、かつ、運転者にとって使い勝手のよい車両周辺監視装置を提供することを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため本発明によりなされた車両周辺監視装置は、図１乃至図３R>３に示すように、車両周辺の撮像範囲〔２００（Ａ）〕を撮像する撮像手段（１１）を有し、当該撮像手段（１１）からの画像情報に基づいて前記車両の周辺に存在する物体に関する情報を運転者に与える車両周辺監視装置であって、前記撮像手段（１１）のレンズ（１１ａ）により規定される画角範囲内に位置付けられ、当該画角範囲内における光軸を部分的に屈折させて前記撮像手段（１１）に入射させることにより前記撮像手段（１１）の撮像範囲〔２００（Ａ）〕を拡張する撮像領域変更手段（１２）を有する車両周辺監視装置において、前記撮像手段（１１）は、前記撮像範囲〔２００（Ａ）〕を車両直前から車両遠方側の所定範囲とするよう車両（１００）の上方部に下向きに取り付けられ、前記撮像領域変更手段（１２）は、車両上方〔２００（Ｄ）〕、車両側方〔２００（Ｓ）〕の少なくとも一方に設定された前記撮像範囲〔２００（Ａ）〕外の特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕の画像を前記撮像手段（１１）の画像上における周縁領域に入射するように構成されていることを特徴としている。（請求項１）
【００１１】また、図３、図１１及び図１２に示すように、前記撮像領域変更手段（１２）は、前記特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕側に対峙する第１の光屈折面（１２ａ、１２ｆ、１２ｈ）と、前記撮像手段（１１）側に対峙する第２の光屈折面（１２ｂ）により構成される屈折部を有し、当該屈折部により透過する光軸を屈折させるプリズム（１２）であり、前記屈折部を前記特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕に対応する撮像手段（１１）の画角範囲内における周縁位置に配設したことを特徴としている。（請求項２）
【００１２】また、図１乃至図５に示すように、車両周辺の撮像範囲〔２００（Ａ）〕を撮像する撮像手段（１１）を有し、当該撮像手段（１１）からの画像情報に基づいて前記車両の周辺に存在する物体に関する情報を運転者に与える車両周辺監視装置であって、前記撮像手段（１１）のレンズ（１１ａ）により規定される画角範囲内に位置付けられ、当該画角範囲内における光軸を部分的に屈折させて前記撮像手段（１１）に入射させることにより前記撮像手段（１１）の撮像範囲〔２００（Ａ）〕を当該撮像範囲外に設定された特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕に拡張する撮像領域変更手段（１２）を有する車両周辺監視装置において、前記撮像領域変更手段（１２）は、前記特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕側に対峙する第１の光屈折面（１２ａ）と、前記撮像手段（１１）側に対峙する第２の光屈折面（１２ｂ）により構成される屈折部を有し、当該屈折部により透過する光軸を屈折させるプリズム（１２）であり、前記プリズム（１２）を前記レンズ（１１ａ）による撮像範囲内に挿抜自在に位置付ける駆動手段（１３）を設けたことを特徴としている。（請求項３）
【００１３】また、図１、図４及び図５に示すように、車両（１００）と前記特定監視領域に存在する物体との相対距離（Ｌ）を測定する相対距離測定手段（２１）を設け、前記駆動手段（１３）は、前記相対距離測定手段（２１）により測定された相対距離（Ｌ）が規定距離以下となった場合に、前記撮像領域変更手段（１２）を前記レンズ（１１ａ）にて規定される撮像範囲内に位置付けることを特徴としている。（請求項４）
【００１４】また、図１２に示すように、車両周辺の撮像範囲〔２００（Ａ）〕を撮像する撮像手段（１１）を有し、当該撮像手段（１１）からの画像情報に基づいて前記車両の周辺に存在する物体に関する情報を運転者に与える車両周辺監視装置であって、前記撮像手段（１１）のレンズ（１１ａ）により規定される画角範囲内に位置付けられ、当該画角範囲内における光軸を部分的に屈折させて前記撮像手段（１１）に入射させることにより前記撮像手段（１１）の撮像範囲〔２００（Ａ）〕を当該撮像範囲外に設定された特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕に拡張する撮像領域変更手段（１２）を有する車両周辺監視装置において、前記撮像領域変更手段（１２）は、前記特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕側に対峙する第１の光屈折面（１２ａ、１２ｆ、１２ｈ）と、前記撮像手段（１１）側に対峙する第２の光屈折面（１２ｂ）により構成される屈折部を有し、当該屈折部により透過する光軸を屈折させるプリズム（１２）であり、前記プリズム（１２）を構成する前記第１の光屈折面（１２ｈ）と第２の光屈折面（１２ｂ）のいずれかの面を、頂角が異なる複数の短冊状平面（１２ｈ1 、....、１２ｈ3 ）からなる構造とし、両者により形成される角度が、前記上底部側（１２ｄ）に向かう程、段階的に広角に変化するように構成したことを特徴としている。（請求項５）
【００１５】また、図７及び図１５に示すように、車両周辺の撮像範囲〔２００（Ａ）〕を撮像する撮像手段（１１）を有し、当該撮像手段（１１）からの画像情報に基づいて前記車両の周辺に存在する物体に関する情報を運転者に与える車両周辺監視装置であって、前記撮像手段（１１）のレンズ（１１ａ）により規定される画角範囲内に位置付けられ、当該画角範囲内における光軸を部分的に屈折させて前記撮像手段（１１）に入射させることにより前記撮像手段（１１）の撮像範囲〔２００（Ａ）〕を当該撮像範囲外に設定された特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕に拡張する撮像領域変更手段（１２）を有する車両周辺監視装置において、前記撮像領域変更手段（１２）は、前記特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕側に対峙する第１の光屈折面（１２ａ、１２ｆ、１２ｈ）と、前記撮像手段（１１）側に対峙する第２の光屈折面（１２ｂ）と、前記第１の光屈折面（１２ａ、１２ｆ、１２ｈ）及び第２の光屈折面（１２ｂ）により所定角度の頂角として形成された下底部（１２ｅ，Ｋ）とを有する屈折部を備え、当該屈折部により透過する光軸を屈折させるプリズム（１２）であり、通常の非屈折画像と前記プリズム（１２）による屈折画像との境界に相当するプリズム（１２）の下底部（１２ｅ、Ｋ）を、前記レンズ（１１ａ）の歪曲収差に応じた放物線状に湾曲させたことを特徴としている。（請求項６）
【００１６】また、図７に示すように、前記プリズム（１２）を構成する第１の光屈折面（１２ａ）と第２の光屈折面（１２ｂ）をともに平面とし、両者により形成される角度がレンズ周縁部方向である前記プリズム（１２）の上底部側（１２ｄ）に向かう程、連続的に広角となるように構成したことを特徴としている。（請求項７）
【００１７】また、図１５に示すように、前記プリズム（１２）を構成する前記第１の光屈折面（１２ｆ）と第２の光屈折面（１２ｂ）のいずれかの面を曲面構造とし、両者により形成される角度が、レンズ周縁部方向である前記プリズム（１２）の上底部側（１２ｄ）に向かう程、連続的に広角に変化するように構成したことを特徴としている。（請求項８）
【００１８】また、図１２及び図１５に示すように、前記プリズム（１２）を構成する前記第１の光屈折面（１２ｈ）と第２の光屈折面（１２ｂ）のいずれかの面を頂角が異なる複数の短冊状平面（１２ｈ1 、....、１２ｈ3 ）からなる構造とし、両者により形成される角度が、前記上底部側（１２ｄ）に向かう程、段階的に広角に変化するように構成したことを特徴としている。（請求項８）
【００１９】上記請求項１の構成において、撮像領域変更手段（１２）は、撮像手段（１１）のレンズ（１１ａ）により規定される撮像範囲内における遠方領域側の光軸を部分的に屈折させる。そして、この撮像領域変更手段（１２）により、撮像手段（１１）には、前記撮像手段（１１）の撮像範囲外に設定された特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕の画像が入射される。このとき、撮像領域変更手段（１２）は、特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕の画像を撮像手段（１１）による撮像画像上における周縁領域に入射する。
【００２０】すなわち、この請求項１の構成においては、撮像手段（１１）の光軸を部分的に屈折させ、撮像範囲外に設定された特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕の画像を撮像画像の周縁領域に入射する撮像領域変更手段（１２）を設けたので、撮像領域変更手段（１２）を配設するだけで撮像範囲を拡張することができ、装置構成を簡単にすることができる。また、拡張された撮像領域の撮像画像上における位置が、撮像画像上における車両の遠方側領域（周縁領域）となっているので、車両の近傍領域の画像は歪むことがなくなり、その使い勝手を向上させることができる。
【００２１】そして、この撮像領域変更手段（１２）の具体的構成としては、請求項２に示すように、前記特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕側に対峙する第１の光屈折面（１２ａ、１２ｆ、１２ｈ）と、前記撮像手段（１１）側に対峙する第２の光屈折面（１２ｂ）により構成される屈折部を有し、当該屈折部により透過する光軸を屈折させるプリズム（１２）であり、そして、このプリズム（１２）の屈折部が前記特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕に対応する撮像手段（１１）の画角範囲内における周縁位置になるように配設している。
【００２２】従って、この請求項２の構成においては、プリズム（１２）の屈折部による屈折作用により特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕の画像が撮像手段（１１）に入射されるので、この特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕の画像は反転のない正画像となるとともに撮像手段（１１）の画角範囲内における周縁位置になる。これにより、運転者による車両近傍領域の視認が容易となり、使い勝手を向上させることができる。
【００２３】また、請求項３の構成において、駆動手段（１３）は、上述した撮像領域変更手段（１２）としてのプリズムを前記レンズ（１１ａ）による撮像範囲内に挿抜自在に位置付ける。
【００２４】すなわち、この請求項３の構成においては、撮像領域変更手段（１２）を作用状態（挿入状態）／非作用状態（退避状態）に切り換える手段を設けたので、撮像領域変更手段（１２）を所望のタイミングで作用させることができ、また必要な場合についてのみ作用させる構成としたので、その使い勝手を一層向上させることができる。
【００２５】また、請求項４の構成において、相対距離測定手段（２１）は車両（１００）と前記特定監視領域に存在する物体との相対距離（Ｌ）を測定し、駆動手段（１３）は、前記相対距離測定手段（２１）により測定された相対距離が規定距離以下となった場合に、前記撮像領域変更手段（１２）を撮像範囲内に位置付ける。
【００２６】すなわち、この請求項４の構成においては、特定監視領域に存在する物体との相対距離を測定する測定手段を設け、撮像領域変更手段（１２）の作用状態／非作用状態の切り換えをこの測定手段からの距離情報に基づいて行うように構成したので、特定監視領域に存在する物体が規定の近距離範囲内に存在した場合に撮像領域変更手段（１２）を選択的に作用させることができ、その使い勝手を一層向上させることができる。
【００２７】また、上記請求項５の構成においては、撮像領域変更手段としてのプリズム（１２）に関し、その屈折角度を規定する第１の光屈折面（１２ｈ）と第２の光屈折面（１２ｂ）のいずれかの面を、前記上底部側（１２ｄ）に向かう程、段階的に広角に変化する頂角とされた複数の短冊状平面（１２ｈ1 、....、１２ｈ3 ）構造としている。
【００２８】この請求項５の構成によれば、その屈折角度を規定する第１の光屈折面（１２ｈ）と第２の光屈折面（１２ｂ）の頂角を段階的に変化させるように構成しているので、プリズムによる死角を分散させ、拡張された領域の全域を撮像することができるとともに画像をシャープなものとでき、その使い勝手を一層向上させることができる。
【００２９】また、上記請求項６の構成においては、撮像領域変更手段としてのプリズム（１２）に関し、前記特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕側に対峙する第１の光屈折面（１２ａ、１２ｆ、１２ｈ）と前記撮像手段（１１）側に対峙する第２の光屈折面（１２ｂ）とにより所定角度の頂角として形成された下底部（１２ｅ，Ｋ）を、前記レンズ（１１ａ）の歪曲収差に応じた放物線状に湾曲させている。
【００３０】このようにプリズム（１２）の下底部（１２ｅ、Ｋ）を湾曲させることにより、撮像手段（１１）に入射された画像において、プリズム（１２）が作用した画像と他の画像の境界が直線状になる。従って、この請求項６の構成においては、プリズム（１２）の下底部（１２ｅ、Ｋ）をレンズ（１１ａ）の歪曲収差に応じた放物線状に湾曲させているので、プリズム（１２）が作用した画像と他の画像の境界が直線状となり、運転者はプリズム（１２）が作用している領域と他の領域とを視認により区分することが容易となり、その使い勝手を一層向上させることができる。
【００３１】そして、この請求項６に示された構成における屈折部としては、請求項７に示すように、前記プリズム（１２）を構成する第１の光屈折面（１２ａ）と第２の光屈折面（１２ｂ）をともに平面とし、両者により形成される角度がレンズ周縁部方向である前記プリズム（１２）の上底部側（１２ｄ）に向かう程、連続的に広角となるように構成された屈折部、請求項８に示すように、前記第１の光屈折面（１２ｆ）と第２の光屈折面（１２ｂ）のいずれかの面を曲面構造とし、両者により形成される角度が、レンズ周縁部方向である前記プリズム（１２）の上底部側（１２ｄ）に向かう程、連続的に広角に変化するように構成された屈折部、請求項９に示すように、前記プリズム（１２）を構成する前記第１の光屈折面（１２ｈ）と第２の光屈折面（１２ｂ）のいずれかの面を頂角が異なる複数の短冊状平面（１２ｈ1 、....、１２ｈ3 ）からなる構造とし、両者により形成される角度が、レンズ周縁部方向である前記プリズム（１２）の上底部側（１２ｄ）に向かう程、段階的に広角に変化するように構成された屈折部などが適用される。
【００３２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の具体例を図面を参照して説明する。図１は、本発明の具体例の装置構成を示すブロック図である。同図において、１０は車両周辺の画像を撮像する画像入力部、２０は各種操作情報などを取得する信号取得部、３０は各種演算処理を実行するデータ処理部、４０は障害物の位置などを表示したり、警報音などを発生する表示警報部である。
【００３３】画像入力部１０は、レンズ１１ａを備え、撮像手段として作用するＣＣＤカメラ１１と、プリズム１２と、このプリズム１２を駆動するプリズム駆動部１３とから概略構成されている。上記ＣＣＤカメラ１１のレンズ１１ａは、より広範囲な領域を撮像するため、短焦点レンズとして構成されている。
【００３４】上記プリズム１２は、アーム１３ａを介してプリズム駆動部１３に支持されている。そして、このプリズム駆動部１３は、データ処理部３０（後述するＣＰＵ３１）からの制御信号に基づいてプリズム１２を移動させ、ＣＣＤカメラ１１のレンズ１１ａにより規定される撮像範囲内すなわち視野内に挿入あるいは退避させる。
【００３５】このプリズム１２がＣＣＤカメラ１１の視野内に挿入されることにより、この視野内の光軸が部分的に屈折される。そして、このプリズム１２によりＣＣＤカメラ１１には、通常状態においてこのＣＣＤカメラ１１の撮像範囲外となっている周辺領域の画像が入射される。
【００３６】すなわち、このプリズム１２は、ＣＣＤカメラ１１の撮像範囲外の領域の画像をＣＣＤカメラ１１に入射する撮像領域変更手段として作用し、プリズム駆動部１３は、このプリズム１２をＣＣＤによる撮像範囲内に挿抜自在に位置付ける駆動手段として作用する。
【００３７】そして、上述したＣＣＤカメラ１１により撮像された画像情報は、ＣＣＤカメラ１１に付設されたフレームメモリ１１ｂに一時的に保持され、データ処理部３０にて読み出される。
【００３８】信号取得部２０は、上述したように、各種操作情報などを取得する機構として構成されている。より詳細には、この信号取得部２０は、検出対象となる物体との相対距離を測定する距離センサ２１と、不図示の変速機構に設けられ、この変速機構のギアポジションが車両が後退する際に使用されるバックギアであることを検出し、検出信号を出力するバックギア検出センサ２２と、車両内部に配設されるとともに運転者などにより操作され、プリズム１２をＣＣＤカメラ１１の視野内に挿入させるための制御信号を送出する操作スイッチ２３とを有している。
【００３９】データ処理部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、上述した画像入力部１０及び信号取得部２０と信号線で接続され、これらの画像入力部１０及び信号取得部２０と信号の授受を行う。
【００４０】表示警報部４０は、スピーカ４１と、ディスプレイ４２を有し、データ処理部３０のＣＰＵ３１から出力されたブザー音信号あるいは音声ガイダンス信号に基づいて、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とともにＣＰＵ３１からの表示画像信号に基づいて、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。
【００４１】次に、図２を参照して上述した画像入力部１０及び信号取得部２０の距離センサ２１の取り付け態様について説明する。同図は、ＣＣＤカメラ１１、プリズム１２及びプリズム駆動部１３により構成した画像入力部１０と、距離センサ２１の取付態様を説明する図で、自動車１００（同図では大型車両としてのバスを例示する）の後部において地面の法線に対し俯角θA で固定した場合の設置の一例を示す。
【００４２】すなわち、画像入力部１０（ＣＣＤカメラ１１）は、車両１００の後方中央部に、後方下向きに取り付けられている。これにより、このＣＣＤカメラ１１は車両後方の監視領域２００（Ａ）を撮像する。そして、距離センサ２１は、車両１００の後方中央部に画像入力部１０に隣接して取り付けられている。なお、この距離センサ２１は、後方水平方向に向けて取り付けられており、車両上方を含む後方領域における物体との相対距離を測定する。
【００４３】また、この距離センサ２１に関し、この距離センサ２１を複数設け、その一つを上述したように後方水平方向に向けて取り付け、後方領域における物体との相対距離を測定させ、他の距離センサ２１を同図に符号２００（Ｓ）の点線で示す監視領域２００（Ａ）の側方領域に向けて取り付け、この側方領域における物体との相対距離を測定させるように構成してもよい。なお、このように構成する理由については後で説明する。
【００４４】次に図３を参照して、撮像領域変更手段としてのプリズム１２の形状及び作用について説明する。このプリズム１２は、直角三角形状の断面を有する三角柱として構成されている。
【００４５】より詳細には、このプリズム１２は、図３（ａ）に示すように、方形状の面として構成された第１の屈折面１２ａ、第２の屈折面１２ｂ、上底面１２ｄと、直角三角形状の面として構成された側面１２ｃとを有し、第２の屈折面１２ｂ及び上底面１２ｄが互いに直交する面として構成され、第１の屈折面１２ａがこれらの第２の屈折面１２ｂ及び上底面１２ｄ間の斜面すなわち側面１２ｃにおける斜辺として構成されている。そして、第１の屈折面１２ａと第２の屈折面１２ｂの交差部分は、頂角θB の下底部１２ｅとして構成されている。
【００４６】上述したように構成されたプリズム１２は、光軸を屈折させる作用を有する。すなわち、図３（ｂ）に示すように、集光点ｘ´に集光する光をプリズム１２の第１の屈折面１２ａ側から入射させると、この光の光軸Ｌｘは、第１の屈折面１２ａ及び第２の屈折面１２ｂにて角度αだけ屈折する。その結果、この光は集光点ｘにて集光する。
【００４７】このようなプリズム１２を、ＣＣＤカメラ１１のレンズ１１ａの直前位置すなわちＣＣＤカメラ１１のレンズ１１ａにより規定される撮像範囲内に、その下底部１２ｅ側から挿入すると、このプリズム１２により光軸が屈折して撮像範囲外の画像情報がＣＣＤカメラ１１に入射される。
【００４８】より詳細には、図３（ｃ）に示すように、プリズム１２をレンズ１１ａの撮像範囲に相当する角度範囲Ａ内にその下底部１２ｅ側から挿入すると、プリズム１２を透過する光は屈折し、角度範囲Ｂの画像に代えて撮像範囲外である角度範囲Ｄの画像がＣＣＤカメラ１１に入射される。また、プリズム１２が作用していない角度範囲Ｃの画像については変わることなくＣＣＤカメラ１１に入射される。
【００４９】従って、プリズム１２を上方から挿抜するように構成した場合、プリズム１２をこの角度範囲Ａから退避した状態（非作用状態）とすることによりＣＣＤカメラ１１は車両後方の監視領域２００（Ａ）を撮像する（図２参照）。一方、プリズム１２をこの角度範囲Ａ内に挿入した状態（作用状態）とすることによりＣＣＤカメラ１１、図２に符号２００（Ｂ）の点線で示す監視領域２００（Ａ）中の遠方側領域の画像に代えて角度範囲Ｄの画像すなわちさらに遠方の車両上方を含む後方水平方向の領域を撮像する。
【００５０】また、同様に、プリズム１２を側方から挿抜するように構成した場合、プリズム１２をこの角度範囲Ａ内に挿入した状態とすることによりＣＣＤカメラ１１は、図２に符号２００（Ｓ）の点線で示す監視領域２００（Ａ）の側方領域を撮像する。以上のように、プリズム１２を上方あるいは側方から挿抜するように構成することにより、ＣＣＤカメラ１１には、遠方領域すなわち車両上方を含む後方水平方向の領域あるいは監視領域２００（Ａ）の側方領域の画像が入射される。このように、ＣＣＤカメラ１１の光軸を部分的に屈折させ、撮像範囲外に設定された特定監視領域〔２００（Ｄ），２００（Ｓ）〕の画像をＣＣＤカメラ１１による撮像画像の周縁領域に入射するプリズム１２を設けたので、このプリズム１２を配設するだけで撮像範囲を拡張することができ、装置構成を簡単にすることができる。また、拡張された撮像領域の撮像画像上における位置が、撮像画像上における車両の遠方側領域（周縁領域）となっているので、車両の近傍領域の画像は歪むことがなくなり、その使い勝手を向上させることができる。
【００５１】また、このように、プリズム１２の屈折作用により、撮像範囲外の画像がＣＣＤカメラ１１に入射されるので、この撮像範囲外の画像は反転のない正画像となる。これにより、運転者による視認を容易なものとすることができる。
【００５２】次に、図４のフローチャートを参照して、上述した構成を有する具体例の動作すなわちプリズム１２の挿抜動作を含む画像取得動作について説明する。この具体例においては、まずステップＳ１１０にて変速機構のギアポジションがバックギアであるか否かについて判定する。このギアポジションの判定処理は、信号取得部２０のバックギア検出センサ２２からの出力に基づいてなされる。
【００５３】すなわち、このステップＳ１１０では、バックギア検出センサ２２からの信号を取得し、この信号がバックギアを示す信号であった場合に「Ｙ」と判定してステップＳ１１１に移行する。また、この信号がバックギア信号以外のギアポジションであった場合に「Ｎ」と判定してステップＳ１１３に移行する。そして、このステップＳ１１３では、ＣＣＤカメラ１１をＯＦＦ状態にして再度ステップＳ１１０の判定処理を実行する。
【００５４】一方、ステップＳ１１１に移行した場合には、このステップＳ１１１にてＣＣＤカメラ１１を撮像可能なＯＮ状態とした後、引き続くステップＳ１１２にて距離センサ２１を測定可能なＯＮ状態としてステップＳ１２０に移行する。
【００５５】ステップＳ１２０では、距離センサ２１からの出力に基づき、車両の後方水平方向の領域内であってこの距離センサ２１（すなわち車両１００）から所定距離範囲内に上部障害物があるか否かを検出する。そして、このステップＳ１２０にて障害物が検出された場合（「有」）には、ステップＳ１２１に移行し、このステップＳ１２１にてプリズム１２をＣＣＤカメラ１１の撮像範囲内に挿入する。すなわち、このステップＳ１２１では、図３（ｃ）に示すようにＣＣＤカメラ１１のレンズ１１ａの直前位置すなわちＣＣＤカメラ１１のレンズ１１ａにより規定される撮像範囲内に、その下底部１２ｅ側から挿入し、これにより光軸を屈折させＣＣＤカメラ１１に後方水平方向の領域の画像を入射する。
【００５６】一方、上記ステップＳ１２０にて障害物が検出されなかった場合（「無」）には、ステップＳ１２２に移行し、このステップＳ１２２にてプリズム１２をＣＣＤカメラ１１の撮像範囲外に退避させる。すなわち、このステップＳ１２２では、プリズム１２をＣＣＤカメラ１１の撮像範囲外に位置付け、ＣＣＤカメラ１１に車両後方の監視領域２００（Ａ）を撮像させる（図２参照）。
【００５７】そして、上述したステップＳ１２１あるいはステップＳ１２２の処理が終了するとステップＳ１３０に移行する。このステップＳ１３０では、撮像画像表示処理、すなわち上記ステップＳ１２１あるいはステップＳ１２２にてＣＣＤカメラ１１により撮像された画像を表示警報部４０のディスプレイ４２にて表示する。そして、このステップＳ１３０の表示処理が終了すると、一連の処理を終了し、再度上記ステップＳ１１０からの処理を実行する。（ＲＴＳ）
【００５８】次に、図５の模式図を参照して、この具体例の動作について説明する。この場合、まずギアポジションの判定処理によりギアポジションがバックギアとなっているかを判定し、ギアポジションがバックギアとなっていた場合には、次いでＣＣＤカメラ１１及び距離センサ２１をＯＮ状態とする（ステップＳ１１０乃至Ｓ１１３）。
【００５９】そして、距離センサ２１により、車両の後方水平方向の領域であって車両から所定距離範囲内において、上部障害物が存在するか否かを判定する。例えば、同図においては、符号２００（Ｄ´）で示す車両の後方水平方向の領域内であって、距離Ｌ以内に上部障害物としての歩道橋３００が存在するか否かについて判定する（ステップＳ１２０）。
【００６０】そして、距離Ｌ以内に上部障害物としての歩道橋３００が存在した場合には、プリズム１２をＣＣＤカメラ１１の撮像範囲内に挿入し、このＣＣＤカメラ１１に後方水平方向の領域の画像を入射する（ステップＳ１２１）。これにより、ＣＣＤカメラ１１には、車両上方を含む後方水平方向の領域画像が入射される。
【００６１】すなわち、このプリズム１２をＣＣＤカメラ１１の撮像範囲内に挿入することにより、このＣＣＤカメラ１１には、監視領域２００（Ａ）中の遠方側領域２００（Ｂ）に代えて、後方水平方向領域２００（Ｄ）が入射される。従って、ＣＣＤカメラ１１は、この後方水平方向領域２００（Ｄ）に存在する歩道橋３００と車両後方であってこの車両付近の領域すなわち後方近傍領域２００（Ｃ）の路面を撮像する。
【００６２】このように、上方領域と後方近傍領域の画像を同時に撮像する構成としたことにより、人間あるいは障害物が存在する確率が高い領域の画像情報を取得することができ、運転者に対し、安全性を高める上でより適切な情報を提供することができる。
【００６３】そして、プリズム１２を作用状態（挿入状態）／非作用状態（退避状態）に切り換えるプリズム駆動部１３を設け、このプリズム駆動部１３を距離センサ２１からの相対距離情報に基づき駆動させ、相対距離が近くなった場合にプリズム１２を作用させるように構成したので、プリズム１２を必要なタイミングで作用させることができ、撮像領域の拡張が必要な場合についてのみ作用させる構成としたので、その使い勝手を一層向上させることができる。
【００６４】また、この具体例においては、操作スイッチ２３の操作が設けられており、この操作スイッチにより任意のタイミングでプリズム１２を作用させるように構成しているので、撮像領域の拡張が必要な場合についてのみ作用させる構成としたので、その使い勝手を一層向上させることができる。
【００６５】また、以上は歩道橋３００を例示し、上方領域２００（Ｄ）に存在する障害物（歩道橋３００）に対する検出・撮像動作について説明したが、図２及び図３R>３で説明したように、監視領域２００（Ａ）の側方領域２００（Ｓ）に対する検出・撮像動作も同様にしてなされる。すなわち、この場合には、ステップＳ１２０及びＳ１２１にて、図２で説明したように、側方領域２００（Ｓ）における物体との相対距離を測定する測定距離センサ２１からの測定信号に基づき障害物の有無を判定し、距離Ｌ以内に側方障害物が存在した場合に、プリズム１２を側方からＣＣＤカメラ１１の撮像範囲内に挿入し、このＣＣＤカメラ１１に側方領域２００（Ｓ）の画像を入射させればよい。また、この構成において、この側方領域２００（Ｓ）と上方領域の２００（Ｄ）とは必ずしも別個に測定する必要はなく、両方設けるように構成してもよい。
【００６６】ところで、上述した具体例におけるプリズム１２は、図３にて説明したように、三角柱状に構成され、その挿入側の端面すなわち下底部１２ｅが直線状とされている。これに対し、上記ＣＣＤカメラ１１のレンズ１１ａは、一般に歪曲収差を有している。従って、直線状の下底部１２ｅを備えたプリズム１２と歪曲収差を有するレンズ１１ａを備えたＣＣＤカメラ１１とを組み合わせた場合、このプリズム１２が作用する境界領域がレンズ１１ａの歪曲収差により湾曲してしまう。例えば、上記レンズ１１ａが樽状の歪曲特性を有していた場合には、図６（ａ）に示すように、プリズム１２が作用する境界線Ｈ１（下底部１２ｅ）がこの撮像画像上において上方側に突出するよう湾曲する。
【００６７】このように、上記境界線Ｈ１が湾曲した場合には、撮像画像の中心領域と下底部１２ｅの延長方向（同図における水平方向）の端部領域では、プリズム１２が作用した領域（同上方領域）の画像の占める割合が異なってしまうので、運転者にとって視認し難い画像となってしまう。
【００６８】このような境界線Ｈ１の湾曲についての問題は、レンズ１１ａに歪曲収差のないものを用いることにより解決することができる。しかしながら、この歪曲収差のないレンズは一般に高価であるため、装置に組み込んだ場合には、装置のコストアップを招いてしまう。そこで、このような境界線Ｈ１の湾曲に対する問題を解決するプリズム１２の形状について以下説明する。
【００６９】図７は、このプリズムの形状を説明する図である。なお、同図におけるプリズムは、図３で説明したプリズム１２と区別するため、プリズム１２Ａとして説明することとする。そして、図７（ａ）は、このプリズム１２Ａの全体構造を示す斜視図、図７（ｂ）は、このプリズム１２Ａの全体構造を示す三面図、図７（ｃ）は、図７（ｂ）におけるＺ−Ｚ断面図である。
【００７０】これらの図に示すように、このプリズム１２Ａは、図３で説明したプリズム１２と同様に、第１の屈折面１２ａ、第２の屈折面１２ｂ、側面１２ｃ、上底面１２ｄ及び下底部１２ｅを有しており、上記側面１２ｃは直角三角形状の面として構成されている。
【００７１】このプリズム１２Ａと上述したプリズム１２Ａとの差異は、その幅方向すなわち側面１２ｃの直交方向における形状にある。すなわち、このプリズム１２Ａは、正面側（第１の屈折面１２ａ側）から見た場合にその中央部が下底部１２ｅ側に放物線状に湾曲した形状を有している。すなわち、その上底面１２ｄ及び下底部１２ｅが放物線状に湾曲した形状となっている。さらに、このプリズム１２Ａの断面は、図７（ｃ）のＺ−Ｚ断面図に代表されるように、側面１２ｃと同形状の直角三角形状面、すなわち第１の屈折面１２ａと第２の屈折面１２ｂにより形成された頂角θB の下底部１２ｅを有する直角三角形状面となっている。
【００７２】次に、図８を参照して、このプリズム１２Ａの上底面１２ｄ及び下底部１２ｅの湾曲形状について説明する。上述したように、ＣＣＤカメラ１１で撮像された画像は、レンズ１１ａの歪曲収差により湾曲した画像となっている。従って、この歪曲収差を逆補正するようにプリズム１２Ａの上底面１２ｄ及び下底部１２ｅを湾曲させることにより、図６（ａ）にて説明した境界線Ｈ１を図６（ｂ）にて示すように直線状にすることができる。以下、この逆補正について説明する。
【００７３】例えば、図８（ａ）に示すように、歪曲収差が無い時の点Ｐ（ｘ0 ，ｙ0 ）が歪曲収差によって点Ｐ′（ｘ，ｙ）に結像したものとすると、その収差量Ｄabは次式（１）により表すことができる。
Ｄab＝［（ｘ0 −ｘ）2 ＋（ｙ0 −ｙ）2 ］0.5 ・・・（１）
【００７４】そして、上述したように、このような歪曲画像において、その収差量Ｄabは光軸からの距離の３乗に比例すなわちレンズの中心点より点Ｐまでの距離の３乗に比例するので、上記式（１）の右辺は、次式（２）により表すことができる。
［（ｘ0 −ｘ）2 ＋（ｙ0 −ｙ）2 ］0.5 ＝ｋ1 ［（ｘ02−ｙ02）0.5 ］3 ・・・（２）
上記式中、ｋ1 はレンズによって定まる収差係数
【００７５】従って、レンズに歪曲収差が存在する場合は、例えば次式（３）の演算を行うことによりこの歪曲収差を補正することができる。
ｘ0 ≒ｘ（１−ｋ1 （ｘ2 ＋ｙ2 ））
ｙ0 ≒ｙ（１−ｋ1 （ｘ2 ＋ｙ2 ）） ・・・（３）
【００７６】以上より、上式（３）の収差係数ｋ1 として実際に使用するレンズ１１ａの収差係数を、上記ｙとして下底部１２ｅの挿入深度をそれぞれ代入し、さらに上記ｘをＣＣＤカメラ１１内の撮像素子（フレームメモリ１１ｄと同義、ここではフレームメモリ１１ｄで説明することとする）の幅方向の変数として可変代入すれば、図６（ａ）にて説明した境界線Ｈ１を直線状にするための上底面１２ｄ及び下底部１２ｅの湾曲形状を算出することができることが判る。
【００７７】例えば、図８（ｂ）に示すように、プリズムの下底部１２ｅを撮像領域の１／４まで挿入した場合、すなわち５１２画素×５１２画素のフレームメモリ１１ｄに対し、同図に符号ｙ(1/4) で示す位置まで挿入した場合について考えると、この挿入深度ｙ(1/4) が値「１２８」として与えられる。
【００７８】さらに、ＣＣＤカメラ１１のレンズ１１ａが収差係数ｋ1 「−３．３×１０-5」のレンズであったとすると、上式（３）にこれらの定数すなわち収差係数ｋ1及び挿入深度ｙ(1/4) を代入することにより、挿入深度１／４における湾曲形状を示す計算式、すなわち次式（４）を導くことができる。
ｘ0(1/4)≒３．３×１０-5 ＋１．５４１ｘ ｙ0(1/4)≒４．２２４×１０-3ｘ2 ＋１９７．２ ・・・（４）
【００７９】また、撮像領域の１／３すなわち図８（ｂ）に符号ｙ(1/3) で示す位置までプリズムの下底部１２ｅを挿入した場合について考えると、この挿入深度ｙ(1/3)は値「８５」として与えられる。そして、レンズ１１ａの収差係数ｋ1 が「−３．３×１０-5」であったとすると、先と同様に、これらの収差係数ｋ1 及び挿入深度ｙ(1/3) を上式（３）に代入することにより、挿入深度１／３における湾曲形状を示す計算式、すなわち次式（５）を導くことができる。
ｘ0(1/3)≒３．３×１０-5 ＋１．２３８ｘ ｙ0(1/3)≒２．８０５×１０-3ｘ2 ＋１０５．３ ・・・（５）
【００８０】そして、図９に示すように、プリズム１２Ａの上底面１２ｄ及び下底部１２ｅを上式（４）あるいは式（５）で与えられる座標値ｘ0 ，ｙ0 にて規定される曲線に沿って湾曲させることにより、図６（ｂ）にて示すように境界線Ｈ１を直線状にすることができ、運転者による視認性を向上させることができる。なお、図９から判るように、プリズム１２Ａにおいて、境界線Ｈ１を直線状とするよう作用しているのは下底部１２ｅであり、上底面１２ｄは境界線Ｈ１に対して何等作用していない。従って、このプリズム１２Ａにおいては、下底部１２ｅを上述した湾曲形状とすればよく、上底面１２ｄについては必ずしも上述した湾曲形状とする必要はない。
【００８１】また、図３にて説明したプリズム１２は、同図（ａ）にて説明したように三角柱状に構成されており、そして、同図（ｃ）にて説明したようにこのプリズム１２の頂角である下底部１２ｅをＣＣＤカメラ１１のレンズ１１ａの撮像範囲（角度範囲Ａ）内に挿入することにより、撮像範囲を拡張するすなわち後方水平方向領域（角度範囲Ｄ）の画像を撮像するように構成していた。従って、プリズム１２をレンズ１１ａの撮像範囲（角度範囲Ａ）内に挿入した場合には、図５からも判るように、監視領域２００（Ａ）中の遠方側領域２００（Ｂ）が監視対象領域から外れ、死角となってしまう。
【００８２】このため、上述した具体例においては、まず拡張する撮像範囲〔監視領域２００（Ｄ）及び監視領域２００（Ｓ）〕内に障害物が存在するか否かを判定し、この拡張撮像範囲〔２００（Ｄ）及び２００（Ｓ）〕内にて障害物が検出された場合に、プリズム１２あるいは１２Ａをレンズ１１ａの撮像範囲内に挿入するように構成し、上記拡張監視領域の撮像期間を短時間にするように構成していた。
【００８３】そして、この構成の場合、プリズム１２あるいは１２Ａを駆動させるためのプリズム駆動部１３が必須となる。しかしながら、この種の車両周辺監視装置は、車両の付属機構として設けられているので、より安価な構成の要望もある。次に、上述したプリズム駆動部１３を省略することができ、装置を簡素に構成できるプリズム１２の形状について説明する。
【００８４】図１０は、このプリズムの形状を説明する図である。なお、同図におけるプリズムは、図３及び図７R>７で説明したプリズム１２及び１２Ａと区別するため、プリズム１２Ｂとして説明することとする。そして、図１０１０（ａ）は、このプリズム１２Ｂの全体構造を示す斜視図、図１０（ｂ）は、このプリズム１２Ｂの全体構造を示す三面図である。
【００８５】これらの図に示すように、このプリズム１２Ｂは、図３で説明したプリズム１２と同様に、互いに直交する面として構成された第２の屈折面１２ｂ及び上底面１２ｄを有している。そして、図３で説明したプリズム１２との差異は、第２の屈折面１２ｂの反対側に対向する面（プリズム１２における第１の屈折面１２ａに相当）の形状にある。
【００８６】この面すなわち第２の屈折面１２ｂの対向面は、より詳細には、同図に符号１２ｇで示す第２の屈折面１２ｂと平行な方形状の平面と、同じく符号１２ｆで示す曲面とから形成されている。そして、曲面１２ｆと第２の屈折面１２ｂにより屈折部１２Ｂ１が、平面１２ｇと第２の屈折面１２ｂにより平板部１２Ｂ２が構成されている。
【００８７】そして、屈折部１２Ｂ１の曲面１２ｆは、平板部１２Ｂ２の平面１２ｇに対して、双方の面により形成される角度すなわち第２の屈折面１２ｂとにより形成される頂角θc がその上底部１２ｄ側に向けて連続的に広角となるように形成されている。すなわち、この曲面１２ｆと第２の屈折面１２ｂにより、透過する光の光軸の屈折角が連続的に変化するプリズム面を構成している。また、この構成においては、屈折部１２Ｂ１と平板部１２Ｂ２との境界Ｋが、図３で説明したプリズム１２の下底部１２ｅと同様な屈折作用の境界部となっている。
【００８８】次に、このような構成を有するプリズム１２Ｂの作用を図１１を参照して説明する。今、同図に示すように、ＣＣＤカメラ１１のレンズ１１ａにより規定される視野が角度範囲Ａであり、この角度範囲Ａを覆うとともに曲面１２ｆ及び平面１２ｇがレンズ１１ａ側に面するように、プリズム１２Ｂをレンズ１１ａの前方に配設した場合について考える。
【００８９】この場合、角度範囲Ａ中の平板部１２Ｂ２（平面１２ｇ、第２の屈折面１２ｂ）を透過する光すなわち光軸Ｌｘ１と光軸Ｌｘ２間の角度範囲Ｅの光は、屈折することなくこのプリズム１２Ｂを透過する。一方、角度範囲Ａ中の屈折部１２Ｂ１（曲面１２ｆ、第２の屈折面１２ｂ）を透過する光すなわち光軸Ｌｘ２と光軸Ｌｘ４間の角度範囲Ｆの光は、この屈折部１２Ｂ１にて屈折する。より詳細には、この角度範囲Ｆの光であって光軸Ｌｘ２に近接した位置を透過する光の屈折角度は極めて僅かなものであり、これに対し光軸Ｌｘ４に近接した位置を透過する光の屈折角度は大きな角度とされる。
【００９０】従って、光軸Ｌｘ２に近接した位置を透過する光の屈折角度をβ0 、光軸Ｌｘ４に近接した位置を透過する光の屈折角度をβ2 、これらの光軸Ｌｘ２及び光軸Ｌｘ４の略中間位置を透過する光の屈折角度をβ1 とすると、次式（６）の関係が成り立つ。
β0 （≒０）＜β1 ＜β2 ・・・（６）
そして、この屈折角度β（β0 乃至β2 ）に関し、この屈折角度βは角度範囲Ｆにおいて、上底面１２ｄに向かうほど連続的に増加する（すなわち広角とされる）。
【００９１】そして、このように、プリズム１２Ｂの屈折部１２Ｂ１についてその屈折角度βを上底面１２ｄに向かうほど連続的に広角となるように構成したことにより、ＣＣＤカメラ１１に入射される画像は、その撮像範囲が拡張されると同時に連続した画像となる。これにより、図５にて説明した監視領域２００（Ａ）中の死角〔遠方側領域２００（Ｂ）〕をなくすことができる。さらに、監視領域２００（Ａ）中の死角をなくしたことにより、このプリズム１２Ｂをレンズ１１ａの前方に固定的に配設して常時作用させることができる。以上より、このプリズム１２Ｂを用いることにより、プリズム１２あるいは１２Ａを駆動させるためのプリズム駆動部１３を省略することができる。
【００９２】次に、上述したプリズム駆動部１３を省略することができ、装置を簡素に構成できるプリズム１２の他の形状について、図１２を参照して説明する。そして、図１２（ａ）は、この他の形状を有するプリズム１２Ｃの全体構造を示す斜視図、図１２（ｂ）は、このプリズム１２Ｃの形状及び作用を示す側面図である。
【００９３】これらの図に示すように、このプリズム１２Ｃは、上述したプリズム１２Ｂと同様に、互いに直交する面として構成された第２の屈折面１２ｂ及び上底面１２ｄを有している。そして、このプリズム１２Ｂとの差異は、屈折部（プリズム１２Ｂにおける屈折部１２Ｂ１に相当）の形状にある。
【００９４】すなわち、このプリズム１２Ｃは、上述したプリズム１２Ｂと同様に、境界Ｋを境にして分割された屈折部１２Ｃ１及び平板部１２Ｃ２とから構成されている。そして、この平板部１２Ｃ２は、プリズム１２Ｂと同じく平面１２ｇと第２の屈折面１２ｂとから構成された平板状部材として構成されている。一方、屈折部１２Ｃ１は、複数の短冊状平面１２ｈ1 、....、１２ｈ3 を有する多段プリズム面１２ｈとして構成されている。
【００９５】より詳細には、この多段プリズム面１２ｈは、図１２（ａ）に示すように、プリズム１２Ｃの幅方向（側面１２ｃの直交方向）に延長された方形状の短冊面として形成されている。そして、図１２（ｂ）に示すように、これらの短冊状平面１２ｈ1 、....、１２ｈ3 は、段階的に第２の屈折面１２ｂとの頂角が広角となるように形成されている。すなわち、平面１２ｇに隣接する第１の短冊状平面１２ｈ1 は、例えば第２の屈折面１２ｂとにより形成される頂角が４．３度、この第１の短冊状平面１２ｈ1 に隣接する第２の短冊状平面１２ｈ2 は頂角が８．５度、この第２の短冊状平面１２ｈ2 に隣接する第３の短冊状平面１２ｈ3 は頂角が１２．５度と、上底部１２ｄ側に向かう程、広角となるように形成されている。
【００９６】そして、上述したようにプリズム１２Ｃを構成したことにより、このプリズム１２Ｃを透過する光は、段階的にその屈折角度が大きくなる。すなわち、図１２１２（ｂ）に示すように、平板部１２Ｂ２を透過する光は屈折することなくこのプリズム１２Ｃを透過し、屈折部１２Ｂ１の第１の短冊状平面１２ｈ1 を透過する光は小さい屈折角度で屈折してこのプリズム１２Ｃを透過し、第２の短冊状平面１２ｈ2 を透過する光は中程度の屈折角度で屈折してこのプリズム１２Ｃを透過し、そして第３の短冊状平面１２ｈ3 を透過する光は大きな屈折角度で屈折してこのプリズム１２Ｃを透過する。
【００９７】この場合、平面１２ｇ及び各短冊状平面１２ｈ1 乃至１２ｈ3 の境界において死角が生じる。例えば、ＣＣＤカメラ１１が有するレンズ１１ａの視野が９３度であったとすると、同図に示すように、平面１２ｇと第１の短冊状平面１２ｈ1 の境界には４度の死角が生じる。同様に、第１の短冊状平面１２ｈ1 と第２の短冊状平面１２ｈ2 の境界には２度の死角が生じ、第２の短冊状平面１２ｈ2 と第３の短冊状平面１２ｈ3 の境界には６度の死角が生じる。
【００９８】そして、このプリズム１２Ｃによれば、その撮像範囲内に３つの死角が生じることになるが、そのそれぞれが狭い角度となるので、実質的に不具合を生じることはない。例えば、図１３に示す頂角１２．５の１段プリズム１２´と比較した場合には、この１段プリズム１２´においては、境界Ｋにて９度の死角が生じてしまう。
【００９９】そして、図１４に示すように、このプリズム１２Ｃによれば、図５にて説明した監視領域２００（Ａ）中の死角〔遠方側領域２００（Ｂ）に相当〕が同図に符号２００（Ｂ´）で示すように分散するので、この死角を実質的になくすことができる。さらに、監視領域２００（Ａ）中の死角をなくしたことにより、このプリズム１２Ｂをレンズ１１ａの前方に固定的に配設して常時作用させることができる。以上より、このプリズム１２Ｃを用いることにより、プリズム１２あるいは１２Ａを駆動させるためのプリズム駆動部１３を省略することができる。
【０１００】そして、このプリズム１２Ｃにおいては、上述したプリズム１２Ｂと比較して先鋭（シャープ）な画像が得られる。これは、各プリズム面（各短冊状平面１２ｈ1 乃至１２ｈ3 ）が平面により形成されていることに起因している。このようなプリズム１２Ｂ及び１２Ｃは、その用途に応じて使い分けることができる。すなわち、死角を完全になくす必要がある用途にはプリズム１２Ｂを用い、よりシャープな画像が要求される用途にはプリズム１２Ｃを用いるようにすればよい。
【０１０１】なお、例示したプリズムは１２Ｃは、３つの短冊状平面１２ｈ1 乃至１２ｈ3を有していたが、この短冊状平面の数についてはこれに限定されるものではなく、例えば５つ、７つなど任意に設定することができる。
【０１０２】ところで、以上説明したプリズム１２Ｂあるいは１２Ｃにおいても、屈折部１２Ｂ１及び１２Ｃ１と、平板部１２Ｂ２及び１２Ｃ２の境界Ｋに対応する画像上の境界領域（上述した境界線Ｈ１に相当）については、レンズ１１ａの歪曲収差により湾曲してしまい、このため運転者にとって視認し難い画像となってしまう。
【０１０３】次に、上記プリズム１２Ｂあるいは１２Ｃにおいて、このような境界線Ｈ１の湾曲に対する問題を解決するプリズム１２の形状について説明する。図１５は、このプリズムの形状を説明する図で、全体構成を説明する三面図である。例示したプリズムは、プリズム１２Ｂを改良した例を示したものである。なお、同図におけるプリズムは、上記プリズム１２Ｂと区別するため、プリズム１２Ｄとして説明することとする。
【０１０４】同図に示すように、このプリズム１２Ｄは、図１０で説明したプリズム１２Ｂと同様に、互いに直交する面として構成された第２の屈折面１２ｂ及び上底面１２ｄと、この第２の屈折面１２ｂとの対向側の面としての曲面１２ｆ及び平面１２ｇとを有している。そして、上記曲面１２ｆと第２の屈折面１２ｂにより屈折部１２Ｄ１が、平面１２ｇと第２の屈折面１２ｂにより平板部１２Ｄ２が構成されている。
【０１０５】そして、このプリズム１２Ｄにおけるプリズム１２Ｂとの差異は、その幅方向（側面１２ｃの直交方向）における形状にある。すなわち、このプリズム１２Ｄの屈折部１２Ｄ１は、図７で説明したプリズム１２Ａと同様に、その正面側（曲面１２ｆ及び平面１２ｇ側）から見た場合にその中央部が境界Ｋ（プリズム１２Ａにおける下底部１２ｅに相当）側に放物線状に湾曲した形状を有している。この湾曲形状は、上式（３）乃至式（５）で説明したように、レンズ１１ａの歪曲収差に基づきこの歪曲収差を逆補正する形状として規定されている。また、このプリズム１２Ｄの屈折部１２Ｄ１の断面は、同形状の曲面形状となっている。
【０１０６】このように屈折部１２Ｄ１を湾曲した形状とすることにより、このプリズム１２Ｄで撮像された画像は、図１６に示すように、上記境界Ｋに対応する境界線Ｈ１が直線状に補正された画像となり、運転者による視認性を向上させることができる。
【０１０７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、次の効果を奏する。すなわち、撮像手段の光軸を部分的に屈折させ、撮像範囲外に設定された特定監視領域の画像を撮像画像の周縁領域に入射する撮像領域変更手段を設けたので、撮像領域変更手段を配設するだけで撮像範囲を拡張することができ、装置構成を簡単にすることができる。また、拡張された撮像領域の撮像画像上における位置が、撮像画像上における車両の遠方側領域（周縁領域）となっているので、車両の近傍領域の画像は歪むことがなくなり、その使い勝手を向上させることができる。
【０１０８】また、撮像領域変更手段として、前記特定監視領域側に対峙する第１の光屈折面と、前記撮像手段側に対峙する第２の光屈折面により構成される屈折部を有し、当該屈折部により透過する光軸を屈折させるプリズムを適用し、当該プリズムの屈折部が前記特定監視領域に対応する撮像手段の画角範囲内における周縁位置になるように配設しているので、プリズムの屈折部による屈折作用により特定監視領域の画像が撮像手段に入射され、この特定監視領域の画像は反転のない正画像となるとともに撮像手段の画角範囲内における周縁位置になる。
【０１０９】また、撮像領域変更手段（プリズム）を作用状態（挿入状態）／非作用状態（退避状態）に切り換える手段を設けたので、撮像領域変更手段を所望のタイミングで作用させることができ、また必要な場合についてのみ作用させる構成としたので、その使い勝手を一層向上させることができる。
【０１１０】また、特定監視領域に存在する物体との相対距離を測定する測定手段を設け、撮像領域変更手段の作用状態／非作用状態の切り換えをこの測定手段からの距離情報に基づいて行うように構成したので、特定監視領域に存在する物体が規定の近距離範囲内に存在した場合に撮像領域変更手段を選択的に作用させることができ、その使い勝手を一層向上させることができる。
【０１１１】また、撮像領域変更手段（プリズム）に関し、その屈折角度を規定する第１の光屈折面と第２の光屈折面の頂角を段階的に変化させるように構成しているので、プリズムによる死角を分散させ、拡張された領域の全域を撮像することができるとともに画像をシャープなものとでき、その使い勝手を一層向上させることができる。
【０１１２】また、撮像領域変更手段としてのプリズムに関し、前記特定監視領域側に対峙する第１の光屈折面と前記撮像手段側に対峙する第２の光屈折面とにより所定角度の頂角として形成された下底部を、前記レンズの歪曲収差に応じた放物線状に湾曲させているので、プリズムが作用した画像と他の画像の境界が直線状となり、運転者はプリズムが作用している領域と他の領域とを視認により区分することが容易となり、その使い勝手を一層向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】具体例の装置構成を示すブロック図である。
【図２】画像入力部１０及び距離センサ２１の取付態様の説明図である。
【図３】プリズム１２の形状及び作用を説明する図である。
【図４】具体例の動作を説明するフローチャートである。
【図５】具体例の動作を説明する模式図である。
【図６】プリズム１２及びプリズム１２Ａにより撮像された画像を説明する図である。
【図７】プリズム１２Ａの形状を説明する図である。
【図８】プリズム１２Ａの湾曲形状を算出する処理を説明する模式図である。
【図９】プリズム１２Ａの湾曲形状について説明する模式図である。
【図１０】プリズム１２Ｂの形状を説明する図である。
【図１１】プリズム１２Ｂの作用を説明する図である。
【図１２】プリズム１２Ｃの形状を説明する図である。
【図１３】プリズム１２Ｃの作用を説明する図である。
【図１４】プリズム１２Ｃの作用を説明する図である。
【図１５】プリズム１２Ｄの形状を説明する図である。
【図１６】プリズム１２Ｄにより撮像された画像を説明する図である。
【符号の説明】
１０ 画像入力部
１１ ＣＣＤカメラ
１１ａ レンズ
１１ｂ フレームメモリ
１２、１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ、１２Ｄ プリズム
１２Ｂ１、１２Ｃ１、１２Ｄ１ 屈折部
１２Ｂ２、１２Ｃ２、１２Ｄ２ 平板部
１２ａ 第１の屈折面
１２ｂ 第２の屈折面
１２ｃ 側面
１２ｄ 上底面
１２ｅ 下底部
１２ｆ 曲面
１２ｇ 平面
１２ｈ 多段プリズム面（短冊状平面１２ｈ1 、....、１２ｈ3 ）
１３ プリズム駆動部
２０ 信号取得部
２１ 距離センサ
２３ 操作スイッチ
３０ データ処理部
【特許請求の範囲】
【請求項１】 車両周辺の撮像範囲を撮像する撮像手段を有し、当該撮像手段からの画像情報に基づいて前記車両の周辺に存在する物体に関する情報を運転者に与える車両周辺監視装置であって、前記撮像手段のレンズにより規定される画角範囲内に位置付けられ、当該画角範囲内における光軸を部分的に屈折させて前記撮像手段に入射させることにより前記撮像手段の撮像範囲を拡張する撮像領域変更手段を有する車両周辺監視装置において、前記撮像手段は、前記撮像範囲を車両直前から車両遠方側の所定範囲とするよう車両の上方部に下向きに取り付けられ、前記撮像領域変更手段は、車両上方、車両側方の少なくとも一方に設定された前記撮像範囲外の特定監視領域の画像を前記撮像手段の画像上における周縁領域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。
【請求項２】 前記撮像領域変更手段は、前記特定監視領域側に対峙する第１の光屈折面と、前記撮像手段側に対峙する第２の光屈折面により構成される屈折部を有し、当該屈折部により透過する光軸を屈折させるプリズムであり、前記屈折部を前記特定監視領域に対応する撮像手段の画角範囲内における周縁位置に配設したことを特徴とする請求項１記載の車両周辺監視装置。
【請求項３】 車両周辺の撮像範囲を撮像する撮像手段を有し、当該撮像手段からの画像情報に基づいて前記車両の周辺に存在する物体に関する情報を運転者に与える車両周辺監視装置であって、前記撮像手段のレンズにより規定される画角範囲内に位置付けられ、当該画角範囲内における光軸を部分的に屈折させて前記撮像手段に入射させることにより前記撮像手段の撮像範囲を当該撮像範囲外に設定された特定監視領域に拡張する撮像領域変更手段を有する車両周辺監視装置において、前記撮像領域変更手段は、前記特定監視領域側に対峙する第１の光屈折面と、前記撮像手段側に対峙する第２の光屈折面により構成される屈折部を有し、当該屈折部により透過する光軸を屈折させるプリズムであり、前記プリズムを前記レンズによる撮像範囲内に挿抜自在に位置付ける駆動手段を設けたことを特徴とする車両周辺監視装置。
【請求項４】 車両と前記特定監視領域に存在する物体との相対距離を測定する相対距離測定手段を設け、前記駆動手段は、前記相対距離測定手段により測定された相対距離が規定距離以下となった場合に、前記撮像領域変更手段を前記レンズにて規定される撮像範囲内に位置付けることを特徴とする請求項３記載の車両周辺監視装置。
【請求項５】 車両周辺の撮像範囲を撮像する撮像手段を有し、当該撮像手段からの画像情報に基づいて前記車両の周辺に存在する物体に関する情報を運転者に与える車両周辺監視装置であって、前記撮像手段のレンズにより規定される画角範囲内に位置付けられ、当該画角範囲内における光軸を部分的に屈折させて前記撮像手段に入射させることにより前記撮像手段の撮像範囲を当該撮像範囲外に設定された特定監視領域に拡張する撮像領域変更手段を有する車両周辺監視装置において、前記撮像領域変更手段は、前記特定監視領域側に対峙する第１の光屈折面と、前記撮像手段側に対峙する第２の光屈折面により構成される屈折部を有し、当該屈折部により透過する光軸を屈折させるプリズムであり、前記プリズムを構成する前記第１の光屈折面と第２の光屈折面のいずれかの面を、頂角が異なる複数の短冊状平面からなる構造とし、両者により形成される角度が、前記上底部側に向かう程、段階的に広角に変化するように構成したことを特徴とする車両周辺監視装置。
【請求項６】 車両周辺の撮像範囲を撮像する撮像手段を有し、当該撮像手段からの画像情報に基づいて前記車両の周辺に存在する物体に関する情報を運転者に与える車両周辺監視装置であって、前記撮像手段のレンズにより規定される画角範囲内に位置付けられ、当該画角範囲内における光軸を部分的に屈折させて前記撮像手段に入射させることにより前記撮像手段の撮像範囲を当該撮像範囲外に設定された特定監視領域に拡張する撮像領域変更手段を有する車両周辺監視装置において、前記撮像領域変更手段は、前記特定監視領域側に対峙する第１の光屈折面と、前記撮像手段側に対峙する第２の光屈折面と、前記第１の光屈折面及び第２の光屈折面により所定角度の頂角として形成された下底部とを有する屈折部を備え、当該屈折部により透過する光軸を屈折させるプリズムであり、通常の非屈折画像と前記プリズムによる屈折画像との境界に相当するプリズムの下底部を、前記レンズの歪曲収差に応じた放物線状に湾曲させたことを特徴とする車両周辺監視装置。
【請求項７】 前記プリズムを構成する第１の光屈折面と第２の光屈折面をともに平面とし、両者により形成される角度がレンズ周縁部方向である前記プリズムの上底部側に向かう程、連続的に広角となるように構成したことを特徴とする請求項６記載の車両周辺監視装置。
【請求項８】 前記プリズムを構成する前記第１の光屈折面と第２の光屈折面のいずれかの面を曲面構造とし、両者により形成される角度が、レンズ周縁部方向である前記プリズムの上底部側に向かう程、連続的に広角に変化するように構成したことを特徴とする請求項６記載の車両周辺監視装置。
【請求項９】 前記プリズムを構成する前記第１の光屈折面と第２の光屈折面のいずれかの面を頂角が異なる複数の短冊状平面からなる構造とし、両者により形成される角度が、レンズ周縁部方向である前記プリズムの上底部側に向かう程、段階的に広角に変化するように構成したことを特徴とする請求項６記載の車両周辺監視装置。
【請求項１】 車両周辺の撮像範囲を撮像する撮像手段を有し、当該撮像手段からの画像情報に基づいて前記車両の周辺に存在する物体に関する情報を運転者に与える車両周辺監視装置であって、前記撮像手段のレンズにより規定される画角範囲内に位置付けられ、当該画角範囲内における光軸を部分的に屈折させて前記撮像手段に入射させることにより前記撮像手段の撮像範囲を拡張する撮像領域変更手段を有する車両周辺監視装置において、前記撮像手段は、前記撮像範囲を車両直前から車両遠方側の所定範囲とするよう車両の上方部に下向きに取り付けられ、前記撮像領域変更手段は、車両上方、車両側方の少なくとも一方に設定された前記撮像範囲外の特定監視領域の画像を前記撮像手段の画像上における周縁領域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。
【請求項２】 前記撮像領域変更手段は、前記特定監視領域側に対峙する第１の光屈折面と、前記撮像手段側に対峙する第２の光屈折面により構成される屈折部を有し、当該屈折部により透過する光軸を屈折させるプリズムであり、前記屈折部を前記特定監視領域に対応する撮像手段の画角範囲内における周縁位置に配設したことを特徴とする請求項１記載の車両周辺監視装置。
【請求項３】 車両周辺の撮像範囲を撮像する撮像手段を有し、当該撮像手段からの画像情報に基づいて前記車両の周辺に存在する物体に関する情報を運転者に与える車両周辺監視装置であって、前記撮像手段のレンズにより規定される画角範囲内に位置付けられ、当該画角範囲内における光軸を部分的に屈折させて前記撮像手段に入射させることにより前記撮像手段の撮像範囲を当該撮像範囲外に設定された特定監視領域に拡張する撮像領域変更手段を有する車両周辺監視装置において、前記撮像領域変更手段は、前記特定監視領域側に対峙する第１の光屈折面と、前記撮像手段側に対峙する第２の光屈折面により構成される屈折部を有し、当該屈折部により透過する光軸を屈折させるプリズムであり、前記プリズムを前記レンズによる撮像範囲内に挿抜自在に位置付ける駆動手段を設けたことを特徴とする車両周辺監視装置。
【請求項４】 車両と前記特定監視領域に存在する物体との相対距離を測定する相対距離測定手段を設け、前記駆動手段は、前記相対距離測定手段により測定された相対距離が規定距離以下となった場合に、前記撮像領域変更手段を前記レンズにて規定される撮像範囲内に位置付けることを特徴とする請求項３記載の車両周辺監視装置。
【請求項５】 車両周辺の撮像範囲を撮像する撮像手段を有し、当該撮像手段からの画像情報に基づいて前記車両の周辺に存在する物体に関する情報を運転者に与える車両周辺監視装置であって、前記撮像手段のレンズにより規定される画角範囲内に位置付けられ、当該画角範囲内における光軸を部分的に屈折させて前記撮像手段に入射させることにより前記撮像手段の撮像範囲を当該撮像範囲外に設定された特定監視領域に拡張する撮像領域変更手段を有する車両周辺監視装置において、前記撮像領域変更手段は、前記特定監視領域側に対峙する第１の光屈折面と、前記撮像手段側に対峙する第２の光屈折面により構成される屈折部を有し、当該屈折部により透過する光軸を屈折させるプリズムであり、前記プリズムを構成する前記第１の光屈折面と第２の光屈折面のいずれかの面を、頂角が異なる複数の短冊状平面からなる構造とし、両者により形成される角度が、前記上底部側に向かう程、段階的に広角に変化するように構成したことを特徴とする車両周辺監視装置。
【請求項６】 車両周辺の撮像範囲を撮像する撮像手段を有し、当該撮像手段からの画像情報に基づいて前記車両の周辺に存在する物体に関する情報を運転者に与える車両周辺監視装置であって、前記撮像手段のレンズにより規定される画角範囲内に位置付けられ、当該画角範囲内における光軸を部分的に屈折させて前記撮像手段に入射させることにより前記撮像手段の撮像範囲を当該撮像範囲外に設定された特定監視領域に拡張する撮像領域変更手段を有する車両周辺監視装置において、前記撮像領域変更手段は、前記特定監視領域側に対峙する第１の光屈折面と、前記撮像手段側に対峙する第２の光屈折面と、前記第１の光屈折面及び第２の光屈折面により所定角度の頂角として形成された下底部とを有する屈折部を備え、当該屈折部により透過する光軸を屈折させるプリズムであり、通常の非屈折画像と前記プリズムによる屈折画像との境界に相当するプリズムの下底部を、前記レンズの歪曲収差に応じた放物線状に湾曲させたことを特徴とする車両周辺監視装置。
【請求項７】 前記プリズムを構成する第１の光屈折面と第２の光屈折面をともに平面とし、両者により形成される角度がレンズ周縁部方向である前記プリズムの上底部側に向かう程、連続的に広角となるように構成したことを特徴とする請求項６記載の車両周辺監視装置。
【請求項８】 前記プリズムを構成する前記第１の光屈折面と第２の光屈折面のいずれかの面を曲面構造とし、両者により形成される角度が、レンズ周縁部方向である前記プリズムの上底部側に向かう程、連続的に広角に変化するように構成したことを特徴とする請求項６記載の車両周辺監視装置。
【請求項９】 前記プリズムを構成する前記第１の光屈折面と第２の光屈折面のいずれかの面を頂角が異なる複数の短冊状平面からなる構造とし、両者により形成される角度が、レンズ周縁部方向である前記プリズムの上底部側に向かう程、段階的に広角に変化するように構成したことを特徴とする請求項６記載の車両周辺監視装置。
【図５】
【図１３】
【図１】
【図２】
【図３】
【図６】
【図９】
【図４】
【図１１】
【図１４】
【図７】
【図８】
【図１０】
【図１６】
【図１２】
【図１５】
【図１３】
【図１】
【図２】
【図３】
【図６】
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【図１４】
【図７】
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【図１６】
【図１２】
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【公開番号】特開平９−１４２２０６
【公開日】平成９年（１９９７）６月３日
【国際特許分類】
【出願番号】特願平７−３００２３７
【出願日】平成７年（１９９５）１１月１７日
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
【公開日】平成９年（１９９７）６月３日
【国際特許分類】
【出願日】平成７年（１９９５）１１月１７日
【出願人】（０００００６８９５）矢崎総業株式会社 (7,019)
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