JP4278879B2 - 車両周辺視認装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、見通しの悪い状況で、運転者の死角となる車両前方又は後方の、左右又は前後の周辺景色を撮影して運転者に表示する車両周辺視認装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１３に従来の車両周辺視認装置の構成図を示す。この車両周辺視認装置１は、車両外部に配設されて車両周辺の互いに反対方向の２方向の景色を撮像する撮像装置１１と、この撮像装置１１から供給される画像信号を鏡像反転処理する鏡像反転処理部１２と、車室内に配設されて鏡像反転処理部１２から得られる画像信号を表示する表示部１５とを備えて構成される。
【０００３】
撮像装置１１は、その両側に透明ガラス等から構成された左右一対の透過窓部２Ｌ，２Ｒが設けられた遮光性のケース３を有し、このケース３内に、断面二等辺三角形のプリズム４がその頂角５をケースの前部（図ではケース３の上部）に向け、且つその二等辺三角形の二等辺に対応する左右のプリズム側面８Ｌ，８Ｒをそれぞれ左右の透過窓部２Ｌ，２Ｒ側に向けた姿勢で収納配設されると共に、プリズム側面８Ｌ，８Ｒから入射してプリズム４内で光路変換して所定の結像レンズ９を介して撮像面上に案内される光線１８Ｌ，１８Ｒを画像信号に変換する撮像素子１０がプリズム４の後側に収納配設される。
【０００４】
かかる撮像装置１１は、例えば撮像装置１１の前部（ケース３の前部）を車両の前方に向け、且つ透過窓部２Ｒ，２Ｌをそれぞれ左右側に向けるようにしてフロントバンパ等に取り付けられる。この状態で、左側景色に対応する光線１８Ｌは、図１３に示すように、透過窓部２Ｌ及びプリズム側面８Ｌを透過し直接にプリズム側面８Ｒに入射し、プリズム側面８Ｒで内面反射した後、プリズム後面８Ｂから射出して結像レンズ９で結像されて撮像素子１０の撮像面の左半面１０Ｌに案内される。対称的に考えることで、右側景色に対応する光線１８Ｒについても同様に、撮像素子１０の撮像面の右半面１０Ｒに案内される。そして、ともに撮像素子１０で画像信号に変換される。
【０００５】
このようにして左側及び右側景色が撮像され、撮像された画像信号は、図１３に示すように、鏡像反転処理部１２で鏡像反転処理されて表示部１５に供給される。表示部１５においては、透過窓部２Ｌから取り込まれた左側景色が左半画像として左半画面１５Ｌに表示され、透過窓部２Ｒから取り込まれた右側景色が右半画像として右半画面１５Ｒに表示される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる車両周辺視認装置１では、例えば夜間にヘッドライト２１を点灯した対向車両が前方Ａ方向から接近した状況で、そのヘッドライト２１の発した光線２１ａが透過窓部２Ｒ及びプリズム側面８Ｒを透過して直接にプリズム後面８Ｂへ入射し、プリズム後面８Ｂで全反射した場合には、その光線２１ａは、プリズム側面８Ｌを射出して透過窓部２Ｌへ入射する。その際、透過窓部２Ｌに入射した光線２１ａの殆ど（９６．１％）は透過窓部２Ｌを透過して外部へ射出されるが、その残り（３．２％）は反射光２１ｂとしてプリズム側面８Ｌへ入射する。
【０００７】
その反射光２１ｂは、プリズム側面８Ｌを透過して直接にプリズム側面８Ｒへ入射し、プリズム側面８Ｒで内面反射した後、プリズム後面８Ｂから射出して結像レンズ９を介して撮像素子１０の撮像面の左半面１０Ｌに案内される。その結果、その反射光２１ｂは、撮像素子１０の左半面において、左側景色に対応する光線１８Ｌと合成されて画像処理される。
【０００８】
そのような場合、表示部１５には、その左半画面１５Ｌに、透過窓部２Ｌから取り込んだ左側景色の画像２２Ｌ上に、透過窓部２Ｒから入り込んだヘッドライト２１の光線２１ａの透過窓部２Ｌでの反射光２１ｂの画像２１Ｂが重ねられて誤表示される。
【０００９】
このように、従来の車両周辺視認装置１では、一方側の透過窓部２Ｌ，２Ｒから取り込まれる景色の一部が表示部１５の他方側の画面１５Ｒ，１５Ｌに映り込んで誤表示されて運転者の視認性を悪化させる問題があった。
【００１０】
＜第一提案例＞
そこで、本出願人は、図１４に示した第一提案例（特願２０００−１３９７５４号）を提案している。この第一提案例では、左の透過窓部２Ｌより取り込まれた景色の一部が表示部１５の右半画面１５Ｒに映り込んで誤表示されたり、同様に右の透過窓部２Ｒより取り込まれた景色の一部が表示部１５の左半画面１５Ｌに映り込んで誤表示されることを防止する目的で、透過窓部２Ｒ，２Ｌのプリズム後面８Ｂに対する角度を適切に設定している。これにより、透過窓部２Ｒ，２Ｌの内面側で反射されることにより、撮像素子１０へ入射するおそれのある反射光２１ｂが生じても、その反射光２１ｂがプリズム後面８Ｂで全反射されてプリズム後面８Ｂから射出するのを防止できる。
【００１１】
このように、第一提案例では、不要な光線のプリズム後面８Ｂからの射出を防止できるため、その光線の表示部１５の画面１５Ｒ，１５Ｌへの映り込みを防止でき、運転者の視認性を向上させることができる。
【００１２】
＜第二提案例＞
また、本出願人は、図１５に示した第二提案例（特願２０００−２３１２８９号）をも提案している。この第二提案例は、プリズム４の頂角部５とケース３Ａの前端壁２８との間に、プリズム４の前方を略左右方向に横切る光を遮断する遮光部３ａを配置するものである。これによれば、外部からの光線がプリズム４の頂角部５の前方に入射し、そのプリズム４の前方を横切ろうとしても、その光が遮光部３ａで遮られるため、プリズム４の前方を横切る光が透過窓部２Ｒ，２Ｌの内面で反射してプリズム４内に進入する結果生じる幻影像の映り込みを防ぐことが可能となる。
【００１３】
また、この第二提案例では、プリズム４は、プリズム固定部材３２により固定保持されてケース３Ａ内に配設されている。このプリズム固定部材３２は、プリズム４の後部の左右角部を左右側から例えば挟持してプリズム４を固定するとともに、プリズム側面８Ｒ，８Ｌの後部領域に入射する不要な光線を遮光する働きを兼ねている。
【００１４】
このように、第二提案例でも、不要な光線のプリズム４への進入を防止できるため、その光線の表示部１５の画面１５Ｒ，１５Ｌへの映り込みを防止でき、運転者の視認性を向上させることができる。
【００１５】
＜新たな課題＞
上記した第一提案例及び第二提案例では、不要な光線の撮像素子１０への進入をある程度は防止できるが、本出願人による詳細な検証により、さらに撮像素子１０に至る新たな迷光の経路が発見された。図１６は、第一提案例及び第二提案例では防止できない迷光の経路を示す図である。
【００１６】
図１６の如く、例えば対向車両のヘッドライト２１がＰ１から照射されているとする。この場合、ヘッドライト２１から出射された光線２１ａは、右透過窓部２Ｒを通過した後、右側のプリズム側面８Ｒの点Ｐ２を通じてプリズム４の内部に進入する。プリズム４内の進行光は、次にプリズム４のプリズム後面８Ｂの点Ｐ３で全反射して、左側のプリズム側面８Ｌへ向かう。この反射光がプリズム側面８Ｌの点Ｐ４に当たると、ここで約４％が反射して再びプリズム後面８Ｂに向かい、点Ｐ５で全反射して右側のプリズム側面８Ｒへ向かう。そして、反射光は、点Ｐ６で約４％が反射し、再びプリズム後面８Ｂに向かう。続いて、この反射光はプリズム後面８Ｂの点Ｐ７で全反射し、左側のプリズム側面８Ｌに向かう。そして、当該反射光は、プリズム側面８Ｌの点Ｐ８で約４％が反射し、右側のプリズム側面８Ｒの点Ｐ９で全反射し、プリズム後面８Ｂの点Ｐ１０を抜け出ていく。この抜け出た光線により、迷光が表示部１５に映し出されてしまう。
【００１７】
即ち、図１６では、プリズム後面８Ｂで３回の全反射を行うことが要因となり、最終的に表示部１５への迷光の映り込みが発生すると言える。したがって、この３回の全反射のうちの１回でも全反射を避けることができれば、最終的な表示部１５への迷光の映り込みの度合いを大幅に低減できるものと考えられる。
【００１８】
この発明の課題は、第一提案例及び第二提案例では防ぎきれない迷光が表示部の他方側の画面に映り込んで誤表示されることを防止した車両周辺視認装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためには、請求項１に記載された発明は、車両外部に配設されてその両側に左右一対の透過窓部が設けられたケースを有し、このケース内に、断面二等辺三角形のプリズムがその頂角を前記ケースの前部に向け且つその二等辺三角形の二等辺に対応する左右のプリズム側面をそれぞれ前記左右の透過窓部側に向けた姿勢で収納配設されると共に、前記左右のプリズム側面の一方から入射し、他方の前記プリズム側面で反射して前記プリズムのプリズム後面より射出する光線を所定の結像レンズを介し撮像面上に集光させて画像信号に変換する撮像素子が前記プリズムの後方位置に収納配設された撮像装置を備え、前記プリズム後面の前記結像レンズに対する有効領域外において、迷光のプリズム内部での全反射を防止する内部反射防止手段が形成された。
【００２０】
請求項２に記載された発明は、前記内部反射防止手段は、前記プリズムの屈折率の０．７６６倍より高い屈折率の内部反射防止膜である。
【００２１】
請求項３に記載された発明は、前記内部反射防止手段は、前記プリズムの屈折率の０．９倍より高い屈折率の内部反射防止膜である。
【００２２】
請求項４に記載された発明は、前記内部反射防止膜は、前記迷光を吸収する黒色塗料からなるものである。
【００２３】
請求項５に記載された発明は、前記内部反射防止手段は、前記プリズムを支持するための所定のホルダーに対して前記プリズムを緩衝するための緩衝部材を前記プリズム後面に貼着するための接着部材である。
【００２４】
請求項６に記載された発明は、前記接着部材の屈折率は、前記プリズムの屈折率の０．７６６倍より高いものである。
【００２５】
請求項７に記載された発明は、前記接着部材の屈折率は、前記プリズムの屈折率の０．９倍より高いものである。
【００２６】
請求項８に記載された発明は、前記接着部材は、前記迷光を吸収するよう黒色とされるものである。
【００２７】
請求項９に記載された発明は、前記内部反射防止手段は、前記プリズム後面の前記結像レンズに対する有効領域外に形成された光散乱面を含むものである。
【００２８】
請求項１０に記載された発明は、前記光散乱面に、迷光を吸収するための黒色塗料が塗布されるものである。
【００２９】
請求項１１に記載された発明は、前記プリズム側面の一部に、当該プリズム側面での前記迷光の部分反射における光吸収用の光吸収手段が形成されるものである。
【００３０】
請求項１２に記載された発明は、車両外部に配設されてその両側に左右一対の透過窓部が設けられたケースを有し、このケース内に、断面二等辺三角形のプリズムがその頂角を前記ケースの前部に向け且つその二等辺三角形の二等辺に対応する左右のプリズム側面をそれぞれ前記左右の透過窓部側に向けた姿勢で収納配設されると共に、前記左右のプリズム側面の一方から入射し、他方の前記プリズム側面で反射して前記プリズムのプリズム後面より射出する光線を所定の結像レンズを介し撮像面上に集光させて画像信号に変換する撮像素子が前記プリズムの後方位置に収納配設された撮像装置を備え、前記プリズム側面の一部に、当該プリズム側面での前記迷光の部分反射における光吸収用の光吸収手段が形成されるものである。
【００３１】
請求項１３に記載された発明は、前記光吸収手段は黒色塗料である。
【００３５】
【発明の実施の形態】
＜実施の形態１＞
以下、本発明の実施の形態１を図１ないし図３に基づいて説明する。図１及び図２は本発明の実施の形態１に係る車両周辺視認装置の概略図、図３はその車両周辺視認装置を構成する撮像装置が車両に配設された状態の一例を示す図である。尚、図１ないし図３では、従来例及び各提案例と同様の機能を有する要素については同一符号を付している。
【００３６】
この実施の形態に係る車両周辺視認装置１Ａは、図１ないし図３に示すように、車両１６における例えばフロントバンパー１７の下方に設置される撮像装置１１Ａと、撮像装置１１Ａで撮像された車両周辺の画像を表示すべく、車室内のインストルメントパネル等の運転者が視認しやすい位置に設けられたＬＣＤまたはＣＲＴ等からなる表示部１５と、撮像装置１１Ａで撮像された画像信号を鏡像反転処理して表示部１５に供給する鏡像反転処理部１２とを備えて構成される。
【００３７】
撮像装置１１Ａは、両側面前部（図２では上部）が平面視山形に形成された遮光性のケース３Ａと、ケース３Ａの両側面前部に位置してそれぞれに形成された開口に装着された左右一対の透過窓部２Ｒ，２Ｌと、ケース３Ａ内に配置された例えばＣＣＤカメラなどの撮像素子１０と、結像レンズ９と、各透過窓部２Ｌ，２Ｒから進入した光線１８Ｌ，１８Ｒを光路変換して結像レンズ９を介して撮像素子１０の撮像面に案内するプリズム４とを備える。
【００３８】
ここで、結像レンズ９と撮像素子１０は撮像カメラを構成しており、一例として焦点距離ｆ＝４．６ｍｍ、水平画角α＝４５°、Ｆ（エフナンバー）＝２．８に設定されている。そして、撮像素子１０は、搭載基板１０Ａに搭載されている。
【００３９】
また、プリズム４は、例えば硝材ＢＫ７（屈折率ｎ：１．５１７）が使用されて、断面二等辺三角形の角柱体に形成されている。このプリズム４の頂角部５は、ケースの前方（図１ではケース３Ａの上方）に向けて配置され、且つそのプリズム側面８Ｌ，８Ｒをそれぞれケース３Ａの透過窓部２Ｌ，２Ｒに向けた姿勢で、例えばプリズム固定部材３２により固定保持されてケース３Ａ内に配設されている。なお、このプリズム固定部材３２は、プリズム４の後部（図では下部）の左右角部を左右側から例えば挟持してプリズム４を固定するとともに、プリズム側面８Ｒ，８Ｌの後部領域（図１ではプリズム側面８Ｒ，８Ｌの下部領域）に入射する左右側景色を構成しない不要な光線を遮光する働きを兼ねている。
【００４０】
また、結像レンズ９は、このプリズム４の後方（図１では下方）において、その結像レンズ９の光軸がプリズム４の断面二等辺三角形の頂角部５の２分線に一致するように、所定のレンズホルダによって固定されている。そして、撮像素子１０の撮像面は、結像レンズ９の後方において、プリズム後面８Ｂに対して平行に配置されている。
【００４１】
ケース３Ａの前端壁２８の内側中央部には、プリズム４の前方で左右方向に横切って進行する光を遮断する遮光部（遮光手段）３ａが一体形成されている。この遮光部３ａは、ケース３Ａと同等の光不透過性の樹脂により形成されており、その先端がプリズム４の頂角部５に当接するように突出して形成されている。
【００４２】
そして、プリズム後面８Ｂには、その中央部に光透過窓３５を形成するように背面視ロ字形の内部反射防止膜３７が形成されている。この内部反射防止膜３７は黒色塗料（インク）であり、プリズム後面８Ｂの光透過窓３５の領域（透光有効範囲）３９にマスキングを行った状態で塗布される。
【００４３】
ここで、プリズム４の光屈折率をｎ１、内部反射防止膜３７の光屈折率をｎ２とすると、次の（１）式を満たす材料が使用される。
【００４４】
ｎ２／ｎ１＞０．９ …（１）
この（１）式の根拠を説明する。
【００４５】
まず、ｎ２／ｎ１が１より大きい場合、即ち、図４のように入射角θ１が屈折角θ２より大きい場合は、スネルの法則により原理上は全反射が発生しない。したがって、プリズム後面８ＢのＰ３，Ｐ７において、プリズム４内部の進行光の光量の殆どはプリズム後面８Ｂから内部反射防止膜３７に出射され、この内部反射防止膜３７で出射光が吸収される。
【００４６】
一方、ｎ２／ｎ１が１以下の場合、即ち、図５のように入射角θ１が屈折角θ２以下の場合は、入射角θ１が次の（２）式の条件を満たしたときに全反射が起きる。
【００４７】
sinθ１＞ｎ２／ｎ１ …（２）
ところで、図２のように、例えば対向車両のヘッドライト２１がＰ１から照射されてプリズム４内部に進入し、図１６と同様にして、プリズム後面８Ｂの点Ｐ３に到達した場合、このときのプリズム４と内部反射防止膜３７との境界面（即ち、プリズム後面８Ｂ）の点Ｐ３における入射角（図５中のθ１に相当）は約５０度であることが解っている。
【００４８】
ここで、点Ｐ３への入射角θ１が誤差によるばらつきがあることを考慮して約６５度近くまで増大する可能性があることを考慮すると、点Ｐ３での全反射を防止するためには、上記（２）式より、ｎ２／ｎ１がsin６５°（≒０．９）より大きく設定される必要がある。この場合には、上記のように、点Ｐ３において約５０度で入射した光は全反射せず、その光量の多くが点Ｐ３から内部反射防止膜３７に出射され、この内部反射防止膜３７で出射光が吸収される。
【００４９】
これらのことから、プリズム４内の進行光が最初にプリズム４の外面に到達する点３において全反射を防止するためには、プリズム４の屈折率ｎ１が１．５１７である場合、内部反射防止膜３７の屈折率ｎ２は１．３６５（＝１．５１７×０．９）より大きい必要があることになる。
【００５０】
尚、上記（１）式は、点Ｐ３への入射角θ１が誤差によるばらつきがあることを考慮して、その入射角θ１が約６５度近くまで増大することを考慮して設定したものであるが、点Ｐ３における入射角θ１が正確に５０度である場合は、この点Ｐ３での全反射を防止するためには必ずしも厳格に（１）式の条件を適用する必要はない。具体的には、sin５０°＝０．７６６であるため、最低限は次の（３）式を満たせばよいことになる。
【００５１】
ｎ２／ｎ１＞０．７６６ …（３）
したがって、内部反射防止膜３７の屈折率ｎ２は１．３６５（＝１．５１７×０．７６６）より大きい必要がある。
【００５２】
かかる構成の車両周辺視認装置の動作を説明する。
【００５３】
図２のように、例えば撮像装置１１Ａの前部を車両の前方に向け、且つ透過窓部２Ｒ，２Ｌをそれぞれ左右側に向けるようにしてフロントバンパ等に取り付けた状態で、左側景色に対応する光線１８Ｌが、透過窓部２Ｌ及びプリズム側面８Ｌを透過し直接にプリズム側面８Ｒに入射し、プリズム側面８Ｒで内面反射した後、プリズム後面８Ｂから射出して結像レンズ９で結像されて撮像素子１０の撮像面の左半面１０Ｌに案内される。対称的に考えることで、右側景色に対応する光線１８Ｒについても同様に、撮像素子１０の撮像面の右半面１０Ｒに案内される。そして、ともに撮像素子１０で画像信号に変換される。
【００５４】
このようにして左側及び右側景色が撮像され、撮像された画像信号は、鏡像反転処理部１２で鏡像反転処理されて表示部１５に供給される。表示部１５においては、図１の如く、透過窓部２Ｌから取り込まれた左側景色が左半画像として左半画面１５Ｌに表示され、透過窓部２Ｒから取り込まれた右側景色が右半画像として右半画面１５Ｒに表示される。
【００５５】
ところで、例えば対向車両のヘッドライト２１がＰ１から照射されているとする。この場合、ヘッドライト２１から出射された光線２１ａは、右透過窓部２Ｒを通過した後、右側のプリズム側面８Ｒの点Ｐ２を通じてプリズム４の内部に進入する。プリズム４内の進行光は、次にプリズム４のプリズム後面８Ｂの点Ｐ３に到達する。
【００５６】
しかしながら、点Ｐ３においては、プリズム後面８Ｂに内部反射防止膜３７が形成されているので、約５０度で入射した光は全反射せず部分反射するだけで、その光量の多くが点Ｐ３から内部反射防止膜３７に出射され、この内部反射防止膜３７で出射光が吸収される。
【００５７】
同様に、点Ｐ７においても、プリズム４内部の迷光の全反射を防止して部分反射が生じるだけである。
【００５８】
したがって、従来例及び各提案例に比べて、点Ｐ３と点Ｐ７における全反射を防止できるため、プリズム４内で点Ｐ３、点Ｐ４、点Ｐ５、点Ｐ６、点Ｐ７，点Ｐ８、点Ｐ９でそれぞれ反射して点Ｐ１０に到達しても、その到達した迷光の光量は従来例及び各提案例に比べて極めて少なくなる。そして、この実施の形態では、点Ｐ１０において黒色の内部反射防止膜３７が迷光を吸収する。
【００５９】
このように、プリズム４内を迷光が少なくとも複数回全反射し、当該迷光が最終的に結像レンズ９及び撮像素子１０に向けて出射しようとする場合に、その複数回の全反射する複数位置のいずれか（例えば点Ｐ３及び点Ｐ７）において、その位置での入射角θ１で全反射が起きないような屈折率を有する内部反射防止膜３７を塗布しているので、その迷光が最終的に結像レンズ９及び撮像素子１０に向けて出射するのを防止できる。したがって、撮像装置１１Ａの撮像画像の品質を向上することができる。
【００６０】
＜実施の形態２＞
以下、本発明の実施の形態２を図６及び図７に基づいて説明する。なお、各図において実施の形態１と同一部分には同一符号を付してその部分の説明を省略し、実施の形態１と異なる部分のみを説明する。
【００６１】
この実施の形態における撮像装置１１Ｂは、図６及び図７に示すように、実施の形態１における撮像装置１１Ａのようにプリズム後面８Ｂに内部反射防止膜３７を形成して点Ｐ３及び点Ｐ７での全反射を防止するだけでなく、同一材料を用いてプリズム側面８Ｒ，８Ｌの所定の領域に光吸収膜４１を形成し、この光吸収膜４１により点Ｐ４及び点Ｐ６においても部分反射の光量を低減できる。この光吸収膜４１は、スクリーン印刷により形成されており、その形成範囲は、周辺視認のための視野角の有効範囲外であって、プリズム後面８Ｂに隣接している部分に設定される。
【００６２】
この実施の形態では、迷光がプリズム４内で反射を繰り返して最終的に点Ｐ１０に到達する際に、その迷光の光量が大幅に減衰し、よって撮像装置１１Ｂの撮像画像の品質を向上することができる。
【００６３】
＜実施の形態３＞
以下、本発明の実施の形態３を図８ないし図１０に基づいて説明する。なお、各図において実施の形態１と同一部分には同一符号を付してその部分の説明を省略し、実施の形態１と異なる部分のみを説明する。
【００６４】
この実施の形態における撮像装置１１Ｃは、実施の形態１における内部反射防止膜３７に代えて、図８ないし図１０に示すような緩衝用スポンジ（緩衝部材）４３を内部反射防止用の接着部材４５によりプリズム後面８Ｂに貼付している。
【００６５】
緩衝用スポンジ４３は、ウレタン等の一般的な材料が使用され、プリズム４のプリズム後面８Ｂを所定のホルダー４７に止着するとともに、このホルダー４７の振動に対してプリズム４を緩衝するように設置される。尚、図１０中の符号４９は固定基板、符号５１は固定基板４９にホルダー４７を固着するための締め付けネジをそれぞれ示している。
【００６６】
そして、接着部材４５は、アクリル系の粘着テープが使用されており、当該接着部材４５の屈折率はプリズム４の屈折率より高くなっており、これにより、原理上はプリズム４内部の光がプリズム後面８Ｂで全反射するのを防止できる。また、接着部材４５は黒色に形成されており、プリズム後面８Ｂの光を吸収するようになっている。
【００６７】
接着部材４５及び緩衝用スポンジ４３のプリズム後面８Ｂに対する貼付領域は、実施の形態１と同様に、その中央部に光透過窓３５を形成するように背面視ロ字形に設定されている。
【００６８】
この実施の形態でも、実施の形態１と同様に、点Ｐ３と点Ｐ７における全反射を防止できるため、プリズム４内で点Ｐ３、点Ｐ４、点Ｐ５、点Ｐ６、点Ｐ７，点Ｐ８、点Ｐ９でそれぞれ反射して点Ｐ１０に到達しても、その到達した迷光の光量は従来例及び各提案例に比べて極めて少なくなる。そして、この実施の形態では、点Ｐ１０において黒色の接着部材４５により迷光を吸収できる。したがって、周辺視認のための画像品質を向上できる。
【００６９】
＜実施の形態４＞
図１１は、本発明の実施の形態４におけるプリズム４を示す図である。尚、この実施の形態においては実施の形態１と同一部分には同一符号を付してその部分の説明を省略し、実施の形態１と異なる部分のみを説明する。
【００７０】
この実施の形態における撮像装置１１Ｄは、実施の形態１における内部反射防止膜３７に代えて、プリズム後面８Ｂの所定領域にブラスト処理を施して光散乱面５３を形成し、この光散乱面５３でのプリズム４内部の全反射を防止している。光散乱面５３が形成される領域は、実施の形態１と同様に、その中央部に光透過窓３５を形成するように背面視ロ字形に設定される。そして、光散乱面５３の形成時には、図１１に示すように、光透過窓３５となる領域に所定のマスク材５５を用いてマスキングした後、所定の粒子吹き付け器５７で圧縮空気等により所定の粒子５９を吹き付けてブラスト処理する。
【００７１】
そして、さらにそのブラスト処理された表面に、マスク材５５を形成した状態のまま、所定の黒色塗料（図示省略）で着色する。
【００７２】
これにより、ブラスト処理した領域（実施の形態１における点Ｐ３及び点Ｐ７を含む）の光散乱面５３では、迷光の全反射を防止でき、さらに迷光を黒色塗料で吸収することが可能となる。
【００７３】
このように、この実施の形態でも、光散乱面５３により、実施の形態１と同様に点Ｐ３と点Ｐ７における全反射を防止できるため、プリズム４内で点Ｐ３、点Ｐ４、点Ｐ５、点Ｐ６、点Ｐ７，点Ｐ８、点Ｐ９でそれぞれ反射して点Ｐ１０に到達しても、その到達した迷光の光量は従来例及び各提案例に比べて極めて少なくなる。そして、この実施の形態では、点Ｐ１０において黒色塗料により迷光を吸収できる。したがって、周辺視認のための画像品質を向上できる。
【００７４】
＜実施の形態５＞
以下、本発明の実施の形態５を図１２に基づいて説明する。なお、この実施の形態において実施の形態１と同一部分には同一符号を付してその部分の説明を省略し、実施の形態１と異なる部分のみを説明する。
【００７５】
この実施の形態における撮像装置１１Ｅのプリズム４は、図１２に示すように、プリズム側面８Ｒ，８Ｌのプリズム後面８Ｂに隣接する部分において、周辺視認のための左右の視野角範囲外を切断して上面視略５角形に形成し、その切断面（切欠面）６１に、実施の形態４で説明したのと同様にブラスト処理を行って光散乱面６３を形成し、さらにその光散乱面６３の表面に黒色塗料（図示省略）で着色する。
【００７６】
これにより、ブラスト処理した領域（実施の形態１における点Ｐ４及び点Ｐ６を含む）の光散乱面６３では、迷光の部分反射を散乱させることができ、さらに迷光を黒色塗料で吸収することが可能となる。したがって、この実施の形態では、迷光がプリズム４内で反射を繰り返して最終的に点Ｐ１０に到達する際に、その迷光の光量が大幅に減衰し、よって撮像装置１１Ｅの撮像画像の品質を向上することができる。
【００７７】
尚、例えば、図６及び図７に示した実施の形態２において、プリズム後面８Ｂの内部反射防止膜３７を省略して光吸収膜４１のみを形成すれば、この光吸収膜４１が点Ｐ４及び点Ｐ６において迷光を吸収するため、従来例及び各提案例よりも迷光の光量を低減することが可能となる。
【００７８】
また、上記実施の形態３及び実施の形態４において、プリズム側面８Ｒ，８Ｌの所定の領域に、実施の形態２と同様の光吸収膜４１を形成してもよい。
【００７９】
【発明の効果】
請求項１ないし請求項３、請求項６及び請求項７に記載の発明によれば、それぞれ左右の透過窓部から左右のプリズム側面を順に透過してプリズム内に進入した迷光が、プリズム後面で全反射しようとしても、内部反射防止手段によりプリズム後面での全反射が防止される。したがって、このプリズム後面での全反射が原因となってプリズム内を繰り返し反射する迷光の光量を抑制することができ、撮像装置の撮像画像の品質を向上することができる。
【００８０】
請求項４、請求項８、請求項１０及び請求項１３に記載の発明によれば、黒色により迷光を吸収することで、プリズム内を繰り返し反射する迷光の光量を抑制することができ、撮像装置の撮像画像の品質を向上することができる。
【００８１】
請求項５に記載の発明によれば、内部反射防止手段として、緩衝部材をプリズム後面に貼着するための接着部材を兼用しているので、特別な専用部材を使用せずに、プリズム内を繰り返し反射する迷光の光量を抑制して撮像装置の撮像画像の品質を向上することができる。
【００８２】
請求項９に記載の発明によれば、それぞれ左右の透過窓部から左右のプリズム側面を順に透過してプリズム内に進入した迷光が、プリズム後面で全反射しようとしても、そのプリズム後面に形成された光散乱面で全反射が防止される。したがって、このプリズム後面での全反射が原因となってプリズム内を繰り返し反射する迷光の光量を抑制することができ、撮像装置の撮像画像の品質を向上することができる。
【００８３】
請求項１１及び請求項１２に記載の発明によれば、プリズム側面の一部に、当該プリズム側面での迷光の部分反射における光吸収用の光吸収手段を形成しているので、プリズム内を繰り返し反射する迷光の光量を抑制することができ、撮像装置の撮像画像の品質を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る車両周辺視認装置を説明する模式図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る車両周辺視認装置を構成する撮像装置を説明する模式図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る車両周辺視認装置を構成する撮像装置が車両に取り付けられた状態の一例を示す図である。
【図４】プリズムと内部反射防止膜との境界面での光の屈折の様子を示す一例の図である。
【図５】プリズムと内部反射防止膜との境界面での光の屈折の様子を示す他の例の図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係る車両周辺視認装置を説明する模式図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係る車両周辺視認装置を構成する撮像装置を説明する模式図である。
【図８】この発明の実施の形態３に係る車両周辺視認装置を構成する撮像装置を説明する模式図である。
【図９】この発明の実施の形態３に係る車両周辺視認装置を構成する撮像装置を説明する模式図である。
【図１０】この発明の実施の形態３に係る車両周辺視認装置を構成する撮像装置を説明する模式図である。
【図１１】この発明の実施の形態４に係る車両周辺視認装置を構成するプリズムを説明する模式図である。
【図１２】この発明の実施の形態５に係る車両周辺視認装置を構成するプリズムを説明する模式図である。
【図１３】従来の車両周辺視認装置を説明する模式図である。
【図１４】第一提案例の車両周辺視認装置を説明する図である。
【図１５】第二提案例の車両周辺視認装置を説明する図である。
【図１６】第一提案例及び第二提案例では防止できない迷光の経路を示す図である。
【符号の説明】
１ 車両周辺視認装置
２Ｒ，２Ｌ 透過窓部
３Ａ，３Ｂ ケース
４ プリズム
５ 頂角
８Ｌ，８Ｒ プリズム側面
８Ｂ プリズム後面
９ 結像レンズ
１０ 撮像素子
１０Ｒ 撮像面の右半面
１０Ｌ 撮像面の左半面
１１Ａ〜１１Ｅ 撮像装置
１２ 鏡像反転処理部
１５Ｌ 左半画面
１５Ｒ 右半画面
３２ プリズム固定部材
３５ 光透過窓
３７ 内部反射防止膜
４１ 光吸収膜
４３ 緩衝用スポンジ
４５ 接着部材
４７ ホルダー
４９ 固定基板
５３ 光散乱面
５５ マスク材
６１ 切断面
６３ 光散乱面
【発明の属する技術分野】
本発明は、見通しの悪い状況で、運転者の死角となる車両前方又は後方の、左右又は前後の周辺景色を撮影して運転者に表示する車両周辺視認装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１３に従来の車両周辺視認装置の構成図を示す。この車両周辺視認装置１は、車両外部に配設されて車両周辺の互いに反対方向の２方向の景色を撮像する撮像装置１１と、この撮像装置１１から供給される画像信号を鏡像反転処理する鏡像反転処理部１２と、車室内に配設されて鏡像反転処理部１２から得られる画像信号を表示する表示部１５とを備えて構成される。
【０００３】
撮像装置１１は、その両側に透明ガラス等から構成された左右一対の透過窓部２Ｌ，２Ｒが設けられた遮光性のケース３を有し、このケース３内に、断面二等辺三角形のプリズム４がその頂角５をケースの前部（図ではケース３の上部）に向け、且つその二等辺三角形の二等辺に対応する左右のプリズム側面８Ｌ，８Ｒをそれぞれ左右の透過窓部２Ｌ，２Ｒ側に向けた姿勢で収納配設されると共に、プリズム側面８Ｌ，８Ｒから入射してプリズム４内で光路変換して所定の結像レンズ９を介して撮像面上に案内される光線１８Ｌ，１８Ｒを画像信号に変換する撮像素子１０がプリズム４の後側に収納配設される。
【０００４】
かかる撮像装置１１は、例えば撮像装置１１の前部（ケース３の前部）を車両の前方に向け、且つ透過窓部２Ｒ，２Ｌをそれぞれ左右側に向けるようにしてフロントバンパ等に取り付けられる。この状態で、左側景色に対応する光線１８Ｌは、図１３に示すように、透過窓部２Ｌ及びプリズム側面８Ｌを透過し直接にプリズム側面８Ｒに入射し、プリズム側面８Ｒで内面反射した後、プリズム後面８Ｂから射出して結像レンズ９で結像されて撮像素子１０の撮像面の左半面１０Ｌに案内される。対称的に考えることで、右側景色に対応する光線１８Ｒについても同様に、撮像素子１０の撮像面の右半面１０Ｒに案内される。そして、ともに撮像素子１０で画像信号に変換される。
【０００５】
このようにして左側及び右側景色が撮像され、撮像された画像信号は、図１３に示すように、鏡像反転処理部１２で鏡像反転処理されて表示部１５に供給される。表示部１５においては、透過窓部２Ｌから取り込まれた左側景色が左半画像として左半画面１５Ｌに表示され、透過窓部２Ｒから取り込まれた右側景色が右半画像として右半画面１５Ｒに表示される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、かかる車両周辺視認装置１では、例えば夜間にヘッドライト２１を点灯した対向車両が前方Ａ方向から接近した状況で、そのヘッドライト２１の発した光線２１ａが透過窓部２Ｒ及びプリズム側面８Ｒを透過して直接にプリズム後面８Ｂへ入射し、プリズム後面８Ｂで全反射した場合には、その光線２１ａは、プリズム側面８Ｌを射出して透過窓部２Ｌへ入射する。その際、透過窓部２Ｌに入射した光線２１ａの殆ど（９６．１％）は透過窓部２Ｌを透過して外部へ射出されるが、その残り（３．２％）は反射光２１ｂとしてプリズム側面８Ｌへ入射する。
【０００７】
その反射光２１ｂは、プリズム側面８Ｌを透過して直接にプリズム側面８Ｒへ入射し、プリズム側面８Ｒで内面反射した後、プリズム後面８Ｂから射出して結像レンズ９を介して撮像素子１０の撮像面の左半面１０Ｌに案内される。その結果、その反射光２１ｂは、撮像素子１０の左半面において、左側景色に対応する光線１８Ｌと合成されて画像処理される。
【０００８】
そのような場合、表示部１５には、その左半画面１５Ｌに、透過窓部２Ｌから取り込んだ左側景色の画像２２Ｌ上に、透過窓部２Ｒから入り込んだヘッドライト２１の光線２１ａの透過窓部２Ｌでの反射光２１ｂの画像２１Ｂが重ねられて誤表示される。
【０００９】
このように、従来の車両周辺視認装置１では、一方側の透過窓部２Ｌ，２Ｒから取り込まれる景色の一部が表示部１５の他方側の画面１５Ｒ，１５Ｌに映り込んで誤表示されて運転者の視認性を悪化させる問題があった。
【００１０】
＜第一提案例＞
そこで、本出願人は、図１４に示した第一提案例（特願２０００−１３９７５４号）を提案している。この第一提案例では、左の透過窓部２Ｌより取り込まれた景色の一部が表示部１５の右半画面１５Ｒに映り込んで誤表示されたり、同様に右の透過窓部２Ｒより取り込まれた景色の一部が表示部１５の左半画面１５Ｌに映り込んで誤表示されることを防止する目的で、透過窓部２Ｒ，２Ｌのプリズム後面８Ｂに対する角度を適切に設定している。これにより、透過窓部２Ｒ，２Ｌの内面側で反射されることにより、撮像素子１０へ入射するおそれのある反射光２１ｂが生じても、その反射光２１ｂがプリズム後面８Ｂで全反射されてプリズム後面８Ｂから射出するのを防止できる。
【００１１】
このように、第一提案例では、不要な光線のプリズム後面８Ｂからの射出を防止できるため、その光線の表示部１５の画面１５Ｒ，１５Ｌへの映り込みを防止でき、運転者の視認性を向上させることができる。
【００１２】
＜第二提案例＞
また、本出願人は、図１５に示した第二提案例（特願２０００−２３１２８９号）をも提案している。この第二提案例は、プリズム４の頂角部５とケース３Ａの前端壁２８との間に、プリズム４の前方を略左右方向に横切る光を遮断する遮光部３ａを配置するものである。これによれば、外部からの光線がプリズム４の頂角部５の前方に入射し、そのプリズム４の前方を横切ろうとしても、その光が遮光部３ａで遮られるため、プリズム４の前方を横切る光が透過窓部２Ｒ，２Ｌの内面で反射してプリズム４内に進入する結果生じる幻影像の映り込みを防ぐことが可能となる。
【００１３】
また、この第二提案例では、プリズム４は、プリズム固定部材３２により固定保持されてケース３Ａ内に配設されている。このプリズム固定部材３２は、プリズム４の後部の左右角部を左右側から例えば挟持してプリズム４を固定するとともに、プリズム側面８Ｒ，８Ｌの後部領域に入射する不要な光線を遮光する働きを兼ねている。
【００１４】
このように、第二提案例でも、不要な光線のプリズム４への進入を防止できるため、その光線の表示部１５の画面１５Ｒ，１５Ｌへの映り込みを防止でき、運転者の視認性を向上させることができる。
【００１５】
＜新たな課題＞
上記した第一提案例及び第二提案例では、不要な光線の撮像素子１０への進入をある程度は防止できるが、本出願人による詳細な検証により、さらに撮像素子１０に至る新たな迷光の経路が発見された。図１６は、第一提案例及び第二提案例では防止できない迷光の経路を示す図である。
【００１６】
図１６の如く、例えば対向車両のヘッドライト２１がＰ１から照射されているとする。この場合、ヘッドライト２１から出射された光線２１ａは、右透過窓部２Ｒを通過した後、右側のプリズム側面８Ｒの点Ｐ２を通じてプリズム４の内部に進入する。プリズム４内の進行光は、次にプリズム４のプリズム後面８Ｂの点Ｐ３で全反射して、左側のプリズム側面８Ｌへ向かう。この反射光がプリズム側面８Ｌの点Ｐ４に当たると、ここで約４％が反射して再びプリズム後面８Ｂに向かい、点Ｐ５で全反射して右側のプリズム側面８Ｒへ向かう。そして、反射光は、点Ｐ６で約４％が反射し、再びプリズム後面８Ｂに向かう。続いて、この反射光はプリズム後面８Ｂの点Ｐ７で全反射し、左側のプリズム側面８Ｌに向かう。そして、当該反射光は、プリズム側面８Ｌの点Ｐ８で約４％が反射し、右側のプリズム側面８Ｒの点Ｐ９で全反射し、プリズム後面８Ｂの点Ｐ１０を抜け出ていく。この抜け出た光線により、迷光が表示部１５に映し出されてしまう。
【００１７】
即ち、図１６では、プリズム後面８Ｂで３回の全反射を行うことが要因となり、最終的に表示部１５への迷光の映り込みが発生すると言える。したがって、この３回の全反射のうちの１回でも全反射を避けることができれば、最終的な表示部１５への迷光の映り込みの度合いを大幅に低減できるものと考えられる。
【００１８】
この発明の課題は、第一提案例及び第二提案例では防ぎきれない迷光が表示部の他方側の画面に映り込んで誤表示されることを防止した車両周辺視認装置を提供することにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためには、請求項１に記載された発明は、車両外部に配設されてその両側に左右一対の透過窓部が設けられたケースを有し、このケース内に、断面二等辺三角形のプリズムがその頂角を前記ケースの前部に向け且つその二等辺三角形の二等辺に対応する左右のプリズム側面をそれぞれ前記左右の透過窓部側に向けた姿勢で収納配設されると共に、前記左右のプリズム側面の一方から入射し、他方の前記プリズム側面で反射して前記プリズムのプリズム後面より射出する光線を所定の結像レンズを介し撮像面上に集光させて画像信号に変換する撮像素子が前記プリズムの後方位置に収納配設された撮像装置を備え、前記プリズム後面の前記結像レンズに対する有効領域外において、迷光のプリズム内部での全反射を防止する内部反射防止手段が形成された。
【００２０】
請求項２に記載された発明は、前記内部反射防止手段は、前記プリズムの屈折率の０．７６６倍より高い屈折率の内部反射防止膜である。
【００２１】
請求項３に記載された発明は、前記内部反射防止手段は、前記プリズムの屈折率の０．９倍より高い屈折率の内部反射防止膜である。
【００２２】
請求項４に記載された発明は、前記内部反射防止膜は、前記迷光を吸収する黒色塗料からなるものである。
【００２３】
請求項５に記載された発明は、前記内部反射防止手段は、前記プリズムを支持するための所定のホルダーに対して前記プリズムを緩衝するための緩衝部材を前記プリズム後面に貼着するための接着部材である。
【００２４】
請求項６に記載された発明は、前記接着部材の屈折率は、前記プリズムの屈折率の０．７６６倍より高いものである。
【００２５】
請求項７に記載された発明は、前記接着部材の屈折率は、前記プリズムの屈折率の０．９倍より高いものである。
【００２６】
請求項８に記載された発明は、前記接着部材は、前記迷光を吸収するよう黒色とされるものである。
【００２７】
請求項９に記載された発明は、前記内部反射防止手段は、前記プリズム後面の前記結像レンズに対する有効領域外に形成された光散乱面を含むものである。
【００２８】
請求項１０に記載された発明は、前記光散乱面に、迷光を吸収するための黒色塗料が塗布されるものである。
【００２９】
請求項１１に記載された発明は、前記プリズム側面の一部に、当該プリズム側面での前記迷光の部分反射における光吸収用の光吸収手段が形成されるものである。
【００３０】
請求項１２に記載された発明は、車両外部に配設されてその両側に左右一対の透過窓部が設けられたケースを有し、このケース内に、断面二等辺三角形のプリズムがその頂角を前記ケースの前部に向け且つその二等辺三角形の二等辺に対応する左右のプリズム側面をそれぞれ前記左右の透過窓部側に向けた姿勢で収納配設されると共に、前記左右のプリズム側面の一方から入射し、他方の前記プリズム側面で反射して前記プリズムのプリズム後面より射出する光線を所定の結像レンズを介し撮像面上に集光させて画像信号に変換する撮像素子が前記プリズムの後方位置に収納配設された撮像装置を備え、前記プリズム側面の一部に、当該プリズム側面での前記迷光の部分反射における光吸収用の光吸収手段が形成されるものである。
【００３１】
請求項１３に記載された発明は、前記光吸収手段は黒色塗料である。
【００３５】
【発明の実施の形態】
＜実施の形態１＞
以下、本発明の実施の形態１を図１ないし図３に基づいて説明する。図１及び図２は本発明の実施の形態１に係る車両周辺視認装置の概略図、図３はその車両周辺視認装置を構成する撮像装置が車両に配設された状態の一例を示す図である。尚、図１ないし図３では、従来例及び各提案例と同様の機能を有する要素については同一符号を付している。
【００３６】
この実施の形態に係る車両周辺視認装置１Ａは、図１ないし図３に示すように、車両１６における例えばフロントバンパー１７の下方に設置される撮像装置１１Ａと、撮像装置１１Ａで撮像された車両周辺の画像を表示すべく、車室内のインストルメントパネル等の運転者が視認しやすい位置に設けられたＬＣＤまたはＣＲＴ等からなる表示部１５と、撮像装置１１Ａで撮像された画像信号を鏡像反転処理して表示部１５に供給する鏡像反転処理部１２とを備えて構成される。
【００３７】
撮像装置１１Ａは、両側面前部（図２では上部）が平面視山形に形成された遮光性のケース３Ａと、ケース３Ａの両側面前部に位置してそれぞれに形成された開口に装着された左右一対の透過窓部２Ｒ，２Ｌと、ケース３Ａ内に配置された例えばＣＣＤカメラなどの撮像素子１０と、結像レンズ９と、各透過窓部２Ｌ，２Ｒから進入した光線１８Ｌ，１８Ｒを光路変換して結像レンズ９を介して撮像素子１０の撮像面に案内するプリズム４とを備える。
【００３８】
ここで、結像レンズ９と撮像素子１０は撮像カメラを構成しており、一例として焦点距離ｆ＝４．６ｍｍ、水平画角α＝４５°、Ｆ（エフナンバー）＝２．８に設定されている。そして、撮像素子１０は、搭載基板１０Ａに搭載されている。
【００３９】
また、プリズム４は、例えば硝材ＢＫ７（屈折率ｎ：１．５１７）が使用されて、断面二等辺三角形の角柱体に形成されている。このプリズム４の頂角部５は、ケースの前方（図１ではケース３Ａの上方）に向けて配置され、且つそのプリズム側面８Ｌ，８Ｒをそれぞれケース３Ａの透過窓部２Ｌ，２Ｒに向けた姿勢で、例えばプリズム固定部材３２により固定保持されてケース３Ａ内に配設されている。なお、このプリズム固定部材３２は、プリズム４の後部（図では下部）の左右角部を左右側から例えば挟持してプリズム４を固定するとともに、プリズム側面８Ｒ，８Ｌの後部領域（図１ではプリズム側面８Ｒ，８Ｌの下部領域）に入射する左右側景色を構成しない不要な光線を遮光する働きを兼ねている。
【００４０】
また、結像レンズ９は、このプリズム４の後方（図１では下方）において、その結像レンズ９の光軸がプリズム４の断面二等辺三角形の頂角部５の２分線に一致するように、所定のレンズホルダによって固定されている。そして、撮像素子１０の撮像面は、結像レンズ９の後方において、プリズム後面８Ｂに対して平行に配置されている。
【００４１】
ケース３Ａの前端壁２８の内側中央部には、プリズム４の前方で左右方向に横切って進行する光を遮断する遮光部（遮光手段）３ａが一体形成されている。この遮光部３ａは、ケース３Ａと同等の光不透過性の樹脂により形成されており、その先端がプリズム４の頂角部５に当接するように突出して形成されている。
【００４２】
そして、プリズム後面８Ｂには、その中央部に光透過窓３５を形成するように背面視ロ字形の内部反射防止膜３７が形成されている。この内部反射防止膜３７は黒色塗料（インク）であり、プリズム後面８Ｂの光透過窓３５の領域（透光有効範囲）３９にマスキングを行った状態で塗布される。
【００４３】
ここで、プリズム４の光屈折率をｎ１、内部反射防止膜３７の光屈折率をｎ２とすると、次の（１）式を満たす材料が使用される。
【００４４】
ｎ２／ｎ１＞０．９ …（１）
この（１）式の根拠を説明する。
【００４５】
まず、ｎ２／ｎ１が１より大きい場合、即ち、図４のように入射角θ１が屈折角θ２より大きい場合は、スネルの法則により原理上は全反射が発生しない。したがって、プリズム後面８ＢのＰ３，Ｐ７において、プリズム４内部の進行光の光量の殆どはプリズム後面８Ｂから内部反射防止膜３７に出射され、この内部反射防止膜３７で出射光が吸収される。
【００４６】
一方、ｎ２／ｎ１が１以下の場合、即ち、図５のように入射角θ１が屈折角θ２以下の場合は、入射角θ１が次の（２）式の条件を満たしたときに全反射が起きる。
【００４７】
sinθ１＞ｎ２／ｎ１ …（２）
ところで、図２のように、例えば対向車両のヘッドライト２１がＰ１から照射されてプリズム４内部に進入し、図１６と同様にして、プリズム後面８Ｂの点Ｐ３に到達した場合、このときのプリズム４と内部反射防止膜３７との境界面（即ち、プリズム後面８Ｂ）の点Ｐ３における入射角（図５中のθ１に相当）は約５０度であることが解っている。
【００４８】
ここで、点Ｐ３への入射角θ１が誤差によるばらつきがあることを考慮して約６５度近くまで増大する可能性があることを考慮すると、点Ｐ３での全反射を防止するためには、上記（２）式より、ｎ２／ｎ１がsin６５°（≒０．９）より大きく設定される必要がある。この場合には、上記のように、点Ｐ３において約５０度で入射した光は全反射せず、その光量の多くが点Ｐ３から内部反射防止膜３７に出射され、この内部反射防止膜３７で出射光が吸収される。
【００４９】
これらのことから、プリズム４内の進行光が最初にプリズム４の外面に到達する点３において全反射を防止するためには、プリズム４の屈折率ｎ１が１．５１７である場合、内部反射防止膜３７の屈折率ｎ２は１．３６５（＝１．５１７×０．９）より大きい必要があることになる。
【００５０】
尚、上記（１）式は、点Ｐ３への入射角θ１が誤差によるばらつきがあることを考慮して、その入射角θ１が約６５度近くまで増大することを考慮して設定したものであるが、点Ｐ３における入射角θ１が正確に５０度である場合は、この点Ｐ３での全反射を防止するためには必ずしも厳格に（１）式の条件を適用する必要はない。具体的には、sin５０°＝０．７６６であるため、最低限は次の（３）式を満たせばよいことになる。
【００５１】
ｎ２／ｎ１＞０．７６６ …（３）
したがって、内部反射防止膜３７の屈折率ｎ２は１．３６５（＝１．５１７×０．７６６）より大きい必要がある。
【００５２】
かかる構成の車両周辺視認装置の動作を説明する。
【００５３】
図２のように、例えば撮像装置１１Ａの前部を車両の前方に向け、且つ透過窓部２Ｒ，２Ｌをそれぞれ左右側に向けるようにしてフロントバンパ等に取り付けた状態で、左側景色に対応する光線１８Ｌが、透過窓部２Ｌ及びプリズム側面８Ｌを透過し直接にプリズム側面８Ｒに入射し、プリズム側面８Ｒで内面反射した後、プリズム後面８Ｂから射出して結像レンズ９で結像されて撮像素子１０の撮像面の左半面１０Ｌに案内される。対称的に考えることで、右側景色に対応する光線１８Ｒについても同様に、撮像素子１０の撮像面の右半面１０Ｒに案内される。そして、ともに撮像素子１０で画像信号に変換される。
【００５４】
このようにして左側及び右側景色が撮像され、撮像された画像信号は、鏡像反転処理部１２で鏡像反転処理されて表示部１５に供給される。表示部１５においては、図１の如く、透過窓部２Ｌから取り込まれた左側景色が左半画像として左半画面１５Ｌに表示され、透過窓部２Ｒから取り込まれた右側景色が右半画像として右半画面１５Ｒに表示される。
【００５５】
ところで、例えば対向車両のヘッドライト２１がＰ１から照射されているとする。この場合、ヘッドライト２１から出射された光線２１ａは、右透過窓部２Ｒを通過した後、右側のプリズム側面８Ｒの点Ｐ２を通じてプリズム４の内部に進入する。プリズム４内の進行光は、次にプリズム４のプリズム後面８Ｂの点Ｐ３に到達する。
【００５６】
しかしながら、点Ｐ３においては、プリズム後面８Ｂに内部反射防止膜３７が形成されているので、約５０度で入射した光は全反射せず部分反射するだけで、その光量の多くが点Ｐ３から内部反射防止膜３７に出射され、この内部反射防止膜３７で出射光が吸収される。
【００５７】
同様に、点Ｐ７においても、プリズム４内部の迷光の全反射を防止して部分反射が生じるだけである。
【００５８】
したがって、従来例及び各提案例に比べて、点Ｐ３と点Ｐ７における全反射を防止できるため、プリズム４内で点Ｐ３、点Ｐ４、点Ｐ５、点Ｐ６、点Ｐ７，点Ｐ８、点Ｐ９でそれぞれ反射して点Ｐ１０に到達しても、その到達した迷光の光量は従来例及び各提案例に比べて極めて少なくなる。そして、この実施の形態では、点Ｐ１０において黒色の内部反射防止膜３７が迷光を吸収する。
【００５９】
このように、プリズム４内を迷光が少なくとも複数回全反射し、当該迷光が最終的に結像レンズ９及び撮像素子１０に向けて出射しようとする場合に、その複数回の全反射する複数位置のいずれか（例えば点Ｐ３及び点Ｐ７）において、その位置での入射角θ１で全反射が起きないような屈折率を有する内部反射防止膜３７を塗布しているので、その迷光が最終的に結像レンズ９及び撮像素子１０に向けて出射するのを防止できる。したがって、撮像装置１１Ａの撮像画像の品質を向上することができる。
【００６０】
＜実施の形態２＞
以下、本発明の実施の形態２を図６及び図７に基づいて説明する。なお、各図において実施の形態１と同一部分には同一符号を付してその部分の説明を省略し、実施の形態１と異なる部分のみを説明する。
【００６１】
この実施の形態における撮像装置１１Ｂは、図６及び図７に示すように、実施の形態１における撮像装置１１Ａのようにプリズム後面８Ｂに内部反射防止膜３７を形成して点Ｐ３及び点Ｐ７での全反射を防止するだけでなく、同一材料を用いてプリズム側面８Ｒ，８Ｌの所定の領域に光吸収膜４１を形成し、この光吸収膜４１により点Ｐ４及び点Ｐ６においても部分反射の光量を低減できる。この光吸収膜４１は、スクリーン印刷により形成されており、その形成範囲は、周辺視認のための視野角の有効範囲外であって、プリズム後面８Ｂに隣接している部分に設定される。
【００６２】
この実施の形態では、迷光がプリズム４内で反射を繰り返して最終的に点Ｐ１０に到達する際に、その迷光の光量が大幅に減衰し、よって撮像装置１１Ｂの撮像画像の品質を向上することができる。
【００６３】
＜実施の形態３＞
以下、本発明の実施の形態３を図８ないし図１０に基づいて説明する。なお、各図において実施の形態１と同一部分には同一符号を付してその部分の説明を省略し、実施の形態１と異なる部分のみを説明する。
【００６４】
この実施の形態における撮像装置１１Ｃは、実施の形態１における内部反射防止膜３７に代えて、図８ないし図１０に示すような緩衝用スポンジ（緩衝部材）４３を内部反射防止用の接着部材４５によりプリズム後面８Ｂに貼付している。
【００６５】
緩衝用スポンジ４３は、ウレタン等の一般的な材料が使用され、プリズム４のプリズム後面８Ｂを所定のホルダー４７に止着するとともに、このホルダー４７の振動に対してプリズム４を緩衝するように設置される。尚、図１０中の符号４９は固定基板、符号５１は固定基板４９にホルダー４７を固着するための締め付けネジをそれぞれ示している。
【００６６】
そして、接着部材４５は、アクリル系の粘着テープが使用されており、当該接着部材４５の屈折率はプリズム４の屈折率より高くなっており、これにより、原理上はプリズム４内部の光がプリズム後面８Ｂで全反射するのを防止できる。また、接着部材４５は黒色に形成されており、プリズム後面８Ｂの光を吸収するようになっている。
【００６７】
接着部材４５及び緩衝用スポンジ４３のプリズム後面８Ｂに対する貼付領域は、実施の形態１と同様に、その中央部に光透過窓３５を形成するように背面視ロ字形に設定されている。
【００６８】
この実施の形態でも、実施の形態１と同様に、点Ｐ３と点Ｐ７における全反射を防止できるため、プリズム４内で点Ｐ３、点Ｐ４、点Ｐ５、点Ｐ６、点Ｐ７，点Ｐ８、点Ｐ９でそれぞれ反射して点Ｐ１０に到達しても、その到達した迷光の光量は従来例及び各提案例に比べて極めて少なくなる。そして、この実施の形態では、点Ｐ１０において黒色の接着部材４５により迷光を吸収できる。したがって、周辺視認のための画像品質を向上できる。
【００６９】
＜実施の形態４＞
図１１は、本発明の実施の形態４におけるプリズム４を示す図である。尚、この実施の形態においては実施の形態１と同一部分には同一符号を付してその部分の説明を省略し、実施の形態１と異なる部分のみを説明する。
【００７０】
この実施の形態における撮像装置１１Ｄは、実施の形態１における内部反射防止膜３７に代えて、プリズム後面８Ｂの所定領域にブラスト処理を施して光散乱面５３を形成し、この光散乱面５３でのプリズム４内部の全反射を防止している。光散乱面５３が形成される領域は、実施の形態１と同様に、その中央部に光透過窓３５を形成するように背面視ロ字形に設定される。そして、光散乱面５３の形成時には、図１１に示すように、光透過窓３５となる領域に所定のマスク材５５を用いてマスキングした後、所定の粒子吹き付け器５７で圧縮空気等により所定の粒子５９を吹き付けてブラスト処理する。
【００７１】
そして、さらにそのブラスト処理された表面に、マスク材５５を形成した状態のまま、所定の黒色塗料（図示省略）で着色する。
【００７２】
これにより、ブラスト処理した領域（実施の形態１における点Ｐ３及び点Ｐ７を含む）の光散乱面５３では、迷光の全反射を防止でき、さらに迷光を黒色塗料で吸収することが可能となる。
【００７３】
このように、この実施の形態でも、光散乱面５３により、実施の形態１と同様に点Ｐ３と点Ｐ７における全反射を防止できるため、プリズム４内で点Ｐ３、点Ｐ４、点Ｐ５、点Ｐ６、点Ｐ７，点Ｐ８、点Ｐ９でそれぞれ反射して点Ｐ１０に到達しても、その到達した迷光の光量は従来例及び各提案例に比べて極めて少なくなる。そして、この実施の形態では、点Ｐ１０において黒色塗料により迷光を吸収できる。したがって、周辺視認のための画像品質を向上できる。
【００７４】
＜実施の形態５＞
以下、本発明の実施の形態５を図１２に基づいて説明する。なお、この実施の形態において実施の形態１と同一部分には同一符号を付してその部分の説明を省略し、実施の形態１と異なる部分のみを説明する。
【００７５】
この実施の形態における撮像装置１１Ｅのプリズム４は、図１２に示すように、プリズム側面８Ｒ，８Ｌのプリズム後面８Ｂに隣接する部分において、周辺視認のための左右の視野角範囲外を切断して上面視略５角形に形成し、その切断面（切欠面）６１に、実施の形態４で説明したのと同様にブラスト処理を行って光散乱面６３を形成し、さらにその光散乱面６３の表面に黒色塗料（図示省略）で着色する。
【００７６】
これにより、ブラスト処理した領域（実施の形態１における点Ｐ４及び点Ｐ６を含む）の光散乱面６３では、迷光の部分反射を散乱させることができ、さらに迷光を黒色塗料で吸収することが可能となる。したがって、この実施の形態では、迷光がプリズム４内で反射を繰り返して最終的に点Ｐ１０に到達する際に、その迷光の光量が大幅に減衰し、よって撮像装置１１Ｅの撮像画像の品質を向上することができる。
【００７７】
尚、例えば、図６及び図７に示した実施の形態２において、プリズム後面８Ｂの内部反射防止膜３７を省略して光吸収膜４１のみを形成すれば、この光吸収膜４１が点Ｐ４及び点Ｐ６において迷光を吸収するため、従来例及び各提案例よりも迷光の光量を低減することが可能となる。
【００７８】
また、上記実施の形態３及び実施の形態４において、プリズム側面８Ｒ，８Ｌの所定の領域に、実施の形態２と同様の光吸収膜４１を形成してもよい。
【００７９】
【発明の効果】
請求項１ないし請求項３、請求項６及び請求項７に記載の発明によれば、それぞれ左右の透過窓部から左右のプリズム側面を順に透過してプリズム内に進入した迷光が、プリズム後面で全反射しようとしても、内部反射防止手段によりプリズム後面での全反射が防止される。したがって、このプリズム後面での全反射が原因となってプリズム内を繰り返し反射する迷光の光量を抑制することができ、撮像装置の撮像画像の品質を向上することができる。
【００８０】
請求項４、請求項８、請求項１０及び請求項１３に記載の発明によれば、黒色により迷光を吸収することで、プリズム内を繰り返し反射する迷光の光量を抑制することができ、撮像装置の撮像画像の品質を向上することができる。
【００８１】
請求項５に記載の発明によれば、内部反射防止手段として、緩衝部材をプリズム後面に貼着するための接着部材を兼用しているので、特別な専用部材を使用せずに、プリズム内を繰り返し反射する迷光の光量を抑制して撮像装置の撮像画像の品質を向上することができる。
【００８２】
請求項９に記載の発明によれば、それぞれ左右の透過窓部から左右のプリズム側面を順に透過してプリズム内に進入した迷光が、プリズム後面で全反射しようとしても、そのプリズム後面に形成された光散乱面で全反射が防止される。したがって、このプリズム後面での全反射が原因となってプリズム内を繰り返し反射する迷光の光量を抑制することができ、撮像装置の撮像画像の品質を向上することができる。
【００８３】
請求項１１及び請求項１２に記載の発明によれば、プリズム側面の一部に、当該プリズム側面での迷光の部分反射における光吸収用の光吸収手段を形成しているので、プリズム内を繰り返し反射する迷光の光量を抑制することができ、撮像装置の撮像画像の品質を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に係る車両周辺視認装置を説明する模式図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る車両周辺視認装置を構成する撮像装置を説明する模式図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る車両周辺視認装置を構成する撮像装置が車両に取り付けられた状態の一例を示す図である。
【図４】プリズムと内部反射防止膜との境界面での光の屈折の様子を示す一例の図である。
【図５】プリズムと内部反射防止膜との境界面での光の屈折の様子を示す他の例の図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係る車両周辺視認装置を説明する模式図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係る車両周辺視認装置を構成する撮像装置を説明する模式図である。
【図８】この発明の実施の形態３に係る車両周辺視認装置を構成する撮像装置を説明する模式図である。
【図９】この発明の実施の形態３に係る車両周辺視認装置を構成する撮像装置を説明する模式図である。
【図１０】この発明の実施の形態３に係る車両周辺視認装置を構成する撮像装置を説明する模式図である。
【図１１】この発明の実施の形態４に係る車両周辺視認装置を構成するプリズムを説明する模式図である。
【図１２】この発明の実施の形態５に係る車両周辺視認装置を構成するプリズムを説明する模式図である。
【図１３】従来の車両周辺視認装置を説明する模式図である。
【図１４】第一提案例の車両周辺視認装置を説明する図である。
【図１５】第二提案例の車両周辺視認装置を説明する図である。
【図１６】第一提案例及び第二提案例では防止できない迷光の経路を示す図である。
【符号の説明】
１ 車両周辺視認装置
２Ｒ，２Ｌ 透過窓部
３Ａ，３Ｂ ケース
４ プリズム
５ 頂角
８Ｌ，８Ｒ プリズム側面
８Ｂ プリズム後面
９ 結像レンズ
１０ 撮像素子
１０Ｒ 撮像面の右半面
１０Ｌ 撮像面の左半面
１１Ａ〜１１Ｅ 撮像装置
１２ 鏡像反転処理部
１５Ｌ 左半画面
１５Ｒ 右半画面
３２ プリズム固定部材
３５ 光透過窓
３７ 内部反射防止膜
４１ 光吸収膜
４３ 緩衝用スポンジ
４５ 接着部材
４７ ホルダー
４９ 固定基板
５３ 光散乱面
５５ マスク材
６１ 切断面
６３ 光散乱面
Claims (13)
- 車両外部に配設されてその両側に左右一対の透過窓部が設けられたケースを有し、このケース内に、断面二等辺三角形のプリズムがその頂角を前記ケースの前部に向け且つその二等辺三角形の二等辺に対応する左右のプリズム側面をそれぞれ前記左右の透過窓部側に向けた姿勢で収納配設されると共に、前記左右のプリズム側面の一方から入射し、他方の前記プリズム側面で反射して前記プリズムのプリズム後面より射出する光線を所定の結像レンズを介し撮像面上に集光させて画像信号に変換する撮像素子が前記プリズムの後方位置に収納配設された撮像装置を備え、
前記プリズム後面の前記結像レンズに対する有効領域外において、迷光のプリズム内部での全反射を防止する内部反射防止手段が形成されたことを特徴とする車両周辺視認装置。 - 前記内部反射防止手段は、前記プリズムの屈折率の０．７６６倍より高い屈折率の内部反射防止膜である、請求項１に記載の車両周辺視認装置。
- 前記内部反射防止手段は、前記プリズムの屈折率の０．９倍より高い屈折率の内部反射防止膜である、請求項２に記載の車両周辺視認装置。
- 前記内部反射防止膜は、前記迷光を吸収する黒色塗料からなる、請求項２または請求項３に記載の車両周辺視認装置。
- 前記内部反射防止手段は、前記プリズムを支持するための所定のホルダーに対して前記プリズムを緩衝するための緩衝部材を前記プリズム後面に貼着するための接着部材である、請求項１に記載の車両周辺視認装置。
- 前記接着部材の屈折率は、前記プリズムの屈折率の０．７６６倍より高い、請求項５に記載の車両周辺視認装置。
- 前記接着部材の屈折率は、前記プリズムの屈折率の０．９倍より高い、請求項６に記載の車両周辺視認装置。
- 前記接着部材は、前記迷光を吸収するよう黒色とされる、請求項５ないし請求項７のいずれかに記載の車両周辺視認装置。
- 前記内部反射防止手段は、前記プリズム後面の前記結像レンズに対する有効領域外に形成された光散乱面を含む、請求項１に記載の車両周辺視認装置。
- 前記光散乱面に、迷光を吸収するための黒色塗料が塗布される、請求項９に記載の車両周辺視認装置。
- 前記プリズム側面の一部に、当該プリズム側面での前記迷光の部分反射における光吸収用の光吸収手段が形成される、請求項１ないし請求項１０のいずれかに記載の車両周辺視認装置。
- 車両外部に配設されてその両側に左右一対の透過窓部が設けられたケースを有し、このケース内に、断面二等辺三角形のプリズムがその頂角を前記ケースの前部に向け且つその二等辺三角形の二等辺に対応する左右のプリズム側面をそれぞれ前記左右の透過窓部側に向けた姿勢で収納配設されると共に、前記左右のプリズム側面の一方から入射し、他方の前記プリズム側面で反射して前記プリズムのプリズム後面より射出する光線を所定の結像レンズを介し撮像面上に集光させて画像信号に変換する撮像素子が前記プリズムの後方位置に収納配設された撮像装置を備え、
前記プリズム側面の一部に、当該プリズム側面での前記迷光の部分反射における光吸収用の光吸収手段が形成されることを特徴とする車両周辺視認装置。 - 前記光吸収手段は黒色塗料である、請求項１１または請求項１２に記載の車両周辺視認装置。
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