用来监视车辆周围的摄像机单元和装置制造方法及图纸

在摄像机单元中，透镜系统是通过将第一透镜组（广角透镜组）、第二透镜组（像变透镜系统）和第三透镜组（成像透镜系统）组合形成的，其中第一透镜组在水平方向的视野角度为大于等于１２０度，第二透镜组的象变率为大于等于１．５。这样构成的透镜系统可以使得图像高度相对于图像角度变化的变化量在上述图像的边缘部分要大于图像中间部分。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用来监视车辆周围的摄像机单元和装置。
技术介绍
为了在车上使用并用来进行监视，单个的摄像机最好能拾取很宽的视野范围。在这种情况下，有很多种情况需要视野范围在垂直方向上要比水平方向上宽。一个在摄像头的前端带有棱镜的摄像机单元可以用来在三个方向上拾取图像(JP-A-2000-89301)。将这样的摄像机单元安装在车辆的前端，车辆前方左右方向的视野范围A1和A2以及位于其前端的向下倾斜的视野范围A3就同时被拾取，如图33和34所示。还有一种用来视觉确认车辆后方的装置是通过使用鱼眼透镜的摄像机单元来拾取车辆后方的图像(JP-A-285379)。一种车辆的监视装置可以用鱼眼透镜拾取车辆周围很宽的区域，该装置可以通过图像处理来处理和抠掉所拾取图像的一部分，并将这个部分在显示部件上放大显示出来(JP-A-2003-143596)。在JP-A-2000-89301中，如图33所示，因为视野A1到A3限制为车辆前面左右方向的部分区域以及车辆前端斜向下的部分区域，所以在车辆的前方就会产生无法被拾取的死角范围B1和B2。在JP-A-7-285379中，因为视野仅仅通过使用鱼眼透镜放大，尽管视野是通过鱼眼透镜放大了而且车辆后面的死角也减小到很窄，但是所拾取图像的变形增加了，但是例如在图35中被虚线包围起来的区域C1，其视觉确认降低了。而且，例如在图35中被虚线包围起来的区域C2，被拾取的物体很小，那么这就成为降低视觉确认的原因。而且，还例如，在图35中被虚线包围起来的区域C3，半天球被鱼眼透镜拾取，其中不必要的光线例如日光、路灯光等都被拾取部件拾取，那么摄像机的亮度调节就失灵了(也就是说，如果摄入了一个很亮的物体，那么摄像机孔就调整到很暗)。此外，由于不必要的光线，还会引起假象、耀斑等等，其中视觉确认就变的更糟糕。而且，在JP-A-2003-143596中，因为摄像机像素数的限制，如果图像被图像处理步骤放大，那么图像就变的很模糊，降低了视觉确认。也就是说，所拾取图像的分辨能力是由NTSC的扫描线数目所决定的。特别是，由于放大处理，图像变形在垂直方向上比在水平方向上更严重。而且，在普通的鱼眼透镜中，由于变形，所拾取的图像的周围部分小于其中间部分，其中如果所拾取图像的周边部分变大，图像的变形就变得更严重。专利技术概述本专利技术的一个目的是提供一种用来监视车辆周围的摄像机单元和装置，其可以拾取很宽的视野范围，同时可以适当调节在水平方向和垂直方向上的视野，同时可以改善所显示图像的视觉确认。根据本专利技术的一个方面，一个摄像机单元包括一个拾取部件；一个透镜系统，从特定视野范围进入到拾取部件上的光线进行成像；透镜系统包括一个广角透镜系统，其在水平方向的视野角为大于等于120度；还有一个象变率为大于等于1.5的像变透镜系统。根据本专利技术的另一个方面，在水平方向的视野角为大于等于180度，小于等于270度。通过这样的结构，就可以在水平方向上拾取更宽的视野范围。根据本专利技术的另一个方面，根据在拾取部件上形成的图像各个部分的图像高度和光线入射到各自的图像部分的图像角之间的关系，透镜系统的结构如此构成使得图像高度相对于图像角度变化的变化量在上述图像的边缘部分要大于图像中间部分。根据本专利技术的另一个方面，透镜如此构成使得水平方向偏离在拾取部件的光线接收平面上形成的图像的图像中心的各个部分图像高度Y和入射到各个部分的光线的图像角度θ满足的关系是Y＝pf·tan(θ/p)，参数p是1＜p＜4，透镜系统在水平方向的焦距为f。根据本专利技术的另一个方面，参数p设定为2。在视野范围内的周围(特别是，水平方向上的周围)的物体的图像可以在拾取部件上放大形成，其中就可以提高在视野范围的周围的物体图像的视觉确认。根据本专利技术的另一个方面，像变透镜系统使得在拾取部件上形成的图像在水平方向上缩小。根据本专利技术的另一个方面，像变透镜系统使得在拾取部件上形成的图像在垂直方向上放大。根据本专利技术的另一个方面，透镜系统的光轴在垂直方向上偏离了拾取部件的中心。通过这样的结构，就可以通过调整偏移量来改变拾取摄像机在垂直方向的拾取方向，其中摄像机单元的视野范围设定在一适当方向上，而透镜系统的光轴设定在一固定方向上(例如，水平方向)。例如，它就可以很容易地调节在视野范围内所容纳的天空部分的比例。根据本专利技术的另一个方面，一种可以用在车辆上、用来监视车辆周围的摄像机单元和装置，其包括如权利要求1所述的摄像机单元，用来拾取车辆周围；一个显示部件，可以显示被摄像机单元所拾取的图像；一个图像处理部件，可以对摄像机单元所拾取的图像的至少一部分进行至少一项图像处理，并且可以显示该图像的至少一部分，还可以同时形成一预定的重叠图像，并且可以将所述重叠图像在进行完至少一项图像处理之后重叠到所拾取的图像上；还有一个切换控制部件，其可以控制摄像机单元所拾取的图像在显示部件上的显示时间，并且可以选择摄像机单元的视野在显示部件上的显示范围，并且能选择根据至少一个信号所进行的至少一个图像处理内容。所拾取的在车辆周围更宽视野范围内的图像可以获得比较满意的视觉确认，并且可以显示出来。因此，车辆的周围就可以被有效地监控。根据本专利技术的另一个方面，摄像机单元的透镜系统的光轴相对于水平方向是向地面一侧倾斜的。通过这样的结构，就可以防止在摄像机单元的视野范围内天空部分的比例不必要地过大。因为透镜系统是通过将广角透镜组和像变透镜系统组合形成的，其中广角透镜组在水平方向的视野角度为大于等于120度，像变透镜组的象变率为大于等于1.5，所以通过适当调整水平方向和垂直方向的视野角度就可以获得更宽的视野范围，并提高显示图像的视觉确认。例如，当广角透镜组的视野范围内的周围部分(例如，包括了上部天空的部分)有多余部分的时候，那么就可以通过调整像变透镜组的像变率(例如，通过放大在垂直方向的图像等等)来从形成在拾取部件上的图像上去除不必要的部分。因此，广角透镜组的视野范围的有效部分(例如，包括了道路和建筑的部分)就在拾取部件上以较大的图像尺寸表示，其中拾取部件的像素可以有效地利用来提高图像质量。此外，也可以有不同的显示，例如，摄像机单元视野范围内的部分区域也可以放大并显示在显示部件上。而且，摄像机单元所拾取的图像的显示时间等也可以根据车辆的情况进行适当的控制。根据本专利技术的另一个方面，一种可以用在车辆上、用来监视车辆周围的装置，其包括一个上述的摄像机单元，用来拾取车辆周围图像；一个显示部件，可以显示被摄像机单元所拾取的图像；还有一个切换控制部件，可以将在显示部件上显示的、由摄像机单元所拾取的图像的显示模式在多个显示模式中切换；还有一个图像处理部件，可以对摄像机单元所拾取的图像的至少一部分在切换控制部件的至少一种显示模式中进行包括扩大、缩小、移动、旋转和变型等图像处理中的至少一项。因为图像是显示在显示部件上的，同时可以在很多显示模式之间进行切换。通过这种结构，就可以根据车辆的情况显示具有最佳视觉确认的、在车辆周围很宽的视野范围内所拾取的图像，这样就可以更好的监视车辆的周围。根据本专利技术的另一个方面，因为显示模式包括普通显示模式，在这种模式下图像是被摄像机单元拾取的，没有经过图像处理部件的任何处理过程，并且图像是显示在显示部件上。特别是，透镜系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一个摄像机单元包括：一个拾取部件；一个透镜系统，从特定视野范围进入到拾取部件上的光线被成像；透镜系统包括：一个第一透镜系统，其在水平方向的视野角为大于等于１２０度；以及一个象变率为大于等于１．５的像变 透镜系统。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：井本政善，松井昭宪，
申请(专利权)人：株式会社自动车电网络技术研究所，住友电装株式会社，住友电气工业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]