JP6858835B1 - 車両用撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者の視野を十分に確保することができる車両用撮影装置を得る。【解決手段】車両用撮影装置は、カメラ２３と、スリットミラーアレイ２１とを含む。カメラ２３は、車両１に設けられる。スリットミラーアレイ２１は、車両１の窓に設けられた透明板に沿って設けられており、且つ互いに隣接して配列されている複数のスリットミラーを含んでいる。複数のスリットミラーのそれぞれは、透過部材と、第１の光反射膜とを含んでいる。透過部材は、窓を通して車両１に入射した入射光ＩＬを透過する。第１の光反射膜は、透過部材に設けられており、入射光ＩＬを反射する。カメラ２３は、第１の光反射膜によって反射された反射光を含む光を受光する。【選択図】図１

Description

この発明は、車両用撮影装置に関する。

従来、車両のリアガラスにおける運転者の視野内に光分岐部材及び導光部材が設けられている室外撮像用カメラが知られている（例えば、特許文献１参照）。このような室外撮像用カメラは、光分岐部材によって分岐された光を導光部材によって運転者の視野外に導いている。運転者の視野外に導かれた光は、車両に搭載されているカメラによって受光される。これにより、カメラは、室外を記録する。

特開２００５−１３６６０９号公報

しかし、従来の室外撮像用カメラでは、光分岐部材及び導光部材がリアガラスにおける運転者の視野内に設けられている。これにより、光分岐部材及び導光部材は、運転者の視野の一部を妨げている。従って、従来の室外撮像用カメラでは、運転者の視野を十分に確保することができない。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、車両の窓における視野が妨げられることを抑制することができる車両用撮影装置を得ることを目的とする。

この発明に係る車両用撮影装置は、車両に設けられるカメラと、前記車両の窓に設けられた透明板に沿って前記車両内に設けられ、且つ互いに隣接して配列されている複数のスリットミラーを有しているスリットミラーアレイと、を備え、前記複数のスリットミラーのそれぞれは、前記窓を通して前記車両に入射した入射光を透過する透過部材と、前記透過部材に設けられており、前記入射光を反射する第１の光反射膜と、を有しており、前記カメラは、前記第１の光反射膜によって反射された反射光を受光する。

この発明に係る車両用撮影装置によれば、車両の窓における視野が妨げられることを抑制することができる。

実施の形態による車両用撮影装置の概要を説明する図である。 図１のスリットミラーアレイの一部を示す斜視図である。 図２のスリットミラーを示す斜視図である。 図１の透明部材の断面図である。 図４の全反射面において入射光が臨界角で入射する一例を示す図である。 図４のスリットミラーアレイ及び透明部材による反射光及び透過光の軌跡の一例を示す図である。 図４の界面を透過する透過光の軌跡の一例を示す図である。 図４の界面で反射する入射光の軌跡の第１の例を示す図である。 図４の界面で反射する入射光の軌跡の第２の例を示す図である。 図４の界面で反射する入射光の軌跡の第３の例を示す図である。

図１は、実施の形態による車両用撮影装置の概要を説明する図である。

図１に示すように、車両１の上部前面には、車両１の窓に設けられた透明板としてのフロントガラス１３が設けられている。フロントガラス１３は、運転席１７に座る運転者に前景を見通せるようにしている。

なお、透明板における可視光線の透過率は、例えば、７０％以上である。

また、車両１の室内ＣＩ前方において、運転者が座っている運転席１７及び運転席１７の隣にある不図示の助手席と対向し、且つフロントガラス１３の下部の領域にはダッシュボード１５が設けられている。ダッシュボード１５には小窓１５１が設けられている。小窓１５１は、光透過性を有する部材と、光透過性を有する部材を支持する支持部材とから構成されている。

車両１には車両用撮影装置が搭載されている。車両用撮影装置は、スリットミラーアレイ２１、透明部材２２及びカメラ２３を備えている。

スリットミラーアレイ２１及び透明部材２２は、フロントガラス１３の室内ＣＩ側におけるガラス面と平行になるように取り付けられている。フロントガラス１３に対するスリットミラーアレイ２１及び透明部材２２の取り付け位置は、車両１の窓における視野の範囲ＶＡ、すなわち、フロントガラス１３における視野の範囲ＶＡを含むような位置に設定されている。なお、フロントガラス１３における視野の範囲ＶＡが運転席１７に座る運転者の有効視野を含むように運転席１７の位置は調整されている。

スリットミラーアレイ２１は、フロントガラス１３と対向してフロントガラス１３に取り付けられている。透明部材２２は、スリットミラーアレイ２１においてフロントガラス１３と対向する面に設けられている。

即ち、運転者の視野の範囲ＶＡにおいて、室外ＣＥから室内ＣＩに向かって、フロントガラス１３、透明部材２２及びスリットミラーアレイ２１の三層が重ね合わされている。上記三層のうち、透明部材２２及びスリットミラーアレイ２１の二層からなる内部構造は、フロントガラス１３に入射した入射光ＩＬの向きを曲げるように形成されている。

スリットミラーアレイ２１は、入射光ＩＬの一部を透過させ、入射光ＩＬの他の一部を反射させる部材である。

図１の一例では、入射光ＩＬの一部は、透過光ＴＬとして運転者に到達している。一方、入射光ＩＬの他の一部は、反射光ＲＬとしてフロントガラス１３の下方にあるダッシュボード１５に設けられた小窓１５１に進行している。

カメラ２３は、ダッシュボード１５の内部に取り付けられている。カメラ２３による反射光ＲＬの受光位置は、スリットミラーアレイ２１によって反射された反射光ＲＬの進行方向に沿った位置に調整されている。なお、小窓１５１と、カメラ２３との間の空間に導光部材が設けられていてもよい。

カメラ２３は、光電変換素子を有している。光電変換素子は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサ又はＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサである。従って、カメラ２３は、反射光ＲＬを含む光を受光する機能を有している。このような機能により、カメラ２３は、室外ＣＥのうち、運転者の視野の範囲ＶＡにあるものを記録する。

なお、図１においては、フロントガラス１３と対向してスリットミラーアレイ２１が取り付けられている一例について説明したが、特にこれに限定されない。例えば、車両１のリアウインドに対向してスリットミラーアレイ２１が取り付けられていてもよい。車両１のサイドウインドに対向してスリットミラーアレイ２１が取り付けられていてもよい。

フロントガラス１３と同様に、リアウインド及びサイドウインドのそれぞれは、車両１の窓に設けられた透明板である。リアウインドは、運転席１７に座る運転者に後景を見通せるようにしている。サイドウインドは、運転席１７に座る運転者に側景を見通せるようにしている。

図２〜図４は、図１のスリットミラーアレイ２１の内部構造を説明する図である。

図２は、図１のスリットミラーアレイ２１の一部を示す斜視図である。図２に示すように、スリットミラーアレイ２１は、互いに隣接して配列された複数のスリットミラー２１１を有している。

ここで、以後の説明において、複数のスリットミラー２１１が配列される配列方向はＡＤと称される。配列方向ＡＤに対して垂直な向きに沿った各スリットミラー２１１の厚さはＤと称される。なお、配列方向ＡＤの上流側はフロントガラス１３の上方になり、配列方向ＡＤの下流側はフロントガラス１３の下方になる。

図３は、図２のスリットミラー２１１を示す斜視図である。スリットミラー２１１は、透過部材２１１Ａと、第１の光反射膜ＬＲＦ１と、第１の光吸収膜ＬＡＦ１とを有している。

ここで、以後の説明において、配列方向ＡＤに沿った各透過部材２１１Ａの幅はＷと称される。

透過部材２１１Ａは、幅Ｗ及び厚さＤを底面とする四角柱の直方体材である。この直方体材は、プラスチック、ガラス等によって形成されている。透過部材２１１Ａは、配列方向ＡＤの一側の端面である第１の端面２１１Ｃと、配列方向ＡＤの他側の端面である第２の端面２１１Ｂとを有している。従って、第２の端面２１１Ｂは、第１の端面２１１Ｃに対向している。

第１の端面２１１Ｃには、第１の光反射膜ＬＲＦ１が設けられている。

第１の光反射膜ＬＲＦ１は、金属膜、誘電体多層膜等の蒸着コートから構成されている。金属膜は、第１の端面２１１Ｃに金属物質を蒸着して形成される。誘電体多層膜は、第１の端面２１１Ｃに誘電体物質を蒸着して形成される。

従って、第１の光反射膜ＬＲＦ１は、入射光ＩＬを反射光ＲＬとして反射する機能を有している。

第２の端面２１１Ｂには、第１の光吸収膜ＬＡＦ１が設けられている。

第１の光吸収膜ＬＡＦ１は、チタン、ニッケル、クロム等の蒸着コートから構成されている。チタン、ニッケル、クロム等の蒸着コートは、光吸収物質を第２の端面２１１Ｂに蒸着して形成されている。

従って、第１の光吸収膜ＬＡＦ１は、入射光ＩＬを吸収する機能を有している。

配列方向ＡＤに隣接する２つのスリットミラー２１１において、上流側のスリットミラー２１１に設けられた第１の光吸収膜ＬＡＦ１と、下流側のスリットミラー２１１に設けられた第１の光反射膜ＬＲＦ１とが同じ厚さＤで接合されている。

即ち、複数のスリットミラー２１１は、配列方向ＡＤに隣接する２つのスリットミラー２１１の接合面のうち、上流側が第１の光吸収膜ＬＡＦ１となり、下流側が第１の光反射膜ＬＲＦ１となるように配列されている。

これにより、配列方向ＡＤの上流側から下流側において、第１の光吸収膜ＬＡＦ１及び第１の光反射膜ＬＲＦ１の順に接合された接合面が複数形成されている。

図４は、図１の透明部材２２の断面図である。図４に示すように、透明部材２２は、複数のスリットミラー２１１においてフロントガラス１３と対向する面に設けられている。即ち、フロントガラス１３と、複数のスリットミラー２１１との間に透明部材２２が設けられている。従って、透明部材２２は、複数のスリットミラー２１１を覆っている。

透明部材２２は、界面ＳＴＲを含んでいる。界面ＳＴＲは、２つの異なる媒質の境界面に形成されている。界面ＳＴＲは、複数の全反射面ＳＴＲｇｒｄと、複数の接続面ＳＴＲｖｅｒとを有している。

各全反射面ＳＴＲｇｒｄは、隣接する２つのスリットミラー２１１と対向している。各全反射面ＳＴＲｇｒｄは、仮想水平面Ｓｖｉｒに対する１つの全反射面ＳＴＲｇｒｄの傾斜角度が、仮想水平面Ｓｖｉｒに対するスリットミラーアレイ２１及び透明部材２２の傾斜角度よりも大きくなるように形成されている。

各接続面ＳＴＲｖｅｒは、フロントガラス１３に対する第１の法線ＮＬと平行に設けられている。第１の光吸収膜ＬＡＦ１と第１の光反射膜ＬＲＦ１とを接合する接合面もフロントガラス１３に対する第１の法線ＮＬと平行に設けられている。従って、各接続面ＳＴＲｖｅｒと、上記接合面とは平行に設けられている。

ここで、仮想水平面Ｓｖｉｒは、地面と平行に設定されている。

フロントガラス１３に対する第１の法線ＮＬ方向において、各接続面ＳＴＲｖｅｒの両端部のうちフロントガラス１３に近い端部は、各全反射面ＳＴＲｇｒｄの両端のうち配列方向ＡＤの上流側の端部とつながっている。

フロントガラス１３に対する第１の法線ＮＬ方向において、各接続面ＳＴＲｖｅｒの両端部のうちフロントガラス１３から遠い端部は、各全反射面ＳＴＲｇｒｄの両端のうち配列方向ＡＤの下流側の端部とつながっている。

即ち、各接続面ＳＴＲｖｅｒは、複数の全反射面ＳＴＲｇｒｄのそれぞれを接続する。

各全反射面ＳＴＲｇｒｄは、入射光ＩＬを全反射可能である。

各接続面ＳＴＲｖｅｒには、第２の光反射膜ＬＲＦ２及び第２の光吸収膜ＬＡＦ２が形成されている。

第２の光吸収膜ＬＡＦ２は、第１の光吸収膜ＬＡＦ１と同様に、チタン、ニッケル、クロム等の蒸着コートから構成されている。従って、第２の光吸収膜ＬＡＦ２は、配列方向ＡＤに間隔をおいて配置されている。

第２の光反射膜ＬＲＦ２は、第１の光反射膜ＬＲＦ１と同様に、金属膜、誘電体多層膜等の蒸着コートから構成されている。従って、第２の光反射膜ＬＲＦ２は、第２の光吸収膜ＬＡＦ２と同様に、配列方向ＡＤに間隔をおいて配置されている。

第２の光吸収膜ＬＡＦ２は、第２の光反射膜ＬＲＦ２の両面のうちフロントガラス１３の上方を向いた面に設けられている。

従って、第２の光吸収膜ＬＡＦ２は、フロントガラス１３の上方から入射した入射光ＩＬのうち、界面ＳＴＲにおいて臨界角θｃと同じ角度で入射した入射光ＩＬを吸収する機能を有している。これにより、入射光ＩＬが界面ＳＴＲにおいて入射する角度によって、第２の光吸収膜ＬＡＦ２は、入射光ＩＬを吸収することが可能となる。

一方、第２の光反射膜ＬＲＦ２は、入射光ＩＬを反射光ＲＬとして反射する機能を有している。従って、第１の光反射膜ＬＲＦ１と、第２の光反射膜ＬＲＦ２と、カメラ２３との位置関係によって、第２の光反射膜ＬＲＦ２は、入射光ＩＬの一部を小窓１５１に向かって反射する。

即ち、接続面ＳＴＲｖｅｒにおいて、配列方向ＡＤの下流側には、入射光ＩＬの一部を反射する第２の光反射膜ＬＲＦ２が形成されている。接続面ＳＴＲｖｅｒにおいて、配列方向ＡＤの上流側には、入射光ＩＬのうち、複数の全反射面ＳＴＲｇｒｄのそれぞれにおいて臨界角θｃと同じ角度で入射した入射光ＩＬを吸収する第２の光吸収膜ＬＡＦ２が形成されている。

ここで、以後の説明において、フロントガラス１３に対する第１の法線ＮＬ、即ち、透明部材２２に対する第１の法線ＮＬと、仮想水平面Ｓｖｉｒとの角度はθと称される。運転者の視野の範囲ＶＡ内の入射光ＩＬの透過率はＴと称される。運転者の視野の範囲ＶＡ内の入射光ＩＬの反射率はＲと称される。視野角はψと称される。運転者の視野の範囲ＶＡの角度は仮想水平面Ｓｖｉｒを基準として±ψとする。

図４の一例では、ａ’’、ｂ’’及びｃ’’の方向は、視野角±ψの範囲外のうち、フロントガラス１３の上方から入射光ＩＬが入射する方向になる。全反射面ＳＴＲｇｒｄは、ａ’’、ｂ’’及びｃ’’の方向から入射する入射光ＩＬを遮断する。これにより、全反射面ＳＴＲｇｒｄは、ａ、ｂ及びｃの方向から入射してａ’、ｂ’及びｃ’の方向へ反射される反射光ＲＬと、ａ’’、ｂ’’及びｃ’’の方向から入射する入射光ＩＬとを混ぜないようにしている。

具体的には、全反射面ＳＴＲｇｒｄに対する第２の法線ＮＬｓと全反射面ＳＴＲｇｒｄにおける入射光ＩＬとのなす角度が臨界角θｃよりも大きい場合、全反射面ＳＴＲｇｒｄにおいて全反射が生じる。

図５は、図４の全反射面ＳＴＲｇｒｄにおいて入射光ＩＬが臨界角θｃで入射する一例を示す図である。

透明部材２２は、第１透明部材２２Ａと、第２透明部材２２Ｂとを有している。第１透明部材２２Ａと、第２透明部材２２Ｂとの間には、エアーギャップＡＧが形成されている。エアーギャップＡＧには、屈折率が１の空気が充填されている。なお、エアーギャップＡＧは、真空状態であってもよい。

界面ＳＴＲは、第１透明部材２２Ａと、エアーギャップＡＧとの間に形成されている。

図５の一例では、ｃ’’の方向から第１透明部材２２Ａに入射した入射光ＩＬは、第１透明部材２２Ａにおいて屈折している。

ここで、第１透明部材２２Ａは、フロントガラス１３と平行に設けられているため、第１の法線ＮＬは、第１透明部材２２Ａの法線となる。従って、第１透明部材２２Ａの第１の法線ＮＬと、ｃ’’の方向から入射する入射光ＩＬとのなす角度を（θ−χ）とする。また、第１透明部材２２Ａへの入射により屈折した入射光ＩＬと第１の法線ＮＬとのなす角度を（θ−χ）’とする。

従って、ｃ’’の方向から（θ−χ）の角度で第１透明部材２２Ａに入射して（θ−χ）’の角度で屈折した入射光ＩＬと、透明部材２２に対する第１の法線ＮＬとは、（θ−χ）’の角度をなす。また、透明部材２２に対する第１の法線ＮＬと、スリットミラーアレイ２１に対する第１の法線ＮＬとが同じである。従って、φは、スリットミラーアレイ２１に対する第１の法線ＮＬと、全反射面ＳＴＲｇｒｄに対する第２の法線ＮＬｓとのなす角度である。

これにより、第１透明部材２２Ａへの入射により屈折した入射光ＩＬと全反射面ＳＴＲｇｒｄに対する第２の法線ＮＬｓとのなす角度は、（θ−χ）’とφとの和となる。図５の一例では、全反射面ＳＴＲｇｒｄに入射した入射光ＩＬは、全反射面ＳＴＲｇｒｄに沿って進行している。従って、第１透明部材２２Ａへの入射により屈折した入射光ＩＬと全反射面ＳＴＲｇｒｄに対する第２の法線ＮＬｓとのなす角度は、臨界角θｃとなる。

また、ａ’’及びｂ’’の方向から透明部材２２に入射する入射光ＩＬは、ｃ’’の方向から透明部材２２に入射する入射光ＩＬよりも第１の法線ＮＬに対して入射する角度が大きい。従って、ｃ’’の方向から入射する入射光ＩＬが全反射面ＳＴＲｇｒｄにおいて臨界角θｃで入射する場合、ａ’’及びｂ’’の方向から入射する入射光ＩＬは全反射面ＳＴＲｇｒｄにおいて臨界角θｃよりも大きい角度で入射する。これにより、ａ’’及びｂ’’の方向から入射する入射光ＩＬは、全反射面ＳＴＲｇｒｄにおいて全反射される。

即ち、第１の法線ＮＬに対して全反射面ＳＴＲｇｒｄをφだけ傾けることにより、（θ−χ）’とφとの合計が臨界角θｃになるように設定されている。

従って、φの角度によって、全反射させる入射光ＩＬが決定される。上記の一例では、ｃ’’の方向から入射した入射光ＩＬが全反射面ＳＴＲｇｒｄにおいて臨界角θｃで入射するようにφの角度が設定されている。これにより、ａ’’及びｂ’’の方向から入射した入射光ＩＬが全反射面ＳＴＲｇｒｄにおいて全反射されるように設定されている。

図６〜図１０は、スリットミラーアレイ２１及び透明部材２２による入射光ＩＬの軌跡を説明する図である。

図６は、図４のスリットミラーアレイ２１及び透明部材２２による反射光ＲＬ及び透過光ＴＬの軌跡の一例を示す図である。

なお、図６の一例では、第１の光反射膜ＬＲＦ１及び第２の光反射膜ＬＲＦ２のそれぞれにおいて、入射光ＩＬが反射されている。ここで、透明部材２２に対して入射光ＩＬが入射する角度がθ＋ψとなったとき、視野の範囲ＶＡの透過率Ｔは最低となる。

具体的には、入射光ＩＬは、室外ＣＥからフロントガラス１３を介して透明部材２２に入射したときに屈折する。

ここで、以後の説明において、透明部材２２及び透過部材２１１Ａの屈折率はｎと称される。

入射光ＩＬがスリットミラーアレイ２１に入射する角度（θ＋ψ）’は、次の式（１）のように表される。

（θ＋ψ）’＝ａｒｃｓｉｎ（ｓｉｎ（θ＋ψ）／ｎ） （１）

式（１）のとき、透過部材２１１Ａにおいて幅Ｗの間に入射する入射光ＩＬのうち、厚さＤの第１の光反射膜ＬＲＦ１で反射される入射光ＩＬは、次の式（２）のように表される。

Ｄ×ｔａｎ（θ＋ψ）’ （２）

従って、Ｔは、次の式（３）のように表される。

Ｔ＝１−（Ｄ／Ｗ）×ｔａｎ（θ＋ψ）’ （３）

ここで、θ、ψ及びｎが、θ＝６５°、ψ＝１０°及びｎ＝１．５であるとき、（θ＋ψ）’は、以下のようになる。

（θ＋ψ）’＝４０°

さらに、Ｗ／Ｄが、Ｗ＝２．８であるとき、視野角が±ψにおける透過率Ｔは、次の式（４）のように表される。

Ｔ＝０．７〜０．７７ （４）

式（４）によって、反射率Ｒは、次の式（５）のように表される。

Ｒ＝１−Ｔ＝０．２３〜０．３ （５）

従って、透過率Ｔ及び反射率Ｒは、透過部材２１１Ａにおける幅Ｗと厚さＤとの比率と、入射光ＩＬがスリットミラーアレイ２１に入射する角度（θ＋ψ）’とに基づいて、決定される。

図７〜図１０は、フロントガラス１３の上方から入射する入射光ＩＬを防ぐための透明部材２２の内部構造について説明する図である。

図７は、図４の界面ＳＴＲを透過する透過光ＴＬの軌跡の一例を示す図である。

入射光ＩＬがスリットミラーアレイ２１に入射する角度（θ−ψ）’は、次の式（６）のように表される。

（θ−ψ）’＝ａｒｃｓｉｎ（ｓｉｎ（θ−ψ）／ｎ） （６）

式（６）が適用されるとき、スリットミラーアレイ２１に対する第１の法線ＮＬと全反射面ＳＴＲｇｒｄに対する第２の法線ＮＬｓとのなす角度をφとし、全反射面ＳＴＲｇｒｄに対する第２の法線ＮＬｓと入射光ＩＬとのなす角度をθａとする。すると、θａは次の式（７）のように表される。ただし、θａは臨界角θｃ未満である。

なお、以後の説明において、スリットミラーアレイ２１に対する第１の法線ＮＬと全反射面ＳＴＲｇｒｄに対する第２の法線ＮＬｓとのなす角度はφと称する。また、入射光ＩＬがスリットミラーアレイ２１に角度（θ−ψ）’で入射したとき、全反射面ＳＴＲｇｒｄに対する第２の法線ＮＬｓと入射光ＩＬとのなす角度は、θａと称する。

θａ＝φ＋（θ−ψ）’ （７）

θａが臨界角θｃ未満であるので、入射光ＩＬは、角度（θ−ψ）’でスリットミラーアレイ２１に入射し、透過部材２１１Ａを透過光ＴＬとして透過する。

図８は、図４の界面ＳＴＲで反射する入射光ＩＬの軌跡の第１の例を示す図である。

入射光ＩＬがスリットミラーアレイ２１に入射する角度（θ−ξ）’は、次の式（８）のように表される。

（θ−ξ）’＝ａｒｃｓｉｎ（ｓｉｎ（θ−ξ）／ｎ） （８）

式（８）が適用されるとき、全反射面ＳＴＲｇｒｄに対する第２の法線ＮＬｓと入射光ＩＬとのなす角度をθｂとすると、θｂは次の式（９）のように表される。ただし、θｂは臨界角θｃ未満である。なお、以後の説明において、入射光ＩＬがスリットミラーアレイ２１に角度（θ−ξ）’で入射したとき、全反射面ＳＴＲｇｒｄに対する第２の法線ＮＬｓと入射光ＩＬとのなす角度は、θｂと称する。

θｂ＝φ＋（θ−ξ）’ （９）

上記の説明から角度（θ−ξ）’は、次の式（１０）で表される範囲となる。

（θ−φ）’＜（θ−ξ）’＜θｃ （１０）

角度（θ−ξ）’が式（１０）の条件を満たすとき、次の少なくとも１つの事象が生じる。第１の事象においては、入射光ＩＬは、第１の光吸収膜ＬＡＦ１で吸収される。第２の事象においては、入射光ＩＬは、第１の光反射膜ＬＲＦ１で反射される。第３の事象においては、入射光ＩＬは、透過部材２１１Ａを透過光ＴＬとして透過する。

図８の一例では、入射光ＩＬは、全反射面ＳＴＲｇｒｄに入射したときに屈折する。屈折した入射光ＩＬは、エアーギャップＡＧを通過して第２透明部材２２Ｂに入射したときに全反射面ＳＴＲｇｒｄに入射したときと逆方向へ屈折する。逆方向へ屈折した入射光ＩＬは、透過部材２１１Ａを透過する。この結果、入射光ＩＬの入射方向と、透過光ＴＬの透過方向とが同じになる。

図９は、図４の界面ＳＴＲで反射する入射光ＩＬの軌跡の第２の例を示す図である。図９の一例では、全反射面ＳＴＲｇｒｄに入射する入射光ＩＬは、全反射面ＳＴＲｇｒｄにおいて屈折している。即ち、図５を用いて説明したように、全反射面ＳＴＲｇｒｄに対する第２の法線ＮＬｓと入射光ＩＬとのなす角度は臨界角θｃとなっている。

入射光ＩＬがスリットミラーアレイ２１に入射する角度（θ−χ）’は、次の式（１１）のように表される。

（θ−χ）’＝ａｒｃｓｉｎ（ｓｉｎ（θ−χ）／ｎ） （１１）

式（１１）が適用されるとき、臨界角θｃは次の式（１２）のように表される。

θｃ＝φ＋（θ−χ）’ （１２）

入射光ＩＬがスリットミラーアレイ２１に入射する角度（θ−χ）’の大きさに応じて、入射光ＩＬは屈折している。屈折した入射光ＩＬは、全反射面ＳＴＲｇｒｄに沿って第２の光吸収膜ＬＡＦ２に向かっている。従って、屈折した入射光ＩＬは第２の光吸収膜ＬＡＦ２によって吸収される。

図１０は、図４の界面ＳＴＲで反射する入射光ＩＬの軌跡の第３の例を示す図である。

全反射面ＳＴＲｇｒｄに対する第２の法線ＮＬｓと入射光ＩＬとのなす角度をθｄとすると、θｄは次の式（１３）のように表される。

θｄ＝φ＋（θ−ρ）’ （１３）

なお、以後の説明において、入射光ＩＬがスリットミラーアレイ２１に角度（θ−ρ）’で入射したとき、全反射面ＳＴＲｇｒｄに対する第２の法線ＮＬｓと入射光ＩＬとのなす角度は、θｄと称する。

図１０の一例では、全反射面ＳＴＲｇｒｄに入射した入射光ＩＬは、全反射面ＳＴＲｇｒｄにおいて全反射している。即ち、θｄは臨界角θｃよりも大きくなっている。

入射光ＩＬがスリットミラーアレイ２１に入射する角度（θ−ρ）’は、次の式（１４）のように表される。

（θ−ρ）’＝ａｒｃｓｉｎ（ｓｉｎ（θ−ρ）／ｎ） （１４）

ここで、臨界角θｃと、入射光ＩＬがスリットミラーアレイ２１に入射する角度（θ−ρ）’と、φとの関係は、式（１３）を利用して、次の式（１５）のように表される。

θｃ＜φ＋（θ−ρ）’ （１５）

式（１５）から次の式（１６）が導出される。

φ＞θｃ−（θ−ρ）’ （１６）

ここで、θ、ρ及びｎが、θ＝６５°、ρ＝１０°、ｎ＝１．５であるとき、θｃ及び（θ−ρ）’は、以下のようになる。

θｃ＝４２°

（θ−ρ）’＝３３°

従って、φは、以下のようになる。

φ＞９°

以上の説明から、透明部材２２をθ−χよりも大きな角度で入射した入射光ＩＬは、全反射面ＳＴＲｇｒｄにおいて臨界角θｃよりも大きい角度で入射する。これにより、入射光ＩＬは、全反射面ＳＴＲｇｒｄにおいて反射光ＲＬとして全反射する。

また、第２の光反射膜ＬＲＦ２及び第２の光吸収膜ＬＡＦ２は、第１の光反射膜ＬＲＦ１及び第１の光吸収膜ＬＡＦ１と同様の機能を有している。

また、上記で説明した式（１）及び式（６）に基づいて、仮想水平面Ｓｖｉｒに対する視野角±ψの範囲内において、入射光ＩＬがスリットミラーアレイ２１に入射する角度（θ±ψ）’は、次の式（１７）のように表される。

（θ±ψ）’＝ａｒｃｓｉｎ（ｓｉｎ（θ±ψ）／ｎ） （１７）

従って、第１の光反射膜ＬＲＦ１及び第２の光反射膜ＬＲＦ２によって反射される入射光ＩＬの反射率Ｒは、次の式（１８）のように表される。

Ｒ＝１−Ｔ＝（Ｄ／Ｗ）×ｔａｎ（θ±ψ）’ （１８）

また、入射光ＩＬのうち、透明部材２２及びスリットミラーアレイ２１を透過し、室内ＣＩに入射する透過光ＴＬの透過率Ｔは、次の式（１９）のように表される。

Ｔ＝１−（Ｄ／Ｗ）×ｔａｎ（θ±ψ）’ （１９）

従って、式（１９）に示す透過率Ｔで透過した透過光ＴＬが運転者に視認される。

また、フロントガラス１３の上方からスリットミラーアレイ２１に入射した入射光ＩＬのうち、全反射面ＳＴＲｇｒｄにおいて臨界角θｃよりも小さい角度で入射した入射光ＩＬは、第１の光吸収膜ＬＡＦ１に吸収される。従って、このような入射光ＩＬは、運転者に到達しない。これにより、このような入射光ＩＬは、運転者に視認されない。

また、フロントガラス１３の上方からスリットミラーアレイ２１に入射した入射光ＩＬのうち、全反射面ＳＴＲｇｒｄにおいて臨界角θｃと同じ角度で入射した入射光ＩＬは、全反射面ＳＴＲｇｒｄに沿って進行する。従って、このような入射光ＩＬは、第２の光吸収膜ＬＡＦ２に吸収される。これにより、このような入射光ＩＬは、運転者に視認されない。

また、フロントガラス１３の上方からスリットミラーアレイ２１に入射した入射光ＩＬのうち、全反射面ＳＴＲｇｒｄにおいて臨界角θｃよりも大きい角度で入射した入射光ＩＬは、全反射面ＳＴＲｇｒｄにおいて全反射される。従って、このような入射光ＩＬは、運転者に視認されない。

以上の説明から、車両用撮影装置は、カメラ２３と、スリットミラーアレイ２１と、を備えている。

スリットミラーアレイ２１は、車両１の窓に設けられた透明板に沿って設けられており、且つ互いに隣接して配列されている複数のスリットミラー２１１を有している。

複数のスリットミラー２１１のそれぞれは、透過部材２１１Ａと、第１の光反射膜ＬＲＦ１とを有している。

透過部材２１１Ａは、車両１の窓を通して車両１に入射した入射光ＩＬを透過する。第１の光反射膜ＬＲＦ１は、透過部材２１１Ａに設けられている。第１の光反射膜ＬＲＦ１は、入射光ＩＬを反射する。

従って、車両１の窓における運転者の視野の範囲ＶＡ内には複数のスリットミラー２１１が設けられている。これにより、車両１の窓には運転者の視野を妨げる部材が存在しない。

カメラ２３は、車両１に設けられる。カメラ２３は、第１の光反射膜ＬＲＦ１によって反射された反射光ＲＬを含む光を受光する。これにより、カメラ２３は、室外ＣＥを記録する。

即ち、第１の光反射膜ＬＲＦ１は、運転者の視野を妨げることなく車両１の室外ＣＥから室内ＣＩに入射した入射光ＩＬを反射光ＲＬとしてカメラ２３により記録させることができる。

従って、車両１の窓における視野が妨げられることを抑制することができる。また、車両１の窓における視野の外から車外を監視することができる。

また、各透過部材２１１Ａは、第１の端面２１１Ｃと、第２の端面２１１Ｂとを有している。第１の端面２１１Ｃは、複数のスリットミラー２１１の配列方向ＡＤの端面である。第２の端面２１１Ｂは、第１の端面２１１Ｃに対向している。隣り合う２つの透過部材２１１Ａでは、第１の端面２１１Ｃと第２の端面２１１Ｂとが隣り合っている。各第１の光反射膜ＬＲＦ１は、第１の端面２１１Ｃに設けられている。

従って、一定間隔で各第１の光反射膜ＬＲＦ１が設けられている。これにより、一定間隔によって決定される反射率Ｒに基づいて第１の光反射膜ＬＲＦ１によって入射光ＩＬを反射させることができる。

また、各透過部材２１１Ａの第２の端面２１１Ｂには、入射光ＩＬを吸収する第１の光吸収膜ＬＡＦ１が設けられている。

従って、窓の上方からスリットミラーアレイ２１に入射した入射光ＩＬは、第１の光吸収膜ＬＡＦ１により吸収される。これにより、窓の上方からスリットミラーアレイ２１に入射した入射光ＩＬは、運転者に到達しない。この結果、窓の上方からスリットミラーアレイ２１に入射した入射光ＩＬが運転者に視認されないため、運転に不要な光を遮蔽することができる。

また、車両用撮影装置は、透明板とスリットミラーアレイ２１との間に設けられる透明部材２２をさらに備えている。透明部材２２は、入射光ＩＬを全反射可能な複数の全反射面ＳＴＲｇｒｄを含んでいる。複数の全反射面ＳＴＲｇｒｄのそれぞれは、窓の上方から入射した入射光ＩＬのうち、臨界角θｃよりも大きい角度で入射した入射光ＩＬを全反射させる。

従って、窓の上方から透明部材２２に入射した入射光ＩＬのうち、全反射面ＳＴＲｇｒｄにおいて臨界角θｃよりも大きい角度で入射した入射光ＩＬは、全反射面ＳＴＲｇｒｄにより反射される。これにより、窓の上方から透明部材２２に入射した入射光ＩＬの一部は、カメラ２３に到達しない。この結果、カメラ２３によって記録されるデータの品質を向上させることができる。

また、透明部材２２は、接続面ＳＴＲｖｅｒを含んでいる。接続面ＳＴＲｖｅｒは、複数の全反射面ＳＴＲｇｒｄのそれぞれを接続する。さらに、接続面ＳＴＲｖｅｒにおいて、配列方向ＡＤの下流側には、入射光ＩＬの一部を反射する第２の光反射膜ＬＲＦ２が形成されている。接続面ＳＴＲｖｅｒにおいて、配列方向ＡＤの上流側には、入射光ＩＬのうち、複数の全反射面ＳＴＲｇｒｄのそれぞれにおいて臨界角θｃと同じ角度で入射した入射光ＩＬを吸収する第２の光吸収膜ＬＡＦ２が形成されている。

従って、窓に入射した入射光ＩＬのうち、一部の入射光ＩＬは、第２の光反射膜ＬＲＦ２によっても反射される。また、窓に入射した入射光ＩＬのうち、全反射面ＳＴＲｇｒｄにおいて臨界角θｃと同じ角度で入射した入射光ＩＬは、第２の光吸収膜ＬＡＦ２によって吸収される。

これにより、窓の上方から透明部材２２に入射した入射光ＩＬのうち、全反射面ＳＴＲｇｒｄにおいて臨界角θｃと同じ角度で入射した入射光ＩＬは、カメラ２３に到達しない。この結果、カメラ２３によって記録されるデータの品質を向上させることができる。

なお、上記で説明したように、カメラ２３によって記録されるデータの品質は向上する。また、カメラ２３は、室外ＣＥを撮影する。従って、例えば、車両１に搭載された不図示のＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）によって、カメラ２３によって記録されたデータが解析されることにより、車両１の周辺に存在するものが検知されてもよい。

具体的には、車両１以外の他の車両、歩行者、自転車、二輪車等の少なくとも１つが検知されたときには、その旨が運転者に報知されてもよい。

また、カメラ２３により検知されたものと車両１との距離が予め設定された閾値距離以内であると上記ＥＣＵにより判定された場合には、警告を運転者に報知してもよい。

また、カメラ２３により検知されたものと車両１との距離が予め設定された閾値距離以内であると上記ＥＣＵにより判定され、且つ車両１が自動運転中である場合には、上記警告に加え、自動運転の制御が実施されてもよい。

例えば、上記ＥＣＵは、ステアリングの操作量、操舵角度、車速等に基づいて算出された目標旋回モーメントと、実際の旋回モーメントと、に基づいて、車速、操舵角度、ブレーキ圧等を制御する。これにより、車両１の自動運転の制御が実現される。

以上、実施の形態においては、車両用撮影装置が１台のスリットミラーアレイ２１により反射された反射光ＲＬを含む光を受光するカメラ２３を備えている一例について説明したが、特にこれに限定されない。

例えば、車両用撮影装置は、スリットミラーアレイ２１が有する複数のスリットミラー２１１と直交するように互いに向かい合わせて配置された複数の他のスリットミラーを有する他のスリットミラーアレイをさらに備えてもよい。このような構成により、他のスリットミラーアレイによりスリットミラーアレイ２１の反射光ＲＬの向きをさらに変えることができるので、カメラ２３の配置場所を柔軟に変更することができる。

フロントガラス１３とスリットミラーアレイ２１との間に配置された透明部材２２は、省略してもよい。また、フロントガラス１３だけでなく車両１の窓に設けられた他の透明板、例えば、リアウインド及びサイドウインドの少なくともいずれかにスリットミラーアレイ２１が取り付けられていてもよい。このような構成により、カメラ２３は、車両１の周辺を記録することができる。

１ 車両、１１ ルーフ、１３ フロントガラス、１５ ダッシュボード、２１ スリットミラーアレイ、２１１ スリットミラー、２１１Ａ 透過部材、２１１Ｃ 第１の端面、２１１Ｂ 第２の端面、２２ 透明部材、２２Ａ 第１透明部材、２２Ｂ 第２透明部材、２３ カメラ、Ｗ 幅、Ｄ 厚さ、ＣＩ 室内、ＣＥ 室外、ＡＤ 配置方向、ＬＲＦ１ 第１の光反射膜、ＬＲＦ２ 第２の光反射膜、ＬＡＦ１ 第１の光吸収膜、ＬＡＦ２ 第２の光吸収膜、ＳＴＲ 界面、ＳＴＲｇｒｄ 全反射面、ＳＴＲｖｅｒ 接続面、ＴＬ 透過光、ＩＬ 入射光、ＲＬ 反射光、θｃ 臨界角。

Claims (5)

1. 車両に設けられるカメラと、
   前記車両の窓に設けられた透明板に沿って前記車両内に設けられ、且つ互いに隣接して配列されている複数のスリットミラーを有しているスリットミラーアレイと、
   を備え、
   前記複数のスリットミラーのそれぞれは、
   前記窓を通して前記車両に入射した入射光を透過する透過部材と、
   前記透過部材に設けられており、前記入射光を反射する第１の光反射膜と、
   を有しており、
   前記カメラは、前記第１の光反射膜によって反射された反射光を受光する車両用撮影装置。
2. 各前記透過部材は、前記複数のスリットミラーの配列方向の端面である第１の端面と、前記第１の端面に対向する第２の端面とを有しており、
   隣り合う２つの前記透過部材では、前記第１の端面と前記第２の端面とが隣り合っており、
   各前記第１の光反射膜は、前記第１の端面に設けられている請求項１記載の車両用撮影装置。
3. 各前記透過部材の前記第２の端面には、前記入射光を吸収する第１の光吸収膜が設けられている請求項２記載の車両用撮影装置。
4. 前記透明板と前記スリットミラーアレイとの間に設けられる透明部材
   をさらに備え、
   前記透明部材は、
   前記入射光を全反射可能な複数の全反射面
   を含み、
   前記複数の全反射面のそれぞれは、
   前記窓の上方から入射した前記入射光のうち、臨界角よりも大きい角度で入射した前記入射光を全反射させる請求項２又は請求項３記載の車両用撮影装置。
5. 前記透明部材は、
   前記複数の全反射面のそれぞれを接続する接続面
   を含み、
   前記透明板の上方を前記配列方向の上流側とし、前記透明板の下方を前記配列方向の下流側としたとき、
   前記接続面において、
   前記配列方向の下流側には、前記入射光の一部を反射する第２の光反射膜が形成され、
   前記配列方向の上流側には、前記入射光のうち、前記複数の全反射面のそれぞれにおいて前記臨界角と同じ角度で入射した前記入射光を吸収する第２の光吸収膜が形成されている請求項４に記載の車両用撮影装置。

Images