传统的摄像装置，例如已知的摄像装置示于图3和9中。如图3和9 所示，即摄像装置1主要包括一个摄像部件，该摄像部件具有一个单一 摄像元件7以及一个设置在摄像元件7前面的摄像镜头9，两个在摄像镜 头9前侧左右对称排列的基本呈三角形的棱镜13和14，以及一个安装在 摄像镜头9前侧的广角透镜11。
棱镜13(14)这样设置从而使棱镜的后表面13B(14B)面向摄像 镜头9，并且棱镜的侧面13L(14R)朝着处于基本垂直于摄像光轴的方 向的视野(此处指左右方向上的视野)放置。在棱镜13(14)的位于 相对视野侧的棱镜侧面13R(14L)上，在其几乎全部表面上有一层反 射膜20R(21L)，将入射到棱镜侧面内表面上的光线CL(CR)全部反 射回去。
如图9所示，在这种结构下，来自于左侧(右侧)视野的光线CL (CR)在其视野内入射到棱镜13(14)的侧面13L(14R)上，并在位 于相对视野侧的棱镜13(14)侧面13R(14L)的内表面与视野中棱镜 侧面13L(14R)的内表面之间反射两次后，从棱镜的后表面13B(14B) 射出，并穿过摄像镜头9在摄像元件7上成像。同时，如图3所示，来自 于前方斜下视野的光线CF穿过广角透镜11与摄像镜头9在摄像元件7上 成像。
因此，如图11所示，单一摄像元件7提供了三个视野，如左视野、 右视野以及前方斜下视野将同时成像(此处，左右视野在摄像屏幕G2 的上半区域Gu的左半区域GL(右半区域GR)成像，前方斜下视野在摄 像屏幕G2的下半区域Gd成像)。

在摄像装置1中，左(右)视野在与视野中棱镜13(14)相对一侧 的棱镜侧面13R(14L)的内表面上被反射，并且只在视野侧的棱镜侧 面13L(14R)的内表面上被全部反射的光线，会从棱镜的后表面13B (14B)射出，通过摄像镜头9在摄像元件7上成像，由此生成图像。
结果，如图10所示(为了方便图10中只显示了右侧的棱镜14)， 当光线CL’(CR’)没有在位于左(右)视野侧的棱镜13(14)侧面13L (14R)的内表面上被全反射并漏出时，就会导致在摄像屏幕G2的视频 屏幕Gl(Gr)上的某一部分(例如，摄像屏幕G2上半区域Gu的左侧边 缘部分GLL(右侧边缘部分GRR))，产生无效的图像，该部分与位 于视野侧的棱镜侧面13L(14R)上并不将光线全反射的部分(例如， 位于视野侧的的棱镜侧面13L(14R)的后表面边缘13Lb(14Rb))相 对应，如图11所示。
为了解决上述问题，参照图4(图4中没有示出右侧的棱镜14)， 优选地对棱镜13(14)的配置角δ(更具体地说，是在相对的视野侧 的棱镜侧面13R(14L)与垂直于摄像光轴P1的假想竖直面S2之间的角 度)进行调整，这样光线CL(CR)的入射角c(该入射角c由等式1推 导出)就具有了全反射的条件(根据等式2)，光线CL(CR)入射到 左(右)视野中的棱镜13(14)侧面13L(14R)的内表面上。
C＝β-sin-1{1/nsin(Ho+δ-γ)}             (1)
c＞sin-1(1/n)                              (2)
在图4与等式1中，角H0表示摄像光轴P1与光线从棱镜后表面13B (14B)的出射方向之间的角度。更进一步，角γ表示棱镜13(14)的 相对视野侧的棱镜侧面13R(14L)与棱镜后表面13B(14B)之间的夹 角。再进一步，等式2中的n表示棱镜13(14)的折射率。
这就是说，为了解决上面出现的问题，需要将角δ调小，因为在 等式1和2中，当角δ具有较小的值时，入射角c变大，光线CL(CR) 就很容易在视野侧的棱镜侧面13R(14L)的内表面上被反射。
然而，如图12所示，当角δ很小时，与顶角部分13a(14a)相对 应的部分R(L)将向摄像屏幕G3的左端(右端)方向移动，这样在摄 像屏幕G3上的左侧(右侧)视野范围将变窄。
因此，本发明的优势在于，它提供了一个摄像装置，该装置能够 在与摄像光轴基本垂直的视野中获取图像，以防止摄像屏幕上的图像 在左侧(右侧)的视野范围变窄，同时避免由于棱镜中光线的不完全 反射在摄像屏幕上的图像视野范围内产生无效的图像部分。
根据本发明的第一个方面，摄像装置包括：一个具有摄像元件与 摄像镜头的摄像部件，该摄像镜头放置于摄像元件的前侧：以及
至少一个放置在摄像部件前侧的基本呈三角形的棱镜，每个棱镜 均具有一个面向摄像镜头的后表面，一个朝向基本与摄像光轴相垂直 的视野而放置的侧面，以及另一个朝向相对视野侧而放置的侧面。入 射到棱镜一侧面上的光线在棱镜另一侧侧面的内表面与棱镜该侧面的 内表面之间反射两次。反射光线从棱镜的后表面射出，并穿过摄像镜 头在摄像元件上成像。放置在棱镜的另一侧面的基本全部上的第一反 射部件，将入射到棱镜另一侧面内表面上的光线全部反射出去。光线 入射到棱镜一侧面的某一区域上不发生全反射，设置在该区域上的第 二反射部件将入射到该棱镜一侧面上的光线全部反射。
通过这种结构，在相对视野侧的棱镜侧面的几乎全部内表面上， 设置有第一反射部件，用于将入射到棱镜侧面几乎全部内表面上的光 线全部反射；并且在棱镜视野侧的棱镜侧面的内表面上不能发生全反 射的区域上，设置有一个用于将入射到该区域内表面上的光线全部反 射的第二反射部件。因此产生了在基本垂直于摄像光轴的视野中的图 像，使得摄像屏幕G3上的图像的视野范围并不窄，并且也不会在摄像 屏幕上图像的视野范围内由于棱镜中的光线未被全反射而产生无效图 像部分。
根据本发明的第二个方面，第二反射部件形成于棱镜一侧的后缘 区域。
由于第二反射部件形成于视野侧的棱镜侧面的后缘区域，入射到 位于视野侧的棱镜侧面的内表面上的光线能够被全部反射。
根据本发明的第三个方面，第二反射部件是在棱镜一侧上形成的 反射膜。
通过这种结构，第二反射部件是一层在视野中棱镜侧面上形成的 反射膜。因此，第二反射部件具有简单的结构。
根据本发明的第四个方面，第二反射部件具有形成于基底材料的 表面上的反射膜。反射膜贴附在棱镜的一侧上。
根据本发明的第五个方面，该至少一个棱镜由两个棱镜构成。两 个棱镜相对于一包括摄像部件的摄像光轴的假想平面以面对称形式设 置。来自于彼此基本相对的视野的入射光线通过两个棱镜穿过摄像镜 头，成像于摄像元件上。
通过这种构造，两个棱镜相对于一包括摄像部件的摄像光轴的假 想平面以面对称形式设置，并且通过棱镜装置，来自位于在彼此基本 相对方向上的视野的光线将穿过摄像镜头成像于摄像元件上。因此， 这种应用了单一摄像元件的廉价结构实现了彼此位置相对视野的同时 成像。
根据本发明的第六个方面，摄像部件通过摄像镜头，同时对两种 光线在摄像元件上聚焦，其中前一种为经棱镜引导并来自于方向基本 与摄像光轴相垂直的视野的光线；后一种为没有穿过棱镜，来自于摄 像部件前侧的视野的入射光线。
根据本发明的第六个方面，摄像部件通过摄像镜头，同时对两种 光线在摄像元件上聚焦，其中前一种为经棱镜引导并来自于方向基本 与摄像光轴相垂直的视野的光线；后一种为没有穿过棱镜、来自于摄 像部件前侧的视野的入射光线。结果，通过这种应用了单一摄像元件 的廉价结构，实现了方向基本与摄像光轴相垂直的视野以及位于摄像 部件前侧的视野的同时成像。
来自于方向基本与摄像光轴相垂直的视野的光线，在棱镜内表面 之间反射两次，这样在摄像元件上可形成非反转图像。这样，在方向 基本与摄像光轴相垂直的视野中的图像以及摄像部件前侧的视野的图 像相吻合，以在相同方向上成像。因此，可以将复杂的图像处理省略， 该处理是指获得一幅图像之后将部分图像相对摄像屏幕做反转处理。
根据本发明的第七个方面，摄像装置设置在车辆的端部。摄像装 置获取车辆外围的图像。
由于摄像装置设置在车辆的端部，用于获取车辆周围的图像。因 此，可以获取车辆周围的图像，摄像屏幕上图像的视野范围内不会窄， 并且也不会由于光线在棱镜中没有被全反射而在摄像屏幕上图像的视 野范围以内形成无效的图像部分。
附图说明
图1示出了一种状态下的典型实施例，根据本发明的一个实施例的 摄像装置在该状态下安装，还示出了安装状态下摄像装置的视野范围。
图2是从摄像装置的顶部观察而得到的构造示意图。
图3是图2中沿线III-III截取的横截面视图。
图4的视图用于说明图2中棱镜各侧面之间的角α、β和γ，棱镜 的配置角δ，棱镜侧面14R的内表面上的光线入射角，以及摄像镜头的 水平视野角H0之间的关系。
图5示出了一个例子，示出了入射到棱镜内表面的光线由图2中的 摄像装置的第二反射部件全部反射的状态。
图6所示的例子示出了摄像元件的摄像屏幕，该摄像屏幕位于图2 中的摄像装置上。
图7是从顶部观察根据改进实施例的摄像装置而得到的示意构造 图。
图8是图7中摄像装置所使用的第二反射部件的透视图。
图9是根据常规的摄像装置，从顶部观察而得到的构造示意图。
图10示出了在传统摄像装置中入射到棱镜侧面内表面上的光线产 生漏光现象的状态。
图11示出了现有技术中摄像装置的摄像屏幕的一个例子。
图12示出了现有技术中摄像装置的摄像屏幕的另一个例子。

例如，如图1所示，根据一个实施例，车辆3前侧有一个徽标，摄 像装置1安装在该徽标的下方前端，它能够同时获取三种图像，包括在 车辆周围的方向相反的两个视野(此处指左视野和右视野)中的图像， 以及一个来自于前方视野(此处指前方斜下视野)的图像。如图2和3 所示，摄像装置1具有一个单一摄像元件7，一个放置于摄像元件7前侧 的摄像镜头9，设置在摄像镜头9前侧的广角透镜11，以及至少一个(此 处指两个)基本呈三角形的棱镜13和14，两个棱镜放置在摄像镜头9的 前侧，一起装在遮光性壳5中。
如图1和2所示，壳5包括由遮光材料形成的盒状壳体5a，以及由透 明构件形成的透明窗5L、5R与5F，窗位于左右两侧(更具体地说是车 辆3左右视野内侧的侧面处)以及壳体5a的下表面。壳体5a左右侧面的 前半部分以及下表面的前半部分均朝向壳5的前端向壳5的内侧倾斜， 倾斜的左右侧面的前半部分以及下表面的前半部分均具有透明窗5L、 5R及5F。
如图3所示，摄像元件7具有，例如摄像表面7a，与摄像元件7保持 垂直同时设置成相对摄像镜头9向上偏移。因此，来自于前方斜下方向 上的视野的光线CF能够在摄像表面7a上适当成像。
如图2和3所示，摄像镜头9是例如由复杂透镜构成的，并与支架9a 组合成一体装配成单一透镜。摄像镜头9具有光轴P1(用于摄像的光 轴)，其方向与中心轴P2平行，而与摄像元件7的摄像表面7a相垂直。
并且，摄像部件包括构件7、9以及9a。
广角透镜11具有凹透镜(大视角透镜)的大致上半部分，例如负 凹凸透镜等，切削成由其余半个部分所确定的大体为半月的形状。如 图3所示，广角透镜11具有面向摄像镜头9的光轴P1而设置的切去部分， 例如，被限制在摄像镜头9竖直视野角V的基本下半区域Vd内。该广角 透镜11加宽了摄像装置1位于前方斜下方向上的视野角，使其几乎接近 摄像装置1的前侧的范围。
如图2和3所示，棱镜13(14)具有面向摄像镜头9、带有柱轴P3 的后表面13B(14B)，柱轴与光轴保持垂直，且一个侧面13L(14R) 穿过壳5左(右)两侧透明窗体SL(SR)进入到左(右)视野(视野沿 与摄像光轴P1基本垂直的方向)中。更进一步地，每个棱镜13、14均 相对于包括了摄像镜头9的光轴P1的第一竖直假想平面S1(一个假想平 面)彼此以面对称方式设置。
此处，如图4所示(为了方便，图4中只显示了右侧的棱镜14)， 在棱镜13(14)中，假设角β为棱镜在视野区一侧的侧面13L(14R) 与棱镜后表面13B(14B)之间的夹角，角γ为棱镜与视野区一侧相对 的侧面13R(14L)与棱镜后表面13B(14B)之间的夹角，角δ为棱镜 与视野区一侧相对的侧面13R(14L)与第二竖直假想平面S2之间的夹 角，第二竖直假想平面S2与包含了摄像镜头9的光轴P1的第一竖直假想 平面S1相垂直，角ω0(假设角的方向向第三竖直假想平面S3的前侧(后 侧)方向旋转为正(负))为视野区棱镜侧面13L(14R)的水平视野 角的后端界线SLB(SRB)与第三竖直假想平面S3之间的夹角，第三竖 直假想平面S3与第一竖直假想平面S1垂直，棱镜13(14)玻璃部件 (BK7)的折射率为n，角H0为摄像镜头9的半水平视场角，将上述角度 分别设置成α＝30.6°、β＝55.2°、γ＝94.2°、δ＝85.8°、H0＝42°、 n＝1.517。此处，角δ(每个棱镜13、14的配置角)这样设置的目的在 于使摄像元件7的摄像屏幕G1与棱镜13、14的顶角部分13a、14b相对应 的部分R、L接近于摄像屏幕G1的上半部分GL、GR的中心。
另外，每个棱镜13和14基本上被限定设置在摄像镜头9的竖直视野 角V的上半部分Vu之内(更具体地说，在每个棱镜13和14的下部中的摄 像镜头9的竖直视场角V的基本下半部分Vd处，伸入该下半部分Vd的部 分被切掉)。
棱镜13(14)位于相对视野侧的棱镜侧面13R(14L)，基本在其 整个表面上有一个用于将入射到棱镜内表面的光线CL(CR)全部反射 的第一反射部件20R(21L)。第一反射部件20R(21L)包括由诸如铝 等金属沉积在棱镜13(14)相对视野侧的棱镜侧面13R(14L)上制成 的反射膜。
而且，在棱镜13(14)位于视野侧的棱镜侧面13L(14L)上，有 一个入射到棱镜内表面上的光线CL(CR)不能被全反射的区域(此处 指后缘区域13Lb(14Rb))，在该区域上设置了用于将入射到该区域 棱镜的内表面的光线全部反射的第二反射部件20L(21R)。
第二反射部件20L(21R)具有由诸如铝等金属沉积在棱镜13(14) 视野侧的棱镜侧面13L(14R)上而形成的反射膜。也就是说，需要将 棱镜侧面13L(14R)的后缘区域13Lb(14Rb)暴露出来，同时用遮罩 将后缘区域以外的区域遮住，在这种情况下，诸如铝这样的金属就可 以沉积棱镜侧面13L(14R)上，然后再去掉遮罩。
参照图5(为了方便，图5中只显示了右侧的棱镜14)，形成了宽 度为W1的第二反射部件20L(21R)，例如，如果将在视野侧的棱镜侧 面13L(14R)的横向宽度W2设为W2＝11.9mm，则W1＝2.3mm。
如图2所示，在这种结构下，来自于摄像装置1左(右)视野(也 就是环绕车辆的左(右)视野)的光线CL(CR)穿过壳5的透明窗5L (5R)，并入射到棱镜侧面13L(14R)上，棱镜侧面13L(14R)位于 视野侧棱镜13(14)的左(右)视野中。然后在棱镜与视野侧相对的 侧面13R(14L)上，在其全部内表面上，光线CL(CR)被第一反射部 件20R(21L)全部反射，而在视野侧的棱镜侧面13L(14R)上，在其 全部内表面上，光线CL(CR)被第二反射部件20L(21R)全部反射， 最后从棱镜后表面13B(14B)射出，穿过摄像镜头9，在摄像元件7的 摄像表面7a的下半部分7d的左(右)半部分7R(7L)上形成直立的图 像。
如图3所示，来自于摄像装置1的斜下方向视野中的光线CF(也就 是位于车辆前侧附近的斜下方向上的视野)穿过壳5的透明窗5F，通过 广角透镜11与摄像镜头9，在摄像元件7的摄像表面7a的上半部分7u上 形成直立的图像，而无需通过棱镜13和14。
如上所述，三个视野如车辆附近的左、右视野以及前方斜下方向 上的视野，可以通过摄像元件7同时成像。如图6所示，摄像元件7的摄 像屏幕G1被全部反转处理，这样车辆附近的左(右)视野(也就是摄 像装置1的左(右)视野)就能够在上半区域Gu的左(右)半区域GL (GR)上形成直立图像，而车辆附近前方斜下方向的视野(也就是摄 像装置的斜下方向的视野)也能够形成直立图像。
更进一步，在摄像屏幕G1上，与棱镜13和14的顶角部分13a与14a 相对应的部分R和L接近于欲成像的摄像屏幕G1的上半区域Gu的中心， 藉此能够保证在G1上成像的左右视野范围(左右视野成像部分G1和G2 的成像范围)具有足够的宽度而不变窄。
更进一步，在摄像屏幕G1上，设置了第二反射部件20L(21R)， 这样光线CL(CR)就能够在棱镜两个侧面13L与13R(14L与14R)的 全部内表面上被全部反射。因此，在左右可视成像部分Gr与Gl上，就 不会因为棱镜13(14)对光线CL(CR)的不完全反射而在摄像屏幕成 像的视野范围内产生无效图像。
此外，如图6所示，摄像元件7的摄像屏幕G1显示在预定的车载监 视器上，或者经过预定的图像识别处理，从而该处理的结果能够用于 辅助司机驾驶的装置上。摄像屏幕G1在预定的车载监视器上显示时， 边界线遮罩(未示出)在摄像屏幕G1的虚线区域M上被预定图像处理 部分所覆盖。
如上所述的摄像装置1，在棱镜侧面13R(14L)的几乎全部表面 上，设置了第一反射部件20R(21L)，用于使入射到内表面上的光线 CL(CR)全部被反射，而在位于棱镜13(14)视野侧的棱镜侧面13L (14R)上，在入射到内表面上的光线CL(CR)不能被全反射的区域 上，装配了第二反射部件20L(21R)，用于使入射到内表面上的光线 CL(CR)全部被反射。因此，在位于视野侧及相对视野侧的棱镜的两 侧面13L与13R(14L与14R)的全部内表面上，第一反射部件与第二反 射部件20R(21L)和2OL(21R)使得光线CL(CR)全部被反射，而 不依赖于棱镜13(14)的配置角δ，藉此所产生的在与摄像光轴P1基 本垂直的方向上的视野(此处指左(右)视野)能够成像，这样，在 摄像屏幕G1的视野范围既不会变窄也不会由于棱镜13(14)中的光线 CL(CR)未被全反射而在摄像屏幕视野范围内产生无效图像部分。
更进一步，由于第二反射部件20L(21R)在视野侧的棱镜侧面的 后缘区域形成，入射到位于视野侧的棱镜侧面13L(14R)的后缘区域 13Lb(14Rb)内表面上的光线能够确保被全部反射。
再进一步，由在视野侧的棱镜侧面13L(14R)上形成的反射膜构 成的第二反射部件20L(21R)可以产生简化的结构。
另外，两个棱镜13和14均相对于包括了摄像部件7、9以及9a的摄 像光轴P1的假想平面S1彼此以面对称方式设置，来自于彼此相对的视 野(此处是左、右视野)中的光线CL(CR)通过棱镜13(14)，穿过 摄像镜头9因此，这种应用了单一摄像元件7的廉价结构，实现了彼此 对置的视野的同时成像。
此外，来自于与摄像光轴P1基本垂直的视野(此处指左右视野) 的光线CL与CR，穿过摄像镜头9与入射到摄像部件7，同时，来自摄像 部件7、9、9a前侧的视野(前方斜下方向的视野)的光线不穿过棱镜 13和14，在摄像元件7上成像。这样，通过这种应用了单一摄像元件7 的廉价结构，方向基本与摄像光轴P1相垂直的视野(此处指左右视野) 以及位于摄像部件7、9以及9a前侧的视野(此处指前方斜下方向的视 野)实现了同时成像。
更进一步，来自于方向基本与摄像光轴P1相垂直的视野的光线CL 与CR在棱镜13与14的内表面之间分别被反射两次，这样在摄像元件7 上就能够形成非反向的图像。这样，在方向基本与摄像光轴P1相垂直 的视野中的图像与摄像部件7、9、9a前侧视野的图像相吻合，在相同 方向上成像。因此，可以省略复杂的图像处理，该处理是指获得一幅 图像之后，要将部分图像相对于摄像屏幕G1做反转处理，以使其方向 相吻合。
再进一步，摄像装置1设置在车辆3的端部，用于获取车辆3周围的 图像。因此，在车辆周围获得图像就成为了可能，在摄像屏幕G1的视 野范围(尤其是左右视野范围)既不会变窄也不会由于棱镜13与14的 光线CL(CR)未被全反射而在摄像屏幕G1的视野范围内(特别是左右 视野范围)产生无效图像部分。
<改进的实施例>
在上述实施例中，第二反射部件20L(21R)具有在视野中棱镜侧 面13L(14R)上形成的反射膜。然而，第二反射部件20L(21R)并不 局限于这种结构。例如，如图7和8所示，第二反射部件20L(21R)可 以是在基底材料20La(21Rb)的几乎整个表面上由诸如铝等金属沉积 而形成的反射膜20Lb(21Rb)，基底材料由矩形板状的玻璃制成，并 设置在视野中的棱镜侧面13L(14R)上，从而使第二反射部件20Lb (21Rb)贴附在视野中棱镜侧面13L(14R)的后缘区域13Lb(14Rb)。 或者，第二反射膜可以设置在靠近于视野中的棱镜侧面13L(14R)的 位置上，使反射膜靠近视野中的棱镜侧面13L(14R)的后缘区域13Lb (14Rb)。
更进一步地，第二反射部件20L(21R)设置在棱镜侧面13L(14R) 的附近，这样反射膜20Lb(21Rb)就靠近视野中的棱镜侧面13L(14R) 的后缘区域13Lb(14Rb)，第二反射部件20L(21R)通过预定的固定 部件，固定在如包围着基底材料20La(21Rb)的壳5a的内壁、支架9a、 或者广角透镜11上。
即便在这种情况下，第二反射部件20L(21R)仍然具有成形结构 简单的优点。