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技術 撮像装置及びこれを備える車両

出願人 日本電産コパル株式会社
発明者 高砂一弥今上悠大
出願日 2015年9月11日 (4年5ヶ月経過) 出願番号 2015-179231
公開日 2017年3月16日 (2年10ヶ月経過) 公開番号 2017-054056
状態 特許登録済
技術分野 写真撮影方法及び装置 カメラ一般 光学的視認装置 スタジオ装置
主要キーワード ギアチェンジ操作 略立方体 位置フラグ リバースギア 所定速度未満 車両斜め後方 切替部材 後部下方
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2017年3月16日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (8)

課題

低コスト、かつ、簡易な構成により、異なる方向を切り替え撮影することができる撮像装置等を提供する。

解決手段

撮像装置100は、撮像素子と、第1光軸を有する第1光学系150と、第1光軸とは異なる方向に延びた第2光軸を有する第2光学系160と、第1光学系150を通過した第1光線を撮像素子に到達させ、かつ、第2光学系160を通過した第2光線を撮像素子に到達させない第1位置と、第2光線を撮像素子に到達させ、かつ、第1光線を撮像素子に到達させない第2位置と、に変位することで、撮像素子に結像される光線を、第1光線と第2光線とのうちのいずれかに切り替える切替部材140と、を備える。

概要

背景

例えば、車両のドアミラーの近傍にカメラを設置し、このカメラによって撮影された車両斜め後方撮影画像運転席前方に配置されたモニタに表示させる車両周辺を確認するシステムが知られている(例えば、特許文献1参照)。

特許文献1が開示するシステムによれば、運転手視線を大きく動かすことなく、運転席前方に配置されたモニタに表示された撮影画像で車両斜め後方の状況を把握することができ、走行中の運転支援することができる。

概要

低コスト、かつ、簡易な構成により、異なる方向を切り替えて撮影することができる撮像装置等を提供する。撮像装置100は、撮像素子と、第1光軸を有する第1光学系150と、第1光軸とは異なる方向に延びた第2光軸を有する第2光学系160と、第1光学系150を通過した第1光線を撮像素子に到達させ、かつ、第2光学系160を通過した第2光線を撮像素子に到達させない第1位置と、第2光線を撮像素子に到達させ、かつ、第1光線を撮像素子に到達させない第2位置と、に変位することで、撮像素子に結像される光線を、第1光線と第2光線とのうちのいずれかに切り替える切替部材140と、を備える。

目的

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、低コスト、かつ、簡易な構成により、異なる方向を切り替えて撮影することができる撮像装置等(例えば、車両に備えられる撮像装置や、この撮像装置を備える車両など)を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

撮像素子と、第1光軸を有する第1光学系と、前記第1光軸とは異なる方向に延びた第2光軸を有する第2光学系と、前記第1光学系を通過した第1光線を前記撮像素子に到達させ、かつ、前記第2光学系を通過した第2光線を前記撮像素子に到達させない第1位置と、前記第2光線を前記撮像素子に到達させ、かつ、前記第1光線を前記撮像素子に到達させない第2位置と、に変位することで、前記撮像素子に結像される光線を、前記第1光線と前記第2光線とのうちのいずれかに切り替え切替部材と、を備える、撮像装置

請求項2

前記第1光軸に沿って延びている第1の孔と、前記第2光軸に沿って延びている第2の孔と、前記第1の孔及び前記第2の孔に繋がり、前記撮像素子の受光部が向いた空間と、を備える筐体をさらに備え、前記第1光学系は、前記第1の孔に配置されており、前記第2光学系は、前記第2の孔に配置されており、前記切替部材は、前記空間内に収容され、前記第1位置に変位したときには前記第2の孔を前記空間側から閉塞することにより前記第2光線を遮蔽し、前記第2位置に変位したときには前記第1の孔を前記空間側から閉塞することにより前記第1光線を遮蔽する、請求項1に記載の撮像装置。

請求項3

前記切替部材は、前記第1位置に変位したときに前記第2光線を遮蔽するとともに前記第1光線を遮蔽せず、前記第2位置に変位したときに前記第1光線を遮蔽するとともに前記第2光線を前記撮像素子に向けて反射する、請求項2に記載の撮像装置。

請求項4

前記第1光学系と前記第2光学系とは、互いに異なる画角レンズにより構成される、請求項1〜3のいずれか1項に記載の撮像装置。

請求項5

前記第1光学系は、標準レンズにより構成され、前記第2光学系は、広角レンズにより構成される、請求項1〜4のいずれか1項に記載の撮像装置。

請求項6

請求項1〜5のいずれか1項に記載の撮像装置を備える、車両。

技術分野

0001

本発明は、撮像装置など(例えば、車両に備えられるための撮像装置など)に関する。

背景技術

0002

例えば、車両のドアミラーの近傍にカメラを設置し、このカメラによって撮影された車両斜め後方撮影画像運転席前方に配置されたモニタに表示させる車両周辺を確認するシステムが知られている(例えば、特許文献1参照)。

0003

特許文献1が開示するシステムによれば、運転手視線を大きく動かすことなく、運転席前方に配置されたモニタに表示された撮影画像で車両斜め後方の状況を把握することができ、走行中の運転支援することができる。

先行技術

0004

特表2006−519427号公報

発明が解決しようとする課題

0005

しかしながら、特許文献1が開示するシステムでは、車両を駐車しようとするときに車両下方駐車区画ラインを把握したい場合などには、サイドミラー近傍に設置されたカメラの死角にもなることから、モニタ上で車両下方の状況を把握することは困難である。

0006

例えば、車両において、車両上方から見下ろしたような画像を撮像するカメラを更に備えることも考えられるが、カメラに含まれるセンサー等のコストが増大し、また複数のカメラの制御の複雑さも更に発生すると考えられる。

0007

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、低コスト、かつ、簡易な構成により、異なる方向を切り替えて撮影することができる撮像装置等(例えば、車両に備えられる撮像装置や、この撮像装置を備える車両など)を提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

0008

上記の目的を達成するため、本発明の第1の観点に係る撮像装置は、
撮像素子と、
第1光軸を有する第1光学系と、
前記第1光軸とは異なる方向に延びた第2光軸を有する第2光学系と、
前記第1光学系を通過した第1光線を前記撮像素子に到達させ、かつ、前記第2光学系を通過した第2光線を前記撮像素子に到達させない第1位置と、前記第2光線を前記撮像素子に到達させ、かつ、前記第1光線を前記撮像素子に到達させない第2位置と、に変位することで、前記撮像素子に結像される光線を、前記第1光線と前記第2光線とのうちのいずれかに切り替える切替部材と、
を備える。

0009

これにより、切替部材が変位することで、異なる方向からの光線を切り替えて撮像素子に結像することができる。そのため、撮像装置は、低コスト、かつ、簡易な構成により、異なる方向を切り替えて撮影することができる。

0010

本発明に係る撮像装置は、更に効果を奏するようにするために、以下のようにしてもよい。

0011

例えば、
前記第1光軸に沿って延びている第1の孔と、前記第2光軸に沿って延びている第2の孔と、前記第1の孔及び前記第2の孔に繋がり、前記撮像素子の受光部が向いた空間と、を備える筐体をさらに備え、
前記第1光学系は、前記第1の孔に配置されており、
前記第2光学系は、前記第2の孔に配置されており、
前記切替部材は、前記空間内に収容され、前記第1位置に変位したときには前記第2の孔を前記空間側から閉塞することにより前記第2光線を遮蔽し、前記第2位置に変位したときには前記第1の孔を前記空間側から閉塞することにより前記第1光線を遮蔽する、
ようにしてもよい。

0012

これにより、切替部材は、異なる方向からの光線のうち、一方を撮像素子に結像するときには、他方を遮蔽する。そのため、他の方向からの光線の映り込みによるノイズを低減させることができる。

0013

例えば、
前記切替部材は、前記第1位置に変位したときに前記第2光線を遮蔽するとともに前記第1光線を遮蔽せず、前記第2位置に変位したときに前記第1光線を遮蔽するとともに前記第2光線を前記撮像素子に向けて反射する、
ようにしてもよい。

0014

これにより、異なる方向からの光線を一の撮像素子に切り替えて結像させることができる。

0015

例えば、
前記第1光学系と前記第2光学系とは、互いに異なる画角レンズにより構成される、
ようにしてもよい。

0016

これにより、方向および画角の異なる被写体像を切り替えて撮像することができる。

0017

例えば、
前記第1光学系は、標準レンズにより構成され、
前記第2光学系は、広角レンズにより構成される、
ようにしてもよい。

0018

これにより、方向および合焦距離の異なる被写体像を切り替えて撮像することができる。

0019

上記の目的を達成するため、本発明の第2の観点に係る車両は、上記の本発明の第1の観点に係る撮像装置を備える。

0020

これにより、異なる方向の車両周辺画像を取得することができる。

発明の効果

0021

本発明によれば、低コスト、かつ、簡易な構成により、異なる方向を切り替えて撮影することができる撮像装置等(例えば、車両に備えられる撮像装置や、この撮像装置を備える車両など)を提供することができる。

図面の簡単な説明

0022

本実施の形態に係る車両周辺画像表示システムブロック図である。
本実施の形態に係る撮像装置を車両に装着したときの例を示す図である。
撮像装置の斜視図である。
撮像装置の背面図である。。
図4に示す撮像装置のA−A断面図である。(A)は切替部材が第1位置にある状態を示し、(B)は切替部材が第2位置にある状態を示す。
第1レンズ部および第2レンズ部の画角を示す図である。(A)は第1レンズ部の画角を示し、(B)は第2レンズ部の画角を示す。
撮像切替処理を示すフローチャートである。

実施例

0023

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態に係る車両周辺画像表示システム1について説明する。車両周辺画像表示システム1は、車両2の左右のドアミラー2a近傍にそれぞれ配置された撮像装置100により撮像された車両周辺画像を車両2内のモニタに表示するシステムである(図1)。より詳細には、車両周辺画像表示システム1は、車両2の走行速度に応じて、モニタ200に表示する車両周辺画像を、車両のドアミラー2a後方を撮像した第1車両周辺画像と、ドアミラー2a下方を撮像した第2車両周辺画像とのうちのいずれかに切り替える。

0024

車両周辺画像表示システム1は、図1に示すように、撮像装置100、モニタ200、を含んで構成される。

0025

撮像装置100は、異なる2つの方向を切り替えて撮像するカメラである。撮像装置100は、図2に示すように、車両2のドアミラー2aが回動自在に支持されるステー2bの下面に装着される。その際、撮像装置100は、その後面(背面)が車両2の後方を向くように装着される。

0026

撮像装置100は、図2および図3に示すように、略立方体外観形状を有する。撮像装置100は、筐体110、制御部120、駆動部130、切替部材140、第1レンズ部150、第2レンズ部160、撮像部170を備える。

0027

筐体110は、合成樹脂等から形成されている。筐体110は、図5に示すように、前後方向(第1光線L1に沿った方向)に延びている第1の孔111と、上下方向(第2光線L2に沿った方向)に延びている第2の孔112と、第1の孔111及び第2の孔112に繋がる空間113と、を有する。また、筐体110は、その前面に、空間113を形成する開口115を備える。

0028

制御部120は、筐体110内に収容されており(図5では不図示)、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)を有するマイクロコンピュータから構成される。制御部120は、CPUがROMに記憶された動作プログラム読み出してRAM上で実行することにより、撮像装置100の動作を制御する。制御部120は、例えば、車両2のECU(Electronic Control Unit)から現在の走行速度(車速)を取得し、取得した走行速度に応じて、駆動部130の動作を制御する。

0029

駆動部130は、図3に示すように、筐体110の後部下方に配置され、切替部材140と連結されている。駆動部130は、例えば、モータギアなどによって構成され、切替部材140を回転軸143まわりに回転させることができるように構成されている。

0030

切替部材140は、図5に示すように、本体141、反射ミラー142、回転軸143を有する。本体141は、プラスチック等の合成樹脂からなり、略矩形平板状に形成されている。本体141の一方の主面141aには矩形形状の凹部144が形成されている。反射ミラー142は、矩形状に形成されており、凹部144に嵌め込まれている。回転軸143は、本体141の一端(円柱状の部分)の左右方向両側から当該左右方向(車両2の幅方向と同方向)に沿って突出しており、筐体110に設けられた貫通孔に挿入されている。このような構成によって、切替部材140は、回転軸143を軸にして、回転可能に配置されている。

0031

なお、切替部材140の回転軸143は、図示しないギアを有し、当該ギアは、駆動部130と連結している。これによって、切替部材140は、駆動部130から伝達される駆動力によって、回転軸143を軸にして回転する。切替部材140は、第1位置と、第2位置との間で回動することにより変位する。

0032

ここで、第1位置にあるときの切替部材140は、図5(A)に示すように、筐体110の内面(空間113を規定する内面)117のうちの、第2の孔112を形成する開口の全周部分113aに当接することで、当該開口(第2の孔112)を閉塞することができる。なお、全周部分113aは、水平方向(前後左右方向)を面内方向としている。したがって、第1位置にあるときの切替部材140は、水平方向に沿って倒伏した状態となっている。これによって、切替部材140は、第1位置にあるときには、第1レンズ部150によって取り込まれた第1光線L1を遮蔽することなく撮像素子171に導光するとともに、第2レンズ部160によって取り込まれた第2光線L2を遮蔽する。

0033

第2位置にあるときの切替部材140は、図5(B)に示すように、筐体110の内面(空間113を規定する内面)117のうちの、第1の孔111を形成する開口の全周部分113bに当接することで、当該開口(第1の孔111)を閉塞することができる。なお、全周部分113bは、水平方向に対して45°傾斜している方向を面内方向としている。したがって、第2位置にあるときの切替部材140は、水平方向に対して45°傾斜した状態となっている。これによって、切替部材140は、第2位置にあるときには、第1レンズ部150によって取り込まれた第1光線L1を遮蔽するとともに、第2レンズ部160によって取り込まれた第2光線L2を撮像素子171に向けて反射する。

0034

第1レンズ部150は、第1の孔111に配置され、撮像装置100の後部に位置する。第1レンズ部150は、車両2側部後方からの第1光線L1を撮像装置100内に取り込む光学系から構成される。こうして取り込まれた第1光線L1は、車両2の側部後方の被写体像を形成する。第1レンズ部150は、光軸を一致させて配置された複数のレンズ等で構成される。これらの複数のレンズは、被写体像の画角θ1が50〜80°程度の標準レンズとなるように構成されている(図6(A)参照)。

0035

第2レンズ部160は、第2の孔112に配置され、撮像装置100の下部に位置する。第2レンズ部160は、車両2側部下方からの第2光線L2を撮像装置100内に取り込む光学系から構成される。こうして取り込まれた第2光線L2は、車両2の側部下方の被写体像を形成する。第2レンズ部160は、光軸を一致させて配置された複数のレンズ等で構成される。これらの複数のレンズは、被写体像の画角θ2が160〜200°程度の広角レンズとなるように構成されている(図6(B)参照)。

0036

撮像部170は、結像された被写体像の光を検知し、光電変換して電気信号(画像データ)を制御部120に出力する。撮像部170は、撮像装置100の前部に形成された開口115を閉塞するように配置される。撮像部170は、例えば、CCD(Charge Coupled Device)イメージセンサやCMOS(Complementary Metal-Oxide Semiconductor)イメージセンサ等で構成される。撮像部170は、撮像素子171を有し、撮像素子171の撮像面171aには、第1レンズ部150によって取り込まれた第1光線L1、または、第2レンズ部160によって取り込まれた第2光線L2のいずれかが結像され、ドアミラー後方またはドアミラー下方のいずれかの画像データが撮像部170から制御部120に出力される。

0037

モニタ200は、撮像装置100から画像データを取得し、取得した画像データが示す画像を表示する。モニタ200は、例えば、表示機能入力機能とを兼ね備えるタッチパネルにより構成される。

0038

次に、図7に示すフローチャートを参照しながら、撮像装置100が実行する撮像切替処理について説明する。撮像装置100の制御部120は、車両2のエンジン始動などに伴って撮像装置100の電源が投下されたことに応答して、図7に示す撮像切替処理を開始する。

0039

制御部120は、まず、車両2に搭載されたECU等から車両2の走行速度を取得する(ステップS101)。次に、制御部120は、車両2の走行速度が所定速度以上であるか否かを判定する(ステップS102)。ここで、所定速度は、ドアミラー後方を撮像した第1車両周辺画像と、ドアミラー下方を撮像した第2車両周辺画像のいずれをモニタ200に表示させるかを決定する基準値であり、例えば、時速5Kmに設定される。

0040

ステップS102の処理において、車両2の走行速度が所定速度以上であると判定した場合(ステップS102;YES)、制御部120は、切替部材140が第2位置にあるか否かを判定する(ステップS103)。制御部120は、例えば、RAMにあらかじめ格納された、切替部材140が第1位置にあることを示す第1位置フラグおよび切替部材140が第2位置にあることを示す第2位置フラグのオンオフ状態を参照することにより、切替部材140が第2位置にあるか否かを判定する。第1位置フラグがオフ状態であり、かつ、第2位置フラグがオン状態であれば、制御部120は、切替部材140が第2位置ではないと判定し(ステップS103;NO)、処理をステップS101に戻す。一方、第1位置フラグがオン状態であり、かつ、第2位置フラグがオフ状態であれば、制御部120は、切替部材140が第2位置にあると判定し(ステップS103;YES)、切替部材140を第1位置に変位させるように駆動することを駆動部130に指示する(ステップS104)。この場合、制御部120は、第1位置フラグをオン状態にセットするとともに、第2位置フラグをオフ状態にクリアする。その後、制御部120は、処理をステップS101に戻す。

0041

ステップS102の処理において、車両2の走行速度が所定速度以上ではないと判定した場合(ステップS102;NO)、制御部120は、切替部材140が第1位置にあるか否かを判定する(ステップS105)。制御部120は、第1位置フラグがオフ状態であり、かつ、第2位置フラグがオン状態であれば、制御部120は、切替部材140が第1位置ではないと判定し(ステップS105;NO)、処理をステップS101に戻す。一方、第1位置フラグがオン状態であり、かつ、第2位置フラグがオフ状態であれば、制御部120は、切替部材140が第1位置にあると判定し(ステップS105;YES)、切替部材140を第2位置に変位させるように駆動することを駆動部130に指示する(ステップS106)。この場合、制御部120は、第1位置フラグをオフ状態にクリアするとともに、第2位置フラグをオン状態にセットする。その後、制御部120は、処理をステップS101に戻す。

0042

このように、制御部120が撮像切替処理を実行することにより、車両2の走行速度が所定速度(例えば、時速5km)以上の場合には、ドアミラー後方を撮像した第2車両周辺画像をモニタ200に表示させることができる。一方、車両2の走行速度が所定速度未満低速走行の場合には、ドアミラー下方を撮像した第2車両周辺画像をモニタ200に表示させることができる。

0043

以上で説明したように、実施の形態に係る撮像装置100は、駆動部130の駆動力によって切替部材140を変位させることにより、撮像素子171の撮像面171aに、第1レンズ部150によって取り込まれた第1光線L1、または、第2レンズ部160によって取り込まれた第2光線L2のいずれかを結像させた。このように、撮像装置100は、2つの光学系がそれぞれ取り込んだ光線を、1つの撮像素子に結像させており、低コスト、かつ、簡易な構成により、異なる方向を切り替えて撮影することができる。

0044

以上、本発明の一実施の形態について説明したが、本発明は、この実施の形態に限定されず、例えば、以下のように変形されてもよい。なお、本発明の上述の実施の形態では、車両の例として、主に自動車の例を挙げたが、本発明の撮像装置は自動車だけでなく、例えば、電車・自動車など、旅客貨物輸送するための車にも搭載可能である。

0045

上記の実施の形態では、撮像装置100を車両2のドアミラー2a近傍に装着してドアミラー2a後方を撮像した第1車両周辺画像と、ドアミラー2a下方を撮像した第2車両周辺画像とを切り替えた。しかし、撮像装置100は、車両周辺に搭載する場合に限らず、例えば、暗所での歩行時等に足下確認のために歩行者携帯するなど、異なる2方向を切り替えて撮像することが要求される種々の用途に適用することができる。

0046

また、上記の実施の形態では、車両2の走行速度に応じて、モニタ200に表示する車両周辺画像を、車両2のドアミラー2a後方を撮像した第1車両周辺画像と、ドアミラー2a下方を撮像した第2車両周辺画像とうちのいずれかに切り替えた。しかし、車両2の運転手によってリバースギアへのギアチェンジ操作が行われたことを契機に、モニタ200に表示させる画像を切り替えてもよい。この変形例によっても、車両2を駐車しようとする運転手の運転支援を行うことができる。

0047

以上の実施の形態及び変形例は例示であり、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した発明の趣旨を逸脱しない範囲でさまざまな実施の形態が可能である。各実施の形態や変形例で記載した構成要素は自由に組み合わせることが可能である。また特許請求の範囲に記載した発明と均等な発明も本発明に含まれる。

0048

1車両周辺画像表示システム
2 車両
2aドアミラー
100撮像装置
110筐体
120 制御部
130 駆動部
140切替部材
150 第1レンズ部
160 第2レンズ部
170撮像部
171 撮像素子

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