JP2005297761A - 車載カメラ映像伝送システム - Google Patents

Abstract

【課題】撮像カメラと表示装置とを接続するための通信方式を変更することが容易な車載カメラ映像伝送システムを提供する。
【解決手段】受信装置１３と各撮像カメラ１１ａ〜１１ｄとの間の通信に使用される通信方式（有線通信または無線通信）をカメラ制御装置１２の構成に影響を与えることなく適宜変更可能となっている。コネクタ１３２にケーブル１４０が接続されたときは、信号切替器１６１ａ〜１６１ｄが切り替わることで有線通信が選択され、コネクタ１３２にケーブル１４０が接続されていないときは、信号切替器１６１ａ〜１６１ｄが切り替わることで、受信器１６２及びアンテナ１６４が選択されて無線通信が選択される。
【選択図】図７

Description

本発明は、主に自動車に搭載される車載カメラ映像伝送システムに関する。

自動車においては、図８の如く、その進行方向やその他の周囲の景観をＣＣＤ撮像素子等を利用した撮像カメラ１で撮像し、この撮像カメラ１で撮像された映像を、車室内のインストゥルメントパネル等に設置された表示装置３に表示することが行われている。この場合、撮像カメラ１と表示装置３との間は所定のケーブル５で接続されており、このケーブル５に映像信号を流すことで、撮像カメラ１からの映像が表示装置３に与えられる。

尚、特許文献１のように、撮像カメラ１と表示装置３との間で無線通信を行う技術も公開されている。

特開２００１−３０１５３８号公報

一般に、自動車は電気系統だけでなく、エンジン系統や冷却系統の多くの部品が搭載されている。そして、これらの多くの部品は、重量バランスや機能効率化のために適宜最適な位置に配置される。かかる自動車において、撮像カメラ１と表示装置３との間をケーブル５で接続する場合、そのケーブル５の配策は多くの車両部品のレイアウトによって制約を受ける。例えば、撮像カメラ１を自動車の前端部に設置する場合、通常は自動車の前端部と車室との間にはエンジン機構等の様々な車両部品が搭載されるため、これらの車両部品のレイアウトによってケーブル５の配策が制約を受けることになる。

ところで、量産によるコスト低減を行うために、撮像カメラ１と表示装置３とを規格化する必要があるが、このような規格化された撮像カメラ１及び表示装置３を様々な車種の自動車に搭載する場合、上述のように、車両部品のレイアウトによっては、ケーブル５の配策が容易な場合と困難な場合とが生じ得る。即ち、撮像カメラ１と表示装置３とを接続するケーブル５は、電源用電線、グランド用電線、映像信号用電線の３本の電線が束ねられ、それらをシールドした上で被覆することから、通常のケーブル５はある程度の太さを持った線経を有して形成される。この場合、その曲率半径を小さくするのにはある程度の限界があるため、所望の目的で最適配置された車両部品を回避してケーブル５の屈曲することが困難になる場合が生じ得る。

また、自動車によっては、図９のように、複数の撮像カメラ１ａ〜１ｄを設置し、それぞれの撮像カメラ１ａ〜１ｄで得られた映像を車室内の表示装置３に表示したい場合がある。この場合において、他の車両部品との干渉の問題から、一部の撮像カメラ１ａ〜１ｄについてはケーブル５ａ〜５ｄでの有線接続が容易であるが、他の一部の撮像カメラ１ａ〜１ｄについてはケーブル５ａ〜５ｄでの有線接続が困難になる場合も生じ得る。即ち、一台の自動車においても、一部の撮像カメラ１ａ〜１ｄを表示装置３に有線接続することが困難になり得る。

その一方において、特許文献１のような無線通信を行う場合、外部から混入される電磁ノイズをどのように除去するかという問題もあり、電磁ノイズの混入を防いで伝送される信号の品質を維持したい場合に、電磁シールドが困難な部位が存在する場合には、一概に無線通信を行うことが困難な場合がある。特に、車両部品のレイアウトによっては、電波経路となる導波管を形成することが困難な場合があり、この場合にはケーブル５の使用が望ましい場合もある。さらに、撮像カメラ１ａ〜１ｄの設置位置を変更するために、あるいは、撮像カメラ１ａ〜１ｄが設置された自動車の設計変更（ないしは搭載車種の変更）を行うために、撮像カメラ１ａ〜１ｄと表示装置３とを接続するための通信方式を変更することを要請される場合もある。しかし、従来の技術においては、通信方式の変更を行う場合に撮像カメラ１ａ〜１ｄおよび表示装置３の構成を大幅に変更する必要があった。

そこで、本発明の課題は、撮像カメラと表示装置とを接続するための通信方式を変更することが容易な車載カメラ映像伝送システムを提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１の発明は、自動車の周囲を撮像するための撮像手段と、前記撮像手段の映像信号を受信する撮像制御手段との間のデータ伝送を行う車載カメラ映像伝送システムにおいて、前記撮像制御手段に接続される中継器を有し、前記中継器が、前記撮像手段との間で信号伝送の媒体となる伝送線路部品を接続するためのコネクタと、前記撮像手段に対して無線通信を行う無線通信手段と、前記撮像制御手段との接続を前記コネクタと前記無線通信手段とに切り換えて、前記撮像手段との間の通信方式を有線通信および無線通信のいずれかに設定する設定手段とを備えることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載の車載カメラ映像伝送システムにおいて、前記中継器は、前記コネクタに対して前記伝送線路部品の接続を検出する検出手段をさらに有し、前記設定手段は、前記検出手段での検出結果に基づいて前記通信方式を有線通信および無線通信のいずれかに設定することを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２に記載の車載カメラ映像伝送システムにおいて、前記撮像手段が複数個設けられており、前記中継器では、複数個の前記撮像手段の各々に対応して、前記コネクタと前記検出手段と前記設定手段とがひとつずつ設けられ、複数個の前記各検出手段が、当該各検出手段に対応するコネクタへの前記伝送線路部品の接続を検出しているときには、当該各検出手段に対応する設定手段が、前記撮像制御手段との接続を当該各検出手段に対応するコネクタに設定して、当該各検出手段に対応する前記各撮像手段との間の通信方式を有線通信に設定することを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項３に記載の車載カメラ映像伝送システムにおいて、前記無線通信手段が単一にのみ設けられており、前記無線通信手段が、複数個の前記撮像手段が出力した映像信号を取得可能であることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の車載カメラ映像伝送システムにおいて、前記中継器が、前記撮像手段から取得した映像信号を出力する出力端子をさらに備え、前記出力端子が、前記撮像制御手段に形成された入力端子に着脱自在に嵌合可能とされたことを特徴とする。

請求項１ないし請求項５の発明によれば、コネクタに伝送線路部品が接続されているか否かを検出手段が検出し、その検出結果に基づいて有線通信及び無線通信のいずれかが選択されるので、通信方式に応じて撮像制御手段の構成を変更することなく、撮像手段と撮像制御手段との間の通信方式を容易に変更可能である。

請求項３または請求項４の発明によれば、複数個の撮像手段と撮像制御手段との間の通信方式の組合せを容易に変更可能である。

請求項４の発明によれば、無線通信手段がひとつしか設けられないので、通信手段の小型化を図ることができる。

請求項５の発明によれば、通信手段と撮像制御手段との着脱が可能になるので、撮像制御手段に影響を与えることなく、通信手段の変更により通信方式を変更可能になる。

○自動車に搭載された車載カメラ映像伝送システムの概略構成；
図１は、実施形態の車載カメラ映像伝送システム１０が搭載された自動車ＡＭを上方から見た平面模式図である。以下では、車載カメラ映像伝送システム１０の概略について、図１を参照しながら説明する。

自動車ＡＭには周囲を撮像するための例えば４個の撮像カメラ１１ａ〜１１ｄが設置される。撮像カメラ１１ａ〜１１ｄは、それぞれ、自動車の前端部、後端部、左サイドミラー内および右サイドミラー内に設置される。撮像カメラ１１ａ〜１１ｄは、それぞれ、自動車の例えば前方または前方左右、後方、左方下部および右方下部を撮像して映像信号を出力する。

さらに、自動車ＡＭには、撮像カメラ１１ａ〜１１ｄを制御するカメラ制御装置１２が設けられる。カメラ制御装置１２は、中継器である受信装置１３を介して撮像カメラ１１ａ〜１１ｄと通信可能となっている。カメラ制御装置１２は、撮像カメラ１１ａ〜１１ｄと通信を行うことにより、撮像カメラ１１ａ〜１１ｄが出力した映像信号を取得し、映像表示装置である液晶ディスプレイ１５へ出力する。なお、カメラ制御装置１２から撮像カメラ１１ａ〜１１ｄへ制御信号を送出できるようにして、撮像カメラ１１ａ〜１１ｄのオンオフ制御や撮影パラメータ制御をカメラ制御装置１２が実行できるようにしてもよい。受信装置１３と撮像カメラ１１ａ〜１１ｄとの間の通信は、伝送線路部品を利用した有線通信および電磁相互作用を利用した無線通信のいずれかを用いて行われる。ここでいう「伝送線路部品」の典型例は、電気的接続を行うためのケーブルであり、好ましくは、シールド線や同軸ケーブル等のノイズ耐性を有するケーブルである。なお、以下では、電源用電線・グランド用電線・映像信号用電線の３本の電線が束ねられ、それらをシールドした上で被覆されて構成される一般的なケーブルが当該伝送線路部品として使用されているものとして説明を行う。また、無線通信には、例えば、各種デジタル変調が行われた２．４ＧＨｚ帯の電磁波が用いられる。

図１においては、撮像カメラ１１ａと受信装置１３との間の通信は無線通信を用いて行われている。一方、撮像カメラ１１ｂ〜１１ｄと受信装置１３との間の通信はそれぞれ有線通信を用いて行われている。

なお、上述の説明では、撮像カメラの設置数が４個であるとしたが、撮像カメラの設置数は制限されず、３個以下あるいは５個以上であってもよい。また、受信装置１３と各撮像カメラ１１ａ〜１１ｄとの間の通信に使用される通信方式（有線通信または無線通信）をカメラ制御装置１２の構成に影響を与えることなく適宜変更可能となっているので、自動車ＡＭの設計変更や車載カメラ映像伝送システム１０の搭載車種の変更あるいは撮像カメラ１１ａ〜１１ｄの設置位置の変更によって通信方式を変更する必要を生じても容易に通信方式を変更可能となっている。すなわち、この車載カメラ映像伝送システム１０を採用することにより、自動車の設計や搭載車種あるいは撮像カメラの設置位置等の自由度が向上している。

○車載カメラ映像伝送システムの機構構成；
図２〜図５は、それぞれ、カメラ制御装置１２、受信装置１３、受信装置１３と有線通信を行う撮像カメラ（以下では「有線接続撮像カメラ」と略記する）１１ｂ〜１１ｄおよび受信装置１３と無線通信を行う撮像カメラ（以下では「無線接続撮像カメラ」と略記する）１１ａの機構構成を示す図である。

図２に示すように、カメラ制御装置１２の筐体１２１の表面には、受信装置１３との機械的および電気的な接続に使用される接続部材として機能するコネクタ１２２が設けられる。コネクタ１２２は、撮像カメラ１１ａ〜１１ｄの各々に対応したピン群１２２ａ〜１２２ｄを備える。ピン群１２２ａ〜１２２ｄの各々は、例えば、図６のピン群の正面模式図に例示するように、電源用ピンＰ１・グランド用ピンＰ２・映像信号用ピンＰ３およびシールドグランド用ピンＰ４を備える。電源用ピンＰ１は、受信装置１３に動作電力を供給するために用いられる。映像信号用端子Ｐ３は、撮像カメラが出力した映像信号を受信装置１３から取得するために用いられる。グランドピンＰ２およびシールドグランド用ピンＰ４は、電源用ピンＰ１および映像信号用ピンＰ３の基準電位を与える。

受信装置１３は、図３に示すように、カメラ制御装置１２のコネクタ１２２と嵌合可能なコネクタ１３１を備える。コネクタ１３１は、コネクタ１２２と同様のピン配置を有するピン群１３１ａ〜１３１ｄを有しており、撮像カメラ１１ａ〜１１ｄに係る映像信号を分離してカメラ制御装置１２へ出力可能である。また、受信装置１３は、撮像カメラ１１ａ〜１１ｄとの間の有線通信用のケーブルを接続するための接続部材であるコネクタ１３２を備える。コネクタ１３２は、コネクタ１２２と同様のピン配置を有しており、有線接続撮像カメラ１１ｂ〜１１ｄに係る映像信号の伝送の媒体となるケーブルを接続可能となっている。さらに、受信装置１３の筐体１３３の内部には、撮像カメラ１１ａ〜１１ｄとの無線通信に用いられる受信器およびアンテナを形成した無線基板１３４が設けられる。当該受信器はベースバンド回路とＲＦ回路とを含んでおり、当該アンテナはパッチアンテナや誘電体アンテナ等である。受信装置１３３は、無線接続撮像カメラ１１ａから無線伝送された映像信号を復調する。なお、受信装置１３とカメラ制御装置１２とをコネクタ１２２および１３１によって着脱可能に構成することにより、カメラ制御装置１２に影響を与えることなく、通信方式を変更することが可能になる。

なお、上記では、撮像カメラ１１ｂ〜１１ｄが有線接続カメラであり、撮像カメラ１１ａが無線接続カメラであるとして説明を行っているが、受信装置１３においては撮像カメラ１１ａ〜１１ｄとの間の通信方式の組合せを任意に設定可能となっている。この点については後述する。

図４に示すように、有線接続撮像カメラ１１ｂ〜１１ｄでは、筐体１１１の内部に回路基板１１２が設けられる。回路基板１１２にはＣＣＤ素子１１３が搭載され、撮像が可能となっている。さらに、筐体１１１には、防水性の４端子のコネクタ１１４が形成される。コネクタ１１４には、電源用ピンＰ１１・グランド用ピンＰ１２・映像信号用ピンＰ１３およびシールドグランド用ピンＰ１４が設けられる。有線接続撮像カメラ１１ｂ〜１１ｄは、両端にコネクタ１４１および１４２が形成されたケーブル１４０を介して受信装置１３のコネクタ１３２と接続され、受信装置１３から動作電力の供給を受けるとともに、映像信号を受信装置１３に有線伝送する。

図５に示すように、無線接続撮像カメラ１１ａは、有線接続撮像カメラ１１ｂ〜１１ｄと同じ筐体１１１、回路基板１１２、ＣＣＤ素子１１３およびコネクタ１１４を備える。そして、無線接続カメラ１１ａには、ケーブル１４０に替えて、無線送信装置１５０が嵌合接続される。無線送信装置１５０は、無線接続撮像カメラ１１ａに対して電源供給を行うとともに、無線接続撮像カメラ１１ａにおける撮像に係る映像信号を受信装置１３３で受信可能な電磁波に変換する。

無線送信装置１５０は、無線接続撮像カメラ１１ａのコネクタ１１４に嵌合接続可能なコネクタ１５１と、コネクタ１５１を通じて無線接続撮像カメラ１１ａから与えられた映像信号を電磁波に変換してアンテナ１５２を通じて送信する無線回路１５３とを備える。なお、無線送信装置１５０は、無線接続撮像カメラ１１ａに対して電源供給を行う必要があるため、この無線送信装置１５０から電源線１５４が引き出されて、自動車の主電源回路に接続される。

○受信装置の機能構成；
図７は、受信装置１３の機能構成を示すブロック図である。

図７に示すように、コネクタ１３１のピン群１３１ａ〜１３１ｄの各映像信号ピンＰ２３ａ〜Ｐ２３ｄは、それぞれ、信号切替器（設定手段）１６１ａ〜１６１ｄに接続される。信号切替器１６１ａ〜１６１ｄは、電気的な接続状態を２通りに変化させることができる。具体的には、コネクタ１３２のピン群１３２ａ〜１３２ｄの各映像信号ピンＰ３３ａ〜Ｐ３３ｄに入力された映像信号を、それぞれ、映像信号ピンＰ２３ａ〜Ｐ２３ｄに出力する第１の接続状態と、後述する受信器１６２から入力された映像信号を映像信号ピンＰ２３ａ〜Ｐ２３ｄに出力する第２の接続状態とを、後述する接続検出部１６３ａ〜１６３ｄから与えられた検出信号に応じて切替可能となっている。すなわち、信号切替器１６１ａ〜１６１ｄは、電気的な接続状態の変更によって、受信装置１３と撮像カメラ１１ａ〜１１ｄとの間の通信方式を設定している。

受信装置１３は、無線接続撮像カメラ１１ａが送信した電磁波を取得するアンテナ１６４と、当該電磁波に係るＲＦ信号に増幅および復調等の信号処理を行って元の映像信号を復元する受信器１６２とを備える。受信器１６２は、電磁波に含まれる撮像カメラを特定するＩＤを利用する等の手段により、復調した映像信号を撮像した撮像カメラを特定可能となっている。さらに、受信器１６２は、復調した映像信号を、特定した撮像カメラに対応するピン群の映像信号ピンに接続された信号切替器に与える。なお、図７に例示する受信装置１３においては、無線通信手段である受信器１６２およびアンテナ１６４が多重通信を行っており一系統しか設けられないので、受信装置１３を小型に構成可能である。ただし、この点は、受信器を複数系統設けることを妨げるものではない。

さらに受信装置１３は、ピン群１３２ａ〜１３２ｄへのケーブル１４０の接続を各ピン群ごとに独立して検出する接続検出部１６３ａ〜１６３ｄを備える。接続検出部１６３ａ〜１６３ｄは、それぞれ、ピン群１３２ａ〜１３２ｄへのケーブル１４０の接続を検出すると、信号切替器１６１ａ〜１６１ｄへ検出信号を出力する。すなわち、受信装置１３においては、撮像カメラ１１ａ〜１１ｄの各々に対応して、接続部材であるピン群１３２ａ〜１３２ｄと接続検出部１６３ａ〜１６３ｄと信号切替器１６１ａ〜１６１ｄが設けられる。信号切替器１６１ａ〜１６１ｄは、当該検出信号を与えられると、接続状態を第１の接続状態に設定して、ケーブル１４０を介して有線接続撮像カメラから入力された映像信号がカメラ制御装置１２へ出力する。このような接続検出部１６３ａ〜１６３ｄおよび信号切替器１６１ａ〜１６１ｄにより、撮像カメラと受信装置１３とがケーブル１４０により有線接続されると、撮像カメラと受信装置１３との間の通信方式が自動的に有線通信となる。逆に、ケーブル１４０が接続されない場合、受信装置１３は、無線撮像カメラが送信する映像信号を無線通信により自動的に受信してカメラ制御装置１２に出力する。

なお、ケーブル１４０の接続の検出は各ピン群１３２ａ〜１３２ｄにおける電気的状態の変化によって検出可能である。例えば、各ピン群１３２ａ〜１３２ｄの電源ピンから撮像カメラに供給される電流を監視してケーブル１４０の接続を検出してもよいし、撮像カメラから入力される映像信号の特定成分を検出することによってケーブル１４０の接続を検出してもよい。あるいは、コネクタ１３２に、ケーブル１４０の接続によって電気的な接続状態が変化するスイッチを併設して、当該スイッチの電気的な接続状態の変化によって、ケーブル１４０の接続を検出してもよい。

また、信号切替器１６１ａ〜１６１ｄにおける電気的接続状態の変更は、スイッチングダイオードやスイッチングトランジスタによる電気的なスイッチング動作によって行われてもよいし、メカニカルリレーのような機械的なスイッチング動作によって行われてもよい。あるいは、フォトカプラによるスイッチング動作によって行われてもよい。

このような受信器１３の構成により、ケーブル１４０が接続されると自動的に撮像カメラと受信器１３との間で有線通信が確立し、ケーブル１４０が切り離されると自動的に撮像カメラと受信器との間で無線通信が確立する。すなわち、受信装置１３が存在することによって、カメラ制御装置の構成に影響を与えずに自動的に通信方式を変更することが可能になり、撮像カメラの通信方式を容易に変更可能な車載カメラ映像伝送システムを実現することができる。

実施形態の車載カメラ映像伝送システムが搭載された自動車を上方から見た平面模式図である。 カメラ制御装置の機構構成を示す図である。 受信装置の機構構成を示す図である。 受信装置と有線通信を行う撮像カメラの機構構成を示す図である。 受信装置と無線通信を行う撮像カメラの機構構成を示す図である。 ピン群の各々の構造を示す正面模式図である。 受信装置およびその周辺構成の機能構成を示すブロック図である。 従来技術に係る車載カメラ映像伝送システムが搭載された自動車を上方から見た平面模式図である。 従来技術に係る車載カメラ映像伝送システムが搭載された自動車を上方から見た平面模式図である。

符号の説明

ＡＭ 自動車
１０ 車載カメラ映像伝送システム
１１ａ〜１１ｄ 撮像カメラ
１２ カメラ制御装置
１１３ ＣＣＤ素子
１１４，１２２，１３１，１３２，１４１，１４２，１５１ コネクタ
１３ 受信装置
１４０ ケーブル
１６１ａ〜１６１ｄ 信号切替器
１６２ 受信器
１６４ アンテナ

Claims (5)

1. 自動車の周囲を撮像するための撮像手段と、前記撮像手段の映像信号を受信する撮像制御手段との間のデータ伝送を行う車載カメラ映像伝送システムにおいて、
   前記撮像制御手段に接続される中継器を有し、前記中継器が、
   前記撮像手段との間で信号伝送の媒体となる伝送線路部品を接続するためのコネクタと、
   前記撮像手段に対して無線通信を行う無線通信手段と、
   前記撮像制御手段との接続を前記コネクタと前記無線通信手段とに切り換えて、前記撮像手段との間の通信方式を有線通信および無線通信のいずれかに設定する設定手段と
   を備えることを特徴とする車載カメラ映像伝送システム。
2. 請求項１に記載の車載カメラ映像伝送システムにおいて、
   前記中継器は、前記コネクタに対して前記伝送線路部品の接続を検出する検出手段をさらに有し、
   前記設定手段は、前記検出手段での検出結果に基づいて前記通信方式を有線通信および無線通信のいずれかに設定することを特徴とする車載カメラ映像伝送システム。
3. 請求項２に記載の車載カメラ映像伝送システムにおいて、
   前記撮像手段が複数個設けられており、
   前記中継器では、複数個の前記撮像手段の各々に対応して、前記コネクタと前記検出手段と前記設定手段とがひとつずつ設けられ、
   複数個の前記各検出手段が、当該各検出手段に対応するコネクタへの前記伝送線路部品の接続を検出しているときには、当該各検出手段に対応する設定手段が、前記撮像制御手段との接続を当該各検出手段に対応するコネクタに設定して、当該各検出手段に対応する前記各撮像手段との間の通信方式を有線通信に設定することを特徴とする車載カメラ映像伝送システム。
4. 請求項３に記載の車載カメラ映像伝送システムにおいて、
   前記無線通信手段が単一にのみ設けられており、
   前記無線通信手段が、複数個の前記撮像手段が出力した映像信号を取得可能であることを特徴とする車載カメラ映像伝送システム。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の車載カメラ映像伝送システムにおいて、
   前記中継器が、前記撮像手段から取得した映像信号を出力する出力端子をさらに備え、前記出力端子が、前記撮像制御手段に形成された入力端子に着脱自在に嵌合可能とされたことを特徴とする車載カメラ映像伝送システム。
   

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