JPH05294184A - 車載カメラ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 車両にカメラを搭載する際に、車両の振動に
よる影響を受けずにきれいな画像を得ることができ、故
障等のない車外に設けることのできる車載カメラ装置を
提供することを目的とする。 【構成】 ドアミラー１内にＶＡＰ２を配置すると共
に、ビデオレンズ３およびＣＣＤ等の撮像素子４を配置
し、ＶＡＰ２のガラス板２ｇをハーフミラーとしてドア
ミラー１のミラー部を兼用する。ＶＡＰ２は、振動検出
センサ２ｆの検出した車両の振動に応じて頂角が変位
し、ブレのない画像を撮像素子４が撮影する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両に搭載し、車両周
辺の画像を監視するための車載カメラ装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】車両の走行安全性を高める為に車両にテ
レビカメラ等の撮像手段を搭載し、車両前後方向の視野
を撮像し、その画像に含まれる各種情報を取り出して利
用する装置がいくつか提案されている。

【０００３】例えば特公昭５７−５７７６０では取り込
んだ画像信号より像運動、すなわち自動車の動きを光学
的相関システムにより検出し、横方向、周辺の自動車の
距離、速度により運転車に警告を与えるシステムが提案
されている。

【０００４】特開平１−２６５４００では、撮像し、認
識した画像の「道路領域」に対する、所定の位置を検索
して、標識を認識するシステムが提案されている。

【０００５】その他、特開昭５９−１２７２００、同６
２−９５６９８等関連して多くのシステムが提案されて
いる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、自動車等の
車両にカメラを搭載する場合、防振対策が不充分である
と、画像を安定して取り込むことができない。このた
め、種々の防振対策、例えばカメラ事体を防振機構によ
り保持するといった提案がなされているが、装置の大型
化を招き、カメラの配置位置に制約を受け、特に乗用車
等には不向きである。

【０００７】一方、従来において撮像に用いるカメラ
は、気象作用に対して保護されている自動車の風防ガラ
スの後方、ルームミラーの裏面といった車室内、あるい
は車両のボンネット内（ヘッドランプの近傍）といった
前方の視界が良好な場所に、配置されていた。

【０００８】しかし、カメラを車室内に配置すると、美
感上の問題、あるいは居住性を低下させる他、運転者の
視野を狭くする難点がある。

【０００９】また、ボンネット内にカメラを配置した場
合には、周囲の環境が非常に悪いため、カメラの故障の
原因となる等の問題があった。

【００１０】さらに、カメラを車両の周囲、例えばドア
側面やボンネット上に配置した場合、安定性の他、デザ
イン上や空力抵抗といった性能上等の様々な面からの問
題が生じる。

【００１１】本発明の第１の目的は、車両の振動の影響
を受けることもなく撮影することができるコンパクトな
構成の車載カメラ装置を提供することにある。

【００１２】本発明の第２の目的は、防振対策が施され
たカメラを車両の安全上、デザイン上、性能上等の問題
がなく、又故障の少ない場所に配置することができる車
載カメラ装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の目的を実現する
車載カメラ装置の具体的構成は、特許請求の範囲に記載
した通りである。

【００１４】

【実施例】図１は本発明による車載カメラ装置の第１実
施例を示す概略図である。

【００１５】本実施例の車載カメラ装置は、図７に示す
自動車のドアミラー１に設けたものである。

【００１６】図１において、２はドアミラー１のミラー
部を兼用する可変頂角プリズム（バリアングルプリズ
ム、以下ＶＡＰと略す）、３はビデオレンズ、４はＣＣ
Ｄ等の撮像素子で、ビデオレンズ３と撮像素子４とは一
体的に組付けられてビデオカメラを構成し、ＶＡＰ２を
通過した光が受光される。撮像素子４からの光電変換信
号は、フレキシブルプリント配線板等の信号伝達用ケー
ブル５を介して車室内に設けられた信号処理回路７に出
力され、信号処理回路７からの映像出力がモニター６、
画像認識装置８に出力される。なお、ビデオカメラはド
アミラー１に直接取り付けられている。

【００１７】ＶＡＰ２は、対向するガラス板２ｇとガラ
ス板２ｈとの間に液体が封入され、ガラス板２ｇとガラ
ス板２ｈとが可動することにより、両ガラス板２ｇ、２
ｈで形成される頂角を可変とするもので、その動作原理
は公知であるためその説明は省略する。

【００１８】前面側のガラス板２ｇは、表面に施された
コーティング２ａによりハーフミラーに構成され、また
ガラス板２ｈは透明なガラスにより形成されている。し
たがって、ガラス板２ｇは通常のドアミラーのミラー部
と同様に運転者に後方の視界を提供するが、ガラス板２
ｇを通過した光像はＶＡＰ２を通してカメラに撮影され
る。これにより、モニター６を、運転者あるいは同乗者
の見易い位置に置くことで車両側面後方部の状況を容易
に把握することができる。

【００１９】ガラス板２ｇの駆動は、アクチュエータ２
ｂにより行なわれ、ガラス板２ｈの駆動はアクチュエー
タ２ｄにより行なわれ、ガラス板２ｇの角度はセンサ２
ｃにより検出され、またガラス板２ｈの角度はセンサ２
ｅにより検出されるようになっており、これらアクチュ
エータ２ｂ、２ｄ、およびセンサ２ｃ、２ｅは後述のジ
ンバル支持機構を介してドアミラー１に取り付けられて
いる。また、振動検出センサ２ｆがビデオレンズ３に取
り付けられている。

【００２０】ＶＡＰ２のハーフミラー２ｇとガラス板２
ｈは、夫々同一構造のジンバル支持機構に支持されてお
り、図２にハーフミラー２ｇ用のジンバル支持機構を示
している。なお、ガラス板２ｈ用のジンバル支持機構に
ついては、同一の構造であるため、その説明は省略す
る。

【００２１】図２において、１０はハーフミラー２ｇを
保持する環状の内リング部材で、軸線１６の軸回りにつ
いて回転可能とするピン１０ａと１０ｂとが軸線１６上
に対向して設けられている。内リング部材１０の外周に
は中リング部材１１が配設され、内リング部材１０のピ
ン１０ａと１０ｂとが中リング部材１１に軸支されてい
る。

【００２２】中リング部材１１には、軸線１６と直交す
る軸線１５上にピン１１ａと１１ｂとが突出し、外リン
グ部材１２にこれらピン１１ａと１１ｂとが軸支されて
中リング部材１１が軸線１５を中心として回転可能とな
っている。なお、外リング部材１２はドアミラー１に取
り付けられている。

【００２３】リング部材１０、１１にはそれぞれコイル
２ｂ−ａ、１３、スリット２ｃ−ａ、１４が取付けられ
ており、それぞれ軸線１５、１６軸回りへのトルクを与
えるアクチュエータ、及び軸線１５、１６軸回りの角変
位を検出するためのセンサの構成部材になっている。

【００２４】アクチュエータ、及びセンサの作動原理に
ついて図３、４で説明する。

【００２５】図３にアクチュエータの作動原理を示す。

【００２６】２ｂ−ｂはマグネット、２ｂ−ｃ、２ｂ−
ｄはヨークであり、ドアミラーユニット１の固定部へ取
り付けられている。内リング部材１０に取り付けられて
いるコイル２ｂ−ａに通電することにより、マグネット
２ｂ−ｂとコイル２ｂ−ａの間に電磁力が発生し、図３
の矢印方向へコイル２ｂ−ａが移動することが可能とな
る。これによって図２の軸線１６回りへハーフミラー２
ｇが回動可能なトルクを与えることが可能となる。コイ
ル１３についても全く同様のアクチュエータの構成によ
り軸線１５回りへの回転トルクを与えることが可能とな
る。

【００２７】図４にセンサの作動原理を示す。

【００２８】２ｃ−ｂはＰＳＤ等の受光素子、２ｃ−ｃ
はｉＲｅｄ等の発光素子であり、２ｃ−ｄはこれを保持
するための部材で、ドアミラーユニット１の固定部へ取
り付けられている。２ｃ−ａはスリットであり、図４の
（ｂ）に示すように、スリット２ｃ−ａが内リング部材
１０へ取り付けられており、内リング部材１０と一体で
矢印の方向へ動くことにより、発光素子２ｃ−ｃから受
光素子２ｃ−ｂへ当たる受光面２ｃ−ｂ′の光の位置が
変化することにより、スリット２ｃ−ａの変位を検出す
ることが可能となる。これによって、内リング部材１０
の角変位を検出することが可能になる。スリット１４に
ついても全く同様にして中リング部材１１の角変位を検
出できる。

【００２９】以上によって、ハーフミラー２ｇはジンバ
ル支持機構により２軸の自由度をもった動きを実現でき
る。また、ガラス板２ｈについても全く同様の構成にし
て２軸の自由度をもった動きを実現できる。したがっ
て、ハーフミラー２ｇと、ガラス板２ｈは各々独立に動
くことが可能である。

【００３０】次に図５に防振動作の回路ブロックを示
す。なお、図５には１軸回りのみの動作を説明している
が、もう１軸回りも全く同様の構成であり各々独立に制
御されるためここでは省略する。

【００３１】ＶＡＰ２の前面のミラー部はハーフミラー
２ｇであるため、運転車はハーフミラー２ｇの像を見て
周囲の状況を判断する。しかしながら、車は常に路面の
状態および走行条件により振動しており、ハーフミラー
に写る像も振動して見にくいものになることがある。

【００３２】したがって、この振動を振れ検出センサ２
ｆおよび振れ検出回路１９により検知する。この検知し
た信号と、ハーフミラー２ｇの角度検出センサ２ｃ、お
よび検出回路１８からの信号を防振制御回路９により比
較して、振動に応じた変位情報をコイル駆動回路１７へ
送り、ハーフミラー２ｇ、ガラス板２ｈを駆動すること
により、運転手へ振れのない安定した像を提供すること
ができる。

【００３３】ビデオカメラで取り込む画像も同様の理由
により振れが生じており、これも全く同様にして振れに
応じた変位をガラス板２ｈへ与えるこにより安定した画
像を撮像素子４へ提供できる。これにより、従来例で説
明して諸々の処置を施す場合でもより精度の高い処理を
行うことが可能となる。

【００３４】図６で、ＶＡＰ２の防振動作の詳細を説明
する。本図では１軸のみの動作を示すが他の１軸につい
ても全く同様であるのでここでは省略する。

【００３５】図６の（ａ）は、振れの生じていない状態
であり、運転手２２はハーフミラー２ｇにより後方の視
野を得ている。又ビデオカメラも同様に自動車後方の画
像を得ている。

【００３６】次に図６の（ｂ）、（ｃ）のように角度α
の振れを生じたとき、始めにハーフミラー２ｇの補正を
図６の（ｂ）で説明する。

【００３７】自動車全体が角度α振れたとすると、当然
のことながら運転手２２もある角度だけ振れることにな
る。自動車に運転手が完全に固定されていれば同様にα
振れることになるが、実際には運転手２２は自動車に対
し自由度を有するため全くαと同角度にはならない。こ
のためαに重み付けをした角度（ｍαとする）だけ運転
手の視線が振れるものとする。ここでｍは自動車とミラ
ーの位置関係により異なるため各自動車仕様により定め
る定数とする。

【００３８】運転手の視線がｍα振れたとき、ミラーを
図６の（ａ）の位置に対し、ｍα／２傾けることによ
り、運転手２２は同じ実体を視野の同位置に見ることが
できる。したがって振れセンサ２ｆにより検出された振
れαに対し、ハーフミラー２ｇを振れαと同方向にｍα
／２傾けることにより安定した画像を得ることができ
る。実際にはＶＡＰ２も何も駆動しない状態ではカメラ
と同じ方向にα傾いているため、実際の駆動は（α−ｍ
α／２）だけ振れ方向とは逆（図６のｃでは時計回り
に）に駆動することになる。

【００３９】次にビデオカメラの防振について図６の
（ｃ）で説明する。

【００４０】ＶＡＰ２の頂角をεとしＶＡＰの中に封入
されている液体の屈折率をｎｄとすると、光軸の傾きα
に対し、α＝ε（ｎｄ−１）の関係式が成り立ってい
る。したがって、振れαが生じたとき、ＶＡＰ２の頂角
は、ε＝α／（ｎｄ−１）で求めることができる。くり
返すと自動車に角度αの振れが生じたときＶＡＰ２の頂
角が、ε＝α／（ｎｄ−１）になっていれば、ビデオカ
メラの像は振れのない安定した画像を得ることができ
る。

【００４１】以上からガラス板２ｈの実際の駆動角は、
（α／（ｎｄ−１）−ｍα／２＋α）であり、振れ方向
とは逆方向に（α／（ｎｄ−１）−ｍα／２＋α）だけ
駆動することによりビデオカメラに振れのない安定した
画像を提供することができる。

【００４２】図８に以上説明した防振動作のフローチャ
ートを示し、以下にその動作を説明する。

【００４３】ステップ１：ドアミラー１の振れ角度の検
出を行う。具体的には、ドアミラー１に固定された振れ
検出センサ２ｆの出力を振れ検出回路１９にて増幅し、
防振制御回路９へ出力する。

【００４４】ステップ２：ステップ１にて出力された振
れ角度αによりハーフミラー２ｇの駆動角度（α−ｍα
／２）を演算し、アクチュエータ駆動回路１７へ指令信
号を出力する。

【００４５】ステップ３：防振制御回路９より出力され
た信号によりアクチュエータコイルへ通電する。

【００４６】ステップ４：駆動されたハーフミラー２ｇ
の角度変位をＶＡＰ頂角センサ２ｃからの出力をＶＡＰ
頂角検出回路１８により増幅し、防振制御回路９へ出力
する。

【００４７】ステップ５：ＶＡＰ頂角検出回路１８より
の信号により、ハーフミラー２ｇの角度変位が（α−ｍ
α／２）になるまでミラー２ｇの駆動を続け、（α−ｍ
α／２）になったらステップ１に戻る。

【００４８】ステップ６：ガラス板２ｈの駆動角をステ
ップ１で求めたドアミラー振れ角αより、［α／（ｎｄ
−１）＋α−ｍα／２］により算出し、コイル駆動回路
２０へ指令信号を出力する。

【００４９】ステップ７：防振制御回路９により出力さ
れた信号によりアクチュエータコイル２ｄへ通電する。

【００５０】ステップ８：駆動されたガラス板２ｈの角
変位をＶＡＰ頂角センサ２ｅからの出力をＶＡＰ頂角検
出回路２１により増幅し、防振制御回路９へ出力する。

【００５１】ステップ９：ＶＡＰ頂角検出回路２１の信
号により、ガラス板２ｈの角変位が［α／（ｎｄ−１）
＋α−ｍα／２］になるまで、ガラス板２ｈの駆動を続
け、［α／（ｎｄ−１）＋α−ｍα／２］になったらス
テップ１に戻る。

【００５２】以上のステップ１から９を続けることによ
り、良好な防振動作を行うことが可能となる。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
車両の振動に応じて光路を変位させ、撮像手段はブレの
ない像を撮影することができる。

【００５４】特に、ドアミラーやフェンダミラーといっ
た車両のミラー装置を利用しているため、気象作用、車
両の安全性が保たれ、又デザインや空力特性を低下させ
ることがない。

【００５５】さらに、ミラー装置のミラー部をＶＡＰ等
の光学手段が兼用しているため、運転者が直接このハー
フミラーを通して見る像と、撮像手段により撮影した画
像とを同じ状態とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による車載カメラ装置の第１実施例を示
す概略図。

【図２】ＶＡＰの支持機構を示す図。

【図３】ＶＡＰのアクチュエータを示す図。

【図４】ＶＡＰのセンサを示す図。

【図５】ＶＡＰの駆動回路を示す図。

【図６】ＶＡＰの動作を説明する図。

【図７】図１に示す第１実施例の車載カメラ装置を搭載
した車両の外観斜視図。

【図８】第１実施例の防振動作を説明するフローチャー
ト。

【符号の説明】

１…ドアミラー ２…可変頂角プリズム（バリアングルプリズム：ＶＡ
Ｐ） ２ｇ…ハーフミラー ３…ビデオレンズ ４…撮像素子 ５…信号伝達用ケ
ーブル ６…モニター ７…信号処理回路 ８…画像認識装置 ９…防振制御回路 １０…内リング部材 １１…中リング部
材 １２…外リング部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 梓澤 勝美 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 和田 宏之 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 川端 隆 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 大森 功一 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向する一対のガラス板の間に液体を封
   入すると共に、該一対のガラス板を相対的に移動させて
   双方のなす頂角を可変とする車両の外部に設けられたミ
   ラー装置内に配置された光学手段と、該光学手段を通過
   した光像を撮像する該ミラー装置内に取り付けられた撮
   像手段とを有することを特徴とする車載カメラ装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、車両の振動を検出す
   る振動検出手段からの振動情報に基づき、光学手段の一
   対のガラス板を所定量相対的に駆動する駆動制御手段を
   有することを特徴とする車載カメラ装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、光学手段の一
   方のガラス板はミラー装置のミラー部を兼用するハーフ
   ミラーとしたことを特徴とする車載カメラ装置。
4. 【請求項４】 請求項１、２又は３において、光学手段
   の一対のガラス板は、ジンバル支持機構を介してミラー
   装置に取り付けられていることを特徴とする車載カメラ
   装置。