JPH0961885A - 車載用カメラ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車載用カメラ装置において、フロントガラス
に反射して入射する有害反射光を除去する。 【解決手段】 レンズからの光量を規定する絞り穴を形
成する絞り羽根に偏光フィルタを固着した。この偏光フ
ィルタは、車両のフロントガラスからの反射光を除去す
る方向に調節されている。絞り穴はその開口径が小さく
なるほど偏光フィルタに覆われる面積の割合が大きくな
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車両に固定され
車両前方の様子を撮像する車載用カメラ装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車などの車両にＣＣＤ（電荷
結合素子）などの固体撮像素子を使ったカメラを装着し
て、先行車や障害物の検知、さらには道路に描かれた白
線認識などを行うことがなされている。このような場
合、自車両の直近の周囲から、遠方までの状況を写す必
要から、そのカメラの装着位置は車室内前方の比較的高
い場所になるのが普通である。図４にカメラを車両に装
着した例を示す。この図に於て１００は自動車の天井、
１０１はこの天井の車両前方付近に取りつけられた前方
監視用カメラ、１０２はこのカメラ１０１のレンズ部、
１０３はこの自動車のフロントガラス、１０４はダッシ
ュボード、１０５はダッシュボード１０４の上面部、１
０６は太陽を示している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
如くカメラを車室内前方の比較的高い場所に設置した場
合、ダッシュボード及びフロントガラスの内面で反射さ
れた光がカメラのレンズに入射することがある。即ち、
図４に示す位置に太陽１０６があった場合、その入射光
Ｌ0 は前記ダッシュボード１０４の上面部１０５で反射
し、Ｌ1 となってフロントガラス１０３の内面に入射
し、ここで再び反射されてＬ2 となり、これがカメラの
レンズ部１０２に入射する。この反射光は、カメラで得
られる映像のコントラストを著しく低下させ不鮮明な映
像とするものであって、いわゆるフロントガラスからの
映り込みの原因となる。これはダッシュボードの上面部
に反射率の高いもの例えば白いタオルとか、書籍類を置
いた場合、特に顕著であった。この対策として、例え
ば、カメラのレンズとフロントガラスとの間を長いフー
ドで当接し、フロントガラスからの反射光を遮断するこ
とも考えられる。図５はフードにより反射光を除去しよ
うとする例を示している。しかしながら、この場合、反
射光を完全に遮断出来るものの、レンズ部１０２とフロ
ントガラス１０３とに亘る長大なフード１０７が必要と
なり、外観上難点がある他、運転者の前方視野を妨げる
問題点があった。

【０００４】また、晴天の昼間時では被写体が非常に明
るいため絞り穴の開口径が非常に小さくなっている。こ
のような場合において、カメラの絞り羽根を移動させて
絞り穴を調節しようとすると、絞り羽根がわずかに変位
しただけでも絞り穴の開口径の変化率が非常に大きいも
のとなる。従って、このような状況においてフィードバ
ック制御により絞り穴の開口径の調節を行おうとする
と、開口径が大きくなり過ぎたりあるいは小さくなり過
ぎたりすることを繰り返して開口径を安定させることが
できない、いわゆるハンチング現象を引き起こしてしま
うという問題点があった。

【０００５】また、絞り穴の縁部では光が曲げられる、
いわゆる回折現象がその開口径に拘わらず生じており、
カメラで得られる映像の鮮明度を低下させる原因となっ
ている。この回折現象による映像の鮮明度の低下は、絞
り穴の開口径が比較的に大きい場合は全体の光量が多い
ためその影響は比較的に小さいものの、絞り穴の開口径
が比較的に小さい場合は全体の光量が少ないためその影
響は無視できないものとなってしまうという問題点があ
った。

【０００６】この発明は上述のような問題点を解消する
ためになされたもので、装置全体が大形化することな
く、フロントガラスからの反射光を除去出来る車載用カ
メラ装置を得ることを目的としている。

【０００７】また、この発明は、被写体が非常に明るい
場合であっても、絞り穴の開口径を安定させることがで
きる車載用カメラ装置を得ることを目的としている。

【０００８】また、この発明は、回折現象による映像の
鮮明度の低下を緩和することができる車載用カメラ装置
を得ることを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る車載用カ
メラ装置は、車両の前方からの光を集光するレンズと、
このレンズからの光量を規定する絞り穴を形成する複数
の不透明板より成る絞り羽根と、この絞り羽根を移動さ
せることにより絞り穴の開口径を変化させる絞り穴調節
手段と、車両のフロントガラスからの反射光を除去する
方向に調節され絞り羽根の一部に固着された偏光フィル
タと、レンズにより集光された光を受けて車両の前方を
撮像する撮像手段とを備え、絞り穴はその開口径が小さ
くなるほど偏光フィルタに覆われる面積の割合が大きく
なるようにしたものである。

【００１０】また、この発明に係る車載用カメラ装置
は、偏光フィルタを２枚有し、その一方が車両のフロン
トガラスからの反射光を除去する方向に調節されたもの
であると共に他方が一方と直交する方向に調節されたも
のとしたものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】

実施の形態１．図３は、本発明の車載用カメラ装置を車
両に装着した例を示している。図において１０は自動車
の天井、１１はこの天井の車両前方付近に取りつけられ
た前方監視用カメラ、１２はこのカメラ１１のレンズと
してのレンズ部、１３はこの自動車のフロントガラス、
１４はダッシュボード、１５はダッシュボード１４の上
面部、１６は太陽を示している。なお、図示していない
が、レンズ部１２から入射した光は、レンズ部１２によ
り集光されると共に後述の絞り装置によりその光量が規
定され、図示しない撮像手段であるＣＣＤから成る撮像
素子に入射する。ＣＣＤはこの光を受け処理を行い、車
両前方の映像を得る。

【００１２】図１は、本発明の車載用カメラ装置の絞り
装置の分解斜視図である。図において１及び２は黒色不
透明のプラスチック薄板より作られた絞り羽根で、それ
ぞれレンズ部１２からの光量を規定するための絞り穴を
形成するための切り欠き部１ａ及び２ａを有している。
３は偏光フィルタとしてのフィルム状偏光フィルタで、
切り欠き部１ａの一部を覆う状態で絞り羽根１に接着又
は超音波溶接などの方法で固着されている。ここで、偏
光フィルタは、周知の通り方向性があるので、フロント
ガラス１３からの有害反射光Ｌ2 を除去出来る方向に偏
光面を調節して絞り羽根１に固着されている。なお、フ
ロントガラス１３からの有害反射光Ｌ2を除去できる方
向は、カメラ１１の装着位置及びカメラ１１の撮像方向
が決まれば自ずから定まる。即ち、カメラ１１が固定さ
れれば有害反射光Ｌ2 とカメラ１１のレンズ部１２の光
軸との相対的な角度が固定されるので、この固定された
方向から入射する有害反射光Ｌ2 を除去する方向にフィ
ルム状偏光フィルタ３を調節して固着すればよい。４
は、これら絞り羽根１、２を駆動するためのサーボモー
タである。５はサーボモータ４の駆動力を絞り羽根１、
２に伝達するためのレバーであり、中央部がサーボモー
タ４の出力軸に固定され、又、両端部には穴１ｂ、２ｂ
と係合するピンを有している。このピンと穴１ｂ、２ｂ
とは係合部を構成している。６は、絞り羽根１、２を摺
動可能に保持するための筺体である。なお、穴１ｂ、２
ｂ、サーボモータ４及びレバー５は、絞り穴の開口径を
変化させる絞り穴調節手段を構成している。このように
構成された絞り装置はカメラ１１のレンズ部１２に組み
込まれており、図中Ｌはレンズの光軸を示している。

【００１３】図２は、絞り穴の開口径が変化する様子を
示す説明図である。サーボモータ４は、図示しないコン
トローラにより制御されている。コントローラはカメラ
で得られた映像の明るさに基づき、被写体が明るい場合
には絞り穴の開口径を小さく、又、逆に暗い場合には大
きくするようサーボモータ４の回転方向及び回転角を制
御する。この構成において、サーボモータ４が駆動され
ると絞り羽根１、２は、レンズの光軸Ｌと直交する面上
で互いに反対方向に移動する。これにより、２枚の絞り
羽根の重なり状態が変化し、それぞれに設けた切り欠き
部１ａ、２ａによって形成される菱形の絞り穴７の開口
径を変化させることができる。

【００１４】図２において、（ａ）は被写体が暗く絞り
穴７が開かれている状態、（ｃ）は被写体が明るく絞り
穴７が絞られている状態、（ｂ）は上記２例の中間的な
状態を示している。（ａ）は夜間の撮像、あるいはトン
ネル走行時における撮像等の状態で、フィルム状偏光フ
ィルタ３によって覆われる面積は絞り穴７の開口面積の
内の一部に過ぎない。よって、この状態ではフィルム状
偏光フィルタ３を介在させたことによる影響はほとんど
ない。即ち、一般に偏光フィルタの光の透過率は５０％
以下である。このため、（ａ）のように被写体が暗い状
態で、レンズからの光を偏光フィルタ３に入射させると
光量が著しく低下し、撮像が困難となってしまう。しか
しながら、本発明によれば（ａ）に示す如く、フィルム
状偏光フィルタ３は開口面積の一部しか覆わないので実
質上何の問題もない。また、（ａ）のように被写体が暗
い状態ではフロントガラス１３からの反射光も小さいの
で、フィルム状偏光フィルタ３をレンズと撮像素子との
間に介在させなくてもフロントガラス１３の映り込みと
いう問題は生じない。

【００１５】さて、フィルム状偏光フィルタ３によって
覆われる絞り穴７の開口面積の割合は図２に示す如く絞
り穴７の開口径が小さくなるほど大きくなり、（ｃ）に
示す絞り穴７が絞られている状態では、絞り穴７の開口
面積の全面がフィルム状偏光フィルタ３によって覆われ
ている。従って、被写体が明るくフロントガラス１３か
らの映り込みという問題が生じやすい（ｃ）の状態で
は、レンズを通過し撮像素子に到達する光はこのフィル
ム状偏光フィルタ３の作用で有害な反射光が取り除かれ
る。即ち、フロントガラス１３からの反射光が撮像素子
に到達しなくなるので、鮮明な映像を得ることが出来
る。

【００１６】（ｂ）は上記２例の中間的な絞り状態で一
部フィルム状偏光フィルタ３が作用することになるがこ
の絞り装置は前述の通りレンズ部１２に組込まれている
ため、映像の明るさが不均一になるなどの不都合は生じ
ない。

【００１７】なお、上述の実施の形態１では絞り羽根１
にフィルム状偏光フィルタ３を取りつけたものを示した
が、絞り羽根２にフィルム状偏光フィルタ３を設けても
よい。また、偏光フィルタはフィルム状に限らずどのよ
うな形態のものでも良い。また、上記実施の形態１では
２枚の絞り羽根が平行移動する形式のものについて説明
したが、絞り羽根を１枚追加して、この羽根に偏光フィ
ルタを取りつけてもよい。さらに、３枚以上の絞り羽根
が一円弧運動をして絞り穴の開口径を変化させるいわゆ
る“虹彩絞り”方式の絞り装置に於ても実施可能で、上
記実施の形態１と同じ効果を奏する。

【００１８】なお、本発明は上述したように反射光の入
射角度が固定される例えば車載用カメラ装置等に適用し
て初めて効果の上がるものであって、一般的なカメラ装
置全てに適用できるというものではない。即ち、上述し
たように偏光フィルタには方向性があり、除去したい反
射光の入射角度が変わるとこれに応じてレンズの光軸に
対する偏光フィルタの回転角を変化させてやらなければ
ならない。しかしながら、一般のカメラに偏光フィルタ
を取り付けたとしてもカメラに入射する反射光の角度は
千差万別であり、また、カメラも固定されていないか
ら、有害な反射光を全て取り除くという事は困難である
という事に注意しなければならない。

【００１９】次に、偏光フィルタを使用した場合の効果
はすでに説明した有害反射光の除去の他にハンチング防
止及び回折現象防止の効果も生じる。これは、一般的に
偏光フィルタの光の透過率が５０％以下であるという特
性によるものである。即ち、被写体が非常に明るい場
合、絞り穴の開口径は非常に小さくなるため、絞り羽根
のわずかな変位でも、その開口径の変化率が非常に大き
くなり、開口径を所望の値に制御することが困難とな
る。また、サーボモータ４のピンと絞り羽根の穴１ｂ、
２ｂの係合部ではバックラッシュが発生するが、開口径
が小さくなるほどバックラッシュによる開口径の誤差の
影響が無視できないものとなる。図示しないコントロー
ラではカメラ１１で得られる映像の明るさが所望の明る
さになるようフィードバック制御を行っているが、開口
径が小さくなるほど上述の要因による影響を受け易くな
る結果、ハンチング現象が生じ易くなる。また、絞り穴
の開口径が小さい場合は上述したように光の回折現象の
ため結像の劣化を生じる。

【００２０】しかしながら、本発明によれば絞り穴の開
口径が小さくなるとフィルム状偏光フィルタ３の影響が
大きくなり光の透過率が低くなるので、被写体が明るい
場合であっても絞り穴の開口径はそれほど小さくならな
い。従って、絞り羽根１、２がわずかに変位したり、あ
るいはサーボモータ４と絞り羽根１、２との間でバック
ラッシュが発生したりした程度ではカメラ１１で得られ
る映像の明るさがそれほど大きく変化しなくなる。よっ
て、ハンチング現象が生じるのを防止することができ
る。また、絞り穴の開口径がある程度以上であれば、絞
り穴の縁部を通り回折現象を生じる光の量に対し、絞り
穴の中央部を通り回折現象を生じない光の量の割合が大
きいのでカメラ１１で得られる映像の結像が劣化すると
言うことがない。また、上述したように絞り穴の開口径
が大きいときにはフィルム状偏光フィルタ３の影響が小
さいので、被写体が暗いときに光量が不足するという不
都合は生じない。

【００２１】実施の形態２．上記実施の形態１ではフィ
ルム状偏光フィルタを１枚だけ使用したが、複数枚使用
することもできる。具体的には、実施の形態１ではフィ
ルム状偏光フィルタ３をフロントガラス１３からの有害
反射光を除去する方向に調節して絞り羽根１に固着した
が、実施の形態２では更に、絞り羽根２の切り欠き部２
ａにもフィルム状偏光フィルタを絞り羽根１と同様に固
着するようにしている。ただ、ここで注意すべき点は、
絞り羽根２に固着したフィルム状偏光フィルタの取付は
絞り羽根１に取り付けたものと全く同一に取り付けるの
ではなく、フィルム状偏光フィルタの方向をレンズの光
軸に対して回転させ、絞り羽根１に取り付けたフィルム
状偏光フィルタの方向と直交する方向に調節して取り付
けたということである。偏光フィルタは、その方向が直
交するように２枚重ねたときに光の透過率が激減するこ
とが知られている。従って、偏光フィルタの偏光面が直
交するように重ねて配置することにより、ハンチング現
象、及び回折現象による影響をより抑制することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の車載用カメラ装置の絞り装置の分
解斜視図である。

【図２】 この発明の車載用カメラ装置の絞り装置の動
作説明図である。

【図３】 この発明の車載用カメラ装置を車両に装着し
た例を示す構成図である。

【図４】 従来の車載用カメラ装置を車両に装着した例
を示す構成図である。

【図５】 従来の有害反射光除去対策例を示す構成図で
ある。

【符号の説明】

１，２：絞り羽根、１ａ，２ａ：切り欠き部、１ｂ，２
ｂ：穴、３：フィルム状偏光フィルタ、４：サーボモー
タ、５：レバー、６：筐体、７：絞り穴、１０：天井、
１１：カメラ、１２：レンズ部、１３：フロントガラ
ス、１４：ダッシュボード、１５：ダッシュボードの上
面部、１６：太陽、１００：天井、１０１：カメラ、１
０２：レンズ部、１０３：フロントガラス、１０４：ダ
ッシュボード、１０５：ダッシュボードの上面部、１０
６：太陽

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車両の前方からの光を集光するレンズ
   と、このレンズからの光量を規定する絞り穴を形成する
   複数の不透明板より成る絞り羽根と、この絞り羽根を移
   動させることにより上記絞り穴の開口径を変化させる絞
   り穴調節手段と、車両のフロントガラスからの反射光を
   除去する方向に調節され上記絞り羽根の一部に固着され
   た偏光フィルタと、上記レンズにより集光された光を受
   けて車両の前方を撮像する撮像手段とを備え、上記絞り
   穴はその開口径が小さくなるほど上記偏光フィルタに覆
   われる面積の割合が大きくなることを特徴とする車載用
   カメラ装置。
2. 【請求項２】 偏光フィルタを２枚有し、その一方が車
   両のフロントガラスからの反射光を除去する方向に調節
   されたものであると共に他方が上記一方と直交する方向
   に調節されたものであることを特徴とする請求項１記載
   の車載用カメラ装置。