特許 5756818 車外設置用撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5756818

(24)【登録日】2015年6月5日

(45)【発行日】2015年7月29日

(54)【発明の名称】車外設置用撮像装置

(51)【国際特許分類】

   G03B 11/04 20060101AFI20150709BHJP

   G03B 15/00 20060101ALI20150709BHJP

   G03B 17/02 20060101ALI20150709BHJP

   H04N 5/225 20060101ALI20150709BHJP

【ＦＩ】

   G03B11/04 A

   G03B15/00 V

   G03B15/00 S

   G03B17/02

   H04N5/225 E

【請求項の数】6

【全頁数】16

(21)【出願番号】特願2013-2262(P2013-2262)

(22)【出願日】2013年1月10日

(65)【公開番号】特開2014-134649(P2014-134649A)

(43)【公開日】2014年7月24日

【審査請求日】2014年4月16日

(73)【特許権者】

【識別番号】000005348

【氏名又は名称】富士重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】特許業務法人青海特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉村 尚秀

【審査官】 井亀 諭

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−１７６２０７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−２４４４１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−０１４４９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００５−５１８５１９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｂ １１／０４

Ｇ０３Ｂ １５／００

Ｇ０３Ｂ １７／０２

Ｈ０４Ｎ ５／２２５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

受光素子と、
前記受光素子の前面に配置され、該受光素子に光を導く透過部材と、
前記透過部材の前面に間隙を維持した状態で該透過部材の前面の一部もしくは全部を被覆する被覆位置、および、該被覆位置よりも該透過部材の前面から退避した退避位置の間を可動する可動体と、
前記透過部材の前面における、水分を含む付着物の付着状態を判定する付着判定部と、
前記付着判定部によって前記付着物が付着していると判定されると、前記可動体を前記退避位置から前記被覆位置へと可動した後、該可動体を該被覆位置から該退避位置へと復帰させる可動制御部と、
前記透過部材の前面に洗浄液を吐出する洗浄手段と、
を備え、
前記可動体は、少なくとも前記被覆位置において前記透過部材に対向する部位の表面濡れ性が、該透過部材の前面の表面濡れ性よりも高く、前記被覆位置から前記退避位置への可動過程で、前記透過部材の表面に付着した水分を可動方向に退避させ、
前記付着判定部は、
付着物が付着していると判定した場合に、前記可動制御部が、前記可動体を前記退避位置から前記被覆位置へと可動した後、該可動体を該被覆位置から該退避位置へと復帰させると、付着物の付着状態を再判定し、
前記洗浄手段は、
前記再判定によって付着物が付着していると判定されると、前記洗浄液を吐出することを特徴とする車外設置用撮像装置。

【請求項2】

前記可動制御部は、前記洗浄液の吐出後、再度、前記可動体を前記退避位置から前記被覆位置へと可動した後、該可動体を該被覆位置から該退避位置へと復帰させることを特徴とする請求項１記載の車外設置用撮像装置。

【請求項3】

前記透過部材は、凸レンズであることを特徴とする請求項１または２記載の車外設置用撮像装置。

【請求項4】

前記付着判定部は、
前記付着物として水分と汚れとを識別可能に判定し、
前記付着判定部によって汚れが付着していると判定されると、前記洗浄手段は、前記洗浄液を吐出するとともに、前記可動制御部は、前記可動体を前記退避位置から前記被覆位置へと可動した後、該可動体を該被覆位置から該退避位置へと復帰させることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の車外設置用撮像装置。

【請求項5】

前記付着判定部は、
時系列に撮像された画像データに基づいて付着物の付着状態を判定するとともに、付着状態と判定された画像領域の輝度に基づいて、水分と汚れとを識別することを特徴とする請求項４記載の車外設置用撮像装置。

【請求項6】

前記可動制御部は、
前記洗浄手段によって洗浄液が吐出される場合、該洗浄液の吐出開始後に、前記可動体の前記退避位置から前記被覆位置への可動を開始し、該洗浄液の吐出終了後に、該可動体の該被覆位置から該退避位置への可動を開始することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の車外設置用撮像装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自車両外の環境を撮像する車外設置用撮像装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、自車両の前方や後方あるいは側方を撮像するための撮像装置が搭載され、撮像装置によって撮像された撮像画像をモニターに表示したり、撮像画像から車外環境を分析して走行制御したりする等、さまざまな運転支援を行う車両が広く普及している。

【0003】

こうした撮像装置が車外に設置される場合には、雨滴や汚れ等の付着物がレンズに付着してしまい、車外環境を正確に把握することができず、運転支援に支障が生じるおそれがある。そこで、例えば特許文献１に示されるように、レンズに洗浄液を吐出する洗浄装置を備え、付着物を除去して正確に車外環境を認識することができるようにした撮像装置が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００９−２２０７１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１に示される撮像装置によれば、付着物を除去するために吐出した洗浄液がレンズに付着して残ってしまい、撮像画像が劣化してしまうことがある。また、付着物を除去するたびに洗浄液を吐出することとなると、頻繁に洗浄液を補充しなければならず、メンテナンス作業が煩雑になり、また、洗浄液が不足した場合には、付着物を除去することができなくなってしまうおそれがある。

【0006】

一方で、レンズに付着した付着物を除去するためのワイパーを設けることも考えられるが、こうしたワイパーは一般的にゴム材料であることから、定期的に部品を交換しなければならず、やはりメンテナンス作業が煩雑になってしまう。また、広角レンズのように、曲面形状のレンズを採用した撮像装置においては、ワイパーを曲面に沿わせなければならず、付着物の除去が困難になってしまう。

【0007】

本発明は、このような課題に鑑み、付着物を確実に除去しながらも、メンテナンスの頻度を減少させることができる車外設置用撮像装置を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の課題を解決するために、本発明の車外設置用撮像装置は、受光素子と、受光素子の前面に配置され、受光素子に光を導く透過部材と、透過部材の前面に間隙を維持した状態で透過部材の前面の一部もしくは全部を被覆する被覆位置、および、被覆位置よりも透過部材の前面から退避した退避位置の間を可動する可動体と、透過部材の前面における、水分を含む付着物の付着状態を判定する付着判定部と、付着判定部によって付着物が付着していると判定されると、可動体を退避位置から被覆位置へと可動した後、可動体を被覆位置から退避位置へと復帰させる可動制御部と、透過部材の前面に洗浄液を吐出する洗浄手段と、を備え、可動体は、少なくとも被覆位置において透過部材に対向する部位の表面濡れ性が、透過部材の前面の表面濡れ性よりも高く、被覆位置から退避位置への可動過程で、透過部材の表面に付着した水分を可動方向に退避させ、付着判定部は、付着物が付着していると判定した場合に、可動制御部が、可動体を退避位置から被覆位置へと可動した後、可動体を被覆位置から退避位置へと復帰させると、付着物の付着状態を再判定し、洗浄手段は、再判定によって付着物が付着していると判定されると、洗浄液を吐出することを特徴とする。
また、可動制御部は、洗浄液の吐出後、再度、可動体を退避位置から被覆位置へと可動した後、可動体を被覆位置から退避位置へと復帰させてもよい。

【0009】

また、透過部材は、凸レンズであってもよい。

【0012】

また、付着判定部は、付着物として水分と汚れとを識別可能に判定し、付着判定部によって汚れが付着していると判定されると、洗浄手段は、洗浄液を吐出するとともに、可動制御部は、可動体を退避位置から被覆位置へと可動した後、可動体を被覆位置から退避位置へと復帰させるとよい。

【0013】

また、付着判定部は、時系列に撮像された画像データに基づいて付着物の付着状態を判定するとともに、付着状態と判定された画像領域の輝度に基づいて、水分と汚れとを識別するとよい。

【0014】

また、可動制御部は、洗浄手段によって洗浄液が吐出される場合、洗浄液の吐出開始後に、可動体の退避位置から被覆位置への可動を開始し、洗浄液の吐出終了後に、可動体の被覆位置から退避位置への可動を開始するとよい。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、付着物を確実に除去しながらも、メンテナンスの頻度を減少させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本実施形態の撮像装置の斜視図である。

【図2】図１に示す状態からさらに一部の部品を取り外した状態を示す図である。

【図3】可動体が被覆位置から退避位置へ可動する際の動力伝達を説明する図である。

【図4】可動体が退避位置から被覆位置へ可動する際の動力伝達を説明する図である。

【図5】透過部材の表面に付着した水分の除去方法を説明する図である。

【図6】撮像装置の適用例を説明する機能ブロック図である。

【図7】画像データ生成処理を説明するフローチャートである。

【図8】付着物除去処理を説明するフローチャートである。

【図9】水分が付着した場合の撮像画像について説明する図である。

【図10】汚れが付着した場合の撮像画像について説明する図である。

【図11】洗浄モータおよび可動体モータの制御タイミングを説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0018】

（撮像装置１）
図１および図２は、本実施形態の撮像装置１の斜視図である。撮像装置１は、後述する受光素子をはじめとする、画像を撮像するための光学部品等、各種の部品が収容された筐体３を備えている。この筐体３は、ベース部材と、このベース部材に固定されて各種の部品を収容するカバー部材とで構成される。なお、図１は、筐体３から一部のカバー部材を取り外した状態を示しており、図２は、図１に示す状態からさらに一部の部品を取り外した状態を示している。また、以下では、図１および図２に示すｘ方向を、撮像装置１の幅方向とし、ｙ方向を撮像装置１の高さ方向とし、ｚ方向を撮像装置１の前後方向として説明する。

【0019】

筐体３には、広角（広画角）レンズである凸レンズで構成される透過部材５が固定されている。この透過部材５は、筐体３内に収容された受光素子の前面に配置されており、透過部材５を介して受光素子に光が導かれるように構成されている。なお、ここでは、透過部材５が凸レンズで構成される場合について説明するが、受光素子に光を導くことができれば、透過部材５の形状は例えば平面でもよく、その形状は特に限定されるものではない。

【0020】

また、筐体３には、可動体７が撮像装置１の高さ方向にスライド自在に設けられている。本実施形態では、相対的に上方に位置する可動体７を７ａとし、相対的に下方に位置する可動体７を７ｂとして説明するが、これら可動体７の数や可動方向は特に限定されるものではない。

【0021】

可動体７ａ、７ｂは、透過部材５の前面に間隙を維持して配置されており、透過部材５の前面を被覆する被覆位置、および、被覆位置よりも透過部材５の前面から退避した退避位置の間を可動する。より詳細には、可動体７ａ、７ｂが互いに近接する方向に可動して被覆位置に達すると、透過部材５の前面全てが可動体７ａ、７ｂによって被覆された状態となり、受光素子への光の導通（透過）が遮断される。一方、可動体７ａ、７ｂが互いに離間する方向に可動して退避位置に達すると、透過部材５の前面が外部に露出して、受光素子への光の導通（透過）が可能となる。

【0022】

筐体３内には、可動体７ａ、７ｂを可動するための可動体モータＭが収容されており、この可動体モータＭの動力が、伝達機構９を介して可動体７ａ、７ｂに伝達される。具体的には、伝達機構９は、図１に示すピニオン１１、伝達ギヤ１３を備えている。筐体３には、仕切板３ａが固定されており、この仕切板３ａを境にして撮像装置１の幅方向外方にピニオン１１、伝達ギヤ１３が位置している。可動体モータＭのモータ軸Ｍ１は、仕切板３ａを貫通して撮像装置１の幅方向外方まで突出し、この突出先端部にピニオン１１が固定されている。また、伝達ギヤ１３は、仕切板３ａを貫通しつつ筐体３に回転自在に軸支された回転軸１３ａに固定されており、ピニオン１１に噛合している。したがって、可動体モータＭが駆動すると、可動体モータＭの回転動力によってピニオン１１および伝達ギヤ１３が一体回転することとなる。

【0023】

また、伝達機構９は、図２に示すように、仕切板３ａを境にして撮像装置１の幅方向内方に位置する駆動ギヤ１５、上開閉ギヤ１７、下開閉ギヤ１９、ラック２１、連結ギヤ２３をさらに備えている。駆動ギヤ１５、上開閉ギヤ１７、下開閉ギヤ１９は、それぞれ、筐体３と仕切板３ａとの間に回転自在に架け渡される回転軸１５ａ、１７ａ、１９ａに固定されている。

【0024】

なお、図２に示すように、上開閉ギヤ１７は、歯数を異にして同軸上に配される大径ギヤ部と小径ギヤ部とを備えているが、駆動ギヤ１５および下開閉ギヤ１９も、上開閉ギヤ１７と同様に、大径ギヤ部と小径ギヤ部とを備えている。ただし、駆動ギヤ１５および下開閉ギヤ１９は、その小径ギヤ部が、大径ギヤ部よりも撮像装置１の幅方向内方に位置しており、図２においては不図示となっている。駆動ギヤ１５は、その大径ギヤ部が連結ギヤ２３に噛合しており、小径ギヤ部が下開閉ギヤ１９の大径ギヤ部に噛合し、下開閉ギヤ１９の大径ギヤ部は、上開閉ギヤ１７の大径ギヤ部に噛合している。

【0025】

そして、図２では不図示であるが、仕切板３ａを境にして撮像装置１の幅方向内方には、上記の伝達ギヤ１３の回転軸１３ａに固定され、駆動ギヤ１５の大径ギヤ部に噛合するギヤを備えている。したがって、伝達ギヤ１３が回転すると、回転軸１３ａに固定された不図示のギヤが回転軸１３ａと一体回転し、このギヤに噛合する駆動ギヤ１５が回転する。これにより、駆動ギヤ１５の大径ギヤ部に噛合する連結ギヤ２３が回転するとともに、駆動ギヤ１５の小径ギヤ部に噛合する下開閉ギヤ１９が回転し、この下開閉ギヤ１９に噛合する上開閉ギヤ１７も、下開閉ギヤ１９と一体回転することとなる。

【0026】

また、可動体７ａには、撮像装置１の幅方向両端部から、撮像装置１の高さ方向（下方）に屈曲するガイド片７ａ_１が設けられ、可動体７ｂには、撮像装置１の幅方向両端部から、撮像装置１の高さ方向（上方）に屈曲するガイド片７ｂ_１が設けられている。これらガイド片７ａ_１、７ｂ_１には、撮像装置１の高さ方向に延在する長孔形状のガイド孔７ａ_２、７ｂ_２がそれぞれ形成されており、これらガイド孔７ａ_２、７ｂ_２に、ガイドピン２５が挿通されている。これにより、可動体７ａ、７ｂは、ガイドピン２５にガイドされて、撮像装置１の高さ方向に可動することとなる。

【0027】

そして、ガイド片７ａ_１、７ｂ_１には、伝達機構９を構成するラック２１がそれぞれ形成されており、このラック２１に、上開閉ギヤ１７および下開閉ギヤ１９の小径ギヤ部が噛合する。より詳細には、可動体７ａのガイド片７ａ_１に形成されたラック２１には、上開閉ギヤ１７の小径ギヤ部が噛合しており、可動体７ｂのガイド片７ｂ_１に形成されたラック２１には、下開閉ギヤ１９の小径ギヤ部が噛合している。したがって、可動体７ａ、７ｂは、上開閉ギヤ１７および下開閉ギヤ１９の回転に伴って、上記の被覆位置および退避位置の間を可動することとなる。

【0028】

図３は、可動体７が被覆位置から退避位置へ可動する際の動力伝達を説明する図であり、図４は、可動体７が退避位置から被覆位置へ可動する際の動力伝達を説明する図である。例えば、可動体７ａ、７ｂを被覆位置から退避位置へと可動する場合には、ピニオン１１が、図３（ａ）の矢印ａ１方向に回転するように可動体モータＭを駆動する。すると、伝達ギヤ１３がピニオン１１と一体となって矢印ｂ１方向に回転するとともに、この伝達ギヤ１３の回転に伴って、回転軸１３ａも矢印ｂ１方向に回転する。回転軸１３ａが矢印ｂ１方向に回転すると、この回転軸１３ａに固定され、駆動ギヤ１５の大径ギヤ部に噛合するギヤも矢印ｂ１方向に回転し、これによって、図３（ｂ）に示すように、駆動ギヤ１５が矢印ｃ１方向に回転する。駆動ギヤ１５が矢印ｃ１方向に回転すると、駆動ギヤ１５の小径ギヤ部に噛合する下開閉ギヤ１９が矢印ｄ１方向に回転するとともに、この下開閉ギヤ１９に噛合する上開閉ギヤ１７が、矢印ｅ１方向に回転する。

【0029】

したがって、上開閉ギヤ１７の回転動力がラック２１を介して可動体７ａに伝達されるとともに、下開閉ギヤ１９の回転動力がラック２１を介して可動体７ｂに伝達され、可動体７ａが矢印ｆ１方向に、可動体７ｂが矢印ｇ１方向に可動する。これにより、可動体７が、被覆位置から退避位置まで可動することとなる。

【0030】

一方、可動体７ａ、７ｂを退避位置から被覆位置へと可動する場合には、ピニオン１１が、図４（ａ）の矢印ａ２方向に回転するように可動体モータＭを駆動する。すると、伝達ギヤ１３がピニオン１１と一体となって矢印ｂ２方向に回転するとともに、この伝達ギヤ１３の回転に伴って、回転軸１３ａも矢印ｂ２方向に回転する。回転軸１３ａが矢印ｂ２方向に回転すると、この回転軸１３ａに固定され、駆動ギヤ１５の大径ギヤ部に噛合するギヤも矢印ｂ２方向に回転し、これによって、図４（ｂ）に示すように、駆動ギヤ１５が矢印ｃ２方向に回転する。駆動ギヤ１５が矢印ｃ２方向に回転すると、駆動ギヤ１５の小径ギヤ部に噛合する下開閉ギヤ１９が矢印ｄ２方向に回転するとともに、この下開閉ギヤ１９に噛合する上開閉ギヤ１７が、矢印ｅ２方向に回転する。

【0031】

したがって、上開閉ギヤ１７の回転動力がラック２１を介して可動体７ａに伝達されるとともに、下開閉ギヤ１９の回転動力がラック２１を介して可動体７ｂに伝達され、可動体７ａが矢印ｆ２方向に、可動体７ｂが矢印ｇ２方向に可動する。これにより、可動体７が、退避位置から被覆位置まで可動することとなる。

【0032】

なお、ここでは、撮像装置１の幅方向の一端側に設けられた伝達機構９について説明したが、撮像装置１の幅方向の他端側にも上記と同様に伝達機構９が設けられており、双方の伝達機構９が、連結ギヤ２３に固定された回転伝達軸を介して連結されている。したがって、可動体モータＭの動力は、２つの伝達機構９を介して可動体７に伝達されることとなる。

【0033】

上記の構成からなる撮像装置１は、主に自動車等の車両外部に設置され、自車両の前方や後方あるいは側方を撮像するものとして利用される。この撮像装置１によって撮像された撮像画像は、車両内に設けられたモニターに表示したり、撮像画像から車外環境を分析して走行制御したりする等、さまざまな方法で運転支援に活用される。このように、撮像装置１が車外に設置される場合には、雨滴をはじめとする水分が透過部材５に付着してしまい、車外環境を正確に把握することができず、運転支援に支障が生じるおそれがある。

【0034】

そこで、本実施形態では、可動体７、より詳細には、可動体７のうち、被覆位置において透過部材５に対向する部位の表面濡れ性を、透過部材５の表面（前面）の表面濡れ性よりも高くし、被覆位置から退避位置への可動体７の可動過程で、透過部材５の表面に付着した水分を可動方向に退避させる。以下に、透過部材５の表面に付着した水分の除去方法について説明する。

【0035】

図５は、透過部材５の表面に付着した水分の除去方法を説明する図である。車両の走行時等、通常時においては、可動体７ａ、７ｂが、図５（ａ）に示すように退避位置に保持されており、撮像装置１による車外環境の撮像が可能となっている。そして、図５（ａ）に示すように、透過部材５の表面に水分Ｗが付着したとする。この水分Ｗを除去する場合には、可動体７を、図５（ａ）に示す退避位置から、図５（ｂ）に示す被覆位置まで可動する。このとき、可動体７のうち、透過部材５の前面に対向する部分は、透過部材５とほぼ等しい曲率を有する湾曲形状に形成されており、被覆位置においては、透過部材５の前面と可動体７ａ、７ｂの背面との間に、０．３ｍｍ程度の間隙が維持される。

【0036】

このように、可動体７ａ、７ｂを退避位置から被覆位置へと可動した後、可動体７ａ、７ｂを被覆位置から退避位置へと復帰させる。すると、可動体７ａ、７ｂは、透過部材５の前面よりも表面濡れ性が高いため、透過部材５の表面に付着した水分Ｗは、図５（ｃ）に示すように、被覆位置から退避位置への可動過程で、可動体７ａ、７ｂによって可動方向に引き寄せられる。このようにして、透過部材５の表面に付着した水分Ｗを、透過部材５の前面から退避させることが可能となる。なお、図５（ｃ）に示すように、可動体７ａによって上方に引き寄せられた水分Ｗは、重力によって透過部材５の表面を流れ落ちるため、一度退避した水分Ｗが透過部材５の表面に再度付着することはない。

【0037】

上記のように、撮像装置１によれば、透過部材５の表面に付着した水分を適切に除去することが可能である。ただし、例えば、透過部材５の表面に付着した水分が、可動体７と透過部材５との間隙（０．３ｍｍ）よりも小さい場合や、泥や砂等の固形状の付着物が付着した場合には、これらの付着物を全て除去するのは難しい。そこで、以下では、上記のさまざまな付着物を適切に除去することが可能となる撮像装置１の適用例について説明する。

【0038】

図６は、撮像装置１の適用例を説明する機能ブロック図である。ここでは、図６に示すように、筐体３の上部に設けられたノズル３１と、不図示の洗浄タンクに貯留された洗浄液を吸引してノズル３１から透過部材５の前面に吐出する洗浄モータＷＭと、をさらに備えている。この洗浄モータＷＭおよび上記の可動体モータＭを制御するのが中央制御部５１である。中央制御部５１は、画像データ生成部５３、画像データ保持部５５、付着判定部５７、可動制御部５９、洗浄制御部６１を備えている。

【0039】

画像データ生成部５３は、筐体３内に設けられた受光素子３３への入射光に基づいて画像データを生成し、画像データ保持部５５は、画像データ生成部５３によって生成された画像データを保持する。付着判定部５７は、画像データ保持部５５によって保持された画像データから、透過部材５への付着物の有無を判定し、可動制御部５９および洗浄制御部６１は、それぞれ付着判定部５７の判定結果に基づいて、可動体モータＭおよび洗浄モータＷＭを制御する。以下に、付着物の除去にかかる中央制御部５１の主な処理について、図７および図８を用いて説明する。

【0040】

図７は、中央制御部５１による画像データ生成処理を説明するフローチャートである。この処理は、透過部材５に付着物が付着しているか否かを判定する際に用いる画像データを取得するためのものであり、例えば数ｍ秒〜数秒の間隔で、一定の期間に亘って繰り返し行われる。

【0041】

（ステップＳ１０１）
まず、画像データ生成部５３は、受光素子３３への入射光に基づき、画像データを生成、取得する。

【0042】

（ステップＳ１０３）
次に、画像データ保持部５５は、画像データ生成部５３によって生成された画像データを時系列に記憶し、当該画像データ生成処理を終了する。

【0043】

なお、例えば、撮像装置１によって撮像された撮像画像によって、車両の走行制御を行っている場合には、走行制御処理において撮像画像が常に取得されている。したがって、この場合には、走行制御処理において取得された撮像画像を用いればよく、透過部材５に付着物が付着しているか否かを判定するための専用の画像データ生成処理を行う必要はない。

【0044】

図８は、中央制御部５１による付着物除去処理を説明するフローチャートである。この処理は、例えば数秒〜数分の間隔で定期的に行ってもよいし、予め設定された信号が入力された場合に行ってもよく、当該付着物除去処理の開始契機は適宜設計可能である。

【0045】

（ステップＳ２０１）
まず、付着判定部５７は、透過部材５から付着物の除去が可能な状態であるか、すなわち、透過部材５から付着物を除去しても支障が生じない状態であるかを判定する。その結果、付着物の除去が可能な状態であると判定した場合にはステップＳ２０３に処理を移し、付着物の除去が不可能な状態であると判定した場合には当該付着物除去処理を終了する。

【0046】

（ステップＳ２０３）
付着判定部５７は、透過部材５に付着物が付着しているか否かを判定する付着物判定処理を行う。この付着物判定処理について、図９および図１０を用いて説明する。

【0047】

図９は、水分が付着した場合の撮像画像について説明する図であり、図１０は、汚れが付着した場合の撮像画像について説明する図である。付着物判定処理においては、上述の画像データ生成処理において時系列で記憶された画像データを解析し、画像データの変移から車両が走行状態であるかを判定する。図９および図１０では、車両の走行時に撮像された撮像画像を、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）の順に時系列で示している。これらの図からも明らかなように、車両の走行時には、外部環境に特有の変移が見られることから、時系列に記憶された画像データを解析することで、車両が走行状態であるか否かを判定することができる。

【0048】

一方で、図９（ａ）に示すように、雨滴等の水分が付着した水分付着部Ｘや、図１０（ａ）に示すように、砂や泥等の汚れが付着した汚れ付着部Ｙが存在する場合、これら水分付着部Ｘおよび汚れ付着部Ｙにおいては、時系列で記憶された画像データを比較しても、画像データ上に変移が見られない。したがって、付着部判定処理においては、時系列に記憶された画像データを解析し、車両の走行時であるにも拘わらず、一定の期間に亘って画像データに変移が見られない画像領域があった場合に、水分または汚れが付着していると判定する。

【0049】

また、図９および図１０を比較しても理解できるように、水分付着部Ｘは汚れ付着部Ｙよりも輝度が高い。つまり、水分付着部Ｘおよび汚れ付着部Ｙは、いずれも画像データに変移が見られないという点で共通するが、両者は輝度が異なることから、付着物の付着状態と判定された画像領域の輝度を判定することによって、水分付着部Ｘおよび汚れ付着部Ｙのいずれが存在するかを識別することが可能である。このように、付着物判定処理においては、時系列の画像データの変移から付着物が付着しているか否かを判定し、付着物が付着していると判定した場合には、該当部位における輝度から、それが水分であるのか汚れであるのかを識別することとなる。

【0050】

（ステップＳ２０５）
図８に戻り、付着判定部５７は、上記の付着物判定処理の結果、透過部材５に付着部（水分付着部Ｘまたは汚れ付着部Ｙ）が存在するか否かを判定する。その結果、付着部が存在すると判定した場合にはステップＳ２０７に処理を移し、付着部は存在しないと判定した場合には当該付着物除去処理を終了する。

【0051】

（ステップＳ２０７）
付着判定部５７は、付着部の輝度が予め設定された閾値以上であるか、すなわち、付着物が水分であるかを判定する。その結果、付着物が水分であると判定した場合にはステップＳ２０９に処理を移し、付着物は水分ではない（汚れである）と判定した場合にはステップＳ２１５に処理を移す。

【0052】

（ステップＳ２０９）
可動制御部５９は、可動体モータＭを駆動し、可動体７を退避位置から被覆位置へと可動した後、可動体７を被覆位置から退避位置へと復帰させる。このように、可動体７が被覆位置から退避位置へと可動する過程で、上述のように、透過部材５の表面に付着した水分が透過部材５の表面から退避する。

【0053】

（ステップＳ２１１）
上記ステップＳ２０９において可動体７が退避位置に復帰すると、付着判定部５７は、上記ステップＳ２０３と同様に、付着物判定処理を再度行う。

【0054】

（ステップＳ２１３）
付着判定部５７は、ステップＳ２１１における付着物再判定処理の結果、透過部材５に付着部（水分付着部Ｘまたは汚れ付着部Ｙ）が存在するか否かを判定する。その結果、付着部が存在すると判定した場合にはステップＳ２１５に処理を移し、付着部は存在しないと判定した場合には当該付着物除去処理を終了する。

【0055】

（ステップＳ２１５）
洗浄制御部６１は、洗浄モータＷＭを駆動し、透過部材５に洗浄剤を吐出するとともに、可動制御部５９は、可動体モータＭを駆動し、可動体７を退避位置から被覆位置へと可動した後、可動体７を被覆位置から退避位置へと復帰させる。ここで、洗浄モータＷＭおよび可動体モータＭは、次のようにして制御される。

【0056】

図１１は、洗浄モータＷＭおよび可動体モータＭの制御タイミングを説明する図である。ステップＳ２１５では、図１１に示すとおり、洗浄液の吐出開始後に、可動体７の退避位置から被覆位置への可動を開始し、洗浄液の吐出終了後に、可動体７の被覆位置から退避位置への可動を開始する。このように、洗浄液を吐出する場合、洗浄液の吐出開始後に、可動体７の退避位置から被覆位置への可動を開始することで、透過部材５と可動体７との間に汚れが噛みこんでしまい、可動体７に汚れが付着してしまったり、透過部材５を損傷させてしまったりするおそれを低減することができる。また、洗浄液の吐出終了後に、可動体７の被覆位置から退避位置への可動を開始することで、洗浄液が透過部材５に付着して残ってしまうことなく、透過部材５から確実に洗浄液を除去することができる。

【0057】

上記の付着物除去処理によれば、付着判定部５７が、透過部材５への付着物の付着状態を撮像された画像に基づいて判定し、また、撮像された画像の輝度に基づいて、水分と汚れとを識別する。そして、水分が付着していると判定した場合（ステップＳ２０７のＹＥＳ）には、可動体７を退避位置から被覆位置へと可動した後、当該被覆位置から退避位置へと可動体７を復帰させる（ステップＳ２０９）。可動体７は透過部材５よりも表面濡れ性が高いため、この可動体７の可動により、透過部材５の表面から水分を除去することができる。

【0058】

このように、可動体７を可動するだけで透過部材５の表面に付着した水分を除去することができるので、洗浄液の消費を低減することができ、洗浄液の補充にかかるメンテナンスの頻度を低減することができる。また、可動体７の可動によって水分を除去することができれば、洗浄液を用いないため、洗浄液がレンズに付着して残ってしまい、撮像画像が劣化してしまうこともない。

【0059】

そして、可動体７の可動後、付着判定部５７が、付着物の付着状態を再判定する（ステップＳ２１１）とともに、再判定によって、付着物が付着していると判定されると（ステップＳ２１３のＹＥＳ）、洗浄制御部６１は、洗浄液を吐出するとともに、可動制御部５９は、再度、可動体７を退避位置から被覆位置へと可動した後、可動体７を被覆位置から退避位置へと復帰させる（ステップＳ２１５）。したがって、透過部材５に付着した水分が、透過部材５と可動体７との間隙よりも小さく、可動体７の可動によって除去することができない場合には、洗浄剤によって水分が除去されることとなり、洗浄剤の消費を低減しつつ、透過部材５に付着した水分を確実に除去することができる。

【0060】

なお、上記実施形態における撮像装置１の各部品の形状、構造、材質、寸法等は一例に過ぎず、適宜設計可能であることは言うまでもない。透過部材５および可動体７の材質としては、例えば、透過部材５をガラス製とし、可動体７をＡＢＳ樹脂で構成することが考えられるが、可動体７の表面濡れ性が、透過部材５の表面濡れ性よりも高く、被覆位置から退避位置への可動過程で、透過部材５の表面に付着した水分を可動方向に退避させることができる関係性を維持していれば、両部材の材質はこれに限定されるものではない。

【0061】

なお、ここでは、透過部材５と可動体７との表面濡れ性の関係から、透過部材５に付着した水分を除去することとしたが、例えば、可動体７のうち、透過部材５に対向する部位を毛細管構造とし、毛細管現象によって、透過部材５の表面に付着した水分を、可動体７の可動方向に除去することも可能である。この場合であっても、上記の付着物除去処理によって、透過部材５に付着した付着物を適切に除去することができる。

【0062】

また、上記実施形態では、可動体７全体を、透過部材５よりも表面濡れ性の高い部材で構成する場合について説明したが、少なくとも被覆位置において透過部材５に対向する部位の表面濡れ性が、透過部材５の前面の表面濡れ性よりも高ければよい。

【0063】

また、上記実施形態で説明した付着物の付着状態の判定方法は一例に過ぎない。いずれにしても、透過部材５の前面における、水分を含む付着物の付着状態を判定することができれば、その具体的な処理方法は特に限定されるものではない。また、上記実施形態では、水分と汚れとを識別可能に判定することとしたが、必ずしも水分と汚れとを識別しなくともよい。

【0064】

なお、本明細書の各制御処理は、必ずしもフローチャートとして記載された順序に沿って時系列に処理する必要はなく、並列的あるいはサブルーチンによる処理を含んでもよい。

【産業上の利用可能性】

【0065】

本発明は、自車両外の環境を撮像する車外設置用撮像装置に利用することができる。

【符号の説明】

【0066】

１ …撮像装置
５ …透過部材
７、７ａ、７ｂ …可動体
３３ …受光素子
５１ …中央制御部
５７ …付着判定部
５９ …可動制御部
６１ …洗浄制御部（洗浄手段）
ＷＭ …洗浄モータ（洗浄手段）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図11】

【図9】

【図10】