(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】
(24)【登録日】2024-08-05
(45)【発行日】2024-08-14
(54)【発明の名称】撮像装置
(51)【国際特許分類】
H04N 23/58 20230101AFI20240806BHJP
H04N 23/45 20230101ALI20240806BHJP
G03B 15/00 20210101ALI20240806BHJP
G03B 17/56 20210101ALI20240806BHJP
B60R 11/02 20060101ALI20240806BHJP
【FI】
H04N23/58
H04N23/45
G03B15/00 V
G03B15/00 P
G03B17/56 A
B60R11/02 C
(21)【出願番号】P 2020108014
(22)【出願日】2020-06-23
【審査請求日】2023-03-31
(73)【特許権者】
【識別番号】308036402
【氏名又は名称】株式会社JVCケンウッド
(74)【代理人】
【識別番号】100105924
【氏名又は名称】森下 賢樹
(72)【発明者】
【氏名】菊地 真行
【審査官】藏田 敦之
(56)【参考文献】
【文献】特開2012-177951(JP,A)
【文献】特開2018-196066(JP,A)
【文献】特開2013-225179(JP,A)
【文献】特開2006-193057(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
H04N 23/58
H04N 23/45
G03B 15/00
G03B 17/56
B60R 11/02
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板と、
前記基板の第1面
に実装される第1撮像素子と、前記第1撮像素子に対して固定される第1レンズユニットとを備える第1カメラと、
前記基板の前記第1面
とは反対側の第2面
に実装される第2撮像素子と、前記第2撮像素子に対して固定される第2レンズユニットとを備え、前記第1カメラの画角よりも広い画角を備える第2カメラと、
前記基板の姿勢
を変化させることにより、前記第1カメラの撮像軸および前記第2カメラの撮像軸を同時に調整可能とする姿勢調整部と、を備え、
前記第2カメラは、前記第2カメラの撮像軸が前記第1カメラの撮像軸に対して前記基板の前記第1面に沿う方向にずれるように配置され、
前記第2カメラの撮像軸は、前記第1カメラの撮像軸と平行であって、前記第1カメラの撮像軸とは反対方向を向いていることを特徴とする撮像装置。
【請求項2】
前記第1カメラが車両の進行方向を撮影するように前記姿勢が調整された場合、前記第2カメラは、前記車両の車室内の乗員を撮影する向きとなり、前記第2カメラの画角は、前記乗員が撮影範囲に含まれるように、前記第1カメラの画角よりも垂直方向に広いことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、撮像装置に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、車両の周囲の画像を撮像して記録するドライブレコーダが広く普及している。ドライブレコーダは、例えば、車両のフロントガラス等に取り付けられる。また、車外用カメラとは別に車内用カメラを備え、それぞれのカメラの撮像方向を別個に調整可能とする構成が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
複数のカメラの撮像方向を別個に調整可能な構成の場合、カメラごとに撮像方向を調整しなければならず、調整に手間がかかる。
【0005】
本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、複数のカメラを備える撮像装置の撮像方向の調整を簡略化する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明のある態様の撮像装置は、基板と、基板の第1面側に固定される第1カメラと、基板の第1面と異なる第2面側に固定され、第1カメラの画角よりも広い画角を備える第2カメラと、基板の姿勢を可変にする姿勢調整部と、を備える。
【0007】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや本発明の構成要素や表現を、方法、装置、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、複数のカメラを備える撮像装置の撮像方向の調整を簡略化できる。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【
図1】実施の形態に係る撮像装置を示す外観斜視図である。
【
図2】実施の形態に係る撮像装置を示す外観斜視図である。
【
図3】姿勢調整部の構成を模式的に示す側断面図である。
【
図4】第1カメラおよび第2カメラが固定される基板を示す斜視図である。
【
図5】第1カメラおよび第2カメラの撮像軸を模式的に示す側面図である。
【
図6】撮像装置の使用態様を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。かかる実施の形態に示す具体的な数値等は、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、図面において、本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【0011】
図1および
図2は、実施の形態に係る撮像装置10を示す外観斜視図である。
図1は、支持具18を取り付けた状態を示し、
図2は、支持具18を取り外した状態を示す。撮像装置10は、例えば、車両に搭載してドライブレコーダとして使用できる。撮像装置10は、車両のウィンドシールドなどの被取付部材に対し、支持具18を介して取り付けられる。
【0012】
撮像装置10は、第1カメラ12と、第2カメラ14と、筐体16と、支持具18とを備える。第1カメラ12は、撮像装置10の一面側に設けられる。一方、第2カメラ14は、第1カメラ12の反対側に配置される。第2カメラ14は、第2カメラ14の光軸が第1カメラ12の光軸に対して所定方向にずれるように配置される。
【0013】
図面において、第1カメラ12の撮像方向を+z方向としている。また、z方向に直交する方向のうち、第1カメラ12から第2カメラ14に向かう方向を+x方向とし、x方向に直交する方向をy方向としている。
【0014】
第1カメラ12は、車両の周囲(例えば前方)を撮像するための車外用カメラである。第1カメラ12は、例えばフロントウィンドウ越しに車両の前方を撮像する。第1カメラ12は、サイドウィンドウ越しに車両の側方を撮像してもよいし、バックウィンドウ越しに車両の後方を撮像してもよい。第1カメラ12は、例えば、水平方向(x方向)の画角が相対的に大きく、垂直方向(y方向)の画角が相対的に小さくなるよう構成される。第1カメラ12の水平方向の画角は、100度~150度程度であり、例えば108度~132度程度である。一方、第1カメラ12の垂直方向の画角は、40度~90度程度であり、例えば、50度~80度程度である。
【0015】
第2カメラ14は、第1カメラ12とは反対側を撮像するよう構成される車内用カメラである。第2カメラ14は、車両側方から車室内を撮像してもよいし、車両後方から車室内を撮像してもよい。第2カメラ14は、第1カメラ12に比べて少なくとも垂直方向の画角が大きくなるよう構成され、例えば水平方向および垂直方向の双方の画角が第1カメラ12よりも大きくなるよう構成される。第2カメラ14は、例えば、円周魚眼レンズや対角線魚眼レンズといった超広角レンズを備える。第2カメラ14の水平方向および垂直方向の画角は、120度~185度程度であり、例えば、150度~180度程度である。
【0016】
図1に示されるように、第1カメラ12は、撮像装置10を前方から見たときに左側に配置され、第2カメラ14は、撮像装置10を前方から見たときに右側に配置されている。なお、第1カメラ12および第2カメラ14の左右の配置は逆でもよく、撮像装置10を前方から見たときに、第1カメラ12が右側、第2カメラ14が左側となるように配置されてもよい。
【0017】
筐体16は、第1カメラ12および第2カメラ14が固定される基板40(
図3~
図5で後述)を収容する。筐体16は、第1カメラ12および第2カメラ14が撮像する画像を処理するCPUやGPUなどのプロセッサ、画像を一時的に記録する揮発性または不揮発性のメモリ、加速度センサや位置情報センサ(例えば、GNSS;Global Navigation Satellite System)などの各種センサ、外部機器と通信するための通信部品、電源回路などの様々な電子部品(不図示)を収容する。これらの電子部品は、第1カメラ12や第2カメラ14と同じ基板40に実装されてもよいし、別の基板に実装されてもよい。
【0018】
筐体16は、第1カメラ筐体20と、第2カメラ筐体22と、接続筐体24とを含むように構成されてもよい。第1カメラ筐体20、第2カメラ筐体22および接続筐体24のそれぞれは、例えば円筒状または樽状に形成され、それぞれの中心軸がx方向となるよう構成されている。第1カメラ筐体20、第2カメラ筐体22および接続筐体24は、それぞれの中心軸が同心となるよう構成されてもよい。第1カメラ筐体20、第2カメラ筐体22および接続筐体24は、互いに対して位置および向きが変わらないように固定されている。
【0019】
第1カメラ筐体20は、第1カメラ12を収容する。第1カメラ筐体20には、撮像装置10を外部接続する配線ケーブル34のためのコネクタ32が設けられる。コネクタ32は、第1カメラ12の反対側に設けられる。なお、コネクタ32は、第1カメラ筐体20ではなく、第2カメラ筐体22に設けられてもよい。また、撮像装置10が外部接続を必要としない場合、コネクタ32が設けられなくてもよい。
【0020】
第2カメラ筐体22は、第2カメラ14を収容する。第2カメラ筐体22は、支持具18を挟んで第1カメラ筐体20の反対側に設けられる。第2カメラ筐体22は、第1カメラ筐体20からx方向に離れて設けられる。
【0021】
接続筐体24は、第1カメラ筐体20と第2カメラ筐体22の間に設けられ、第1カメラ筐体20と第2カメラ筐体22の間を接続する。接続筐体24は、例えば第1カメラ筐体20や第2カメラ筐体22に比べて外径(直径)が小さくなるよう構成される。接続筐体24には、支持具18が取り付けられる。接続筐体24は、支持具18に加わる重量配分を適正にする観点から、第1カメラ筐体20と第2カメラ筐体22の中間に配置されることが好ましい。
【0022】
支持具18(
図1参照)は、撮像装置10の取付先となるウィンドシールドなど被取付部材に固定される。支持具18は、筐体16を支持するとともに、筐体16の姿勢を調整可能にする。支持具18は、姿勢調整部26と、取付部28とを含む。
【0023】
姿勢調整部26は、例えば接続筐体24の外周に沿って設けられる円筒状の部材である。姿勢調整部26は、接続筐体24に対して回転可能となるよう構成される。姿勢調整部26は、x方向に延びる回転軸まわりに筐体16が回動可能となるようにする。姿勢調整部26は、筐体16を回動させることにより、第1カメラ12および第2カメラ14の撮像方向をx方向に延びる回転軸まわりに可変にする。
【0024】
取付部28は、姿勢調整部26の上部に取り付けられる平板状の部材である。取付部28には、ウィンドシールドなどの被取付部材に撮像装置10を取り付けるための接着部材30が貼り付けられる。接着部材30は、例えば、両面テープなどである。
【0025】
図3は、姿勢調整部26の構成を模式的に示す側断面図であり、支持具18および接続筐体24をyz平面で切断したときの部分断面を示す。姿勢調整部26は、接続筐体24に対して回転軸Xまわりに矢印Rで示されるように回動可能である。姿勢調整部26は、接続筐体24に取り付けられるネジ36およびワッシャ38を介して接続筐体24に取り付けられる。ネジ36は、接続筐体24に対する姿勢調整部26の径方向(回転軸Xに直交する方向)の変位を規制する。ネジ36は、接続筐体24および姿勢調整部26の周方向(矢印R)の姿勢調整後、接続筐体24および姿勢調整部26の周方向の回動を規制して姿勢を固定する。接続筐体24および姿勢調整部26は、互いに対して360度の回動が可能となるよう構成されてもよい。接続筐体24に対する姿勢調整部26の回動範囲は、取付先となる車両のウィンドシールドの傾斜角の範囲に合わせて、例えば70度程度の角度範囲に制限されてもよい。
【0026】
取付部28は、筐体16の中心(例えば回転軸X)に対して、前方(+z方向)側の長さが短く、後方(-z方向)側の長さが長くなるように構成されている。別の言い方をすれば、取付部28の前後方向の中心が筐体16の中心よりも後側に位置するように配置されている。
【0027】
基板40は、筐体16の内部の中央に配置され、基板40の厚み方向がz方向となるように配置される。基板40は、筐体16に対する基板40の位置および向きが不変となるように固定されている。姿勢調整部26に対して筐体16を回動させると、筐体16と一緒に基板40も回動する。したがって、姿勢調整部26は、基板40を回転軸Xまわりに回転させることにより、矢印Rの方向に基板40の姿勢(向き)を調整可能である。
【0028】
基板40は、例えば硬質プリント基板である。基板40は、第1面40aと、第2面40bとを有する。第2面40bは、例えば第1面40aの反対側の面である。第1面40aは、前方(+z方向)側に向いている。第1面40aには、第1カメラ12(
図3には不図示)が取り付けられる。本実施の形態において、第1カメラ12が第1面40aに固定されているが、これに限定されず、第1カメラ12は、第1面側に例えばスペーサ等を介して取り付けられてもよい。第2面40bは、後方(-z方向)側を向いている。第2面40bには、第2カメラ14(
図3には不図示)が取り付けられる。本実施の形態において、第2カメラ14が第2面40bに固定されているが、これに限定されず、第2カメラ14は、第2面側に例えばスペーサ等を介して取り付けられてもよい。
【0029】
図4は、第1カメラ12および第2カメラ14が固定される基板40を示す斜視図である。基板40は、第1カメラ実装部42と、第2カメラ実装部44と、中間接続部46とを含む。
【0030】
第1カメラ実装部42は、第1カメラ筐体20の内部に収容される部分である。第1カメラ実装部42の第1面40aには第1カメラ12が実装される。第1カメラ実装部42の第2面40bには、第1カメラ12の放熱用にヒートシンクなどの放熱部(不図示)が設けられてもよい。
【0031】
第2カメラ実装部44は、第2カメラ筐体22の内部に収容される部分である。第2カメラ実装部44の第2面40bには第2カメラ14が実装される。第2カメラ実装部44の第1面40aには、第2カメラ14の放熱用にヒートシンクなどの放熱部(不図示)が設けられてもよい。
【0032】
中間接続部46は、接続筐体24の内部に収容される部分である。中間接続部46は、第1カメラ実装部42と第2カメラ実装部44の間に設けられ、第1カメラ実装部42と第2カメラ実装部44の間を接続する。中間接続部46は、第1カメラ実装部42や第2カメラ実装部44に比べてy方向の幅が小さくなるように構成される。
【0033】
第1カメラ12は、第1センサユニット50と、第1レンズユニット52とを含む。第1センサユニット50は、CCDセンサやCMOSセンサなどの撮像素子を有する。第1センサユニット50は、第1カメラ実装部42の第1面40aに取り付けられる。第1センサユニット50は、第1カメラ実装部42の第1面40aに直接取り付けられてもよいし、第1センサユニット50と第1面40aの間に設けられるマウントプレートなどを介して基板40に固定されてもよい。第1レンズユニット52は、第1センサユニット50に画像を結像させるための複数のレンズを有する。第1レンズユニット52は、第1センサユニット50に取り付けられる。
【0034】
第2カメラ14は、第2センサユニット54と、第2レンズユニット56とを含む。第2センサユニット54は、CCDセンサやCMOSセンサなどの撮像素子を有する。第2センサユニット54は、第2カメラ実装部44の第2面40bに取り付けられる。第2センサユニット54は、第2カメラ実装部44の第2面40bに直接取り付けられてもよいし、第2センサユニット54と第2面40bの間に設けられるマウントプレートなどを介して基板40に固定されてもよい。
【0035】
第2センサユニット54が有する撮像素子は、第1センサユニット50が有する撮像素子と同じであってもよいし、異なってもよい。例えば、第1センサユニット50および第2センサユニット54の撮像素子は、水平方向および垂直方向のサイズが一致または相違してもよいし、水平方向および垂直方向の画素数が一致または相違してもよい。
【0036】
第2レンズユニット56は、第2センサユニット54に画像を結像させるための複数のレンズを有する。第2レンズユニット56は、第1レンズユニット52とはレンズ構成が異なるよう構成され、少なくとも垂直方向(y方向)の画角が第1レンズユニット52に比べて大きくなるよう構成される。第2レンズユニット56は、例えば、水平方向および垂直方向の画角が大きい超広角レンズとなるように構成される。第2レンズユニット56は、第2センサユニット54に取り付けられる。
【0037】
第1センサユニット50は、第2センサユニット54に対してx方向に予め定めれた距離ずれるように配置され、y方向の位置が一致するように配置される。第1センサユニット50を第2センサユニット54に対してずらして配置することにより、第1センサユニット50の放熱効率を高めるための上述したヒートシンクなどの放熱部を第1センサユニット50の裏面に配置できる。第2センサユニット54についても同様である。特に、第1センサユニット50および第2センサユニット54として高精細な画像素子を用いる場合、動作時の発熱量が大きいため、放熱効率を高めることが有益である。また、第1センサユニット50および第2センサユニット54のy方向の位置を一致させることで、撮像装置10のy方向のサイズを小さくすることができる。撮像装置10のy方向のサイズを小さくすることで、撮像装置10を車両のウィンドシールドに取り付けて使用する際、車両の運転者の視野を妨げにくくできる。
【0038】
図5は、第1カメラ12および第2カメラ14の撮像軸A1,A2を模式的に示す側面図である。第1カメラ12の撮像軸A1は、+z方向に延びる。第2カメラ14の撮像軸A2は、-z方向に延びる。第1カメラ12および第2カメラ14の撮像軸A1、A2は、互いに平行であり、y方向の位置が一致している。なお、第1カメラ12および第2カメラ14の撮像軸A1、A2は、x方向にずれており、同軸ではない。
【0039】
第1カメラ12および第2カメラ14の撮像軸A1、A2は、基板40を基準としている。そのため、基板40の姿勢が変化すると、第1カメラ12および第2カメラ14の撮像軸A1、A2も変化する。基板40が回転軸Xまわりに回動すると、第1カメラ12および第2カメラ14の撮像軸A1、A2は矢印Rで示されるように上下方向(y方向)に変化する。したがって、本実施の形態に係る撮像装置10によれば、支持具18に対して筐体16を回動させて基板40の姿勢を変化させることで、第1カメラ12および第2カメラ14の撮像軸A1、A2を同時に調整できる。
【0040】
図6は、撮像装置10の使用態様を模式的に示す図であり、撮像装置10を車両60のウィンドシールド62の天井付近に取り付けた様子を示す。撮像装置10は、第1カメラ12の撮像軸A1が車両の進行方向(前方)となるように姿勢が調整されている。このとき、第2カメラ14の撮像軸A2は、車両の後方、つまり車内に向けられる。上述したように、第2カメラ14の垂直方向の画角φ2は、第1カメラ12の垂直方向の画角φ1よりも大きい。
【0041】
撮像装置10が車室内の天井付近に設置される場合、第2カメラ14の垂直方向の画角φ2のうち、天井側(上側)の角度範囲φ21は、車両60の車室内の天井を撮像する。そのため、第2カメラ14の上側の画角φ21には、車室内の乗員や、車両の側方および後方が含まれない。しかしながら、第2カメラ14の垂直方向の画角φ2が大きいため、第2カメラ14の下側の画角φ22のみで車室内の乗員や、車両の側方および後方の全体を撮像できる。したがって、本実施の形態によれば、第2カメラ14の撮像軸A2を個別に調整しなくても、車室内の乗員や、車両の側方および後方の全体を第2カメラ14の画角φ2の範囲内に含めることができる。その結果、第1カメラ12の撮像軸A1の調整とは別に第2カメラ14の撮像軸A2を調整するという手間を省くことができ、かつ、撮像装置10の前方および後方の双方を適切に撮像できる。第1カメラ12は、事故や事件などを適切に撮像することを目的として高精度で姿勢を調整する必要があるが、第2カメラは、車内の乗員の表情や車両後方の状況を撮影することを目的とするため、必ずしも姿勢を高精度で調整する必要がない。本実施の形態によれば、このような場合に撮像装置10の設置工数を低減することができる。
【0042】
以上、本発明を上述の実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、各表示例に示す構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。
【0043】
上述の実施の形態では、第1カメラ12および第2カメラ14の撮像軸A1,A2が互いに平行となる場合について示した。別の実施の形態では、第1カメラ12および第2カメラ14の撮像軸A1,A2を互いに非平行にしてもよい。例えば、第1カメラ12の撮像軸A1を+z方向にする一方で、第2カメラ14の撮像軸A2を-z方向に対して上下いずれかに傾斜するようにしてもよい。例えば、第1カメラ12が車両進行方向の前方の水平方向を撮像し、第2カメラ14が車室内のやや下方を撮像するように、第1カメラ12および第2カメラ14が予め定められた角度で固定されてもよい。例えば
図6の場合、車室天井を撮像する範囲の画角φ21は不要であることが多いため、φ21は小さい方が好ましい。この場合、第2カメラ14と基板40の間に取付角度を調整するための楔状のマウントプレートが挿入されてもよい。また、第2カメラ14の撮像画像のうち車室天井を撮像する画角φ21に対応する領域を画像処理によって削除し、車室内を撮像する画角φ22に対応する領域を画像処理によって切り出してもよい。これらの画像処理は、撮像装置10が備える画像処理装置(不図示)によって実行されてもよい。
【0044】
上述の実施の形態では、撮像装置10を車両60の前方のウィンドシールド62に取り付ける場合について示した。撮像装置10は、車両60のバックウィンドウに取り付けられてリア用のドライブレコーダとして機能してもよい。この場合、第1カメラ12が車両60の後方を撮像し、第2カメラ14が車室内、車両60の側方および前方を撮像してもよい。
【0045】
上述の実施の形態では、撮像装置10の一例として、車両に搭載されるドライブレコーダを例示した。撮像装置10は、車両以外に取り付けて使用してもよい。例えば、船舶、航空機、自転車などの任意の移動体に取り付けて使用してもよい。また、人間や動物に取り付けて使用してもよく、スポーツカメラやバイオロギングカメラなどのウェアラブルカメラとして使用されてもよい。撮像装置10は、建物などの構造物に取り付けて使用されてもよく、定点カメラや防犯カメラなどとして用いられてもよい。
【0046】
上述の実施の形態では、姿勢調整部26が、接続筐体24の外周に沿って設けられる円筒状の部材で構成され、接続筐体24に対して回転可能となるように構成される場合について示した。姿勢調整部26の構成はこれに限られず、筐体16の姿勢を調整可能な任意の機構を用いることができる。撮像装置10の姿勢調整部は、例えば円盤状のギヤと爪によって構成されてもよい。撮像装置10の姿勢調整部は、ヒンジの固定角度を変更することにより姿勢調整する機構であってもよい。
【符号の説明】
【0047】
10…撮像装置、12…第1カメラ、14…第2カメラ、16…筐体、18…支持具、20…第1カメラ筐体、22…第2カメラ筐体、26…姿勢調整部、40…基板、40a…第1面、40b…第2面。