CN115685645A - 反射部件、摄像装置以及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供反射部件、摄像装置以及车辆。增加从光源到达被摄体的光的量。反射部件(5)具有聚光部(51)，该聚光部(51)是反射从光源(32)射出的照明光中的一部分光并进行会聚的反射面。聚光部(51)具有第1旋转对称部(53)和形状与第1旋转对称部(53)不同的第2旋转对称部(54)，第1旋转对称部(53)是旋转椭圆面。而且，光源(32)位于第1旋转对称部(53)的焦点附近。

Description

反射部件、摄像装置以及车辆

技术领域

本发明涉及反射部件、摄像装置以及车辆。

背景技术

近年来，为了防止汽车等的事故，在汽车内设置有对驾驶员的状态进行监视的监视系统。监视系统具有射出照明驾驶员的照明光的光源和拍摄驾驶员的照相机。在这样的监视系统中，优选对作为被摄体的驾驶员充分地进行照明。

另一方面，在专利文献1中公开了不是用于监视系统的技术，而是为了对来自光源的光进行会聚而将光源配置在椭圆形状的反射镜的焦点附近的技术。

专利文献1：日本特开2001-135134号公报

然而，在专利文献1所公开的技术中，根据从光源发出的光的扩散程度，存在无法被反射镜进行会聚的光，存在到达曝光对象物的光的量不足够这样的问题。

发明内容

本发明的目的在于增加从光源到达被摄体的光的量，从而有效地使用来自光源的光。

本发明的一个方式的反射部件具有聚光部，该聚光部是反射从光源射出的照明光中的一部分光并进行会聚的反射面。所述聚光部具有第1旋转对称部和形状与所述第1旋转对称部不同的第2旋转对称部，所述第1旋转对称部是旋转椭圆面。而且，所述光源位于所述第1旋转对称部的焦点附近。

本发明的一个方式的摄像装置具有：所述光源，其射出用于照明被摄体的照明光；上述的反射部件；以及摄像部，其接受所述照明光中的被所述被摄体反射后的光。

本发明的一个方式的车辆具有：车室；以及上述的摄像装置，其配置在所述车室内。

根据本发明，能够增加能够用作从光源射出的光中的、对被摄体进行照明的照明光的光量。

附图说明

图1是示意性地示出搭载有一个实施方式的摄像装置的车辆的一部分的图。

图2是一个实施方式的摄像装置的外观立体图。

图3是一个实施方式的摄像装置的分解立体图。

图4是一个实施方式的摄像装置的剖视图。

图5是一个实施方式的反射部件所具有的聚光部的剖视图。

图6是对在一个实施方式的聚光部内行进的光进行说明的图。

标号说明

4：镜头镜筒；5：反射部件；10：摄像装置；31：摄像元件；32、33：光源；41：透镜组；51、52：聚光部；53：第1旋转对称部；54：第2旋转对称部；55：连接端部；56：端部；100：车辆；101：车室。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式的反射部件、具有反射部件的摄像装置以及具有摄像装置的车辆进行详细地说明。另外，在各附图中，有时对相同或实质上相同的结构或要素标注相同的标号，并省略再次的说明。

＜车辆＞

图1是示意性地示出具有摄像装置10的车辆100的车室101内的图。摄像装置10例如埋入至车室101内的驾驶席D与副驾驶席P之间的仪表板(中央仪表组)102。摄像装置10构成驾驶员监视系统(DMS)，该驾驶员监视系统例如朝向驾驶席D照射红外线等来监视驾驶员的状态(注意力下降、瞌睡的征兆等)。

另外，配置摄像装置10的场所并不限定于图1所示的场所，能够配置在驾驶席D的驾驶员能够进行监视的任意场所。另外，摄像装置10除了监视驾驶员的状态之外，还可以监视副驾驶席P、未图示的后座的同乘者的状态。

＜摄像装置10＞

接着，对摄像装置10进行说明。

图2是摄像装置10的外观立体图，图3是摄像装置10的分解立体图。图4是摄像装置10的剖视图。另外，为了便于说明，设定由与摄像装置10的一条边平行的X轴、与X轴垂直的Y轴以及与X轴和Y轴垂直的Z轴构成的正交坐标系。将沿着X轴的方向也称为摄像装置10的横向，将X轴+侧也称为右侧，将X轴-侧也称为左侧。将沿着Y轴的方向也称为摄像装置10的高度方向，将Y轴+侧也称为上侧，将Y轴-侧也称为下侧。将沿着Z轴的方向也称为摄像装置10的进深方向，将Z轴+侧也称为里侧，将Z轴-侧也称为近前侧。

摄像装置10具有壳体1、基座2、基板3、镜头镜筒4以及反射部件(反射器)5。

＜壳体1＞

壳体1是下侧(Y轴-侧)的面开放的箱状的部件。在壳体1的近前侧(Z轴-侧)的面上形成有大致矩形形状的凹部1d。壳体1通过螺钉71～74与基座2连结，与基座2一起构成具有收纳基板3、镜头镜筒4以及反射部件5的内部空间的箱体。

在壳体1的Y轴-侧的四角形成有供螺钉71～74插入的螺纹孔。在壳体1的凹部1d形成有3个圆状的开口部1a、1b、1c。在组装后的状态下，摄像元件31和保持于镜头镜筒4的透镜组41位于开口部1b的里侧(Z轴+侧)，支承于基板3的光源32、33分别位于开口部1a、1c的里侧(Z轴+侧)。在组装后的状态下，在大致矩形状的凹部1d配置由玻璃或树脂形成的罩1e。

＜基座2＞

基座2例如由铝等金属材料形成。基座2具有底面部20和基板抵接部21、22。在底面部20的四角附近形成有作为贯通孔的螺纹孔，供螺钉71～74贯穿插入。基座2通过螺钉71～74与壳体1连结，由此封闭壳体1的Y轴-侧的开放的面，如上述那样与壳体1一起构成箱体。

基板抵接部21和22形成为从下侧(Y轴-侧)的底面部20朝向上侧(Y轴+侧)延伸的板状。在基板抵接部21、22分别形成有从里侧(Z轴+侧)朝向近前侧(Z轴-侧)形成的孔部21a、22a。在孔部21a、22a中分别插入有形成于后述的反射部件5的凸部5a、5b。孔部21a、22a可以是贯通孔，也可以不贯通。

基板抵接部21、22在比孔部21a、22a靠Y轴-侧的位置分别形成有螺纹孔21b、22b。螺纹孔21b、22b是贯通孔，分别供螺钉61、62贯穿插入。通过这些螺钉61、62而将基板3和反射部件5连结在基座2上。

在基座2的底面部20形成有柔性基板贯通孔2a。柔性基板贯通孔2a形成在基板抵接部21、22之间的位置。在柔性基板贯通孔2a中贯穿插入有与后述的基板3连结的柔性基板34。

＜基板3＞

基板3是板状的部件，搭载有包含摄像元件31和光源32、33的电子部件。

摄像元件31是对从后述的光源32、33射出的光(照明光)中的被驾驶员(被摄体)反射后的光(反射光)进行拍摄的摄像部。摄像元件31以其中心位于后述的透镜组41的光轴上的方式搭载在基板3上。摄像元件31例如是CMOS或CDD等光电转换元件，对来自被摄体的反射光进行光电转换而输出电信号。另外，在摄像装置10中，也可以采用具有摄像元件31以外的摄像功能的摄像部。

光源32、33朝向驾驶员(被摄体)射出用于对被摄体进行照明的照明光。光源32、33分别相对于摄像元件31在左侧(X轴-侧)以及右侧(X轴+侧)以与摄像元件31在横向(X轴方向)上排列的方式配置。光源32、33例如是LED，通过被提供电力而发出具有红外区域的波长的光(红外线、红外光)。在摄像装置10中，来自该光源32、33的红外光作为照明光而朝向被摄体射出。

光源32、33的Z轴+侧与基板3接触，基板3与由金属形成的基座2接触。即，光源32、33经由基板3与基座2热连接。由此，能够使在光源32、33发光时产生的热从基座2散热。即，基座2作为散热部件发挥作用。另外，光源32、33的端子等的一部分部位也可以配置在基板3的里侧(Z轴+侧)，并使该部位与基座2连接。由此，能够提高散热效果。

在基板3上连结有向下侧(Y轴-侧)延伸的柔性基板34。柔性基板34的上侧(Y轴+侧)的端部与基板3连结，Y轴-侧的延伸部贯穿插入于基座2的柔性基板贯通孔2a中。柔性基板34的Y轴-侧的端部与外部设备(未图示)连结。

＜镜头镜筒4＞

镜头镜筒4配置在后述的反射部件5的近前侧(Z轴-侧)，保持透镜组41。镜头镜筒4例如由聚碳酸酯等树脂材料形成。镜头镜筒4的形状为圆筒状，从Z轴-侧朝向Z轴+侧(即，朝向摄像元件31)插入至后述的反射部件5的开口部5d中。在镜头镜筒4的外周面形成有用于与开口部5d嵌合的螺钉。保持于镜头镜筒4的透镜组41是用于使来自驾驶员(被摄体)的光(反射光)会聚在摄像元件31的摄像面上并进行成像的光学系统。

在保持于镜头镜筒4的透镜组41与摄像元件31之间配置有滤镜42。滤镜42例如是遮蔽红外区域以外的波长的光而使红外光透射过的红外透射滤镜(IR滤镜)。由此，能够抑制与从光源32、33发出的红外光不同的环境光等入射到摄像元件31。

＜反射部件5＞

反射部件5例如与镜头镜筒4同样地由聚碳酸酯等树脂材料形成。反射部件5具有：开口部5c、5d、5e，该开口部5c、5d、5e是沿Z轴方向延伸的3个圆筒状的贯通孔；以及聚光部51、52，该聚光部51、52形成于开口部5c、5e的内周，该聚光部51、52的详细情况在后面说明。在开口部5d的内周面形成有用于与镜头镜筒4嵌合的螺钉。设置在基板3上的光源32、33分别位于开口部5c、5e的Z轴+侧。

在反射部件5的Z轴+侧的面上形成有向Z轴+侧延伸的凸部5a、5b。凸部5a、5b分别贯穿插入于基板3的贯通孔3a、3b中，进而插入到基座2的孔部21a、22a中。在反射部件5的Z轴+侧的面(即，与基板3对置的面)形成有供螺钉61、62分别插入的螺纹孔。在基板3上具有供螺钉61、62插入的贯通孔3c、3d。

＜聚光部51、52＞

以下，对反射部件5所具有的聚光部51、52进行详细的说明。聚光部51形成于开口部5c的内周面，是反射从光源32射出的照明光中的一部分光并进行会聚的反射面。聚光部52形成于开口部5e的内周面，是反射从光源33射出的照明光中的一部分光并进行会聚的反射面。关于其他点，聚光部51、52是相同的，因此，在以下的说明中，代表性地对聚光部51进行说明。

图5是ZX平面中的反射部件5的剖视图，将聚光部51的附近放大示出。

聚光部51具有以附属于构成光源32的LED的透镜(光学系统)的光轴32a为轴线(旋转对称轴线)的旋转对称形状。另外，聚光部51例如可以是使铝等金属蒸镀而反射来自光源32的照明光的反射面。聚光部51具有第1旋转对称部53和第2旋转对称部54，第1旋转对称部53的形状与第2旋转对称部54的形状的不同的。

＜第1旋转对称部53＞

第1旋转对称部53相对于第2旋转对称部54配置在光源32侧(Z轴+侧)。第1旋转对称部53是旋转椭圆面。第1旋转对称部53以使光源32位于该旋转椭圆面的焦点位置的附近的方式配置。第1旋转对称部53的与光源32相反的一侧(即Z轴-侧)的端部是与第2旋转对称部54连接的连接端部55。连接端部55平行于与作为旋转对称轴线的光轴32a垂直的平面(XY平面)。在连接端部55中，与XY平面平行的面中的第1旋转对称部53的开口面积为最大。

＜第2旋转对称部54＞

第2旋转对称部54相对于第1旋转对称部53配置在被摄体侧(Z轴-侧)。如上所述，第2旋转对称部54的形状与第1旋转对称部53的形状不同。如图5所示，第2旋转对称部54是旋转梯形面。另外，第2旋转对称部54并不限定于旋转梯形面，例如可以是旋转双曲面，也可以是大小与第1旋转对称部53不同的旋转椭圆面。

第2旋转对称部54的Z轴+侧的端部是上述连接端部(第1端部)55，与第1旋转对称部53连接。第2旋转对称部54的Z轴-侧的端部(第2端部)56平行于与作为旋转对称轴线的光轴32a垂直的平面(XY平面)、即与连接端部55平行地形成。第2旋转对称部54的沿着Z轴的长度(即连接端部55与端部56之间的长度)可以根据摄像装置10的大小等而任意地设定。另外，端部56也可以不与XY平面平行，端部56可以形成为根据摄像装置10的设置场所等而与XY平面具有规定的角度。即，端部56也可以不与连接端部55平行。

第2旋转对称部54具有连接端部55的直径与端部56的直径不同的形状。如图5所示，端部56的直径大于连接端部55的直径。这里，将端部56相对于连接端部55的扩展角设为θ。扩展角θ是端部56和与Z轴平行的基准线L所成的角。在本实施方式中，扩展角θ为9.23°±1°。另外，扩展角θ并不限定于上述的值，可以为7°以上且12°以下的值。

另外，并不限定于第2旋转对称部54的端部56的直径大于连接端部55的直径的情况，也可以是端部56的直径小于连接端部55的直径。另外，不限定于第2旋转对称部54的连接端部55的直径与端部56的直径是不同的情况，也可以是连接端部55的直径与端部56的直径是相等的。在该情况下，第2旋转对称部54成为圆筒的内周面。

＜聚光部51内的照明光的行进＞

对在具有上述形状的聚光部51内行进的照明光进行说明。

图6是示意性地示出从光源32射出的照明光中的一部分光在图5所示的聚光部51内行进的状态的图。在图6中，在来自光源32的照明光中，代表性地示出光LF1、LF2、LF3。光LF1是通过附属于构成光源32的LED的透镜而从光源32射出的光。光LF2、LF3是不通过附属于构成光源32的LED的透镜而从光源32射出的光。

光LF1由附属于构成光源32的LED的透镜会聚，由此在与光轴32a平行的方向上行进。因此，光LF1不会被聚光部51反射，而从反射部件5朝向Z轴-侧的被摄体射出。

光LF2由于不通过附属于构成光源32的LED的透镜，因此不在与光轴32a平行的方向上会聚，而从光源32向相对于光轴32a扩散的方向射出。这样射出的光LF2到达第1旋转对称部53并被反射，与光轴32a平行地行进，从反射部件5朝向Z轴-侧的被摄体射出。

光LF3也由于与光LF2同样的原因而从光源32向相对于光轴32a扩散的方向射出。但是，如图6所示，光LF3的扩散的程度比光LF2小。这样的光LF3不会到达聚光部51的第1旋转对称部53。光LF3在比连接端部55靠Z轴-侧的位置处到达第2旋转对称部54并被反射，与光轴32a平行地行进，从反射部件5朝向Z轴-侧的被摄体射出。

另外，聚光部52具有与聚光部51同样的形状。因此，在聚光部52内行进的来自光源33的照明光也与在上述的聚光部51内行进的照明光同样地朝向Z轴-侧的被摄体射出。

根据以上所说明的实施方式，能够得到以下的作用效果。

反射部件5具有聚光部51、52，该聚光部51、52具有：第1旋转对称部53，其具有旋转椭圆面形状；以及第2旋转对称部54，其形状与第1旋转对称部53不同。光源32、33相对于该聚光部51、52位于第1旋转对称部53的焦点附近。由此，能够将从光源32、33向扩散的方向(即不到达被摄体的方向)射出的光LF2、LF3的行进方向改变为到达被摄体的方向。特别是，由于第1旋转对称部53与第2旋转对称部54的形状是不同的，因此扩散的程度小的光LF3那样的光也被聚光部51反射，能够朝向被摄体射出。其结果为，能够将以往无法对被摄体进行照明的光用作照明光，能够增加能够用作从光源32、33射出的光中的、对被摄体进行照明的照明光的光量。

摄像装置10具有光源32、33、反射部件5以及接受由被摄体反射后的光的摄像元件31。由此，能够对由聚光部51所能利用的光量增加了的照明光照明的被摄体进行拍摄，因此能够生成清晰地拍摄到被摄体的图像。另外，通过将这样的摄像装置10用于DMS，有助于提高作为被摄体的驾驶员的状态的监视精度。

以上，对各种实施方式和变形例进行了说明，但本发明并不限定于这些内容。在本发明的技术思想的范围内考虑的其他方式也包含在本发明的范围内。

以实施方式的摄像装置10具有2个光源32、33和2个聚光部51、52的情况为例进行了说明，但摄像装置10可以具有1个光源32和1个聚光部51，也可以具有3个以上的光源和聚光部。

Claims (6)

1.一种反射部件，其中，

该反射部件具有聚光部，该聚光部是反射从光源射出的照明光中的一部分光并进行会聚的反射面，

所述聚光部具有第1旋转对称部和形状与所述第1旋转对称部不同的第2旋转对称部，

所述第1旋转对称部是旋转椭圆面，

所述光源位于所述第1旋转对称部的焦点附近。

2.根据权利要求1所述的反射部件，其中，

所述第2旋转对称部具有：

第1端部，其与所述第1旋转对称部连接；以及

第2端部，其位于与所述第1端部相反的一侧，

所述第1端部的直径与所述第2端部的直径是不同的。

3.根据权利要求2所述的反射部件，其中，

所述第2旋转对称部是旋转梯形面。

4.根据权利要求2或3所述的反射部件，其中，

所述第2旋转对称部具有如下形状：所述第2端部的直径比所述第1端部的直径大，所述第2端部相对于所述第1端部的扩展角为7°以上且12°以下的扩展角。

5.一种摄像装置，其具有：

所述光源，其射出用于照明被摄体的照明光；

权利要求1至4中的任意一项所述的反射部件；以及

摄像部，其接受所述照明光中的被所述被摄体反射后的光。

6.一种车辆，其具有：

车室；以及

权利要求5所述的摄像装置，其配置在所述车室内。

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