JP2011166706A - 車両搭載用撮影記録装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両前方および車室内の撮影を一つのカメラを用いて行う際に、メカニカルスイッチなど別途必要とせず、加速度センサにてカメラ映像の上下逆さまを認識して、取得映像の上下位置関係を正しく表示画面上に表示させる。
【解決手段】基板２に配設され、基板２と共に横方向軸を回動中心として少なくとも角度１８０度縦方向に回動自在に構成されて車両の進行方向前方および車両室内の撮影を行うカメラ３と、基板２に配設され、加速度を検出して衝撃を感知すると共に重力を感知する３軸の加速度センサ４と、加速度センサ４からの加速度信号に基づいてカメラ３からの出力映像の画面上下反転処理を制御する制御部７とを有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、車両の電源スイッチをＯＮにした時点からＯＦＦにする時点までの連続した車両周辺の映像を記録すると共に、車両事故発生時などの不測の事態に備えて「イベント記録方式」として車両周辺の映像を自動記録する車両搭載用撮影記録装置に関する。

この種の従来の車両搭載用撮影記録装置は、ドライブレコーダであり、車両事故の原因究明や車両の運行記録により、運転者の安全運転促進や省エネ運転のためのアドバイスなど、コンサルティングに用いられている。

この従来の車両搭載用撮影記録装置は、車両の車室内前方のフロントガラスの内側面や、ルームミラーおよびその近傍に搭載したカメラ、マイクロホン、ＧＰＳアンテナおよび加速度センサなどからなり、映像、音声および車両位置情報および加速度情報などを所定の記録手段に記録するが、車両前方の映像を取得するための一つのカメラからなるものが実用化されている。

特許文献１にイベント記録方式のイベントレコーダが開示されている。特許文献１では、加速度センサの予め設定された閾値を元に映像を記録している。また、特許文献２、３についても同様のことが開示されている。

特許文献４には、加速度センサの経時変化による零点のドリフト分を、車両に加速度の生じない車両停車時に補正する車両用加速度センサ補正装置が開示されている。特許文献４のように加速度センサを用いたドライブレコーダについて、図１０に示している。

図１０は、特許文献４に開示されている従来の車両用加速度センサ補正装置の原理構成図である。

図１０に示すように、従来の車両用加速度センサ補正装置１００は、補正実行条件成立時に、車載された加速度センサ１０１の出力を零点補正するために必要な補正量を決定する補正量決定手段１０２と、車両の停車を検出する車両停車検出手段１０３と、車両停車時における加速度センサ１０１の出力値が所定値を越えているかを判定する傾斜判定手段１０４と、車両停車判定手段１０３により車両の停車が検出され、かつ傾斜判定手段１０４により加速度センサ１０１の出力値が所定値を越えていないと判別された際に、補正実行条件の成立を判定する補正条件判定手段１０５とを備えている。

また、上記構成の車両用加速度センサ補正装置１００において、車両停車時において、加速度センサ１０１から所定値を越える出力値が検出され、かつ前回停車時の出力値と今回停車時の出力値との差が所定値以下となる状態が継続した場合に、加速度センサ１０１の異常を判定する異常判定手段１０６を備えていてもよい。

さらに、上記構成の車両用加速度センサ補正装置１００において、車両が渋滞路を走行中であることを判定する渋滞判定手段１０７を備え、異常判定手段１０６は、渋滞判定手段１０７によって車両が渋滞走行中であることが判定された場合には、加速度センサ１０１の異常判定を行わないようにすることもできる。

特許文献５には、事故原因究明のため、運転者の覚醒度情報を用いて、事故発生時における警報発生状況を把握する事故情報記録装置が開示されている。

特許文献５の事故情報記録装置において、運転者の覚醒度情報とその閾値とを比較することにより運転者の覚醒度低下を判定して警報を発生する覚醒度低下判定手段の感度を感度調整装置で調整するとき、車両運転情報および覚醒度情報の少なくともいずれかと感度調整装置の感度調整情報と、或いは感度調整情報のみを制御手段がメモリに記録する。

特許文献６には、カメラの上下方向を検知するための部品を追加することなく、カメラの撮影映像の天地方向を自動的に修正するドライブレコーダの映像修正方法が開示されている。

図１１は、特許文献６に開示されている従来のドライブレコーダの要部構成例を示すブロック図である。

図１１に示すように、従来のドライブレコーダ２００は、車両の周辺状況の撮影を行うカメラ２０１と、加速度を検出して衝撃を感知するセンサとしての加速度センサ２０２と、カメラ２０１で撮影された映像を記録する映像記録部２０３と、事故発生時において事故発生時前後の記録映像を保存する映像保存部２０４と、ドライブレコーダ２００自体を制御するとともに、加速度センサ２０２からの加速度信号に基づいてカメラ２０１の撮影映像の修正を行う映像修正部２０５を有する制御部２０６とを備えている。カメラ２０１と加速度センサ２０２とは、カメラ２０１の上下方向が反転すれば加速度センサ２０２の上下方向も反転するように、互いの相対的姿勢は固定されて設置される。

なお、以後の説明では、加速度センサ２０２の垂直方向とカメラ２０１の上下方向とが一致して平行となるような相対姿勢に固定して設置する例を用いる。また、映像は動画像と静止画像とを含むものとして説明する。

周辺状況の撮影を行うカメラ２０１は、車両室内または車両外部に車両の周辺状況を撮影するように設置される。カメラ２０１が撮影する周辺状況は車両の前方、後方、もしくは車両の側面方向を撮影するものとするが、通常は車両前方を撮影するように設置される。カメラ２０１の撮影素子としては、ＣＣＤまたはＣＭＯＳなどが使用可能であるが、特にＣＣＤが多く用いられる。また、このカメラ２０１に使用されるレンズはより広い範囲が撮影可能な広角レンズを用いることが好ましい。また、カメラ２０１は複数設けてもよい。この場合にも複数のカメラ２０１と加速度センサ２０２との相対的姿勢は全て固定したものとする。

カメラ２０１が撮影した撮影映像を記録する映像記録部２０３および、この映像記録部２０３が記録した事故発生時前後の記録映像を保存する映像保存部２０４は、ＤＲＡＭやＳＲＡＭなどの半導体メモリや、フラッシュメモリのような不揮発性メモリが多く用いられる。また、ハードディスクや記録消去が可能な光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープなどを映像記録部２０３および映像保存部２０４に用いてもよい。さらに、映像記録部２０３と映像保存部２０４とを別々に設けず、映像記録部２０３が映像保存部２０４を兼ねる構成にしてもよい。

加速度センサ２０２は、事故発生時の衝撃などにより短時間に発生または急変する動的な加速度や、重力などのように常に一定に作用している静的な加速度をも感知してその加速度に応じた加速度信号を出力するものである。主な加速度センサ２０２としてはピエゾ抵抗型加速度センサ、圧電型加速度センサ、静電容量型加速度センサなどがあるが、中でも小型でかつＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３方向の加速度を一つのパーツで感知することが可能なピエゾ抵抗型３次元加速度センサを用いることが好ましい。

制御部２０６は、加速度センサ２０２の加速度信号から事故発生を認識し、映像記録部２０３および映像保存部２０４を所定の動作を行うように制御する。また、制御部２０６の映像修正部２０５は、後述する加速度センサ２０２の垂直方向の加速度信号から、カメラ２０１の上下方向を判別し、記録映像に対して、必要な場合にその天地方向が反転しないように修正を行う。

映像表示部２０７は、カメラ２０１で撮影した撮影映像の表示ができると共に、映像保存部２０４に保存された事故発生時前後の記録映像もパーソナルコンピュータなどを用いることなく再生して表示することが可能となる。また、カメラ２０１が撮影する車両周辺状況の撮影範囲の調整を、映像表示部２０７の撮影映像を見ながら行えるため、カメラ２０１の設置が更に容易となる。なお、映像表示部２０７で表示される映像も、同様に加速度センサ２０２の垂直方向の加速度信号Ｓｚに基づいて天地方向の修正が自動的に行われるため、カメラ２０１の上下方向がいかなる場合でも天地方向が反転して表示されることはない。

映像表示部２０７としては、ブラウン管を用いても良いが、より小型化が可能な液晶パネルなどを用いることが好ましい。また、映像表示部２０７はドライブレコーダ２００に設けてもよいが、有線、無線などによって映像信号Ｓｖ、Ｓｖｍ、Ｓｖａを車載されたＤＶＤやカーナビゲーションシステムの表示部に出力して表示させることも可能である。

図１２は、図１１のドライブレコーダのカメラを車両に設置する際の設置状態を示す模式図である。

図１２の設置状態Ａに示すようにカメラ２０１を車両のダッシュボードなどの上に載せる形で設置するかまたは、設置状態Ｂに示すようにカメラ２０１を車両の室内の天井から吊り下げる形で設置するかのいずれかの形をとることが考えられる。しかしながら、カメラ２０１は天面と底面のいずれか一方にしか固定ネジなどの取り付け手段を備えていないものもあり、このようなカメラ２０１を用いた場合には、設置状態Ａの場合と設置状態Ｂの場合とで取り付け方向によってはカメラ２０１の上下方向が反転してしまうため、カメラ２０１からの撮影映像を映像記録部２０３がそのまま記録すると天地方向が反転した映像として記録されてしまう場合がある。このため、ドライブレコーダ２００のカメラ２０１の設置に際しては、カメラ２０１の上下方向を確認し記録映像の天地方向が反転しないように注意が必要であった。

また、従来のドライブレコーダ２００では映像記録部２０３が記録して映像保存部２０４に保存した記録映像を再生するためには、記録映像ファイルを取り出すなどした後に、パーソナルコンピュータなどの再生機器で再生しなければならない。このため、予め記録映像の天地方向が正立しているかどうかの確認には時間と労力を必要とするものであった。

この点、図１３に示すように、車両に設置されたカメラ２０１からの撮影映像および記録映像を映像表示部２０７の画面２０８で確認することができるため、記録映像の天地方向の確認を設置時に行うことができる。

特開２００６−６７１７２号公報 特開２００６−３４７４９３号公報 特開２００９−３２１３８号公報 特開平７−３０１６４１号公報 特開２０００−２８９６６０号公報 特開２００７−３１１９０４号公報

上記従来の構成では、車両の車室内前方のフロントガラスの内側面や、ルームミラーおよびその近傍に搭載したカメラ、マイクロホン、ＧＰＳアンテナおよび加速度センサなどからなるドライブレコーダが実用化されているものの、特許文献１〜６のドライブレコーダでは、室内画像と前方画像が必要な場合に二つのカメラを固定的に用いて撮影記録を行う必要があった。

即ち、上記特許文献１〜３では、車衝突時などのイベント時に撮影記録を起動させるイベントレコーダが開示されているだけであり、上記特許文献４では、加速度センサの経時変化による零点ドリフト分を、車両に加速度の生じない車両停車時に補正することが開示され、上記特許文献５では、運転者の覚醒度情報とその閾値とを比較することにより運転者の覚醒度低下を判定して警報を発生することが記載され、上記特許文献６では、複数のカメラの取り付け方向によっては、カメラの撮影映像の天地方向を修正するドライブレコーダが開示されている。

上記特許文献６において、カメラ２０１の撮影映像の天地方向を修正するといっても、室内画像と前方画像が必要な場合に二つのカメラを固定的に用いて撮影記録を行っているだけであって、加速度センサ２０２の垂直方向の加速度信号から、カメラ２０１の上下方向を判別し、カメラ２０１を上下に逆取り付けした場合など、カメラ２０１を固定して撮影した記録映像に対して必要な場合にその画像の天地方向が反転しないように修正を行っている。

カメラヘッド部が横軸方向を回転中心軸として角度１８０度縦方向に回転する機構を有したカメラヘッド部を備えていれば、一つのカメラを用いて車両前方および車室内を撮影することができる。ところが、車両前方を撮影する映像と車室内を撮影する映像は、カメラヘッド部が横軸方向を回転中心軸として角度１８０度縦方向に回転する機構を用い、一方の映像が成立していれば、角度１８０度縦方向に回転した他方の映像は、ＴＶモニタやパーソナルコンピュータの表示画面上で上下逆さまの映像となるため、視覚的にわかり難く、カメラヘッド部が角度１８０度縦方向に回転したことを認識するためのメカニカルスイッチが必要であったり、ファームウエアで予め設定した設定ファイルを記録する装置のＤＳＰのパラメータに読み込ませたりするなどして、カメラ映像の上下逆さまを認識させてそれを是正する必要があった。

本発明は、上記従来の問題を解決するもので、車両前方および車室内の撮影を一つのカメラを用いて行う際に、メカニカルスイッチなど別途必要とせず、加速度センサにてカメラ映像の上下逆さまを認識して、取得映像の上下位置関係を正しく表示画面上に表示させることができる車両搭載用撮影記録装置を提供することを目的とする。

本発明の車両搭載用撮影記録装置は、基板に配設され、該基板と共に横方向軸を回動中心として少なくとも角度１８０度縦方向に回動自在に構成されて車両の進行方向前方および車両室内の撮影を行うカメラ手段と、該基板に配設され、加速度（Ｘ方向およびＹ方向）を検出して衝撃を感知すると共に重力（Ｚ方向）を感知する３軸の加速度センサ手段と、該加速度センサ手段からの加速度信号に基づいて該カメラ手段からの出力映像の画面上下反転処理を制御する制御部とを有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。

また、好ましくは、本発明の車両搭載用撮影記録装置における制御部は、前記加速度センサ手段からの加速度信号のうち、重力方向（Ｚ方向）を感知する出力波形を予め設定した閾値を基準として前記カメラ手段からの出力映像の画面上下反転処理を制御する。

さらに、好ましくは、本発明の車両搭載用撮影記録装置における重力方向（Ｚ方向）を角度０度として、前記閾値を前記角度１８０度のうち角度６０度とする。

さらに、好ましくは、本発明の車両搭載用撮影記録装置におけるカメラ手段が搭載された基板面側に照明手段が設けられ、該カメラ手段による撮影方向に該照明手段からの照明光を照射可能とする。

さらに、好ましくは、本発明の車両搭載用撮影記録装置における閾値を基準として前記照明手段から照明光を照射する。

さらに、好ましくは、本発明の車両搭載用撮影記録装置における照明手段は、照明用電球、照明用ＬＥＤおよび、赤外線領域まで照射可能な電球またはＬＥＤのうちのいずれかである。

さらに、好ましくは、本発明の車両搭載用撮影記録装置におけるカメラ手段で撮影された撮影映像を表示画面上に表示する映像表示部と、該カメラ手段で撮影された撮影映像を記録する記録部とを更に有し、前記制御部は、該カメラ手段の撮像を制御すると共に、該映像表示部の表示制御および該記録部の記録制御を行う。

さらに、好ましくは、本発明の車両搭載用撮影記録装置における制御部が、前記加速度センサ手段からの３軸の出力波形を元に車両運行中に生じた衝撃荷重として所定値以上の出力波形の変化を検出したときに、該加速度センサ手段からの３軸の出力波形を前記記録部に記録制御すると共に、前記カメラ手段で撮影された映像を該記録部に記録制御する。

さらに、好ましくは、本発明の車両搭載用撮影記録装置において、音声を入力するマイク手段が設けられ、前記制御部は、前記所定値以上の波形変化により、該マイク手段からの音声信号を前記記録部に記録制御する。

さらに、好ましくは、本発明の車両搭載用撮影記録装置における制御部は、前記所定値以上の波形変化により、ＧＰＳアンテナからの位置情報を取得し、該取得した位置情報を前記記録部に記録制御する。

さらに、好ましくは、本発明の車両搭載用撮影記録装置における記録部は、ＳＤメモリまたはＳＤＨＣカーメモリである。

さらに、好ましくは、本発明の車両搭載用撮影記録装置における制御部が、車両の電源スイッチをＯＮにした時点からＯＦＦにする時点まで連続して、前記カメラ手段で撮影した撮影映像、前記加速度センサ手段からの加速度情報、マイク手段からの音声情報およびＧＰＳアンテナからの位置情報のうちの少なくとも該撮影映像を前記記録部に記録制御する。

さらに、好ましくは、本発明の車両搭載用撮影記録装置における制御部は、撮影映像再生指示時に、前記記録部に記録された撮影映像を取り出して前記映像表示部の表示画面上に表示制御する。

さらに、好ましくは、本発明の車両搭載用撮影記録装置において、前記カメラ手段は前記基板の表面側に配置され、前記加速度センサ手段は該基板の裏面側に配置されて、入射光を光電変換して撮像する該カメラ手段の受光領域面の中心から垂直方向と該加速度センサ手段のＹ方向とを一致させ、該受光領域面の横方向および縦方向と該加速度センサ手段のＸ方向およびＺ方向とを平行に配置している。

上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。

本発明においては、基板に配設され、基板と共に横方向軸を回動中心として少なくとも角度１８０度縦方向に回動自在に構成されて車両の進行方向前方および車両室内の撮影を行うカメラ手段と、基板に配設され、加速度（Ｘ方向およびＹ方向）を検出して衝撃を感知すると共に重力（Ｚ方向）を感知する３軸の加速度センサ手段と、加速度センサ手段からの加速度信号に基づいてカメラ手段からの出力映像の画面上下反転処理を制御する制御部とを有している。

このように、３軸加速度センサ手段と一体化したカメラ手段が手動にて回転することにより車両前方だけではなく、車室内映像の記録をも行うことが可能である。これによって、車両前方および車室内の撮影を一つのカメラを用いて行うことができて、メカニカルスイッチなど別途必要とせず、加速度センサからの加速度情報を用いてカメラ映像の上下逆さまを認識して、取得映像の上下位置関係を常に正しく表示画面上に表示させることが可能となる。

以上により、本発明によれば、３軸加速度センサ手段と一体化したカメラ手段が手動にて回転することにより車両前方だけではなく、車室内映像の記録をも行うことが可能であるため、車両前方および車室内の撮影を一つのカメラを用いて行う際に、メカニカルスイッチなど別途必要とせず、加速度センサにてカメラ映像の上下逆さまを認識して、取得映像の上下位置関係を正しく表示画面上に表示させることができる。

本発明の実施形態１における車両搭載用撮影記録装置の要部構成例を示すブロック図である。 図１の制御部７の要部構成例を含む車両搭載用撮影記録装置の要部構成例を示すブロック図である。 図１の基板によってカメラと加速度センサを一体化したカメラユニットの要部構成例を示す図であって、（ａ）はそのカメラユニットの裏面図、（ｂ）はそのカメラユニットの側面図、（ｃ）はそのカメラユニットの表面図である。 （ａ）は図１の加速度センサの斜視図に各軸方向を示した図、（ｂ）は図１の加速度センサからのＺ方向の加速度信号と閾値を示した図である。 図１の車両搭載用撮影記録装置が車両室内のルームミラーに取り付けられた状態を示す図である。 図１の加速度センサの３軸方向を示した図である。 タイプ１の加速度センサの取付状態を示す図である。 タイプ２の加速度センサの取付状態を示す図である。 図１の車両搭載用撮影記録装置の動作を示すフローチャートである。 特許文献４に開示されている従来の車両用加速度センサ補正装置の原理を説明するための構成図である。 特許文献６に開示されている従来のドライブレコーダの要部構成例を示すブロック図である。 図１１のドライブレコーダのカメラを車両に設置する際の設置状態を示す模式図である。 図１１のドライブレコーダのカメラおよび表示画面を車両室内に設置する際の設置状態を示す模式図である。

以下に、本発明の車両搭載用撮影記録装置の実施形態１について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図における構成部材のそれぞれの厚みや長さなどは図面作成上の観点から、図示する構成に限定されるものではない。

（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１における車両搭載用撮影記録装置の要部構成例を示すブロック図である。

図１において、本実施形態１の車両搭載用撮影記録装置１は、ドライブレコーダであり、基板２の表面側に配置され、車両の周辺状況の撮影を行うカメラ手段としてのカメラ３と、基板２の裏面側にカメラ３と一体化して配置され、加速度（Ｘ方向およびＹ方向）を検出して衝撃を感知すると共に重力（Ｚ方向）を感知する３軸の加速度センサ手段としての加速度センサ４と、カメラ３で撮影された映像を表示画面上に表示する表示部５（映像表示部）と、カメラ３で撮影された映像を記録する記録部６と、ドライブレコーダ自体およびカメラ３を制御しかつ、表示制御および記録制御を行うと共に、加速度センサ４からの加速度信号に基づいてカメラ３の撮影映像の上下方向の反転処理を制御する映像反転部７１を有する制御部７とを備えている。

カメラ３は、カメラモジュールで構成されており、手動回転操作が容易でかつ運転上視覚的に障害にならないルームミラーに直接または間接的に設置され、入射光を入射させるカメラヘッド部がカメラ本体と共に横軸方向（水平方向）を回転中心軸として角度１８０度縦方向（上下方向）に回転する機構を有しており、手動でカメラヘッド部の向き（撮影方向）を基板２と共に回転させることにより、車両前方状況および車両室内状況を手動回転で順次撮影することができるように構成されている。カメラ３が撮影する周辺状況は車両の前方方向または後方の室内方向であるが、手動回転によりいずれにも選択可能であるものの、通常は車両前方を撮影して運転履歴としている。カメラ３は、車両の前方方向および後方の室内方向の二つの方向を一つのカメラ３で兼用している。カメラ３の撮影素子としては、ＣＣＤ撮像素子（ＣＣＤイメージャー）またはＣＭＯＳ撮像素子（ＣＭＯＳイメージャー）などが使用可能であるが、特にＣＣＤ撮像素子が多く用いられる。また、このカメラ３に使用されるレンズはより広い範囲が撮影可能な広角レンズを用いることが好ましい。

加速度センサ４は、事故発生時の衝撃などにより短時間に発生または急変する動的な加速度を感知すると共に、重力などのように常に一定に作用している静的な加速度を感知してその加速度に応じた加速度信号（後述する図４（ｂ））を出力する。主な加速度センサ４としてはピエゾ抵抗型加速度センサ、圧電型加速度センサ、静電容量型加速度センサなどがあるが、小型でかつＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向の加速度を一つのパーツで感知することが可能なピエゾ抵抗型３次元加速度センサを用いる。また、加速度センサ４は、基板２の裏面側に配置されて、入射光を光電変換して撮像するカメラ３の受光領域面の中心から垂直方向と加速度センサ４のＹ方向とを一致させ、受光領域面の横方向および縦方向と加速度センサ４のＸ方向およびＺ方向とを平行に配置している。

映像表示部５は、カメラ３で撮影した撮影映像を表示画面（液晶パネルなど）上に表示可能とし、また、記録部６に保存された事故発生時前後の記録映像もパーソナルコンピュータを介することなく再生して表示可能とする。また、カメラ３が撮影する車両前方状況および車両室内状況の撮影範囲を、映像表示部５の撮影映像を見ながら手動で回転切り替えすることができる。なお、映像表示部５で表示される映像も、加速度センサ４の垂直方向の加速度信号に基づいて画像上下方向の反転切り替えが自動的に行われる。また、映像表示部５はドライブレコーダに設けてもよいが、図５に示すように、ルームミラーＡの側面部分に取り付けられた車両搭載用撮影記録装置１から有線Ｂまたは無線などを介して映像信号を車載されたＤＶＤ装置やカーナビゲーションシステムの表示画面Ｃ上に出力して表示させることもできる。

記録部６は、カメラ３で撮影された映像などを記録するものとして、ＤＲＡＭやＳＲＡＭなどの半導体メモリや、フラッシュメモリのような不揮発性メモリが多く用いられる他、ハードディスクや記録消去が可能な光ディスク、光磁気ディスク、磁気テープなどを用いてもよい。

制御部７は、加速度センサ４からの加速度信号から事故発生を認識し、記録部６に対して映像記録動作を行うように制御する。また、制御部７の映像反転部７１は、加速度センサ４の垂直方向Ｚの加速度信号から、カメラ３の上下方向を判別して、映像記録部６内の記録映像に対して、必要な場合にその上下方向を画像反転処理する。

この場合、手動でカメラ３を角度１８０度縦方向に回転させると、基板２の裏面に配置された加速度センサ４も角度１８０度縦方向に回転するため、重力方向の加速度信号（垂直方向Ｚの加速度信号）により画面上下方向が逆方向であることを制御部７が感知する。これを受けて、映像反転部７１が起動して、撮影画像の上下方向を画像反転処理する。これによって、カメラ映像の上下逆さまを是正して、視覚的にわかり難いことを解消することができる。

図２は、図１の制御部７の要部詳細構成例を含む車両搭載用撮影記録装置の要部構成例を示すブロック図である。

図２に示すように、制御部７は、映像反転部７１と、全体を制御する中央演算処理装置のＣＰＵ７２と、制御プログラムおよびそのデータを記録したＲＯＭ７３と、ＣＰＵ７２の起動時に制御プログラムおよびそのデータをＲＯＭ７３から読み出してワークメモリとして働くＲＡＭ７４と、外部からの制御信号およびデータを入力する入力ポート７５と、外部に制御信号およびデータを出力する出力ポート７６と、これらをそれぞれ接続する共通バス７７とを有している。

ＣＰＵ７２は、ＲＯＭ７３内に格納されている制御プログラムおよびそのデータに従って信号処理を順次実行して、映像反転部７１が、加速度センサ４の垂直方向Ｚの加速度信号から、カメラ３の上下方向を判別して、カメラ３からの撮影映像または記録部６内の記録映像に対して、上下反転処理が必要な場合にその画像の上下方向を画像反転処理して常に成立した画像にする。

入力ポート７５は、上述した加速度センサ４からの加速度信号、カメラ３からの撮像信号および記録部６からの映像などの記録データを入力とし、制御部７内で処理可能な状態に変換して、制御部７内に取り込む。また、出力ポート７６は、制御部７内で所定処理が為された後に、映像表示部５に映像表示信号を出力すると共に、カメラ３および記録部６にそれぞれ制御信号をそれぞれ出力するようになっている。

図３は、図１の基板２によってカメラ３と加速度センサ４を一体化したカメラユニットの要部構成例を示す図であって、（ａ）はそのカメラユニットの裏面図、（ｂ）はそのカメラユニットの側面図、（ｃ）はそのカメラユニットの表面図である。

図３（ａ）に示すように基板２の裏面中央部には加速度センサ４が搭載されている。また、図３（ｂ）および図３（ｃ）に示すように基板２の表面中央部にはカメラ３が搭載されている。要するに、カメラ３と３軸の加速度センサ４とを同一の基板２（プリント配線基板）の表面と裏面に搭載して一体化して取り付けている。基板２に搭載する撮像素子３２の受光面に沿った横方向と縦方向および受光面に垂直な方向と、基板２に搭載する加速度センサ４のＸ、Ｙ、Ｚの３軸の少なくともいずれかと方向が一致するように取り付けている。ここでは、３軸の加速度センサ４のＹ軸方向をカメラ３の撮影軸方向（撮像素子３２の受光面に垂直な方向）と同一方向に基板２に搭載すると共に、撮像素子３２の受光面の横方向（水平方向）と加速度センサ４のＸ軸方向とを互いに平行な同一方向とし、さらに、加速度センサ４の重力方向であるＺ軸方向と撮像素子３２の受光面の縦方向とを互いに平行な同一方向として基板２に搭載する。加速度センサ４からの加速度情報により、撮像素子３２の受光面が車両前方方向に向いているのかまたは、撮像素子３２の受光面が車室内方向に向いているのかどうかを制御部７が判断し、映像の上下方向を常に正立させるように制御が為される。この場合、加速度センサ４のＺ軸回転波形の斜線部に相当する基板角度６０度（または−６０度）の位置に達したときに、撮影映像を上下反転映像を出力する。なお、基板角度６０度（または−６０度）の位置に達しない場合には、上下反転処理が為されない映像が出力される。

即ち、制御部７は、加速度センサ４からの加速度信号のうち、重力方向（Ｚ方向）を感知する出力波形を予め設定した閾値を基準としてカメラ３からの出力映像の画面上下反転処理を制御する。ここでは、重力方向（Ｚ方向）を角度０度として、その閾値を角度１８０度のうち角度が６０度（または−６０度）としている。

カメラ３は、カメラヘッド部に撮影レンズ３１が配置され、撮影レンズ３１の奥側に、被写体からの画像光を入射光として光電変換して撮像する撮像素子３２の受光面が配置され、その撮像素子３２が配置された内部を遮光すると共に密閉するホルダ３３が配置されたカメラモジュールが基板２上に搭載されている。基板２にはフレキシブル配線基板ＦＰＣが信号連結されており、加速度センサ４からの各種のＸＹＺの加速度信号およびカメラ３からの撮像信号は、基板２からフレキシブル配線基板ＦＰＣを通して、ドライブレコーダの制御部７とコネクタ３４により連結可能とされている。

上記構成により、加速度センサ４からの各種のＸＹＺの加速度信号およびカメラ３からの撮像信号が制御部７に入力され、制御部７が、カメラ３で撮影した撮像信号を映像表示部５に表示制御すると共に、加速度信号および撮像信号を記録部６に記録制御する。

このとき、図９に示すように、まず、ステップＳ１において、制御部７が、重力方向の加速度信号（垂直方向Ｚの加速度信号）に基づいて画面上下方向が逆方向であるかどうかを判定する。重力方向（Ｚ方向）を角度０度として、その閾値を角度１８０度のうち基板角度が６０度（または−６０度）とし、基板角度が６０度（または−６０度）以上のときに画面上下方向が逆方向であると判定する。基板角度が６０度（または−６０度）以上になるまでこの処理を繰り返し行う。

次に、ステップＳ２において、加速度センサ４からの加速度信号のうち、重力方向（Ｚ方向）を感知する出力波形を予め設定した閾値を基準として、基板角度が６０度（または−６０度）以上になった時点で、車両進行方向から車両室内に撮影画像が変化（上下逆方向）したと判断してカメラ３からの出力映像の第１画面上下反転処理を行う。

続いて、ステップＳ３において、制御部７が、重力方向の加速度信号（垂直方向Ｚの加速度信号）に基づいて画面上下方向が逆方向であるかどうかを判定する。重力方向（Ｚ方向）を角度０度として、その閾値を角度１８０度のうち基板角度が６０度（または−６０度）とし、基板角度が６０度（または−６０度）よりも小さくなったときに画面上下方向が逆方向であると判定する。基板角度が６０度（または−６０度）よりも小さくなるまでこの処理を繰り返し行う。

その後、ステップＳ４において、加速度センサ４からの加速度信号のうち、重力方向（Ｚ方向）を感知する出力波形を予め設定した閾値を基準として、基板角度が６０度（または−６０度）よりも小さくなた時点で、車両室内から車両進行方向に撮影画像が変化（上下逆方向）したと判断してカメラ３からの出力映像の第２画面上下反転処理を行う。

さらに、ステップＳ５において、制御部７が、車両の電源スイッチをＯＮにした時点からＯＦＦにする時点まで連続して、カメラ３で撮影した撮影映像を映像表示部５に表示制御すると共に、加速度センサ４からの加速度信号および撮像信号を記録部６に記録制御する。

以上により、本実施形態１の車両搭載用撮影記録装置１では、基板２に配設され、基板２と共に横方向軸を回動中心として少なくとも角度１８０度縦方向に回動自在に構成されて車両の進行方向前方および車両室内の撮影を行うカメラ３と、基板２に配設され、加速度を検出して衝撃を感知すると共に重力を感知する３軸の加速度センサ４と、加速度センサ４からの加速度信号に基づいてカメラ３からの出力映像の画面上下反転処理を制御する制御部７とを有している。

従来、カメラ３が角度１８０度回転したことを認識するためのメカニカルスイッチを用いる方法や、予め設定したファームウェア・ソフトファイルをドライブレコーダのＤＳＰのパラメータに読み込ませ、カメラ映像の上下逆さまを是正する方法があったが、本実施形態１の車両搭載用撮影記録装置１では、メカニカルスイッチを用いることや、予め設定したファームウェアソフト・ファイルをドライブレコーダのＤＳＰのパラメータに読み込ませることをなくして、ＴＶモニタへの出力やパソコンモニタへのカメラ３からの出力映像を、カメラ３が縦方向に回転するのと連動した３軸の加速度センサ４の基板２への搭載により、カメラ３の向きが車両進行方向であるか車室内を向いているかを、３軸の加速度センサ４が出力するＺ軸方向の加速度信号（図４（ｂ））により制御部７が認識し、その加速度信号を制御部７として例えばＤＳＰに入力することにより、ＤＳＰ内のパラメータ設定を変更することにより、ＴＶモニタへの出力映像やパソコンモニタへの出力映像などを上下反転処理させることができる。なお、３軸の加速度センサ４の３軸加速度情報は、Ｚ軸加速度情報によりカメラ３が角度１８０度だけ縦方向に回転したことを認識するために用いるのではなく、Ｙ軸加速度情報およびＸ軸加速度情報により車両運行中の事故などの衝撃や、急ブレーキおよび急ハンドルなどの加速度情報をも得ることができる。これは一つの３軸の加速度センサ４により３軸加速度情報を得ることができる。

これによって、本実施形態１の車両搭載用撮影記録装置１は、乗用車、公共バス、タクシその他貨物輸送用トラックや、鉄道車両、自動２輪車などの各種車両に搭載するドライブレコーダやドライブカメラに利用することができる他、カーナビゲーションスシステムの表示画面を利用した映像入力用カメラモジュールとして利用することができる。

なお、本実施形態１では、特に説明しなかったが、カメラ３が搭載された基板２の表面側に、撮影方向を照明する照明手段が設けられ、カメラ３による撮影方向に照明手段からの照明光を照射可能としている。閾値を基準として、基板角度が６０度（または−６０度）以上になってカメラ３の撮影方向が車両内側の車両室内の方向になったときに照明手段から車両内側の車両室内側に照明光を照射する。このときの照明手段としては、照明用電球、照明用ＬＥＤおよび、赤外線領域まで照射可能な電球またはＬＥＤのうちのいずれかである。

なお、本実施形態１では、特に説明しなかったが、制御部７が、加速度センサ４からの３軸の出力波形を元に車両運行中に生じた衝撃荷重として所定値以上の出力波形の変化を検出したときに、念のために、加速度センサ４からの３軸の出力波形を記録部６に記録制御すると共に、カメラ３で撮影された映像を記録部６に記録制御する。この場合、音声を入力するマイク手段が設けられ、制御部７は、その所定値以上の波形変化により、マイク手段からの音声信号をも記録部６に記録制御する。また、制御部７は、その所定値以上の波形変化により、ＧＰＳアンテナからの位置情報を取得し、取得した位置情報を記録部６に記録制御する。この記録部は、ＳＤメモリまたはＳＤＨＣカーメモリであってもよい。

なお、本実施形態１では、制御部７が、車両の電源スイッチをＯＮにした時点からＯＦＦにする時点まで連続して、カメラ３で撮影した撮影映像および加速度センサ４からの加速度情報を記録部６に記録制御する場合について説明したが、これに限らず、制御部７が、車両の電源スイッチをＯＮにした時点からＯＦＦにする時点まで連続して、カメラ３で撮影した撮影映像、加速度センサ４からの加速度情報、マイク手段からの音声情報およびＧＰＳアンテナからの位置情報を記録部６に記録制御するようにしてもよい。また、制御部７が、車両の電源スイッチをＯＮにした時点からＯＦＦにする時点まで連続して、カメラ３で撮影した撮影映像、加速度センサ４からの加速度情報、マイク手段からの音声情報およびＧＰＳアンテナからの位置情報のうちの少なくとも撮影映像を記録部６に記録制御すればよい。この場合、制御部７は、撮影映像再生指示時に、記録部６に記録された撮影映像、加速度情報、音声情報および位置情報のうちの少なくとも撮影映像を取り出して映像表示部５の表示画面上に表示制御することができる。

なお、本実施形態１では、特に説明しなかったが、加速度センサ４の取り付けに関する補正処理についてさらに説明する。

図６に示すように、加速度センサ４において、Ｘ紬は左右方向、Ｙ軸は車両進行方向、Ｚ軸は上下方向（重力Ｇの方向）と定めた場合、加速度センサ４の基板２への取り付けは、加速度センサ４のＹ軸と基板２の面に垂直な方向とが一致するように取り付ける。実際は、ドライブレコーダ本体の取付状態により、加速度センサ４の傾き、各軸の方向が異なるため、補正が必要となる。ここでは、加速度センサ４とカメラ３の撮像素子３２の受光面とは基板２の裏面と表面に取り付けられ、撮像素子３２の受光面の左右方向（横方向）を加速度センサ４のＸ軸方向と一致または平行にし、撮像素子３２の受光面の上下方向（縦方向）を加速度センサ４のＺ軸方向と一致または平行にするように基板２に対して加速度センサ４とカメラ３を取り付けるが、基板２に対して加速度センサ４とカメラ３を取り付け誤差のため、補正が必要となる。

現在のドライフレコーダでは、加速度センサ４の取付状態は２種類あるが、補正は、ドライブレコーダを取付け後、最低１回は実施する。ａｄｉ．ｉｎｉファイルがＳＤカード内にある場合、補正のための計測を実行する。補正を実施した場合、フラッシユメモリに取付状態、角度を記録し、ａｄｉ．ｉｎｉファイルを削除する。

３紬の値が絶対値Ｘ＜絶対値Ｙｏｒ絶対値Ｘ＜絶対値Ｚの場合、タイプ１と判定する。

また、３軸の値が絶対値Ｙ＜絶対値Ｘｏｒ絶対値Ｙ＜絶対値Ｚの場合、タイプ２と判定する。

タイプ１の加速度センサ４の取付状態を図７に示している。この場合、Ｙ、Ｚ軸について補正が必要である。以下に計算方法を記す。まず、地軸に対するＸ．Ｙ．Ｚ軸の各々の傾斜角度を算出する。

θｘ＝ｃｏｓ−ｌ（Ｘ） θｙ＝ｃｏｓ−ｌ（Ｙ） θｚ＝ｃｏｓ−ｌ（ｚ）
次に、左右方向のＧ値（ＡｄｉＸ）、進行方向のＧ値（ＡｄｉＹ）と地軸方向のＧ値 （ＡｄｉＺ）を算出する。

ＡｄｉＸ＝Ｘｓ ｉ （θｘ）
ＡｄｉＹ＝Ｙｓｉｎ（θＹ）＋Ｚｓｉｎ（θｚ）
ＡｄｉＺ＝Ｙｃｏｓ（θＹ）＋Ｚｃｏｓ（θｚ）
タイプ２の加速度センサ４の取付状態を図８に示している。この場合、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸について補正が必要である。以下に計算方法を示す。 まず、地軸に対するＸ、Ｙ、Ｚ軸の各々の傾斜角度を算出する。

θｘ＝ｃｏｓ−ｌ
θｙ＝ｃｏｓ−ｌ（Ｙ）
θｚ＝ｃｏｓ−ｌ（Ｚ）
次に、左右方向のＧ値（ＡｄｉＸ）、進行方向のＧ値（ＡｄｉＹ）と地軸方向のＧ値 （ＡｄｉＺ）を算出する。

ＡｄｉＸ＝Ｙｓｉｎ（θｙ）
ＡｄｉＹ＝Ｘｓｉｎ（θｘ）＋Ｚｓｉｎ（θｚ）
ＡｄｉＺ＝Ｘｃｏｓ（θｘ）＋Ｚｃｏｓ（θｚ）
なお、以上のように、本発明の好ましい実施形態１を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。

本発明は、車両の電源スイッチをＯＮにした時点からＯＦＦにする時点までの連続した車両周辺の映像を記録すると共に、車両事故発生時などの不測の事態に備えて「イベント記録方式」として車両周辺の映像を自動記録する車両搭載用撮影記録装置の分野において、３軸加速度センサ手段と一体化したカメラ手段が手動にて回転することにより車両前方だけではなく、車室内映像の記録をも行うことが可能である。これによって、車両前方および車室内の撮影を一つのカメラを用いて行うことができて、メカニカルスイッチなど別途必要とせず、加速度センサからの加速度情報を用いてカメラ映像の上下逆さまを認識して、取得映像の上下位置関係を常に正しく表示画面上に表示させることが可能となる。

１ 車両搭載用撮影記録装置
２ 基板
３ カメラ
４ 加速度センサ
５ 表示部（映像表示部）
６ 記録部
７ 制御部
７１ 映像反転部
７２ ＣＰＵ
７３ ＲＯＭ
７４ ＲＡＭ
７５ 入力ポート
７６ 出力ポート
７７ 共通バス
３１ 撮影レンズ
３２ 撮像素子
３３ ホルダ
３４ コネクタ
Ａ ルームミラー
Ｂ 有線
Ｃ カーナビゲーションシステムの表示画面

Claims (14)

1. 基板に配設され、該基板と共に横方向軸を回動中心として少なくとも角度１８０度縦方向に回動自在に構成されて車両の進行方向前方および車両室内の撮影を行うカメラ手段と、該基板に配設され、加速度（Ｘ方向およびＹ方向）を検出して衝撃を感知すると共に重力（Ｚ方向）を感知する３軸の加速度センサ手段と、該加速度センサ手段からの加速度信号に基づいて該カメラ手段からの出力映像の画面上下反転処理を制御する制御部とを有する車両搭載用撮影記録装置。
2. 前記制御部は、前記加速度センサ手段からの加速度信号のうち、重力方向（Ｚ方向）を感知する出力波形を予め設定した閾値を基準として前記カメラ手段からの出力映像の画面上下反転処理を制御する請求項１に記載の車両搭載用撮影記録装置。
3. 前記重力方向（Ｚ方向）を角度０度として、前記閾値を前記角度１８０度のうち角度６０度とする請求項２に記載の車両搭載用撮影記録装置。
4. 前記カメラ手段が搭載された基板面側に照明手段が設けられ、該カメラ手段による撮影方向に該照明手段からの照明光を照射可能とする請求項２に記載の車両搭載用撮影記録装置。
5. 前記閾値を基準として前記照明手段から照明光を照射する請求項４に記載の車両搭載用撮影記録装置。
6. 前記照明手段は、照明用電球、照明用ＬＥＤおよび、赤外線領域まで照射可能な電球またはＬＥＤのうちのいずれかである請求項４に記載の車両搭載用撮影記録装置。
7. 前記カメラ手段で撮影された撮影映像を表示画面上に表示する映像表示部と、該カメラ手段で撮影された撮影映像を記録する記録部とを更に有し、前記制御部は、該カメラ手段の撮像を制御すると共に、該映像表示部の表示制御および該記録部の記録制御を行う請求項１に記載の車両搭載用撮影記録装置。
8. 前記制御部が、前記加速度センサ手段からの３軸の出力波形を元に車両運行中に生じた衝撃荷重として所定値以上の出力波形の変化を検出したときに、該加速度センサ手段からの３軸の出力波形を前記記録部に記録制御すると共に、前記カメラ手段で撮影された映像を該記録部に記録制御する請求項７に記載の車両搭載用撮影記録装置。
9. 音声を入力するマイク手段が設けられ、前記制御部は、前記所定値以上の波形変化により、該マイク手段からの音声信号を前記記録部に記録制御する請求項８に記載の車両搭載用撮影記録装置。
10. 前記制御部は、前記所定値以上の波形変化により、ＧＰＳアンテナからの位置情報を取得し、該取得した位置情報を前記記録部に記録制御する請求項８に記載の車両搭載用撮影記録装置。
11. 前記記録部は、ＳＤメモリまたはＳＤＨＣカーメモリである請求項７に記載の車両搭載用撮影記録装置。
12. 前記制御部が、車両の電源スイッチをＯＮにした時点からＯＦＦにする時点まで連続して、前記カメラ手段で撮影した撮影映像、前記加速度センサ手段からの加速度情報、マイク手段からの音声情報およびＧＰＳアンテナからの位置情報のうちの少なくとも該撮影映像を前記記録部に記録制御する請求項７に記載の車両搭載用撮影記録装置。
13. 前記制御部は、撮影映像再生指示時に、前記記録部に記録された撮影映像を取り出して前記映像表示部の表示画面上に表示制御する請求項７に記載の車両搭載用撮影記録装置。
14. 前記カメラ手段は前記基板の表面側に配置され、前記加速度センサ手段は該基板の裏面側に配置されて、入射光を光電変換して撮像する該カメラ手段の受光領域面の中心から垂直方向と該加速度センサ手段のＹ方向とを一致させ、該受光領域面の横方向および縦方向と該加速度センサ手段のＸ方向およびＺ方向とを平行に配置した請求項１に記載の車両搭載用撮影記録装置。

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