JP2016181804A - カメラユニット - Google Patents

Abstract

【課題】確実に光学的な故障を検出することができるカメラユニットを提供する。【解決手段】カメラユニット１４は、撮像素子２１と、撮像素子２１に向き合い、設置環境で確立される第１照度よりも高い第２照度で照らされる向き合い面２７ａを有する線材２７とを備える。被写体から撮像素子２１に入射する光（可視光線および不可視光線）に比べて向き合い面２７ａの第１照度は低い。その結果、撮像素子２１で撮像が実施されても、画像に線材２７は映り込まない。向き合い面２７ａが第２照度で照らされると、線材２７は画像に写り込む。【選択図】図２

Description

本発明はカメラユニットに関する。

特許文献１に開示されるように、車両用セキュリティシステムには監視カメラに対して故障診断機能が搭載される。故障診断機能では走行中の２つのタイミングで合計２枚の映像が撮像される。両者が一致すれば、カメラは異常なものとして診断される。

特開２００７−２２３６０号公報

監視カメラの映像では同期信号の異常などにより画像が歪んでしまうことがある。あるいは光軸ズレにより撮像範囲が移動してしまうことがある。これらの故障モードでは２つのタイミングで撮像される映像には差が生じ、カメラの故障が検出されることはできない。カメラは正常なものとして診断されてしまう。

本発明のいくつかの態様によれば、確実に監視カメラの故障を検出することができるカメラユニットを提供することができる。

本発明の態様は、撮像素子と、前記撮像素子に向き合う向き合い面を有する線材と、前記向き合い面を照らす照射源とを備えるカメラユニットに関する。

被写体に比べて向き合い面の照度は低い。その結果、撮像素子で撮像が実施されても、画像に線材は映り込まない。通常どおりに画像は撮像される。向き合い面が照射源からの光で照らされると、向き合い面の照度は高められる。線材は画像に写り込む。こうして向き合い面の照度の変化に応じて撮像素子の動作は確認されることができる。照射源からの光で照らされても線材の画像に変化があれば、監視カメラの故障は検出されることができる。

前記線材は格子状に組まれてもよい。こうして線材は撮像領域全体に配置されることができる。画面全体で満遍なく監視カメラの不具合は検出されることができる。

以上のように開示の態様によれば、確実に監視カメラの故障を検出することができる。

移動体の一実施形態を示す斜視図である。 カメラユニットの構造を概略的に示す斜視図である。 カメラユニットの回路構成を概略的に示すブロック図である。 第１照度および第２照度で線材の写り込みの有無を示す写真である。 第１照度および第２照度で線材の写り込みの有無を示す写真である。 線材の他の実施形態を概略的に示すカメラユニットの正面図である。 移動体の他の実施形態を示す斜視図である。

以下、添付図面を参照しつつ本発明の一実施形態を説明する。

（１）移動体の構成
図１は移動体の一実施形態としての自動車１１を示す。自動車１１は車体１２を備える。車体１２にはドライブレコーダ１３が搭載される。ドライブレコーダ１３はカメラユニット１４を備える。カメラユニット１４は例えばフロントガラス１５の内側に配置される。カメラユニット１４の光軸は車体１２の前方に向けられる。カメラユニット１４は映像信号を出力する。映像信号で車体１２の前方の様子は特定される。カメラユニット１４は、後述されるように、自己診断によってカメラユニット１４の故障を検出すると、故障通知信号を出力する。

ドライブレコーダ１３は記憶装置１６を備える。記憶装置１６はカメラユニット１４に接続される。カメラユニット１４から記憶装置１６に映像信号が供給される。映像信号は記憶装置１６に記憶される。記憶装置１６には例えば不揮発性メモリやメモリカードが用いられればよい。

ドライブレコーダ１３は出力端子１７を備える。出力端子１７は記憶装置１６に接続される。出力端子１７には例えばパソコンその他の外部機器が接続されることができる。こうして外部機器には出力端子１７から映像信号が供給されることができる。外部機器は映像信号に基づき映像を表示することができる。

ドライブレコーダ１３は警告灯１８を備える。警告灯１８には例えばＬＥＤが用いられる。警告灯１８はカメラユニット１４に接続される。警告灯１８にはカメラユニット１４から故障通知信号が供給される。警告灯１８に故障通知信号が供給されると、警告灯１８は点灯する。こうしてカメラユニット１４の故障はユーザに通知されることができる。

（２）カメラユニットの構成
図２に示されるように、カメラユニット１４は撮像素子２１を備える。撮像素子２１は例えば基板２２に実装される。撮像素子２１には例えばＣＭＯＳセンサやＣＣＤといった画像センサが用いられる。撮像素子２１は画素ごとに光（可視光線または不可視光線）の強度を検出する。検出された強度に応じて撮像信号は生成される。撮像信号で画像は特定される。基板２２には後述される制御部がさらに実装されてもよい。

カメラユニット１４はレンズホルダ２３を備える。レンズホルダ２３は例えば樹脂材から形成される。レンズホルダ２３は基板２２上で撮像素子２１を囲む。レンズホルダ２３は撮像素子２１の前方にレンズ２４を保持する。レンズ２４の前方でレンズホルダ２３にはレンズ２４の周囲を囲む様に配置された遮光壁２５が形成される。遮光壁２５は撮像素子２１の前方に入射空間２６を区画する。

カメラユニット１４は検体すなわち線材２７を備える。線材２７は例えば直径１ｍｍ程度の針金で構成される。線材２７は遮光壁２５の内側に配置される。レンズ２４の光軸に直交する平面に沿って線材２７の軸線は入射空間２６を横切ればよい。

線材２７は撮像素子２１に向き合う向き合い面２７ａを有する。向き合い面２７ａは、撮像素子２１で検出される光に対して決められた反射率を有すればよい。設置環境では向き合い面２７ａで第１照度が確立される。向き合い面２７ａは遮光壁２５に囲まれ被写体（例えば監視カメラの前方の風景）から陰になることから、向き合い面２７ａの第１照度は被写体の照度に比べて低い。

カメラユニット１４は照射源２８を備える。照射源２８には例えばＬＥＤが用いられる。照射源２８は向き合い面２７ａを照らす。照射源２８から光が照射されると、向き合い面２７ａで第１照度よりも高い第２照度が確立される。向き合い面２７ａの照度は高められる。照射源２８のオンオフに応じて向き合い面２７ａは第１照度と第２照度とで簡単に切り替えられることができる。

図３に示されるように、カメラユニット１４は制御部３１を備える。制御部３１は撮像素子２１に接続される映像処理部３２を有する。映像処理部３２には撮像素子２１から撮像信号が供給される。映像処理部３２は撮像信号に基づき映像信号を生成する。映像信号で映像は特定される。

制御部３１は映像出力部３３を有する。映像出力部３３は映像処理部３２に接続される。映像出力部３３には映像処理部３２から映像信号が供給される。映像出力部３３は画面に合わせて映像信号を出力する。

制御部３１は検出部３４を有する。検出部３４は映像処理部３２および照射源２８に接続される。検出部３４には映像処理部３２から映像信号が供給される。検出部３４は照射源２８のオンオフを制御する。検出部３４は周期的に照射源２８にオン信号を供給する。照射源２８はオン信号の供給を受けて光を照射する。検出部３４は、照射のタイミングで撮像される画像の映像信号を映像処理部３２から取得する。検出部３４では照射源２８のオン時に画像内で線材２７の像が検出される。検出にあたって検出部３４では撮像された画像と基準画像とが比較される。基準画像では画面内で線材２７の像が描かれる。基準画像は例えば記憶部３５から検出部３４に取り込まれる。基準画像は例えば実写に基づき生成されればよい。基準画像の生成にあたって検出部３４には制御部３１の外部から制御信号が入力されることができる。制御信号の供給に応じて検出部３４は記憶部３５に基準画像を記憶することができる。

（３）ドライブレコーダの動作
次にドライブレコーダ１３の動作を簡単に説明する。自動車１１のエンジンが動作すると、ドライブレコーダ１３に電力が供給される。電力の供給を受けてカメラユニット１４から映像信号が出力される。映像信号は記憶装置１６で記憶される。こうして車体１２の前方の様子は記録される。電力の供給が停止すると、映像信号の記録は終了する。記憶装置１６には例えば直近５分間の映像信号が残される。出力端子１７に例えばパソコンやスマートフォンが接続されると、パソコンやスマートフォンの画面に車体１２の前方の様子は映し出されることができる。

カメラユニット１４では撮像素子２１から撮像信号が出力される。照射源２８がオフされると、向き合い面２７ａでは第１照度が確立される。図４（ａ）に示されるように、撮像素子２１で撮像が実施されても、線材２７の向き合い面２７ａの照度は被写体より低く、かつ撮像素子２１に近く、焦点が合っていないため画像に線材２７は映り込まない。通常どおりに画像は撮像される。

検出部３４は周期的に（例えば１０秒や１分、５分の間隔で）故障診断を実施する。故障診断にあたって検出部３４は照射源２８にオン信号を供給する。照射源２８がオンされると、向き合い面２７ａの照度は第１照度から第２照度に切り替わる。向き合い面２７ａが第２照度で照らされると、向き合い面２７ａの照度は高められる。図４（ｂ）に示されるように、線材２７は画像に写り込む。検出部３４では撮像された画像と基準画像とを例えばパターンマッチング等の手法で比較する。撮像素子２１が通常どおりに動作する場合には、２つの画像内で線材２７の像は互いに重なりパターンマッチングの結果は一致する。撮像素子２１が故障している場合は線材２７の像は変形、移動、あるいは消失し、パターンマッチングの結果は一致しない。こうして向き合い面２７ａの照度の変化に応じて撮像素子２１の動作は確認されることができる。

図４では、撮像にあたって直径約１ｍｍの針金がレンズ２４の前方約１ｃｍに設置され、レンズ２４の前方約２ｍに焦点が合わせられた。その一方で、図５では、同様に直径約１ｍｍの針金がレンズ２４の前方約１ｃｍに設置されたものの、レンズ２４の前方約５ｃｍに焦点が合わせられた。図５（ａ）に示されるように、第１照度では線材２７の写り込みは回避されることが確認された。図５（ｂ）に示されるように、第２照度では線材２７が画像に写り込むことが確認された。

撮像素子２１の出力が異常となると、検出部３４で再現される画像から線材２７の像は変形、移動、あるいは消失する。検出部３４は線材２７の画像と基準画像とを比較しその像が重ならない事を前述したパターンマッチングにより判定する。このとき、検出部３４はカメラユニット１４の故障を認定する。検出部３４は故障通知信号を出力する。故障通知信号は警告灯１８に供給される。警告灯１８は点灯する。カメラユニット１４の故障はユーザに通知される。こうして定期的な故障診断は実現される。

例えば光軸がずれるといった具合に物理的にレンズ２４にずれが生じると、撮像された画像内で線材２７の位置はずれる。撮像画像と基準画像との間で線材２７の像は重ならない。こうして検出部３４はカメラユニット１４の故障を認定する。検出部３４は故障通知信号を出力する。撮像素子２１で垂直同期や水平同期に不具合が生じると、撮像された画像内で線材２７の形状は歪む。したがって、撮像画像と基準画像との間で線材２７の像は重ならない。こうして検出部３４はカメラユニット１４の故障を認定する。

基準画像は撮像される。例えば車体１２に取り付けた際の初動時や工場出荷時に撮像は実施されればよい。撮像にあたって例えば制御部３１の外部から検出部３４に制御信号を入力する。検出部３４は制御信号の供給に応じて照射源２８にオン信号を供給し映像処理部３２から映像信号を取得する。撮像された画像には線材２７が写り込む。検出部３４は取得した画像を記憶部３５に保存する。

図６に示されるように、線材２７は格子状に組まれてもよい。こうして線材２７は撮像領域全体に配置されることができる。画面全体で満遍なく撮像素子２１の不具合は検出されることができる。

（４）他の実施形態
図７は他の実施形態に係る自動車１１ａを示す。自動車１１ａには自動運転装置４１が搭載される。自動運転装置４１は画像認識センサ４２を備える。画像認識センサ４２は前述のカメラユニット１４と同様に構成されればよい。画像認識センサ４２は車体１２の前方に固定される。画像認識センサ４２は例えば車線４３の認識にあたって用いられる。画像認識センサ４２で撮像された画像で車線４３が特定される。自動運転装置４１は車線４３を辿るようにステアリングを制御する。画像認識センサ４２は例えばナビゲーションシステム４４に故障通知信号を供給する。ナビゲーションシステム４４は、故障通知信号を受信すると、ディスプレイ４５の画面上に故障の通知画像を表示する。

１１ 移動体（自動車）、１１ａ 移動体（自動車）、２１ 撮像素子、２３ レンズホルダ、２５ 遮光壁、２６ 入射空間、２７ 線材、２７ａ 向き合い面、２８ 照射源、３１ 制御部、４２ 画像認識センサ。

Claims (2)

1. 撮像素子と、
   前記撮像素子に向き合う向き合い面を有する線材と、
   前記向き合い面を照らす照射源と、
   を備えることを特徴とするカメラユニット
2. 請求項１に記載のカメラユニットにおいて、前記線材は格子状に組まれることを特徴とするカメラユニット。