JP2018118670A - 付着物除去装置および付着物除去システム - Google Patents

Abstract

【課題】付着物を高精度に除去することができる付着物除去装置および付着物除去システムを提供すること。【解決手段】実施形態に係る付着物除去装置は、検出部と、振動素子と、振動制御部とを備える。検出部は、撮像装置によって撮像された撮像画像に基づいて撮像装置のレンズに付着した付着物を検出する。振動素子は、レンズを振動させる。振動制御部は、検出部によって付着物が検出された場合に、レンズに定在波を発生させるように振動素子を制御する。【選択図】図２

Description

本発明は、付着物除去装置および付着物除去システムに関する。

従来、車載カメラ等の撮像装置によって撮像された撮像画像に基づいて撮像装置のレンズに付着した付着物を除去する付着物除去装置がある。付着物除去装置は、例えば、洗浄水や圧縮空気をレンズへ向けて噴射することで付着物を除去する（たとえば、特許文献１参照）。

特開２０１４−０３７２３９号公報

しかしながら、従来の技術では、一定方向からの噴射により付着物を除去するため、付着位置によっては除去できない場合があり、付着物の除去精度が低下するおそれがあった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、付着物を高精度に除去することができる付着物除去装置および付着物除去システムを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る付着物除去装置は、検出部と、振動素子と、振動制御部とを備える。検出部は、撮像装置によって撮像された撮像画像に基づいて前記撮像装置のレンズに付着した付着物を検出する。振動素子は、前記レンズを振動させる。振動制御部は、前記検出部によって前記付着物が検出された場合に、前記レンズに定在波を発生させるように前記振動素子を制御する。

本発明によれば、付着物を高精度に除去することができる。

図１Ａは、実施形態に係る付着物除去装置の概要を示す図である。 図１Ｂは、実施形態に係る付着物除去装置の概要を示す図である。 図１Ｃは、実施形態に係る付着物除去装置の概要を示す図である。 図２は、実施形態に係る付着物除去システムの構成を示すブロック図である。 図３は、振動素子の配置例を示す図である。 図４は、振動情報の説明図である。 図５Ａは、振動制御部の処理内容を示す図である。 図５Ｂは、振動制御部の処理内容を示す図である。 図５Ｃは、振動制御部の処理内容を示す図である。 図６は、振動制御部の処理内容を示す図である。 図７は、振動制御部の処理内容を示す図である。 図８は、実施形態に係る付着物除去装置が実行する除去処理の処理手順を示すフローチャートである。

以下、添付図面を参照して、本願の開示する付着物除去装置および付着物除去システムの実施形態を詳細に説明する。なお、この実施形態により本発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施形態では、撮像装置である車載カメラに付着した付着物を除去する付着物除去装置について説明する。

なお、撮像装置は、車載カメラに限定されず、例えば船舶や航空機といった他の移動体に設けられた撮像装置であってもよい。また、撮像装置は、移動体に設けられる場合に限定されず、例えば、道路沿線に設置されたカメラや、防犯カメラのように固定された位置に設けられてもよい。

まず、図１Ａおよび図１Ｂを用いて実施形態に係る付着物除去装置１の概要について説明する。図１Ａおよび図１Ｂは、実施形態に係る付着物除去装置１の概要を示す図である。

図１Ａには、実施形態に係る付着物除去装置１の対象となる撮像装置１０を示している。図１Ａに示すように、撮像装置１０は、例えばバックカメラであり、車両Ｃの後方の様子を撮像する位置に設けられる。なお、撮像装置１０は、車両Ｃの後方を撮像する位置に限定されず、車両Ｃの前方や側方を撮像する位置に設けられてもよい。

また、図１Ｂには、撮像装置１０のレンズ１０ａに付着物１００が付着している場合を示している。付着物１００は、例えば、雨滴等の水滴や、泥、埃、砂等であり、車両Ｃの走行等によって撮像装置１０に自然に付着する物体を指す。

また、図１Ｃには、レンズ１０ａの断面図を示している。なお、図１Ｃでは、説明を分かりやすくするため、レンズ１０ａの断面形状を矩形状で示しているが、断面形状が、例えば楕円状等、その他の形状であってもよい。

ここで、従来の付着物除去装置について説明する。従来の付着物除去装置は、例えば、レンズ周辺に設けられた噴射ノズルからレンズへ向けて洗浄水や圧縮空気を噴射することで、レンズに付着した付着物を除去していた。

ところが、従来の付着物除去装置では、一定方向からの噴射により付着物を除去するため、例えば噴射ノズルから遠くなると付着物を除去しづらくなり、付着物の除去精度が低下するおそれがあった。

そこで、図１Ｂに示すように、実施形態に係る付着物除去装置１は、レンズ１０ａに振動素子２０ａを設け、振動素子２０ａによってレンズ１０ａのレンズ面全体を振動させることで付着物１００を除去することとした。

具体的には、実施形態に係る付着物除去装置１は、まず、撮像装置１０によって撮像された撮像画像に基づいてレンズ１０ａに付着した付着物１００を検出する。つづいて、図１Ｃに示すように、付着物除去装置１は、付着物１００を検出した場合に、レンズ１０ａに定在波ＳＷを発生させるように振動素子２０ａを制御する。定在波ＳＷとは、波形の振幅（図１Ｃに示す上下方向の矢印）が最大となる腹Ｔと、振幅しない節Ｎとを有する波動である。

つまり、定在波ＳＷの振幅に従ってレンズ１０ａの表面上の空気層Ｆの圧力（図１Ｃにおいて上方向の矢印）が変化することで、空気層Ｆに勾配が生じ、かかる勾配に沿って付着物１００が移動する。具体的には、腹Ｔの位置では圧力が高くなり、節Ｎの位置では圧力が小さくなる（生じない）。

このように、実施形態に係る付着物除去装置１は、レンズ１０ａの表面全体にわたって空気層Ｆの勾配を形成することで、付着位置によらず付着物１００を容易に除去可能となるため、付着物１００を高精度に除去することができる。

なお、実施形態に係る付着物除去装置１では、振動素子２０ａをレンズ１０ａの外周部Ｅに複数（振動素子２０ａ〜２０ｄ）設けることができるが、かかる点については、図３を用いて後述する。

また、実施形態に係る付着物除去装置１では、付着物１００の付着位置とは異なる位置に定在波ＳＷの節Ｎ（図４参照）を位置させるが、かかる点については、図４を用いて後述する。

また、実施形態に係る付着物除去装置１では、付着物１００の種別に応じて振動素子２０ａを制御するが、かかる点については、図６および図７を用いて後述する。

次に、図２を参照して、実施形態に係る付着物除去装置１を備える付着物除去システムＳの構成について詳細に説明する。図２は、実施形態に係る付着物除去システムＳの構成を示すブロック図である。図２に示すように、実施形態に係る付着物除去システムＳは、撮像装置１０と、付着物除去装置１とを備える。

撮像装置１０は、例えば、魚眼レンズ等のレンズ１０ａと、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの撮像素子とを備えた車載カメラである。撮像装置１０は、車両Ｃの周囲の様子を撮像した撮像画像を付着物除去装置１へ出力する。

付着物除去装置１は、振動素子２０ａ〜２０ｄと、制御部３０と、記憶部４０とを備える。振動素子２０ａ〜２０ｄは、例えば圧電素子（ピエゾ素子）等の圧電アクチュエータであって、制御部３０から与えられた電圧信号に応じて伸縮することで撮像装置１０のレンズ１０ａを振動させる。

ここで、図３を用いて、レンズ１０ａにおける振動素子２０ａ〜２０ｄの配置例について説明する。図３は、振動素子２０ａ〜２０ｄの配置例を示す図である。図３に示すように、振動素子２０ａ〜２０ｄは、例えば、レンズ１０ａの外周部Ｅに離間して設けられる。

具体的には、振動素子２０ａ〜２０ｄは、レンズ１０ａの中心Ｍ周りに所定角度毎に等間隔で設けられる。なお、振動素子２０ａ〜２０ｄは、必ずしも離間して設けられる必要はなく、各振動素子２０ａ〜２０ｄが隣接して設けられてもよい。

なお、図３では、振動素子２０ａ〜２０ｄは、８つである場合を示しているが、７つ以下であってもよく、９つ以上であってもよい。

また、各振動素子２０ａ〜２０ｄは、２つを１セットとし、レンズ１０ａの中心Ｍを挟んで対向する位置にそれぞれ設けられる。これにより、後述する振動制御部３２が対向する振動素子２０ａ〜２０ｄを振動させることで定在波ＳＷを発生させることができる。

なお、各振動素子２０ａ〜２０ｄは、２つを１セットとしたが、対向する２つの振動素子２０ａ〜２０ｄのうち、いずれか１つを振動の反射部材として構成してもよい。

また、図３では、レンズ１０ａの形状を円形状で示したが、レンズ１０ａの形状は、例えば矩形状等であってもよい。レンズ１０ａが矩形状である場合、各辺に振動素子２０ａ〜２０ｄを設けることとすればよい。

図２に戻って、制御部３０について説明する。制御部３０は、検出部３１と、振動制御部３２とを備える。記憶部４０は、付着物情報４１と、振動情報４２とを記憶する。

ここで、付着物除去装置１は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）、入出力ポートなどを有するコンピュータや各種の回路を含む。

コンピュータのＣＰＵは、たとえば、ＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出して実行することによって、制御部３０の検出部３１および振動制御部３２として機能する。

また、制御部３０の検出部３１および振動制御部３２の少なくともいずれか一つまたは全部をＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアで構成することもできる。

また、記憶部４０は、たとえば、ＲＡＭやＨＤＤに対応する。ＲＡＭやＨＤＤは、付着物情報４１や、振動情報４２、各種プログラムの情報等を記憶することができる。なお、付着物除去装置１は、有線や無線のネットワークで接続された他のコンピュータや可搬型記録媒体を介して上記したプログラムや各種情報を取得することとしてもよい。

制御部３０は、撮像画像に基づいて撮像装置１０のレンズ１０ａに付着した付着物１００を検出するとともに、レンズ１０ａを振動させるように振動素子２０ａ〜２０ｄを制御する。

検出部３１は、撮像装置１０よって撮像された撮像画像に基づいて撮像装置１０のレンズ１０ａに付着した付着物１００を検出する。さらに、検出部３１は、付着物１００の付着位置、種別、大きさ等を検出する。

具体的には、検出部３１は、例えば、撮像画像の各画素に対して周知のエッジ検出処理を行うことで撮像画像の中から付着物１００を示す領域を抽出し、かかる領域の面積を付着物１００の大きさとして検出する。また、検出部３１は、付着物１００を示す領域の中心位置を付着物１００の付着位置として検出する。

また、検出部３１は、付着物１００を示す領域内のエッジに基づいて付着物１００の種別を検出する。具体的には、検出部３１は、付着物１００を示す領域が略円形状（楕円でもよい）であり、かつ、付着物１００を示す領域内に略円形状（楕円でもよい）のエッジがさらに検出された場合に、付着物１００の種別を水滴として検出する。

一方、検出部３１は、付着物１００を示す領域のエッジの強度が比較的高く（勾配が急）、かつ、付着物１００を示す領域内に略円形状のエッジが検出されない場合に、水滴以外の付着物１００であると判定する。

付着物１００の種別の検出は、撮像画像における水滴の領域が、黒くぼやけた中心領域と、灰色にぼやけた外周領域とで構成されることを考慮している。一方、砂や埃等の水滴以外の付着物１００では、中心領域および外周領域のようなぼやけた領域がなく、むしろ付着物１００を示す領域のエッジがシャープ（勾配が急）になることを考慮している。

検出部３１は、上記した検出処理を定期的または常時行い、検出結果を振動制御部３２へ出力するとともに、記憶部４０に付着物情報４１として記憶させる。付着物情報４１とは、検出部３１によって検出された付着物１００の情報であり、付着物１００の種別の情報や、付着物１００の付着位置の移動軌跡を示す履歴情報等が含まれる。

振動制御部３２は、検出部３１によって付着物１００が検出された場合に、レンズ１０ａに定在波ＳＷを発生させる振動素子２０ａ〜２０ｄを制御する。具体的には、振動制御部３２は、記憶部４０に記憶されている振動情報４２に基づいて振動素子２０ａ〜２０ｄを制御する。ここで、振動情報４２および振動制御部３２の処理内容について図４〜７を用いて説明する。

まず、図４を用いて振動情報４２について説明する。図４は、振動情報４２の説明図である。図４には、振動素子２０ａ〜２０ｄを駆動させることによって発生する定在波ＳＷの一例を示している。

図４には、説明を分かりやすくするために、振動情報４２に含まれる定在波ＳＷのパラメータをグラフで示している。なお、図４に示すグラフでは、横軸にレンズ１０ａのレンズ位置を示し、縦軸に定在波ＳＷの振幅を示している。

図４に示すように、振動情報４２には、定在波ＳＷのパラメータである最大振幅ＡＭ、周期Ｐ（周波数）の情報が含まれる。最大振幅ＡＭは、定在波ＳＷにおける振幅の最大値、すなわち、定在波ＳＷの腹Ｔの振幅を示す。つまり、振動制御部３２は、振動情報４２の定在波ＳＷのパラメータに従って振動素子２０ａ〜２０ｄを振動させる。

また、振動制御部３２は、付着物１００の付着位置ＢＰに基づいて発生させる定在波ＳＷの腹Ｔおよび節Ｎの位置（レンズ位置）を決定する。具体的には、振動制御部３２は、振動素子２０ａ〜２０ｄの位相を制御することで定在波ＳＷの腹Ｔおよび節Ｎの位置を制御する。

例えば、振動制御部３２は、付着位置ＢＰとは異なる位置に定在波ＳＷの節Ｎを位置させる。つまり、振動制御部３２は、付着位置ＢＰを節Ｎの位置からずらすことで、空気層Ｆ（図１Ｃ参照）の谷部分（凹んだ部分）に付着位置ＢＰを位置させないようにすることができる。

言い換えれば、振動制御部３２は、節Ｎ以外の振動する位置に付着位置ＢＰを位置させるため、定在波ＳＷの振幅が大きい腹Ｔから振幅が小さい（振幅がゼロ）の節Ｎに向かって付着物１００を確実に移動させることができる。

なお、振動制御部３２は、付着位置ＢＰとは異なる位置に定在波ＳＷの腹Ｔが位置することが好ましい。つまり、定在波ＳＷの隣り合う腹Ｔおよび節Ｎの間に付着位置ＢＰを位置させる。

これにより、空気層Ｆの急勾配（振幅が大きい）に付着位置ＢＰを位置させることができるため、付着物１００の移動速度を速めることができる。すなわち、付着物１００の除去時間を短縮することができる。

さらに、図４に示すように、振動制御部３２は、腹Ｔの両側（外周部Ｅ側および中心Ｍ側）に隣り合う２つの節Ｎのうち、外周部Ｅ側の節Ｎと腹Ｔとの間に付着位置ＢＰを位置させることが好ましい。なお、図４では、振幅がゼロとなる位置すべてが節Ｎであるが、見易さの観点から節Ｎの記載を一部省略している。

具体的には、振動制御部３２は、付着位置ＢＰからみてレンズ１０ａの外周部Ｅに近い位置に定在波ＳＷの節Ｎを、遠い位置に節Ｎと隣り合う腹Ｔを、それぞれ位置させる。

これにより、付着物１００を振動しない節Ｎであるレンズ１０ａの外周部Ｅ側へ移動させることができる。つまり、レンズ１０ａの外周部Ｅ側へ付着物１００を除去することができる。

なお、付着物１００が移動して節Ｎに近づく、つまり空気層Ｆの谷部分に近づく場合には、定在波ＳＷの位相を変更することで、定在波ＳＷの節Ｎを外周部Ｅ側に移動させる。これにより、空気層Ｆの谷部分で止まることなく継続して付着物１００を移動させることができる。

また、振動制御部３２は、付着物１００の大きさに応じて定在波ＳＷの最大振幅ＡＭを変更することとしてもよい。具体的には、振動制御部３２は、検出部３１によって検出された付着物１００を示す領域が大きいほど定在波ＳＷの最大振幅ＡＭを大きくする。

これにより、腹Ｔから節Ｎまでの振幅の落差が大きくなり、付着物１００に加わる力が強くなるため、付着物１００が比較的大きい場合であっても移動させることができる。

なお、振動制御部３２は、付着物１００を示す領域の大きさに応じて定在波ＳＷの最大振幅ＡＭを大きくすることとしたが、例えば、定在波ＳＷの周期Ｐを早めてもよい。

具体的には、振動制御部３２は、検出部３１によって検出された付着物１００の大きさが大きいほど定在波ＳＷの周期Ｐを早める。これにより、隣り合う腹Ｔおよび節Ｎの間の波形が急勾配になるため、付着物１００に加わる力が強くなるため、付着物１００が比較的大きい場合であっても移動させることができる。

次に、図５Ａ〜図７を用いて、振動制御部３２の処理内容についてさらに説明する。図５Ａ〜図７は、振動制御部３２の処理内容を示す図である。図５Ａ〜５Ｃでは、レンズ１０ａに付着した付着物１００が単体である場合、図６および図７では、付着物１００が複数である場合の振動制御部３２の処理内容を示す。

まず、図５Ａ〜５Ｃを用いて、付着物１００が単体である場合の振動制御部３２の処理内容について説明する。図５Ａに示すように、振動制御部３２は、検出部３１によって付着物１００が検出されると、振動素子２０ｄを駆動させて、付着物１００をレンズ１０ａの外周部Ｅへ移動させる定在波ＳＷを発生させる。

ここで、振動素子２０ｄを駆動させて定在波ＳＷを発生させたにも関わらず、付着物１００が移動しなかったとする。かかる場合、振動制御部３２は、複数の振動素子２０ａ〜２０ｄのうち所定の振動素子２０ｄを駆動させて発生した定在波ＳＷによって付着物１００の付着位置ＢＰが変化しない場合に、駆動させる振動素子２０ａ〜２０ｄを変更する。

例えば、図５Ｂに示すように、振動制御部３２は、駆動させる振動素子２０ａ〜２０ｄを振動素子２０ｄから振動素子２０ｂへ切り替える。言い換えれば、振動制御部３２は、振動素子２０ａ〜２０ｄを変更することで、発生させる定在波ＳＷの向きを変更する。

これは、付着物１００が付着面からはがれやすい方向がある可能性を考慮している。つまり、付着物１００に対して様々な方向から定在波ＳＷを加えることで付着物１００がレンズ１０ａの付着面からはがれる可能性を高めることができる。すなわち、付着物１００の除去率を向上させることができる。

なお、図５Ｂでは、駆動させる振動素子２０ａ〜２０ｄを切り替えた（振動素子２０ｄから振動素子２０ｂへ切替）が、駆動させる振動素子２０ａ〜２０ｄを切り替えずに定在波ＳＷの位相を変更して、付着物１００を移動させる向きを反転（１８０度反対方向）させてもよい。

そして、図５Ｂに示すように、振動素子２０ｂに切り替えて駆動させることで、付着物１００が移動したとする。かかる場合、図５Ｃに示すように、振動制御部３２は、駆動させる振動素子２０ａ〜２０ｄを振動素子２０ｂから振動素子２０ａへ切り替える。

つまり、振動制御部３２は、移動後の付着物１００の付着位置から最も近い外周部Ｅの方向への移動を促す定在波ＳＷを発生させることで、付着物１００を除去する。

なお、図５Ｃでは、振動制御部３２は、付着物１００が移動した後に、振動素子２０ｂから振動素子２０ａへ駆動を切り替えたが、振動素子２０ａに切り替えることなく振動素子２０ｂを継続駆動してもよい。

次に、図６および図７を用いて、複数の付着物１００が付着した場合の振動制御部３２の処理内容について説明する。図６には、複数の付着物１００ａ〜１００ｃがすべて水滴である場合を示し、図７には、水滴（付着物１００ａ）および水滴以外の付着物１００ｄが付着している場合を示している。

まず、図６を用いて、複数の付着物１００ａ〜１００ｃがすべて水滴である場合の振動制御部３２の処理内容について説明する。振動制御部３２は、検出部３１によって複数の付着物１００ａ〜１００ｃが検出された場合に、複数の付着物１００ａ〜１００ｃのうちレンズ１０ａの外周部Ｅに近い付着物１００ａに対応する定在波ＳＷを優先的に発生させる。

具体的には、振動制御部３２は、まず、付着物１００ａ〜１００ｃそれぞれの付着位置ＢＰに基づいてレンズ１０ａの外周部Ｅへ移動させる定在波ＳＷのパラメータを決定する。つづいて、振動制御部３２は、複数の付着物１００ａ〜１００ｃのうち外周部Ｅまでの距離が最も短い付着物１００ａを特定し、かかる付着物１００ａに対応する定在波ＳＷを発生させる。

つまり、振動制御部３２は、レンズ１０ａの外周部Ｅに最も近い付着物１００ａから除去する。これにより、複数の付着物１００ａ〜１００ｃが付着した初期段階において、早期に付着物１００ａ〜１００ｃの数を減らすことができる。

なお、振動制御部３２は、付着物１００ａを除去する定在波ＳＷによって他の付着物１００ｂ，１００ｃもレンズ１０ａ上を移動するため、付着物１００ａの除去完了後、再度他の付着物１００ｂ，１００ｃの付着位置ＢＰを検出し、移動後の付着位置ＢＰに基づいて発生させる定在波ＳＷを決定する。

また、振動制御部３２は、付着物１００ａをレンズ１０ａの外周部Ｅへ最短距離で移動させるための定在波ＳＷのパラメータを決定した、つまり他の付着物１００ｂ，１００ｃが移動することを考慮しなかったが、複数の付着物１００ａ〜１００ｃが定在波ＳＷに従って同時に移動することを考慮して定在波ＳＷのパラメータを決定してもよい。

例えば、振動制御部３２は、複数の付着物１００ａ〜１００ｃすべてを最短時間で除去可能な定在波ＳＷのパラメータを決定する。具体的には、振動制御部３２は、複数の付着物１００ａ〜１００ｃをすべて除去するまでの複数の付着物１００ａ〜１００ｃの移動距離の総和が最も小さくなる定在波ＳＷのパラメータを決定する。なお、かかる場合には、複数の定在波ＳＷを組み合わせるとともに、複数の定在波ＳＷの発生順序を決定することとしてもよい。

これにより、例えば障害物検知といった撮像画像を用いる制御システムが複数の付着物１００が付着することで制御が停止した場合であっても、早期に制御を復帰させることができる。

次に、図７を用いて、複数の付着物１００ａ，１００ｄの種別が水滴および水滴以外の混在である場合の振動制御部３２の処理内容について説明する。図７には、水滴である付着物１００ａおよび水滴以外（例えば、埃等）の付着物１００ｄがレンズ１０ａに付着している場合を示している。なお、図７では、付着物１００ａは、定在波ＳＷによって移動しやすく、付着物１００ｄは、定在波ＳＷによって移動しづらいこととする。

振動制御部３２は、検出部３１によって検出された複数の付着物１００ａ，１００ｄの種別が水滴（付着物１００ａ）と水滴以外（付着物１００ｄ）との混在である場合に、水滴の付着位置からみて水滴以外の付着位置とは反対側に定在波ＳＷの腹Ｔを、同じ側に腹Ｔと隣り合う節Ｎを、それぞれ位置させる。

具体的には、振動制御部３２は、検出部３１によって検出された付着物１００ａ，１００ｄの種別に基づいて水滴以外の付着物１００ｄを判別する。つづいて、振動制御部３２は、水滴以外の付着物１００ｄが存在する場合、水滴の付着位置から水滴以外への方向の定在波ＳＷを発生させる。

このとき、振動制御部３２は、発生させる定在波ＳＷの方向において、水滴の付着位置からみて水滴以外の付着位置とは反対側に定在波ＳＷの腹Ｔを位置させ、同じ側に腹Ｔと隣り合う節Ｎを位置させる。

かかる場合、水滴である付着物１００ａは、振動している腹Ｔ側から振動していない節Ｎ側へ移動する一方、水滴以外の付着物１００ｄは、かかる定在波ＳＷが加えられても停止したままか、もしくは、付着物１００ａよりも移動距離が短い。

つまり、付着物１００ａを付着物１００ｄへ向けて移動させ、付着物１００ａと付着物１００ｄとを結合させる。これにより、付着物１００ｄが付着物１００ａの水分によってレンズ１０ａから剥れやすくなるため、付着物１００ｄを容易に移動させることができる。

なお、振動制御部３２は、付着物１００ａ，１００ｄの種別に基づいて水滴以外の付着物１００ｄが存在するかを判別したが、例えば、任意の定在波ＳＷを発生させて付着物１００ａ，１００ｄを実際に移動させてみることで移動しにくい水滴以外の付着物１００ｄを判別することもできる。

次に、図８を用いて、実施形態に係る付着物除去装置１が実行する除去処理の処理手順について説明する。図８は、実施形態に係る付着物除去装置１が実行する除去処理の処理手順を示すフローチャートである。

図８に示すように、まず、検出部３１は、撮像装置１０によって撮像された撮像画像に基づいて撮像装置１０のレンズ１０ａに付着した付着物１００を検出する（ステップＳ１０１）。

つづいて、検出部３１は、付着物１００が単体であるか複数であるかを判定する（ステップＳ１０２）。振動制御部３２は、検出部３１によって検出された付着物１００が単体であった場合（ステップＳ１０２，Ｙｅｓ）、レンズ１０ａに定在波ＳＷを発生させるように振動素子２０ａ〜２０ｄを制御する（ステップＳ１０３）。

つづいて、検出部３１は、発生させた定在波ＳＷによって付着物１００が移動したか否かを判定する（ステップＳ１０４）。振動制御部３２は、付着物１００が移動した場合（ステップＳ１０４，Ｙｅｓ）、付着物１００を除去するまで定在波ＳＷを継続して発生させる（ステップＳ１０５）。なお、ステップＳ１０５において、振動制御部３２は、付着物１００の付着位置に応じて定在波ＳＷの位相を切り替えてもよい。

つづいて、振動制御部３２は、未除去の付着物１００がレンズ１０ａに残っていないかを判定する（ステップＳ１０６）。振動制御部３２は、未除去の付着物１００がレンズ１０ａに残っていない場合（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）、処理を終了する。

一方、ステップＳ１０２において、振動制御部３２は、検出部３１によって検出された付着物１００が複数であった場合（ステップＳ１０２，Ｎｏ）、レンズ１０ａの外周部Ｅに近い付着物１００ａに対応する定在波ＳＷを優先的に発生させる（ステップＳ１０７）。

また、ステップＳ１０４において、振動制御部３２は、検出部３１によって付着物１００が移動していないことが検出された場合（ステップＳ１０４，Ｎｏ）、駆動させる振動素子２０ａ〜２０ｄを変更する（ステップＳ１０８）。

つづいて、検出部３１は、付着物１００が移動したか否かを判定する（ステップＳ１０９）。検出部３１は、付着物１００が移動した場合（ステップＳ１０９，Ｙｅｓ）、処理をステップＳ１０５へ移行する。

一方、検出部３１は、付着物１００が移動しなかった場合（ステップＳ１０９，Ｎｏ）、処理をステップＳ１０８へ移行する。なお、ステップＳ１０８およびステップＳ１０９の処理は、付着物１００が移動するまで繰り返し行われるが、所定回数繰り返しても付着物１００が移動しない場合は、処理を終了する。その他、回数ではなく所定時間繰り返して移動しない場合やバッテリの残量に応じて終了させる等、終了条件を適宜変更可能である。

また、ステップＳ１０６において、振動制御部３２は、未除去の付着物１００が残っていた場合（ステップＳ１０６，Ｎｏ）、処理をステップＳ１０２に戻す。なお、ステップＳ１０６からＳ１０２の繰り返しステップについても所定回数繰り返しても未除去の付着物１００が除去しきれない場合は処理を終了しても良い。その他、回数ではなく所定時間繰り返して除去できない場合やバッテリの残量に応じて終了させる等、終了条件を適宜変更可能である。

上述してきたように、実施形態に係る付着物除去装置１は、検出部３１と、振動素子２０ａ〜２０ｄと、振動制御部３２とを備える。検出部３１は、撮像装置１０によって撮像された撮像画像に基づいて撮像装置１０のレンズ１０ａに付着した付着物１００を検出する。振動素子２０ａ〜２０ｄは、レンズ１０ａを振動させる。振動制御部３２は、検出部３１によって付着物１００が検出された場合に、レンズ１０ａに定在波ＳＷを発生させるように振動素子２０ａ〜２０ｄを制御する。これにより、レンズ１０ａの表面全体にわたって空気層Ｆの勾配を形成することで、付着位置によらず付着物１００が容易に除去可能となるため、付着物１００を高精度に除去することができる。

また、上述した実施形態では、振動制御部３２は、付着物１００を外周部Ｅ側へ移動させるように定在波ＳＷを発生させたが、例えば、付着物１００をレンズ１０ａの中心Ｍ側へ移動させるように定在波ＳＷを発生させてもよい。これは、例えばレンズ１０ａが車両Ｃの前方を向いている撮像装置１０に好適である。

具体的には、レンズ１０ａの中心Ｍ付近では、車両Ｃの走行に伴って受ける風圧が比較的強くなることが一般的であるためである。これにより、レンズ１０ａの中心Ｍに移動させた付着物１００をかかる風圧を利用してはじき飛ばすことができる。

あるいは、洗浄水や圧縮空気をレンズ１０ａへ向けて噴射する噴射装置と組み合わせた場合、洗浄水や圧縮空気が噴射される位置に付着物１００を移動させてもよい。これにより、噴射装置による付着物１００の除去率を向上させることができる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 付着物除去装置
１０ 撮像装置
１０ａ レンズ
２０ａ〜２０ｄ 振動素子
３０ 制御部
３１ 検出部
３２ 振動制御部
４０ 記憶部
４１ 付着物情報
４２ 振動情報
１００（１００ａ〜１００ｄ） 付着物
ＢＰ 付着位置
Ｃ 車両
Ｓ 付着物除去システム
ＳＷ 定在波

Claims (8)

1. 撮像装置によって撮像された撮像画像に基づいて前記撮像装置のレンズに付着した付着物を検出する検出部と、
   前記レンズを振動させる振動素子と、
   前記検出部によって前記付着物が検出された場合に、前記レンズに定在波を発生させるように前記振動素子を制御する振動制御部と
   を備えることを特徴とする付着物除去装置。
2. 前記検出部は、
   前記付着物の付着位置を検出し、
   前記振動制御部は、
   前記付着位置とは異なる位置に前記定在波の節を位置させること
   を特徴とする請求項１に記載の付着物除去装置。
3. 前記振動制御部は、
   前記付着位置からみて前記レンズの外周部に近い位置に前記定在波の節を、遠い位置に当該節と隣り合う腹を、それぞれ位置させること
   を特徴とする請求項２に記載の付着物除去装置。
4. 前記振動素子は、
   前記レンズの外周部に複数設けられ、
   前記振動制御部は、
   複数の前記振動素子のうち所定の前記振動素子を駆動させて発生した前記定在波によって前記付着位置が変化しない場合に、駆動させる前記振動素子を変更すること
   を特徴とする請求項２または３に記載の付着物除去装置。
5. 前記振動素子は、
   前記レンズの外周部に複数設けられ、
   前記振動制御部は、
   前記検出部によって複数の前記付着物が検出された場合に、前記複数の付着物のうち前記レンズの外周部に近い前記付着位置の前記付着物に対応する前記定在波を優先的に発生させること
   を特徴とする請求項２または３に記載の付着物除去装置。
6. 前記検出部は、
   前記付着物の種別を検出し、
   前記振動制御部は、
   前記検出部によって検出された複数の前記付着物の前記種別が水滴と前記水滴以外の混在である場合に、前記水滴の付着位置からみて前記水滴以外の付着位置とは反対側に前記定在波の腹を、同じ側に当該腹と隣り合う節を、それぞれ位置させること
   を特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の付着物除去装置。
7. 前記検出部は、
   前記撮像画像における前記付着物を示す領域を検出し、
   前記振動制御部は、
   前記検出部によって検出された前記付着物を示す領域が大きいほど前記定在波の最大振幅を大きくすること
   を特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の付着物除去装置。
8. 撮像装置と、
   前記撮像装置のレンズに付着した付着物を除去する付着物除去装置と
   を備え、
   前記付着物除去装置は、
   前記撮像装置によって撮像された撮像画像に基づいて前記付着物を検出する検出部と、
   前記レンズを振動させる振動素子と、
   前記検出部によって前記付着物が検出された場合に、前記レンズに定在波を発生させるように前記振動素子を制御する振動制御部と、を有すること
   を特徴とする付着物除去システム。

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