JP2022003740A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】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。【解決手段】撮像装置１０は、基板４０と、基板４０の第１面側に固定される第１カメラ１２と、基板４０の第１面と異なる第２面側に固定され、第１カメラ１２の画角よりも広い画角を備える第２カメラ１４と、基板４０の姿勢を可変にする姿勢調整部と、を備える。第２カメラ１４は、第２カメラ１４の光軸が第１カメラ１２の光軸に対して基板４０の第１面４０ａに沿う方向にずれるように配置されてもよい。【選択図】図４

Description

本発明は、撮像装置に関する。

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）。

特開２０１３−２２９０４８号公報

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。

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。

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。

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。

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。

実施の形態に係る撮像装置を示す外観斜視図である。 実施の形態に係る撮像装置を示す外観斜視図である。 姿勢調整部の構成を模式的に示す側断面図である。 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。 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。 撮像装置の使用態様を模式的に示す図である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

Claims (3)

1. 基板と、
   前記基板の第１面側に固定される第１カメラと、
   前記基板の前記第１面と異なる第２面側に固定され、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、
   前記基板の姿勢を可変にする姿勢調整部と、を備えることを特徴とする撮像装置。
2. 前記第２カメラは、前記第２カメラの光軸が前記第１カメラの光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ることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記姿勢調整部は、所定の回転軸まわりの前記基板の回動を可能にし、
   前記第２カメラは、前記第１カメラに対して前記回転軸に沿う方向に予め定められた距離ずれるように配置されることを特徴とする請求項２に記載の撮像装置。

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