JP2023132605A - 測距装置、および移動体 - Google Patents

Abstract

【課題】測距精度に優れた測距装置を提供すること。【解決手段】本発明の一態様に係る測距装置は、複数の撮像部を有し、前記複数の撮像部それぞれにより撮像された物体の画像に基づき、前記物体との間の距離を測定する測距装置であって、前記複数の撮像部それぞれは、光学系と、前記光学系を保持する鏡胴と、前記光学系による前記物体の像を撮像する撮像素子と、被嵌合部を含み、前記鏡胴を支持する支持部材と、を有し、前記複数の撮像部それぞれが有する前記鏡胴のうち少なくとも１つは、前記被嵌合部への嵌合部と、前記光学系の主点と前記嵌合部との間に設けられ、前記支持部材に対して前記光学系の中心軸に沿う方向に突き当たる突当面と、を有する。【選択図】図３

Description

本発明は、測距装置、および移動体に関する。

従来、複数の撮像部それぞれにより撮像した物体の画像に基づき、物体との間の距離を測定する、ステレオカメラ装置等の測距装置が知られている。測距装置は、自動車等の移動体に搭載され、移動体周囲の自動車や歩行者等の物体との間の距離を測定する用途等において使用される。

上記の測距装置において使用される撮像部には、嵌合部と雄ネジ部とが形成され光学系を保持する鏡胴と、被嵌合部と雌ネジ部とが形成され鏡胴を支持する支持部材と、を備えるものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。この撮像部は、嵌合部と被嵌合部とを嵌合させつつ雄ネジ部を雌ネジ部に結合させて、支持部材により鏡胴を支持する。

しかしながら、特許文献１の撮像部では、嵌合部に対して雄ネジ部の軸芯がずれるか、あるいは被嵌合部に対して雌ネジ部の軸芯がずれると、鏡胴は径方向の偏荷重（せん断力）を受けて姿勢が変化する。この偏荷重の大きさは温度変化に伴う鏡胴と支持部材との膨張収縮差等によって変動するため、鏡胴の姿勢も温度に応じて変化する。この結果、光学系の中心軸が傾いて物体の像が位置ずれする場合がある。測距装置では、物体の像が位置ずれすると測距精度が低下する。

本発明は、測距精度に優れた測距装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様に係る測距装置は、複数の撮像部を有し、前記複数の撮像部それぞれにより撮像された物体の画像に基づき、前記物体との間の距離を測定する測距装置であって、前記複数の撮像部それぞれは、光学系と、前記光学系を保持する鏡胴と、前記光学系による前記物体の像を撮像する撮像素子と、被嵌合部を含み、前記鏡胴を支持する支持部材と、を有し、前記複数の撮像部それぞれが有する前記鏡胴のうち少なくとも１つは、前記被嵌合部への嵌合部と、前記光学系の主点と前記嵌合部との間に設けられ、前記支持部材に対して前記光学系の中心軸に沿う方向に突き当たる突当面と、を有する。

本発明によれば、測距精度に優れた測距装置を提供できる。

第１実施形態に係る測距装置を正面側から視た分解斜視図である。 第１実施形態に係る測距装置を背面側から視た分解斜視図である。 第１実施形態に係る測距装置の縦断面図である。 第１実施形態に係る第１支持部材の部分縦断面図である。 第１実施形態に係る第１鏡胴の斜視図である。 第１実施形態に係る第１鏡胴の縦断面図である。 第２実施形態に係る測距装置の縦断面図である。 第２実施形態に係る第１鏡胴および第１固定部材の斜視図である。 第２実施形態に係る第１鏡胴の縦断面図である。 第２実施形態に係る第１固定部材の縦断面図である。 第３実施形態に係る自動車を例示する図である。

本発明の実施形態に係る測距装置および移動体について図面を参照しながら詳細に説明する。

以下に示す形態は、本実施形態の技術思想を具現化するための測距装置および移動体を例示するものであって、以下に限定するものではない。また、実施形態に記載されている構成部の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、特定的な記載がない限り、本発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。なお、各図面が示す部材の大きさ、位置関係等は、説明を明確にするため誇張していることがある。また、以下の説明において、同一の名称、符号については同一もしくは同質の部材を示しており詳細説明を適宜省略する。

以下に示す図においてＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸により方向を示す場合がある。Ｘ軸に沿うＸ方向は鉛直方向と略直交する水平方向を示し、Ｙ軸に沿うＹ方向は鉛直方向を示し、Ｚ軸に沿うＺ方向は、測距装置が有する光学系の中心軸に沿う方向を示すものとする。Ｚ方向は、Ｘ方向およびＹ方向の両方に略直交する。

Ｘ方向において矢印が向いている方向を＋Ｘ方向、＋Ｘ方向の反対方向を－Ｘ方向と表記する。Ｙ方向において矢印が向いている方向を＋Ｙ方向、＋Ｙ方向の反対方向を－Ｙ方向と表記する。Ｚ方向において矢印が向いている方向を＋Ｚ方向、＋Ｚ方向の反対方向を－Ｚ方向と表記する。実施形態に係る測距装置は、一例として＋Ｚ方向にある物体との間の距離を測定する。但し、これらのことは測距装置の使用時における向きを制限するものではなく、測距装置の向きは任意である。

実施形態に係る測距装置は、複数の撮像部を有し、複数の撮像部それぞれにより撮像された物体の画像に基づき、物体との間の距離を測定するものである。このような測距装置には、自動車、船舶、飛行体等の移動体に設けられ、移動体の周囲の車両、障害物、歩行者または作業者等の物体との間の距離を測定するステレオカメラ装置等が挙げられる。測距装置による測距結果は、物体と移動体との間の相対速度または相対位置に基づく衝突危険度の判定や、運転者に対する注意喚起または自動ブレーキによる衝突回避等の運転支援等に利用される。複数の撮像部により撮像される画像は、移動体の周囲にある物体の検出にも使用可能である。

上記の測距装置では、複数の撮像部それぞれが有する光学系の主点の位置がずれると、撮像される物体の画像が位置ずれし、測距精度が低下する場合がある。ここで、主点とは、光学系の焦点距離や、光学系から物体および像までの距離等を定義するための基準となる光軸上の点をいう。例えば、主点は、光学系の焦点から光学系の焦点距離分、離れた位置にある。実施形態では、このような光学系の主点の位置ずれを抑制し、物体の画像の位置ずれを抑制することにより、測距精度に優れた測距装置を提供する。

［第１実施形態］
＜測距装置１００の全体構成例＞
図１から図３を参照して、第１実施形態に係る測距装置１００の全体構成について説明する。図１は、測距装置１００を正面側から視た分解斜視図である。図２は、測距装置１００を背面側から視た分解斜視図である。図３は、測距装置１００における第１光学系１１を含む縦断面図である。なお、縦断面図とは、Ｙ軸およびＺ軸に沿って測距装置１００を切断した断面図をいう。

実施形態の説明では、測距装置１００における物体２００（図３参照）に向き合う側、すなわち＋Ｚ方向側を正面側といい、正面側とは反対側、すなわち－Ｚ方向側を背面側という。物体２００は、測距装置１００により測距される対象であり、複数の撮像部それぞれにより撮影される被写体である。

図１から図３に示すように、測距装置１００は、第１撮像部１と、第２撮像部２と、処理部３と、を有する。第１撮像部１および第２撮像部２は、複数の撮像部に対応する。

第１撮像部１は、第１光学系１１と、第１鏡胴１２と、第１撮像素子１３と、第１支持部材１４と、を有する。第２撮像部２は、第２光学系２１と、第２鏡胴２２と、第２撮像素子２３と、第２支持部材２４と、を有する。

測距装置１００は、一例としてステレオカメラ装置である。測距装置１００を正面側から視た場合に、第１撮像部１は右側に配置される単眼カメラであり、第２撮像部２は左側に配置される単眼カメラである。第１撮像部１および第２撮像部２は、測距装置１００において配置される位置のみが異なり、同じ構成を有する。

測距装置１００において、第１光学系１１の第１中心軸１１ｃと、第２光学系２１の第２中心軸２１ｃと、は略平行である。第１中心軸１１ｃは、第１光学系１１の光軸に対応する。第２中心軸２１ｃは、第２光学系２１の光軸に対応する。図１における基線長Ｂは、第１中心軸１１ｃと第２中心軸２１ｃとの間の距離である。

第１鏡胴１２は、光学系としての第１光学系１１を保持する鏡胴の一例である。第１支持部材１４は、第１鏡胴１２を支持する支持部材の一例である。第１支持部材１４は、測距装置１００の上カバー１０に固定される。第１プリント基板１５は、第１撮像素子１３を実装支持する。

第１撮像素子１３は、第１光学系１１による物体２００の像を撮像する撮像素子の一例である。第１撮像素子１３には、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）またはＣＣＤ（Charge Coupled Device）等のイメージセンサを使用できる。

第１光学系１１は、物体２００からの光を第１撮像素子１３上に集光することにより、物体２００の像を第１撮像素子１３上に略結像させる。本実施形態では、第１光学系１１は、７枚のレンズを含んで構成されており、その焦点距離はｆである。但し、これに限定されず、第１光学系１１のレンズ枚数および焦点距離は適宜変更可能である。

第１撮像素子１３は、第１光学系１１によって略結像された物体２００の像を撮像し、物体２００の画像としての第１画像Ｉｍ１を処理部３に出力する。

第２鏡胴２２は、光学系としての第２光学系２１を保持する鏡胴の一例である。第２支持部材２４は、第２鏡胴２２を支持する支持部材の一例である。第２支持部材２４は、測距装置１００の上カバー１０に固定される。第２プリント基板２５は、第２撮像素子２３を実装支持する。

第２撮像素子２３は、第２光学系２１による物体２００の像を撮像する撮像素子の一例である。第２撮像素子２３には、ＣＭＯＳまたはＣＣＤ等のイメージセンサを使用できる。

第２光学系２１は、物体２００からの光を第２撮像素子２３上に集光することにより、物体２００の像を第２撮像素子２３上に略結像させる。本実施形態では、第２光学系２１は、第１光学系１１と同様に、７枚のレンズを含んで構成されており、その焦点距離はｆである。但し、これに限定されず、第２光学系２１のレンズ枚数および焦点距離は適宜変更可能である。また、第２光学系２１の光学特性は、第１光学系１１の光学特性と同じであるが、必ずしも同じでなくてもよい。

第２撮像素子２３は、第２光学系２１によって略結像された物体２００の像を撮像し、物体２００の画像としての第２画像Ｉｍ２を処理部３に出力する。

処理部３は、第１画像Ｉｍ１と、第２画像Ｉｍ２と、に基づいて物体２００との間の距離を演算により取得して出力する。第１画像Ｉｍ１と第２画像Ｉｍ２との間には、基線長Ｂおよび焦点距離ｆに応じた視差ｐがある。処理部３は、第１画像Ｉｍ１および第２画像Ｉｍ２を用い、対応点探索画像処理等によって視差ｐを取得する。測距装置１００と物体２００との間の距離をｄとすると、処理部３は、三角測量方式に基づき、次式により距離ｄを算出できる。
ｄ＝Ｂ×ｆ／ｐ

処理部３は、上記機能を電気回路により実現する他、上記機能の一部をソフトウェア（ＣＰＵ：Central Processing Unit）によって実現することもできる。また処理部３は、複数の回路又は複数のソフトウェアによって上記機能を実現してもよい。測距装置１００は、処理部３の機能を実現する電気回路またはＣＰＵを、測距装置１００の内部に備えてもよいし、測距装置１００の外部に備えてもよい。また、測距装置１００が搭載される車両のＥＣＵ（Electronic Control Unit）等の外部装置が処理部３の機能の一部を実現してもよいし、処理部３と外部装置とが分散処理によって処理部３の機能の一部を実現してもよい。

上カバー１０は、アルミダイキャストまたは鉄部材等を含み、カメラハウジングの一部を構成する。上カバー１０は、第１支持部材１４、第１プリント基板１５、第２支持部材２４および第２プリント基板２５等を固定する。上カバー１０は、第１プリント基板１５、第２プリント基板２５、並びに各種の電気回路が設けられた第３プリント基板４１を収納する。

下カバー２０は、底面部３０と背面部４０とを含む。下カバー２０は、アルミダイキャスト、鉄部材またはプラスチック部材等を含み、カメラハウジングの一部を構成する。下カバー２０は、上カバー１０の下側の開放部に蓋をする。また下カバー２０は、上カバー１０の背面側の開放部に蓋をするように上カバー１０と結合し、ねじ部材５２によって上カバー１０に固定される。

第１プリント基板１５は、上カバー１０に固定された第１光学系１１により所望の結像特性が得られるように、Ｘ、ＹおよびＺ方向における位置、並びにＸ、ＹおよびＺ軸の各軸周りの傾きが調整される。

第２プリント基板２５は、上カバー１０に固定された第２光学系２１により所望の結像特性が得られるように、Ｘ、ＹおよびＺ方向における位置、並びにＸ、ＹおよびＺ軸の各軸周りの傾きが調整される。

図３に示すように、第１プリント基板１５と上カバー１０との間、並びに第２プリント基板２５と上カバー１０との間には熱硬化型接着部材５０が設けられる。第１プリント基板１５および第２プリント基板２５の調整後に、熱硬化型接着部材５０が加熱される。熱硬化型接着部材５０が加熱により硬化することによって、第１プリント基板１５は上カバー１０に、第２プリント基板２５は上カバー１０に、それぞれ固定される。

第３プリント基板４１は、上カバー１０と下カバー２０との間に挟まれてねじ部材５２により共締めされる。これにより、第３プリント基板４１は、自身の外縁部を通じて電気的に接地される。

測距装置１００は、第３プリント基板４１に設けられるコネクタ端子４２を介して、ＣＡＮ（Controller Area Network）に電気的に接続している。測距装置１００は、ＣＡＮを介して車両のＥＣＵに接続可能である。

上カバー１０は、第１取付面部３１と、第２取付面部３２と、を含む。第１取付面部３１は、第１プリント基板１５が接着される矩形枠状の部位である。第２取付面部３２は、第２プリント基板２５が接着される矩形枠状の部位である。第１取付面部３１は第１プリント基板１５を、第２取付面部３２は第２プリント基板２５を、それぞれ接着部材等を介して固定する。

＜第１鏡胴１２周辺の構成例＞
引き続き図３を参照し、また図４から図６をさらに参照して、第１鏡胴１２周辺の構成について説明する。図４は、第１支持部材１４における被嵌合部１４１周辺を部分的に示した第１支持部材１４の部分縦断面図である。図５は、第１鏡胴１２の斜視図である。図６は第１鏡胴１２の縦断面図である。

なお、第１鏡胴１２と第２鏡胴２２とは同じ構成であり、同じ説明を適用できる。また第１支持部材１４と第２支持部材２４とは同じ構成であり、同じ説明を適用できる。そのため、ここでは、第１鏡胴１２と第２鏡胴２２に含まれる各構成部には同じ符号を付し、第１支持部材１４と第２支持部材２４に含まれる各構成部には同じ符号を付し、第１鏡胴１２および第１支持部材１４を代表して説明する。

図４に示すように、第１支持部材１４は、被嵌合部１４１と、被突当面１４２と、雌ねじ部１４３と、支持部材側空気層形成面１４４と、を有する。

図３、図５および図６に示すように、第１鏡胴１２は、嵌合部１２１と、突当面１２２と、雄ねじ部１２３と、鏡胴側空気層形成面１２４と、を有する。

第１支持部材１４により第１鏡胴１２が支持される際には、第１鏡胴１２は、第１光学系１１を内側に保持した状態において、組立作業者により＋Ｚ方向側から第１支持部材１４の内側に挿入される。第１鏡胴１２は、組立作業者により第１中心軸１１ｃ周りに回転されることによって、雄ねじ部１２３と雌ねじ部１４３とを螺合させつつ、－Ｚ方向側に進行する。

第１鏡胴１２の嵌合部１２１は、第１鏡胴１２の－Ｚ方向側への進行に伴って第１支持部材１４の被嵌合部１４１に嵌合する。第１鏡胴１２は、嵌合部１２１が被嵌合部１４１に嵌合することにより、第１中心軸１１ｃと略直交する方向において位置決めされる。第１鏡胴１２および第２鏡胴２２の両方が位置決めされることによって、第１中心軸１１ｃと第２中心軸２１ｃとは略平行になる。

また、第１鏡胴１２の突当面１２２は、第１鏡胴１２の－Ｚ方向側への進行に伴って第１支持部材１４の被突当面１４２に突き当たる。突当面１２２は、第１支持部材１４に対して第１中心軸１１ｃに沿う方向に突き当たる面である。第１鏡胴１２は、突当面１２２が被突当面１４２に突き当たることにより、第１中心軸１１ｃに沿う方向において位置決めされる。第１鏡胴１２および第２鏡胴２２の両方が位置決めされることにより、第１鏡胴１２および第２鏡胴２２の各突当面１２２の位置は、第１中心軸１１ｃおよび第２中心軸２１ｃに沿う方向において揃う。

第１鏡胴１２は、突当面１２２が被突当面１４２に突き当たった後、組立作業者により、さらに第１中心軸１１ｃ周りに回転される。この回転により、雄ねじ部１２３と雌ねじ部１４３とがさらに螺合し、－Ｚ方向側への押圧力が突当面１２２に付与される。第１鏡胴１２は、この押圧力によって第１支持部材１４に固定される。

第１撮像部１において、雄ねじ部１２３は、突当面１２２を挟んで第１光学系１１の主点１０１とは反対側に設けられ、突当面１２２に対して第１撮像素子１３側への押圧力を付与する押圧部に対応する。また、雄ねじ部１２３は、第１支持部材１４と結合することにより押圧力を発生可能な、第１鏡胴１２に形成された固定部位に対応する。

第２撮像部２において、雄ねじ部１２３は、突当面１２２を挟んで第２光学系２１の主点１０１とは反対側に設けられ、突当面１２２に対して第２撮像素子２３側への押圧力を付与する押圧部に対応する。また、雄ねじ部１２３は、第２支持部材２４と結合することにより押圧力を発生可能な、第２鏡胴２２に形成された固定部位に対応する。

図３および図６に示すように、実施形態では、突当面１２２は、第１光学系１１の主点１０１と嵌合部１２１との間に設けられる。また図３に示すように、第１撮像部１は、第１支持部材１４により支持された第１鏡胴１２の突当面１２２よりも主点１０１側において、第１支持部材１４と第１鏡胴１２との間に第１空気層１６を有する。第１撮像部１が第１空気層１６を有することにより、支持部材側空気層形成面１４４と鏡胴側空気層形成面１２４とは、非接触状態になる。

第２撮像部２は、第１撮像部１と同様に、第２支持部材２４により支持された第２鏡胴２２の突当面１２２よりも主点１０１側において、第２支持部材２４と第２鏡胴２２との間に第２空気層２６を有する。第２撮像部２が第２空気層２６を有することにより、支持部材側空気層形成面１４４と鏡胴側空気層形成面１２４とは、非接触状態になる。

＜測距装置１００の作用効果＞
従来、複数の撮像部それぞれによる物体の画像に基づき、物体との間の距離を測定する測距装置が知られている。このような測距装置において使用される撮像部には、嵌合部と雄ネジ部とが形成され光学系を保持する鏡胴と、被嵌合部と雌ネジ部とが形成され鏡胴を支持する支持部材と、を備えるものが開示されている（例えば、特許文献１参照）。この撮像部は、嵌合部と被嵌合部とを嵌合させつつ、雄ネジ部を雌ネジ部に結合させて、支持部材により鏡胴を支持する。

しかしながら、特許文献１の撮像部では、嵌合部に対して雄ネジ部の軸芯がずれる、あるいは被嵌合部に対して雌ネジ部の軸芯がずれると、鏡胴は径方向の偏荷重（せん断力）を受けて姿勢が変化する。この偏荷重の大きさは温度変化に伴う鏡胴と支持部材との膨張収縮差等によって変動するため、鏡胴の姿勢も温度によって変化する。この結果、光学系の中心軸が傾いて物体の像が位置ずれする場合がある。測距装置では、物体の像が位置ずれすると測距精度が低下する。

本実施形態に係る測距装置１００は、第１撮像部１および第２撮像部２（複数の撮像部）を有し、物体２００の第１画像Ｉｍ１および第２画像Ｉｍ２に基づき、物体２００との間の距離を測定する。第１撮像部１は、第１光学系１１（光学系）と、第１鏡胴１２（鏡胴）と、第１撮像素子１３（撮像素子）と、第１支持部材１４（支持部材）と、を有する。第２撮像部２は、第２光学系２１（光学系）と、第２鏡胴２２（鏡胴）と、第２撮像素子２３（撮像素子）と、第２支持部材２４（支持部材）と、を有する。

第１鏡胴１２および第２鏡胴２２のそれぞれは、嵌合部１２１と、突当面１２２と、を有する。第１鏡胴１２の突当面１２２は、第１光学系１１の主点１０１と嵌合部１２１との間に設けられ、第１支持部材１４に対して第１光学系１１の第１中心軸１１ｃ（中心軸）に沿う方向に突き当たる。第２鏡胴２２の突当面１２２は、第２光学系２１の主点１０１と嵌合部１２１との間に設けられ、第２支持部材２４に対して第２光学系２１の第２中心軸２１ｃ（中心軸）に沿う方向に突き当たる。

例えば、嵌合部１２１の軸芯がずれることにより偏荷重を受けても、第１光学系１１の主点１０１を有する側の第１鏡胴１２の姿勢は、突当面１２２により拘束されることにより、突当面１２２に対して変化しない。同様に、第２光学系２１の主点１０１を有する側の第２鏡胴２２の姿勢は、突当面１２２により拘束されることにより、突当面１２２に対して変化しない。これらの結果、本実施形態では、第１光学系１１および第２光学系２１それぞれの主点１０１の位置ずれを抑制し、物体２００の像の位置ずれを抑制でき、測距精度が高い測距装置１００を提供できる。

なお、第１鏡胴１２および第２鏡胴２２のうち少なくとも１つが嵌合部１２１と突当面１２２とを有する構成であっても、物体２００の像の位置ずれを抑制する作用効果は得られる。但し、この作用効果をより好適に得る観点では、第１鏡胴１２および第２鏡胴２２の両方が嵌合部１２１と突当面１２２とを有する構成がより好ましい。

また、本実施形態では、第１撮像部１は、第１支持部材１４により支持された第１鏡胴１２の突当面１２２よりも主点１０１側において、第１支持部材１４と第１鏡胴１２との間に第１空気層１６（空気層）を有する。第２撮像部２は、第２支持部材２４により支持された第２鏡胴２２の突当面１２２よりも主点１０１側において、第２支持部材２４と第２鏡胴２２との間に第２空気層２６（空気層）を有する。

第１鏡胴１２を第１支持部材１４に固定するためのねじ部等による結合や、第１支持部材１４に第１鏡胴１２を組込む際の軸芯のずれや温度変化に伴う第１鏡胴１２の熱膨張等により、第１鏡胴１２と第１支持部材１４とが接触する場合がある。この接触箇所を通じて第１支持部材１４から第１鏡胴１２に偏荷重がかかると、第１鏡胴１２に保持された第１光学系１１の主点１０１が位置ずれすることにより、物体２００の像が位置ずれする。第２鏡胴２２および第２支持部材２４においても同様である。

第１撮像部１は、第１空気層１６を有するため、第１鏡胴１２の主点１０１側には第１支持部材１４からの偏荷重がかからないため、主点１０１は位置ずれしない。第２撮像部２は、第２空気層２６を有するため、第２鏡胴２２の主点１０１側には第２支持部材２４からの偏荷重がかからないため、主点１０１は位置ずれしない。これらの結果、本実施形態では、物体２００の像の位置ずれを抑制でき、測距精度が高い測距装置１００を提供できる。

なお、第１鏡胴１２および第２鏡胴２２のうち少なくとも１つが空気層を有する構成であっても、物体２００の像の位置ずれを抑制する作用効果は得られる。但し、この作用効果をより好適に得る観点では、第１撮像部１および第２撮像部２の両方が空気層を有する構成がより好ましい。

また、本実施形態では、測距装置１００は、突当面１２２に対して第１撮像素子１３および第２撮像素子２３側への押圧力を付与する雄ねじ部１２３（押圧部）を有する。雄ねじ部１２３は、突当面１２２を挟んで主点１０１とは反対側に設けられる。この構成により、測距装置１００は、第１中心軸１１ｃおよび第２中心軸２１ｃに沿う方向に突当面１２２を圧接して拘束し、第１鏡胴１２および第２鏡胴２２の姿勢を保持できる。この結果、本実施形態では、第１鏡胴１２の主点１０１よりも第１撮像素子１３側において、第１支持部材１４に接触させずに第１鏡胴１２を固定できる。また第２鏡胴２２の主点１０１よりも第２撮像素子２３側において、第２支持部材２４に接触させずに第２鏡胴２２を固定できる。

また、本実施形態では、雄ねじ部１２３は、第１支持部材１４と結合することにより押圧力を発生可能な、第１鏡胴１２に形成された固定部位を含む。この構成により、第１中心軸１１ｃに沿う方向に突当面１２２を圧接して拘束し、第１鏡胴１２の姿勢を保持できる。この結果、本実施形態では、第１鏡胴１２の主点１０１よりも第１撮像素子１３側において、第１支持部材１４に接触させずに第１鏡胴１２を固定できる。

また、本実施形態では、雄ねじ部１２３は、第２支持部材２４と結合することにより押圧力を発生可能な、第２鏡胴２２に形成された固定部位を含む。この構成により、第２中心軸２１ｃに沿う方向に突当面１２２を圧接して拘束し、第２鏡胴２２の姿勢を保持できる。この結果、本実施形態では、第２鏡胴２２の主点１０１よりも第２撮像素子２３側において、第２支持部材２４に接触させずに第２鏡胴２２を固定できる。

また、本実施形態では、第１中心軸１１ｃと、第２中心軸２１ｃと、は略平行である。第１鏡胴１２における突当面１２２の位置と、第２鏡胴２２における突当面１２２の位置は、第１中心軸１１ｃおよび第２中心軸２１ｃに沿う方向において揃っている。この構成により、第１撮像部１および第２撮像部２それぞれにおいて物体２００の像の位置ずれを抑制でき、測距精度が高い測距装置１００を提供できる。

［第２実施形態］
第２実施形態に係る測距装置１００ａについて説明する。なお、第１実施形態と同一の構成部には、同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。この点は、以降に示す実施形態においても同様とする。

＜第１鏡胴１２ａ周辺の構成例＞
図７から図１０を参照して、測距装置１００ａが有する第１鏡胴１２ａ周辺の構成について説明する。図７は、測距装置１００ａの縦断面図である。図８は、第１鏡胴１２ａおよび第１固定部材１７の斜視図である。図９は、第１鏡胴１２ａの縦断面図である。図１０は、第１固定部材１７の縦断面図である。

なお、第１鏡胴１２ａと第２鏡胴２２ａとは同じ構成であり、同じ説明を適用できる。また第１固定部材１７と第２固定部材２７とは同じ構成であり、同じ説明を適用できる。そのため、ここでは、第１鏡胴１２ａと第２鏡胴２２ａに含まれる各構成部には同じ符号を付し、第１固定部材１７と第２固定部材２７に含まれる各構成部には同じ符号を付し、第１鏡胴１２ａおよび第１固定部材１７を代表して説明する。

図７から図９に示すように、測距装置１００ａは、第１鏡胴１２ａと、第１固定部材１７と、を有する。第１固定部材１７は、固定部材雄ねじ部１７１と、外径部１７２と、を有する円筒状部材である。第１固定部材１７は、その中心軸が第１中心軸１１ｃと略一致し、第１中心軸１１ｃ周りに回転可能な状態において第１鏡胴１２ａの外側に設けられる。

第１支持部材１４により第１鏡胴１２ａが支持される際には、第１鏡胴１２ａは、第１光学系１１を内側に保持した状態において、組立作業者により、＋Ｚ方向側から第１支持部材１４の内側に第１固定部材１７と一体に挿入される。第１固定部材１７は、組立作業者により第１中心軸１１ｃ周りに回転されることによって、固定部材雄ねじ部１７１と雌ねじ部１４３とを螺合させつつ－Ｚ方向側に進行し、第１鏡胴１２ａを－Ｚ方向側に押す。

第１鏡胴１２ａの嵌合部１２１は、第１鏡胴１２ａの－Ｚ方向側への進行に伴って第１支持部材１４の被嵌合部１４１に嵌合する。第１鏡胴１２ａは、嵌合部１２１が被嵌合部１４１に嵌合することにより、第１中心軸１１ｃと略直交する方向において位置決めされる。

また、第１鏡胴１２ａの突当面１２２は、第１鏡胴１２ａの－Ｚ方向側への進行に伴って第１支持部材１４の被突当面１４２に突き当たる。第１鏡胴１２ａは、突当面１２２が被突当面１４２に突き当たることにより、第１中心軸１１ｃに沿う方向において位置決めされる。

突当面１２２が被突当面１４２に突き当たった後、第１固定部材１７は、組立作業者により、さらに第１中心軸１１ｃ周りに回転される。この回転により、固定部材雄ねじ部１７１と雌ねじ部１４３とがさらに螺合し、－Ｚ方向側への押圧力が突当面１２２に付与される。付与された押圧力によって、第１鏡胴１２ａは第１支持部材１４に対して固定される。

第１固定部材１７は、突当面１２２を挟んで第１光学系１１の主点１０１とは反対側に設けられ、突当面１２２に対して第１撮像素子１３側への押圧力を付与する押圧部に対応する。また、第１固定部材１７の固定部材雄ねじ部１７１は、第１支持部材１４と結合することにより押圧力を発生可能な、第１鏡胴１２ａの一部に突き当たる固定部材に対応する。

第２固定部材２７は、突当面１２２を挟んで第２光学系２１の主点１０１とは反対側に設けられ、突当面１２２に対して第２撮像素子２３側への押圧力を付与する押圧部に対応する。また、第２固定部材２７の固定部材雄ねじ部１７１は、第２支持部材２４と結合することにより押圧力を発生可能な、第２鏡胴２２ａの一部に突き当たる固定部材に対応する。

＜測距装置１００ａの作用効果＞
以上説明したように、測距装置１００ａでは、第１固定部材１７（押圧部）は、第１支持部材１４と結合することにより押圧力を発生可能な、第１鏡胴１２ａの一部に突き当たる固定部材を含む。第１固定部材１７は、第１中心軸１１ｃに沿う方向に突当面１２２を圧接して拘束し、第１鏡胴１２ａの姿勢を保持できる。これにより、測距装置１００ａは、主点１０１よりも第１撮像素子１３側において、第１支持部材１４に接触させずに第１鏡胴１２ａを固定できる。さらに、第１鏡胴１２ａの突当面１２２を挟んだ第１撮像素子１３とは反対側においても径方向の接触を伴わないので、第１鏡胴１２ａの姿勢を安定的に保持できる。

また、測距装置１００ａでは、第２固定部材２７（押圧部）は、第２支持部材２４と結合することにより押圧力を発生可能な、第２鏡胴２２ａの一部に突き当たる固定部材を含む。第２固定部材２７は、第２中心軸２１ｃに沿う方向に突当面１２２を圧接して拘束し、第２鏡胴２２ａの姿勢を保持できる。これにより、測距装置１００ａは、主点１０１よりも第２撮像素子２３側において、第２支持部材２４に接触させずに第２鏡胴２２ａを固定できる。さらに、第２鏡胴２２ａの突当面１２２を挟んだ第２撮像素子２３とは反対側においても径方向の接触を伴わないので、第２鏡胴２２ａの姿勢を安定的に保持できる。

なお、上記以外の効果は、第１実施形態と同様である。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態に係る自動車について説明する。この自動車は、移動体の一例である。

図１１は、自動車３００を例示する図である。自動車３００は、室内に測距装置１００を有する。測距装置１００は、自動車３００の周囲に存在する物体２００を、第１撮像部１および第２撮像部２により、フロントウインドシールド３０１を介して撮像する。測距装置１００は、撮像された第１画像Ｉｍ１および第２画像Ｉｍ２に基づき、物体２００との間の距離を測定できる。

自動車３００は、測距装置１００を有することにより、優れた精度により測距を行うことができる。

以上、上述した実施形態は、一例として提示したものであり、本発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことも可能である。このような実施形態及び実施の形態の変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ 第１撮像部（撮像部の一例）
１１ 第１光学系（光学系の一例）
１１ｃ 第１中心軸（光学系の中心軸の一例）
１２、１２ａ 第１鏡胴（鏡胴の一例）
１２１ 嵌合部
１２２ 突当面
１２３ 雄ねじ部
１２４ 鏡胴側空気層形成面
１３ 第１撮像素子（撮像素子の一例）
１４ 第１支持部材（支持部材の一例）
１４１ 被嵌合部
１４２ 被突当面
１４３ 雌ねじ部
１４４ 支持部材側空気層形成面
１５ 第１プリント基板
１６ 第１空気層
１７ 第１固定部材
１７１ 固定部材雄ねじ部
１７２ 外径部
２ 第２撮像部（撮像部の一例）
２１ 第２光学系（光学系の一例）
２１ｃ 第２中心軸（光学系の中心軸の一例）
２２、２２ａ 第２鏡胴（鏡胴の一例）
２３ 第２撮像素子（撮像素子の一例）
２４ 第２支持部材（支持部材の一例）
２５ 第２プリント基板
２６ 第２空気層
２７ 第２固定部材
３ 処理部
１０ 上カバー
２０ 下カバー
３０ 底面部
３１ 第１取付面部
３２ 第２取付面部
４０ 背面部
４１ 第３プリント基板
４２ コネクタ端子
５０ 熱硬化型接着部材
５２ ねじ部材
１００、１００ａ 測距装置
１０１ 主点
２００ 物体
３００ 自動車（移動体の一例）
３０１ フロントウインドシールド
４００ 運転者
Ｂ 基線長
Ｉｍ１ 第１画像
Ｉｍ２ 第２画像

特許６５３０２１５号公報

Claims (7)

1. 複数の撮像部を有し、前記複数の撮像部それぞれにより撮像された物体の画像に基づき、前記物体との間の距離を測定する測距装置であって、
   前記複数の撮像部それぞれは、
   光学系と、
   前記光学系を保持する鏡胴と、
   前記光学系による前記物体の像を撮像する撮像素子と、
   被嵌合部を含み、前記鏡胴を支持する支持部材と、を有し、
   前記複数の撮像部それぞれが有する前記鏡胴のうち少なくとも１つは、
   前記被嵌合部への嵌合部と、
   前記光学系の主点と前記嵌合部との間に設けられ、前記支持部材に対して前記光学系の中心軸に沿う方向に突き当たる突当面と、を有する、測距装置。
2. 前記複数の撮像部のうち少なくとも１つは、前記支持部材により支持された前記鏡胴の前記突当面よりも前記主点側において、前記支持部材と前記鏡胴との間に空気層を有する、請求項１に記載の測距装置。
3. 前記突当面を挟んで前記光学系の主点とは反対側に設けられ、前記突当面に対して前記撮像素子側への押圧力を付与する押圧部を有する、請求項１または２に記載の測距装置。
4. 前記押圧部は、前記支持部材と結合することにより前記押圧力を発生可能な、前記鏡胴に形成された固定部位を含む、請求項３に記載の測距装置。
5. 前記押圧部は、前記支持部材と結合することにより前記押圧力を発生可能な、前記鏡胴の一部に突き当たる固定部材を含む、請求項３に記載の測距装置。
6. 前記複数の撮像部それぞれにおける前記光学系の中心軸同士は略平行であり、
   前記複数の撮像部それぞれの前記鏡胴における前記突当面の位置は、前記光学系の中心軸に沿う方向において揃っている、請求項１から請求項５の何れか１項に記載の測距装置。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の測距装置を備える移動体。

Images