JP5948781B2 - Camera with water drop removal function - Google Patents

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Description

本発明は、屋外で使用されるカメラの水滴除去技術に関する。   The present invention relates to a water droplet removal technique for a camera used outdoors.

近年、車載カメラや防犯カメラ等の屋外で使用されるカメラが増加している。これらの屋外で使用されるカメラには雨等の水滴が付着するおそれがあり、レンズに水滴が付着すると十分な品質の画像が撮影できなくなる。この問題を解決するために、様々な技術が提案されている。   In recent years, cameras used outdoors such as in-vehicle cameras and security cameras are increasing. There is a possibility that water drops such as rain may adhere to these cameras used outdoors, and if water drops adhere to the lens, an image of sufficient quality cannot be taken. Various techniques have been proposed to solve this problem.

例えば、特許文献1には、カメラのレンズの外側面の上部に親水処理を施し、下部に撥水処理を施す技術が記載されている。このレンズに雨滴が当たる場合には、雨滴の大部分は親水処理を施したレンズ上部に当たり、雨滴は下方に流れ落ち、撥水処理を施したレンズ下部により弾かれる。これにより、レンズ表面に雨滴が付着することを防止している。   For example, Patent Document 1 describes a technique in which hydrophilic processing is performed on an upper portion of an outer surface of a camera lens and water repellent processing is performed on a lower portion. When raindrops hit this lens, most of the raindrops hit the upper part of the lens subjected to the hydrophilic treatment, and the raindrops flow downward and are repelled by the lower part of the lens subjected to the water repellent treatment. This prevents raindrops from adhering to the lens surface.

また、特許文献2には、カメラのレンズの内面に円盤形状やリング形状の圧電部材を直接接合する技術が開示されている。この特許文献2の技術では、圧電素子を振動させることによってレンズを光軸方向に振動させ、レンズに付着した水滴を除去している。   Patent Document 2 discloses a technique for directly joining a disk-shaped or ring-shaped piezoelectric member to the inner surface of a camera lens. In the technique of Patent Document 2, the lens is vibrated in the optical axis direction by vibrating the piezoelectric element, and water droplets attached to the lens are removed.

より直接的にレンズに付着した水滴を除去するための技術として、例えば、特許文献3には、レンズ表面に洗浄液を噴射するレンズウォッシャや空気を噴射する空気噴射機構を設ける技術が開示されている。この特許文献3の技術では、所定の条件が充足されるとレンズウォッシャや空気噴射機構が作動し、洗浄液や空気が直接レンズ表面に付着した水滴に作用し、水滴を除去している。   As a technique for removing water droplets directly attached to the lens, for example, Patent Document 3 discloses a technique in which a lens washer that injects a cleaning liquid onto the lens surface and an air injection mechanism that injects air are provided. . In the technique of Patent Document 3, when a predetermined condition is satisfied, a lens washer and an air injection mechanism are activated, and the cleaning liquid and air directly act on the water droplets adhering to the lens surface to remove the water droplets.

特開2009−265473号公報JP 2009-265473 A 特開2007−082062号公報JP 2007-082062 A 特開2009−220719号公報JP 2009-220719 A

上述の特許文献1の技術のように、レンズに親水処理を施した場合には、霧状の小さな水滴はレンズに浸透し、雨滴の量が多い場合には大きな水滴になるおそれがある。   When the lens is subjected to a hydrophilic treatment as in the technique of Patent Document 1 described above, small mist-like water droplets may penetrate the lens, and if the amount of raindrops is large, the water droplets may become large.

一方、特許文献2の技術では、レンズに振動を加えて水滴を振り落としているため、特許文献1の技術に比べて水滴の除去能力は高いと考えられる。しかしながら、特許文献2では円盤形状やリング形状の圧電素子が用いられており、円盤形状の圧電素子の場合には光が圧電素子を通過するために撮影される像を歪ませるおそれがあり、リング形状の圧電素子の場合には製造コストが増大する、という問題がある。さらに、レンズの振動方向が光軸方向であるため、水滴に十分な力が作用しないおそれもある。   On the other hand, in the technique of Patent Document 2, since the water droplets are shaken off by applying vibration to the lens, it is considered that the ability of removing water drops is higher than that of the technique of Patent Document 1. However, in Patent Document 2, a disk-shaped or ring-shaped piezoelectric element is used, and in the case of a disk-shaped piezoelectric element, there is a possibility that the image taken because light passes through the piezoelectric element may be distorted. In the case of a piezoelectric element having a shape, there is a problem that the manufacturing cost increases. Furthermore, since the vibration direction of the lens is the optical axis direction, there is a possibility that sufficient force does not act on the water droplets.

他方、特許文献3の技術では、水滴に対して洗浄液や空気を直接作用させているため、特許文献1,2の技術に比べて水滴の除去能力は高いと考えられる。しかしながら、特許文献3の技術ではレンズウォッシャや空気噴射機構といった特別な機構を備える必要があり、製造コストが増大する。また、所定の条件が満たされた場合にのみ、レンズ洗浄等の動作が行われるため、水滴等がレンズに浸透し、除去しにくくなるおそれがある。   On the other hand, in the technique of Patent Document 3, since the cleaning liquid and air are directly applied to the water droplets, it is considered that the ability of removing the water droplets is higher than the techniques of Patent Documents 1 and 2. However, in the technique of Patent Document 3, it is necessary to provide a special mechanism such as a lens washer or an air injection mechanism, which increases the manufacturing cost. In addition, since an operation such as lens cleaning is performed only when a predetermined condition is satisfied, there is a possibility that water droplets or the like may penetrate into the lens and be difficult to remove.

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡易な構造でレンズに付着した水滴を除去することができる水滴除去機能付カメラを提供することである。   The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a camera with a water droplet removal function that can remove water droplets attached to a lens with a simple structure.

上記課題を解決するため、本発明の水滴除去機能付カメラは、レンズと、前記レンズを保持するレンズホルダと、前記レンズを透過した光を光電変換する撮像素子と、を有する撮像ユニットと、給電回路が接続され、前記撮像ユニット全体を前記レンズの光軸が揺動する方向に振動させる振動部と、前記レンズに付着する異物の大きさに応じて設定された周波数に基づいて前記振動部が駆動するよう、前記給電回路を制御する制御部と、を備えている。 In order to solve the above problems, a camera with a water droplet removal function according to the present invention includes an imaging unit including a lens, a lens holder that holds the lens , and an imaging device that photoelectrically converts light transmitted through the lens, and power feeding A vibration unit that is connected to a circuit and vibrates the entire imaging unit in a direction in which the optical axis of the lens swings; and the vibration unit based on a frequency that is set according to the size of a foreign substance attached to the lens. And a controller for controlling the power feeding circuit so as to drive.

この構成では、撮像ユニットがレンズの光軸が揺動する方向に振動するように構成されている。すなわち、撮像ユニットが首振りのような状態で振動する。この振動により、レンズの表面に付着した水滴を振り落とすことができる。また、撮像ユニット全体を振動させているため、レンズのみを振動させる場合に比べて、レンズと他の工学部品との位置関係のずれを抑制することができる。   In this configuration, the imaging unit is configured to vibrate in the direction in which the optical axis of the lens is swung. That is, the imaging unit vibrates in a state of swinging. Due to this vibration, water droplets attached to the surface of the lens can be shaken off. In addition, since the entire imaging unit is vibrated, the positional relationship between the lens and other engineering components can be prevented from shifting compared to the case where only the lens is vibrated.

このように、撮像ユニットを振動させて水滴を振り落とすためには、振動の振幅を大きくすることが望ましい。そのため、本発明の水滴除去機能付カメラの好適な実施形態の一つでは、前記撮像ユニットは撮像素子を備え、前記揺動の支点が、前記レンズの中心よりも前記撮像素子側に引退した位置に設定されている。   As described above, in order to shake the image pickup unit and drop the water droplets, it is desirable to increase the amplitude of the vibration. Therefore, in one of the preferred embodiments of the camera with a water droplet removal function of the present invention, the imaging unit includes an imaging device, and the fulcrum of the swing is retracted to the imaging device side from the center of the lens. Is set to

本発明の水滴除去機能付カメラの好適な実施形態の一つでは、前記振動部は、前記撮像ユニットを第1の方向と当該第1の方向とは逆方向の第2の方向とに異なる加速度で揺動する。   In one preferable embodiment of the camera with a water droplet removal function of the present invention, the vibration unit causes the imaging unit to have different accelerations in a first direction and a second direction opposite to the first direction. Swing with.

第1方向への揺動時の加速度が第2方向への揺動時の加速度よりも大きいとすると、第1方向への加速度はレンズ表面に付着した水滴を振り落とせる程度の大きさ、第2方向への加速度はレンズ表面に付着した水滴を第1方向に移動させられる程度の大きさに設定することが望ましい。このように加速度を設定すると、撮像ユニットを第2方向に揺動した際には、レンズ表面に付着した水滴が第1方向に移動する。その後、撮像ユニットを第1方向に揺動すると、第1方向側に寄せ集められた水滴が振り落とされる。このとき、重力の作用を考慮するならば、この第1の方向と第2の方向は、重力方向に対する上下方向とすることが好ましい。また、前記振動部は複数の振動部材により構成され、前記複数の振動部材が夫々前記給電回路に接続されても良い。   If the acceleration when swinging in the first direction is larger than the acceleration when swinging in the second direction, the acceleration in the first direction is large enough to shake off water droplets attached to the lens surface. It is desirable that the acceleration in the direction is set to a magnitude that allows the water droplets attached to the lens surface to move in the first direction. When the acceleration is set in this way, when the imaging unit is swung in the second direction, water droplets attached to the lens surface move in the first direction. Thereafter, when the imaging unit is swung in the first direction, water droplets gathered in the first direction are shaken off. At this time, if the action of gravity is taken into consideration, it is preferable that the first direction and the second direction be the vertical direction with respect to the direction of gravity. Further, the vibration unit may be configured by a plurality of vibration members, and the plurality of vibration members may be connected to the power feeding circuit, respectively.

本発明の水滴除去機能付カメラを搭載した車両の斜視図である。It is a perspective view of the vehicle carrying the camera with a water droplet removal function of this invention. 本発明の水滴除去機能付カメラの要部側断面の模式図である。It is a schematic diagram of the principal part side cross section of the camera with a water droplet removal function of this invention. 圧電素子に印加する電圧の時間変化を表す図である。It is a figure showing the time change of the voltage applied to a piezoelectric element. 別実施形態における圧電素子の配置を示す図である。It is a figure which shows arrangement | positioning of the piezoelectric element in another embodiment.

〔構成〕
以下に、図面を用いて本発明の水滴除去機能付カメラを説明する。図1は、本発明の水滴除去機能付カメラを搭載した車両Vの斜視図である。この車両Vには、車両Vの後方を撮影するリアカメラCとして本発明の水滴除去機能付カメラが搭載されている。このリアカメラCは、車両Vの後方のナンバープレートの上方、かつ、車両Vの左右方向の中心軸から側方へオフセットした位置に、光軸を下方(例えば水平から30°下方)に向けて設置されている。また、リアカメラCは、例えば視野角110〜120°の広角レンズを備えており、車両Vの後方約8m程度までの領域を撮影可能となっている。なお、本実施形態では、リアカメラCは、毎秒15〜30フレームの2次元画像が撮影可能なデジタルカメラにより構成されている。
〔Constitution〕
The camera with a water droplet removal function of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view of a vehicle V equipped with a camera with a water droplet removal function of the present invention. The vehicle V is equipped with a camera with a water droplet removal function of the present invention as a rear camera C that captures the rear of the vehicle V. The rear camera C has its optical axis directed downward (for example, 30 ° downward from the horizontal) above the license plate behind the vehicle V and at a position offset laterally from the central axis in the left-right direction of the vehicle V. is set up. The rear camera C includes, for example, a wide-angle lens with a viewing angle of 110 to 120 °, and can capture an area up to about 8 m behind the vehicle V. In the present embodiment, the rear camera C is configured by a digital camera that can capture a two-dimensional image of 15 to 30 frames per second.

また、図に示すように、車両Vの車内には各種表示を行うディスプレイDが備えられている。本実施形態では、ディスプレイDは、ナビゲーションシステムのモニタ装置を兼用している。   Further, as shown in the figure, a display D for performing various displays is provided in the vehicle V. In the present embodiment, the display D also serves as a monitor device for the navigation system.

リアカメラCにより撮影された画像は、ディスプレイDに表示されて車両Vの後方監視に用いることができる。また、補助線等を重畳した画像をディスプレイDに表示し、駐車支援画像として用いることもできる。   An image photographed by the rear camera C is displayed on the display D and can be used for rearward monitoring of the vehicle V. Further, an image in which an auxiliary line or the like is superimposed can be displayed on the display D and used as a parking assistance image.

図2は、リアカメラCの要部側断面図である。図に示すように、リアカメラ1は、撮像を行う撮像ユニット1,撮像ユニット1を振動させる振動部2を備えている。この撮像ユニット1は、レンズ11,レンズ11を保持するレンズホルダ12,レンズ11を透過した光を光電変換する撮像素子13を備えている。なお、撮像素子13としてはCCD(charge coupled device)やCIS(CMOS image sensor)等を用いることができる。   FIG. 2 is a cross-sectional side view of a main part of the rear camera C. As shown in the figure, the rear camera 1 includes an imaging unit 1 that performs imaging and a vibration unit 2 that vibrates the imaging unit 1. The imaging unit 1 includes a lens 11, a lens holder 12 that holds the lens 11, and an imaging element 13 that photoelectrically converts light transmitted through the lens 11. As the image sensor 13, a charge coupled device (CCD), a CMOS image sensor (CIS), or the like can be used.

レンズ11は、撥水性コーティングを施すよりも、撥水性材料を用いて形成すると、コーティングが剥がれることがなく、好ましい。また、雨粒がレンズ11の表面上を転がり易くなり、上述する撮像ユニット1の振動により落ち易くなる。   The lens 11 is preferably formed by using a water-repellent material rather than applying a water-repellent coating because the coating does not peel off. In addition, raindrops are likely to roll on the surface of the lens 11 and easily fall off due to the vibration of the imaging unit 1 described above.

振動部2は、撮像ユニット1をレンズ11の光軸が揺動する方向に振動させる。本実施形態では、振動部2は2つの圧電素子2a,2bにより構成されており、図に示すように、圧電素子2a,2bはそれぞれ撮像ユニット1の背面の上端付近および下端付近に配置されている。また、圧電素子2a,2bのレンズ11の光軸方向に出退するように配置されている。このように配置した圧電素子2a,2bに対して周期的に変化する電圧を正位相と逆位相とでそれぞれに印加すると、撮像ユニット1はレンズ11の光軸が上下方向(本発明の第1の方向、および、第2の方向)へ揺動するように振動する。このとき、揺動の中心を、レンズ11の中心の前後方向位置から所定の距離を隔てて後方(撮像素子13側)に位置させると、レンズ11の振動の振幅が大きくなるため好ましい。   The vibration unit 2 vibrates the imaging unit 1 in a direction in which the optical axis of the lens 11 swings. In the present embodiment, the vibration unit 2 includes two piezoelectric elements 2a and 2b, and the piezoelectric elements 2a and 2b are arranged near the upper end and the lower end of the back surface of the imaging unit 1, respectively, as shown in the figure. Yes. Further, the piezoelectric elements 2a and 2b are arranged so as to protrude and retract in the optical axis direction of the lens 11. When voltages periodically changing with respect to the piezoelectric elements 2a and 2b arranged in this way are applied to the positive phase and the reverse phase, respectively, the imaging unit 1 has the optical axis of the lens 11 in the vertical direction (the first of the present invention). And the second direction). At this time, it is preferable that the center of oscillation is positioned rearward (image sensor 13 side) at a predetermined distance from the front-rear direction position of the center of the lens 11 because the amplitude of vibration of the lens 11 is increased.

なお、図示していないが、圧電素子2a,2bには駆動電圧を供給する給電回路が接続されており、また、給電回路には給電回路が供給する電圧を制御する制御部が接続されている。この制御部は、CPU(central processing unit)を中核としてメモリ、その他
の周辺回路と共に構成されたECU(electronic control unit)により構成することが
できる。なお、制御部はリアカメラCに組み込んでも、リアカメラCと別体としても構わない。
Although not shown, a power supply circuit that supplies a driving voltage is connected to the piezoelectric elements 2a and 2b, and a control unit that controls a voltage supplied by the power supply circuit is connected to the power supply circuit. . This control unit can be configured by an electronic control unit (ECU) configured with a memory and other peripheral circuits with a central processing unit (CPU) as a core. The control unit may be incorporated in the rear camera C or may be separated from the rear camera C.

〔水滴除去機能〕
レンズ11の表面(撮像ユニット1の外方に露出している側の面)に雨滴等が当たると、水滴がレンズ11の表面に付着する。このようにレンズ11の表面に水滴が付着した状態で、上述したように撮像ユニット1をレンズ11の光軸が上下方向に揺動するように振動させることにより、水滴を振り落とすことができる。
(Water drop removal function)
When raindrops or the like hit the surface of the lens 11 (the surface exposed to the outside of the imaging unit 1), water droplets adhere to the surface of the lens 11. With the water droplets attached to the surface of the lens 11 as described above, the water droplets can be shaken off by vibrating the imaging unit 1 so that the optical axis of the lens 11 swings in the vertical direction as described above.

本実施形態では圧電素子2a,2bに印加する電圧として図3に示すようなのこぎり波形状の電圧を用いている。したがって、圧電素子2aが伸張する際の加速度と縮退する際の加速度とに差が生じる。これにより、撮像ユニット1が上方向に揺動する際の加速度と下方向に揺動する際の加速度とに差が生じる。   In the present embodiment, a sawtooth waveform voltage as shown in FIG. 3 is used as the voltage applied to the piezoelectric elements 2a and 2b. Therefore, there is a difference between the acceleration when the piezoelectric element 2a expands and the acceleration when the piezoelectric element 2a contracts. As a result, a difference occurs between the acceleration when the imaging unit 1 swings upward and the acceleration when the imaging unit 1 swings downward.

本実施形態では、撮像ユニット1が下方向に揺動する際の加速度よりも、上方向に揺動する際の加速度を大きく設定している。このとき、撮像ユニット1の上方側への揺動によってレンズ11の表面に付着した水滴が下側に移動し、撮像ユニット1の下方側への揺動によって下側に寄せ集められた水滴を振り落とせる程度にそれぞれの加速度を設定することが好ましい。なお、撮像ユニット1が上方側に揺動する際の加速度を下方側に揺動する際の加速度よりも大きくしても構わない。   In the present embodiment, the acceleration when the imaging unit 1 swings upward is set larger than the acceleration when the imaging unit 1 swings downward. At this time, water droplets adhering to the surface of the lens 11 move downward due to the upward swing of the imaging unit 1, and the water droplets gathered downward due to the downward swing of the imaging unit 1 are shaken. It is preferable to set each acceleration to such an extent that it can be dropped. The acceleration when the imaging unit 1 swings upward may be larger than the acceleration when the imaging unit 1 swings downward.

本発明の発明者らの研究により、レンズ11に付着している水滴の落ち易さは、撮像ユニット1に加える振動の周波数と、水滴の大きさと依存していることが判明している。そのため、本実施形態の制御部は給電回路が供給する電圧波形の周波数を変更可能に構成されている。   According to the research of the inventors of the present invention, it has been found that the ease of dropping of water droplets attached to the lens 11 depends on the frequency of vibration applied to the imaging unit 1 and the size of the water droplets. Therefore, the control part of this embodiment is comprised so that the frequency of the voltage waveform which a electric power feeding circuit supplies can be changed.

例えば、粒状の水滴(大きな水滴)の場合には、共振周波数が低いため、低周波数の振動を撮像ユニット1に加えると落ち易い。そのため、通常の雨等の場合には、制御部は低周波数ののこぎり波形状の電圧を印加するように給電回路を制御する。   For example, in the case of granular water droplets (large water droplets), since the resonance frequency is low, it is easy to drop when low-frequency vibration is applied to the imaging unit 1. Therefore, in the case of normal rain or the like, the control unit controls the power feeding circuit so as to apply a low-frequency sawtooth voltage.

一方、霧状の水滴(小さな水滴)の場合には、共振周波数が高く、低周波数の振動を加えても落ち難い。また、霧状の水滴の場合は、質量が小さいため、共振周波数の振動を加えても、粒状の水滴ほどは落ちない。ただし、霧状の水滴に対して共振周波数の振動を加えると、水滴が移動することにより、霧状の水滴同士が結合し粒状の水滴となる。そのため、本実施形態では、レンズ11に霧状の水滴が付着している場合には、まず、霧状の水滴の共振周波数付近の高周波数の振動を加え、その後、低周波数の振動を加える。このとき、高周波数から低周波数に徐々に変化する振動を加えるようにしても構わない。これにより、様々な大きさの水滴に対して効果的に振動を作用させることができる。   On the other hand, in the case of mist-like water droplets (small water droplets), the resonance frequency is high, and even if low-frequency vibration is applied, it is difficult to drop. Further, in the case of mist-like water droplets, the mass is small, so even if a vibration at a resonance frequency is applied, it does not fall as much as granular water droplets. However, when vibration at a resonance frequency is applied to the mist-like water droplets, the water droplets move, and the mist-like water droplets are combined to form a granular water droplet. Therefore, in the present embodiment, when a mist-like water droplet is attached to the lens 11, first, a high-frequency vibration near the resonance frequency of the mist-like water droplet is applied, and then a low-frequency vibration is applied. At this time, vibration that gradually changes from a high frequency to a low frequency may be applied. Thereby, vibration can be effectively applied to water droplets of various sizes.

なお、振動の周波数は、人間の視覚が知覚することができる周波数よりも高い周波数とすることが望ましい。   It is desirable that the vibration frequency be higher than the frequency that can be perceived by human vision.

また、制御部は給電回路が供給する電圧の高さを変化させるように制御しても構わない。   Further, the control unit may perform control so as to change the height of the voltage supplied by the power feeding circuit.

本実施形態では、車両Vの運転者がディスプレイDの表面に形成されたタッチパネルを操作することにより、その操作内容が制御部に伝達され、撮像ユニット1を振動させるように構成されている。そのため、制御部とディスプレイDとの間には信号線が設けられている。   In the present embodiment, when the driver of the vehicle V operates the touch panel formed on the surface of the display D, the operation content is transmitted to the control unit, and the imaging unit 1 is vibrated. Therefore, a signal line is provided between the control unit and the display D.

例えば、ディスプレイDにリアカメラCにより撮影された画像とともに、「水滴大」および「水滴小」のボタンを表示しておく。運転者は、画像に写っている水滴の大きさを見て、水滴が粒状の場合には「水滴大」を選択し、水滴が霧状の場合には「水滴小」を選択する。この選択結果はタッチパネルを介して制御部に伝達され、「水滴大」が選択された場合には、制御部は低周波数の振動を生じさせるように給電回路を制御する。一方、「水滴小」が選択された場合には、制御部は上述したように高周波の振動の後に低周波の振動を生じさせるように給電回路を制御する。   For example, along with the image photographed by the rear camera C on the display D, buttons “large water droplet” and “small water droplet” are displayed. The driver looks at the size of the water droplet in the image and selects “large water droplet” if the water droplet is granular, and selects “small water droplet” if the water droplet is foggy. This selection result is transmitted to the control unit via the touch panel, and when “large water droplet” is selected, the control unit controls the power feeding circuit so as to generate low-frequency vibration. On the other hand, when “small water droplets” is selected, the control unit controls the power feeding circuit to generate low-frequency vibration after high-frequency vibration as described above.

なお、本実施形態では、運転者が明示的に振動付与を指示したが、画像処理により画像中の水滴を認識し、その認識結果に応じて振動付与の制御を行うように構成しても構わない。このときの画像処理は、リアカメラCに組み込まれている画像処理回路によって行われても構わないし、また、車両Vに搭載されている駐車支援ECU等のECUを利用しても構わない。   In the present embodiment, the driver explicitly gives the vibration application. However, it may be configured to recognize the water droplet in the image by image processing and to control the vibration application according to the recognition result. Absent. The image processing at this time may be performed by an image processing circuit incorporated in the rear camera C, or an ECU such as a parking assistance ECU installed in the vehicle V may be used.

また、レインセンサを設け、そのレインセンサの出力信号に応じて振動制御(電圧制御)を行っても構わないし、ワイパ等の作動状況に応じて制御しても構わない。   Further, a rain sensor may be provided, and vibration control (voltage control) may be performed according to an output signal of the rain sensor, or control may be performed according to an operating state of a wiper or the like.

〔別実施形態〕
(1)上述の実施形態では、2つの圧電素子2a,2bを、その出退方向がレンズ11の光軸方向となるように撮像ユニット1の背面側に配置したが、撮像ユニット1を振動させる構成はこれに限定されるものではなく、例えば、以下のような変形構成が可能である。
[Another embodiment]
(1) In the above-described embodiment, the two piezoelectric elements 2a and 2b are arranged on the back side of the image pickup unit 1 so that the direction of withdrawal is the optical axis direction of the lens 11, but the image pickup unit 1 is vibrated. The configuration is not limited to this, and for example, the following modified configurations are possible.

(a)圧電素子2a,2bを撮像ユニット1の背面ではなく、図4(a)に示すように、上面および下面に設けても構わない。この場合には、圧電素子2a,2bをその出退方向が上下方向となるように対向して配置する。   (A) The piezoelectric elements 2a and 2b may be provided on the upper surface and the lower surface as shown in FIG. In this case, the piezoelectric elements 2a and 2b are arranged so as to face each other so that the exit / retreat direction is the vertical direction.

(b)上述の実施形態、または、(a)の構成において、一つの圧電素子2aのみを備える構成としても構わない。この場合には、圧電素子2aと撮像ユニット1の外面とを接続し、圧電素子2aの進出時の力と後退時の力とを撮像ユニット1に作用させる。   (B) In the above-described embodiment or the configuration of (a), only one piezoelectric element 2a may be provided. In this case, the piezoelectric element 2a and the outer surface of the imaging unit 1 are connected, and the force when the piezoelectric element 2a is advanced and the force when the piezoelectric element 2a is retracted are applied to the imaging unit 1.

(c)上述の実施形態、または、(a)の構成において、圧電素子2bに代えて弾性部材を用いても構わない。この場合には、圧電素子2aは撮像ユニット1に対して進出時の力を作用させ、弾性部材はその力により弾性変形し、弾性復帰する際に撮像ユニット1に力を作用させる構成とすればよい。なお、この場合にも、撮像ユニット1が下方側に揺動する際の加速度が上方側に揺動する際の加速度よりも大きくなるような弾性率(バネ定数)の弾性部材を用いればよい。   (C) In the above-described embodiment or the configuration of (a), an elastic member may be used instead of the piezoelectric element 2b. In this case, the piezoelectric element 2a applies a force at the time of advancement to the image pickup unit 1, and the elastic member is elastically deformed by the force, and the force is applied to the image pickup unit 1 when elastically restored. Good. In this case, an elastic member having an elastic modulus (spring constant) may be used so that the acceleration when the imaging unit 1 swings downward is larger than the acceleration when the imaging unit 1 swings upward.

(2)上述の実施形態や別実施形態では、圧電素子2a等により撮像ユニット1全体を揺動させたが、図4(b)に示すように、レンズ11のみを揺動させる構成としても構わない。この場合にも、上述の(a)から(c)と同様の変形が可能である。なお、この場合には、揺動によってレンズ11の光軸と撮像素子13との位置関係が一時的にずれるため、撮影された像の歪み等が生じるおそれがある。その一方、レンズ11を振動させるための力が小さくて済むため、低電圧で作動する圧電素子等を用いることができるという利点がある。   (2) In the above-described embodiment or another embodiment, the entire imaging unit 1 is swung by the piezoelectric element 2a or the like. However, as shown in FIG. 4B, only the lens 11 may be swung. Absent. Also in this case, the same modifications as in the above (a) to (c) are possible. In this case, the positional relationship between the optical axis of the lens 11 and the image sensor 13 is temporarily shifted due to the swinging, so that there is a possibility that the captured image may be distorted. On the other hand, since the force for vibrating the lens 11 is small, there is an advantage that a piezoelectric element that operates at a low voltage can be used.

(3)上述の実施形態や別実施形態では、レンズ11を揺動させるために圧電素子2a等を用いたが、それに代えて、アクチュエータ等の出退を制御可能な装置を用いても構わない。   (3) In the above-described embodiment or another embodiment, the piezoelectric element 2a or the like is used to swing the lens 11. However, instead of this, a device capable of controlling the exit and withdrawal of an actuator or the like may be used. .

(4)上述の実施形態では、レンズ11の光軸が上下方向に揺動するように撮像ユニット1を振動させたが、揺動方向は左右、斜め等、他の方向でも構わない。   (4) In the above-described embodiment, the imaging unit 1 is vibrated so that the optical axis of the lens 11 swings in the vertical direction. However, the swinging direction may be other directions such as right and left and diagonal.

(5)上述の実施形態では、撮像ユニット1をレンズ11の光軸が揺動する方向に振動させたが、レンズ11の光軸に直交する方向に振動させる構成とすることもできる。   (5) In the above-described embodiment, the imaging unit 1 is vibrated in the direction in which the optical axis of the lens 11 is swung, but may be configured to vibrate in a direction orthogonal to the optical axis of the lens 11.

(6)上述の実施形態では、本発明を車載のリアカメラに適用したが、フロントカメラやサイドカメラ等に適用することもできる。また、車載カメラに限らず、屋外に設置され、雨等にさらされることにより水滴が付着するおそれがあるカメラに適用することができる。   (6) Although the present invention is applied to the vehicle-mounted rear camera in the above-described embodiment, it can also be applied to a front camera, a side camera, and the like. Further, the present invention is not limited to an in-vehicle camera, and can be applied to a camera that is installed outdoors and may be exposed to water droplets when exposed to rain or the like.

本発明は、屋外で使用され、雨等の水滴が付着するおそれがある車載カメラや防犯カメラ等に適用することができる。   The present invention can be applied to an in-vehicle camera, a security camera, or the like that is used outdoors and in which water drops such as rain may adhere.

C:リアカメラ(水滴除去機能付カメラ)
1:撮像ユニット
11:レンズ
12:レンズホルダ
13:撮像素子
2:振動部
2a:圧電素子
2b:圧電素子
C: Rear camera (camera with water droplet removal function)
1: Imaging unit 11: Lens 12: Lens holder 13: Imaging device 2: Vibration unit 2a: Piezoelectric element 2b: Piezoelectric element

Claims (5)

レンズと、前記レンズを保持するレンズホルダと、前記レンズを透過した光を光電変換する撮像素子と、を有する撮像ユニットと、
給電回路が接続され、前記撮像ユニット全体を前記レンズの光軸が揺動する方向に振動させる振動部と、
前記レンズに付着する異物の大きさに応じて設定された周波数に基づいて前記振動部が駆動するよう、前記給電回路を制御する制御部と、を備えた水滴除去機能付カメラ。
An imaging unit having a lens, a lens holder that holds the lens , and an imaging device that photoelectrically converts light transmitted through the lens ;
A power feeding circuit is connected, and a vibration unit that vibrates the entire imaging unit in a direction in which the optical axis of the lens swings;
A camera with a water droplet removal function, comprising: a control unit that controls the power feeding circuit so that the vibration unit is driven based on a frequency set in accordance with a size of a foreign substance attached to the lens.
記揺動の支点が、前記レンズの中心よりも前記撮像素子側に引退した位置に設定されている請求項1記載の水滴除去機能付カメラ。 Before fulcrum of KiYurado is, the lens according to claim 1 water droplet removal function with a camera according set in the retracted position to the imaging element side than the center of. 前記振動部は、前記撮像ユニットを第1の方向と当該第1の方向とは逆方向の第2の方向とに異なる加速度で揺動する請求項1または2記載の水滴除去機能付カメラ。   3. The camera with a water droplet removal function according to claim 1, wherein the vibration unit swings the imaging unit at a different acceleration in a first direction and a second direction opposite to the first direction. 前記第1の方向と前記第2の方向とは、重力方向に対する上下方向である請求項3記載の水滴除去機能付カメラ。   The camera with a water droplet removal function according to claim 3, wherein the first direction and the second direction are vertical directions with respect to the direction of gravity. 前記振動部は複数の振動部材により構成され、前記複数の振動部材が夫々前記給電回路に接続される請求項1〜4のいずれか一項に記載の水滴除去機能付カメラ。   The camera with a water droplet removal function according to any one of claims 1 to 4, wherein the vibration unit includes a plurality of vibration members, and each of the plurality of vibration members is connected to the power feeding circuit.
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