JP5964710B2 - 撮像装置および移動体 - Google Patents

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本発明は、撮像レンズに付着する汚れを洗浄可能な撮像装置および移動体に関する。
車両などの移動体に設けられる撮像装置が知られている。このような撮像装置は移動体の室外に設置されることが一般的なので、撮像レンズに汚泥および雨水などが付着し得る。このような付着物により、撮像される画像が不明瞭になる。
そこで、ベルト状の透明な遮蔽体を用いてカメラ部のレンズを覆い、ドラム間に掛け渡した遮蔽体を回転させ、回転中に遮蔽体の付着物を洗浄することが提案されている(特許文献1参照)。また、カメラの前面にシャッタを設け、撮像が必要なときにのみシャッタを開くことが提案されている(特許文献2参照)。
特開平10−203259号公報 特開2008−265726号公報
しかし、特許文献1に記載された車載カメラ装置では、遮蔽体を回転させるための機構を設ける必要があるため、装置全体が大型化し、車両への搭載の制約となり得る。また、特許文献2に記載された車両用バックモニタ装置では、撮像時においても汚泥などが付着し得、そのような付着物をユーザが洗浄する必要があり、煩雑であった。
したがって、かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、簡易な構成で撮像レンズを洗浄可能な撮像装置および移動体を提供することにある。
上述した諸課題を解決すべく、第1の観点による撮像装置は、
移動体に搭載される撮像装置であって、
撮像レンズを有する撮像部と、
開口および壁部を有し、前記撮像レンズを前記開口から露出する第1の状態および前記撮像レンズを前記壁部により遮光する第2の状態のいずれかに切替可能であって、前記撮像部を収容する球状の筐体と、
前記移動体に配された該移動体の進行方向を切替えるギヤのバックギヤとバックギヤ以外との切替わりの情報を取得し、該情報に対応して前記第1の状態および前記第2の状態の切替を行う制御部と、
前記筐体内に設けられ、前記第1の状態および前記第2の状態の間の切替わりに伴って前記撮像レンズを洗浄する洗浄部とを備え
前記第1の状態および前記第2の状態の間の切替は、前記撮像部と前記筺体との間の回転により行い、前記第2の状態から前記第1の状態に切り替わるときと、前記第1の状態から前記第2の状態に切り替わるときとの間で、前記回転の方向が同一であることを特徴とするものである。
また、第の観点による撮像装置は、
前記筐体が固定可能であって、前記筐体に対して前記撮像部が動くことにより前記第1の状態および前記第2の状態の間で切替わる
ことが好ましい。
また、第の観点による撮像装置は、
前記撮像部は前記筐体内において軸支され、
前記撮像レンズが回転することによって、前記第1の状態および前記第2の状態の間で切替わる
ことが好ましい。
また、第の観点による撮像装置は、
前記撮像部が固定可能であって、前記撮像部に対して前記筐体が動くことにより前記第1の状態および前記第2の状態の間で切替わる
ことが好ましい。
また、第の観点による撮像装置は、
前記筐体は前記撮像部に軸支され、
前記筐体が回転することによって、前記第1の状態および前記第2の状態の間で切替わる
ことが好ましい。
また、第の観点による撮像装置は、
前記撮像部は、前記第2の状態において前記開口から露出する化粧部材を有する
ことが好ましい。
また、第の観点による撮像装置は、
前記撮像部は、前記第1の状態および前記第2の状態において撮像を行ない、前記第1の状態および前記第2の状態における撮像による画像の同一性が維持されているときに前記撮像部の故障であると判別する
ことが好ましい。
また、第の観点による撮像装置は、
前記洗浄部は、前記第1の状態および前記第2の状態の間の切替わり中における前記撮像レンズの移動経路上に設けられる
ことが好ましい。
また、第10の観点による移動体は、
撮像レンズを有する撮像部と、開口および壁部を有し前記撮像レンズを前記開口から露出する第1の状態および前記撮像レンズを前記壁部により遮光する第2の状態のいずれかに切替可能であって前記撮像部を収容する筐体と、前記筐体内に設けられ前記第1の状態および前記第2の状態の間の切替わりに伴って前記撮像レンズを洗浄する洗浄部とを有する撮像装置を搭載する
ことを特徴とするものである。
また、第11の観点による移動体は、
前記移動体の窓の洗浄液が前記洗浄部に供給される
ことが好ましい。
上記のように構成された本発明に係る撮像装置および移動体によれば、簡易な構成で撮像レンズを洗浄可能である。
本発明の第1の実施形態に係る撮像装置を含む監視システムの移動体における配置図である。 第1の実施形態の撮像装置において、第1の状態であるときの撮像装置の内部構成を概略的に示す構造図である。 第1の実施形態の撮像装置において、第2の状態であるときの撮像装置の内部構成を概略的に示す構造図である。 制御部が実行する切替処理を説明するフローチャートである。 第2の実施形態の撮像装置において、第1の状態であるときの撮像装置の内部構成を概略的に示す構造図である。 第2の実施形態の撮像装置において、第2の状態であるときの撮像装置の内部構成を概略的に示す構造図である。 第3の実施形態の撮像装置において、撮像装置の内部構成を概略的に示す構造図である。 図7のVIII―VIII線に沿った撮像装置の断面図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
まず、本発明の第1の実施形態に係る撮像装置について説明する。図1は、第1の実施形態に係る撮像装置を含む監視システムの移動体における配置図である。移動体10は、例えば車両である。
図1に示すように、監視システム11は、撮像装置12、表示装置13、およびECU(Electronic Control Unit)14を含んで構成される。撮像装置12は、移動体10の何処に設けてもよいが、本実施形態では、移動体10の室外の後部に固定される。表示装置13は運転席から視認可能に設けられる。ECU14は、移動体10の何処に設けてもよいが、本実施形態では、ギヤボックス近傍に設けられる。
撮像装置12は、後述する移動体10のギヤに応じて、撮像の実行の可否を判別する。撮像装置12は、撮像を実行時に、移動体10の後方の視界における被写体の光学像を撮像する。撮像装置12は、撮像した画像を表示装置13に送信する。表示装置13はディスプレイを有し、撮像装置12から取得する画像を表示する。ECU14は、移動体10の現在のギヤを認識する。また、ECU14は、表示装置13を介して、或いは直接、現在のギヤをギヤ情報として撮像装置12に送信する。
また、移動体10は、洗浄液タンク15および洗浄液の供給路16を備える。洗浄液タンク15は、フロントガラスおよびリアガラスを洗浄するための洗浄液を収容する。供給路16は、フロントガラスおよびリアガラスに設けられる洗浄液の噴射口に、洗浄液を供給する。また、供給路16は、撮像装置12にも洗浄液を供給する。
次に、撮像装置12の構成について、詳細に説明する。撮像装置12は、筐体17、撮像部18、および洗浄部19を含んで構成される。
筐体17は開口20および壁部21を有する球状であり、内部に撮像部18を収容する。筐体17は球の中心を通る線axを軸として撮像部18を軸支し、撮像部18は当該線axを軸として回動可能である。筐体17は継手22と一体的に形成され、筐体17は継手22を介して移動体10に固定される。継手22は筐体17の内部に連続する孔部23を有し、孔部23は洗浄液の供給路16に接続可能であって、継手22は筐体17内部に洗浄液を供給する。
撮像部18は、撮像レンズ24、撮像素子25、モータ26、制御部27、および記憶部28を有する。撮像レンズ24は、被写体の光学像を撮像素子25に結像させる。撮像素子25は被写体の光学像を撮像する。モータ26は、軸支された撮像部18を筐体17内で回動させる。制御部27は、後述するように、撮像素子25およびモータ26を制御する。記憶部28は撮像素子25が撮像した画像を記憶する。
撮像部18は、第1の状態(図2参照)から90°回転させた第2の状態(図3参照)の範囲内で回動可能である。図2に示すように、第1の状態において、撮像レンズ24が開口20から露出し、撮像部18は撮像装置12外部の被写体を撮像可能である。また、図3に示すように、第2の状態において、撮像レンズ24は継手22の孔部23に対向し、壁部21によって遮光される。また、第2の状態において、撮像部18の、開口20から露出する位置には化粧部材29が設けられる。化粧部材29は、第2の状態において美観を損ねない意匠が施された部材である。
図2、3において、洗浄部19は、例えばブラシである。洗浄部19は、筐体17内部であって、撮像部18が第1の状態および第2の状態の間の切替えの回転時における撮像レンズ24の移動経路上に形成される。したがって、洗浄部19は、第1の状態および第2の状態の間の切替えのための撮像部18の回転に伴って、撮像レンズ24の表面を洗浄する。
次に、第1の状態および第2の状態の切替、および撮像装置12による撮像について説明する。
撮像装置12の制御部27は、ECU14から送信されるギヤ情報を取得し、移動体10の現在のギヤを認識する。
制御部27は、移動体10のギヤがバックギヤに切替わることを認識するときに、モータ26を駆動して、撮像部18を第2の状態から第1の状態に切替えさせる。さらに、制御部27は、撮像部18を第1の状態に切替えた後に、撮像素子25を駆動して、例えば1/60秒などの所定のフレームレートで撮像を実行させる。制御部27は、撮像した画像を表示装置13に送信する。
また、制御部27は、移動体10のギヤがバックギヤからバックギヤ以外に切替わるときに、撮像素子25の撮像を停止させる。さらに、制御部27は、モータ26を駆動して、撮像部18を第1の状態から第2の状態に切替えさせる。
さらに、制御部27は、撮像装置12の故障を自動判別する判別機能を有している。判別機能の実行のために、制御部27は、第1の状態から第2の状態への切替わり後に、少なくとも1フレームの画像を撮像素子25に撮像させる。制御部27は、第1の状態において撮像した画像および第2の状態において撮像した画像の少なくとも一方を記憶部28に記憶させる。制御部27は、第1の状態および第2の状態の間の切替わり後に、記憶部28に記憶させた切替わり前の状態における画像と、切替わり後の画像とを比較する。撮像装置12が正常であるときには、第1の状態と第2の状態においては撮像される画像が変化することが通常である。そこで、制御部27は、両者の画像の比較において、例えば全体の輝度および輪郭などに基づく同一性が維持されているときに、撮像装置12が故障していると判別する。制御部27は、撮像装置12の故障を判別したときに、故障したことを表示装置13に通知する。通知に基づいて、表示装置13は、撮像装置12の故障を、例えばディスプレイに表示してユーザに報知する。
次に、第1の実施形態において制御部27が実行する、切替処理について、図4のフローチャートを用いて説明する。制御部27は、ギヤ情報を取得するときに、切替処理を開始する。
ステップS100において、制御部27は、撮像部18が第1の状態および第2の状態のいずれであるかを判別する。第1の状態であるときには、プロセスはステップS101に進む。第2の状態であるときには、プロセスはステップS106に進む。
ステップS101では、制御部27は、ギヤ情報に対応する移動体10の現在のギヤがバックギヤ以外であるか否かを判別する。バックギヤであるときには、切替処理を終了する。バックギヤ以外のギヤであるときには、プロセスはステップS102に進む。
ステップS102では、制御部27は、撮像素子25による撮像を停止させる。撮像を停止させるとプロセスはステップS103に進む。
ステップS103では、制御部27は、モータ26を駆動して、撮像部18を第2の状態に切替える。第2の状態に切替えると、プロセスはステップS104に進む。
ステップS104では、制御部27は、撮像素子25を駆動して1フレームの画像を撮像させる。画像を撮像させると、プロセスはステップS105に進む。
ステップS105では、制御部27は、ステップS104において撮像素子25が撮像した画像を記憶部28に記憶させる。画像の記憶後、切替処理は終了する。
前述のように、ステップS100において第2の状態であると判別されたときに、プロセスはステップS106に進む。ステップS106では、制御部27は、ギヤ情報に対応する移動体10の現在のギヤがバックであるか否かを判別する。バックギヤ以外のギヤであるときには、切替処理を終了する。バックギヤであるときには、プロセスはステップS107に進む。
ステップS107では、制御部27は、モータ26を駆動して、撮像部18を第1の状態に切替える。第1の状態に切替えると、プロセスはステップS108に進む。
ステップS108では、制御部27は、撮像素子25を駆動して所定のフレームレートで連続的な画像の撮像を開始させる。連続的な撮像の撮像を開始すると、プロセスはステップS109に進む。
ステップS109では、制御部27は、ステップS105において記憶した画像を記憶部28から読出す。画像を読出すと、プロセスはステップS110に進む。
ステップS110では、制御部27は、ステップS108において撮像した画像、すなわち第1の状態で撮像した画像と、ステップS109で読出した画像、すなわち第2の状態で撮像した画像との間において同一性が維持されているか否かを判別する。同一性が維持されていないときには、切替処理は終了する。同一性が維持されていているときには、ステップS111に進む。
ステップS111では、制御部27は、撮像装置12が故障していることを表示装置13に通知する。表示装置13は故障していることの認識に基づき、撮像装置12が故障していることをユーザに報知する。ユーザへの報知後、切替処理を終了する。
以上のような構成の第1の実施形態の撮像装置によれば、第1の状態および第2の状態間の切替わり時に撮像レンズ24を洗浄可能である。したがって、装置全体を大型化することなく、また簡易な構成で、撮像レンズ24を洗浄可能である。
また、第1の実施形態の撮像装置によれば、撮像部18が筐体17に対して回転することにより第1の状態および第2の状態の間の切替が可能である。したがって、筐体17内で撮像部18を変位させることにより状態を切替える構成に比べて、撮像装置全体を小型化することが可能である。
また、第1の実施形態の撮像装置によれば、第1の状態および第2の状態それぞれにおいて撮像をした画像の比較に基づいて撮像装置12の故障を判別可能である。このように、上述の効果を得るための第1の状態および第2の状態の間の切替わり機構を利用して故障を判別するので、他の構成を付加することなく簡易に故障の判別が可能である。
また、第1の実施形態の撮像装置によれば、撮像装置12に洗浄液が供給されるので、撮像レンズの十分な洗浄が可能である。
また、第1の実施形態の撮像装置によれば、第2の状態において化粧部材29が開口20から露出するので、何も設けない場合に比べて美観の低下を防止可能である。
次に、本発明の第2の実施形態を説明する。第2の実施形態では撮像部が移動体に固定される点において第1の実施形態と異なっている。以下に、第1の実施形態と異なる点を中心に第2の実施形態について説明する。なお、第1の実施形態と同じ機能および構成を有する部位には同じ符号を付す。
図5に示すように、第2の実施形態において、撮像装置120は、筐体170、撮像部180、および洗浄部19を含んで構成される。
第1の実施形態と同様に、筐体170は開口20および壁部21を有する球状であり、内部に撮像部180を収容する。第1の実施形態と異なり、撮像部180が筐体170の球の中心を通る線axを軸として筐体170を軸支し、筐体170は当該線axを軸として回動可能である。筐体170は、第1の状態(図5参照)から90°回転させた第2の状態(図6参照)の範囲内で回動可能に軸支される。
第1の実施形態と同様に、撮像部180は、撮像レンズ24、撮像素子25、モータ26、制御部27、および記憶部28を有する。撮像レンズ24、撮像素子25、モータ26、制御部27、および記憶部28の構成および機能は第1の実施形態と同様である。
第1の実施形態と異なり、撮像部180は継手220に固定され、継手220を介して移動体10に固定される。継手220は洗浄部19近辺まで延び、第1の実施形態と同様に、孔部230を有して、孔部230は洗浄液の供給路16に接続可能であって、継手220は洗浄部19近傍に洗浄液を供給する。
図5に示すように、第1の実施形態と同様に、第1の状態において、撮像レンズ24が開口20から露出し、撮像部180は撮像装置120外部の被写体を撮像可能である。また、図6に示すように、第2の状態において、撮像レンズ24は壁部によって遮光される。また、第2の状態において、撮像部180の、開口20から露出する位置には化粧部材29が設けられる。化粧部材29は、第2の状態において美観を損ねない意匠が施された部材である。
図5、6において、第1の実施形態と同様に、洗浄部19は、例えばブラシである。第1の実施形態と同様に、洗浄部19は、筐体170内部であって、筐体170が第1の状態および第2の状態の間の切替えの回転時における撮像レンズ24の移動経路上に形成される。
以上のような構成の第2の実施形態の撮像装置によっても、第1の状態および第2の状態間の切替わり時に撮像レンズ24を洗浄可能である。また、第2の実施形態の撮像装置によれば、筐体170が撮像部180に対して回転することにより第1の状態および第2の状態の間の切替が可能である。また、第2の実施形態の撮像装置によっても、第1の状態および第2の状態それぞれにおいて撮像をした画像の比較に基づいて撮像装置120の故障を判別可能である。また、第2の実施形態の撮像装置によっても、撮像装置120に洗浄液が供給されるので、撮像レンズ24の十分な洗浄が可能である。また、第2の実施形態の撮像装置によっても、第2の状態において化粧部材29が開口20から露出するので、何も設けない場合に比べて美観の低下を防止可能である。
次に、本発明の第3の実施形態を説明する。第3の実施形態では撮像部が移動体に固定される点において第1の実施形態と異なっている。以下に、第1の実施形態と異なる点を中心に第3の実施形態について説明する。なお、第1の実施形態と同じ機能および構成を有する部位には同じ符号を付す。
図7に示すように、第3の実施形態において、撮像装置121は、筐体171、撮像部181、および洗浄部191を含んで構成される。
第1の実施形態と同様に、筐体171は開口20および壁部21を有する球状であり(図8参照)、内部に撮像部181を収容する。第1の実施形態と異なり、撮像部181が筐体171の球の中心および継手221を通る線axを軸として筐体171を軸支し、筐体171は当該線axを軸として360°回動可能である。
第1の実施形態と同様に、撮像部181は、撮像レンズ24、撮像素子25、モータ26、制御部271、および記憶部28を有する(図7参照)。撮像レンズ24、撮像素子25、モータ26、および記憶部28の構成および機能は第1の実施形態と同様である。制御部271による第1の状態および第2の状態の間の切替方法の一部が、後述するように、第1の実施形態と異なる。
第1の実施形態と異なり、撮像部181は継手221に固定され、継手221を介して移動体10に固定される。第1の実施形態と同様に、継手221は孔部231を有しており、孔部231は、継手221における撮像部181との固定端近傍に設けられる第2の供給路301と連続する。第2の供給路301は筐体171の内壁近傍まで延びており、洗浄液は供給路16、孔部231、および第2の供給路301を介して、筐体171の内壁に供給される。
第1の実施形態と同様に、第1の状態(図8参照)において撮像レンズ24は開口20から露出する。また、第1の状態から任意の回転角、例えば180°で筐体171を回転させた第2の状態において撮像レンズ24は壁部21によって遮光される。第1の実施形態と同様に、第2の状態において撮像部181の、開口20から露出する位置には化粧部材29が設けられる。
第1の実施形態と同様に、洗浄部191は、例えばブラシである。第1の実施形態と同様に、洗浄部191は、筐体170内部であって、筐体171が第1の状態および第2の状態の間の切替えの回転時における撮像レンズ24の移動経路上に形成される。
上述の構成において、第1の状態から第2の状態に切替えるとき、すなわちギヤがバックギヤに切替わるときに、制御部271はモータ26を駆動して、所定の回転方向、例えば図8における時計回りに筐体171を回転させる。また、第2の状態から第1の状態に切替えるとき、すなわちバックギヤからバックギヤ以外に切替わるときに、制御部271はモータ26を駆動して、第1の状態から第2の状態に切替えたときと同じ回転方向に筐体271を回転させる。
以上のような構成の第3の実施形態の撮像装置によっても、第1の状態および第2の状態間の切替わり時に撮像レンズ24を洗浄可能である。また、第3の実施形態の撮像装置にれば、筐体171が撮像部181に対して回転することにより第1の状態および第2の状態の間の切替が可能である。また、第3の実施形態の撮像装置によっても、第1の状態および第2の状態それぞれにおいて撮像をした画像の比較に基づいて撮像装置121の故障を判別可能である。また、第3の実施形態の撮像装置によっても、撮像装置121に洗浄液が供給されるので、撮像レンズ24の十分な洗浄が可能である。また、第3の実施形態の撮像装置によっても、第2の状態において化粧部材29が開口20から露出するので、何も設けない場合に比べて美観の低下を防止可能である。
また、第3の実施形態の撮像装置によれば、第1の状態から第2の状態および第2の状態から第1の状態への切替え時の回転方向が同じなので、第2の状態から第1の状態への切替え時に洗浄部19に付着した汚れの、第1の状態への切替え時に撮像レンズ24への付着を防止可能である。
本発明を諸図面や実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。
10 移動体
11 監視システム
12、120、121 撮像装置
13 表示装置
14 ECU(Electronic Control System)
15 洗浄液タンク
16 供給路
17、170、171 筐体
18、180、181 撮像部
19、191 洗浄部
20 開口
21 壁部
22、220、221 継手
23、230、231 孔部
24 撮像レンズ
25 撮像素子
26 モータ
27 制御部
28 記憶部
29 化粧部材
301 第2の供給路
ax 中心を通る線

Claims (10)

  1. 移動体に搭載される撮像装置であって、
    撮像レンズを有する撮像部と、
    開口および壁部を有し、前記撮像レンズを前記開口から露出する第1の状態および前記撮像レンズを前記壁部により遮光する第2の状態のいずれかに切替可能であって、前記撮像部を収容する球状の筐体と、
    前記移動体に配された該移動体の進行方向を切替えるギヤについての、バックギヤとバックギヤ以外との切替わりの情報を取得し、該情報に対応して前記第1の状態および前記第2の状態の切替を行う制御部と、
    前記筐体内に設けられ、前記第1の状態および前記第2の状態の間の切替わりに伴って前記撮像レンズを洗浄する洗浄部とを備え
    前記第1の状態および前記第2の状態の間の切替わりは、前記撮像部と前記筺体との間の回転により行い、前記第2の状態から前記第1の状態に切り替わるときと、前記第1の状態から前記第2の状態に切り替わるときとの間で、前記回転の方向が同一であることを特徴とする撮像装置。
  2. 請求項1に記載の撮像装置であって、
    前記筐体が固定可能であって、前記筐体に対して前記撮像部が動くことにより前記第1の状態および前記第2の状態の間で切替わることを特徴とする撮像装置。
  3. 請求項に記載の撮像装置であって、
    前記撮像部は前記筐体内において軸支され、
    前記撮像部が回転することによって、前記第1の状態および前記第2の状態の間で切替わる
    ことを特徴とする撮像装置。
  4. 請求項1に記載の撮像装置であって、
    前記撮像部が固定可能であって、前記撮像部に対して前記筐体が動くことにより前記第1の状態および前記第2の状態の間で切替わることを特徴とする撮像装置。
  5. 請求項に記載の撮像装置であって、
    前記筐体は前記撮像部に軸支され、
    前記筐体が回転することによって、前記第1の状態および前記第2の状態の間で切替わることを特徴とする撮像装置。
  6. 請求項から請求項のいずれか1項に記載の撮像装置であって、前記撮像部は、前記第2の状態において前記開口から露出する化粧部材を有することを特徴とする撮像装置。
  7. 請求項1から請求項のいずれか1項に記載の撮像装置であって、前記撮像部は、前記第1の状態および前記第2の状態において撮像を行ない、前記第1の状態および前記第2の状態における撮像による画像の同一性が維持されているときに前記撮像部の故障であると判別することを特徴とする撮像装置。
  8. 請求項1から請求項のいずれか1項に記載の撮像装置であって、前記洗浄部は、前記第1の状態および前記第2の状態の間の切替わり中における前記撮像レンズの移動経路上に設けられることを特徴とする撮像装置。
  9. 請求項1から請求項のいずれか1項に記載の撮像装置を搭載することを特徴とする移動体。
  10. 請求項に記載の移動体であって、前記移動体の窓の洗浄液が前記洗浄部に供給されることを特徴とする移動体。
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