JP6269200B2

JP6269200B2 - カメラ装置

Info

Publication number: JP6269200B2
Application number: JP2014051984A
Authority: JP
Inventors: 宏関野; 良隆壷井
Original assignee: Fujitsu General Ltd
Current assignee: Fujitsu General Ltd
Priority date: 2014-03-14
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2018-01-31
Anticipated expiration: 2034-03-14
Also published as: JP2015175963A

Description

本発明は、例えば、車載カメラ、監視カメラなど、屋外で使用される場合に好適なカメラ装置に関する。

自動車などには、後方確認のためのカメラが搭載されることが一般的である。このようなカメラには、結像用のレンズとして、複数のレンズを組み合わせて構成される広角レンズが使用されることが多い。

広角レンズを用いたカメラは、被写体側の第１レンズの被写体側の面が外気に直接触れる。一方、カメラの内部にはＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの撮像素子が熱源として存在する。このため、外気温度が低いとき、第１レンズと、第１レンズと光軸方向に隣り合う第２レンズとの間の空間に含まれる水分が第１レンズの撮像素子側の面に付着する結露現象が発生する。

一般的に広角レンズは、中央部の厚みが周辺部の厚みよりも薄い。このため、外気温度が低いとき、第１レンズの撮像素子側の面では中央部の温度が周辺部の温度よりも低くなり、その中央部に集中的に結露が発生し、広角レンズの光学性能が低下することがある。

結露を防止するために、第１レンズと第２レンズとの間の空間を密閉構造とし、外気あるいはカメラ内部から第１レンズと第２レンズとの空間に水分が浸入することを抑制する撮像カメラが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２００５−２５０３４８号公報（段落[００１７]、図１および図２）

しかしながら、第１レンズと第２レンズとの空間を上記の特許文献１などの手段により密閉しても、カメラの組み立て時より第１レンズと第２レンズとの空間に存在していた水分によって結露が発生してしまうことがある。また、第１レンズと第２レンズとの空間内の水分をほぼ排除した状態でカメラを組み立てたとしても、経年的に徐々に空間内に外気が浸入し、やはり結露が発生してしまう。

以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、広角レンズにおける第１レンズの撮像素子側の面に結露が生じることに起因した光学性能の低下を防止することのできるカメラ装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係るカメラ装置は、第１レンズおよび第２レンズを含む複数のレンズで構成された広角レンズを有するカメラ装置であって、前記第１レンズは外気に直接接し、かつ中央部に第１の肉薄部を有し、前記第２のレンズは前記第１レンズと光軸方向に空間を挟んで隣り合っており、前記第１レンズの周辺部には、前記第１の肉薄部より肉厚の薄い第２の肉薄部が配置されている。

本発明に係るカメラ装置は、前記第２の肉薄部を通過した光束が結像する位置が、前記広角レンズによって投影されるイメージサークルの中心より上の領域に収まるように構成されてもよい。

また、本発明に係るカメラ装置は、前記広角レンズを通過する光束が結像される撮像領域を有する撮像素子をさらに具備し、前記第２の肉薄部を通過した光束が、前記撮像素子の撮像領域から外れた位置に結像するように構成されてもよい。

本発明によれば、広角レンズにおける第１レンズの撮像素子側の面に結露が生じることに起因した光学性能の低下を防止することができる。

本発明のカメラ装置を適用した第１の実施形態である車載カメラの構成を示す断面図である。図１の車載カメラにおいて、撮像素子の撮像領域と、第１レンズの第２の肉薄部を通る光束が結像する結像位置との関係を示す図である。本発明に係る変形例１を説明する図である。本発明に係る変形例２を説明する図である。本発明に係る変形例３を説明する図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態を説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本発明のカメラ装置を適用した第１の実施形態である車載カメラの構成を示す断面図である。

この車載カメラ１は、車両の、例えば後方、前方などの周囲を撮像し、車両内に設けられたディスプレイに、撮像した画像を表示させるためのカメラである。

図１に示すように、この車載カメラ１は、例えば、魚眼レンズなどの広角レンズ１０と、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）などの撮像素子２０とを備える。

広角レンズ１０は、第１レンズ１１、第２レンズ１２および第３レンズ１３で構成される。これらのレンズは、被写体側より第１レンズ１１、第２レンズ１２および第３レンズ１３の順で鏡筒１４に組み込まれている。第１レンズ１１と第２レンズ１２との間には、ほぼ密閉状態の空間１５が存在する。

第１レンズ１１は、光軸１６を中心とした中央部に第１の肉薄部１７を有する。この第１の肉薄部１７は、例えば、第１レンズ１１の撮像素子側の面などを凹状とすることによって形成されている。あるいは、第１レンズ１１の被写体側を凹状とすることによって第１の肉薄部１７が形成されてもよい。

第１レンズ１１の上記中央部より外周の周辺部には、第１の肉薄部１７よりも肉厚が厚い肉厚部１８と、第１の肉薄部１７より肉厚の薄い第２の肉薄部１９が形成されている。すなわち、第１の肉薄部１７の肉厚をｄ１、第２の肉薄部１９の肉厚をｄ２として、ｄ１＞ｄ２の関係が成立する。

なお、第２の肉薄部１９は、例えば、第１レンズ１１の撮像素子側の面を凹状とすることによって形成されている。

第１レンズ１１の被写体側の面は外気に直接触れるため、第１レンズ１１の温度は外気の影響により変化しやすい。このため、第１レンズ１１と第２レンズ１２との間の空間１５内の雰囲気の温度よりも外気の温度が低いとき、第１レンズ１１の撮像素子側の面の表面に結露が発生しやすい。特に、肉厚の薄い部分ほどレンズによる外気とカメラ内部との断熱性が低く、第１レンズ１１の撮像素子側の面の表面の温度が下がりやすいことから結露が先に発生する。

本実施形態では、第１レンズ１１の周辺部に、中央部の第１の肉薄部１７に比べ肉厚が薄い第２の肉薄部１９が設けられているので、この第２の肉薄部１９において結露を発生させ、中央部の第１の肉薄部１７において結露を発生させにくくすることができる。

次に、第２の肉薄部１９が第１レンズ１１の周辺部のどの位置に設けられるかを説明する。

図２は、本実施形態の車載カメラ１において、撮像素子２０の撮像領域２１と、第１レンズ１１の第２の肉薄部１９を通る光束が結像する結像位置２２との関係を示す図である。

同図に示すように、第１レンズ１１の第２の肉薄部１９を通る光束は撮像素子２０の撮像領域２１から外れた位置に結像するように、第１レンズ１１に設けられる第２の肉薄部１９の位置、さらには、広角レンズ１０のイメージサークル２３と撮像素子２０の撮像領域２１との位置関係が決められている。

したがって、本実施形態の車載カメラ１によれば、撮像素子２０の撮像領域２１から外れた位置に結像する光束が通過する第２の肉薄部１９に結露を発生させることによって、撮像素子２０の撮像領域２１に結像する光束が通過する部分に結露が発生するのを抑制することができる。

＜変形例１＞
上の実施形態では、第１レンズ１１の撮像素子側の面を凹状とすることによって第２の肉薄部１９が設けられたが、図３に示すように、第１レンズ１１の被写体側を凹状とすることによって第２の肉薄部１９Ａが設けられてもよい。

＜変形例２＞
図４に示すように、撮像素子２０の一部の画素を出力範囲２４とする場合が考えられる。この場合も、第１レンズ１１の第２の肉薄部１９を通る光束が結像する結像位置２２が、撮像素子２０の出力範囲２４から外れた位置となるように、第１レンズ１１に設けられる第２の肉薄部１９の位置、さらには、広角レンズ１０のイメージサークル２３と撮像素子２０の出力範囲２４との位置関係を決めればよい。

＜変形例３＞
図５は、広角レンズ１０が投影するイメージサークル２３において第１レンズ１１の第２の肉薄部１９を通る光束の結像位置の変形例を示す図である。

同図に示すように、この変形例では、第２の肉薄部１９を通過した光束が結像する位置２２が、広角レンズ１０によって投影されるイメージサークル２３において中心２５より上の領域に収まるように、第１レンズ１１の周辺部に設ける第２の肉薄部１９の位置が決められている。図５には、撮像領域２１を例として示したが、本変形例３は、第２の肉薄部１９を通過した光束が結像する位置２２が撮像領域２１内にあることを許容する。

イメージサークル２３における中心より下の領域に結像される画像は、主に道路上の物体など安全上重要性の高い画像であるのに対し、イメージサークル２３の中心より上の領域に結像される画像は例えば空の画像などであり、安全上それほど重要性は高くない。また、空などの一様な画像は画質が低下してもあまり目立たない。

したがって、第１レンズ１１の第２の肉薄部１９の表面に発生した結露によってイメージサークル２３の中心２５より上の領域に結像される画像の品質が低下したとしても、車載カメラ１の機能を実質的に損うことはない。したがって、このような変形例も本発明は含むものである。

以上、車載カメラについて本発明に係る実施形態を説明したが、本発明は、車載カメラに限らず、監視カメラなど、屋外で使用されることを想定したカメラ装置に適用できるものである。

本発明は、上述の実施形態および変形例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

１…車載カメラ
１０…広角レンズ
１１…第１レンズ
１２…第２レンズ
１４…鏡筒
１５…空間
１７…第１の肉薄部
１８…肉厚部
１９…第２の肉薄部
２０…撮像素子
２１…撮像領域

Claims

第１レンズおよび第２レンズを含む複数のレンズで構成された広角レンズを有するカメラ装置であって、
前記第１レンズは外気に直接接し、かつ中央部に第１の肉薄部を有し、前記第２レンズは前記第１レンズと光軸方向に、密閉状態の空間を挟んで隣り合っており、
前記第１レンズの周辺部には、前記第１の肉薄部より肉厚の薄い第２の肉薄部が配置されており、
前記第１の肉薄部および前記第２の肉薄部各々の前記密閉状態の空間側の側面が前記密閉状態の空間に接している
カメラ装置。
請求項１に記載のカメラ装置であって、
前記第２の肉薄部を通過した光束が結像する位置が、前記広角レンズによって投影されるイメージサークルの中心より上の領域に収まるように構成される
カメラ装置。
請求項１に記載のカメラ装置であって、
前記広角レンズを通過する光束が結像される撮像領域を有する撮像素子をさらに具備し、
前記第２の肉薄部を通過した光束が、前記撮像素子の撮像領域から外れた位置に結像するように構成される
カメラ装置。