JP6332692B2 - 車載光学センサの異物除去装置 - Google Patents

Description

本発明は、車載光学センサの異物除去装置に関するものである。

従来、車両の周囲の状況を確認するために、方向指示器の操作に連動してカメラを切り換えて画像表示する車載カメラ切り換え装置が提案されている（例えば、特許文献１）。この特許文献１の車載カメラ切り換え装置は、カメラのレンズ面に雨滴、泥、塵等の異物が付着することによって、画像が著しく悪化する。そこで、レンズ面上の異物を除去する異物除去装置が種々提案されている（例えば、特許文献２，３）。

特許文献２は、ワイパ装置の作動と連動してレンズ面上に空気や洗浄液を噴き付けることによって異物を除去するものである。また、特許文献３は、方向指示器の作動に連動してレンズ面上に空気や洗浄液を噴き付けることによって異物を除去するものであった。

特開平７−２１５１３０号公報 特開２００１−１７１４９１号公報 特開２００２−２４０６２８号公報

ところで、特許文献２の除去装置は、ワイパ装置の作動と連動して空気や洗浄液をレンズ面上に噴射するため、レンズ面上に異物が付着していなくてもワイパ装置が作動していれば除去動作を繰り返す。その結果、電力、洗浄液等の無駄な消費つながるといった問題があった。

また、特許文献３の異物除去装置は、方向指示器の作動と連動して空気や洗浄液をレンズ面上に噴射するため、特許文献２と同様に、レンズ面上に異物が付着していなくても方向指示器が作動していれば除去動作を繰り返す。その結果、電力、洗浄液等の無駄な消費つながるといった問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、電力や洗浄液等の無駄な消費を低減できる車載光学センサの異物除去装置を提供することにある。

上記課題を解決するための車載光学センサの異物除去装置は、車両の右側部を撮像する右側光学センサ、及び、前記車両の左側部を撮像する左側光学センサにおけるそれぞれのレンズ面上又はレンズ保護透視カバー面上の異物を除去する車載光学センサの異物除去装置であって、前記レンズ面又はレンズ保護透視カバー面を清浄するための異物除去手段と、前記車両に設けた方向指示器の作動の有無を検出するための方向指示器作動検出手段と、前記車両に搭載され天候が降雨状態であるか否かを判断するための降雨判断手段と、前記レンズ面又はレンズ保護透視カバー面の異物の有無を認識するための画像認識手段と、前記異物除去手段を駆動制御するための制御手段とを備え、前記制御手段は、前記降雨判断手段により天候が降雨状態ではないと判断されたとき、又は、前記方向指示器の非作動を検出したとき、前記画像認識手段が前記レンズ面又はレンズ保護透視カバー面に異物を認識した場合には、前記レンズ面上又はレンズ保護透視カバー面上の異物を除去するように前記異物除去手段を駆動制御するとともに、前記降雨判断手段により天候が降雨状態であると判断されたときであって、且つ、前記方向指示器の作動を検出したときには、前記画像認識手段における前記異物の有無の画像認識判定を行うことなく、前記レンズ面上又はレンズ保護透視カバー面上の異物を除去するように前記異物除去手段を駆動制御することを特徴とする。

この構成によれば、異物除去装置の電力消費を低減することができる。
また、電力消費の低減を図ることができるとともに、天候が降雨状態ではないと判断されたとき、又は、方向指示器の非作動を検出したときにも、レンズ面又はレンズ保護透視カバー面に異物を認識した場合には、右側カメラ又は左側カメラのレンズ面上又はレンズ保護透視カバー面をクリアにすることができる。
上記構成において、前記制御手段は、前記方向指示器が作動している間は、前記レンズ面又はレンズ保護透視カバー面を清浄し続けるように前記異物除去手段を制御する。

この構成によれば、異物除去装置の電力消費を低減することができるとともに、方向指示器が作動している間、レンズ面又はレンズ保護透視カバー面はクリアに保持される。
上記構成において、前記制御手段は、前記方向指示器が作動開始した時、予め定めた時間経過するまで前記レンズ面又はレンズ保護透視カバー面を清浄するように前記異物除去手段を制御する。

この構成によれば、より異物除去装置の電力消費を低減することができる。
上記構成において、前記制御手段は、前記方向指示器が非作動のとき、運転者に操作により前記レンズ面上又はレンズ保護透視カバー面上の異物を除去するように前記異物除去手段を制御する機能を有する。

この構成によれば、ドライバーの意志によって右側カメラ又は左側カメラのレンズ面上又はレンズ保護透視カバー面をさらにクリアにすることができる。

本発明によれば、電力や洗浄液等の無駄な消費を低減できる。

車載光学センサの異物除去装置の電気的構成を説明するための電気ブロック回路図。 同じく、車載光学センサの異物除去装置の動作を説明するためのフローチャート図。

以下、車載光学センサの異物除去装置の実施形態を図１及び図２に従って説明する。
図１に示すように、異物除去装置１の電気ブロック回路は車両に搭載されている。
この車両には、前側の右ドアには後方を撮像する右側カメラ２が設けられているとともに、前側の左ドアには後方を撮像する左側カメラ３が設けられている。そして、右側カメラ２は、その右ドアのボディーの外側面に設置され、車両の右側後方の画像を撮像する。また、左側カメラ３は、左ドアのボディーの外側面に設置され、車両の左側後方の画像を撮像する。

詳述すると、右側カメラ２及び左側カメラ３は、イメージセンサ及び光学レンズを有し、レンズを介して外部（車両の後方）の画像を撮像する。そして、右側カメラ２及び左側カメラ３は、それぞれ撮像したその時々の右側画像データ及び左側画像データを運転室に設けたモニタ装置４に逐次出力する。そして、モニタ装置４は、右側画像データ及び左側画像データに基づいて同モニタ装置４の表示画面に右側後方の画像と左側後方の画像を表示する。これによって、運転席のドライバーは、モニタ装置４の表示画面を見ることによって、車両の右側及び左側後方を視認することができる。

右側エア噴射装置６は、右側カメラ２の光学レンズのレンズ面に空気Ａを噴き付ける噴射装置であって、右側カメラ２に隣接した右ドアのボディー内に設けられている。右側エア噴射装置６は、右側カメラ２の光学レンズのレンズ面に空気Ａを噴き付けることによって、そのレンズ面上に付いた雨滴、泥、塵等の異物を吹き飛ばして除去し清浄して、異物が除去された画像を右側カメラ２が光学レンズを介して撮像できるようにする。

左側エア噴射装置７は、左側カメラ３の光学レンズのレンズ面に空気Ａを噴き付ける噴射装置であって、左側カメラ３に隣接した左ドアのボディー内に設けられている。左側エア噴射装置７は、左側カメラ３の光学レンズのレンズ面に空気Ａを噴き付けることによって、そのレンズ面上に付いた同様の異物を吹き飛ばして除去し、異物が除去された画像を左側カメラ３が光学レンズを介して撮像できるようにする。

そして、右側エア噴射装置６及び左側エア噴射装置７は、制御回路１０と接続され、同制御回路１０にて駆動制御されている。
制御回路１０は、ワイパスイッチ１１と接続されている。ワイパスイッチ１１は、フロントガラスに付着した雨滴を払拭するためにワイパ装置（ワイパブレード）を作動させるスイッチであって、運転室のドライバーにてオン・オフ操作される。

そして、ワイパスイッチ１１がワイパ装置を作動させるためのオン操作位置にあるとき、該ワイパスイッチ１１から制御回路１０にオン信号が出力される。反対に、ワイパスイッチ１１がワイパ装置を作動させない停止状態するオフ操作位置にあるとき、該ワイパスイッチ１１から制御回路１０にオフ信号が出力される。

また、制御回路１０は、方向指示器１２と接続されている。方向指示器１２は、進路変更を表示する右側方向指示ランプ及び左側方向指示ランプを点滅させるためのレバースイッチであって、進路変更するときドライバーにて操作される。

そして、方向指示器１２が右側方向指示ランプ又は左側方向指示ランプのいずれかを点滅させるためのオン操作位置あるとき、該方向指示器１２から制御回路１０にオン信号が出力される。反対に、方向指示器１２が右側方向指示ランプ及び左側方向指示ランプのいずれも点滅させないためのオフ操作位置あるとき、該方向指示器１２から制御回路１０にオフ信号が出力される。

さらに、制御回路１０は、画像認識装置１３と接続されている。画像認識装置１３は、右側カメラ２の右側画像データ及び左側カメラ３の左側画像データを入力し、右側カメラ２が撮像した右側画像及び左側カメラ３が撮像した左側画像の画像認識を行う。

詳述すると、画像認識装置１３は、右側カメラ２からの右側画像データに基づいて右側カメラ２の光学レンズのレンズ面上に異物が付着されているかどうか画像認識にて判定する。そして、画像認識装置１３は、右側カメラ２のレンズ面上に異物が付着されていると判定した場合には右側カメラ２のレンズ面上に異物有りの判定信号を、反対に、異物が付着されていないと判定した場合には異物無しの判定信号を制御回路１０に出力する。

同様に、画像認識装置１３は、左側カメラ３からの左側画像データに基づいて左側カメラ３の光学レンズのレンズ面上に異物が付着されているかどうか画像認識にて判定する。そして、画像認識装置１３は、左側カメラ３のレンズ面上に異物が付着されていると判定した場合には左側カメラ３のレンズ面上に異物有りの判定信号を、反対に、異物が付着されていないと判定した場合には異物無しの判定信号を制御回路１０に出力する。

制御回路１０は、マイクロコンピュータよりなり、ワイパスイッチ１１からのオン・オフ信号、方向指示器１２からのオン・オフ信号、及び、画像認識装置１３からの各判定信号に基づいて右側エア噴射装置６及び左側エア噴射装置７を駆動制御する。つまり、制御回路１０は、右側エア噴射装置６による右側カメラ２のレンズ面及び左側エア噴射装置７による左側カメラ３のレンズ面への空気Ａの噴き付けるタイミングを制御している。

次に、本実施形態の作用を図２に示す制御回路１０の動作を示すフローチャートに従って説明する。
今、車両のキースイッチがオンされると、右側カメラ２及び左側カメラ３が駆動して車両の右側後方及び左側後方の撮像を開始する。そして、モニタ装置４は、該モニタ装置４の表示画面に車両の右側後方及び左側後方の画像を表示する。これによって、ドライバーは、モニタ装置４の表示画面を見ることによって車両の右側後方及び左側後方の視認することができる。

一方、制御回路１０は、キースイッチがオンされると、図２に示すフローチャートに従った動作を実行する。
図２に示すように、まず、制御回路１０は、ワイパスイッチ１１から、そのオン操作に基づくオン信号があるかどうかを判断する（ステップＳ１）。これは、制御回路１０は、天候が降雨状態であるかどうかの判断を、ワイパスイッチ１１からのオン信号の有無によって判断している。

そして、ワイパスイッチ１１からのオン信号がある場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、制御回路１０は、天候が降雨状態であると判断してステップＳ２に移る。ステップＳ２において、制御回路１０は、方向指示器１２が右側方向指示ランプ又は左側方向指示ランプのいずれかを点灯させるためのオン操作位置に操作され、方向指示器１２から、その操作に基づくオン信号があるかどうか判断する。つまり、ステップＳ２において、ドライバーが進路変更のために、方向指示器１２が右側方向指示ランプ又は左側方向指示ランプのいずれかを点滅させるためにオン操作位置にオン操作されたかどうか判断する。

ここで、方向指示器１２からのオン信号がある場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、制御回路１０は、方向指示器１２が操作されたとしてステップＳ３に移る。ステップＳ３において、制御回路１０は、第１異物除去処理動作を実行する。

第１異物除去処理動作は、右側エア噴射装置６及び左側エア噴射装置７にそれぞれ駆動信号を出力し、右側エア噴射装置６及び左側エア噴射装置７に対してそれぞれ噴射駆動させる。これによって、右側エア噴射装置６は、右側カメラ２のレンズ面に空気Ａを噴き付ける。また、左側エア噴射装置７は、左側カメラ３のレンズ面に空気Ａを噴き付ける。

これは、降雨状態であって方向指示器１２を操作したとき、右側カメラ２及び左側カメラ３のレンズ面上に雨滴や泥等の異物が付着しているものとして考え、その異物を吹き飛ばし清浄にする。そして、モニタ装置４の表示画面が表示する車両の右側及び左側後方の画像を、クリア状態に保持する。

従って、ドライバーは、クリアなモニタ装置４の表示画面に表示された車両の右側後方及び左側後方を視認することができる。
制御回路１０は、第１異物除去処理動作を実行開始すると、キースイッチがオフされたかどうか判断する（ステップＳ４）。そして、キースイッチがオフでないとき（ステップＳ４でＮＯ）のとき、制御回路１０は、ステップＳ１に戻る。

そして、制御回路１０は、ワイパスイッチ１１及び方向指示器１２からのオン信号の出力（ステップＳ１，Ｓ２が共にＯＮ）が継続している間であってキースイッチがオン状態のときには、ステップＳ３の第１異物除去処理動作を継続する。

一方、ステップＳ１又はステップＳ２において、ワイパスイッチ１１からのオン信号がない場合（ステップＳ１でＹＥＳ）、または、方向指示器１２からのオン信号がある場合（ステップＳ２でＹＥＳ）、制御回路１０は、ステップＳ５，Ｓ６に移る。

つまり、制御回路１０は、画像認識装置１３に対し、右側及び左側カメラ２，３からの右側及び左側画像データを取得する（ステップＳ５）。次に、制御回路１０は、画像認識装置１３に対し、右側及び左側画像データに基づいて右側及び左側カメラ２，３が撮像した車両の右側及び左側後方の画像についてそれぞれ画像認識して右側及び左側カメラ２，３のレンズ面上に異物が付着しているかどうかの判定させる（ステップＳ６）。

ここで、制御回路１０は、画像認識装置１３の判定結果から異物が付着していないと判定したとき（ステップＳ７でＮＯ）、モニタ装置４の表示画面に表示されている車両の右側及び左側後方の画像がクリアに表示されているものとして、ステップＳ４に移る。そして、キースイッチがオフでないとき（ステップＳ４でＮＯ）のとき、制御回路１０は、ステップＳ１に戻る。

一方、画像認識装置１３の判定結果から異物が付着している判定したとき（ステップＳ７でＹＥＳ）、制御回路１０は、第２異物除去処理動作を実行する（ステップＳ８）。
第２異物除去処理動作は、右側エア噴射装置６及び／又は左側エア噴射装置７にそれぞれ駆動信号を出力し、右側エア噴射装置６及び左側エア噴射装置７に対してそれぞれ噴射駆動させる。

つまり、画像認識装置１３の判定結果により右側カメラ２のレンズ面上だけに異物が付着されている場合は、制御回路１０は、右側エア噴射装置６のみを駆動させて右側カメラ２のレンズ面に空気Ａを噴き付け、異物を除去し清浄にする。

また、画像認識装置１３の判定結果により左側カメラ３のレンズ面上だけに異物が付着されている場合は、制御回路１０は、左側エア噴射装置７のみを駆動させて左側カメラ３のレンズ面に空気Ａを噴き付け、異物を除去し清浄にする。

さらに、画像認識装置１３の判定結果により右側及び左側カメラ２，３の両レンズ面上に異物が付着されている場合は、制御回路１０は、右側及び左側エア噴射装置６，７を駆動させて右側及び左側カメラ２，３のレンズ面に空気Ａをそれぞれ噴き付け、異物を除去し清浄にする。

第２異物除去処理動作は、降雨状態でない場合又は降雨状態であっても方向指示器１２を操作しない場合は、何らかの原因で異物が付着した右側カメラ２及び／又は左側カメラ３のレンズ面に対してその付着した異物を吹き飛ばし清浄にする。そして、モニタ装置４の表示画面が表示する車両の右側及び左側後方の画像を、常にクリアにしている。

制御回路１０は、第２異物除去処理動作を実行開始すると、キースイッチがオフされたかどうか判断する（ステップＳ４）。そして、キースイッチがオフでないとき（ステップＳ４でＮＯ）のとき、制御回路１０は、ステップＳ１に戻る。

そして、制御回路１０は、ワイパスイッチ１１又は方向指示器１２のいずれかオフ信号の出力が継続している間であってキースイッチがオン状態、しかも、異物が除去されていないときには、ステップＳ８の第２異物除去処理動作を継続する。

次に、上記実施形態の効果を以下に記載する。
（１）本実施形態によれば、降雨状態であっても方向指示器１２を操作してない場合には、画像認識装置１３にて、右側カメラ２又は左側カメラ３のいずれかのレンズ面に異物の付着を認識しないかぎり、対応する右側及び左側エア噴射装置６，７を駆動させないようにした。

従って、無駄な右側及び左側エア噴射装置６，７の駆動がなくなり、電力消費の低減を図ることができる。
また、降雨状態である場合には、画像認識装置１３にて、右側カメラ２又は左側カメラ３のいずれかのレンズ面に異物の付着を認識しないかぎり、対応する右側又は左側エア噴射装置６，７を駆動させないようにした。

従って、無駄な右側及び左側エア噴射装置６，７の駆動がなくなり、電力消費の低減を図ることができる。
（２）本実施形態によれば、降雨状態であって方向指示器１２を操作した場合には、右側及び左側エア噴射装置６，７を自動的に駆動させるようにした。

従って、方向指示器１２を操作する毎に、ドライバーが右側及び左側エア噴射装置６，７を駆動させるためのマニュアル操作をしなくてもよい。その結果、ドライバーはそのための煩わしさから解放される。

しかも、降雨状態でない場合又は降雨状態であっても方向指示器１２を操作しない場合、画像認識装置１３が異物の付着を検出した時には。右側エア噴射装置６及び／又は左側エア噴射装置７を自動的に駆動させるようにした。

従って、降雨状態でない場合又は降雨状態であっても方向指示器１２を操作しない場合、異物が付着しても右側及び／又は左側エア噴射装置６，７を駆動させるためのマニュアル操作をしなくてもよい。その結果、ドライバーはそのための煩わしさから解放される。

（３）本実施形態によれば、降雨状態でない場合又は方向指示器１２を操作してない場合であって、画像認識装置１３によって、異物の付着を認識した右側及び／又は左側カメラ２，３のレンズ面に対して、対応する右側及び／又は左側エア噴射装置６，７を駆動させるようにした。

従って、降雨状態でない場合又は方向指示器１２を操作してない場合には、異物が付着されていない右側及び／又は左側カメラ２，３に対して、その対応する右側及び／又は左側エア噴射装置６，７を駆動させないので、その分だけ電力消費の低減を図ることができる。

上記実施の形態は、以下のように変更してもよい。
○上記実施形態では、右側及び左側カメラ２，３の各光学レンズのレンズ面に空気Ａを噴き付けるようにした。しかし、右側及び左側カメラ２，３において、該光学レンズをカバーするための光学レンズの前側にレンズ保護透視カバーを設けたカメラが考えられる。このようなレンズ保護透視カバーを備えた右側及び左側カメラ２，３の場合、そのレンズ保護透視カバー面に空気Ａを噴き付けるようにして実施してもよい。

○上記実施形態では、異物除去手段として右側及び左側エア噴射装置６，７を用い、右側及び左側カメラ２，３の各光学レンズのレンズ面に空気Ａを噴き付けて、異物を除去するようにした。これを、空気Ａに代えて洗浄液を噴射させて異物を除去するようにしてもよい。この場合、異物除去手段は、洗浄液噴射装置となる。

また、右側及び左側カメラ２，３のレンズ面に振動（例えば、超音波振動、弾性表面波等）を与えて異物を除去するようにしてもよい。この場合、異物除去手段は、振動発生装置となる。

さらに、右側及び左側カメラ２，３のレンズ面をワイパブレードで払拭するようにして異物を除去するようにしてもよい。この場合、異物除去手段は、ワイパ装置となる。
○上記実施形態では、制御回路１０は、降雨状態であって方向指示器１２を操作している間、ステップＳ１〜ステップＳ４の動作を繰り返すようにした。つまり、制御回路１０は、右側及び左側エア噴射装置６，７を駆動し続けた。

これを、右側及び左側エア噴射装置６，７を駆動させて予め定めた時間経過した後、右側及び左側エア噴射装置６，７の駆動を停止させるように実施してもよい。
また、右側及び左側エア噴射装置６，７を周期的に一定時間、駆動と停止を繰り返すように実施してもよい。

○上記実施形態では、ワイパスイッチ１１のオン信号に基づいて降雨の有無を判定したが、フロントガラスの雨滴を検知する雨滴検出センサに代えて実施してもよい。
○上記実施形態において、運転室にドライバーが、マニュアルで右側及び左側エア噴射装置６，７を駆動させて右側カメラ２又は左側カメラのレンズ面上の異物を除去し清浄できるマニュアル選択スイッチを加え、制御回路１０にてこれを制御できるように実施してもよい。これによって、ドライバーの意志によっても右側カメラ２又は左側カメラのレンズ面をクリアにすることができる。

○上記実施形態では、第２異物除去処理動作（ステップ８）において、右側カメラ２及び／又は左側カメラ３のレンズ面に付着した異物に対応して右側エア噴射装置６及び／又は左側エア噴射装置７を選択して駆動させた。これを、右側カメラ２又は左側カメラ３のいずれかのレンズ面に異物が付着した場合、制御回路１０は、右側エア噴射装置６及び左側エア噴射装置７の両方を駆動させるように実施してもよい。

１…異物除去装置、２…右側カメラ（右側光学センサ）、３…左側カメラ（左側光学センサ）、４…モニタ装置、６…右側エア噴射装置（異物除去手段）、７…左側エア噴射装置（異物除去手段）、１０…制御回路（制御手段）、１１…ワイパスイッチ（降雨判断手段）、１２…方向指示器（方向指示器作動検出手段）、１３…画像認識装置（画像認識手段）、Ａ…空気。

Claims (4)

1. 車両の右側部を撮像する右側光学センサ、及び、前記車両の左側部を撮像する左側光学センサにおけるそれぞれのレンズ面上又はレンズ保護透視カバー面上の異物を除去する車載光学センサの異物除去装置であって、
   前記レンズ面又はレンズ保護透視カバー面を清浄するための異物除去手段と、
   前記車両に設けた方向指示器の作動の有無を検出するための方向指示器作動検出手段と、
   前記車両に搭載され天候が降雨状態であるか否かを判断するための降雨判断手段と、
   前記レンズ面又はレンズ保護透視カバー面の異物の有無を認識するための画像認識手段と、
   前記異物除去手段を駆動制御するための制御手段と
   を備え、
   前記制御手段は、
   前記降雨判断手段により天候が降雨状態ではないと判断されたとき、又は、前記方向指示器の非作動を検出したとき、前記画像認識手段が前記レンズ面又はレンズ保護透視カバー面に異物を認識した場合には、前記レンズ面上又はレンズ保護透視カバー面上の異物を除去するように前記異物除去手段を駆動制御するとともに、
   前記降雨判断手段により天候が降雨状態であると判断されたときであって、且つ、前記方向指示器の作動を検出したときには、前記画像認識手段における前記異物の有無の画像認識判定を行うことなく、前記レンズ面上又はレンズ保護透視カバー面上の異物を除去するように前記異物除去手段を駆動制御することを特徴とする車載光学センサの異物除去装置。
2. 請求項１に記載の車載光学センサの異物除去装置において、
   前記制御手段は、前記方向指示器が作動している間は、前記レンズ面又はレンズ保護透視カバー面を清浄し続けるように前記異物除去手段を制御することを特徴とする車載光学センサの異物除去装置。
3. 請求項１に記載の車載光学センサの異物除去装置において、
   前記制御手段は、前記方向指示器が作動開始した時、予め定めた時間経過するまで前記レンズ面又はレンズ保護透視カバー面を清浄するように前記異物除去手段を制御することを特徴とする車載光学センサの異物除去装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の車載光学センサの異物除去装置において、
   前記制御手段は、前記方向指示器が非作動のとき、運転者に操作により前記レンズ面上又はレンズ保護透視カバー面上の異物を除去するように前記異物除去手段を制御する機能を有することを特徴とする車載光学センサの異物除去装置。