WO2022123928A1 - キャップ部材及び撮像装置 - Google Patents

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WO2022123928A1
WO2022123928A1 PCT/JP2021/039004 JP2021039004W WO2022123928A1 WO 2022123928 A1 WO2022123928 A1 WO 2022123928A1 JP 2021039004 W JP2021039004 W JP 2021039004W WO 2022123928 A1 WO2022123928 A1 WO 2022123928A1
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WO
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lens
image
cap member
image pickup
opening
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/039004
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English (en)
French (fr)
Inventor
康孝 松本
Original Assignee
パナソニックＩｐマネジメント株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by パナソニックＩｐマネジメント株式会社 filed Critical パナソニックＩｐマネジメント株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B11/00—Filters or other obturators specially adapted for photographic purposes
    • G03B11/04—Hoods or caps for eliminating unwanted light from lenses, viewfinders or focusing aids
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B15/00—Special procedures for taking photographs; Apparatus therefor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/02—Bodies
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/70—Circuitry for compensating brightness variation in the scene

Definitions

  • This disclosure relates to a cap member and an image pickup device.
  • the present disclosure provides a cap member and an imaging device capable of suppressing flare.
  • the cap member according to the present disclosure has a main body portion and a cover portion.
  • the main body contains a lens and a lens barrel in the image pickup apparatus.
  • the lens barrel holds the lens.
  • the main body is light-shielding.
  • the cover portion contacts one end of the main end portion to cover the lens and has an opening. The aperture is smaller in diameter than the lens.
  • the cover portion is light-shielding.
  • FIG. 1 is a diagram showing a part of a vehicle in which an image pickup device according to an embodiment is installed.
  • FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of an image pickup apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 3 is a diagram showing the installation angle of the image pickup apparatus according to the embodiment and the position of the partial image in the whole image.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the cap member in the embodiment (when the partial image is located near the center of the entire image).
  • FIG. 5 is an exploded perspective view showing the configuration of the cap member in the embodiment (when the partial image is located near the center of the entire image).
  • FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of the cap member in the embodiment (when the partial image is located at the upper part of the whole image).
  • FIG. 7 is an exploded perspective view showing the configuration of the cap member in the embodiment (when the partial image is located at the upper part of the entire image).
  • FIG. 8 is a diagram showing mounting of the cap member on the lens barrel and the housing in the embodiment.
  • FIG. 9 is a diagram showing mounting of the cap member on the lens barrel and the housing in the embodiment.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view showing the function of the cap member in the embodiment.
  • FIG. 11 is a diagram showing a part of a vehicle in which an image pickup device according to a modified example of the embodiment is installed.
  • FIG. 12 is a diagram showing the positions of partial images in the entire image according to the installation angle of the image pickup device according to the modified example of the embodiment.
  • the image pickup device can be mounted on a vehicle and used for driving support of the vehicle.
  • the image pickup device for driving support detects objects such as vehicles, pedestrians, and obstacles by image processing by the internal ISP (Image Signal Processor), warns the driver, and forcibly stops the vehicle. It plays a major role in the vehicle driving support system.
  • ISP Image Signal Processor
  • the number of pixels of the solid-state image sensor in the image pickup device is increasing in response to the demand for higher accuracy of the driving support system.
  • An image captured by a solid-state image sensor having a large number of pixels has a high image quality and a high resolution.
  • a light source such as an LED (Light Mission Diode) that emits light periodically may be used for a vehicle light or a traffic light.
  • the solid-state image sensor receives light from a light source that emits light periodically, and may capture a blinking (flicker) moving image that cannot be captured by the human eye.
  • this blinking (flicker) video is displayed on the display inside the vehicle, for example, the vehicle light may be mistakenly recognized as a turn signal, or the signal may be mistakenly recognized as a red blinker. there is a possibility.
  • a solid-state image sensor has been proposed to reduce the image of blinking (flicker) moving images from a light source that emits light periodically.
  • pixels having normal sensitivity and pixels having higher sensitivity are provided.
  • the solid-state image sensor for reducing flicker has high-sensitivity pixels
  • flare is likely to occur. That is, when external light due to strong sunlight or various diffuse reflections enters the solid-state image sensor through the lens, the high-sensitivity pixels easily generate charges that exceed the saturated charge amount, and excess charges overflow to the peripheral pixels. May be put out.
  • flare in which ghosts and halocations are mixed in the image captured by the solid-state image sensor may occur.
  • the image quality of the image acquired by the image pickup device deteriorates, so when a solid-state image sensor is used for an electronic mirror, a moving image due to flare is displayed on the display inside the vehicle, as if a ghost or halocation actually exists. It may be misidentified. Therefore, it is desired to suppress flare.
  • the partial image is often used for processing of the driving support system or the like.
  • the image pickup apparatus by providing an opening corresponding to the partial image in the cover portion covering the lens in the cap member, the incident of external light to the lens is suppressed while capturing the partial image, and flare is generated. Try to suppress it.
  • a solid-state image pickup element is arranged on the image plane of the lens. Cover the lens barrel that holds the lens with a cap member. This makes it possible to prevent the convex portion of the lens barrel from being exposed.
  • the cap member has a light-shielding main body portion and a light-shielding cover portion.
  • the main body has a cylindrical shape and accommodates a lens and a lens barrel.
  • the cover portion has a plate shape and contacts one end of the main body portion to cover a main area on the surface of the lens.
  • the body portion has an opening that exposes an area inside the main area on the surface of the lens.
  • the maximum width in the direction perpendicular to the optical axis of the lens of the aperture is smaller than the maximum width in the direction perpendicular to the optical axis of the lens.
  • FIG. 1 is a diagram showing a part of a vehicle 100 in which an image pickup apparatus 1 is installed.
  • the image pickup device 1 is an in-vehicle camera mounted on the vehicle 100.
  • the image pickup device 1 is installed outside the vehicle body 101, for example.
  • the image pickup apparatus 1 is a camera applied to, for example, an electronic mirror, and images the periphery of the vehicle body 101.
  • the driving support system receives the entire image captured by the image pickup apparatus 1, cuts out a partial image from the entire image, and can use it as an electronic mirror image.
  • the image pickup apparatus 1 may be installed at the rear end of the vehicle body 101 and applied to the rear electronic mirror, or may be installed at the end near the door of the vehicle body 101 and applied to the side electronic mirror. However, it may be installed at the front end of the vehicle body 101 and applied to a front electronic mirror.
  • FIG. 1 illustrates a configuration that is installed at the rear end 101a of the vehicle body 101 and is applied to a rear electronic mirror.
  • the rear-view mirror is also called an electronic rear-view mirror.
  • the image pickup device 1 has a lens 2, a lens barrel 3, a solid-state image pickup element 4, a housing 5, a cap member 6, and a connector 7.
  • FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the image pickup apparatus 1.
  • the optical axis direction of the image pickup device 1 is the X direction
  • the direction orthogonal to the X direction and along the image pickup surface of the solid-state image sensor 4 is the Y direction
  • the X direction and the direction perpendicular to the Y direction are the Z direction. ..
  • the lens 2 is arranged on the upstream side (-X side) of the optical axis PA in the image pickup apparatus 1.
  • the lens 2 receives the light reflected by the subject and forms an image of the subject on the image plane.
  • the lens 2 is formed of a translucent member such as glass.
  • the lens barrel 3 holds the lens 2 from the outside in the ZY direction.
  • the lens barrel 3 has a cavity inside the ZY direction through which the optical axis PA passes, and guides the light of the lens 2 to the downstream side (+ X side) along the optical axis PA.
  • the lens barrel 3 may be made of a light-shielding material.
  • the solid-state image sensor 4 is arranged on the image plane of the lens 2.
  • the solid-state image sensor 4 is, for example, a CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor) type image sensor.
  • the solid-state image sensor 4 is mounted on the substrate 8.
  • the substrate 8 is fixed to the housing 5 by screwing or the like.
  • the optical axis PA intersects the vicinity of the center of the image pickup surface of the solid-state image pickup device 4.
  • the solid-state image sensor 4 captures a subject image formed on the imaging surface by the lens 2.
  • the solid-state image sensor 4 may be a solid-state image sensor for reducing flicker.
  • the solid-state image sensor 4 has a pixel array in which a plurality of pixels are two-dimensionally arranged and a peripheral circuit that controls the pixel array.
  • the plurality of pixels includes a plurality of first pixels and a plurality of second pixels.
  • the second pixel is a pixel having higher sensitivity than the first pixel.
  • the light receiving area of the second pixel is smaller than the light receiving area of the first pixel.
  • the first pixel and the second pixel may be alternately and repeatedly arranged two-dimensionally, or a region in which a plurality of first pixels are arranged and a plurality of first pixels. The area where the two pixels are arranged may be separated.
  • the solid-state image sensor 4 is periodic. It is possible to reliably image the lighting state of the light source that emits light.
  • the housing 5 is connected to the lens barrel 3.
  • the housing 5 houses the solid-state image sensor 4 and the substrate 8.
  • the housing 5 may be made of a light-shielding material.
  • the housing 5 includes a front case 5a and a rear case 5b.
  • the front case 5a is a portion on the ⁇ X side of the housing 5, and the rear case 5b is a portion on the + X side of the housing 5.
  • the front case 5a and the rear case 5b are connected to each other by screwing or the like.
  • the connector 7 is arranged on the + X side of the housing 5 and is connected to the end face of the housing 5 on the + X side.
  • the connector 7 extends in the Z direction and is connected to the vehicle body 101. As a result, the connector 7 installs the housing 5 on the vehicle body 101.
  • the cap member 6 is connected to the housing 5.
  • the cap member 6 is arranged on the ⁇ X side of the housing 5, and is connected to the end face on the ⁇ X side of the housing 5.
  • the cap member 6 covers the lens 2 and the lens barrel 3. As a result, it is possible to prevent the convex portion of the lens barrel 3 from being exposed, and for example, it is possible to satisfy the external collision prevention regulation (projection regulation).
  • the cap member 6 can be formed of a light-shielding material.
  • the cap member 6 covers most of the surface of the lens 2 and selectively exposes a region corresponding to the partial image to be imaged. As a result, it is possible to suppress the incident of external light on the lens while capturing a partial image with the image pickup device 1, and it is possible to suppress the occurrence of flare in the image pickup device 1.
  • the installation angle may be changed according to the shape of the vehicle body 101.
  • the image pickup apparatus 1 is attached to the upper end portion 101a of the rear bumper 103 as illustrated in FIG. 1, the image pickup is performed depending on how much the end portion 101a is recessed from the upper end portion 101b.
  • the installation angle of the device 1 changes.
  • the installation angle of the image pickup apparatus 1 can be defined as an angle at which the optical axis PA shown by the dotted line in FIG. 1 is tilted with respect to the horizontal plane.
  • FIG. 3 is a diagram showing the installation angle of the image pickup apparatus 1 and the position of the partial image in the entire image.
  • the optical axis PA of the image pickup apparatus 1 is inclined downward at an angle ⁇ 1 with respect to the horizontal plane.
  • the angle ⁇ 1 indicates the absolute value of the angle.
  • the installation angle of the image pickup apparatus 1 is an angle ⁇ 1 downward with respect to the horizontal plane.
  • the optical axis PA of the image pickup apparatus 1 is inclined downward at an angle ⁇ 2 with respect to the horizontal plane.
  • the installation angle of the image pickup apparatus 1 is an angle ⁇ 2 downward with respect to the horizontal plane.
  • the installation angle ⁇ 2 shown in FIG. 3 (b) is larger than the angle ⁇ 1 shown in FIG. 3 (a) due to the difference in the shape of the vehicle body 101.
  • the angle ⁇ 2 indicates the absolute value of the angle.
  • the installation angle ⁇ 2 of the image pickup apparatus 1 is larger than the installation angle ⁇ 1 as the step ⁇ W 2 is smaller than the step ⁇ W 1 .
  • the image output from the image pickup apparatus 1 includes a large number of pixels, for example, 1964 horizontal ⁇ 1210 vertical.
  • the image pickup device 1 for an electronic mirror can satisfy the specifications required for an image including a smaller number of pixels as an electronic mirror image to be displayed on a display in a vehicle. Therefore, in the driving support system, a partial image is cut out from the entire image captured by the image pickup device 1 and used. In the driving support system, for example, a partial image including the pixels of the horizontal 1920 ⁇ the vertical 712 is cut out from the whole image including the pixels of the horizontal 1964 ⁇ the vertical 1210 and used as an electronic mirror image.
  • the electronic mirror image is, for example, a substitute for a rearview mirror.
  • the positional relationship of the region to be imaged as an electronic mirror by the image pickup device 1 with respect to the vehicle body 101 may be the same as the positional relationship of the rearview mirror with respect to the vehicle body 101.
  • the shape of the partial image cut out from the entire image may be a shape corresponding to the shape of the rearview mirror.
  • the region to be imaged as an electronic mirror is located on the extension of a straight line LN inclined downward at an angle ⁇ with respect to the horizontal plane.
  • the angle ⁇ indicates the absolute value of the angle.
  • the straight line LN is located near the optical axis PA, and ⁇ 1 ⁇ .
  • the partial image IM1 to be cut out from the whole image IM is located near the center CP of the whole image IM, as shown in FIG. 3 (c).
  • the partial image IM1 may have a substantially rectangular shape with the horizontal direction as the longitudinal direction.
  • the ratio of the horizontal dimension to the vertical dimension of the partial image IM1 may be larger than the ratio of the horizontal dimension to the vertical dimension of the whole image IM.
  • the straight line LN is located above the optical axis PA, and ⁇ 2 > ⁇ .
  • the partial image IM2 to be cut out from the whole image IM is located above the center CP of the whole image IM, as shown in FIG. 3D.
  • the partial image IM2 may have a substantially rectangular shape with the horizontal direction as the longitudinal direction.
  • the ratio of the horizontal dimension to the vertical dimension of the partial image IM 2 may be larger than the ratio of the horizontal dimension to the vertical dimension of the whole image IM.
  • a plurality of types of cap members 6 having openings provided at positions corresponding to a plurality of types of positional relationships are prepared. That is, a plurality of types of cap members 6 whose positions for providing openings are changed corresponding to a plurality of candidates for the positional relationship of the partial image with respect to the entire image IM are prepared.
  • the lens 2, the lens barrel 3, the solid-state image sensor 4, the housing 5, and the connector 7, which are other configurations in the image pickup device 1, are standardized, and a plurality of lenses are used according to the shape of the vehicle body 101 to which the image pickup device 1 is installed.
  • An appropriate cap member 6 is selected from the types of cap members 6, and the image pickup device 1 is configured together with other configurations.
  • the image pickup device 1 suitable for appropriately suppressing the incident of external light on the lens 2 can be configured while sharing most of the configurations of the image pickup device 1, and flare countermeasures can be realized at low cost.
  • the image pickup apparatus 1 covers the lens 2 of the cap member 6 as shown in FIGS. 4 and 5.
  • An opening 611 is provided near the center of the portion.
  • the portion of the image pickup apparatus 1 that covers the lens 2 of the cap member 6 as shown in FIGS. 6 and 7.
  • An opening 611 is provided above the center of the lens.
  • the positional relationship of the partial image with respect to the entire image IM may be considered in three or more types, and three or more types of cap members 6 may be prepared accordingly. Further, the image captured by the image pickup apparatus 1 may be turned upside down and used in the driving support system. In this case, the positional relationship of the partial image with respect to the entire image IM may include the relationship in which the partial image is located below the center CP of the entire image IM.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of the cap member 6 (when the partial image is located near the center of the entire image).
  • FIG. 5 is an exploded perspective view showing the configuration of the cap member 6 (when the partial image is located near the center of the entire image).
  • FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of the cap member (when the partial image is located at the upper part of the entire image).
  • FIG. 7 is an exploded perspective view showing the configuration of the cap member (when the partial image is located at the upper part of the entire image).
  • the cap member 6 shown in FIGS. 4 and 6 has a cover portion 61 and a main body portion 62.
  • the cover portion 61 is arranged on the ⁇ X side of the main body portion 62, and is connected to the main body portion 62 from the ⁇ X side.
  • the main body 62 has a cylindrical shape and accommodates the lens 2 and the lens barrel 3 (see FIG. 2).
  • the main body 62 has an opening 621 at the end on the ⁇ X side and an opening 622 at the end on the + X side.
  • the opening 621 is defined by the end portion 62a on the ⁇ X side of the main body portion 62.
  • the end portion 62a on the ⁇ X side of the main body portion 62 extends in an annular shape so as to surround the lens 2 from the YZ direction, and the opening 621 has a substantially circular shape corresponding to the lens 2.
  • the opening 622 is defined by an end portion 62b on the + X side of the main body portion 62.
  • the + X-side end 62b of the main body 62 extends in a rectangular annular shape so as to form a continuous outer surface on the outer surface of the housing 5, and the opening 622 has a substantially rectangular shape corresponding to the housing 5.
  • the cover portion 61 has a plate shape and comes into contact with one end of the main body portion 62 to cover the main region on the surface of the lens 2.
  • the cover portion 61 has a main surface 61a on the + X side and a main surface 61b on the ⁇ X side.
  • the main surface 61a of the cover portion 61 contacts the end portion 62a on the ⁇ X side of the main body portion 62 to close the opening 621.
  • the cover portion 61 has an outer contour corresponding to the opening 621 and the end portion 62a in a YZ plan view, and has a substantially circular outer contour corresponding to the lens 2.
  • the cover portion 61 has an opening 611.
  • Aperture 611 exposes the area inside the main area on the surface of the lens 2.
  • the opening 611 is included inside the opening 621 and is included inside the lens 2 when viewed from the X direction.
  • the opening 611 has a rectangular shape with the Y direction as the longitudinal direction, and has a substantially rectangular shape corresponding to the partial image to be imaged by the image pickup apparatus 1 in the YZ plan view.
  • the opening 611 penetrates from the main surface 61a to the main surface 61b to expose a part of the surface of the lens 2.
  • the maximum width Wmax in the direction perpendicular to the optical axis PA at the inner end of the opening 611 is smaller than the maximum width D in the direction perpendicular to the optical axis of the lens 2 (see FIGS. 8 and 9).
  • the maximum width Wmax corresponds to the length of the diagonal of the rectangle.
  • the maximum width D corresponds to the diameter of the circle.
  • the position of the opening 611 in the cover portion 61 corresponds to the installation angle of the image pickup apparatus 1 with respect to the horizontal plane.
  • the opening 611 is arranged near the center of the cover portion 61 in the YZ plan view as shown in FIG. ..
  • the opening 611 is arranged on the + Z side from the center of the cover portion 61 in the YZ plan view as shown in FIG. Will be done.
  • the position of the opening 611 in the cover portion 61 corresponds to the position of the partial image with respect to the whole image IM.
  • the opening 611 is arranged near the center of the cover portion 61 in the YZ plan view as shown in FIG. ..
  • the opening 611 is on the + Z side of the center of the cover portion 61 in the YZ plan view as shown in FIG. Will be distributed.
  • the main body portion 62 further has a fastening structure 623 and a fitting structure 624.
  • the fastening structure 623 and the fitting structure 624 are arranged on opposite sides of the center of gravity of the main body portion 62.
  • the fastening structure 623 is connected to a portion on the + Y side of the end portion 62b of the main body portion 62.
  • the fitting structure 624 is connected to the ⁇ Y side portion of the end portion 62b of the main body portion 62.
  • the Z position where the fastening structure 623 is connected to the end 62b and the Z position where the fitting structure 624 is connected to the end 62b may be different from each other.
  • the fastening structure 623 is connected to the end portion 62b at a position slightly + Z side from the center in the Z direction in the portion of the end portion 62b on the + Y side.
  • the fastening structure 623 extends in a plate shape in the XZ direction and has a substantially rectangular shape in the XZ plan view.
  • the fastening structure 623 is connected to the end portion 62b and constitutes a convex portion on the + X side with respect to the end portion 62b.
  • the fastening structure 623 has a hole 6231.
  • the hole 6231 extends in the Y direction and penetrates the plate-shaped fastening structure 623.
  • a fastening member 9 such as a screw can be inserted into the hole 6231.
  • the housing 5 is provided with a recess 51 corresponding to the fastening structure 623.
  • the recess 51 is arranged at a position corresponding to the fastening structure 623, and is arranged at a position slightly + Z side from the center in the Z direction at the ends on the ⁇ X side and + Y side of the housing 5.
  • the recess 51 is provided with a hole 511 corresponding to the hole 6231 on the bottom surface extending in the YZ direction.
  • the hole 511 extends in the Y direction to a predetermined depth.
  • the hole 511 has a thread cutting structure formed on the inner surface thereof, and a fastening member 9 such as a screw can be inserted into the hole 511.
  • the fitting structure 624 shown in FIGS. 5 and 7 is connected to the end portion 62b at a position slightly + Z side from the center in the Z direction in the portion of the end portion 62b on the + Y side.
  • the fitting structure 624 has a substantially rectangular shape in the XZ plan view, and is connected to the end portion 62b to form a convex portion on the + X side with respect to the end portion 62b.
  • the fitting structure 624 has a hole 6241.
  • the hole 6241 may extend in the Y direction and penetrate the plate-shaped fitting structure 624. Alternatively, the hole 6241 may extend from the + Y side in the ⁇ Y direction in the plate-shaped fitting structure 624 to a predetermined depth.
  • the housing 5 is provided with a recess 52 corresponding to the fitting structure 624.
  • the recess 52 is arranged at a position corresponding to the fitting structure 624, and is arranged at a position near the center in the Z direction at the ends on the ⁇ X side and ⁇ Y side of the housing 5.
  • the recess 52 is provided with a protrusion 521 corresponding to the hole 6241 on the bottom surface extending in the YZ direction.
  • the protrusion 521 projects from the bottom surface of the recess 52 in the + Y direction to a predetermined height in the Y direction.
  • the dimension of the protrusion 521 in the YZ direction has a size that can be fitted into the hole 6241, and may be slightly smaller than the dimension of the hole 6241 in the YZ direction.
  • the protrusion 521 is also called a fixing claw.
  • the shape of the protrusion 521 may be another shape as long as it can be fitted into the hole 6241 of the fitting structure 624. You may.
  • the fitting structure 624 may be provided with a protrusion
  • the recess 52 may be provided with a hole that can be fitted to the protrusion.
  • the protrusion in the fitting structure 624 may be provided in place of the hole 6241 in the fitting structure 624 or together with the hole 6241 in the fitting structure 624.
  • the hole in the recess 52 may be provided in place of the protrusion 521 of the recess 52 or together with the protrusion 521 of the recess 52.
  • the cap member 6 is fixed to the housing 5 in combination with the fastening structure 623 and the fitting structure 624.
  • the number of fastening members can be reduced as compared with the case where a plurality of fastening structures 623 are used, such as screwing the cap member 6 to the housing 5 from both sides in the Y direction.
  • the cost of the member 6 can be reduced.
  • the cap member 6 can be fixed to the housing 5 by the fitting structure 624, the fixing work can be performed with one touch, and the number of screwing can be reduced. Therefore, the work of attaching the cap member 6 to the housing 5 can be facilitated.
  • the cap member 6 can function as shown in FIG. FIG. 10 is a diagram showing the function of the cap member 6.
  • the cap member 6 covers most of the surface of the lens 2 on the ⁇ X side, and exposes a region corresponding to the partial image at the opening 611.
  • the cap member 6 may be made of a light-shielding material.
  • most of the surface of the lens 2 can be shielded from light, and as shown by the alternate long and short dash line arrow in FIG. 10, most of the external light such as sunlight can be absorbed and / or reflected by the cap member 6, and the solid-state image sensor can be used. It is possible to suppress the incident of 4 on the image pickup surface 4a. As a result, the generation of flare in the solid-state image sensor 4 can be suppressed.
  • the dimension of the opening 611 of the cap member 6 on the side of the main surface 61b is larger than the dimension on the side of the main surface 61a in the cross-sectional view (see FIG. 2) including the optical axis PA of the lens 2.
  • the length Wy2 in the Y direction on the ⁇ X side of the opening 611 is larger than the length Wy1 in the Y direction on the + X side of the opening 611.
  • the Z-direction length Wz2 on the ⁇ X side of the opening 611 is larger than the Z-direction length Wz1 on the + X side of the opening 611.
  • the inner side surface 6111 of the opening 611 is inclined in a curved surface shape, for example, is inclined in a curved surface shape so as to be convex toward the ⁇ X side.
  • the end portion of the inner side surface 6111 on the ⁇ X side is substantially continuous with the main surface 61b.
  • the angle formed by the end of the inner surface 6111 on the ⁇ X side and the main surface 61b is approximately 180 degrees.
  • the opening 611 corresponding to the partial image is provided in the cover portion 61 covering the lens 2 in the cap member 6.
  • the image pickup apparatus 1i may be installed inside the vehicle body 101 as shown in FIG.
  • the image pickup apparatus 1i is a camera applied to, for example, an electronic mirror, and images an image of the outside from the inside of the vehicle body 101.
  • the driving support system can receive the entire image captured by the image pickup apparatus 1i, cut out a partial image from the entire image, and use it as an electronic mirror image.
  • the image pickup apparatus 1i may be installed inside the rear window 102 and applied to the rear electronic mirror, or may be installed inside the side window (not shown) and applied to the side electronic mirror. It may be installed inside a front window (not shown) and applied to a front electronic mirror.
  • the rear window 102, the side window, and the front window form a part of the vehicle body 101.
  • FIG. 11 illustrates a configuration that is installed inside the rear window 102 and is applied to a rear electronic mirror.
  • the installation angle may be changed according to the shape of the window.
  • the installation angle of the image pickup apparatus 1i changes depending on how much the rear window 102 is tilted.
  • the installation angle of the image pickup apparatus 1i can be defined as an angle at which the optical axis PA shown by the dotted line in FIG. 11 is tilted with respect to the horizontal plane.
  • the installation angle ⁇ 3 of the image pickup apparatus 1i is relatively small, the installation structure is as shown in FIG. 12 (a), and when the installation angle ⁇ 4 is relatively large, the installation structure is as shown in FIG. 12 (b).
  • FIG. 12 is a diagram showing the installation angle of the image pickup apparatus 1i and the position of the partial image in the entire image.
  • the optical axis PA of the image pickup apparatus 1i is tilted downward with respect to the horizontal plane HP at an angle ⁇ 3 .
  • the angle ⁇ 3 indicates the absolute value of the angle.
  • the installation angle of the image pickup apparatus 1i is an angle ⁇ 4 downward with respect to the horizontal plane HP.
  • the installation angle ⁇ 4 shown in FIG. 12 (b) is larger than the angle ⁇ 3 shown in FIG. 12 (a) due to the difference in the tilt angle of the rear window 102.
  • the angle ⁇ 4 indicates the absolute value of the angle.
  • the installation angle ⁇ 4 of the image pickup apparatus 1i is larger than the installation angle ⁇ 3 as the inclination angle ⁇ 2 is larger than the inclination angle ⁇ 1 .
  • the region to be imaged as an electronic mirror is located on the extension of a straight line LN inclined downward at an angle ⁇ with respect to the horizontal plane.
  • the angle ⁇ indicates the absolute value of the angle.
  • the straight line LN is located near the optical axis PA, and ⁇ 3 ⁇ .
  • the partial image IM3 to be cut out from the whole image IM is located near the center CP of the whole image IM, as shown in FIG. 12 (c).
  • the partial image IM3 may have a substantially rectangular shape with the horizontal direction as the longitudinal direction.
  • the ratio of the horizontal dimension to the vertical dimension of the partial image IM 3 may be larger than the ratio of the horizontal dimension to the vertical dimension of the whole image IM.
  • the straight line LN is located above the optical axis PA, and ⁇ 4 > ⁇ .
  • the partial image IM4 to be cut out from the whole image IM is located above the center CP of the whole image IM, as shown in FIG. 12 (d).
  • the partial image IM4 may have a substantially rectangular shape with the horizontal direction as the longitudinal direction.
  • the ratio of the horizontal dimension to the vertical dimension of the partial image IM 4 may be larger than the ratio of the horizontal dimension to the vertical dimension of the whole image IM.
  • a plurality of types of cap members 6 having openings provided at positions corresponding to a plurality of types of positional relationships are prepared. That is, a plurality of types of cap members 6 whose positions for providing openings are changed corresponding to a plurality of candidates for the positional relationship of the partial image with respect to the entire image IM are prepared.
  • the lens 2, the lens barrel 3, the solid-state image sensor 4, the housing 5, and the connector 7, which are other configurations in the image pickup device 1i, are standardized, and a plurality of lenses are used according to the shape of the vehicle body 101 to which the image pickup device 1i is installed.
  • An appropriate cap member 6 is selected from the types of cap members 6, and the image pickup device 1i is configured together with other configurations.
  • the image pickup device 1i suitable for appropriately suppressing the incident of external light on the lens 2 can be configured while sharing most of the configurations of the image pickup device 1i, and flare countermeasures can be realized at low cost.
  • the image pickup apparatus 1i covers the lens 2 of the cap member 6 as shown in FIGS. 4 and 5.
  • An opening 611 is provided near the center of the portion.
  • the portion of the image pickup apparatus 1i that covers the lens 2 of the cap member 6 as shown in FIGS. 6 and 7.
  • An opening 611 is provided above the center of the lens.
  • the window such as the rear window 102 may be made of privacy-compatible glass.
  • the transmittance differs depending on the type of glass
  • privacy-compatible glass has a lower light transmittance than ordinary glass. Therefore, from the viewpoint of reducing the intensity of external light due to the window, it is possible to suppress the incident of external light on the lens 2 and the solid-state image pickup device 4.

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Abstract

本開示に係るキャップ部材は、本体部とカバー部とを有する。本体部は、撮像装置におけるレンズ及び鏡筒を収容する。鏡筒は、レンズを保持する。本体部は、遮光性である。カバー部は、本端部の一端に接触してレンズを覆い、且つ、開口を有する。開口は、レンズより径が小さい。カバー部は、遮光性である。

Description

キャップ部材及び撮像装置
　本開示は、キャップ部材及び撮像装置に関する。
　近年、車両の運転支援システムの普及に伴い、撮像装置が車両に搭載されることが増えつつある。
米国特許出願公開第２０２０／００３９４４７号明細書
　本開示は、フレアを抑制できるキャップ部材及び撮像装置を提供する。
　本開示に係るキャップ部材は、本体部とカバー部とを有する。本体部は、撮像装置におけるレンズ及び鏡筒を収容する。鏡筒は、レンズを保持する。本体部は、遮光性である。カバー部は、本端部の一端に接触してレンズを覆い、且つ、開口を有する。開口は、レンズより径が小さい。カバー部は、遮光性である。
図１は、実施形態に係る撮像装置が設置された車両の一部を示す図である。 図２は、実施形態に係る撮像装置の概略構成を示す図である。 図３は、実施形態に係る撮像装置の設置角度及び全体画像中の部分画像の位置を示す図である。 図４は、実施形態におけるキャップ部材の構成（全体画像の中央付近に部分画像が位置する場合）を示す斜視図である。 図５は、実施形態におけるキャップ部材の構成（全体画像の中央付近に部分画像が位置する場合）を示す分解斜視図である。 図６は、実施形態におけるキャップ部材の構成（全体画像の上部に部分画像が位置する場合）を示す斜視図である。 図７は、実施形態におけるキャップ部材の構成（全体画像の上部に部分画像が位置する場合）を示す分解斜視図である。 図８は、実施形態におけるキャップ部材の鏡筒及び筐体への装着を示す図である。 図９は、実施形態におけるキャップ部材の鏡筒及び筐体への装着を示す図である。 図１０は、実施形態におけるキャップ部材の機能を示す断面図である。 図１１は、実施形態の変形例に係る撮像装置が設置された車両の一部を示す図である。 図１２は、実施形態の変形例に係る撮像装置の設置角度に応じた全体画像中の部分画像の位置を示す図である。
　以下、図面を参照しながら、本開示に係る撮像装置の実施形態について説明する。
（実施形態）
　実施形態に係る撮像装置は、車両に搭載され、車両の運転支援に用いられ得る。運転支援用の撮像装置は、内部のＩＳＰ（Ｉｍａｇｅ　Ｓｉｇｎａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）による画像処理により、車両、歩行者、障害物などの物体を検知し、運転者に警告を行ったり、車両を強制的に停止させたりするなど、車両の運転支援システムにおいて主要な役割を担っている。
　運転支援システムの高精度化の要求に応じて、撮像装置における固体撮像素子の画素数が増えつつある。画素数が多い固体撮像素子で撮像された画像は、画質がきれいであり、解像度が高い。また、省電力化が進展することで、車両のライトや信号機に、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ　Ｅｍｉｓｓｉｏｎ　Ｄｉｏｄｅ）のような周期的に発光する光源が用いられることがある。固体撮像素子は、周期的に発光する光源からの光を受けて、人間の目ではとらえきれない点滅（フリッカ）の動画を撮像することがある。固体撮像素子が電子ミラーに用いられる場合、この点滅（フリッカ）の動画が車内のディスプレイに表示され、例えば、車両のライトではウインカーと誤認識されたり、信号では赤の点滅と誤認識されたりする可能性がある。
　それに対して、周期的に発光する光源に対して点滅（フリッカ）の動画が撮像されることを低減するための固体撮像素子が提案されている。この固体撮像素子では、通常の感度の画素とより高感度の画素とが設けられる。
　しかしながら、フリッカ低減用の固体撮像素子は、高感度の画素を有するがゆえに、フレアが起きやすい。すなわち、太陽光の強い光や様々な乱反射等による外光がレンズを通して固体撮像素子に入射すると、高感度の画素は、容易に飽和電荷量を上回る電荷を生成し、余剰電荷を周辺画素へ溢れ出させることがある。これにより、固体撮像素子で撮像された画像にゴーストやハロケーションが混入するフレアが発生し得る。これにより、撮像装置で取得される画像の画質が劣化するため、固体撮像素子が電子ミラーに用いられる場合、フレアによる動画が車内のディスプレイに表示され、ゴーストやハロケーションが実在するかのように誤認識される可能性がある。このため、フレアを抑制することが望まれる。
　一方、固体撮像素子で撮像された全体画像のうち、運転支援システム等の処理に使用されるのは、部分画像であることが多い。
　そこで、本実施形態では、撮像装置において、キャップ部材におけるレンズを覆うカバー部に部分画像に対応した開口を設けることで、部分画像を撮像しながら外光のレンズへの入射を抑制し、フレアの抑制を図る。
　具体的には、撮像装置において、レンズの結像面に固体撮像素子が配される。レンズを保持する鏡筒をキャップ部材で覆う。これにより、鏡筒の凸部が露出することを避けることができる。キャップ部材は、遮光性の本体部と遮光性のカバー部とを有する。本体部は、筒状であり、レンズ及び鏡筒を収容する。カバー部は、板状であり、本体部の一端に接触してレンズの表面における主要領域を覆う。本体部は、レンズの表面における主要領域の内側の領域を露出する開口を有する。開口のレンズの光軸に垂直な方向の最大幅は、レンズの光軸に垂直な方向の最大幅より小さい。これにより、レンズ表面における大部分を遮光でき、部分画像に対応した領域を露出できる。このため、部分画像を撮像しながら外光のレンズへの入射を抑制できる。この結果、固体撮像素子におけるフレアの発生を抑制できる。
　より具体的には、撮像装置１は、図１に示すように、車両１００に設置され得る。図１は、撮像装置１が設置された車両１００の一部を示す図である。
　撮像装置１は、車両１００に搭載される車載カメラである。撮像装置１は、例えば、車体１０１の外部に設置される。撮像装置１は、例えば電子ミラーに適用されるカメラであり、車体１０１の周辺を撮像する。これにより、運転支援システムは、撮像装置１で撮像される全体画像を受け、全体画像から部分画像を切り出して電子ミラー画像として使用できる。
　撮像装置１は、車体１０１の後ろ側の端部に設置され後方の電子ミラーに適用されてもよいし、車体１０１のドア付近の端部に設置され側方の電子ミラーに適用されてもよいし、車体１０１の前側の端部に設置され前方の電子ミラーに適用されてもよい。図１では、車体１０１の後ろ側の端部１０１ａに設置され、後方の電子ミラーに適用される構成が例示されている。後方の電子ミラーは、電子ルームミラーとも呼ばれる。
　撮像装置１は、図２に示すように、レンズ２、鏡筒３、固体撮像素子４、筐体５、キャップ部材６、コネクタ７を有する。図２は、撮像装置１の概略構成を示す図である。以下では、撮像装置１の光軸方向をＸ方向とし、Ｘ方向に直交し固体撮像素子４の撮像面に沿った方向をＹ方向とし、Ｘ方向及びＹ方向に垂直な方向をＺ方向とする。
　レンズ２は、撮像装置１における光軸ＰＡにおける上流側（－Ｘ側）に配される。レンズ２は、被写体で反射した光を受けて、その結像面に被写体の像を結像させる。レンズ２は、ガラス等の透光性の部材で形成される。
　鏡筒３は、レンズ２をＺＹ方向の外側から保持する。鏡筒３は、ＺＹ方向の内側に光軸ＰＡが通る空洞を有し、レンズ２の光を光軸ＰＡに沿ってその下流側（＋Ｘ側）へ導く。鏡筒３は、遮光性の材料で形成され得る。
　固体撮像素子４は、レンズ２の結像面に配される。固体撮像素子４は、例えば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ　Ｍｅｔａｌ　Ｏｘｉｄｅ　Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサである。固体撮像素子４は、基板８上に実装される。基板８は、ねじ止め等により筐体５に固定される。光軸ＰＡは、固体撮像素子４の撮像面の中心近傍に交差する。固体撮像素子４は、レンズ２により撮像面に形成された被写体像を撮像する。
　固体撮像素子４は、フリッカ低減用の固体撮像素子であってもよい。固体撮像素子４は、複数の画素が２次元的に配列された画素配列と画素配列を制御する周辺回路とを有する。複数の画素は、複数の第１の画素と複数の第２の画素とを含む。第２の画素は、第１の画素より感度が高い画素である。第２の画素の受光面積は、第１の画素の受光面積より小さい。固体撮像素子４の画素配列では、第１の画素と第２の画素とが交互に繰り返し２次元的に配列されていてもよいし、複数の第１の画素が配列される領域と複数の第２の画素が配列される領域とが分けられていてもよい。
　例えば、第２の画素（高感度画素）の電荷蓄積時間を光源の点灯期間に対応するように短くし電荷蓄積の周期を光源の点灯周期に対応させることで、固体撮像素子４は、周期的に発光する光源の点灯状態を確実に撮像できる。
　筐体５は、鏡筒３に接続される。筐体５は、固体撮像素子４及び基板８を収容する。筐体５は、遮光性の材料で形成され得る。筐体５は、前面ケース５ａ及び後面ケース５ｂを含む。前面ケース５ａは、筐体５における－Ｘ側の部分であり、後面ケース５ｂは、筐体５における＋Ｘ側の部分である。前面ケース５ａ及び後面ケース５ｂは、ねじ止め等により互いに結合されている。
　コネクタ７は、筐体５の＋Ｘ側に配され、筐体５の＋Ｘ側の端面に接続される。コネクタ７は、Ｚ方向に延びて車体１０１に接続される。これにより、コネクタ７は、筐体５を車体１０１に設置する。
　キャップ部材６は、筐体５に接続される。キャップ部材６は、筐体５の－Ｘ側に配され、筐体５の－Ｘ側の端面に接続される。キャップ部材６は、レンズ２及び鏡筒３を覆う。これにより、鏡筒３の凸部が露出することを避けることができ、例えば外突防規（突起物規制）を満たすことができる。
　キャップ部材６は、遮光性の材料で形成され得る。キャップ部材６は、レンズ２の表面における大部分を覆うとともに撮像すべき部分画像に対応した領域を選択的に露出する。これにより、撮像装置１で部分画像を撮像しながら、外光のレンズへの入射を抑制でき、撮像装置１におけるフレアの発生を抑制できる。
　ここで、撮像装置１が車体１０１に設置される際に、車体１０１の形状に合わせて、設置角度が変えられることがある。例えば、図１に例示するように撮像装置１がリアバンパー１０３の上方の端部１０１ａに取り付けられる場合、端部１０１ａがその上方の端部１０１ｂからどの程度凹んで位置するかに応じて、撮像装置１の設置角度は変わってくる。撮像装置１の設置角度は、図１に点線で示す光軸ＰＡが水平面に対して傾斜する角度として定義され得る。撮像装置１の設置角度θ１が比較的小さい場合は図３（ａ）のような設置構造になり、設置角度θ２が比較的大きい場合は図３（ｂ）のような設置構造になる。図３は、撮像装置１の設置角度及び全体画像中の部分画像の位置を示す図である。
　図３（ａ）に示すように、端部１０１ｂと端部１０１ａとの段差がΔＷ１である場合、撮像装置１の光軸ＰＡが水平面に対して下方に角度θ１で傾斜している。角度θ１は、角度の絶対値を示す。撮像装置１の設置角度は、水平面に対して下方に角度θ１である。
　図３（ｂ）に示すように、端部１０１ｂと端部１０１ａとの段差がΔＷ２である場合、撮像装置１の光軸ＰＡが水平面に対して下方に角度θ２で傾斜している。撮像装置１の設置角度は、水平面に対して下方に角度θ２である。図３（ｂ）に示す設置角度θ２は、車体１０１の形状の違いにより、図３（ａ）に示す角度θ１より大きくなっている。角度θ２は、角度の絶対値を示す。図３（ｂ）では、段差ΔＷ２が段差ΔＷ１より小さいことに応じて、撮像装置１の設置角度θ２が設置角度θ１より大きくなっている。
　撮像装置１から出力される画像は、多数の画素を含み、例えば横１９６４×縦１２１０の画素を含む。電子ミラー用の撮像装置１では、車内のディスプレイに映すための電子ミラー画像として、より少数の画素を含む画像で要求される仕様を満たし得る。このため、運転支援システムでは、撮像装置１で撮像される全体画像から部分画像を切り出して使用する。運転支援システムでは、例えば、横１９６４×縦１２１０の画素を含む全体画像から、横１９２０×縦７１２の画素を含む部分画像を切り出して電子ミラー画像として使用する。
　電子ミラー画像は、例えばルームミラーに代替するものである。この場合、撮像装置１で電子ミラーとして撮像すべき領域の車体１０１に対する位置関係は、ルームミラーの車体１０１に対する位置関係と同様にされ得る。また、全体画像から切り出される部分画像の形状は、ルームミラーの形状に対応した形状にされ得る。
　例えば、電子ミラーとして撮像すべき領域が水平面に対して下方に角度αで傾斜した直線ＬＮの延長上に位置するとする。角度αは、角度の絶対値を示す。
　撮像装置１の設置角度が比較的小さいθ１である場合、直線ＬＮが光軸ＰＡの付近に位置し、θ１≒αである。この場合、全体画像ＩＭから切り出されるべき部分画像ＩＭ１は、図３（ｃ）に示すように、全体画像ＩＭの中心ＣＰ付近に位置する。部分画像ＩＭ１は、水平方向を長手方向とする略矩形状にされ得る。部分画像ＩＭ１の鉛直方向の寸法に対する水平方向の寸法の比率は、全体画像ＩＭの鉛直方向の寸法に対する水平方向の寸法の比率より大きくてもよい。
　撮像装置１の設置角度が比較的大きいθ２である場合、直線ＬＮが光軸ＰＡより上側に位置し、θ２＞αである。この場合、全体画像ＩＭから切り出されるべき部分画像ＩＭ２は、図３（ｄ）に示すように、全体画像ＩＭの中心ＣＰより上側に位置する。部分画像ＩＭ２は、水平方向を長手方向とする略矩形状にされ得る。部分画像ＩＭ２の鉛直方向の寸法に対する水平方向の寸法の比率は、全体画像ＩＭの鉛直方向の寸法に対する水平方向の寸法の比率より大きくてもよい。
　すなわち、撮像装置１の水平面に対する設置角度に応じて、全体画像ＩＭに対する部分画像の位置関係が複数種類（図３の場合、２種類）考えられる。このため、複数種類の位置関係に対応する位置に開口が設けられた複数種類のキャップ部材６を用意する。すなわち、全体画像ＩＭに対する部分画像の位置関係の複数の候補に対応して開口を設ける位置が変えられた複数種類のキャップ部材６を用意する。そして、撮像装置１における他の構成であるレンズ２、鏡筒３、固体撮像素子４、筐体５、コネクタ７は共通化し、撮像装置１の設置先となる車体１０１の形状に応じて、複数種類のキャップ部材６のうちから適切なキャップ部材６を選択し、他の構成とともに撮像装置１を構成する。これにより、撮像装置１における大部分の構成を共通化しながらレンズ２への外光入射を適正に抑制することに適した撮像装置１を構成でき、フレア対策を低コストで実現できる。
　例えば、図３（ｃ）に示すように部分画像ＩＭ１が全体画像ＩＭの中心ＣＰ付近に位置する場合、撮像装置１では、図４及び図５に示すように、キャップ部材６のレンズ２を覆う部分の中央付近に開口６１１を設ける。図３（ｄ）に示すように部分画像ＩＭ１が全体画像ＩＭの中心ＣＰより上側に位置する場合、撮像装置１では、図６及び図７に示すように、キャップ部材６のレンズ２を覆う部分の中央より上側に開口６１１を設ける。
　なお、全体画像ＩＭに対する部分画像の位置関係は３種類以上考慮されてもよく、それに応じて、３種類以上のキャップ部材６が用意されてもよい。また、撮像装置１で撮像された画像が運転支援システムで上下反転されて使用されることがある。この場合、全体画像ＩＭに対する部分画像の位置関係は、部分画像が全体画像ＩＭの中心ＣＰより下側に位置する関係を含んでいてもよい。
　図４は、キャップ部材６の構成（全体画像の中央付近に部分画像が位置する場合）を示す斜視図である。図５は、キャップ部材６の構成（全体画像の中央付近に部分画像が位置する場合）を示す分解斜視図である。図６は、キャップ部材の構成（全体画像の上部に部分画像が位置する場合）を示す斜視図である。図７は、キャップ部材の構成（全体画像の上部に部分画像が位置する場合）を示す分解斜視図である。
　図４，６に示すキャップ部材６は、カバー部６１及び本体部６２を有する。カバー部６１は、本体部６２の－Ｘ側に配され、－Ｘ側から本体部６２に接続されている。
　図５，７に示すように、本体部６２は、筒状であり、レンズ２及び鏡筒３を収容する（図２参照）。本体部６２は、－Ｘ側の端部に開口６２１を有し、＋Ｘ側の端部に開口６２２を有する。開口６２１は、本体部６２の－Ｘ側の端部６２ａにより規定される。本体部６２の－Ｘ側の端部６２ａはレンズ２をＹＺ方向から囲むように円環状に延び、開口６２１はレンズ２に対応した略円形状を有する。開口６２２は、本体部６２の＋Ｘ側の端部６２ｂにより規定される。本体部６２の＋Ｘ側の端部６２ｂは筐体５の外表面に連続した外表面を形成するように矩形環状に延び、開口６２２は筐体５に対応した略矩形状を有する。
　カバー部６１は、板状であり、本体部６２の一端に接触してレンズ２の表面における主要領域を覆う。カバー部６１は、＋Ｘ側に主面６１ａを有し、－Ｘ側に主面６１ｂを有する。カバー部６１の主面６１ａは、本体部６２の－Ｘ側の端部６２ａに接触して、開口６２１を閉塞する。カバー部６１は、ＹＺ平面視において、開口６２１及び端部６２ａに対応した外輪郭を有し、レンズ２に対応した略円形状の外輪郭を有する。
　カバー部６１は、開口６１１を有する。開口６１１は、レンズ２の表面における主要領域の内側の領域を露出する。開口６１１は、Ｘ方向から透視した場合に、開口６２１の内側に含まれ、レンズ２の内側に含まれる。開口６１１は、Ｙ方向を長手方向とする矩形状を有し、ＹＺ平面視において、撮像装置１で撮像すべき部分画像に対応した略矩形状を有する。開口６１１は、主面６１ａから主面６１ｂまで貫通してレンズ２の表面の一部を露出する。開口６１１の内側の端部の光軸ＰＡに垂直な方向の最大幅Ｗｍａｘは、レンズ２の光軸に垂直な方向の最大幅Ｄより小さい（図８、図９参照）。開口６１１がＹＺ平面視で矩形状である場合、最大幅Ｗｍａｘは矩形の対角線の長さに相当する。レンズ２がＹＺ平面視で円形状である場合、最大幅Ｄは円の直径に相当する。
　ここで、カバー部６１における開口６１１の位置は、撮像装置１の水平面に対する設置角度に対応している。図３（ａ）に示すように撮像装置１の設置角度が比較的小さいθ１である場合、開口６１１は、図５に示すように、ＹＺ平面視におけるカバー部６１の中心付近に配される。図３（ｂ）に示すように撮像装置１の設置角度が比較的大きいθ２である場合、開口６１１は、図７に示すように、ＹＺ平面視におけるカバー部６１の中心より＋Ｚ側に配される。
　また、カバー部６１における開口６１１の位置は、全体画像ＩＭに対する部分画像の位置に対応している。図３（ｃ）に示すように部分画像ＩＭ１が全体画像ＩＭの中心ＣＰ付近に位置する場合、開口６１１は、図５に示すように、ＹＺ平面視におけるカバー部６１の中心付近に配される。図３（ｄ）に示すように部分画像ＩＭ１が全体画像ＩＭの中心ＣＰより上側に位置する場合、開口６１１は、図７に示すように、ＹＺ平面視におけるカバー部６１の中心より＋Ｚ側に配される。
　図５，７に示すように、本体部６２は、締結構造６２３及び嵌合構造６２４をさらに有する。締結構造６２３及び嵌合構造６２４は、本体部６２の重心に対して互いに反対側に配されている。締結構造６２３は、本体部６２の端部６２ｂの＋Ｙ側の部分に接続されている。嵌合構造６２４は、本体部６２の端部６２ｂの－Ｙ側の部分に接続されている。締結構造６２３が端部６２ｂに接続されるＺ位置と嵌合構造６２４が端部６２ｂに接続されるＺ位置とは、互いに異なっていてもよい。
　締結構造６２３は、端部６２ｂの＋Ｙ側の部分におけるＺ方向中央より若干＋Ｚ側の位置で端部６２ｂに接続される。締結構造６２３は、ＸＺ方向に板状に延び、ＸＺ平面視において、略矩形状である。締結構造６２３は、端部６２ｂに接続されて端部６２ｂに対する＋Ｘ側の凸部を構成する。締結構造６２３は、穴６２３１を有する。穴６２３１は、Ｙ方向に延びて板状の締結構造６２３を貫通している。穴６２３１は、ねじ等の締結部材９が挿通可能である。
　これに応じて、図８に示すように、筐体５には、締結構造６２３に対応した凹部５１が設けられている。凹部５１は、締結構造６２３に対応した位置に配され、筐体５の－Ｘ側・＋Ｙ側の端部におけるＺ方向中央より若干＋Ｚ側の位置に配されている。凹部５１には、ＹＺ方向に延びた底面に、穴６２３１に対応した孔５１１が設けられている。孔５１１は、Ｙ方向に所定の深さまで延びている。孔５１１は、その内側面にねじ切り構造が形成されており、ねじ等の締結部材９が挿入可能である。
　これにより、図８に示すように、キャップ部材６は、筐体５に装着される際に、締結構造６２３が凹部５１にはめ込まれ、ねじ等の締結部材９が穴６２３１及び孔５１１に挿入される。これにより、キャップ部材６が筐体５に締結され固定され得る。
　図５，７に示す嵌合構造６２４は、端部６２ｂの＋Ｙ側の部分におけるＺ方向中央より若干＋Ｚ側の位置で端部６２ｂに接続される。嵌合構造６２４は、ＸＺ平面視において、略矩形状であり、端部６２ｂに接続されて端部６２ｂに対する＋Ｘ側の凸部を構成する。嵌合構造６２４は、穴６２４１を有する。穴６２４１は、Ｙ方向に延びて板状の嵌合構造６２４を貫通していてもよい。あるいは、穴６２４１は、＋Ｙ側から－Ｙ方向に板状の嵌合構造６２４内を所定の深さまで延びていてもよい。
　これに応じて、図９に示すように、筐体５には、嵌合構造６２４に対応した凹部５２が設けられている。凹部５２は、嵌合構造６２４に対応した位置に配され、筐体５の－Ｘ側・－Ｙ側の端部におけるＺ方向中央付近の位置に配されている。凹部５２には、ＹＺ方向に延びた底面に、穴６２４１に対応した突起５２１が設けられている。突起５２１は、凹部５２の底面から＋Ｙ方向に所定のＹ方向高さまで突出している。突起５２１のＹＺ方向の寸法は、穴６２４１に嵌合可能な大きさを有し、穴６２４１のＹＺ方向の寸法より若干小さい大きさであってもよい。突起５２１は、固定用の爪とも呼ばれる。
　これにより、図９に示すように、キャップ部材６は、筐体５に装着される際に、嵌合構造６２４の穴６２４１が凹部５２の突起５２１にはめ込まれる。これにより、キャップ部材６が筐体５に簡易に固定され得る。
　なお、図９では、突起５２１の形状が略三角柱形状である場合が例示されているが、嵌合構造６２４の穴６２４１に嵌合可能であれば、突起５２１の形状は、他の形状であってもよい。また、図示しないが、嵌合構造６２４において突起が設けられ、凹部５２においてその突起に嵌合可能な穴が設けられていてもよい。嵌合構造６２４における突起は、嵌合構造６２４の穴６２４１に代えて、又は、嵌合構造６２４の穴６２４１とともに設けられていてもよい。凹部５２における穴は、凹部５２の突起５２１に代えて、又は、凹部５２の突起５２１とともに設けられていてもよい。
　図８、図９に示すように、キャップ部材６の筐体５への固定は、締結構造６２３と嵌合構造６２４との組み合わせで行われる。これにより、キャップ部材６の筐体５に対してＹ方向の両側からねじ止めさせるようにするなど、複数の締結構造６２３で行われる場合に比べて、締結部材の数を減らすことができ、キャップ部材６のコストを低減できる。さらに、嵌合構造６２４でキャップ部材６を筐体５へ固定できるので、固定作業をワンタッチで行うことができ、ねじ止めの回数を減らすことができる。このため、キャップ部材６の筐体５への取り付け作業を容易化することができる。
　また、キャップ部材６は、図１０に示すように機能し得る。図１０は、キャップ部材６の機能を示す図である。キャップ部材６は、レンズ２の－Ｘ側の表面の大部分を覆うとともに、部分画像に対応した領域を開口６１１で露出する。キャップ部材６は、遮光性の材料で形成され得る。これにより、レンズ２の表面における大部分を遮光でき、図１０に一点鎖線の矢印で示すように、太陽光等の外光の大部分をキャップ部材６で吸収及び／又は反射でき、固体撮像素子４の撮像面４ａへの入射を抑制できる。この結果、固体撮像素子４におけるフレアの発生を抑制できる。
　キャップ部材６の開口６１１は、レンズ２の光軸ＰＡを含む断面視（図２参照）において、主面６１ｂの側の寸法が主面６１ａの側の寸法より大きい。例えば、図４に示すように、開口６１１の－Ｘ側のＹ方向長さＷｙ２は、開口６１１の＋Ｘ側のＹ方向長さＷｙ１より大きい。図５に示すように、開口６１１の－Ｘ側のＺ方向長さＷｚ２は、開口６１１の＋Ｘ側のＺ方向長さＷｚ１より大きい。これにより、開口６１１で部分画像となるべき光を取り込む際の画角βを大きく確保でき、撮像装置１で部分画像を効率的に撮像できる。
　開口６１１の内側面６１１１は、曲面状に傾斜しており、例えば－Ｘ側に凸になるように曲面状に傾斜している。内側面６１１１は、その－Ｘ側の端部が主面６１ｂにほぼ連続している。内側面６１１１の－Ｘ側の端部と主面６１ｂとの成す角度がほぼ１８０度である。これにより、太陽光等の外光が内側面６１１１及びその－Ｘ側の端部で乱反射することを抑制でき、乱反射による外光の固体撮像素子４の撮像面４ａへの入射を抑制できる。この観点からも、固体撮像素子４におけるフレアの発生を抑制できる。
　以上のように、本実施形態では、撮像装置１において、キャップ部材６におけるレンズ２を覆うカバー部６１に部分画像に対応した開口６１１を設ける。これにより、撮像装置１で部分画像を撮像しながら外光のレンズ２及び固体撮像素子４への入射を抑制でき、固体撮像素子４におけるフレアの発生を抑制できる。
　なお、車両１００ｉにおいて、撮像装置１ｉは、図１１に示すように、車体１０１の内部に設置されてもよい。撮像装置１ｉは、例えば電子ミラーに適用されるカメラであり、車体１０１の内部から外部周辺を撮像する。これにより、運転支援システムは、撮像装置１ｉで撮像される全体画像を受け、全体画像から部分画像を切り出して電子ミラー画像として使用できる。
　撮像装置１ｉは、リアウィンドウ１０２の内側に設置され後方の電子ミラーに適用されてもよいし、サイドウィンドウ（図示せず）の内側に設置され側方の電子ミラーに適用されてもよいし、フロントウィンドウ（図示せず）の内側に設置され前方の電子ミラーに適用されてもよい。リアウィンドウ１０２、サイドウィンドウ、フロントウィンドウは、車体１０１の一部を構成する。図１１では、リアウィンドウ１０２の内側に設置され、後方の電子ミラーに適用される構成が例示されている。
　ここで、撮像装置１ｉが車体１０１の一部であるウィンドウの内側に設置される際に、ウィンドウの形状に合わせて、設置角度が変えられることがある。例えば、図１１に例示するように撮像装置１ｉがリアウィンドウ１０２の内側に取り付けられる場合、リアウィンドウ１０２がどの程度傾斜しているかに応じて、撮像装置１ｉの設置角度は変わってくる。撮像装置１ｉの設置角度は、図１１に点線で示す光軸ＰＡが水平面に対して傾斜する角度として定義され得る。撮像装置１ｉの設置角度θ３が比較的小さい場合は図１２（ａ）のような設置構造になり、設置角度θ４が比較的大きい場合は図１２（ｂ）のような設置構造になる。図１２は、撮像装置１ｉの設置角度及び全体画像中の部分画像の位置を示す図である。
　図１２（ａ）に示すように、リアウィンドウ１０２の水平面ＨＰに対する傾斜角度がβ１である場合、撮像装置１ｉの光軸ＰＡが水平面ＨＰに対して下方に角度θ３で傾斜している。角度θ３は、角度の絶対値を示す。
　図１２（ｂ）に示すように、リアウィンドウ１０２の水平面ＨＰに対する傾斜角度がβ２である場合、撮像装置１ｉの光軸ＰＡが水平面ＨＰに対して下方に角度θ４で傾斜している。撮像装置１ｉの設置角度は、水平面ＨＰに対して下方に角度θ４である。図１２（ｂ）に示す設置角度θ４は、リアウィンドウ１０２の傾斜角度の違いにより、図１２（ａ）に示す角度θ３より大きくなっている。角度θ４は、角度の絶対値を示す。図１２（ｂ）では、傾斜角度β２が傾斜角度β１より大きいことに応じて、撮像装置１ｉの設置角度θ４が設置角度θ３より大きくなっている。
　例えば、電子ミラーとして撮像すべき領域が水平面に対して下方に角度αで傾斜した直線ＬＮの延長上に位置するとする。角度αは、角度の絶対値を示す。
　撮像装置１ｉの設置角度が比較的小さいθ３である場合、直線ＬＮが光軸ＰＡの付近に位置し、θ３≒αである。この場合、全体画像ＩＭから切り出されるべき部分画像ＩＭ３は、図１２（ｃ）に示すように、全体画像ＩＭの中心ＣＰ付近に位置する。部分画像ＩＭ３は、水平方向を長手方向とする略矩形状にされ得る。部分画像ＩＭ３の鉛直方向の寸法に対する水平方向の寸法の比率は、全体画像ＩＭの鉛直方向の寸法に対する水平方向の寸法の比率より大きくてもよい。
　撮像装置１ｉの設置角度が比較的大きいθ４である場合、直線ＬＮが光軸ＰＡより上側に位置し、θ４＞αである。この場合、全体画像ＩＭから切り出されるべき部分画像ＩＭ４は、図１２（ｄ）に示すように、全体画像ＩＭの中心ＣＰより上側に位置する。部分画像ＩＭ４は、水平方向を長手方向とする略矩形状にされ得る。部分画像ＩＭ４の鉛直方向の寸法に対する水平方向の寸法の比率は、全体画像ＩＭの鉛直方向の寸法に対する水平方向の寸法の比率より大きくてもよい。
　すなわち、撮像装置１ｉの水平面に対する設置角度に応じて、全体画像ＩＭに対する部分画像の位置関係が複数種類（図３の場合、２種類）考えられる。このため、複数種類の位置関係に対応する位置に開口が設けられた複数種類のキャップ部材６を用意する。すなわち、全体画像ＩＭに対する部分画像の位置関係の複数の候補に対応して開口を設ける位置が変えられた複数種類のキャップ部材６を用意する。そして、撮像装置１ｉにおける他の構成であるレンズ２、鏡筒３、固体撮像素子４、筐体５、コネクタ７は共通化し、撮像装置１ｉの設置先となる車体１０１の形状に応じて、複数種類のキャップ部材６のうちから適切なキャップ部材６を選択し、他の構成とともに撮像装置１ｉを構成する。これにより、撮像装置１ｉにおける大部分の構成を共通化しながらレンズ２への外光入射を適正に抑制することに適した撮像装置１ｉを構成でき、フレア対策を低コストで実現できる。
　例えば、図１２（ｃ）に示すように部分画像ＩＭ３が全体画像ＩＭの中心ＣＰ付近に位置する場合、撮像装置１ｉでは、図４及び図５に示すように、キャップ部材６のレンズ２を覆う部分の中央付近に開口６１１を設ける。図１２（ｄ）に示すように部分画像ＩＭ４が全体画像ＩＭの中心ＣＰより上側に位置する場合、撮像装置１ｉでは、図６及び図７に示すように、キャップ部材６のレンズ２を覆う部分の中央より上側に開口６１１を設ける。
　このような構成により、撮像装置１ｉが車体１０１の内部に設置される場合に、撮像装置１ｉで部分画像を撮像しながら外光のレンズ２及び固体撮像素子４への入射を抑制でき、固体撮像素子４におけるフレアの発生を抑制できる。
　なお、撮像装置１ｉが車体１０１の内部に設置される場合、リアウィンドウ１０２等のウィンドウがプライバシー対応のガラスで形成されていてもよい。ガラスの種類によっても透過率が異なるが、プライバシー対応のガラスは、通常のガラスよりも光の透過率が低い。このため、ウィンドウによる外光強度の低減の観点からも、外光のレンズ２及び固体撮像素子４への入射を抑制できる。
　本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの実施形態は、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、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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。
　１，１ｉ　撮像装置
　２　レンズ
　３　鏡筒
　４　固体撮像素子
　５　筐体
　５ａ　前面ケース
　５ｂ　後面ケース
　６　キャップ部材
　７　コネクタ
　１００，１００ｉ　車両
　１０１　車体
　１０２　リアウィンドウ
　５１，５２　凹部
　６１　カバー部
　６１ａ，６１ｂ　主面
　６２　本体部
　６１１，６２１，６２２　開口
　６２３　締結構造
　６２４　嵌合構造

Claims (12)

  1. 　撮像装置におけるレンズ及び前記レンズを保持する鏡筒を収容する遮光性の本体部と、
    　前記本体部の一端に接触して前記レンズを覆い、且つ、前記レンズより径が小さい開口を有する遮光性のカバー部と、
    を備えた
    キャップ部材。
  2. 　前記カバー部における前記開口の位置は、前記撮像装置の水平面に対する設置角度に対応している
    請求項１に記載のキャップ部材。
  3. 　前記カバー部における前記開口の位置は、前記撮像装置で撮像される全体画像における部分画像の位置に対応している
    請求項２に記載のキャップ部材。
  4. 　前記開口は、前記部分画像に対応した略矩形状を有する
    請求項３に記載のキャップ部材。
  5. 　前記開口は、外側の端部の最大幅が内側の端部の最大幅より大きい
    請求項１から４のいずれか１項に記載のキャップ部材。
  6. 　前記開口は、内側面が曲面状に傾斜している
    請求項５に記載のキャップ部材。
  7. 　レンズと、
    　前記レンズを保持する鏡筒と、
    　前記レンズの結像面に配される固体撮像素子と、
    　前記鏡筒に接続され、前記固体撮像素子を収容する筐体と、
    　前記筐体に接続され、前記レンズ及び前記鏡筒を覆うキャップ部材と、
    を備え、
    　前記キャップ部材は、
    　前記レンズ及び前記鏡筒を収容する遮光性の本体部と、
    　前記本体部の一端に接触して前記レンズを覆い、且つ、前記レンズより径が小さい開口を有する遮光性のカバー部と、
    を有する
    撮像装置。
  8. 　前記カバー部における前記開口の位置は、前記筐体の水平面に対する設置角度に対応している
    請求項７に記載の撮像装置。
  9. 　前記カバー部における前記開口の位置は、前記撮像装置で撮像される全体画像における部分画像の位置に対応している
    請求項８に記載の撮像装置。
  10. 　前記キャップ部材は、前記筐体に着脱可能に接続される
    請求項７から９のいずれか１項に記載の撮像装置。
  11. 　前記筐体は、第１の嵌合構造を有し、
    　前記キャップ部材は、前記第１の嵌合構造に対応した第２の嵌合構造をさらに有する
    請求項１０に記載の撮像装置。
  12. 　前記固体撮像素子は、
    　第１の画素と、
    　前記第１の画素より感度が高い第２の画素と、
    を有する
    請求項７から１１のいずれか１項に記載の撮像装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US1543065A (en) * 1922-07-15 1925-06-23 Leon F Douglass Method of masking photographic film while exposure is being made
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