(57)【要約】【課題】撮像装置の状態に応じて適切に異物を除去することが可能な撮像装置の調整装置及び調整方法を提供する。【解決手段】車両に搭載される撮像装置撮像装置を風の温度により調整する調整装置Ａは、車載カメラ１の状態を判定する状態判定部１４と、コンプレッサ（風発生部）４から少なくとも車載カメラ１のレンズ１ｂ近傍に供給される風の温度を変更するペルチェ素子（温度変更部）６と、状態判定部１４の判定結果に基づいてペルチェ素子６により風の温度の変更を制御する風制御部１６とを有する。【選択図】図２
2020053864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載される撮像装置を風の温度により調整する調整装置であって、
前記撮像装置の状態を判定する状態判定部と、
前記風を発生させる風発生部と、
前記風発生部が発生する風の温度を変更する温度変更部と、
前記状態判定部の判定結果に基づいて前記温度変更部による前記風の温度の変更を制御する風制御部と
を有することを特徴とする撮像装置の調整装置。
【請求項２】
前記状態判定部は、前記撮像装置の光学系に付着している付着物の種類を判定する付着物判定部を有し、
前記風制御部は、前記付着物判定部の判定結果に基づいて前記温度変更部により前記風の温度を変更して制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置の調整装置。
【請求項３】
前記状態判定部は、前記撮像装置の温度に関する情報を取得する温度取得部を有し、
前記風制御部は、前記温度取得部により取得された温度に基づいて前記温度変更部により前記風の温度を変更して制御する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置の調整装置。
【請求項４】
車両に搭載される撮像装置を風発生部が発生させる風の温度を温度変更部により変更して調整する調整方法であって、
前記撮像装置の状態を判定し、
前記撮像装置の状態の判定結果に基づいて前記温度変更部による前記風の温度の変更を制御する
ことを特徴とする撮像装置の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載され、撮像素子とこの撮像素子へ被写体からの光を導く撮像光学系とを有する撮像装置の調整装置及び調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載され、この車両の前方、後方及び側方等を撮像する車載カメラが種々提案、実用化されている。車載カメラは、ドライバーから死角となる場所の状況を把握するために用いられ、また、自動運転や自動駐車の際に周囲の他車や障害物を検知するために用いられる。
【０００３】
このような車載カメラは通常車両外に設置されるので、車載カメラの光学系であるレンズ表面にゴミ、雨粒、氷雪等の異物が付着する。異物がレンズ表面に付着すると、この車載カメラから得られる映像が不鮮明になるおそれがある。
【０００４】
このような課題に対応して、車室用空調装置により空調制御された空気をカメラのレンズ面に向けて噴射する車載光学センサの洗浄システムが提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１３２９８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されている技術は車室用空調装置により空調制御された空気を用いており、車載カメラのレンズ表面に供給される空気が個別に温度調整されていない。従って、レンズ表面に付着する異物の種類等の状態によっては、適切に異物除去ができない可能性がある。加えて、車室内の温度が適切であるために車室用空調装置が稼働していない場合でも、レンズ表面に異物を除去するために車室用空調装置を稼働させる必要がある。
【０００７】
そこで、本発明は、撮像装置の状態に応じて適切に異物を除去することが可能な撮像装置の調整装置及び調整方法を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、車両に搭載される撮像装置を風の温度により調整する本発明の調整装置は、撮像装置の状態を判定する状態判定部と、風を発生させる風発生部と、風発生部が発生する風の温度を変更する温度変更部と、状態判定部の判定結果に基づいて温度変更部による風の温度の変更を制御する風制御部とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
このように構成された本発明の撮像装置の調整装置では、撮像装置の状態を判定する状態判定部の判定結果に基づいて、風制御部が、風の温度を変更する温度変更部により風の温度の変更を制御する。
【００１０】
このようにすることで、撮像装置の状態に応じて適切に異物を除去することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態である撮像装置の調整装置が適用された車載カメラシステムの概略構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態である撮像装置の調整装置の機能の概略構成を示す機能ブロック図である。
【図３】実施の形態である撮像装置の調整装置の動作の一例を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態である撮像装置の調整装置が適用された車載カメラシステムの概略構成を示すブロック図である。
【００１３】
本実施の形態である車載カメラシステムＳは図略の車両に搭載されている。この車載カメラシステムＳは、車載カメラ（撮像装置）１、画像認識ＥＣＵ２及びＬＣＤ３を有する。なお、図１に示す例では１台の車載カメラ１のみ図示されているが、複数台の車載カメラ１が画像認識ＥＣＵ２に接続されてもよい。同様に、複数のＬＣＤ３が画像認識ＥＣＵ２に接続されてもよい。
【００１４】
車載カメラ１は、車両の所定方向（例えば車両前方）に位置する他の車両等の被写体を撮像する。車載カメラ１は、撮像素子１ａと、この撮像素子１ａへ被写体からの光を導く撮像光学系をなすレンズ１ｂとを有する。レンズ１ｂの表面は車載カメラ１から露出している。撮像素子１ａは、レンズ１ｂにより導光された光を所定の撮像間隔で光電変換して映像信号を生成し、この映像信号を後段の画像認識ＥＣＵ２に送出する。
【００１５】
画像認識ＥＣＵ２は、車載カメラ１から入力された映像信号の輝度レベルなどを検波し、その検波情報に基づいて映像信号のゲイン（利得）を調整し、規定のガンマカーブに基づいてガンマ処理を行い、ホワイトバランス処理、ＲＧＢベイヤー配列フィルタに対応した補間処理、色信号処理などを行う。画像認識ＥＣＵ２が行う処理については周知のものであるので、ここではこれ以上の詳細な説明を省略する。
【００１６】
画像認識ＥＣＵ２により各種信号処理が行われた映像信号はＬＣＤ３に送出される。
【００１７】
本実施の形態である撮像装置の調整装置Ａも図略の車両に搭載されている。この調整装置Ａは、車載カメラ１のレンズ１ｂ表面近傍に風を供給するコンプレッサ（風発生部）４と、このコンプレッサ４により発生される風を車載カメラ１のレンズ１ｂ表面近傍に導くダクト５と、ダクト５により導かれる風の温度を変更するペルチェ素子（温度変更部）６と、ダクト５（５ａ）の出口端に配置され、このダクト５（５ａ）からレンズ１ｂ表面近傍に供給される風の温度を測定する温度センサ７とを有する。また、上述の画像認識ＥＣＵ２は、調整装置Ａの制御部１０（図２参照）としても機能する。
【００１８】
コンプレッサ４は、車両の所定位置から常温の風を取り入れ、所定の風速及び風圧を付与した風をダクト５に供給する。ダクト５は途中で２本に分岐され、一方のダクト５ａは上述したようにレンズ１ｂ表面に風を供給し、他方のダクト５ｂは車外に風を排気する。ペルチェ素子６はこれら一対のダクト５ａ、５ｂの間に配置されている。
【００１９】
ペルチェ素子６は板状の外形を有している。ペルチェ素子６の図中上面及び下面にはそれぞれヒートシンク８が固定され、それぞれのヒートシンク８のフィン８ａはダクト５ａ、５ｂに露出されている。ペルチェ素子６には画像認識ＥＣＵ２から直流電圧が供給され、その極性により上面または下面の一方が放熱面とされ、他方が吸熱面とされる。これにより、ヒートシンク８を介してダクト５ａ、５ｂを通過する風が加熱され、または冷却される。
【００２０】
調整装置Ａの制御部１０（図２参照）として機能する画像認識ＥＣＵ２は、車載カメラ１から出力される映像信号から異物付着を検知する機能を有する。また、画像認識ＥＣＵ２は、温度センサ７が検出したダクト５ａ内の風の温度情報に基づいて、このダクト５ａから車載カメラ１のレンズ１ｂ表面近傍に供給される風の温度調整をする機能を有する。特に、画像認識ＥＣＵ２は、車両ＥＣＵ９から提供される外気温及び／または車両の車内温度に基づいても、車載カメラ１のレンズ１ｂ表面近傍に供給される風の温度調整をする機能を有する。また、画像認識ＥＣＵ２は、コンプレッサ４をオン／オフする機能を有する。さらに、画像認識ＥＣＵ２は、ペルチェ素子６に供給する直流電圧の極性を切り替える機能を有する。さらに、画像認識ＥＣＵ２は、車載カメラ１の撮像素子１ａの温度をモニタリングする機能を有する。画像認識ＥＣＵ２が有する機能の詳細については後述する。
【００２１】
図２は、本実施の形態である調整装置Ａの機能の概略構成を示す機能ブロック図である。
【００２２】
調整装置Ａは、ＣＰＵ、ＦＰＧＡなどのプログラマブルロジックデバイス、ＡＳＩＣ等の集積回路に代表される演算素子を備える制御部１０、及び、ハードディスクドライブ等の大容量記憶媒体やＲＯＭ、ＲＡＭ等の半導体記憶媒体などの記憶媒体を備える記憶部１１、さらには外部機器との間のインタフェース回路を備える入力部１２、出力部１３を有する。また、本実施の形態である調整装置Ａは、コンプレッサ（風発生部）４及びペルチェ素子（温度変更部）６を有する。
本実施の形態である調整装置Ａにおいて、制御部１０、記憶部１１、入力部１２及び出力部１３は上述の画像認識ＥＣＵ２により構成される。ただし、本実施の形態では、これら制御部１０、記憶部１１、入力部１２及び出力部１３は一体の演算素子、記憶媒体及びインタフェース回路を有するものとして説明するが、これらが別体の演算素子等により構成されていてもよい。
【００２３】
記憶部１１には図略の制御用プログラムが格納されており、この制御用プログラムが調整装置Ａの起動時に制御部１０により実行されて、制御部１０は図２に示すような機能構成を備えたものとなる。特に、本実施の形態の調整装置Ａは、後述するように高速の画像処理を行うので、高速演算可能な演算素子、例えばＦＰＧＡなどを有することが好ましい。
【００２４】
制御部１０は、状態判定部１４及び風制御部１６を有する。
【００２５】
状態判定部１４は、車載カメラ１の状態を判定する。ここに、状態判定部１４が判定する車載カメラ１の状態には、少なくとも、車載カメラ１のレンズ１ｂに付着している付着物の種類、及び、車載カメラ１の撮像素子１ａの温度を含む。
【００２６】
状態判定部１４は、付着物判定部１７及び温度取得部１８を有する。
【００２７】
付着物判定部１７は、車載カメラ１のレンズ１ｂに付着している付着物の種類を判定する。本実施の形態である調整装置Ａの付着物判定部１７が判定しうる付着物の種類には、少なくとも、泥（水分を多く含むものと乾燥したものとの双方を含む）と水分とを含む。ここにいう水分とは、水（水滴）及び氷雪（一部溶解したものも含む）の双方を含む概念である。
【００２８】
付着物判定部１７が付着物の種類を判定する手法は周知であるため、ここでの詳細な説明は省略する。一例として、レンズ１ｂに付着した付着物の透過度を算出し、透過度が低ければ泥、透過度が高ければ水分と判定する手法が挙げられる（特許第６３７４２５８号公報参照）。また、車載カメラ１の映像信号に対してエッジ抽出処理を行い、エッジ強度に基づいて水分（水滴）が付着した領域を抽出し、また、車載カメラ１の映像信号中に所定の輝度値以下である領域を泥が付着した領域であるとして抽出する手法も挙げられる（特開２０１８−２６６７１号公報参照）。
【００２９】
温度取得部１８は、車載カメラ１の撮像素子１ａの温度に関する情報をこの車載カメラ１から取得する。撮像素子１ａの温度を取得する手法も周知であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【００３０】
風制御部１６は、状態判定部１４の判定結果に基づいてペルチェ素子６による風の温度の変更を制御する。風制御部１６により制御する風の温度範囲としては、８０℃程度の熱風、１０℃程度の冷風、さらには常温の風（つまりはペルチェ素子６により風の温度を変更しない）が含まれうる。加えて、風制御部１６は、コンプレッサ（風発生部）４のオン／オフ制御も行う。
【００３１】
風制御部１６による風の温度の制御手順については後に詳述するが、一例として、付着物判定部１７による判定の結果、車載カメラ１のレンズ１ｂに水が付着していると判定したら温風を供給し、それ以外のものが付着していると判定したら（この判定の中には泥が付着していると判定した場合も含む）常温の風を供給するような手順が挙げられる。
【００３２】
加えて、風制御部１６は、車両ＥＣＵ９から提供される外気温及び／または車両の車内温度に基づいても、風の温度を制御してもよい。一例として、夏期に対応する外気温（一例として２５℃以上）であれば５０℃程度の温風、冬期に対応する外気温（一例として２０℃以下）であれば８０℃程度、あるいはそれ以上の熱風に制御してもよい。さらには、夏期であればペルチェ素子６への電圧を供給しないことで風の温度を変更しないこともできる。
【００３３】
ここで、風制御部１６は、既に説明したように、付着物判定部１７の判定結果に基づいてペルチェ素子６による風の温度の変更を制御することができる。また、風制御部１６は、温度取得部１８により取得された温度に基づいてペルチェ素子６による風の温度の変更を制御することができる。
【００３４】
記憶部１１には、制御部１０における各種動作の際に用いられる各種データが一時的または非一時的に格納される。
【００３５】
入力部１２は、車両ＥＣＵ９からの車両に関する情報、一例として車両の車内温度等の情報を受け入れる。また、入力部１２は、車載カメラ１から映像信号及び撮像素子１ａの温度に関する情報を受け入れる。そして、入力部１２は、受け入れた情報等を制御部１０に送出する。
【００３６】
出力部１３は、制御部１０から出力されるコンプレッサ（風発生部）４のオン／オフ制御に関する情報及びペルチェ素子６への駆動電圧値を含む情報を受け入れ、これをコンプレッサ４及びペルチェ素子６に出力する。
【００３７】
次に、本実施の形態である調整装置Ａの動作の詳細を図３のフローチャートを参照して説明する。
【００３８】
図３のフローチャートに示す動作は、調整装置Ａの電源が入れられて動作が開始した時点で開始する。
【００３９】
まず、ステップＳ１では、調整装置Ａの状態判定部１４、特に付着物判定部１７が、車載カメラ１のレンズ１ｂに付着物が付着しているか否かを判定する。そして、レンズ１ｂに付着物が付着している（ステップＳ１においてＹＥＳ）と判定したらプログラムはステップＳ２に移行し、レンズ１ｂに付着物が付着していない（ステップＳ１においてＮＯ）と判定したらプログラムはステップＳ１３に移行する。
【００４０】
ステップＳ２では、調整装置Ａの状態判定部１４、特に付着物判定部１７が、レンズ１ｂに付着している付着物が水分であるか否かを判定する。そして、レンズ１ｂに水分が付着している（ステップＳ２においてＹＥＳ）と判定したらプログラムはステップＳ３に移行し、レンズ１ｂには水分が付着していない（ステップＳ２においてＮＯ）と判定したらプログラムはステップＳ９に移行する。
【００４１】
ステップＳ３では、風制御部１６がペルチェ素子６に所定の極性を有する直流電圧を供給し、ダクト５ａに露出する側のヒートシンク８がペルチェ素子６の放熱面に接するようにペルチェ素子６を動作させる。ステップＳ４では、風制御部１６がコンプレッサ４をオンする。
【００４２】
ステップＳ５では、温度センサ７により検出されるダクト５ａの出口端における温度に基づいて、風制御部１６が、レンズ１ｂ表面近傍に供給される風の温度を８０℃となるように、ペルチェ素子６に供給する直流電圧の電圧値を制御する。
【００４３】
ステップＳ６では、制御部１０に備えられた計時部により１０秒カウントし、これにより、レンズ１ｂ表面近傍に８０℃の温風を１０秒間供給する。その後、ステップＳ７において風制御部１６がペルチェ素子６に供給する直流電圧をオフし、さらに、ステップＳ８において風制御部１６がコンプレッサ４をオフする。その後、プログラムはステップＳ１に戻る。
【００４４】
ステップＳ９では、調整装置Ａにより警告を出していないか否かが制御部１０により判定される。警告の詳細については後述する。そして、警告を出していない（ステップＳ９においてＹＥＳ）と判定されたらプログラムはステップＳ１０に進み、警告を既に出している（ステップＳ９においてＮＯ）と判定されたらプログラムはステップＳ１３に移行する。
【００４５】
ステップＳ１０では、風制御部１６がコンプレッサ４を１０秒だけ動作させる。つまり、ステップＳ２の判定が否定されていることから、レンズ１ｂに水分以外の付着物（含むゴミ、泥）が付着していると推測できることから、ペルチェ素子６を動作させることなく、常温の風をダクト５ａからレンズ１ｂの表面近傍に供給し、この風により付着物を吹き飛ばす。
【００４６】
ステップＳ１１では、ステップＳ１と同様に、調整装置Ａの状態判定部１４、特に付着物判定部１７が、車載カメラ１のレンズ１ｂに付着物が付着しているか否かを判定する。そして、レンズ１ｂにまだ付着物が付着している（ステップＳ１１においてＹＥＳ）と判定したらプログラムはステップＳ１２に移行し、レンズ１ｂに付着物がもう付着していない（ステップＳ１１においてＮＯ）、つまり付着物が吹き飛ばされたと判定したらプログラムはステップＳ１３に移行する。
【００４７】
ステップＳ１２では、制御部１０がＬＣＤ３に警告表示を行うよう指示する。具体的には、レンズ１ｂに吹き飛ばせない汚れがある旨表示する。その後、プログラムはステップＳ１に戻る。
【００４８】
ステップＳ１３では、調整装置Ａの状態判定部１４、特に温度取得部１８が、車載カメラ１の撮像素子１ａの温度が１００℃以上であるか否かを判定する。そして、撮像素子１ａの温度が１００℃以上である（ステップＳ１３においてＹＥＳ）と判定したらプログラムはステップＳ１４に移行し、撮像素子１ａの温度が１００℃未満である（ステップＳ１３においてＮＯ）と判定したらプログラムはステップＳ１に戻る。
【００４９】
ステップＳ１４では、風制御部１６がペルチェ素子６に所定の極性を有する直流電圧を供給し、ダクト５ａに露出する側のヒートシンク８がペルチェ素子６の冷熱面に接するようにペルチェ素子６を動作させる。ステップＳ１５では、風制御部１６がコンプレッサ４をオンする。
【００５０】
ステップＳ１６では、温度センサ７により検出されるダクト５ａの出口端における温度に基づいて、風制御部１６が、レンズ１ｂ表面近傍に供給される風の温度を１０℃となるように、ペルチェ素子６に供給する直流電圧の電圧値を制御する。
【００５１】
ステップＳ１７では、調整装置Ａの状態判定部１４、特に温度取得部１８が、車載カメラ１の撮像素子１ａの温度が９０℃以下であるか否かを判定する。そして、撮像素子１ａの温度が９０℃以下である（ステップＳ１７においてＹＥＳ）と判定したらプログラムはステップＳ１８に移行する。
【００５２】
ステップＳ１８では、風制御部１６がペルチェ素子６に供給する直流電圧をオフし、さらに、ステップＳ１９では、風制御部１６がコンプレッサ４をオフする。その後、プログラムはステップＳ１に戻る。
【００５３】
以上のように構成された本実施の形態である撮像装置の調整装置Ａでは、車載カメラ１の状態を判定する状態判定部１４の判定結果に基づいて、風制御部１６が、車載カメラ１のレンズ１ｂ表面近傍に供給される風の温度を変更するペルチェ素子（温度変更部）６による風の温度の変更を制御している。
【００５４】
従って、上述した従来の車載光学センサの洗浄システムと異なり、車載カメラ１の状態に応じて独立にかつ個別にコンプレッサ４を動作させ、ペルチェ素子６により風の温度を変更し、さらに、状態判定部１４の判定結果に基づいて風制御部１６が風の温度を制御することができる。
【００５５】
これにより、車載カメラ１の状態に応じて適切に異物を除去することが可能となる。
【００５６】
特に、本実施の形態である調整装置Ａでは、付着物判定部１７により付着物の種類を判定し、また、温度取得部１８により撮像素子１ａの温度に関する情報を取得し、風制御部１６は、これら付着物判定部１７の判定結果または温度取得部１８により取得された温度に基づいて風の温度を変更制御しているので、車載カメラ１の状態に応じてきめ細かな風の温度の制御を行うことができる。
【００５７】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態及び実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
【００５８】
一例として、上述の実施の形態である調整装置Ａでは、ダクト５ａにより供給される風は車載カメラ１のレンズ１ｂ表面近傍にのみ供給されていたが、撮像素子１ａの温度に応じて風の供給位置を変更する、具体的には撮像素子１ａ近傍の車載カメラ１の筐体に向けて風を供給してもよい。
【００５９】
また、上述の実施の形態である調整装置Ａでは、風発生部としてコンプレッサ４を用いていたが、コンプレッサ４以外の風発生部、一例としてファンを用いてもよい。
【符号の説明】
【００６０】
Ａ    調整装置
Ｓ    車載カメラシステム
１    車載カメラ（撮像装置）
１ａ    撮像素子
１ｂ    レンズ（撮像光学系）
２    画像認識ＥＣＵ
４    コンプレッサ（風発生部）
６    ペルチェ素子（温度変更部）
１０    制御部
１１    記憶部
１４    状態判定部
１６    風制御部
１７    付着物判定部
１８    温度取得部
【図１】
2020053864.tif 000003
【図２】
2020053864.tif 000004
【図３】
2020053864.tif 000005