(57)【要約】【課題】簡素な構成でプラスチックレンズの解像力を適正に維持できるカメラモジュールを提供する。【解決手段】撮像用のレンズ１４と、撮像領域を照らす照明デバイス１２と、照明デバイス１２を動作させる照明ドライバ２２と、所定の箇所の温度を検出する温度センサ１３と、温度センサ１３の温度検出信号が入力されると共に温度検出信号に基づいて照明ドライバ２２を介して照明デバイス１２を制御する制御回路２１と、レンズ１４に対して開閉してレンズ１４に入射される光量を制御するシャッタ部１６と、を備え、レンズ１４が少なくとも１枚のプラスチックレンズを含み、温度センサ１３による検出温度が所定温度よりも低いときには、シャッタ部１６が閉状態のときに照明デバイス１２は点灯し、照明デバイス１２、照明ドライバ２２、及び制御回路２１のうち少なくとも１つから生じる熱によってプラスチックレンズを加熱するよう構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
撮像用のレンズと、撮像領域を照らす照明デバイスと、前記照明デバイスを動作させる照明ドライバと、所定の箇所の温度を検出する温度センサと、前記温度センサの温度検出信号が入力されると共に前記温度検出信号に基づいて前記照明ドライバを介して前記照明デバイスを制御する制御回路と、前記レンズに対して開閉して前記レンズに入射される光量を制御するシャッタ部と、を備え、
前記レンズが少なくとも１枚のプラスチックレンズを含み、
前記温度センサによる検出温度が所定温度よりも低いときには、前記シャッタ部が閉状態のときに前記照明デバイスが点灯し、前記照明デバイス、前記照明ドライバ、及び前記制御回路のうち少なくとも１つから生じる熱によって前記プラスチックレンズを加熱するよう構成されているカメラモジュール。
【請求項２】
前記シャッタ部は、前記レンズに対して開状態と閉状態とを繰り返す構成であって、
前記シャッタ部が閉状態のときに前記照明デバイスが点灯する時間は、前記シャッタ部において閉状態が継続される時間よりも短く設定される請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項３】
前記シャッタ部は、前記レンズに対して開状態と閉状態とを繰り返す構成であって、
前記シャッタ部が閉状態のときに前記照明デバイスが点灯する時間は、前記シャッタ部において閉状態が継続される時間と同じに設定される請求項１に記載のカメラモジュール。
【請求項４】
前記検出温度が所定温度を超えると、前記シャッタ部が閉状態において点灯状態にある前記照明デバイスは消灯される請求項１から３のいずれか一項に記載のカメラモジュール。
【請求項５】
前記検出温度が前記所定温度よりも低く、且つ、前記所定温度と前記検出温度との差が所定値を超えると、前記シャッタ部が閉状態のときに前記照明デバイスが点灯する時間が長くなる請求項１から４のいずれか一項に記載のカメラモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラスチックレンズを有するカメラモジュールに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＣＤやＣＭＯＳ等の撮像素子の性能向上や小型化が進むにしたがって、今まで以上に多様な環境において撮影可能なカメラが求められるようになってきている。例えば、車両においては、車外の周辺を撮影したり、車内の運転者等の乗員を撮影したりすることが求められており、そのために、多くの車両に小型のカメラが搭載されるようになっている。
【０００３】
車載用のカメラでは、その使用環境がレンズにとっては厳しいことがある。通常、例えば、常温から高温の間で解像力が適正になるように設計した場合、気温が氷点下となる低温環境下では、レンズの解像力が悪化する。このため、特許文献１に示される技術では、レンズモジュールにレンズを加熱する発熱手段を備える構成が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３２５６０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車載用のカメラにおいては、低コスト化のためにガラスレンズに代えてプラスチックレンズが用いられることがある。プラスチックレンズは、ガラスレンズに比べて温度変化の影響を受け易く、常温から高温の間で解像力が適正になるように設計した場合、低温になるほど解像力が低下する。特許文献１に示されるレンズモジュールのように、レンズを加熱する発熱手段を備えることで、低温環境下においても、プラスチックレンズの解像力を適正な範囲に維持することができる。しかし、この場合には、レンズモジュールに発熱手段を別途設ける必要があるため、コスト高となる問題が生じる。また、レンズモジュールが発熱手段を備えることで、レンズを含むカメラモジュールが大型化することにもなる。
【０００６】
上記実情に鑑み、簡素な構成でプラスチックレンズの解像力を適正な範囲に維持できるカメラモジュールが求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るカメラモジュールの特徴構成は、撮像用のレンズと、撮像領域を照らす照明デバイスと、前記照明デバイスを動作させる照明ドライバと、所定の箇所の温度を検出する温度センサと、前記温度センサの温度検出信号が入力されると共に前記温度検出信号に基づいて前記照明ドライバを介して前記照明デバイスを制御する制御回路と、前記レンズに対して開閉して前記レンズに入射される光量を制御するシャッタ部と、を備え、前記レンズが少なくとも１枚のプラスチックレンズを含み、前記温度センサによる検出温度が所定温度よりも低いときには、前記シャッタ部が閉状態のときに前記照明デバイスが点灯し、前記照明デバイス、前記照明ドライバ、及び前記制御回路のうち少なくとも１つから生じる熱によって前記プラスチックレンズを加熱するよう構成されている点にある。
【０００８】
本構成のカメラモジュールでは、撮像用のレンズが少なくとも１枚のプラスチックレンズを含む。プラスチックレンズは、ガラスレンズに比べて、低コストであるメリットがある反面、環境温度の変化に伴い解像力が大きく低下するデメリットがある。そこで、本構成では、温度センサによる検出温度（すなわち環境温度）が低い場合には、シャッタ部が閉状態においても照明デバイスが点灯し、照明デバイスを動作させる照明ドライバ等に発生する熱によってプラスチックレンズを加熱する。これにより、プラスチックレンズの温度が高められるため、プラスチックレンズを含むレンズの解像力を適正な範囲に維持することができる。その結果、低コストで構成されるカメラモジュールであっても、被写体を鮮明に撮影することができる。また、照明デバイスは、カメラでの撮影において必須の装置であるので、レンズを加熱するための装置を別途設ける必要がない。これにより、カメラモジュールをコンパクトに構成することができる。
【０００９】
他の特徴構成は、前記シャッタ部は、前記レンズに対して開状態と閉状態とを繰り返す構成であって、前記シャッタ部が閉状態のときに前記照明デバイスが点灯する時間は、前記シャッタ部において閉状態が継続される時間よりも短く設定される点にある。
【００１０】
本構成によれば、シャッタ部が閉状態のときに照明デバイスが点灯する時間は、シャッタ部において閉状態が継続される時間よりも短い。こうすると、シャッタ部が閉状態のときに照明デバイスが点灯する時間と消灯する時間とを任意に設定することができる。これにより、検出温度に応じて照明デバイスが点灯する時間を設定してプラスチックレンズを加熱することができる。その結果、照明デバイスの点灯時間を調整してプラスチックレンズを効率よく加熱することができる。
【００１１】
他の特徴構成は、前記シャッタ部は、前記レンズに対して開状態と閉状態とを繰り返す構成であって、前記シャッタ部が閉状態のときに前記照明デバイスが点灯する時間は、前記シャッタ部において閉状態が継続される時間と同じに設定される点にある。
【００１２】
本構成によれば、シャッタ部が閉状態のときに照明デバイスが点灯する時間は、シャッタ部において閉状態が継続される時間と同じである。すなわち、シャッタ部が閉状態のときに照明デバイスの点灯状態が継続される。これにより、プラスチックレンズの加熱時間を最大限に確保することできる。その結果、検出温度が極度に低い環境下において、プラスチックレンズの温度を早急に高めてレンズの解像力を適正な範囲に維持することできる。
【００１３】
他の特徴構成は、前記検出温度が前記所定温度を超えると、前記シャッタ部が閉状態のときに点灯状態にある前記照明デバイスは消灯される点にある。
【００１４】
本構成によれば、検出温度が所定温度を超えると、シャッタ部が閉状態のときに点灯状態にある照明デバイスは消灯される。したがって、所定温度を例えばプラスチックレンズの解像力が適正な温度範囲の下限温度に設定すると、検出温度が当該下限温度を越えた場合に照明デバイスを消灯させることができる。これにより、照明デバイスを効率よく点灯させてプラスチックレンズを効果的に加熱することができる。
【００１５】
他の特徴構成は、前記検出温度が前記所定温度よりも低く、且つ、前記所定温度と前記検出温度との差が所定値を超えると、前記シャッタ部が閉状態のときに前記照明デバイスが点灯する時間が長くなる点にある。
【００１６】
本構成によれば、検出温度が所定温度よりも低い場合に、検出温度に応じてシャッタ部が閉状態のときに照明デバイスの点灯時間を長くすることができる。これにより、検出温度が極度に低い環境下において、プラスチックレンズの温度を早急に高めて、プラスチックレンズの解像力を早期に改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】第１実施形態のカメラモジュールのブロック図である。
【図２】第１実施形態のカメラモジュールの構成を示す断面図。
【図３】撮像デバイスの断面図である。
【図４】照明デバイス等の動作を制御するフローチャートである。
【図５】照明デバイスの制御モードを示す時系チャートである。
【図６】照明ドライバからレンズへの熱経路を示す概略図である。
【図７】照明デバイスからレンズへの熱経路を示す概略図である。
【図８】照明デバイスの他の制御モードを示す時系チャートである。
【図９】照明デバイスの他の制御モードを示す時系チャートである。
【図１０】第２実施形態のカメラモジュールのブロック図である。
【図１１】第３実施形態のカメラモジュールのブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態では、一例として、車両の車内に搭載されるカメラモジュール１について説明する。カメラモジュール１は、例えば車内の乗員や車両の前方等を撮影するために用いられる。
【００１９】
〔第１実施形態〕
図１及び図２に示されるように、カメラモジュール１は、撮像部１０と制御部２０とを有する。撮像部１０と制御部２０とは、隣接するハウジング２，３内にそれぞれ配置されている。第１ハウジング２には、撮像部１０として、撮像デバイス１１と、撮像領域を照らす照明デバイス１２と、温度センサ１３とが備えられている。第２ハウジング３には、ＥＣＵで構成された制御部２０が配置されている。制御部２０には、制御コントローラ２１（制御回路の一例）と照明ドライバ２２とが備えられている。制御コントローラ２１は、温度センサ１３から入力される温度検出信号に基づいて照明ドライバ２２を介して照明デバイス１２を制御する。照明ドライバ２２は、照明デバイス１２を動作させる回路であって制御コントローラ２１によって制御される。
【００２０】
図３に示されるように、撮像デバイス１１は、撮像用のレンズ１４、撮像素子１５、シャッタ部１６が備えられている。レンズ１４は、単数または複数のレンズで構成され、少なくとも１枚のプラスチックレンズを含む。図３に示される撮像デバイス１１では、レンズ１４が、１枚のガラスレンズ１４ａと、２枚のプラスチックレンズ１４ｂ、１４によって構成されている。３枚のレンズ１４ａ，１４ｂ，１４ｃは金属製あるいは金属を含む樹脂製の筒状のレンズホルダ１８に収容された状態で金属製のレンズブラケット１７に保持されている。図３では、レンズ１４ａ〜１４ｃが全て凸レンズで構成された例を示したが、レンズ１４は凸レンズと凹レンズとを適宜組み合わせて構成してもよい。
【００２１】
撮像素子１５は基板１９に配置されている。撮像素子１５として、ＣＣＤ（charge coupled device）やＣＩＳ（CMOS image sensor）等を用いることができる。シャッタ部１６は、レンズ１４の前方に配置され、開閉してレンズに入射される光量を制御する。照明デバイス１２は、近赤外光を照射可能な光源（例えば、ＬＥＤ等）を備える。また、照明デバイス１２は、少なくとも撮像デバイス１１のシャッタ部１６が開状態（ＯＮ状態）になるタイミングで近赤外光を照射する。温度センサ１３は、レンズ１４が使用される所定の箇所の温度を検出するために設けられ、図２に示されるように、例えばハウジング２の内部においてレンズ１４の近傍に配置される。温度センサ１３は、図３に示すレンズホルダ１８あるいはレンズブラケット１７に配置してもよい。
【００２２】
撮像デバイス１１及び照明デバイス１２の動作は、図４に示されるフローチャートに基づいて制御される。
まず、ステップ＃１において温度センサ１３によって温度が検出され、温度検出信号が制御コントローラ２１に入力される。次に、制御コントローラ２１において、検出温度Ｔ１が所定温度Ｔ２以上であるか否かが判定される（ステップ＃２）。所定温度Ｔ２は、制御コントローラ２１において設定される温度であって、例えばプラスチックレンズ１４ｂ、１４ｃの解像力が適正な温度範囲の下限温度等である。
【００２３】
ステップ＃２において、検出温度Ｔ１が所定温度Ｔ２以上（ＹＥＳ）であれば、ステップ＃３において、照明デバイス１２は通常制御モードに設定される。一方、ステップ＃２において、検出温度Ｔ１が所定温度未満（Ｎｏ）であれば、ステップ＃４において、照明デバイス１２は加熱制御モードに設定される。その後、ステップ＃５において、撮像デバイス１１による撮影が実行され、照明デバイス１２は設定された制御モードに基づいて動作する。ステップ＃６では、撮像部１０において撮影モードが継続されているか否かが確認され、撮影モードが継続されていれば、再びステップ＃１に戻って処理が繰り返される。
【００２４】
図５に、照明デバイス１２に設定される通常制御モード及び加熱制御モードの一例を示す。通常制御モードは、シャッタ部１６において開状態が継続される時間（ＯＮ時間）Ａと照明デバイス１２において点灯状態が継続される時間（ＯＮ時間）Ｂとが同じに設定される。一方、加熱制御モードでは、照明デバイス１２は、シャッタ部１６において開状態が継続される時間（ＯＮ時間）Ａと同じ時間Ｂに加えて、シャッタ部１６が閉状態に変更された後の所定時間Ｃにおいても点灯状態が継続される。このように、加熱制御モードでは、照明デバイス１２のＯＮ時間がシャッタ部１６のＯＮ時間よりも長く設定される。
【００２５】
照明デバイス１２が点灯した状態では、例えば、図６に示すように、照明ドライバ２２からレンズ１４に向けて熱経路Ｐ１を介して熱が伝導される。また、図７に示すように、照明デバイス１２からレンズ１４に向けて熱経路Ｐ２を介して熱が伝導される。これにより、プラスチックレンズ１４ｂ、１４ｃを含むレンズ１４が加熱される。制御コントローラ２１に発生した熱が基板１９を介してレンズ１４に伝導される構成であってもよい。
【００２６】
このように、照明ドライバ２２や照明デバイス１２等の発熱を利用して、プラスチックレンズ１４ｂ、１４ｃを含むレンズ１４を加熱することで、レンズ１４の温度を高めることができる。また、熱経路Ｐ１、Ｐ２を熱伝導性の良い金属で構成することにより、レンズ１４に熱を効率的に伝導させることができる。これにより、レンズ１４の解像力を適正な範囲に維持することができる。また、レンズ１４を加熱するために点灯状態を継続させる照明デバイス１２は、カメラモジュール１による撮影の際に用いられる装置であるので、レンズ１４を加熱するための装置を別途設ける必要がない。
【００２７】
図８に示すように、加熱制御モードにおいて、シャッタ部１６が閉状態のときに照明デバイス１２が点灯と消灯とを繰り返すものでもよい。図８では、照明デバイス１２の点灯時間と消灯時間とをほぼ同じにした例を示したが、照明デバイス１２の点灯時間と消灯時間とは適宜変更してもよい。
【００２８】
図９に示すように、加熱制御モードにおいて、シャッタ部１６が閉状態のときに照明デバイス１２の点灯状態が連続するものでもよい。この場合は、シャッタ部１６が閉状態のときに照明デバイス１２が点灯する時間は、シャッタ部１６において閉状態が継続される時間と同じに設定される。
【００２９】
〔第２実施形態〕
本実施形態では、図１０に示されるように、カメラモジュール１は、ハウジング４に撮像部１０及び制御部２０が配置されている。撮像部１０は、撮像デバイス１１と、照明デバイス１２と、温度センサ１３、照明ドライバ２２Ａ、とを備えている。制御部２０は、制御コントローラ２１（制御回路の一例）のみを備えている。
【００３０】
このように、撮像部１０に照明ドライバ２２Ａを配置することで、レンズ１４に照明ドライバ２２Ａを近接させることができる。これにより、照明ドライバ２２Ａの発熱によってレンズ１４を効果的に加熱することができる。また、制御部２０を撮像部１０に近接させることで、制御コントローラ２１の発熱によってレンズ１４を加熱することもできる。他の構成は第１実施形態と同じである。
【００３１】
〔第３実施形態〕
本実施形態では、図１１に示されるように、カメラモジュール１は、第１ハウジング５に撮像部１０が配置され、第２ハウジング６に照明部３０が配置され、第３ハウジング７に制御部２０が配置されている。撮像部１０は、撮像デバイス１１と、温度センサ１３、照明ドライバ２２Ａ、とを備えている。制御部２０は、制御コントローラ２１（制御回路の一例）のみを備えている。照明部３０は、照明デバイス３１のみを備える。
【００３２】
このように、撮像部１０と、制御部２０と、照明部３０とが個別のハウジング５，６，７に搭載される構成であっても、撮像部１０に照明ドライバ２２Ａを配置することで、レンズ１４に照明ドライバ２２Ａを近接させることができる。これにより、照明ドライバ２２Ａの発熱によってレンズ１４を効果的に加熱することができる。他の構成は第１実施形態と同じである。
【００３３】
〔その他の実施形態〕
照明デバイス１２による加熱制御モードとして、温度センサ１３による検出温度Ｔ１が所定温度Ｔ２を超えると、シャッタ部１６が閉状態のときに点灯状態の照明デバイス１２が消灯するよう構成してもよい。この場合、所定温度Ｔ２を例えばプラスチックレンズ１４ｂ、１４ｃの解像力が適正な範囲の下限温度に設定すると、検出温度Ｔ１が当該下限温度を越えた場合に照明デバイス１２を消灯させることができる。これにより、照明デバイス１２を効率よく点灯させてプラスチックレンズ１４ｂ、１４ｃを効果的に加熱することができる。
【００３４】
照明デバイス１２による加熱制御モードとして、温度センサ１３による検出温度Ｔ１が所定温度Ｔ２よりも低く、且つ、所定温度Ｔ２と検出温度Ｔ１との差が所定値を超えると、シャッタ部１６が閉状態のときに照明デバイス１２が点灯する時間が長くなるよう構成してもよい。照明デバイス１２が点灯する時間が長くなるとは、図５、図８に示す加熱制御において照明デバイス１２の夫々のＯＮ時間を長くすることであり、最長は図９に示す加熱制御になる。この場合には、所定温度Ｔ２を例えばプラスチックレンズ１４ｂ、１４ｃの解像力が適正な温度範囲の下限温度に設定し、さらに所定値を適宜設定し下限温度よりも低い温度範囲を特定する。これにより、検出温度Ｔ１が所定温度Ｔ２よりも所定値以上低い環境下において、シャッタ部１６が閉状態のときに照明デバイス１２の点灯時間を長くすることができる。その結果、検出温度Ｔ１が極度に低い環境下においても、プラスチックレンズ１４ｂ，１４ｃの温度を急速に高めて、プラスチックレンズ１４ｂ，１４ｃの解像力を短時間に適正な範囲にすることができる。複数の所定値を設定して、照明デバイス１２の点灯時間が段階的に長くなるよう構成してもよい。
【００３５】
上記実施形態では、車室内用のカメラモジュール１を例にして説明したが、カメラモジュール１は、車室外用であってもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明は、低温環境下で使用されるカメラモジュールに広く用いることができる。
【符号の説明】
【００３７】
１      ：カメラモジュール
１０    ：撮像部
１１    ：撮像デバイス
１２    ：照明デバイス
１３    ：温度センサ
１４    ：レンズ
１４ｂ，１４ｃ  ：プラスチックレンズ
１５    ：撮像素子
１６    ：シャッタ部
１７    ：レンズブラケット
２０    ：制御部
２１    ：制御コントローラ（制御回路）
２２，２２Ａ  ：照明ドライバ
３０    ：照明部
３１    ：照明デバイス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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