(57)【要約】【課題】  自動走行等のための車両制御装置と盗難防止等のための監視装置を併設する車両においては、複数の撮像装置を別々の位置に設置する必要があり、配線等の複雑化とコスト高を招いていた。【解決手段】  制御部１０によって、車両が走行中であるか否かを検出し、ウインドシールド内面ガラスの上方に搭載されたカメラ１５を、カメラ駆動モータ２１によって、走行中であれば自動的に車両前方に向けて、自動走行装置に必要となる車両前方の画面を撮像可能とし、また、走行中でなければ車室内に向けて監視装置に必要となる車室内の画像を撮像可能とするようにする。  このようにして、車両に搭載したカメラ１５の撮像領域を走行状態であるか否かに応じて切換えることで、複数のカメラを使った画像取得の必要がなくなり、効率の良い撮像が可能となる。また、高価な撮像装置が一つで済むため、装置のコスト低減を可能とすることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両走行中に車両の前方を撮像した画像を用いて車両を制御する車両制御装置と、車両駐車中に車室内を撮像した画像を用いて車室内の監視を行う監視装置とを搭載した車両において、当該車両の前方位置に搭載された一つの撮像手段を用いて、前記車両制御装置と前記監視装置の動作に必要な画像を撮像する車載用撮像装置であって、
車両が走行状態であるか否かを検知するための車両状態検出手段と、
該車両状態検出手段にて検出した車両の状態に応じて、前記撮像手段で車両前方及び車室内の画像が撮像されるように、前記撮像手段の撮像領域を変更する撮像領域変更手段と、
を備えたことを特徴とする車載用撮像装置。
【請求項２】
前記撮像手段は、画像を撮像し電気信号に変換する撮像素子と、該撮像素子に光学的に画像を結像させる結像手段とが一体化されて構成されおり、
前記撮像領域変更手段は、該一体化された撮像手段を変位させることにより、撮像領域を変更することを特徴とする請求項１に記載の車載用撮像装置。
【請求項３】
前記撮像手段は、
画像を撮像し電気信号に変換する撮像素子と、
該撮像素子に、車両前方画像を光学的に結像させる第１の結像手段と車室内画像を光学的に結像させる第２の結像手段と、
を備え、
前記撮像領域変更手段は、前記撮像素子の撮像面が、前記第1の結像手段の結像位置又は前記第２の結像手段の結像位置の何れかに位置するように、前記撮像素子を変位させることにより、撮像領域を変更することを特徴とする請求項１に記載の車載用撮像装置。
【請求項４】
前記撮像領域変更手段は、撮像領域を変更すると、その旨を表す完了信号を、変更後の撮像領域の画像を利用する前記車両制御装置又は前記監視装置に出力することを特徴とする請求項１〜請求項３何れか記載の車載用撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両に搭載されて、走行中の車両の制御や駐車中の車室内の監視を行うのに必要な画像を撮像するための車載用撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の自動走行制御装置として、車載監視カメラで撮像した車両前方の画像を処理して、道路に描かれている白線を認識し、その認識結果に基づき、エンジン、ブレーキ、ステアリング等を制御することで、車両を道路上の白線に沿って自動走行させるものや、車載監視カメラで撮像した車両前方の画像を処理して、先行車両との距離を認識し、その認識結果に基づき、エンジン、ブレーキ等を制御することで、先行車両との距離を一定に保つように車両を自動走行させるものが知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
また、車両駐車時における監視装置として、車両内部を撮像した画像を処理して、車室内の異常を認識し、警報等を出して異常発生を報知するものが知られている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開２０００−２４２７６９号公報
【特許文献２】特許第２７１５４４２号公報
【特許文献３】特開２０００−２６４１２８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記の車両制御装置や車室内監視装置では、夫々の目的に合わせて撮像装置を車両に取り付ける必要があった。例えば、車両制御装置では、車両前方の遠景を撮像するために、車両の前方を撮像可能な位置に撮像装置を取り付ける必要があり、また、室内監視装置では、車室内を撮像するために、車室内を撮像可能な位置に撮像装置を取り付ける必要があった。従って、車両制御装置と車室内監視装置を併設する車両においては、複数の撮像装置を別々の位置に設置する必要があり、その取り付けのための配線等が複雑となって、画像を効率よく撮像することができなかった。
【０００５】
本発明は、こうした問題に鑑みなされたもので、車載用撮像装置において、画像を効率よく撮像することを可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
かかる目的を達成するためになされた請求項１に記載の車載用撮像装置においては、車両状態検出手段が、車両が走行状態であるか否かを検出する。そして、車両が走行中であれば、撮像領域変更手段が、車両の前方位置に取り付けられた撮像手段の撮像領域を車両前方に変更し、車両制御装置に必要な車両前方の画像を撮像する。また、車両が走行中でなければ、前記撮像領域変更手段が、前記撮像手段の撮像領域を車室内に変更し、車室内の監視を行う監視装置に必要な車室内の画像を撮像する。
【０００７】
このように、本発明の車載用撮像装置によれば、車両が走行状態であるか否かに応じて、一つの撮像手段の撮像領域を、車両前方と車室内とに切換えて画像を取得することが可能となる。
【０００８】
従って、車両制御装置に必要な画像を撮像する撮像手段と、監視装置に必要な画像を撮像する撮像手段とを別々に設ける必要がなくなり、効率よく画像を撮像することができるようになる。また、高価な撮像手段が一つで済むため、装置のコスト低減を可能とすることができる。
【０００９】
ところで、前記のように、車載用撮像装置の構成要素の中で、撮像手段のコストが比較的高い。この撮像手段のコストを低減させるには、請求項２に記載の車載用撮像装置のように、撮像手段を、画像を電気信号に変換する撮像素子と、その撮像素子に画像を結像させる結像手段とを一体化したものとするとよい。
【００１０】
このようにすると、撮像手段として、例えば市販のビデオカメラ等を使用することができ、撮像手段のコストを低減することが可能となる。
一方、撮像素子と結像手段が一体化した撮像手段として市販のビデオカメラ等を使用した場合には、その大きさや形状が決まっているため、車載用に適したものを選定するのが困難である。特に、車両前方の狭い領域に搭載するには大き過ぎて、車室内の快適性を損なうということが考えられる。
【００１１】
このような場合には、請求項３に記載の車載用撮像装置のように、車両前方を撮像するための第１の結像手段と車室内を撮像するための第２の結像手段を備えるようにし、撮像領域変更手段が、撮像素子の撮像面を、それらの結像手段の結像位置に変位させることによって、車両前方や車室内の画像を撮像するようにしてもよい。
【００１２】
このようにすると、第1、第２の結像手段を撮像に適した位置に配設することが可能となる。また、撮像素子（例えば、小型・軽量のＣＣＤのような半導体撮像素子）のみを変位させることで、撮像領域変更手段を小型化することもできる。
【００１３】
そして、撮像手段を車両前方位置のような狭い領域に搭載する場合には、第1及び第２の結像手段と、小型化された撮像領域変更手段を、車両前方位置の狭い領域の形状に合わせて配設することが可能となるため、車室内の快適性も確保できる。
【００１４】
さらに、この場合、２つの結像手段は、各々、車両前方と車室内の撮像に最適の構造（例えば、フォーカスを固定する等）にすることが可能となり、ズーム機構などの複雑な構造が不要となるため、信頼性も向上し、小型化も可能となる。
【００１５】
ところで、本発明において、撮像手段の撮像領域を変更する途中（換言すれば、撮像手段が変位している途中）に撮像される画像は、車両制御装置や監視装置で必要とされる車両前方や車室内を撮像したものではないため、車両制御装置や監視装置の画像処理では使用できない。このため、請求項４に記載の車載用撮像装置のように、撮像領域変更手段が撮像領域を変更し終わると、撮像領域変更手段が、その変更動作の完了を示す完了信号を、車両制御装置又は監視装置に出力するようにするとよい。
【００１６】
このようにすれば、画像を利用する車両制御装置側、又は監視装置側で、この完了信号を受けてから各々の処理を開始すればよいことになるため、必要な画像を適切なタイミングで得ることができ、効率のよい処理が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明が適用された車載用撮像装置の概略構成を示すブロック図であり、図２（ａ）は車両の上面から、また、図２（ｂ）は車両の側面から見た車両撮像装置の構造及び車両への取り付け状態を示す概略図である。
【００１８】
図１に示すように、車載用撮像装置１は、レンズや撮像素子あるいは電子回路が一体となって構成されたカメラ１５と、カメラ１５による撮像領域を変更するためにカメラ１５を移動させるカメラ駆動部１１と、カメラ駆動部１１の制御を行う制御部１０、及びカメラ１５の移動範囲（換言すれば、カメラ１５で撮像する領域）の制限を行うリミットスイッチ１３、１４を備えている。
【００１９】
また、図２（ａ）に示すように、カメラ駆動部１１は、カメラ１５を支持するブラケット２３と、ブラケット２３を移動（換言すれば、カメラ１５を移動）させるカメラ駆動モータ２１と、カメラ駆動モータ２１の回転をブラケット２３に伝える減速ギア２４、２６とを備える。
【００２０】
ブラケット２３は長尺状の板をL字形状に曲げて形成され、そのＬ字をなす一方の板の面に、Ｌ字の外側が撮像方向となるようにカメラ１５が取り付けられ、また、Ｌ字の他方の板面の先端付近にブラケット２３を、その板面に沿って回転移動させるための回転軸２５が貫設されている。そして、その回転軸２５には減速ギア２４が装着され、また、カメラ駆動モータ２１の出力軸には減速ギア２６が装着されており、各減速ギア２４と減速ギア２６は互いに勘合するように配設されている。そのため、カメラ駆動モータ２１の出力軸の回転は、減速ギア２６、２４を介して減速されつつ、回転軸２５に伝達される。そして、その回転軸２５の回転に伴い、ブラケット２３は回転軸２５の周囲を、円を描くように回転移動する。このため、カメラ１５は、その撮像方向が、ブラケット２３の移動に伴い円弧を描くように移動する。
【００２１】
また、リミットスイッチ１３は、カメラ１５が車両前方を撮像できる位置に移動して、ＯＮする位置に取り付けられ、また、リミットスイッチ１４は、カメラ１５が車室内を撮像できる位置に移動して、ＯＮする位置に取り付けられる。
【００２２】
そして、制御部１０は、車両が運転状態のときにＯＮ状態となるＩＧ信号を受け、ＩＧ信号がＯＮの場合、カメラ１５を車両前方方向に移動させるようにカメラ駆動モータ２１を制御し、また、ＩＧ信号がＯＦＦの場合に、カメラ１５を車室内方向に移動させるようにカメラ駆動モータ２１を制御する。そして、制御部１０は、リミットスイッチ１３又はリミットスイッチ１４がＯＮとなったときに、その信号を受けてカメラ１５の移動を停止させるようにカメラ駆動モータ２１を制御する。
【００２３】
また、制御部１０は、外部の監視装置としてのセキュリティ制御ユニット１７及び車両制御装置としての自動走行制御ユニット１８に電気的に接続され、車載用撮像装置１にカメラ駆動部２１等の異常が発生したときに、各ユニットに異常通知信号を出力する。
【００２４】
また、制御部１０には、車両が駐車中にカメラ１５で撮像した車室内の画像を用いて車室内の監視を行うセキュリティ制御ユニット１７からセキュリティセット／アンセット信号が入力される。このセキュリティセット／アンセット信号は、運転手等が車両を監視状態にするためにセキュリティ制御ユニット１７を作動させるとセキュリティセット（Ｈｉｇｈ状態）となり、セキュリティ制御ユニット１７を非作動にするとセキュリティアンセット（Ｌｏｗ状態）となる。従って、制御部１０に入力される車両からのＩＧ信号がＯＦＦの時に、このセキュリティ制御ユニット１７から入力されるセキュリティセット／アンセット信号がセキュリティセット（Ｈｉｇｈ状態）の場合、制御部１０はカメラ１５を車室内方向に向けるようにカメラ駆動部１１を制御する。
【００２５】
次に、制御部１０で行われる処理の流れについて、図３のフローチャートにより説明する。
図３に示す如く、制御部１０は、まず、Ｓ１１０で車両が運転状態のときにＯＮ状態となるＩＧ信号が「ＯＮ」であるかを判定し、ＩＧ信号が「ＯＮ」状態であれば、Ｓ１１５へ移行し、ＩＧ信号が「ＯＦＦ」状態であれば、Ｓ１４０へ移行する。
【００２６】
次に、Ｓ１１５では、カメラ１５の位置をリミットスイッチ１３、１４により確認する。リミットスイッチ１３が「ＯＮ」（つまり、カメラ１５が車両前方を向いている）であれば、最初の処理であるＳ１１０に戻って処理を繰り返す。また、リミットスイッチ１４が「ＯＮ」（つまり、カメラ１５が車室内を向いている）であれば、Ｓ１２０へ移行する。
【００２７】
Ｓ１２０では、カメラ駆動モータ２１を駆動させ、カメラ１５を前方監視位置方向へ回転移動させ、続くＳ１２５にて、リミットスイッチ１３が「ＯＮ」（カメラ１５が前方監視位置に移動を完了した）となったか否かを判定する。そして、Ｓ１２５にて、リミットスイッチ１３が「ＯＮ」であると判定すれば、Ｓ１２７に移行し、カメラ駆動モータ２１を停止（換言すれば、カメラ１５の移動を停止）する。
【００２８】
一方、Ｓ１２５にて、リミットスイッチ１３が「ＯＦＦ」（カメラ１５が前方監視位置に移動中）であれば、Ｓ１３０に移行する。
Ｓ１３０では、カメラ１５が前方監視位置に移動し終わるのに充分な時間であるタイムアウト時間（例えば５秒）が経過しているかを判定し、タイムアウト時間を経過していなければ、Ｓ１２５に戻り、再度、リミットスイッチ１３の「ＯＮ／ＯＦＦ」判定を行う。また、Ｓ１３０にて、タイムアウト時間が経過していれば、（換言すれば、Ｓ１２０でカメラ駆動モータ２１を駆動させ始めてからタイムアウト時間が経過しても、カメラ１５が前方監視位置に移動しない場合）は、異常が発生したとして、Ｓ１３５に移行して、異常通知信号を出力する。そして、Ｓ１２７に移行して、カメラ駆動モータ２１を停止する。
【００２９】
そして、Ｓ１２７の処理を実行後にＳ１１０に戻って処理を繰り返す
一方、Ｓ１１０で、ＩＧ信号が「ＯＦＦ」であると判定され、Ｓ１４０に処理が移行した場合には、セキュリティ制御ユニット１７からのセキュリティセット／アンセット信号を監視し、「セキュリティセット」であればＳ１４５に移行し、「セキュリティアンセット」であれば最初の処理であるＳ１１０に戻って処理を繰り返す。
【００３０】
次に、Ｓ１４５では、カメラ１５の位置が車室内監視位置であるかを、リミットスイッチ１３、１４により確認する。リミットスイッチ１４が「ＯＮ」（つまり、カメラ１５が車室内を向いている）であれば、最初の処理であるＳ１１０に戻って処理を繰り返す。また、リミットスイッチ１３が「ＯＮ」（つまり、カメラ１５が車両前方を向いている）であれば、Ｓ１５０へ移行する。
【００３１】
Ｓ１５０では、カメラ駆動モータ２１を駆動させ、カメラ１５を車室内監視位置方向へ回転移動させる。そして、続くＳ１５５でリミットスイッチ１４が「ＯＮ」となったか（カメラ１５が車室内監視位置に移動を完了した状態となったか）否かを判定する。リミットスイッチ１４が「ＯＮ」であると判定すれば、Ｓ１２７に移行し、カメラ駆動モータ２１を停止（換言すれば、カメラ１５の移動を停止）する。一方、Ｓ１５５でリミットスイッチ１４が「ＯＦＦ」（カメラ１５が車室内監視位置に移動中）であれば、Ｓ１６０に移行する。
【００３２】
Ｓ１６０では、カメラ１５が車室内監視位置に移動し終わるのに充分な時間であるタイムアウト時間（例えば５秒）が経過しているかを判定し、タイムアウト時間を経過していなければ、Ｓ１５５に戻り、再度リミットスイッチ１４の「ＯＮ／ＯＦＦ」判定を行う。また、タイムアウト時間が経過していれば、（換言すれば、Ｓ１５０でカメラ駆動モータ２１を駆動させ始めてからタイムアウト時間が経過しても、カメラ１５が車室内監視位置に移動しない場合）は、異常が発生したとして、Ｓ１３５に移行して、異常通知信号を出力する。そして、Ｓ１２７に移行して、カメラ駆動モータ２１を停止する。
【００３３】
そして、Ｓ１２７の処理を実行後にＳ１１０に戻って処理を繰り返す。
このように、本実施形態では、制御部１０で、車両の運転状態とセキュリティ制御ユニット１７の状態を検知し、車両が運転状態であれば、カメラ１５の撮像方向を車両前方に向けて車両前方の画像を撮像し、また、車両が運転状態ではなく、かつ、セキュリティ制御ユニット１７が車室内を監視するようにセットされていれば、カメラ１５の撮像方向を車室内に向けて、車室内の画像を撮像する、という制御をおこなっている。
【００３４】
このため、1台のカメラ１５のみで、車両前方と車室内の画像を撮像することが可能であり、従来のように、車両制御装置に必要な画像と防犯装置に必要な画像とを別々のカメラを使って撮像する必要がなくなり、車内の配線等を減らすことができ、効率のよい撮像が可能となる。
【００３５】
また、セキュリティ制御ユニット１７のセキュリティセット／アンセット信号の代わりに、車両のドアを閉めてロック状態としたときにＯＮとなるドアロック信号を検知することにより車室内監視を可能とすることもできる。つまり、図３に示すフローチャートのＳ１４０において、セキュリティセット／アンセット信号のＨｉｇｈ／Ｌｏｗの判定の代わりに車両のドアロック信号のＯＮ／ＯＦＦを判定し、ドアロック信号がＯＮ（ドアがロック状態）となった場合に、セキュリティセット／アンセット信号がＨｉｇｈの場合（セキュリティセットの状態）と同様に、カメラ１５を車室内に向けるようにするのである。
【００３６】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の態様を採ることができる。
例えば、上記実施形態では、L字形状に形成したブラケット２３にカメラ１５を取り付けているが、ブラケット２３の形状をＬ字形状ではなく、図４に示すように円筒状にしてもよい。ここで図４（ａ）は車両撮像装置の概略図、図４（ｂ）は車両撮像装置の上面図、図４（ｃ）は同側断面図である。
【００３７】
図４（ｃ）に示すように、ブラケット２３は一方の端面に端面板２７を有する円筒状に形成されている。そして、その円筒状のブラケット２３の側面にカメラ１５が装着され、ブラケット２３の端面板２７には回転軸２５が貫設されている。
【００３８】
そして、ブラケット２３の内側面に減速ギア２４が形成され、また、カメラ駆動モータ２１の出力軸には減速ギア２６が装着されており、各減速ギア２４と減速ギア２６は互いに嵌合するように配設されている。そのため、カメラ駆動モータ２１の出力軸の回転は、減速ギア２６、２４を介して減速されつつ、ブラケット２３に伝達される。そして、ブラケット２３は回転軸２５を中心として回転移動する。このため、カメラ１５は、その撮像方向が、ブラケット２３の移動に伴い円弧を描くように移動する。そして、前記実施形態と同様にリミットスイッチ１３、１４で移動の範囲が制限される。
【００３９】
また、上記実施形態では、ブラケット２３は、一方の端面に端面板２７を有する円筒状に形成されており、その側面のカメラ１５が装着されるとして説明したが、ブラケット２３を、端面板２７を有する円筒形状ではなく、図５に示すように、円筒を形成する端面板２７と側面が一体となるような湾曲面で形成するようにし、この湾曲面にカメラ１５を装着するようにしてもよい。
【００４０】
また、以上に説明した実施形態では、撮像をするためにカメラ１５を用い、カメラ１５を回転移動させることにより撮像領域を変更するとしているが、この場合、カメラ１５のレンズで、車両前方の遠景と車室内の近景とを撮像するためには、通常、レンズにズーム機能等が必要となる。しかし、ズーム機能等を備えたレンズは構成が複雑となり、小型化が困難となることが考えられる。
【００４１】
このような場合には、カメラ１５全体を回転移動するのではなく、図６に示すように、撮像素子のみを回転移動するようにするとよい。ここで、図６（ａ）は車両の上面から、また、図６（ｂ）は車両の側面から見た車両撮像装置の構造及び車両への取り付け状態を示す概略図である。
【００４２】
図６（ａ）に示すように、車両前方の遠景を撮像するのに適した視野角を有するレンズ３１が車両前方方向に、また、車室内の近景を撮像するのに適した視野角を有するレンズ３２が、車室内方向に向けて配設されている。
【００４３】
そして、図６（ｂ）に示すように、Ｌ字形状のブラケット２３にはカメラ１５の代わりに、例えば半導体撮像素子であるＣＣＤのような小型軽量な撮像素子３０が、その撮像面がL字の外側方向となるように装着されている。その他の構成については、図２に示す実施形態と同様であるので説明は省略する。
【００４４】
そして、図２に示す実施形態と同様に、カメラ駆動モータ２１の出力軸の回転は、減速ギア２６、２４を介して減速されつつ、回転軸２５に伝達され、その回転軸２５の回転に伴い、ブラケット２３は回転軸２５の周囲を、円を描くように回転移動する。その結果、ブラケット２３に装着された撮像素子３０が回転移動し、リミットスイッチ１３、１４で、レンズ３１又はレンズ３２の結像位置に停止する。このようにして、撮像領域が変更される。
【００４５】
このようにすれば、カメラ１５全体を回転移動するよりも、より軽量な撮像素子３０のみを回転移動させればよいので、カメラ駆動モータ２１やブラケット２３等の構成品を小型・軽量なものとすることができ、車両撮像装置全体としても小型化することができる。また、カメラ駆動モータ２１に必要なパワも低く抑えることができる。
【００４６】
さらに、各レンズ３１、３２にはズーム機能などの複雑な機構を持たせる必要がなくなり、安価なレンズとすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】実施形態のシステム概略構成を示す説明図である。
【図２】実施形態の車載用撮像装置の概略構造及び車両への取り付け状態を示す説明図である。
【図３】図１に示す実施形態の処理内容を示す制御フローチャートである。
【図４】ブラケット２３を円筒状にした場合の車載用撮像装置の概略構造を示す説明図である。
【図５】ブラケット２３を湾曲面で構成した場合の車載用撮像装置の概略構造を示す説明図である。
【図６】撮像素子のみを回転移動するように構成した場合の車載用撮像装置の概略構造を示す説明図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…車載用撮像装置、５…露出制御部、１０…制御部、１１…カメラ駆動部、１３、１４…リミットスイッチ、１５…カメラ、１７…セキュリティ制御ユニット、１８…自動走行制御ユニット、２１…カメラ駆動モータ、２３…ブラケット、２４、２６…減速ギア、２５…回転軸、３０…撮像素子、３１、３２…レンズ
【図１】
2005170211.tif 000003
【図２】
2005170211.tif 000004
【図３】
2005170211.tif 000005
【図４】
2005170211.tif 000006
【図５】
2005170211.tif 000007
【図６】
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