(57)【要約】【課題】撮像装置を取り付ける際に光軸の精度を高く取付けることができ、取付けに係る手間を低減することを目的とする。【解決手段】撮像装置４は、撮像光学系７は、被写体像を結像させるレンズ部７１１と、レンズ部７１１と一体的に形成され撮像光学系７の光軸に垂直な平面を有する取付部７１２とを有する光学素子７１を少なくとも有し、光学素子７１の取付部３は、筺体の外に露出し、撮像光学系７の中で最も被写体側に配置されることを特徴とする。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体像を結像させる撮像光学系及び筺体を備える撮像装置であって、
前記撮像光学系は、前記被写体像を結像させるレンズ部と、前記レンズ部と一体的に形成され前記レンズ部の光軸に垂直な平面を有する取付部とを有する光学素子を少なくとも有し、
前記光学素子の前記取付部は、前記筺体の外に露出し、前記撮像光学系の中で最も被写体側に配置される
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
請求項１に記載の撮像装置であって、
前記取付部は、前記光軸と重なる軸を中心軸とし、前記レンズ部の半径以上の長さの内径を有する円筒部の少なくとも一部であることを特徴とする撮像装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の、少なくとも１つの撮像装置と、
平面を有し、前記取付部の平面と合わさるように前記撮像装置が取付けられる板状部材とを備える
ことを特徴とする撮像システム。
【請求項４】
請求項３に記載の撮像システムであって、
前記取付部の前記平面は、前記レンズ部のいずれの部分より、前記被写体に近い位置に形成され、
前記板状部材は透明である
ことを特徴とする撮像システム。
【請求項５】
請求項３に記載の撮像システムであって、
前記板状部材は、開口を有し、
前記レンズ部が前記開口の位置に配置されるように、前記取付部は前記板状部材に取付けられる
ことを特徴とする撮像システム。
【請求項６】
請求項３乃至５のいずれか１項に記載の撮像システムであって、
複数の前記撮像装置が、前記板状部材に取付けられる
ことを特徴とする撮像システム。
【請求項７】
請求項３乃至６のいずれか１項に記載の撮像システムを有することを特徴とする移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像装置、撮像システム、及び、移動体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カメラを取り付けた車両がその車両の周辺の画像を撮像し、撮像された画像に基づいて、例えば、車線を検出したり、先行して走行する車両までの距離を計測したりする技術が普及している。カメラを車両に取り付ける際、機械的な要因によって、本来、光軸の方向とすべき方向に対して実際のカメラの光軸の方向がずれてしまうことがある。このように、カメラの光軸がずれてしまった場合、所望の撮像範囲を撮像できず、そのため所望の画像を得ることができない。このようなことを防ぐために、車両に取り付けられたカメラの光軸を調整する技術が知られている。
【０００３】
光軸を調整する技術として、例えば、特許文献１には、光軸調整部材を介して取り付けられたビデオカメラについて、光軸調整部材の固定ネジを用いて光軸を調整することが記載されている。特許文献１に記載された光軸を調整する技術では、保持部材の上端に光軸調整部材を介してビデオカメラが保持され、ビデオカメラと光軸調整部材は固定ネジで止められている。そして、ビデオカメラの光軸がずれている場合、固定ネジを弛めてビデオカメラの向きを動かし、光軸のずれが解消されたら固定ネジを締めつける。
【０００４】
また、特許文献２には、所定の平面チャートを用いて光軸を調整する技術が記載されている。特許文献２に記載された光軸を調整する技術では、２本の平行直線、及び、これら２本の平行直線と直交する２本の平行直線を有する平面チャートを２台のカメラで撮像する。そして、撮像された画像を合成した合成画像に表示された直線に基づいてカメラを載置しているステージが回転される。
【０００５】
これらの技術によって、カメラの光軸の方向のずれを解消することができ、それにより、所望の撮像範囲を撮像して所望の画像を得ることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１５７５５７号公報
【特許文献２】特開平１１−１４３４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、撮像装置の光軸を調整するために、特許文献１に記載されている技術においては固定ネジを弛めたり、締めつけたりするといった複雑な工程を経なければならず、その手間がかかってしまう。また、特許文献２に記載されている技術においても平面チャートを撮像して、その撮像に係る画像に併せてカメラの向きを調整して取り付けるという複雑な作業が必要とされ、その手間がかかってしまう。
【０００８】
したがって、かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、光軸の精度を高くして、撮像装置を取付けることができ、取付けに係る手間を低減することが可能となる撮像装置、撮像システム、及び、移動体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した諸課題を解決すべく第１の観点による撮像装置は、
被写体像を結像させる撮像光学系及び筺体を備える撮像装置であって、
前記撮像光学系は、前記被写体像を結像させるレンズ部と、前記レンズ部と一体的に形成され前記撮像光学系の光軸に垂直な平面を有する取付部とを有する光学素子を少なくとも有し、
前記光学素子の前記取付部は、前記筺体の外に露出し、前記撮像光学系の中で最も被写体側に配置される
ことを特徴とするものである。
【００１０】
また、第２の観点による撮像装置は、
前記取付部は、前記光軸と重なる軸を中心軸とし、前記レンズ部の半径以上の長さの内径を有する円筒部の少なくとも一部である
ことが好ましい。
【００１１】
また、第３の観点による撮像システムにおいては、
平面を有し、前記取付部の平面と合わさるように前記撮像装置が取付けられる板状部材とを備える
ことが好ましい。
【００１２】
また、第４の観点による撮像システムにおいては、
前記取付部の前記平面は、前記レンズ部のいずれの部分より、前記被写体に近い位置に形成され、
前記板状部材は透明である
ことが好ましい。
【００１３】
また、第５の観点による撮像システムは、
前記板状部材は、開口を有し、
前記レンズ部が前記開口の位置に配置されるように、前記取付部は前記板状部材に取り付けられる
ことが好ましい。
【００１４】
また、第６の観点による撮像システムは、
被写体像を結像させる撮像光学系及び筺体を備える撮像装置であって、
前記撮像光学系は、前記被写体像を結像させるレンズ部と、前記レンズ部と一体的に形成され前記撮像光学系の光軸に垂直な平面を有する取付部とを有する光学素子を少なくとも有し、
前記光学素子の前記取付部は、前記筺体の外に露出し、前記撮像光学系の中で最も被写体側に配置される少なくとも１つの撮像装置と、
平面を有し、前記取付部の平面と合わさるように前記撮像装置が取付けられる板状部材とを備え、
複数の前記撮像装置が、前記板状部材に取付けられる
ことを特徴とするものである。
【００１５】
また、第７の観点による移動体は、
被写体像を結像させる撮像光学系及び筺体を備える撮像装置であって、
前記撮像光学系は、前記被写体像を結像させるレンズ部と、前記レンズ部と一体的に形成され前記撮像光学系の光軸に垂直な平面を有する取付部とを有する光学素子を少なくとも有し、
前記光学素子の前記取付部は、前記筺体の外に露出し、前記撮像光学系の中で最も被写体側に配置される少なくとも１つの撮像装置と、
平面を有し、前記取付部の平面と合わさるように前記撮像装置が取付けられる板状部材とを備え、
複数の前記撮像装置が、前記板状部材に取付けられる
ことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、光軸の精度を高くして、撮像装置を取付けることができ、取付けに係る手間を低減することが可能となる
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置が取り付けられる移動体の内部を表す側面図である。
【図２】図１に示される移動体の内部を表す上面図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置の光軸を含む断面図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置のレンズ部及び取付部を光軸方向から見た状態を表す模式図である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る撮像装置が板状部材に取付けられる状態を表す模式図である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係る撮像装置の光軸を含む断面図である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係る板状部材を表す図である。
【図８】本発明の実施形態の変形例に係るレンズ部及び取付部を光軸方向から見た状態を表す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の一実施形態について説明する。
【００１９】
まず、図１及び図２を用いて、本発明の第１の実施形態に係る撮像システムについて説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る撮像システムの各構成部位の移動体２の内部での配置を表す側面図である。また、図２は、図１に示される撮像システムの各構成部位の移動体２の内部での配置を表す上面図である。
【００２０】
図１，２に示すように、撮像システムは移動体２内に配置される。移動体２は、例えば乗用車、バス、トラック等の車両である。撮像システムは、複数の撮像装置４が移動体２の内部を撮像するステレオカメラであり、移動体２の内部にいる人物５の、撮像装置４からの距離を測定することによって、その人物５の体型や姿勢を認識する。これによって撮像システムは、例えば、大きい体型の人物５がいる場合にエアバックの圧力を高くし、小さい体型の人物５がいる場合にエアバックの圧力を小さくするというように、衝撃を和らげるために適切にエアバッグを駆動する。撮像システムは、板状部材３、及び少なくとも１つ、本実施形態では２つの撮像装置４を含んで構成される。撮像装置４は移動体２の外部を撮像する方向に取り付けられてもよい。
【００２１】
板状部材３は加工精度の高いガラス等を材料として形成された平面を有する部材であり、液晶などを用いた表示部、又は、計器や操作スイッチを並べたパネル等がその一例として用いられる。また、板状部材３は、本実施形態においては透明である。
【００２２】
撮像装置４は、板状部材３の有する平面に、移動体２の内部、例えば、移動体２の運転席でハンドル６を操作する人物５等を物体として撮像することができる方向に取り付けられる。ここで、図３を用いて本発明の一実施形態に係る撮像装置４の構成について説明する。
【００２３】
図３は、撮像装置４が形成する光軸Ａを含む撮像装置４の断面図である。図３に示されるように、撮像装置４は撮像光学系７、撮像素子８、筺体９を有する。
【００２４】
撮像光学系７は、少なくとも１つの光学素子７１を含むことにより所望の光学特性を有し、物体の像を結像させる。撮像光学系７は、光学素子７１以外にも、レンズなどの他の光学素子７２，７３を含んでもよい。光学素子７１は、撮像光学系７を構成する光学素子７１の中で、最も被写体側に配置される。
【００２５】
光学素子７１は、例えばガラスまたは樹脂などの材料により一体的に形成される、レンズ部７１１及び取付部７１２を有する。
【００２６】
レンズ部７１１は、例えば両面の少なくとも一方が、球面、非球面、および自由曲面のいずれかであり、被写体像の結像に寄与する。また、レンズ部７１１はＧＲＩＮレンズであってもよい。
【００２７】
取付部７１２は、前述のように、レンズ部７１１と同一の材料で一体的に形成されている。また、取付部７１２はレンズ部７１１の光軸Ａに垂直な取付面７１２１を有している。取付面７１２１は、光軸方向においてレンズ部７１１のいずれの部分より、撮像される被写体にさらに近い位置に、筺体の外に露出して配置される。また、図４に示すように、取付部７１２は、レンズ部７１１の光軸Ａと重なる中心軸である円筒部７１２２を有する。円筒部７１２２の長手方向に沿ったレンズ部７１１から離間した端部に、取付面７１２１が、形成される。円筒部７１２２の内径はｒ１であり、外径はｒ２であり、円筒部７１２２は、光軸Ａを中心とした回転対象の形状を有する。
【００２８】
また、取付部７１２は上述した円筒部７１２２の全部ではなく、円筒部７１２２の一部であってもよい。
【００２９】
撮像素子８は、電荷結合素子（ＣＣＤ）、相補性金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）等の固体撮像素子であり、撮像光学系７を通して撮像素子８の受光面に結像された被写体像を電気信号に変換する。
【００３０】
筺体９は、撮像光学系７を形成するレンズ部７１１及び撮像素子８を収容する筒状の収容物である。図３に示されるように、筺体９は、レンズ部７１１の光軸Ａに平行な方向を筺体９の長手方向にして、レンズ部７１１を収容する。
【００３１】
図５に示すように、取付部７１２は、その取付面７１２１が板状部材３の板面に面合わせするように合わさって密着するように接着剤等によって取付けられ、これにより撮像装置４は板状部材に取付けられる。
【００３２】
以上説明したように本発明の実施形態によれば、取付部７１２をレンズ部７１１と一体化して形成するため、レンズ部７１１の光軸Ａ、すなわち撮像光学系７の光軸Ａに対して、高精度に垂直な平面を取付部７１２に設けることが容易である。したがって、撮像装置４の取付部７１２を板状部材３の平面に密着させるように取付けることにより、複雑な作業を行わずに、光軸Ａの方向につき高い精度で簡易に取り付けることができる。このため、複雑な作業が必要な場合に用いられる部材を撮像装置４に設ける必要がなく、撮像装置４を小型化することができる。また、平面同士を合わせることにより取付けられるので、取付けられた撮像装置４の光軸Ａの経時的なずれを低減することができる。
【００３３】
したがって、本実施形態の撮像装置４は、ステレオカメラのように高精度の光軸Ａの方向合わせが求められる撮像システムに対して、要求される光軸Ａの方向精度を容易に達成可能である。
【００３４】
また、本発明の実施形態によれば、光学素子７１を、高い加工精度を実現可能なガラスを用いて形成するので、他の材料を用いる場合に比べて、取付部７１２に形成する平面の、レンズ部７１１の光軸Ａに対する垂直な精度をいっそう向上可能である。それゆえ、撮像装置４における光軸Ａのずれをいっそう低減可能である。
【００３５】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、取付部の形状が第１の実施形態と異なっている。以下に、第１の実施形態と異なる点を中心に第２の実施形態について説明する。なお、第１の実施形態と同じ構成を有する部位には同じ符号を付す。
【００３６】
第１の実施形態と同様に、撮像装置４は撮像光学系７、撮像素子８、筺体９を有する。撮像素子８および筺体９の構造および機能は、第１の実施形態と同様である。
【００３７】
撮像光学系７は、光学素子７４を有する。第１の実施形態と同様に、光学素子７４は、レンズ部７４１および取付部７４２を有する。レンズ部７４１の構造および機能は第１の実施形態のレンズ部７１１と同様である。
【００３８】
取付部７４２は、図６に示されるように、取付面７４２１が、光軸方向においてレンズ部７４１における最も被写体から近くにある部分Ｐより、被写体から遠い位置に形成される。このように構成された取付部７４２に係る撮像装置４は、図７に示されるような開口３１及び板部３２を有する板状部材３に取付けられる。また、図６に示されるように、光学素子７４におけるレンズ部７４１が開口３１の位置に配置されるよう、取付部７４２が取付面７４２１において取付部材３に取付けられる。開口３１はレンズ部７４１に入射する光線が板状部材３の板部３２によって遮られない程度の大きさ、例えば、レンズ部７４１の半径ｒ０より長い半径の円の大きさであればよい。
【００３９】
以上のような第２の実施形態の撮像装置によっても、取付部７４２をレンズ部７４１と一体的に形成するため、レンズ部７４１の光軸Ａ、すなわち撮像光学系７の光軸Ａに対して、高精度に垂直な平面を取付部７４２に設けることが容易である。
【００４０】
さらに、第２の実施形態の撮像装置４によれば、透明ではない部材により形成された板状部材３に撮像装置４を、光軸Ａに対して高精度に垂直な平面を取り付けることが可能となる。
【００４１】
上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、実施形態に記載の複数の構成ブロックを１つに組み合わせたり、あるいは１つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。
【００４２】
例えば、取付部７１２は、円筒部７１２２に加えて円筒部７１２３を有してもいい。図８に示されるように、円筒部７１２３はレンズ部７１１の光軸Ａを軸とし、円筒部７１２２の外径ｒ２より長い内径、外径によって形成される。円筒部７１２３の底面は取付部７１２の取付面７１２１として機能する。このように取付部７１２が複数の円筒部を有することによって、１つの円筒部を有する場合に比べてより安定して板状部材３に取り付けられる。また、取付部７１２が板状部材３に取り付けられた後に経時的に発生する光軸Ａのずれをいっそう低減することが可能となる。
【符号の説明】
【００４３】
２          移動体
３          板状部材
４          撮像装置
５          人物
６          ハンドル
７          撮像光学系
８          撮像素子
９          筺体
３１        開口
３２        板部
７１        光学素子
７２        光学素子
７３        光学素子
７４        光学素子
７１１      レンズ部
７１２      取付部
７１２１    取付面
７１２２    円筒部
７１２３    円筒部
７４１      レンズ部
７４２      取付部
７４２１    取付面
【図１】
2016031308.tif 000003
【図２】
2016031308.tif 000004
【図３】
2016031308.tif 000005
【図４】
2016031308.tif 000006
【図５】
2016031308.tif 000007
【図６】
2016031308.tif 000008
【図７】
2016031308.tif 000009
【図８】
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