実際の運転状況に合わせたドライブレコーダーレンズの選び方

はじめに: ドライブレコーダーは楽しい景色以上のものを記録する必要があります

ドライブレコーダーは、フロントガラス越しにカメラを向け、道路を記録し、映像を保存するという単純な画像製品のように見えるかもしれません。実際には、レンズは困難な条件の組み合わせに対処する必要があります。

シーンは数秒で明るい空から暗いトンネルに移動できます。ヘッドライトは夜間に強いハイライトを生成することがあります。フロントガラスは別の光学面を追加するため、カメラは振動、熱、寒さ、照明の繰り返しの変化にさらされる可能性があります。一方、レンズはコンパクトなハウジングに収まり、重要な細部を小さくしすぎずに関連イベントを捉えるのに十分な範囲を提供する必要があります。

したがって、ドライブレコーダーを開発するメーカーにとって、レンズの選択はシステムの決定となります。焦点距離は重要ですが、それは仕様の一部にすぎません。このガイドでは、レンズの製造が承認される前に注意すべきパラメータについて説明します。

1. 必要な視野から始める

視野 (FOV) によって、カメラがシーンのどの程度をキャプチャするかが決まります。 FOV が広いと、より多くの車線、路側の状況、車両付近のイベントを含めることができます。しかし、広ければ広いほど自動的に良いというわけではありません。

固定センサーを使用すると、非常に広角のレンズが画像全体にシーンを広げ、遠くの物体が占有するピクセル数を減らすことができます。また、端に向かうにつれて歪みが目立つ場合もあります。プロジェクトで標識を読んだり、遠くから詳細をキャプチャしたりする必要がある場合、チームは画像の関連部分に使用可能な詳細がどの程度残っているかを評価する必要があります。

仕様が水平、垂直、または対角の FOV に言及しているかどうかを確認してください。これらの値は交換可能ではありません。また、センサーの寸法と光学投影モデルにも依存します。したがって、宣伝されている単一の角度のみを使用してレンズを比較すると、誤解を招く結論につながる可能性があります。

実際のテストでは、前方の車線や車両の側面など、表示する必要がある領域を定義し、実際の設置角度でサンプル映像を確認します。目標は、単にデータシート上の最大値ではなく、使用可能な範囲をカバーすることです。

2. レンズをセンサーに合わせる

レンズとセンサーはペアとして評価する必要があります。レンズはセンサーフォーマットをカバーするイメージサークルを提供する必要があり、その光学性能はセンサーのピクセルサイズと解像度の要件に適している必要があります。

メガピクセル数が高くても、完全なカメラがより有用な詳細を記録できるとは限りません。レンズの解像力が不十分、コントラストが低い、またはエッジ性能が弱い場合、センサーは設計チームが期待する細部を捉えられない可能性があります。

少なくとも次のことを確認してください。

- センサーの形式と有効寸法

- ピクセルサイズと解像度のターゲット

- レンズイメージサークル

- 中心と端の画質

- 機械的マウントと利用可能なパッケージスペース

- 最終画像をトリミングするかデジタル補正するか

これらの詳細は、ツールやハウジングの設計の変更が困難になる前に決定する必要があります。

3. 歪みと画像の使いやすさを理解する

ダッシュ カメラは一般に広角光学系を使用するため、ある程度の歪みはカバー範囲とのトレードオフとして許容される場合があります。重要な問題は、歪みが意図した使用を妨げるかどうかです。

一般的な録音では、湾曲した水平線が許容される場合があります。車線の位置を分析したり、距離を推定したり、運転支援機能をサポートしたりするシステムの場合、幾何学的動作をより慎重に評価する必要がある場合があります。ソフトウェアは一部の歪みを補正できますが、補正により画像が切り取られ、ピクセルがリサンプリングされる場合があります。

したがって、レンズは実際の画像処理パイプラインを使用して評価する必要があります。静止画だけでなく、予想されるフレームレート、露出設定、取り付け角度での動画も確認してください。エッジ領域が重要な場合は、フレームの中心だけを判断するのではなく、エッジ領域を明示的に検査します。

4. 低照度でのパフォーマンスは絞り以上のもの

開口部が大きいほど、より多くの光をセンサーに届けることができるため、低照度の場合に役立ちます。ただし、低照度でのパフォーマンスは、センサーの感度、露出時間、画像処理、焦点、グレアやフレアの存在にも依存します。

露出を長くすると、夜のシーンは明るくなりますが、車両や物体が動くとモーション ブラーが増加する可能性があります。積極的なノイズリダクションにより、細かい部分を滑らかに除去できます。したがって、大きな絞りは、イメージング システムの残りの部分が追加の光を利用できる場合にのみ役立ちます。

開発テストでは、日光、夕暮れ、街灯、薄暗い道路、明るい環境と暗い環境の間の移行など、さまざまな照明レベルでシーンをキャプチャします。全体的な明るさだけでなく、判読可能な詳細について映像を確認してください。

5. HDR とハイコントラストのシーン

車載カメラは、同じフレーム内に明るい空、暗い路面、日陰のエリア、反射標識のあるシーンに直面することがよくあります。ハイ ダイナミック レンジ (HDR) 処理は、これらの違いを超えて情報を保存するのに役立つ可能性がありますが、それでもレンズの役割はあります。

内部反射、フレア、ゴースト イメージ、散乱光により、強い光源の周囲のコントラストが低下することがあります。均一な室内照明では適切に見えるレンズでも、カメラが低い太陽や対向車のヘッドライトに面している場合は動作が異なる場合があります。

レンズ、カバーガラス、センサー、画像処理設定を合わせて評価する必要があります。強力な点光源と高コントラストのシーンを含むテスト条件を求めてください。カメラがフロントガラスの後ろに取り付けられている場合は、光学面の間で追加の反射が発生する可能性があるため、対象のガラスを通して実際の角度でテストしてください。

6. フロントガラスは光学システムの一部です

フロントガラスは単なる目に見えない窓ではありません。曲率、コーティング、色合い、反射、角度が画像に影響を与える可能性があります。カメラがガラスに近すぎると、ダッシュボードや車内からの反射が映る場合があります。

このため、最終的なインストールは検証計画の一部として含める必要があります。カメラの位置、レンズとガラスの間隔、角度、保護カバーを確認してください。昼光と夜間でテストし、二重反射、フレア、または予期しない色の変化がないか画像を検査します。

製品が複数の車両モデルを対象としている場合、1 つの取り付けですべてのフロントガラスの形状を表現できると想定しないでください。機械的および光学的統合要件を文書化する必要があります。

7. 温度、振動、フォーカスの安定性

自動車エレクトロニクスは重大な温度変化を受ける可能性があります。光学設計および機械設計によっては、温度が焦点、位置合わせ、およびコンポーネントの相対位置に影響を与える場合があります。振動によって、取り付けや組み立ての弱点が露呈する可能性もあります。

適切な検証は、製品カテゴリとその対象環境によって異なります。設計を最終決定する前に、動作温度範囲、保管条件、振動要件、および関連する自動車認定計画を確立します。必要な証拠が入手できない限り、汎用レンズを自動車用として認定したものとして扱わないでください。

焦点の安定性は、組み立て直後だけでなく、予想される条件全体にわたって評価する必要があります。コンパクトなレンズは、製品の耐用年数にわたって、意図された使用条件に適した状態を維持する必要があります。

8. 見積もりをリクエストする前の購入者のチェックリスト

レンズ サプライヤーがプロジェクトを評価できるように、次の情報を準備してください。

1.センサーのモデル、フォーマット、解像度、ピクセルサイズ

2.必要な水平および対角FOV

3.目標作動距離とカメラ取り付け角度

4.利用可能なレンズの直径、長さ、および取り付けインターフェイス

5.昼夜とHDRの要件

6.予想される温度および振動環境

7.フロントガラスまたは保護窓の詳細

8.エッジ性能や歪みなどの画質基準

9.予測量、サンプル量、検証スケジュール

仕様を明確にすると、やり取りが減り、提案されたソリューションを同じ基準で比較しやすくなります。

ボシ光学 の使用

ボシ光学は、自動車エレクトロニクスを含む複数のイメージング市場向けに光学レンズ製品とカスタマイズされた光学サポートを提供しています。定義されたパッケージ制約またはアプリケーション固有の要件があるプロジェクトの場合は、カスタマイズされた光学製品ページを参照し、センサー、視野、環境、機械的エンベロープについて技術チームと話し合ってください。

適切な見積もり依頼では、特定の焦点距離のレンズを要求するだけでなく、カメラ システムについて説明する必要があります。焦点距離は出発点です。レンズが適切かどうかは、センサー、視野、パッケージ、画質目標、検証条件によって決まります。

結論: 信頼できる映像を選択してください

ドライブレコーダーのレンズは、カバレッジ、ディテール、低照度での動作、歪み、フレア、環境安定性のバランスをとる必要があります。単一の仕様だけでそのバランスを説明できるものはありません。

カメラが何をキャプチャする必要があるかを定義し、対象のフロントガラスとハウジングを通してテストし、実際の運転条件で完全なイメージング チェーンを評価します。このアプローチにより、エンジニアはレンズ選択のより信頼性の高い基準を得ることができ、購入者は紙の上では良さそうに見えても、実際にはうまくいかないレンズを選択することを避けることができます。