JP2018116122A

JP2018116122A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2018116122A
Application number: JP2017006192A
Authority: JP
Inventors: 昌秀稲山; Masahide Inayama
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2017-01-17
Filing date: 2017-01-17
Publication date: 2018-07-26

Abstract

【課題】光透過部材に付着した霜や雪などが除去されるまでの時間を短縮可能な撮像装置を得る。【解決手段】撮像装置１０は、撮像手段２６のレンズ２７の表側を覆う光透過部材３０と、光透過部材３０における撮像手段２６の画角範囲の外縁を囲むように装着され、かつ下方が開放するように形成された加熱体４２と、を備えている。【選択図】図５

Description

本発明は、撮像装置に関する。

下記特許文献１に記載の撮像装置では、レンズモジュールの外側に前後２層のレンズが設けられている。この２層のレンズの間であって、カメラの画角範囲外となる領域には、環状かつフィルム状の発熱体が挟まるように設けられている。このような撮像装置を屋外で使用する場合、ガラスレンズやカバーガラスなどの光透過部材に霜や雪が付着すると、発熱体を作動させた際にガラス層の中心部付近に水滴が残りやすく、視界が確保されるまでに時間を要する。

特開２００４−３２５６０３号公報

本発明は、上記事実を考慮し、光透過部材に付着した霜や雪などが除去されるまでの時間を短縮可能な撮像装置を得ることが目的である。

請求項１に記載の撮像装置は、撮像手段のレンズの表側を覆う光透過部材と、前記光透過部材における前記撮像手段の画角範囲の外縁を囲むように装着され、かつ下方が開放するように形成された加熱体と、を備えている。

請求項２に記載の撮像装置は、請求項１に記載の撮像装置において、前記加熱体は、逆さＪ字状に形成されている。

請求項３に記載の撮像装置は、請求項１又は請求項２に記載の撮像装置において、前記光透過部材は、前記撮像手段の受像面に対して前傾している。

請求項４に記載の撮像装置は、請求項１〜３の何れか１項に記載の撮像装置において、前記光透過部材は、表面に撥水膜が施されている。

請求項５に記載の撮像装置は、請求項１〜４の何れか１項に記載の撮像装置において、前記光透過部材は、表面に親水膜が施されている。

請求項１に記載の撮像装置では、ガラスレンズやカバーガラスなどの光透過部材に設けられた加熱体は下方が開放しているため、光透過部材に霜や雪などが付着した場合に光透過部材の上部から溶け出した水が光透過部材の下方に流れることにより、霜や雪などが除去されるまでの時間を短縮することができる。

請求項２に記載の撮像装置では、加熱体は、逆さＪ字状に形成されることにより、加熱体の電力供給側のスペースを有効に活用することができる。

請求項３及び４に記載の撮像装置では、加熱体により霜や雪などが溶けることで生じた水を光透過部材の上部から下部へ流れやすくすることにより、霜や雪などが除去されるまでの時間を短縮することができる。

請求項５に記載の撮像装置では、加熱体により霜や雪などが溶けることで生じた水を光透過部材になじませることにより、霜や雪などが除去されるまでの時間を短縮することができる。

本発明の第１実施形態に係る撮像装置を示す車両後斜め上方から見た斜視図である。本発明の第１実施形態に係る撮像装置の平面断面図である。本発明の第１実施形態に係る撮像装置の側面断面図である。本発明の第１実施形態に係る撮像装置のカバーガラス及びその装着物を拡大した断面図である。本発明の第１実施形態に係る撮像装置における発熱ユニットの平面図である。本発明の第２実施形態に係る撮像装置における発熱ユニットの平面図である。

［第１実施形態］
図１には、本発明の第１実施形態に係る撮像装置１０が車両後斜め上方から見た斜視図にて示されている。なお、図面では、車両前方を矢印ＦＲで示し、車幅方向外方（車両右方）を矢印ＯＵＴで示し、上方を矢印ＵＰで示している。

図１に示されるように、本実施形態に係る撮像装置１０は、車両１２の車体側を構成するサイドドア１４（フロントサイドドア）の上下方向中間部の車両前側端において、車幅方向外方に向けて設置されている。このカメラユニット２０は、車幅方向外側から車両後方に向けて回動可能に形成されている（図１の２点鎖線参照）。

撮像装置１０には、車体側を構成する設置体としてのブロック状のステー１８が設けられており、ステー１８がサイドドア１４に固定されることで、撮像装置１０がサイドドア１４に設置されている。

ステー１８の上側には、平面視略Ｌ字形柱状のカメラユニット２０（カメラアウタユニット）の基端部が支持されており、カメラユニット２０の基端側部分は、車幅方向外側に延出されると共に、カメラユニット２０の先端側部分は、車両後側に延出されている。

カメラユニット２０の外周は、被覆体としての平面視略Ｌ字形箱状のバイザ２２によって構成されている。このバイザ２２は、車幅方向に沿って延びる本体部２２Ａと、本体部２２Ａの車幅方向外側から車両後側に延びる蓋部２２Ｂとを備えている。ここで、図２に示されるように、本体部２２Ａの蓋部２２Ｂとの接続部近傍であって、車幅方向内側の壁部には車幅方向外側に向けてリブ２５が突設されている。このリブ２５は、後述するコネクタ５０と当接可能にされている。蓋部２２Ｂの車両後側の先端壁には、中央部分において、円状の露出孔２４Ａが貫通形成されており、露出孔２４Ａは、蓋部２２Ｂの先端部を車両後側に開放している。

蓋部２２Ｂの車両後側の先端部には、露出孔２４Ａの全周において、被覆部２４Ｂが形成されている（図２及び図３参照）。この被覆部２４Ｂは、露出孔２４Ａに対し車両後側に配置されているとともに、露出孔２４Ａの近傍部分が露出孔２４Ａへ向かうに従い車両前側へ向かう方向に傾斜されている。また、被覆部２４Ｂは、車幅方向内側部分に対し車幅方向外側部分が車両後側に突出されている（図１及び図２参照）。

また、図２に示されるように、カメラユニット２０の先端側部分におけるバイザ２２の内部には、撮像手段としてのカメラ２６が収容されている。図３に示されるように、カメラ２６は、バイザ２２内に設けられた保持部材である矩形筒状のカメラブラケット２８により、後述するカバーガラス３０が受像面に対して前傾するように固定されている。補足すると、カメラ２６の内部に設けられている受像面の垂線（図３の点線参照）に対して、カバーガラス３０の垂線（図３の一点鎖線参照）は、撮像方向において下を向いている。

カメラ２６の車両後側端部には、光を透過する光透過部材としてのカバーガラス３０が設けられている。このカバーガラス３０は円形板状のガラス層を構成している。カバーガラス３０は、カメラ２６のレンズ２７の車両後側の面（表面）を覆うとともに、蓋部２２Ｂの露出孔２４Ａを介して、蓋部２２Ｂの車両後側に露出されている。また、カバーガラス３０は、全周（上下方向両側及び車幅方向両側の全体）において、被覆部２４Ｂに被覆されている。このカバーガラス３０は、車両後側の露出面において撥水膜が施されている。

図４は、カバーガラス３０及びその装着物の拡大断面図である。図４に示されるように、カバーガラス３０の表面には、金属層としての金属膜３２が設けられている。詳しくは、金属膜３２は、車両後方の面（表面）に設けられた環状の表面金属膜３２Ａと、外周面（側面）の全域に設けられた側面金属膜３２Ｂと、車両前方の面（裏面）に設けられた環状の裏面金属膜３２Ｃとを備えている。

本実施形態の金属膜３２は、不透明な金属製の膜であって、金、銀、銅、アルミニウム等の金属材料をカバーガラス３０のガラス面に蒸着させて形成されている。なお、金属膜３２の形成方法は、蒸着に限らず、スパッタリングによる方法、金属ペーストを印刷、塗工する方法などを採用することができる。

金属膜３２は、カメラ２６の撮像の障害にならないように、少なくともカバーガラス３０におけるカメラ２６の画角範囲外に設けられている。ここで、図２及び図３の一点鎖線に示されるように、カメラ２６の画角はレンズ２７の表面から離れるにつれて、車両上下方向及び車幅方向に広がっている。上述のとおり、カバーガラス３０において、表面金属膜３２Ａ及び裏面金属膜３２Ｃは環状に形成されており、中心部分は円形状に開口している。そして、本実施形態の金属膜３２は、カメラ２６の画角範囲に合わせて設けられており、カバーガラス３０において、金属膜３２が設けられていない範囲、すなわち開口とされる部分は、裏面金属膜３２Ｃよりも表面金属膜３２Ａの方が広い。

以上のように金属膜３２が設けられたカバーガラス３０は、図２及び図３に示されるように、弾性を有する防水テープ３４を介して、カメラ２６及びカメラブラケット２８に対して固定される。具体的に、防水テープ３４は、略環状の両面テープであって、裏面金属膜３２Ｃの形成範囲に含まれる大きさで形成されている。そして、防水テープ３４の一の面が、金属膜３２の裏面金属膜３２Ｃに対して貼付けられている。一方、カメラ２６の車両後側の面であるカメラ前面２６Ａと、カメラブラケット２８の車両後側の段差部分に設けられた装着面２８Ａとは、カメラ２６の前後方向において、同じ位置に形成される面である。そして、カバーガラス３０に貼付けられた防水テープ３４の他の面が、カメラ前面２６Ａと装着面２８Ａとを渡すように貼付けられることにより、カバーガラス３０はカメラブラケット２８に固定される。なお、本体部２２Ａに蓋部２２Ｂが装着された際に、蓋部２２Ｂの被覆部２４Ｂがカバーガラス３０を押圧して防水テープ３４を圧縮してもよい。これにより、カバーガラス３０とカメラ２６とは密着度が増し、カバーガラス３０とカメラブラケット２８とは密着度が増す。そして、防水テープ３４により、カバーガラス３０とカメラ２６とがシール部（第１シール部Ｓ１）を形成し、カバーガラス３０とカメラブラケット２８とがシール部（第２シール部Ｓ２）を形成する。

一方、金属膜３２が設けられたカバーガラス３０には、後述する発熱部４０Ａが表面金属膜３２Ａに対して貼付けられることにより装着されている。図５は、バイザ２２の内部に収容される前の発熱ユニット４０の外観を示す図である。図５に示されるように、撮像手段用の発熱装置である発熱ユニット４０は、カバーガラス３０を加熱する加熱体としての発熱体４２が設けられた加熱部としての発熱部４０Ａと、発熱体４２に電力を供給する端子４４が設けられた基部４０Ｃと、発熱部４０Ａと基部４０Ｃとを接続する接続部４０Ｂとを備えている。発熱ユニット４０は、発熱部４０Ａ、接続部４０Ｂ及び基部４０Ｃが、絶縁性を有する柔軟なシート状部材により一体に形成されている。

発熱部４０Ａは、カメラ２６の画角範囲とされる部分を開口とする環状に形成されている。この発熱部４０Ａには、下方が開放する逆さＪ字状に形成された発熱抵抗素子である発熱体４２が設けられている。図５に示されるように、詳しくは、発熱体４２は、カメラ２６の画角範囲を挟んで対向する長尺部４２Ａと短尺部４２Ｂを有しており、長尺部４２Ａが後述する接続部４０Ｂ側に設けられている。長尺部４２Ａは、発熱体４２の上端部から接続部４０Ｂ側に向けて画角範囲に沿って曲線状に形成されるとともに、画角範囲の側端部の高さ位置から下端部の高さ位置付近にかけて直線状に形成されている。また、短尺部４２Ｂは、発熱体４２の上端部から接続部４０Ｂの反対側に向けて画角範囲に沿って曲線状に形成され、かつ画角範囲の側端部の高さ位置に至るまで形成されている。

基部４０Ｃは、発熱部４０Ａと接続部４０Ｂを挟んで反対側に設けられ、矩形状に形成された部分である。また基部４０Ｃは、発熱ユニット４０がバイザ２２の内部に収容された場合には、カメラブラケット２８の側面に固定される部分となる。この基部４０Ｃは、一方の面にカメラブラケット２８への接着に使用される両面テープが予め貼付けられ、他方の面の略中央部にコネクタ５０（図２参照）が接続される端子４４が設けられている。本実施形態の端子４４では、端子４４が装着されている面に対して直交方向がコネクタ５０の挿入方向となる。すなわち、コネクタ５０を挿入方向に沿って端子４４に挿入させることにより、コネクタ５０と端子４４とが接続される。なお、バイザ２２（本体部２２Ａ）の裏面（カメラ２６が収容される側の面）において、コネクタ５０の挿入方向にリブ２５が突設されており、このリブ２５はコネクタ５０に当接可能にされている。また、端子４４から接続部４０Ｂを経由して発熱体４２に向けては、図示しないプリント配線が形成されており、端子４４から発熱体４２に向けて電力が供給されている。

接続部４０Ｂは、発熱部４０Ａと基部４０Ｃとを接続する略矩形状の部分である。この接続部４０Ｂの幅は、発熱部４０Ａの幅及び基部４０Ｃの幅よりも狭く、発熱ユニット４０におけるくびれ部を形成している。そして、発熱ユニット４０がバイザ２２の内部に収容された場合は、図２に示されるように、発熱部４０Ａと基部４０Ｃとが直交した状態で収容される。このとき、くびれ部である接続部４０Ｂは、発熱ユニット４０の折曲げ部分となる。

次に、本実施形態の作用を説明する。

本実施形態のカメラ２６は、車両１２内の制御装置（図示省略）に電気的に接続されており、カメラ２６が制御装置の制御により電気的に作動されることで、カメラ２６がカバーガラス３０を介して車両後側を撮像する。制御装置には、表示手段としてのモニタ（図示省略）が電気的に接続されており、モニタには、制御装置の制御により、カメラ２６が撮像した像が表示される。モニタは、車両１２の車室内に配置されており、車両の乗員（例えば運転手）がモニタに表示される像（カメラ２６が撮像した像）を確認することで、乗員の車両後側の視認が補助される。

そして、本実施形態のように、撮像装置１０に発熱ユニット４０を設け、カメラ２６のレンズ２７の表側を覆うカバーガラス３０を発熱可能に形成することにより、カバーガラス３０に付着した霜や雪などを上部から溶かして除去することを可能にしている。ここで、従来の撮像装置１０では、発熱体４２が環状に形成されており、カバーガラス３０に霜や雪などが付着した場合に発熱体４２を作動させると、発熱体４２が装着されているカメラ２６の画角範囲の外縁から霜や雪などが溶け始める。すなわち、カバーガラス３０では、カメラ２６の画角範囲外においては水が付着し、画角範囲内においては霜や雪などが付着したままとなる。そして、発熱体４２による加熱により、カメラ２６の画角範囲外では水が乾燥により除去されても、画角範囲内においては水、霜、雪などが付着したままとなる。

以上、環状の発熱体４２においてカバーガラス３０に付着した霜や雪などを除去する場合、発熱体４２が設けられていないカメラ２６の画角範囲内の霜や雪などが最後まで付着し、溶けた後も水が最後まで付着したままとなる。すなわち、視界の確保に時間が掛かる。特に、カバーガラス３０のカメラ２６の画角範囲内は、発熱体４２とは接していないため発熱体４２から直接加熱されることはなく、画角範囲外から熱が伝達されることにより加熱されるため、水が乾燥し除去されるまで時間が掛かる。

これに対して、本実施形態の発熱体４２は、カバーガラス３０におけるカメラ２６の画角範囲の外縁を囲むように装着され、かつ下方が開放するように形成されている。したがって、本実施形態の発熱体４２を作動させた場合、発熱体４２が装着されているカバーガラス３０の上部及び側部は直接加熱される。また、カバーガラス３０において、カメラ２６の画角範囲内については、発熱体４２の熱が上部及び側部の三方から伝達されることにより、発熱体４２の装着部分よりも遅れて加熱される。さらに、カバーガラス３０における発熱体４２下方の開放部分に対応する部分であって、カメラ２６の画角範囲の下方部分は、長尺部４２Ａ及び短尺部４２Ｂの端部やカメラ２６の画角範囲内から熱が伝達されることにより、カメラ２６の画角範囲内よりも遅れて加熱される。以上、本実施形態では、カバーガラス３０の上部から下部に向けて熱が供給される。

ここで、本実施形態では、カバーガラス３０に霜や雪などが付着している場合、以下のとおり除去される。まず、発熱体４２を作動させた場合、発熱体４２の装着部分が加熱されることにより、この部分の霜や雪などが溶け、溶けた水がカメラ２６の画角範囲に向けて流れ始める。そして、流れ落ちた水が画角範囲内の霜や雪などに触れて浸透すると、この部分の霜や雪などを溶かし始める。そして、溶けた水が画角範囲の下方部分の霜や雪などに触れて浸透すると、この部分の霜や雪などを溶かし始める。

以上、本実施形態では、カバーガラス３０に付着した霜や雪などを除去する場合に発熱体４２を作動させると、カバーガラス３０の上部から下部に向けて溶けた水の流れが生ずるため、霜や雪などの溶けた水が画角範囲内に留まることはない。したがって、画角範囲内に付着した水が乾燥するのを待つことなく、霜や雪などの除去は完了する。本実施形態によれば、霜や雪などが除去されるまでの時間が短縮され、視界の確保までの時間が短縮される。

また、本実施形態では、図５に示されるように、逆さＪ字状に形成された発熱体４２において、長尺部４２Ａが接続部４０Ｂ側に設けられている。ここで、短尺部４２Ｂは、発熱部４０Ａの形状による制約により、画角範囲の側端部の高さ位置から下端部の高さ位置付近にかけて直線状に形成することができない。これに対して、長尺部４２Ａ側は接続部４０Ｂが設けられているため、長尺部４２Ａを発熱部４０Ａと接続部４０Ｂとの境界部付近まで、又は接続部４０Ｂに跨って形成することができる。これにより、長尺部４２Ａは画角範囲の側端部の高さ位置から下端部の高さ位置付近にかけて直線状に形成することができる。以上、本実施形態によれば、発熱体４２の電力供給側にある接続部４０Ｂのスペースを有効に活用することができる。

また、本実施形態では、カバーガラス３０がカメラ２６の受像面に対して前傾するように固定されているため、霜や雪などが溶けた水が流れ易く、カバーガラス３０から落下し易い。すなわち、カメラ２６の画角範囲から水を除去する時間が短縮でき、視界が確保されるまでの時間が短縮される。

さらに、本実施形態のカバーガラス３０は、車両後側の露出面において撥水膜が施されており、霜や雪などが溶けた水がカバーガラス３０の露出面において水滴化されて、速やかに流れ落ちる。そのため、カメラ２６の画角範囲から水を除去する時間が短縮でき、視界が確保されるまでの時間が短縮される。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る撮像装置１０は、発熱部４０Ａ及び発熱体４２の形状が、上記第１実施形態と相違する。なお、その他の構成については、上記第１実施形態と同様である。

図６に、第２実施形態の発熱ユニット４０の外観を示す。図６に示されるように、本実施形態の発熱部４０Ａは、カメラ２６の画角範囲とされる部分を開口とする環状に形成されているが、接続部４０Ｂとは反対側の下端部には、側方かつ下方に向けて突出形成された突出部４１を有している。この発熱部４０Ａには、下方が開放する逆さＵ字状に形成された発熱抵抗素子である発熱体４２が設けられている。図６に示されるように、詳しくは、発熱体４２は、カメラ２６の画角範囲を挟んで対向する長尺部４２Ａと長尺部４２Ｃを有しており、長尺部４２Ａが接続部４０Ｂ側に設けられている。長尺部４２Ａは、発熱体４２の上端部から接続部４０Ｂ側に向けて画角範囲に沿って曲線状に形成されるとともに、画角範囲の側端部の高さ位置から下端部の高さ位置付近にかけて直線状に形成されている。また、長尺部４２Ｃも同様に、発熱体４２の上端部から接続部４０Ｂの反対側に向けて画角範囲に沿って曲線状に形成されるとともに、画角範囲の側端部の高さ位置から下端部の高さ位置付近にかけて直線状に形成されている。

本実施形態によれば、長尺部４２Ａ側は接続部４０Ｂが設けられているため、長尺部４２Ａを発熱部４０Ａと接続部４０Ｂとの境界部付近まで、又は接続部４０Ｂに跨って形成することができる。これにより、長尺部４２Ａは画角範囲の側端部の高さ位置から下端部の高さ位置付近にかけて直線状に形成することができる。また、長尺部４２Ａと対向する長尺部４２Ｃ側は、下端部に突出部４１を設けることにより、長尺部４２Ｃを画角範囲の側端部の高さ位置から下端部の高さ位置付近にかけて直線状に形成することができる。

以上、本実施形態によれば、発熱体４２は下方が開放するとともに、長尺部４２Ａ及び長尺部４２Ｃがカメラ２６の画角範囲を挟むように形成されており、画角範囲側部の加熱領域を可能な限り確保することができる。

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態に係る撮像装置１０では、カバーガラス３０は、車両後側の露出面において親水膜が施されている点で、上記第１実施形態と相違する。なお、その他の構成については、上記第１実施形態と同様である。

本実施形態のカバーガラス３０は、親水膜を施すことにより、霜や雪などが溶けた水がカバーガラス３０の露出面においてなじむため、霜や雪などが除去されるまでの時間を短縮することができ、視界が確保されるまでの時間が短縮される。

なお、第１実施形態では、カバーガラス３０の露出面全体を撥水膜で覆い、第３実施形態では、カバーガラス３０の露出面全体を親水膜で覆ったが、この限りではない。例えば、カメラ２６の画角範囲の上部を撥水膜とし、下部を親水膜としてもよい。これにより、画角範囲の上部において霜や雪などが溶けた水を水滴化させて下方に流すことで視界を確保することができる。一方、カバーガラス３０の被覆部２４Ｂによる被覆部分においては、水が溜まりやすい。そのため、画角範囲の下部を親水膜とすることにより、被覆部分に溜まった水をカバーガラス３０になじませることにより視界を確保することができる。以上、カバーガラス３０において、撥水膜と親水膜とを組み合わせることにより、霜や雪などが除去されるまでの時間を短縮するとともに、視界が確保されるまでの時間を短縮してもよい。

以上、各実施形態では、発熱ユニット４０の発熱部４０Ａをカメラ２６の画角範囲に合わせて環状とし、発熱体４２を下方が開放するように逆さＪ字状又は逆さＵ字状に形成したが、この限りではない。例えば、カメラ２６のイメージセンサの受像範囲に合わせて発熱部４０Ａを矩形状に形成するとともに、発熱体４２を下方が開放するように下向き開放角括弧状に形成してもよい。

１０撮像装置
２６カメラ（撮像手段）
２７レンズ
３０カバーガラス（光透過部材）
４２発熱体（加熱体）

Claims

撮像手段のレンズの表側を覆う光透過部材と、
前記光透過部材における前記撮像手段の画角範囲の外縁を囲むように装着され、かつ下方が開放するように形成された加熱体と、
を備えた撮像装置。
前記加熱体は、逆さＪ字状に形成されている請求項１に記載の撮像装置。
前記光透過部材は、前記撮像手段の受像面に対して前傾している請求項１又は２に記載の撮像装置。
前記光透過部材は、表面に撥水膜が施されている請求項１〜３の何れか１項に記載の撮像装置。
前記光透過部材は、表面に親水膜が施されている請求項１〜４の何れか１項に記載の撮像装置。