JP2005512876A - 自動車におけるステレオ・カメラ装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、自動車におけるステレオ・カメラ装置、特に対象物の分類及び距離測定のためのステレオ・カメラ装置である。
カメラ装置の確実な受容及び正確な位置決めを、特にカメラ装置の横方向位置の固定を保証するために、本発明によるステレオ・カメラ装置では、少なくとも２つのカメラモジュール（５０）と、該カメラモジュール（５０）を互いに対して所定の横方向間隔をおいて受容する保持装置（４０）とが設けられており、該保持装置（４０）がウインドシールドガラス（１０）の内側（１１）にしっかりと接着されている。

Description

【０００１】
本発明は、自動車におけるステレオ・カメラ装置（Stereo-Kamera-Anordnung）、特に対象物もしくは物体を分類するためのステレオ・カメラ装置に関する。
【０００２】
走行路もしくは路面上における物体を分類するため、物体に対して特性を対応させるため、及び自動車と物体との間の間隔を測定するために、ステレオ・カメラシステムもしくはステレオ・フロント・カメラシステム（SFK-System）が使用され、これらのシステムでは自動車内に、通常互いに平行な２つのカメラモジュールが取り付けられ、これらのカメラモジュールはウインドシールドガラスを通して、自動車の前方における路面領域を検出する。４０ｍ以上の距離のためにステレオ・ビデオ画像において輪郭を距離測定する際に必要な精度のために、輪郭の相対位置は電子画像記録チップにおいてマイクロメータ範囲まで解像されねばならない。そのために、両方のカメラ相互の位置決めは極めて正確かつ安定的に行われねばならない。すなわちこの場合カメラ装置のポジションは車両に対して正確かつ時間的に安定的に規定されていなくてはならない。
【０００３】
従来はそのために、例えばアルミニウム又はマグネシウム製のダイカスト部品であるホルダが、車両のルーフ構造部に取り付けられ、このホルダは受容領域にカメラモジュールを、かつ中央領域に制御兼評価電子装置を受容している。保持装置はさらにカメラの光学路を汚染及び散乱光から守っており、かつカメラ装置の製造技術的に簡単な取付けを可能にしている。
【０００４】
自動車におけるこのようなステレオ・カメラ装置では、しかしながら、カメラモジュール相互及びカメラモジュールと自動車との間の間隔変化に問題がある。例えば保持装置の熱膨張によってゆっくりと生じる間隔変化は、もっぱら画像修正データのトラッキングもしくは自動調整によって補正することができる。そのために必要な測定値は別体のセンサ装置によって検出するか又は、画像処理装置から直接求めることができる。
【０００５】
これに対して、例えば保持装置における振動によって生ぜしめられる短時間の間隔変化は、一般的に修正することができない。従って保持装置は、装置に応じて一般的に３０Ｈｚ〜１００Ｈｚであるビデオ周波数よりも低い下すべての振動に対して極めて大きな剛性を有する必要がある。しかしながら保持装置をこのようにより剛性的に構成することは、一般的に製造コストを高騰させ、総重量を重くし、それにもかかわらず、振動を十分に抑制することができない。
【０００６】
請求項１記載の本発明によるステレオ・カメラ装置には、公知のものに比べて次のような利点がある。すなわち本発明によるステレオ・カメラ装置では、カメラモジュールのポジション、特にカメラモジュール相互の相対的なポジションを確実かつ正確に調節することができ、しかもこの際に要する手間は僅かで、製造コストは安価であり、質量及び所要スペースも僅かで済む。本発明によるステレオ・カメラ装置の別の有利な構成は請求項２以下に記載されている。
【０００７】
本発明は、ウインドシールドガラスの高いねじり剛性又はねじれの無さをステレオ・カメラ装置のカメラモジュールの安定的な方向付けのために利用するという思想に基づいている。そのために本発明では、カメラモジュールが、保持装置に受容され、該保持装置が直接ウインドシールドガラスの内側に接着されるようにした。このように固定することによって、車体の金属薄板部分の振動がカメラ装置に影響することは少なくとも強く抑制される。このような構成では有利な形式で保持装置は、車両ルーフとの機械的な結合から解放されている。残りの車両内室に対するセンサ装置の被覆もしくはシールは、例えば、ウインドシールドガラスとルーフ領域との間に配置された付加的なカバーを介して行うことができ、このカバーは保持装置と接触していない。カメラモジュールと制御及び場合によっては評価のために働く制御装置との間には、データ・給電用導体が設けられている。制御装置はこの場合独自のケーシングで車両ルーフに固定されていることができ、その結果、ウインドシールドガラスに接着されたカメラ装置の全質量は小さなものになる。データ・給電用導体を介して伝わる振動の影響は、無視できる程度であり、フレキシブルな導体を用いることによって最小にすることができる。
【０００８】
本発明によれば有利には一体的な保持装置が使用されており、このような保持装置を用いると、両方のカメラモジュール相互の相対間隔は保持装置の剛性的な構成によって所定され、かつ不変である。この場合保持装置の材料は有利にはウインドシールドガラスのガラス材料に似た熱膨張係数を有しており、このようになっていると、応力の形成や接着結合部の剥離が阻止される。この材料は特にプラスチック材料であってよく、有利には軽い重量を有し、ひいては、ウインドシールドガラスに接着されるカメラ装置の全質量をほとんど増大させない。
【０００９】
一体的な保持装置を使用する代わりに、２つの別体の保持部分を備えた保持装置を使用することも可能であり、この場合には両保持部分はそれぞれ各１つのカメラモジュールを取り囲んでいて、ウインドシールドガラスに接着によって結合されている。保持部分はこの場合カメラモジュールとウインドシールドガラスとの間における前レンズ室をシールし、例えば自動化された取扱い方法によって調整されてウインドシールドガラスにしっかりと接着されることができる。
【００１０】
保持装置内部における前レンズ室と該前レンズ室を取り囲むカバーのカメラ領域との間において、極めて高い圧力差が形成されることを回避するために、すべての実施形態において有利には、圧力バランス装置が保持装置に設けられている。この圧力バランス装置は例えば、弾性的なベローズ状の領域によって、又はガス透過性でかつ蒸気及び汚れ非透過性の領域、例えばマイクロファイバ材料のような適宜な繊維材料から成る半透過性のダイヤフラムによって、形成することができる。
【００１１】
本発明によって特に、粒子及び湿気に対する前レンズ室の耐用寿命の長いシール効果と、散乱光の遮蔽を達成することができる。
【００１２】
ルーフ領域に取り付けられる保持体として剛性のものを使用した場合に生じる車体ねじれに起因する、保持装置とウインドシールドガラスとの間における接着面の機械的な負荷は、本発明による構成では発生しない。
【００１３】
本発明によれば、カメラモジュールがまず初めに保持装置に装入されることによって、迅速かつ簡単で確実な取付けが可能になる。そのために例えば、カメラモジュールを例えばその対物レンズ領域において保持装置に受容するための係止機構もしくはスナップ・フィット機構を設けることができ、これによって確実な位置決め及び堅固な受容が保証される。カメラモジュールを受容した保持装置は、次いでウインドシールドガラスの内側に接着される。このステップはウインドシールドガラスの製造直後に、例えばウインドシールドガラスの製造工場において実施することができるので、ウインドシールドガラスをカメラモジュール及び保持装置から成るカメラ装置と一緒に、１つのユニットとして供給することが可能である。車体へのウインドシールドガラスの装着後に、カメラモジュールの電気的な接続、特に、フレキシブルなデータ導電体を介した制御装置とのデータ接続が行われ、かつウインドシールドガラスとルーフ領域との間におけるカバーの取付けが行われる。
【００１４】
次に図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
図１は、本発明の１実施例によるステレオ・カメラ装置を示す縦断面図、
図２は、図１に示されたステレオ・カメラ装置を示す横断面図、
図３は、本発明による保持装置を示す斜視図である。
【００１６】
図１には自動車の一部として、ウインドシールドガラス１０の上部領域が示されており、このウインドシールドガラス１０はシール部材１５を介して自動車のルーフ区分２０と結合されている。カバー３０はウインドシールドガラス１０の内側１１とルーフ区分２０との間に設けられていて、カメラ領域３５を取り囲んでいる。カメラ領域３５には保持装置４０が設けられており、この保持装置４０は接着領域４５で、接着層４６を用いてウインドシールドガラス１０の内側１１に固定されている。図１及び図２に示されているように、保持装置４０はカバー３０に接触していない。保持装置４０は、互いにほぼ平行な２つのカメラモジュール５０を所定の間隔をおいて受容しており、カメラモジュールの前における光学路が影響を受けないようにするために、各カメラモジュール５０とウインドシールドガラス１０との間には前レンズ室（Vorlinsenraeume）４７が形成されている。接着領域４５は有利にはリング状に前レンズ室４７の周りを延びており、このようになっていると、保持装置４０はカメラモジュール５０を下方及び側方に向かって覆い、ひいては散乱光をカメラモジュール５０から遮断することができる。図２及び図３に示されているように、保持装置はそのために閉鎖された受容部４２を有しており、これらの受容部４２には、図２に示されているように円形の切欠きが、又は図３に示されているように方形の切欠き４４が、カメラモジュール５０を確実に受容するために形成されている。受容部４２相互の横方向における位置決めは、横ビーム４３によって保証される。横ビーム４３の前側はこの場合、ウインドシールドガラス１０の内側１１における固定のために接着領域として働くこともできる。保持装置４０における切欠きは、図１に示されているように長手方向において等しい横断面をもって形成されていてもよいし、又は図３に示されているようにカメラモジュール５０を固定するために長手方向において先細になる横断面をもって形成されていてもよい。
【００１７】
カメラモジュール５０への給電及びカメラモジュール５０のデータの記録は、カメラモジュール５０の背側における１つ又は２つのプリント基板６０を介して行われ、そしてこのプリント基板６０からは、給電及びデータ電送のためのフレキシブルなケーブル（図示せず）が、カバー３０の外側における制御装置に延びている。
【図面の簡単な説明】
【図１】
本発明の１実施例によるステレオ・カメラ装置を示す縦断面図である。
【図２】
図１に示されたステレオ・カメラ装置を示す横断面図である。
【図３】
本発明による保持装置を示す斜視図である。

Claims (16)

1. 自動車におけるステレオ・カメラ装置、特に対象物もしくは物体を分類するためのステレオ・カメラ装置であって、少なくとも２つのカメラモジュール（５０）と、該カメラモジュール（５０）を互いに対して所定の横方向間隔をおいて受容する保持装置（４０）とが設けられており、該保持装置（４０）がウインドシールドガラス（１０）の内側（１１）に接着されていることを特徴とする、自動車におけるステレオ・カメラ装置。
2. 保持装置（４０）が互いに分けられた２つの保持部分を有しており、該保持部分がそれぞれ各１つのカメラモジュール（５０）を受容していて、互いに対して所定の横方向間隔をおいて、ウインドシールドガラス（１０）の内側（１１）に接着されている、請求項１記載のステレオ・カメラ装置。
3. 保持装置が一体的に形成されていて、２つの受容領域（４２）を有しており、両受容領域（４２）がそれぞれ各１つのカメラモジュール（５０）を受容していて、横ビーム（４３）によって互いに剛性的に結合されている、請求項１記載のステレオ・カメラ装置。
4. カメラモジュール（５０）とウインドシールドガラス（１０）との間に、前レンズ室（４７）が形成されている、請求項１から３までのいずれか１項記載のステレオ・カメラ装置。
5. 保持装置（４０）が接着領域で前レンズ室（４７）を取り囲んでウインドシールドガラス（１０）の内側（１１）にしっかりと接着されている、請求項４記載のステレオ・カメラ装置。
6. カメラモジュール（５０）が、保持装置（４０）とは別個に形成されている取付けビームによって互いに結合されている、請求項１から５までのいずれか１項記載のステレオ・カメラ装置。
7. 保持装置の材料、有利にはプラスチック材料が、ウインドシールドガラス（１０）の熱膨張係数にほぼ相当する熱膨張係数を有している、請求項１から６までのいずれか１項記載のステレオ・カメラ装置。
8. カバー（３０）が設けられており、該カバー（３０）が自動車のウインドシールドガラス（１０）及びルーフ区分（２０）に取り付けられていて、保持装置（４０）がカメラモジュール（５０）を備えているカメラ領域（３５）を取り囲んでいる、請求項１から７までのいずれか１項記載のステレオ・カメラ装置。
9. ウインドシールドガラス（１０）の内側（１１）における保持装置（５０）の接触面が、有利には弾力性の持続するシール部材によってシールされている、請求項１から８までのいずれか１項記載のステレオ・カメラ装置。
10. 保持装置（５０）に、取り囲まれた室に対して、有利にはカメラ領域（３５）に対して自由室（４７）を圧力バランスさせるための圧力バランス装置が設けられている、請求項１から９までのいずれか１項記載のステレオ・カメラ装置。
11. 圧力バランス装置内に、有利には例えばマイクロファイバ・繊維材料のような空気透過性でかつ蒸気透過性の材料から成る半透過性の領域が設けられている、請求項１から１０までのいずれか１項記載のステレオ・カメラ装置。
12. カメラモジュール（５０）の背側に、該カメラモジュール（５０）のためのデータ記録及び給電のために働くプリント基板（６０）が設けられている、請求項１から１１までのいずれか１項記載のステレオ・カメラ装置。
13. カメラモジュール（５０）又はプリント基板（６０）から、保持装置（４０）とは別個に取り付けられた制御装置に通じるデータ導体が設けられている、請求項１から１２までのいずれか１項記載のステレオ・カメラ装置。
14. カメラモジュール（５０）を、有利にはカメラモジュール（５０）の対物レンズ領域を位置固定に受容するための係止機構が、保持装置（４０）に設けられている、請求項１から１３までのいずれか１項記載のステレオ・カメラ装置。
15. 請求項１から１４までのいずれか１項記載のステレオ・カメラ装置を製造する方法であって、カメラモジュール（５０）を保持装置（４０）に挿入し、該保持装置（４０）をウインドシールドガラス（１０）の内側（１１）にしっかりと接着することを特徴とする、自動車におけるステレオ・カメラ装置を製造する方法。
16. 次いでカバー（３０）を自動車内に装入し、該カバー（３０）を用いてウインドシールドガラス（１０）及びルーフ区分（２０）と一緒に、カメラ領域（３５）を取り囲む、請求項１５記載の方法。

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