JP2006279560A - 車載用カメラユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 モーターなどによる駆動系を用いることなく、小型化、軽量化及び有効な視野を提供することができる車載用カメラユニットを提供する。
【解決手段】 レンズを有し、レンズ面側の被写体を撮影するカメラ部１１と、前記レンズ面側が開口され、カメラ部１１を固定・収納する筐体１０と、カメラ部１１のレンズ面を保護し、カメラ部１１に対して揺動するように軸部１２によって筐体１０に設置された透明なガラス部カバー部１３と、カバー部１３に対して当接するワイパー部１４とを有する車載用カメラユニットであって、ガラス部１３は、カメラ部１１のレンズ面を覆うように球形状又は部分球形状をなすと共に、軸部１２の揺動軸に直交する方向の端部に錘１６を有し、筐体１０の加速度の変化による錘１６の慣性力でカバー部１３を回動揺動させることによってワイパー部１４に対してカバー部１３を摺動させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、車載用カメラユニット、詳しくは、自動車等に搭載される監視用カメラユニットにおいて、内部光学系を保護する透明なカバーのクリーニング機構を備えたカメラユニットに関するものである。

従来より、監視カメラ等を屋外に設置する場合、雨あるいは雪等がレンズに付着して視界を遮るのを防ぐため、前面に透明ガラスを嵌め込んだケースに前記監視カメラを収納し、ワイパーを設けて前記透明ガラス面に付着した水滴等を除去している。従来のワイパー装置は、ワイパーブレードを往復させてガラス面の水滴等を払拭するものが一般的であるが、ワイパーの往復によって映像が遮られ、監視に支障を生じる場合がある。また、ワイパーブレードの駆動には比較的複雑な機構が必要で、このために故障が生じやすいという問題もある。

ワイパーの往復によって映像が遮られ、監視に支障を生じるという問題点を解消する監視カメラの構造としては、光入射面を構成し、内部光学系（前記監視カメラ）を保護する透明ガラスと、その透明ガラスをクリーニングするワイパーとを有し、固定されたワイパーに対して前記透明ガラスが摺動することによって、当該ガラス面のクリーニングを行う技術が開示されている（例えば、特許文献１）。

実開平６−２５０６４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術は、ワイパーの往復によって映像が遮られ、監視に支障を生じるという問題は解消されるが、透明ガラスとワイパーとの相対的な摺動動作にはモーターなどによる駆動系が用いられており、配線や駆動源（バッテリなど）を装備しなければならず、複雑な構造を要し、これに起因する故障という問題は解消されていない。

本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的は、モーターなどによる駆動系を用いることなく、小型化、軽量化及び有効な視野を提供することができる車載用カメラユニットを提供することにある。

上記課題を解決するための、請求項１記載の発明に係る車載用カメラユニットは、レンズを有し、レンズ面側の被写体を撮影するカメラ部と、前記レンズ面側が開口され、前記カメラ部を固定・収納する筐体と、前記カメラ部のレンズ面を保護し、前記カメラ部に対して揺動するように軸部によって前記筐体に設置された透明なカバー部と、そのカバー部に対して当接するワイパー部とを有する車載用カメラユニットであって、前記カバー部は、前記カメラ部のレンズ面を覆う部分が部分球形状をなすと共に、前記軸部の揺動軸に直交する方向の端部に錘を有し、前記筐体の速度の変化による前記錘の慣性力で前記カバー部を揺動させることによって前記ワイパー部に対して前記カバー部を摺動させることを特徴とする。

上記課題を解決するための、請求項２記載の発明に係る車載用カメラユニットは、レンズを有し、レンズ面側の被写体を撮影するカメラ部と、前記レンズ面側が開口され、前記カメラ部を固定・収納する筐体と、前記カメラ部のレンズ面を保護し、前記カメラ部に対して揺動するように軸部によって前記筐体に設置された透明なカバー部と、そのカバー部に対して当接するワイパー部とを有する車載用カメラユニットであって、前記カバー部が前記カメラ部のレンズ面を覆う部分が部分球形状をなし、前記軸部の少なくとも何れか一方の端部に巻き付いて、一端が前記軸部に固定され、他端が前記カバー部を支持するばね部材が設置され、そのばね部材は形状記憶合金よりなり、前記ばね部材が温度変化によって変形して前記カバー部を揺動させることによって前記ワイパー部に対して前記カバー部を摺動させることを特徴とする。

上記課題を解決するための、請求項３記載の発明に係る車載用カメラユニットは、請求項１又は２に記載の車載用カメラユニットにおいて、前前記ワイパー部は円環状をなし、その円環状の中心は前記カメラ部の光軸にほぼ一致することを特徴とする。

本発明によれば、モーターなどによる駆動系を用いることなく、固定されたワイパーに対して監視カメラを保護する透明ガラスを摺動させるようにしたので、前記透明ガラスを摺動させるためのモーターの配線や駆動源（バッテリなど）を装備する必要がないので、小型化、軽量化及び有効な視野を確保できる車載用カメラユニットを提供することができる。

以下、本発明に係る車載用カメラユニットの一実施形態につき、図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態の車載用カメラユニットの構成を示す斜視図である。図１に示すように、本実施形態の車載用カメラユニット１は、自動車などに取り付けられ、少なくとも一方向（例えば、設置される自動車の前進方向）が開口されている筐体１０と、その開口されている方向に、撮影する被写体が存する方向としてレンズ面１１１を合わせて固定設置されたカメラ部１１と、レンズ面１１１を保護するために、カメラ部１１のレンズ面１１１側の一部を覆うように設置された透明な半球形状のカバー部１３とを有している。このカバー部１３は例えば、ガラスやプラスチックなどで成形される。また、その形状は、球形状でもよいし、部分球形状（半球形状や１／４球形状）でもよい。すなわち、少なくとも、レンズ面１１１側を覆う部分の形状が半球形状などの球形状を分割した形状であればよい。

カバー部１３は、筐体１０に固定設置された軸部１２に対して遊嵌する態様で支持されている。そして、カバー部１３には、その揺動方向に直交する方向の端部に錘１６が設置され、軸部１２と筐体１０との設置部分には、一方向に揺動したカバー部１３を初期状態に戻すためのばね部材１５が軸部１２の両端部に設けられている。具体的には、ばね部材１５の一端が軸部１２に固定され、他端がカバー部１３に固定されて軸部１２に螺旋状に巻き付いている。なお、本実施形態における「揺動」とは、従来のような駆動装置を用いてレンズ面とワイパー部とを相対的に摺動させるといった規則的な動作ではなく、慣性力などによってもたらされる不規則な動作を指すものである。

ここで、錘１６は、筐体１０の加速度変化を最も受けやすいようにカバー部１３の端部に設置されており、その形状や重量は、カメラ部１１による被写体の撮像に影響を与えなければ任意に設定される。

また、カバー部１３の表面には、カバー部１３の表面に付着した水分などを吸収するスポンジや布、又は前記水分を除去するためのゴムなどによって形成されたワイパー部１４が当接しており、このワイパー部１４は、例えば、保持部材１７などによって筐体１０に対して固定されている。なお、このワイパー部１４は円環状をなすことが望ましく、その円環状の曲率半径がカバー部１３の曲率半径とほぼ等しく、前記円環状の中心がレンズ面１１１の光軸をほぼ同じであることが望ましい。

従って、本実施形態の車載用カメラユニット１は、筐体１０にカメラ部１１と、ワイパー部１４を保持する保持部材１７と、軸部１２とが固定されており、その軸部１２に対して揺動可能にするために、例えば、軸部１２にカバー部１３が遊嵌されているため、車載用カメラユニット１を載置した自動車などの加速度が変化した場合などにおいては、カバー部１３に設置された錘１６の重みで偏心するので、筐体１０に対してカバー部１３が揺動し、軸部１２と筐体１０との設置部分に設けられたばね部材１５により、カバー部１３を初期状態に戻そうとする力が与えられる。

すなわち、筐体１０に対してカバー部１３が揺動するということは、カバー部１３と、そのカバー部１３の表面に当接しているワイパー部１４とが相対的に擦り合うことになるので、カバー部１３の表面に付着した水分（水滴）などがワイパー部１４によって除去されることになる。

なお、ワイパー部１４は、カメラ部１１の光軸に対して円環状をなすことが望ましい。例えば、円環状のワイパー部１４の対向する１組の四円半点部分を、筐体１０の上下方向にそれぞれ設置された保持部材１７が保持することで、スポンジなどを揺動する方向に部分的に設置するよりも広範囲で、カバー部１３の表面上の水分（水滴）をワイパー部１４で除去することができる。

次に、本発明に係る車載用カメラユニットの他の実施形態につき、図面を参照して説明する。

図２は、本実施形態の車載用カメラユニットの構成を示す斜視図である。図２に示すように、本実施形態の車載用カメラユニット１は、自動車などに取り付けられ、少なくとも一方向（例えば、設置される自動車の前進方向）が開口されている筐体１０と、その開口されている方向に、撮影する被写体が存する方向としてレンズ面１１１を合わせて固定設置されたカメラ部１１と、レンズ面１１１を保護するために、カメラ部１１のレンズ面１１１側の一部を覆うように設置された透明な半球形状のカバー部１３とを有している。このカバー部１３も例えば、ガラスやプラスチックなどで成形される。また、その形状は、球形状でもよいし、部分球形状（半球形状や１／４球形状）でもよい。すなわち、少なくとも、レンズ面１１１側を覆う部分の形状が半球形状などの球形状を分割した形状であればよい。

カバー部１３は、筐体１０に固定設置された軸部１２に対して遊嵌する態様で支持されている。軸部１２と筐体１０との設置部分には、一方向に揺動したカバー部１３を戻すためのばね部材１５が設けられている。具体的には、ばね部材１５の一端が軸部１２に固定され、他端がカバー部１３に固定されて軸部１２に螺旋状に巻き付いている。そして、このばね部材１５は、温度変化によって２方向性形状記憶効果を奏する形状記憶合金によって作成されている。なお、このばね部材１５は、軸部１２の両端部にそれぞれ対をなして設置されるのであるが、形状記憶合金ではない通常の螺旋形状のばね部材１５と、形状記憶合金よりなるばね部材１５とを組み合わせてもよい。すなわち、軸部１２の両端部に設置されるばね部材１５は、熱などによって相対的に変形の程度が異なればよい。

また、カバー部１３の表面には、カバー部１３の表面に付着した水分などを吸収するスポンジや布や前記水分を除去するためのゴムなどによって形成されたワイパー部１４が当接しており、このワイパー部１４は、例えば、保持部材１７などによって筐体１０に対して固定されている。なお、このワイパー部１４は円環状をなすことが望ましく、その円環状の曲率半径がカバー部１３の曲率半径とほぼ等しく、前記円環状の中心がレンズ面１１１の光軸をほぼ同じであることが望ましい。

従って、本実施形態の車載用カメラユニット１は、筐体１０にカメラ部１１と、ワイパー部１４を保持する保持部材１７と、軸部１２とが固定されており、その軸部１２に対して揺動可能にするために、例えば、軸部１２にカバー部１３が遊嵌されているため、車載用カメラユニット１を取り巻く温度環境の変化が生じた場合（例えば、車載カメラユニット１が載置された自動車のエンジンの熱やヘッドライトなどの熱による温度変化も含む）においては、ばね部材１５を構成する形状記憶合金の伸縮によって、筐体１０に対してカバー部１３が揺動する力が与えられる。

すなわち、筐体１０に対してカバー部１３が揺動するということは、カバー部１３と、そのカバー部１３の表面に当接しているワイパー部１４とが相対的に擦り合うことになるので、カバー部１３の表面に付着した水分（水滴）などがワイパー部１４によって除去されることになる。

なお、ワイパー部１４は、カメラ部１１の光軸に対して円環状をなすことが望ましい。例えば、円環状のワイパー部１４の対向する四円半点部分を、筐体１０の上下方向にそれぞれ設置された保持部材１７が保持することで、揺動する方向に部分的なワイパー部１４を設置するよりも広範囲で、カバー部１３の表面上の水分（水滴）をワイパー部１４が除去することができる。

以上説明したように、本発明によれば、軸部１２を介して揺動可能に筐体１０に設置されたカバー部１３の揺動するための動力源を、当該カバー部１３に設置された錘１６や軸部１２と筐体１０との設置部分に設けられた、形状記憶合金よりなるばね部材１５とすることで、モーターなどの動力源を採用した場合にように、複雑な構造を要しないので省スペース化、小型化を実現し、バッテリー交換などの心配もなく、カメラ部１１の視野を有効に確保できる。

また、本発明においては、車載カメラユニットとして、本発明の筐体が自動車などに載置される形態について説明したが、これに限定されず、例えば、野外に設置されるカメラユニットとして適用することも可能であり、野外で動いて慣性力が筐体に対して働く場合に錘を用いる形態を適用したり、温度変化がカメラユニットに対して生じる場合にばね部材に形状記憶合金を用いる形態を適用すればよい。また、この他であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

本発明に係る車載カメラユニットの一実施形態における構成を示す斜視図。 本発明に係る車載カメラユニットの他の実施形態における構成を示す斜視図。

符号の説明

１ 車載カメラユニット
１０ 筐体
１１ カメラ部
１１１ レンズ面
１２ 軸部
１３ カバー部
１４ ワイパー部
１５ ばね部材
１６ 錘
１７ 保持部材

Claims (3)

1. レンズを有し、レンズ面側の被写体を撮影するカメラ部と、前記レンズ面側が開口され、前記カメラ部を固定・収納する筐体と、前記カメラ部のレンズ面を保護し、前記カメラ部に対して揺動するように軸部によって前記筐体に設置された透明なカバー部と、そのカバー部に対して当接するワイパー部とを有する車載用カメラユニットであって、前記カバー部は、前記カメラ部のレンズ面を覆う部分が部分球形状をなすと共に、前記軸部の揺動軸に直交する方向の端部に錘を有し、前記筐体の速度の変化による前記錘の慣性力で前記カバー部を揺動させることによって前記ワイパー部に対して前記カバー部を摺動させることを特徴とする車載用カメラユニット。
2. レンズを有し、レンズ面側の被写体を撮影するカメラ部と、前記レンズ面側が開口され、前記カメラ部を固定・収納する筐体と、前記カメラ部のレンズ面を保護し、前記カメラ部に対して揺動するように軸部によって前記筐体に設置された透明なカバー部と、そのカバー部に対して当接するワイパー部とを有する車載用カメラユニットであって、前記カバー部が前記カメラ部のレンズ面を覆う部分が部分球形状をなし、前記軸部の少なくとも何れか一方の端部に巻き付いて、一端が前記軸部に固定され、他端が前記カバー部を支持するばね部材が設置され、そのばね部材は形状記憶合金よりなり、前記ばね部材が温度変化によって変形して前記カバー部を揺動させることによって前記ワイパー部に対して前記カバー部を摺動させることを特徴とする車載用カメラユニット。
3. 前記ワイパー部が円環状をなし、その円環状の中心は前記カメラ部の光軸にほぼ一致することを特徴とする請求項１又は２に記載の車載用カメラユニット。
   

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