JP2008083298A - On-vehicle camera - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両の周囲を撮像するための車載用カメラに関する。 The present invention relates to an in-vehicle camera for imaging the surroundings of a vehicle.
車両の周囲を撮像する安全確認用の小型カメラが車載されるようになって久しい。このような小型カメラでは、外気温とカメラ本体側の温度との温度差が大きい場合、レンズやレンズカバーのガラス面が結露してしまい、カメラの視界が悪くなるという問題がある。この結露は、レンズカバーの外側に生じる場合と、レンズカバーの内側に生じる場合とがある。 It has been a long time since a small camera for safety confirmation that images the surroundings of a vehicle has been installed. In such a small camera, when the temperature difference between the outside air temperature and the temperature on the camera body side is large, there is a problem that the glass surface of the lens or the lens cover is condensed, and the visibility of the camera is deteriorated. This condensation may occur outside the lens cover or inside the lens cover.
レンズカバーの外側に結露が生じる場合とは、外気温がカメラ本体側の温度よりも高い場合である。この場合、小型カメラの電源が入れられるとカメラ本体側の温度が高くなるので、時間の経過に従って結露の問題は自然に解消されることになる。また、レンズカバーの外側であれば、人為的に結露水を拭き取ることも可能である。 The case where condensation occurs outside the lens cover is a case where the outside air temperature is higher than the temperature on the camera body side. In this case, when the small camera is turned on, the temperature on the camera body side becomes high, so that the problem of condensation is naturally solved as time passes. Further, if it is outside the lens cover, it is possible to artificially wipe off the condensed water.
一方、レンズカバーの内側に結露が生じる場合とは、外気温がカメラ本体側の温度よりも低い場合であり、この場合には、時間の経過を待っても問題が解消されることがなく、人為的に拭き取ることも困難である。特に温度差の激しい場所、例えば、エンジンルーム空間にさらされるバンパー設置型の車載用カメラでは、外気温との差が50度近くに達するため、この結露の問題がより生じやすい。 On the other hand, when condensation occurs on the inside of the lens cover, the outside air temperature is lower than the temperature on the camera body side, and in this case, the problem will not be resolved even after the passage of time. It is also difficult to wipe off artificially. In particular, in a bumper-installed in-vehicle camera that is exposed to a place where there is a large temperature difference, for example, in an engine room space, the difference from the outside air temperature reaches close to 50 degrees, so this problem of condensation is more likely to occur.
このようなレンズカバー内側の結露を防止する技術としては、レンズとレンズカバーとの間を気密構造にして水蒸気が多く含まれた空気の侵入を防止するものがある。しかし、この技術では、一旦生じた結露水を取り除くことはできない。また、エンジンルーム内等の過酷な条件下の基では、どのような優れた気密構造であろうとも、経年変化により何れは外気が進入することになり、レンズカバー内側に結露が生じてしまう。さらには、気密構造をできるだけ維持するために、ガラスカバーを含めた構造部を強固に設計する必要があるため、大幅なコストアップを生じてしまう。
また、レンズとレンズカバーとの間に乾燥剤を入れて乾燥状態を保つことにより、レンズカバー内側の結露を防止する技術も知られている。しかし、この技術でも、結露が一旦生じた場合には、この結露水を取り除くことはできない。
As a technique for preventing such condensation on the inner side of the lens cover, there is a technique for preventing the intrusion of air containing a large amount of water vapor by forming an airtight structure between the lens and the lens cover. However, this technique cannot remove the condensed water once generated. Further, under the severe conditions such as in the engine room, any excellent airtight structure will eventually cause the outside air to enter due to aging, and condensation will occur inside the lens cover. Furthermore, in order to maintain the airtight structure as much as possible, it is necessary to firmly design the structure including the glass cover, resulting in a significant increase in cost.
In addition, a technique for preventing dew condensation inside the lens cover by putting a desiccant between the lens and the lens cover to keep it dry is also known. However, even with this technique, once condensation occurs, the condensed water cannot be removed.
これに対し、レンズカバーの全面に半透明状のヒータを設け、このヒータでレンズカバーを加熱するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この技術では、ヒータによって加熱された結露水が蒸発することにより、レンズカバー内側の結露水を取り除くことができる。
上述したヒータを追加で設けることで結露を解消する場合には、常にヒータを加熱し続けなければならず、使用電力が多くなってしてしまう。また、ヒータを適宜ON/OFFさせて使用電力を少なくするために、内外の温度差を測定するための温度センサー等を装備させることも考えられるが、温度センサーを装備することは車載用カメラのコストアップとなってしまう。 In the case where condensation is eliminated by additionally providing the above-described heater, the heater must be continuously heated, and power consumption increases. In addition, it is conceivable to equip a temperature sensor or the like for measuring the temperature difference between the inside and outside in order to reduce the power consumption by appropriately turning the heater on and off. It becomes cost rise.
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、温度センサー等を装備せずに、少ない使用電力で結露水を蒸発させることのできる車載用カメラを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object of the present invention is to provide an in-vehicle camera that can evaporate condensed water with a small amount of power without using a temperature sensor or the like.
本発明では、車両の周囲を撮像する車載用カメラにおいて、レンズとレンズカバーとを仕切る空間に、前記レンズカバーに向けて遠赤外線を放射する遠赤外線放射素子を設けたことを特徴とする。
この構成によれば、レンズカバーに生じた結露水を遠赤外線で蒸発・蒸散させることができる。
The present invention is characterized in that in a vehicle-mounted camera that captures an image of the surroundings of a vehicle, a far-infrared radiation element that radiates far-infrared rays toward the lens cover is provided in a space that partitions the lens and the lens cover.
According to this configuration, the dew condensation water generated on the lens cover can be evaporated and evaporated by far infrared rays.
この場合において、前記遠赤外線放射素子は、前記車両側の熱及び車載用カメラ自体の熱の両方又はいずれか一方の熱を受けて遠赤外線を放射するようにしてもよい。
この構成によれば、車載用カメラへの少ない使用電力で遠赤外線放射素子から遠赤外線を放射させることができる。
In this case, the far-infrared radiation element may radiate far-infrared light by receiving heat of the vehicle side and / or heat of the in-vehicle camera itself.
According to this configuration, it is possible to radiate far-infrared rays from the far-infrared radiating element with a small amount of power used for the vehicle-mounted camera.
また、前記遠赤外線放射素子は、前記レンズカバーのガラス面の中央部に遠赤外線を放射するように、円錐状、または、同心円状に配置されていてもよい。
この構成によれば、結露水が付着しやすいレンズカバーのガラス面の中央部に遠赤外線が主に放射されるようにすることができる。
Further, the far-infrared radiation element may be arranged conically or concentrically so as to radiate far-infrared radiation to the central portion of the glass surface of the lens cover.
According to this configuration, it is possible to radiate far-infrared rays mainly at the central portion of the glass surface of the lens cover where condensation water is likely to adhere.
さらに、前記遠赤外線放射素子は、リング状、または、短冊状に分割されていてもよい。
この構成によれば、遠赤外線放射素子が設置される空間に合わせて、コンパクトに配置することができる。
Furthermore, the far-infrared radiation element may be divided into a ring shape or a strip shape.
According to this structure, it can arrange | position compactly according to the space in which a far-infrared radiation element is installed.
本発明によれば、レンズとレンズカバーとを仕切る空間に、前記レンズカバーに向けて遠赤外線を放射する遠赤外線放射素子を設けたことにより、レンズカバーに生じた結露水を蒸発・蒸散させることができる。また、遠赤外線放射素子を用いているので、この遠赤外線放射素子が遠赤外線を黒体輻射することにより、使用電力がかからず、車載用カメラ単品の構成によって結露水を蒸散させることができる。また、遠赤外線放射素子の黒体輻射は常時行われているものであり、常時レンズカバーの結露水を蒸発・蒸散させるように作用するため、温度センサー等を用いて結露が生じ得る環境か否かを管理しなくてもよい。そのため、温度センサー等を設けるための費用を削減することができる。 According to the present invention, a far-infrared radiation element that radiates far-infrared rays toward the lens cover is provided in a space that partitions the lens and the lens cover, thereby evaporating and evaporating condensed water generated in the lens cover. Can do. In addition, since a far-infrared radiation element is used, the far-infrared radiation element emits far-infrared black body, so that no power is consumed and the condensed water can be evaporated by the configuration of a single on-vehicle camera. . In addition, the black body radiation of the far-infrared radiation element is always performed, and since it acts to evaporate and evaporate the condensed water on the lens cover at all times, whether it is an environment where condensation can occur using a temperature sensor etc. You do not have to manage. Therefore, the cost for providing a temperature sensor etc. can be reduced.
以下、本発明の実施の形態に係る車載用カメラについて、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の実施の形態に係る車載用カメラがフロントバンパー内に取り付けられた状態を示す概要図、図2は、図1のA−A線における断面図である。なお、本実施の形態で使用する方向は、上下方向とは図1における車載用カメラの上下方向をいうものとし、前側とは図1の左側をいい、後側とは図1の右側をいうものとして説明する。 Hereinafter, an in-vehicle camera according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing a state in which a vehicle-mounted camera according to an embodiment of the present invention is mounted in a front bumper, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. As for the direction used in the present embodiment, the vertical direction means the vertical direction of the in-vehicle camera in FIG. 1, the front side means the left side in FIG. 1, and the rear side means the right side in FIG. It will be explained as a thing.
車載用カメラ1は、図1に示すように、フロントバンパー2に形成された開口に取り付けられており、前後方向に長手方向を有するカメラ筐体部3と、このカメラ筐体部3の前側を覆い、フロントバンパー2の開口から車両外側に臨むレンズカバー4と、このレンズカバー4の後方に配置されたCCDカメラ5と、レンズカバー4とCCDカメラ5とを仕切る空間に配設された遠赤外線放射素子6とを備えている。
As shown in FIG. 1, the in-vehicle camera 1 is attached to an opening formed in the
カメラ筐体部3は、図1及び図2に示すように、内部が中空である略筒型形状をなしており、このカメラ筐体部3の内部にCCDカメラ5及びCCD基板8が収納されている。このCCDカメラ5は、図2に示すように、カメラ筐体部3のほぼ中央部の位置に配置され、レンズカバー4のほぼ中央部の位置に向けられている。また、このCCDカメラ5のレンズカバー4側の先端には、レンズ5aが設けられている。これにより、CCDカメラ5は、レンズカバー4を通して、車両外部の情報を撮像できるようになっている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
また、このカメラ筐体部3は、円筒状の内側部3aからCCDカメラ5に向かって延びる基部7を備えている。この基部7は、熱伝導性の良い素材、例えばアルミニウム等の材料で形成されており、この基部7からカメラ筐体部3の後端部までが同一材料で一体に形成されている。また、この基部7は、図1に示すように、カメラ筐体部3の内側部3aから斜め後方に向かって延びており、基部7の全体が、レンズ5aを中心にした同心円状であって、後側が頂点となる円錐状に形成されている。この円錐状の角度αは、基部7の面からレンズカバー4に向けて延ばした垂直線が、レンズカバー4のほぼ中央部に集まるように形成されている。
The
さらに、このカメラ筐体部3は、基部7と内側部3aとの交点から前側に向けて延びる円筒状の側壁部3bを備えており、この側壁部3b、レンズカバー4、基部7、レンズ5aによって、レンズカバー4とレンズ5aとを仕切る空間9が形成されている。
Further, the
基部7のレンズカバー4側の面には、遠赤外線放射素子6がその全面に亘って設けられている。この遠赤外線放射素子6は、この遠赤外線放射素子6に作用する熱によって遠赤外線が黒体輻射されるものであり、例えば、セラミック等の材料によって形成されている。また、この遠赤外線放射素子6の材料は、放射する遠赤外線の波長が、水分子(水蒸気)に対する吸収効果の高い3μm〜6μm付近の波長をより多く効率的に放射する素材を選択して使用することが好ましい。この遠赤外線放射素子6のレンズカバー4側の面についても、基部7と同様に円錐状に形成されており、この面からレンズカバー4に向けて延ばした垂直線が、レンズカバー4のほぼ中央部に集まるように形成されている。
A far-
次に、本発明の実施の形態に係る車載用カメラの作用について図3を用いて説明する。図3は、図1に示すレンズカバー4の内側面に結露水10が付着した状態を示す概要図である。
上述のように、フロントバンパー2のコーナー部に取り付けられる車載用カメラ1は、カメラ筐体部3がエンジンルーム内に臨むように設置されることになり、車両のエンジンをかけた状態では、外気温とカメラ内部の空間9の温度との温度差が大きくなる。すなわち、車載用カメラ1の設置場所や、エンジン始動後の経過時間にもよるが、概ね50度〜80度の温度差が生じる場合がある。
また、車載用カメラ1には、上述した雰囲気温度に加え、車載用カメラ1自体の駆動電力による発熱も加味されることになり、更に空間9の温度が上昇する。
Next, the operation of the in-vehicle camera according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic diagram showing a state in which condensed
As described above, the in-vehicle camera 1 attached to the corner portion of the
Further, in addition to the ambient temperature described above, the in-vehicle camera 1 also takes into account the heat generated by the driving power of the in-vehicle camera 1 itself, and the temperature of the
ここで、車載用カメラ1の内部に微少な結露水や、吸湿性のある素材(例えば、基板、緩衝材、接着剤等)が存在すると、これらから空間9に水蒸気が供給されることになる。そして、水蒸気は、その温度で飽和可能な状態まで蒸発し、空間9を漂うことになる。
Here, if minute dew condensation water or a hygroscopic material (for example, a substrate, a buffer material, an adhesive, or the like) is present inside the in-vehicle camera 1, water vapor is supplied from these to the
一方、外気と直接接するレンズカバー4は、光の透過性は高いが熱伝導率の低い物質で構成されている。外気は、レンズカバー4と接する全面に対して、レンズカバー4の厚み方向に一様に冷気を伝達する。しかし、レンズカバー4が車両(フロントバンパー)に接する(取り付けられる)外周縁部には、車両及びエンジンルーム内の熱が伝導されるので、この外周縁部は比較的高い温度に維持される。これに対し、レンズカバー4の中央部付近では、レンズカバー4の熱伝導率が低いことに起因して車両及びエンジンルーム内の熱が伝導され難く、外気の影響を受けて低い温度となる。そのため、レンズカバー4の内面、特にレンズカバー4の中央部付近では、水蒸気が結露水10として付着することになる。
On the other hand, the
このとき、カメラ筐体部3の基部7は、車両及びエンジンルーム内の熱及び車載用カメラ1自体の熱が伝達され、空間9の温度とほぼ同じ温度になるように暖められる。そして、基部7の熱は、遠赤外線放射素子6へと伝達されることになる。この熱を受けた遠赤外線放射素子6は、レンズカバー4の中央部付近に収束するように、この熱に応じた遠赤外線11を黒体輻射することになる。
At this time, the
なお、外気温と空間9の温度との温度差が小さい場合には、レンズカバー4は結露していないが、遠赤外線放射素子6からは、その熱(温度差)に応じた量の遠赤外線11が放射されており、この遠赤外線11はレンズカバー4のガラス面を通過して外部に放射されることになる。
When the temperature difference between the outside air temperature and the temperature of the
レンズカバー4の中央部付近に付着した結露水10に遠赤外線11が放射されると、結露水10が加熱され、結露水の蒸発・蒸散を促すようになる。更に、この遠赤外線11によって間接的にレンズカバー4の中央部付近が加熱されて温度が上昇することにより、結露水10が付着し難くなる。
When the far-
また、これらの遠赤外線11の吸収効果は、レンズカバー4の表面ばかりでなく、車載用カメラ1の内部の空間9で生じた結露現象(霧、もや)に対して同様の効果が得られることになり、車載用カメラ1の視界を更に改善することができる。
Further, the absorption effect of these far
さらには、レンズカバー4の外表面の結露にも効果を生じる。例えば、冷たい車庫の中から暖かい外に車両を移動した場合や、冷えたレンズカバー4に排気ガスがかかって外面が結露してしまった場合などについても、レンズカバー4を遠赤外線11で加熱することにより、この結露を取り除くことができる。
Furthermore, an effect is produced also on condensation on the outer surface of the
本発明の実施の形態に係る車載用カメラによれば、レンズカバー4に向けて遠赤外線11を放射する遠赤外線放射素子6を設けたことにより、レンズカバー4に生じた結露水10を蒸発・蒸散させることができる。これにより、CCDカメラ5の映像が結露水10によってぼやけるのを防止することができる。また、遠赤外線11を利用して結露水を蒸発させるので、他の部品、ガラス面等を損傷・劣化させるなどの影響が殆どない。さらに、車載用カメラ1を強固な気密構造にする必要がなく、生活防水程度の防水構造で十分であるため、安価に車載用カメラ1を製作することができる。さらにまた、乾燥剤等を車載用カメラ1の内部に設ける必要がなく、製造コストを低減させることができる。
According to the vehicle-mounted camera according to the embodiment of the present invention, by providing the far-
放射される遠赤外線11は、3μm〜6μm付近の波長であり、カメラの暗視機能で使用する赤外線領域よりも長い波長であるため、散乱による影響、例えば、カメラレンズ内への遠赤外線の飛び込みがあっても、カメラ映像を阻害せず、カメラ本来の映像性能に悪影響を与えることがない。
The emitted far
また、遠赤外線放射素子6は、車両のエンジンルーム側の熱及び車載用カメラ1自体の熱の両方又はいずれか一方の熱を受けて遠赤外線11を放射するようになっているので、この遠赤外線放射素子6が放射するために特別な電力を使用することがない。すなわち、結露の原因となる温度差(廃熱)を利用して赤外線輻射を行うため、熱源(エネルギ)供給の心配がない。熱源が供給されない場合、つまり、熱源が低温のときには結露水の問題自体が発生しないので、このシステムは働く必要がない。すなわち、自動的に、必要なときにだけ動作することになる。
また、遠赤外線放射素子6は、車両側の熱等によって、常時、遠赤外線11を放射しているので、ヒータ等を用意する必要がなく、使用熱源(電力)や、電源線の引き回しの問題もない。
さらに、温度センサー等を装備して、ヒータのON/OFFを制御する必要がない。そのため、温度センサー自体を設ける必要がなく、更には制御回路も不要であるため、車載用カメラ1の全体のコストを低減させることができる。
The far-
Further, the far-
Furthermore, it is not necessary to equip a temperature sensor or the like and control the heater ON / OFF. Therefore, it is not necessary to provide the temperature sensor itself, and further, no control circuit is required, so that the overall cost of the in-vehicle camera 1 can be reduced.
さらに、遠赤外線放射素子6は、レンズカバー4のガラス面の中央部に遠赤外線11を放射するように、円錐状、または、同心円状に配置されているので、結露水10が付着しやすいレンズカバー4のガラス面の中央部に遠赤外線11が主に放射されるようにすることができる。
Furthermore, since the far-
以上、本発明を実施するための最良の形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。
例えば、図1〜図3に示すように、基部7と遠赤外線放射素子6との間に反射材12を設け、放射する遠赤外線11が車載用カメラ1の後側(基部7の裏側)に向かわず、レンズカバー4に全て向くようにすることもできる。これにより、さらに効率よく結露水を蒸発・蒸散させることができる。
The best mode for carrying out the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications and changes can be made based on the technical idea of the present invention. .
For example, as shown in FIGS. 1 to 3, a reflecting
また、図4に示す車載用カメラ100のように、遠赤外線放射素子160及び基部170を同心円のリング状に分割して別部品T(図4において一点鎖線で囲った部分)として構成することもできる。すなわち、遠赤外線放射素子160及び基部170とカメラ筐体部30とは一体ではなく、別部品として構成してもよい。この場合、遠赤外線放射素子160への熱伝導性を損なわないように構成する必要がある。
さらに、遠赤外線放射素子160及び基部170を、レンズ5aから法線方向に短冊状に分割して平面状に並べて(再構成して)もよい。
これらのように分割することにより、図1に示す車載用カメラ1の前後方向の寸法L1を、図4に示す車載用カメラ100の前後方向の寸法L2まで小さくすることができる。これにより、空間的にコンパクトな設計が可能になり、車載用カメラ100を小型化することができる。
Further, like the in-
Furthermore, the far-
By dividing as described above, the dimension L1 in the front-rear direction of the in-vehicle camera 1 shown in FIG. 1 can be reduced to the dimension L2 in the front-rear direction of the in-
さらに、図5に示す車載用カメラ200のように、遠赤外線11の収束効果を、フレンネルレンズを模した様に分割された遠赤外線放射素子260のみで構成し、熱伝導のための基部270を平面状に構成してもよい。このような構成であっても、遠赤外線放射素子260の黒体放射による収束効果は期待できる。これにより、図1に示す車載用カメラ1の前後方向の寸法L1を、図5に示す車載用カメラ200の前後方向の寸法L3まで小さくすることができる。
Further, like the vehicle-mounted
さらにまた、本実施の形態では、車載用カメラ1がフロントバンパー2のコーナー部に取り付けられ、車両側(エンジンルーム)の熱と車載用カメラ自体の熱との両方の熱が遠赤外線放射素子6に伝達されるようになっているが、車両側の熱又は車載用カメラ自体の熱のいずれか一方の熱が遠赤外線放射素子6に伝達されて、遠赤外線11を放射するようにすることもできる。例えば、車載用カメラが車両の後部側に取り付けられる場合に、車載用カメラ自体の発熱のみが遠赤外線放射素子6に伝達され、この熱により遠赤外線が放射されるようになっていてもよい。
Furthermore, in the present embodiment, the vehicle-mounted camera 1 is attached to the corner portion of the
1、100、200 車載用カメラ
2 フロントバンパー
3、30、130 カメラ筐体部
3a 内側部
3b 側壁部
4 レンズカバー
5 CCDカメラ
5a レンズ
6、60、160 遠赤外線放射素子
7、70、170 基部
8 CCD基板
9 空間
10 結露水
11 遠赤外線
L1、L2、L3 寸法
T 別部品
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,100,200 Vehicle-mounted
Claims (4)
レンズとレンズカバーとを仕切る空間に、前記レンズカバーに向けて遠赤外線を放射する遠赤外線放射素子を設けたことを特徴とする車載用カメラ。 In an in-vehicle camera that images the surroundings of a vehicle
A vehicle-mounted camera, wherein a far-infrared emitting element that emits far-infrared rays toward the lens cover is provided in a space that partitions the lens and the lens cover.
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