JP2014035370A - レンズヒータ - Google Patents

Abstract

【課題】構造を簡素化することができるレンズヒータを提供する。
【解決手段】カメラ装置は、撮影面の中央にレンズ４と、このレンズ４の周囲に複数の近赤外線照明部５とを備える。レンズ４の周囲に、レンズ４と近赤外線照明部５とを繋げるように近赤外線吸収材６を設ける。近赤外線吸収材６は、近赤外線照明部５から照射される近赤外線を熱として吸収し、この熱を熱伝導によりレンズ４に導熱することによりレンズ４を加熱して、レンズ４の曇りを除去する。
【選択図】図２

Description

本発明は、カメラのレンズの曇りを除去するレンズヒータに関する。

従来から周知のように、例えば特許文献１，２等には、カメラのレンズの曇り止めとして機能するレンズヒータの技術が開示されている。特許文献１は、ヒータ機能を有する透明導電膜や電熱線透明膜をレンズ上にコーティングし、これを給電して加熱することによりレンズの曇りを除去する技術である。特許文献２は、レンズ面に透明導電膜及び温度センサを設け、透明導電膜による加熱の温度を温度センサにより管理する技術である。

特許第４０８８１００号公報 特開平５−５３０７７号公報

しかし、特許文献１，２の両方とも、レンズヒータ専用の機能である透明導電膜や電熱線透明膜を設ける技術であるので、部品コストや部品スペースが別途必要になる問題があった。よって、部品コストや部品スペースがかからない簡素化されたレンズヒータの開発ニーズがあった。また、透明導電膜や電熱線透明膜は給電により加熱する部材であるので、曇り止めの際に電力が必要となる問題もあった。

本発明の目的は、構造を簡素化することができるレンズヒータを提供することにある。

前記問題点を解決するために、本発明では、カメラ装置のレンズに熱を加えることにより、当該レンズの曇りを防止するレンズヒータにおいて、前記カメラ装置の光源の光を熱として吸収可能な熱伝導材を設け、当該熱伝導材の熱伝導により前記熱を前記レンズに導熱して、前記レンズの曇りを除去することを要旨とする。

本発明の構成によれば、光源から照射される光を熱伝導材で熱として吸収し、この熱をレンズに導熱することにより、レンズの曇りを除去する。よって、レンズヒータとして、例えば駆動に電力が必要となる透明導電膜や電熱線透明膜等を使用しなくて済むので、レンズヒータの構造を簡素化することが可能となる。

本発明では、前記光源は、照明として近赤外線を照射する近赤外線照明部であり、前記熱伝導材は、前記近赤外線を熱として吸収して前記レンズに導熱する近赤外線吸収材であることを要旨とする。この構成によれば、近赤外線は物を加熱できる波長の信号であるので、効率よくレンズを加熱することが可能となる。

本発明では、前記熱伝導材は、前記光源と接触するように取り付けられ、前記光源の照射光が当該光源との接触面から吸収され、当該光により生じる熱が前記レンズに導熱されることを要旨とする。この構成によれば、光源と熱伝導材とを直に接触するようにしたので、光源の光を効率よく熱伝導材に伝えることが可能となる。よって、レンズに多くの熱を導熱することが可能となり、レンズの曇りを短時間で除去するのに効果が高くなる。

本発明では、前記熱伝導材は、前記光源から離れて前記光源の照射範囲に重なるように取り付けられ、前記光源の照射光が光の重なり領域から吸収され、当該光により生じる熱が前記レンズに導熱されることを要旨とする。この構成によれば、光源の照射範囲に重なるように熱伝導材を配置し、この光の重なり領域で光源の光を受けて、これを熱として吸収する。よって、光源と熱吸収部材とを必ずしも接触（密着）させなくても、光源の照射光を利用したレンズの加熱が可能となるので、装置構造の多様化が可能となる。

本発明によれば、カメラ装置のレンズの曇りを除去するレンズヒータを、簡素な構造とすることができる。

第１実施形態のカメラ装置の取り付け状態を示す斜視図。 カメラ装置のレンズヒータ部分の外観を示す斜視図。 カメラ装置のレンズヒータ部分の断面図。 カメラ装置の電気構成図。 レンズヒータの熱の伝わり方を示す説明図。 第２実施形態のカメラ装置のレンズヒータ部分の断面図。

（第１実施形態）
以下、本発明を具体化したレンズヒータの第１実施形態を図１〜図５に従って説明する。

図１に示すように、車両１の車外ドアミラー２には、車体側方を撮影するカメラ装置３が設けられている。車両１は、カメラ装置３で撮影した画像データを基に、例えば車体側方に人が存在するか否かを監視するなどして、安全運転を支援する。

図２に示すように、カメラ装置３には、カメラ装置３の撮影面（図２のＹ−Ｚ平面）の中央に略半球面状のレンズ４が設けられている。レンズ４の周囲には、レンズ４を中心とした円弧軌跡上に複数（本例は４つ）の近赤外線照明部５が等間隔に配置されている。近赤外線照明部５は、照射光として近赤外線（波長：0．7〜2．5μm）を周囲に照射する。日中のカメラ装置３は、太陽光による可視光をレンズ４で取り込み、これを画像データとして取得する。また、夜間のカメラ装置３は、例えば車両１のヘッドライトの点灯と連動して近赤外線照明部５が点灯し、近赤外線を周囲に照射する。そして、カメラ装置３は、撮影物から反射する近赤外線をレンズ４で取り込み、これを画像データとして取得する。なお、近赤外線照明部５が光源に相当する。

カメラ装置３には、レンズ４の曇りを除去するレンズヒータとして近赤外線吸収材６が設けられている。近赤外線吸収材６は、略円板状を呈し、中央の大径のレンズ通し孔７にレンズ４が嵌め込まれ、周囲の小径の照明通し孔８に近赤外線照明部５が嵌め込まれている。近赤外線吸収材６は、近赤外線照明部５から発生される熱を吸収可能であり、この熱を熱伝導によってレンズ４に導熱することにより、レンズ４の曇りを除去する。近赤外線吸収材６は、光透過率が高いと熱吸収率が低くなり、逆に光透過率が低いと熱吸収率が高くなる相関関係がある。なお、近赤外線吸収材６が熱伝導材に相当する。

図３に示すように、カメラ装置３のハウジング９の中央には、レンズ４を取り付け固定可能なレンズ取付部１０が形成されている。レンズ４は、ねじ構造によりホルダ部１１がレンズ取付部１０に取り付けられる。また、ハウジング９においてレンズ取付部１０の周囲には、近赤外線照明部５を取り付け固定可能な照明取付部１２が形成されている。また、近赤外線吸収材６は、レンズ通し孔７の内面でレンズ４と接触し、照明通し孔８の内面で近赤外線照明部５と接触する。なお、近赤外線照明部５と近赤外線吸収材６との間の接触面を１３とし、レンズ４と近赤外線吸収材６との間の接触面を１４とする。接触面１３は、近赤外線照明部５の全周に形成されている。接触面１４は、レンズ４の全周に形成されている。これら接触面１３，１４を広くとれば、その分、近赤外線照明部５の熱がレンズ４に多く伝わり、曇り止めの効果（曇り除去率）が向上する。

図４に示すように、カメラ装置３には、カメラ装置３の動作を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）１５が設けられている。ＥＣＵ１５には、例えばイメージセンサや電子シャッタ等からなる撮像部１６が接続されている。ＥＣＵ１５は、例えばユーザのスイッチ入力、イグニッションスイッチ操作、車速、シフト舵角等の作動条件が成立すると動作を開始し、撮像部１６及び近赤外線照明部５を制御することにより、レンズ４に映り込む物体を撮像部１６によって撮影する。

次に、本例のレンズヒータの作用を、図５を用いて説明する。
図５に示すように、近赤外線照明部５は、ＥＣＵ１５の制御により、撮像部１６の撮影タイミングで近赤外線を照射する。ここで、例えば撮像部１６がローリングシャッタの場合、あるシャッタタイミングにおいてＥＣＵ１５から近赤外線照明部５にパルスが出力され、そのパルス入力のタイミングで近赤外線照明部５が近赤外線を照射する。また、例えば撮像部１６がグローバルシャッタの場合、近赤外線照明部５にパルス（ある一定レベルのHigh信号）が常時出力され、近赤外線照明部５が近赤外線を常時照射する。

近赤外線照明部５が点灯すると、近赤外線照明部５は照射する光により近赤外線吸収材６の接触面１３を加熱する。このとき発生する熱は、近赤外線照明部５と近赤外線吸収材６との間の接触面１３から近赤外線吸収材６に吸収され、近赤外線吸収材６の内部を伝わり、レンズ４と近赤外線吸収材６との間の接触面１４を通じレンズ４に導熱される。この熱によりレンズ４が加熱され、レンズ４の曇りが除去される。よって、レンズ４の視界が確保され、好適な色調の画像が撮影される。

なお、近赤外線照明部５の照射光のうち、照明として引き出される光エネルギー以外の成分が、レンズ４を加熱する熱エネルギーとなる。即ち、近赤外線照明部５の光吸収率が高ければ、発熱量が大きく、逆に光吸収率が低ければ、発熱量が小さくなる。よって、近赤外線照明部５のレンズヒータとしての機能を高くしたい場合は光吸収率の高い部材を用い、逆に近赤外線照明部５から照明光を多く引き出したい場合は光吸収率の低い部材を用いるとよい。

本実施形態の構成によれば、以下に記載の効果を得ることができる。
（１）レンズ４の周囲に近赤外線吸収材６を設け、近赤外線照明部５から照射される近赤外線を熱として近赤外線吸収材６で吸収し、この熱を熱伝導によりレンズ４に導熱することによりレンズ４を加熱して、レンズ４の曇りを除去する。よって、レンズ４の曇り止めをするレンズヒータとして、例えば駆動に電力が必要となる透明導電膜や電熱線透明膜等を使用しなくて済むので、レンズヒータの構造を簡素なものとすることができる。これにより、部品コストの削減ができ、さらに部品の配置スペースも小さく抑えることができる。

（２）近赤外線吸収材６を使用したレンズヒータは、近赤外線照明部５の照射光を利用してレンズ４の曇りを除去するものであり、曇りを除去するに際し電力が不要である。よって、カメラ装置３のレンズヒータにかかる電力が不要となるので、その分、消費電力を削減することができる。

（３）近赤外線吸収材６を使用したレンズヒータを用いれば、レンズ４上に電熱線透明膜を張らなくとも、レンズ４を加熱することができる。このように、レンズ４上に電熱線透明膜が不要となれば、レンズ４における光量の低下をなくすことができ、カメラ装置３の感度を低下させずに済む。

（４）近赤外線から生成する熱を用いてレンズ４を加熱し、レンズ４の曇りを除去する。ところで、近赤外線は物を加熱できる波長を有した信号であるので、熱源となる光として近赤外線を使用すれば、効率よくレンズ４を加熱することができる。

（５）この種のカメラ装置３を車外に設置すると、車外の大きな気温変動を要因としてレンズ４に曇りが生じ易くなるが、本例のレンズヒータを使用すれば、このような状況下において発生するレンズ４の曇りを、簡素な構造のレンズヒータによって、効果的に除去することができる。

（６）近赤外線照明部５と近赤外線吸収材６とを直に接触するように取り付けたので、近赤外線照明部５の近赤外線を効率よく近赤外線吸収材６に伝えることができる。よって、レンズ４に多くの熱を導熱することができ、レンズ４の曇りを短時間で除去することができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態を図６に従って説明する。なお、第２実施形態は、第１実施形態に記載の近赤外線照明部５から発せられる熱のレンズ４への導電構造を変更した実施例である。よって、第１実施形態と同一部分に関しては同一符号を付して詳しい説明を省略し、異なる部分のみ説明する。

図６に示すように、近赤外線照明部５は、近赤外線吸収材６と接触するのではなく、照明通し孔８において近赤外線照明部５から所定距離離れて配置されている。また、近赤外線照明部５は、近赤外線照明部５の照射範囲Ｅの一部に、近赤外線吸収材６がラップ（照射領域がかかる）するように取り付けられている。これにより、近赤外線吸収材６には、近赤外線照明部５の光の一部が重なる光の重なり領域２１が設けられる。光の重なり領域２１は、近赤外線照明部５の照射光により加熱される箇所となる。

さて、近赤外線照明部５が点灯したとき、近赤外線照明部５から出力される照射光の一部が近赤外線吸収材６の光の重なり領域２１に当たり、この光の重なり領域２１を加熱する。このとき発生する熱は、近赤外線吸収材６の内部を伝わり、レンズ４と近赤外線吸収材６との間の接触面１４からレンズ４に導熱される。よって、この熱によりレンズ４が加熱され、レンズ４の曇りが除去される。

本実施形態の構成によれば、第１実施形態に記載の（１）〜（５）の他に、以下の効果を得ることができる。
（７）近赤外線吸収材６を近赤外線照明部５の近赤外線の照射範囲Ｅに重なるように配置し、この重なり領域２１で近赤外線の照射を受けて熱として吸収し、この熱でレンズ４を加熱してレンズ４の曇りを除去する。よって、近赤外線照明部５と近赤外線吸収材６とを必ずしも接触（密着）させなくても、近赤外線照明部５の光を利用したレンズ４の加熱が可能となるので、レンズヒータの構造の多様化に繋がる。

なお、実施形態はこれまでに述べた構成に限らず、以下の態様に変更してもよい。
・近赤外線吸収材６は、近赤外線照明部５の外面全周で近赤外線照明部５と接触することに限定されず、少なくとも一部が接触していればよい。なお、これはレンズ４との接触についても同様に言える。

・近赤外線吸収材６の形状は、例えば三角形状や四角形状等、他の形状に適宜変更可能である。また、近赤外線吸収材６の厚みも、必要に合わせて適宜変更可能である。
・近赤外線吸収材６は、光を吸収してこれを熱に変え、レンズ４に熱伝導することができれば、種々の材料が採用可能である。

・近赤外線吸収材６は、自身のみを原料とした部材であることに限定されない。例えば、近赤外線吸収材６を所定媒体（例えば、ポリエステル繊維等）に分散して封入することにより製造した部材を使用してもよい。

・複数配置された近赤外線照明部５は、レンズ４の周囲において円状に等間隔に配置されることに限定されず、例えば隣との距離が互いに異なるように配置されたり、一箇所に集めて配置したりするなど、他の配置に適宜変更してもよい。

・近赤外線照明部５の位置は、レンズ４の近傍であれば、他の位置に変更可能である。
・近赤外線照明部５の個数は、４つ以外としてもよい。また、近赤外線照明部５の個数は、１つのみでもよい。

・カメラ装置３の照明は、例えば近赤外線波長を含む光源であれば、運転者（ユーザ）が乗車する際に足下を照らす動作（いわゆる、おでむかえ機能）も実行可能である。
・光源は、可視光を照射する部材でもよい。

・光源は、ＬＥＤや電球等でもよい。
・光源が照射する光は、可視光や赤外線のいずれでもよく、物を加熱できる波長である赤外線が含まれていればよい。

・カメラ装置３の設置場所は、車外の場合、例えばシャーシの裏面など、他の場所に変更可能である。
・カメラ装置３の設置場所は、車内としてもよい。

・近赤外線照明部５は、日中、レンズ４の曇りを取る必要が生じれば、日中であっても駆動可能としてもよい。
・車両１は、ガソリン車の他に、ハイブリッド車、プラグインハイブリッド車、電気自動車、燃料電池車等を含む。

・レンズヒータは、車両１以外の他の機器や装置にも適用可能である。

１…車両、２…車外ドアミラー、３…カメラ装置、４…レンズ、５…光源としての近赤外線照明部、６…熱伝導材としての近赤外線吸収材、１３，１４…接触面、２１…光の重なり領域、Ｅ…照射範囲。

Claims (4)

1. カメラ装置のレンズに熱を加えることにより、当該レンズの曇りを防止するレンズヒータにおいて、
   前記カメラ装置の光源の光を熱として吸収可能な熱伝導材を設け、当該熱伝導材の熱伝導により前記熱を前記レンズに導熱して、前記レンズの曇りを除去する
   ことを特徴とするレンズヒータ。
2. 前記光源は、照明として近赤外線を照射する近赤外線照明部であり、
   前記熱伝導材は、前記近赤外線を熱として吸収して前記レンズに導熱する近赤外線吸収材である
   ことを特徴とする請求項１に記載のレンズヒータ。
3. 前記熱伝導材は、前記光源と接触するように取り付けられ、前記光源の照射光が当該光源との接触面から吸収され、当該光により生じる熱が前記レンズに導熱される
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズヒータ。
4. 前記熱伝導材は、前記光源から離れて前記光源の照射範囲に重なるように取り付けられ、前記光源の照射光が光の重なり領域から吸収され、当該光により生じる熱が前記レンズに導熱される
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のレンズヒータ。