JP2017045029A - 撮像ユニット並びにこれを備える車両用のフロントガラス及び車両 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】撮像ユニット100は、撮像レンズ112を有する撮像装置110と、撮像装置110を収納し撮像レンズ112に入射する光を通過させる開口部130を有する筐体120と、開口部130から撮像装置110の撮像方向Nに延びる延出部と、を備える。延出部は構造体によって光を散乱する散乱部136が設けられた延出面を有する。構造体のそれぞれは、延出面に垂直な軸に対して撮像方向Nに傾き、撮像レンズ112の光軸Lを含み延出面に垂直な第1の垂直面に平行な光を、延出面を平面視した場合に、少なくとも2つの互いに異なる、第1の垂直面に対して傾いた方向に反射する表面構造を有する。
【選択図】図1
Description
このような車載カメラは、例えば、カメラレンズが露出した筐体の上面が、車両のフロントガラスに対向するように、車両内に取り付けられる(特許文献2)。特許文献2に記載の車載カメラでは、筐体の一部が、車両内の下方からフロントガラスに入射する光を遮り、フロントガラスにおける映り込みを防いでいる。
撮像レンズを有する撮像装置と、
前記撮像装置の少なくとも一部を収納し、前記撮像装置の撮像対象から前記撮像レンズに入射する光を通過させる開口部を有する筐体と、
前記筐体の開口部から前記撮像装置の撮像方向に延びる延出部と、を備え、
前記延出部は前記撮像レンズの光軸側に位置する第1の延出面を有し、
前記第1の延出面には、入射した光を複数の構造体によって散乱する散乱部が設けられ、
前記構造体のそれぞれが、前記第1の延出面に垂直な軸に対して前記撮像装置の撮像方向に傾き前記第1の延出面に対して傾いた方向から入射した、前記撮像レンズの光軸を含み前記第1の延出面に垂直な第1の垂直面に平行な光を、前記第1の延出面を平面視した場合に、少なくとも2つの互いに異なる、前記第1の垂直面に対して傾いた方向に反射する表面構造を有する。
(12)上記(1)〜(11)において、前記延出部は前記筐体の一部であってもよい。
(13)上記(1)〜(11)において、前記筐体を車両内に固定する取り付け部を備え、前記延出部が前記取り付け部の一部であってもよい。
上記撮像ユニットを備える。
上記撮像ユニットを備える。
図1〜図7を参照して、本実施の形態における撮像ユニット100を説明する。
図2に示すように、撮像ユニット100は、車両10の進行方向Mと、撮像装置110の撮像方向Nと後述する撮像レンズ112の光軸Lとを一致させて、車両10のフロントガラス12に取り付けられる。撮像ユニット100は、例えば、筐体120の上段部分122の上面124を車両10のフロントガラス12に接着することによって、車両10のフロントガラス12に取り付けられる。撮像ユニット100は、筐体120の下段部分126の上面132が車両10のフロントガラス12と対向し、筐体120の下段部分126を車両10の進行方向M(撮像装置110の撮像方向N)に向けて取り付けられる。
撮像レンズ112には、後述する筐体120の開口部130を通過した撮像対象からの光が入射し、撮像対象の像が撮像素子114に結像する。
筐体120は上段部分122に撮像装置110を収納する。
筐体120の開口部130は、撮像装置110の撮像対象から撮像装置110の撮像レンズ112に入射する光を通過させる。なお、筐体120の開口部130には、透光性を有する透光板(図示せず)が設けられている。
正四角錐140に入射した入射光160のうち正四角錐140の面152に入射した入射光160は、正四角錐140の面152が第1の垂直面148と第2の垂直面150aとに対して傾斜しているので、図7に示すように、第1の垂直面148に対して傾いた方向に反射される。
また、正四角錐140の面154に入射した入射光160も同様に、第1の垂直面148に対して傾いた方向に反射される。
また、正四角錐140の面152と面154の場合と同様に、正四角錐140の面156と面158も入射光160を、互いに異なる、第1の垂直面148に対して傾いた方向に反射できるので、撮像装置110の撮像レンズ112に入射する光をさらに減少させることができる。
本実施の形態1においては、下段部分126の上面132を平面視した場合に、正四角錐140の底面142の対角線144が撮像装置110の撮像方向Nと平行に配置されたが、正四角錐140の配置はこれに限られない。
また、散乱部136として、底面142の辺142a、142b、142c、142dの長さを2mm、正四角錐140の高さを1mmとした正四角錐140を、筐体120の下段部分126の上面132の全面に、図9と同様にマトリクス状に配置した。
すなわち、光学シミュレーションにより、筐体120の下段部分126の上面132に正四角錐140から構成された散乱部136を設けることによって、下段部分126の上面132で反射され筐体120の開口部130に入射する光を減少できることが示された。
実施の形態1においては、散乱部136は複数の正四角錐140から構成されているが、散乱部136を構成する構造体はこれに限られない。
なお、理解を容易にするために、図14においては1つの三角錐210のみを示している。
また、三角錐210の底面の辺212aを含む面222は、下段部分126の上面132を平面視した場合に、第2の垂直面150bに対して筐体120の開口部130側にあるので、筐体120の開口部130側に位置する面となる。
また、三角錐210の面220に入射した入射光160も同様に、下段部分126の上面132を平面視した場合に、第1の垂直面148に対して傾いた方向に反射される。
実施の形態1〜実施の形態3においては、散乱部136は角錐から構成されているが、散乱部136を構成する構造体はこれに限られない。
本実施の形態においては、図15〜図17に示すように、散乱部136が複数の半球510から構成される。その他の構成は実施の形態1と同様である。なお、理解を容易にするために、図16、17においては、1つの半球510のみを示している。
筐体120の開口部130側に位置する面516と面518も、面512と面514と同様に、入射光160を互いに異なる第1の垂直面148に対して傾いた方向に反射でき、異なる位置に入射した入射光160を第1の垂直面148に対して異なる角度で反射できるので、撮像装置110の撮像レンズ112に入射する光をさらに減少させることができる。
例えば、半径1mmの半球510を、図15と同様のマトリクス状に配置した筐体120について、実施の形態2と同様の光学シミュレーションを行い、入射光160のうちの0.02%が開口部130に入射するとの結果が得られた。
実施の形態1〜実施の形態3においては、散乱部136は角錐から構成されているが、散乱部136を構成する構造体はこれに限られない。
本実施の形態においては、図18〜図20に示すように、散乱部136が複数の円錐520から構成される。その他の構成は実施の形態1と同様である。なお、理解を容易にするために、図19、20においては、1つの円錐520のみを示している。
さらに、筐体120の開口部130側に位置する面526と面528も、面522と面524と同様に、入射光160を互いに異なる第1の垂直面148に対して傾いた方向に反射でき、異なる位置に入射した入射光160を第1の垂直面148に対して異なる角度で反射できるので、撮像装置110の撮像レンズ112に入射する光をさらに減少させることができる。
例えば、底面の半径を1mm、高さを1mmとした円錐520を、図18と同様のマトリクス状に配置した筐体120について、実施の形態2と同様の光学シミュレーションを行い、入射光160のうちの0.001%が開口部130に入射するとの結果が得られた。
実施の形態1、実施の形態3〜実施の形態5においては、撮像装置110の撮像方向N側に位置する面152、154、212b、212c、512、514、522、524が、それぞれの下段部分126の上面132上に位置する辺を含む上面132に垂直な面に対して、上面132へ傾斜しているが、撮像装置110の撮像方向N側に位置する面は、下段部分126の上面132に垂直であってもよい。
本実施の形態においては、散乱部136が複数の円柱530から構成される。その他の構成は実施の形態1と同様である。
また、面531と面532のそれぞれは、曲面であるので、異なる位置に入射した入射光160を、第1の垂直面148に対して異なる角度で反射する。
例えば、底面の半径を1mm、高さを1mmとした円柱530を、図18と同様のマトリクス状に配置した筐体120について、実施の形態2と同様の光学シミュレーションを行い、入射光160のうちの12.6%が開口部130に入射するとの結果が得られた。
実施の形態1〜実施の形態3においては、散乱部136は角錐から構成されているが、散乱部136は角錐台から構成されてもよい。本実施の形態においては、散乱部136が複数の正四角錐台540から構成される。その他の構成は実施の形態1と同様である。
この場合、底面542の辺542bを含む面545と底面の辺542cを含む面546は、第2の垂直面150aに垂直となる。また、図24に示すように、面545と面546は、撮像装置110の撮像方向Nから下段部分126の上面132を断面視した場合に、第1の垂直面148に対して互いの上端が近づく方向に傾斜している。
なお、正四角錐台540の上面543は、面545と面546とに連続する面となる。底面542の辺542aを含む面544と底面の辺542dを含む面547は、第1の垂直面148に垂直となる。
これにより、本実施の形態における撮像ユニット100も、下段部分126の上面132で反射され筐体120の開口部130に入射する光を減少させ、撮像レンズ112に入射する光を減少させることできる。例えば、底面542の一辺の長さを2mm、高さを0.55mm、上面543の一辺の長さを0.9mmとした正四角錐台540を、図9と同様のマトリクス状に配置した筐体120について、実施の形態2と同様の光学シミュレーションを行い、入射光160のうちの10.1%が開口部130に入射するとの結果が得られた。
実施の形態1〜実施の形態7においては、散乱部136は筐体120の下段部分126の上面132に設けられているが、散乱部136が設けられる面は、これに限られない。
なお、筐体320は、実施の形態1における筐体120と同様に、アルミダイカスト、マグネシウムダイガスト等の金属から成り、黒色を呈する。
側板334と側板336は、それぞれ、底板332の対向する端部に接続する。取り付け部330の上板338は、取り付け部330の側板334と側板336とを、それぞれの底板332と接続した端部と反対側の端部で接続する。
筐体320は、例えば、筐体320が固定された取り付け部330の上板338を車両10のフロントガラス12に接着することによって、フロントガラス12に固定される。取り付け部330の延出部342を車両10の進行方向Mに向けて配置し、車両10の進行方向Mと、撮像装置110の撮像方向Nと撮像レンズ112の光軸Lとを一致させる。
さらに、実施の形態1と同様の散乱部136が、実施の形態1と同様に、筐体320の開口部324から撮像方向Nに延びる延出部342における撮像レンズ112の光軸L側に位置する第1の延出面344に設けられている。したがって、本実施の形態における撮像ユニット300も、取り付け部330の延出部342で反射され筐体320の開口部324に入射する光を減少させ、撮像装置110の撮像レンズ112に入射する光を減少させることできる。
円錐台550は、図30に示すように、撮像装置110の撮像方向N側に位置し互いに第1の垂直面148に対して逆方向に傾斜している、面552と面554とを有する。また、面552と面554は、曲面であり、下段部分126の上面132上に位置する辺を含む上面132に垂直な面(図示せず)に対して、上面132へ傾斜している。したがって、円錐台550も、円錐520と同様に、下段部分126の上面132を平面視した場合に、入射光160を互いに異なる第1の垂直面148に対して傾いた方向に反射でき、異なる位置に入射した入射光160を第1の垂直面148に対して異なる角度で反射できる。
例えば、底面の半径を1mm、高さを0.45mm、上面の半径を0.437mmとした円錐台550を、図18と同様のマトリクス状に配置した筐体120について、実施の形態2と同様の光学シミュレーションを行い、入射光160のうちの3.2%が開口部130に入射するとの結果が得られた。
さらに、散乱部136を構成する構造体の配置は不規則であってもよい。
12:フロントガラス
100、300:撮像ユニット
110:撮像装置
112:撮像レンズ
114:撮像素子
120、320、420:筐体
122:上段部分
124:上段部分の上面
126:下段部分
128:段差側面
128a:筐体の開口部から下段部分の上面に延びる面
130、324、422:筐体の開口部
132:下段部分の上面
134、423:開口部の下端
136:散乱部
140:正四角錐
142:正四角錐の底面
142a、142b、142c、142d:正四角錐の底面の辺
144:正四角錐の底面の対角線
146:垂直軸
148:第1の垂直面
150a、150b:第2の垂直面
152、154、156、158:正四角錐の面
160:入射光
210:三角錐
212a、212b、212c:三角錐の底面の辺
214:三角錐の底面の角
216:三角錐の底面の角から底面の対向する辺への垂線
218、220、222:三角錐の面
322:筐体の側面
330:取り付け部
332:底板
334、336:側板
338:上板
340:取り付け部の開口部
342:延出部
344:第1の延出面
424:筐体の開口部の下端から撮像方向へ延びる面
510:半球
512、514、516、518:半球の面
520:円錐
522、524、526、528:円錐の面
530:円柱
531、532、533、534、535、536、537、538:円柱の面
540:正四角錐台
542:正四角錐台の底面
542a、542b、542c、542d:正四角錐台の底面の辺
543:正四角錐台の上面
544、545、546、547:正四角錐台の面
550:円錐台
552、554、556、558:円錐台の面
560:四角錐台
562、564、566、568:四角錐台の側面
M:車両の進行方向
N:撮像方向
L:撮像レンズ112の光軸L
R:撮像方向に垂直な方向
T1、T4:幅
T2:奥行き
T3、T4:長さ
θ、φ:角度
Claims (15)
- 撮像レンズを有する撮像装置と、
前記撮像装置の少なくとも一部を収納し、前記撮像装置の撮像対象から前記撮像レンズに入射する光を通過させる開口部を有する筐体と、
前記筐体の開口部から前記撮像装置の撮像方向に延びる延出部と、を備え、
前記延出部は前記撮像レンズの光軸側に位置する第1の延出面を有し、
前記第1の延出面には、入射した光を複数の構造体によって散乱する散乱部が設けられ、
前記構造体のそれぞれが、前記第1の延出面に垂直な軸に対して前記撮像装置の撮像方向に傾き前記第1の延出面に対して傾いた方向から入射した、前記撮像レンズの光軸を含み前記第1の延出面に垂直な第1の垂直面に平行な光を、前記第1の延出面を平面視した場合に、少なくとも2つの互いに異なる、前記第1の垂直面に対して傾いた方向に反射する表面構造を有する、撮像ユニット。 - 前記第1の延出面に垂直で前記第1の垂直面に垂直な第2の垂直面を仮定し、前記第1の延出面を平面視した場合、
前記構造体のそれぞれは、少なくとも、前記撮像装置の撮像方向側に位置する第1の面と第2の面と、前記開口部側に位置する面とを有し、
前記第1の面と前記第2の面は、前記第1の垂直面と前記第2の垂直面とに対して傾斜し、互いに前記第1の垂直面に対して逆方向に傾斜している、請求項1に記載の撮像ユニット。 - 前記第1の面と前記第2の面の少なくとも一方が、前記第1の延出面に垂直な面に対して前記第1の延出面の方向へ傾斜している、請求項2に記載の撮像ユニット。
- 前記第1の面と前記第2の面の少なくとも一方が曲面である、請求項2又は3に記載の撮像ユニット。
- 前記第1の面と前記第2の面とが連続している、請求項2乃至4のいずれか1項に記載の撮像ユニット。
- 前記複数の構造体が、角錐、角錐台、円錐、円錐台、半球又は円柱の少なくともいずれか1つである、請求項2に記載の撮像ユニット。
- 前記第1の延出面に垂直で前記第1の垂直面に垂直な第2の垂直面を仮定し、前記撮像装置の撮像方向から前記第1の延出面を断面視した場合、
前記構造体のそれぞれは、少なくとも、前記第2の垂直面に垂直な第3の面と第4の面とを有し、前記第3の面と前記第4の面が前記第1の垂直面に対して互いの上端が近づく方向に傾斜している、請求項1に記載の撮像ユニット。 - 前記構造体が、前記第3の面と前記第4の面とに連続する第5の面を有する、請求項7に記載の撮像ユニット。
- 前記第3の面と前記第4の面の少なくとも一方が曲面である、請求項7又は8に記載の撮像ユニット。
- 前記複数の構造体が角錐又は角錐台の少なくとも一方である、請求項7に記載の撮像ユニット。
- 前記第1の延出面を平面視した場合、前記構造体が前記撮像装置の撮像方向と前記撮像装置の撮像方向に垂直な方向とに配列されている、請求項1乃至10のいずれか1項に記載の撮像ユニット。
- 前記延出部は前記筐体の一部である、請求項1乃至11のいずれか1項に記載の撮像ユニット。
- 前記筐体を車両内に固定する取り付け部を備え、
前記延出部が前記取り付け部の一部である、請求項1乃至11のいずれか1項に記載の撮像ユニット。 - 請求項1乃至13のいずれか1項に記載の撮像ユニットを備える、車両用のフロントガラス。
- 請求項1乃至13のいずれか1項に記載の撮像ユニットを備える、車両。
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