JP2018117223A

JP2018117223A - 撮像手段用の発熱装置及び撮像装置

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Publication number: JP2018117223A
Application number: JP2017006191A
Authority: JP
Inventors: 昌秀稲山; Masahide Inayama
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2017-01-17
Filing date: 2017-01-17
Publication date: 2018-07-26
Anticipated expiration: 2037-01-17
Also published as: EP3349063B1; JP6812244B2; EP3349063A1

Abstract

【課題】省スペース化できる発熱装置及び撮像装置を得る。【解決手段】発熱装置４０は、撮像手段２６のレンズ２７の表側を覆う光透過部材３０を加熱する加熱体４２が設けられた加熱部４０Ａと、撮像手段２６を保持する保持部材２８の側面に設けられ、加熱体４２に電力を供給する端子４４が設けられた基部４０Ｃと、加熱部４０Ａと基部４０Ｃとを接続し、かつ折曲げ可能な接続部４０Ｂと、を備えている。【選択図】図５

Description

本発明は、撮像手段用の発熱装置及び撮像装置に関する。

下記特許文献１に記載の発熱装置では、面状発熱体の表面に複数のスリットが設けられていることにより、外力による面状発熱体の変形が可能とされている。一方、この面状発熱体を車両用の撮像装置に設ける場合、電力供給用の端子や配線が撮像装置の省スペース化における障害となる可能性がある。

特開２００７−３５４７４号公報

本発明は、上記事実を考慮し、省スペース化できる発熱装置及び撮像装置を得ることが目的である。

請求項１に記載の撮像手段用の発熱装置は、撮像手段のレンズの表側を覆う光透過部材を加熱する加熱体が設けられた加熱部と、前記撮像手段を保持する保持部材の側面に設けられ、加熱体に電力を供給する端子が設けられた基部と、前記加熱部と前記基部とを接続し、かつ折曲げ可能な接続部と、を備えている。

請求項２に記載の撮像手段用の発熱装置は、請求項１に記載の発熱装置において、前記発熱装置は、前記加熱部と前記接続部と前記基部とが一体に形成され、前記接続部は、前記発熱装置におけるくびれ部を構成している。

請求項３に記載の撮像装置は、請求項１又は２記載の発熱装置及び前記保持部材が収容される被覆体と、前記端子に対して挿入により接続されるコネクタと、前記被覆体の内面において前記コネクタの挿入方向に突設され、前記被覆体の装着時に前記コネクタに当接可能にされるリブと、を備えている。

請求項１に記載の撮像手段用の発熱装置では、加熱体が設けられた加熱部と、加熱体に電力を供給する端子が設けられた基部とが接続部により接続されている。そして、この発熱装置は、接続部において加熱部と基部とが折曲げ可能とされており、省スペース化できる。

請求項２に記載の撮像手段用の発熱装置では、接続部は、発熱装置におけるくびれ部を構成することにより、接続部において発熱装置が折曲げられる場合に、曲げが復元しようとする反力を低減させることができる。

請求項３に記載の撮像装置では、請求項１又は２記載の発熱装置及び保持部材が収容される被覆体において、コネクタの挿入方向に突設されたリブを設けるとともに、当該リブがコネクタに当接可能にされることにより、コネクタが端子から外れることが抑制される。

本発明の第１実施形態に係る撮像装置を示す車両後斜め上方から見た斜視図である。本発明の第１実施形態に係る撮像装置の平面断面図である。本発明の第１実施形態に係る撮像装置の側面断面図である。本発明の第１実施形態に係る撮像装置のカバーガラス及びその装着物を拡大した断面図である。本発明の第１実施形態に係る撮像装置における発熱ユニットの平面図である。本発明の第２実施形態に係る撮像装置のカバーガラス及びその装着物を拡大した断面図である。本発明の第３実施形態に係る撮像装置のカバーガラス及びその装着物を拡大した断面図である。

［第１実施形態］
図１には、本発明の第１実施形態に係る撮像装置１０が車両後斜め上方から見た斜視図にて示されている。なお、図面では、車両前方を矢印ＦＲで示し、車幅方向外方（車両右方）を矢印ＯＵＴで示し、上方を矢印ＵＰで示している。

図１に示されるように、本実施形態に係る撮像装置１０は、車両１２の車体側を構成するサイドドア１４（フロントサイドドア）の上下方向中間部の車両前側端において、車幅方向外方に向けて設置されている。このカメラユニット２０は、車幅方向外側から車両後方に向けて回動可能に形成されている（図１の２点鎖線参照）。

撮像装置１０には、車体側を構成する設置体としてのブロック状のステー１８が設けられており、ステー１８がサイドドア１４に固定されることで、撮像装置１０がサイドドア１４に設置されている。

ステー１８の上側には、平面視略Ｌ字形柱状のカメラユニット２０（カメラアウタユニット）の基端部が支持されており、カメラユニット２０の基端側部分は、車幅方向外側に延出されると共に、カメラユニット２０の先端側部分は、車両後側に延出されている。

カメラユニット２０の外周は、被覆体としての平面視略Ｌ字形箱状のバイザ２２によって構成されている。このバイザ２２は、車幅方向に沿って延びる本体部２２Ａと、本体部２２Ａの車幅方向外側から車両後側に延びる蓋部２２Ｂとを備えている。ここで、図２に示されるように、本体部２２Ａの蓋部２２Ｂとの接続部近傍であって、車幅方向内側の壁部には車幅方向外側に向けてリブ２５が突設されている。このリブ２５は、後述するコネクタ５０と当接可能にされている。蓋部２２Ｂの車両後側の先端壁には、中央部分において、円状の露出孔２４Ａが貫通形成されており、露出孔２４Ａは、蓋部２２Ｂの先端部を車両後側に開放している。

蓋部２２Ｂの車両後側の先端部には、露出孔２４Ａの全周において、被覆部２４Ｂが形成されている（図２及び図３参照）。この被覆部２４Ｂは、露出孔２４Ａに対し車両後側に配置されているとともに、露出孔２４Ａの近傍部分が露出孔２４Ａへ向かうに従い車両前側へ向かう方向に傾斜されている。また、被覆部２４Ｂは、車幅方向内側部分に対し車幅方向外側部分が車両後側に突出されている（図１及び図２参照）。

また、図２に示されるように、カメラユニット２０の先端側部分におけるバイザ２２の内部には、撮像手段としてのカメラ２６が収容されている。このカメラ２６は、バイザ２２内に設けられた保持部材である矩形筒状のカメラブラケット２８に固定されている。カメラ２６の車両後側端部には、光を透過する光透過部材としてのカバーガラス３０が設けられている。このカバーガラス３０は円形板状のガラス層を構成している。カバーガラス３０は、カメラ２６のレンズ２７の車両後側の面（表面）を覆うとともに、蓋部２２Ｂの露出孔２４Ａを介して、蓋部２２Ｂの車両後側に露出されている。また、カバーガラス３０は、全周（上下方向両側及び車幅方向両側の全体）において、被覆部２４Ｂに被覆されている。

図４は、カバーガラス３０及びその装着物の拡大断面図である。図４に示されるように、カバーガラス３０の表面には、金属層としての金属膜３２が設けられている。詳しくは、金属膜３２は、車両後方の面（表面）に設けられた環状の表面金属膜３２Ａと、外周面（側面）の全域に設けられた側面金属膜３２Ｂと、車両前方の面（裏面）に設けられた環状の裏面金属膜３２Ｃとを備えている。

本実施形態の金属膜３２は、不透明な金属製の膜であって、金、銀、銅、アルミニウム等の金属材料をカバーガラス３０のガラス面に蒸着させて形成されている。なお、金属膜３２の形成方法は、蒸着に限らず、スパッタリングによる方法、金属ペーストを印刷、塗工する方法などを採用することができる。

金属膜３２は、カメラ２６の撮像の障害にならないように、少なくともカバーガラス３０におけるカメラ２６の画角範囲外に設けられている。ここで、図２及び図３の一点鎖線に示されるように、カメラ２６の画角はレンズ２７の表面から離れるにつれて、車両上下方向及び車幅方向に広がっている。上述のとおり、カバーガラス３０において、表面金属膜３２Ａ及び裏面金属膜３２Ｃは環状に形成されており、中心部分は円形状に開口している。そして、本実施形態の金属膜３２は、カメラ２６の画角範囲に合わせて設けられており、カバーガラス３０において、金属膜３２が設けられていない範囲、すなわち開口とされる部分は、裏面金属膜３２Ｃよりも表面金属膜３２Ａの方が広い。

以上のように金属膜３２が設けられたカバーガラス３０は、図２及び図３に示されるように、弾性を有する防水テープ３４を介して、カメラ２６及びカメラブラケット２８に対して固定される。具体的に、防水テープ３４は、略環状の両面テープであって、裏面金属膜３２Ｃの形成範囲に含まれる大きさで形成されている。そして、防水テープ３４の一の面が、金属膜３２の裏面金属膜３２Ｃに対して貼付けられている。一方、カメラ２６の車両後側の面であるカメラ前面２６Ａと、カメラブラケット２８の車両後側の段差部分に設けられた装着面２８Ａとは、カメラ２６の前後方向において、同じ位置に形成される面である。そして、カバーガラス３０に貼付けられた防水テープ３４の他の面が、カメラ前面２６Ａと装着面２８Ａとを渡すように貼付けられることにより、カバーガラス３０はカメラブラケット２８に固定される。なお、本体部２２Ａに蓋部２２Ｂが装着された際に、蓋部２２Ｂの被覆部２４Ｂがカバーガラス３０を押圧して防水テープ３４を圧縮してもよい。これにより、カバーガラス３０とカメラ２６とは密着度が増し、カバーガラス３０とカメラブラケット２８とは密着度が増す。そして、防水テープ３４により、カバーガラス３０とカメラ２６とがシール部（第１シール部Ｓ１）を形成し、カバーガラス３０とカメラブラケット２８とがシール部（第２シール部Ｓ２）を形成する。

一方、金属膜３２が設けられたカバーガラス３０には、後述する発熱部４０Ａが表面金属膜３２Ａに対して貼付けられることにより装着されている。図５は、バイザ２２の内部に収容される前の発熱ユニット４０の外観を示す図である。図５に示されるように、撮像手段用の発熱装置である発熱ユニット４０は、カバーガラス３０を加熱する加熱体としての発熱体４２が設けられた加熱部としての発熱部４０Ａと、発熱体４２に電力を供給する端子４４が設けられた基部４０Ｃと、発熱部４０Ａと基部４０Ｃとを接続する接続部４０Ｂとを備えている。発熱ユニット４０は、発熱部４０Ａ、接続部４０Ｂ及び基部４０Ｃが、絶縁性を有する柔軟なシート状部材により一体に形成されている。

発熱部４０Ａは、カメラ２６の画角範囲とされる部分を開口とする環状に形成されている。この発熱部４０Ａには、発熱部４０Ａと同心をなす環状の発熱抵抗素子である発熱体４２が設けられている。

基部４０Ｃは、発熱部４０Ａと接続部４０Ｂを挟んで反対側に設けられ、矩形状に形成された部分である。また基部４０Ｃは、発熱ユニット４０がバイザ２２の内部に収容された場合には、カメラブラケット２８の側面に固定される部分となる。この基部４０Ｃは、一方の面にカメラブラケット２８への接着に使用される両面テープが予め貼付けられ、他方の面の略中央部にコネクタ５０（図２参照）が接続される端子４４が設けられている。本実施形態の端子４４では、端子４４が装着されている面に対して直交方向がコネクタ５０の挿入方向となる。すなわち、コネクタ５０を挿入方向に沿って端子４４に挿入させることにより、コネクタ５０と端子４４とが接続される。なお、バイザ２２（本体部２２Ａ）の裏面（カメラ２６が収容される側の面）において、コネクタ５０の挿入方向にリブ２５が突設されており、このリブ２５はコネクタ５０に当接可能にされている。また、端子４４から接続部４０Ｂを経由して発熱体４２に向けては、図示しないプリント配線が形成されており、端子４４から発熱体４２に向けて電力が供給されている。

接続部４０Ｂは、発熱部４０Ａと基部４０Ｃとを接続する略矩形状の部分である。この接続部４０Ｂの幅は、発熱部４０Ａの幅及び基部４０Ｃの幅よりも狭く、発熱ユニット４０におけるくびれ部を形成している。そして、発熱ユニット４０がバイザ２２の内部に収容された場合は、図２に示されるように、発熱部４０Ａと基部４０Ｃとが直交した状態で収容される。このとき、くびれ部である接続部４０Ｂは、発熱ユニット４０の折曲げ部分となる。

次に、本実施形態の作用を説明する。

本実施形態のカメラ２６は、車両１２内の制御装置（図示省略）に電気的に接続されており、カメラ２６が制御装置の制御により電気的に作動されることで、カメラ２６がカバーガラス３０を介して車両後側を撮像する。制御装置には、表示手段としてのモニタ（図示省略）が電気的に接続されており、モニタには、制御装置の制御により、カメラ２６が撮像した像が表示される。モニタは、車両１２の車室内に配置されており、車両の乗員（例えば運転手）がモニタに表示される像（カメラ２６が撮像した像）を確認することで、乗員の車両後側の視認が補助される。

そして、本実施形態のように、撮像装置１０に発熱ユニット４０を設け、カメラ２６のレンズ２７の表側を覆うカバーガラス３０を発熱可能に形成することにより、カバーガラス３０に付着した雨、霜、露などの水分を乾燥させて除去することを可能にしている。ここで、従来の撮像装置１０では、発熱部４０Ａがカバーガラス３０のガラス面に直接貼付けられていた。しかし、ガラスは熱伝導率が悪く、発熱体４２の熱が伝わりにくいため、カバーガラス３０に雨、霜、露などが付着した場合に発熱体４２を作動させても、付着されている雨、霜、露などの乾燥による除去に時間が掛かり、視界の確保に時間が掛かっていた。

これに対して、本実施形態では、カバーガラス３０のガラス面に対して熱伝導率の高い金属膜３２が設けられており、金属膜３２が設けられたカバーガラス３０は、カバーガラス３０単体に比べて熱伝導率が高くなっている。また、本実施形態の金属膜３２は、カバーガラス３０の表面の表面金属膜３２Ａから側面（側面金属膜３２Ｂ）を介して裏面（裏面金属膜３２Ｃ）に至るまで形成されている。そのため、発熱部４０Ａが貼付けられる表面金属膜３２Ａのみを金属膜３２とする場合と比べて、カバーガラス３０における受熱面が広がる。金属膜３２では、表面金属膜３２Ａにおける発熱部４０Ａとの貼付面から受けた熱が、直ちに、表面金属膜３２Ａから側面金属膜３２Ｂと裏面金属膜３２Ｃに伝達される。つまり、カバーガラス３０は、金属膜３２が設けられていないカメラ２６の画角範囲を除く全ての部分から熱を受ける。以上、本実施形態によれば、カバーガラス３０に雨、霜、露などが付着した場合に、雨、霜、露などの除去に要する時間が短縮でき、視界が確保されるまでの時間が短縮される。

また、従来の撮像装置１０では、カバーガラス３０のガラス面に発熱部４０Ａ及び防水テープ３４が直接接着されていた。ここで、両面テープとしての防水テープ３４は、雨などによる浸水時に水に濡れると接着力が低下するため、カメラユニット２０の防水性能を確保することが困難であった。

これに対して、本実施形態では、ガラスに比べて水濡れ時の接着力が低下し難い金属膜３２（表面金属膜３２Ａ及び裏面金属膜３２Ｃ）に対して発熱部４０Ａ及び防水テープ３４が接着されている。したがって、金属膜３２は、雨などによる浸水時においても発熱部４０Ａ及び防水テープ３４の接着力を確保するため、発熱部４０Ａの剥がれを抑制できるとともにカメラユニット２０の防水性能を確保することができる。

また、図２及び図３に示されるように、本実施形態では、防水テープ３４により、カバーガラス３０とカメラ２６とが第１シール部Ｓ１を形成し、カバーガラス３０とカメラブラケット２８とが第２シール部Ｓ２を形成している。すなわち、本実施形態のカメラユニット２０は、１個の防水テープ３４により、内周側のシール部である第１シール部Ｓ１と、外周側のシール部である第２シール部Ｓ２との、二重のシール部を有していると言える。そして、本実施形態のカメラユニット２０では、露出孔２４Ａ側から高圧洗車等による水の噴射を受けた場合に、第２シール部Ｓ２において水の浸入を制限した上で、第１シール部Ｓ１においても水の浸入を制限することができる。以上、防水テープ３４が二重のシール部を形成することにより、カメラ２６の防水性が維持される。また、防水テープ３４がカメラ２６のレンズ２７とカバーガラス３０との間に挟まれた空間の気密性を維持するため、外気温度が急激に低下した場合のレンズ２７やカバーガラス３０の曇りを抑制することができる。

本実施形態の発熱ユニット４０は、次のようにバイザ２２の内部に収容される。すなわち、製造時の発熱ユニット４０は、図５に示されるように、発熱部４０Ａ、接続部４０Ｂ及び基部４０Ｃが展開された状態とされている。発熱ユニット４０がバイザ２２の内部に収容される場合は、図２に示されるように、発熱ユニット４０における端子４４側の面が山折りとなるように接続部４０Ｂにおいてほぼ直角に折曲げられる。そして、基部４０Ｃにおける端子４４の反対側の面がカメラブラケット２８の側面に貼付けられ、発熱部４０Ａがカバーガラス３０に貼付けられることにより、発熱ユニット４０は、発熱部４０Ａと基部４０Ｃとが直交した状態でバイザ２２の内部に収容される。

以上、本実施形態の発熱ユニット４０は、バイザ２２の内部に収容される前においては、カバーガラス３０よりも広いシート状を呈している。一方、発熱ユニット４０がバイザ２２の内部に収容される際は、接続部４０Ｂにおいて折曲げられることにより、カメラ２６の車幅方向のスペースを省くことができる。

また、本実施形態の発熱ユニット４０では、接続部４０Ｂの幅を、発熱部４０Ａの幅及び基部４０Ｃの幅よりも狭くし、接続部４０Ｂを発熱ユニット４０におけるくびれ部とした。これにより、発熱ユニット４０を折曲げる場合に、曲げが復元しようとする反力を低減させることができ、発熱ユニット４０を容易に折曲げることができる。

また、本実施形態では、発熱ユニット４０が折曲げられてバイザ２２の内部に収容された場合、バイザ２２（本体部２２Ａ）の内面において、コネクタ５０の挿入方向に突設されたリブ２５がコネクタ５０に当接可能にされている。すなわち、リブ２５は、コネクタ５０の挿入方向とは反対方向の移動を規制して、コネクタ５０が端子４４から外れることを抑制している。また、リブ２５は、コネクタ５０を介して端子４４の移動を規制しており、これにより、カメラブラケット２８の側面に貼付けられた基部４０Ｃの剥がれを抑制している。本実施形態では、コネクタ５０は、カバーガラス３０（発熱部４０Ａ）には直接固定されない。そして、コネクタ５０に負荷が働いた場合には、接続部４０Ｂにおいて吸収されるため、コネクタ５０に働く負荷がカバーガラス３０に及ぶことが抑制される。

なお、本実施形態では、金属膜３２の表面金属膜３２Ａ及び裏面金属膜３２Ｃ、発熱ユニット４０の発熱部４０Ａ、並びに防水テープ３４をカメラ２６の画角範囲に合わせて環状に形成したが、この限りではない。すなわち、画角範囲のうち、カメラ２６のイメージセンサの受像範囲に合わせて矩形状に形成してもよい。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る撮像装置１０は、カバーガラス３０に設けられた金属膜３２の構成が、上記第１実施形態と相違する。なお、その他の構成については、上記第１実施形態と同様である。

図６に、第２実施形態のカバーガラス３０及びその装着物の拡大断面図を示す。図６に示されるように、本実施形態の金属膜３２は、カバーガラス３０の全面（表面、側面、裏面）に設けられた透明電極膜３２Ｄとして形成されている。

透明電極膜３２Ｄは、ＩＴＯ（酸化インジウム）等の透明な金属製の膜であって、カバーガラス３０のガラス面に対して蒸着により形成されている。なお、透明電極膜３２Ｄの形成方法は、蒸着に限らず、スパッタリングによる方法を採用することができる。

本実施形態の透明電極膜３２Ｄによれば、第１実施形態と同様にカバーガラス３０に雨、霜、露などが付着した場合に、雨、霜、露などの除去に要する時間が短縮でき、視界が確保されるまでの時間が短縮される。特に、本実施形態の透明電極膜３２Ｄは、カバーガラス３０におけるカメラ２６の画角範囲内にも設けられており、カメラ２６の画角範囲内も受熱面とすることができる。したがって、本実施形態の透明電極膜３２Ｄでは、カバーガラス３０の中心部への熱の伝達時間がさらに短縮されるため、カバーガラス３０の中心部に水滴が残りにくい。

また、第１実施形態と同様に、透明電極膜３２Ｄは、雨などによる浸水時においても発熱部４０Ａ及び防水テープ３４の接着力が確保するため、発熱部４０Ａの剥がれを抑制できるとともにカメラユニット２０の防水性能を確保することができる。

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態に係る撮像装置１０は、カバーガラス３０に設けられた金属膜３２の構成が、上記第１実施形態及び第２実施形態と相違する。なお、その他の構成については、上記第１実施形態及び第２実施形態と同様である。

図７に、第３実施形態のカバーガラス３０及びその装着物の拡大断面図を示す。図７に示されるように、本実施形態の金属膜３２は、カバーガラス３０の全面（表面、側面、裏面）に透明電極膜３２Ｄが設けられている。また、透明電極膜３２Ｄに対して、車両後方の面（表面）に設けられた環状の表面金属膜３２Ａと、外周面（側面）の全域に設けられた側面金属膜３２Ｂと、車両前方の面（裏面）に設けられた環状の裏面金属膜３２Ｃとを備えている。

本実施形態の表面金属膜３２Ａ、側面金属膜３２Ｂ及び裏面金属膜３２Ｃは、第１実施形態と同様に不透明な金属製の膜であり、カバーガラス３０に対する形成方法は上述のとおりである。また、透明電極膜３２Ｄは、第２実施形態と同様にＩＴＯ（酸化インジウム）等の透明な金属製の膜であり、カバーガラス３０に対する形成方法は上述のとおりである。

そして、本実施形態の表面金属膜３２Ａ及び裏面金属膜３２Ｃについても、カメラ２６の画角範囲に合わせて設けられており、カバーガラス３０において、不透明な金属製の膜が設けられていない範囲、すなわち開口とされる部分は、裏面金属膜３２Ｃよりも表面金属膜３２Ａの方が広い。

本実施形態の金属膜３２によれば、第２実施形態と同様の効果を奏する。特に、透明電極膜３２Ｄにおいて、カバーガラス３０の透明度を確保するために厚みを増やすことができない場合に、カメラ２６の画角範囲外に対して不透明な金属製の膜である表面金属膜３２Ａ、側面金属膜３２Ｂ及び裏面金属膜３２Ｃを追加することにより熱伝導率を高くすることができる。

１０撮像装置
２２バイザ（被覆体）
２５リブ
２６カメラ（撮像手段）
２７レンズ
２８カメラブラケット（保持部材）
３０カバーガラス（光透過部材）
４０発熱ユニット（撮像手段用の発熱装置）
４０Ａ発熱部（加熱部）
４０Ｂ接続部
４０Ｃ基部
４２発熱体（加熱体）
４４端子
５０コネクタ

Claims

撮像手段のレンズの表側を覆う光透過部材を加熱する加熱体が設けられた加熱部と、
前記撮像手段を保持する保持部材の側面に設けられ、加熱体に電力を供給する端子が設けられた基部と、
前記加熱部と前記基部とを接続し、かつ折曲げ可能な接続部と、
を備えた撮像手段用の発熱装置。
前記発熱装置は、前記加熱部と前記接続部と前記基部とが一体に形成され、
前記接続部は、前記発熱装置におけるくびれ部を構成している請求項１に記載の撮像手段用の発熱装置。
請求項１又は２記載の発熱装置及び前記保持部材が収容される被覆体と、
前記端子に対して挿入により接続されるコネクタと、
前記被覆体の内面において前記コネクタの挿入方向に突設され、前記被覆体の装着時に前記コネクタに当接可能にされるリブと、
を備えた撮像装置。