JP2018155931A

JP2018155931A - 車両用撮像装置

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Publication number: JP2018155931A
Application number: JP2017052856A
Authority: JP
Inventors: 勇長澤; Isamu Nagasawa; 覚岩田; Satoru Iwata
Original assignee: Subaru Corp
Current assignee: Subaru Corp
Priority date: 2017-03-17
Filing date: 2017-03-17
Publication date: 2018-10-04
Anticipated expiration: 2037-03-17
Also published as: JP6850167B2

Abstract

【課題】カメラのレンズが車両の外部に露出した状態で設置された車両用撮像装置において、レンズに対する汚れの付着防止効果に優れ、かつレンズに付着した汚れを除去可能な車両用撮像装置を提供すること。【解決手段】車両周辺を撮影するカメラ１２を備え、該カメラのレンズ２０が車両７０の外部に露出した状態で設置された車両用撮像装置１０において、前記レンズの表面２２前方側に所定の隙間を空けて配置され、該レンズの表面の一部又は全部を覆う透明なカバー部材１３を備え、該カバー部材は、前記レンズと対向する面３２が凸状となる翼断面形状である。【選択図】図２

Description

本発明は、車両用撮像装置に関し、特に、カメラのレンズが車両の外部に露出した状態で設置された撮像装置に関する。

従来、車両外部に設置されて車両周辺を撮像するカメラを備えた車両用撮像装置が知られている。この車両用撮像装置では、画像を撮像するカメラのレンズが、車両の外部に露出した状態で設置されている。

このような車両用撮像装置では、例えば、車両の高速走行時に走行風によって生じる巻き込み流などにより、カメラのレンズに雨滴や水しぶき、埃などの汚れが付着してしまい、カメラによる画像の視認性が低下する事態が生じる。そのため、視認性を維持するための対策が求められていた。

例えば、特許文献１に記載の車両用撮像装置では、車両外装部品であるリヤスポイラに撮像装置を構成するカメラが設置されており、さらに、このリヤスポイラにエアカーテンを形成するための貫通孔が形成されている。この貫通孔は、カメラのレンズを囲むように形成され、貫通孔の排気口は、カメラのレンズの方向とほぼ同一方向である車両後方かつ斜め下方に向かって開口している。

この車両用撮像装置では、車両が走行すると、走行風により貫通孔の排気口から気流が排出され、カメラの後方及び左右方向にエアカーテンが形成される。このエアカーテンによってレンズに付着する水滴等を遮ることにより、レンズの汚れを防止している。

特開２０１２−１９７０５４号公報

しかしながら、このようにエアカーテンによって雨滴等を遮断するものでは、例えば、高速走行時に水しぶきが勢いよく跳ね上げられた際に、これを遮断することができず、レンズに水滴が付着し、汚れが発生してしまうことがあった。

さらに、水滴等の遮断に有効な空気流の層（すなわち、エアカーテン）は、レンズ表面から僅かに離れたに位置に形成されるので、レンズに汚れが付着してしまった場合に、この汚れを除去することができないという問題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、カメラのレンズが車両の外部に露出した状態で設置された車両用撮像装置において、レンズに対する汚れの付着防止効果に優れ、レンズに付着した汚れを除去可能な車両用撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の車両用撮像装置は、車両周辺を撮影するカメラを備え、該カメラのレンズが車両の外部に露出した状態で設置された車両用撮像装置において、前記レンズの表面前方側に所定の隙間を空けて配置され、該レンズの表面の一部又は全部を覆う透明なカバー部材を備え、該カバー部材は、前記レンズと対向する面が凸状となる翼断面形状であることを特徴とする。

この構成によれば、レンズの表面を覆う透明なカバー部材によって、レンズに水滴や埃等が付着するのを防止することができる。また、カバー部材は、カメラのレンズと対向する面が凸状となる翼断面形状を有しているので、車両が走行した際に、レンズと対向する面側では、非対向面側よりも空気流の流速が速くなり、負圧が発生する。この負圧状態と速い流速によってレンズへの汚れの付着の予防、或いはレンズに付着した汚れを除去することができる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両用撮像装置において、前記カバー部材を前記レンズの表面の一部又は全部を覆う被覆位置と、前記レンズの表面を露出させた非被覆位置との間で移動可能とする可動機構を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、カメラ機能を使用しない場合には、請求項１の作用と同様に、カバー部材によりレンズを覆うことで、カメラのレンズに汚れが付着するのを防止し、さらに、カバー部材とレンズとの間に形成される気流及び負圧状態によってレンズに付着した汚れを除去することができる。そして、カメラ機能を使用する際には、カバー部材を非被覆位置に移動させレンズの表面を露出させることで、カバー部材で遮られることのないクリアな画像の取得を優先させることができる。

また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の車両用撮像装置において、前記可動機構は、車両速度が所定値以下の低速走行時に前記カバー部材を非被覆位置に移動させ、車両速度が前記低速走行よりも高い高速走行時に前記カバー部材を前記被覆位置に移動させることを特徴とする。

この構成によれば、カメラ機能の必要性が低く、レンズに汚れが付着しやすい高速走行時に、カバー部材によってレンズを覆うことで汚れの付着を防止することができる。また、レンズに汚れが付着し難い低速走行時には、レンズを露出状態にしてクリアな画像を得ることができる。

また、請求項４に記載の発明は、請求項２又は３に記載の車両用撮像装置において、前記可動機構は、前記カバー部材を自重により前記非被覆位置に移動させることを特徴とする請求項２又は３に記載の車両用撮像装置。

この構成によれば、カバー部材の自重によりカバー部材を非被覆位置に移動させることができるので、カバー部材の可動構造を簡素化することができる。

また、請求項５に記載の発明は、請求項２〜４の何れか１項に記載の車両用撮像装置において、前記カバー部材の翼断面形状の先端部に向かって開口する流出口を有し、前記カバー部材に走行風を導くダクト部を備えたことを特徴とする。

この構成によれば、カバー部材の翼型断面形状の先端部に向かって走行風が流出されるので、レンズとカバー部材との間の空気流量を大きくして汚れを除去する効果を高めることができる。

また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の車両用撮像装置において、前記可動機構は、前記ダクト部からの風圧によって前記カバー部材を前記被覆位置へ移動させることを特徴とする。

この構成によれば、走行風の風圧によりカバー部材を被覆位置に移動させることができるので、カバー部材の可動構造を簡素化することができる。

本発明に係る車両用撮像装置によれば、カメラのレンズ表面の前方にこのレンズを覆うカバー部材を配置しているので、レンズに水滴や埃等が付着するのを防止することができ、また、走行中にレンズとカバー部材との間に生じる気流や負圧状態によってレンズに付着した汚れを除去することができる。

本発明の第１の実施の形態である車両用撮像装置を有する車両を後方側から見た斜視図。図１に示す車両用撮像装置の要部を示す側面図。車両用撮像装置の要部を示す図であって図２の矢印Ｘ方向から見た上面図。車両用撮像装置の要部を示す図であって図２の矢印Ｙ方向から見た正面図。カバー部材の移動状態を示す側面図であり、（ａ）は非被覆位置を示し、（ｂ）は被覆位置を示す。支持部材の変形例を示す図３と同様の上面。第２の実施の形態である車両用撮像装置を示す側面図であり、（ａ）は非被覆位置を示し、（ｂ）は被覆位置を示す。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態である車両用撮像装置１０を有する車両７０を後方側から見た斜視図であり、図２は、図１に示す車両用撮像装置１０の要部を示す側面図、図３は図２の矢印Ｘ方向から見た上面図、図４は、図２の矢印Ｙ方向から見た正面図である。なお、各図面は、発明の要部を分かりやすく説明するために記載した模式図であり、寸法等を正確に示すものではない。車両用撮像装置１０は、車両７０の後部であって車幅方向の略中央部に取付けられたカメラ１２と、カメラ１２のレンズ２０の表面前方側に配置されるカバー部材１３と、カバー部材１３を移動させる可動機構１１とを備える。可動機構１１は、ガイド部材１５ａ，１５ｂとダクト部１６とを備える。なお、図２では、図３及び図４で示している支持部材１４ａ，１４ｂ及びガイド部材１５ａの記載を省略している。

カメラ１２は、車両後部を構成する外装部材に取付けられる。本実施の形態ではカメラ１２が、ナンバープレート７５よりも上方であって、リヤゲート７２の凹部７５の上辺部に設けられたガーニッシュ７６に取付けられている。なお、図１では、カメラ１２及びカバー部材１３の位置を分かりやすく説明するために、ガーニッシュ７６の下面側に取付けられたカメラ１２及びカバー部材１３を実線で示している。カメラ１２のレンズ２０は、筐体２４に取付けられており、表面２２が車両７０の後方下方を向くようにレンズ２０が露出した態様で設置されている。カメラ１２は、筐体２４から延びるケーブル２６を介して、図示しない制御装置に接続されている。レンズ２０は、レンズ表面２２が曲面状に形成されており、広角撮影が可能な魚眼レンズである。

カバー部材１３は、透明な材料、例えば透明な樹脂材やガラス材などで形成され、一方の面３２が凸状に形成された翼断面形状を有する板状の部材である。カバー部材１３の他方の面３３は、略平面状に形成されている。なお、カバー部材１３は図示例のものに限られず、設置状態においてレンズ２０と対向する一方の面３２が、レンズ２０に対する非対向面となる他方の面３３よりも凸となる翼断面形状であればよい。

カバー部材１３は、カメラ１２のレンズ２０の全部を被覆可能となるように、レンズ２０よりも大きな表面積を有する。図４に示すように、本実施の形態のカバー部材１３は、正面視で略四角形状を有し、レンズ２０の正面に配置された状態（後述の被覆位置）でレンズ２０の広画角をカバーできる大きさに設定されている。

カバー部材１３は、支持部材１４ａ，１４ｂによってカメラ１２に取付けられるとともに、可動機構１１により、カメラ１２のレンズ２０を覆う被覆位置と、レンズ２０を露出させる非被覆位置とに移動可能に構成されている。

支持部材１４ａ，１４ｂは、カメラ１２の筐体２４の両側部からレンズ２０の前方側に向かって延びる一対の棒状の部材である。一対の支持部材１４ａ，１４ｂは、基端部４４が固定具４２により筐体２４に固定されており、先端部４６において、後述のガイド部材１５ａ，１５ｂを介してカバー部材１３を挟持支持している。カバー部材１３は、被覆位置となった場合に、支持部材１４ａ，１４ｂによってレンズ２０の表面２２の前方側に所定の隙間Ｌを空けて配置される。支持部材１４ａ及び１４ｂの離間距離は、基端部４４から先端部４６に向かって漸次大きくなっている。

可動機構１１を構成するガイド部材１５ａ，１５ｂは、一対のレール状に形成され、一端部５４が支持部材１４ａ，１４ｂの先端部４６に接続、固定され、一端部５４から車両７０の下方側に延在し、他端部５６が図示しない固定具により車両７０の外装部材であるリヤゲート７２の凹部７４に固定される。

図３に示すように、一対のガイド部材１５ａ，１５ｂの対向面側には、カバー部材１３の両側部に形成された係合部３６ａ，３６ｂと係合する係合溝部５２ａ，５２ｂが形成されている。図５に示すように、カバー部材１３は、係合溝部５２ａ，５２ｂに沿ってガイド部材１５ａ，１５ｂの一端部５４と他端部５６との間を移動可能に構成されている。また、ガイド部材１５ａ，１５ｂの一端部５４及び他端部５６には、カバー部材１３の移動を阻止する図示しないストッパが設けられる。カバー部材１３は、ガイド部材１５ａ，１５ｂの一端部５４側に移動するとレンズ２０を覆う被覆位置となり、他端部５６側に移動することでレンズ２０を露出させた非被覆位置となる。なお、カバー部材１３とガイド部材１５ａ，１５ｂとの係合構造は、これに限られず、カバー部材１３がガイド部材１５ａ，１５ｂの延在方向に沿って往復移動可能な構造であればよい。

ダクト部１６は、車両７０の走行時に発生する走行風を収集してカバー部材１３の先端部（翼断面において厚さが大きい方の端部）３８に向かって排出させるものである。このダクト部１６は、例えば、カメラ１２を取付ける車両７０の外装部材に走行風をカバー部材１３へ導く貫通孔を形成する等により構成することができる。ダクト部１６の流出口６２は、ガイド部材１５ａ，１５ｂの他端部５６に近接した位置にあり、カバー部材１３の先端部３８に向かって開口している。流出口６２の近傍において、ダクト部１６はガイド部材１５ａ，１５ｂの延在方向に沿って延びている。

次に、上述した車両用撮像装置１０におけるレンズ２０の汚れ防止作用について説明する。

図５（ａ）に示すように、車両７０が停止状態又は低速走行状態にある場合、カバー部材１３は自重によって、ガイド部材１５ａ，１５ｂの下方側の端部、すなわち他端部５６に移動し、レンズ２０を露出した非被覆位置となる。非被覆位置では、カバー部材１３の先端部３８が、ダクト部１６の流出口６２に近接している。

カメラ１２による車両７０の後方周辺部の撮像は、一般に、車両７０の低速走行時に行われ、高速走行時には行われていない。本実施の形態の車両用撮像装置１０では、停止状態や低速走行状態においてカバー部材１３を非被覆位置に移動させて、レンズ２０を露出させることにより、カメラ１２の利用時にクリアな画像を取得することが可能となる。

一方、車両７０が所定の車速以上となる高速走行状態になると、ダクト部１６の流出口から流出する走行風の風圧が高くなる。この走行風はカバー部材１３の先端部３８に当接し、図５（ｂ）に示すように、カバー部材１３は高い風圧によって車両７０の上方側へ押し上げられる。カバー部材１３は、ガイド部材１５ａ，１５ｂに沿って一端部５４側へスライド移動し、レンズ２０を覆う被覆位置となる。

被覆位置では、レンズ２０の表面２２がカバー部材１３によって覆われることで、レンズ２０に対する水滴や埃等の付着が防止される。特に、高速走行状態では、停止状態及び低速走行状態に比べて、走行風によって生じる巻き込み流により水しぶきや埃などがレンズ２０に付着しやすくなる。このときにカバー部材１３でレンズ２０を覆うことで、効果的に汚れを防止することができる。また、高速走行時にカメラ１２が使用される場合であっても、透明なカバー部材１３を介してカメラ１２により車両周辺部の画像を撮像することが可能である。

また、カバー部材１３が翼断面形状となっているので、レンズ２０との対向面３２側の気流の流速Ｆ１は、非対向面３３側の気流の流速Ｆ２よりも速くなり、対向面３２側が負圧状態になる。これにより、レンズ２０への汚れの付着を予防することができ、レンズ２０に汚れが付着している場合には、隙間Ｌに生じた負圧状態と、速い流速とによって、付着した汚れを除去することができる。

車両７０が高速走行状態から低速走行状態へ移行すると、図５（ａ）に示すように、カバー部材１３は自重によって再び非被覆位置へと移動する。

なお、車両用撮像装置１０は、ダクト部１６を用いることなく、走行時にカバー部材１３に吹き付ける車両７０周辺の走行風によってカバー部材１３を移動させてもよいが、ダクト部１６を設けることで、高い風圧を確保して確実にカバー部材１３に移動させることが可能となる。さらに、隙間Ｌを通る空気流量を多くして汚れを除去する効果を高めることができる。

図６は、支持部材１４ａ，１４ｂの変形例を示す図３と同様の上面図である。なお、図６ではガイド部材１５ａ，１５ｂの記載を省略している。

図６（ａ）に示す変形例１では、一対の支持部材１４ａ，１４ｂが基端部４４から先端部４６まで、ほぼ等しい離間距離で平行に延びている。このように支持部材１４ａ，１４ｂを屈曲のない棒状部材とすることで、撮像装置１０を小型化し、コストを抑えることができる。

図６（ｂ）に示す変形例２では、基端部４４と先端部４６の間の中央部４５において、一対の支持部材１４ａ，１４ｂが互いに接近するように湾曲している。変形例２の支持部材１４ａ，１４ｂでは、レンズ２０とカバー部材１３の間を通る気流の流路を狭くして、隙間Ｌを通る気流の流速をより速めることができる。

なお、上述した実施の形態及び変形例１、２において、支持部材１４ａ，１４ｂは、基端部４４がカメラ１２ではなく、カメラ１２を取付ける車両７０の外装部材に固定される構造であってもよい。

（第２の実施の形態）
図７は、車両用撮像装置１０の第２の実施の形態を示す側面図であり、（ａ）はカバー部材１３の非被覆位置を示し、（ｂ）はカバー部材１３の被覆位置を示す。なお、図７において、第１の実施の形態と対応する部位には同一符号を付している。以下に説明する第２の実施の形態において、第１の実施の形態と同様の構成については詳細な説明を省略する。

本実施の形態では、可動機構１１が、ガイド部材１５ａ，１５ｂと、ダクト部１６と、バネ構造部５７とを備え、バネ構造部５７の付勢力を用いてカバー部材１３を移動させている。ダクト部１６の流出口６２はカメラ１２よりも上方に位置し、斜め下方に向かって開口している。ガイド部材１５ａ，１５ｂは、一端部５４が支持部材１４ａ，１４ｂの先端部４６に接続、固定され、一端部５４から車両７０の上方側に向かって延在し、他端部５６がダクト部１６の流出口６２の近傍に位置している。なお、他端部５６は図示しない固定部材により車両７０の外装部材に固定される。バネ構造部５７は、例えばスプリング材によって形成することができ、基端部５８がダクト部１６の流出口６２側の端部に固定されており、先端部５９がカバー部材１３の先端部３８に連結されている。

図７（ａ）に示すように、車両７０が停止状態又は低速走行状態にある場合、カバー部材１３はバネ構造部５７の付勢力によって、ガイド部材１５ａ，１５ｂの他端部５６に移動し、レンズ２０を露出した非被覆位置となる。非被覆位置では、カバー部材１３の先端部３８が、ダクト部１６の流出口６２に近接している。

車両７０が所定の車速以上となる高速走行状態になると、ダクト部１６の流出口から流出する走行風の風圧が高くなり、図７（ｂ）に示すように、カバー部材１３は高い風圧によって車両７０の下方側へ押し下げられる。カバー部材１３は、ガイド部材１５ａ，１５ｂに沿って一端部５４側へスライド移動し、レンズ２０を覆う被覆位置となる。

本実施の形態の車両用撮像装置１０では、第１の実施の形態と同様にレンズ２０の汚れ防止し、レンズ２０に付着した汚れを除去することができるとともに、バネ構造部５７の付勢力を用いることで、確実にカバー部材１３を非被覆位置に移動させることができる。また、可動機構１１の設置位置などの設計自由度を高めることができる。

なお、本発明は上述した実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、カバー部材１３は被覆位置において、正面視でレンズ２０の表面２２の少なくとも一部を覆う構造であればよい。また、車両用撮像装置１０は、可動機構１１を有しておらず、支持部材１４ａ，１４ｂによってカバー部材１３をカメラ１２のレンズ２０の表面前方側に所定の隙間Ｌを空けて固定配置する構造であってもよい。

また、カメラ１２は、車両７０後方に配置するものに限られず、例えば、車両前面部に配置した前部カメラや、車両側面部に配置した側部カメラに対して、カバー部材１３及び可動機構１１を設けてもよい。

また、可動機構１１は、第１及び第２の実施の形態のものに限られず、例えば、カバー部材１３を被覆位置と非被覆位置とに移動させるアクチュエータと、該アクチュエータを作動させる制御部とを設け、該制御部により、車両７０の走行状態に応じてアクチュエータを作動させてカバー部材１３を移動させる構造であってもよい。

１０車両用撮像装置
１１可動機構
１２カメラ
１３カバー部材
１４ａ，１４ｂ支持部材
１５ａ，１５ｂガイド部材
１６ダクト部
２０レンズ
７０車両

Claims

車両周辺を撮影するカメラを備え、該カメラのレンズが車両の外部に露出した状態で設置された車両用撮像装置において、
前記レンズの表面前方側に所定の隙間を空けて配置され、該レンズの表面の一部又は全部を覆う透明なカバー部材を備え、
該カバー部材は、前記レンズと対向する面が凸状となる翼断面形状であることを特徴とする車両用撮像装置。
前記カバー部材を前記レンズの表面の一部又は全部を覆う被覆位置と、前記レンズの表面を露出させた非被覆位置との間で移動可能とする可動機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載の車両用撮像装置。
前記可動機構は、車両速度が所定値以下の低速走行時に前記カバー部材を非被覆位置に移動させ、車両速度が前記低速走行よりも高い高速走行時に前記カバー部材を前記被覆位置に移動させることを特徴とする請求項２に記載の車両用撮像装置。
前記可動機構は、前記カバー部材を自重により前記非被覆位置に移動させることを特徴とする請求項２又は３に記載の車両用撮像装置。
前記カバー部材の翼断面形状の先端部に向かって開口する流出口を有し、前記カバー部材に走行風を導くダクト部を備えたことを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載の車両用撮像装置。
前記可動機構は、前記ダクト部からの風圧によって前記カバー部材を前記被覆位置へ移動させることを特徴とする請求項５に記載の車両用撮像装置。