JP2019014338A - 車載カメラ - Google Patents

Abstract

【課題】自動車のフロントガラスが６０°程度の高角度にまで立っている場合でも、車室内を圧迫せず、且つ映り込みを防止することができる車載カメラを提供する。【解決手段】車載カメラ本体１の高さ方向と、車載カメラの撮像方向とに垂直な車載カメラ本体１の幅方向における車載カメラ本体１の断面形状が、下部１ｂの横幅よりも上部の横幅１ａが短い形状となっており、レンズモジュール２が、車載カメラ本体１の高さ方向について、断面形状の横幅が長い車載カメラ本体１の下部１ｂ側に取り付けられている。【選択図】図１

Description

この発明は、地面に対して傾斜したフロントガラスの後方に取り付けられ、自動車の前方を撮像する車載カメラに関するものである。

近年、車載カメラを使って自動車の前方を含む自動車の周囲を撮像し、画像認識によって走行道路の白線認識や自動車の周辺の障害物認識を行うことにより、自動ブレーキや自動操舵など自動運転を行うための制御を行う技術が既に実用化されている。

従来の車載カメラでは、フロントガラスの内面に取り付けられたブラケットによって車載カメラ本体を固定し、車載カメラ本体の上部に設けられたレンズモジュールを通して自動車の前方を撮像するようにしていた。このとき、車内のダッシュボードなどがフロントガラスの内面に反射して車載カメラが撮像した画像に映り込み、画像のコントラストが低下しないように、車載カメラをフロントガラスに近接させ、且つ車載カメラ本体の下部にフードを設けるようにしていた（例えば、特許文献１参照）。

特許第５７６１１００号公報

しかし、特許文献１に示されている従来の車載カメラは、自動車のフロントガラスが地面に対して３０°程度の低い角度である場合に特化したものであった。従って、特許文献１に示されている車載カメラは、フロントガラスの角度が地面に対して３０°程度の普通乗用車に搭載されて、いわゆる映り込みを防止するためのものであった。しかし、軽乗用車のようにフロントガラスが地面に対して６０°近くの高角度にまで立っている場合には、特許文献１に示されている車載カメラをそのまま適用しようとすると、車載カメラ本体の奥行きが長いため、車載カメラ本体がフロントガラスの内面から車室内へ大きくはみ出し、車室内を圧迫するという問題点があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、フロントガラスが普通乗用車よりも高角度に立っている場合でも、車室内を圧迫せず、且つ映り込みを防止することができる車載カメラを得ることを目的とする。

この発明による車載カメラは、地面に対して傾斜したフロントガラスの後方に取り付けられ、自動車の前方を撮像する車載カメラであって、車載カメラの撮像方向と光軸の向きが一致しているレンズモジュール、及びレンズモジュールが取り付けられる車載カメラ本体を備え、車載カメラ本体の高さ方向と、車載カメラの撮像方向とに垂直な車載カメラ本体の幅方向における車載カメラ本体の断面形状が、下部の横幅よりも上部の横幅が短い形状となっており、レンズモジュールは、車載カメラ本体の高さ方向について、断面形状の横幅が長い車載カメラ本体の下部側に取り付けられている。

この発明による車載カメラによれば、車載カメラ本体の高さ方向と、車載カメラの撮像方向とに垂直な車載カメラ本体の幅方向における車載カメラ本体の断面形状が、下部の横幅よりも上部の横幅が短い形状となっているため、車載カメラ本体がフロントガラスの内面から車室内へ大きくはみ出すことがなく、車室内を圧迫しない。また、レンズモジュールが、車載カメラ本体の高さ方向について、断面形状の横幅が長い車載カメラ本体の下部側に取り付けられているため、レンズモジュールをフロントガラスに対して近接させることができ、映り込みを効果的に防止することができ、防曇効果を得ることもできる。

この発明の実施の形態１による車載カメラを示す斜視図である。 図１の車載カメラが６０°程度の高角度のフロントガラスに取り付けられた状態を示す側面図である。 実施の形態１による車載カメラを示す斜視図である。 実施の形態１による車載カメラ本体の内部を示す斜視図である。 メイン基板とサブ基板が車載カメラ本体に取り付けられた状態示す斜視図である。 メイン基板とサブ基板を車載カメラ本体から外した様子を示す斜視図である。 実施の形態１による車載カメラを、地面に対して高角度に傾斜したフロントガラスに取り付けた場合の側面図である。 実施の形態１による車載カメラを地面に対して高角度に傾斜したフロントガラスに取り付けたときの、空気の流れを示す側面図である。 実施の形態１による車載カメラに放熱用のフィンを取り付けた様子を示す斜視図である。 この発明の実施の形態２による車載カメラ本体の内部を示す斜視図である。 実施の形態２の車載カメラ本体の内部において、レンズモジュールを外した状態の斜視図である。 実施の形態２による車載カメラを示す斜視図である。 実施の形態２の車載カメラがフロントガラスに取り付けられた状態を示す側面図である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による車載カメラを示す斜視図である。本実施の形態１による車載カメラは、車載カメラ本体１、レンズモジュール２を備えている。車載カメラ本体１の内部には、後に説明するように、撮像回路、画像処理回路４１などが内蔵されている。レンズモジュール２は、図１に示す車載カメラの撮像方向と光軸の向きが一致しており、車載カメラの撮像方向を向くように車載カメラ本体１に取り付けられている。

車載カメラ本体１は、図１に示すように、車載カメラ本体１の高さ方向と、車載カメラ本体１の撮像方向に垂直な車載カメラ本体１の幅方向における断面形状に特徴があり、車載カメラ本体１の幅方向における断面形状の上部１ａの横幅が、車載カメラ本体１の幅方向における断面形状の下部１ｂの横幅よりも短くなっている。また、車載カメラ本体１は、車載カメラ本体１の幅方向において、ほぼ同一の断面形状を有している。

また、レンズモジュール２は、車載カメラ本体１の高さ方向について、断面形状の横幅が長い車載カメラ本体１の下部１ｂ側に取り付けられている。また、レンズモジュール２は、車載カメラの撮像方向を向くように取り付けられている。

図２は、図１の車載カメラが６０°程度の高角度のフロントガラス１１に取り付けられた状態を示す側面図である。図２において、車載カメラはフロントガラス１１の後方にブラケット１２によって取り付けられている。また、車載カメラの下方には、映り込みを防止するためのフード１３が取り付けられている。

図２の例では、自動車のフロントガラス１１が地面に対して６０°程度の高い角度で傾斜している。ここで、本実施の形態１による車載カメラは、車載カメラ本体１の断面形状が、下部１ｂの横幅よりも上部１ａの横幅が短い形状となっているため、車載カメラ本体１の断面形状がフロントガラス１１の傾斜に沿う形となり、車載カメラ本体１がフロントガラス１１の内面から車室内へ大きくはみ出すことがなく、車室内を圧迫しない。

また、レンズモジュール２は、車載カメラ本体１の高さ方向について、断面形状の横幅が長い車載カメラ本体１の下部１ｂ側に取り付けられているため、レンズモジュール２をフロントガラス１１に対して近接させることができ、映り込みを効果的に防止することができる。

図３は、本実施の形態１による車載カメラを示す斜視図である。図３に示すように、車載カメラ本体１の撮像方向に向かってレンズモジュール２が取り付けられている。レンズモジュール２は、例えば、レンズモジュール２を取り付けるための開口部から露出しており、車載カメラ本体１の内部のレンズモジュール群とともに被写体の光学的な像を形成して、撮像素子の撮像面上に結像する。

また、車載カメラ本体１の側面側には、コネクタ２１が設けられている。コネクタ２１は、外部インターフェースであり、車両バッテリー、車両グランド、車両側ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）などとの間でＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）通信を行うための接続が行われる。

図４は、本実施の形態１による車載カメラ本体１の内部を示す斜視図である。図４に示すように、車載カメラ本体１の内部は、主にメイン基板３１、サブ基板３２から構成されている。サブ基板３２には、レンズモジュール２及び図示しない撮像素子が取り付けられている。レンズモジュール２とサブ基板３２は、機械的に精密に軸調整され、モジュールとして車載カメラ本体１の内部に実装される。ここで、撮像素子とはイメージセンサであり、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅｓ）やＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）などが用いられる。本実施の形態１では、撮像素子などを含めた回路を撮像回路と呼ぶものとする。

メイン基板３１には、上述したコネクタ２１、電解コンデンサ２２が取り付けられている。また、メイン基板３１には、画像処理機能や、電源、制御、通信機能を実現するために必要な画像処理回路４１が取り付けられている。ここで、画像処理回路４１は、例えば、画像処理ＳＯＣ（Ｓｙｓｔｅｍ Ｏｎ Ｃｈｉｐ）である。

レンズモジュール２、サブ基板３２を含むモジュールは、金属または樹脂製の別部材を介すなどして車載カメラ本体１に機械的に取り付けられ、サブ基板３２とメイン基板３１との間の電気的な接続は、フレキシブルケーブルなどの柔軟性に優れた配線によって行われる。

図５は、メイン基板３１とサブ基板３２が車載カメラ本体１に取り付けられた状態示す斜視図である。なお、図５では、メイン基板３１、サブ基板３２、及びレンズモジュール２以外の構成要素を省略している。

図４及び図５に示すように、画像処理回路４１が第１の基板であるメイン基板３１に取り付けられており、撮像素子などの撮像回路が第２の基板であるサブ基板３２に取り付けられている。そして、図５に示すようにメイン基板３１とサブ基板３２は、予め決められたチルト角ｇだけ異なった角度で車載カメラ本体１に取り付けられている。

このように、メイン基板３１とサブ基板３２を、予め決められたチルト角ｇだけ異なった角度で車載カメラ本体１に取り付ける理由は、撮像素子が実装されたサブ基板３２は、その法線方向を車載カメラの光軸方向と一致させるのが望ましく、一方、メイン基板３１は車載カメラが設置される車室を圧迫しないように、なるべくフロントガラス１１に平行に近くするのが好ましいためである。

図６は、メイン基板３１とサブ基板３２を車載カメラ本体１から外した様子を示す斜視図である。図６に示すように、メイン基板３１の下部に切欠き部５１を設け、この切欠き部５１に予め決められたチルト角ｇだけ異なった角度でサブ基板３２を嵌合して、メイン基板３１に取り付ける。これにより、メイン基板３１とサブ基板３２を異なった角度で車載カメラ１に取り付けつつ、車載カメラ本体１の小型化を図ることができる。

図７は、本実施の形態１による車載カメラを、地面に対して高角度に傾斜したフロントガラス１１に取り付けた場合の側面図である。図７に示すように、サブ基板３２に取り付けられたレンズモジュール２が車載カメラ本体１の下部側に配置されることによって、レンズモジュール２をフロントガラス１１に近づけることができ、映り込みを防止することができる。また、メイン基板３１がフロントガラス１１とほぼ平行になるため、フロントガラス１１と車載カメラ本体１が近接し、車載カメラが車室内を圧迫するのを抑制することができる。

また、メイン基板３１への部品実装については、図４に示すように、画像処理ＳＯＣなどの比較的背の低い画像処理回路４１を、車載カメラ本体１の高さ方向について、幅方向における断面形状の横幅が短い車載カメラ本体１の上部１ａ側に取り付けるようにしてもよい。また、コネクタ２１、電解コンデンサ２２などの比較的背の高い画像処理回路以外の部品を、車載カメラ本体１の高さ方向について、幅方向における断面形状の横幅が長い車載カメラ本体１の下部１ｂ側に取り付けるようにしてもよい。

このようにすることで、車載カメラ本体１の幅方向における車載カメラ本体１の断面形状が、下部１ｂの横幅よりも上部１ａの横幅が短い形状となっている車載カメラ本体１に部品を内蔵することが可能となる。これにより、レンズモジュール２をフロントガラス１１に近接させて映り込みを防止しつつ、フロントガラス１１と車載カメラ本体１を近接させて、車載カメラが車室内を圧迫するのを防止することができる。

また、図３に示すように、車載カメラ本体１の幅方向の寸法を、車載カメラ本体１の高さ方向の寸法に比べて大きくすることができる。このようにすることにより、車載カメラ本体１がフロントガラス１１から車室内に飛び出して、車室内を圧迫するのを抑制することができる。また、車載カメラ本体１を自動車のルームミラーの前方に取り付けて、その投影面積内に収まるようにすれば、自動車の運転者の視界を妨げる面積を最小限に抑えることができる。

次に、本実施の形態１による車載カメラ１の放熱効果について、図８と図９を用いて説明する。図８は、本実施の形態１による車載カメラを地面に対して高角度に傾斜したフロントガラス１１に取り付けたときの、空気の流れを示す側面図である。図８に示すように、本実施の形態１による車載カメラ１は、フロントガラス１１に対して一定の隙間を持つように取り付けられる。これにより、フロントガラス１１と車載カメラ本体１との間の空気の流動が可能となり、車載カメラ本体１の放熱効果を向上させることができる。

なお、車載カメラ本体１は、ブラケット１２を介してフロントガラス１１に取り付けられるが、例えば、車載カメラ本体１の下方側に空気導入孔、車載カメラ本体１の上方側に空気排出孔を備えた内装カバーによって覆うようにしてもよい。これにより、図８に示すように、フロントガラス１１と車載カメラ本体１の間の隙間に流入する空気６１を、効率的にフロントガラス１１と車載カメラ本体１の間の隙間から流出する空気６２に変換することができ、放熱効率を向上させることができる。

また、車載カメラ本体１の高さ方向について、幅方向における断面形状の横幅が短い車載カメラ本体１の上部１ａ側の部分に取り付けられた画像処理ＳＯＣなどの画像処理回路４１は、比較的発熱量が多い部品（発熱部品）であるため、これらの回路から発せられる熱６３を上昇気流に乗せて効率的に放熱することができる。また、レンズモジュール２の周辺に上昇気流が発生することにより防曇効果を得ることもできる。

図９は、本実施の形態１による車載カメラに放熱用のフィン７１を取り付けた様子を示す斜視図である。なお、図９に示す放熱用のフィン７１は、車載カメラ本体１の高さ方向について、車載カメラ本体１の上部１ａ側に取り付けられている。

また、図９の放熱用のフィン７１は車載カメラ本体１の、撮像方向側に取り付けられている。この部分は、画像処理ＳＯＣなどの画像処理回路４１から発せられた熱６３が伝熱される部位であるため、放熱用のフィン７１を設けることによって放熱効果を向上させることができる。また、上述したように、車載カメラ本体１とフロントガラス１１との間の隙間は空気の流動が期待されるため、放熱用のフィン７１は車載カメラ本体１の高さ方向に延びる形状のものが望ましい。

このように、フロントガラス１１と車載カメラ本体１との間に隙間を設け、また、下方から上方へ空気が流動するようにフィン構造が配向された放熱用のフィン７１を設けることにより、車載カメラ本体１の放熱効果を向上させることができる。なお、レンズモジュール２の防曇効果を、自動車の結露防止機能を用いることにより、さらに向上させることができる。

また、放熱効果を向上させる策としては、基板のフロントガラス側に発熱部品を実装することも考えられる。さらに、この場合、発熱部品による熱が、放熱用のフィン７１を形成しているフロントガラス側筐体部へと伝熱しやすいように、発熱部品を放熱用のフィン７１に接触させる構成を採用することができる。または、フロントガラス側筐体部と発熱部品との間に熱伝導グリス、熱伝導シートなど、伝熱を助けるための媒質を充填する構成を採用することもできる。

本実施の形態１による車載カメラでは、車載カメラ本体１の高さ方向と、車載カメラの撮像方向とに垂直な車載カメラ本体１の幅方向における車載カメラ本体１の断面形状が、下部の横幅１ｂよりも上部の横幅１ａが短い形状となっているため、車載カメラ本体１がフロントガラス１１の内面から車室内へ大きくはみ出すことがなく、車室内を圧迫しない。また、レンズモジュール２が、車載カメラ本体１の高さ方向について、断面形状の横幅が長い車載カメラ本体１の下部１ｂ側に取り付けられているため、レンズモジュール２をフロントガラス１１に対して近接させることができ、映り込みを効果的に防止することができる。

実施の形態２．
図１０は、この発明の実施の形態２による車載カメラ本体１の内部を示す斜視図である。なお、本実施の形態２では、実施の形態１で、メイン基板３１と別個にモジュール化していた撮像素子、レンズモジュール２、サブ基板３２などを、１つのメイン基板３３に直接実装することにより、車載カメラ本体１の構造を簡略化する。なお、実施の形態１と同じ構成要素については同じ符号を付し、説明を省略する。

図１１は、本実施の形態２の車載カメラ本体１の内部において、レンズモジュール２を外した状態の斜視図である。図１１に示すように、本実施の形態２による車載カメラには、サブ基板３２がなく、代わりに撮像素子８１がメイン基板３３に直接実装されている。また、メイン基板３３には、画像処理回路４１も取り付けられている。これにより、サブ基板３２、メイン基板３１とサブ基板３２とを電気的に接続するためのフレキシブルケーブル、及びサブ基板３２を車載カメラ本体１に取り付けるための部材が必要なくなり、車載カメラ本体１の小型化、及びコスト削減が可能となる。

図１２は、本実施の形態２による車載カメラを示す斜視図である。また、図１３は、本実施の形態２の車載カメラがフロントガラス１１に取り付けられた状態を示す側面図である。図１１に示すように、撮像素子８１、及びレンズモジュール２を直接メイン基板３３に実装すると、メイン基板３３のフロントガラス１１に対する設置角度が、図１３に示すように垂直方向に制限されるため、実施の形態１に比べると車載カメラ本体１が車室内に飛び出る量を抑制する効果は小さい。

しかし、図１２に示すように、車載カメラ本体１の幅方向の寸法を、車載カメラ本体１の高さ方向の寸法に比べて大きくすることにより、車載カメラ本体１がフロントガラス１１から車室内に飛び出して、車室内を圧迫するのを抑制することができる。また、車載カメラ本体１を自動車のルームミラーの前方に取り付けて、その投影面積内に収まるようにすれば、自動車の運転者の視界を妨げる面積を最小限に抑えることができる。

本実施の形態２による車載カメラでは、車載カメラ本体１の高さ方向と、車載カメラの撮像方向とに垂直な車載カメラ本体１の幅方向における車載カメラ本体１の断面形状が、下部の横幅１ｂよりも上部の横幅１ａが短い形状となっているため、車載カメラ本体１がフロントガラス１１の内面から車室内へ大きくはみ出すことがなく、車室内を圧迫しない。また、レンズモジュール２が、車載カメラ本体１の高さ方向について、断面形状の横幅が長い車載カメラ本体１の下部１ｂ側に取り付けられているため、レンズモジュール２をフロントガラス１１に対して近接させることができ、映り込みを効果的に防止することができる。また、１枚のメイン基板３３に撮像素子８１、画像処理回路４１などの部品を実装することにより構造を簡略化することができる。その他の効果については、実施の形態１による車載カメラ１と同様である。

以上、この発明による車載カメラについて説明したが、本発明の車載カメラは上記の実施の形態に限定されず、様々な変更が可能である。例えば、メイン基板３１に取り付ける部品の位置は任意である。

１ 車載カメラ本体、２ レンズモジュール、１１ フロントガラス、１２ ブラケット、１３ フード、２１ コネクタ、２２ 電解コンデンサ、３１ メイン基板、３２ サブ基板、３３ メイン基板、４１ 画像処理回路、５１ 切欠き部、７１ 放熱用のフィン、８１ 撮像素子。

Claims (11)

1. 地面に対して傾斜したフロントガラスの後方に取り付けられ、自動車の前方を撮像する車載カメラであって、
   前記車載カメラの撮像方向と光軸の向きが一致しているレンズモジュール、及び
   前記レンズモジュールが取り付けられる車載カメラ本体
   を備え、
   前記車載カメラ本体の高さ方向と、前記車載カメラの撮像方向とに垂直な前記車載カメラ本体の幅方向における前記車載カメラ本体の断面形状が、基板とフロントガラスとの間の距離が下方にいくほど開くように前記基板を配し、前記基板と前記フロントガラスとの間に前記レンズモジュールを含む背の高い部品を配置できるようにするために、下部の横幅よりも上部の横幅が短い形状となっており、
   前記レンズモジュールは、前記車載カメラ本体の高さ方向について、前記断面形状の横幅が長い前記車載カメラ本体の下部側に取り付けられている
   車載カメラ。
2. 前記車載カメラ本体は、前記車載カメラ本体の幅方向において、略同一の断面形状を有する
   請求項１に記載の車載カメラ。
3. 撮像回路、画像処理回路をさらに備えており、
   前記画像処理回路が第１の基板に取り付けられており、前記撮像回路が第２の基板に取り付けられており、前記第１の基板と前記第２の基板は、予め決められたチルト角だけ異なった角度で前記車載カメラ本体に取り付けられている
   請求項１または２に記載の車載カメラ。
4. 前記第１の基板は切欠き部を有し、前記第２の基板は前記切欠き部に嵌合して前記第１の基板に取り付けられている
   請求項３に記載の車載カメラ。
5. 撮像回路、画像処理回路をさらに備えており、
   前記撮像回路と前記画像処理回路が同一の基板に取り付けられている
   請求項１または２に記載の車載カメラ。
6. 前記画像処理回路が、前記車載カメラ本体の高さ方向について、前記断面形状の横幅が短い前記車載カメラ本体の上部側に取り付けられている
   請求項３〜５のいずれか一項に記載の車載カメラ。
7. 前記画像処理回路よりも背の高い部品が、前記車載カメラ本体の高さ方向について、前記断面形状の横幅が長い前記車載カメラ本体の下部側に取り付けられている
   請求項３〜６のいずれか一項に記載の車載カメラ。
8. 前記車載カメラ本体と前記フロントガラスの間に隙間が設けられている
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の車載カメラ。
9. 前記フロントガラスに面した前記車載カメラ本体の前面に対し、下方から上方へ空気が流動するようにフィン構造が配向された放熱用フィンが設けられている
   請求項１〜８のいずれか一項に記載の車載カメラ。
10. 前記基板に実装された発熱部品が、前記基板のフロントガラス側に実装されており、
    前記発熱部品が、前記放熱用フィンを形成しているフロントガラス側筐体部へと伝熱しやすいように接触しているか、または、前記フロントガラス側筐体部と発熱部品との間に伝熱を助けるための媒質が充填されている
    請求項９に記載の車載カメラ。
11. 前記車載カメラ本体の幅方向の寸法が、前記車載カメラ本体の高さ方向の寸法に比べて大きくなっている
    請求項１〜１０のいずれか一項に記載の車載カメラ。

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