JP2019196064A

JP2019196064A - 車両用浄化装置

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Publication number: JP2019196064A
Application number: JP2018090334A
Authority: JP
Inventors: 佳洋勝山; Yoshihiro Katsuyama; 亮介立見; Ryosuke Tatsumi
Original assignee: Alpine Electronics Inc
Current assignee: Alpine Electronics Inc
Priority date: 2018-05-09
Filing date: 2018-05-09
Publication date: 2019-11-14
Anticipated expiration: 2038-05-09
Also published as: JP7016586B2

Abstract

【課題】水滴等の除去の際に運転者が感じる違和感を軽減することができる車両用浄化装置を提供すること。【解決手段】車両用浄化装置１００は、車両のフロントガラス４８に対応して設けられたワイパー４０と、ワイパー４０を駆動するワイパー駆動部４２と、車両周辺を撮像するカメラ１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂと、カメラ１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂに含まれるレンズまたはこのレンズを覆うカバー部材の表面を浄化する表面浄化部５０Ｒ、５０Ｌ、５０Ｂと、ワイパー駆動部４２によってワイパー４０を駆動するタイミングに合わせて、表面浄化部５０Ｒ、５０Ｌ、５０Ｂに浄化動作を行わせる浄化動作指示部６０とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、車両の周辺を撮像する撮像素子に付着する水滴を除去する車両用浄化装置に関する。

従来から、リアウィンドウの上部に周辺を撮像可能なカメラを配置し、このカメラのレンズを洗浄する際にレンズに対して噴射される洗浄液が、レンズ洗浄後にリアウィンドウに垂れることを利用して、カメラレンズ洗浄後にリアウィンドウのワイパー動作を連動して行うことで、双方を洗浄する構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

最近は、車両側方あるいは後方にカメラを設置し、このカメラで撮像した車両後方画像を車室内の表示部に表示することで、ドアミラーやルームミラーを電子ミラー化する手法が実用化されつつある。このような用途に用いるカメラに雨天時に水滴が付着すると、撮像された後方画像が部分的にぼやけて視界が悪くなるため、上述した特許文献１に開示されたような手法を用いて、カメラのレンズの表面またはこのレンズに対向するカバーガラスの表面を洗浄することで、視界の悪化を防いでいる。

特許第５６０１２４９号公報

ところで、上述した特許文献１に開示された手法では、カメラのレンズやカバーガラスに付着した水滴を洗浄する際に、車室内の表示部に表示されている後方画像の内容が乱れて一時的に不鮮明になるが、このような表示内容の急激な変化に運転者は違和感を感じやすく、運転者の注意を引き付けてしまうという問題があった。この画像の急激な変化は、実際の車両後方の状況とは関係ないため、このようにして運転者が気を取られる事態はできるだけ避けることが望ましい。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、水滴等の除去の際に運転者が感じる違和感を軽減することができる車両用浄化装置を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の車両用浄化装置は、車両のフロントガラスに対応して設けられたワイパーと、ワイパーを駆動するワイパー駆動手段と、車両周辺を撮像する撮像手段と、撮像手段に含まれるレンズまたはこのレンズを覆うカバー部材の表面を浄化する表面浄化手段と、ワイパー駆動手段によってワイパーを駆動するタイミングに合わせて、表面浄化手段に浄化動作を行わせる浄化動作指示手段とを備えている。特に、運転者よりもフロントガラス側に設置されて、撮像手段によって撮像された画像を表示する表示手段をさらに備えることが望ましい。

フロントガラス用のワイパーが動くタイミングに合わせて撮像手段のレンズまたはカバー部材（以後、「レンズ等」と称する）を浄化する動作を行うことにより、目の前でワイパーが移動する動作が大きいため運転者の注意が前方に向き、レンズ等の表面に付着した水滴等の除去の際に生じる撮像画像の表示内容の急激な変化に伴って感じる運転者の違和感を軽減することができる。また、撮像手段のレンズ等の浄化を指示する操作を運転者自身が行う必要がないため、操作の簡略化が可能となる。

また、上述した撮像手段は、車両の後方を撮像しており、鏡を用いたドアミラーあるいはルームミラーに代えて、表示手段に後方画像を表示することが望ましい。鏡を用いたドアミラーやルームミラーに代えて電子ミラーを用いた場合に、水滴等の除去により後方画像の鮮明な表示を維持しつつ、このような維持動作に必要な浄化動作によって生じる違和感を抑えることが可能となる。

また、上述した浄化動作指示手段は、ワイパー駆動手段によってワイパーをフロントガラスの表面に沿って最初に移動させる動作と並行して、表面浄化手段に浄化動作を行わせることが望ましい。また、上述した浄化動作指示手段は、ワイパー駆動手段によってワイパーをフロントガラスの表面に沿って往復動作させる際にワイパーが初期位置から最大位置に向かう間に、表面浄化手段に浄化動作を行わせることが望ましい。ワイパーを起動した際、あるいは、ワイパーが往復動作において初期位置から最大位置に至る往路を移動する際には、それまでフロントガラスに付着した多くの水滴や異物が拭き取られてフロントガラス越しに見える景色の内容が大きく変化するため、運転者は、このワイパーの最初の動きに最も注意を引き付けられる。この動作と並行して撮像手段のレンズ等を浄化することにより、運転者が感じる違和感を最小限に抑えることが可能となる。

また、上述した浄化動作指示手段は、所定の繰り返し間隔で、表面浄化手段に浄化動作を行わせることが望ましい。撮像手段のレンズ等の浄化を繰り返し行うことにより、運転者自身による特別な操作を行うことなく、後方画像の鮮明な表示を維持することができる。

また、上述した表面浄化手段は、エアーの吹き付け、洗浄液の噴射、表面の拭き取りの１つまたは複数の組み合わせによって浄化動作を行うことが望ましい。これにより、撮像手段のレンズ等に付着した水滴や異物を確実に除去することが可能となる。

一実施形態の車両用浄化装置の構成を示す図である。ワイパーの動作状態とカメラ表面の浄化動作との対応を示す図である。ワイパーの動作状態とカメラ表面の浄化動作との対応の変形例を示す図である。ワイパーの往復動作と表示部の表示状態との概略的な対応を示す図である。

以下、本発明を適用した一実施形態の車両用浄化装置について、図面を参照しながら説明する。

図１は、一実施形態の車両用浄化装置の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態の車両用浄化装置１００は、カメラ１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂ、表示処理部２０、表示部３０Ｒ、３０Ｌ、３０Ｂ、ワイパー４０、ワイパー駆動部４２、操作部４４、表面浄化部５０Ｒ、５０Ｌ、５０Ｂ、浄化動作指示部６０を備えている。

カメラ１０Ｒは、自車両の右後側方の所定の撮像範囲を撮像する。この撮像範囲は、鏡を用いた右側ドアミラーに映る範囲と同じあるいはそれよりも広い範囲に設定されている。本実施形態では、鏡を用いた右側ドアミラーは実装されておらず、運転者は、カメラ１０Ｒによって撮像された画像を見ることにより、自車両の右後側方の状況を確認することができる。

同様に、カメラ１０Ｌは、自車両の左後側方の所定の撮像範囲を撮像する。この撮像範囲は、鏡を用いた左側ドアミラーに映る範囲と同じあるいはそれよりも広い範囲に設定されている。本実施形態では、鏡を用いた左側ドアミラーは実装されておらず、運転者は、カメラ１０Ｌによって撮像された画像を見ることにより、自車両の左後側方の状況を確認することができる。

また、カメラ１０Ｂは、自車両の後方の所定の撮像範囲を撮像する。この撮像範囲は、鏡を用いたルームミラーに映る範囲と同じあるいはそれよりも広い範囲に設定されている。本実施形態では、鏡を用いたルームミラーは実装されておらず、運転者は、カメラ１０Ｂによって撮像された画像を見ることにより、自車両の後方の状況を確認することができる。

表示処理部２０は、カメラ１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂのそれぞれによって撮像された画像を取り込んで、表示に適した解像度や映像信号に変換する。それぞれに対応する映像信号は表示部３０Ｒ、３０Ｌ、３０Ｂに入力される。

表示部３０Ｒは、カメラ１０Ｒに対応する映像信号が入力されており、カメラ１０Ｒによって撮像された自車両の右後側方の画像を表示する。表示部３０Ｌは、カメラ１０Ｌに対応する映像信号が入力されており、カメラ１０Ｌによって撮像された自車両の左後側方の画像を表示する。表示部３０Ｂは、カメラ１０Ｂに対応する映像信号が入力されており、カメラ１０Ｂによって撮像された自車両の後方の画像を表示する。

ワイパー４０は、自車両のフロントガラス４８に対応して設けられ、フロントガラス４８の表面に沿って往復動作させることにより、表面に付着した水滴や異物を拭き取る。ワイパー駆動部４２は、ワイパー４０を駆動する。具体的には、ワイパー駆動部４２は、モータとこのモータの回転を往復動作に変換する機構を含んでおり、ワイパー４０を往復動作させる。操作部４４は、ワイパー４０による拭き取り動作の開始または停止を、運転者がワイパー駆動部４２に対して行うためのものであり、開始／停止とともに拭き取り動作の速度として高速／低速／間欠を指定することができる。

表面浄化部５０Ｒは、カメラ１０Ｒに含まれるレンズあるいはこのレンズを覆うカバー部材（レンズが外部に露出してレンズ表面に水滴や異物が直接付着する場合にはレンズ、レンズが透明のカバー部材で覆われていてカバー部材表面に水滴や異物が付着する場合にはカバー部材）の表面を浄化する。

同様に、表面浄化部５０Ｌは、カメラ１０Ｌに含まれるレンズあるいはこのレンズを覆うカバー部材（レンズが外部に露出してレンズ表面に水滴や異物が直接付着する場合にはレンズ、レンズが透明のカバー部材で覆われていてカバー部材表面に水滴や異物が付着する場合にはカバー部材）の表面を浄化する。また、表面浄化部５０Ｂは、カメラ１０Ｂに含まれるレンズあるいはこのレンズを覆うカバー部材（レンズが外部に露出してレンズ表面に水滴や異物が直接付着する場合にはレンズ、レンズが透明のカバー部材で覆われていてカバー部材表面に水滴や異物が付着する場合にはカバー部材）の表面を浄化する。

具体的には、表面浄化部５０Ｒ、５０Ｌ、５０Ｂのそれぞれ（あるいは一部）は、洗浄液噴射部１５０、エアー吹付部１５２、表面拭取部１５４のいずれか一つあるいは組わせを備えることにより浄化動作を行う。洗浄液噴射部１５０は、噴射ノズル、噴射ポンプ、洗浄液タンクなどを含んでおり、レンズやカバー部材の表面に洗浄液を噴射する。エアー吹付部１５２は、エアーノズル、エアーポンプなどを含んでおり、レンズやカバー部材の表面に向けて圧縮エアーを吹き付ける。表面拭取部１５４は、ワイパーとその駆動部とを含んでおり、レンズやカバー部材の表面に付着した水滴、異物、洗浄液等を拭き取る。

浄化動作指示部６０は、ワイパー駆動部４２によってワイパー４０を駆動するタイミングに合わせて、表面浄化部５０Ｒ、５０Ｌ、５０Ｂに浄化動作を行わせる。具体的には、浄化動作指示部６０は、ワイパー駆動部４２によってワイパー４０をフロントガラス４８の表面に沿って最初に移動（動作開始直後の１回目の往復動作においてワイパー４０が一方向に動き始めてから反対方向に戻る直前に一旦停止するまでの動作）させる動作と並行して、浄化動作を行わせるための動作指示を表面浄化部５０Ｒ、５０Ｌ、５０Ｂのそれぞれに対して出力する。また、浄化動作指示部６０は、１回目の動作指示を出力した後、所定の繰り返し間隔で同様の動作指示を出力することにより、表面浄化部５０Ｒ、５０Ｌ、５０Ｂに所定の繰り返し間隔で浄化動作を行わせる。例えば、ワイパー４０の往復動作の回数をカウントし、所定回数の往復運動毎に１回上述した浄化動作を行わせる場合が考えられる。なお、ワイパー４０の毎回の往復動作と連動するように上述した浄化動作を行わせたり、所定時間の経過を計測し、所定時間経過後のワイパー４０の往復動作と連動するように上述した浄化動作を行わせるようにしてもよい。

上述したワイパー駆動部４２がワイパー駆動手段に、カメラ１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂが撮像手段に、表面浄化部５０Ｒ、５０Ｌ、５０Ｂが表面浄化手段に、浄化動作指示部６０が浄化動作指示手段に、表示部３０Ｒ、３０Ｌ、３０Ｂが表示手段にそれぞれ対応する。

図２は、ワイパー４０の動作状態とカメラ表面の浄化動作との対応を示す図である。図２（Ａ）にはワイパー４０の動作状態が、図２（Ｂ）にはカメラ表面の浄化動作の状態が示されている。また、図２（Ａ）において、「往」はワイパー４０が初期状態の位置（初期位置）から一方向に動き始めてから反対方向に戻る直前に一旦停止する位置（最大位置）までの動作を、「復」はワイパー４０が最大位置から初期位置に戻るまでの動作を、「止」は往復動作間のワイパー４０が停止した状態を示している。なお、この停止状態がなく、往復動作が連続するようにしてもよい。また、図２（Ｂ）において、「動」は表面浄化部５０Ｒ等によるカメラ１０Ｒ等のレンズあるいはカバー部材の表面に対する浄化動作を、「止」はこの浄化動作が休止した状態を示している。

図２に示す例では、浄化動作指示部６０は、ワイパー駆動部４２によってワイパー４０をフロントガラス４８の表面に沿って最初に移動させる動作と並行して、表面浄化部５０Ｒ、５０Ｌ、５０Ｂに対して指示を送って、カメラ１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂのレンズあるいはカバー部材の表面の浄化動作を行わせる。

その後、浄化動作指示部６０は、ワイパー駆動部４２によってワイパー４０をフロントガラス４８の表面に沿って所定の繰り返し間隔で往復動作させる際に、ワイパー４０が初期位置から最大位置に向かう間（往状態のとき）に、表面浄化部５０Ｒ、５０Ｌ、５０Ｂに対して指示を送って、カメラ１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂのレンズあるいはカバー部材の表面の浄化動作を行わせる。

図３は、ワイパー４０の動作状態とカメラ表面の浄化動作との対応の変形例を示す図である。図２に示す例では、ワイパー４０の毎回の往復動作に連動するように表面浄化部５０Ｒ、５０Ｌ、５０Ｂによる浄化動作を行うようにしたが、図３に示すように、ワイパー４０の複数回（２回）の往復動作に対して１回の割り合いで、表面浄化部５０Ｒ、５０Ｌ、５０Ｂによる浄化動作を行うようにしてもよい。

このように、本実施形態の車両用浄化装置１００では、フロントガラス４８用のワイパー４０が動くタイミングに合わせてカメラ１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂのレンズまたはカバー部材を浄化する動作を行うことにより、目の前でワイパー４０が移動する動作が大きいため運転者の注意が前方に向き、レンズ等の表面に付着した水滴等の除去の際に生じる撮像画像の表示内容の急激な変化に伴って感じる運転者の違和感を軽減することができる。また、カメラ１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂのレンズ等の浄化を指示する操作を運転者自身が行う必要がないため、操作の簡略化が可能となる。

鏡を用いたドアミラーやルームミラーに代えてカメラや表示部を組み合わせて構成された電子ミラーを用いた場合に、水滴等の除去により後方画像の鮮明な表示を維持しつつ、このような維持動作に必要な浄化動作によって生じる違和感を抑えることが可能となる。

また、ワイパー４０を起動した際、あるいは、ワイパー４０が往復動作において初期位置から最大位置に至る往路を移動する際には、それまでフロントガラス４８に付着した多くの水滴や異物が拭き取られてフロントガラス４８越しに見える景色の内容が大きく変化するため、運転者は、このワイパー４０の最初の動きに最も注意を引き付けられる。この動作と並行してカメラ１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂのレンズ等を浄化することにより、運転者が感じる違和感を最小限に抑えることが可能となる。

また、カメラ１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂのレンズ等の浄化を繰り返し行うことにより、運転者自身による特別な操作を行うことなく、後方画像の鮮明な表示を維持することができる。

また、洗浄液噴射部１５０、エアー吹付部１５２、表面拭取部１５４の１つまたは複数の組み合わせを用いてによってカメラ１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂのレンズ等の浄化動作を行うことにより、カメラ１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂのレンズ等に付着した水滴や異物を確実に除去することが可能となる。

図４は、ワイパー４０の往復動作と表示部３０Ｌ、３０Ｒ、３０Ｂの表示状態との概略的な対応を示す図である。図４において、ａが初期位置、ｂが最大位置をそれぞれ示している。図４に示すように、ワイパー４０が初期位置ａから最大位置ｂまでの移動中に、表面浄化部５０Ｒ、５０Ｌ、５０Ｂによるカメラ１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂのレンズ等に対する浄化動作が行われる。この浄化動作中は、レンズ等の表面に沿って水滴等が移動や拡散するため、表示部３０Ｌ、３０Ｒ、３０Ｂの表示内容がぼやける等の影響（図４ではこのような影響が出た表示内容がハッチングを付すことで表されている）がでる。しかし、上述したように、目の前でワイパー４０が移動する大きな動作により運転者の注意は前方に向くため、表示部３０Ｌ、３０Ｒ、３０Ｂの表示内容がぼやけても、あまり気にならない。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、図２や図３に示したように、複数回の浄化動作を所定の繰り返し間隔で行う場合を説明したが、ワイパー起動時に１回だけこの浄化動作を行うようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、ワイパー４０の往復動作における往動作に対応するように浄化動作を行ったが、復動作に対応するように浄化動作を行うようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、鏡を用いたドアミラーやルームミラーの代わりに、それぞれに対応する画像を表示部３０Ｒ、３０Ｌ、３０Ｂに表示する電子ミラーを用いる場合について説明したが、これら表示部３０Ｒ、３０Ｌ、３０Ｂとともに、鏡を用いたドアミラーやルームミラーを備えるようにしてもよい。

上述したように、本発明によれば、フロントガラス用のワイパーが動くタイミングに合わせて撮像手段のレンズまたはカバー部材を浄化する動作を行うことにより、目の前でワイパーが移動する大きな動作で運転者の注意が前方に向くため、レンズ等の表面に付着した水滴等の除去の際に生じる撮像画像の表示内容の急激な変化に伴って感じる運転者の違和感を軽減することができる。また、撮像手段のレンズ等の浄化を指示する操作を運転者自身が行う必要がないため、操作の簡略化が可能となる。

１０Ｒ、１０Ｌ、１０Ｂカメラ
２０表示処理部
３０Ｒ、３０Ｌ、３０Ｂ表示部
４０ワイパー
４２ワイパー駆動部
４４操作部
４８フロントガラス
５０Ｒ、５０Ｌ、５０Ｂ表面浄化部
６０浄化動作指示部
１００車両用浄化装置
１５０洗浄液噴射部
１５２エアー吹付部
１５４表面拭取部

Claims

車両のフロントガラスに対応して設けられたワイパーと、
前記ワイパーを駆動するワイパー駆動手段と、
車両周辺を撮像する撮像手段と、
前記撮像手段に含まれるレンズまたはこのレンズを覆うカバー部材の表面を浄化する表面浄化手段と、
前記ワイパー駆動手段によって前記ワイパーを駆動するタイミングに合わせて、前記表面浄化手段に浄化動作を行わせる浄化動作指示手段と、
を備えることを特徴とする車両用浄化装置。
運転者よりも前記フロントガラス側に設置されて、前記撮像手段によって撮像された画像を表示する表示手段をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の車両用浄化装置。
前記撮像手段は、車両の後方を撮像しており、
鏡を用いたドアミラーあるいはルームミラーに代えて、前記表示手段に後方画像を表示することを特徴とする請求項１または２に記載の車両用浄化装置。
前記浄化動作指示手段は、前記ワイパー駆動手段によって前記ワイパーを前記フロントガラスの表面に沿って最初に移動させる動作と並行して、前記表面浄化手段に浄化動作を行わせることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の車両用浄化装置。
前記浄化動作指示手段は、前記ワイパー駆動手段によって前記ワイパーを前記フロントガラスの表面に沿って往復動作させる際に前記ワイパーが初期位置から最大位置に向かう間に、前記表面浄化手段に浄化動作を行わせることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の車両用浄化装置。
前記浄化動作指示手段は、所定の繰り返し間隔で、前記表面浄化手段に浄化動作を行わせることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の車両用浄化装置。
前記表面浄化手段は、エアーの吹き付け、洗浄液の噴射、表面の拭き取りの１つまたは複数の組み合わせによって前記浄化動作を行うことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の車両用浄化装置。