JP2020069928A - 車両用撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フロントウインドシールドの直後に位置し且つ前後方向位置が異なる複数のセンサー及びセンサーを支持するケースを覆うカバーに、センサーが発生した熱をカバーの外側に排熱するための排熱手段を乗員の視界に入り難いように設けつつ、カバーの前後方向長を短くすることが可能な車両用撮影装置を提供する。【解決手段】車両に設けられたフロントウインドシールドの後方に配設された複数のセンサーと、前記センサーを支持し且つ前記フロントウインドシールドの内面に支持される複数のケースと、前記センサー及び前記ケースの少なくとも下方を覆うカバー６５と、を備え、少なくとも一つの前記センサーの車両前後方向の位置が他の前記センサーとは異なり、前記カバーが、全ての前記センサーより前方に位置し且つ最も前方に位置する前記センサーである前方センサーを支持する前記ケースの前端部が配設される孔６９が設けられた前壁を有する。【選択図】図６

Description

本発明は車両のフロントウインドシールドの車内側に設けられる車両用撮影装置に関する。

特許文献１の車両用撮影装置は、車両のフロントウインドシールドの車内側（直後）に位置するカメラと、カメラを支持し且つフロントウインドシールドの車内側面に支持されたケースと、カメラ及びケースの後方、下方、左右両側方及び前方を覆い且つフロントウインドシールドの車内側面に支持されたカバーと、を備えている。

カバーは、カメラとフロントウインドシールドとの間には位置しない。そのため、例えば、車両の前方に位置する被写体（例えば、車両）によって反射された反射光（被写体像）がフロントウインドシールドを後方に透過すると、この反射光はカメラのレンズを透過した後に撮像素子によって撮像データに変換される。

さらにカバーの下面には貫通孔が形成されており、この貫通孔には換気ファンが設けられている。そのため、カメラから発生した熱は、換気ファンが形成する気流によって、フロントウインドシールドとカバーとの間の空間からカバーの外側へ排気される。

特開２０１６−０７８８０７号公報

特許文献１ではカバーの下面に貫通孔（ファン）が設けられているので、車両の運転席に着座した運転者の視界に貫通孔（ファン）が入る可能性が高い。しかし、貫通孔（ファン）はカバーの美観を損なうおそれがあるので、運転者の視界に入らないように貫通孔をカバーに形成するのが好ましい。

そのため、例えば図１２に示すように、カバーの前壁にカメラと対向するように貫通孔を形成し、この貫通孔の内部に複数のフィンを設け、且つカメラを貫通孔の直後に位置させることが考えらえる。このような態様で車両用撮影装置を構成すれば、カメラから発生した熱は前壁の貫通孔を介してカバーの外側へ排気される。さらに、前壁に設けられた貫通孔及びフィンが運転者の視界に入る可能性は低い。

ところで、自動運転動作を実行可能な車両の車両用撮影装置は、前後方向位置が互いに異なる複数のカメラを備えることがある。この場合は、カメラが１つの場合及び複数のカメラの前後方向位置が互いに同一の場合と比べて、カバーの前後長が長くなり易い。そしてこのようなカバーの前壁に貫通孔及びフィンを設け且つ最も前方に位置するカメラ及びこのカメラを支持するケースを貫通孔の直後に位置させると、カバーの前後長がさらに長くなってしまう。カバーの前後長がある程度以上の長さになると、運転者の視界がカバーによって狭められてしまったり、乗員が圧迫感を感じたりするおそれがある。

本発明は前記課題に対処するためになされた。即ち、本発明の目的の一つは、フロントウインドシールドの直後に位置し且つ前後方向位置が異なる複数のセンサー及びセンサーを支持するケースを覆うカバーに、センサーが発生した熱をカバーの外側に排熱するための排熱手段を乗員の視界に入り難いように設けつつ、カバーの前後方向長を短くすることが可能な車両用撮影装置を提供することにある。

前記目的を達成するための本発明による車両用撮影装置（２０、２０Ａ、２０Ｂ）は、
車両に設けられたフロントウインドシールド（１０）の後方に配設された複数のセンサー（３３、３４、４９、５０）と、
前記センサーを支持し且つ前記フロントウインドシールドの内面に支持される複数のケース（３１、４６）と、
前記センサー及び前記ケースの少なくとも下方を覆うカバー（６５、７５）と、
を備え、
少なくとも一つの前記センサーの車両前後方向の位置が他の前記センサーとは異なり、
前記カバーが、全ての前記センサーより前方に位置し且つ最も前方に位置する前記センサーである前方センサー（４９、５０）を支持する前記ケース（４６）の前端部（４８）が配設される孔（６９）が設けられた前壁（６８）を有する。

本発明では、カバーが、全てのセンサーより前方に位置し且つ孔が設けられた前壁を有する。従って、各センサーが発生した熱を、この孔からカバーの外側に排熱できる。そしてこの孔（排熱手段）はカバーの前壁に設けられているので、この孔が乗員の視界に入るおそれは小さい。

さらに本発明では、カバーの前壁の孔に前方センサーを支持するケースの前端部が配設される。そのため、ケースの前端部が前壁（孔）より後方に位置する場合に比べて、カバーの前後方向長を短くすることが可能になる。

上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いた名称及び／又は符号を括弧書きで添えている。しかしながら、本発明の各構成要素は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。

本発明の実施形態に係る車両用撮影装置及びフロントウインドシールドの斜め下方から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係る車両用撮影装置及びフロントウインドシールドの縦断側面図である。 本発明の実施形態に係る車両用撮影装置の上方から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係るステレオカメラ装置のケースの前部の模式的な平面図である。 本発明の実施形態に係る車両用撮影装置の前部の平面図である。 図５のVI−VI矢線に沿う断面図である。 図６のVII−VII矢線に沿う模式的な断面図である。 本発明の第１変形例の車両用撮影装置の前方から見たときの模式的な斜視図である。 本発明の第１変形例の図７と同様の断面図である。 本発明の第２変形例の車両用撮影装置の前方から見たときの模式的な斜視図である。 本発明の第２変形例の図７と同様の断面図である。 比較例の図６に対応する断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態に係る車両用撮影装置について説明する。

図１及び図２に示すように、実施形態に係る車両用撮影装置２０（以下、「撮影装置２０」と称呼する。）は、車両のフロントウインドシールド１０の車内側（直後）に設けられる。フロントウインドシールド１０は透光性材料（例えば、ガラス又は樹脂）により形成されている。図２に示すように、フロントウインドシールド１０は上方から下方に向かうにつれて徐々に車両の前方に向かう態様で車体に対して傾斜している。

図１乃至図３に示すように、撮影装置２０は、主たる構成要素として、ベース部材２２、サブベース部材２６、ロケーター望遠カメラ装置３０（ロケーターカメラ３３、望遠カメラ３４）、遮光フード３６、ハウジング４０、ステレオカメラ装置４５（カメラ４９、カメラ５０）、遮光フード６０、メインカバー６５及びサブカバー７５を具備している。

図２及び図３に示す金属製のベース部材２２の前縁部には平面視略台形形状の切欠部２３が形成されている。さらにベース部材２２の左右両側部には垂下片２４が設けられており、各垂下片２４には係止孔２５が形成されている。ベース部材２２の上面はフロントウインドシールド１０の車内側面の上部に接着剤により固定されている。

図２、図３及び図６に示す金属製のサブベース部材２６は、フロントウインドシールド１０と略平行な被固定部２７と、被固定部２７の前縁部の中央部から斜め下方に延びた後に前斜め下方に延びる前端突部２８と、被固定部２７の前縁部の左右両側部から斜め下方に延びる一対の支持用突部２９と、を備えている。前端突部２８にはボルト挿通孔２８ａが形成されている。左右の支持用突部２９には係止孔２９ａが形成されている。さらにサブベース部材２６はベース部材２２より前方（下方）に位置しており、被固定部２７の上面はフロントウインドシールド１０の車内側面の上部に接着剤により固定されている。

図２及び図３に示すように、ベース部材２２の下面にはロケーター望遠カメラ装置３０が支持されている。ロケーター望遠カメラ装置３０はケース３１を有している。図２及び図３に示すようにケース３１の上面の前部には平面視略台形形状の凹部３２が形成されている。さらに凹部３２の後面にはロケーターカメラ３３及び望遠カメラ３４が支持されている。ロケーターカメラ３３は、車両の周辺情報（位置、方向及び距離等）を検知する運転支援用（自動運転用）のカメラセンサーである。望遠カメラ３４も運転支援用のカメラセンサーである。ロケーターカメラ３３及び望遠カメラ３４は、それらの前部に設けられたレンズ及び各レンズの直後に設けられた撮像素子を備えている。

図２及び図３に示すように、ケース３１の凹部３２には平面視略台形の遮光フード３６が、ロケーターカメラ３３及び望遠カメラ３４と干渉しない態様で設けられている。図２に示すように遮光フード３６は、フロントウインドシールド１０を前方から後方へ透過し且つロケーターカメラ３３及び望遠カメラ３４の各レンズに入射する撮影光（反射光）と干渉しない形状である。

図２及び図３に示す金属製のハウジング４０は、ロケーター望遠カメラ装置３０の下面、左右両側面及び後面を覆う形状である。そして、ベース部材２２、ロケーター望遠カメラ装置３０及びハウジング４０は、ベース部材２２、ロケーター望遠カメラ装置３０及びハウジング４０の４箇所を上下方向に貫通し且つその頭部４３がベース部材２２の上面に溶接された図３に示す４本のウェルドボルト４２と、各ウェルドボルト４２の下部に螺合される４つのナット（図示略）とによって互いに共締めされている。

図２及び図３に示すように、フロントウインドシールド１０の直後にはロケーター望遠カメラ装置３０より前方（下方）に位置するステレオカメラ装置４５が配設されている。ステレオカメラ装置４５はケース４６を有している。図２及び図３に示すようにケース４６の前部には一つの凹部４７が形成されている。さらに図２乃至図４に示すように、ケース４６の前端部には前方に向かって突出する前端突部４８が設けられている。前端突部４８には前端突部４８を貫通するボルト挿通孔４８ａが形成されている。さらに凹部４７の後面にはカメラ４９とカメラ５０がそれぞれ設けられている。カメラ４９及びカメラ５０は、車両の周辺情報（位置、方向及び距離等）を検知する運転支援用のカメラセンサーである。カメラ４９及びカメラ５０は、それらの前部に設けられたレンズ及び各レンズの直後に設けられた撮像素子を備えている。

ケース４６の後部及びベース部材２２の前部は、ベース部材２２の前部及びケース４６の後部の２箇所を上下方向に貫通し且つその頭部５３がベース部材２２の上面に溶接された図３に示す２本のウェルドボルト５２と、各ウェルドボルト５２の下部に螺合される２つのナット（図示略）とによって互いに固定されている。さらに図２、図３及び図６に示すように、サブベース部材２６の前端突部２８の下面はケース４６の前端突部４８の上面に接触している。そして、前端突部２８及び前端突部４８は、前端突部２８のボルト挿通孔２８ａ及び前端突部４８のボルト挿通孔４８ａを下方から上方へ貫通し且つその頭部５５と前端突部４８の下面との間でワッシャ５７を挟み込むボルト５４と、前端突部２８の上面に溶接され且つボルト５４が螺合されたウェルドナット５６とによって互いに固定されている。

このようにしてケース４６をフロントウインドシールド１０に取り付けると、図２及び図３に示すように、ステレオカメラ装置４５がロケーター望遠カメラ装置３０より前方に位置する。即ち、ステレオカメラ装置４５とロケーター望遠カメラ装置３０の前後方向位置が互いに異なる。

図示は省略してあるが、ロケーター望遠カメラ装置３０のケース３１の内部にはロケーターカメラ３３及び望遠カメラ３４と接続されたＥＣＵ（エレクトリックコントロールユニット）が設けられている。このＥＣＵは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェース等を含むマイクロコンピュータを主要構成部品として有する電子制御回路である。さらに、ケース４６の内部にはカメラ４９及びカメラ５０と接続されたＥＣＵが設けられている。例えば、車両の前方に位置する被写体によって反射された反射光（被写体像）がフロントウインドシールド１０を後方に透過すると、この反射光はロケーターカメラ３３及び望遠カメラ３４の各レンズを透過し且つカメラ４９及びカメラ５０の各レンズを透過する。そして、これらのＥＣＵによって制御されたロケーターカメラ３３及び望遠カメラ３４の各撮像素子並びにカメラ４９及びカメラ５０の各撮像素子によって被写体像が撮像データに変換される。

図３に示すように、ケース４６の凹部４７には、共に平面視略台形をなす左右一対の遮光フード６０が、カメラ４９及びカメラ５０とそれぞれ干渉しない態様で設けられている。左右の遮光フード６０は、フロントウインドシールド１０を前方から後方へ透過し且つカメラ４９及びカメラ５０の各レンズに入射する撮影光（反射光）と干渉しない形状である。

図１乃至図３、図５及び図６に示す樹脂製（例えば、ポリカーボネート製）の一体成形品であるメインカバー６５は、略平板状の底板６６と、底板６６の左右両側部から上方に突設された一対の側壁６７と、底板６６の前縁部から前斜め上方に延び且つ自身の左右両端部が左右の側壁６７の前端部にそれぞれ接続された前壁６８と、を備える。図２に示すように底板６６の後端部には切欠き６６ａが形成されている。さらに図５に示すように、左右の側壁６７には前後方向に延びる多数のスリット６７ａが形成されている（図１では図示略）。また、前壁６８の左右両側部にはそれぞれ複数列に渡って左右方向に延びるスリット６８ａが形成されている（図５に一部のスリット６８ａのみ図示）。

図２、図５、図６及び図７に示すように前壁６８の幅方向の中央部には正面視横長矩形の貫通孔６９が形成されている。さらに前壁６８の前面の貫通孔６９の左右両側部には、左右方向に延びる２本のフィン７０の左右両端部がそれぞれ固定されている。２本のフィン７０は共に貫通孔６９の直前に位置している。即ち、２本のフィン７０の後面は貫通孔６９の前端より前方に位置する。さらに、２本のフィン７０は互いに上下方向に離間している。さらに図７に示すように、平面視において各フィン７０の左右方向の中央部は左右両側部よりも前方に位置している。

図３に示すように、底板６６の上面の左右両側部には係止爪７１がそれぞれ設けられている。さらに図３及び図５に示すように、前壁６８の内面（後面）には貫通孔６９の左右両側にそれぞれ位置し且つ後方に向かって延びる一対の係止爪７２が設けられている。

そして、図３、図５及び図６に示すように前端突部２８及び前端突部４８の前端部を貫通孔６９の内部に位置させた状態で、メインカバー６５の左右の係止爪７１がベース部材２２の対応する係止孔２５にそれぞれ係合され且つ左右の係止爪７２がサブベース部材２６の対応する係止孔２９ａにそれぞれ前方から係合されている。このようにしてメインカバー６５をベース部材２２及びサブベース部材２６に装着すると、図１及び図２に示すように、メインカバー６５の底板６６がステレオカメラ装置４５の下方及びハウジング４０の下方を覆い、左右の側壁６７がステレオカメラ装置４５の左右両側を覆い、さらに前壁６８がステレオカメラ装置４５の前方を覆う。

さらに図１及び図２に示すように、底板６６の切欠き６６ａには、樹脂製のサブカバー７５が装着される。さらにサブカバー７５には切欠き７５ａ（図２参照）が形成されている。そして、切欠き６６ａ及び切欠き７５ａによって形成された開口には、電子インナーミラー７６を支持する支持アーム７７が下方から挿入され、且つ、支持アーム７７の上端部がステレオカメラ装置４５に固定されている。

以上説明した撮影装置２０では、ロケーター望遠カメラ装置３０（ロケーターカメラ３３、望遠カメラ３４）とステレオカメラ装置４５（カメラ４９、カメラ５０）の前後方向位置が互いにずれているので、必然的にこれらを覆うカバー（メインカバー６５及びサブカバー７５）全体の前後方向長はある程度の長さになる。しかし、前壁６８の貫通孔６９の内部に前端突部２８及び前端突部４８の前端部を位置させているので、前端突部２８及び前端突部４８の前端部が前壁６８の後面より後方に位置する場合（図１２の例）と比べて、上記カバー（メインカバー６５及びサブカバー７５）全体の前後方向長が短くなる。そのため、車両の運転席に着座した運転者の視界がメインカバー６５及びサブカバー７５によって狭められてしまったり、乗員がメインカバー６５及びサブカバー７５によって圧迫感を感じたりするおそれは小さい。

さらにメインカバー６５の前壁６８には貫通孔６９及びフィン７０が設けられている。そのため、前壁６８の直後に位置するステレオカメラ装置４５（カメラ４９、カメラ５０）及びロケーター望遠カメラ装置３０（ロケーターカメラ３３、望遠カメラ３４）が発生した熱を、この貫通孔６９と２つのフィン７０との間の隙間及び各スリット６７ａ、６８ａを通してメインカバー６５の外側に排熱できる。

さらに、図２の一点鎖線Ｙは、通常の体格を有し且つ運転席に着座した運転者がフロントウインドシールド１０を通して車両の前方を見ているときの当該運転者の視界の上限位置を示している。図２から明らかなように、貫通孔６９及びフィン７０が（底板６６ではなく）前壁６８に設けられているので、貫通孔６９及びフィン７０が運転者の視界に入るおそれは殆どない。

以上、本発明を実施形態及び変形例に基づいて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。

図８及び図９は本発明の第１変形例の撮影装置２０Ａを示している。撮影装置２０Ａの構成は、フィン７０を具備しない点及び後述する凹部７３（孔）が形成されている点を除いて撮影装置２０と同一である。撮影装置２０Ａのメインカバー６５の前壁６８の上面には前壁６８を前後方向に貫通する凹部７３（孔）が形成されている。そして図９に示すように、前壁６８の凹部７３の内部に前端突部２８及び前端突部４８の前端部が位置している。従って、第１変形例の撮影装置２０Ａは上記実施形態の撮影装置２０と同様の作用効果を発揮可能である。

図１０及び図１１は本発明の第２変形例の撮影装置２０Ｂを示している。撮影装置２０Ｂの構成は、フィン７０を具備しない点及び後述する貫通孔７４が形成されている点を除いて撮影装置２０と同一である。撮影装置２０Ｂのメインカバー６５の前壁６８には前壁６８を前後方向に貫通する貫通孔７４が形成されている。そして図１１に示すように、前壁６８の貫通孔７４の内部に前端突部２８及び前端突部４８の前端部が位置している。従って、第２変形例の撮影装置２０Ｂは上記実施形態の撮影装置２０と同様の作用効果を発揮可能である。

撮影装置２０、２０Ａ、２０Ｂがセンサーとして２つ、３つ又は５つ以上のカメラを備えてもよい。例えば、撮影装置２０、２０Ａ、２０Ｂがカメラ４９、５０（ステレオカメラ）の代わりに設けられた一つの単眼カメラと、この単眼カメラの後方に位置するロケーターカメラ３３及び望遠カメラ３４と、を備えてもよい。

車両用撮影装置が複数のセンサーを備える場合は、そのうちの少なくとも一つがレーザレーダであってもよい。

前壁６８の左右方向の中央部ではなく側部に貫通孔６９、７４又は凹部７３を形成してもよい。

１０・・・フロントウインドシールド、２０、２０Ａ、２０Ｂ・・・車両用撮影装置、２２・・・ベース部材、２６・・・サブベース部材、２８・・・前端突部、３３・・・ロケーターカメラ（レンズ、撮像素子）、３４・・・望遠カメラ（レンズ、撮像素子）、４６・・・ケース、４８・・・前端突部、４９、５０・・・カメラ（レンズ、撮像素子）、６５・・・メインカバー、６９・・・貫通孔、７０・・・フィン、７３・・・凹部、７４・・・貫通孔。

Claims (1)

1. 車両に設けられたフロントウインドシールドの後方に配設された複数のセンサーと、
   前記センサーを支持し且つ前記フロントウインドシールドの内面に支持される複数のケースと、
   前記センサー及び前記ケースの少なくとも下方を覆うカバーと、
   を備え、
   少なくとも一つの前記センサーの車両前後方向の位置が他の前記センサーとは異なり、
   前記カバーが、全ての前記センサーより前方に位置し且つ最も前方に位置する前記センサーである前方センサーを支持する前記ケースの前端部が配設される孔が設けられた前壁を有する、
   車両用撮影装置。

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