JP2021010165A - 自動車用光学装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】トップビュー画像及びリアビュー画像を出力する単一の自動車用光学装置及び光学装置の柔軟な設計を提供する。【解決手段】光学装置１００は、第１の開口２１５及び第２の開口２２５をそれぞれ含む第１の表面２１０及び第２の表面２２０を有するハウジング２００と、ハウジングの第１の開口２１５に受容される第１のカメラレンズ３１０及び第１の画像センサ３１５を有する第１の光学サブアセンブリ３００と、第１の光軸ｘに対してある角度(α)で配置されてハウジング２００の第２の開口２２５に受容される第２のカメラレンズ４１０及び第２の画像センサ４１５を有する第２の光学サブアセンブリ４００と、を備える。光学サブアセンブリ３００、４００は、ハウジング２００に取り付けられる前に、対応する光軸ｘ、ｙで所与の方向に位置決めされる。【選択図】図１

Description

本開示は、自動車用の外部リアビューミラーに関し、特に、カメラハウジングと、レンズ及び画像センサ又は光センサを有するサブアセンブリと、を備えるリアビューミラーに関する。
自動車の外部リアビューミラーは、ドライバの周辺の視野の外側で、自動車の後部及び側部を見るのを助ける１つ以上のカメラを含むことが知られている。このようなカメラは、外部リアビューミラーの異なる場所に及び異なる向きで配置することができる。
カメラ監視システム（CMS: camera monitoring system）を含むアプリケーションでは、実質的に後方を向く１台のカメラが自動車に配置されている。他方、パノラマビジョン又は周辺ビジョンとも呼ばれるトップビューアプリケーションでは、カメラは、実質的に地面を指すように配置されている。
本明細書で使用される場合、用語は、実質的に、トップビューアプリケーションでは完全に垂直ではない方向に向けられたカメラ、又は、ＣＭＳアプリケーションでは地面に完全に平行ではない方向に向けられたカメラを指す。最終的な設計、つまりカメラの最終的な位置及び方向（向き）は、最終的には、自動車の長さ、外部リアビューミラーの高さ、車両の全体的な形状など、自動車の設計に、特に、例えば、通常は完全に平坦ではない自動車のドアの外面などの、カメラが取り付けられる外面に依存する。
当技術分野では、レンズが取り付けられている、例えばレンズがカメラハウジングに接着するデジタルカメラも知られている。カメラハウジングの前部及び後部は、例えば、両方の部品がプラスチック製の場合は超音波溶接で、両方の部品がアルミニウム製の場合はレーザー溶接で、溶接されている。或いは、カメラハウジングの前部及び後部は、例えば、ネジ、ゴムガスケットなどの留め具手段で、結合されている。このような従来技術のデジタルカメラは、画像センサ又は光センサとアダプタとをさらに備える。光センサは、画像処理が実行されるプリント回路基板（PCB: printed circuit board）に接続されている。
自動車に対するカメラの位置と向きは重要である。自動車の自律性がますます高まっているため、カメラには、環境を検出するだけでなく、キャプチャした画像上の決定を実行することも必要となる。これらの決定には、ライン検出（LD: line detection）、警告側部衝突警告（WSC: warning side collision）、死角検出（BSD: spot detection）などがある。また、カメラが適切に配置されていないと、エラーが発生する可能性がある。例えば、新しいタイヤ又は新しいサスペンションによる車の高さの増加は、例えば上述のＬＤ、ＷＳＣ、ＢＳＤなどに重大なエラーを引き起こすのに十分である可能性がある。
簡単でよく知られた解決策は、カメラが配置されている外部リアビューミラーシステムを、エラーが発生しない新しい位置に回転させることである。前記解決策は、光学装置が、トップビューシステム又はＣＭＳシステムのいずれかで、単一のカメラのみを含む場合に適しているかもしれない。その場合、適切な焦点合わせは、カメラのキャリア、つまり外部リアビューミラー又は外部ウイングレット（winglet）を適切に回転させることによって得られる。ただし、外部のリアビューミラー又はウイングレットが向き及び焦点が異なる複数のカメラを有する場合、２つのカメラを同時に回転させる必要があるため、外部のリアビューミラー又はウイングレットを回転させるだけでは、向きを修正するのは簡単ではない。
２つのカメラを含む外部リアビューミラーは、後方に面する第１のカメラと実質的に地面に面する第２のカメラとを含む。第１の後ろ向きカメラは、カメラ監視システム（ＣＭＳ）の画像を提供する。ＣＭＳは、たとえば駐車などに役立つ内部リアビューミラー又は中央リアビューミラーなどの、あらゆるタイプのディスプレイにも使用できる。第２のカメラは、通常は外側にある角度で、実質的に地面に向いている。オーバーレイは、任意選択で、例えば、自動車の駐車プロセスを示すガイドライン又はステアリングホイールの回転に従って車輪が転がる場所を示すガイドラインなどに、提供されてもよい。
US20090091651 A1は、ディスプレイと２つのアイビューアと固定ハンドルとを備えるデュアル写真カメラ装置を開示している。回転可能なレンズのキャリアには、２つのレンズマウントベースがあり、２つのレンズを回転させることで切り替えることができる。
EP1511312 A1は、携帯無線端末に回転可能に取り付けられた第１のレンズハウジングと、第１レンズハウジングに回転可能に取り付けられた、内部にカメラレンズが取り付けられた第２のレンズハウジングと、を備える携帯無線端末用のカメラレンズアセンブリにおいて、第１のレンズハウジングが第１の回転軸を中心に回転できること、第２のレンズハウジングが、第１の回転軸に垂直な第２の回転軸を中心に回転できること、を教示している。
実際には、第１のカメラ及び第２のカメラを設けることは多くのスペースを占有し、したがって、これは実際的ではないことが分かっている。さらに、各種の車のモデルは、高さ及び長さの点で異なる寸法を持っているため、カメラを特定の位置に配置して方向付けるには、リアビューミラー又はウングレットの異なるサイズが必要である。例えば、最初の車のモデルでは、トップビューカメラを垂直から車の方向に向けて４°などの特定の角度に向け、ＣＭＳカメラを９°などの特定の角度で外向きに地面の向きに向ける必要がある。しかしながら、２番目の車のモデルでは、トップビューカメラを垂直から車の方向に向けて５°向きに、ＣＭＳカメラを８°外向きに地面の向きに向ける必要がある。その結果として、車のモデルごとに異なるカメラハウジングが必要になる。カメラハウジングは通常、射出成形プロセスで製造されるため、車のモデルごとにカメラハウジングを作成するための異なる金型も必要になる。
したがって、本開示の目的は、上記の欠点を少なくとも軽減することができるトップビュー画像及びリアビュー画像を出力するように構成された、ウイングレットなどの自動車に配置された単一の装置を提供することである。
本開示のさらなる目的は、取り付けられる前に、それが設置される車両に対して調整可能であるように、光学装置の柔軟な設計を提供することである。
請求項１に記載の自動車用の光学装置が明細書に開示されている。本光学装置は、例えば、自動車のリアビューミラー（バックミラー）及び自動車のウイングレットに配置することができる。本光学装置は、自動車の外部の視野（field of view）から画像をキャプチャするためのマウントアセンブリに配置された外部リアビューミラーの一部であってもよい。視野は、車両の外部で少なくとも側方及び後方に広がり、車両のエクステリア部分の一部を包含する。
特に、本発明の光学装置のハウジングは、少なくとも、第１の表面と、第１の光軸及び第１のレンズとトップビューの用途（すなわちパノラマビジョン又は周囲のビジョン）を担う第１の画像センサ（実質的に地面を指すように配置されたカメラなど）とを含む第１の光学サブアセンブリと、を備えている。第１の光学サブアセンブリの第１の画像センサは、第１のレンズに位置合わせされる。そのレンズを保持し、第１の画像センサを支持するのに適したブラケットも提供される。ブラケットは、電子機器のキャリア、又は、ＰＣＢなどの基板を保持している。画像センサは、ＰＣＢに取り付けられている。したがって、ブラケットは直接的に又は間接的に電子機器のキャリアを保持することができる。
取り付け手段も提供されて、第１の光学サブアセンブリは、それがハウジングの第１の表面に対して移動し得る第１の状態に、及び、少なくとも部分的にハウジングの第１の表面に取り付けられるインターフェースがハウジングの第１の表面にしっかりと取り付けられている第２の状態にもたらされる。取り付け手段は、インターフェースとハウジングの第１の表面との間に配置され、そこに接触することができる。取り付け手段は、接着剤である又はステッカーなどの接着性であってもよい。もちろん、他の取り付け手段であってもよい。取り付け手段は、シール（seal）手段を含み得る。取り付け手段は、例えば、紫外光、高温等によって硬化されてもよい。インターフェースは、第１の光軸に対して外向きに延びるように配置することができる。
カメラ監視アプリケーションに関与する第２の画像センサを含む第２の光学サブアセンブリが提供されてもよい。この場合、カメラは、実質的に後方を指すように配置される。また、この場合、ブラケットは、第１の光学サブアセンブリ又は第２の光学サブアセンブリの少なくとも一方に設けられてもよい。
したがって、第１の光学サブアセンブリが自動車の右側領域のトップビュー画像をキャプチャするように配置され、第２の光学サブアセンブリが自動車の後方からの画像をキャプチャするように配置されるように、第１の光学装置は、位置することができる。
取り付け手段の第１の状態において、第１の光学サブアセンブリは、垂直面上で実行される移動に関して、３自由度でハウジングの第１の表面に対して移動できるように適合される。すなわち、取り付け手段の第１の状態は、第１の次元、第２の次元、及び第３の次元を含むことができ、第３の次元は、回転である。第１の条件は、取り付け手段への硬化プロセスを適用する前の条件に対応してもよく、第２の条件は、前記硬化プロセスを適用した後の条件に対応してもよい。一例において、取り付け手段は、光学サブアセンブリをハウジングの第１の表面に結合するのに適した硬化した接着性のある部材（接着性部材）である。前記接着性部材は、光学サブアセンブリが所与の配向に配置された後のＵＶ光への曝露を含むことができる初期硬化プロセスで最初に硬化することができる。次に、最初に硬化した接着性部材を、自動車での光学装置の使用のために、以下にさらに説明するブラケットに対して光学サブアセンブリを保持するのに十分強い二次硬化プロセスで、さらに硬化強度に硬化する。
ハウジングの第１の表面は、第１の光学サブアセンブリを少なくとも部分的に受容するように設計された第１の開口部を、さらに含むことができる。前記第１の表面は、平面であってもよく、インターフェース（界面）は、湾曲していてもよい。しかしながら、ハウジングの第１の表面が湾曲しており、インターフェースが湾曲した表面又は湾曲していない表面を含むことが好ましい場合がある。より具体的には、第１の表面は、少なくとも１つの方向に凹状又は凸状であり得、より詳細には、第１の表面は、２つの（垂直）方向（球形）で凹状又は凸状であり得る。ハウジングの一方の側は、凹状であり得、ハウジングのもう一方の側は、凸状であり得る。
本開示の意味の範囲内では、凸状は、ブラケットの外向きに湾曲したインターフェースの表面に適用され、凹状は、ハウジングの内側に内向きに湾曲したインターフェースの表面に適用される。いずれの場合でも、インターフェースの湾曲した表面の曲率半径は、ハウジングの対応する第１の表面の曲率半径と実質的に同じとすることができる。また、インターフェースの曲面の曲率中心と、ハウジングの対応する第１の表面の少なくとも１つの曲率中心とは、同じ点にあってもよい。
光学装置は、第２の開口を有する第２の表面と、第１の光軸に対してある角度で配置される第２の光軸を有して第２のレンズを含む第２の光学サブアセンブリと、をさらに備えることができる。第２の画像センサは、ハウジングの第２の開口部に受容されるように提供することができる。第２の表面は、凸状又は凹状であり得る。言い換えると、光学装置が、対応する光学サブアセンブリとともに、第１の表面及び第２の表面を含む場合、第１の表面又は第２の表面の少なくとも１つは、平面であるか、或いは、第1の表面又は第２の表面の少なくとも１つは、非平面（例えば、円筒形、又は、部分的に半球形、又は、完全に球形、などの湾曲）である。どのような構成でも、これらの光学サブアセンブリを第１の状態又は第２の状態にすることができる。
ハウジングの第１の開口部又は第２の開口部の少なくとも１つは、対応する第１の画像センサ又は第２の画像センサよりも大きくてもよい。その結果、所与の画像センサと対応する開口部との間に、ギャップが存在する可能性がある。このようなギャップは、光学サブアセンブリを移動（変位、回転、スライドなど）させるのに適している。これにより、第１の又は第２の光学サブアセンブリの少なくとも１つが前述のようにハウジングにしっかりと取り付けられる前に、光学サブアセンブリを対応する光軸の配置で、所与の配向に、位置すること、向けることができる。すなわち、第１の又は第２の光学サブアセンブリの少なくとも１つがハウジングにしっかりと取り付けられる前に、第１の開口部又は第２の開口部と対応する光学サブアセンブリとの間のギャップは、第１又は第２の光学サブアセンブリの対応する光軸が、異なる適切な位置又は向きに、配置することができる。前記配向は、ブラケットが互いに接触する点での幾何学的干渉から単に生じ、また、例えば、＋５°から−５°の範囲又は＋８°から−８°の範囲であり得る。他の値も可能である。したがって、より一般的には、第１の開口部又は第２の開口部は、対応する光学サブアセンブリに対して移動でき、第１の又は第２の光学サブアセンブリの少なくとも１つがハウジングにしっかりと取り付けられる前に、第１又は第２の光学サブアセンブリの対応する光軸は、移動して、＋４５°から−４５°の範囲の角度内で異なる方向に配置することができる。特に、第１の開口部又は第２の開口部は、対応する光学サブアセンブリに対して移動して、第１又は第２の光学サブアセンブリの対応する光軸が、移動して、＋３０°から−３０°の範囲の角度内で異なる方向に配置できることが好ましい。
第１の開口部及び第２の開口部のうちの少なくとも１つの直径は、光学サブアセンブリからシリアライザ（serializer）へと通過する電気ケーブルの外径に対応することができる。
要するに、光学装置は、以下の要素を有するように構成することができる。
− 光学サブアセンブリ全体がハウジングの外側にマウントされ、キャプチャされた画像データがワイヤレスで送信されるような開口部は存在しない。
− データ又は電力のケーブルを通すことができるサイズの開口部が少なくとも１つ。
− 少なくとも１つの開口部のサイズは、画像センサがハウジング内に配置されたとき、つまり光学サブアセンブリがハウジングに部分的に挿入されたときに、対応する画像センサセンサーよりも大きい。
上記の構成によって、必要に応じてサブアセンブリを配置するだけで、単一のカメラハウジングとサブアセンブリとは、多数の異なる自動車モデルに使用できるようになる。前記構成は、第１の光学サブアセンブリ又は第２の光学サブアセンブリの少なくとも１つが車両の後方からの画像を提供する監視システムであり、第１の光学サブアセンブリ又は第２の光学サブアセンブリの他の少なくとも１つが車両の周囲の地面からのトップビュー画像を提供するビデオカメである場合に有利であることが示された。
画像センサ又は光センサは、第１のサブアセンブリ及び第２のサブアセンブリの内部に配置することができる。ただし、第１のサブアセンブリと第２のサブアセンブリとは、たとえば、溶接される場合、或いは、留め具手段又は固定手段又は取り付け手段の接着剤やデュアルバンド接着テープなどで結合できる場合、カメラハウジングの同じ構造の一部である場合がある。したがって、サブアセンブリは、カメラハウジングに取り付ける個別のモジュールにすることができます。
ブラケットはまた、プリント回路基板（ＰＣＢ）などの少なくとも１つの電子機器キャリア又は基板を支持するように構成されてもよい。場合によっては、ブラケットは、メイン（主）プリント回路基板とセカンダリ（副）プリント回路基板とを支持するように構成できます。その場合、セカンダリプリント回路基板は、電子制御ユニット（ECU: Electronic Control Unit）として、好ましくは画像信号プロセッサ（ISP: Image Signal Processor）として構成されてもよい。画像センサとプリント回路基板とは、ハウジング内に配置することができる。メインプリント回路基板とセカンダリプリント回路基板とは、両方ともブラケットによって担持されてもよい。
ブラケットは、所与の向きでハウジングの第１の表面又は第２の表面の少なくとも一方に取り付けるためのインターフェース（界面）を有することができる。前記ブラケットインターフェースは、曲面（湾曲した表面）などの非平面の表面、例えば、凸面又は凹面を有することができる。この場合、ブラケットインターフェースの湾曲した表面（ブラケット境界曲面）の曲率半径は、ハウジングの対応する第１の表面又は第２の表面のうちの少なくとも１つの表面の曲率半径と実質的に同じである。その場合、ブラケットインターフェースの湾曲した表面の曲率中心と、対応する第１の表面又は第２の表面のうちの少なくとも一方の表面の曲率中心とが同じ点にあることも好ましい。特に、ブラケットインターフェースの湾曲した表面の曲率半径は、１００ｍｍから５ｍｍの範囲、好ましくは５０ｍｍから１０ｍｍの範囲であり、一例では１５ｍｍである。
本光学装置において、第１の光学サブアセンブリ又は第２の光学サブアセンブリのうちの少なくとも１つは、カメラ監視システム（ＣＭＳ）ビデオカメラであり得る。ＣＭＳビデオカメラは、車両の側方又は後方から画像を提供するのに適している。また、本光学装置において、第１の光学サブアセンブリ又は第２の光学サブアセンブリの他の少なくとも１つは、車両の周囲の地面からのトップビュー画像を提供するためのビデオカメラであり得る。
第１の光学サブアセンブリの第１のレンズ及び第１の画像センサは両方とも、第１の光軸に沿って位置合わせされる。次に、第２の光学サブアセンブリの第２のレンズ及び第２の画像センサは、両方とも第２の光軸に沿って位置合わせされる。
請求項１５に記載のような、自動車の周辺領域から画像情報を提供するための光学システムも、本明細書に開示されている。
本光学システムは、第１の光学サブアセンブリが自動車の左側領域のトップビュー画像をキャプチャするように配置されるように位置する上記の少なくとも第１の光学装置と、第１の光学サブアセンブリが自動車の右側領域のトップビュー画像をキャプチャし、且つ第２の光学サブアセンブリが自動車の後方から画像をキャプチャするよう、自動車の後方から画像をキャプチャするように配置されている上記の少なくとも第２の光学装置と、を備えている。しかしながら、光学装置は、自動車のその他の異なる位置に配置されてもよい。この配置位置は、例えば、自動車の前部位置（例えば、フロントバンパー内）又は自動車の後部位置（例えば、パーキングカメラの代わりに）などであり、用途には、例えば、トップビュー、フロントビュー、リア／駐車のビュー、バックアップカメラなどが、含まれる。光学装置は、例えばバンなどには、例えば、車両のルーフ（シャークフィン（sharkfin）装置）に配置することもできる。
光学装置から得られる画像データを少なくとも１つのディスプレイに提供するように構成されたコントローラが提供される。コントローラは、光学装置から得られる画像データを少なくとも１つのディスプレイに提供するように構成される。
上記によれば、開口部内で複数の向きに配置された１つ又は複数の光学サブアセンブリを受け入れるように構成されたワンピースのハウジングを提供することができる。このようにして、２つのサブアセンブリ間の相対角度（実際にはそれに垂直な第１の角度及び第２の角度）は、所与のカメラハウジングと対応するサブアセンブリとで異なり得る。上記のように、第１及び第２の光学サブアセンブリは両方とも、３つの自由度、つまり２つの自由度と光軸の周りの回転とを持ち、第２の自由度は、第１の角度に垂直な上記の第２の角度に対して定義されます。
本開示の非限定的な例は、本光学装置の一例が示されている添付の図面を参照して、以下に、説明される。
図２の線２−２に沿った本光学装置の一例の断面図。 図１の光学装置の上面図。
一般に、図１及び図２は、本光デバイス１００の一例を示す。それは、第１の開口部２１５及び第１の光学サブアセンブリ３００を有するハウジング２００を備える。第１の光学サブアセンブリ３００は、ハウジング２００に部分的に挿入されるが、光学サブアセンブリ３００は、ハウジング２００の外側にあることも可能である。第１の光学サブアセンブリ３００は、リアビューミラーなどのアクチュエータによって、ハウジング２００に対して移動、変位、回転、スライドなどを行うことができる。本光学装置１００は、いくつかの視野角が得られるように、例えばドア外面などの自動車の表面に固定されてもよい。
本光学装置１００のハウジング２００は、第１のカメラレンズ３１０及び第１の画像センサ３１５を受け入れるための第１の開口２１５を有する少なくとも第１の表面２１０を含む。第１のカメラレンズ３１０及び第１の画像センサ３１５は、光学サブアセンブリ３００に関連する第１の光軸ｘを有する第１の光学サブアセンブリ３００の一部である。第１の光学サブアセンブリ３００は、軸Ｘを中心に回転することができる。これは、第１の画像センサ３１５が矩形の形状である場合に重要である。
図面は、第１のカメラレンズ３１０を有する第１の光学サブアセンブリ３００を示しているが、必要に応じて、いくつかのカメラレンズを含めることができる。円筒形バレル（barrel）を有するブラケット５００も提供される。バレルは、第１の平面及び第２の平面を有するプリント回路基板（ＰＣＢ）６００などの電子機器キャリア又は基板を含むか又はその一部である、好ましくは平坦かつ円形の形状のベース部材を有する。第１の画像センサ３１５は、ＰＣＢ６００の第１の表面上に配置される。ＰＣＢ６００の前記第１の表面は、ブラケットバレルに接続される。ブラケットには、上記ブラケットバレルの上部に外方に突出する突起が配置されている。ただし、突起は、ブラケットバレルの途中まである場合がある。一例では、突起は、非平坦であるか、又は、２つの垂直方向に湾曲するなどの少なくとも１つの方向に湾曲している、すなわち部分的に球形である。カメラレンズ３１０は、ブラケット５００の内部に少なくとも部分的に挿入される。ブラケットインターフェース５５０の上面は、カメラレンズ３１０に、取り付けられ、例えば接着される。
取り付け手段８００は、ブラケット５００を対応する第１の光学サブアセンブリ３００と共に、ハウジング２００に取り付けるために提供される。示される特定の非限定的な一例において、取り付け手段８００は、ブラケット５００を取り付けるために、接着剤又は接着シートを含むことができる。もちろん、ネジ結合などの他の取り付け手段８００を使用してもよい。
ブラケットインターフェース５５０の内面は、ハウジング２００の表面に、前記取り付け手段８００を介して取り付けられる（接着される）。画像センサ３１５は、上部がレンズ３１０によって囲まれ、横方向がブラケット５００によって囲まれ、下部が上記のＰＣＢ６００によって囲まれている。光学装置１００におけるカメラレンズ３１０の適切な又は所望の位置決め又は配向が達成されると、例えば接着剤は、例えば紫外線照射によって硬化され、その結果、光学サブアセンブリ３００は、所定の位置に保持され、動かない。
図示されているように、第１の光学サブアセンブリ３００内の第１のカメラレンズ３１０及び第１の画像センサ３１５は両方とも、上述の第１の光軸ｘに沿って位置合わせされている。このような画像センサレンズ３１５，３１０の位置合わせは、ブラケット５００を適切にスイング又はスライドさせることによって達成される。ハウジング２００は、光学サブアセンブリ３００を受け入れるように構成され、光学サブアセンブリ３００は、カメラレンズ３１０を受け入れるように構成される。
第１の開口２１５は、対応する第１の画像センサ３１５及び第２の画像センサ４１５よりも大きい。したがって、開口部２１５と画像センサ３１５との間にギャップが存在する。そのようなギャップは、第１の光学サブアセンブリ３００がハウジング２００に固定して取り付けられる（接着される）前に、光学サブアセンブリ３００が上述の対応する光軸ｘで所与の向きに配置して適切に配置されるのに適している。
図示の例では、光学サブアセンブリ３００の少なくとも一部は、第１の開口２１５よりも大きい。ブラケット５００の最も遠い点は、第１の開口２１５よりも大きい距離だけ離れている。
本光学装置１００の第１の表面２１０は、例えば湾曲した、より具体的には凸状又は凹状のような非平面であってもよい。この点で、サブアセンブリ３００は、サブアセンブリが所与の向き又は所与の焦点に面した状態で、同じカメラハウジング２００内に受けられることができる。
本明細書では、自動車用の光学装置１００が開示されており、光学装置部品及び電子機器を内部に受け入れるための内部空間を画定するハウジング２００を備える。ハウジング２００は、図示されていないメインハウジング又はフロントハウジング部などの第１の部分と、図示されていないカバー又はバックハウジング部などの第２の部分と、を備える。図面に示されるように、ハウジング２００は、少なくとも第１の表面２１０を備える。ハウジング２００の第１の表面２１０は、第１のカメラレンズ３１０及び第１の画像センサ３１５を受け入れるための第１の開口２１５を有する。第１のレンズ３１０及び第１の画像センサ３１５は、第１の光学サブアセンブリ３００に関連付けられた第１の光軸ｘを有する第１の光学サブアセンブリ３００の一部である。
上述のように、また示された例に示されるように、光学デバイス１００は、第１の光学サブアセンブリ３００及び第２の光学サブアセンブリ４００にそれぞれ関連付けられるブラケット５００を備える。ブラケット５００は、第１の光学サブアセンブリの第１の画像センサ３１５を支持するように構成される。各ブラケット５００は、第１のカメラレンズ３１０を保持し、第１の画像センサ３１５を直接に又はＰＣＢ６００を介して支持するのに適している。
図示の例では、ブラケット５００は、所定の向きでハウジング２００の第１の表面２１０又は第２の表面２２０に取り付けるために定義されたブラケットインターフェース５５０を有する。図示の例では、前記第１及び第２の表面２１０，２２０は、湾曲している。前記湾曲した表面（曲面）の曲率半径は、ハウジング２００の対応する第１又は第２の表面２１０，２２０のうちの少なくとも１つの表面の曲率半径と実質的に同じであってもよい（この例では１５ｍｍ）。また、ブラケットインターフェース５５０の湾曲した表面の曲率中心と、ハウジング２００の対応する第１又は第２の表面２１０，２２０のうちの少なくとも１つの表面の曲率中心は、この場合、同じ点にあるため、同心に配置される。ブラケット５００が曲率中心より高いか又は曲率中心から離れているため、ブラケットインターフェー５５０の曲率半径は、第１又は第２の表面２１０，２２０の曲率半径よりも実質的に大きい。
したがって、第１のカメラレンズ３１０及び第２のカメラレンズ４１０は、ブラケットインターフェース５５０の湾曲した表面に適切に取り付けられたハウジング２００の湾曲した表面２１０，２２０の適切な向きに従って保持され得る。この理由は、ブラケット５００がしっかりと取り付けられる前に、例えば、光学装置１００におけるカメラレンズ３１０，４１０の適切な位置決め又は配向が達成されたときにブラケット５００がハウジング２００に接着される前に、ブラケット５００がハウジング２００の表面２１０，２２０上のそのブラケットインターフェース５５０を通してスライド可能するからである。
接着剤が硬化する前に、ハウジング２００の第１の表面２１０及びブラケットインターフェース５５０が同じ曲率半径を有するように湾曲している場合、第１のカメラレンズ３１０及び第２のカメラレンズ４１０のうちの少なくとも１つは、移動、変位、回転、スライド、チルト（tilt）、スイングなどのうちの１つ又は複数が実行可能である。他の例では、ハウジング２００の第１の表面２１０及びブラケットインターフェース５５０の少なくとも一方が湾曲しており、ハウジング２００の第１の表面２１０及びブラケットインターフェース５５０の他方が湾曲していない場合、接着剤が硬化する前に、第１のカメラレンズ３１０及び第２のカメラレンズ４１０のうちの少なくとも１つは、移動、変位、回転、スライド、チルト、スイングなどのうちの１つ又は複数が実行可能である。
一般的に、第１の表面２１０とブラケットインターフェース５５０の両方が湾曲しており、同じ曲率半径を有する場合、接着剤が硬化する前に、ブラケット５００のスライドは、実行可能である。また、一般的に、第１の表面２１０及びブラケットインターフェース５５０の少なくとも一方が湾曲し、第１の表面２１０又はブラケットインターフェース５５０の他方が湾曲していない場合、接着剤が硬化する前に、ブラケット５００のチルト及び／又はスライドは、実行可能である。
第１の表面２１０とブラケットインターフェース５５０との両方が湾曲しており、同じ曲率半径を有する例が好ましい。より大きな接触面を利用できるため、シールが強化される一方、接着剤又は接着テープの厚さは、たとえば０．５ｍｍのオーダーなどで、一定のままであるからです。
接着剤又は接着テープは、ブラケットインターフェース５５０の１つの底面に配置され得るか、又はそれは、ハウジング２００の第１の表面２１０の１つの上面に配置され得る。接着剤硬化は、例えば、おおよそ５秒〜２０秒間紫外線を当てることで構成されてもよいが、これはいくつかの要因によって異なり得る。その後、電子機器の最大許容温度（通常は１２０℃）である最高温度を超えずに、１００℃で又は１００℃未満でおおよそ５分間〜１０分間加熱炉に供給されます。
光学装置１００におけるカメラレンズ３１０の向きの非限定的な例は、各方向で約８°、すなわち合計で１６°である。光学サブアセンブリ３００は、それぞれ、その１つ軸が図面に垂直である２つの軸の周りを回転させることができる。
図面に示すように、自動車用の光学装置１００は、第１のサブアセンブリ３００及び第２のサブアセンブリ４００の２つのサブアセンブリを有する。第１のサブアセンブリは、ハウジング２００の第１の表面２１０に取り付けられ、第２のサブアセンブリは、ハウジング２００の第２の表面２２０に取り付けられる。特に、両方のサブアセンブリ３００，４００は、部分的にハウジング２００の外側に配置される。
また、図面に示されるように、第１の光学サブアセンブリ３００内の第１のカメラレンズ３１０及び第１の画像センサ３１５は、両方とも、上述の第１の光軸ｘに沿って位置合わせされる。同様に、第２の光学サブアセンブリ４００の第２のカメラレンズ４１０及び第２の画像センサ４１５は両方とも、上述の第２の光軸ｙに沿って位置合わせされる。
図示の例では、ハウジング２００の第１の開口２１５及び第２の開口２２５は、対応する第１の画像センサ３１５及び第２の画像センサ４１５よりも大きい。開口２１５，２２５と画像センサ３１５，４１５との間にギャップが存在する。そのようなギャップは、第１又は第２の光学サブアセンブリ３００，４００の少なくとも１つがハウジング２００に固定して取り付けられる（接着される）前に、上述の対応する光軸ｘ，ｙが所定の向きに配置されるように光学サブアセンブリ３００，４００が適切に配置されるのに適している。具体的には、図示の例によれば、ギャップは、ブラケット５００のバレルと開口２１５，２２５との間に形成される。
第１又は第２の開口２１５，２２５と対応する光学サブアセンブリ３００，４００との間のギャップは、第１又は第２の光学サブアセンブリ３００，４００の対応する光軸ｘ，ｙが、（第１又は第２の光学サブアセンブリ３００，４００のうちの少なくとも１つがハウジング２００に固定して取り付けられる（接着される）前の、例えば、所与の配向から＋８°から−８°の範囲の角度αに従って）異なる配向で配置できるようなものであることが好ましい場合がある。
角度αが変化すると、サブアセンブリ３００及び４００は、それらが互いに接触するまで、それらが互いに近づくようにスライドする。図示されている例では、角度αは、８°であるが、他の値も可能である。
本光学デバイス１００の第１の表面２１０又は第２の表面２２０の少なくとも１つは、例えば湾曲した、より具体的には凸状又は凹状などの非平面であってもよい。ハウジング２００及び第１及び／又は第２の光学サブアセンブリ３００，４００の表面の非平坦な形状は、特に２つ以上のカメラが提供される場合に最も重要である。この点で、２つ以上のサブアセンブリ３００，４００は、各サブアセンブリが所与の向きに又は所与の焦点に面している状態で、同じカメラハウジング２００内に受容され得る。
図示の例では、光学デバイス１００は、第１の光学サブアセンブリ３００及び第２の光学サブアセンブリ４００にそれぞれ関連付けられたブラケット５００を備える。複数のブラケット５００は、第１の光学サブアセンブリ３００の第１の画像センサ３１５と第２の光学サブアセンブリ４００の第２の画像センサ４１５とを支持するように構成される。
図示の例では、ブラケット５００は、所定の向きでハウジング２００の第１の表面２１０又は第２の表面２２０に取り付けるために定義されたブラケットインターフェースを有する。図示の例では、前記第１及び第２の表面２１０，２２０は湾曲している。前記湾曲した表面の曲率半径は、ハウジング２００の対応する第１又は第２の表面２１０，２２０のうちの少なくとも１つの表面の曲率半径、例えば１５ｍｍと実質的に同じであってもよい。また、ブラケットインターフェース５５０の湾曲した表面の曲率中心と、ハウジング２００の対応する第１又は第２の表面２１０，２２０のうちの少なくとも１つの表面の曲率中心とは、この場合、同じ点にある。したがって、第１のカメラレンズ３１０及び第２のカメラレンズ４１０は、ブラケットインターフェース５５０の湾曲した表面に適切に取り付けられたハウジング２００の湾曲した表面２１０，２２０の適切な向きに従って保持され得る。これは、光学装置１００におけるカメラレンズ３１０，４１０の適切な位置決め又は配向が達成される場合にブラケット５００がハウジング２００にしっかりと取り付けられる（接着される）前に、ブラケット５００は、ハウジング２００の表面２１０，２２０上のそのブラケットインターフェース５５０を通ってスライドすることができるからである。
示された特定の非限定的な例では、接着剤又は接着シートを使用して、ブラケット５００を対応する第１及び第２の光学サブアセンブリ３００，４００と一緒にハウジング２００に取り付ける。もちろん、ネジ結合等の他の取り付け手段８００を使用してもよい。光学装置１００におけるカメラレンズ３１０，４１０の前記位置決め又は配向が達成されると、前記接着剤は、紫外線照射などによって硬化され、光学サブアセンブリ３００，４００が所定の位置に保持され、動かないようになる。光学装置１００におけるカメラレンズ３１０，４１０の非限定的な例の向きは、各方向で約８°、すなわち合計で１６°である。光学サブアセンブリ３００，４００は、それぞれ、２つの軸を中心に回転させることができる。
本光学装置１００では、第１及び第２の光学サブアセンブリ３００，４００は、ブラケット５００によって担持される対応するプリント回路基板６００，７００を含む。メイン（主）電子制御ユニット（ＥＣＵ）、特に画像信号プロセッサ（ＩＳＰ）が光学装置１００からのトップビュー画像を処理するために、メインプリント回路基板６００は、ブラケット５００によって第１の光学サブアセンブリ３００内で担持される。ＩＳＰは、画像センサ３１５，４１５と同じＰＣＢ内に提供されても、されなくてもよい。各光学サブアセンブリ３００，４００が、例えば２ｍｍ〜２０ｍｍのギャップで上下に間隔をあけて配置された、並列などの２つのＰＣＢ６００，７００を有し、１つのＰＣＢが１つの画像センサ３１５，４１５に関連付けられ、他のＰＣＢがＩＳＰに関連付けられている場合がある。
トップビュー画像などの画像は、例えばタッチディスプレイであり得る、ダッシュボードディスプレイユニット、又は、内部リアビューミラーに取り付けられたディスプレイのいずれか一方を介して、表示され得る。セカンダリＰＣＢ（ＩＳＰ）７００は、第２の光学サブアセンブリ４００内のブラケット５００によって担持される。電源を有するシリアライザとして構成された第３のＰＣＢも提供される。第３のＰＣＢは、光学装置１００の内部の第１及び第２の光学サブアセンブリ３００，４００の少なくとも一方の外側に配置される。第３のＰＣＢは、メインプリント回路基板６００と、他方では、例えばＰｏＣ（power over coax）、可撓線などのコネクタと、の両方に接続される。
第１の光学サブアセンブリ３００又は第２の光学サブアセンブリ４００、或いは、第１及び第２の光学サブアセンブリ３００，４００の両方は、カメラ監視システム（ＣＭＳ）ビデオカメラの一部であり得る。ＣＭＳビデオカメラは、車両の後方からの画像を提供するように構成されている。また、この例では、第１の光学サブアセンブリ３００又は第２の光学サブアセンブリ４００、或いは、第１及び第２の光学サブアセンブリ３００，４００の両方は、車両の周囲の地面からトップビュー画像を提供するビデオカメラであり得る。
示された例では、ＣＭＳビデオカメラのフレームレートは、毎秒３０フレームよりも高く、好ましくは毎秒６０フレームである一方、トップビューカメラのフレームレートは、例えば毎秒１５フレームのようなＣＭＳのフレームレートよりも低い。
上述の光学装置１００は、自動車の周辺領域からの画像情報を提供するための光学システムに有利に適合され得る。そのような光学システムは、上述の光学装置１００を備えることができ、光学装置１００の配置によって、第１の光学サブアセンブリ３００が自動車の左側領域のトップビュー画像をキャプチャするように配置され、また、第２の光学サブアセンブリ４００が自動車側の後部から画像をキャプチャするように配置される。光学システムは、上述の別の光学装置１００を更に備えることができ、別の光学装置１００の配置によって、第１の光学サブアセンブリ３００が自動車の右側領域のトップビュー画像をキャプチャするように配置され、また、第２の光学サブアセンブリ４００が自動車の後部から画像をキャプチャするように配置される。光学システムは、光学装置１００から導出された画像データを少なくとも１つのディスプレイに提供するように構成されたコントローラを、さらに備えることができる。
上記の光学システムは、ウイングレットとして、好ましくは自動車の２つのウイングレットとして具体化されてもよく、各ウイングレットは、上記の光学装置１００を備える。したがって、車両の後部からのカメラ監視システム（ＣＭＳ）ビデオカメラからの画像は、車両ドアの内側に配置されたディスプレイ（好ましくは、タッチディスプレイ）によって表示することができる。前記ディスプレイによって表示された画像は、タッチアンドドラッグ（touch-and-drag）操作又はジョイスティックによって、ユーザーがパン（pan）することができる。画像がパンされると、ウイングレットが移動するか、マスク若しくは画像表示セクションが光学装置のＣＭＳカメラによってキャプチャされた画像よりも小さくなり、したがって、キャプチャされた画像内でマスクが移動できるようになる。
車両の視野（画像／映像）システムは、（ｉ）車両の前方の視野を有する前方視野カメラと、（ｉｉ）車両の後方の視野を有する後方視野カメラと、（ｉｉｉ）実質的に地面を指す運転席側視野カメラ（トップビューのドライバのカメラ）と、（ｉｖ）実質的に地面を指す助手席側視野カメラ（トップビューのパッセンジャのカメラ）と、備える。視野（画像／映像）システムは、（ｖ）車両の側面の一部を包含する視野の運転席側に側方視野（ＣＭＳのドライバの視野）を有する運転席側視野カメラと、（ｖｉ）車両の側面の一部を包含する視野の助手席側に側方視野（ＣＭＳのパッセンジャの視野）を有する助手席側視野カメラと、を更に備える。
画像処理システムは、（ｉ）、（ｉｉ）、（ｉｉｉ）及び（ｉｖ）によってキャプチャされた画像データを処理して、前記キャプチャされた画像データから導出された混成画像（composite image）を統合（合成）するように動作可能である。さらに、第２の画像処理システムは、（ｖ）によってキャプチャされた画像データを処理して、好ましくは車両に配置され、より好ましくは運転席側ドアに配置される、ディスプレイに画像を表示するように動作可能である。さらに、第３の画像処理システムは、（ｖｉ）によってキャプチャされた画像データを処理して、好ましくは車両に配置され、より好ましくは助手席側ドアに配置される、ディスプレイに画像を表示するように動作可能である。
本明細書ではいくつかの例しか開示されていないが、他の代替、修正、使用、及び／又はそれらの等価物が実施可能である。例えば、カメラハウジングは、特定の形状に限定されず、例えば、６つの実質的に平坦な表面を有するプリズム状であってもよいが、他の異なる形状も可能である。さらに、説明された例のすべての可能な組み合わせもカバーされている。したがって、本開示の範囲は、特定の例によって限定されるべきではなく、以下の特許請求の範囲を公正に読むことによってのみ決定されるべきである。図面に関連する参照符号が請求項内の括弧内に配置されている場合、それらは請求項の内容理解を高めるためのものであり、請求項の内容範囲を限定するものと解釈されるべきではない。
本明細書では、上述の光学サブアセンブリを取り付ける方法も開示されている。この方法は、プリント回路基板（ＰＣＢ）上に画像センサを提供することと、前記ＰＣＢをブラケットに取り付けることと、（例えば、ブラケットインターフェース上面の上に、又は、レンズの上に、又は、ブラケットインターフェース上面とレンズとの両方の上に、塗布された接着剤を使用して）レンズをブラケットに取り付けることと、を含む。レンズは、ねじ込みなどの他の手段でブラケットに取り付けられてもよい。レンズは、適切な位置又は所望の位置に配置され、すなわち配向され、光学的に中央に位置合わせされるように、画像センサに焦点整合される。このようにして、レンズと画像センサとが位置合わせされる。取り付け手段が接着剤を含む場合、接着剤は、その後に、ＵＶ又は熱放射などによって硬化される。次に、光学サブアセンブリがハウジングに取り付けられる。シーリング接着剤は、ハウジングの外側の外面及び／又はブラケットインターフェース下面に適用されます。次に、光学サブアセンブリを所定の位置に配置し、接着剤を最終的にＵＶ又は熱放射などで硬化させる。

Claims (15)

  1. 自動車用の光学装置(100)であって、該光学装置(100)は、
    少なくとも第１の表面(210)を有するハウジング(200)と、
    第１の光軸(x)を有する第１の光学サブアセンブリ(300)であって、第１のレンズ(310)と、第１の画像センサ(315)と、前記第１のレンズ(310)を保持し且つ前記第１の画像センサ(315)を支持するように適合されたブラケット(500)と、を含む前記の第１の光学サブアセンブリ(300)と、
    前記第１の光学サブアセンブリ(300)を、前記第１の光学サブアセンブリ(300)が前記第１の表面(210)に対して移動可能である第１の状態、及び、インターフェース(550)が前記第１の表面(210)に固定して取り付けられる第２の状態にするように適合された取り付け手段(800)と、
    を備え、
    前記インターフェース(550)は、前記ハウジング(200)の前記第１の表面(210)に部分的にマウントされ、前記第１の画像センサ(315)は、前記第１のレンズ(310)に位置合わせされ、前記取り付け手段(800)は、前記インターフェース(550)と前記第１の表面(210)とに接触し、前記第１の表面(210)及び前記インターフェース(550)の少なくとも１つは、前記第１の光学サブアセンブリ(300)を前記第１の状態又は前記第２の状態にするように非平面の表面である、光学装置(100)。
  2. 前記インターフェース(550)は、前記第１の光軸(x)に対して外向きに延びるように配置される、請求項１に記載の光学装置(100)。
  3. 前記第１の光学サブアセンブリ(300)は、前記取り付け手段(800)の前記第１の状態において３自由度で前記ハウジング(200)の前記第１の表面(210)に対して移動できるように適合される、請求項１又は２に記載の光学装置(100)。
  4. 前記第１の表面(210)は、前記第１の光学サブアセンブリ(300)を少なくとも部分的に受容するように設計された第１の開口部(215)を更に含む、請求項１〜３の何れか１項に記載の光学装置(100)。
  5. 前記第１の表面(210)が湾曲し前記インターフェース(550)が非湾曲表面を含むか、又は、前記第１の表面(210)が平面であり前記インターフェース(550)が湾曲している、請求項１〜４の何れか１項に記載の光学装置(100)。
  6. 前記第１の表面(210)が湾曲し前記インターフェース(550)が湾曲した表面を含む、請求項１〜５の何れか１項に記載の光学装置(100)。
  7. ブラケットの前記インターフェース(550)の湾曲した表面の曲率半径は、前記ハウジング(200)の対応する前記第１の表面(210)の少なくとも１つの曲率半径と実質的に同じである、請求項１〜６の何れか１項に記載の光学装置(100)。
  8. ブラケットの前記インターフェース(550)の湾曲した表面の曲率中心は、前記ハウジング(200)の対応する前記第１の表面(210)の少なくとも１つの曲率中心と同じ点である、請求項１〜７の何れか１項に記載の光学装置(100)。
  9. 前記取り付け手段(800)は、前記インターフェース(550)と前記第１の表面(210)との間に配置される、請求項１〜８の何れか１項に記載の光学装置(100)。
  10. 前記ハウジング(200)は、第２の表面(220)を更に有し、
    該光学装置(100)は、
    第２の光軸(y)を有する第２の光学サブアセンブリ(400)であって、第２のレンズ(410)と、第２の画像センサ(415)と、前記第２のレンズ(410)を保持し且つ前記第２の画像センサ(415)を支持するように適合された第２のブラケット(500)と、を含む前記の第２の光学サブアセンブリ(400)と、
    前記第２の光学サブアセンブリ(400)を、前記第２の光学サブアセンブリ(400)が前記第２の表面(220)に対して移動可能である第１の状態、及び、第２のインターフェース(550)が前記第２の表面(220)に固定して取り付けられる第２の状態にするように適合された第２の取り付け手段(800)と、
    を更に備え、
    前記第２のインターフェース(550)は、前記ハウジング(200)の前記第２の表面(220)に部分的にマウントされ、前記第２の画像センサ(415)は、前記第２のレンズ(410)に位置合わせされ、前記第２の取り付け手段(800)は、前記第２のインターフェース(550)と前記第２の表面(220)とに接触し、前記第２の表面(220)及び前記第２のインターフェース(550)の少なくとも１つは、前記第２の光学サブアセンブリ(400)を前記第１の状態又は前記第２の状態にするように非平面の表面であり、前記第２の光軸(y)は、第１の光軸(x)に対してある角度(α)で配置される、請求項１〜９の何れか１項に記載の光学装置(100)。
  11. 前記第２の光学サブアセンブリ(400)は、前記第２の取り付け手段(800)の前記第１の状態において３自由度で前記ハウジング(200)の前記第２の表面(220)に対して移動できるように適合され、
    前記第１の又は前記第２の光学サブアセンブリ(300, 400)の少なくとも１つが前記ハウジング(200)に固定して取り付けられる前に、前記第１又は前記第２の光学サブアセンブリ(300, 400)の対応する光軸(x, y)が、＋４５°から−４５°の範囲の角度(α)に従って異なる方向に配置することができるように、前記第１又は前記第２の光学サブアセンブリ(300, 400)は、移動可能である、請求項１０に記載の光学装置(100)。
  12. 前記第２のインターフェース(550)は、前記第２の光軸(y)に対して外向きに延びるように配置され、
    前記第２の表面(220)が湾曲し前記第２のインターフェース(550)が非湾曲表面を含むか、又は、前記第２の表面(220)が平面であり前記第２のインターフェース(550)が湾曲している、請求項１０又は１１に記載の光学装置(100)。
  13. 前記第２の表面(220)が湾曲し前記第２のインターフェース(550)が湾曲した表面を含み、第２のブラケットの前記第２のインターフェース(550)の湾曲した表面の曲率半径は、前記第２の表面(220)の曲率半径と実質的に同じであり、第２のブラケットの前記第２のインターフェース(550)の湾曲した表面の曲率中心は、前記ハウジング(200)の対応する前記第２の表面(220)の曲率中心と同じ点である、請求項１０〜１２の何れか１項に記載の光学装置(100)。
  14. 前記第１の光学サブアセンブリ(300)又は前記第２の光学サブアセンブリ(400)の少なくとも１つは、車両の後部からの画像を提供するカメラ監視システムビデオカメラであり、前記第１の光学サブアセンブリ(300)又は前記第２の光学サブアセンブリ(400)の他の少なくとも１つは、前記車両の周囲の地面からのトップビュー画像を提供するためのビデオカメラである、請求項１０〜１３の何れか１項に記載の光学装置(100)。
  15. 自動車の周辺領域からの画像情報を提供するための光学システムであって、
    請求項１〜１４に従う少なくとも第１の光学装置(100)であって、前記第１の光学サブアセンブリ(300)が前記自動車の左側領域のトップビュー画像をキャプチャするように配置されるように、位置する前記少なくとも第１の光学装置(100)と、
    請求項１０〜１４に従う少なくとも第２の光学装置(100)であって、前記第１の光学サブアセンブリ(300)が前記自動車の右側領域のトップビュー画像をキャプチャし、且つ前記第２の光学サブアセンブリ(400)が前記自動車の後方から画像をキャプチャするように、自動車側の後部から画像をキャプチャするように配置されている前記少なくとも第２の光学装置(100)と、
    前記第１及び前記第２の光学装置(100)から導出された画像データを少なくとも１つのディスプレイに提供するように構成されたコントローラと、
    を備える光学システム。
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