JP2022052421A - 撮像機用支持装置及び撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加熱機能を有する撮像機用支持装置及び撮像機においてその加熱効果をさらに向上する。【解決手段】撮像ユニット１１を支持する撮像ユニット用支持装置１２であって、発熱部２３Ａを備える加熱装置２３と、加熱装置２３を裏面から支持するレンズフード２２と、を備え、加熱装置２３は、レンズフード２２のうち加熱対象側の表面２２Ｆに設けられ、レンズフード２２の表面２２Ｆには、発熱部２３Ａと接触しない１乃至複数の非接触部２２０が設けられる。【選択図】図４

Description

本発明は、例えば車両の窓ガラスを介して車外を撮像する撮像機を支持する撮像機用支持装置及び撮像装置に関する。

車両用の撮像機は、一例として車室内であって、車体の正面に設けられるウィンドシールドガラス付近に設けられ、自車両の前方に位置する他車両および障害物の有無を検知する。例えば、特許文献１に記載された撮像機は、ブラケット、カメラユニット、及び遮光加熱ユニットを備える。遮光加熱ユニットは、カメラユニットによって鮮明な画像を撮像することを目的とするものであって、カメラユニット付近のウィンドシールガラス（フロントウィンド）に付着した結露による水滴、霜、および、氷などの消失を図る機能を有する。遮光加熱ユニットは、遮光フード、ヒータモジュール、断熱材を備えている。ヒータモジュールは、遮光フードの両面のうち、カメラユニットと反対側の面に両面テープを介して取り付けられている。また、断熱材は、ヒータモジュールの両面のうち、遮光フードと反対側の面にヒューズモジュールを介して設けられている。断熱材は、ヒータモジュールで発生した熱が、断熱材の下面等から外部に逃げることを抑制している。

特開２０１７－１８５８９６号公報

しかし、上記したような撮像機においては、状況によってはウィンドシールドガラスに付着した水滴等を消失しきれない場合が生じうる。このため、加熱効果をより向上することが要請されている。

上記課題を解決する撮像機用支持装置は、撮像機を支持する撮像機用支持装置であって、発熱部を備える加熱装置と、前記加熱装置を支持する支持部と、を備え、前記加熱装置は、前記支持部のうち加熱対象側の表面に設けられ、前記支持部の前記表面には、前記発熱部と接触しない１乃至複数の非接触部が設けられる。

上記課題を解決する撮像装置は、撮像機と、前記撮像機を支持する撮像機用支持装置とを備える撮像装置であって、前記撮像機用支持装置は、発熱部を備える加熱装置と、前記加熱装置を支持する支持部とを備え、前記加熱装置は、前記支持部のうち加熱対象側の表面に設けられ、前記支持部の前記表面には、前記発熱部と接触しない非接触部が設けられる。

上記構成によれば、撮像機用支持装置は、加熱装置を、支持部のうち加熱対象側の表面に備える。この構成により、加熱装置の発熱部と加熱対象との距離が短くなるため、加熱装置は、加熱対象に熱を直接的且つ効率よく伝達することができる。また、支持部の裏面に、非接触部を備えたため、支持部及び発熱部との接触面積が縮小される。これにより、発熱部の裏面から失われる熱が少なくなるため、加熱効果をさらに向上することができる。

上記撮像機用支持装置について、前記支持部は、前記発熱部に接触する突部を備えることが好ましい。
支持部は、発熱部に接触する突部を備え、突部は、発熱部を支持するため、発熱部を安定して支持することができる。

上記撮像機用支持装置について、前記支持部は、一定の高さを有する前記突部を複数備えることが好ましい。
上記構成によれば、突部の高さは一定であるため、発熱部及び非接触部を区画する底面との間に一定の高さを有する非接触部を設けることができる。このため、発熱部に対する断熱効果を均一化できるため、発熱部の温度ムラを抑制することができる。

上記撮像機用支持装置について、前記支持部は、前記発熱部に接触する一対の端部を備え、一対の前記端部の間に一つの前記非接触部を備えることが好ましい。
上記構成によれば、支持部は、一対の端部の間に、一つの非接触部を備える。よって、一対の端部の間の空間を複数に区画する場合に比べ、非接触部の体積が大きくなるため、発熱部から伝わる熱の断熱効果を高めることができる。

本発明によれば、加熱機能を備えた撮像機用支持装置及び撮像装置について、その加熱効果をさらに向上することができる。

第１実施形態の撮像装置及び撮像機用支持装置の全体構造を示す斜視図。 同実施形態の撮像機用支持装置の着脱ユニットを示す斜視図。 同実施形態の撮像機用支持装置の断面図。 同実施形態の撮像機用支持装置の断面構造の要部を示す図。 第２実施形態の撮像装置及び撮像機用支持装置のレンズフードを示す斜視図。 同実施形態の撮像機用支持装置の断面図。 変形例の撮像装置及び撮像機用支持装置のレンズフードを示す斜視図。 変形例の撮像装置及び撮像機用支持装置のレンズフードを示す平面図。

（第１実施形態）
以下、撮像機用支持装置を具体化した一実施形態を説明する。
図１を参照して、撮像機用支持装置を備える撮像装置１０の全体構成について説明する。撮像装置１０は、撮像ユニット１１、及び撮像機用支持装置１２を備えている。なお、撮像機用支持装置１２を、以下単に支持装置１２という。また、撮像ユニット１１は撮像機に対応する。

撮像ユニット１１は、本体１１Ａと、レンズ１１Ｂとを備えている。本体１１Ａは、例えば、撮像素子、記録素子、および、これらの素子を内蔵する筐体等を備えている。レンズ１１Ｂは、支持装置１２の切り欠き部２１１を介して露出し、ウィンドシールドガラスに対向している。

支持装置１２は、ブラケット２１、レンズフード２２、加熱装置２３及び反射抑制シート２４を備えている。ブラケット２１は、撮像ユニット１１を支持する。ブラケット２１は、一対の係止脚２１Ｌを備えている。係止脚２１Ｌの溝部２１０の各々に、撮像ユニット１１に設けられた１対の突部１１０の各々が嵌ることにより、ブラケット２１は撮像ユニット１１を支持する。なお、撮像ユニット１１に設けられる突部１１０は、１対ではなく、複数対設けられているが、その数は特に限定されない。レンズフード２２は、加熱装置２３を裏面から支持する支持部に対応する。ブラケット２１及びレンズフード２２は、樹脂を主な材料とする。樹脂は、１種類であっても複数種類であってもよい。また、ブラケット２１及びレンズフード２２は、樹脂と樹脂以外の材料の組み合わせから構成されてもよい。

ブラケット２１は、レンズ１１Ｂを露出させる切り欠き部２１１と、切り欠き部２１１の両側に設けられた遮光壁２１Ｗを備える。遮光壁２１Ｗは、切り欠き部２１１側の基端部から、その反対側の先端部にかけて、他方の遮光壁２１Ｗとの相対距離が長くなるように拡開している。このため、遮光壁２１Ｗは、撮像ユニット１１の視野範囲を確保しつつ、ブラケット２１に入射する光の一部を遮断する。これにより、ウィンドシールドガラスからの反射光や余分な光が入射することにより生じるフレア等、撮像に悪影響を与える光の入射が抑制される。

また、遮光壁２１Ｗの間には、加熱装置２３が配置されている。遮光壁２１Ｗは、加熱装置２３の輻射熱を反射する機能も兼ね備える。遮光壁２１Ｗは、ウィンドシールドガラスに入射しなかった輻射熱をウィンドシールドガラス側に反射する二次的な輻射によってもウィンドシールドガラスを加熱する。

ブラケット２１は、レンズフード２２、加熱装置２３及び反射抑制シート２４を支持する。レンズフード２２、加熱装置２３及び反射抑制シート２４は、ブラケット２１に対して着脱可能に取り付けられている。レンズフード２２、加熱装置２３及び反射抑制シート２４は、着脱ユニット３０を構成する。このため、着脱ユニット３０をブラケット２１から取り外すことにより、加熱装置２３等のメンテナンスを行うことができる。

次に図２を参照して、着脱ユニット３０について詳述する。図２中、二点鎖線及び実線で示すようにレンズフード２２の表面には、加熱装置２３が設けられ、加熱装置２３の表面には反射抑制シート２４が設けられる。加熱装置２３は、接着剤等によりレンズフード２２に接合されている。また、反射抑制シート２４は、接着剤等により加熱装置２３に接合されている。

レンズフード２２は、加熱装置２３を支持する。レンズフード２２は、その背面２２Ｂに、レンズ１１Ｂを収容するための切り欠き部２２Ｌを備える。切り欠き部２２Ｌは、着脱ユニット３０がブラケット２１に支持された際にブラケット２１の切り欠き部２１１に連なる。レンズフード２２の表面２２Ｆは、その幅Ｗが、背面２２Ｂから正面２２Ａに向かうにつれて大きくなる略台形状を有している。なお、レンズフード２２は上述したように１種類又は複数種類の樹脂から形成されるが、加熱装置２３を支持できる強度を有していればよくその種類は限定されない。レンズフード２２は、例えば発泡プラスチックなどであってもよい。

また、レンズフード２２の側面２２Ｃ，２２Ｄの各々には、係止突起２２Ｅが設けられる。係止突起２２Ｅがブラケット２１に設けられた図示しない本体溝に係止されることにより、レンズフード２２がブラケット２１に支持される。

レンズフード２２の幅方向の両側には、側端部２２Ｇが設けられる。また、レンズフード２２は、表面２２Ｆに、複数の非接触部２２０を有する。非接触部２２０の各々は、側端部２２Ｇ、幅方向に延出する第１突条２２Ｈ、幅方向に直交する方向に延出し第１突条２２Ｈと交差する第２突条２２Ｉによって区画される。非接触部２２０は、側端部２２Ｇ、第１突条２２Ｈ及び第２突条２２Ｉによって区画される空間である。側端部２２Ｇ、第１突条２２Ｈ及び第２突条２２Ｉは、同一面又はほぼ同一面にあり、非接触部２２０は、それらの面に対して凹状に設けられている。第１突条２２Ｈ及び第１突条２２Ｈの高さＨ（図４参照）は一定である。なお、ここでいう高さＨは、非接触部２２０を区画する底面２２Ｊからの高さである。複数の非接触部２２０は、側端部２２Ｇに挟まれた領域に格子状に配置される。

加熱装置２３は、発熱部２３Ａと、駆動部２３Ｂとを備えている。発熱部２３Ａは、扁平状のヒーターであればよく、その種類は特に限定されない。例えば、発熱部２３Ａは、面状良導体、通電部、および、一対の絶縁フィルムを備えている。通電部は、１本の発熱線によって形成され、駆動部２３Ｂに接続されている。通電部は、一対の絶縁フィルムによって挟まれている。面状良導体は、一方の絶縁フィルム上に貼り付けられている。駆動部２３Ｂは、発熱部２３Ａに電気的に接続され、発熱部２３Ａに電流を供給する。駆動部２３Ｂは、保護回路２３Ｃを備えている。保護回路２３Ｃは、温度ヒューズを備え、面状発熱体に流れる電流の大きさを、所定の範囲内に抑制する。

レンズフード２２の側端部２２Ｇの表面、第１突条２２Ｈ及び第２突条２２Ｉの表面には、図示しない接着剤が設けられる。加熱装置２３の発熱部２３Ａは、側端部２２Ｇ、第１突条２２Ｈ及び第２突条２２Ｉに接着材を介して接合され、非接触部２２０には接触しない。また、第１突条２２Ｈ及び第２突条２２Ｉの高さは一定であるため、加熱装置２３と、非接触部２２０を区画する底面２２Ｊとの間に、一定の高さを有する空間が保持される。

発熱部２３Ａには、接着剤又は接着層を介して、反射抑制シート２４が接合される。反射抑制シート２４は、発熱部２３Ａのほぼ全域を覆う形状を有している。反射抑制シート２４は、例えば樹脂製のフィルムであり、反射抑制シート２４に入射した光を吸収することによって光の反射を抑制する。反射抑制シート２４は、光の反射を抑制するため、その表面に凹凸形状を有していても良い。

図３及び図４を参照して、撮像装置１０の作用について説明する。図３に示すように、撮像装置１０は、レンズ１１Ｂをウィンドシールドガラス１００に向けた姿勢で取り付けられている。撮像装置１０が取り付けられる被取付部は、特に限定されないが、例えばウィンドシールドガラス、ルーフ、インストルメントパネルの少なくとも一つであってもよい。なお、撮像装置１０は、車両前方の他、車両後方又は車両側方を含む範囲を撮像範囲とする装置であってもよい。つまり、撮像装置１０は、レンズ１１Ｂを、ウィンドシールドガラス１００の他、車体の後部に設けられたリアガラス、車体の側部であってドア等に設けられたサイドガラスに向けて設けられてもよい。

図４に示すように、加熱装置２３の発熱部２３Ａは、反射抑制シート２４を介して輻射熱をウィンドシールドガラス１００に伝達する。発熱部２３Ａがレンズフード２２の裏面２２Ｋ側に設けられた場合には、発熱部２３Ａからの熱が、レンズフード２２に伝導した後にウィンドシールドガラス１００に輻射熱として伝わる。このため、この場合にはレンズフード２２における熱伝導による損失が大きいが、発熱部２３Ａを表面２２Ｆに設けることで、レンズフード２２を介して熱を伝導させる必要が無く、熱伝導による損失が少なくなる。また、加熱装置２３をレンズフード２２の表面２２Ｆに設けた場合には、レンズフード２２の裏面２２Ｋに設けられている場合に比べ、ウィンドシールドガラス１００との距離が短くなる。このため、加熱装置２３は、ウィンドシールドガラス１００に輻射熱を直接的且つ効率よく伝達することができる。

一方、発熱部２３Ａの裏面２３Ｄにおいては、レンズフード２２が接しているため、主に熱伝導によりレンズフード２２に熱が伝わる。このため、発熱部２３Ａの熱の一部は、ウィンドシールドガラス１００に放射されることなく裏面２３Ｄからレンズフード２２に伝わって失われるが、レンズフード２２に非接触部２２０を設けることで接触面積が縮小され、熱伝導率の低い非接触部２２０内の空気ではなく発熱部２３Ａと接触している側端部２２Ｇや第１突条２２Ｈ及び第２突条２２Ｉを伝って移動する。このため、発熱部２３Ａからレンズフード２２に伝導される熱が、非接触部２２０を設けない場合に比べ少なくなる。つまり、発熱部２３Ａの裏面２３Ｄから失われる熱が少なくなるため、加熱効果が高められ、加熱装置２３の起動時の昇温速度が高くなる。また、加熱中においても、発熱部２３Ａが到達する最高温度が高くなる。

さらに、側端部２２Ｇに加え、第１突条２２Ｈ及び第２突条２２Ｉにより、発熱部２３Ａの裏面２３Ｄ全体を支持することができるため、車両の振動や衝撃が加わっても、その荷重に耐えることができる。また、仮に発熱部２３Ａが撓みやすい材料又は構成であったとしても、第１突条２２Ｈ及び第２突条２２Ｉによって支持することにより、自重による撓みを抑制することができる。第１突条２２Ｈ及び第２突条２２Ｉは一定の高さＨを有するため、発熱部２３Ａ及び非接触部２２０を区画する底面との間に一定の高さを有する非接触部２２０を設けることができる。よって、発熱部２３Ａに対するレンズフード２２の断熱効果の偏りがなくなるため、発熱部２３Ａの温度ムラを抑制することができる。このため、ウィンドシールドガラス１００の加熱対象範囲を偏りなく加熱することができる。

以上説明したように、第１実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
（１）支持装置１２は、加熱装置２３を、レンズフード２２のうちウィンドシールドガラス１００側の表面に備える。この構成により、加熱装置２３の発熱部２３Ａとウィンドシールドガラス１００との距離が短くなるため、加熱装置２３は、ウィンドシールドガラス１００に輻射熱を直接的且つ効率よく伝達することができる。また、レンズフード２２の表面２２Ｆに、非接触部２２０を備えたため、レンズフード２２及び発熱部２３Ａとの接触面積が縮小される。これにより、発熱部２３Ａの裏面２３Ｄから失われる熱が少なくなるため、加熱効果をさらに向上することができる。

（２）レンズフード２２は、発熱部２３Ａに接触する側端部２２Ｇ、第１突条２２Ｈ及び第２突条２２Ｉを備え、非接触部２２０は側端部２２Ｇ、第１突条２２Ｈ及び第２突条２２Ｉによって区画される。側端部２２Ｇ、第１突条２２Ｈ及び第２突条２２Ｉは、発熱部２３Ａを支持するため、発熱部２３Ａを安定して支持することができる。

（３）側端部２２Ｇ、第１突条２２Ｈ及び第２突条２２Ｉの高さＨは一定であるため、発熱部２３Ａ及び非接触部２２０を区画する底面との間に一定の高さを有する非接触部２２０を設けることができる。このため発熱部２３Ａの温度ムラを抑制することができる。

（第２実施形態）
次に、撮像機用支持装置及び撮像機の第２実施形態を説明する。なお、第２実施形態では、レンズフードの構成が第１実施形態と相違する。以下、第１実施形態と同様の部分については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

図５に示すように、レンズフード３１は、その表面３１Ｆに、一対の側端部３１Ｇを備える。一対の側端部３１Ｇの間には、一つの非接触部３１０が設けられている。つまり、第１実施形態の非接触部２２０は、第１突条２２Ｈ及び第２突条２２Ｉによって複数に区画されているのに対し、第２実施形態では第１突条２２Ｈ及び第２突条２２Ｉが設けられていない点で相違する。

図６に示すように、レンズフード３１に非接触部３１０が設けられることで、発熱部２３Ａとレンズフード３１の接触面積が縮小される。このため、発熱部２３Ａの熱は、発熱部２３Ａと接触している側端部３１Ｇを伝って移動する。このため、発熱部２３Ａからレンズフード３１に伝導される熱が、非接触部３１０を設けない場合に比べ少なくなり、加熱効果を向上することができる。

また、本実施形態の非接触部３１０は、第１実施形態の非接触部２２０に比べ占有体積が大きいため、発熱部２３Ａから伝わる熱の断熱効果を高めることができる。また、非接触部３１０は、第１実施形態の非接触部２２０に比べ、非接触部３１０内の熱の偏りが抑制されるので、発熱部２３Ａの温度ムラを抑制する効果も高められることが期待される。

以上説明したように、第２実施形態によれば、第１実施形態に記載の（１）に記載の効果に加えて以下の効果が得られる。
（４）第２実施形態によれば、レンズフード３１は、一つの非接触部３１０を備える。よって、複数の非接触部を設ける場合に比べ、非接触部３１０の体積が大きくなるため、発熱部２３Ａから伝わる熱の断熱効果を高めることができる。

（他の実施形態）
上記各実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。

・第１実施形態では、レンズフード２２に第１突条２２Ｈ及び第２突条２２Ｉを設けて、複数の非接触部２２０を区画した。第２実施形態では、一つの非接触部３１０を設けたが、非接触部の数は限定されない。また、複数の非接触部を区画する突部の形状も特に限定されない。例えば、図７に示すように、レンズフード４０の表面４０Ｆをハニカム構造とし、壁部４０Ａによって非接触部４００を区画してもよい。非接触部４００は、表面側からみて六角形ではなく、円形や三角形状であってもよい。また、一つの非接触部に、発熱部２３Ａを裏面２３Ｄから支持する突条とは異なる突部を設けるようにしてもよい。例えば、図８に示すように、レンズフード４１の表面４１Ｆに一つの非接触部４１０を設け、その非接触部４１０に複数の円柱状の突部４１Ａを設けるようにしてもよい。突部４１Ａの形状は特に限定されず、四角柱等でもよい。

・第１実施形態では、レンズフード２２は、一定の高さを有する第１突条２２Ｈ及び複数の第２突条２２Ｉを備える。これに代えて若しくは加えて、レンズフード２２に、互いに高さが異なる突条又は突条以外の突部を設けるようにしてもよい。例えば、レンズフード２２に高さが異なる突部を設けることで、表面２２Ｆを傾斜面としてもよい。また、レンズフード２２のうち、特に温度が上昇しやすい部分については突部を高くして、非接触部の体積を増加させるようにしてもよい。

・第１実施形態では、レンズフード２２は、複数の第１突条２２Ｈ及び複数の第２突条２２Ｉを備える。これに代えて、レンズフード２２に、１つの突条を設けるようにしてもよい。また、加熱装置２３を支持可能であれば、突条以外の突部であってもよい。

・上記各実施形態では、ブラケット２１とレンズフード２２とを別部材とした。これに代えて、ブラケット２１とレンズフード２２とを一体としてもよい。換言すると、ブラケット２１は、レンズフード２２と同様な構成の支持部を備えていてもよい。なお、この態様における支持部は、加熱装置２３を支持し、発熱部と接触しない１乃至複数の非接触部を１乃至複数備えていればよく、上記各実施形態の形状に限定されない。また、この態様において、加熱装置２３及び反射抑制シート２４をブラケット２１に対して着脱可能に設けるようにしてもよい。

・本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、主旨を逸脱しない範囲で適切な設計変更をすることが可能である。例えば、レンズフード２２は、平面からみて台形の形状ではなく、長方形の形状であってもよい。また、ブラケット２１は、遮光壁２１Ｗを省略した形状であってもよく、１つの係止脚を有する構成であってもよいし、係止脚が不要な場合にはこれを省略してもよい。

・上記各実施形態では、撮像装置１０を、車両周辺を撮像するために車両に搭載されるものとした。これに代えて、撮像装置１０を、船舶、航空機等の車両以外の移動体、又は定位置に設置される撮像装置としてもよい。例えば移動体に搭載される撮像装置１０は、移動体の窓ガラス付近に設けられ、移動体の外部環境を撮像する。また、定位置に設定される撮像装置は、施設等の窓ガラス付近に設けられ、施設等の外部環境を撮像する。

１０…撮像装置
１２…撮像機用支持装置
２２…支持部としてのレンズフード
２３…加熱装置
２２０…非接触部

Claims (5)

1. 撮像機を支持する撮像機用支持装置であって、
   発熱部を備える加熱装置と、
   前記加熱装置を支持する支持部と、を備え、
   前記加熱装置は、前記支持部のうち加熱対象側の表面に設けられ、
   前記支持部の前記表面には、前記発熱部と接触しない１乃至複数の非接触部が設けられる
   撮像機用支持装置。
2. 前記支持部は、前記発熱部に接触する突部を備える
   請求項１に記載の撮像機用支持装置。
3. 前記支持部は、一定の高さを有する前記突部を複数備える
   請求項２に記載の撮像機用支持装置。
4. 前記支持部は、前記発熱部に接触する一対の端部を備え、一対の前記端部の間に一つの前記非接触部を備える
   請求項１に記載の撮像機用支持装置。
5. 撮像機と、前記撮像機を支持する撮像機用支持装置とを備える撮像装置であって、
   前記撮像機用支持装置は、
   発熱部を備える加熱装置と、
   前記加熱装置を支持する支持部と、を備え、
   前記加熱装置は、前記支持部のうち加熱対象側の表面に設けられ、
   前記支持部の前記表面には、前記発熱部と接触しない１乃至複数の非接触部が設けられる
   撮像装置。

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