JP2022066941A - カメラ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カメラモジュールを簡単に取り付けることができ、かつ取り付け後にカメラモジュールの光軸がずれることを防止出来るカメラ装置を提供する。【解決手段】内外に貫通する貫通孔を一壁部１０４に有するハウジングと、該貫通孔を通して鏡筒部の一端部が前記ハウジングの外側に露出したカメラモジュール１０とを備える車両用のカメラ装置において、前記鏡筒部の中間部の外周面に突設され、前記一壁部１０４の外面と対向する面を有する複数の爪部と、前記鏡筒部の他端部に周設され、前記一壁１０４の内面と対向するフランジと、前記鏡筒部に同軸上で回転可能に外嵌され、所定の回転位置で前記爪部と係合する環体部材３０と、前記一壁部１０４と前記環体部材３０との間に介在し、前記環体部材３０を前記爪部に向けて付勢する弾性部材２０とを備える。【選択図】図２

Description

本発明は、車両に搭載されるカメラ装置に関する。

近年、車両周辺を撮像するため、車両に搭載されるカメラ装置が広く普及している。斯かるカメラ装置は、制御回路等が収納されたハウジングに、１つ又は複数のカメラモジュールが取り付けられている。

特許文献１には、一端に対物レンズを設けた鏡筒部にＯ－リングを外嵌して、ハウジングに設けられた円筒形状の取付部に嵌め込むことにより、前記鏡筒部の光軸を定めるカメラ装置が開示されている。

米国特許出願公開第２００５／０１０４９９５号明細書

一方、特許文献１のカメラ装置は、前記鏡筒部を前記取付部に嵌める際、前記鏡筒部を押し入れる必要があるうえに、Ｏ－リングごとに、又は、局所的に復元力に差が存在する可能性もあり得るので、前記鏡筒部の光軸が希望通り定められるとは担保できず、軸がずれるおそれがある。

本発明は、斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、カメラモジュールをハウジングに簡単に取り付けることができ、かつ取り付け後にカメラモジュールの光軸がずれることを防止出来るカメラ装置を提供することにある。

本発明に係るカメラ装置は、内外に貫通する貫通孔を一壁に有するハウジングと、該貫通孔を通して鏡筒部の一端部が前記ハウジングの外側に露出したカメラモジュールとを備える車両用のカメラ装置において、前記鏡筒部の中間部の外周面に突設され、前記一壁の外面と対向する面を有する複数の爪部と、前記鏡筒部の他端部に周設され、前記一壁の内面と対向するフランジと、前記鏡筒部に同軸上で回転可能に外嵌され、所定の回転位置で前記爪部と係合する環体部材と、前記一壁と前記環体部材との間に介在し、前記環体部材を前記爪部に向けて付勢する弾性部材とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、カメラモジュールをハウジングに簡単に取り付けることができ、かつ取り付け後にカメラモジュールの光軸がずれることを防止できる。

本実施の形態のカメラ装置を示す斜視図である。 図１の一部分を拡大して示す拡大図である。 カメラモジュールの外見を示す斜視図である。 ハウジングのカメラ保持部からカメラモジュール、バネ部材及び環体部材を取り外した状態を示す斜視図である。 カメラ保持部の一壁部の内面を示す図である。 環体部材の外見を示す斜視図である。 環体部材の三面図である。 バネ部材の外見を示す斜視図である。 カメラモジュールから環体部材及びバネ部材を分解した状態を示す図である。 カメラモジュールの取り付け方法を説明する説明図である。 図１０ＢのＸＩ－ＸＩ線による断面図である。

本発明の実施の形態に係る車両用カメラ装置について、図面に基づいて詳述する。本実施の形態に係るカメラ装置は、車両に搭載され、例えばフロントウインドシールドガラスを介して車両の前方側の映像を撮像する。以下においては、本実施の形態のカメラ装置が２つのカメラモジュールを有する、いわゆるステレオカメラ装置である場合を例に説明する。

図１は、本実施の形態のカメラ装置１００を示す斜視図である。
本実施の形態のカメラ装置１００は、２つのカメラモジュール１０と、カメラモジュール１０が取り付けられたハウジング１０１とを備える。

ハウジング１０１は、長い直方体形状の間隔保持部１０６と、間隔保持部１０６の両端側に夫々設けられたカメラ保持部１０２とを含む。各カメラ保持部１０２にはカメラモジュール１０が夫々保持されている。また、間隔保持部１０６はカメラ保持部１０２同士間の距離を保ち、間隔保持部１０６の内側にはカメラモジュール１０を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）等が収容されている。

図２は、図１の一部分を拡大して示す拡大図である。図２は、図１の破線円で囲まれた部分を拡大して示している。
上述の如く、カメラ保持部１０２にはカメラモジュール１０が保持されており、カメラ保持部１０２の一壁部１０４には、内外に貫通する貫通孔１０３（図４参照）が形成されている。カメラモジュール１０の一端部が貫通孔１０３を通して外側に突出しており、バネ部材２０（弾性部材）及び環体部材３０によってカメラモジュール１０がカメラ保持部１０２に取り付けられている。このような構成は各カメラ保持部１０２において同じであり、以下においては、一方のカメラ保持部１０２についてのみ説明する。

図３は、カメラモジュール１０の外見を示す斜視図である。
カメラモジュール１０は、鏡筒部３と、撮像素子を含む回路基板６とを備える。

鏡筒部３は略円筒形状を有しており、軸長方向の一端部に対物レンズ２１が保持されている。また、軸長方向における鏡筒部３の中間部の外周面には、３つの爪部４が突設されている。図３には２つの爪部４のみが示されている。

鏡筒部３の他端部には、フランジ５が周設されている。フランジ５は略矩形であり、鏡筒部３の縁から径方向外側に延設されている。また、フランジ５の縁部にはカメラモジュール１０の光軸を定めるための光軸決定突起７が設けられている。

光軸決定突起７は、鏡筒部３の軸心と平行な軸心を有する略円柱形状をなしており、フランジ５の一面よりも爪部４側に突出している。また、光軸決定突起７は、爪部４側の端部に、半球部７１が形成されている。各光軸決定突起７は、鏡筒部３の周方向において、爪部４同士の間に相当する位置に配置されている。なお、フランジ５の他面側には、回路基板６が設けられている。

３つの爪部４は、鏡筒部３の周方向に、等間隔を隔てて配置されている。各爪部４は、図３に示すように、鏡筒部３の外周面から垂直に立ち上がり、フランジ５の前記一面と間隔を挟んで対向する対向面４１と、対向面４１と反対側に設けられ、鏡筒部３の外周面と斜めに交差する傾斜面４２とを有している。

図４は、ハウジング１０１のカメラ保持部１０２からカメラモジュール１０、バネ部材２０及び環体部材３０を取り外した状態を示す斜視図であり、図５は、カメラ保持部１０２の一壁部１０４の内面を示す図である。説明の便宜上、図５は一壁部１０４のみを部分的に示している。

上述の如く、一壁部１０４には、カメラ保持部１０２を内外に貫通する貫通孔１０３が形成されている。図４に示すように、貫通孔１０３は、爪部４を含めた鏡筒部３の軸断面形状に対応する形状を有している。即ち、貫通孔１０３は鏡筒部３の外径に対応する円形穴であり、斯かる円形穴の周縁の３箇所に凹部１０３ａが周方向に等間隔にて形成されている。凹部１０３ａは爪部４に対応する形状であり、爪部４の通過を可能とする。図２に示すように、カメラモジュール１０の鏡筒部３の一端部が貫通孔１０３を通して外側に突出される。

一壁部１０４の内面には、図５に示すように、隣り合う凹部１０３ａの間に溝部１０５が形成されている。溝部１０５は、貫通孔１０３の周縁から放射状に延び、溝部１０５同士がなす角は１２０度となっている。それぞれの溝部１０５の中心を通る延長線の交点が貫通孔１０３の中心と一致する構成となっている。溝部１０５は、幅方向の両面が溝部１０５の最深部に向かってテーパとなる形状をなすことで、略Ｖ字形状の断面を有している。（図１１参照）。

図６は、環体部材３０の外見を示す斜視図であり、図７は、環体部材３０の三面図である。即ち、図７は環体部材３０の平面図及び側面図を示す。

環体部材３０は、略円環形状を有しており、回転可能に鏡筒部３に外嵌される。環体部材３０は、軸長方向に所定の厚みを有しており、一側の外径よりも他側の外径が大きい。また、環体部材３０は、大径側に、軸心と直交し、バネ部材２０と当たる当接面３７を有する。環体部材３０は、爪部４を含めた鏡筒部３の軸断面に対応する形状の内孔を有している。

環体部材３０の外周面には、３箇所に凹部３５が形成されている。各凹部３５は、環体部材３０の軸断面視で略矩形であり、環体部材３０の周方向に等間隔を隔てて形成されている。

また、環体部材３０は、鏡筒部３の軸心から爪部４の先端までの寸法、即ち、爪部４を含めた鏡筒部３の外径よりも少し大きい径の円形内孔を有しており、環体部材３０の内孔の周面３１には周方向に沿って複数の鍔部３２が設けられている。例えば、本実施の形態のカメラ装置１００においては３つの鍔部３２が形成されている。３つの鍔部３２は環体部材３０の周方向に等間隔を隔てて形成されている。各鍔部３２は、環体部材３０の周方向において、凹部３５同士の間に設けられている。

環体部材３０の周方向において、鍔部３２同士は間隔Ｌを離れて設けられている。間隔Ｌは、鏡筒部３の周方向における爪部４の寸法よりも少し大きい。この間隔Ｌは、爪部４の間隔に対応していればよく、等間隔でも不等間隔でもよい。

更に、各鍔部３２は、環体部材３０の内向きに突出しており、環体部材３０の径方向における寸法が一定である。よって、各鍔部３２では、突出先の縁が湾曲しており、鏡筒部３の外径に対応している。各鍔部３２は環体部材３０の一端側に平坦面を有している。環体部材３０の周方向における各鍔部３２の寸法は、鏡筒部３の周方向における爪部４の寸法以上である。

各鍔部３２は両端部に突起部３３ａ，３３ｂが設けられている。突起部３３ａ，３３ｂは環体部材３０の軸断面視略三角形であり、環体部材３０の軸長方向に突設されている。環体部材３０の周方向において、各鍔部３２の一側の端部に突起部３３ａが設けられており、他側の端部には突起部３３ｂが設けられている。

突起部３３ａ及び突起部３３ｂは、環体部材３０の軸長方向における寸法（以下、突出高さと称する）が異なる。突起部３３ａの突出高さは、突起部３３ｂの突出高さよりも高い。

環体部材３０の当接面３７には、後述の如く、バネ部材２０を嵌合保持するバネ保持部３６が突設されている（図１１参照）。バネ保持部３６は、環体部材３０の周方向に延びる略長方形の板形状を有しており、環体部材３０の周方向に間隔を隔てて複数設けられている。以下では、３つのバネ保持部３６が設けられているものとする。

また、各バネ保持部３６は、当接面３７の内側縁部であって、環体部材３０の軸長方向において鍔部３２と整合する位置に設けられている。例えば、バネ保持部３６は鍔部３２と一体形成されている。
更に、各バネ保持部３６は、突出端に近い程、厚みが薄くなっている。なお、各バネ保持部３６では、突出端の外側に面取り処理が施されている。
本実施の形態では、３つのバネ保持部３６が環体部材３０の周方向に隔てて設けられている場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。バネ保持部３６は、バネ部材２０を所定の位置に配置する位置決め機能と、バネ部材２０を保持する仮保持機能を有していればよく、その数には限定されない。例えば、バネ保持部３６は２つであっても良く、４つ以上であっても良い。また、全周に亘って連続する円環状のバネ保持部３６が１つであっても良い。

図８は、バネ部材２０の外見を示す斜視図である。
バネ部材２０は、ステインレス等の金属製であり、円筒形状を有している。バネ部材２０は、いわゆるウェイブスプリングであり、両端部に円環部２０１，２０３を有しており、円環部２０１及び円環部２０３の間には、バネ層２０２が介在している。円環部２０１，２０３は、バネ保持部３６に外嵌可能な内径を有しており、環体部材３０の前記他端部の外径と略等しい外径を有している。バネ層２０２は、波状に湾曲した細幅板が、バネ部材２０の伸縮方向に複数層に亘って重なることによって形成されている。バネ部材２０は伸縮方向に圧縮及び伸長する。また、バネ部材２０は、圧縮後伸張する際、即ち、復元の際、バネ層２０２の復元力が円環部２０１，２０３の全域的に均一に伝わる。バネ部材２０は、それ自体公知のものであり、詳しい説明は省略する。

以下、本実施の形態のカメラ装置１００における、カメラモジュール１０の取り付け方法について説明する。

図９は、カメラモジュール１０から環体部材３０及びバネ部材２０を分解した状態を示す図であり、図１０は、カメラモジュール１０の取り付け方法を説明する説明図である。図１０Ａは、カメラモジュール１０の取り付けの過程を示しており、図１０Ｂは、カメラモジュール１０の取り付け完了後を示している。

先ず、作業者は、貫通孔１０３を下向きにした状態で、カメラ保持部１０２の内側から貫通孔１０３に鏡筒部３の一端部を通してカメラ保持部１０２の外側に突出させる。

この際、作業者は、フランジ５の光軸決定突起７の位置を、一壁部１０４の溝部１０５の位置と整合させる。即ち、３つの光軸決定突起７の半球部７１の先端面を、夫々対応する溝部１０５内のテーパ面と当接させる。作業者が３つの半球部７１の全てを対応する溝部１０５と係合させ、対向する溝部１０５と光軸決定突起７との間に重力により互いに引き合う方向に力が発生し、カメラモジュール１０の光軸が正確に定められる。これによって、カメラモジュール１０は光軸の定めが完了する。

次に、作業者は、バネ部材２０の内側にバネ保持部３６を圧入させて嵌めこむ。これによって、バネ部材２０と環体部材３０とが同一軸心上に位置し、バネ部材２０はバネ保持部３６と嵌合し、保持される。
以下では、説明の便宜上、バネ部材２０が円環部２０１側からバネ保持部３６に嵌め込まれているとする。即ち、バネ部材２０の円環部２０１が環体部材３０の当接面３７に当接した状態でバネ部材２０が環体部材３０と一体化されている。

次いで、作業者は、環体部材３０の凹部３５を摘まんで、バネ部材２０及び環体部材３０の軸心を鏡筒部３の軸心に合わせながら、バネ部材２０及び環体部材３０を鏡筒部３に嵌める（図９の矢印参照）。この際、作業者は、図１０Ａに示すように、環体部材３０の鍔部３２と鍔部３２との間隔の位置を鏡筒部３の爪部４の位置に合わせる。

バネ部材２０の円環部２０３がカメラ保持部１０２の一壁部１０４に当たると、作業者は、環体部材３０の鍔部３２の位置が鏡筒部３の爪部４を超えるまで環体部材３０を押し付ける。この際、バネ部材２０は、軸長方向に圧縮される。

上述の如く、環体部材３０内孔は、爪部４を含めた鏡筒部３の外径、即ち、鏡筒部３の軸心から爪部４の先端までの寸法よりも少し大きい径を有しており、鍔部３２同士間の間隔Ｌは、鏡筒部３の周方向における爪部４の寸法よりも少し大きい。よって、環体部材３０の鍔部３２が鏡筒部３の爪部４を超える際、環体部材３０が鏡筒部３と干渉することはない。

鍔部３２の位置が鏡筒部３の爪部４を超えたら、作業者は環体部材３０を突起部３３ａ及び突起部３３ｂのうち突出高さが低い側に回す。上述の如く、本実施の形態のカメラ装置１００では、突起部３３ａよりも突起部３３ｂが突出高さが低いので、作業者は環体部材３０を前記小径側から見て反時計回りに回す（図１０Ａの矢印参照）。

環体部材３０の回転の際、突出高さが低い突起部３３ｂは爪部４の対向面４１側を通るものの、突出高さが高い突起部３３ａは爪部４に引っ掛かる。よって、それ以上の環体部材３０の回転が制限される。この際、環体部材３０の軸長方向において、各爪部４及び各鍔部３２が整合する位置にある。
即ち、環体部材３０は、一の回転位置で爪部４が通り、前記一の回転位置以外の他の回転位置で爪部４と鍔部３２とが干渉するように構成されている。

斯かる、鍔部３２の突起部３３ａと爪部４との干渉を合図として作業者は環体部材３０から手を放す。これによって、バネ部材２０の復元力が働き、バネ部材２０は円環部２０１を介して環体部材３０を鏡筒部３の爪部４側に押し付ける。この際、環体部材３０は突起部３３ａに案内されて軸長方向に移動して、各爪部４の対向面４１が鍔部３２の前記平坦面と当接し、各爪部４は突起部３３ａ及び突起部３３ｂの間に位置する。これによって、図１０Ｂに示すように、爪部４が鍔部３２と係合する。

図１１は、図１０ＢのＸI－ＸI線による断面図である。図１１においては、便宜上、カメラモジュール１０の輪郭のみを示している。
バネ部材２０が環体部材３０を鏡筒部３の爪部４側に押し付けるので、バネ部材２０の復元力は環体部材３０を介してカメラモジュール１０にも伝わる。即ち、図１１に示すように、バネ部材２０はカメラ保持部１０２の一壁部１０４と、環体部材３０との間に介在し、一壁部１０４から遠ざかる方向に、環体部材３０を介してカメラモジュール１０を付勢している。これによって、カメラモジュール１０の他端側のフランジ５が一壁部１０４に押し付けられる。

このように、カメラモジュール１０は、フランジ５と爪部４との間で一壁部１０４を挟持することによって、カメラ保持部１０２に固定される。

本実施の形態のカメラ装置１００は、上述したように、カメラモジュール１０の光軸を定めた後、バネ部材２０及び環体部材３０を用いてカメラモジュール１０をカメラ保持部１０２に取り付ける。バネ部材２０の復元力によってフランジ５が一壁部１０４に押し付けられ、フランジ５とバネ部材２０とが一壁部１０４を挟持し合うことにより、カメラモジュール１０がカメラ保持部１０２に固定される。

この際、バネ部材２０の復元力が、重力の代わりに、３つの光軸決定突起７の半球部７１の先端面を溝部１０５内の前記テーパ面と強制的に当接させるので、対向する溝部１０５と光軸決定突起７とが互いに引き合う状態が組み立て後も維持でき、カメラモジュール１０の光軸が適切に保たれる。

また、斯かる取り付け作業の際、バネ部材２０及び環体部材３０が鏡筒部３と干渉しないように構成されている。よって、取り付け作業の途中に、カメラモジュール１０に外力が加わることを未然に防止でき、光軸のズレが生じない。従って、取り付けの前、的確に定められたカメラモジュール１０の光軸を確実に維持できる。

また、本実施の形態のカメラ装置１００は、上述したように、鍔部３２が両側に突起部３３ａ及び突起部３３ｂを有し、爪部４が鍔部３２と係合した場合、突起部３３ａ及び突起部３３ｂの間に爪部４が位置する。よって、爪部４の周方向への移動が制限され、爪部４と鍔部３２との係合が解除されることを防止できる。

また、本実施の形態のカメラ装置１００は、上述したように、鍔部３２において突起部３３ａの突出高さが突起部３３ｂの突出高さよりも高いので、環体部材３０の回転操作の際、鍔部３２の突起部３３ａが爪部４に引っ掛かり、環体部材３０の回転が制限される。これによって、作業者が環体部材３０の回転作業の終了時点を把握し易くなり、作業性を高めることができる。

以上においては、鏡筒部３に３つの爪部４が設けられている場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、４つ以上の爪部４が設けられた構成であっても良い。斯かる場合には、爪部４の数に合わせて鍔部３２の数も夫々４つ以上に変更すれば良い。また、爪部４は２つであっても良い。

また、以上においては、鍔部３２において、突起部３３ａの突出高さが突起部３３ｂの突出高さよりも高い場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。突起部３３ｂの突出高さが突起部３３ａの突出高さよりも高くなるように構成しても良い。但し、斯かる場合は、カメラモジュール１０をカメラ保持部１０２に取り付ける際、環体部材３０を前記小径側から見て時計回りに回転させれば良い。

また、以上においては、バネ部材２０がいわゆるウェイブスプリングである場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではなく、バネ部材２０がコイルスプリング、Ｏーリング、スプリングワッシャ等であっても良い。

更に、以上においては、本実施の形態のカメラ装置１００がステレオカメラ装置である場合、即ち２つのカメラモジュール１０を備える場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。カメラ装置１００が、単眼カメラ装置、即ち１つのカメラモジュール１０を備える場合にも適用可能であることは言うまでもない。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

３ 鏡筒部
４ 爪部
５ フランジ
１０ カメラモジュール
２０ バネ部材
３０ 環体部材
３２ 鍔部
３３ａ 突起部
３３ｂ 突起部
３６ バネ保持部
４１ 対向面
１００ カメラ装置
１０１ ハウジング
１０２ カメラ保持部
１０３ 貫通孔
１０４ 一壁部

Claims (5)

1. 内外に貫通する貫通孔（１０３）を一壁部（１０４）に有するハウジング（１０１）と、該貫通孔（１０３）を通して鏡筒部（３）の一端部が前記ハウジング（１０１）の外側に露出したカメラモジュール（１０）とを備える車両用のカメラ装置（１００）において、
   前記鏡筒部（３）の中間部の外周面に突設され、前記一壁部（１０４）の外面と対向する面（４１）を有する複数の爪部（４）と、
   前記鏡筒部（３）の他端部に周設され、前記一壁部（１０４）の内面と対向するフランジ（５）と、
   前記鏡筒部（３）に同軸上で回転可能に外嵌され、所定の回転位置で前記爪部（４）と係合する環体部材（３０）と、
   前記一壁部（１０４）と前記環体部材（３０）との間に介在し、前記環体部材（３０）を前記爪部（４）に向けて付勢する弾性部材（２０）とを備えることを特徴とするカメラ装置（１００）。
2. 前記環体部材（３０）は、前記爪部（４）を含む前記鏡筒部（３）の軸断面形状に対応する形状の内孔を有し、
   前記内孔は前記爪部（４）を含めた前記鏡筒部（３）の外径よりも大きい径を有し、
   前記環体部材（３０）の前記内孔の周面（３１）には周方向に沿って複数の鍔部（３２）が設けられており、
   前記鍔部（３２）は、前記回転位置で前記爪部（４）に係合することを特徴とする請求項１に記載のカメラ装置（１００）。
3. 前記環体部材（３０）の周方向において、前記鍔部（３２）の寸法は前記爪部（４）の寸法より大きく、
   各鍔部（３２）の両端部には、前記環体部材（３０）の軸長方向に突出した突起部（３３ａ，３３ｂ）が夫々設けられていることを特徴とする請求項２に記載のカメラ装置（１００）。
4. 前記突起部（３３ａ，３３ｂ）では、前記鍔部（３２）の一側の端部に設けられた突起部（３３ａ）の突出高さが、他側の端部に設けられた突起部（３３ｂ）よりも高いことを特徴とする請求項３に記載のカメラ装置（１００）。
5. 前記環体部材（３０）には、前記弾性部材（２０）を嵌合保持するバネ保持部（３６）が設けられていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のカメラ装置（１００）。

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