JP2024000447A - 光学部品、カメラ及び車両 - Google Patents

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Abstract

【課題】光学部品における光学系に対向する面に結露が生じにくい光学部品、カメラ及び車両を提供する。【解決手段】光学部品100は、カメラ200の光学系210を覆う。光学部品100は、光学部材10と、発熱体20とを有する。光学部材10は、光学系210の画角内から光学系210に入射する電磁波を透過可能な第1の領域11aと、第2の領域11bとを有する。発熱体20は、第1の領域11aにより画定されるカメラ200側の第1空間12aに連通し且つ第2の領域11bにより画定されるカメラ200側の第2空間12bを、第1空間12aの温度より高くなるように加熱する。【選択図】図1

Description

本開示は、光学部品、カメラ及び車両に関するものである。
光学系を覆う光学部品を備えるカメラが知られている(特許文献1参照)。
特開平6-258713号公報
光学部品における光学系に対向する面に生じる結露の量を低減することが求められている。
本開示の目的は、光学部品における光学系に対向する面に結露が生じにくい光学部品、カメラ及び車両を提供することにある。
一実施形態において、(1)光学部品は、カメラの光学系を覆い、前記光学系の画角内から該光学系に入射する電磁波を透過可能な第1の領域と、第2の領域とを有する光学部材と、前記第1の領域により画定される前記カメラ側の第1空間に連通し且つ前記第2の領域により画定される前記カメラ側の第2空間を、該第1空間の温度より高くなるように加熱する発熱体と、を備える。
(2)上記(1)の光学部品において、前記光学部材は、前記第1空間と前記第2空間との間の一部を仕切る仕切り部を有する。
(3)上記(1)または(2)の光学部品において、前記発熱体と、前記光学部材の第2の領域との間に隙間がある。
(4)上記(1)乃至(3)のいずれかの光学部品において、前記第2空間は前記第1空間を囲む。
(5)上記(1)乃至(4)のいずれかの光学部品は、前記第2の領域に排水孔を含む。
一実施形態において、(6)カメラは、光学系と、前記光学系を保持するレンズホルダと、前記光学系を覆い、前記光学系の画角内から該光学系に入射する電磁波を透過可能な第1の領域と、第2の領域とを有する光学部材と、前記光学部材の前記第1の領域とともに第1空間を画定し、前記光学部材の前記第2の領域とともに第2空間を画定する壁体と、前記第2空間に位置する発熱体と、を備える。
一実施形態において、(7)車両は、光学系と、前記光学系を保持するレンズホルダと、前記光学系を覆い、前記光学系の画角内から該光学系に入射する電磁波を透過可能な第1の領域と、第2の領域とを有する光学部材と、前記光学部材の前記第1の領域とともに第1空間を画定し、前記光学部材の前記第2の領域とともに第2空間を画定する壁体と、前記第2空間に位置する発熱体と、を含むカメラ、を備える。
上記のように構成された本開示に係る光学部品、カメラ及び車両は、光学部品における光学系に対向する面に結露が生じにくくし得る。
第1実施形態に係る光学部品及びカメラの部分断面図である。 第1実施形態に係る車両の平面図である。 第1実施形態に係る光学部品の光学部材の第1例を示す斜視図である。 第1実施形態に係る光学部品の光学部材の第2例を示す断面図である。 第1実施形態に係る光学部品の光学部材の第3例を示す斜視図である。 第2実施形態に係る光学部品の光学部材の第1例を示す断面図である。 第2実施形態に係る光学部品の光学部材の第2例を示す断面図である。 第3実施形態に係る光学部品の光学部材の第1例を示す平面図である。
以下、本開示を適用した撮像装置の実施形態が、図面を参照して説明される。
図1は、第1実施形態に係る光学部品を備えるカメラの部分断面図である。カメラ200は、光学系210と、壁体230と、光学部品100と、を含んで構成される。カメラ200は、更に、撮像素子を含んで構成されてよい。
カメラ200は、車載カメラでよい。図2を参照して、カメラ200は、表示装置310とともに車両300に搭載されてよい。カメラ200は、例えば地面、又は後方の視界の周辺の画像を撮像するために、車両300のサイドミラー等に固定されてよい。カメラ200は、光学系210を下方、斜め下方、又は横方向に向けた状態で車両300に取付けられてよい。表示装置310は、運転席から視認可能に設けられてよい。
光学系210は、撮像視野内の被写体像を撮像素子に結像させてよい。光学系210は、少なくとも1つの光学素子を含んでよい。光学系210は、焦点距離、焦点深度等の所望の光学特性を満たすように設計され、形成されてよい。光学素子は、レンズ、絞り、ミラー等を含んでよい。
光学系210は、レンズを抑えるリテーナ210rを含んでよい。リテーナ210rは、筒状であってよい。リテーナ210rには、レンズを抑えるための円環状の保持部が形成されてよい。保持部の円環が画定する開口部の中心を光学系210の光軸OAが通過するように、リテーナ210rはレンズを抑えてよい。開口部を、レンズに入射する光束が通過してよい。リテーナ210rは樹脂部材であってよい。
壁体230は、カメラ200の光軸OA方向に交差する方向に延びる壁面を有してよい。壁体230は、例えば、光軸OAに垂直な平面を壁面として有してよい。壁体230は、光軸OA方向における任意の位置に設けられてよい。壁体230は、第1の実施形態において、光学系210の光軸OA方向から見た外縁に設けられてよい。壁体230は、円盤状であってよい。壁体230は、後述するように、光学部品100との連結に用いられてよい。壁体230は、車両300の構造体の一部であってよい。当該構造体は、サイドミラーの筐体であってよい。
撮像素子は、光学系210の像側に配置されてよい。撮像素子は、光学系210を介して受光面上に結像される被写体像を撮像して電気信号に変換して出力してよい。撮像素子には、例えばCCD(Charge Coupled Device)、CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサ等が用いられてよい。カメラ200は、撮像素子からの電気信号に基づく画像信号を、例えば、表示装置310のように、カメラ200の外部の装置に伝送してよい。画像信号は、撮像素子から出力された電気信号そのものであってもよいし、電子部品によって必要な画像処理を施された信号であってもよい。
光学部品100は、光学部材10と、発熱体20と、を含んで構成される。光学部品100は、更に、クッション30を含んで構成されてよい。光学部品100は、カメラ200の光学系210を覆う。
図1及び3を参照して、光学部材10は、第1の領域11aと、第2の領域11bとを含む。光学部材10は、更にフランジ11fと、仕切り部13と、排水孔14とを含んでよい。光学部材10はレンズカバーであってよい。光学部材10は、カメラ200において、壁体230とともに光学系210を密封してよい。光学部材10は樹脂又はガラスを含んでよい。光学部材10は、カメラ200において、光学系210の物体側に位置してよい。この構成により、光学部材10は、光学系210に風、雨滴等が当たる可能性を低減させ得る。したがって、光学部材10は、光学系210の外表面が冷却される可能性を低減させ得る。
第1の領域11aは、入射する電磁波を透過可能である。具体的に、第1の領域11aは、カメラ200において、光学系210の画角内から光学系210に入射する電磁波を透過可能である。第1空間12aは、カメラ200において、第1の領域11a、カメラ200、及び第1の領域11aの外縁を通り且つ光軸OAに平行な仮想の面によって画定されてよい。第1の領域11aは、厚みの均一な曲面を有する板状であってよい。第1の領域11aは、曲面状であってよく、更には球状であってよく、又は平板状であってよい。サイズの小型化のためには、第1の領域11aは、球状であることが好ましい。以下の説明では、第1の領域11aは球状である。
第2の領域11bは、カメラ200において、光軸OA方向から見て、第1の領域11aの外縁の少なくとも一部に連結される。第2空間12bは、カメラ200において、第2の領域11b、カメラ200、及び第2の領域11bの外縁を通り且つ光軸OAに平行な仮想の面によって画定されてよい。
第1の実施形態では、第2の領域11bは、第1の領域11aの全周囲に亘って囲うよう位置してよい。言換えれば、光軸OA方向から見て、第2空間12bは第1空間12aを囲ってよい。第1の領域11aが球状である構成では、第1の領域11aの外縁と第2の領域11bの外縁とは、光軸OAに垂直な平面において同心であってよい。第2の領域11bは、第1の領域11aの全周囲に沿う円環状の溝であってよい。図1を参照して、当該溝は、カメラ200において、物体側に陥凹してよい。第2の領域11bの溝の底面は平坦であってよい。当該溝の幅は底面に向かうにつれて短くなってよい。この構成によって、カメラ200の光学系210を下方、又は斜め下方に向けた状態で取付けられた状態で、第2空間12bで結露した水が、溝の側壁を伝って、溝の底面に形成される後述の排水孔14まで流れ得る。又は、図4を参照して、第2の領域11b’に複数の円環状溝11bgが設けられてよい。複数の円環状溝11bgは同心であってよい。
第1の実施形態では、フランジ11fは、カメラ200の壁体230に取付可能な形状であってよい。具体的には、カメラ200において、光軸OAから見て、フランジ11fと、壁体230と、が互いに重なる領域が存在する。好ましくは、フランジ11fの全領域が壁体230に重なる。フランジ11fは、カメラ200において、光軸OAから見て第2の領域11bの外縁に設けられてよい。より具体的には、フランジ11fは、カメラ200において光軸OAの全周囲に亘って第2の領域11bの外縁に設けられてよい。フランジ11fは、円環状でよい。フランジ11fは、カメラ200において、光軸OA方向における最も像側に位置してよい。
仕切り部13は、第1空間12aと第2空間12bとの間の一部を仕切ってよい。具体的には、仕切り部13は、カメラ200において、第1空間12a及び第2空間12bの境界の全領域内で像側の一部に隙間を有する壁体を含んでよい。仕切り部13は、第2の領域11bが円環状である構成において、カメラ200内で、光軸OAの周方向の全域に亘って光学部材10から像側に隆起する形状を有してよい。仕切り部13の頂点は、カメラ200において、フランジ11fよりも物体側に位置してよい。
図1を参照して、排水孔14は、第2の領域11bに形成されてよい。排水孔14は貫通孔であってよい。排水孔14は、第2の領域11bの溝の底面の中央に位置してよい。結露した水分が、排水孔14から光学部材10の外部に排出されてよい。排水孔14は、開閉可能であってよい。結露した水分の量が一定量以上となる場合に、排水孔14が開かれてよい。
第1の実施形態では、排水孔14は、第2の領域11bの円環状の溝の底面に、溝の周方向に間隔をおいて位置してよい。
発熱体20は、第2空間12bを第1空間12aの温度より高くなるように加熱してよい。発熱体20は、ヒーター21を含んでよい。ヒーター21は、通電により発熱してよい。言換えれば、ヒーター21は、通電により周囲の空間を加熱してよい。発熱体20は、電源端子を有してよい。
又は、発熱体20は、ペルチェ素子を含んでよい。ペルチェ素子は、通電により、一方の側面を冷却するとともに、他方の側面を加熱してよい。言換えれば、ペルチェ素子は、通電により、一方の側面近傍の空気を冷却するとともに、他方の側面近傍の空気を加熱してよい。具体的に、ペルチェ素子は、通電により、第2の領域11bに面するペルチェ素子側面近傍の空気を冷却するとともに、第2の領域11bとは反対側の側面近傍の空気を加熱してよい。ペルチェ素子を発熱体20として適用する構成において、冷却面が第2の領域11bの一面に対向するように設けられてよい。
発熱体20は、任意の形状であってよい。図3を参照して、発熱体20は、円環状であってよい。発熱体20は、第2の領域11b上に位置してよい。発熱体20は、第2の領域11bの溝の底面上に位置してよい。
又は、図5を参照して、発熱体20’は、長方形の板状であってよい。発熱体20’の形状は長方形に限定されず、例えば円形であってもよい。長方形の板状の発熱体20‘は単一でも複数であってもよい。光学部材10において、複数の発熱体20’は、第2の領域11bの円環状の溝の底面上に、溝の周方向に沿って間隔をおいて位置してよい。
発熱体20は、光学部材10との間に隙間12sを有するように設置されてよい。具体的に、発熱体20は、クッション30を介して第2の領域11bに固定されてよい。クッション30は、光学部材10において、第2の領域11bの溝の底面上に設けられてよい。クッション30は、第2の領域11bの溝の底面上に固定されてよい。クッション30は、例えば、両面テープ等の任意の固定手段を用いて固定されてよい。発熱体20のクッション30と対向する面において、当該面の一部がクッション30と接触していてよい。当該対向する面のクッション30との接触範囲以外の部分と第2の領域11bとの間に、隙間12sが形成されてよい。クッション30は、外側クッション30оと、内側クッション30iとを含んでよい。内側クッション30iは、仕切り部13から、外側クッション30оよりも近くに位置してよい。外側クッション30оと内側クッション30iとは平行に延びてよい。
第1の実施形態では、外側クッション30о及び内側クッション30iは、円環状であってよい。発熱体20と外側クッション30оと内側クッション30iとの間には、円環状の隙間12sが存在してよい。隙間12sは排水孔14に連通してよい。例えば、隙間12sが、カメラ200の光軸OA方向から見て排水孔14に重なるように、外側クッション30о及び内側クッション30iが配置されてよい。
以下、本実施形態の光学部品100が奏する効果について説明する。後述する実施形態の光学部品400、500も同様の効果を有する。
本実施形態の光学部品100は、第1の領域11aにより少なくとも一部が画定されるカメラ200側の第1空間12aに連通し且つ第2の領域11bにより少なくとも一部が画定されるカメラ200側の第2空間12bを、第1空間12aの温度より高くなるように加熱する発熱体20を備える。このような構成により、光学部品100は、第2空間12bにおいて結露を発生させ、第2空間12bの空気の湿度を低減させ得る。これにより、第2空間12bに連通する第1空間12aの湿度も低減され得る。したがって、光学部品100は、光学部材10の第1の領域11aにおける内面、言換えると第1空間12a側の面に生じる結露の量を低減し得る。
本実施形態の光学部品100において、光学部材10は、第1空間12aと第2空間12bとの間の一部を仕切る仕切り部13を有する。このような構成により、光学部品100は、光学系210が下方を向くようにカメラ200が車両300等に取付けられる状態で、第2空間12bで結露した水の第1空間12aへの流出量を低減させ得る。
本実施形態の光学部品100において、発熱体20と、光学部材10の第2の領域11bとの間に隙間12sがある。このような構成により、光学部品100は、発熱体20による第2の領域11bへの加熱量を低減し得る。したがって、第2空間12bの暖気が第2の領域11b上で更に冷却され結露が発生し得る。
本実施形態の光学部品100において、光学部材10は、第2の領域11bに排水孔14を含む。このような構成により、光学部品100は、光学系210が下方を向くようにカメラ200が車両300等に取付けられる状態で、第2空間12bで生じた結露を排出し得る。
次に、第2の実施形態に係る光学部品が説明される。図6は、第2実施形態に係る光学部品の断面図である。以下、光学部品100と同じ構成は再度説明されず、光学部品100とは異なる構成が説明される。
図6を参照して、第1の領域411aは、カメラ200において、光軸OAに平行な平面411apを有してよい。更に、第1の領域411aは、光軸OAに垂直な平面及び平面411apで切断された球面を含んでよい。
第1の実施形態と異なり第2の実施形態では、第2の領域411bは、カメラにおける光軸方向から見て第1の領域411aの外縁の一部に連結されてよい。第2の領域411bは、カメラ200における光軸OAの周方向において、第1の領域411aの平面411apと同じ位置に設けられてよい。第2の領域411bは、一面が開放された箱型形状であってよい。第2の領域411bは、カメラ200において開放された面がカメラ200の壁体230側に位置してよい。言換えると、開放された面に対向する底面がカメラ200における物体側に位置してよい。第2の領域411bにおいて第1の領域411aとの連結部分において、箱型形状の壁面の一部が欠けていてよい。より具体的には、第2の領域411bは、矩形の板411baを有してよい。第2の領域411bは、板411baの外縁に立設した3つの側壁411bbを有してよい。板411baの仕切り部413に隣接する外縁には側壁がなくてよい。側壁411bbは、光学部品400がカメラ200に組み込まれた状態で、像側に突出してよい。
前述の、第1の領域411aの平面411apを含む光軸OAに沿った壁体が、仕切り部413として機能してよい。仕切り部413は、光学部品400がカメラ200に取り付けられた状態で、光学部材410から像側に突出してよい。仕切り部413は、カメラ200の光軸OA方向から見た、光学部材410の外周壁410wよりも物体側において像側に終端してよい。
発熱体420は、長方形の板状であってよい。第2の実施形態では、発熱体420は、カメラ200における光軸OA方向から見て、第2の領域411b内で第1の領域411aから離れた位置内に設けられてよい。
第1の実施形態と類似して、第2の実施形態では、発熱体420は、クッション430を介して第2の領域411bの底部に固定されてよい。クッション430は、外側クッション430оと、内側クッション430iとを含んでよい。外側クッション430оと内側クッション430iとの間の隙間412sは、第2の領域411bに形成される排水孔414に連通してよい。
図7を参照して、発熱体420は、カバー440により覆われていてよい。カバー440は、一面が開放された箱型形状であってよい。カバー440は開放された一面が第2の領域411bを向くように取り付けられてよい。カバー440の一部には孔が形成されてよい。これらの構成により、カバー440内の暖気が、カバー440の外に流れにくくなり得る。したがって、カバー440内で第2の領域411bの壁面に結露が発生しやすくなり得る。カバー440は、矩形の板440aと、板440aの外縁に立設した4つの側壁440bと、を有してよい。側壁410bは、カメラ200において、物体側に突出してよい。カバー440の側壁440bと、第2の領域411bと、の間には隙間があってよい。結露した水は当該隙間を通過し得る。
次に、第3の実施形態に係る光学部品が説明される。図8は、第3実施形態に係る光学部品の平面図である。以下、光学部品400と同じ構成は再度説明されず、光学部品400とは異なる構成が説明される。光学部材510は、第2仕切り部550を更に含んでよい。
第3の実施形態において、光学部材510の第1の領域511a及び第2の領域511bの形状は、第2の実施形態と類似してよい。
第2仕切り部550は、第2の領域511bに形成されてよい。第2仕切り部550は、第1空間512aから離れる方向において、第2空間512bを、第2内側空間512c及び第2外側空間512dに分割してよい。第2内側空間512cは、第2外側空間512dよりも第1空間512aに近くてよい。第2仕切り部550は、カメラ200における光軸OA方向に平行な平板状であってよい。平板状の第2仕切り部550は、仕切り部513と平行であってよい。第2仕切り部550は、カメラ200において、壁体230に当接してよい。
第2仕切り部550の一部は、欠落していてよい。具体的には、第2仕切り部550には、スリット550sが形成されてよい。スリット550sは、第2仕切り部550の長手方向中心に位置してよい。第2仕切り部550におけるスリット550sに面する部分の両側には、返しが形成されてよい。返しは、第2の内側領域511c側に突出する返し550aと、第2の外側領域511d側に突出する返し550bとを含んでよい。返し550a及び550bそれぞれの延在方向と、第2仕切り部550の長手方向と、の間の角度は、鋭角であって良い。
発熱体520は、エアコン522を含んでよい。エアコン522は、通電により暖気を送風してよい。エアコン522は、第2の内側領域511c内に位置してよい。エアコン522の吹出口は、スリット550sを向いてよい。エアコン522の吹出口からの暖気は、スリット550sを通って第2外側空間512dに流入してよい。返し550aの延在方向と第2仕切り部550の長手方向との間の角度が鋭角である構成では、返し550aによって、エアコン522の吹出口からの暖気がスリット550sに向けられ得る。したがって、暖気がスリット550sを通りやすくなり得る。返し550bは、第2外側空間512dに流入した暖気の、第2外側空間512dから第2内側空間512cへの流出量を低減させ得る。
又は、発熱体520は、ヒーターを含んでよい。ヒーターは、第2外側空間512dに位置してよい。ヒーターは、第2の外側領域511dの底面上ではなく、カメラ200の壁体230上に、固定されてよい。
第2の外側領域511dの底面の中央に、排水溝514が形成されてよい。
本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。従って、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。
100、400、500 光学部品
10、410、510 光学部材
11a、411a 第1の領域
11b、411b、511b 第2の領域
11bg 溝
11f フランジ(外縁部)
12a、412a、512a 第1空間
12b、412b、512b 第2空間
12s、412s 隙間
13、413、513 仕切り部
14、414、514 排水孔
20、420、520 発熱体
21 ヒーター
30、430 クッション
30о 外側クッション
30i 内側クッション
200 カメラ
210 光学系
210r リテーナ
230 壁体
300 車両
310 表示装置
410w 外周壁
411ap 平面
411ba 矩形状板
411bb 側壁
440 カバー
511c 第2の内側領域
511d 第2の外側領域
512c 第2内側空間
512d 第2外側空間
522 エアコン
550 第2仕切り部
550a 返し
550b 返し
550s スリット
OA 光軸

Claims (7)

  1. カメラの光学系を覆う光学部品であって、
    前記光学系の画角内から該光学系に入射する電磁波を透過可能な第1の領域と、第2の領域とを有する光学部材と、
    前記第1の領域により画定される前記カメラ側の第1空間に連通し且つ前記第2の領域により画定される前記カメラ側の第2空間を、該第1空間の温度より高くなるように加熱する発熱体と、を備える
    光学部品。
  2. 前記光学部材は、前記第1空間と前記第2空間との間の一部を仕切る仕切り部を有する
    請求項1に記載の光学部品。
  3. 前記発熱体と、前記光学部材の前記第2の領域との間に隙間がある
    請求項1又は2に記載の光学部品。
  4. 前記光学系の光軸方向から見て、前記第2空間は前記第1空間を囲む
    請求項1又は2に記載の光学部品。
  5. 前記光学部材は、前記第2の領域に排水孔を含む
    請求項1又は2に記載の光学部品。
  6. 光学系と、
    前記光学系を保持するレンズホルダと、
    前記光学系を覆い、前記光学系の画角内から該光学系に入射する電磁波を透過可能な第1の領域と、第2の領域とを有する光学部材と、
    前記光学部材の前記第1の領域とともに第1空間を画定し、前記光学部材の前記第2の領域とともに第2空間を画定する壁体と、
    前記第2空間に位置する発熱体と、
    を備えるカメラ。
  7. 光学系と、
    前記光学系を保持するレンズホルダと、
    前記光学系を覆い、前記光学系の画角内から該光学系に入射する電磁波を透過可能な第1の領域と、第2の領域とを有する光学部材と、
    前記光学部材の前記第1の領域とともに第1空間を画定し、前記光学部材の前記第2の領域とともに第2空間を画定する壁体と、
    前記第2空間に位置する発熱体と、を含むカメラ
    を備える車両。
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