JP5729164B2 - 車載カメラ - Google Patents

Description

本発明は、車両の外部に取付けられる後方確認カメラ、死角監視カメラなどの車載カメラに係り、特に、広い画角（画角）を持つ魚眼レンズなどの広角レンズを介して車外を撮像する車載カメラに関する。

車両の外部に取付けられ、レンズを介して車外を撮像する後方確認カメラ、死角監視カメラなどの車載カメラが知られている。この種の車載カメラにおいては、レンズに雨滴や泥が付着し、カメラ映像の視認性が大きく損なわれるという課題が存在する。

そこで、このような課題を解決するために、例えば、特許文献１、２に示すような技術が提案されている。
特許文献１に示される技術は、カメラ本体を車体内に組込み、カメラ動作時には、車体の開口を介して車外を撮像し、カメラ非動作時には、左右方向に回動するカバーで開口を覆うものである。
また、特許文献２に示される技術は、レンズの前方を前面ガラスで覆い、カメラ動作時には、前面ガラスを介して車外を撮像し、カメラ非動作時には、左右方向に移動する防塵シャッタで前面ガラスを覆うものである。

特開昭６３−３００８２号公報 特開平７−８９３８８号公報 特開２００８−３１１８９０号公報

近年、特許文献３に示すように、魚眼レンズなどの広角レンズを用い、より広い範囲を撮像して安全を確保する車載カメラが提案されている。
しかしながら、この種の車載カメラにおいて、前述した特許文献１、２のような構造を適用すると、その構造上、撮像範囲を広くとることができなかったり、撮像範囲内にカバー、防塵シャッタなどの構造物が写りこんでしまうなどの問題が生じる。
また、近年においては、車載カメラの小型化が進んでいるが、特許文献１、２のように、カバーや防塵シャッタを左右方向に移動させるものでは、車載カメラが大型化（特に、正面寸法）してしまうだけでなく、構造が複雑になってコストアップとなるなどの問題も生じる。

そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みなされたものであって、車両の外部に取付けられ、広角レンズを介して車外を撮像するものでありながら、広い画角を維持しつつ、広角レンズに対する雨滴や泥の付着を抑制できるだけでなく、装置の大型化や構造の複雑化も回避することができる車載カメラの提供を目的とする。

本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、車両の外部に取付けられる車載カメラであって、前面に広角レンズを配し、車外を撮像するカメラ本体と、前記カメラ本体に取り付けられ前記広角レンズの前方に開口を有する筒状のフードと、前記フードの開口を前記広角レンズの光軸方向に前後に摺動させるフード摺動手段と、を備え、カメラ非動作時には、前記フードの開口を前記カメラ本体の前記広角レンズから離間する位置に保持し、カメラ動作時には、前記フードの開口を前記カメラ本体の前記広角レンズに近接する位置に保持することにより、前記カメラ本体の視界を遮らない様にした
ことを特徴とする車載カメラである。

この構成によれば、カメラ非動作時には、広角レンズから広角レンズの光軸方向に離間する位置にフードの開口を保持するので、広角レンズに対する雨滴や泥の付着を抑制でき、また、カメラ動作時には、広角レンズへ広角レンズの光軸方向に近接する位置にフードの開口を保持するので、カメラ本体の視界を遮らず広い画角を確保することができる。
しかも、フードは、広角レンズの光軸方向に前後に摺動させるので、左右方向に移動させる場合に比べ、装置の大型化を回避できるだけでなく、構造も単純にしてコストダウンを図ることができる。
なお、広角レンズの前方に開口を有したフードは、広角レンズから広角レンズの光軸方向に離間する位置に保持した状態でも、広角レンズを完全に外界から遮蔽することは困難であるが、フードを設けない場合に比べ、広角レンズに対する雨滴や泥の付着が抑制され、また、広角レンズを誤って指で触ることも防止できる。

上記発明は、前記フードを、前記カメラ本体の外周部に前後に摺動自在に装着するにあたり、前記カメラ本体のフード摺接面に、周方向に沿う複数の溝を設けたことを特徴とする。

この構成によれば、カメラ本体とフードとの隙間への雨滴の侵入を複数の溝で阻止することができるだけでなく、カメラ本体とフードとの摩擦抵抗を低減し、フードの動きをスムーズにすることができる。尚、溝は摺動面に留まらず、例えばカメラ本体の外周部全体に設けてもよい。

上記発明は、前記カメラ本体の下面部に、複数の前記溝と直交するように連通する凹部を設け、該凹部を、複数の前記溝に入り込んだ水の排水経路としたことを特徴とする。

この構成によれば、複数の溝に入り込んだ水を凹部を介して適宜排水することにより、複数の溝による雨滴の侵入防止効果を高めることができる。

上記発明は、前記フードの下部に、前記フード内に入り込んだ水を排出する排水穴を設けたことを特徴とする。

この構成によれば、フード内に水が溜まることがないので、フード内に溜まった水が広角レンズに付着することを防止できる。

上記発明は、前記フード摺動手段として、前記フードを前記広角レンズから前記広角レンズの光軸方向に離間する位置に向けて付勢するバネと、前記バネの付勢力に対抗して前記フードを前記広角レンズへ前記広角レンズの光軸方向に近接する位置に引き寄せる電磁石と、を備え、カメラ非動作時には、前記電磁石を非駆動とし、前記バネの付勢力で前記フードの開口を前記離間する位置に保持し、カメラ動作時には、前記電磁石を駆動し、その吸引力で前記フードの開口を前記近接する位置に保持することを特徴とする。

この構成によれば、バネと電磁石の組合せでフードの開口を離間する位置と近接する位置に保持するので、フード摺動手段としてモータなどを用いる場合に比べ、構造の簡略化やコストダウンを図ることができる。また、カメラ本体への電源の供給断のときに、車の移動による振動があっても安定して保持状態を維持できる。

本発明の車載カメラによれば、車両の外部に取付けられ、広い画角を持つ広角レンズを介して車外を撮像するものでありながら、広い画角を維持しつつ、広角レンズに対する雨滴や泥の付着を抑制できるだけでなく、装置の大型化や構造の複雑化も回避することができる。

本発明の実施形態に係る車載カメラのカメラ非動作状態を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は底面図、（Ｄ）は側面図、（Ｅ）はＸ−Ｘ断面図である。 本発明の実施形態に係る車載カメラのカメラ動作状態を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図である。 本発明の実施形態に係る車載カメラの分解図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は底面図である。 本発明の実施形態に係る車載カメラの取付状態を示す図であり、（Ａ）はカメラ非動作状態の側面図、（Ｂ）はカメラ動作状態の側面図である。 本発明の実施形態に係る車載カメラの排水構造を示す図であり、（Ａ）は車載カメラの要部拡大断面図、（Ｂ）は排水経路を示す概略側面図である。

以下、本発明に係る好適な実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通じて同じ要素には同じ符号を付して説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る車載カメラのカメラ非動作状態を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は正面図、（Ｃ）は底面図、（Ｄ）は側面図、（Ｅ）はＸ−Ｘ断面図、図２は、本発明の実施形態に係る車載カメラのカメラ動作状態を示す図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、図３は、本発明の実施形態に係る車載カメラの分解図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は側面図、（Ｃ）は底面図である。

これらの図に示す本発明の実施形態に係る車載カメラ１は、車両の外部に取付けられるものであり、カメラ本体１０と、フード２０と、フード摺動手段３０と、を備えて構成されている。

カメラ本体１０は、筐体１１と、広角レンズ１２と、図示しない撮像素子、撮像制御回路などの撮像部構成部材と、を備えて構成されている。
なお、撮像素子、撮像制御回路などの撮像部構成部材としては、周知のものを用いることができるので、詳細な説明は省略する。

筐体１１は、撮像素子、撮像制御回路などの撮像部構成部材を内蔵する箱体であり、その前面部１３には、広角レンズ１２を組み込むための開口１４が形成されている。本実施形態では、広角レンズ１２の画角を広く確保するために、筐体１１の前面部１３を前方に突出する形状とし、その先端部に広角レンズ１２を組み込むようにしてある。

広角レンズ１２は、広い画角を持つ魚眼レンズなどの凸状レンズである。このような広角レンズ１２を介して車外の広い範囲を撮像することにより、安全の確保が容易となる。その反面、この種の車載カメラ１では、広角レンズ１２に対する雨滴や泥の付着を防止するために、前述した特許文献１、２のような構造を適用すると、撮像範囲にカバーや防塵シャッタが写りこんでしまうため撮像範囲を広くとることができなかったり、撮像範囲内にカバー、防塵シャッタなどの構造物が写りこんでしまうなどの問題が生じていた。

フード２０は、上記のような問題を解決するために設けられるものであり、カメラ本体１０の広角レンズ１２の光軸方向に前後に摺動自在に装着される。また、フード２０には、カメラ動作時に広角レンズ１２を露出させるための開口２１が形成されている。

図１及び図２に示すように、フード２０の前後摺動範囲には、フード２０の開口２１がカメラ本体１０の広角レンズ１２から広角レンズ１２の光軸方向に離間する位置（図１参照）と、フード２０の開口２１がカメラ本体１０の広角レンズ１２に広角レンズ１２の光軸方向に近接する位置とが含まれる。そして、フード２０の開口２１を離間する位置に保持すると、広角レンズ１２は雨滴や泥の付着が抑制され、また、フード２０の開口２１を近接する位置に保持すると、車載カメラ１の視界を遮らない位置までフード２０の開口２１を近接させることが可能になる。つまり、近接する位置のフード２０の開口２１は、車載カメラ１の視界を遮らないように、広角レンズ１２を露出状態とする。

本実施形態のフード２０は、開口２１が形成される前面部２２と、カメラ本体１０の外周部に対して前後摺動自在に嵌合する筒部２３と、筒部２３の後端部に形成される左右一対の係合部２４と、を備えている。一方、カメラ本体１０の左右側面部には、前後を向くガイド溝１５が形成されており、このガイド溝１５にフード２０の係合部２４が係合される。

このように構成すると、係合部２４とガイド溝１５による係合ガイド作用によって、フード２０をスムーズに前後摺動させることができるだけでなく、係合部２４をガイド溝１５の前端で係止して、フード２０を離間する位置に位置決め（抜け止め）することが可能になる。
なお、本実施形態では、係合部２４に凸形状又は爪形状のストッパ２４ａを形成し、このストッパ２４ａをガイド溝１５の前端で係止するようにしてある。

フード２０を形成する素材は、車載カメラ１の用途や取付場所に応じて任意に選択することが可能であるが、成形性、組立性、前後摺動の容易性などを考慮すると、樹脂であることが好ましい。特に、透明の樹脂でフード２０を形成すると、フード２０の内部状態を目視で容易に確認することができ、また、仮に動作不良によってフード２０が近接不能となっても、透明なフード２０を介して撮影した最少限の画像が得られるという利点がある。

フード摺動手段３０は、フード２０を広角レンズ１２の光軸方向に前後に摺動させる手段であり、フード２０の開口２１を前述した離間する位置と近接する位置とに保持することが可能になる。例えば、本実施形態のフード摺動手段３０は、フード２０の開口２１を離間する位置に向けて付勢するバネ３１と、バネ３１の付勢力に対抗してフード２０の開口２１を近接する位置に引き寄せる電磁石３２と、を備えて構成されている。

バネ３１は、図１の（Ｅ）に示すように、フード２０の前面部２２と、カメラ本体１０の前面部１３との間に圧縮状態で組み込まれ、フード２０を離間する位置に向けて付勢する。本実施形態では、４つのバネ３１をフード２０の四隅に配置しているが、２つのバネ３１をフード２０の対角位置に配置するようにしてもよい。

電磁石３２は、カメラ本体１０の前面部１３に設けられている。フード２０が磁性体である場合は、フード２０側に部材を追加することなく、電磁石３２の電磁力でフード２０を近接する位置に引き寄せることが可能であるが、フード２０が樹脂などの非磁性体である場合は、フード２０の電磁石３２と対向する部分に磁性金属などの磁性体３３を設けることで、電磁石３２によるフード２０の引き寄せ動作が可能となる。

なお、本実施形態では、フード２０のスムーズな前後摺動を実現すべく、２つの電磁石３２を広角レンズ１２の上下位置に配置しているが、電磁石３２の数は、１つでもよいし、３つ以上としてもよい。

つぎに、本発明の実施形態に係る車載カメラ１の基本的な動作について、図４を参照して説明する。

図４は、本発明の実施形態に係る車載カメラの取付状態を示す図であり、（Ａ）はカメラ非動作状態の側面図、（Ｂ）はカメラ動作状態の側面図である。
この図に示すように、車載カメラ１は、後方確認カメラや死角監視カメラとして用いる場合、前側が低く、後側が高くなる傾斜姿勢で車両の外部に取付けられ、取付位置から下方を見下ろすように車外を撮像する。
例えば、本実施形態の車載カメラ１は、取付角度を調整可能な取付金具４０を介して、車体５０の後部に傾斜姿勢で取付けられる。ちなみに、取付金具４０は、カメラ本体１０の後面部に固定されるカメラ固定部材４１と、車体５０に固定される車体固定部材４２と、カメラ固定部材４１と車体固定部材４２を角度調整自在に連結する連結部材４３とを備えて構成されている。

カメラ非動作時には、電磁石３２を非駆動とし、バネ３１の付勢力でフード２０の開口２１を広角レンズ２１の光軸方向に離間する位置に保持する。フード２０の開口２１が、広角レンズ１２から離間することにより、広角レンズ１２を外界から遮蔽するので、広角レンズ１２に対する雨滴や泥の付着を抑制でき、また、広角レンズ１２を誤って指で触ることも防止できる。

なお、フード２０は、開口２１を有しているので、離間する位置に保持した状態でも、広角レンズ１２を完全に外界から遮蔽することは困難であるが、フード２０を設けない場合に比べ、広角レンズ１２に対する雨滴や泥の付着が抑制される。特に、前低後高状の傾斜姿勢で取付けられる車載カメラ１では、フード２０の開口２１が斜め下方を向き、降雨時に開口２１から雨滴が入り込む可能性が低くなるので、広角レンズ１２に対する雨滴の付着を効果的に抑制することができる。

カメラ動作時には、電磁石３２を駆動し、バネ３１の付勢力に対抗してフード２０を近接する位置に引き寄せ、ここに保持する。近接する位置のフード２０の開口２１は、カメラ本体１０の前面部１３に近接し、車載カメラ１の視界を遮らない位置まで退避する。つまり、近接する位置のフード２０は、広角レンズ１２の視界を遮らないように、開口２１を介して広角レンズ１２を露出状態とするので、広い画角を確保することができる。

ところで、上記のような構造が適用された車載カメラ１であっても、カメラ本体１０とフード２０との隙間から雨滴が浸入すると、浸入した雨滴がカメラ本体１０の上面及び前面を伝わり、広角レンズ１２に付着する可能性がある。本実施形態の車載カメラ１は、このような問題を解決するための排水構造を有しており、以下、この排水構造について図５を参照して説明する。

図５は、本発明の実施形態に係る車載カメラの排水構造を示す図であり、（Ａ）は車載カメラの要部拡大断面図、（Ｂ）は排水経路を示す概略側面図である。
本発明の実施形態に係る車載カメラ１の排水構造は、溝１６と、凹部１７と、排水穴２５と、を備えて構成されている。

溝１６は、カメラ本体１０のフード摺接面に、周方向に沿うように複数並設されている。このような溝１６を設けると、カメラ本体１０とフード２０との隙間における雨滴の侵入を阻止することができるだけでなく、カメラ本体１０とフード２０との摩擦抵抗を低減し、フード２０の動きをスムーズにすることができる。

溝１６の断面形状は、任意に設定することが可能であるが、図５の（Ａ）に示すように、溝１６の断面形状を三角形とすれば、溝同士の間隔を最小化して多くの溝１６を設けることが可能になる。また、溝１６の断面形状を三角形とする場合、前側の溝側面が垂直面で、後側の溝側面が傾斜面となる直角三角形とすれば、垂直面が防水壁となり、雨滴の浸入を効果的に阻止することができる。

凹部１７は、カメラ本体１０の下面部に、複数の溝１６と直交するように連通するように設けられ、複数の溝１６に入り込んだ水の排水経路として機能する。つまり、複数の溝１６に入り込んだ水は、溝１６内を伝わってカメラ本体１０の下面に達するとともに、溝１６から凹部１７に流れ込み、凹部１７を介してカメラ本体１０の最下部から排出される。このような凹部１７を設けると、複数の溝１６に入り込んだ水を凹部１７を介して適宜排水することができるので、複数の溝１６による雨滴の侵入防止効果を高めることが可能になる。

排水穴２５は、フード２０の最下部に形成され、フード２０内に入り込んだ水を排出する。例えば、開口２１からフード２０内に入り込んだ水や、カメラ本体の凹部１７からフード２０内に流れ込んだ水を排水穴２５を介して排出する。このような排水穴２５を設けると、フード２０内に水が溜まることがないので、フード２０内に溜まった水がフード近接時に広角レンズ１２に付着するという問題を解決することができる。

以上に述べた実施形態によれば、以下の効果が得られる。
（１）カメラ非動作時には、広角レンズ１２から広角レンズ１２の光軸方向に離間する位置にフード２０の開口２１を保持するので、広角レンズ１２に対する雨滴や泥の付着を抑制でき、また、カメラ動作時には、広角レンズ１２の視界を遮らない位置まで広角レンズ１２の光軸方向に退避する位置にフード２０の開口２１を保持するので、広い画角を維持することができる。
しかも、フード２０の開口２１は、広角レンズの光軸方向に対し前後方向に摺動させるので、左右方向に摺動させる場合に比べ、装置の大型化を回避できるだけでなく、構造も単純にしてコストダウンを図ることができる。

（２）カメラ本体１０のフード摺接面に、周方向に沿う複数の溝１６を設けたので、カメラ本体１０とフード２０との隙間における雨滴の侵入を複数の溝１６で阻止できるだけでなく、カメラ本体１０とフード２０との摩擦抵抗を低減し、フード２０の動きをスムーズにすることができる。

（３）カメラ本体１０の下面部に、複数の溝１６と直交するように連通する凹部１７を設けたので、複数の溝１６に入り込んだ水を凹部１７を介して適宜排水することにより、複数の溝１６による雨滴の侵入防止効果を高めることができる。

（４）フード２０の下部に、フード２０内に入り込んだ水を排出する排水穴２５を設けたので、フード２０内に水が溜まることを防止でき、その結果、フード２０内に溜まった水がフード近接時に広角レンズ１２に付着するという問題を解決することが可能になる。

（５）バネ３１と電磁石３２の組合せでフード２０の開口２１を広角レンズ１２の光軸方向に対し広角レンズ１２から離間する位置と近接する位置に保持するので、フード摺動手段３０としてモータなどを用いる場合に比べ、構造の簡略化やコストダウンを図ることができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、変更が可能である。

例えば、前記実施形態の車載カメラ１では、画角が１８０°を超えない広角レンズ１２を用いているが、画角が１８０°を超える魚眼レンズを用いる場合でも、本発明が適用可能であることは言うまでもない。つまり、魚眼レンズを用いる場合は、カメラ動作時にフード２０を近接する位置に摺動したとき、側面視において魚眼レンズのレンズ機能面全体がフード２０よりも前方に突出するようにカメラ本体１０及びフード２０の形状を設定すればよい。

また、前記実施形態の車載カメラ１では、バネ３１と電磁石３２との組み合わせでフード２０を前後摺動させているが、フード２０を前後摺動させる手段は、ソレノイドやモータであってもよい。

１…車載カメラ、１０…カメラ本体、１１…筐体、１２…広角レンズ、１３…前面部、１４…開口、１５…ガイド溝、１６…溝、１７…凹部、２０…フード、２１…開口、２２…前面部、２３…筒部、２４…係合部、２５…排水穴、３０…フード摺動手段、３１…バネ、３２…電磁石、３３…磁性体

Claims (5)

1. 車両の外部に取付けられる車載カメラであって、
   前面に広角レンズを配し、車外を撮像するカメラ本体と、
   前記カメラ本体に取り付けられ、前記広角レンズの前方に開口を有した筒状のフードと、
   前記フードの開口を前記広角レンズの光軸方向に前後に摺動させるフード摺動手段と、を備え、
   カメラ非動作時には、前記フードの開口を前記カメラ本体の前記広角レンズから離間する位置に保持し、
   カメラ動作時には、前記フードの開口を前記カメラ本体の前記広角レンズに近接する位置に保持することにより、前記車載カメラの視界を遮らない様にした
   ことを特徴とする車載カメラ。
2. 前記フードを、前記カメラ本体の外周部に前後に摺動自在に装着するにあたり、前記カメラ本体のフード摺接面に、周方向に沿う複数の溝を並設したことを特徴とする請求項１に記載の車載カメラ。
3. 前記カメラ本体の下面部に、複数の前記溝と直交するように連通する凹部を設け、該凹部を、複数の前記溝に入り込んだ水の排水経路としたことを特徴とする請求項２に記載の車載カメラ。
4. 前記フードの下部に、排水穴を設けたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の車載カメラ。
5. 前記フード摺動手段として、
   前記フードを前記広角レンズから前記広角レンズの光軸方向に離間する位置に向けて付勢するバネと、
   前記バネの付勢力に対抗して前記フードを前記広角レンズへ前記広角レンズの光軸方向に近接する位置に引き寄せる電磁石と、を備え、
   カメラ非動作時には、前記電磁石を非駆動とし、前記バネの付勢力で前記フードの開口を前記離間する位置に保持し、
   カメラ動作時には、前記電磁石を駆動し、その吸引力で前記フードの開口を前記近接する位置に保持する
   ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の車載カメラ。

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