JP5735057B2 - 車両用の外部カメラデバイス、およびそのような外部カメラデバイスを備える車両 - Google Patents

Description

本発明は、法律によって規定された少なくとも１つの視野を映出するための、車両、特に自動車用の外部カメラデバイス、およびそのような外部カメラデバイスを備える車両に関する。

現在、自動車の周囲を映出するためにミラーが主に使用されている。同時に、様々なシステムにわたって、例えばミラー上での水の凝縮または氷の形成による、天候に起因するミラー機能の障害が問題となっている。独国特許出願公開第１９５ １９ ０９７ Ａ１号および独国実用新案第２９５ ０４ ４８５ Ｕ１号において、温度または天候条件による温かい空気との接触によって、ミラーが視覚的な障害を受けないようにするバックミラーシステムが提案されている。正確に言えば、法律によって規定された視野のため、ということになるが、近い将来、カメラ監視システムまたは間接的な視覚システムの使用が許可されるであろう。

例えば独国特許出願公開第１０３ ２９ ９００ Ａ１号でも提案されているようなカメラシステムが、様々なサポートまたは監視機能を実現するために車両内部に設置されている。

さらに、試験車両、プロトタイプ、およびモーターショーでの展示車両では、車外に突き出たミラーの代わりにカメラ監視システムが、車外ミラーの代わりにカメラアームが、既に用いられている。ここで、光学系および電子回路を備えるこれらのカメラデバイスの機能は、非常に多様な天候条件の下では、常に保証されるわけではないことが示されている。特に、冬季など気温が低いときには、カメラデバイスを加温しなければならない必要性が示されている。しかし、夏季のように、非常に暑い天候の下では、故障が生じることがある。したがって、大きな周囲温度差での使用に耐えるように設計したカメラシステムを使用するには、かなり高いコストがかかる。

したがって、本発明の課題は、そのようなシステムが過剰に高価にならないようにしながら、より信頼性の高い外部カメラデバイスおよびそれを備える車両を開示することである。

この問題の解決策は、請求項１に記載した外部カメラデバイスの特徴、およびこうした外部カメラデバイスを備える請求項１７に記載した車両の特徴により得られる。

熱輸送流体のためのフローチャネルをカメラハウジングであるカメラホルダ内に構成することによって、カメラホルダ内に配設されたカメラ光学系と、カメラ光学系に関係付けられる光学窓とが、水の凝縮の問題が生じない温度にされる。熱輸送流体によって適切な温度にされたカメラ光学系との光学窓の熱的な結合により、光学窓の外側の水滴、霜、および氷が除去される。このように、熱輸送流体と同様に、車両の内部からの空調空気もカメラホルダ内のフローチャネルを通って流れることができるように、カメラデバイスを車両の空調機器に接続することができる。空気または熱輸送流体のこの流れにより、カメラ光学系および光学窓は、熱輸送流体、または車両の空調システムからの空気の流れの温度にされる。カメラ光学系およびカメラ電子回路が、外気温に本質的にゆっくりと導かれることは、極端な気候条件では、更に有用である。なぜなら、空調システムまたは換気システムを用いた場合、カメラ光学系およびカメラ電子回路は、目標温度に導かれるのに、いくらかの時間がかかるからである。それにより、非常に速い温度変化は回避される。そのような非常に速い温度変化は、繊細な電気および電子構成要素の機能または耐用寿命に影響を及ぼすことがある。空調システムは、通常は人間が快適と感じる温度で使用され、エンジニアリング機器もそれらの温度範囲内で問題なく機能するので、外部カメラデバイスの簡単な温度調整がこのようにして達成され、その結果、カメラ機器の信頼性が高まり、カメラシステムが過剰に高価になることもない。

請求項２に記載の本発明の有利な実施形態によれば、カメラ光学系およびカメラ電子回路と熱輸送流体との熱的な結合は、カメラ光学系とカメラ電子回路が互いに独立して、かつ同じ時間に同じ温度にされることを保証する。これは、光学系（例えば光学窓）のみが加熱、噴霧、または照射されるカメラシステムに比べて、光学系および電子回路を含めたシステムの構成要素すべてが本質的に同じ温度を有するという利点を有する。構成要素間の温度差をなくすことによって、カメラ光学系上での水の凝縮によって引き起こされる視覚的な妨げを回避することができ、また、温度または水の凝縮の影響によって引き起こされるカメラ電子回路の損壊も回避することができる。

請求項３に記載の本発明の有利な実施形態によれば、カメラ電子回路は、フローチャネルに配置される。

請求項４に記載の本発明の有利な実施形態によれば、車両の外部に取り付けられたカメラデバイスのカメラホルダは、熱輸送流体のためのフローチャネルによって貫通される第１のホルダ部分と、密封されており、カメラ光学系を備える実際のカメラを含む第２のホルダ部分とに分割される。第２のホルダ部分は、光学窓を含み、光学窓を通して像を映出することができ、または第２のホルダ部分は、カメラ光学系自体を形成する。この分割により、両方のホルダ部分を、それらそれぞれの目的のために互いに独立して最適化することができる。

請求項５に記載の本発明の有利な実施形態によれば、非常に乾燥した空気を第２のホルダ部分に組み込むことができ、それにより凝縮水生成の危険が減少される。

請求項６に記載の本発明の有利な実施形態によれば、第１のホルダ部分の縁部から第２のホルダ部分へ直接的な伝熱が生じ、したがってカメラ光学系およびカメラ電子回路への伝熱も生じる。

２つのホルダ部分の間に熱交換器を有する請求項７に記載の本発明の有利な実施形態によれば、２つのホルダ部分の間の伝熱が改善され、従って所望の温度の安定化が達成される。

請求項８に記載の本発明の有利な実施形態によれば、閉じられており、かつ見た目の良いカメラホルダが得られ、カメラホルダ内で、熱交換器機器自体によって２つのホルダ部分への分割がなされる。それにより、熱交換器機器は、第１のホルダ部分にあるフローチャネルに対して、第２のホルダ部分を気密および液密に封止し、それと同時に、両方のホルダ部分を熱的に結合する。伝熱の効率を高めるために、熱交換器機器は、既知の様式で熱交換器フィンを備える隔壁を具備する。

請求項９に記載の本発明の有利な実施形態は、熱交換器の単純で効果的な実施形態である。

請求項１０および１９に記載の本発明の有利な実施形態によれば、熱輸送流体または空調空気のためのフローチャネルの入口が、車両の内部からカメラホルダの取付面に設けられ、それにより、この入口は、取り付けられる外部カメラデバイスには現れず、外部カメラデバイスをコンパクトに設計することができる。

請求項１１および２０に記載の本発明の有利な実施形態によれば、熱輸送流体のためのフローチャネルからの出口もカメラホルダの取付面に設けられ、それにより、所定温度にされた車両の空調システムからの空気が、フローチャネルの入口を通って第１のホルダ部分内に流れ、出口から車両内に再び戻される。

請求項１２および２１に記載の本発明の代替実施形態によれば、フローチャネルの出口は、取付面には設けられず、光学窓の下に設けられる。このようにすると、出口から流出する空気によって光学窓を外側から所定温度にすることができ、それにより、例えば、水滴、霜、または氷を光学窓から簡単に除去することができる。この空気の流れによって、埃の粒子が光学窓に付着して残るのを妨げることもできる。

請求項１３に記載の有利な実施形態によれば、熱輸送流体のための出口は、１つだけではなく複数の出口開口を含み、それにより、例えば、１つの出口開口を取付面に設けることができ、別の出口開口が光学窓の下（近傍）に設けられる。あるいは、１つの出口開口が、側部窓ガラスが霜取りされるように流れが車両の側部窓ガラスに向かうように設けられ、一方、第２の出口開口により、光学窓が外側から温度調整される。好ましくは、流体案内または空気案内要素が、出口からの空気の流れを方向付けるために使用される（請求項１４および１５）。

本発明による外部カメラデバイスを備える車両により、法律によって規定された視野の少なくとも１つを満たすことができる。これは、好ましくは、視野クラスＩＩおよびＩＩＩ（主要な車外ミラーの視距）、および視野クラスＩＶ（広角ミラーの視距）に関する規制を含む（請求項１７）。

請求項１８に記載の本発明の有利な実施形態によれば、カメラホルダはまた、車両進行方向に対して横向きに、側方に延出する。しかし、このカメラホルダまたはこのカメラアームは、従来の車外ミラーよりもかなり小さく、したがって今日の通常のミラーシステムに比べて空気抵抗がかなり減少される。

他の従属請求項は、本発明のさらなる有利な実施形態を表す。また、本発明は、以下の適用例としても実施可能である。
［適用例１］カメラホルダと、
前記カメラホルダ内に配置されたカメラ光学系と、
カメラ電子回路と、
前記カメラホルダにおいて、前記カメラ光学系の前方に形成された光学窓と、
前記カメラホルダ内に構成された、熱輸送流体のためのフローチャネルと
を備えた、車両用の外部カメラデバイスであり、
前記フローチャネルが、前記熱輸送流体を供給するための入口と、前記熱輸送流体を排出するための出口とを具備し、前記フローチャネルが、前記カメラ光学系に熱的に結合された車両用の外部カメラデバイスにおいて、
前記フローチャネルの前記入口を、前記車両の換気システムまたは空調システムに接続可能であることを特徴とする外部カメラデバイス。
［適用例２］前記カメラ電子回路が、前記車両の外部にある前記カメラホルダ内に配設され、前記フローチャネルが、前記カメラ電子回路に熱的に結合されることを特徴とする適用例１に記載の外部カメラデバイス。
［適用例３］前記フローチャネルが、前記車両の内部に位置されたフローチャネル部分に接続され、前記カメラ電子回路が、前記車両の内部に位置された前記フローチャネル部分内に配設されることを特徴とする適用例１に記載の外部カメラデバイス。
［適用例４］前記カメラホルダが、第１のホルダ部分と第２のホルダ部分とを含み、
前記フローチャネルが、前記第１のホルダ部分内に、入口および出口を有して構成され、
カメラ光学系と、カメラ電子回路と、光学窓とが、前記第２のホルダ部分内に配設されること
を特徴とする適用例１から適用例３のいずれか一項に記載の外部カメラデバイス。
［適用例５］前記第２のホルダ部分が、気密および液密で構成されることを特徴とする適用例４に記載の外部カメラデバイス。
［適用例６］前記第１のホルダ部分が、フローチャネルとして構成されることを特徴とする適用例４または適用例５に記載の外部カメラデバイス。
［適用例７］前記２つのホルダ部分の間に熱交換器機器が配設され、前記熱交換器機器が、前記２つのホルダ部分を互いに熱的に結合することを特徴とする適用例４から適用例６のいずれか一項に記載の外部カメラデバイス。
［適用例８］前記カメラホルダがワンピースで構成され、前記熱交換器機器によって前記第１のホルダ部分と第２のホルダ部分に分割されることを特徴とする適用例７に記載の外部カメラデバイス。
［適用例９］前記熱交換器機器が、熱交換器フィンを有する仕切りであることを特徴とする適用例７または適用例８に記載の外部カメラデバイス。
［適用例１０］前記カメラホルダが、車両に前記外部カメラデバイスを取り付けるための取付面を具備し、前記フローチャネルの前記入口が、前記取付面に設けられることを特徴とする適用例１から適用例９のいずれか一項に記載の外部カメラデバイス。
［適用例１１］前記フローチャネルの前記出口が、前記取付面に設けられることを特徴とする適用例１０に記載の外部カメラデバイス。
［適用例１２］前記フローチャネルの前記出口が、前記光学窓の近傍に設けられることを特徴とする適用例１０に記載の外部カメラデバイス。
［適用例１３］前記フローチャネルの前記出口が、複数の出口開口を含むことを特徴とする適用例１から適用例１２のいずれか一項に記載の外部カメラデバイス。
［適用例１４］第１の流体案内要素が、前記フローチャネルの前記出口の領域内に配設されることを特徴とする適用例１から適用例１３のいずれか一項に記載の外部カメラデバイス。
［適用例１５］前記第１の流体案内要素が、熱輸送流体の前記流れを、少なくとも一部、前記出口から前記光学窓に送るように構成されることを特徴とする適用例１４に記載の外部カメラデバイス。
［適用例１６］前記カメラホルダが、前記車両とは逆を向いた自由端と、前記車両に面する端部とを具備し、前記光学窓が、前記自由端と前記取付面との間で前記カメラホルダ内に側方に配設されることを特徴とする適用例１から適用例１５のいずれか一項に記載の外部カメラデバイス。
［適用例１７］法律によって規定された少なくとも１つの視野を映出するための、適用例１から適用例１６のいずれか一項に記載の少なくとも１つの外部カメラデバイスを備える車両。
［適用例１８］前記カメラホルダが、前記車両から側方に延出することを特徴とする適用例１７に記載の車両。
［適用例１９］前記フローチャネルの前記入口が、前記車両の前記換気システムまたは前記空調システムに接続されることを特徴とする適用例１７または適用例１８に記載の車両。
［適用例２０］前記フローチャネルの前記出口が、前記車両の前記換気システムまたは前記空調システムに接続されることを特徴とする適用例１９に記載の車両。
［適用例２１］第２の流体案内要素が提供され、前記第２の流体案内要素が、前記流体流れを、少なくとも一部、前記フローチャネルの前記出口から前記車両の側部窓ガラスに向けることを特徴とする適用例１７または適用例１８に記載の車両。

トラックがブレーキシリンダ内に所要の圧力を蓄積するのにかかる時間を、外部カメラデバイスを所定温度にするために使用することができる。必要であれば、さらなる加熱により、熱輸送流体と同様に空気を予熱することができる。

本発明のさらなる詳細、特徴、および利点は、図面を用いて、好ましい実施形態の以下の説明で開示する。

本発明による外部カメラデバイスの概略斜視図である。 車両の車外ミラーの代わりに図１の外部カメラデバイスを配置した図である。 外部カメラデバイスの第１の実施形態の断面図である。 本発明による外部カメラデバイスの第２の実施形態の断面図である。 本発明による外部カメラデバイスの第３の実施形態の断面図である。

図１および図２は、車両２の車外ミラーの代わりに配設された外部カメラデバイス１の第１の実施形態を示す。外部カメラデバイス１は、ワンピースのアーム状のカメラホルダ４を含み、カメラホルダ４は、車両２の側部窓ガラス５の下のＡピラーの領域内に従来の車外ミラーと同様に配設され、進行方向に対して横方向に、車両２から側方に延出される。カメラホルダは、車両に面する一端６と、車両２とは逆に面する自由端８とを具備する。

図３は、外部カメラデバイス１の第１の実施形態が車両２に取り付けられる断面、すなわち水平断面を示す。ワンピースのカメラホルダ４は、熱交換器機器１０によって、車両に面する端部６を有する第１のホルダ部分１２と、自由端８を有する第２のホルダ部分１４とに分割される。車両に面するカメラホルダ４の端部６に取付面１６が構成され、取付面１６は、車両２の外面１８に位置する。

第１のホルダ部分１２は、車両２の空調システムからの空気の形態での熱輸送流体２１のためのフローチャネル２０として構成される。フローチャネル２０は、車両の空調システムからフローチャネル２０に空気が流れる入口開口２３を有する入口２２と、フローチャネル２０から車両の内部２６に空気が再び送られる出口開口２５を有する出口２４とを具備する。入口開口２３と出口開口２５はどちらも取付面１６に設けられる。入口開口２３は、空気供給チャネル２８と位置合わせされて接続され、空気供給チャネル２８は、少なくとも車両２の外面１８を貫通する。空気供給チャネルは、車両の内部２６にある空調システムの入口開口（図示せず）から分岐する。出口開口２５は、分岐チャネル３０と位置合わせされて接続され、分岐チャネル３０は、車両２の外面１８と内壁３２の両方を貫通し、したがって空気をフローチャネル２０から車両の内部２６に送り戻す。

第２のホルダ部分１４は、環境に対して密封され、光学窓３４を具備し、光学窓３４は、車両の進行とは反対方向を向いている。第２のホルダ部分１４内で、カメラ光学系３６が光学窓３４の後方に配設される。さらに、第２のホルダ部分は、関連のカメラ電子回路３８を収容する。カメラホルダ４を第１のホルダ部分と第２のホルダ部分に分割する熱交換器機器１０は、熱を良く伝導する材料、例えば銅やアルミニウムからなる隔壁４０であり、熱交換器フィン４２を設けられる。熱交換器フィン４２は、隔壁４０に対して横方向に延在し、第１のホルダ部分１２と第２のホルダ部分１４の両方に延在する。熱交換器フィン４２によって、熱交換器機器１０の熱交換器表面は既知の様式で増大される。

フローチャネル２０内での熱輸送に与る空気２１の温度は、車両の空調システムによる環境温度である。車両２の外部の温度条件に応じて、熱交換器機器１０は、空気２１の流れから熱を奪い、カメラ光学系３６およびカメラ電子回路３８を内部に備える第２のホルダ部分１４、ならびに光学窓３４を加熱し、または、空気の流れが、熱交換器機器１０を通して第２のホルダ部分１４から熱を奪い、第２のホルダ部分１４を車両の内部２６の周囲温度まで冷却して下げる。このようにして、温度の影響を受けやすい外部カメラデバイス１の構成要素３４、３６、３８は、問題のない温度範囲内に容易に維持され、このために特別な温度調整は必要ない。

図４は、外部カメラデバイス５０の第２の実施形態を示し、第２の実施形態は、熱輸送流体である空気が車両の内部２６に戻らずに、光学窓の領域内で車両２の外部環境に開いている点で、図３による第１の実施形態と区別される。さらに、空気の出口は、単一ではなく、第１の出口開口５２と第２の出口開口５３を具備する。第１の出口開口５２から流出する空気は、少なくとも一部、第１の流体案内要素５４を通って光学窓３４の外側に送られる。第２の出口開口５３は、第１のホルダ部分１２内の流体の流れに方向性を与え、第２の出口開口５３から出る空気２１の流れが側部窓ガラス５の外側に送られるようにする。第２の出口開口５３の端部に、図示しない第２の流体案内要素５６を設けて、側部窓ガラス５への流れを強めても良い。

２つの出口開口５２、５３によって、一方では光学窓２４、他方では側部窓ガラス５が、必要であれば霜取りされ、または空気の流れによって水分および埃が吹き払われる。車両の内部２６への空気２１の流れの回収がないため、車両の内部２６の光学系は変化しない。

図５は、外部カメラデバイス６０を備える本発明の第３の実施形態を示し、この第３の実施形態は、とりわけ、カメラホルダ４が一部品として構成され、カメラ光学系３６およびカメラ電子回路３８がケーシング６２内に配設され、ケーシング６２が熱交換器機器１０となる点で、上述した図３による第１の実施形態と区別される。熱輸送流体または空調空気２１は、ケーシング６２の周りを流れ、したがって、カメラ光学系３６、カメラ電子回路３８、および光学窓の温度は調整される。

第３実施形態でも、特に図示しないが、図４に示した実施形態に対応する出口２２および入口２４形状を採用することができる。

１ 外部カメラデバイス
２ 車両
４ カメラホルダ
５ 側部窓ガラス
６ 車両に面するカメラホルダ４の端部
８ 車両とは逆に面するカメラホルダ４の端部、自由端
１０ 熱交換器機器
１２ 第１のホルダ（ハウジング）部分
１４ 第２のホルダ（ハウジング）部分
１６ 取付面
１８ 車両２の外面
２０ フローチャネル
２１ 熱輸送手段、空気の流れ
２２ 入口
２３ 入口開口
２４ 出口
２５ 出口開口
２６ 車両の内部
２８ 空気供給チャネル
３０ 分岐チャネル
３２ 車両２の内壁
３４ 光学窓
３６ カメラ光学系
３８ カメラ電子回路
４０ 熱交換器機器１０の仕切り
４２ 熱交換器機器１０の熱交換器フィン
５０ 外部カメラデバイス
５２ 第１の出口開口
５３ 第２の出口開口
５４ 第１の流体案内要素
５６ 第２の流体案内要素
６０ 外部カメラデバイス
６２ ケーシングおよび熱交換器機器

Claims (21)

1. カメラホルダと、
   前記カメラホルダ内に配置されたカメラ光学系と、
   カメラ電子回路と、
   前記カメラホルダにおいて、前記カメラ光学系の前方に形成された光学窓と、
   前記カメラホルダ内に構成された、熱輸送流体のためのフローチャネルと
   を備えた、車両用の外部カメラデバイスであり、
   前記フローチャネルが、前記熱輸送流体を供給するための入口と、前記熱輸送流体を排出するための出口とを具備し、前記フローチャネルが、前記カメラ光学系に熱的に結合された車両用の外部カメラデバイスにおいて、
   前記カメラ電子回路は、車外のカメラホルダ内に配置され、
   前記フローチャネルの前記入口を、前記車両の換気システムまたは空調システムに接続可能であることを特徴とする外部カメラデバイス。
2. 前記カメラ電子回路が、前記車両の外部にある前記カメラホルダ内に配設され、前記フローチャネルが、前記カメラ電子回路に熱的に結合されることを特徴とする請求項１に記載の外部カメラデバイス。
3. 前記フローチャネルが、前記車両の内部に位置されたフローチャネル部分に接続され、前記カメラ電子回路が、前記フローチャネル内に配設されることを特徴とする請求項１に記載の外部カメラデバイス。
4. 前記カメラホルダが、第１のホルダ部分と第２のホルダ部分とを含み、
   前記フローチャネルが、前記第１のホルダ部分内に、入口および出口を有して構成され、
   カメラ光学系と、カメラ電子回路と、光学窓とが、前記第２のホルダ部分内に配設されること
   を特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の外部カメラデバイス。
5. 前記第２のホルダ部分が、気密および液密で構成されることを特徴とする請求項４に記載の外部カメラデバイス。
6. 前記第１のホルダ部分が、フローチャネルとして構成されることを特徴とする請求項４または請求項５に記載の外部カメラデバイス。
7. 前記２つのホルダ部分の間に熱交換器機器が配設され、前記熱交換器機器が、前記２つのホルダ部分を互いに熱的に結合することを特徴とする請求項４から請求項６のいずれか一項に記載の外部カメラデバイス。
8. 前記カメラホルダがワンピースで構成され、前記熱交換器機器によって前記第１のホルダ部分と第２のホルダ部分に分割されることを特徴とする請求項７に記載の外部カメラデバイス。
9. 前記熱交換器機器が、熱交換器フィンを有する仕切りであることを特徴とする請求項７または請求項８に記載の外部カメラデバイス。
10. 前記カメラホルダが、車両に前記外部カメラデバイスを取り付けるための取付面を具備し、前記フローチャネルの前記入口が、前記取付面に設けられることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の外部カメラデバイス。
11. 前記フローチャネルの前記出口が、前記取付面に設けられることを特徴とする請求項１０に記載の外部カメラデバイス。
12. 前記フローチャネルの前記出口が、前記光学窓の近傍に設けられることを特徴とする請求項１０に記載の外部カメラデバイス。
13. 前記フローチャネルの前記出口が、複数の出口開口を含むことを特徴とする請求項１から請求項１２のいずれか一項に記載の外部カメラデバイス。
14. 第１の流体案内要素が、前記フローチャネルの前記出口の領域内に配設されることを特徴とする請求項１から請求項１３のいずれか一項に記載の外部カメラデバイス。
15. 前記第１の流体案内要素が、熱輸送流体の前記流れを、少なくとも一部、前記出口から前記光学窓に送るように構成されることを特徴とする請求項１４に記載の外部カメラデバイス。
16. 前記カメラホルダが、前記車両とは逆を向いた自由端と、前記車両に面する端部とを具備し、前記光学窓が、前記自由端と前記取付面との間で前記カメラホルダ内に側方に配設されることを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか一項に記載の外部カメラデバイス。
17. 法律によって規定された少なくとも１つの視野を映出するための、請求項１から請求項１６のいずれか一項に記載の少なくとも１つの外部カメラデバイスを備える車両。
18. 前記カメラホルダが、前記車両から側方に延出することを特徴とする請求項１７に記載の車両。
19. 前記フローチャネルの前記入口が、前記車両の前記換気システムまたは前記空調システムに接続されることを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載の車両。
20. 前記フローチャネルの前記出口が、前記車両の前記換気システムまたは前記空調システムに接続されることを特徴とする請求項１９に記載の車両。
21. 第２の流体案内要素が提供され、前記第２の流体案内要素が、前記流体流れを、少なくとも一部、前記フローチャネルの前記出口から前記車両の側部窓ガラスに向けることを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載の車両。

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