JP6509256B2 - 車両のアシスタント・システム - Google Patents

Description

本発明は、カメラケースを有するカメラを備えた車両のアシスタント・システムに関する。

車両は、例えば、雨センサー、レーン維持アシスタント、或いは、疲労警告アシスタントなど多数のアシスタント・システムを包含している。各々のこの様なアシスタント・システムは、その作動中に、これを用いて、フロントガラス、車線、乃至、ドライバーを捕捉するためのカメラを備えている。捕捉された画像は、ある特定の基準状態に対する相違に関してチェックされ、相違が存在する場合は、例えば、ワイパーモーター、ハンドル操作に関与するモーター、乃至、聴覚的、或いは、視覚的なシグナル出力手段と言ったアクチュエーターが作動させる。

該カメラは、通常、カメラハウジング内に配置された、これを用いて捕捉された画像が処理される電子手段を包含している。捕捉された画像の処理に対する要求の増加に伴い、これに必要な計算能力が増しており、熱損失も増加している。カメラが、既に日光にさらされている場合、カメラに対する熱負荷は、更に、高まる。カメラが、車内に配置されている場合、カメラハウジングには、概観的な理由から、通常、キャップによってカバーされている。その結果、カメラハウジング内において発生した熱を、通常空調されている車内へ放出することは、不可能、或いは、少なくとも、困難である。そのため、信頼性ある作動を保証することができるように、該カメラに使用されている各々の部品は、比較的高い最高作動温度を確保せざるを得ず、製造コストの増加につながっている。さもなければ、カメラの故障、或いは、誤作動を回避するために、該カメラを、完全に、或いは、部分的にオフにし、熱発生を制限せざるを得ない。

よって本発明が解決しようとする課題は、特に好ましくは、比較的高い温度においても確実に作動可能、且つ、適切な方法によって、比較的低コストで製造可能な、非常に好ましい車両のアシスタント・システムを提供することにある。

上記課題は、本発明により、請求項１に記載されている特徴によって達成される。本発明の有利な発展形態、並びに、実施形態は、従属請求項に記載されている。

該アシスタント・システムは、例えば、レーン維持アシスタント、駐車アシスト、疲労警告アシスタント、雨センサー、ハイビーム・アシスタント、緊急ブレーキ・アシスタント、或いは、交通標識認識システムなどである。該アシスタント・システムは、カメラハウジングを有するカメラを包含しているが、該カメラハウジングは、例えば、車両のフロントガラスに固定されている、或いは、少なくとも、該フロントガラスの領域に配置されている。該カメラは、例えば、車両のインテリアに調和している、好ましくは、シェル状にデザインされたキャップによってカバーされている。カメラとキャップの間には、特に好ましくは、周辺の空気が満たされているギャップが、形成されている。言い換えれば、カメラは、キャップから離れて配置されている。該キャップによって、カメラからの、乃至、カメラへの全ての電源用、或いは、データ通信用の電線は、カバーされている。言い換えれば、この様な配線は、カメラハウジングとキャップの間に配置されている。

該キャップは、例えば、クリップ接続によって、ネジやそれに類似する方法などの適した方法によって、これにカメラハウジングが接続されている対応する取付部に、固定されている。該キャップは、特に好ましくは、比較的少ない重量、少なくとも、カメラよりも軽量である。よって、クリップによる固定で十分であるが、一方、比較的重量の重いカメラは、比較的頑丈な固定手段によって車両の更なる部品、例えば、フロントガラス、或いは、それに固定されているカメラホルダーに接続されている。該キャップの機能は、実質的に、概観的なものに過ぎない。言い換えれば、該キャップは、カメラハウジングを隠すためだけの役割を果たしている。一方、更なるカメラハウジング内に配置されているカメラの部品は、該カメラハウジングによって、損傷、或いは、汚れから保護されている。これらの部品は、特に、画像の捕捉、並びに、その電子的処理を実施する役割を担っている。好ましくは、カメラハウジングは、光を取り込むための開口部を除いて閉じられている。

該カメラハウジングは、第一冷却フィンを有する第一ヒートシンクを包含している。全ての第一冷却フィンは、例えば、プレートによって接続されている長方形の断面を有しており、該ヒートシンクは、実質的に櫛状の断面を有している。ここでは、該冷却フィンは、好ましくは、外側に向けられており、これらが、少なくとも一部において、カメラハウジングの外部境界を形成している。該第一ヒートシンクは、目的に適って、熱伝導性のマテリアル製、特に好ましくは、金属製、或いは、熱伝導性の合成樹脂製である。好ましくは、該第一ヒートシンクは、ハウジングの軽量化につながる、アルミニウム製、或いは、アルミ合金製である。目的に適って、該アルミニウムは、純粋なアルミニウムと比較してより高い熱放射係数（熱放射率）を有するよう、ラッカーによってコーティングされている、及び／或いは、アルマイト処理されている。例えば、該第一ヒートシンクの熱放射係数は、０．７から０．９５、特に好ましくは、０．８以上であり、０．９が適している。第一ヒートシンクの表面は、冷却フィンによって拡張されており、熱交換、即ち、熱源としてのカメラからの熱放出は、改善されている。

キャップは、第二冷却フィンを備えた第二ヒートシンクを有している。目的に適って、各々の第二冷却フィンの断面は長方形であるが、そのうち一つのフリーな末端が、第二ヒートシンクのプレートに接続されており、第二ヒートシンクは、実質的に櫛状の断面を有している。該第二ヒートシンクは、好ましくは、熱伝導性のマテリアル製、特に好ましくは、金属製であり、アルミニウム製が適しているが、これにより、キャップの重量を比較的軽量にできる。目的に適って、該アルミニウムは、純粋なアルミニウムと比較してより高い熱吸収係数を有するよう、ラッカーによってコーティングされている、及び／或いは、アルマイト処理されている。第二ヒートシンクは、代案的には、目的に適って、比較的高い熱吸収係数を有する合成樹脂製であることもできる。例えば、該第二ヒートシンクの熱吸収係数は、０．７から０．９５、特に好ましくは、０．８以上であり、０．９が適している。第二冷却フィンは、少なくともその一部、第一冷却フィンの間に配置されている。言い換えれば、第一冷却フィンと第二冷却フィンは、少なくとも一部、互いに噛み合っている。特に、各々の第一冷却フィンが、それぞれ、二枚の第二冷却フィンに隣接し、各々の第二冷却フィンが、それぞれ、二枚の第一冷却フィンと隣接して配置されていることが好ましい。但し、この際、少なくとも、第二冷却フィンの双方の最も外側の一枚は、一枚の第一冷却フィンとのみ隣接している。言い換えれば、双方のヒートシンクの組み合わせの側方の境界部は、第二冷却フィンによって構成されている、或いは、該組み合わせの二つの境界部が、それぞれ一枚の第二冷却フィンによって形成されている。代案的、乃至、これとの組み合わせとして、少なくとも一つの境界部を第一冷却フィンによって形成することもできる。尚、双方のヒートシンクは、互いに向かい合っていることが好ましい。言い換えれば、第二冷却フィンのフリーな末端は、第一ヒートシンク側に向けられており、第一冷却フィンのフリーな末端は、第二ヒートシンク側に向けられている。

それぞれ冷却フィンを備えた二つのヒートシンクを使用することにより、カメラハウジングとキャップ間の熱線による熱交換用に用いられる面積が拡張される。その結果、作動中、比較的多くの熱が、カメラハウジングから、そこから比較的容易に熱が周辺部に放射されることができるキャップへ伝導される。特に好ましくは、作動中、キャップは、対流によって、例えば、車両の空調手段によって冷却される。第二冷却フィンが、少なくとも一部、第一冷却フィンの間に配置されているため、第一冷却フィンの熱は、全て、或いは、少なくともその大部分が、他の第一冷却フィンにではなく、隣接している第二冷却フィンへ放射される。これにより、第二冷却フィン間に配置されている第一冷却フィンの一枚へ伝導された熱は、実質的に完全に、第二冷却フィンへ伝導され、その結果、カメラは、比較的効率良く冷却される。

好ましくは、第一冷却フィンは、第二冷却フィンに対して平行に配置され、これらの冷却フィンは、例えば、車体前後方向に向けられている。ここでは、双方のヒートシンクの断面は、配置方向に対して櫛状であり、その櫛先が、それぞれの冷却フィンによって形成されていることが特に好ましい。また、該櫛先は、互いに噛み合っている。第一、並びに、第二冷却フィンでは、その平行性により、第二冷却フィンを、比較的広い延長において第一冷却フィンの間に配置することができる。その結果、第一ヒートシンクと第二ヒートシンクの間に形成される熱交換面は、比較的大きく、熱交換が改善される。

例えば、第一ヒートシンクは、カメラハウジングの第一半ハウジングによって形成されている。言い換えれば、該カメラハウジングは、その少なくとも一部が、第一ヒートシンクを形成する第一半ハウジングを有している。その結果、カメラハウジングの作成に必要な部品の数が減り、これに伴い、重量とコストも削減できる。しかも、第一ヒートシンクのカメラハウジングの他の部品への熱的な接続も必要ないため、それらのカメラハウジングの部品との意図しない熱交換は、防止されている。例えば、第一半ハウジングは、これにより第二半ハウジングが閉じられるキャップとして形成されている。

アシスタント・システムの作動中、これによって、特に、カメラの他の部品によって捕捉された画像を処理するための電気的な配線が実装される配線基板は、カメラハウジング内に配置されることが好ましい。カメラハウジング内に配線基板を配置することにより、環境からの影響や、他の損傷からも保護されている。該配線基板は、目的に適って、第一半ハウジングと熱的に接触している。その結果、配線基板が熱を持った場合、その熱が、第一半ハウジングによって、第二ヒートシンクへ伝達されるため、配線基板の各々の部品の熱損失率が比較的高い場合でも、比較的効率良く冷却することが可能である。尚、該配線基板は、第一半ハウジングと接触していることが特に好ましい。言い換えれば、該配線基板は、第一半ハウジングと直接的に物理的に接触しているが、特に、該接触は、配線基板の比較的大きな領域において実施されている。尚、直接的物理的接続の領域は、例えば、配線基板の面積の５％から１０％、１５％、或いは、２０％の範囲である。目的に適って、該配線基板は、第一半ハウジングの周辺部において接触している。その結果、配線基板は、安定化される。

例えば、カメラハウジングは、実質的に第一、並びに、第二半ハウジングから形成されている。特に好ましくは、該配線基板は、第一と第二半ハウジング間に挟まれている。言い換えれば、該配線基板は、第一と第二半ハウジングと少なくとも一部接触しており、これらとの物理的接続が、実現されている。尚、押さえられる該領域は、配線基板の周辺領域であることが好ましい。この様な接続の結果、他の固定手段は、必要なくなるため、コスト削減につながる。更に、該配線基板が、確実に固定されることによって、アシスタント・システムは、比較的、堅牢なものとなる。製造の際、該配線基板は、目的に適って、一方の半ハウジングに、配置され、次の工程において、残っている半ハウジングが、適宜、配置されることが特に好ましい。次の工程では、双方の半ハウジングが、互いに接続され、その結果、該配線基板が、固定される。

目的に適って、該カメラは、一つの光学モジュール。特に好ましくは、一枚／一セットのレンズ、並びに、例えば、ＣＣＤやＣＭＯＳチップなどの画像センサーを包含している。該画像センサーは、該レンズによって覆われている、或いは、少なくとも一部、囲われており、これによって、画像センサー上の汚れ、及び／或いは、散乱光が、防止されている。目的に適って、該画像センサーは、更なる配線基板、或いは、担体に固定されている。該光学モジュール自体、例えば、それが存在する場合、他の配線基板上は、第一半ハウジングに接触している配線基板に取り付けられているブッシュ、或いは、コネクターに差し込まれている。該ブッシュにより、光学モジュールと配線基板間の電気的、及び／或いは、シグナル技術的接続が、実施されている。差込式接続を採用したことにより、組み立ては、比較的容易である。代案的には、光学モジュールの配線基板とのシグナル技術的カップリングは、電気的配線、例えば、リボンケーブルによって実施できる。

光学モジュールのオブジェクティブ（レンズ）は、それが存在する場合、例えば、プラスチックレンズ、或いは、少なくとも一枚のプラスチックレンズとガラスレンズの組合せを有している。目的に適って、該オブジェクティブは、少なくとも部分的に、カメラハウジングの開口部内に配置されているが、該開口部は、それが存在する場合、第二半ハウジング内に設けられていることが好ましい。これにより、カメラハウジング内に配置された画像センサーにより、カメラの周辺部を捕捉することが可能になる。例えば、オブジェクティブとカメラハウジングの間には、シーリングリング、乃至、これに類するものが配置されており、該開口部から異物が侵入しないようにされている。代案的には、該オブジェクティブと開口部の境界にギャップが設けられており、該オブジェクティブの向き調整が容易にされていることもできる。目的に適って、該開口部は、カメラハウジングの第二半ハウジング内に設けられる。言い換えれば、第一半ハウジングには、開口部は無い。例えば、カメラは、互いに間隔を置いて配置される二つのこのような光学モジュールを有している。その結果、これらの光学モジュールを用いて捕捉された周辺部の空間的解像が可能になる。

目的に適って、キャップは、一体に構成されている。言い換えれば、第二ヒートシンクは、キャップの残り部分に形成されている。この様にすることで、第二ヒートシンクとキャップの残り部分との間の熱交換が、改善される。その結果、第二ヒートシンクを他の部品に固定する必要がなくなる。更には、部品数が削減され、組み立ても容易になる。

例えば、第一冷却フィンは、第二冷却フィンと接触している。言い換えれば、第一冷却フィンは、第二冷却フィンと直接的に物理的に接触している。しかし、第一冷却フィンは、第二冷却フィンと間隔を保っていることが好ましい。ここでは、目的に適って、該間隔は、実質的に一定である。この様にして、第一ヒートシンクと第二ヒートシンク間の公差補正が、実施できるため、製造公差を、比較的大きく選択することができる。更には、カメラのキャップに対する相対的な動きを可能にできる。

第一冷却フィンと第二冷却フィン間の領域には、液体が無いことが好ましい。特に、第一と第二冷却フィンの間には、周辺空気を除いて、如何なる流体も存在していないことが好ましい。この様にすることで、アシスタント・システムを、比較的容易に製造することが可能である。特に好ましいことに、該アシスタント・システムは、ブロワーを必要としない。言い換えれば、カメラの冷却は、受動的に実施される。その結果、冷却のためにブロワーを作動させる必要がないため、車両の搭乗者は、聴覚的に邪魔されない。更には、コストは、削減でき、寿命は、延ばすことができる。

該キャップは、第一冷却フィンを備えたカメラハウジングをカバーするように想定され、その様に構成されている第二冷却フィンを備えた第二ヒートシンクを有している。ここでは、該第二冷却フィンは、少なくとも一部、第一ヒートシンクの第一冷却フィンの間に配置されている。

以下、本発明の実施例を、図面を用いて詳細に説明する。

車両のアシスタント・システムを遠近法的に前から描いた図である。 該アシスタント・システムを遠近法的に描いた第一断面図である。 該アシスタント・システムを遠近法的に描いた他の断面図である。

互いに対応する部分は、全ての図において同じ符号がつけられている。

図１には、車両のアシスタント・システム２が、遠近法的に前方から描かれている。該アシスタント・システム２は、交通標識認識用である。ここでは、該アシスタント・システム２は、詳細には示されない表示手段を包含している、或いは、車両のコックピット内の多機能ディスプレーに接続されている。該アシスタント・システム２は、更に、車両の内部空間６内のフロントガラス８の後ろに配置されているカメラ４も包含している。該カメラ４自体は、キャップ１０によって覆われており、カメラ全体が、キャップ１０とフロントガラス８に囲まれているが、キャップ１０とカメラ４の間には、ギャップ１１が形成されている。キャップの外側１０は、内部空間６のインテリアに合わせてデザインされている。ここでは、キャップ１０の外側の色は、車両の天井の色と同じである。カメラ４は、カメラハウジング１２並びに、その一部がカメラハウジング１２の開口部１８内に配置されているオブジェクティブ１６を備えた光学モジュール１４を有している。該オブジェクティブ１６は、フロントガラス８側に向けられているため、車両周辺部の捕捉が、カメラ４によって可能である。

図２には、該アシスタント・システム２の車体前後方向に直行する方向での断面図が示されている。該カメラハウジング１２は、第一半ハウジング２０と第二半ハウジング２２を有しているが、開口部１８は、第二半ハウジング２２内に設けられている。更に、該第二半ハウジング２２は、少なくとも一枚の接触面２４において、フロントガラス８、或いは、図示されていないホルダープレートと直接的に物理的な接触を有している。

第一半ハウジング２０と第二半ハウジング２２との間には、一枚の配線基板２６が、カメラハウジング１２内において挟んで固定されている。ここでは、該配線基板２６は、その周辺部において、第二半ハウジング２２側に向いている第一半ハウジング２０のランド２８上に置かれている。該配線基板２６と該ランド２８は、第二半ハウジング２２のカラー３０によって押されているため、該配線基板２６が、安定化される。該配線基板２６の第二半ハウジング２２とは反対側には、熱伝導ペーストが塗られたプロセッサー３２が取付けらえている。その結果、プロセッサー３２は、その部分が、第一ヒートシンク３４として構成されている第一半ハウジング２０に熱的に接続されている。第一ヒートシンク３４は、第二半ハウジング２２側に向けられている、該熱伝導ペーストと直接的に物理的に接触しているプレート３６を有している。該プレート３６には、第二半ハウジング２２からキャップ１０の方向に向けられ、車体前後方向に伸びる第一冷却フィン３８が形成されている。その結果、第一半ハウジング２０の断面は、実質的に、櫛状である。

一体形成のキャップ１０は、カメラ４とフロントガラス８に向けられている内側に、これも車体前後方向に伸びる第二冷却フィン４２を備えた第二ヒートシンク４０を、有している。その結果、第二冷却フィン４２は、第一冷却フィン３８に対して平行に伸びる。該第二冷却フィン４２は、第一冷却フィン３８の間に配置されている。そのため、双方のヒートシンク３４， ４０が、互いに噛み合う。その際、第二冷却フィン４２の最も外側のフィンは、それぞれ、第一冷却フィン３８二枚によって囲まれている。第一冷却フィン３８は、第二冷却フィンとの間には間隔があるため、公差補正が可能であり、アシスタント・システム２の組み立てが容易になる。

図３には、遠近法的に該アシスタント・システム２の車体前後方向に沿った方向での断面図が示されている。光学モジュール１４は、その上にＣＭＯＳチップなどとして画像センサー４６が、取り付けられている更なる配線基板４４を有している。画像センサー４６は、オブジェクティブ１６に覆われており、このようにして、拡散光や遺物から守られている。言い換えれば、画像センサー４６は、更なる配線基板４４とオブジェクティブ１６の間にある。該更なる配線基板４４により、該画像センサー４６によって出力された電圧が、読み出される。該更なる配線基板４４は、図示されていない接点を終点とする配線も包含しているが、該接点は、配線基板２６上に取り付けられているブッシュ４８内に備えられている。

アシスタント・システム２の取付には、画像センサー４６、並びに、オブジェクティブ１６が、該更なる配線基板４４に取り付けられる。時間的に並行した工程において、プロセッサー３２とブッシュ４８を備えた該配線基板２６、並びに、第一半ハウジング２０と第二半ハウジング２２が製造される。これらに続く工程において、更なる配線基板４６が、ブッシュ４８に差し込まれ、オブジェクティブ１６が、第二半ハウジング２２の開口部１８に挿入される。続いて、プロセッサー３２に熱伝導ペーストが、塗布され、カメラハウジング１２を形成するために、第一半ハウジング２０と第二半ハウジング２２が、接続される。これに続いて、カメラ４が、フロントガラス８に固定され、キャップ１０によってカバーされるが、第一冷却フィン３８と第二冷却フィン４２は、互いに噛み合っている。

アシスタント・システム２の作動中、オブジェクティブ１６によって、周辺部が、画像センサー４６上に結像され、これによって、捕捉されるが、画像センサー４６からの読み出しは、更なる配線基板４４によって実施される。読み出されたシグナルは、ブッシュ４８を介してプロセッサー３２に提供され、これによって、処理される。この時に発生する損失熱は、第一半ハウジング２０を介してキャップ１０へ伝達される。キャップ１０から、熱は、車両の空調手段によって一定の温度に保たれている内部空間６に達する。フロントガラス８を介して太陽光が当たり、その結果カメラハウジング１２が、付加的に加熱された場合でも、カメラ４は、互いに噛み合っている冷却フィン３８， ４２によって十分に冷却され、該車両の作動は、比較的高温の国でも可能である。

本発明は、上記の実施例に限定されない。況や、当業者によれば、本発明の対象を逸脱することなく、本発明に基づく他のバリエーションを得ることが可能である。特に、実施例と関連して記載された個々の特徴は、本発明の対象を逸脱することなく、更に、他のやり方で互いに組み合わせることも可能である。

２ アシスタント・システム
４ カメラ
６ 内部空間
８ フロントガラス
１０ キャップ
１１ ギャップ
１２ カメラハウジング
１４ 光学モジュール
１６ オブジェクティブ／レンズ
１８ 開口部
２０ 第一半ハウジング
２２ 第二半ハウジング
２４ 接触面
２６ 配線基板
２８ ランド
３０ カラー
３２ プロセッサー
３４ 第一ヒートシンク
３６ プレート
３８ 第一冷却フィン
４０ 第二ヒートシンク
４２ 第二冷却フィン
４４ 配線基板
４６ 画像センサー
４８ ブッシュ

Claims (10)

1. キャップ（１０）によってカバーされているカメラハウジング（１２）を有するカメラ（４）を備えた車両のアシスタント・システムであって、
   カメラハウジングとキャップとの間にギャップが形成されており、
   該カメラハウジング（１２）が、第一冷却フィン（３８）を備えた第一ヒートシンク（３４）を、そして、該キャップ（１０）が、第二冷却フィン（４２）を備えた第二ヒートシンク（４０）を包含し、且つ、
   第二冷却フィン（４２）が、少なくとも部分的に、第一冷却フィン（３８）の間に配置され、
   カメラハウジングとキャップ間の熱線による熱交換がギャップを介して行われるように、第一冷却フィンの熱は、全て、或いは、少なくともその大部分が、他の第一冷却フィンにではなく、隣接している第二冷却フィンへ放射され、これにより、第二冷却フィン間に配置されている第一冷却フィンの一枚へ伝導された熱は、第二冷却フィンへ伝導され、
   第二冷却フィンに伝動された熱は、第二ヒートシンクとキャップとの間の熱交換により、さらにキャップに伝達され、対流によってキャップから車両の内部空間に達することを特徴とする車両のアシスタント・システム（２）。
2. 該第一冷却フィン（３８）が、第二冷却フィン（４２）に対して平行に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のアシスタント・システム（２）。
3. 該第一ヒートシンク（３４）が、カメラハウジング（１２）の第一半ハウジング（２０）によって形成されている
   ことを特徴とする請求項１あるいは２に記載のアシスタント・システム（２）。
4. 第一半ハウジング（２０）に接触している該配線基板（２６）が、カメラハウジング（１２）内に配置されている
   ことを特徴とする請求項３に記載のアシスタント・システム（２）。
5. 該配線基板（２６）が、第一半ハウジング（２０）と第二半ハウジング（２２）の間に挟まれて固定されている
   ことを特徴とする請求項４に記載のアシスタント・システム（２）。
6. 光学モジュール（１４）が、配線基板（２６）上に取り付けられているブッシュ（４８）に差し込まれている
   ことを特徴とする請求項４あるいは５に記載のアシスタント・システム（２）。
7. キャップ（１０）が、一体形成されている
   ことを特徴とする請求項１から６のうちいずれか一項に記載のアシスタント・システム（２）。
8. 該第一冷却フィン（３８）が、第二冷却フィン（４２）に対して間隔を有している
   ことを特徴とする請求項１から７のうちいずれか一項に記載のアシスタント・システム（２）。
9. 第一冷却フィン（３８）と第二冷却フィン（４２）の間に、液体が存在しない
   ことを特徴とする請求項８に記載のアシスタント・システム（２）。
10. 請求項１から９のうちいずれか一項に記載の車両用アシスタント・システム（２）のキャップ（１０）。

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