JP6510999B2 - センサブラケット - Google Patents

Description

本発明は、車載用カメラ等の取り付けに用いるセンサブラケットに関する。

従来、車載用カメラにより車両の前方を撮像して、障害物や歩行者、車線の位置や対向車のヘッドライトの点灯の有無等を正確に検出する技術が知られている。その際、車載用カメラは、フロントガラスに貼り付けられたブラケットに装着される。

例えば、特許文献１では、車載カメラ本体の各ボスをブラケットの各鈎状部に引っ掛けながら、車載カメラ本体をフロントガラスのガラス面に沿って下方から斜め後方側上方にスライドさせて、ブラケットに取り付ける。この作業を行うと、まず、車載カメラ本体の後面が板バネに接触し、板バネが車載カメラ本体に押されて変形する。

そして、車載カメラ本体が板バネにより前方に付勢された状態で、車載カメラ本体の係合突起がブラケットの係合孔に挿入されつつ前方側端部に当接され、車載カメラ本体の上面もブラケットの貼付部の裏面（車載カメラ本体と対向する側の面）と当接する。これにより、車載カメラ本体の前面が板バネの付勢によりブラケットに押しつけられた状態で固定される（特許文献１／段落００４０〜００４３，図１，５）。

特開２０１３−２０３２５０号公報

ここで、曲面状のフロントガラスにブラケットを取り付ける場合、取り付けた際の安定性や外観上の見栄えを良くする観点から、ブラケットも曲面状とすることが考えられる。

特許文献１には上記内容について詳細な記載はないが、曲面状のフロントガラスに曲面状のブラケットを取り付けて、取り付け時にブラケットが傾いてしまった場合、車載カメラ本体と曲面状のブラケットとの位置管理が困難となり、カメラの軸ズレが補正されずに障害物等を正確に検出できなくなるおそれがあった。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、車載カメラ等の車両周辺の状況を検知するセンサのフロントガラスに対する傾斜を検出することができるセンサブラケットを提供することを目的とする。

第１発明のセンサブラケットは、表面が曲面状であり、車両の曲面状のガラス内面に取り付けられ、裏面に車両周辺の状況を検知するセンサが装着される板状のブラケット本体と、前記裏面に設けられる平面状に形成された互いに平行な平面部を備え、前記平面部は、前記ブラケット本体を前記ガラス内面に取り付けたときに前記ガラス内面に対する前記ブラケット本体の傾斜を検出するための基準面とし、前記基準面は、前記ブラケット本体に前記センサが装着された状態で、前記ブラケット本体の前記裏面側から視認可能な位置に形成されることを特徴とする。

本発明のセンサブラケットによれば、ブラケット本体の裏面に複数の平面部を設けることで、平面部を、ブラケット本体をガラスに取り付けたときに傾斜を検出するための基準面として用いることができる。そして、ガラスと基準面までの距離によっては、隙間が空いていることを検出することができる。

第１発明のセンサブラケットにおいて、前記ブラケット本体が前記ガラス内面に取り付けられる際に、前記平面部と対向する面を取り付け面とすることが好ましい。

この構成によれば、ブラケット本体の表面はブラケット本体とガラスとの接触面となるが、平面部と対向する面を取り付け面として、接着剤等によりガラスと接着させる。この場合、取り付け面から平面部までの距離が短くなるので、ブラケット本体のガラスに対する傾斜の検出精度を向上させることができる。

第２発明の角度算出方法は、表面が曲面状であり、車両の曲面状のガラス内面に取り付けられ、裏面に車両周辺の状況を検知するセンサが装着される板状のブラケット本体と、前記裏面に設けられる平面状に形成された互いに平行な平面部を備えたセンサブラケットであり、前記平面部は、前記ブラケット本体を前記ガラス内面に取り付けたときに前記ブラケット本体の傾斜を検出するための基準面とし、前記ブラケット本体を前記車両の前記ガラス内面に取り付けた場合の該ガラス内面に対する前記ブラケット本体の傾斜角度を算出する方法であって、前記平面部の第１測定点と前記ガラス内面との距離と、第２測定点と前記ガラス内面との距離を、それぞれ測定する距離測定ステップと、前記距離測定ステップにより測定された各測定点と前記ガラス内面との距離と、前記第１測定点と前記第２測定点との間の距離とに基づいて、前記ブラケット本体の該ガラス内面に対する傾斜角度を算出する傾斜角度算出ステップと、を含み、前記基準面は、前記ブラケット本体に前記センサが装着された状態で、前記ブラケット本体の前記裏面側から視認可能な位置に形成されることを特徴とする。

本発明の角度算出方法によれば、ブラケット本体にセンサを装着した場合に、センサとブラケット本体の相対的な位置関係は一意に定まる。このため、ブラケット本体のガラスに対する傾斜角度から、センサのガラスに対する取付角度を算出することができる。そして、この取付角度を用いることにより、センサによる検知情報の処理精度を向上させることができる。

本発明のセンサブラケットにカメラが装着された状態の構成図。 カメラの全体斜視図。 ブラケットの上面側の全体斜視図。 カメラが装着された状態のブラケットの側面図。 ブラケットの下面側の全体斜視図。 ブラケットをフロントガラスに取り付けた状態を示した図。

初めに、図１は、本発明のセンサブラケットにカメラ（本発明の車両周辺を検知するセンサに相当する）が装着された状態の構成を示している。以下では、この構成をカメラユニット１という。

図１は、カメラユニット１を斜め上方から見た斜視図である。カメラユニット１は、車両前方の画像を撮像するセンサであるカメラ２と、車両のフロントガラスに貼り付けて固定するブラケット３（例えば、金属製）とから構成される。なお、以下では、車両前方を前方向（前側）として説明する。

図示するように、カメラ２はブラケット３の下側から、後述する係合機構によりブラケット３に装着される。ブラケット３の上面には、カメラ２のレンズ２ａが挿入される開口３ｂが設けられている。これにより、カメラ２は、車両前方の画像を撮像することができる。

次に、図２は、カメラ２を斜め上方から見た斜視図である。カメラ２の上面には、レンズ２ａが取り付けられている。また、レンズ２ａの前側は、前方に向かって角度が広がる溝部２ｂが形成されている。詳細は後述するが、ブラケット３の上面も溝部２ｂと同形状の窪み３ａ’が形成されており、レンズ２ａの視野を遮らないようになっている。

また、カメラ２の上面両脇は、前方に向かって下方に傾斜した傾斜部２ｃとなっている。ブラケット３をフロントガラスに固定した場合、ブラケット３の前側が下がった状態になるので、カメラ２の上面を傾斜部２ｃとすることで、カメラ２は、その上面全体がブラケット３に接触するようになる。なお、カメラ２の前端には爪部２ｄが設けられており、後述するブラケット３の孔部３ｃに係合する。

カメラ２の後方側面には、係合突起２ｅが設けられている。係合突起２ｅは、カメラ２をブラケット３に装着するための部材である。詳細は後述するが、カメラ２がブラケット３に装着された状態では、係合突起２ｅがブラケット３の有する板バネ４（本発明のバネ部材に相当する）を押圧し、係止部３ｇが付勢力を受けた係合突起２ｅを、その下側から押さえて、カメラ２をブラケット３に固定する。

次に、図３〜図５を参照して、ブラケット３の構造を説明する。

図３は、ブラケット３の上面側を斜め上方から見た斜視図である。ブラケット３上面の平板部３ａは、略中央に開口３ｂが設けられ、開口３ｂの前側には、前方に向かって角度が広がる窪み３ａ’が形成されている。

窪み３ａ’は、反射光がレンズ２ａに直接入射しないよう多数の溝が形成されたストレイライトシールド構造（反射防止形状）となっている。窪み３ａ’は、ブラケット３をフロントガラスに取り付けたとき、ブラケット３の先端側でフロントガラスから離れる方向に僅かに湾曲している。これにより、フロントガラスの黒色セラミックの切欠きからはブラケット３のみが見えるようになり、美しい外観を保つことができる。

また、窪み３ａ’の両脇には、カメラ２の爪部２ｄが係合する孔部３ｃが形成されている。孔部３ｃはブラケット３の下面側に突出しており、その後方のみが開口となっている。このため、カメラ２をブラケット３に装着したとき、爪部２ｄが孔部３ｃの窪んだ部分に収納される（図４参照）。

ブラケット３の後方側面は、カメラ２の係合突起２ｅが係合する係合機構が形成されている。具体的には、図４にも示されているように、ブラケット３の後端側からストッパ３ｄ、バネ用突起３ｅ、係止部３ｇ等がある。

まず、ストッパ３ｄは、バネ用突起３ｅに取り付けられた板バネ４を取り外す際に、工具がフロントガラスに当たってしまうのを妨げる規制部材である。図４に示されているように、バネ用突起３ｅに巻きつくように取り付けられた板バネ４（例えば、アルミ製）は、その後端部がストッパ３ｄ側に僅かに突出している。

カメラ２をブラケット３から離脱させた後、作業者が板バネ４をバネ用突起３ｅから取り外す場合、マイナスドライバ等の工具で板バネ４の後端部を下側から押圧する必要がある。このとき、ストッパ３ｄのＬ字型の壁部は、工具の先端が勢い余ってフロントガラスまで突き抜け、フロントガラスを傷付けないように工具の変位を規制する役割を果たす。

次に、凹部３ｆは、作業者が板バネ４をバネ用突起３ｅに取り付ける際に利用する構造であり、バネ用突起３ｅに隣接した位置に形成されている。板バネ４は、工具によりバネ用突起３ｅの上側から押さえつけることで、ある程度までバネ用突起３ｅに嵌め込むことができる（仮止め）。

しかし、板バネ４をバネ用突起３ｅに完全に嵌め込まなければ、カメラ２の係合突起２ｅにより押圧されたとき、板バネ４が外れてしまう。このため、作業者は、工具の先端を凹部３ｆに当てながら回転させ、板バネ４を押すことでバネ用突起３ｅに完全に嵌め込む。凹部３ｆに工具の先端が収容されることで変位が規制され、作業時にフロントガラス等を傷付けることがなくなる。すなわち、ブラケット３にストッパ３ｄ及び凹部３ｆを形成したことにより、破損や塑性変形のため板バネ４を交換する際にも、作業者は安心して作業を行うことができる。

次に、係止部３ｇは、カメラ２をブラケット３に装着する際、カメラ２の上下方向を固定する部材である。ブラケット３の側面には、ストッパ３ｄの外側に突出する形でバネ用突起３ｅが設けられ、この突出部に板バネ４が取り付けられている。そして、係止部３ｇは、カメラ２の係合突起２ｅを介して、板バネ４から付勢力を受ける。

カメラ２をブラケット３に装着させる場合、作業者はカメラ２の爪部２ｄがブラケット３の孔部３ｃに入るようにスライドさせ、さらにカメラ２の係合突起２ｅが板バネ４を上方向に押圧するようにして嵌め込む。このとき、係合突起２ｅは、係止部３ｇの下面に当接しながら移動して、板バネ４を押圧する位置に到達する。

そして、図４に示すように、板バネ４の付勢力で係合突起２ｅが下方向に押され、係合突起２ｅが係止部３ｇの先端に引っ掛かる。すなわち、係止部３ｇは、係合突起２ｅを係合位置にまで導く。板バネ４は、弾性変形範囲内で係合突起２ｅを下方向に付勢するので、カメラ２を安定してブラケット３に装着することができる。

一方、カメラ２をブラケット３から離脱させる場合、作業者はストッパ３ｄの後方の外壁３ｈ（本発明の指当て部に相当する）に指をかけてカメラ２を後方に引き抜くことで、板バネ４が上方向に押圧され、係合突起２ｅが係止部３ｇから外れる。すなわち、カメラ２は、後方への一方向のスライドによりブラケット３から離脱させることができる。

また、カメラ２がブラケット３から離脱する直前には、カメラ２の後端がストッパ３ｄとバネ用突起３ｅの間にある垂直リブ３ｉに当接する。垂直リブ３ｉ（本発明の壁面に相当する）は、カメラ２の取り外し軌跡上（スライド方向）に位置するので、カメラ２の移動を妨げ、カメラ２をブラケット３から離脱させる際に突然、飛び出してしまうのを防止することができる。また、垂直リブ３ｉによりカメラ２の移動が規制されることから、カメラ２をブラケット３から離脱させる際に板バネ４に不要な応力が加わることがなくなる。このため、板バネ４の塑性変形を防止することができる。

次に、図５は、ブラケット３の下面側を斜め上方から見た斜視図である。ブラケット３下面の略中央には開口３ｂが設けられ、その横方向に凸構造３ｊが設けられている。ブラケット３の下面は、カメラ２の上面と同形状になっているので、カメラ２をブラケット３に装着したとき、カメラ２の上面が広範囲にわたりブラケット３に当接する。これにより、取り付け時のカメラ２の圧力が所定の箇所に集中することがなく、カメラ２及びブラケット３が傷付いてしまうのを防止することができる。

孔部３ｃ（図面上側）の後方には、カメラ２を下方向（図５の上方向）に付勢する底板バネ５が取り付けられている。本実施形態のブラケット３は、底板バネ５が１つしかないが、両方の孔部３ｃの後方に計２つ設けてもよい。

また、ストッパ３ｄとバネ用突起３ｅの間には、垂直リブ３ｉが設けられている。垂直リブ３ｉは、幅は狭いがカメラ２を離脱させるスライド方向に垂直な壁面を有する。

ブラケット３の下面側の四隅には、平面状に切り出され、互いに平行な基準面Ａ〜Ｄが設けられている（本発明の平面部に相当する）。また、ブラケット３を曲面状のフロントガラスに取り付ける場合には、平板部３ａ上の基準面Ａ〜Ｄと対向する箇所を接着面として、両面テープにより接着する。このとき、ブラケット３が僅かに傾いてしまうことがあるが、基準面Ａ〜Ｄがそれぞれフロントガラスからどの程度離れているかを測定することで、ブラケット３のフロントガラスに対する傾斜を測定することができる。

以下では、ブラケット３のフロントガラスに対する角度算出方法について説明する。図６は、ブラケット３をフロントガラス７に両面テープ８により貼り付けた状態を示している。このとき、ブラケット３の基準面Ａから基準面Ｂまでの距離をＸとする。また、基準面Ａからフロントガラス７までの距離ｈ１、基準面Ｂからフロントガラス７までの距離ｈ２等、各基準面からフロントガラスまでの距離をそれぞれ測定する（本発明の距離測定ステップに相当する）。なお、図中の基準面Ｂ上方の、ブラケット３とフロントガラス７と隙間の距離Ｙは、両距離の差である｜ｈ２−ｈ１｜となる。

これにより、フロントガラス７に取り付けられたブラケット３の傾斜角度θは、
ｔａｎθ＝Ｙ／Ｘ ・・・（１）
から求めることができる（本発明の傾斜角度算出ステップに相当する）。ブラケット３に装着されたカメラ２も同じ傾斜角度θを有するので、容易に軸ズレの補正を行うことができる。

実際、基準面Ａ，Ｂの上方には両面テープ８（厚み約０．８ｍｍ）があるが、両面テープ８の厚みにより僅かな傾斜であれば吸収することができる。このように、ブラケット３の傾斜を管理する際、基準面Ａ〜Ｄのような平面（少なくとも３つ）があれば、傾斜角度θを算出して、その補正を行うことができる。

以上のように、実施形態のカメラユニット１は、車両周辺の状況を検知するカメラ２と、車両のフロントガラス７の内面に取り付けられるブラケット３とからなり、カメラ２がブラケット３に装着される。ブラケット３は、カメラ２が装着される面上に基準面Ａ〜Ｄを設けているので、ブラケット３のフロントガラス７に対する傾きを検出する際の基準平面となる。また、平板部３ａの基準面Ａ〜Ｄと対向する箇所は、フロントガラス７との接着面として用いる。

上記実施形態は、本発明の一例であり、様々な変形例が考えられる。上記実施形態では、本発明の車両周辺の状況を検知するセンサとしてカメラ２を示したが、レーダ装置等の他の種類のセンサであってもよい。

また、ブラケット３は金属製であったが、特に素材は問わず、プラスチック等で成型されたものであってもよい。ブラケット３の係合機構は、ブラケット３の後方側面に位置していたが、位置に制約はなく、例えば、外側から一部又は全部が見えない領域にバネ部材や係止部が設けられていてもよい。

１ カメラユニット
２ カメラ （センサ）
２ａ レンズ
２ｂ 溝部
２ｃ 傾斜部
２ｄ 爪部
２ｅ 係合突起
３ ブラケット （ブラケット本体）
３ａ 平板部
３ａ’ 窪み
３ｂ 開口
３ｃ 孔部
３ｄ ストッパ
３ｅ バネ用突起
３ｆ 凹部
３ｇ 係止部
３ｈ 外壁
３ｉ 垂直リブ
３ｊ 凸構造
４ 板バネ （バネ部材）
５ 底板バネ
７ フロントガラス
８ 両面テープ
Ａ〜Ｄ 基準面 （平面部）

Claims (3)

1. 表面が曲面状であり、車両の曲面状のガラス内面に取り付けられ、裏面に車両周辺の状況を検知するセンサが装着される板状のブラケット本体と、
   前記裏面に設けられる平面状に形成された互いに平行な平面部を備え、
   前記平面部は、前記ブラケット本体を前記ガラス内面に取り付けたときに前記ガラス内面に対する前記ブラケット本体の傾斜を検出するための基準面とし、
   前記基準面は、前記ブラケット本体に前記センサが装着された状態で、前記ブラケット本体の前記裏面側から視認可能な位置に形成されることを特徴とするセンサブラケット。
2. 請求項１に記載のセンサブラケットにおいて、
   前記ブラケット本体が前記ガラス内面に取り付けられる際に、前記平面部と対向する面を取り付け面とすることを特徴とするセンサブラケット。
3. 表面が曲面状であり、車両の曲面状のガラス内面に取り付けられ、裏面に車両周辺の状況を検知するセンサが装着される板状のブラケット本体と、
   前記裏面に設けられる平面状に形成された互いに平行な平面部を備えたセンサブラケットであり、
   前記平面部は、前記ブラケット本体を前記ガラス内面に取り付けたときに前記ブラケット本体の傾斜を検出するための基準面とし、
   前記ブラケット本体を前記車両の前記ガラス内面に取り付けた場合の該ガラス内面に対する前記ブラケット本体の傾斜角度を算出する方法であって、
   前記平面部の第１測定点と前記ガラス内面との距離と、第２測定点と前記ガラス内面との距離を、それぞれ測定する距離測定ステップと、前記距離測定ステップにより測定された各測定点と前記ガラス内面との距離と、前記第１測定点と前記第２測定点との間の距離とに基づいて、前記ブラケット本体の該ガラス内面に対する傾斜角度を算出する傾斜角度算出ステップと、を含み、
   前記基準面は、前記ブラケット本体に前記センサが装着された状態で、前記ブラケット本体の前記裏面側から視認可能な位置に形成されることを特徴とする角度算出方法。