JP6575472B2 - 車載光学センサ装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両前方の光学情報をウインドシールドガラスを通して受光するように車室内に取り付けられた車載光学センサ装置に関する。

従来から、ウインドシールドガラスに搭載され、カメラ等の光学センサへの車室内の光の映り込みを防止するためのカバーを備えた車載光学センサ装置が知られている。この従来の車載光学センサ装置の一つ（以下、「従来装置」と称呼する。）は、空気取り入れ口を設けることによりデフロスタからの空気を取り入れ、カバー内部のウインドシールドガラスが結露することを防止しようとしている（例えば、特許文献１を参照。）。

特開２００４−２５９３０号公報

この従来装置は空気取り入れ口をカバーの側方に設けることにより、デフロスタから流出し、カバーの斜め下から流れてくる空気を取り入れつつ、カバー下方（ダッシュボード）からの光を遮光している。しかしながら、カバー（光学センサ装置）がウインドシールドガラスの左右方向の中央部に設置された場合、従来装置はカバー内の空気の対流が起こり難く、カバー内に空気が滞留するため、カバー内の結露が除去され難いという問題点がある。

本発明は上記問題に対処するために為されたものである。即ち、本発明の目的の一つは、空気取り入れ口をカバーの下方に設けることにより装置下方からの空気を取り入れ易くしつつ、装置下方（ダッシュボード及びメータパネル等）からの光を遮光することが可能な車載光学センサ装置を提供することにある。

そこで、本発明の車載光学センサ装置（以下、「本発明装置」とも称呼する。）は、車両前方領域からの光学情報をウインドシールドガラス（１２）を通して受光する光学センサ（３３）と、前記光学センサを備えるとともに前記光学センサと前記ウインドシールドガラスとの間に形成される空間であるセンサ室（３４）を有する光学センサモジュール（３０）と、前記ウインドシールドガラスに取り付けられるとともに、前記光学センサモジュールを固定し、外部と前記センサ室との間を連通する通気口（６０）が形成されるブラケット（２０）と、前記車両の車室内側から前記光学センサモジュールを覆うことにより前記車室内の光の前記光学センサへの映り込みを防止する遮光カバー（４０）と、を備える。

更に、本発明装置において、前記通気口は、前記車載光学センサ装置下方からの空気流を取り込むことができるように前記光学センサよりも前記車両の前進方向且つ下方位置に開口するとともに、前記通気口から前記ブラケット内に入射した入射光が前記光学センサによって直接受光されない位置に開口する。

このように、本発明装置は、通気口を車両の装置下部に設けることにより、装置下方（例えば、デフロスタ）からの空気を取り入れ易くしつつ、その遮光構造により装置下方（ダッシュボード及びメータパネル等）からの光が受光センサに入射することを防ぐことができる。

上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いた名称及び／又は符号を括弧書きで添えている。しかしながら、本発明の各構成要素は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。

図１は、本発明の実施形態に係る車載光学センサ装置の斜視図である。 図２は、図１に示した車載光学センサ装置を車室内に取り付けた場合の側面図である。 図３は、図１に示した車載光学センサ装置の概略三面図である。 図４は、図１に示した車載光学センサ装置の通気口及びその周辺の拡大図である。 図５は、図１に示した車載光学センサ装置の変形例を示す図である。 図６は、図１に示した車載光学センサ装置の変形例を示す図である。 図７は、図１に示した車載光学センサ装置の変形例を示す図である。 図８は、図１に示した車載光学センサ装置の変形例を示す図である。 図９は、図１に示した車載光学センサ装置の変形例を示す図である。 図１０は、図１に示した車載光学センサ装置の変形例を示す図である。 図１１は、図１に示した車載光学センサ装置の変形例を示す図である。 図１２は、図１に示した車載光学センサ装置の変形例を示す図である。

（構成）
本発明の実施形態に係る車載光学センサ装置１０（以下、「本装置１０」とも称呼される。）は、図１に示したように、ブラケット２０、光学センサモジュール３０、カバー４０及び遮光璧５０を含んでいる。

本装置１０は、図２に示したように、車室内のルームミラー１１とウインドシールドガラス１２との間に取り付けられる。以下、本明細書において車両の前進方向（図２中の矢印Ｄ１）を前方と、本装置１０から見て車両のルーフ１３に近い方を上方と、本装置１０から見てダッシュボード１４に近い方を下方と、本装置１０から車両の前進方向に対し左右方向を側方と、定義する。デフロスタ１５から流出する空気流は本装置１０の下方にあたるようになっている。

再び図１を参照すると、ブラケット２０は第１側壁２０ａ、第２側壁２０ｂ及び第３側壁２０ｃを備えている。第１側壁２０ａ、第２側壁２０ｂ及び第３側壁２０ｃはブラケット２０の側方及び上方の三方を囲むように構成されている。ブラケット２０は樹脂にて形成されている。第１側壁２０ａ、第２側壁２０ｂ及び第３側壁２０ｃはウインドシールドガラス１２に接着により取り付けられるようになっている。

光学センサモジュール３０はベース３１、レーザレーダ投光器３２、光学センサ３３を含んでいる。ベース３１は樹脂にて形成されている。ベース３１にはレーダビーム投光器３２及び光学センサ３３が取り付けられる。ブラケット２０及びベース３１は樹脂にて形成されているが、金属などの他の材料にて形成されてもよい。

レーダビーム投光器３２は、ベース３１の下方に固定され、ブラケット２０の下方に開口した貫通孔２１から、例えば、９００ｎｍ帯の赤外光をウインドシールドガラス１２を通して少なくとも車両の前方領域を含む車両の周辺領域に放射する。

光学センサ３３（レーダセンサ３３ａ及びイメージセンサ３３ｂ）は、ベース３１の中央付近に固定される。光学センサモジュール３０がウインドシールドガラス１２に取り付けられたブラケット２０に固定されたとき、光学センサ３３とウインドシールドガラス１２との間にセンサ室３４が形成される。

センサ室３４の壁面は、センサ室３４内及びウインドシールドガラス１２にて反射する光（即ち、迷光）の影響を除去するため黒くされている（ベース３１には黒い樹脂が用いられる）。

レーダセンサ３３ａは、レーダビーム投光器３２からウインドシールドガラス１２を通して投光（放射）された赤外光が放射範囲内に存在する物標によって反射された反射光をウインドシールドガラス１２を通して受光する。更に、レーダセンサ３３ａは、物標の有無及び車両と物標との相対関係（即ち、車両と物標との相対距離、及び車両と物標との相対速度等）を演算して出力するようになっている。

イメージセンサ３３ｂは、車両前方領域の物体のイメージをウインドシールドガラス１２を通して撮像し、その撮像データを出力するようになっている。レーダセンサ３３ａによって受光される車両前方領域の物標によって反射された反射光及びイメージセンサ３３ｂによって受光（撮像）される車両前方領域の物体のイメージは、本発明の光学情報に相当する。

遮光カバー４０は光学センサモジュール３０を車室内側から覆っている。遮光カバー４０は、ブラケット２０に取り付けられる。従って、車室内の側方及び上方の三方からの光は光学センサモジュール３０内に漏れ込まないようになっている。

図１に示したように、遮光璧５０（第１遮光璧５１、第２遮光璧５２及び第３遮光璧５３）は、ブラケット２０下方の縁部２２に配置される。遮光璧５０は、ウレタン等の遮光性の高い樹脂材でできている。更に、図３を参照して説明すると、第１遮光璧５１及び第２遮光璧５２は車両の前進方向と垂直な方向を長手方向とし、縁部２２において同一直線上に所定の間隔Ｌ１をあけて整列している。第１遮光璧５１とブラケット２０の第１側壁２０ａとは互いに接している。第２遮光璧５２とブラケット２０の第２側壁２０ｂとは互いに接している。

第３遮光璧５３は第１遮光璧５１及び第２遮光璧５２と平行に所定の間隔Ｌ２をあけて配置されている。更に、第３遮光璧５３は第１遮光璧５１とのオーバーラップ量がＬ３となり、第２遮光璧５２とのオーバーラップ量がＬ４となるように配置されている。遮光璧５０は所定の高さを有している。従って、第１遮光璧５１と、第３遮光璧５３と、縁部２２と、ウインドシールドガラス１２との間には第１通気口６１が開口する。同様に、第２遮光璧５２と、第３遮光璧５３と、縁部２２と、ウインドシールドガラス１２との間には第２通気口６２が開口する。

第１遮光璧５１（又は第２遮光璧５２）と第３遮光璧５３との間であって、第３遮光璧５３の両端を超えない範囲において、ブラケット２０（縁部２２）には第３通気口６３が開口している。第３通気口６３はブラケット２０の下方に向かって延びている。第１通気口６１、第２通気口６２及び第３通気口６３は、併せて通気口６０とも称呼され、本発明の通気口に相当する。

通気口６０は光学センサ３３よりも車両の前進方向且つ下方位置(言い換えると、光学センサ３３よりも低い位置であって且つ光学センサ３３より前方の位置)に開口している。従って、通気口６０は、本装置１０下方のデフロスタ１５から流出する空気流を取り込むことができる。第１通気口６１及び第２通気口６２は、遮光璧５０に対して斜め方向に流れ込む空気流を効率的に取り込むことができる。一方、第３通気口６３は、遮光璧５０に対して垂直に流れ込む空気流を効率的に取り込むことができる。

ブラケット２０において光学センサ３３の取り付け位置よりも車両後進側（後方）の部位には排気口３５が開口している。従って、通気口６０から取り込まれた空気流はセンサ室３４を通って排気口３５から流出する。以上のような通気口６０及び排気口３５の配置により、本装置１０は光学センサ３３及び本装置１０内のウインドシールドガラス１２の結露を防止することができる。

第１通気口６１から入射する光（以下、「第１入射光」と称呼する。）の到達範囲は、角度θ１の範囲Ｒ１である。第２通気口６２から入射する光（以下、「第２入射光」と称呼する。）の到達範囲は、角度θ２の範囲Ｒ２である。

図４を参照して、より具体的に述べると、第１入射光の到達範囲Ｒ１は「第３遮光璧６３の頂点Ｖ３１と第１遮光璧６１の頂点Ｖ１１とを通る直線Ｓ１」と「第３遮光璧６３の頂点Ｖ３１と第２遮光璧６２の頂点Ｖ２２とを通る直線Ｓ２」との間の範囲である。再び図３を参照すると、図３からわかるように第１入射光は光学センサ５０の何れにも入射しない。

一方、図４に示したように、第２入射光の到達範囲Ｒ２は「第３遮光璧６３の頂点Ｖ３２と第１遮光璧６１の頂点Ｖ１２とを通る直線Ｓ３」と「第３遮光璧６３の頂点Ｖ３２と第２遮光璧６２の頂点Ｖ２１とを通る直線Ｓ４」との間の範囲である。再び図３を参照すると、図３からわかるように第２入射光は光学センサ５０の何れにも入射しない。

第３通気口６３の下方（空気導入側）６３ａから入射する光（以下、「第３入射光」と称呼する。）は図３（Ａ−Ａ断面図）に示したように、第３通気口６３の壁面６３ｂに遮られ、センサ室３４内に進入することができない。従って、第３入射光は光学センサ３３の何れにも入射しない。

なお、第１遮光璧５１と第２遮光璧５２とは必ずしも同一直線上に配置されている必要はない。第１遮光璧５１と第２遮光璧５２は、第１入射光及び第２入射光の到達範囲が光学センサ３３に入射しない限度並びに第１通気口６１及び第２通気口６２が十分に空気を取り込むことができる限度において同一直線上から外れてもよい。

以上、説明したように、本装置１０において、通気口６０は、装置下方（デフロスタ１５）からの空気流を取り込むことができるように光学センサ３３よりも車両の前進方向且つ下方位置に開口するとともに、通気口６０からブラケット２０内に入射した入射光が光学センサ３３によって直接受光されない位置に開口する。

従って、本装置１０は、装置下方（デフロスタ１５）からの空気を取り入れ易くしつつ、装置下方（ダッシュボード及びメータパネル等）からの光を遮光する（光学センサ３３への入射光を妨げる）ことができる。

＜変形例＞
本発明は上記実施形態に限定されることはなく、以下に述べるように、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。

上記実施形態の変形例の一つである車載受光センサ装置において、図５に示したように、第１遮光璧５１の一端はブラケット２０の第１側壁２０ａに当接し、第２遮光璧５２の一端はブラケット２０の第２側壁２０ｂに当接する。第１遮光璧５１と第２遮光璧５２は所定の間隔Ｌ５をあけて平行に配置される。第１遮光璧５１と第２遮光璧５２は所定の長さＬ６にてオーバーラップしている。

デフロスタ１５から流出した空気流は、矢印Ａ１の示す向きに通気口６４を通ってセンサ室３４内に流入する。一方、通気口６４からセンサ室３４内への入射光の到達範囲Ｒ３は第１遮光璧５１と「第１遮光璧５１の頂点Ｖ１１ａと第２遮光璧５２の頂点Ｖ２１ａとを通る直線Ｓ５」との間である。光学センサ３３は入射光の到達範囲Ｒ３に含まれていない。従って、光学センサ３３は車室内からの入射光を受光しない。

本例において、第１遮光璧５１が第２遮光璧５２よりも下方に配置されているが、光学センサ３３が入射光の到達範囲Ｒ３に含まれなければ、第２遮光璧５２が第１遮光璧５１よりも下方に配置されてもよい。

上記実施形態の変形例の一つである車載受光センサ装置において、図６に示したように、第１遮光璧５１及び第２遮光璧５２はその断面がＬ字形状である。第１遮光璧５１の一端はブラケット２０の第１側壁２０ａに当接し、他端は装置１０の下方に向いている。第２遮光璧５２の一端はブラケット２０の第２側壁２０ｂに当接し、他端は装置１０の下方に向いている。第１遮光璧５１と第２遮光璧５２のうち、下方に向かって延びる部分は所定の間隔Ｌ７をあけて所定の長さＬ８にわたって平行に延びている。

デフロスタ１５から流出した空気流は、矢印Ａ２の示す向きに通気口６５を通ってセンサ室３４内に流入する。一方、車室内からの光は通気口６５から入射し、センサ室３４内への入射光の到達範囲Ｒ４として図６に示した範囲に到達する。入射光の到達範囲Ｒ４は「第１遮光璧５１の頂点Ｖ１１ｂと第２遮光璧５２の頂点Ｖ２２ｂとを通る直線Ｓ６」と「第２遮光璧５２の頂点Ｖ２１ｂと第１遮光璧５１の頂点Ｖ１２ｂとを通る直線Ｓ７」との間である。光学センサ３３は入射光の到達範囲Ｒ４に含まれていない。従って、光学センサ５０は車室内からの入射光を受光しない。

上記実施形態の変形例の一つである車載受光センサ装置において、図７に示したように、第１遮光璧５１の一端はブラケット２０の第２側壁２０ｂに当接している。第１遮光璧５１の他端はブラケット２０の第１側壁２０ａとの間に所定の間隔Ｌ９をあけている。第１側壁２０ａの下方端２０ａ１から第１遮光璧６１の上方端までは所定の長さＬ１０である。デフロスタ１５から流出した空気流は、矢印Ａ３の示す向きに通気口６６を通ってセンサ室２１内に流入する。

一方、車室内からの光は通気口６６から入射し、センサ室３４内への入射光の到達範囲Ｒ５として図７に示した範囲に到達する。入射光の到達範囲Ｒ５は「第１側壁２０ａ」と「第１側壁２０ａの頂点ＶＳ１と第１遮光璧５１の頂点Ｖ１１ｄを通る直線Ｓ８」との間である。光学センサ３３は入射光の到達範囲Ｒ５に含まれていない。従って、光学センサ３３は車室内からの入射光を受光しない。

上記実施形態の変形例の一つである車載受光センサ装置において、図８に示したように、第１遮光璧５１はその一端が第１側壁２０ａに接し、且つ他端が第２側壁２０ｂに接するように配置されてもよい。但し、この場合、センサ室３４へ空気を導入する通気口６７がセンサ室３４下方のブラケット２０（縁部２２）に形成されている。この通気口６７は、前述した第３通気口６３と同様の構造としてもよい。従って、デフロスタ１５から流出した空気流は、矢印Ａ４の示す向きに６７ａから通気口６７を通ってセンサ室３４内に流入する。

一方、車室内からの光は、通気口６７の下方６７ａ（空気導入側）から入射するが、通気口６７の壁面６７ｂに遮られ、センサ室３４内に進入することができない。従って、光学センサ３３には車室内からの光は入射しない。

図９に示したように、前述した第３通気口６３には、遮光フィルタ９１が設けられてもよい。遮光フィルタ９１には、空気の導入を妨げないように細かい通気孔が開口している。例えば、遮光フィルタ９１は、通気性の高いスポンジ状の部材が用いられる。この態様によれば、第３通気口６３への光の入射量を大きく減少させ、センサ室３４への入射光の進入をより一層妨げることができる。なお、図９乃至図１２において図示される矢印Ｄ１は図２同様に前進方向を表している。

図１０に示したように、前述した第３通気口６３には、第３遮光璧５３のブラケット２０を挟んだ反対側に遮光璧９２が配置されてもよい。例えば、遮光璧９２はウレタン等の遮光性の高い樹脂が用いられる。この態様によれば、第３通気口６３からセンサ室３４への光の進入をより確実に防ぐことができる。

図１１に示したように、前述した遮光璧５３は、空気の導入を妨げないような細かい通気孔が開口している遮光性の高い遮光フィルタ９３に置き換えられてもよい。例えば、遮光フィルタ９３は、通気性の高いスポンジ状の部材が用いられる。この態様によれば、新たな通気口６８によりセンサ室３４内への通気性を更に向上させることができる。

図１２に示したように、前述した通気口６１乃至６８に代えて（又は通気口６１乃至６８とともに）光学センサモジュール３０（ベース３１）に通気口６９を形成してもよい。

光学センサ３３として、レーダセンサ３３ａ及びイメージセンサ３３ｂの何れか一方のみが備えられてもよい。なお、光学センサ３３としてイメージセンサ３３ｂのみが備えられる場合は、レーザレーダ投光器３２は不要である。

ブラケット２０とカバー４０は一体的に成型されてもよい。また、本実施形態に係るブラケット２０に形成された遮光璧５０及び通気口６０と同等の構成が、ブラケット２０に代えてカバー４０に設けられてもよい。

１０…車載光学センサ装置、１２…ウインドシールドガラス、１５…デフロスタ、２０…ブラケット、３０…光学センサモジュール、３１…ベース、３２…レーザレーダ投光器、３３…光学センサ、３３ａ…レーダセンサ、３３ｂ…イメージセンサ、３４…センサ室、３５…排気口、４０…遮光カバー、５０…遮光璧、５１…第１遮光璧、５２…第２遮光璧、５３…第３遮光璧、６０…通気口、６１…第１通気口、６２…第２通気口、６３…第３通気口。

Claims (1)

1. 車両前方領域からの光学情報をウインドシールドガラスを通して受光する光学センサと、
   前記光学センサを備えるとともに前記光学センサと前記ウインドシールドガラスとの間に形成される空間であるセンサ室を有する光学センサモジュールと、
   前記ウインドシールドガラスに取り付けられるとともに、前記光学センサモジュールを固定し、外部と前記センサ室との間を連通する通気口が形成されるブラケットと、
   前記車両の車室内側から前記光学センサモジュールを覆うことにより前記車室内の光の前記光学センサへの映り込みを防止する遮光カバーと、
   を備えた車載光学センサ装置において、
   前記通気口は、前記車載光学センサ装置下方からの空気流を取り込むことができるように前記光学センサよりも前記車両の前進方向且つ下方位置に開口するとともに、前記通気口から前記ブラケット内に入射した入射光が前記光学センサによって直接受光されない位置に開口した、
   車載光学センサ装置。
   
   
   
   

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