JP6593360B2 - 車両用光学システム - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載される光学システムに関する。

例えば、車両の前方や後方の情報をカメラなどを含む光学装置を用いて取得してドライバーの車両運転を支援するために利用する、車両用光学システムが知られている。この車両用光学システムは、典型的には、フロントガラスまたはリアガラスの車室内側に設置される。

上述した車両用光学システムでは、車両内外の気温差などによって光学装置の前方にあるガラスやレンズが曇ってしまうと、システムが正しく作動しなくなる虞がある。このため、例えば特許文献に記載された構造のように、ガラスやレンズに防曇性能を有する防曇部（防曇シート、防曇性フィルム、親水性膜など）を設けて、ガラスやレンズの曇りを防止することなどが行われている。

特開２００２−３５０９６６号公報 特開平１１−０８４４７３号公報 特開２００８−２３９０１８号公報

しかしながら、上記特許文献に記載された構造では、防曇部の防曇性能が限界を超えると、光学装置の前方に設けられた防曇部が曇ってしまい、つまり光学装置前方の画角範囲にあるガラスなどの透明部材が曇ってしまい、車両用光学システムが正しく作動しなくなる虞がある。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、光学装置前方の画角範囲にある透明部材が曇ってシステムが正しく作動しなくなる虞を抑制できる、車両用光学システムを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の態様による車両用光学システムは、車室外の情報を取得可能に設けられる光学装置と、光学装置の前面に所定の閉空間を介して設けられる透明部材と、を含んで構成される車両用光学システムであって、閉空間の透明部材内面における、光学装置の画角範囲である第１領域に設けられた防曇シートと、閉空間の透明部材内面における、光学装置の画角範囲外である第２領域に設けられ、第１領域よりも相対的に結露しやすい結露部と、を備えることを特徴とする。

この第１の態様の構成により、防曇シートによる吸湿よりも結露部による結露を優先的に行わせることができ、透明部材の曇りの原因となる閉空間に含まれる水分（水蒸気）を結露部に集中させて、防曇シートに集まる水分量を減少させることができる。よって、防曇シートが吸湿限界に達し難くなり、光学装置の前方にある第１領域（画角範囲）における防曇性が向上する。

また、本発明の第２の態様による車両用光学システムは、第１の態様において、結露部が、第１領域よりも第２領域の透明部材の厚みを薄くすることで形成される、ことを特徴とする。

この第２の態様の構成により、新たな構成を追加することなく、第１領域（画角範囲）よりも第２領域（画角範囲外）の透明部材の熱伝導性を向上させることができる。

また、本発明の第３の態様による車両用光学システムは、第１の態様において、結露部が、第１領域よりも第２領域における透明部材の被覆面積当たりの表面積を大きくすることで形成される、ことを特徴とする。

この第３の態様の構成により、新たな構成を追加することなく、第１領域（画角範囲）よりも第２領域（画角範囲外）の被覆面積当たりの透明部材における熱交換効率を向上させることができる。

また、本発明の第４の態様による車両用光学システムは、第１の態様において、透明部材が、フロントガラスの一部であることを特徴とする。

この第４の態様の構成により、フロントガラスの車室外気と車室内気とに温度差がある状況において、第１領域（画角範囲）における防曇性を向上させることができる。

以上述べたように、本発明の車両用光学システムによれば、光学装置前方の画角範囲にあるガラスなどの透明部材が曇ってシステムが正しく作動しなくなる虞を抑制できる。

本発明の一実施形態に係る車両用光学システムの概略構成図および要部拡大図 図１の車両用光学システムにおけるＡ−Ａ線断面図

［概要］
本発明の車両用光学システムは、フロントガラスなどの透明部材と光学装置と取り付け状態によって生じる閉空間に含まれる水分を、透明部材内面における光学装置の画角範囲外の領域に集中させて、光学装置の画角範囲の領域に集まる水分量を減少させる。これにより、光学装置前面の透明部材が曇ってシステムが作動しなくなる虞を抑制できる。

［車両用光学システムの構成］
図１は、本発明の一実施形態に係る車両用光学システム１の概略構成を示す図および要部を拡大した図である。図２は、図１に示した車両用光学システム１における要部拡大図のＡ−Ａ線による側面断面図である。

図１および図２において、本実施形態に係る車両用光学システム１は、透明部材１０と、光学装置２０と、防曇部３０と、結露部４０と、を備えて構成されている。

透明部材１０は、例えば、可視光を透過するウインドシールドガラスの一部である。ウインドシールドガラスは、車両２のフロントガラスであってもリアガラスであってもよい。また、透明部材１０は、ウインドシールドガラスに代えて、透明なアクリル板などであってもよい。なお、以下の実施形態では、透明部材１０がフロントガラスの一部である場合を例に挙げて（以下「フロントガラス１０」と記す）、車両用光学システム１を説明する。

光学装置２０は、例えば、フロントガラス１０の車室内側に設けられる。この光学装置２０は、車両周辺の画像を撮影するための撮像カメラおよび／または車両周辺に存在する物標を検出するためのレーザーセンサなどの光学部２１を備えており、フロントガラス１０を通して車両２の車室外前方の情報を取得可能に構成されている。光学装置２０で取得された情報は、例えば衝突回避支援などの車両に搭載される予防安全システム（図示せず）に利用される。

光学装置２０は、図２に示すように、フロントガラス１０との間に所定の閉空間Ｓを介して設けられる。閉空間Ｓは、密閉されている必要はなく、例えば閉空間Ｓの内部の空気と閉空間Ｓの外部（車室内）の空気とが積極的に循環することがない程度の隙間があっても構わない。この閉空間Ｓにおけるフロントガラス１０の内面は、第１領域ａ１と第２領域ａ２とに分けられている。

第１領域ａ１は、光学装置２０の画角範囲、具体的には撮像カメラやレーザーセンサなどの光学部２１の画角範囲にある、フロントガラス１０の内面領域である。第１領域ａ１は、ガラスに曇りなどが生じると、予防安全システムの動作に影響を及ぼす虞がある領域である。よって、この第１領域ａ１には、フロントガラス１０の曇りを抑制することができる防曇部３０が設けられている。

この防曇部３０には、例えば、吸湿性を有しかつ可視光を透過する部品である防曇シートなどを利用することができる。防曇シートは、車室内側からフロントガラス１０の第１領域ａ１に貼り付けることができる。防曇部３０は、第１領域ａ１の全体に設けられてもよいし、第１領域ａ１の一部に設けられてもよい。

第２領域ａ２は、光学装置２０の画角範囲外、具体的には撮像カメラやレーザーセンサなどの光学部２１の画角範囲外にある、フロントガラス１０の内面領域である。第２領域ａ２は、ガラスに曇りなどが生じても、予防安全システムの動作に影響を及ぼす虞がない領域である。この第２領域ａ２には、第１領域ａ１よりも相対的に結露しやすい結露部４０が設けられている。

この結露部４０は、例えば、フロントガラス１０の厚みを、第１領域ａ１よりも第２領域ａ２の方が薄くなるように形成することで、実現可能である。フロントガラス１０をこのような厚みにすれば、第１領域ａ１よりも第２領域ａ２の方が熱伝導性が向上する。よって、例えば、外気温が車室内の気温よりも低いといったガラスの曇りが生じやすい状況においては、第１領域ａ１よりも第２領域ａ２のガラス内面温度が低下するため、第２領域ａ２は第１領域ａ１よりも相対的に結露しやすくなる。

または、この結露部４０は、例えば、フロントガラス１０の被覆面積当たりの表面積を、第１領域ａ１よりも第２領域ａ２の方が大きくなるように形成することで、実現可能である。より具体的には、ガラス面に凹凸を形成して被覆面積当たりのガラス表面積を増大させる。フロントガラス１０をこのように形成すれば、第１領域ａ１よりも第２領域ａ２の方が被覆面積当たりの外気と内気との熱交換効率が向上する。よって、例えば、外気温が車室内の気温よりも低いといったガラスの曇りが生じやすい状況においては、第１領域ａ１よりも第２領域ａ２の方が温度が低下するガラス表面積が広いため、第２領域ａ２は第１領域ａ１よりも相対的に結露しやすくなる。

なお、結露部４０は、第２領域ａ２の全体に設けられてもよいし、第２領域ａ２の一部に設けられてもよい。また、結露部４０は、防曇部３０と連続して設けられてもよいし、図２に示すように防曇部３０と連続して設けられなくてもよい（つまり、結露部４０と防曇部３０との間に隙間があってもよい）。

［作用および効果］
上述のように、本発明の一実施形態に係る車両用光学システム１によれば、フロントガラスなどの透明部材１０の内面における光学装置２０の画角範囲にある第１領域ａ１に、防曇部３０を設け、かつ、光学装置２０の画角範囲外にある第２領域ａ２に、第１領域ａ１よりも相対的に結露しやすい結露部４０を設ける。

この構成により、防曇部（防曇シート）３０による吸湿よりも結露部４０による結露を優先的に行わせることができ（結露の活性化）、フロントガラスなどの透明部材１０の曇り原因となる閉空間Ｓに含まれる水分（水蒸気）を結露部４０に集中させて、防曇部３０に集まる水分量を減少させることができる。よって、防曇部３０が吸湿限界に達し難くなり、光学装置２０の前方にある第１領域ａ１における防曇性が向上する。従って、フロントガラスなどの透明部材１０の内面（第１領域ａ１）が曇って、車両用光学システム１が正しく作動しなくなる虞を抑制することができる。

また、本実施形態に係る車両用光学システム１では、結露部４０を、新たな構成を追加することなくフロントガラスなどの透明部材１０の形状（厚み、凹凸）によって実現している。このため、部品点数増によるシステムコストの上昇やシステム構造が複雑になることを回避できる。

以上、本発明を詳細に説明してきたが、上述の説明はあらゆる点において本発明の例示にすぎず、その範囲を限定しようとするものではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の改良や変形を行うことができることは言うまでもない。

本発明は、車両に搭載される光学用システムに利用可能であり、光学装置前方の画角範囲にあるフロントガラスなどの透明部材が曇ってシステムが正しく作動しなくなる虞を抑制したい場合などに有用である。

１ 車両用光学システム
２ 車両
１０ 透明部材（フロントガラス）
２０ 光学装置
２１ 光学部
３０ 防曇部（防曇シート）
４０ 結露部
Ｓ 閉空間
ａ１ 第１領域
ａ２ 第２領域

Claims (3)

1. 車室外の情報を取得可能に設けられる光学装置と、
   前記光学装置の前面に所定の閉空間を介して設けられる透明部材と、
   を含んで構成される車両用光学システムであって、
   前記閉空間の前記透明部材内面における、前記光学装置の画角範囲である第１領域に設けられた防曇シートと、
   前記閉空間の前記透明部材内面における、前記光学装置の画角範囲外である第２領域に設けられ、前記第１領域よりも相対的に結露しやすい結露部と、を備え、
   前記結露部は、前記第１領域よりも前記第２領域の前記透明部材の厚みを薄くすることで形成されることを特徴とする、車両用光学システム。
2. 車室外の情報を取得可能に設けられる光学装置と、
   前記光学装置の前面に所定の閉空間を介して設けられる透明部材と、
   を含んで構成される車両用光学システムであって、
   前記閉空間の前記透明部材内面における、前記光学装置の画角範囲である第１領域に設けられた防曇シートと、
   前記閉空間の前記透明部材内面における、前記光学装置の画角範囲外である第２領域に設けられ、前記第１領域よりも相対的に結露しやすい結露部と、を備え、
   前記結露部は、前記第１領域よりも前記第２領域における前記透明部材の被覆面積当たりの表面積を大きくすることで形成されることを特徴とする、車両用光学システム。
3. 前記透明部材は、フロントガラスの一部であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の車両用光学システム。

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