JP6618222B2 - カメラ装置を自動車に装着する装置 - Google Patents

Description

関連出願

本出願は、２０１６年１月２９日付けの米国特許出願第１５／０１０，３２５号、名称「カメラ装置を自動車に装着する装置（APPARATUSES FOR MOUNTING CAMERA
ARRANGEMENTS ON MOTOR VEHICLES）」の利益を主張し、その全体を参照により本明細書に援用する。

技術分野は、概して、自動車用のカメラシステムに関し、より詳細には、例えばステレオカメラ装置（stereo-camera arrangement）などのカメラ装置を自動車に装着する装置に関する。

近年、自動車に装着されたカメラを含む車両運転支援システムが提案されてきている。これらのシステムの多くでは、カメラは、車両走行方向、例えば前進方向の前方データを収集して、安全に関する情報を運転者に提供し、並びに／あるいは車両制御動作などを自動的に実施するのを容易にする。

従来、カメラハウジングを含む装着構造は、自動車の所定位置、例えば前方に面する位置でカメラを支持するために使用されている。例えば、装着構造は、カメラを前方に向けて自動車の前面ガラス（front windshield）の裏側（例えば、車両の内部に面する側）に１つ以上のカメラを装着して、車両走行方向の前方データを収集するために使用することができる。

ステレオカメラ（例えば、一方のカメラを自動車の左側に近接して配置し、他方のカメラを右側に近接して配置した、例えば前面ガラスの裏側に装着することができる、一対のカメラを有するカメラ装置）を使用して、距離測定値などを得ることができる。カメラハウジング、中でもステレオカメラ用のものは、特にカメラの光学中心線が平行であるようにカメラがキャリブレーションされた後は、非常に厳密な許容差を有する。左右のカメラの互いに対する相対位置は、光学中心線の平行を維持するため、事実上常に一定のままでなければならない。温度変化によるカメラハウジングの拡張及び収縮は、左右のカメラの相対位置が変化し、それらの光学中心線が平行でなくなった場合に問題になり得る。それに加えて、傾き、ぐらつきなどを実質的に起こすことなくカメラが安定したままであるようにして、カメラを自動車に、例えば車両のフロントガラス（windshield）の裏側に取り付ける必要がある。かかる取付け手段は単純であるべきであり、好ましくは、カメラハウジングを自動車に固定する際に、カメラの光学中心線の平行を妨げることがあるような、特別なツールを何ら要さず、並びに／あるいはカメラハウジングが変形しない。したがって、問題点の１つ以上に対処することができる、カメラ装置を自動車に装着する装置を提供することが必要とされている。

本明細書では、カメラ装置を自動車に装着する装置が提供される。例示的な実施形態では、カメラ装置を自動車に装着する装置はカメラハウジングを含む。カメラハウジングは、カメラ装置を所定位置で保持するように構成された本体を含む。３アタッチメント機構の構成（3-attachment feature arrangement）は、本体に連結され、本体を自動車に装着するように構成される。３アタッチメント機構の構成は、第１の長手方向中心線を有する第１のアタッチメント機構を含む。第２のアタッチメント機構は第２の長手方向中心線を有する。第３のアタッチメント機構は第３の長手方向中心線を有する。第２及び第３の長手方向中心線は共通の中心線を規定するように位置合わせされており、第１の長手方向中心線は、第２のアタッチメント機構と第３のアタッチメント機構との間の中点に近接して共通の中心線と交差する。

別の例示的な実施形態では、カメラ装置を自動車に装着する装置が提供される。装置は、第１のカメラ及び第２のカメラを含むステレオカメラ装置として構成されたカメラ装置を含む。カメラハウジングは、第１のカメラを第２のカメラから横方向に離隔させて保持する本体を含む。３アタッチメント機構の構成は、本体に連結され、本体を自動車に装着するように構成される。３アタッチメント機構の構成は、第１の長手方向中心線を有する第１の前方アタッチメント機構を含む。第２の後方アタッチメント機構は第２の長手方向中心線を有し、第３の後方アタッチメント機構は第３の長手方向中心線を有する。第１、第２、及び第３の長手方向中心線は実質的に共面であり、第２及び第３の後方アタッチメント機構は、第１及び第２のカメラの概ね内側に配設されている。

別の例示的な実施形態では、カメラ装置を自動車に装着する装置が提供される。装置はカメラハウジングを含む。カメラハウジングは、カメラ装置を所定位置で保持するように構成された本体を含む。３ピン構成は、本体に連結され、自動車のフロントガラス上に又は近接して装着されるフロントガラスブラケットに付着するように構成される。３ピン構成は、第１の長手方向中心線に沿って概ね前方方向に延在する第１の前方ピンを含む。第２の後方ピン及び第３の後方ピンは、第１の前方ピンから実質的に等距離で離間される。第２の後方ピン及び第３の後方ピンはそれぞれ、前進方向を概ね横断する共通の後方中心線に沿って延在する。３ピン構成は、第１の前方ピンが上下及び左右の相対移動を実質的に防ぎながら、第１の前方ピンとフロントガラスブラケットとの間の限定された前後の相対移動を可能にするように、フロントガラスブラケットと協働するように構成されている。第２及び第３の後方ピンは、上下及び前後の相対移動を実質的に防ぎながら、フロントガラスブラケットと第２の後方ピン及び第３の後方ピンそれぞれとの間の限定された左右の相対移動を可能にする。

本発明の更なる目的、特徴、及び利点は、以下の説明及び添付の特許請求の範囲を添付図面と併せて考察することにより、本発明が関係する分野の当業者には明白となるであろう。

本明細書に記載する図面は、単に例示のためのものであり、いかなる形でも本開示の範囲を限定しようとするものではない。

例示的な実施形態による、自動車のフロントガラスの裏側に装着されたカメラ装置を有する装置を示す斜視図である。

例示的な実施形態による、カメラ装置を含む装置を示す上面斜視図である。

例示的な実施形態による、カメラ装置及びフロントガラス装着ブラケットを含む装置を示す上面斜視図である。

例示的な実施形態による、フロントガラス装着ブラケットの後面斜視図である。

例示的な実施形態による、カメラ装置及びフロントガラス装着ブラケットを含む装置を示す後面斜視図である。

別の例示的な実施形態による、カメラ装置を含む装置を示す上面斜視図である。

以下の説明は、本質的に単なる例示であり、本開示又はその応用若しくは用途を限定しようとするものではない。

ここで図面を参照すると、図１は、例示的な実施形態による、自動車１４のフロントガラス１２の裏側に装着された装置１０を示している。図示されるように、装置１０は、バックミラー１６の直ぐ前方で、フロントガラス１２の上側中央部の裏側に装着される。装置１０は、車両走行方向（例えば、前進方向１７）のデータを収集するように、カメラ装置１８を定位置で支えるように構成される。一例では、カメラ装置１８は、走行中に前方道路環境の画像を収集し、画像信号を画像処理部１９に提供し、そこで画像信号を、１つ以上の他のデバイス及び／又は制御部が運転支援に使用することができる、距離データなどの様々な種類の前方データへと変換する。

例示的な実施形態では、カメラ装置１８は、第１のカメラ２０及び第２のカメラ２２という一対のカメラを有するステレオカメラ装置として構成される。カメラ２０及び２２は、互いから横方向に離隔され、所定位置で、例えば前進方向１７に概ね面して支持される。

図２〜図３もまた参照すると、カメラ２０及び２２は、実質的に平行である、対応する光学中心線２４及び２６を有する。本明細書で使用するとき、「実質的に」という用語は、言及される特定の構成要素、アセンブリ、及び／又は部品の従来の製造及び／又は運用許容差内にあることを意味するものと理解される。カメラ２０及び２２はそれぞれ、自動車１４の左側（例えば、運転席側）及び右側（例えば、助手席側）に近接して配置される。

例示的な実施形態では、装置１０は、カメラ装置１８を支えて保持するカメラハウジング２８を含む。更に詳細に後述するように、カメラハウジング２８は、フロントガラス１２上に、又はフロントガラス１２に近接して装着されるフロントガラスブラケット３０に直接取り付けられる。

図２を参照すると、カメラハウジング２８は、カメラ装置１８を所定位置で支持する本体３２を含む。本体３２は、上側パネル３４と、例えば締結具３７を使用して周縁部分３８に沿って上側パネル３４に連結されている、下側パネル３６とを含む（図５もまた参照）。上側パネル３４及び下側パネル３６は併せて、有壁の封入構造としての本体３２を画成し、その構造の内容積４０は、カメラ装置１８の少なくとも一部分、並びに任意の関連する配線、電気バス、電気的相互接続、及び／又はカメラ装置１８の動作及び／又はカメラ装置１８と画像処理部１９（図１に示す）との間の通信を可能にする、他の関連するデバイス若しくは周辺機器を収容する。

図示される実施形態では、本体３２の有壁の封入構造は概ねＬ字形の構造を有し、概ね水平の基部４２と、概ね水平の基部４２から垂直に延在し、カメラ装置１８を所定位置で保持する概ね垂直の壁構造４４とを備える。特に、概ね垂直の壁構造４４は、カメラ２０を支える左側部分４６（例えば、運転席側）と、カメラ２２を支える右側部分４８（例えば、助手席側）とを有する。

カメラ２０及び２２とそれらに対応する概ね垂直の壁構造４４の左側部分４６及び右側部分４８との間には、概ね後進方向５２に上昇する傾斜で垂直に延在する、複数の補強リブ５０が配設される。更に詳細に後述する利点の中でも特に、補強リブ５０は、カメラハウジング２８の有壁の封入構造に更なる剛性を提供して、カメラ２０及び２２の光学中心線２４及び２６の間の平行を維持するのが容易になるように、カメラ装置１８を安定して保持するのを容易にする。それに加えて、カメラハウジング２８は、カメラ装置１８を安定して保持し、装置１０が温度変化に晒されたときでさえもカメラ２０及び２２の間の次元的関係を維持するのを助けて、光学中心線２４及び２６の間の平行の維持を更に改善するように、アルミニウム合金などの高い剛性及び高い熱伝導率を有する材料で形成することができる。

例示的な実施形態では、カメラハウジング２８はまた、本体３２を自動車１４（図１に示す）に装着されるフロントガラスブラケット３０（図３〜図５に示す）に直接連結する、３アタッチメント機構の構成５４を含む。特に、３アタッチメント機構の構成５４は、アタッチメント機構５６（例えば、前方アタッチメント機構）と、アタッチメント機構５８及び６０（例えば、後方アタッチメント機構）とを含む。図示されるように、アタッチメント機構５６は、本体３２の水平基部４２の前縁部（例えば、前縁部の中央部分に又はそれに近接）から概ね前進方向１７に延在する、カメラ装置１８の概ね前方に配設される。アタッチメント機構５８及び６０は、前進方向１７を概ね横断する方向に延在する、カメラ装置１８の概ね後方に配設される。この例では、更に延長された補強リブ７０、７２、７４、７６は、それらに隣接する補強リブ５０を超えて延在し、アタッチメント機構５８及び６０の端部に、また本体３２上方のカメラ２０及び２２の概ね内側で本体３２に連結する。あるいは、アタッチメント機構５８及び６０は独立して開放端部を有してもよく、例えば、更に延びる補強リブ７０又は７２の一方のみがアタッチメント機構５８の端部の１つに連結され、並びに／あるいは更に延びる補強リブ７４又は７６の一方のみがアタッチメント機構６０の端部の１つに連結される。

例示的な実施形態では、アタッチメント機構５６、５８、及び６０はそれぞれ、その各々の長手方向中心線６２、６４、又は６６（例えば、長手方向中心軸）に沿って延在する、概ね細長い円筒形状を有するピンなどの雄機構（positive feature）として構成される。図示されるように、アタッチメント機構５８及び６０は位置合わせされ、それによって対応する長手方向中心線６４及び６６も位置合わせされて、前進方向１７を概ね横断する共通の中心線６８（例えば、共通の後方中心線）を形成する。一実施形態では、長手方向中心線６２、６４、及び６６は実質的に共面である。別の実施形態では、長手方向中心線６２は、アタッチメント機構５８及び６０の間の中点７８に近接して共通の中心線６８と交差する。更に別の実施形態では、長手方向中心線７２は共通の中心線６８に対して垂直である。例えば、アタッチメント機構５８（例えば、ピン）及びアタッチメント機構６０（例えば、ピン）は、長手方向中心線６２が共通の中心線６８に対して垂直であり、中点７８又はそれに近接して交差するようにして、アタッチメント機構５６（例えば、ピン）から実質的に等距離で離隔されてもよい。

図２〜図５を参照すると、例示的な実施形態では、カメラハウジング２８は、３アタッチメント機構の構成５４を介してフロントガラスブラケット３０に直接取り付けられる。特に、フロントガラスブラケット３０は、フロントガラス１２（図１に示す）に装着する上面８６と、上面８６と反対側の下面８８とを有する。フロントガラスブラケット３０は、開口部８２を画成する外側プレート８０と、開口部８２内に配設される調節可能なプレート８４とを含む。フロントガラスブラケット３０は、フロントガラス１２に直接装着することができる調節可能なプレート８４の上面８６が、フロントガラス１２に対して所望されるようにカメラハウジング２８の位置を調節するように、外側プレート８０の上面８６と実質的に平面又は非平面に（例えば、傾斜して）調節できるように構成されている。

外側プレート８０の下面８８上に又はそれに隣接して、カメラハウジング２８をフロントガラスブラケット３０に連結する３アタッチメント機構の構成５４を捕捉する、３アタッチメント機構の受入れ構成９０がある。特に、３アタッチメント機構の受入れ構成９０は、外側プレート８０の下面８８に沿って位置付けられ、アタッチメント機構５６、５８、及び６０をそれぞれ受け入れ、保定するように構成された、アタッチメント受入れ機構９２、９４、及び９６を含む。一例では、アタッチメント受入れ機構９２は外側プレート８０の前方部分９８に沿って位置付けられ、アタッチメント受入れ機構９４及び９６は、横方向に位置合わせされ、外側プレート８０の後方部分１００に沿って位置付けられる。

例示的な実施形態では、アタッチメント受入れ機構９２、９４、及び９６はそれぞれ、溝１０２が形成されたクランプとして構成され、その溝は、外側プレート８４の下面８８に又はそれに隣接して形成された、対応するアタッチメント機構５６、５８、又は６０（例えば、雄機構若しくはピン）を受け入れる、対向する溝１０４と整列する。それに加えて、アタッチメント受入れ機構９２、９４、及び９６はそれぞれ、アタッチメント受入れ機構９２、９４、及び９６を外側プレート８０に取り付けることによって、対応するアタッチメント機構５６、５８、又は６０が溝１０２及び１０４内に位置付けられたときに、アタッチメント機構５６、５８、又は６０に締付け力を加えるのに使用される、締結具１０６を含んでもよい。あるいは、アタッチメント受入れ機構９２、９４、及び／又は９６と、対応するアタッチメント機構５６、５８、及び／又は６０とは協働するように構成されるので、アタッチメント機構５６、５８、及び／又は６０は、締結具１０６を何も使用せずに、アタッチメント受入れ機構９２、９４、及び／又は９６にスナップ嵌めされるか別の形でそれに連結する。

例示的な実施形態では、カメラハウジング２８がフロントガラスブラケット３０に直接取り付けられると、アタッチメント受入れ機構９２、溝１０２及び１０４、並びにアタッチメント機構５６が協働して、アタッチメント機構５６の上下及び左右の相対移動（例えば、前進方向１７及び後進方向５２を横断する相対移動）を実質的に防ぎながら、アタッチメント機構５６とフロントガラスブラケット３０との間の限定された前後の相対移動（例えば、前進方向１７及び後進方向５２に沿った相対移動）を可能にする。同様に、アタッチメント受入れ機構９４及び９６、溝１０２及び１０４、並びにアタッチメント機構５８及び６０が協働して、アタッチメント機構５８及び６０の上下及び前後の相対移動を実質的に防ぎながら、フロントガラスブラケット３０とそれぞれのアタッチメント機構５８及び６０との間の限定された左右の相対移動を可能にする。別の例示的な実施形態では、カメラハウジング２８がフロントガラスブラケット３０に直接取り付けられると、アタッチメント機構５６は、軸６２を中心にして（例えば、その周りで）回転すると共に、左右の相対移動を防止又は限定することができ、一方で後方アタッチメント機構５８及び６０は、軸６２を中心にした回転を防ぎ、更に前後の相対移動を防止又は限定する。

一例では、アタッチメント機構５６は、上下及び左右の相対移動が実質的に防止されると共に、アタッチメント機構５６とフロントガラスブラケット３０との間の約±５ｍｍ以下、例えば約±２ｍｍの距離の限定された前後の相対移動を可能にする。別の例では、アタッチメント機構５８及び６０は、上下及び前後の相対移動が実質的に防止されると共に、フロントガラスブラケット３０とそれぞれのアタッチメント機構５８及び６０との間の約±５ｍｍ以下、例えば約±２ｍｍの距離の限定された左右の相対移動を可能にする。

有利には、アタッチメント機構５６とフロントガラスブラケット３０との間の限定された前後の相対移動、並びにフロントガラスブラケット３０とそれぞれのアタッチメント機構５８及び６０との間の限定された左右の相対移動を可能にすることによって、著しい応力（例えば、反応力）を蓄積することなく、また歪むことなく、カメラハウジング２８が温度変化と共に拡張又は収縮することができるので、カメラ２０及び２２の次元的関係が実質的に維持されることが見出されている。例示的な実施形態では、このことは、装置１０が温度変化に晒されたときでも、カメラ２０及び２２の光学中心線２４及び２６の間の平行を維持する助けとなる（例えば、ステレオキャリブレーション）。

特に、装置１０の温度は、気候及び／又はカメラ温度及び／又は車内温度によって変化することがある。例示的な実施形態では、他の複数アタッチメント機構の構成、例えば４ピンアタッチメント機構の構成などに対する３アタッチメント機構の構成５４の利点は、４ピン以上のアタッチメント機構の構成が、フロントガラスブラケット３０に十分に連結されない１つ以上のピンアタッチメント機構を有し得るのに対して、３アタッチメント機構の構成５４の各アタッチメント機構が、フロントガラスブラケット３０と密接に接触する（例えば、厳密な許容差を有する）点である。別の例示的な実施形態では、有利には、３アタッチメント機構の構成５４がフロントガラスブラケット３０に取り付けられるか又はスナップ嵌めされたとき、ピンとアタッチメント機構との間の許容差によって、所与の軸それぞれである程度の相対移動が可能になり、したがって、ある温度範囲にわたってカメラ間の適切なキャリブレーションを維持したまま、著しい応力を蓄積することなくアセンブリのある程度の拡張及び／又は収縮の自由度が許容されるが、これらのアタッチメント機構が剛直に接続されていた場合、カメラハウジング２８は温度変化によって変形する可能性があり、カメラのミスキャリブレーション（例えば、ミスアラインメント）につながる。それに加えて、例示的な実施形態では、３アタッチメント機構の構成５４によって、自動車１４（例えば、フロントガラス１２及び／又はフロントガラスブラケット３０）に対する簡単でしっかりした取付けが可能になる。

図６を参照すると、前方アタッチメント機構５６と、後方アタッチメント機構５８及び６０とは、本明細書に記載する例示的な実施形態にしたがって、様々な自動車の設計及び様式に適応するように再構成されてもよい。例えば、図示されるように、後方アタッチメント機構５８及び６０は、カメラハウジング２８の本体３２の左側部分４６及び右側部分４８から直接横方向に延在して、カメラ装置１８の外部に位置付けられてもよい。それに加えて、例えば、下側シールド２００が、グレア及び／又は光反射を防止若しくは低減する助けとするため、例えばカメラ装置１８の視界窓に隣接して本体３２に取り付けられてもよい。代替の構成もまた可能であり、本明細書に記載する例示的な実施形態の範囲内にある。

当業者であれば容易に理解するように、以上の説明は本発明の原理の実現例を例証するものである。本記述は、本発明が、以下の特許請求の範囲にて定義される本発明の精神を逸脱することなく、修正形態、変形形態、及び変更形態を許容するという点において、本発明の範囲又は応用を限定することを意図するものではない。

Claims (12)

1. カメラ装置を自動車に装着する装置であって、
   第１のカメラ及び第２のカメラを備えるステレオカメラ装置として構成されたカメラ装置と、
   カメラハウジングを備え、
   前記カメラハウジングが、前記第１のカメラを前記第２のカメラから横方向に離隔させて保持する本体と；前記本体に連結され、前記本体を前記自動車に装着するように構成された３アタッチメント機構とを備え、
   前記３アタッチメント機構が、第１の長手方向中心線を有する第１のアタッチメント機構と；第２の長手方向中心線を有する第２のアタッチメント機構と；第３の長手方向中心線を有する第３のアタッチメント機構と、を備え、
   前記第２及び第３の長手方向中心線が共通の中心線を規定するように位置合わせされ、前記第１の長手方向中心線が、前記第２のアタッチメント機構と前記第３のアタッチメント機構との間の中間付近で前記共通の中心線と交差する、装置。
2. 前記第１のアタッチメント機構が、前記ハウジングの前後方向の移動を一定の範囲で許容しながら、上下方向及び横方向の移動を規制し、
   前記第２及び第３のアタッチメント機構が、前記ハウジングの横方向の移動を一定の範囲で許容しながら、上下方向及び前後方向の移動を規制するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記第１の長手方向中心線が前記共通の中心線に対して垂直である、請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記第１のアタッチメント機構が前記第１の長手方向中心線に沿って概ね前進方向に延在する、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の装置。
5. 前記第２及び第３のアタッチメント機構が、前記前進方向を横断して前記共通の中心線に沿って延在する、請求項４に記載の装置。
6. 前記第２及び第３のアタッチメント機構が前記第１及び第２のカメラの概ね内側に配設されている、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の装置。
7. 前記自動車のフロントガラス上に又は近接して装着されるフロントガラスブラケットを更に備え、前記３アタッチメント機構が前記フロントガラスブラケットに取り付けられている、請求項１乃至６の何れか１項に記載の装置。
8. 前記３アタッチメント機構は、前記第１のアタッチメント機構が上下及び左右の相対移動を実質的に防ぎながら、前記第１のアタッチメント機構と前記フロントガラスブラケットとの間の限定された前後の相対移動を可能にし、また前記第２及び第３の後方前方アタッチメント機構が上下及び前後の相対移動を実質的に防ぎながら、前記フロントガラスブラケットと前記第２のアタッチメント機構及び前記第３のアタッチメント機構との間の限定された左右の相対移動を可能にするようにして、前記フロントガラスブラケットに取り付けられている、請求項７に記載の装置。
9. 前記３アタッチメント機構は、前記第１のアタッチメント機構が前記フロントガラスブラケットとの間の約±２ｍｍの距離の限定された前後の相対移動を可能にするようにして、前記フロントガラスブラケットに取り付けられている、請求項８に記載の装置。
10. 前記３アタッチメント機構は、前記第２及び第３のアタッチメント機構が前記フロントガラスブラケットとの間の約±２ｍｍの距離の限定された左右の相対移動を可能にするようにして、前記フロントガラスブラケットに取り付けられている、請求項８に記載の装置。
11. カメラ装置を自動車に装着する装置であって、
    第１のカメラ及び第２のカメラを備えるステレオカメラ装置として構成されたカメラ装置と、
    カメラハウジングと、を備え、該カメラハウジングが、
    前記第１のカメラを前記第２のカメラから横方向に離隔させて保持する本体と、
    前記本体に連結され、前記本体を前記自動車に装着するように構成された３アタッチメント機構と、を備え、前記３アタッチメント機構が、
    前記ステレオカメラ装置の前方に配設され、第１の長手方向中心線を有する第１の前方アタッチメント機構と、
    前記ステレオカメラ装置の後方に配設され、第２の長手方向中心線を有する第２の後方アタッチメント機構と、
    前記ステレオカメラ装置の後方に配設され、第３の長手方向中心線を有する第３の後方アタッチメント機構と、を備え、前記第１、第２、及び第３の長手方向中心線が同一面上に位置し、前記第２及び第３の長手方向中心線が共通の後方中心線を規定し、前記第１の長手方向中心線が、前記第２の後方アタッチメント機構と前記第３の後方アタッチメント機構との中間点で前記共通の後方中心線と交差することを特徴とする装置。
12. 前記第２及び第３の後方アタッチメント機構が前記第１及び第２のカメラの内側に配設されている、請求項１１に記載の装置。

Images