JP6879051B2 - 車載カメラ - Google Patents

Description

本開示は、車両のウインドシールドに対向するように設置される車載カメラに関する。

特許文献１には、車両のウインドシールドに取り付けられ、車両の前方に存在する歩行者および車両等を撮影する車載カメラが記載されている。
特許文献１に記載の車載カメラでは、車載カメラの撮影範囲外の景色がカメラに映り込むのを抑制するために、フードが設けられている。

特許第５７６１１００号公報

車載カメラで撮影する撮影画像に基づいて、車両の前方に存在する歩行者を認識するためには、車載カメラの撮影範囲の拡大が必要である。しかし、撮影範囲を拡大するためにレンズを大きくするとフードも大きくなってしまい、運転者の視界が制限されてしまう恐れがある。

本開示は、フードの拡大を抑制することを目的とする。

本開示の一態様は、車両のウインドシールド（ＷＳ）に対向するように車室内に固定されて、車両の前方を撮影する車載カメラ（１）であって、レンズ（４１）と、光検出部（４２ａ）と、筐体（１０）とを備える。

光検出部は、レンズを介して入射した光を検出するように構成される。筐体は、レンズおよび光検出部を収容するように構成される。
筐体は、レンズがウインドシールドに対向し、且つ、レンズの光軸がウインドシールドの内壁面に対して垂直を含む所定の角度の範囲で交わるようにウインドシールドに対向する。

そして、光検出部におけるウインドシールドの傾斜方向に沿った長さの２分の１をＶ［ｍｍ］として、レンズの焦点距離は、（Ｖ／１１．４３）以上で且つ（Ｖ／２．４８）以下である。

このように構成された本開示の車載カメラでは、レンズは、レンズの光軸がウインドシールドに対して垂直となるようにしている。このため、本開示の車載カメラは、車両の前方を撮影するためにレンズの光軸が車両の進行方向を向いている場合と比較して、レンズにおいて筐体から露出している領域でウインドシールドから最も遠い箇所と、ウインドシールドとの間の距離を短くすることができる。これにより、本開示の車載カメラは、車載カメラの撮影範囲外の景色が車載カメラに映り込むのを抑制するためのフードの拡大を抑制することができる。

なお、本開示の車載カメラでは、車両の前方に存在する歩行者を撮影することができるようにするために、レンズの焦点距離は、（Ｖ／１１．４３）以上で且つ（Ｖ／２．４８）以下であるように設定される。

従って、本開示の車載カメラは、車両の前方に存在する歩行者を撮影することを可能にすることに起因したフードの拡大を抑制することができる。
なお、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。

車載カメラ１の斜視図である。 車載カメラ１の構成を示す断面図である。 光検出部４２ａを示す平面図である。 レンズ４１の焦点距離ｆを説明する図である。 俯角が１５°であるときの車載カメラ１の配置を示す図である。 俯角が８°であるときの車載カメラ１の配置を示す図である。

以下に本開示の実施形態を図面とともに説明する。
本実施形態の車載カメラ１は、車室内においてルームミラー付近でウインドシールドに取り付けられ、車両の前方を撮影する。以下、車載カメラ１およびその構成部品の方向は、車載カメラ１がウインドシールドに取り付けられた状態の方向で示す。例えば、車載カメラ１およびその構成部品の前後方向および左右方向はそれぞれ、車両の前後方向および左右方向と一致する。

車載カメラ１は、図１に示すように、本体部３と、ブラケット５とを備える。
本体部３は、筐体１０を備える。筐体１０は、その内部にカメラの構成要素を収容する。筐体１０は、右側面１１、左側面１２、前面１３、後面１４、上面１５、下面１６、凹部上面１７、凹部右側面１８、凹部左側面１９と、突出部２０とを備える。

右側面１１および左側面１２は、台形状に形成されている。そして、右側面１１および左側面１２は、互いに平行な上底および下底のうち、短い方を上底、長い方を下底として、上底が車両の前側に位置し、下底が車両の後側に位置するように配置される。さらに、右側面１１および左側面１２はそれぞれ、車両の右側および左側となるように、且つ、車両の進行方向に沿って互いに平行な状態で対向するように配置される。

前面１３は、長方形状に形成されている。そして、長方形を構成する２本の長辺と２本の短辺とのうち、２本の短辺がそれぞれ、右側面１１の上底と、左側面１２の上底とに接続されている。

後面１４は、長方形状に形成されている。そして、長方形を構成する２本の長辺と２本の短辺のうち、２本の短辺がそれぞれ、右側面１１の下底と、左側面１２の下底に接続されている。

上面１５は、右側面１１における上側の脚に接続される辺と、左側面１２における上側の脚に接続される辺と、前面１３における上側の長辺に接続される辺と、後面１４における上側の長辺に接続される辺とで構成される長方形の平面に対して、一部を切り欠いた形状を有する。このため、上面１５は、右側面１１および左側面１２における上側の脚に沿って、車両の後側から前側へ向かうほど低くなるように傾斜している。

また上面１５には、前面１３における上側の長辺の一部分から、後面１４における上側の長辺に向かって、前面１３から後面１４に向かうほど、車幅方向（すなわち、左右方向）の幅が狭くなる切欠部１５ａが形成されている。

凹部上面１７は、切欠部１５ａの下方に形成された平面であり、切欠部１５ａと同じように、前面１３から後面１４に向かうほど車幅方向の幅が狭くなるように形成されている。また凹部上面１７は、上面１５よりも緩やかに、車両の後側から前側へ向かうほど低くなるように傾斜している。

凹部右側面１８は、切欠部１５ａにおける右側の辺と、凹部上面１７における右側の辺との間に配置される平面である。凹部左側面１９は、切欠部１５ａにおける左側の辺と、凹部上面１７における左側の辺との間に配置される平面である。

凹部上面１７、凹部右側面１８および凹部左側面１９により、上面１５に対して窪んだ凹部２５が形成される。
突出部２０は、直方体状に形成されており、凹部上面１７における後側の端部から上面１５の切欠部１５ａへ向かって延びる。そして、突出部２０を構成する直方体の上面２０ａは、上面１５より高くなるように配置される。この上面２０ａには、カメラのレンズ４１が設置される。

また筐体１０は、右取付突起２１、左取付突起２２および前取付突起２３を備える。右取付突起２１、左取付突起２２および前取付突起２３はそれぞれ、右側面１１、左側面１２および前面１３から突出する突起である。

本体部３は、ブラケット５により、車両のウインドシールドＷＳに取り付けられる。なお、ウインドシールドＷＳは、図１では図示されておらず、図２で図示されている。
ブラケット５は、天板３１と、後板３２と、右側取付部３３と、左側取付部３４と、前側取付部３５とを備える。

天板３１は、ウインドシールドＷＳに貼り付けられる板状部材である。天板３１は、上面１５の上方において上面１５とほぼ平行となるように配置される。天板３１は、上面１５の全体を覆うように配置された長方形の平面に対して凹部上面１７と突出部２０とが露出するように一部を切り欠いた形状を有する。

後板３２は、後面１４の一部と対向するように天板３１の後側の端部から下方に向かって延びる長方形状の板状部材である。
右側取付部３３は、右側面１１の一部と対向するように天板３１の右側の端部から下方に向かって延びるＬ字状部材である。

左側取付部３４は、左側面１２の一部と対向するように天板３１の左側の端部から下方に向かって延びるＬ字状部材である。
前側取付部３５は、前面１３の一部と対向するように天板３１の前側の端部から下方に向かって延びて、内部に貫通孔が形成された長方形状の板状部材である。

そして、天板３１がウインドシールドＷＳに貼り付けられた状態で、右側取付部３３および左側取付部３４をそれぞれ右取付突起２１および左取付突起２２に引っ掛け、前側取付部３５の貫通孔内に前取付突起２３を挿入する。これにより、一端が後板３２の内側に固定された図示しない板ばねが、筐体１０の後面１４を前側へ付勢する。このため、本体部３にガタつきを生じさせることなく、本体部３をブラケット５に固定することができる。

図２に示すように、筐体１０は、レンズ４１と、イメージャ４２と、基板４３とを収容する。
レンズ４１は、車両前方の広角度の範囲から前方監視の対象となる対象物を撮影するための光を取り込むために、少なくともその一部が突出部２０の上面２０ａから突出するように設置されている。レンズ４１は、中心射影方式を採用した広角レンズである。

イメージャ４２は、平面状に配列された複数の受光素子で構成されたＣＣＤイメージセンサまたはＣＭＯＳイメージセンサを備え、レンズ４１を介して得られた像を撮影し、この撮影した画像を表す画像データを出力する。イメージャ４２は、レンズ４１の光軸ＡＸ上に配置される。

基板４３は、イメージャ４２と、イメージャ４２から出力された画像データを用いて対象物を認識するための演算処理を行うマイクロコンピュータ４４とを表面に実装している。

また本体部３は、ウインドシールドＷＳに対して、レンズ４１の光軸ＡＸが垂直となるようにブラケット５により固定される。
車載カメラ１は、さらに、フード７を備える。フード７は、台形状の底面と、台形状の底面の底辺以外の二辺から突出した２つの側面とを有する樹脂製の部材である。フード７は、レンズ４１より前方で且つレンズ４１の画角範囲外に位置するように配置される。これにより、レンズ４１の画角範囲外の景色がレンズ４１へ映り込むのを抑制する。

そして、レンズ４１の焦点距離ｆは、下式（１）に示す範囲を満たすように設定されている。なお、下式（１）におけるＶ［ｍｍ］は、図２と図３に示すように、イメージャ４２において複数の受光素子によって矩形状に形成されている光検出部４２ａにおけるウインドシールドＷＳの傾斜方向Ｄｔに沿った長さの２分の１である。

Ｖ／１１．４３ ≦ ｆ ≦ Ｖ／２．４８ ・・・（１）
レンズ４１の焦点距離ｆは、車載カメラ１が搭載される車両（以下、搭載車両）の高さと、搭載車両のウインドシールドＷＳの傾斜角度とに応じて、搭載車両の前方に存在する歩行者を車載カメラ１が撮影することができるように設定される。

なお、図４に示すように、レンズ４１の画角範囲の２分の１の角度をθとすると、レンズ４１の焦点距離ｆは、下式（２）で表される。
ｆ ＝ Ｖ／ｔａｎθ ・・・（２）
そして、搭載車両の高さが大きく、且つ、ウインドシールドＷＳの傾斜角度が２０°である場合において、搭載車両の前方に存在する歩行者を車載カメラ１が撮影することができるときの俯角を、図５に示すように、１５°とした。このときの角度θは８５°であり、上式（２）より、レンズ４１の焦点距離ｆはＶ／１１．４３（＝Ｖ／ｔａｎ（８５°））である。

一方、搭載車両の高さが小さく、且つ、ウインドシールドＷＳの傾斜角度が３０°である場合において、搭載車両の前方に存在する歩行者を車載カメラ１が撮影することができるときの俯角を、図６に示すように、８°とした。このときの角度θは６８°であり、上式（２）より、レンズ４１の焦点距離ｆはＶ／２．４８（＝Ｖ／ｔａｎ（６８°））である。

上式（１）は、図５に示す角度θを最大値とし、図６に示す角度θを最小値とした場合における焦点距離ｆの範囲を示している。
このように構成された車載カメラ１は、車両のウインドシールドＷＳに対向するように車室内に固定されて、車両の前方を撮影する。そして車載カメラ１は、レンズ４１と、光検出部４２ａと、筐体１０とを備える。

光検出部４２ａは、レンズ４１を介して入射した光を検出する。筐体１０は、レンズ４１および光検出部４２ａを収容する。
筐体１０は、レンズ４１がウインドシールドＷＳに対向し、且つ、レンズ４１の光軸ＡＸがウインドシールドＷＳの内壁面に対して垂直となるようにウインドシールドＷＳに対向する。

そして、光検出部４２ａにおけるウインドシールドＷＳの傾斜方向Ｄｔに沿った長さの２分の１をＶ［ｍｍ］として、レンズ４１の焦点距離ｆは、（Ｖ／１１．４３）以上で且つ（Ｖ／２．４８）以下である。

このように車載カメラ１では、レンズ４１は、レンズ４１の光軸ＡＸがウインドシールドＷＳに対して垂直となるようにしている。このため、車載カメラ１は、車両の前方を撮影するためにレンズ４１の光軸ＡＸが車両の進行方向を向いている場合と比較して、レンズ４１において筐体１０から露出している領域でウインドシールドＷＳから最も遠い箇所と、ウインドシールドＷＳとの間の距離Ｄｗｌを短くすることができる。なお、距離Ｄｗｌは、図２で図示されている。これにより、車載カメラ１は、車載カメラ１の撮影範囲外の景色が車載カメラ１に映り込むのを抑制するためのフード７の拡大を抑制することができる。

なお、車載カメラ１では、車両の前方に存在する歩行者を撮影することができるようにするために、レンズ４１の焦点距離ｆは、（Ｖ／１１．４３）以上で且つ（Ｖ／２．４８）以下であるように設定される。

従って、車載カメラ１は、車両の前方に存在する歩行者を撮影することを可能にすることに起因したフード７の拡大を抑制することができる。
また、筐体１０は、光検出部４２ａと、光検出部４２ａの検出結果を用いて演算処理を行うマイクロコンピュータ４４とを搭載する基板４３を収容する。これにより、光検出部４２ａとマイクロコンピュータ４４とを一体化することができ、本体部３を構成する部品数を低減することができる。

以上、本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができる。
［変形例１］
例えば上記実施形態では、筐体１０は、レンズ４１がウインドシールドＷＳに対向し、且つ、レンズ４１の光軸ＡＸがウインドシールドＷＳの内壁面に対して垂直となるようにウインドシールドＷＳに対向する形態を示した。しかし、上記実施形態ではレンズの光軸をウインドシールドに対して垂直となるように構成したが、本発明はこれに限られるものではなく、レンズの光軸とウインドシールドの内壁面との交わる角度は、本開示の目的とする効果を奏するように適宜設計される「垂直を含む所定の角度の範囲」から選定されてもよく、例えば８５°以上９０°未満の、いわゆる「略垂直」となるように構成してもよいことは言うまでもない。

［変形例２］
また上記実施形態では、筐体１０がブラケット５を介してウインドシールドＷＳに固定されるものを示した。しかし、レンズの光軸がウインドシールドの内壁面に対して垂直を含む所定の角度の範囲で交わるようにウインドシールドに対向するのであれば、筐体１０はウインドシールドＷＳに固定されていなくてもよく、筐体１０は車室内の部材に取り付けられていてもよい。

また、上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素に分担させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に発揮させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加、置換等してもよい。なお、特許請求の範囲に記載の文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。

１…車載カメラ、１０…筐体、４１…レンズ、４２ａ…光検出部

Claims (4)

1. 車両のウインドシールド（ＷＳ）に対向するように車室内に固定されて、前記車両の前方を撮影する車載カメラ（１）であって、
   レンズ（４１）と、
   前記レンズを介して入射した光を検出するように構成された光検出部（４２ａ）と、
   前記レンズおよび前記光検出部を収容するように構成された筐体（１０）とを備え、
   前記筐体は、前記レンズが前記ウインドシールドに対向し、且つ、前記レンズの光軸が前記ウインドシールドの内壁面に対して垂直を含む所定の角度の範囲で交わるように前記ウインドシールドに対向し、
   前記光検出部における前記ウインドシールドの傾斜方向に沿った長さの２分の１をＶ［ｍｍ］として、前記レンズの焦点距離は、（Ｖ／１１．４３）以上で且つ（Ｖ／２．４８）以下である車載カメラ。
2. 請求項１に記載の車載カメラであって、
   前記光検出部は、複数の受光素子が平面状に配列されて形成されている車載カメラ。
3. 請求項１または請求項２に記載の車載カメラであって、
   前記レンズは、前記筐体から前記レンズの少なくとも一部が突出するように前記筐体に設置されている車載カメラ。
4. 請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の車載カメラであって、
   前記筐体は、前記光検出部と、前記光検出部の検出結果を用いて演算処理を行うマイクロコンピュータ（４４）とを搭載する基板（４３）を収容する車載カメラ。

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