JP6937923B2

JP6937923B2 - 車載カメラ装置

Info

Publication number: JP6937923B2
Application number: JP2020539940A
Authority: JP
Inventors: 昌彦片山; 成晃竹原; 智能小城戸
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2018-08-30
Filing date: 2018-08-30
Publication date: 2021-09-22
Anticipated expiration: 2038-08-30
Also published as: DE112018007944T5; CN112585036B; WO2020044484A1; US11509800B2; DE112018007944B4; JPWO2020044484A1; US20210136269A1; CN112585036A

Description

本願は、車載カメラ装置に関するものである。

車両のフロントガラスの内側に車載カメラ装置を設置し、当該車載カメラ装置による撮像画像に基づいて車両の前方に存在する人、あるいは車両等を認識する技術が知られている。
この種の車載カメラ装置として、例えば特許文献１に、車載カメラとフロントガラスとの間に熱伝導部材を設け、フロントガラスの内側に設置されたカメラ装置の冷却を促進し、かつ、フロントガラスにおけるカメラ装置の前方に位置する部分の曇りを抑制する技術が開示されている。

特許文献１に開示された車載カメラ装置によれば、車載カメラとフロントガラスとの間に熱伝導部材を設けることにより、自車両外の環境が高温のとき（例えば、炎天下において太陽光が照りつけるとき）は、自車両の走行に伴う風を受けて冷却されたフロントガラスにより、車載カメラの熱が熱伝導部材を介して奪われるため、車載カメラの冷却が促進される。また、自車両外の環境が低温のとき（例えば冬季）は、車載カメラのレンズ前方に位置するフロントガラスの部分が曇りやすいが、内部発熱により温められた車載カメラの熱が熱伝導部材を介してフロントガラスへ伝導されてフロントガラスが温められ、曇りが抑制される。

特開２０１６−７８８０７号公報

しかし、車載カメラと例えばフロントガラスとの間に熱伝導部材を設けたとしても、車載カメラの自然空冷での放熱能力には限界があり、車載カメラの小型化にも限界が生じる。
また、結露の抑制では車載カメラの内部発熱によりガラスを温めるもので、車載カメラ内部での発熱が車載カメラの筐体に伝わり、さらに熱伝導部材を介して例えばフロントガラスまで熱移動が必要であって、フロントガラスが温まり、曇りが抑制されるまで時間がかかるという課題がある。
他方、熱伝導部材とは別に結露の抑制のためのヒーターを設置すれば、曇りが抑制されるまでの時間は短縮されるが、熱伝導部材とヒーターの両方を設置する必要があり設置工数がかかる課題がある。

本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、車載カメラの小型化を図ると共に、設置工数の削減を可能とする車載カメラ装置を提供することを目的とする。

本願に係る車載カメラ装置は、車両の周辺を撮像するカメラモジュールと上記カメラモジュールによる撮像画像に基づき、上記車両の周辺状況を認識する認識処理を実行する制御装置を備えた車載カメラと、上記車載カメラを上記車両のガラスに固定すると共に、上記車載カメラが上記ガラスに固定された状態で上記車載カメラと上記ガラスが対向する開口部を有するブラケットと、上記開口部において、上記車載カメラと上記ガラスの両者に接して固定された熱電素子と、を備えたことを特徴とする。

本願に係る車載カメラ装置によれば、車載カメラの小型化を図ると共に、設置工数の削減を可能とする車載カメラ装置を提供することができる。

実施の形態１に係る車載カメラ装置の分解斜視図である。実施の形態１に係る車載カメラ装置の側面図である。実施の形態１に係る車載カメラ装置の構成図である。実施の形態１に係る車載カメラ装置の動作を示すフローチャートである。実施の形態２に係る車載カメラ装置の分解斜視図である。実施の形態２に係る車載カメラ装置の側面図である。実施の形態２に係る車載カメラ装置の動作を示すフローチャートである。

以下、本願に係る車載カメラ装置の好適な実施の形態について図面を用いて説明する。なお、各図において、同一符号は同一、若しくは相当部分を示している。

実施の形態１．
図１から図３は、実施の形態１に係る車載カメラ装置の構成を説明する図で、図１は車載カメラ装置の分解斜視図、図２は車載カメラ装置の側面図、図３は車載カメラ装置の構成図をそれぞれ示している。
図１から図３に示すように、実施の形態１に係る車載カメラ装置は、車載カメラ１、フロントガラス２、ブラケット３、第１熱電素子部材４ａ、第２熱電素子部材４ｂを重ね合わせて構成された熱電素子４、及び第１熱電素子部材４ａ、第２熱電素子部材４ｂのそれぞれに接続される第１電気接続配線５ａ、第２電気接続配線５ｂからなる電気接続配線５で構成されている。

車載カメラ１は、車両のフロントガラス２の内側(車室側)に取り付けられ、フロントガラス２の上部中央付近に取り付けられる。車載カメラ１の内部に設けられた制御装置６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を中心とする周知のマイクロコンピュータを含む板状の制御回路基板を備えている。制御装置６は、自車両の前方を撮像するカメラモジュール７による撮像画像に基づき、車両の前方の状況を認識する認識処理(車線逸脱警報処理、ヘッドライト制御処理、あるいは前方衝突回避処理等)を実行するとともに、車載カメラ１の内部に設けられた温度センサ８の温度に基づき、熱電素子４の制御を行う。温度センサ８は制御装置６、若しくはカメラモジュール７のいずれか、または両方に搭載されている。

フロントガラス２には、ブラケット３、熱電素子４、及び放熱部材（図示せず）等が接着剤により固定されており、ブラケット３、熱電素子４、及び放熱部材等が自車両の外から視認されるのを抑制するために、黒セラミック９（図１参照）が設けられている。ここで、黒セラミック９には、カメラモジュール７の視界を遮らないようにするために、カメラモジュール７の画角範囲に相当する台形状の欠損部９ａが形成されている。

ブラケット３は、車載カメラ１を車両のフロントガラス２に固定する部材であって、ブラケット３には、車載カメラ１がブラケット３を介してフロントガラス２に固定された状態において、車載カメラ１とフロントガラス２が対向する開口部３ａが形成されている。熱電素子４は、開口部３ａにおいて車載カメラ１とフロントガラス２の両者に接して固定されている。

熱電素子４は、電気エネルギーと熱エネルギーの変換を行う素子であり、ペルチェ素子等が用いられ、接着剤若しくは熱伝導部材を用いてフロントガラス２、及び車載カメラ１と接続される。なお、本実施の形態では熱エネルギーの移動効率向上のため、熱電素子４を第１熱電素子部材４ａと第２熱電素子部材４ｂを重ね合わせた構成、即ち、複数の熱電素子部材を重ね合わせた構成にしているが、一つの熱電素子部材で構成しても効果は有効である。

電気接続配線５は、車載カメラ１と熱電素子４とを電気的に接続する部品である。また、車室内温度センサ１０は車両に設けられ、車室内の温度を検出し、車載カメラ１に伝える。

実施の形態１に係る車載カメラ装置は上記のように構成されており、次に動作について説明する。図４は、実施の形態１に係る車載カメラ装置の動作を示すフローチャートである。
図４のステップＳ４０１で、温度センサ８により車載カメラ１の温度Ｔ１を取得し、ステップＳ４０２で、車載カメラ１の温度Ｔ１と第１の閾値温度Ｔｘとの比較を行う。第１の閾値温度Ｔｘは、例えば制御装置６、またはカメラモジュール７の耐熱温度よりも低い温度に設定される。

ステップＳ４０２で、車載カメラ１の温度Ｔ１が第１の閾値温度Ｔｘ以上の場合、ステップＳ４０３で車室内温度センサ１０から車室内温度Ｔ２を取得する。ステップＳ４０４で、車載カメラ１の温度Ｔ１と車室内温度Ｔ２の比較を行う。
ステップＳ４０４で、車載カメラ１の温度Ｔ１が車室内温度Ｔ２以上の場合、車載カメラ１を冷却するため、車載カメラ１の熱をフロントガラス２に移動するように熱電素子４に電気エネルギーを供給する。一方、ステップＳ４０４で、車載カメラ１の温度Ｔ１が車室内温度Ｔ２未満の場合、熱電素子４で車載カメラ１の熱をフロントガラス２に移動させると、車載カメラ１の周囲温度より車載カメラ１の温度が下がり、車載カメラ１が結露する可能性があるため、熱電素子４に電気エネルギーを供給せずに、ステップＳ４０１に戻る。

ステップＳ４０２で車載カメラ１の温度Ｔ１が第１の閾値温度Ｔｘ未満の場合、ステップＳ４０６で第２の閾値温度Ｔｙとの比較を行う。第２の閾値温度Ｔｙは、例えば第１の閾値温度Ｔｘより低く、結露の発生しやすい温度(例えば、冬に動作するように１０℃、または１５℃等)に設定される。

ステップＳ４０６で車載カメラ１の温度Ｔ１が第２の閾値温度Ｔｙ未満の場合、フロントガラス２が曇る可能性があるため、一定期間での電気エネルギーの供給がゼロとなるように電気エネルギーの供給を行う。こうすることで熱電素子４の自己発熱により、車載カメラ１とフロントガラス２で囲まれる空間を温めることができ、フロントガラス２における車載カメラ１の前方に位置する部分の曇りを抑制することができる。一定期間での電気エネルギーの供給がゼロとなるようにする方法としては、例えば０Ｖを中心とした正弦波を供給するか、あるいは０Ｖを中心としたＤｕｔｙ５０％の方形波を供給してもよい。

ステップＳ４０６で車載カメラ１の温度Ｔ１が第２の閾値温度Ｔｙ以上の場合、ステップＳ４０８でカメラモジュール７による撮像画像に基づき、車載カメラ１の前方のフロントガラス２が曇っているか否かを判断する。

ステップＳ４０８でフロントガラス２が曇っていると判断した場合は、ステップＳ４０７で、熱移動しないように一定期間での電気エネルギーの供給がゼロとなるように電気エネルギーの供給を行い、熱電素子４の自己発熱により車載カメラ１とフロントガラス２で囲まれる空間を温める。

ステップＳ４０８で車載カメラ１の前方のフロントガラス２が曇っていない場合は、Ｓ４０１に戻る。なお、フロントガラス２の曇りを検出する手段としては、例えば特開平１１−１３９２６２号公報に記載の手段を用いてもよいが、この限りではなく、フロントガラス２の曇りを検出できれば他の手段を用いてもよい。

以上のように、実施の形態１に係る車載カメラ装置によれば、車載カメラ１は温度センサ８を内蔵し、車載カメラ１の温度が設定された温度以上の時には車載カメラ１からフロントガラス２へと熱を移動させ、設定された温度未満の時には、熱電素子４の自己発熱により車載カメラ１とフロントガラス２で形成される空間を温めることにより、フロントガラス２の結露を抑制する。これにより強制的に熱を移動するので従来の車載カメラよりも小型化が可能となり、かつ、熱電素子４を設置するだけでよいため、設置工数の削減が可能となる。

実施の形態２．
次に、本願の実施の形態２に係る車載カメラ装置について説明する。図５は、実施の形態２に係る車載カメラ装置の分解斜視図であり、図６は、実施の形態２に係る車載カメラ装置の側面図である。

実施の形態１に係る車載カメラ装置と実施の形態２に係る車載カメラ装置との相違は、実施の形態１では、熱電素子４を第１熱電素子部材４ａと第２熱電素子部材４ｂの複数の熱電素子を重ねて構成しているのに対し、実施の形態２では、第１熱電素子部材４ａと第２熱電素子部材４ｂをフロントガラス２と車載カメラ１との間に並設した点にある。そして、第１熱電素子部材４ａを車載カメラ１とフロントガラス２で囲まれる空間の外側に配置し、第２熱電素子部材４ｂを車載カメラ１とフロントガラス２で囲まれる空間に配置している。並設した第１熱電素子部材４ａと第２熱電素子部材４ｂのそれぞれは、実施の形態１で説明した熱電素子のように、複数の熱電素子を重ね合わせた構成にしても良い。なお、その他の構成については、実施の形態１と同様であり、同一符号を付して説明を省略する。

本願の実施の形態２に係る車載カメラ装置は上記のように構成されており、次に動作について説明する。図７は、実施の形態２に係る車載カメラ装置の動作を示すフローチャートである。
図４に示す実施の形態１に係る車載カメラ装置の動作との違いは、ステップＳ７０７の動作である。ステップＳ７０７では、第１熱電素子部材４ａではフロントガラス２から車載カメラ１へ熱移動するように電気エネルギーを供給し、第２熱電素子部材４ｂでは車載カメラ１からフロントガラス２へ熱移動するように電気エネルギーを供給する。供給するエネルギー量は第１熱電素子部材４ａと第２熱電素子部材４ｂでの熱移動量が等しくなるようにする。こうすることで、第１熱電素子部材４ａと第２熱電素子部材４ｂから構成される熱電素子４の自己発熱に加え、車載カメラ１の前方のフロントガラス２が第２熱電素子部材４ｂにより直接温められるため、フロントガラス２における車載カメラ１の前方に位置する部分の曇りをより早く抑制することができる。

以上のように、実施の形態２に係る車載カメラ装置によれば、実施の形態１に係る車載カメラ装置に比べ、フロントガラス２の結露を抑制する効果が増大する。

上記各実施の形態では、車載カメラ１を車両のフロントガラス２の内側(車室側)に取り付けた場合について図示説明したが、本願はこれに限定されるものではなく、例えばリヤガラスの内側などに取り付けてもよい。

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。
従って、例示されていない無数の変形例が、本願に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１車載カメラ、２フロントガラス、３ブラケット、３ａ開口部、４ブラケット、４ａ第１熱電素子部材、４ｂ第２熱電素子部材、５電気接続配線、５ａ第１電気接続配線、５ｂ第２電気接続配線、６制御装置、７カメラモジュール、８温度センサ、９黒セラミック、９ａ欠損部、１０車室内温度センサ。

Claims

車両の前方を撮像するカメラモジュールと上記カメラモジュールによる撮像画像に基づき、上記車両の周辺状況を認識する認識処理を実行する制御装置を備えた車載カメラと、
上記車載カメラを上記車両のガラスに固定すると共に、上記車載カメラが上記ガラスに固定された状態で上記車載カメラと上記ガラスが対向する開口部を有するブラケットと、
上記開口部において、上記車載カメラと上記ガラスの両者に接して固定された熱電素子と、
を備えたことを特徴とする車載カメラ装置。
上記熱電素子は、複数の熱電素子部材を重ね合わせて構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車載カメラ装置。
上記熱電素子は第１熱電素子部材と第２熱電素子部材を備え、上記第１熱電素子部材は上記第２熱電素子部材に対して上記開口部の内側に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車載カメラ装置。
上記車載カメラの温度を検出する温度センサを備え、
上記制御装置は、上記温度センサから上記車載カメラの温度を取得すると共に、取得された上記車載カメラの温度が閾値以下であるか否かを判定し、判定結果に基づいて上記熱電素子を制御することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の車載カメラ装置。
上記制御装置は、上記車載カメラの温度が上記閾値以上の場合に上記車載カメラから上記ガラスへ熱を移動させ、上記車載カメラの温度が上記閾値未満の場合には一定期間熱移動が発生しないように上記熱電素子を制御することを特徴とする請求項４に記載の車載カメラ装置。
上記制御装置は、上記カメラモジュールの撮像画像に基づき、上記ガラスの曇りを検出できるものであって、上記車載カメラの温度が上記閾値以上の場合に上記車載カメラから上記ガラスへ熱を移動させ、上記曇りを検出した場合に一定期間熱移動が発生しないように上記熱電素子を制御することを特徴とする請求項４に記載の車載カメラ装置。
上記車両の室内温度を検出する車室内温度センサを備え、
上記制御装置は、上記車室内温度センサから上記車両の室内温度を取得し、
上記車載カメラの温度と上記車両の室内温度に基づいて、上記熱電素子を制御することを特徴とする請求項４に記載の車載カメラ装置。