JP6997179B2 - カメラレンズ上に空気流を配向するためのエアスクープ - Google Patents

Description

本開示は、一般に、車両用エアスクープに関連し、より詳細には、車両用カメラレンズ上に空気流を配向するためのエアスクープに関連する。

本開示の一態様によれば、車両用撮像素子アセンブリは、ベースプレートを含む。撮像素子が、ベースプレートの上方に配置される。シュラウドが、ベースプレートの上部と係合するように構成される。シュラウドは、狭い前方端及び幅の広い後方端を有する先細の外形を含む。幅の広い後方端は、前記撮像素子と光通信するレンズカバーを受ける開口を画定する。エアスクープが、シュラウドの上部上に配置される。エアスクープは、空気を受けるための前方口部及びレンズカバーにわたって空気を移動させる後方放出部を含む。

本開示の別の態様によれば、外部撮像素子アセンブリは、撮像素子を含む。シュラウドが、撮像素子を覆い隠すように構成される。シュラウドは、前方端及び中間部を有する先細の外形を含む。後方端は、前記撮像素子と光通信するレンズカバーを受ける開口を画定する。エアスクープが、シュラウドの上方に配置され、当該シュラウドと取り外し可能に結合される。エアスクープは、空気を受けるための前方口部及びレンズカバーにわたって空気を移動させる後方放出部を含む。

本開示のさらに別の態様によれば、車両用シュラウドが、上部及び開口部を画定する底部を有する本体を含む。当該本体は、狭い前方端及び幅の広い後方端を有する先細の外形を含む。幅の広い後方端は、前記撮像素子と光通信するレンズカバーを受ける開口を画定する。エアスクープは、レンズカバーの上部上に一体的に形成される。エアスクープは、空気を受けるための前方口部及び放出される空気を本体の底部に向かって下向きに配向する後方放出部を含む。

本開示の、これら及び他の特徴、利点、及び目的は、以下の明細書、特許請求の範囲、及び添付図面を参照して、当業者によって更に理解及び認識されることになる。

図面において、

図１は、本開示の撮像素子アセンブリのシュラウドの正面上方斜視図である。

図１Ａは、図１のシュラウドの拡大上方斜視図である。

図２は、図１のシュラウドの正面上方図である。

図３は、図１のシュラウドの底部斜視図である。

図４は、図１のシュラウドの背面図である。

図５は、図１のシュラウドの正面図である。

図６は、図１のシュラウドの第一の側面図である。

図７は、図１のシュラウドの第二の側面図である。

図８は、図１のシュラウドの平面図である。

図９は、図１のシュラウドの底面図である。

図１０は、本開示の撮像素子アセンブリの別のシュラウドの正面上方斜視図である。

図１１は、図１０のシュラウドの背面上方斜視図である。

図１２は、エアスクープ及びレンズカバーが取り外された、図１１のシュラウドの拡大斜視図である。

図１３は、図１０のシュラウドの底部斜視図である。

図１４は、図１０のシュラウドの背面図である。

図１５は、図１０のシュラウドの正面図である。

図１６は、図１０のシュラウドの第一の側面図である。

図１７は、図１０のシュラウドの第二の側面図である。

図１８は、図１０のシュラウドの平面図である。

図１９は、図１０のシュラウドの底面図である。

本発明の例証される実施形態は、主に、撮像素子アセンブリに関連する方法の工程及び装置の構成要素の組み合わせに属する。したがって、本装置の構成要素及び方法の工程は、該当する場合、本明細書の説明の利益を得る当業者には容易に明らかとなろう詳細によって本開示を不明瞭にしないように、本開示の実施形態の理解に関係する特定の詳細のみを示す図面において、慣習的記号によって表されている。さらに、説明及び図面において、同様の数字は、同様の要素を表す。

本明細書における記述の目的のために、用語「上部の」、「下部の」、「右の」、「左の」、「後方の」、「前方の」、「垂直の」、「水平の」、及びそれらについての派生語は、図１において関連付けられた開示に関するものとする。別様に述べられない限り、用語「前方の」は、装置を見ることを意図される者により近い装置の表面を指すものであり、用語「後方の」は、装置を見ることを意図された者からより離れた装置の表面を指すものである。しかしながら、それとは逆に明確に特定されたもの以外は、本発明はさまざまな代わりの配向をとり得る、と理解されるべきである。添付図面に図示され、かつ以下の明細書に記述された特定のデバイス及びプロセスは、添付された特許請求の範囲において定義された発明概念の単なる例示的な実施形態であることも理解されるべきである。したがって、本明細書に開示された実施形態に関する特定の寸法及び他の物理的特性は、特許請求の範囲が明示的に別段に述べない限り、限定するものと見なされるべきではない。

用語「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）」、「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ（備える）」、「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（備える）」、または任意の他の変形は、要素のリストを備えるプロセス、方法、物品、または装置が、それらの要素のみを含むのではなく、このようなプロセス、方法、物品、または装置に明示的に列挙されもせず、固有でもない他の要素を含んでもよいように、非排他的包括にわたるように意図される。「ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ ａ．．．」によって始められる要素は、さらなる制約を受けずに、その要素を備えるプロセス、方法、物品、または装置において、追加の同一要素の存在を妨げない。

図１及び図２を参照すると、参照符号１０は、全体として、ベースプレート１２を含む車両用撮像素子アセンブリを示す。撮像素子１４が、ベースプレート１２、または内部ブラケット、またはシュラウド１６、の上方に配置される。シュラウド１６は、ベースプレート１２の上部、ベースプレート１２の側面、または別の内部ブラケット、と係合するように構成されている。シュラウド１６は、狭い前方端１８及び狭い後方端２０を有する先細の外形を含む。狭い後方端２０は、撮像素子１４と光通信するレンズカバー２４を受ける開口２２を画定する。エアスクープ２６が、シュラウド１６の上部２８に画定される。エアスクープ２６は、空気を受けるための前方口部３０、及び、レンズカバー２４にわたって空気を移動させる後方放出部３２、を含む。

ここで、図１Ａを参照すると、エアスクープ２６は、窪み３４上に概して後方横方向に延在する細長い本体３３を含む。窪み３４は、口部３０内への空気流の増加をもたらしうる。細長い本体３３は、窪み３４内へと先細である丸み付き前方リップ３５を含む。前方リップ３５は、空気を口部３０の中へと配向するのに役立ち、空気は次に、後方放出部３２からレンズカバー２４にわたって排出されるまで、エアスクープ２６のチャネル３７に沿って漏斗状に案内される。レンズカバー２４は開口２２内に適合し、開口２２の近傍でシュラウド１６と封止され、接着剤やスナップ嵌合接続などによって定位置に保持され得る。

図１乃至図９に図示するように、細長い本体３３は、当該細長い本体３３を、チャネル３７内では下向きにそして口部３０を通して出るように空気を配向する垂直部分３８内へと遷移させる、丸み付きフード３６を含む。ただし、丸み付きフード３６は、所望の性能及び好ましい審美性に応じて、異なる形状及び外形も含み得る。特に、エアスクープ２６の位置は、シュラウド１６の上部２８に限定されない。エアスクープ２６は、シュラウド１６上の側面または様々な他の場所上に位置付けられ得る。さらに、前方口部３０が後方放出部３２よりも大きい場合があり、それによってレンズカバー２４にわたって下降する空気流の増大した空気流速度をもたらしうる。

ここで図２乃至図９を参照すると、シュラウド１６は概して、撮像素子１４、ならびにアンテナまたは他の構成要素、を覆い隠すのに使用されるように構成される。シュラウド１６は、一般的に耐候性であり、車両上に位置付けるよう動作可能である。しかしながら、現在使用されている多くのアンテナアセンブリは、シュラウド１６を装飾的カバーとして組み込む。この場合、典型的には、ベースプレート１２に取り付けられこれに封止される二次的内側カバーに、防水加工が施される。次に、外側カバーが、ベースプレート１２及び内側カバーに取り付けられる。内側カバーが存在する場合には、撮像素子１４は内側カバーに取り付けられ得る。シュラウド１６の底部は、概して、ベースプレート１２を受けるように構成される開口部４２を画定する。シュラウド１６の内側壁４４は、ベースプレート１２との摩擦係合またはスナップ嵌合係合のために構成される複数の機械的留め具機構４６を含む。あるいは、シュラウド１６は、車両と直接係合するように構成されてもよい。シュラウド１６は、概して流線型の外形を含む第一の側面５０及び第二の側面５２含む。シュラウド１６の第一の側面５０及び第二の側面５２は、狭い前方端１８及び狭い後方端２０を画定し、またシュラウド１６の幅の広い中間部５４も画定する。結果として、シュラウド１６は実質的な空気動力学的品質を含む。窪み３４は、エアスクープ２６の前方口部３０に対して前方に延在する。窪み３４は、エアスクープ２６の口部３０への空気流を最小化するブロックを作り出さないように、口部３０の前方に位置付けられる。シュラウド１６は、レンズカバー２４の近くまたはそれにわたって空気を排出する様々な形状及び構成を含み得る。

上記で認識される通り、撮像素子アセンブリ１０が車両の外部パネル上に配置されているため、当該撮像素子アセンブリ１０は、厳しい気候条件を受ける場合がある。したがって、撮像素子アセンブリ１０のシュラウド１６は、ちり及び破片によって覆われる場合がある。同時に、ちり及び破片がまた、レンズカバー２４を覆う場合がある。この場合、撮像素子１４は、当該撮像素子１４を通して鮮明な画像データを収集することができない。したがって、開口２２及びレンズカバー２４上に効果的に空気を通過させてレンズカバー２４をちりや破片から洗浄するカバー構造が、有用である。図示する通り、エアスクープ２６の口部３０は、車両が前方方向に移動するにつれて空気を受ける。次いで、空気がおよそ９０度再配向され、それによって空気をレンズカバー２４にわたって下向きに吹き出す。エアスクープ２６は、シュラウド１６の一部として一体的に形成されてもよく、または既存のシュラウド１６に適用されるアドオン機構であってもよいことが、一般的に予期される。車両が加速すると、口部３０への空気流、ひいては後方放出部３２からレンズカバー２４にわたって下向きに放出される空気流も、加速する。

ここで、図１０乃至図１９を参照すると、図示された撮像素子アセンブリ１０は、撮像素子アセンブリ１０の後方端２０の近傍で所定距離セットバック（後方に設置）されたエアスクープ１００を含む。この場合、エアスクープ１００は、主に鉛直方向に延在する細長い下側縦方向部分１０２を含む。エアスクープ１００は、空気をエアスクープ１００のチャネル１０８に引き出し、後方放出部１０９からレンズカバー１１０にわたって空気を排出する口部１０６を含む。図１０～図１２に示すように、エアスクープ１００は、そこから突出する前方リップ１１４を有する上側横方向部分１１２を含む。上側横方向部分１１２は、シュラウド１６の上方に延在する。特に、上側横方向部分１１２は、下側縦方向部分１０２よりも長さが短い。

図１２に記載されるように、エアスクープ１００及びレンズカバー１１０は共に一体的に形成されてもよく、一般的に撮像素子アセンブリ１０から取り外し可能である。もっとも、レンズカバー１１０は、汚染物質が開口２２とレンズカバー１１０との間に入ることを禁止するために、シュラウド１６に一時的に封止されてもよい。さらに、エアスクープ１００は、接着剤、機械的締め具、熱かしめなどによって、既存のアンテナアセンブリのシュラウド１６に適用されてもよい。図示する通り、エアスクープ１００の前方リップ１１４は、レンズカバー１１０上で空気を口部１０６の中に下向きに配向するのに役立つ。さらに、レンズカバー１１０は、撮像素子アセンブリ１０の後方端２０の側面と係合するように構成された側面フランジ１２０を含む。この構成は、汚染物質がレンズカバー１１０と開口２２との間の空間に入る可能性を小さくする。異なるサイズのシュラウド１６に適合するために、レンズカバー１１０及び側面フランジ１２０は、ある程度の屈曲性を含みうる。当然のことながら、図１０～図１９に図示した撮像素子アセンブリ１０の他の特徴は、図１～９に図示したものと類似しており、同様の参照番号を含む。さらに当然のことながら、本明細書に記載されるエアスクープは、他のポッドまたはハウジングと共に使用することができ、ルーフトップアンテナカバーでの使用に限定されない。

本明細書に記載するアンテナアセンブリは、車両の外部カメラからちり及び破片を除去するための滑らか（ｓｌｅｅｋ）で空気動力学的な態様を提供する。本明細書に記載するアンテナアセンブリは、最小限のエネルギーを利用してレンズカバーを清潔に保ち、撮像素子の高い解像度品質の画像を維持するのを助けるように、車両走行中に発生する気流を利用する。各実施形態では、エアスクープはシュラウドの最上部の上方に延在し、レンズカバー上で下向きに空気を配向する。ただし、エアスクープは、シュラウドの側面上またはその他の場所に配置され得て、レンズカバーにわたって空気を配向してもよい。

記述された開示及び他の構成要素の構築は、いなかる特定の材料にも限定されないことが、当業者によって理解されるだろう。本明細書に開示された発明の他の例示的な実施形態は、本明細書に別段の記載がある場合を除き、広範な材料から形成され得る。

本開示用に、用語「ｃｏｕｐｌｅｄ（結合された）」（ｃｏｕｐｌｅ，ｃｏｕｐｌｉｎｇ，ｃｏｕｐｌｅｄなどその形式のすべてにおいて）は、直接的であれ間接的であれ、互いに２つの構成要素（電気的または機械的）が接合することを概して意味する。このような接合は、本質的に静止状態かまたは本質的に可動状態であってもよい。このような接合は、２つの構成要素（電気的または機械的）、ならびに、互いとまたは２つの構成要素と１つの単体として一体成形される付加的中間部材で、達成されてもよい。このような接合は、本質的に永続的であってよいか、または、別段の記載がない限り、本質的に取外し可能つまり遊離可能であってもよい。

例示的な実施形態において示されるような本開示の要素の構築及び配置は、単に説明的であることに注意することも重要である。本発明の少数の実施形態だけが、本開示において詳細に記述されているが、本開示を検討する当業者は、列挙された主題の新規の教示及び利点から逸脱することなく、多くの修正が可能（例えば、さまざまな要素のサイズ、寸法、構造、形及び比率、パラメータ値、取り付け方法、材料の使用、色、向きなど）であることを容易に認識するだろう。例えば、一体成形として示される要素は、複数の部品が一体成形されてもよいように示される複数の部品または要素から構成されてもよく、インターフェースの操作が逆にまたは他の態様に変化されてもよく、システムの構造及び／または部材またはコネクタまたは他の要素の長さまたは幅が変化されてもよく、要素間に提供された調整位置の性質または個数が変化されてもよい。システムの要素及び／またはアセンブリは、任意の広範な色、質感、及び組合せにおいて、十分な強度または耐久性を提供する、任意の広範な材料から構成されてもよい。その結果、すべてのこのような修正は、本発明の範囲内に含まれるように意図される。他の代用、修正、変化、及び省略は、本発明の精神から逸脱することなく、所望の他の例示的な実施形態のデザイン、操作条件及び配置において、なされ得る。

いずれの説明されたプロセスまたは説明されたプロセス内のステップも、その他の開示されたプロセスまたはステップと組み合わされ、本開示の範囲内で構造を形成し得ることが理解されるであろう。本明細書に開示された例示的な構造及びプロセスは、説明のためのものであり、制限として解釈してはならない。

変形及び修正が、本開示の概念から逸脱することなく、前述の構造及び方法においてなされ得ることも理解されるべきであり、更に、このような概念は、特許請求の範囲がそれらの言葉で別段に明確に述べられていない限り、以下の特許請求の範囲に含まれるものとされることが理解されるべきである。

Claims (14)

1. 車両用撮像素子アセンブリであって、
   ベースプレートと、
   前記ベースプレートの上方に配置された撮像素子と、
   前記ベースプレートの上部と係合するように構成されたシュラウドであって、当該シュラウドが狭い前方端及び幅の広い後方端を有する先細の外形を含み、前記幅の広い後方端には開口が設けられており、レンズカバーが前記開口に適合している、シュラウドと、
   前記シュラウドの上部上に配置されたエアスクープであって、前記エアスクープが空気を受けるための前方口部及び前記レンズカバーに向けて空気を放出する後方放出部を含む、エアスクープと、
   を備え、
   前記エアスクープ及び前記レンズカバーが共に一体的に形成されている
   ことを特徴とする車両用撮像素子アセンブリ。
2. 前記前方口部は、前記後方放出部より大きい
   ことを特徴とする請求項１に記載の撮像素子アセンブリ。
3. 前記シュラウドの上部に設けられた窪みであって、前記前方口部の前方側に隣接して配置されている窪みと、
   前記窪みと前記エアスクープの前記前方口部との間に配置されて空気を前記前方口部の中へと配向する前方リップと、
   を更に備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の撮像素子アセンブリ。
4. 前記レンズカバーは、当該レンズカバーから延在する側面フランジを含む
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の撮像素子アセンブリ。
5. 前記エアスクープは、上側横方向部分及び下側縦方向部分を含み、前記上側横方向部分が前記下側縦方向部分よりも長さが短い
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の撮像素子アセンブリ。
6. 前記エアスクープは、上側横方向部分及び下側縦方向部分を含み、前記上側横方向部分が前記下側縦方向部分よりも長さが短く、
   前記上側横方向部分が、前記前方リップを含む
   ことを特徴とする請求項３に記載の撮像素子アセンブリ。
7. 外部撮像素子アセンブリであって、
   撮像素子と、
   前記撮像素子を覆い隠すように構成されたシュラウドであって、当該シュラウドが前方端及び後方端を有する先細の外形を含み、前記後方端には開口が設けられており、レンズカバーが前記開口に適合している、シュラウドと、
   前記シュラウド上に配置され、かつ前記シュラウドと取り外し可能に結合されたエアスクープであって、前記エアスクープが空気を受けるための前方口部及び前記レンズカバーに向けて空気を放出する後方放出部を含む、エアスクープと、
   前記シュラウドの上部に設けられた窪みであって、前記前方口部の前方側に隣接して配置されている窪みと、
   を備え、
   前記エアスクープは、丸み付き前方リップを含む細長い本体を含み、
   前記丸み付き前方リップは、前記窪みと前記エアスクープの前記前方口部との間に配置されて空気を前記前方口部の中へと配向する
   ことを特徴とする外部撮像素子アセンブリ。
8. 前記エアスクープは、前記シュラウドの最上部の上方に位置する
   ことを特徴とする請求項７に記載の撮像素子アセンブリ。
9. 前記丸み付き前方リップは、前記窪み内へと先細である
   ことを特徴とする請求項７または８に記載の撮像素子アセンブリ。
10. 前記レンズカバーは、前記開口の近傍で前記シュラウドにシールされる
    ことを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載の撮像素子アセンブリ。
11. 車両用シュラウドであって、
    上部、及び、開口部が設けられた底部、を含む本体であって、前記本体が狭い前方端及び幅の広い後方端を有する先細の外形を含み、前記幅の広い後方端には開口が設けられており、レンズカバーが前記開口に適合しており、前記レンズカバーは当該レンズカバーから延在する側面フランジを含む、本体と、
    前記レンズカバーの上部上に一体的に形成されたエアスクープであって、前記エアスクープが空気を受けるための前方口部及び放出される空気を前記本体の前記底部に向かって下向きに配向する後方放出部を含む、エアスクープと、
    を備えたことを特徴とする車両用シュラウド。
12. 前記シュラウドの上部に設けられた窪みであって、前記前方口部の前方側に隣接して配置されている窪みと、
    前記窪みと前記エアスクープの前記前方口部との間に配置されて空気を前記前方口部の中へと配向する前方リップと、
    を更に備えたことを特徴とする請求項１１に記載のシュラウド。
13. 前記シュラウドは、撮像素子を支持するベースプレートと取り外し可能に結合される
    ことを特徴とする請求項１１または１２に記載のシュラウド。
14. 前記エアスクープは、上側横方向部分及び下側縦方向部分を含み、前記上側横方向部分が前記下側縦方向部分よりも長さが短い
    ことを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれかに記載のシュラウド。

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