JP7084917B2 - アンテナ装置 - Google Patents

Description

本発明は、カメラを含むアンテナ装置に関する。

従来、特許文献１のように、カメラを含む車載アンテナ装置が提案されている。

特開２０１６－１１６０４８号公報

しかしながら、カーナビゲーションシステムなどの車両の制御機器とカメラを接続させるために長いケーブルを用いて配線を行う必要があり、長いケーブルの分だけ車両に配線されるケーブルの重量が増す問題があった。

したがって本発明の目的は、車両に配線されるケーブルを軽量化したカメラ付きアンテナ装置を提供することである。

本発明に係るアンテナ装置は、アンテナ素子を有するアンテナ部と、カメラ本体と、カメラ本体で得られた画像信号を無線で出力する無線出力部とを有する撮像部とを備える。

車両の制御機器（例えば、カーナビゲーションシステム）とカメラ本体の間に映像信号線を設ける必要が無くなる。このため、映像信号線を省略出来る分だけ車両に配線されるケーブルの軽量化に貢献出来る。
また、映像信号線が発するノイズによるアンテナ素子の受信への影響を少なくすることが出来る。

カメラ本体で得られた画像信号は、車両の制御機器だけでなく、無線出力部と無線接続可能な他の機器（例えば、携帯端末）に送信することも可能になる。

好ましくは、撮像部は、アンテナ部の基板から電力供給される。

さらに好ましくは、無線出力部は、アンテナ部を覆うアンテナケースの外に設けられる。

無線出力部をアンテナ部から離れて位置させることが出来る。このため、アンテナ素子で受信する電波と無線出力部が発信する電波との干渉を抑制することが可能になる。

以上のように本発明によれば、車両に配線されるケーブルを軽量化したカメラ付きアンテナ装置を提供することができる。

第１実施形態のアンテナ装置の斜視図である。 第１実施形態のアンテナ装置の側面図である。 第１実施形態のアンテナ装置の断面構成図である。 第１実施形態のアンテナ装置であって外装ケースと内装ケースを省略したものの上面図である。 第１実施形態のアンテナ装置の背面図である。 第２実施形態のアンテナ装置の斜視図である。 第２実施形態のアンテナ装置の側面図である。 第２実施形態のアンテナ装置の断面構成図である。 第２実施形態のアンテナ装置であって外装ケースと内装ケースを省略したものの上面図である。

以下、実施形態について、図を用いて説明する。
なお、実施形態は、以下の実施形態に限られるものではない。また、一つの実施形態に記載した内容は、原則として他の実施形態にも同様に適用される。また、各実施形態及び各変形例は、適宜組み合わせることが出来る。

（第1実施形態）
第１実施形態のアンテナ装置１は、ルーフ１００など車両の上面に取り付けられる。アンテナ装置１は、アンテナケース２、アンテナ部３、撮像部４、ベース５、取付金具７を備える（図１～図５参照）。

方向を説明するために、アンテナ装置１が取り付けられる車両の前後方向をｘ方向、ｘ方向と垂直な左右方向をｙ方向、ｘ方向とｙ方向に垂直な略鉛直方向をｚ方向として説明する。図１において、ｘｙｚ軸のそれぞれの矢印が指し示す方向をそれぞれ前方向、右方向、上方向と定義する。

図１に示すように、アンテナケース２は、アンテナ装置１を構成する部材を覆う部材である。アンテナケース２は、外装ケース２ａ、外装パッド２ｂ、内装ケース２ｃを有する。
外装ケース２ａと内装ケース２ｃとで、いわゆる二重ケース構造となっている。内装ケース２ｃとベース５と撮像部４とで、ベース５の上面の防水が確保されるのが望ましい。

外装ケース２ａは、非透光性と電波透過性を有する合成樹脂製である。例えば、外装ケース２ａは、ポリカーボネート（Polycarbonate）とＡＳＡ（Acrylate Styrene Acrylonitrile）を含む合成樹脂などで形成された樹脂成型品である。図２に示すように、外装ケース２ａは、例えば、ｘ方向前側がｘ方向後側よりも低くなるように傾斜し、両側面が内側に湾曲したシャークフィン形状を有する。
外装ケース２ａは、下面が開口し、内装ケース２ｃ、アンテナ部３、撮像部４などを、ｚ方向上方から覆う。

図３に示すように、外装ケース２ａには、内壁からｚ方向下方に突出するように、ベース５への取り付け用の第１係止爪２ａ１が設けられる。外装ケース２ａをベース５に固定する際に、第１係止爪２ａ１は、ベース５に設けられた第２係止爪５ａと係合する。

外装ケース２ａの背面には、カメラ用開口２１が設けられる。
外装ケース２ａの背面には、カメラ用開口２１が、後述するカメラ本体４１のレンズ４３及びその近傍を覆わないように形成される。このため、カメラ用開口２１を介してレンズ４３に光を入射させることができる。その結果、撮像部４は、車両の後方を撮影することができる。

図５に示すように、カメラ用開口２１は、外装ケース２ａの背面における左右略中心を通るｘｚ平面上に設けられる。
カメラ用開口２１が、外装ケース２ａの背面における左右略中心を通るｘｚ平面上を通る位置関係に配置される。このため、外装ケース２ａの背面における左右略中心から撮影が可能になり、左右のバランスが取れた状態で広範囲の画像を撮影することが可能になる。
また、カメラ用開口２１が、外装ケース２ａの背面における左右略中心からずれたｘｚ平面上を通る位置関係に配置される形態に比べて、外装ケース２ａの背面における左右略中心を通るｘｚ平面上にカメラ本体４１など大きな部材を配置出来る。このため、アンテナ装置１を低背化しやすい。

図４に示すように、外装パッド２ｂは、エラストマー（Elastomer）やゴムなどで形成された環状の弾性部材である。外装パッド２ｂは、外装ケース２ａの下端周縁部に嵌入され、外装ケース２ａの下端周縁部と車両との間の隙間の目隠しとして機能する。

内装ケース２ｃは、下面と背面が開口する。
内装ケース２ｃは、アンテナ部３のアンテナケーブル３５がアンテナ基板３３に接続する部分からアンテナケーブル３５がベース開口５ｂに挿入されるまでの領域を、ｚ方向上方から覆う。
また、内装ケース２ｃは、アンテナ部３のアンテナ素子３１を、ｚ方向上方から覆う。
さらには、内装ケース２ｃは、撮像部４の第１カメラケーブル４５ａがカメラ基板４６に接続する部分から第１カメラケーブル４５ａがベース開口５ｂに挿入されるまでの領域を、ｚ方向上方から覆う。

内装ケース２ｃの背面における開口した部分には、ブラケット２ｃ１とパッキンを介して、カメラ本体４１が取り付けられる。ブラケット２ｃ１とパッキンによって、内装ケース２ｃとカメラ本体４１の間が密閉される。

内装ケース２ｃは、非透光性と電波透過性を有する合成樹脂製である。例えば、内装ケース２ｃは、ポリカーボネート（Polycarbonate）とＡＳＡ（Acrylate Styrene Acrylonitrile）を含む合成樹脂などで形成された樹脂成型品である。
内装ケース２ｃの下端部には、ベース５とネジ止めするために使用されるネジ孔が設けられる。

アンテナ部３は、アンテナ素子３１、アンテナ基板３３、アンテナケーブル３５を有する。

アンテナ素子３１は、衛星放送受信用の平面アンテナなどで構成される形態であってもよいし、ＡＭ／ＦＭ放送の受信用に上部エレメントと下部エレメントとで構成される形態であってもよい。アンテナ素子３１は、アンテナ基板３３を介してベース５に取り付けられる。
第１実施形態では、ベース５にアンテナ基板３３が取り付けられ、無給電素子が上面に配置され、受信周波数が２．４ＧＨｚであるパッチアンテナを含むアンテナ素子３１がアンテナ基板３３に実装される形態を説明する。しかしながら、アンテナ素子３１は、内装ケース２ｃ若しくは外装ケース２ａの内壁に取り付けられる形態であってもよい。

アンテナケーブル３５は、アンテナ基板３３に設けられたアンテナアンプに電力を供給したり、アンテナ素子３１で得られた信号を出力したりするために使用される。
アンテナ基板３３から延びるアンテナケーブル３５は、ベース開口５ｂ、ルーフ開口１０１を通って、ルーフ１００のｚ方向下方に延びる。

撮像部４は、ＣＭＯＳなどの撮像素子を含むカメラ本体４１、無線出力部４２、レンズ４３、第１カメラケーブル４５ａ、カメラ基板４６、カバー４７を有する。
撮像部４は、カメラ本体４１に含まれる撮像素子の撮像面が車両の後方を向くように配置される。
カメラ本体４１で得られる画像信号は、動画像に対応するものであっても静止画像に対応するものであってもよい。
カメラ本体４１の筐体４１ａは、シールド導体を兼ねた金属（例えば、アルミニウム）で構成される。
カメラ本体４１の筐体４１ａは、回路基板や撮像素子を保持する。
また、カメラ本体４１の筐体４１ａは、レンズ４３が設けられる略ｘ方向後側以外を覆う。

無線出力部４２は、無線で、車両の制御機器や携帯端末からの制御信号をカメラ本体４１に送信したり、カメラ本体４１で得られた画像信号を車両の制御機器や携帯端末に送信したりする。例えば、車両の制御機器は、カーナビゲーションシステムである。
このため、第１実施形態では、撮像部４で得られた画像信号を外部に出力するための映像信号線や、車両の制御機器や携帯電話からの制御信号をカメラ本体４１へ送信するための制御信号線を含むケーブルを設ける必要はない。
無線出力部４２で用いられる無線通信手段は、無線通信手段をオン状態にしている間、特定の周波数帯を使って、外部に自身の識別情報を発信するもので、IEEE802.15.1（Bluetooth（登録商標））や、IEEE802.11（無線LAN）などが考えられる。例えば、特定の周波数帯は、２．４ＧＨｚ帯と５ＧＨｚ帯の少なくとも一方を含む。
無線出力部４２は、外装ケース２ａとベース５の間で、カメラ本体４１の近傍に設けられる。例えば、無線出力部４２は、カメラ本体４１のｘ方向前側に設けられる。

カメラ本体４１や無線出力部４２への電力供給は、第１カメラケーブル４５ａとカメラ本体４１のｘ方向前側に設けられたカメラ基板４６を経由して行われる。
なお、第１カメラケーブル４５ａやカメラ基板４６を設けずに、カメラ本体４１や無線出力部４２への電力供給が、アンテナケーブル３５とアンテナ基板３３を経由して行われる形態であってもよい。
この場合、第１カメラケーブル４５ａが省略出来る分だけ、アンテナ装置１を小型化出来るし、車両に配線されるケーブルの軽量化にも貢献出来る。

カメラ本体４１の略ｘ方向後側には、撮像素子の撮像面と対向するようにレンズ４３が設けられる。
カメラ用開口２１を介して、カメラ本体４１のレンズ４３にカメラ用開口２１よりも後方からの光が入射する。
カメラ本体４１とレンズ４３は、外装ケース２ａのカメラ用開口２１と対向する位置に配置される。
すなわち、カメラ本体４１とレンズ４３は、外装ケース２ａの背面における左右略中心を通るｘｚ平面上で且つカメラ用開口２１と同じ高さの位置になるように、配置される。
カメラ用開口２１、カメラ本体４１、及びレンズ４３が、いずれも外装ケース２ａの背面における左右略中心を通るｘｚ平面上を通り、略同じ高さの位置関係に配置される。このため、カメラ用開口２１からレンズ４３に光を導く導光路を設ける必要がなく、必要最小限の大きさでアンテナ装置１に撮像部４を構成することが可能になる。

ただし、カメラ本体４１とレンズ４３が、外装ケース２ａのカメラ用開口２１と対向しない位置に配置される形態であってもよい。
この場合には、カメラ用開口２１とレンズ４３の間を連結する筒状の導光路が設けられ、導光路の中にミラーなどの導光部材が設けられる形態であってもよい。
これによって、アンテナ装置１内におけるカメラ本体４１などの配置の自由度を高めることが出来る。

第１カメラケーブル４５ａは、カメラ本体４１に電力を供給するために使用される。第１カメラケーブル４５ａは、カメラ本体４１のｘ方向前側に設けられたカメラ基板４６から、内装ケース２ｃ、ベース開口５ｂ、ルーフ開口１０１を通って、ルーフ１００のｚ方向下方に延びる。

カメラ基板４６から延びる第１カメラケーブル４５ａは、撮像素子の撮像面に垂直な略ｘ方向で且つ略ｘ方向前側に直線的に延びる。
また、第１カメラケーブル４５ａは、ベース開口５ｂの上方近傍でｚ方向下側に折り曲げられてｚ方向下側に延びる。

レンズ４３の略ｘ方向後側と側面を覆う領域には、レンズ４３の保護のため、透光性を有する合成樹脂で形成されたカバー４７が設けられる。
カバー４７は、カメラ本体４１とでレンズ４３を密閉するように、カメラ本体４１にネジ４７ａなどで着脱可能な状態で取り付けられる。
すなわち、カメラ用開口２１とレンズ４３の間には、カバー４７が配置される。

なお、レンズ４３がカバー４７で覆われる形態を説明するが、カメラ用開口２１がカバー４７で覆われる形態や、カメラ用開口２１とレンズ４３がカバー４７で覆われる形態であってもよい。
また、カバー４７は、カメラ本体４１に取り付けられる形態に限らず、外装ケース２ａ（の内壁など）に取り付けられる形態であってもよい。

ベース５は、アルミニウム等の金属製ベースで、略矩形形状を有する。
ベース５は、外装ケース２ａの第１係止爪２ａ１と係合して外装ケース２ａを係止する第２係止爪５ａを外周部に有する。

ベース５の上面には、アンテナ基板３３と内装ケース２ｃが取り付けられる。
ベース５には、ベース開口５ｂが設けられ、アンテナケーブル３５と第１カメラケーブル４５ａは、ベース開口５ｂを通って、アンテナ装置１からルーフ１００のｚ方向下側に延びる。

カメラ本体４１は、不図示のアースプレートを介して、ベース５に接続され、カメラ本体４１が接地される。
カメラ本体４１とベース５とのアース接続は、ブラケット２ｃ１若しくは第１カメラケーブル４５ａを介して行われる形態であってもよい。

なお、ベース５が樹脂で構成される形態であってもよい。
この場合、ベース５が金属で構成される形態に比べて、軽量化や低コスト化を実現しやすくなる。
また、カメラ本体４１の接地は、第１カメラケーブル４５ａの一部をルーフ１００に接続する、若しくは、プレート（不図示）を使ってカメラ本体４１の外部に設けられた基板（不図示）と接続することにより行われる。

車両のルーフ１００には、ベース５からｚ方向下方向に延びるボルトなど取付部材とアンテナケーブル３５と第１カメラケーブル４５ａが通るルーフ開口１０１が設けられる。
ベース５のルーフ１００の上面への固定は、キャプチャーファスナーや爪付きワッシャーやナットなどの取付金具７を使って行われる。

第１実施形態では、カメラ本体４１への制御信号の受信やカメラ本体４１からの画像信号の送信は、アンテナケース２の内部に収納された無線出力部４２を介して、行われる。
このため、制御信号や画像信号の送受信用に映像信号線をアンテナケース２の内部に設ける必要が無く、映像信号線が無い分だけ第１カメラケーブル４５ａを細く出来る。従って、映像信号線が第１カメラケーブル４５ａに含まれる形態に比べてアンテナ装置１を小型化することが可能になる。

また、車両の制御機器（例えば、カーナビゲーションシステム）とカメラ本体４１の間に映像信号線を設ける必要が無くなる。このため、映像信号線を省略出来る分だけ車両に配線されるケーブルの軽量化に貢献出来る。
また、映像信号線が発するノイズによるアンテナ部３のアンテナ素子３１の受信への影響を少なくすることが出来る。

第１実施形態では、第１カメラケーブル４５ａには電力供給線だけが含まれる。このため、第１カメラケーブル４５ａは、カメラ本体４１から車両の制御機器まで配線する必要がない。したがって、第１カメラケーブル４５ａは、アンテナ装置１の近くにある電気機器まで配線されるだけで済む。例えば、第１カメラケーブル４５ａは、テールライトまで配線される。
アンテナ装置１の近くにある電気機器とカメラ本体４１の間の距離は、車両の制御機器とカメラ本体４１の間の距離よりも短い。このため、電力供給線だけでなく映像信号線を含むケーブルを車両の制御機器まで配線する形態に比べて、ケーブル長を短くすることも出来る。

また、カメラ本体４１で得られた画像信号は、車両の制御機器だけでなく、無線出力部４２と無線接続可能な他の機器に送信することも可能になる。例えば、画像信号は、携帯端末に送信される。

（第２実施形態）
第１実施形態では、無線出力部４２が、外装ケース２ａとベース５の間で、カメラ本体４１の近傍（ｘ方向前側）に設けられる形態を説明した。しかしながら、車両の内部であってアンテナケース２の外部に設けられる形態であってもよい（第２実施形態、図６～図９参照）。例えば、無線出力部４２は、ベース５よりも下に設けられる。

第２実施形態では、無線出力部４２は、アンテナケース２の外に配置される。無線出力部４２とカメラ基板４６の間は、第２カメラケーブル４５ｂで接続される。
第２カメラケーブル４５ｂは、無線出力部４２を介して電力をカメラ本体４１に供給する電力供給線と、制御信号と画像信号の送受信用の映像信号線を含む。
無線出力部４２への電力供給は、無線出力部４２に接続された電源から行われる。例えば、テールライトなど無線出力部４２の近くにある電気機器への電力供給線から、無線出力部４２への電力供給が行われる。
カメラ本体４１への電力供給は、無線出力部４２に接続された電源から、第２カメラケーブル４５ｂを介して行われる。

第２実施形態では、無線出力部４２をアンテナ部３から離れて位置させることが出来る。このため、アンテナ素子３１で受信する電波と無線出力部４２が発信する電波との干渉を抑制することが可能になる。
また、無線出力部４２とカメラ本体４１の間の第２カメラケーブル４５ｂに映像信号線を含める必要がある。
しかしながら、無線出力部４２とカメラ本体４１の間の距離は、車両の制御機器とカメラ本体４１の間の距離よりも短い。
このため、車両の制御機器とカメラ本体４１との間に映像信号線が配線される形態に比べて、ケーブル長を短くすることが出来、車両に配線されるケーブルの軽量化に貢献出来る。

なお、カメラ本体４１への電力供給は、アンテナ基板３３を経由して行われる形態であってもよい。
この場合、無線出力部４２への電力供給については、アンテナケーブル３５とアンテナ基板３３と第２カメラケーブル４５ｂを介して行われる。すなわち、アンテナケーブル３５を介してアンテナ基板３３に供給された電力の一部が、第２カメラケーブル４５を介して、無線出力部４２へ供給される。

ただし、無線出力部４２への電力供給は、アンテナ基板３３などのアンテナケース２の内部の機器を介さずに、直接的に電源（テールライトなど無線出力部４２の近くにある電気機器への電力供給線）から行われてもよい。
無線出力部４２への電力供給がアンテナケース２の内部の機器を介さずに電源から行われる場合には、カメラ本体４１と無線出力部４２の間の第２カメラケーブル４５ｂには電力供給線が不要となる。このため、電力供給線が含まれる場合に比べて第２カメラケーブル４５ｂを細く出来、車両に配線されるケーブルの軽量化に貢献出来る。

（その他実施形態）
第１実施形態、第２実施形態では、カメラ用開口２１とカメラ本体４１とレンズ４３が、外装ケース２ａの背面における左右略中心を通るｘｚ平面上を通る位置関係に配置される形態を説明した。しかしながら、カメラ用開口２１とカメラ本体４１とレンズ４３が、外装ケース２ａの背面における左右略中心からずれたｘｚ平面上を通る位置関係に配置される形態であってもよい。

例えば、カメラ用開口２１とカメラ本体４１とレンズ４３は、外装ケース２ａの背面における左右略中心からｘ方向後側から見てｙ方向右側にずれたｘｚ平面上を通る位置関係に配置される。

これにより、ｘ方向後側から見てｙ方向左側（撮像部４が設けられていない側）に空きスペースが出来るので、空きスペースに他の部品を配置することが可能になる。

また、第１実施形態、第２実施形態では、アンテナ素子３１がｘ方向前側に配置され、カメラ本体４１がｘ方向後側に配置される形態を説明した。しかしながら、アンテナ素子３１とカメラ本体４１の位置関係はこれに限るものではない。例えば、アンテナ素子３１がｘ方向後側に配置され、撮像素子の撮像面が車両の前方を向くカメラ本体４１がｘ方向前側に配置される形態であってもよい。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

１ アンテナ装置
２ アンテナケース
２ａ 外装ケース
２ａ１ 第１係止爪
２ｂ 外装パッド
２ｃ 内装ケース
２ｃ１ ブラケット
２１ カメラ用開口
３ アンテナ部
３１ アンテナ素子
３３ アンテナ基板
３５ アンテナケーブル
４ 撮像部
４１ カメラ本体
４１ａ カメラ本体の筐体
４２ 無線出力部
４３ レンズ
４５ａ 第１カメラケーブル
４５ｂ 第２カメラケーブル
４６ カメラ基板
４７ カバー
４７ａ ネジ
５ ベース
５ａ 第２係止爪
５ｂ ベース開口
７ 取付金具
１００ ルーフ
１０１ ルーフ開口

Claims (5)

1. 車両に設けられる車載アンテナ装置であって、
   アンテナ素子を有するアンテナ部と、
   カメラ本体と、前記カメラ本体で得られた信号を前記車両の制御機器または前記車両の携帯端末に無線で出力する無線出力部と、を有する撮像部とを備え、
   前記アンテナ部および前記カメラ本体は、前記車両のルーフの上に設けられ、
   前記無線出力部は、前記カメラ本体とカメラケーブルで接続され、前記車両の内部に設けられ、
   前記無線出力部と前記カメラ本体の間に、前記ルーフが位置する、車載アンテナ装置。
2. 前記無線出力部と前記カメラ本体の間の距離は、前記制御機器または前記携帯端末と前記カメラ本体の間の距離よりも短い請求項１に記載の車載アンテナ装置。
3. 前記撮像部は、前記アンテナ部の基板から電力供給される請求項１または請求項２に記載の車載アンテナ装置。
4. 前記アンテナ部は、前記カメラ本体よりも、前記無線出力部から離れた位置に配置される、請求項１または請求項２に記載の車載アンテナ装置。
5. 前記カメラケーブルは、電力供給線と映像信号線を含み、
   前記無線出力部への電力供給は、前記車両の前記車載アンテナ装置とは別の電気機器への電力供給線から行われ、
   前記カメラ本体への電力供給は、前記無線出力部と前記カメラケーブルを介して行われる、請求項２に記載の車載アンテナ装置。

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