JP7125261B2

JP7125261B2 - 車両用撮影装置

Info

Publication number: JP7125261B2
Application number: JP2017238037A
Authority: JP
Inventors: 健一大路; 斉嗣島田; 和也芝田; 政孝寺澤; 真志梶
Original assignee: Tokyo Cosmos Electric Co Ltd; Kojima Industries Corp
Current assignee: Tokyo Cosmos Electric Co Ltd; Kojima Industries Corp
Priority date: 2017-12-12
Filing date: 2017-12-12
Publication date: 2022-08-24
Anticipated expiration: 2037-12-12
Also published as: EP3498538A1; KR20190070292A; JP2019104378A; CN109910775A; US20190176762A1; EP3498538B1; US11485323B2; CN109910775B

Description

本発明は、車両に搭載され、車両前方などの画像を車両ガラス越しに撮影する車両用撮影装置に関する。

車両前方画像などを撮影する撮影装置が車両に搭載される場合が増加している。撮影装置で得られた画像は、走行のガイド、走行状況の記録、衝突防止、自動走行などのために利用される。

ここで、撮影装置は、例えばフロントガラスなどの車両ガラスの車室側に取り付けられる。車室内に配置することによって、雨風などの影響を受けることがなくなる。しかし、車両ガラスは結露によって曇り、撮影装置の前方視界が妨げられ撮影機能が低下してしまう場合がある。

特許文献１には、車両ガラスを加熱するヒータを設け、撮影装置の前方の車両ガラスを加熱して、結露を防止することが示されている。

特表２０１２－５０４５１８号公報

ここで、撮影装置の前方の車両ガラスをなるべく均一に加熱することが好適である。これによって、消費エネルギーを比較的小さくでき、また結露を解消するための時間を短くでき、さらにヒータを小型化できる。

本発明に係る車両用撮影装置は、車両ガラスの車室内側に取り付けられ、車外を撮影するカメラと、前記カメラのカメラレンズの前方に位置する前記車両ガラスに対し、間隔をおいて対向するように配置され、前記車両ガラスに向けて熱を放射するヒータと、を含み、前記ヒータは、基板と、面状に広がる電熱線を含む発熱体と、熱伝導性が高い材料である金属で構成され、前記発熱体の前記車両ガラス側に配置され、前記発熱体からの熱によって加熱され、前記車両ガラス側に熱を放射する放熱体と、を含み、前記ヒータの前記放熱体の車両ガラス側にフードが配置され、前記放熱体から放射される熱によって、前記車両ガラスを加熱し、前記発熱体は、前記基板の第１面上に配置され、前記放熱体は、前記基板の第２面上に配置される。

また、前記フードの車両ガラス側にフェルトが配置されるとよい。また、本発明の一態様では、前記電熱線を外部配線と接続する端子部を有し、前記端子部は、前記発熱体の側方であって、面上に広がる前記電熱線の外形より外に配置される。また、本発明の一態様では、前記放熱体と、前記フードは両面テープで固定される。

本発明によれば、車両ガラスを均一に加熱することができ、車両ガラス曇りを解消する性能を向上することができる。

実施形態に係る撮影装置の分解斜視図である。カメラの斜視図である。ヒータの断面図である。ヒータの分解斜視図である。ヒータのサーモグラフィー画像である。ヒータの他の実施形態の構成を示す図である。ヒータのさらに他の実施形態の構成を示す図である。ヒータのさらに他の実施形態の構成を示す図である。ヒータのさらに他の実施形態の構成を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。なお、本発明は、ここに記載される実施形態に限定されるものではない。

「全体構成」
図１は、実施形態に係る車両用撮影装置の全体構成を示す分解斜視図である。車両ガラス１０は、例えば車両のフロントガラスである。車両ガラス１０の車室側の表面上には、ブラケット１２が取り付けられる。ブラケット１２をフロントガラスに取り付ける場合、ドライバーの視界の妨げにならない位置、例えば、フロントガラスの上端近辺に取り付けることが好適である。

ブラケット１２は、車両ガラス１０に貼り付けられるガラス側部分と、カメラを保持するために、ガラス側部分の両側から車室側に延びる一対の側部とを有する。ガラス側部分は、カメラの視野に該当する部分に開口部を有する。

ブラケット１２には、カメラ２０が保持されるとともに、カメラ２０の車室側を覆うように、固定具２２が取り付けられる。すなわち、ブラケット１２と固定具２２によってカメラ２０が保持される。

また、カメラ２０の撮影用のカメラレンズ前方の側方部分（車両ガラス１０に対向する部分）には、面状に広がるヒータ１８と、ヒータ１８を覆うフード１６と、フード１６の表面に配置されるフェルト１４が配置されている。

「カメラ２０の構成」
図２には、カメラ２０の構成が示してある。図１では、カメラ２０を車室側から見たが、図２では、車両ガラス１０側から見ている。カメラ２０は、略直方体形状のケース３０を有する。ケースの表面側には、カメラレンズ３２が露出している。このカメラレンズ３２は、カメラ２０が取り付けられた場合に車両の前方を向いており、カメラ２０は車両ガラス１０を介し、車両前方を撮影する。

ケース３０の前下方側には、前方に向けて広がる台形柱状に凹んだ凹部３６が設けられている。従って、カメラ２０のケース３０の上面３４は、前下方が開口する略Ｕ字状になっており、この上面３４がガスケットに固定される。

そして、凹部３６の底面にヒータ１８が配置され、その上にフード１６、フェルト１４が配置される。すなわち、ヒータ１８は、車両ガラス１０に対し間隔をおいて配置されている。フード１６は、図１に示すように、断面Ｕ字状で、底部がヒータ１８に対応した台形状であり、一対の側壁が凹部３６の側壁に対応する。フェルト１４は、フード１６の底部の上面（車両ガラス１０側）に貼り付けられる。フェルト１４は、車外から入射する光を乱反射したり、吸収したりして、散乱光がカメラレンズ３２に入射することを防止する。

「ヒータ１８の構成」
図３には、ヒータ１８の断面図、図４には、ヒータ１８の分解斜視図が示してある。このように、ヒータ１８は複数材料を積層した構造を有する。基板としてのフィルム４０は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）、ポリイミドや、エポキシ樹脂などの耐熱性のプラスチックで形成される。このフィルム４０の上には、発熱体４２が配置される。発熱体４２は、電熱線（例えばニクロム線）の配線パターンであり、電流を流すことで発熱する。この例では、ニクロム線を蛇行させてパターンが形成され、パターンの全体形状が台形状になっている。

発熱体４２の上には、保護基板としてのフィルム４４が配置される。これによって、フィルム４０，４４で、発熱体４２がサンドイッチされることになる。なお、フィルム４４は、フィルム４０と同じ材質でよい。

発熱体４２は、印刷またはエッチング等によりフィルム４０上に形成するとよい。また、フィルム４４によって、発熱体４２の酸化/汚れ付着／傷付き等を防止している。

そして、フィルム４４の上には、熱伝導性のよい放熱体として、金属プレート４６が配置される。金属は何でも構わないが、銅、アルミニウムなどが好適である。そして、金属プレート４６の上に両面テープ４８を介しフード１６が配置される。これによって、金属プレート４６がフード１６に接着される。なお、熱伝導性がよいものであれば、エポキシ樹脂などの層を金属プレート４６に代えてもよい。さらに、金属プレート４６は、発熱体４２の全体を覆ってもよいし、部分的に覆うものでもよい。

このように、フード１６の裏面（車室側）に金属プレート４６を介しヒータ１８を貼付けている。そして、カメラ２０の前方視界範囲は、フード１６の面積とほぼ一致している。従って、金属プレート４６からの輻射熱により車両ガラス１０の曇りが除去される。

ここで、発熱体４２は、抵抗値を所定のものとするため、細く長い引き回しが必要となり疎密の箇所ができてしまう。そのため、温度分布にムラができ、フード１６表面の温度分布にも影響を及ぼしてしまう。本実施形態では、温度分布にムラがある発熱体４２を直接フード１６に貼り付けるのではなく、フード１６と発熱体４２との間に金属プレート４６を配置している。従って、発熱体４２からの熱をそのまま放射するのではなく、金属プレート４６の加熱に用いている。従って、フード１６は、疎密なパターンを有している発熱体４２から熱を得るのではなく、熱分布/放射強度が均一化された金属プレート４６から得る。金属プレート４６は、熱伝導性がよく、従って全体として均一な温度になる。すなわち、金属プレート４６は、１枚物のプレートであり、互いに異なった面区域または長さ区域を持たず、熱伝導性もよいため、単位面積当たりの熱分布/放射強度を同一にする役割を果たしており、均一に発熱する。

そして、金属プレート４６からの輻射熱が車両ガラス１０に放射される。従って、金属プレート４６からの均一な輻射熱による車両ガラス１０の加熱が可能となる。言い替えれば、疎密パターンによる発熱体４２は、金属プレート４６を温めるための補助的な役割を果たすに過ぎず、従って発熱体４２のパターンに疎密があっても、車両ガラス１０のカメラ２０の視野領域について均一な輻射熱を照射できる。

「温度分布」
図５には、本実施形態に係るヒータ１８と、金属プレート４６を取り除いた比較例における温度分布の測定例（サーモグラフィー画像）を示す。このように、本実施形態では、金属プレート４６の全範囲において均一な温度となっている。一方、比較例では、中心部と周辺部でかなりの温度差が生じている。

「変形例」
図６は、実施形態に係る撮影装置についてのヒータ１８であって、部品点数を減らした変形例の構成図である。

この例では、ヒータ１８の基板であるフィルム４０の第１面に金属プレート４６を形成し、第２面に発熱体４２を形成している。これらは、導電性膜をスパッタや蒸着などで形成した後、両面エッチングで形成される。すなわち、第１面にはパターニングした発熱体４２を形成し、第２面には温度分布均一化のための金属プレート４６をパターニングしない全面パターンとして形成している。なお、発熱体４２、金属プレート４６ともにフィルム４０に比べ若干小さめとして、周辺部分に金属のないスペースを形成するとよい。

このような構造とすれば、金属プレート４６、発熱体４２をフィルム４０に確実に固定することができる。特に、金属プレート４６、発熱体４２ともに、エッチング薄膜の厚さでよく、薄型化が可能になり、それにより熱伝導性も向上し、熱の均一化を図ることができる。また、フィルム４０に金属プレート４６、発熱体４２を接着する必要がなく、例えば両面テープなどの接着部材が不要であり、部品点数の削減という効果も得られる。

図７には、さらに他の実施形態が示してある。この例では、金属プレート４６が省略されているが、フード１６が金属（熱伝導性のよい材料）で形成されている。従って、フード１６が金属プレート４６と同様に熱の均一化を図る放熱体として機能する。

図８には、さらに他の実施形態が示してある。この例では、金属プレート４６が省略されているが、両面テープ４８が熱伝導性のよい材料で形成されている。金属フィルムの両面に粘着材が配置されたものでもよいし、熱伝導性のよいプラスチックの両面に粘着材が配置されたものでもよい。従って、両面テープ４８が金属プレート４６と同様に熱の均一化を図る放熱体として機能する。

図９には、さらに他の実施形態が示してある。この例では、発熱体４２が一方の面上に形成されたフィルム４０の他面上にヒューズ５０が配置される。ヒューズ５０は、発熱体４２の温度が所定以上になった場合に、溶融破断するものであり、その溶融破断部分およびその配線が発熱体４２からの熱を受ける、発熱体４２に比較的近い場所に配置されている。また、電源に接続される外部配線５２に対し、ヒューズ５０と発熱体４２が直列接続され、電源からの電流がヒューズ５０と発熱体４２に流れる。図示の例では、外部配線５２の一方が、発熱体４２の側方にある端子部５４において、発熱体４２の一端に接続される。また、発熱体４２の他端が端子部５４において、ヒューズ５０の一端に接続され、ヒューズ５０の他端が、端子部５４において外部配線５２の他方に接続されている。なお、端子部５４における導体同士の接続はカシメにより行われるとよい。

このような構成では、ヒューズ５０およびそのための配線に発熱体４２の熱が吸収されるため、該当部分が周りに比べて温度が低くなる傾向にある。従って、均一な加熱の障害となる。しかし、本実施形態では、金属プレート４６が発熱体４２と車両ガラス１０との間に存在する。従って、金属プレート４６が均一な温度となり、車両ガラス１０を均一に加熱することができる。

１０車両ガラス、１２ブラケット、１４フェルト、１６フード、１８ヒータ、２０カメラ、２２固定具、３０ケース、３２カメラレンズ、３４上面、３６凹部、４０，４４フィルム、４２発熱体、４６金属プレート、４８両面テープ、５０ヒューズ、５２外部配線、５４端子部。

Claims

車両ガラスの車室内側に取り付けられ、車外を撮影するカメラと、
前記カメラのカメラレンズの前方に位置する前記車両ガラスに対し、間隔をおいて対向するように配置され、前記車両ガラスに向けて熱を放射するヒータと、
を含み、
前記ヒータは、
基板と、
面状に広がる電熱線を含む発熱体と、
熱伝導性が高い材料である金属で構成され、前記発熱体の前記車両ガラス側に配置され、前記発熱体からの熱によって加熱され、前記車両ガラス側に熱を放射する放熱体と、
を含み、
前記ヒータの前記放熱体の車両ガラス側にフードが配置され、
前記放熱体から放射される熱によって、前記車両ガラスを加熱し、
前記発熱体は、前記基板の第１面上に配置され、前記放熱体は、前記基板の第２面上に配置される、
車両用撮影装置。
請求項１に記載の車両用撮影装置であって、
前記フードの車両ガラス側にフェルトが配置される、
車両用撮影装置。
車両ガラスの車室内側に取り付けられ、車外を撮影するカメラと、
前記カメラのカメラレンズの前方に位置する前記車両ガラスに対し、間隔をおいて対向するように配置され、前記車両ガラスに向けて熱を放射するヒータと、
を含み、
前記ヒータは、
面状に広がる電熱線を含む発熱体と、
熱伝導性が高い材料である金属で構成され、前記発熱体の前記車両ガラス側に配置され、前記発熱体からの熱によって加熱され、前記車両ガラス側に熱を放射する放熱体と、
を含み、
前記ヒータの前記放熱体の車両ガラス側にフードが配置され、
前記放熱体から放射される熱によって、前記車両ガラスを加熱し、
前記電熱線を外部配線と接続する端子部を有し、前記端子部は、前記発熱体の側方であって、面状に広がる前記電熱線の外形より外に配置される、
車両用撮影装置。
車両ガラスの車室内側に取り付けられ、車外を撮影するカメラと、
前記カメラのカメラレンズの前方に位置する前記車両ガラスに対し、間隔をおいて対向するように配置され、前記車両ガラスに向けて熱を放射するヒータと、
を含み、
前記ヒータは、
面状に広がる電熱線を含む発熱体と、
熱伝導性が高い材料である金属で構成され、前記発熱体の前記車両ガラス側に配置され、前記発熱体からの熱によって加熱され、前記車両ガラス側に熱を放射する放熱体と、
を含み、
前記ヒータの前記放熱体の車両ガラス側にフードが配置され、
前記放熱体から放射される熱によって、前記車両ガラスを加熱し、
前記放熱体と、前記フードは両面テープで固定される、
車両用撮影装置。