JPWO2015133457A1 - 後方撮像装置 - Google Patents

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Abstract

本発明は、車両等の移動体に取り付けられる後方撮像装置(1)であり、移動体の後方を撮像する撮像装置と、撮像装置を収容するハウジング(2)と、を備え、ハウジングの後端部には、後方に延出する水切り片(2a)が形成されており、水切り片(2a)は、ハウジング(2)の周方向に複数形成されており、水切り片(2a)の先端部は、先端点に向かうにつれて幅狭に形成されており、隣り合う水切り片(2a)の基部(10e)同士が隣接している。

Description

本発明は、移動体の後方を撮像する後方撮像装置に関する。
従来から、車両前部の側方には、車両の後方(車両の後側方を含む)を写すミラーが設けられている。
このようなミラーに関する発明は種々あり、例えば、ミラーの外殻部材であるハウジングの後端縁に、後方に延びる凸状片を形成し、走行中の風切り音の低減を図る発明が挙げられる(下記特許文献1参照)。
ところで、ミラーの代わりに撮像装置を取り付けて車両後方を撮像し、その撮像された画像をメーターパネル等に表示する、というシステムが近年研究されている。このシステムによれば、運転者が視線を前方から大きく外すことなく、車両後方の状況を確認できるようになる。
また、上記システムに用いられるものとして、撮像装置とこれを収容するハウジングとを備える後方撮像装置が挙げられる(下記特許文献2参照)。
この後方撮像装置は、ハウジングの後部に凹部が形成され、その凹部内に撮像装置のレンズ、又はそのレンズを覆うレンズフィルターが配置されている。そして、ハウジング内の撮像装置が凹部内から車両後方を撮像している。以下、レンズとレンズフィルターとを併せて「透明部材」と称する。
実開昭61−58141号公報 特開2009−241749号公報
車両等の移動体の移動速度が比較的速く、ハウジングに付着した水滴が移動体の移動によって生じる風から受ける力(以下、「風力」という場合がある)が比較的大きい場合、水滴はハウジングの後端縁から後方へ飛散する。
一方で、移動体の速度が比較的小さく、ハウジングに付着した水滴が受ける風力が比較的小さい場合、水滴がハウジングの後端縁から後方へ飛散し難い。
このため、後方撮像装置では、ハウジングの後端縁から凹部内に移動した水滴が、撮像装置の透明部材に付着してしまい、画像中に水滴が写り込んでしまう。
本発明は、このような課題を解決するために創作されたものであり、画像中に水滴が写り込み難い後方撮像装置を提供することを課題とする。
前記課題を解決する本発明は、移動体に取り付けられる後方撮像装置であって、前記移動体の後方を撮像する撮像装置と、前記撮像装置を収容するハウジングと、を備え、前記ハウジングの後端部には、後方に延出する水切り片が形成され、前記水切り片は、前記ハウジングの周方向に複数形成され、前記水切り片の先端部は、先端点に向かうにつれて幅狭に形成され、隣り合う前記水切り片は、基部同士が連続することを特徴とする。
前記発明によれば、ハウジングの外周面に付着する水滴は、移動時の風力を受けて後方へ移動し、複数の水切り片のうちいずれかの一つの水切り片に移動する。そして、各水切り片に移動した複数の水滴は、各水切り片の先端点に向かう過程又は先端点で合流し、大径の水滴になる。このため、移動体の移動速度が比較的小さくても、水滴が受ける風力が増加するため、水切り片の先端点から後方へ飛散し易い。
また、前記水切り片の先端部は、曲面で形成されていることが好ましい。
前記構成によれば、水切り片の先端部に衝突した場合の安全性を確保することができる。
また、前記水切り片は、前記先端点を頂点とする三角形であり、前記先端点に連なる2辺(2つの縁)によって形成される内角が45°〜75°であることが好ましい。
前記構成によれば、水切り片の縁に付着した水滴が風力によって先端側に移動しやすくなる。このため、水滴を水切り片の縁に沿って頂点に集めることができる。
また、前記構成によれば、水切り片の前後方向の長さを比較的短くできる。このため、ハウジングの大型化を回避しつつ、効率良く水滴を合流させることができる。
また、前記ハウジングの後部に、前記水切り片の基部よりも前方に窪む凹部が形成され、前記撮像装置の透明部材が前記凹部内に配置されていることが好ましい。
前記構成によれば、雨水やタイヤが跳ね上げる泥水など、透明部材よりも後方から飛来する水滴がハウジングの外周面に直撃し、透明部材に水滴が付着し難い。
このように、本発明によれば、ハウジングの後端面側又は凹部内に、撮像装置の透明部材を設けたとしても、水滴が透明部材に付着し難く、画像中に水滴が写り込み難くなっている。
実施形態に係る後方撮像装置を搭載した車両を示す斜視図である。 実施形態に係る後方撮像装置の背面図である。 図2のA−A線矢視端面図である。 ハウジングの後部を拡大した拡大図である。 (a)〜(c)は、変形例に係る水切り片を示す図である。
本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、実施形態の説明では、「移動体」が四輪の車両(以下、単に「車両V」という)である場合を例に挙げて説明する。以下の説明においては、車両Vの前進方向を「前」、後進方向を「後」とする。また、「左右」は、車両Vの運転者を基準とする。
図1、図2に示すように、後方撮像装置1は、車両Vの左ドア50の左側方に配置されていて、左ドア50から左方に延出するステイ51(図2参照)に固定されている。本実施形態の後方撮像装置1は、その外殻を構成するハウジング2と、後方を撮像する撮像装置3とを備えている。ハウジング2の後端部には、複数の水切り片2a,2a,…が形成されており、ハウジング2の後部には、凹部2bが形成されている。撮像装置3は、ハウジング2に収容されており、凹部2bの開口を通じて後方を撮像する。つまり、後方撮像装置1は、左ドア50の左側方から、車両Vの左側後方を撮像している。
図3に示すように、ハウジング2は、硬質樹脂製の筐体であり、撮像装置3を収容する空間を具備した本体部2dと、本体部2dから後方に向かって張り出す複数の水切り片2a,2a,…とを備えている。ハウジング2の本体部2dの後部には、前側に窪む凹部2bが形成されている
ハウジング2の本体部2dの外周面2cは、車両Vの前進時に発生する気流(前方から後方へ向かう気流)に対する抵抗が小さくなるとともに、外周面2cの近傍で乱流が発生し難くなるような形状(いわゆる流線形)を呈している。ハウジング2における前部から前後方向中央部の外周面2cは、回転放物面状を呈していて、前方に向かうにつれて先細り形状になっている。また、ハウジング2の後部(本体部2dと、水切り片2a,2a,…が形成された部分を含む)は、後方に向かうにつれて窄む形状になっている。
なお、ハウジング2は、下方が開放した上部ハウジング部材と、上方が開放した下部ハウジング部材と、を上下方向から組み合せることで構成されている。また、ハウジング2には、撮像装置3の取付座4が形成されている。
水切り片2aは、ハウジング2の本体部2dを構成する壁部を後方に延出させることで形成されている。水切り片2aの外面10aは、本体部2dの外周面2cに滑らかに連続している。また、水切り片2aの外面10aは、後方に向かうにつれて撮像装置3の光軸に近づくように湾曲している。
なお、図4の「境界線10e」は、ハウジング2において、本体部2dと各水切り片2aとの境界を示す線であり、水切り片2aの基部側の底辺に相当する。
図4に示すように、水切り片2aの形状(2つの縁10b、10bと境界線(底辺)10eとで形成される形状)が、略正三角形状であって、2つの縁10b、10bの交差角度(内角)が60°である。このため、水切り片2aの縁10bは、ハウジング2の後端部における流線R(気流に押される方向)に対して略30°で傾斜している。
水切り片2aの頂点10c(先端点)には、衝突時の安全性を確保する観点から、R面(面取り)が形成されている。すなわち、水切り片2aの先端部における縁10bは、曲面で形成されている。この曲面は、半径5mm以下で形成されていることが好ましく、半径2.5mm以下で形成されていることがより好ましい。本実施形態では半径2.5mmで形成されている。
本実施形態の水切り片2aの肉厚は、5mmである。
また、周方向に隣り合う水切り片2a、2aは、それぞれの境界線(底辺)10e、10eが連続し、水切り片2a、2aの基部同士が隣接している。
このため、図4に示すように、複数の水切り片2a,2a,…の縁10b,10b,…は、ジグザグ状(波形状)に連続し、ハウジング2の後端縁を形成している。以下、隣り合う水切り片2a,2aの縁10b,10bが交わる点(水切り片2a,2aの境界)を分岐点10fと称する。
図3に示すように、凹部2bの周壁部11は、球帯状を呈していて、水切り片2aの基部の内周縁から前方に延出している。撮像装置3の光軸を法線とする平面で周壁部11を切断したときの断面形状は、円形である。周壁部11の径は、前方に向かうにつれて縮径している。
凹部2bの底部12は、前後方向を垂線方向とする中空円板状を呈し、周壁部11の前端に滑らかに連続している。底部12の中央部にある中空部分は、前後方向に貫通する貫通孔13になっている。貫通孔13に、撮像装置3の筒体6が挿通されている。貫通孔13の形状は、筒体6の外周面と同一形状に形成されていて、貫通孔13の孔壁と筒体6との隙間から、ハウジング2内に水滴が浸入しないようになっている。
なお、周壁部11と底部12と水切り片2aとは、レンズ7aの画角(すなわち、撮像装置3の最大撮像範囲)よりも径方向外側にある。つまり、レンズ7aは、水切り片2a、周壁部11、および底部12が映り込まないような位置に配置されている。
撮像装置3は、ハウジング2内の取付座4に固定された本体部5と、本体部5から後方に延出する筒体6と、筒体6内に格納された複数のレンズ7(図3、図4では、複数のレンズ7のうち最後方のレンズ7aのみ図示)と、を備える。
なお、本実施形態では、取付座4に本体部5を固定しているが、撮像装置3の固定方法はこれに限定されるものではない。例えば、ハウジング2の内面に上下方向から延びる一対のリブを設け、その一対のリブに挟持するようにしてもよい。
本体部5は、車両後方の映像を電気信号に変換するものであり、レンズ7からの光を光電変換可能なイメージセンサ(不図示)を備えている。本体部5は、取得した情報(電気信号)を車両Vの車内のモニタ等に送信する。これにより、撮像装置3で取得された映像がモニタに映し出され、運転者がモニタを見ることで左側後方の状況を確認することができる。
筒体6は、円筒状の部材であり、ハウジング2の底部12を貫通している。また、筒体6は、前後方向に亘って外径が同一径で形成されている。筒体6の後端6aには、レンズ7aが保持されている。レンズ7aの球面は、筒体6の後端6aから突出するとともに、筒体6の外部に露出している。すなわち、レンズ7aは、ハウジング2の底部12よりも後方に配置されていて、凹部2bの開口から車両後方を臨んでいる。
なお、レンズ7aは、水切り片2aの境界線(底辺)10eよりも底部12側に配置されている。すなわち、レンズ7aは、凹部2bの周壁部11に囲まれている(図4参照)。
なお、本実施形態に係るレンズ7aが請求の範囲に記載される「透明部材」に相当する構成である。ちなみに、撮像装置3の画角(図3の破線C−C´が成す角度)は、90°となっている。
水切り片2aの機能について説明する。
水切り片2aの縁10bは、ハウジング2の後端部における流線R(気流に押される方向)に対して略30°で傾斜しており、気流に押されて水切り片2aの縁10bに達した水滴の多くが、水切り片2aの縁10bに沿って移動するようになる(図4の矢印B1参照)。
なお、2つの縁10b,10bの交差角度(内角)を大きくすると、縁10bに沿う方向の風力の分力が小さくなる。従って、水切り片2aの縁10bに沿って水滴が移動し難くなる。このような理由から、2つの縁10b,10bの交差角度は、小さいほうが好ましい。
一方で、境界線(底辺)10eの長さを変えることなく2つの縁10b,10bの交差角度を小さくし過ぎると、水切り片2aの頂点10cが後方に延出し、水切り片2aの前後方向の長さが大きくなる。このため、水切り片2aが撮像装置3に写り込んでしまい、撮像装置3の実質的な画角を狭めてしまうおそれがある。
よって、本実施形態では、水切り片2aを略正三角形状としている(縁10b,10bの交差角度を60°とする)。こうすることで、多くの水滴を縁10bに沿って移動させることと、撮像装置3の画角を確保することを図っている。
なお、上記する2つを達成するための2つの縁10b,10bの交差角度の範囲は、45°〜75°であり、好ましくは55°〜65°であり、さらに好ましくは実施形態で説明した60°である。また、この頂点10cに連なる2つの縁10b,10bは、前後方向と平行な軸を対称軸とした線対称に形成されることが好ましい。
また、分岐点10fにおいて、水滴を滞留させることなく分岐点10fから水切り片2aの縁10bに沿って移動させるためには、隣り合う水切り片2a、2aの10b,10bの交差角度が小さい方が望ましい。
なお、上述する分岐点10fから水切り片2aの縁10bに沿って水滴を移動させる場合とは、隣り合う水切り片2aのうち一方の縁10bに沿って水滴を移動させる場合と、分岐点10fを境に2つの縁10bに分かれて水滴を移動させる場合と、が含まれる。
一方で、隣り合う水切り片2a、2aの10b,10bの交差角度を小さくし過ぎると、隣り合う水切り片2a,2aの端面10d,10dの間隔が比較的小さくなり、水切り片2a、2aの端面10d、10dの間に水滴が付着(滞留)し易くなってしまう。
そして、上述したように、本実施形態の水切り片2aが略正三角形状を成し、隣り合う水切り片2a、2aの10b,10bの交差角度が、60°になっている。
こうすることで、分岐点10fに水滴を滞留させることなく水切り片2aの縁10bに沿って移動させることと、水切り片2a、2a間に水滴が付着(滞留)し難くなることを図っている。
なお、上記する2つを達成するための2つの縁10b,10bの交差角度の範囲は、45°〜75°であり、好ましくは55°〜65°であり、さらに好ましくは実施形態で説明した60°である。
また、水切り片2aの肉厚を薄くすると、端面10dに水滴が付着したとしても、後方へ飛散する可能性が高い。また、隣り合う端面10d,10d間にも水滴が滞留し難くなり、後方へ飛散する可能性が高い。
このため、水切り片2aの端面10d同士の間に付着した水滴が、乱流に巻き込まれるリスクが小さく、凹部2b内に水滴が回り込む可能性も低減される。
上記理由から、水切り片2aの肉厚(水切り片2aの端面10dの幅)は、薄い方が好ましいといえる。しかしながら、水切り片2aの肉厚を薄くし過ぎると、走行時の風切り音が顕在化するおそれがある。
本実施形態では、水切り片2aの肉厚を5mmとしているが、この程度の肉厚であれば、風切り音の発生を抑制するとともに、水切り片2aに水滴が滞留することを抑制することができる。また、水切り片2aの強度も確保できるとともに、水切り片2aが鋭利となることなく、安全性を確保できる。
なお、硬質樹脂以外で形成された水切り片2aの肉厚については、後述する変形例で説明する。
つぎに、凹部2bの内面と撮像装置3との関係をより詳細に説明する。なお、下記においては、周壁部11の表裏二面のうち、凹部2bに臨む面(ハウジング2の外部に露出する面)を「内周面11a」と称し、底部12の表裏二面のうち、凹部2bに臨む面を「底面12a」と称する。
図3に示すように、撮像装置3の筒体6は、凹部2bの底面12aよりも後方へ突出している。このため、筒体6に保持されたレンズ7aは、底面12aから離間しており、底面12aと連続していない。
次に、車両走行時における水滴の移動経路の例を説明する。
雨天時等に車両Vが走行すると、後方撮像装置1の前方から水滴が飛来し、ハウジング2の本体部2dの外周面2cに付着する。本体部2dの外周面2cに付着した水滴は、気流に押されて後方へ移動し、複数の水切り片2aに向かい、ある一つの水切り片2aの縁10b若しくは頂点10cに到達するか、又は、水切り片2a、2aの分岐点10f近傍の縁10bに到達する。
水切り片2aの縁10bに到達した水滴は、この縁10bに沿って移動する(図4の矢印B1参照)。
また、隣り合う水切り片2a,2aの境界近傍(分岐点10f近傍)に到達した水滴は、隣り合う水切り片2aのうち一方の縁10bに沿って移動するか(図4の矢印B2)、又は、分岐点10fを境に2つの縁10bに分かれて移動する(図4の矢印B3)。
このように、ハウジング2の外周面に付着した一つの水滴は、いずれか一つの水切り片2aの縁10bに沿って移動するようになる。
そして、一つの水切り片2aに沿って移動した複数の水滴は、この水切り片2aの頂点10cで合流し(図4の矢印B4参照)、大きな水滴になる可能性が高い。大きな水滴になれば、水滴が気流から受ける風力が大きくなるため、水切り片2aの頂点10cから水滴が後方へ飛散するようになる(図4の矢印B5参照)。
また、水切り片2aの端面10dを回り込み、凹部2bの内周面11aに付着した水滴の極一部は、乱流(渦)の影響によって底面12aに移動する場合があるが、底面12aから筒体6が突出しているので、底面12aに移動した水滴は、主として筒体6の外周面に付着するようになる。
なお、凹部2bの底面12aに移動した水滴および筒体6の外周面に付着した水滴は、乱流の影響が小さい低速走行時や停止時においては、重力の作用によって筒体6の下方側へと移動し(図2の矢印B6参照)、さらに、凹部2bの下方側の内周面11aに沿って凹部2bの開口へ向かい、開口から排水されるようになる(図2の矢印B7参照)。
また、図2に示すように、ハウジング2の凹部2bの最下部に分岐点10fが形成されている。このため、重力の作用によって凹部2bの内周面11aに沿って移動した水滴が隣り合う水切り片2a、2aの間を通過してハウジング2の外側に流出しやすい。
以上、実施形態に係る後方撮像装置1によれば、ハウジング2の外周面2cから凹部2b内に巻き込まれる水滴が少なくなるため、水滴がレンズ7aに付着し難くなり、ひいては、撮像装置3で撮像された画像中にも水滴が写り込み難くなっている。
また、撮像装置3のレンズ7aは、水切り片2aの境界線(底辺)10eよりも前方に位置している。つまり、レンズ7aは、凹部2bの奥に位置している。このようにすると、雨水やタイヤが跳ね上げる泥水などがレンズ7aを直撃し難くなる。
なお、実施形態では、後方撮像装置1が搭載される移動体として、四輪の車両Vを挙げて説明しているが、本発明の適用範囲を限定する趣旨ではない。たとえば、四輪以上の車両にも本発明を適用することができるし、バーハンドル車両、鉄道車両などの車両の他に、船舶、飛行機などの移動体にも本発明を適用することができる。
また、実施形態の撮像装置3は、レンズ7aの後方に何ら設けられていないが、レンズ7aの後方にレンズフィルターを備えたものを使用しても良い。
また、本実施形態に係る水切り片2aは、ハウジング2の本体部2dと一体に形成され、ハウジング2と同じ材料に形成されていたが、本発明はこれに限定されるものでなく、ハウジング2の本体部2dと別体であってもよい。水切り片2aをハウジング2の本体部2dと別体とした場合には、ハウジング2の素材よりも硬度が低い軟質素材(例えば、ゴムなど)で水切り片2aを形成してもよい。
また、水切り片2aは、肉厚3mm以上であれば、風切り音の発生を抑制できる。水切り片2aの肉厚を前記した実施形態の水切り片2aの肉厚(=5mm)よりも小さくすれば、水切り片2a水滴が滞留することをさらに効果的に抑制することができる。
なお、水切り片2aの肉厚を5mmより薄くした場合、安全性を考慮して水切り片2aを軟質素材で形成することが好ましい。
また、水切り片2aの肉厚は10mm未満が好ましい。この肉厚を10mm以上にすると、頂点10cに到達した水滴が後方へ飛散し難くなり、凹部2b内に水滴が回り込む可能性が高まるからである。
また、本実施形態では、水切り片2aが三角形状を呈する場合を例示したが、少なくとも先端部に略三角形状の部位(頂点10cに向かうにつれて幅狭になる部位)が存在していれば、縁10bを途中で屈曲させてもよい。つまり、水切り片2aの形状は、三角形状には限られない。
例えば、図5(a)に示すように、水切り片2aの前後方向の中間部に長方形部分を設けてもよい。すなわち、流線方向に平行な縁10b1を含む水切り片2aであってもよい。また、図5(b)に示すように、水切り片2aの縁を、直線状の縁10b2と、曲線状の縁10b3とを組み合わせて形成してもよい。
また、前後方向に対する縁10bの傾斜角(縁10bが曲線状の部分を含む場合には、その曲線に対する接線の傾斜角)は、先端部を除いた縁10b全体にわたって37.5°以内であることが好ましく、32.5°以内であることがより好ましい。縁10b全体がこの傾斜角になるように形成することで、風力により水滴が移動しやすくなる。
また、図5(c)に示すように、頂点10cを通る軸線Oを境に左右非対称な水切り片2a3であってもよい。
また、一つの水切り片2aの先端部を2つ以上に分割して先端点が複数存在する形状としてもよい。
また、水切り片2aの前後方向の長さ(境界線10eと頂点10cとの車両前後方向の距離)は5mm以上が好ましく、10mm以上がより好ましい。水切り片2aの前後方向の長さが5mm以上であると、頂点10cに対して下側に位置する縁10bや端面10dの方に流れ難く、頂点10cで合流する水滴が大きく成り易い。特に、10mm以上の場合には、頂点10cまで水滴が移動しやすく、合流する水滴がより大きく成り易い。このため、水滴が気流から受ける風力が大きくなり、確実に水切り片2aの頂点10cから水滴が後方へ飛散するようになる。
1 後方撮像装置
2 ハウジング
2a、2a1、2a2、2a3 水切り片
2b 凹部
2c 外周面
2d 本体部
3 撮像装置
7、7a レンズ(透明部材)
10a 外周面
10b、10b2、10b2、10b2 縁(辺)
10c 頂点
10d 端面
10e 境界線(底辺)
10f 分岐点
11 周壁部
11a 内周面
12 底部
12a 底面
13 貫通孔

Claims (5)

  1. 移動体に取り付けられる後方撮像装置であって、
    前記移動体の後方を撮像する撮像装置と、
    前記撮像装置を収容するハウジングと、
    を備え、
    前記ハウジングの後端部には、後方に延出する水切り片が形成されており、
    前記水切り片は、前記ハウジングの周方向に複数形成されており、
    前記水切り片の先端部は、先端点に向かうにつれて幅狭に形成されており、
    隣り合う前記水切り片の基部同士が隣接していることを特徴とする後方撮像装置。
  2. 前記水切り片の先端部は、曲面で形成されていることを特徴とする請求項1に記載の後方撮像装置。
  3. 前記水切り片は、前記先端点を頂点とする三角形であり、前記先端点に連なる2辺によって形成される内角が45°〜75°であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の後方撮像装置。
  4. 前記ハウジングの後部に、前記水切り片の基部よりも前方に窪む凹部が形成され、
    前記撮像装置の透明部材が前記凹部内に配置されていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の後方撮像装置。
  5. 前記ハウジングの後部に、前記水切り片の基部よりも前方に窪む凹部が形成され、
    前記撮像装置の透明部材が前記凹部内に配置されていることを特徴とする請求項3に記載の後方撮像装置。
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