KR101837854B1 - 차량 탑재 촬상 장치 - Google Patents

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Abstract

차량 탑재 촬상 장치의 촬상 범위에 포함되는 유리 영역의 흐려짐을, 간이한 구성으로 방지 또는 제거하는 기술을 제공한다.
촬상 소자(20)는, 차량(1)의 앞유리(12) 너머로 차 밖을 촬상한다. 하우징(22)에는 회로 기판(40)이 수용되고, 회로 기판(40)은 촬상 소자(20)가 취득한 촬상 데이터를 처리하는 전자 부품을 탑재한다. 회로 기판(40)의 상방에 배치되는 하우징(22)의 상부판(32)에는, 촬상 소자(20)의 촬상 범위(52)에 포함되는 촬상 영역(50)이 있는 방향으로, 하우징(22) 내에서 발생한 열을 방출하기 위한 통기구(30)가 형성된다.

Description

차량 탑재 촬상 장치{IMAGE CAPTURE APPARATUS IN VEHICLE}
본 발명은, 차량에 탑재되고, 유리 너머로 차 밖을 촬상하는 차량 탑재 촬상 장치에 관한 것이다.
종래부터 차실 내에 카메라를 장착하여, 유리 너머로 차량 외부(차 밖)를 촬상하는 차량 탑재 시스템이 알려져 있다(특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에는, 카메라의 촬상 범위에 대응하는 유리 영역의 주위에 열선 히터를 매립하고, 열선 히터로 유리 영역을 가열함으로써, 유리 영역에 부착된 얼음과 서리를 제거하는 기술이 개시되어 있다. 또한 특허문헌 1에는, 차량 탑재 공조 장치의 제습 기능에 의해 유리 부근 습도를 저하시킴으로써, 유리의 흐려짐을 방지 또는 제거하는 기술도 개시되어 있다.
일본 특허 공개 제2014-101004호 공보
차량에 탑재되는 운전 지원 시스템은, 차량 탑재 카메라가 유리 너머로 촬상한 화상으로부터 차량 주위의 보행자나 차량을 검출하여, 운전자에 대해 경보를 출력하는 등의 운전 지원 처리를 실시한다. 차량 탑재 카메라의 촬상 범위에 포함되는 유리 영역이 흐려져 있으면, 차량 탑재 카메라가 차 밖을 양호하게 촬상할 수 없으므로, 운전 지원 시스템은, 촬상 화상에 기초한 운전 지원 처리를 중지해야 한다. 그로 인해 유리의 흐려짐을 방지 또는 제거하여, 차량 탑재 카메라가 차 밖을 양호하게 촬상할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
유리의 흐려짐은, 차량 내외의 기온 차가 크고, 차량 내의 습도가 높은 경우에, 유리 근방의 공기 온도가 내려가, 유리 근방의 공기에 포함되는 수분이 유리면으로 방출됨으로써 발생한다. 그로 인해 외기온이 낮을 때나 우천 시에, 유리의 흐려짐이 발생하기 쉽다. 흐려짐을 방지 또는 제거하기 위해서는, 특허문헌 1에 개시되는 바와 같이 유리 근방의 습도를 저하시키거나, 또는 유리 근방의 공기 온도를 상승시키는 등의 대책이 고려된다.
특허문헌 1에 개시되는 열선 히터는, 카메라의 촬상 범위에 포함되는 유리 영역의 주위에 매립되어 있으므로, 열선 히터를 작동시키면, 당해 유리 영역의 근방의 공기 온도가 상승하여, 유리에 발생한 흐려짐을 제거할 수 있다. 그러나 열선 히터를 배치하고, 또한 전력 공급을 위한 회로나 부품을 탑재하는 것은, 제조 비용의 관점에서 바람직하지 않다. 따라서 카메라의 촬상 범위에 포함되는 유리 영역 근방의 공기를 간이하게 승온하는 기술의 개발이 요망되고 있다.
본 발명은 이러한 상황에 비추어 이루어진 것이며, 그 목적은, 차량 탑재 촬상 장치의 촬상 범위에 포함되는 유리 영역의 흐려짐을, 간이한 구성으로 방지 또는 제거하는 기술을 제공하는 것에 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 일 양태의 차량 탑재 촬상 장치는, 차량의 유리 너머로 차 밖을 촬상하는 촬상 소자와, 촬상 소자가 취득한 촬상 데이터를 처리하는 전자 부품을 탑재하는 회로 기판과, 회로 기판을 수용하는 하우징을 구비한다. 이 양태의 차량 탑재 촬상 장치에 있어서, 회로 기판의 상방에 배치되는 하우징의 상부판에는, 촬상 소자의 촬상 범위에 포함되는 유리 영역이 있는 방향으로, 하우징 내에서 발생한 열을 방출하기 위한 통기구가 형성된다.
이 양태에 의하면, 하우징의 상부판에 통기구를 형성함으로써, 회로 기판에 탑재한 전자 부품에서 발생한 열을, 촬상 소자의 촬상 범위에 포함되는 유리 영역이 있는 방향으로 방출하여, 유리 근방의 공기를 따뜻하게 하는 것이 가능해진다. 이에 의해 유리의 흐려짐을 방지 또는 제거함과 함께, 전자 부품의 온도 상승을 억제하는 것도 가능해진다.
차량 탑재 촬상 장치는, 개구를 갖고, 하우징의 상부판에 장착되는 후드를 더 구비해도 된다. 하우징의 상부판에 후드를 장착함으로써, 유리의 반사광이 촬상 소자에 입사하는 상황을 피할 수 있다. 또한 후드의 개구가, 하우징 상부판에 형성된 통기구의 상방에 배치됨으로써, 하우징의 내외를 연통한 상태를 유지하여, 하우징 내에서 발생한 열을, 촬상 소자의 촬상 범위에 포함되는 유리 영역이 있는 방향으로 방출할 수 있다.
본 발명에 따르면, 차량 탑재 촬상 장치의 촬상 범위에 포함되는 유리 영역의 흐려짐을, 간이한 구성으로 방지 또는 제거하는 기술을 제공한다.
도 1은 실시예에 있어서의 차량 탑재 촬상 장치를 구비하는 차량을 도시하는 도면이다.
도 2는 차량 탑재 촬상 장치의 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시하는 차량 탑재 촬상 장치의 B-B 단면의 개략을 도시하는 도면이다.
도 4는 하우징의 상부판의 구조의 일례를 도시하는 도면이다.
도 5는 후드를 장착한 차량 탑재 촬상 장치의 사시도를 도시하는 도면이다.
도 6은 도 5에 도시하는 차량 탑재 촬상 장치의 C-C 단면의 개략을 도시하는 도면이다.
도 7은 후드에 형성된 개구의 변형예를 도시하는 도면이다.
도 1은 실시예에 있어서의 차량 탑재 촬상 장치(10)를 구비하는 차량(1)을 도시한다. 차량 탑재 촬상 장치(10)는, 차량 내에 장착되고, 앞유리(12) 너머로 차량(1)의 전방을 촬상한다. 차량 탑재 촬상 장치(10)는, 촬상 소자를 구비하고, 단안 카메라, 스테레오 카메라, 적외 카메라로서 구성되어도 된다. 또한 차량 탑재 촬상 장치(10)는, 촬상 소자 이외에, 레이저 센서 등의 물체 검출 센서를 구비해도 된다. 차량 탑재 촬상 장치(10)는, 촬상 소자의 광축(14)이 차량 전방을 향하도록, 앞유리(12), 백미러 또는 차실 천장 등에 장착된다.
도 2는, 차량 탑재 촬상 장치(10)의 사시도를 도시한다. 차량 탑재 촬상 장치(10)는, 하우징인 금속제의 하우징(22)을 구비하고, 하우징(22)의 상면(26)은 전체적으로 전방(화살표 A로 나타내는 방향)을 향해 내려가도록 경사져 있다. 하우징(22)의 상면(26)은, 주위보다 낮게 들어간 오목부(24)를 갖는 상부판에 의해 형성된다. 오목부(24)의 후단부측에는 촬상 소자(20)가 설치되고, 오목부(24)는 촬상 소자(20)가 배치된 후단부측으로부터 전방을 향해 좌우 방향의 폭이 넓어지는 사다리꼴 형상을 갖는다. 후술하지만 오목부(24)에는, 차량 탑재 촬상 장치(10)의 하방으로부터의 광이 앞유리(12)에 반사하여 촬상 소자(20)에 입사하지 않도록, 후드가 장착되어도 된다. 촬상 소자(20)는, 차량(1)의 유리 너머로 차 밖을 주기적으로 촬상하여, 촬상 데이터를 취득한다.
하우징(22)은, 촬상 소자(20)가 취득한 촬상 데이터를 처리하는 전자 부품을 탑재하는 회로 기판을 수용한다. 하우징(22) 내에 있어서, 회로 기판은, 오목부(24)의 하방에 배치된다. 오목부(24)를 구성하는 상부판에는, 촬상 소자(20)의 촬상 범위에 포함되는 유리 영역이 있는 방향으로, 하우징(22) 내에서 발생한 열을 방출하기 위한 통기구(30a∼30e)(이하, 특별히 구별하지 않는 경우에는 「통기구(30)」라고 칭함)가 형성된다.
도 3은, 도 2에 도시하는 차량 탑재 촬상 장치(10)의 B-B 단면의 개략도를 도시한다. 하우징(22)은, 그 내부에 회로 기판(40)을 수용한다. 하우징(22)은, 회로 기판(40)의 하방에 배치되어 회로 기판(40)을 지지하는 하부판(34), 회로 기판(40)의 상방에 배치되어 회로 기판(40)을 덮는 상부판(32), 회로 기판(40)의 전방에 배치되는 전방판(38) 및 회로 기판(40)의 후방에 배치되는 후방판(36)을 구비한다. 회로 기판(40)은, 촬상 소자(20)가 취득한 촬상 데이터를 처리하는 전자 부품을 탑재하고 있고, 도 3에서는, 촬상 소자(20)와 회로 기판(40)을 접속하는 배선이나, 촬상 소자(20) 및 회로 기판(40)에의 전력 공급선 등의 도시를 생략하고 있다.
회로 기판(40)에 탑재되는 전자 부품은, 촬상 데이터를 처리하기 위한 프로세서나 메모리를 포함한다. 실시예에 있어서, 촬상 소자(20)가 취득하는 촬상 데이터는, 운전 지원 시스템에 의한 운전 지원 처리에 이용되고, 차량(1)의 주행 중, 촬상 소자(20) 및 회로 기판(40)의 전자 부품에는 상시 전력이 공급되어 구동되고 있다. 그로 인해 하우징(22) 내부에서는, 촬상 소자(20) 및 전자 부품으로부터 열이 발생하고 있다.
실시예의 차량 탑재 촬상 장치(10)에 있어서, 회로 기판(40)의 상방에 배치되는 하우징(22)의 상부판(32)에는, 촬상 소자(20)의 촬상 범위(52)에 포함되는 유리 영역이 있는 방향으로, 하우징(22) 내에서 발생한 열을 방출하기 위한 복수의 통기구(30)가 형성된다. 촬상 범위(52)에 포함되는 유리 영역은 통기구(30)의 상방에 위치하고, 통기구(30)는, 유리 영역이 있는 방향, 즉 상부 방향으로 하우징(22) 내에서 발생한 열을 방출한다. 이 예에서는 통기구(30)가, 상부판(32)을 좌우 방향으로 절결한 슬릿으로서 형성되어, 하우징(22) 내외를 연통한다. 이에 의해 하우징(22) 내에서 발생한 열은, 통기구(30)로부터 방출되어 촬상 소자(20)의 전방에 위치하는 앞유리(12) 근방의 공기를 따뜻하게 하여, 앞유리(12)의 흐려짐이나 착빙을 방지 또는 제거한다. 또한 통기구(30)로부터 방열하여 촬상 소자(20)나 전자 부품의 온도 상승을 억제함으로써, 촬상 소자(20)나 전자 부품의 성능을 유지할 수 있게 된다. 이와 같이 실시예의 차량 탑재 촬상 장치(10)에 의하면, 상부판(32)에 통기구(30)를 형성한다고 하는 간이한 구성으로, 앞유리(12)의 흐려짐을 방지 또는 제거하는 것이 가능해진다.
도 3에 도시하는 예에 있어서, 촬상 범위(52)는, 촬상 소자(20)의 상하 방향의 시야각을 표현하고, 촬상 영역(50)은, 촬상 소자(20)의 촬상 범위(52)에 포함되는 앞유리(12)의 영역을 나타낸다. 상기한 바와 같이 통기구(30)는, 촬상 영역(50) 근방의 공기를 따뜻하게 하여, 촬상 영역(50)의 흐려짐을 방지 또는 제거하기 위해 형성된다. 따뜻한 공기는 비중이 가벼워, 위로 이동하므로, 차량 탑재 촬상 장치(10)를 차량(1)에 장착한 상태에서, 적어도 일부의 통기구(30)는 촬상 영역(50)보다 하방에 위치하여, 통기구(30)로부터 방출되는 열이 촬상 영역(50)의 방향으로 이동하고, 촬상 영역(50) 근방의 공기를 효율적으로 따뜻하게 하는 것이 바람직하다. 또한 차량 탑재 촬상 장치(10)를 차량(1)에 장착한 상태에서, 차량 탑재 촬상 장치(10)의 상면(26)과 앞유리(12) 사이에는 근소한 간극은 있지만, 양자는 거의 밀착되어 있다. 그로 인해 상면(26)과 앞유리(12)는, 촬상 소자(20)와 앞유리(12) 사이의 실질적인 밀폐 공간을 획정한다. 촬상 소자(20)와 앞유리(12) 사이의 공간이 거의 밀폐되어 있으므로, 촬상 영역(50)의 상방에 위치하는 통기구(30)로부터 방출되는 열도, 촬상 영역(50) 근방의 공기의 승온에 충분히 기여한다.
또한 따뜻한 공기가 위로 이동하는 것을 이용하여, 회로 기판(40)은, 후단부(40b)측보다, 전단부(40a)측에 발열량이 큰 전자 부품을 탑재하도록 설계되어도 된다. 예를 들어 통기구(30a, 30b)의 하방의 기판 위치에 발열량이 큰 전자 부품을 탑재하면, 발생한 열은 통기구(30a, 30b)를 통해, 촬상 소자(20)의 촬상 범위(52)에 포함되는 촬상 영역(50)이 있는 방향으로 방출된다. 방출된 열은, 촬상 소자(20)와 앞유리(12) 사이의 공간 내를 상승하므로, 효율적으로 촬상 영역(50) 근방의 공기를 따뜻하게 하여, 촬상 영역(50)의 흐려짐을 방지 또는 제거할 수 있다.
또한 도시하고 있지 않지만, 하우징(22) 내에서 발생한 열을 효율적으로 통기구(30)로부터 방출하기 위해, 하우징(22)에는, 후방측으로부터 전방측을 향하는 공기류를 생성하는 팬이 설치되어도 된다. 이에 의해 하우징(22) 내에서 발생한 열을, 유리의 흐려짐 방지 또는 제거에 효율적으로 이용할 수 있음과 함께, 촬상 소자(20) 및 전자 부품의 온도 상승을 억제할 수 있다.
도 4는, 하우징(22)의 상부판(32)의 구조의 일례를 도시한다. 이 예에서는, 상부판(32)의 통기구(30a∼30e)에 있어서, 티끌이나 먼지를 포착하기 위한 포착부(54a∼54e)(이하, 특별히 구별하지 않는 경우에는 「포착부(54)」라고 칭함)가 형성된다. 포착부(54)는, 좌우 방향으로 절결된 통기구(30)의 전방 테두리로부터 수하한 수하부와, 수하부의 하단부로부터 후방으로 연장되는 연장부에 의해 구성된다. 차량 탑재 촬상 장치(10)를 차량(1)에 장착한 상태에서, 연장부가 수평 방향보다 상향의 자세로 됨으로써, 티끌이나 먼지는, 연장부에 의해 포착되어, 하방의 회로 기판(40)에 퇴적되는 것이 방지된다.
도 5는, 하우징(22)의 상부판(32)에 수지제의 후드(28)를 장착한 차량 탑재 촬상 장치(10)의 사시도를 도시한다. 후드(28)는, 오목부(24)(도 2 참조)에 밀착하도록 고정되어, 차량 탑재 촬상 장치(10)의 하방으로부터의 광이 앞유리(12)에 반사하여 촬상 소자(20)에 입사하는 것을 방지한다. 또한 앞유리(12)의 반사광을 효과적으로 차폐하기 위해, 후드(28)는 오목부(24)로부터 돌출되는 형상을 갖는다.
도시되는 바와 같이, 후드(28)는, 복수의 개구(60a∼60e)(이하, 특별히 구별하지 않는 경우에는 「개구(60)」라고 칭함)를 갖는다. 각 개구(60)는, 상부판(32)의 각 통기구(30)에 대응하여 설치되고, 이 예에서는, 도 2에 도시하는 통기구(30)의 형상에 맞추어, 좌우 방향으로 절결된 슬릿으로서 형성되어 있다. 후드(28)의 개구(60)는, 하우징(22)의 상부판(32)에 형성된 통기구(30)의 상방에 배치되어, 통기구(30)에 의한 하우징(22)의 내외를 연통한 상태를 유지한다. 즉, 통기구(30)와 개구(60)가 겹치도록 후드(28)가 상부판(32)에 장착된다.
도 6은, 도 5에 도시하는 차량 탑재 촬상 장치(10)의 C-C 단면의 개략도를 도시한다. 하우징(22)은, 그 내부에 회로 기판(40)을 수용한다. 도 3에 도시하는 차량 탑재 촬상 장치(10)의 B-B 단면과의 상위점으로서, 도 6에서는, 상부판(32)에 후드(28)가 장착되어 있다.
도시되는 바와 같이, 후드(28)의 개구(60)는, 상부판(32)의 통기구(30)의 상방에 배치되고, 이에 의해 하우징(22) 내외의 연통이 확보되어 있다. 각 개구(60)는, 상부판(32)에 있어서의 각 통기구(30)의 위치 및 형상에 맞추어 형성된다. 또한 개구(60)의 전후 방향의 폭은, 통기구(30)의 전후 방향의 폭보다 약간 크게 되어, 상부판(32)에 대한 후드(28)의 장착 위치 오차에 의해 통기구(30)가 폐색되지 않도록 해도 된다.
또한 도 6에 도시하는 단면도에 있어서, 회로 기판(40)의 하방에 배치되는 하우징(22)의 하부판(34)에는, 하우징(22)의 내외를 연통하는 연통구(62)가 형성되어 있다. 차량(1)에 있어서, 공조 장치는, 앞유리(12)의 하방으로부터 상방을 향하는 공기류를 생성한다. 연통구(62)는, 공조 장치로부터의 공기류를 받아들여, 통기구(30) 및 개구(60)로부터의 방열을 촉진시킨다. 이와 같이 연통구(62)를 설치함으로써, 공조 장치에 의한 공기류를 이용하여, 하우징(22) 내에서 발생한 열을 촬상 영역(50)의 방향으로 효율적으로 방출할 수 있다. 또한 따뜻한 공기는 위로 이동하므로, 통기구(30) 및 개구(60)의 하방에 위치하는 연통구(62)로부터의 방열량은 적고, 연통구(62)는 앞유리(12)의 흐려짐의 방지 또는 제거에 기여한다.
또한 도 5 및 도 6에 있어서, 금속제의 상부판(32)에 수지제의 후드(28)를 장착한 상태를 나타냈지만, 상부판(32) 및 후드(28)는 동일 재료로 일체로 구성되어도 된다. 즉, 상부판(32)이 후드(28)의 형상을 구비하도록 형성되어도 되고, 그 경우는, 부품 개수를 저감시킬 수 있다.
실시예의 차량 탑재 촬상 장치(10)는, 도 2 및 도 5에 도시하는 바와 같이 후드(28)를 장착해도 되고 장착하지 않아도 된다. 후드(28)를 장착하지 않는 경우에는 통기구(30)가, 또한 후드(28)를 장착한 경우에는 개구(60)가 노출되게 되지만, 노출된 통기구(30) 또는 개구(60)는, 태양광이나 가로등 등의 외광을 산란시켜, 촬상 소자(20)에의 입광을 저감시키는 효과도 갖는다.
도 7의 (a) 및 도 7의 (b)는, 후드(28)에 형성된 개구(60)의 변형예를 도시한다. 도 7의 (a)에 도시하는 개구(60)는, 전후 방향으로 절결된 슬릿으로서 형성되어 있고, 도 7의 (b)에 도시하는 개구(60)는 원형의 관통 구멍으로서 형성되어 있다. 또한 후드(28)의 하방에 위치하는 상부판(32)에는, 동일 형상의 통기구(30)가 형성되어 있고, 통기구(30)와 개구(60)가 겹쳐 배치됨으로써, 하우징(22)의 내외가 연통한다.
이상, 실시예를 바탕으로 본 발명을 설명하였다. 실시예는 어디까지나 예시이며, 각 구성 요소의 조합에 다양한 변형예가 가능한 것, 또한 그러한 변형예도 본 발명의 범위에 있는 것은 당업자에게 이해되는 부분이다.
실시예에서는, 차량 탑재 촬상 장치(10)가 차량 전방을 촬상하도록 차량(1)에 장착된 예를 나타냈지만, 다른 방향, 예를 들어 차량 후방, 차량 측방을 촬상하도록 차량 탑재 촬상 장치(10)가 차량(1)에 장착되어도 된다. 또한 실시예에서는, 통기구(30) 및 개구(60)로서, 단면 직사각 형상의 슬릿을 형성하는 예를 나타냈지만, 다른 형상의 슬릿을 형성해도 된다.
1 : 차량
10 : 차량 탑재 촬상 장치
12 : 앞유리
20 : 촬상 소자
22 : 하우징
28 : 후드
30 : 통기구
32 : 상부판
34 : 하부판
40 : 회로 기판
60 : 개구

Claims (2)

  1. 차량 내에 장착되는 차량 탑재 촬상 장치이며,
    차량의 유리 너머로 차 밖을 촬상하는 촬상 소자와,
    상기 촬상 소자가 취득한 촬상 데이터를 처리하는 전자 부품을 탑재하는 회로 기판과,
    상기 회로 기판을 수용하는 하우징을 구비한 차량 탑재 촬상 장치이며,
    상기 회로 기판의 상방에 배치되는 상기 하우징의 상부판에는, 상기 촬상 소자의 촬상 범위에 포함되는 유리 영역이 있는 방향으로, 상기 하우징 내에서 발생한 열을 방출하기 위한 통기구가 형성되는 것을 특징으로 하는, 차량 탑재 촬상 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    개구를 갖고, 상기 하우징의 상부판에 장착되는 후드를 더 구비하고,
    상기 후드의 개구가, 상기 하우징의 상부판에 형성된 통기구의 상방에 배치되는 것을 특징으로 하는, 차량 탑재 촬상 장치.
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