JP6711045B2 - 車載撮像装置の水滴除去装置 - Google Patents

Description

本発明は、車両外に搭載される車載撮像装置に付着する雨滴を除去することができる車載撮像装置の水滴除去装置に関する。

近年、車両には、車両の後方又は側方を撮影する撮像装置が搭載され、駐車操作を支援するために使用されている。しかし、撮像装置のレンズに雨滴が付着すると、撮像装置によって得られる映像は歪んだりぼやけてしまう。

このような課題を解決するために、撮像装置のレンズの外側面の上部に親水処理を施し、下部に撥水処理を施す技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、レンズの内面に圧電部材を取り付け、圧電部材を振動させることによってレンズを光軸方向に振動させ、レンズに付着した雨滴を除去している（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、特許文献１に係る技術は、雨滴の量が多い場合には、レンズに大きな雨滴が付着する虞がある。また、特許文献２に係る技術は、レンズに震動を与えて雨滴を除去するので、レンズの位置がずれたり、レンズが傷つくなど、耐久性に課題がある。

特開２００９−２６５４７３号公報 特開２００７−０８２０６２号公報

本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、車両外に搭載された撮像装置に付着した雨滴をより確実に除去することができる車載撮像装置の水滴除去装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する本発明の第１の態様は、車両の外部に取り付けられる撮像装置と、光を透過する透過部が前記撮像装置のレンズに対向する位置に設けられたカバーと、前記カバーを回動させるモーターとを備え、前記カバーは、前記モーターの駆動力で前記撮像装置の光軸を中心として回動可能に前記撮像装置に取り付けられ、前記透過部は、前記レンズに対して傾斜していることを特徴とする車載撮像装置の水滴除去装置にある。

第１の態様では、車両の外部に搭載された撮像装置をカバーで覆うことで撮像装置に直接水滴が付着することを防ぎ、また、カバーに付着した水滴をカバーの回動で確実に除去することができる。これにより、雨天のときや洗車後などでカバーに水滴が付着しても、より確実に除去することができる。
また、透過部の中央部など、遠心力が比較的弱い部位でも、表面に付着した水滴をより確実に除去することができる。

本発明の第２の態様は、第１の態様に記載する車載撮像装置の水滴除去装置において、前記モーターを制御し、かつ車両のシフトレバーの位置を検知することが可能な制御部を備え、前記撮像装置は、車両の後方を撮像し、前記制御部は、車両のシフトレバーが後退位置になったときに、前記モーターを動作させて前記カバーを回動させることを特徴とする車載撮像装置の水滴除去装置にある。

第２の態様では、運転者は鮮明に映し出された車両の後方をディスプレイで視認しながら車両の後退操作を行うことができる。

本発明の第３の態様は、第１の態様に記載する車載撮像装置の水滴除去装置において、前記モーターを制御し、かつ車両に付着した雨滴を検知することが可能な制御部を備え、前記制御部は、雨滴を検知したときに、前記モーターを動作させて前記カバーを回動させることを特徴とする車載撮像装置の水滴除去装置にある。

第３の態様では、雨天時であっても、運転者は車両の後方をより鮮明にディスプレイで視認することができる。

本発明によれば、車両外に搭載された撮像装置に付着した雨滴をより確実に除去することができる車載撮像装置の水滴除去装置が提供される。

車載撮像装置の水滴除去装置を示す概略図である。 車載撮像装置の水滴除去装置の構成を示すブロック図である。 水滴除去装置の斜視図である。 図３のＡ−Ａ′線断面図である。 カバーの斜視図である。 水滴除去装置の動作を示すフロー図である。

以下、本発明を実施するための形態について説明する。なお、実施形態の説明は例示であり、本発明は以下の説明に限定されない。

〈実施形態１〉
図１は車載撮像装置の水滴除去装置を示す概略図であり、図２は車載撮像装置の水滴除去装置の構成を示すブロック図である。

本実施形態に係る水滴除去装置１０は、車両１に搭載され、撮像装置であるカメラ２０と、カバー３０と、モーター４０と、制御部であるＥＣＵ（電子コントロールユニット）５０とを備えている。また、車両１には、雨滴センサー６０と、ディスプレイ７０とが設けられている。

カメラ２０は、車両１の外部に取り付けられ、車両１の周辺を撮像する装置である。本実施形態では、カメラ２０は車両１の後部に取り付けられ、車両１の後方を撮像する。カメラ２０により撮像された映像は、ＥＣＵ５０を介して車両１の車室内に配置されたディスプレイ７０に表示されるようになっている。

カバー３０は、カメラ２０を水滴から保護する部材である。また、カバー３０は、カメラ２０の光軸を中心として回動可能にカメラ２０に取り付けられており、カバー３０に付着した水滴を除去できるようになっている。

モーター４０は、カバー３０を回動させる装置である。また、モーター４０は、ＥＣＵ
５０に回転、停止などの動作が制御されるようになっている。
上述したカメラ２０、カバー３０及びモーター４０の詳細な構成については後述する。

ＥＣＵ５０は、車両１を総合的に制御する装置であり、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えている。車両１には、車両１の走行状態を検出するための各種センサーが設けられており、各種センサーから検出信号がＥＣＵ５０に送られる。

本実施形態では、ＥＣＵ５０には、雨滴センサー６０から雨量の検出信号が送信される。雨滴センサー６０は、フロントウインドウのガラス表面の雨滴を検出し、雨量を電気信号に替えてＥＣＵ５０に出力する装置である。また、ＥＣＵ５０には、シフトポジションセンサー３からシフトレバーの位置を表す信号が送信される。

さらに、車両１にはシステム起動スイッチ２（図ではスイッチをＳＷと省略する）及び水滴除去スイッチ４が設けられている。水滴除去スイッチ４は、車両１の車室に設けられ、オート、オン、オフを選択できるスイッチである。ＥＣＵ５０は、それらのスイッチの状態を検出可能となっている。

ＥＣＵ５０は、詳細は後述するが、システム起動スイッチ２がオンであるとき、上述したような各種センサーからの信号や水滴除去スイッチ４の状態に応じて、水滴除去装置１０の制御を開始する。

図３から図５を用いてカメラ２０、カバー３０及びモーター４０の構成について詳細に説明する。図３は水滴除去装置の斜視図であり、図４は図３のＡ−Ａ′線断面図であり、図５はカバーの斜視図である。

本実施形態に係るカメラ２０は、ケース２１と、ケース２１内に収納されたレンズ２２と、ＣＣＤなどの撮像素子２３と、撮像素子２３を駆動させる回路基板２４等を備えている。

ケース２１は、開口部を有する箱状に形成されている。ケース２１の内部は、仕切り板２５により区画され、第１収納部２６及び第２収納部２７が形成されている。このようなケース２１は固定板８０を介して車両１の外部に取り付けられている。

第１収納部２６には、レンズ２２がレンズ支持部２８を介して開口部の近傍に設けられている。また、第１収納部２６の底部には、撮像素子２３及び回路基板２４が固定されている。撮像素子２３は、カメラ２０の光軸Ｌ上に配置されており、レンズ２２により結像された像を撮像する。特に図示しないが、回路基板２４は、ＥＣＵ５０に接続され、ＥＣＵ５０により制御される。

第２収納部２７には、モーター４０が収納されている。モーター４０は、第１歯車４１と、第１歯車４１を回動させる回転駆動力を生じさせるモーター本体４２と、当該回転駆動力を第１歯車４１へ伝達するロッド４３とを備えている。

カバー３０は、透過部３１がレンズ２２に対向する位置に設けられ、カメラ２０の光軸Ｌを中心として回動可能にケース２１に取り付けられる部材である。本実施形態のカバー３０は、外周に歯が設けられた円筒状の第２歯車３２と、透過部３１が形成されたカバー本体部３３とを備えている。

カバー本体部３３は有底箱状に形成されている。カバー本体部３３の開口に、第２歯車３２の内周が重なっている。このようにカバー本体部３３と第２歯車３２とが一体的になってカバー３０が形成されている。

カバー本体部３３は、底面側の一部が透過部３１となっている。透過部３１は、例えばガラスなどの光を透過する材料から形成されている。この透過部３１は、レンズ２２に対向する位置に形成されている。

また、カバー本体部３３の透過部３１は、レンズ２２に対して傾斜している。本実施形態では、カバー本体部３３の底面全体がレンズ２２に対して傾斜している。透過部３１がレンズ２２に対して傾斜しているとは、レンズ２２の受光面、すなわち、光軸Ｌに垂直な面に対して透過部３１が傾斜していることをいう。このように透過部３１はレンズ２２に対して傾斜しているが、レンズ２２に対向した位置に配置されているため、外部からの光が透過部３１を通してレンズ２２に達することができる。

このようなカバー３０は、ケース２１に回動可能に取り付けられる。具体的には、ケース２１の第１収納部２６には、開口側に円筒状の取付部２９が設けられている。この取付部２９は、円筒の中心を光軸Ｌが通るように設けられている。一方、第２歯車３２の内周面の内径は、取付部２９の外周面の外径よりも若干大きい程度に形成されている。

このような第２歯車３２は取付部２９に嵌め込まれており、第２歯車３２の内周面が取付部２９の外周面上を摺接しながら回動することが可能となっている。なお、特に図示しないが、カバー３０は脱落しないようにケース２１に係合されている。

また、第２歯車３２には、モーター４０の第１歯車４１が噛み合っている。モーター４０により第１歯車４１が回動すると、第２歯車３２、すなわちカバー３０全体が取付部２９に取り付けられた状態で光軸Ｌを中心に回動する。なお、第２歯車３２は、一方向にのみ回動されてもよいし、左右のどちらかの方向に選択的に回動されてもよい。

上述したような構成の水滴除去装置１０は、ＥＣＵ５０によって制御されたモーター４０が第１歯車４１を回動させることで、カバー３０全体が光軸Ｌを中心として回動する。このため、カバー３０の透過部３１の表面３１ａに付着した水滴は、カバー３０の回動に伴う遠心力によって除去される。

このように本実施形態に係る水滴除去装置１０は、車両１の外部に搭載されたカメラ２０をカバー３０で覆うことでレンズ２２に直接水滴が付着することを防ぎ、また、カバー３０に付着した水滴をカバー３０の回動で確実に除去することができる。これにより、雨天のときや洗車後などでカバー３０に水滴が付着しても、これを確実に除去し、ディスプレイ７０に車両１の後方を鮮明に映し出すことができる。

また、透過部３１の表面３１ａに付着した水滴の量が多い場合でも、カバー３０を回動させる速度を早くしたり、時間を長くするなどすることでより確実に除去することができる。すなわち、従来技術のように、透過部３１の上部に親水処理及び下部に撥水処理を適用しなくてもよい。なお、本発明の透過部３１はこのような親水処理及び撥水処理が施されていてもよい。

さらに、水滴を除去するためにカバー３０を回動させるが、レンズ２２や撮像素子２３などはケース２１に固定された状態が保たれる。したがって、レンズ２２に位置ずれが生じたり破損することを防止できる。

本実施形態の水滴除去装置１０は、透過部３１がレンズ２２に対して傾斜している。このような構成とすることで、透過部３１の中央部など、遠心力が比較的弱い部位でも、表面３１ａに付着した水滴をより確実に除去することができる。

水滴除去装置１０のカバー３０は、任意のタイミングで回動させればよい。したがって、運転者によって所定の操作（例えば、水滴除去を行うためのスイッチの操作）が行われたタイミングで回動させてもよい。また、各種センサーの検出値に基づいて、自動的にカバー３０を回動させてもよい。

例えば、ＥＣＵ５０は、シフトレバーのシフト位置がＲになったことを検出したとき、モーター４０を動作させ、カバー３０を回動させてもよい。このようなタイミングでカバー３０を回動させることで、運転者が車両１を後退させるためにシフト位置をＲに入れたときに水滴が透過部３１から除去される。これにより、運転者は鮮明に映し出された車両１の後方をディスプレイ７０で視認しながら車両１の後退操作を行うことができる。

また、ＥＣＵ５０は、車両１に付着した水滴を検知し、その水滴の量が所定値を超えたときに、モーター４０を動作させ、カバー３０を回動させてもよい。これにより、雨天によって透過部３１に水滴が付着している可能性が高いタイミングでカバー３０を回動させ、透過部３１から水滴が除去される。これにより、雨天時であっても、運転者は車両１の後方をより鮮明にディスプレイ７０で視認することができる。

図６は、本実施形態の水滴除去装置１０の動作を示すフロー図である。図６を用いてＥＣＵ５０が各種センサーに基づいてカバー３０を回動させる際の動作について説明する。

まず、ＥＣＵ５０は、システム起動スイッチ２がオンであるかを判定する（ステップＳ１）。システム起動スイッチ２がオンであるならば（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、次に、水滴除去スイッチ４がオートであるかを判定する（ステップＳ２）。

水滴除去スイッチがオートである場合（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は、シフトポジションセンサー３からシフト位置を取得し、シフト位置がＲ（後退位置）であるかを判定する（ステップＳ３）。

シフト位置がＲである場合（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０は雨滴センサー６０から雨量を表す信号を取得し、所定値より大きいかを判定する（ステップＳ４）。

雨量が所定値より大きい場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、ＥＣＵ５０はタイマ１に所定時間をセットして開始する（ステップＳ５）。そして、ＥＣＵ５０はモーター４０を駆動させる（ステップＳ６）。次に、ＥＣＵ５０はタイマ１が所定時間に達したかを判定し（ステップＳ７）、達しているならば（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、モーター４０を停止する（ステップＳ８）。タイマ１が所定時間に達していないならば（ステップＳ７：Ｎｏ）、モーター４０をタイマ１が所定時間に達するまで駆動し続ける（ステップＳ６〜Ｓ８）。

ＥＣＵ５０は、モーター４０を停止させた後は、カバー３０を回動させて水滴除去を行う一連の水滴除去処理を終了する。もちろん、ＥＣＵ５０は、一回の水滴除去処理を行う場合に限定されず、例えば、一定時間経過後に上述したステップＳ１からの処理を実行してもよい。

なお、システム起動スイッチ２がオフの場合（ステップＳ１：Ｎｏ）、シフト位置がＲでない場合（ステップＳ３：Ｎｏ）、雨滴センサー６０により検出された雨量が所定値以下の場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、さらに図示を省略したが、ステップＳ２で水滴除去スイッチがオフである場合の何れについても、モーター４０を駆動させずに、ステップＳ１実行前の状態に戻る。

また、水滴除去スイッチがオートでない場合（ステップＳ２：Ｎｏ）、ＥＣＵ５０はタイマ２に所定時間をセットして開始する（ステップＳ９）。そして、ＥＣＵ５０はモーター４０を駆動させる（ステップＳ１０）。次に、ＥＣＵ５０はタイマ２が所定時間に達したかを判定し（ステップＳ１１）、達しているならば（ステップＳ１１：Ｙｅｓ）、モーター４０を停止する（ステップＳ１２）。タイマ２が所定時間に達していないならば（ステップＳ１１：Ｎｏ）、モーター４０をタイマ２が所定時間に達するまで駆動し続ける（ステップＳ１０〜Ｓ１２）。

ＥＣＵ５０は、ステップＳ１２にてモーター４０を停止させた後は、水滴除去処理を終了するが、一定時間経過後にステップＳ１からの水滴除去処理を実行してもよい。

このような処理フローによれば、運転者が水滴除去スイッチを操作することで、カバー３０の回動動作による水滴除去をシフトレバー及び雨量によって自動で行わせるか（ステップＳ２：Ｙｅｓ〜Ｓ８）、強制的に行わせるか（ステップＳ２：Ｎｏ〜Ｓ１２）、もしくは全く行わない（水滴除去スイッチがオフ）という３つのモードを選択することができる。

〈他の実施形態〉
以上、本発明の一実施形態について説明したが、勿論、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。

例えば、実施形態１では、透過部３１はレンズ２２に対して傾斜していたが、ほぼ平行であってもよい。このような構成においても、カバー３０の回動により透過部３１に付着した水滴を除去することができる。

また、実施形態１の処理フローにおいては、シフト位置及び雨量に基づいてモーター４０を回動させたが、このような処理フローに限定されない。例えば、シフト位置がＲであればモーター４０を回動させてもよい。また、雨量が所定値を超えていればモーター４０を回動させてもよい。カメラ２０の取り付け位置は車両１の後方に限らず、車両１の外部の任意の位置に取り付けてもよい。

本発明は、自動車の産業分野で利用することができる。

１ 車両
１０ 水滴除去装置
２０ カメラ
２１ ケース
２２ レンズ
３０ カバー
３１ 透過部
４０ モーター
５０ ＥＣＵ
６０ 雨滴センサー
７０ ディスプレイ

Claims (3)

1. 車両の外部に取り付けられる撮像装置と、
   光を透過する透過部が前記撮像装置のレンズに対向する位置に設けられたカバーと、
   前記カバーを回動させるモーターとを備え、
   前記カバーは、前記モーターの駆動力で前記撮像装置の光軸を中心として回動可能に前記撮像装置に取り付けられ、
   前記透過部は、前記レンズに対して傾斜している
   ことを特徴とする車載撮像装置の水滴除去装置。
2. 請求項１に記載する車載撮像装置の水滴除去装置において、
   前記モーターを制御し、かつ車両のシフトレバーの位置を検知することが可能な制御部を備え、
   前記撮像装置は、車両の後方を撮像し、
   前記制御部は、車両のシフトレバーが後退位置になったときに、前記モーターを動作させて前記カバーを回動させる
   ことを特徴とする車載撮像装置の水滴除去装置。
3. 請求項１に記載する車載撮像装置の水滴除去装置において、
   前記モーターを制御し、かつ車両に付着した雨滴を検知することが可能な制御部を備え、
   前記制御部は、雨滴を検知したときに、前記モーターを動作させて前記カバーを回動させる
   ことを特徴とする車載撮像装置の水滴除去装置。

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