JP7172682B2

JP7172682B2 - カメラ搭載構造

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Publication number: JP7172682B2
Application number: JP2019020026A
Authority: JP
Inventors: 穣徳永
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2019-02-06
Filing date: 2019-02-06
Publication date: 2022-11-16
Anticipated expiration: 2039-02-06
Also published as: US11180089B2; US20200247330A1; JP2020125088A

Description

本発明は、カメラ搭載構造に関する。

車両のフロントウインドシールドガラスに近接してカメラが配置されるとともに、フロントウインドシールドガラスに対する防曇用の加熱装置（熱線ヒーター等の発熱体）が、そのカメラに近接して配置された構造は、従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１４－１０１００４号公報

このような構造においては、発熱体の下面側（フロントウインドシールドガラスと対向しない側）からの放熱を抑制するために、その発熱体の下面側に断熱部材が設けられることも、従来から知られている。しかしながら、その断熱部材は、乗員（運転者等）の視界を確保する観点から、できるだけスリムに形成されることが望ましい。

そこで、本発明は、カメラが近接して配置されたフロントウインドシールドガラスに対する防曇用の発熱体に設けられた断熱部材によって乗員の視界が低減されるのを抑制できるカメラ搭載構造を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載のカメラ搭載構造は、フロントウインドシールドガラスの内面で、かつ車両上方側に設けられ、車両の周辺情報を検知するカメラと、前記カメラの車両前方下側に配置された金属製の画角フード部材と、前記画角フード部材の下面に設けられ、前記フロントウインドシールドガラスに対する防曇用の発熱体と、前記発熱体の下面に設けられ、上層の断熱材と下層の断熱材とを有する２層構造の断熱部材と、を備え、前記断熱部材は、上層の断熱材が下層の断熱材よりも車両前方側へ突出されており、前記上層の断熱材の車両下方側で、かつ前記下層の断熱材の車両前方側に、車両の周辺情報を検知するセンサーの一部が配置されている。

請求項１に記載の発明によれば、フロントウインドシールドガラスに対する防曇用の発熱体の下面に設けられた断熱部材が、上層の断熱材と下層の断熱材とを有する２層構造とされている。したがって、それぞれの層で材質や長さ等を調整することが可能となる。つまり、本発明によれば、断熱部材が１層構造とされている場合に比べて、断熱部材のスリム化が可能となり、その断熱部材によって乗員の視界が低減されるのが抑制される。

また、断熱部材は、上層の断熱材が下層の断熱材よりも車両前方側へ突出されており、上層の断熱材の車両下方側で、かつ下層の断熱材の車両前方側に、車両の周辺情報を検知するセンサーの一部が配置されている。

したがって、カメラの他にセンサーが設けられている場合でも、カメラからセンサーまでの車両前後方向の長さが低減され、カメラ及びセンサーを設置するための設置スペースの省スペース化が図れる。よって、乗員の視界が低減されるのが抑制される。

また、請求項２に記載のカメラ搭載構造は、請求項１に記載のカメラ搭載構造であって、前記上層の断熱材は、平面視で前記発熱体よりも大きく、かつ前記画角フード部材よりも小さい大きさに形成されている。

請求項２に記載の発明によれば、上層の断熱材が、平面視で発熱体よりも大きく、かつ画角フード部材よりも小さい大きさに形成されている。したがって、発熱体の熱が車両下方側へ放熱されるのが効果的に抑制され、金属製の画角フード部材が効率よく加熱される。つまり、フロントウインドシールドガラスに対する防曇性能が向上される。

また、請求項３に記載のカメラ搭載構造は、請求項２に記載のカメラ搭載構造であって、前記上層の断熱材は、平面視で前記画角フード部材と略同形状に形成されている。

請求項３に記載の発明によれば、上層の断熱材が、平面視で画角フード部材と略同形状に形成されている。したがって、発熱体の熱が車両下方側へ放熱されるのがより効果的に抑制され、金属製の画角フード部材が更に効率よく加熱される。

以上のように、本発明によれば、カメラが近接して配置されたフロントウインドシールドガラスに対する防曇用の発熱体に設けられた断熱部材によって乗員の視界が低減されるのを抑制することができる。

本実施形態に係るカメラ搭載構造を備えたカメラユニットの一部を分解して示す斜視図である。本実施形態に係るカメラ搭載構造を示す側断面図である。本実施形態に係るカメラ搭載構造を車両上方側から見て示す斜視図である。本実施形態に係るカメラ搭載構造を構成するヒーターを車両下方側から見て示す斜視図である。本実施形態に係るカメラ搭載構造を構成する画角フード部材、ヒーター、断熱部材の断面図である。本実施形態に係るカメラ搭載構造を構成する断熱部材を模式的に示す平面図である。本実施形態に係るカメラ搭載構造を構成する断熱部材の変形例を模式的に示す平面図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を基に詳細に説明する。なお、説明の便宜上、各図において適宜示す矢印ＵＰを車両上方向、矢印ＦＲを車両前方向、矢印ＲＨを車両右方向、矢印ＬＨを車両左方向とする。したがって、以下の説明で、特記することなく上下、前後、左右の方向を記載した場合は、車両上下方向の上下、車両前後方向の前後、車両左右方向（車幅方向）の左右を示すものとする。

図１に示されるように、車両１２に搭載される本実施形態に係るカメラ搭載構造１０を備えたカメラユニット２０は、少なくとも車両１２の後方側の映像を表示する表示装置の一例としての電子インナーミラー１６よりも車両前方上側におけるフロントウインドシールドガラス１４（図２参照）の内面に設けられている。

図１～図３に示されるように、カメラユニット２０は、センサー（前方監視カメラ）としてのステレオカメラ装置３０と、カメラとしてのロケーター望遠カメラ装置４０と、を備えている。

ステレオカメラ装置３０は、車両１２の前方側の走行環境を撮影して、車両１２の周辺情報（位置、方向、距離等）を検知する左右一対のステレオカメラ３２を有しており、ステレオカメラ３２は、車幅方向に離間して装置本体３０Ａに設けられている。そして、ステレオカメラ装置３０は、ロケーター望遠カメラ装置４０の一部を収容するハウジング５０よりも車両前方側に配置されている。

ロケーター望遠カメラ装置４０は、車両１２の前方側の走行環境を撮影して、車両１２の周辺情報（位置、方向、距離等）を検知する運転支援用（自動運転用）のロケーターカメラ４２と望遠カメラ４４とを有している。左右一対のカメラであるロケーターカメラ４２及び望遠カメラ４４は、ステレオカメラ３２とは異なる周辺情報を検知することから、左右のステレオカメラ３２よりも車幅方向に近接して装置本体４１に設けられている。

また、カメラユニット２０は、フロントウインドシールドガラス１４の内面で、かつ車両上方側の車幅方向中央部に接着剤等によって取り付けられたメインブラケット２２を備えている。メインブラケット２２は、ステレオカメラ装置３０の後端部と、ロケーター望遠カメラ装置４０（ハウジング５０）とを取り付けるためのブラケットであり、平面視で略中央部分に開口部２２Ｃを有する略矩形状に板金で形成されている。

詳細に説明すると、メインブラケット２２の後端部における左右両側には、凹部２２Ａが形成されており、各凹部２２Ａの底面には、平面視で円形状の貫通孔（図示省略）が形成されている。なお、左側の凹部２２Ａは、車両前後方向に延びており（車両前後方向が長手方向とされており）、その左側の凹部２２Ａの前端部（メインブラケット２２の車両前後方向略中央部）にも、平面視で円形状の貫通孔（図示省略）が形成されている。

また、メインブラケット２２の前部（前端部２２Ｆよりも後側に配置されている前部）における右側にも、凹部２２Ａが形成されており、その凹部２２Ａの底面にも、平面視で円形状の貫通孔（図示省略）が形成されている。そして、各凹部２２Ａにおける貫通孔には、締結具としてのウエルドボルト５４の軸部（図示省略）が挿通され、各ウエルドボルト５４の頭部５４Ａは、各貫通孔周りの凹部２２Ａの底面に溶接によって固着されている。

この４本のウエルドボルト５４と４個のナット（図示省略）により、ロケーター望遠カメラ装置４０の装置本体４１に形成されたフランジ部４１Ａ（図１参照）と、ハウジング５０に形成されたフランジ部５０Ａ（図１参照）とがメインブラケット２２に共締めされる（一緒に締結される）構成になっている。

つまり、フランジ部４１Ａ及びフランジ部５０Ａには、ウエルドボルト５４の軸部を挿通させるための平面視で円形状の貫通孔４１Ｂ、５０Ｂ（図１参照）が車両前後方向に離間して形成されており、メインブラケット２２に対するロケーター望遠カメラ装置４０及びハウジング５０の締結箇所は、前後左右の４箇所となっている。

また、メインブラケット２２の右前部に形成された凹部２２Ａの底面における車幅方向外側には、凹部２２Ｂが形成されており、その凹部２２Ｂの底面には、平面視で円形状の貫通孔（図示省略）が形成されている。そして、その貫通孔にも、ウエルドボルト５４の軸部（図示省略）が挿通され、そのウエルドボルト５４の頭部５４Ａは、その貫通孔周りの凹部２２Ｂの底面に溶接によって固着されている。

また、メインブラケット２２の左側に形成された凹部２２Ａの底面における車両前方側にも、凹部２２Ｂが形成されており、その凹部２２Ｂの底面には、平面視で円形状の貫通孔（図示省略）が形成されている。そして、その貫通孔にも、ウエルドボルト５４の軸部（図示省略）が挿通され、そのウエルドボルト５４の頭部５４Ａは、その貫通孔周りの凹部２２Ｂの底面に溶接によって固着されている。

一方、ステレオカメラ装置３０の後端部における左右両側には、左右一対のフランジ部（図示省略）が車両後方側へ向けて突設されており、各フランジ部には、平面視で円形状の貫通孔（図示省略）が形成されている。そして、各フランジ部に形成された貫通孔には、凹部２２Ｂに設けられたウエルドボルト５４の軸部が挿通されるようになっている。

つまり、この２本のウエルドボルト５４と２個のナット（図示省略）により、ステレオカメラ装置３０の後端部における左右両側が、メインブラケット２２に締結固定される構成になっている。そして、これにより、ハウジング５０の前壁５０Ｆがステレオカメラ装置３０（装置本体３０Ａ）の後壁３０Ｂに近接して配置される構成になっている（図２参照）。

また、図１、図３に示されるように、カメラユニット２０は、メインブラケット２２の車両前方側におけるフロントウインドシールドガラス１４の内面で、かつ車幅方向中央部に接着剤等によって取り付けられたサブブラケット２４を備えている。サブブラケット２４は、ステレオカメラ装置３０の前端部を取り付けるためのブラケットであり、平面視でメインブラケット２２よりも小さい略矩形状に板金で形成されている。

詳細に説明すると、サブブラケット２４の前側の車幅方向中央部には、その両側が前端部を含んで切り欠かれることによって舌部２５が形成されている。舌部２５は、サブブラケット２４の上面２４Ａよりも低位（車両下方側）に配置されるように、その付け根部分が屈曲形成されており、その舌部２５の中央には、平面視で円形状の貫通孔（図示省略）が形成されている。

そして、その貫通孔には、ウエルドボルト５４よりも若干径の小さい締結具としてのウエルドボルト５６の軸部（図示省略）が挿通され、そのウエルドボルト５６の頭部５６Ａは、その貫通孔周りの舌部２５の上面に溶接によって固着されている。

また、ステレオカメラ装置３０の前端部における中央部には、フランジ部３８が車両前方側へ向けて突設されており、そのフランジ部３８には、平面視で円形状の貫通孔（図示省略）が形成されている。そして、そのフランジ部３８に形成された貫通孔には、ウエルドボルト５６の軸部が挿通されるようになっている。

つまり、この１本のウエルドボルト５６と１個のナット５５（図１参照）により、ステレオカメラ装置３０の前端部における中央部が、サブブラケット２４に締結固定される構成になっており、サブブラケット２４及びメインブラケット２２に対するステレオカメラ装置３０の締結箇所は、前側１箇所、後側２箇所の計３箇所となっている。

なお、メインブラケット２２の車幅方向両端部には、ステレオカメラ装置３０とハウジング５０の前側部分とを車両下方側から覆うカバー（図示省略）に設けられた左右一対の後側係止爪（図示省略）を前側から係止させる被係止部２６が、左右一対で形成されている。

また、舌部２５の左右両側におけるサブブラケット２４の前端部２４Ｂは、車両下方側へ向けて折り曲げられており、その前端部２４Ｂには、上記カバーに設けられた左右一対の前側係止爪（図示省略）を前側から係止させる被係止孔２８が、それぞれ形成されている。

また、図１、図３に示されるように、ステレオカメラ装置３０の装置本体３０Ａにおけるステレオカメラ３２の車両前方側には、平面視で車両前方側へ向かって車幅方向へ広がる等脚台形状の画角フード部３４が一体に形成されている。そして、メインブラケット２２には、平面視で車両前方側へ向かって車幅方向へ広がる略等脚台形状の画角フード部材（以下「フード部材」という）４６が、開口部２２Ｃを塞ぐように取り付けられている。

フード部材４６は、ロケーターカメラ４２及び望遠カメラ４４の前方下側に配置され、望遠カメラ４４がロケーターカメラ４２よりも低位に配置されているため、ロケーターカメラ４２側が高位となり、望遠カメラ４４側が低位となるように、その高さが車幅方向略中央部分で異なるように板金で形成されている。すなわち、フード部材４６の車幅方向略中央部には、段差部４６Ａ（図３参照）が形成されている。

なお、フード部材４６の前端部４６Ｆの上面は、フロントウインドシールドガラス１４の内面に接触しない（非接触となる）構成になっている（図２参照）。そして、フード部材４６は、フロントウインドシールドガラス１４を透過した光の反射（ロケーターカメラ４２及び望遠カメラ４４への写り込み）を抑制又は防止するために、例えば黒色に着色されている。

また、図２に示されるように、フード部材４６の下面には、発熱体としてのヒーター５８が、その上面を接触（接着）させた状態で設けられている。図４に示されるように、ヒーター５８は、フード部材４６よりも一回り小さく、かつフード部材４６と略同形状に形成されており、その左端部には、通電用の配線３６が接続される矩形状のコネクタ５９が一体に設けられている。

このヒーター５８が発熱することにより、金属製のフード部材４６が加熱され、その周辺の空気が温められることにより、フロントウインドシールドガラス１４に対する防曇性能が確保されるようになっている。そして、図２に示されるように、ヒーター５８の下面には、そのヒーター５８の熱が下方へ逃げない（放熱しない）ようにするために、ヒーター５８（フード部材４６）と略同形状に形成された断熱部材６０が設けられている。

図５、図６に示されるように、断熱部材６０は、上層の断熱材６２と、その断熱材６２の下面に上面が接着された下層の断熱材６４と、を有する２層構造とされている。そして、上層の断熱材６２は、平面視でヒーター５８よりも大きく、かつフード部材４６よりも小さい大きさに形成されており、その上面がヒーター５８の下面に接着されている。

なお、下層の断熱材６４は、ヒーター５８よりも小さい大きさに形成されている。すなわち、図５、図６に示されるように、上層の断熱材６２は、下層の断熱材６４よりも車両前後方向の長さが長く（下層の断熱材６４は、上層の断熱材６２よりも車両前後方向の長さが短く）形成されている。

換言すれば、上層の断熱材６２の後端面６２Ｂと、下層の断熱材６４の後端面６４Ｂとの車両前後方向の位置を同一位置として両者を重ねたときには、上層の断熱材６２の前端部６２Ｆが、下層の断熱材６４の前端部６４Ｆよりも車両前方側へ突出されて配置される構成になっている。

そして、図２に示されるように、上層の断熱材６２の車両下方側で、かつ下層の断熱材６４の車両前方側に、ステレオカメラ装置３０の装置本体３０Ａの一部、即ち後壁３０Ｂ側の上面３０Ｕが配置されるようになっている。なお、フード部材４６の前端部４６Ｆは、上層の断熱材６２の前端部６２Ｆよりも車両前方側へ突出されて配置される構成になっている。

また、図１に示されるように、ハウジング５０の底壁における車幅方向略中央部には、電子インナーミラー１６を取り付けるためのミラーブラケット５２が設けられている。このミラーブラケット５２に、電子インナーミラー１６のアーム部材１８における上端部１８Ａが取り付けられることにより、電子インナーミラー１６が、ハウジング５０に支持されるようになっている。

以上のような構成とされた本実施形態に係るカメラ搭載構造１０において、次にその作用について説明する。

図４に示されるように、フード部材４６の下面には、フード部材４６よりも一回り小さく、かつフード部材４６と略同形状に形成されたヒーター５８が、その上面を接触（接着）させた状態で設けられている。したがって、そのヒーター５８により、フード部材４６を効果的に加熱することができる。

しかも、図５に示されるように、ヒーター５８の下面には、断熱部材６０（ヒーター５８よりも大きく、かつフード部材４６よりも小さい大きさに形成された上層の断熱材６２）が設けられているため、ヒーター５８の熱が下方へ逃げる（放熱される）のを効果的に抑制することができ、フード部材４６を効率よく加熱することができる。

そして特に、その上層の断熱材６２が、平面視でフード部材４６と略同形状に形成されていると、ヒーター５８の熱が下方へ逃げる（放熱される）のをより効果的に抑制することができ、フード部材４６を更に効率よく加熱することができる。よって、ヒーター５８のフード部材４６を介したフロントウインドシールドガラス１４に対する防曇性能を向上させることができる。

なお、その上層の断熱材６２（断熱部材６０）により、後部がヒーター５８に近接して配置されるステレオカメラ装置３０に対する熱害も抑制することができる。また、図５、図６に示されるように、断熱部材６０は、上層の断熱材６２と下層の断熱材６４とを有する２層構造とされている。したがって、それぞれの層で材質や長さ等を調整することができる。

つまり、このような構成にすると、断熱部材６０が１層構造とされている場合に比べて、断熱部材６０をスリム化することができる。よって、その断熱部材６０により、乗員（運転者及び助手席に着座している乗員を含む）の視界が低減されるのを抑制することができる。

また、図２、図５、図６に示されるように、上層の断熱材６２が下層の断熱材６４よりも車両前方側へ突出されており、上層の断熱材６２の車両下方側で、かつ下層の断熱材６４の車両前方側に、ステレオカメラ装置３０の装置本体３０Ａの一部（後壁３０Ｂ側の上面３０Ｕ）が配置されている（上層の断熱材６２の前端部６２Ｆが装置本体３０Ａの後壁３０Ｂ側の上面３０Ｕにオーバーラップしている）。

したがって、ロケーター望遠カメラ装置４０の他にステレオカメラ装置３０が設けられている場合でも、ロケーター望遠カメラ装置４０からステレオカメラ装置３０までの車両前後方向の長さを低減させることができ、ロケーター望遠カメラ装置４０及びステレオカメラ装置３０を設置するための設置スペースの省スペース化を図ることができる。

つまり、フロントウインドシールドガラス１４の内面における車両上方側をコンパクトに構成する（スリム化してレイアウト性を向上させる）ことができる。よって、乗員（運転者及び助手席に着座している乗員を含む）の視界が、カメラユニット２０によって低減されるのを抑制することができる。

なお、断熱部材６０の形状は、図６に示される形状に限定されるものではない。例えば、ロケーター望遠カメラ装置４０におけるロケーターカメラ４２の水平画角は、図３に示される水平画角よりも広げられる（１００度とされる）場合がある。その場合、ロケーターカメラ４２は、車両１２における車幅方向の中心よりも右側にオフセットして配置されているため、フード部材４６は、フロントウインドシールドガラス１４の曲面形状に合わせて、右側前端部が右側へ延びる。

換言すれば、平面視で、フード部材４６の右側辺縁部の傾斜角度が、左側辺縁部の傾斜角度よりも小さくなる左右非対称形状となる。しかしながら、ヒーター５８の形状が、図４に示される形状のままであると、フード部材４６の右側前端部が加熱され難くなる。したがって、図７に示されるように、その場合の断熱部材６０の形状は、フード部材４６の形状に合わせた形状とされるが、下層の断熱材６４の右側前端部６４Ｒ（ヒーター５８からはみ出す右前角部を含む所定幅の部分）は、短くされず、上層の断熱材６２と同じ長さとされる。

すなわち、下層の断熱材６４の右側前端部６４Ｒは、上層の断熱材６２の右側前端部６２Ｒと同じ長さまで延ばされる。これにより、ヒーター５８の形状が、図４に示される形状のままであっても、フード部材４６の右側前端部の下方への放熱が抑制され、その右側前端部に伝達される熱の低下が抑制される。よって、ロケーターカメラ４２の水平画角が広げられる場合でも、フロントウインドシールドガラス１４に対する防曇性能を充分に確保することができる。

以上、本実施形態に係るカメラ搭載構造１０について、図面を基に説明したが、本実施形態に係るカメラ搭載構造１０は、図示のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、適宜設計変更可能なものである。例えば、ロケーターカメラ４２と望遠カメラ４４は、図示のものとは左右逆に配置されてもよい。なお、その場合、フード部材４６の形状も左右逆に形成されることは言うまでもない。

また、上層の断熱材６２は、平面視でヒーター５８よりも大きく、かつフード部材４６よりも小さい大きさに形成されていればよく、平面視でフード部材４６と同形状に形成されていなくてもよい。また、断熱部材６０は、上層の断熱材６２と下層の断熱材６４とを貼り合わせて構成するのではなく、図示の形状に一体成形されたものであってもよい。

１０カメラ搭載構造
１２車両
１４フロントウインドシールドガラス
２２メインブラケット（ブラケット）
３０ステレオカメラ装置（センサー）
４０ロケーター望遠カメラ装置（カメラ）
４６フード部材（画角フード部材）
５８ヒーター（発熱体）
６０断熱部材
６２上層の断熱材
６４下層の断熱材

Claims

フロントウインドシールドガラスの内面で、かつ車両上方側に設けられ、車両の周辺情報を検知するカメラと、
前記カメラの車両前方下側に配置された金属製の画角フード部材と、
前記画角フード部材の下面に設けられ、前記フロントウインドシールドガラスに対する防曇用の発熱体と、
前記発熱体の下面に設けられ、上層の断熱材と下層の断熱材とを有する２層構造の断熱部材と、
を備え、
前記断熱部材は、上層の断熱材が下層の断熱材よりも車両前方側へ突出されており、
前記上層の断熱材の車両下方側で、かつ前記下層の断熱材の車両前方側に、車両の周辺情報を検知するセンサーの一部が配置されているカメラ搭載構造。
前記上層の断熱材は、平面視で前記発熱体よりも大きく、かつ前記画角フード部材よりも小さい大きさに形成されている請求項１に記載のカメラ搭載構造。
前記上層の断熱材は、平面視で前記画角フード部材と略同形状に形成されている請求項２に記載のカメラ搭載構造。