JP2022137896A - カメラを有する車体構造 - Google Patents
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Abstract
【課題】ウインドシールドから入射した光の映り込みや、ウインドシールドに入射しかつ導光された光の多重反射によるカメラの撮影画像の劣化を抑制する。【解決手段】カメラを有する車体構造であって、車室５を画成する透光性のウインドシールド１１と、ウインドシールド１１の車室５側の面に対向するように配置されたカメ２１と、を備え、ウインドシールド１１は、カメラ２１の撮影範囲内にある車室５側の面１１Ａの少なくとも一部にモスアイ構造５３が形成された構成とする。【選択図】図３
Description
本発明は、周囲を撮影するカメラを有する車体構造に関する。
従来、ディスプレイや光学素子の表面における反射防止の技術として、複数の微細な突起（凹凸）が配列されたモスアイ構造が利用されている。
また、モスアイ構造を形成する技術として、反転されたモスアイ構造を表面に有するグラッシーカーボン層を備えたモスアイ転写型及びモスアイ転写型の製造方法が知られている（特許文献１参照）。
ところで、自動車等の車室に搭載されたカメラでは、ウインドシールドから入射した光の映り込みや、ウインドシールドに入射しかつ導光される光の多重反射によるカメラの撮影画像の劣化を抑制することが望ましい。
一方、上記従来技術では、自動車技術の分野においても、車載カメラのレンズや保護ガラスなどがモスアイ構造の処理対象となり得ることが示されている。しかし、上記従来技術では、モスアイ構造の処理対象は例示されているものの、車室に搭載されたカメラやその周辺の部材に対するモスアイ構造の具体的な適用方法については開示されていない。
本発明は、以上の背景を鑑み、ウインドシールドから入射した光の映り込みや、ウインドシールドに入射しかつ導光された光の多重反射によるカメラの撮影画像の劣化を抑制する車体構造を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために本発明のある態様は、カメラを有する車体構造であって、車室（５）を画成する透光性のウインドシールド（１１）と、前記ウインドシールドの前記車室側の面（１１Ａ）に対向するように配置されたカメラ（２１）と、を備え、前記ウインドシールドは、前記カメラの撮影範囲内にある前記車室（５）側の面の少なくとも一部にモスアイ構造（５３）が形成された構成とする。
この態様によれば、カメラの撮影範囲内にあるウインドシールドの車室側の面の少なくとも一部にモスアイ構造が形成されるため、ウインドシールドから入射した光の映り込みや、ウインドシールドに入射しかつ導光された光の多重反射によるカメラの撮影画像の劣化を抑制することができる。
上記の態様において、前記カメラの前記撮影範囲において、前記ウインドシールドと前記カメラとの間の空間（３５）を覆うように配置されたカバー部材（３７）を更に備え、前記カバー部材はヒータ（３８）を備えるとよい。
この態様によれば、ウインドシールドから入射し、かつカバー部材によって反射した光の映り込みを抑制しつつ、ヒータの加熱によりウインドシールドの車室側の面に曇りが生じることを防止できる。また、この態様によれば、カバー部材の表面（すなわち、ウインドシールドから入射した光が反射し得る面）に反射を防止するための構造（例えば、凹凸形状）を設ける必要がなく、カバー部材を簡易に構成できるという利点もある。特に、カバー部材を簡易に構成する上で凹凸形状を省略して、カバー部材を薄くしてヒータによる熱をウインドシールドとカメラとの間の空間に伝わりやすくすることで、ウインドシールドに曇りが生じることを効果的に防止しうる。
上記の態様において、前記モスアイ構造は、前記ウインドシールドの前記車室側の面に取り付けられたフィルム（４１）に形成され、前記フィルムの一部（４１Ａ）が、前記ウインドシールドと前記カバー部材との間に挟持されるとよい。
この態様によれば、モスアイ構造が形成されたフィルムが、カバー部材によってウインドシールドの車室側の面に対して安定的に固定されるため、フィルムの剥がれを防止できる。
上記の態様において、前記モスアイ構造は、前記ウインドシールドの前記車室側の面に取り付けられたフィルム（４１）に形成され、前記カメラに接続され、かつ前記ウインドシールドに当接する当接部材（４５）を更に備え、前記フィルムの一部（４１Ｂ）が、前記ウインドシールドと前記当接部材との間に挟持されるとよい。
この態様によれば、モスアイ構造が形成されたフィルムが、当接部材によってウインドシールドの車室側の面に対して安定的に固定されるため、フィルムの剥がれを防止できる。
上記の態様において、前記カメラを支持する支持部材（８１）を更に備え、前記支持部材は、前記カメラの前記撮影範囲を囲むように前記ウインドシールドの前記車室側の面（１１Ａ）に固定され、前記モスアイ構造は、前記ウインドシールドの前記車室側の面に取り付けられたフィルム（４１Ｌ、４１Ｒ）に形成され、前記フィルムは、前記ウインドシールドの前記車室側の面における前記支持部材の内側の領域にのみ取り付けられるとよい。
この態様によれば、カメラを支持する支持部材を取り外すことなく、モスアイ構造が形成されたフィルムのメンテナンス（例えば、交換）が可能となる。
上記の態様において、前記カメラは、左カメラ（２１Ｌ）および右カメラ（２１Ｒ）を有するステレオカメラ（１２１）であり、前記フィルムは、前記左カメラおよび前記右カメラに対応するように、前記ウインドシールドの前記車室側の面にそれぞれ取り付けられるとよい。
この態様によれば、ウインドシールドから入射した光の映り込みや、ウインドシールドに入射しかつ導光された光の多重反射によるステレオカメラの撮影画像の劣化を効果的に抑制することができる。
以上の構成によれば、ウインドシールドから入射した光の映り込みや、ウインドシールドに入射しかつ導光された光の多重反射によるカメラの撮影画像の劣化を抑制する車体構造を提供することができる。
以下、図面を参照して、実施形態に係るカメラを有する車体構造を備えた車両について説明する。
（第１実施形態）
図１に示すように、自動車（車両）１は、その基本骨格をなす車体３を備える。車体３によって画定される車室５には、自車両の周囲を撮影するカメラユニット７が設けられている。カメラユニット７は、ウインドシールドとしてのフロントガラス１１の車室側に取り付けられている。
図１に示すように、自動車（車両）１は、その基本骨格をなす車体３を備える。車体３によって画定される車室５には、自車両の周囲を撮影するカメラユニット７が設けられている。カメラユニット７は、ウインドシールドとしてのフロントガラス１１の車室側に取り付けられている。
カメラユニット７は、図２および図３に示すように、カメラ２１およびそのカメラ２１を収容するハウジング２３を有している。
カメラ２１は、公知のハードウェア構成を有する。カメラ２１は、透明なカバープレート２５、レンズ群を含む光学系２７、及びイメージセンサ２９等を有している。カメラ２１は、透明なフロントガラス１１の内面（車室５側の面）１１Ａに対向するように配置される。カメラ２１は、その画角３１によって規定される撮影範囲において、フロントガラス１１を通して車室５の外（図示しない周辺の物体）を撮影する。
ハウジング２３は、自動車１のルーフ（図示せず）の内側に固定され、撮影方向を開放した状態でカメラ２１を支持する。ハウジング２３は、カメラ２１の撮影範囲において、フロントガラス１１とカメラ２１との間の空間３５を下側から覆うように配置されたカバー部材３７を備える。つまり、断面視（図３参照）における空間３５は、フロントガラス１１、カメラ２１、及びカバー部材３７によって囲まれた（概ね閉じられた）空間である。
カバー部材３７は、概ね平板状をなし、カメラ２１の前方からフロントガラス１１に向けて斜め下方に延在する。カバー部材３７には、ヒータ３８が設けられている。カメラ２１の撮影範囲では、ヒータ３８による加熱によりフロントガラス１１の内面１１Ａに曇りが生じることが防止される。
フロントガラス１１は、中間膜３９を有する合わせガラスによって形成される。カメラ２１の撮影範囲において、フロントガラス１１の内面１１Ａには、モスアイ構造が形成される。より詳細には、フロントガラス１１の内面１１Ａには、モスアイ構造が形成されたフィルム４１（以下、モスアイ型フィルム４１という。）が取り付け（貼り付け）られる。
モスアイ型フィルム４１は、フロントガラス１１の内面１１Ａにおいて、カメラ２１の撮影範囲内のエリアを覆うように配置される。モスアイ型フィルム４１は、フロントガラス１１に略直交する方向から見て略矩形をなす。
カバー部材３７の下縁には、フロントガラス１１に向けて突出するように設けられた当接部４３が形成されている。当接部４３は、図２に示すように、車体３の左右方向に延在する。モスアイ型フィルム４１の下縁部４１Ａは、カバー部材３７の当接部４３に設けられた当接面４３Ａとフロントガラス１１の内面１１Ａとの間に挟持される。当接面４３Ａは、断面視においてフロントガラス１１の内面１１Ａと略同一の角度で水平方向に対して傾斜する。
これにより、モスアイ型フィルム４１の下縁部４１Ａが、カバー部材３７によってフロントガラス１１の内面１１Ａに対して安定的に固定されるため、モスアイ型フィルム４１の剥がれを防止できる。なお、モスアイ型フィルム４１は、その少なくとも一部が、カバー部材３７とフロントガラス１１との間に挟持されていればよい。
また、断面視におけるハウジング２３の上方には、カメラ２１の上部に接続され、フロントガラス１１の内面１１Ａと略同一の角度で水平方向に対して傾斜する上壁（当接部材）４５が設けられている。モスアイ型フィルム４１の上縁部４１Ｂは、ハウジング２３の上壁４５に設けられた当接面４５Ａとフロントガラス１１の内面１１Ａとの間に挟持される。
これにより、モスアイ型フィルム４１の上縁部４１Ｂが、ハウジング２３の上壁４５によってフロントガラス１１の内面１１Ａに対して安定的に固定されるため、モスアイ型フィルム４１の剥がれを防止できる。なお、モスアイ型フィルム４１は、その少なくとも一部が、カメラ２１に直接または間接的に接続された任意の部材とフロントガラス１１の内面１１Ａとの間に挟持されていればよい。
次に、図４を参照して、モスアイ型フィルム４１の構成例について説明する。
モスアイ型フィルム４１は、例えば図４に示すように、透明な樹脂製のベースフィルム５１の平坦面５１Ａ上に複数の突起５２（微細な凹凸）を含むモスアイ構造５３が形成された構成を有する。モスアイ型フィルム４１がフロントガラス１１に取り付けられた状態において、各突起５２の先端部は、概ね内側（車室５側）に向くように配列される。モスアイ型フィルム４１の厚みは、少なくともフロントガラス１１よりも小さい。
複数の突起５２は、送信波として使用されるミリ波帯域の電波の波長よりも小さいナノメートルオーダーの高さを有する。また、複数の突起５２の間隔Ｌは、例えば、１００～３００ｎｍに設定される。
モスアイ型フィルム４１の製造方法については、公知技術を採用することができる。ベースフィルム５１としては、例えば、アクリル系フィルム、ポリエステルフィルム、及びポリカーボネートフィルム等を用いることができる。モスアイ構造５３を構成する材料には、例えば、エポキシ系やウレタン系などの樹脂に光重合開始剤およびラジカル発生剤などを混合した光硬化性樹脂を用いることができる。
次に、図５を参照して、フロントガラスから入射した光の映り込み、及びフロントガラスで導光される光の多重反射について説明する。
フロントガラス１１にモスアイ型フィルム４１が取り付けられていない場合、入射光６０Ａは、例えば図５（Ａ）に破線で示すように、フロントガラス１１内で導光され、その境界面において多重反射し得る。これにより、カメラ２１の撮影範囲において偽像が生じるため、撮影画像が劣化する。
これに対し、本実施形態に係る車体構造では、フロントガラス１１にモスアイ型フィルム４１が取り付けられることにより、入射光６０Ａは、フロントガラス１１を透過するため、フロントガラス１１の内側の境界面における多重反射が抑制される。その結果、カメラ２１の撮影画像の劣化が抑制される。
また、フロントガラス１１にモスアイ型フィルム４１が取り付けられていない場合、フロントガラス１１を透過した入射光６０Ｂは、例えば図５（Ａ）に示すように、カバー部材３７の表面３７Ａで反射された後、破線で示すように更にフロントガラス１１の内面１１Ａおいて反射されることによりカメラ２１に入射するため、カメラ２１の撮影画像が劣化する。
これに対し、本実施形態に係る車体構造では、フロントガラス１１にモスアイ型フィルム４１が取り付けられることにより、入射光６０Ｂは、図５（Ａ）において、カバー部材３７の表面３７Ａで反射された後に、フロントガラス１１の内面１１Ａで更に反射されることが抑制される。その結果、カメラ２１の撮影画像の劣化が抑制される。
更に、本実施形態に係る車体構造では、図５（Ｂ）に示すように、カバー部材３７の表面（すなわち、フロントガラス１１から入射した光が反射し得る面）に反射を防止するための凹凸構造５７を設けることもできる。これにより、入射光６０Ｂは、図５（Ｂ）に示すように、カバー部材３７の表面３７Ａでの反射が抑制される。その結果、カメラ２１の撮影画像の劣化がより効果的に抑制される。
（第２実施形態）
次に、図６および図７を参照して、第２実施形態に係るカメラを有する車体構造を備えた車両について説明する。第２実施形態についての説明では、第１実施形態と同様の構成要素について同一の符号が用いられる。また、第２実施形態において、以下で特に言及しない事項については、第１実施形態の場合と同様であるため詳細な説明を省略する。
次に、図６および図７を参照して、第２実施形態に係るカメラを有する車体構造を備えた車両について説明する。第２実施形態についての説明では、第１実施形態と同様の構成要素について同一の符号が用いられる。また、第２実施形態において、以下で特に言及しない事項については、第１実施形態の場合と同様であるため詳細な説明を省略する。
図６に示すように、第２実施形態では、車室５に設けられたカメラユニット７は、ステレオカメラ１２１を有する。ステレオカメラ１２１は、上述のカメラ２１と同様の構成を有する左カメラ２１Ｌおよび右カメラ２１Ｒを有し、それら２つのカメラの２１Ｌ、２１Ｒの視差により撮影範囲における距離情報等を生成することが可能である。
図７に示すように、フロントガラス１１の内面１１Ａには、カメラユニット７用のブラケット８１が固定されている。ブラケット８１は、左カメラ２１Ｌおよび右カメラ２１Ｒの撮影範囲を囲むように環状をなす。ただし、ブラケット８１は、完全に連続した環状構造である必要はなく、その一部が切り欠かれていてもよい。なお、ブラケットの周辺には黒セラミック部８２が形成されている。
カメラユニット７は、図示しない係合爪等によりブラケット８１に対して着脱自在に設けられている。カメラユニット７は、車室５側からブラケット８１に取り付けられることにより、フロントガラス１１に固定される。
フロントガラス１１の内面１１Ａには、左カメラ２１Ｌおよび右カメラ２１Ｒの撮影範囲に対応する領域にモスアイ型フィルム４１Ｌ、４１Ｒが取り付けられている。本実施形態では、左カメラ２１Ｌおよび右カメラ２１Ｒの撮影範囲にそれぞれ対応する２つのモスアイ型フィルム４１Ｌ、４１Ｒが取り付けられる。
モスアイ型フィルム４１Ｌ、４１Ｒは、それぞれ略矩形をなし、フロントガラス１１の内面１１Ａにおける左カメラ２１Ｌおよび右カメラ２１Ｒの撮影範囲（ここでは、台形形状）よりも大きなサイズで設けられている。モスアイ型フィルム４１Ｌ、４１Ｒは、フロントガラス１１の内面１１Ａにおいてブラケット８１によって囲まれた領域内に配置される。これにより、カメラを支持するブラケット８１を取り外すことなく、モスアイ型フィルム４１Ｌ、４１Ｒのメンテナンス（例えば、交換）が可能となる。
なお、モスアイ型フィルムは、左カメラ２１Ｌおよび右カメラ２１Ｒの撮影範囲に対応して配置された１つのフィルムであってもよい。また、ブラケット８１の内側全域にモスアイ型フィルムが配置されてもよい。また、本実施形態では、ステレオカメラ１２１の例を説明したが、第１実施形態のカメラ２１と同様の単眼カメラが用いられてもよい。
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、上述の実施形態では、ウインドシールド（フロントガラス１１）の内面にモスアイ構造が形成された例を示したが、更に、ウインドシールドの外面にも同様にモスアイ構造が形成されてもよい。また、カメラ２１が対向して配置されるウインドシールドは、フロントガラス１１に限定されず、車体３のリアガラスやサイドガラスに配置されてもよい。
１ ：自動車
３ ：車体
５ ：車室
７ ：カメラユニット
１１：フロントガラス
２１：カメラ
２１Ｌ：左カメラ
２１Ｒ：右カメラ
２３：ハウジング
３１：画角
３５：空間
３７：カバー部材
３８：ヒータ
４１：モスアイ型フィルム
４３：当接部
４５：上壁
５１：ベースフィルム
５２：突起
５３：モスアイ構造
５７：凹凸構造
８１：ブラケット（支持部材）
１２１：ステレオカメラ
３ ：車体
５ ：車室
７ ：カメラユニット
１１：フロントガラス
２１：カメラ
２１Ｌ：左カメラ
２１Ｒ：右カメラ
２３：ハウジング
３１：画角
３５：空間
３７：カバー部材
３８：ヒータ
４１：モスアイ型フィルム
４３：当接部
４５：上壁
５１：ベースフィルム
５２：突起
５３：モスアイ構造
５７：凹凸構造
８１：ブラケット（支持部材）
１２１：ステレオカメラ
Claims (6)
- カメラを有する車体構造であって、
車室を画成する透光性のウインドシールドと、
前記ウインドシールドの前記車室側の面に対向するように配置されたカメラと、を備え、
前記ウインドシールドは、前記カメラの撮影範囲内にある前記車室側の面の少なくとも一部にモスアイ構造が形成された、車体構造。 - 前記カメラの前記撮影範囲において、前記ウインドシールドと前記カメラとの間の空間を覆うように配置されたカバー部材を更に備え、
前記カバー部材はヒータを備える、請求項１に記載の車体構造。 - 前記モスアイ構造は、前記ウインドシールドの前記車室側の面に取り付けられたフィルムに形成され、
前記フィルムの一部が、前記ウインドシールドと前記カバー部材との間に挟持される、請求項１または請求項２に記載の車体構造。 - 前記モスアイ構造は、前記ウインドシールドの前記車室側の面に取り付けられたフィルムに形成され、
前記カメラに接続され、かつ前記ウインドシールドに当接する当接部材を更に備え、
前記フィルムの一部が、前記ウインドシールドと前記当接部材との間に挟持される、請求項１または請求項２に記載の車体構造。 - 前記カメラを支持する支持部材を更に備え、
前記支持部材は、前記カメラの前記撮影範囲を囲むように前記ウインドシールドの前記車室側の面に固定され、
前記モスアイ構造は、前記ウインドシールドの前記車室側の面に取り付けられたフィルムに形成され、
前記フィルムは、前記ウインドシールドの前記車室側の面における前記支持部材の内側の領域にのみ取り付けられる、請求項１に記載の車体構造。 - 前記カメラは、左カメラおよび右カメラを有するステレオカメラであり、
前記フィルムは、前記左カメラおよび前記右カメラに対応するように、前記ウインドシールドの前記車室側の面にそれぞれ取り付けられる、請求項５に記載の車体構造。
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