JP4423208B2 - 車両の外部周辺をモニタする用途のための画像取得モジュール - Google Patents

Description

発明の範囲
本発明は、車両の外部周辺をモニタする用途のための画像取得モジュールに関する。前記画像取得モジュールは車両の外部構造体に取り外し可能に固定することができるハウジングを有し、そのハウジングは、光学系統を介して前記画像取得を行う電子回路に連結される画像検出器をその内部に収容保護する。

発明の先行技術
欧州特許出願公開第０５９１７４３号（EP−A−０５９１７４３）には、後方視界ミラーに連結する光学センサによって車両間の相対位置を検出する装置が記載されている。この光学センサは、車両の中央情報系統に接続された電子的処理ユニットに連結されて、その中央情報系統は処理された信号を受信する。前記先行技術においては、CCD技術に基づくオプトエレクトロニクスセンサからなる装置が可能であることが述べられているが、その構造は詳述されておらず、さらには、何も特徴が与えられておらず、光学装置が一体化されている系統が述べられているわけでもなければ、車両内の装置の物理的位置についても何も述べられていない。

本出願人の国際特許出願公開第０１／６１３７１号（WO−A−０１／６１３７１）には、本発明の目的に類似する、物体の存在を検出する装置が記載されているが、その場合における、特に画像を取得して処理する際に付随する、ひとたびデジタル化されて前もって増幅される処理が言及されており、使用され得る様々な計算アルゴリズムも言及されている。この先行技術においては、画像のデジタル化の役割を果たすフォトセンサ及び電子回路がマルチチップモジュールに物理的に一体化されることが述べられている。しかし、前述の特許出願と同様、この装置が車両にどのようにして配置されて物理的に取り付けられるのかについては述べられていない。

前記先行技術においては、車両におけるその位置に関して言及されて、光学センサと処理ユニットとの両方が、ハウジングを担持する車両の後方視界ミラーの内部に配置される可能性については述べられていても、例えば雨、湿分、ほこり、衝撃などのような環境及び外部条件に関してそれ自体を隔離する装置については何も言及がなく、輝光入射（luminous incidence）に対する保護についても何も言及がない。

米国特許第５２２１９６４号（US−５２２１９６４）には、本発明の目的に類似する、拡張可能なCCDカメラモジュールが記載されている。光学センサとそれに連結する回路が、ハウジング内部に含まれる点が考慮されている。この場合は、そのハウジングは外部に対して保護するための管形状をした金属ハウジングである。しかし、密閉されるのかどうか、又はカメラが雨や好ましくない輝光条件に対して保護されるのかどうかについては何も言及されていない。さらに、車両に使用するための前記モジュールの可能性については何の示唆もない。

したがって、前記特許及び特許出願に説明されているモジュールに類似したモジュールの形態で、これらの先行技術の代わりとなる技術を提供することが必要である。しかし、それを車両中に備え付けるための、その物理的実装に焦点を当てるならば、既に知られているように、外部から、例えば湿分、ちりのような外部物質から、及びカメラによって取得される画像の品質を変化させたりほぼ完全に損なうことまでしかねない輝光入射から、より良好に隔離し保護する手段を提供することも必要である。
欧州特許出願公開第０５９１７４３号 国際特許出願公開第０１／６１３７１号 米国特許第５２２１９６４号 特開２００２−３４１４３２号公報 米国特許第５１７２２３５号 欧州特許出願公開第０５８２２３６号

本発明の目的は、車両の、詳しくは自動車又はトラックの、外部周辺をモニタする用途のための画像取得モジュールを提供することであり、前記パラグラフに述べられた利点、すなわち、前記モジュールに影響を与える外部物質から及び輝光入射から生じる様々なタイプの好ましくない状況のもとでも良好な動作を保証すること、を含む。

発明の簡単な説明
車両の外部周辺をモニタする用途のための画像取得モジュールは以下を有する。すなわち、少なくとも湿分から保護された内部と、透明要素によって密閉された窓とを有し、外部への接続手段に連結する電子回路が内部に組み込まれたハウジング、前記電子回路に接続されて前記窓に対向する画像検出器、前記ハウジングに接続されて前記画像検出器と前記窓との間に光学系統を担持する支持装置、並びに、少なくとも前記光学系統の心合わせを行うこと及びモジュールを車両の外部構造体に取り外し可能に固定することを容易にするための位置決め手段及び取り外し可能固定手段、である。さらに、前記モジュールは、ひさし（visor）要素及び車樋（car gutter）の形態で具体化されて外部物質及び輝光入射から保護する組み込み保護手段、並びに前記透明要素を通過する光に関する調整手段を有する。

前記ひさし要素及び車樋が一体化された取付アダプタは、ハウジングを車両の前記外部構造体に結合するために、その開口部の周りに設けられている。したがって、前記取付アダプタは、少なくとも心合わせ手段と、ハウジングを固定するための取り外し可能固定手段とを有する。その固定は前記心合わせ手段及びハウジングの前記取り外し可能固定手段と協働して行われ、窓に対する前記開口部並びにひさし及び車樋要素の位置の事前画定が保証される。前記取付アダプタはまた、前記取付アダプタを車両の前記外部構造体に取り外し可能に固定するための取り外し可能固定手段も有する。

本発明のその他の特徴は、好ましい実施例に係る以下の説明を始めることにより明確になるだろう。それは添付の図面に示されているが、例示であって限定とみなされるものではない。

好ましい実施例の詳細な説明
以下の説明は、述べられた事実が、すべての記載された好ましい実施例に共通する場合はいずれの場合も、提示されたすべての図面を参照するものとする。所定の好ましい実施例に係る具体的な特性又は特徴を説明する際、これは適宜示される。

これらの図面によって示されているが、車両の外部周辺をモニタする用途のための画像取得モジュールは、以下を有する：
・少なくとも湿分から保護された内部と、透明要素３５によって密閉された窓６とを有するハウジング１；
・前記ハウジング１に収容されて、外部との接続手段と連結し、電源供給及び双方向信号交換を行う電子回路４；
・前記電子回路４に接続されて前記窓６に面する、好ましくはA.S.I.C.に一体化された画像検出器５；
・前記画像検出器と前記窓６との間に光学系統８を担持するためにハウジング１に取り付けられた支持体７；及び、
・少なくとも、前記光学系統８の心合わせを行うことと、車両の外部構造体３６にモジュールを取り外し可能に固定することとを容易にするための位置決め手段及び取り外し可能固定手段。

前記ハウジング１は、各々外周縁１３、１４を備える２つの凹型半体１１、１２を有する。凹型半体１１、１２は互いに面し合い、ジョイント１５、及び前記外周縁１３、１４の近傍で外方に延びる各々の連続フランジ、の全体にわたって背中合わせに配置され、両連続フランジを包括して前記ジョイント１５を覆う環状弾性シーリング要素３０が設けられている。前記外周縁１３、１４の少なくとも１つの一部には、例えば可撓性プリント回路によって作られた多芯配線２の出口を与えるためのくぼみがある。前記環状弾性シーリング要素３０は、前記多芯配線２のための前記出口の近傍に長手方向スリットを有する。そのスリットを多芯配線２が通過する。

可能な好ましい実施例においては、前記光学系統８は、外部フランジ３１及び外部ネジ山部３２を画定する管状体を有し、前記支持体７は、ハウジング１の凹型半体１１、１２の一方から突出する管形状の付加部分１６を有する。前記付加部分１６は、光学系統８にネジ結合された内部ネジ山を有する。

弾性シーリング要素３４は、ハウジング１の内部に収容される構成要素を湿分から保護するために、光学系統の本体８の前記外部フランジ３１と付加部分８の一端との間に押圧されて配置される。さらに、この保護は、光学系統８の一端と、前記付加部分１６に外部で結合するカバー１７の１つの内部基材との間に前記透明要素３５を配置することによって達成される。前記窓６は、カバー１７の底部壁の開口部からなる。

ハウジング１の支持体７の前記付加部分１６は円筒形状であり、外部にネジ山が刻まれている。さらに、前記カバー１７は円筒形状であり、付加部分１６とネジ結合するために内部にネジ山が刻まれており、少なくとも１つの電気ケーブルを通過させるために外部ネジ山に軸方向スロット（axial slot）３３を有する。

前記付加部分１６は、ハウジング１の前記凹型半体１１、１２の一方と一体化されており、カバー１７も同様に、高い熱伝導係数の材料を用いて射出成形することによって随意に得られる。

前記窓は、外部物質及び輝光入射からの保護手段に連結されており、所定の光が前記透明要素３５を通過することを保証する。前記保護手段は、その周りに前記窓６の少なくとも一部を有するひさし要素１０の形態で具体化され、雨の場合に保護体として作用して窓に雨滴が入射するのを防止し、さらには、カメラを太陽光線から保護する。車樋要素２７はその周りに前記窓６の少なくとも一部を有し、前記雨の場合には水の逃げ道を与え、水を地面へ追い出して窓の前面に水が蓄積するのを防止する。前記ひさし要素１０は前記車樋とともに、両者が一緒になって窓６を完全に取り囲む場合には、前面凹部１９（図８及び９）を形成する。好ましい実施例においては、管形状２０（図９参照）をなすように延設されて、光学系統８のための前記支持体７周りにある栓（plug）に、外部から接続される。さらに、前記窓６は、前記透明要素３５を通過する光の状態を調節する手段に連結されて所定の蒸気及び氷の付着を防止し、前記透明要素３５と連結した電気加熱装置９及び／又は光学系統８を有する。電気加熱装置９及び／又は光学系統８は外部との前記接続手段に接続され、透明要素３５の周縁領域の少なくとも１つの面に付着されて電流供給電源に接続されるプリントリング（printed ring）の形態の、少なくとも１つの抵抗体を形成する。

外部との前記接続手段は電源供給及び双方向信号交換のためのものであり、多芯配線２を有する。多芯配線２は、外部マルチコネクタ（exterior multiple connector）３に取り付けられたフラットテープ（flat tape）形状をしている。もう１つの好ましい実施例においては、前記接続手段はハウジング１に直接一体化され、したがって、前記多芯配線２が必要なくなるか、又は、例えば無線又は赤外線信号発信機／受信機でマルチコネクタ３及び多芯配線２を両方とも置き換えると、それらの必要性までなくなる。

前記ひさし要素１０は、画像検出器５の中央視線に対して０°から１５°までの間の所定の角度で外方かつ上方に傾斜されている。前記車樋要素２７は、画像検出器５の中央視線に対して４５°から９０°までの間の所定の角度で外方かつ下方に傾斜されている。両者の構成のもう１つの特徴は、ひさし要素１０及び／又は車樋要素２７の、より突出している領域のいくつかが、窓６が配置されている平面において、窓６の直径以上の所定の距離のところにあることである。

前記ハウジング１は車両の外部部分に直接結合されてもよいし、又は取付アダプタ１８によって取り付けられることも可能である。後者の場合においては、前記ひさし要素１０及び車樋要素２７は、前記取付アダプタ１８の開口部２８の周りに一体化されて、可能であれば後に適宜説明される用途例に応じた種々異なったタイプの、心合わせ手段及び前記ハウジング１を固定するための取り外し可能固定手段と、前記取付アダプタ１８を車両の前記外部構造体３６に取り外し可能に固定するための取り外し可能固定手段とを有し、前記心合わせ手段及び前記ハウジング１を固定するための前記取り外し可能固定手段と協働して、窓６に対する前記開口部２８並びにひさし要素１０（図３及び９）及び車樋要素（図８及び９）の位置の事前画定を保証する。

ハウジング１が外部構造体３６に直接結合される場合には、前記取り付けは、ひさし要素１０及び車樋要素２７が、車両の前記外部構造体３６の中に配置されているかハウジング１自体の中に配置されているかに応じて、２つの方法で行われる。第１の場合は、ひさし要素１０及び車樋要素２７は、車両の前記外部構造体３６が存在する開口部の周りに一体化されて、心合わせ手段及び前記ハウジング１を固定するための取り外し可能固定手段を有し、前記心合わせ手段及びハウジング１の前記取り外し可能固定手段と協働して、窓６に対する前記開口部並びにひさし要素１０及び車樋要素２７の位置の事前画定を保証する。両者の場合のいずれにおいても、車両の前記構造体３６へのモジュールの固定は、例えば、形状嵌合（form-fitting）による構成にするといった、いくつかの方法によって行われる。その可能な例であるが、車両の外部構造体３６が後方視界ミラーハウジングである場合、そこにキャビティを予め設けておくか、又はハウジング１をその中へ嵌合させて、キャビティを捉えて蓋で覆い、前記キャビティ内にモジュールを所定の位置で不動にする。

取付アダプタ１８を車両の外部構造体３６に固定するための前記取り外し可能固定手段は、図６に示されているように、弾性の押圧固定手段２９を有してもよい。または、図８に示されているように、ネジ３７若しくは形状嵌合による固定構成、又は、図７に示されているように、弾性の押圧固定手段２９を形状嵌合による前記構成と組み合わせてもよい。

取付アダプタ１８とハウジング１との取り外し可能な固定に関しては、図面に３つの好ましい実施例が示されている。この固定は、例えば、取付アダプタ１８からそれ自体が延設されたつめの形態の突起２２で終端する少なくとも１対の弾性アーム２１によって行われ、側方からハウジング１を抱えて、前記突起２２によってハウジング１に存在する肩部にスナップ嵌合固定する。明らかなことだが、その代わりのいずれの固定も可能である。例えば、ネジ又は形状嵌合による固定である。その場合、取付アダプタ１８の内面にハウジング１と前述のアームに類似したアームとが嵌合してハウジング１を不動にする構成が設けられてもよい。

アダプタ１８とハウジング１との間の前述の心合わせ手段に関してであるが、これらは、取付アダプタ１８（このアダプタが必要な場合は）に一体化された支持部材２４（図８及びその詳細図）を有し、ハウジング１の前部に取り付けられて、ひさし要素１０及び車樋要素２７並びに前記開口部２８を窓６から所定の距離のところに保持する。前記支持部材２４は、その端部に孔２５を有し、ハウジング１の一部から突出したスタブ２３がそこに入り込む。前述の管形状構成２０（図９参照）もまた、ひとたび光学系統８の前記支持体７の周りのプラグに外部から結合されると、取付アダプタ１８とハウジング１との間の心合わせに役立つ。

本発明のモジュール体が備え付けられる車両の前記外部構造体３６は、車両の後方視界ミラーハウジング、バンパー、又はその他同等の部分、詳しくは、そのために使用される可能性のある受容部（receptacle）、からなる。

図４、８及び９を比較すると、ひさし要素１０及び車樋要素２７の形状、大きさ及び角度が各々の場合においてどのように異なるかがわかる。図４では、車樋要素２７がまったく存在しないことがわかる。これはすべて、かかる課題のために使用され得る様々な可能な取付アダプタを示す。

当業者であれば、添付の特許請求の範囲によって定められる発明の範囲から逸脱することなく、上述の好ましい実施例の変更及び修正を導くことができるだろう。

画像取得モジュールの横断面図である。その内部に一連の構成要素を有するハウジング、及びコネクタに連結する配線があるのがわかる。 図１のモジュールの平面図である。前記モジュールの位置決め及び固定を行う系統の一部があるのがわかる。 第１の好ましい実施例に係る、取付アダプタに結合された画像取得モジュールの正面図である。 図３のモジュール及びアダプタの組み付け体の、一部切断して示す側面図である。 図３のモジュール及びアダプタの組み付け体の、一部切断して示す平面図である。 図３のモジュール及びアダプタの組み付け体の平面図である。 車両の外部構造体にある図３のモジュール及びアダプタの組み付け体の平面図である。 第２の実施例に係る、取付アダプタに結合されて車両の外部構造体に取り付けられた画像取得モジュールの、一部切断して示す側面図である。そこから引き出されているのは拡大詳細図である。 第３の実施例に係る、コネクタに連結されて取付アダプタに結合された配線を有する画像取得モジュールの、一部切断して示す側面図である。

Claims (21)

1. 車両の外部周辺をモニタする用途のための画像取得モジュールであって、
   少なくとも湿分から保護された内部と、透明要素（３５）によって密閉された窓（６）とを有するハウジング（１）と、
   前記ハウジング（１）に収容されて、外部との接続手段と連結し、電源供給及び／又は双方向信号交換を行う電子回路（４）と、
   前記電子回路（４）に接続されて前記窓（６）に対向する画像検出器（５）と、
   前記画像検出器（５）と前記窓（６）との間に光学系統（８）を担持するためにハウジング（１）に取り付けられた支持体（７）と、
   少なくとも、前記光学系統（８）の心合わせを行うことと、車両の外部構造体（３６）にモジュールを取り外し可能に固定することとを可能にするための位置決め手段及び取り外し可能固定手段と、
   外部物質から及び輝光入射から保護して所定の光が前記透明要素（３５）を通過することを保証する前記窓（６）に連結される保護装置であって、前記窓（６）の少なくとも一部の周りに配置された少なくとも一つのひさし要素（１０）と、前記窓（６）の少なくとももう一部の周りに配置された車樋要素（２７）とを有する少なくとも一つの保護装置とを有し、
   前記ひさし要素（１０）及び車樋要素（２７）は、ハウジング（１）の取付アダプタ（１８）の開口部（２８）の周りに一体化されて、前記取付アダプタ（１８）の心合わせ手段及び前記ハウジング（１）を固定するための取り外し可能固定手段を有し、前記位置決め手段及び前記ハウジング（１）を前記取付アダプタ（１８）に固定するための前記前記ハウジング（１）の取り外し可能固定手段と協働して、窓（６）に対する前記開口部（２８）並びにひさし要素（１０）及び車樋要素（２７）の位置の事前画定を保証し、前記取付アダプタ（１８）は、該取付アダプタ（１８）を車両の前記外部構造体（３６）に取り外し可能に固定するための取り外し可能固定手段を有していることを特徴とするモジュール。
2. 取付アダプタ（１８）とハウジング（１）との間の前記取り外し可能な固定手段は、側方からハウジング（１）を抱える取付アダプタ（１８）から延設する少なくとも一対の弾性アーム（２１）を有しており、該弾性アーム（２１）はハウジング（１）に存在する肩部にスナップ嵌合固定する突起（２２）を有する請求項１に記載のモジュール。
3. 取付アダプタ（１８）とハウジング（１）との間の前記取り外し可能な固定手段は、管形状（２０）を有しており、該管形状（２０）は、光学系統（８）のための前記支持体（７）の周りに外部からプラグ接続される取付アダプタ（１８）に形成される請求項１に記載のモジュール。
4. 取付アダプタ（１８）を車両の外部構造体（３６）に固定するための前記取り外し可能固定手段は、スナップ嵌合弾性要素及び形状嵌合固定構成を含んだグループから選択される請求項１から３のいずれか一項に記載のモジュール。
5. 車両の前記外部構造体（３６）は車両の外部後方視界ミラーハウジングである請求項２から４のいずれか一項に記載のモジュール。
6. 前記ひさし要素（１０）は画像検出器（５）の中央視線に対して小角度で外方かつ上方に傾斜されており、前記小角度は０°から１５°までの間にある請求項１に記載のモジュール。
7. 前記車樋（２７）は、画像検出器（５）の中央視線に対して所定の角度で外方かつ下方に傾斜されており、前記角度は４５°から９０°までの間にある請求項１に記載のモジュール。
8. ひさし要素（１０）及び／又は車樋要素（２７）の最も突出した領域は、窓（６）が配置されている平面において、窓の直径（６）以上の所定の距離のところにある請求項３又は４に記載のモジュール。
9. 前記窓（６）又は前記支持体（７）は、前記透明要素（３５）を光が通過する状態を調節する手段にさらに連結され、該調整手段は、前記透明要素（３５）に及び／又は前記光学系統（８）に連結されるとともに外部との前記接続手段から電源供給を受ける電気加熱装置（９）を有する請求項１に記載のモジュール。
10. 前記ハウジング（１）は、各々外周縁（１３、１４）を備えて互いに対向してジョイント（１５）の全体にわたって背中合わせになる２つの凹型半体（１１、１２）を有する請求項１に記載のモジュール。
11. 前記凹型半体（１１、１２）は、各々前記外周縁（１３、１４）の近傍で外方に延びる連続フランジを有し、両連続フランジを包括して前記ジョイント（１５）を覆う環状弾性シーリング要素（３０）が設けられている請求項１０に記載のモジュール。
12. 前記外周縁（１３、１４）の少なくとも１つの一部には、多芯配線（２）のための出口を与えるくぼみがある請求項１１に記載のモジュール。
13. 前記環状弾性シーリング要素（３０）は、前記多芯配線（２）のための前記出口の近傍に長手方向スリットを有し、そのスリットを多芯配線（２）が通過する請求項１２に記載のモジュール。
14. 前記光学系統（８）は外部フランジ（３１）及び外部ネジ山部（３２）を画定する管状体に一体化され、前記支持体（７）はハウジング（１）の前記２つの凹型半体（１１、１２）の一方から突出する付加部分（１６）を有し、前記付加部分（１６）は光学系統（８）がネジ結合された内部ネジ山を有する請求項１０に記載のモジュール。
15. 光学系統本体（８）の前記外部フランジ（３１）と付加部分の端部（１６）との間で押圧される少なくとも１つの弾性シーリング要素（３４）を有する請求項１４に記載のモジュール。
16. 前記透明要素（３５）は光学系統（８）の一端と前記付加部分（１６）に外部から結合されたカバー（１７）の内側底壁との間に配置され、前記窓（６）は前記カバー（１７）の前記内側底壁の開口部からなる請求項１５に記載のモジュール。
17. プリントリングの形態で又は透明要素（３５）の周縁領域の少なくとも１つの面に付着されて、電流供給電源に接続された少なくとも１つの抵抗体からなる電気ヒーターを有する請求項１６に記載のモジュール。
18. 前記付加部分（１６）は円筒形状であり外部にネジ山が刻まれており、カバー（１７）は円筒形状であり付加部分（１６）をネジ結合するために内部にネジ山が刻まれている請求項１６に記載のモジュール。
19. 前記付加部分（１６）は、少なくとも電流供給ケーブルを通過させるために外部ネジ山に軸方向スロット（３３）を有する請求項１８に記載のモジュール。
20. 前記付加部分（１６）はハウジング（１）の前記凹型半体（１１、１２）の１つと一体化されており、それは高い熱伝導係数の材料の射出成形によって得られる請求項１９に記載のモジュール。
21. 前記カバー（１７）は高い熱伝導係数の材料の射出成形によって得られる請求項１６に記載のモジュール。

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