JP7267980B2 - 車両用カメラ - Google Patents

Description

本発明は、車両に搭載されて、車両の外界を撮像する車両用カメラに関する。

最近の自動車などの車両において、前方の物体との衝突の可能性を判断し、衝突の可能性が高い場合に、自動的にブレーキを作動させることにより、衝突を回避または衝突による被害を軽減するシステムが実用化されている。

このシステムを採用する車両には、車両の外界に存在する物体を認識するセンシングカメラが搭載される。たとえば、車両の前方の物体を認識するためのセンシングカメラは、レンズが車両のフロントガラスの中央上部に車内から対向するように配置されて、フロントガラスを通して車両の前方を撮像する。

フロントガラスとレンズとの間に隙間がある場合、センシングカメラの下方からの光がフロントガラスに反射してレンズに入射することがある。フロントガラスで反射した光がレンズに入射すると、その光による画像がセンシングカメラにより撮像された画像に映り込んでしまう。この映り込みを防止するため、たとえば、映り込み防止フードがセンシングカメラの下方からフロントガラスに向けて延びるように設けられる。これにより、フロントガラスからの反射光が映り込み防止フードに遮られ、その反射光がセンシングカメラのレンズに入射することが阻止される。

特開２０１７－８１２６１号公報

近年、衝突被害軽減ブレーキ（ＡＥＢＳ：Advanced Emergency Braking System）の基準や新車アセスメントプログラム（ＮＣＡＰ：New Car Assessment Programme）のシナリオの難度が上がり、より広角な撮像範囲（検知エリア）を持つセンシングカメラが必要とされている。

ところが、映り込み防止フードが設けられる場合、センシングカメラの撮像範囲を広角にすると、それに伴って、映り込み防止フードのサイズが大型化してしまう。映り込み防止フードの大型化により、映り込み防止フードが車幅方向の両側に張り出すと、その張り出した部分が乗員の視界の妨げになるおそれがある。

本発明の目的は、撮像範囲の広角化を図りつつ、映り込み防止フードが乗員の視界の妨げになることを回避できる、車両用カメラを提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係る車両用カメラは、車両に設けられた光透過部材に所定方向に対向して配置され、光透過部材を通して車両の外界を撮像する撮像手段と、撮像手段の下方から光透過部材に向けて延出し、光透過部材での反射光による画像が撮像手段の撮像範囲に映り込むことを防止する映り込み防止フードとを含み、映り込み防止フードは、光透過部材に近づくにつれて所定方向と直交する直交方向の幅が拡大し、直交方向の一方側の端が所定方向に対して相対的に大きく傾斜し、直交方向の他方側の端が所定方向に対して相対的に小さく傾斜している。

この構成によれば、撮像手段が光透過部材に所定方向に対向して配置され、映り込み防止フードが撮像手段の下方から光透過部材に向けて延びて設けられている。映り込み防止フードは、所定方向と直交する直交方向に幅を有している。その幅は、光透過部材に近づくにつれて拡大しており、映り込み防止フードの直交方向の一方側の端は、所定方向に対して相対的に大きく傾斜し、他方側の端は、所定方向に対して相対的に小さく傾斜している。これにより、映り込み防止フードは、直交方向の一方側に大きく張り出し、直交方向の他方側への張り出しが小さい。

撮像手段の最大撮像範囲が広角であっても、映り込み防止フードにより光透過部材からの反射光が遮られる範囲を撮像範囲に設定することにより、または、撮像手段の撮像範囲が映り込み防止フードにより光透過部材からの反射光が遮られる範囲と重なるように、撮像手段の光軸の向きを設定することにより、光透過部材からの反射光による画像が撮像手段の撮像範囲に映り込むことを防止できる。

そして、映り込み防止フードが直交方向の一方側に大きく張り出す分、撮像範囲の広角化を図ることができる。その一方、映り込み防止フードの直交方向の他方側への張り出しが小さいことにより、映り込み防止フードが車両用カメラに対して直交方向の他方側に着座している乗員の視界の妨げになることを回避できる。

撮像手段は、光軸が所定方向に対して直交方向の一方側に傾斜するように設けられていてもよい。これにより、撮像手段の撮像範囲を映り込み防止フードにより光透過部材からの反射光が遮られる範囲と重ねることができ、光透過部材からの反射光による画像が撮像手段の撮像範囲に映り込むことを防止できる。

所定方向は、車両の前後方向であり、光透過部材は、車両のフロントガラスであってもよい。この場合、直交方向の一方側は、助手席側であり、他方側は、運手席側であることが好ましい。これにより、映り込み防止フードが運転席側に張り出す量を抑制できるので、ドライバの視界を確保することができる。

本発明によれば、撮像範囲の広角化を図りつつ、映り込み防止フードが乗員の視界の妨げになるのを回避することができる。

本発明の一実施形態に係る車両用カメラの斜視図であり、車両用カメラが車両に搭載された状態を示す。 図１に示される車両用カメラおよびカメラカバーの正面図である。 図１に示される車両用カメラおよびカメラカバーの平面図である。 図１に示される車両用カメラの電気的構成を示すブロック図である。 図１に示されるカメラの撮像範囲について説明するための図（その１）である。 図１に示されるカメラの撮像範囲について説明するための図（その２）である。 変形例に係る車両用カメラの斜視図であり、車両用カメラが車両に搭載された状態を示す。 図６に示される車両用カメラおよびカメラカバーの正面図である。 図６に示される車両用カメラおよびカメラカバーの平面図である。 図６に示されるカメラの撮像範囲について説明するための図（その１）である。 図６に示されるカメラの撮像範囲について説明するための図（その２）である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜車両用カメラの機械的構成＞
図１は、本発明の一実施形態に係る車両用カメラ１の斜視図であり、車両用カメラ１が車両２に搭載された状態を示す。図２は、車両用カメラ１およびカメラカバー４の正面図である。図３は、車両用カメラ１およびカメラカバー４の平面図である。

車両用カメラ１は、図１に示されるように、運転支援システムを採用した車両２に、車両２の外界、とくに前方に存在する物体を認識するセンシングカメラとして搭載される。運転支援システムは、たとえば、車両２と前方の物体との衝突の可能性に応じて自動的にブレーキを作動させて、衝突を回避または衝突による被害を軽減する衝突回避支援ブレーキ機能、車両２を走行中の車線内に維持して走行させる車線維持支援（ＬＫＡ：Lane Keeping Assist）機能、車両２を先行車に追従して走行させるアダプティブクルーズコントロール（ＡＣＣ：Adaptive Cruise Control）機能、車両２を駐車位置に駐車する際の操舵を支援する駐車支援機能、およびドライバの死角を監視する死角監視（ＢＳＭ：Blind Spot Monitor）機能のうちの１つまたは複数を有している。

車両用カメラ１は、車両２のルームミラー３の前方でフロントガラス（図示せず）の左右方向（車幅方向）中央の上部に対向して配置される。車両用カメラ１は、その下面、背面および両側面がカメラカバー４で覆われた状態でカメラカバー４に保持され、そのカメラカバー４が車両２の天井５に固定されることにより、車両２に取り付けられる。

車両用カメラ１は、カメラ本体１１と、カメラ本体１１に付属する映り込み防止フード１２とを含む。

カメラ本体１１には、カメラ１３が設けられている。カメラ１３は、左右方向に間隔を空けて、それぞれレンズ１４をフロントガラス（前方）に向けて配置されている。

映り込み防止フード１２は、略板状をなし、カメラ本体１１の前面から前下方に延出している。具体的には、映り込み防止フード１２は、フード本体部１５、フード側部１６，１７および当接部１８を一体に有している。フード本体部１５は、板状をなし、その後端縁がカメラ１３の下側でカメラ１３の前端とほぼ同じ位置に配置されて、その位置から前下方に延びている。フード本体部１５は、前側ほど左右方向に幅広に形成されており、その左側端は、右側端と比較して、前後方向に対して大きな傾斜角で傾斜している。フード側部１６，１７は、それぞれフード本体部１５の左側端および右側端から上方に立ち上がっている。左側のフード側部１６の前端部１９は、内側（フード本体部１５の左右方向の中央側）に屈曲している。当接部１８は、フード側部１６の前端部１９の上端から外側に延出している。

車両２のフロントガラスの周辺部には、黒セラミックがプリントされている。映り込み防止フード１２の当接部１８は、黒セラミックがプリントされている範囲外でフロントガラスに当接し、映り込み防止フード１２の残部、つまりフード本体部１５およびフード側部１６，１７は、フロントガラスから離間している。また、右側のフード側部１７は、黒セラミックのプリント範囲内において、フロントガラスに対して前後方向に対向している。なお、フロントガラスにおけるカメラ１３の視野に入る部分には、カメラ１３による撮像の妨げにならないように、黒セラミックがプリントされていない。

＜車両用カメラの電気的構成＞
図４は、車両用カメラ１の電気的構成を示すブロック図である。

カメラ１３は、レンズ１４を介してレンズ１４の視野を撮像する撮像素子（イメージャ、イメージセンサ）２１を備えている。レンズ１４の画角（視野角）は、たとえば、８０°～１６０°の範囲内である。

また、車両用カメラ１は、画像処理部２２を備えている。画像処理部２２には、撮像素子２１で撮像された画像データが入力される。画像処理部２２は、ＣＰＵおよびメモリを内蔵したマイクロコントローラを有しており、撮像素子２１から入力される画像データに対して画像処理を行うことにより、運転支援システムの機能に使用する上方を取得する。画像処理により取得された情報は、ＣＡＮ（Controller Area Network）通信プロトコルによる通信により、画像処理部２２から車両に搭載されたＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御ユニット）に送信される。

また、画像処理部２２は、カメラ１３の撮像範囲を個別に設定する撮像範囲設定部２３を機能処理部として実質的に備えている。

＜撮像範囲＞
図５Ａおよび図５Ｂは、カメラ１３の撮像範囲について説明するための図である。

カメラ１３は、図５Ａに示されるように、光軸が前後方向に延びるように配置される。カメラ１３の最大撮像範囲（最大視野）は、レンズ１４の画角であり、図５Ａで左下がりのハッチングが付されている。撮像範囲設定部２３は、その最大撮像範囲内において、カメラ１３の撮像範囲を映り込み防止フード１２によりフロントガラスからの反射光が遮られる範囲、つまり図５Ａでクロスハッチングが付されている範囲に設定する。これにより、画像処理部２２では、撮像素子２１から入力される画像データから、それぞれ設定された撮像範囲を撮像した画像データが画像処理の対象とされる。

また、図５Ｂに示されるように、カメラ１３の撮像範囲（最大撮像範囲）が映り込み防止フード１２によりフロントガラスからの反射光が遮られる範囲と重なるように、カメラ１３の光軸の向きが左に傾けて設定されて、カメラ１３が配置されてもよい。この場合、画像処理部２２から撮像範囲設定部２３を省略することができる。

＜作用効果＞
以上のように、カメラ１３がフロントガラスに前後方向に対向して配置され、映り込み防止フード１２がカメラ１３の下方からフロントガラスに向けて延びて設けられている。映り込み防止フード１２は、車幅方向である左右方向に幅を有している。その幅は、フロントガラスに近づくにつれて拡大しており、映り込み防止フード１２の左側の端は、前後方向に対して相対的に大きく傾斜し、右側の端は、前後方向に対して相対的に小さく傾斜している。これにより、映り込み防止フード１２は、左側に大きく張り出し、右側への張り出しが小さい。

カメラ１３の最大撮像範囲が広角であっても、映り込み防止フード１２によりフロントガラスからの反射光が遮られる範囲を撮像範囲に設定することにより、または、カメラ１３の撮像範囲が映り込み防止フード１２によりフロントガラスからの反射光が遮られる範囲と重なるように、カメラ１３の光軸の向きを設定することにより、フロントガラスからの反射光による画像がカメラ１３の撮像範囲に映り込むことを防止できる。

そして、映り込み防止フード１２が左側に大きく張り出す分、撮像範囲の広角化を図ることができる。その一方、映り込み防止フード１２の右側への張り出しが小さいことにより、映り込み防止フード１２が車両用カメラ１に対して右側に着座している乗員、つまり、右ハンドル車であれば、右側の運転席に着座しているドライバの視界の妨げになることを回避できる。

また、映り込み防止フード１２の当接部１８がフロントガラスに当接し、映り込み防止フード１２の残部、つまりフード本体部１５およびフード側部１６，１７は、フロントガラスから離間している。これにより、車両２のデフロスタの風が映り込み防止フード１２とフロントガラスとの間を通過して、フロントガラスにおけるカメラ１３と対向する領域（黒セラミックがプリントされていない領域）に当たるので、その領域での着霜、着氷および結露を解消することができる。そのため、車両用カメラ１により、フロントガラスを通して外界を良好に撮像することができる。

＜変形例＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、車両用カメラ１には、図６、図７および図８に示されるように、図１～図３に示される構成と左右反転した構成が採用されてもよい。図６～図８に示される構成では、図１～図３に示される構成と左右反転された構成であるから、右側のフード側部１７の前端部が内側に屈曲され、その前端部の上端から外側に、当接部１８が延出している。図６～図８に示される構成は、車両２が左ハンドル車である場合に好適である。

図９Ａおよび図９Ｂは、カメラ１３の撮像範囲について説明するための図である。

図６～図８に示される構成の車両用カメラ１では、カメラ１３は、図９Ａに示されるように、光軸が前後方向に延びるように配置される。カメラ１３の最大撮像範囲（最大視野）は、レンズ１４の画角であり、図９Ａで左下がりのハッチングが付されている。撮像範囲設定部２３（図４参照）は、その最大撮像範囲内において、カメラ１３の撮像範囲を映り込み防止フード１２によりフロントガラスからの反射光が遮られる範囲、つまり図９Ａでクロスハッチングが付されている範囲に設定する。これにより、画像処理部２２では、撮像素子２１から入力される画像データから、それぞれ設定された撮像範囲を撮像した画像データが画像処理の対象とされる。

また、図９Ｂに示されるように、カメラ１３の撮像範囲（最大撮像範囲）が映り込み防止フード１２によりフロントガラスからの反射光が遮られる範囲と重なるように、カメラ１３の光軸の向きが右に傾けて設定されて、カメラ１３が配置されてもよい。この場合、画像処理部２２から撮像範囲設定部２３を省略することができる。

図６～図８に示されるように、映り込み防止フード１２の右側の端は、前後方向に対して相対的に大きく傾斜し、左側の端は、前後方向に対して相対的に小さく傾斜している。これにより、映り込み防止フード１２は、右側に大きく張り出し、左側への張り出しが小さい。

カメラ１３の最大撮像範囲が広角であっても、映り込み防止フード１２によりフロントガラスからの反射光が遮られる範囲を撮像範囲に設定することにより、または、カメラ１３の撮像範囲が映り込み防止フード１２によりフロントガラスからの反射光が遮られる範囲と重なるように、カメラ１３の光軸の向きを設定することにより、フロントガラスからの反射光による画像がカメラ１３の撮像範囲に映り込むことを防止できる。

そして、映り込み防止フード１２が直交方向の右側に大きく張り出す分、撮像範囲の広角化を図ることができる。その一方、映り込み防止フード１２の左側への張り出しが小さいことにより、映り込み防止フード１２が車両用カメラ１に対して左側に着座している乗員、つまり、左ハンドル車であれば、左側の運転席に着座しているドライバの視界の妨げになることを回避できる。

車両用カメラ１は、フロントガラスに対向して配置されるとしたが、たとえば、リヤガラスに対向して配置されて、車両２の後方を撮像するリヤカメラとして使用されてもよいし、サイドガラスに対向して配置されて、車両２の側方を撮像するサイドカメラとして使用されてもよい。

また、車両用カメラ１が単眼カメラである場合を取り上げたが、車両用カメラ１は、２個のカメラを左右に有するステレオカメラ、３個のカメラが横並びに配置される３眼カメラ、４個以上のカメラが横並びに配置された多眼カメラに適用することもできる。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１：車両用カメラ
２：車両
１２：映り込み防止フード
１３：カメラ（撮像手段）

Claims (3)

1. 車両に設けられた光透過部材に前記車両の前後方向に対向して配置され、前記光透過部材を通して前記車両の外界を撮像する撮像手段と、
   前記撮像手段の下方から前記光透過部材に向けて延出し、前記光透過部材での反射光による画像が前記撮像手段の撮像範囲に映り込むことを防止する映り込み防止フードと、を含み、
   前記映り込み防止フードは、前記光透過部材に近づくにつれて前記前後方向と直交する車幅方向の幅が拡大し、前記車幅方向の一方側の端が前記前後方向に対して相対的に大きく傾斜し、前記車幅方向の他方側の端が前記前後方向に対して相対的に小さく傾斜している、車両用カメラ。
2. 前記撮像手段は、光軸が前記前後方向に対して前記車幅方向の一方側に傾斜するように設けられている、請求項１に記載の車両用カメラ。
3. 前記光透過部材は、前記車両のフロントガラスであり、
   前記一方側は、助手席側であり、
   前記他方側は、運転席側である、請求項１または２に記載の車両用カメラ。

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