車載用カメラ
【課題】ヒータ、温度センサ及び送風機等を設けることなく、簡単な構成で、レンズカバーの内側の結露及び曇りを防止して、カメラの視界を良好に保持できる車載用カメラを提供すること。
【解決手段】ＣＣＤカメラ４を収容するカメラ筐体部３と、このＣＣＤカメラ４の前面側に配置されるレンズカバー５とを備えるとともに、このレンズカバー５とＣＣＤカメラ４との間の空間１０Ｂと、当該レンズカバー５の外側の空間３０とを連通する連通路３１を備え、この連通路３１に水分を遮断し且つ湿気のみを通す透湿性防水素材３２を配置した。
【解決手段】ＣＣＤカメラ４を収容するカメラ筐体部３と、このＣＣＤカメラ４の前面側に配置されるレンズカバー５とを備えるとともに、このレンズカバー５とＣＣＤカメラ４との間の空間１０Ｂと、当該レンズカバー５の外側の空間３０とを連通する連通路３１を備え、この連通路３１に水分を遮断し且つ湿気のみを通す透湿性防水素材３２を配置した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の周囲を撮像するための車載用カメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の周囲を撮像する安全確認用の車載用カメラが知られている。この種の車載用カメラでは、車両に取り付けられた筐体内に収容されたカメラ本体と、このカメラ本体の前面側に配置されたレンズカバーとを備えるため、外気温とカメラ本体側の温度との温度差が大きい場合、このレンズカバーのガラス面が結露してしまい、カメラの視界が悪くなるという問題がある。この結露は、レンズカバーの外側に生じる場合と、レンズカバーの内側に生じる場合とがある。
【０００３】
レンズカバーの外側に結露が生じる場合とは、外気温がカメラ本体側の温度よりも高い場合である。この場合、カメラ本体の電源が入れられるとカメラ本体側の温度が高くなるので、時間の経過に従って結露の問題は自然に解消されることになる。また、レンズカバーの外側であれば、人為的に結露水を拭き取ることも可能である。
【０００４】
一方、レンズカバーの内側に結露が生じる場合とは、外気温が筐体内の温度よりも低い場合であり、この場合には、時間の経過を待っても問題が解消されることがなく、人為的に拭き取ることも困難である。特に温度差の激しい場所、例えば、エンジンルーム空間にさらされるバンパー設置型の車載用カメラでは、外気温との差が５０℃近くに達するため、この結露の問題がより生じやすい。
【０００５】
このようなレンズカバー内側の結露を防止する技術としては、筐体とレンズカバーとを気密構造にして水蒸気が多く含まれた空気の侵入を防止するものがある。しかし、この技術では、一旦生じた結露水を取り除くことはできない。また、エンジンルーム内等の過酷な条件下では、どのような優れた気密構造であろうとも、経年変化により何れは外気が進入することになり、レンズカバー内側に結露が生じてしまう。さらには、気密構造をできるだけ維持するために、レンズカバーを含めた筐体の構造部を強固に設計する必要があるため、大幅なコストアップを生じてしまう。
また、筐体内に乾燥剤を入れて乾燥状態を保つことにより、レンズカバー内側の結露を防止する技術も知られている。しかし、この技術でも、結露が一旦生じた場合には、この結露水を取り除くことはできない。
【０００６】
これに対し、レンズカバーの全面に半透明状のヒータを設け、このヒータでレンズカバーを加熱するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、ヒータによって加熱された結露水が蒸発することにより、レンズカバー内側の結露水を取り除くことができる。また、筐体内の空気を循環させるものが提案されている（特許文献２参照）。この技術では、空気を循環させることにより、筐体内の温度の一様化が図れるため、レンズカバー内側の結露水を蒸発・発散させて、このレンズカバー内側の結露水を取り除くことができる。
【特許文献１】特開平６−２５８７１３号公報
【特許文献２】特開２００５−３５４４７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したヒータを追加で設けることで結露を解消する場合には、常にヒータを加熱し続けなければならず、使用電力が多くなってしてしまう。また、ヒータを適宜ＯＮ／ＯＦＦさせて使用電力を少なくするために、内外の温度差を測定するための温度センサ等を装備させることも考えられるが、温度センサを装備することは車載用カメラのコストアップとなってしまう。
また、送風機等で筐体内の空気を循環させて結露を解消する場合には、筐体内に送風機及び空気の循環経路を設ける必要があり、装置の大型化及びコストアップの原因となる。さらに、長期的には送風に伴い筐体内に塵埃が進入することにより、カメラ本体のレンズ及び光学系への障害を生じる恐れがあった。
【０００８】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ヒータ、温度センサ及び送風機等を設けることなく、簡単な構成で、レンズカバーの内側の結露及び曇りを防止して、カメラの視界を良好に保持できる車載用カメラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、車両の周囲を撮像する車載用カメラにおいて、カメラ本体を収容する筐体と、カメラ本体の前面側に配置されるレンズカバーとを備えるとともに、このレンズカバーと前記カメラ本体との間の空間と、当該レンズカバーの外側の空間とを連通する連通路を備え、この連通路に水分を遮断し且つ湿気のみを通す透湿性防水素材を配置したことを特徴とする。
本発明によれば、透湿性防水素材を介して、レンズカバーとカメラ本体との間の空間の水蒸気が、レンズカバーの外側の空間に排出されるため、上記レンズカバーとカメラ本体との間の空間内の湿度が低下し、レンズカバーでの結露及び曇りが防止される。このため、レンズカバーの内側の結露及び曇りが防止されることにより、車載用カメラの視界を良好に保持できる。
【００１０】
また、この構成において、連通路には、この連通路を開閉する開閉機構が設けられている構成としても良い。この構成によれば、連通路を通じてレンズカバーとカメラ本体との間の空間内の水蒸気を排出する時以外は、開閉機構を閉鎖することにより、筐体の気密性を確保することができる。
【００１１】
また、開閉機構は、筐体の温度に応じて開閉する構成としても良い。この構成によれば、筐体内の温度が上昇して、レンズカバーに結露が生じるおそれがある場合にのみ、開閉機構を開放することができる。
また、開閉機構は、筐体に連結される第１シャッタ部と、この第１シャッタ部に重ねて配置される第２シャッタ部とを備え、これら第１シャッタ部及び第２シャッタ部の熱膨張率の差に基づいて当該開閉機構を開閉する構成としても良い。この構成によれば、開閉タ機構を開閉するためのアクチュエータを設ける必要がなく、当該開閉機構の簡素化を図るとともに、車載用カメラの小型化を図ることができる。
【００１２】
また、開閉機構は、車両のエンジンの輻射熱に応じて開閉する構成としても良い。この構成によれば、開閉機構を開閉するために特別な熱源を使用することがないため、熱源供給の心配がない。また、熱源が供給されない場合、つまり、エンジンが低温のときには結露水の問題自体が発生しないので、この開閉機構を自動的に、必要なときにだけ動作させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、透湿性防水素材を介して、レンズカバーとカメラ本体との間の空間の水蒸気が、レンズカバーの外側の空間に排出されるため、上記レンズカバーとカメラ本体との間の空間内の湿度が低下し、レンズカバーでの結露及び曇りが防止される。このため、レンズカバーの内側の結露及び曇りが防止されることにより、車載用カメラの視界を良好に保持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態に係る車載用カメラについて、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る車載用カメラがフロントバンパーのコーナー部に取り付けられた状態を示す概要図である。なお、本実施の形態で使用する方向は、上下方向とは図１における車載用カメラの上下方向をいうものとし、前側とは図１の左側をいい、後側とは図１の右側をいうものとして説明する。
【００１５】
車載用カメラ１は、図１に示すように、フロントバンパー２に形成された開口に取り付けられたカメラ筐体部（筐体）３と、このカメラ筐体部３に収容されるＣＣＤカメラ（カメラ本体）４と、このＣＣＤカメラ４の前側に配置され、フロントバンパー２の開口から車両外側に臨むレンズカバー５とを備える。
このレンズカバー５は、ホルダ６を介して、当該レンズカバー５を保持するカバー本体７の開口部に嵌め込まれている。このカバー本体７は、カメラ筐体部３の前端部に断熱パッキン８を介してねじ止めされている。
【００１６】
カメラ筐体部３は、内部が中空である略筒型に形成され、この内部を前後に仕切る仕切板９を備える。この仕切板９で区分けされたカメラ筐体部３の後方の空間１０Ａには、ＣＣＤカメラ４の制御等を実行するＣＣＤ基板１１が配置される。また、ＣＣＤ基板１１に接続されるＣＣＤカメラ４は、仕切板９を貫通し、この仕切板９、レンズカバー５及びカバー本体７で形成されたカメラ筐体部３の前方の空間１０Ｂに延在している。
ＣＣＤカメラ４は、カメラ筐体部３の略中央部に配置され、レンズカバー５の略中央部の位置に向けられている。また、このＣＣＤカメラ４のレンズカバー５側の先端には、レンズ４ａが設けられている。これにより、ＣＣＤカメラ４は、レンズ４ａ及びレンズカバー５を通して、車両外部の情報を撮像できるようになっている。
【００１７】
ところで、フロントバンパー２のコーナー部に取り付けられる車載用カメラ１は、カメラ筐体部３がエンジンルーム内に臨むように設置されることになり、車両のエンジンをかけた状態では、外気温とカメラ内部の上記空間１０Ｂの温度との温度差が大きくなる。すなわち、車載用カメラ１の設置場所や、エンジン始動後の経過時間にもよるが、概ね５０℃〜８０℃の温度差が生じる場合がある。また、車載用カメラ１には、上述した雰囲気温度に加え、車載用カメラ１自体の駆動電力による発熱も加味されることになり、更に空間１０Ｂの温度が上昇する。
ここで、車載用カメラ１の内部に微少な結露水や、吸湿性のある素材（例えば、基板、緩衝材、接着剤等）が存在すると、これらから空間１０Ｂに水蒸気が供給されることになる。そして、水蒸気は、その温度で飽和可能な状態まで蒸発し、空間１０Ｂを漂うことになる。
【００１８】
一方、外気と直接接するレンズカバー５は、光の透過性は高いが熱伝導率の低い物質で構成されている。外気は、レンズカバー５と接する全面に対して、レンズカバー５の厚み方向に一様に冷気を伝達する。しかし、カバー本体７を介して、車両（フロントバンパー）に接する（取り付けられる）レンズカバー５の外周縁部には、車両及びエンジンルーム内の熱が伝導されるので、この外周縁部は比較的高い温度に維持される。これに対し、レンズカバー５の中央部付近では、レンズカバー５の熱伝導率が低いことに起因して車両及びエンジンルーム内の熱が伝導され難く、外気の影響を受けて低い温度となる。そのため、レンズカバー５の内面、特にレンズカバー５の中央部付近では、空間１０Ｂを漂う水蒸気が結露水として付着する。
【００１９】
このため、本実施形態では、車載用カメラ１のレンズカバー５の内面に結露や曇りの発生を防止すべく様々な工夫がなされている。次に、結露及び曇りを防止するための構成について説明する。
上記したカメラ筐体部３の前方の空間１０Ｂには、図１に示すように、レンズカバー５の内側に、このレンズカバー５と同等の温度に維持される結露板２１（結露部）が配置されている。この結露板２１は、空間１０Ｂを漂う水蒸気を当該結露板２１にて積極的に結露させることにより、相対的にレンズカバー５での結露の発生を抑制するものである。
【００２０】
結露板２１は、レンズカバー５よりも熱伝導率の高い金属で構成されており、図２に示すように、結露板本体２１Ａと、この結露板本体２１Ａの下端に斜面部を介して設けられた水平部２１Ｂと、この水平部２１Ｂの先端に連結された放熱部（一部）２１Ｃとを備える。この放熱部２１Ｃは、図１に示すように、レンズカバー５とカバー本体７との間を通じて、レンズカバー５の外側に延在している。このため、放熱部２１Ｃは、常時、外気に晒されて冷却されることにより、結露板本体２１Ａをカメラ筐体部３よりも数段低い温度に維持することができる。
また、結露板本体２１Ａと仕切板９との間には遮熱板２２が介装されている。この遮熱板２２は、結露板本体２１Ａをカメラ筐体部３から熱的に遮断し、このカメラ筐体部３からの輻射熱により結露板本体２１Ａが温められるのを防止する。
【００２１】
また、結露板本体２１Ａには、この結露板本体２１Ａの上縁から略中央部まで延びる切り欠き２１部Ｄが形成され、この切り欠き部２１ＤにＣＣＤカメラ４が配置されている。このため、本構成では、ＣＣＤカメラ４の上方に位置する結露板本体２１Ａが切り欠かれているため、この結露板本体２１Ａで結露した水がＣＣＤカメラ４に付着することが防止される。
【００２２】
一般的に、結露は平坦面よりも、突起、傷、汚れなどの平坦ではない、言い換えれば不連続部分を基点として成長する傾向にある。本実施形態では、レンズカバー５に対向する結露板本体２１Ａの面の一部に、エッチング加工もしくは凹凸加工等の不連続部分を形成する加工（不図示）が施されている。これによれば、結露板本体２１Ａの特定場所、例えば、ＣＣＤカメラ４もしくはＣＣＤ基板１１から離れた場所に、結露を生じさせ易くすることができ、これらＣＣＤカメラ４、ＣＣＤ基板１１に対する結露の影響を極力低減することができる。
【００２３】
次に、図３を参照して結露板２１の作用について説明する。
上述したように、車載用カメラ１における主な熱源は、図３の右方向に位置するカメラ１の駆動電源と外部のエンジンルームからの輻射熱である。これらの熱源によって暖められた空間１０Ａ内の空気は、熱膨張するとともに、この空間１０Ａ内で対流し、例えば、ＣＣＤカメラ４と仕切板９の貫通孔との隙間を通じて空間１０Ｂに流入する。
この時、従来の構成であれば、レンズカバー５に接した段階で、空気中に含まれる水蒸気が冷却され、このレンズカバー５上に微小な水滴を生じる。しかしながら、本実施形態では、レンズカバー５と仕切板９との間に結露板２１を配置しているため、この結露板２１の結露板本体２１Ａで空気が露点以下に冷却される。これによれば、空気中に含まれる水蒸気２５は、結露板本体２１Ａの表面で結露して水滴２６を生じるため、空間１０Ｂ内の空気に含まれる水蒸気量は大幅に減少する事になる。
従って、この空気がレンズカバー５の内面に至ったとしても、この空気は結露板本体２１Ａ上で既に飽和水蒸気量に達しているため、レンズカバー５での結露はほとんど無く、結果として車載用カメラ１の視界を良好に保持することができる。なお、結露板本体２１Ａに生じた水滴２６は、この結露板本体２１Ａを流下して、水平部２１Ｂ（貯留部）に貯留される。このため、結露した水が空間１０Ａ内に流入することはなく、ＣＣＤ基板１１への悪影響を低減することができる。
【００２４】
結露板２１は、結露に対する即応性が高いため、結露対策として有効である一方、空間１０Ｂ内に含まれる水蒸気量を減少することはできない。このため、本実施形態では、結露板２１に加えて、空間１０Ｂ内の水蒸気を外部に発散させることにより、車載用カメラ１内の水蒸気の総量を調整可能な構成を備える。
具体的には、図１に示すように、カバー本体７の下部には、このカバー本体７とカメラ筐体部３の底面との間に、レンズカバー５の内側の空間１０Ｂと、このレンズカバー５の外側の空間３０（すなわち外気）とを連通する連通路３１が形成され、この連通路３１には、水分を遮断しつつ湿気のみを通す透湿性防水素材３２が配置されている。この透湿性防水素材３２は、孔径が０．３〜１０μｍ程度に形成された多孔質素材であり、１００μｍ程度の大きさを有する水滴の浸入を阻止するとともに、０．０００４μｍ程度の大きさを有する水蒸気を通すという特性を有する。
これによれば、水滴や塵埃の進入を阻止しつつも、透湿性防水素材３２を通じて水蒸気を外側の空間３０に排出することができ、空間１０Ｂ内の水蒸気の総量を低減することができる。
【００２５】
上述のように、連通路３１に透湿性防水素材３２を配置することにより、この透湿性防水素材３２が空間１０Ｂ内への水滴や塵埃の進入を防止している。しかし、カメラ内部は精密な電子機器（ＣＣＤカメラ４及びＣＣＤ基板１１）の集合体であるため、連通路３１を通じて空間１０Ｂ内の水蒸気を排出する時以外は、カメラ筐体部３の気密性を確保することが望ましい。
このため、本実施形態では、車載用カメラ１は、カメラ筐体部３の温度に応じて、上記連通路３１を開閉するシャッタ機構３３（開閉機構）を備える。このシャッタ機構３３は、図４に示すように、それぞれスリット状に形成された複数の開口３４Ａ、３５Ａを有する第１シャッタ部３４及び第２シャッタ部３５を備え、これら第１シャッタ部３４及び第２シャッタ部３５を重ね合わせて構成されている。
本実施形態では、第１シャッタ部３４はカメラ筐体部３の下面に一体に形成され、第２シャッタ部３５は、カバー本体７の下面に一体に形成されているが、それぞれカメラ筐体部３、カバー本体７と別部材で形成して連結する構成としても良い。
【００２６】
第１シャッタ部３４は、温度変化による熱膨張率が大きい素材で形成され、第２シャッタ部３５は、断熱性に優れ熱膨張率が比較的少ない素材で形成されている。シャッタ機構３３は、第１シャッタ部３４及び第２シャッタ部３５の熱膨張率の差を利用して開閉するものである。具体的には、カメラ筐体部３の温度が低温（例えば、３０℃程度）の場合には、第１シャッタ部３４及び第２シャッタ部３５は、それぞれの開口３４Ａ、３５Ａを閉じ、カメラ筐体部３の温度が高温（例えば、５０℃程度）の場合には、それぞれの開口３４Ａ、３５Ａを開いて空間１０Ｂ内の水蒸気を排出する。
【００２７】
また、本実施形態では、カメラ筐体部３の底面には、図４に示すように、透湿性防水素材３２に隣接して結露板２１で結露した結露水の一部を受ける受け部３６が形成されている。この受け部３６は、カメラ筐体部３の熱が伝えられ、この受け部３６で受けた水を再度蒸発させる蒸発皿として機能するものである。
【００２８】
次に、図４及び図５を参照して透湿性防水素材３２及びシャッタ機構３３の作用について説明する。
車両のエンジンが停止している場合など、カメラ筐体部３の温度が低温（例えば、３０℃程度）の場合には、図４に示すように、第１シャッタ部３４の開口３４Ａと第２シャッタ部３５の開口３５Ａとがずれて配置されることにより、カメラ筐体部３の気密性が確保される。この場合、空間１０Ｂ内の水蒸気は透湿性防水素材３２を通過しても、シャッタ機構３３が開放されていないため、外側の空間３０に排出されることはない。しかしながら、カメラ筐体部３の温度が低温のときには結露の問題自体が発生しないので、シャッタ機構３３を開放しなくても問題が生じるおそれは低い。
一方、エンジン始動時など、カメラ筐体部３の温度が高温（例えば、５０℃程度）の場合には、図５に示すように、第１シャッタ部３４が熱膨張して、前方（図中Ｘ方向）に延び、第１シャッタ部３４の開口３４Ａと第２シャッタ部３５の開口３５Ａとが重なる。これにより、空間１０Ｂ内の水蒸気２５は透湿性防水素材３２を通過するともに、上記開口３４Ａ、３５Ａを通過して、外側の空間３０に排出される。
また、上記結露板２１で結露した結露水の一部は、結露板２１の下方に位置する蒸発皿としての受け部３６上に貯留される。この受け部３６は、カメラ筐体部３上に形成されているため、このカメラ筐体部３の温度によって、当該受け部３６に溜まった水を再度蒸発することができる。そして、この再度蒸発した水蒸気も透湿性防水素材３２及び上記開口３４Ａ、３５Ａを通過して、外側の空間３０に排出される。
これによれば、空間１０Ｂ内の空気に含まれる水蒸気の総量を低減することができるため、レンズカバー５での結露の発生を抑制することができる。
【００２９】
レンズカバー５の内面に結露が生じた場合には、この結露水によって光が散乱することにより、カメラの視界が悪化する。上記した結露板２１や透湿性防水素材３２は、レンズカバー５の内面への結露を抑制するものであるが、このレンズカバー５に結露水が付着した場合には、カメラの良好な視界を確保することが困難となる。
このため、本実施形態では、結露板２１及び透湿性防水素材３２に加えて、レンズカバー５の内面に結露水が付着した場合であっても、この結露水による光の散乱を防止する構成を備えている。
【００３０】
具体的には、図１に示すように、レンズカバー５の内側には親水性膜４１が形成されている。親水性膜４１は、この親水性膜４１に付着した微小な水滴を球形から膜状に変化させることにより、光の散乱を防止するものである。
親水性膜４１は、例えば、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）や塩酸ポリアリルアミン酸等に代表される高分子系材料で形成されているため、レンズカバー５の内側に親水性膜４１を簡単に形成することができる。また、親水性膜４１は、無色透明であるため、この親水性膜４１を形成することによって、レンズカバー５の視界が悪化することはない。
【００３１】
次に、図６を参照して親水性膜４１の作用について説明する。
空間１０Ｂ内の空気に含まれる水蒸気２５は、レンズカバー５により冷却されて球状の水滴２６となる。この水滴２６は、当初はレンズカバー５の内面に形成された親水性膜４１の内部に取り込まれ親和状態となる。そして、結露が進行すると、水滴２６は親水性膜４１上に広がり、略一定の厚みを有する水膜２７が形成される。
このため、レンズカバー５の内面に結露水が付着した場合であっても、この結露水を親水性膜４１が水膜２７として保持するため、光学的な散乱現象が発生せず、結露で問題となるカメラ映像の視界悪化を防ぐことができる。
【００３２】
ところで、車載用カメラ１は、カメラ筐体部３内に外部から水分が浸入しない程度の気密性を備えて構成されている。しかし、どれほど高い気密性を備えようとも、経年変化により、カメラ筐体部３内に多少の水分が浸入することは否めない。この水分がカメラの電子機器（ＣＣＤ基板１１等）へ浸入すると故障の原因となるため、速やかな処置が必要となる。この場合、根本的な処置としては、車載用カメラ１を分解して内部に浸入した水分を取り除いて、再度、気密防水処理を行う事が望ましい。
しかし、レンズカバー５を通して目視できるほど多量の水分が存在しているならばともかく、本実施形態では、上述のように、結露を防止する様々な構成を有することにより、レンズカバー５に結露が生じにくくなっているため、ユーザが分解修理の必要性を認識できない。
そこで、本実施形態では、カメラ筐体部３内に水分が浸入した場合に、その旨をユーザに報知する構成を備えている。
【００３３】
上述のように、結露板２１の結露板本体２１Ａに生じた水滴２６は、この結露板本体２１Ａを流下して、貯留部として機能する結露板２１の水平部２１Ｂに貯留される。また、レンズカバー５の内側に形成された親水性膜４１に多量の結露水が生じると、この結露水は親水性膜４１上に水膜２７として広がるが、この水膜２７は重力の影響からレンズカバー５の下部に配置された結露板２１の水平部２１Ｂに貯留される。
水平部２１Ｂには、図１に示すように、この水平部２１Ｂに水が貯留されると、この水に濡れて発色する発色表示板（報知手段）４２が配置されている。
【００３４】
発色表示板４２は、不織布のような含水性を有する素材に水発色インキを含ませたものであり、水に濡れると例えば赤色に発色するようになっている。この発色表示板４２は、水平部２１Ｂ上、すなわち、レンズカバー５を通じて目視可能な位置に配置されているため、この発色表示板４２が水に濡れて発色した場合には、ユーザは車載用カメラ１内に水分が浸入していることを視覚を通じて認識することができる。これによれば、車載用カメラ１を分解して内部に浸入した水分を取り除くことができるため、この浸入した水分によって車載用カメラ１が故障することを防止することができる。
なお、発色表示板４２は、水平部２１Ｂに貯留された水量に応じて発色させる範囲を変化させても良い。具体的には、図７に示すように、発色表示板４２を、縁部Ｒ１と中央部Ｒ２とに区分けし、これら縁部Ｒ１及び中央部Ｒ２に異なる水発色インキを含ませる。これによれば、貯留された水が少なければ縁部Ｒ１のみが発色し、この貯留された水量が多くなれば中央部Ｒ２まで濡れて、この中央部Ｒ２が発色するため、ユーザは、車載用カメラ１内に浸入した水量についても視覚を通じて認識することが可能となる。
【００３５】
以上、説明したように、本実施形態によれば、ＣＣＤカメラ４を収容するカメラ筐体部３と、このＣＣＤカメラ４の前面側に配置されるレンズカバー５とを備え、このレンズカバー５の内側に、当該レンズカバー５よりも熱伝導性の高い材質で形成された結露板２１を配置するとともに、この結露板２１の一部である放熱部２１Ｃをレンズカバー５の外側に延在させたため、この放熱部２１Ｃは、常時、外気に晒されて冷却されることにより、結露板本体２１Ａをカメラ筐体部３よりも数段低い温度に維持することができる。このため、この結露板本体２１Ａで空気が露点以下に冷却されることにより、空気中に含まれる水蒸気２５は、結露板本体２１Ａの表面で結露して水滴２６を生じるため、空間１０Ｂ内の空気に含まれる水蒸気量は大幅に減少する事になる。従って、この空気がレンズカバー５の内面に至ったとしても、この空気は結露板本体２１Ａ上で既に飽和水蒸気量に達しているため、レンズカバー５での結露及び曇りはほとんど無く、結果として車載用カメラ１の視界を良好に保持することができる。
さらに、ヒータ、温度センサ及び送風機などを使用することなく、結露対策が可能となるため、車載用カメラ１の製造コストを低減させることができる。さらに、車載用カメラ１を強固な気密構造にする必要がなく、生活防水程度の防水構造で十分であるため、安価に車載用カメラ１を製作することができる。さらに、乾燥剤等を車載用カメラ１の内部に設ける必要がなく、製造コストを低減させることができる。
【００３６】
また、本実施形態によれば、結露板２１の結露板本体２１Ａとカメラ筐体部３の仕切板９との間に、このカメラ筐体部３から発せられる輻射熱を遮断する遮熱板２２を配置したため、この輻射熱によって結露板本体２１Ａが温められるのを防止されることにより、この結露板本体２１Ａでの結露を促進することができる。
【００３７】
また、本実施形態によれば、レンズカバー５に対向する結露板本体２１Ａの面の一部に、エッチング加工もしくは凹凸加工等の不連続部分を形成する加工が施されているため、結露板本体２１Ａの特定場所、例えば、ＣＣＤカメラ４もしくはＣＣＤ基板１１から離れた場所に、結露を生じさせ易くすることができ、これらＣＣＤカメラ４、ＣＣＤ基板１１に対する結露の影響を極力低減することができる。
【００３８】
また、本実施形態によれば、ＣＣＤカメラ４を収容するカメラ筐体部３と、このＣＣＤカメラ４の前面側に配置されるレンズカバー５とを備えるとともに、このレンズカバー５とＣＣＤカメラ４との空間１０Ｂと、当該レンズカバー５の外側の空間３０とを連通する連通路３１を備え、この連通路３１に外気の水分を遮断し且つ湿気のみを通す透湿性防水素材３２を配置したため、この透湿性防水素材３２を介して空間１０Ｂの水蒸気が外側の空間３０に排出されるため、上記空間１０Ｂ内の湿度が低下し、レンズカバー５での結露が防止される。このため、レンズカバー５の内側の結露及び曇りが防止されることにより、車載用カメラ１の視界を良好に保持できる。
さらに、ヒータ、温度センサ及び送風機などを使用することなく、結露対策が可能となるため、車載用カメラ１の製造コストを低減させることができる。さらに、車載用カメラ１を強固な気密構造にする必要がなく、生活防水程度の防水構造で十分であるため、安価に車載用カメラ１を製作することができる。さらに、乾燥剤等を車載用カメラ１の内部に設ける必要がなく、製造コストを低減させることができる。
【００３９】
また、本実施形態によれば、連通路３１には、この連通路３１を開閉するシャッタ機構３３を設けたため、この連通路３１を通じて空間１０Ｂ内の水蒸気を排出する時以外は、シャッタ機構３３を閉鎖することにより、カメラ筐体部３の気密性を確保することができる。
【００４０】
また、本実施形態によれば、シャッタ機構３３は、カメラ筐体部３に連結される第１シャッタ部３４と、この第１シャッタ部３４に重ねて配置される第２シャッタ部３５とを備え、これら第１シャッタ部３４及び第２シャッタ部３５の熱膨張率の差に基づいて当該シャッタ機構３３を開閉するため、このシャッタ機構３３を開閉するためのアクチュエータを設ける必要がなく、当該シャッタ機構３３の簡素化を図るとともに、車載用カメラ１の小型化を図ることができる。
【００４１】
また、本実施形態によれば、シャッタ機構３３は、車両のエンジンの輻射熱に応じて開閉するため、このシャッタ機構３３を開閉するために特別な熱源を使用することがない。すなわち、結露の原因となる温度差（廃熱）を利用して、シャッタ機構３３の開閉を行うため、熱源供給の心配がない。熱源が供給されない場合、つまり、エンジンが低温のときには結露水の問題自体が発生しないので、このシャッタ機構３３を開く必要がない。すなわち、シャッタ機構３３を自動的に、必要なときにだけ動作させることができる。
【００４２】
また、本実施形態によれば、ＣＣＤカメラ４を収容するカメラ筐体部３と、このＣＣＤカメラ４の前面側に配置されるレンズカバー５とを備え、このレンズカバー５の内側に親水性膜４１を形成したため、レンズカバー５の内側に結露した水滴が付着したとしても、この水滴は親水性膜４１に取り込まれる、もしくは、この親水性膜４１上に水膜２７として広げられるため、この水滴に起因する光の散乱が防止される、このため、レンズカバー５の内側の曇りが防止されることにより、車載用カメラ１の視界を良好に保持できる。
さらに、ヒータ、温度センサ及び送風機などを使用することなく、結露対策が可能となるため、車載用カメラ１の製造コストを低減させることができる。さらに、車載用カメラ１を強固な気密構造にする必要がなく、生活防水程度の防水構造で十分であるため、安価に車載用カメラ１を製作することができる。さらに、乾燥剤等を車載用カメラ１の内部に設ける必要がなく、製造コストを低減させることができる。
【００４３】
また、本実施形態によれば、親水性膜４１は、高分子系材料で形成されているため、レンズカバー５の内側に親水性膜４１を簡単に形成することができる。また、親水性膜４１は、無色透明であるため、この親水性膜４１を形成することによって、レンズカバー５の視界が悪化することはない。
【００４４】
また、本実施形態によれば、カメラ筐体部３の内部を前後に仕切る仕切板９を設け、この仕切板９とレンズカバー５との間に、当該レンズカバー５を流下した結露水を貯留可能な結露板２１の水平部２１Ｂを設けたため、この水がＣＣＤ基板１１等の電装部品を収容した空間１０Ａ内に流入することはなく、この水によって車載用カメラ１が故障することを防止できる。
【００４５】
また、本実施形態によれば、結露板２１の水平部２１Ｂに結露水が貯留されると、この水に濡れて発色する発色表示板４２を、レンズカバー５を通じて目視可能な水平部２１Ｂ上に配置したため、ユーザは車載用カメラ１内に水分が浸入していることを視覚を通じて認識することができる。これによれば、車載用カメラ１を分解して内部に浸入した水分を取り除くことができるため、この浸入した水分によって車載用カメラ１が故障することを防止できる。
【００４６】
以上、本発明を実施するための最良の形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。例えば、本実施形態では、結露板２１は、一枚の板部材を屈曲させて形成しているが、結露板本体２１Ａと放熱部２１Ｃとが熱的に連結されていれば、どのように構成しても構わない。
また、本実施形態では、シャッタ機構３３は、第１シャッタ部３４及び第２シャッタ部３５の熱膨張率の差を利用して開閉するものとしていたが、空間１０Ｂ内の温度を検知して、この結果に応じて例えばシリンダを用いて機械的に開閉する機構としても良い。
また、本実施形態では、報知手段として、結露板２１の水平部２１Ｂに結露水が貯留された場合に、この水に濡れて発色する発色表示板４２が配置されているものとしたが、結露水の有無をセンサによって検知し、この結果をランプやブザーで報知する構成としても良い。
【００４７】
また、本実施形態では、結露板２１の結露板本体２１Ａは、ＣＣＤカメラ４が配置される部分を切り欠いた１枚の金属プレートであるが、これに限るものではなく、図８に示すように、結露板１２１は、ＣＣＤカメラ４が貫通する貫通孔部１２２を備え、この貫通孔部１２２の縁部に返し部１２３を設けた構成としても良い。この構成によれば、結露板を流下した結露水は、貫通孔部１２２の縁部に形成された返し部１２３によって、この貫通孔部１２２内に浸入することが防止されるため、ＣＣＤカメラ４に結露水が付着することが防止される。
さらに、カメラは使用する場合の上下方向が決まっている事が多いため、結露板１２１に波型状の流路溝１２５形成し、この流路溝１２５に沿った流れに方向性を与え、結露した水滴の排水を促す構造としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態に係る車載用カメラがフロントバンパーに取り付けられた状態を示す概要図である。
【図２】結露板を示す斜視図である。
【図３】結露板の作用を説明するための図である。
【図４】シャッタ機構を示す断面図である。
【図５】透湿性防水素材及びシャッタ機構の作用を説明するための図である。
【図６】レンズカバーに形成した親水性膜の作用を説明するための図である。
【図７】発色表示板を示す斜視図である。
【図８】結露板の変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 車載用カメラ
２ フロントバンパー
３ カメラ筐体部（筐体）
４ ＣＣＤカメラ（カメラ本体）
５ レンズカバー
７ カバー体
１０Ｂ 空間
２１、１２１ 結露板（結露部）
２１Ａ 結露板本体
２１Ｂ 水平部（貯留部）
２１Ｃ 放熱部（一部）
２２ 遮熱板
３１ 連通路
３２ 透湿性防水素材
３３ シャッタ機構（開閉機構）
３４ 第１シャッタ部
３４Ａ、３５Ａ 開口
３５ 第２シャッタ部
４１ 親水性膜
４２ 発色表示板（報知手段）
１２２ 貫通孔部
１２３ 返し部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の周囲を撮像するための車載用カメラに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両の周囲を撮像する安全確認用の車載用カメラが知られている。この種の車載用カメラでは、車両に取り付けられた筐体内に収容されたカメラ本体と、このカメラ本体の前面側に配置されたレンズカバーとを備えるため、外気温とカメラ本体側の温度との温度差が大きい場合、このレンズカバーのガラス面が結露してしまい、カメラの視界が悪くなるという問題がある。この結露は、レンズカバーの外側に生じる場合と、レンズカバーの内側に生じる場合とがある。
【０００３】
レンズカバーの外側に結露が生じる場合とは、外気温がカメラ本体側の温度よりも高い場合である。この場合、カメラ本体の電源が入れられるとカメラ本体側の温度が高くなるので、時間の経過に従って結露の問題は自然に解消されることになる。また、レンズカバーの外側であれば、人為的に結露水を拭き取ることも可能である。
【０００４】
一方、レンズカバーの内側に結露が生じる場合とは、外気温が筐体内の温度よりも低い場合であり、この場合には、時間の経過を待っても問題が解消されることがなく、人為的に拭き取ることも困難である。特に温度差の激しい場所、例えば、エンジンルーム空間にさらされるバンパー設置型の車載用カメラでは、外気温との差が５０℃近くに達するため、この結露の問題がより生じやすい。
【０００５】
このようなレンズカバー内側の結露を防止する技術としては、筐体とレンズカバーとを気密構造にして水蒸気が多く含まれた空気の侵入を防止するものがある。しかし、この技術では、一旦生じた結露水を取り除くことはできない。また、エンジンルーム内等の過酷な条件下では、どのような優れた気密構造であろうとも、経年変化により何れは外気が進入することになり、レンズカバー内側に結露が生じてしまう。さらには、気密構造をできるだけ維持するために、レンズカバーを含めた筐体の構造部を強固に設計する必要があるため、大幅なコストアップを生じてしまう。
また、筐体内に乾燥剤を入れて乾燥状態を保つことにより、レンズカバー内側の結露を防止する技術も知られている。しかし、この技術でも、結露が一旦生じた場合には、この結露水を取り除くことはできない。
【０００６】
これに対し、レンズカバーの全面に半透明状のヒータを設け、このヒータでレンズカバーを加熱するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この技術では、ヒータによって加熱された結露水が蒸発することにより、レンズカバー内側の結露水を取り除くことができる。また、筐体内の空気を循環させるものが提案されている（特許文献２参照）。この技術では、空気を循環させることにより、筐体内の温度の一様化が図れるため、レンズカバー内側の結露水を蒸発・発散させて、このレンズカバー内側の結露水を取り除くことができる。
【特許文献１】特開平６−２５８７１３号公報
【特許文献２】特開２００５−３５４４７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したヒータを追加で設けることで結露を解消する場合には、常にヒータを加熱し続けなければならず、使用電力が多くなってしてしまう。また、ヒータを適宜ＯＮ／ＯＦＦさせて使用電力を少なくするために、内外の温度差を測定するための温度センサ等を装備させることも考えられるが、温度センサを装備することは車載用カメラのコストアップとなってしまう。
また、送風機等で筐体内の空気を循環させて結露を解消する場合には、筐体内に送風機及び空気の循環経路を設ける必要があり、装置の大型化及びコストアップの原因となる。さらに、長期的には送風に伴い筐体内に塵埃が進入することにより、カメラ本体のレンズ及び光学系への障害を生じる恐れがあった。
【０００８】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、ヒータ、温度センサ及び送風機等を設けることなく、簡単な構成で、レンズカバーの内側の結露及び曇りを防止して、カメラの視界を良好に保持できる車載用カメラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、車両の周囲を撮像する車載用カメラにおいて、カメラ本体を収容する筐体と、カメラ本体の前面側に配置されるレンズカバーとを備えるとともに、このレンズカバーと前記カメラ本体との間の空間と、当該レンズカバーの外側の空間とを連通する連通路を備え、この連通路に水分を遮断し且つ湿気のみを通す透湿性防水素材を配置したことを特徴とする。
本発明によれば、透湿性防水素材を介して、レンズカバーとカメラ本体との間の空間の水蒸気が、レンズカバーの外側の空間に排出されるため、上記レンズカバーとカメラ本体との間の空間内の湿度が低下し、レンズカバーでの結露及び曇りが防止される。このため、レンズカバーの内側の結露及び曇りが防止されることにより、車載用カメラの視界を良好に保持できる。
【００１０】
また、この構成において、連通路には、この連通路を開閉する開閉機構が設けられている構成としても良い。この構成によれば、連通路を通じてレンズカバーとカメラ本体との間の空間内の水蒸気を排出する時以外は、開閉機構を閉鎖することにより、筐体の気密性を確保することができる。
【００１１】
また、開閉機構は、筐体の温度に応じて開閉する構成としても良い。この構成によれば、筐体内の温度が上昇して、レンズカバーに結露が生じるおそれがある場合にのみ、開閉機構を開放することができる。
また、開閉機構は、筐体に連結される第１シャッタ部と、この第１シャッタ部に重ねて配置される第２シャッタ部とを備え、これら第１シャッタ部及び第２シャッタ部の熱膨張率の差に基づいて当該開閉機構を開閉する構成としても良い。この構成によれば、開閉タ機構を開閉するためのアクチュエータを設ける必要がなく、当該開閉機構の簡素化を図るとともに、車載用カメラの小型化を図ることができる。
【００１２】
また、開閉機構は、車両のエンジンの輻射熱に応じて開閉する構成としても良い。この構成によれば、開閉機構を開閉するために特別な熱源を使用することがないため、熱源供給の心配がない。また、熱源が供給されない場合、つまり、エンジンが低温のときには結露水の問題自体が発生しないので、この開閉機構を自動的に、必要なときにだけ動作させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、透湿性防水素材を介して、レンズカバーとカメラ本体との間の空間の水蒸気が、レンズカバーの外側の空間に排出されるため、上記レンズカバーとカメラ本体との間の空間内の湿度が低下し、レンズカバーでの結露及び曇りが防止される。このため、レンズカバーの内側の結露及び曇りが防止されることにより、車載用カメラの視界を良好に保持できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態に係る車載用カメラについて、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る車載用カメラがフロントバンパーのコーナー部に取り付けられた状態を示す概要図である。なお、本実施の形態で使用する方向は、上下方向とは図１における車載用カメラの上下方向をいうものとし、前側とは図１の左側をいい、後側とは図１の右側をいうものとして説明する。
【００１５】
車載用カメラ１は、図１に示すように、フロントバンパー２に形成された開口に取り付けられたカメラ筐体部（筐体）３と、このカメラ筐体部３に収容されるＣＣＤカメラ（カメラ本体）４と、このＣＣＤカメラ４の前側に配置され、フロントバンパー２の開口から車両外側に臨むレンズカバー５とを備える。
このレンズカバー５は、ホルダ６を介して、当該レンズカバー５を保持するカバー本体７の開口部に嵌め込まれている。このカバー本体７は、カメラ筐体部３の前端部に断熱パッキン８を介してねじ止めされている。
【００１６】
カメラ筐体部３は、内部が中空である略筒型に形成され、この内部を前後に仕切る仕切板９を備える。この仕切板９で区分けされたカメラ筐体部３の後方の空間１０Ａには、ＣＣＤカメラ４の制御等を実行するＣＣＤ基板１１が配置される。また、ＣＣＤ基板１１に接続されるＣＣＤカメラ４は、仕切板９を貫通し、この仕切板９、レンズカバー５及びカバー本体７で形成されたカメラ筐体部３の前方の空間１０Ｂに延在している。
ＣＣＤカメラ４は、カメラ筐体部３の略中央部に配置され、レンズカバー５の略中央部の位置に向けられている。また、このＣＣＤカメラ４のレンズカバー５側の先端には、レンズ４ａが設けられている。これにより、ＣＣＤカメラ４は、レンズ４ａ及びレンズカバー５を通して、車両外部の情報を撮像できるようになっている。
【００１７】
ところで、フロントバンパー２のコーナー部に取り付けられる車載用カメラ１は、カメラ筐体部３がエンジンルーム内に臨むように設置されることになり、車両のエンジンをかけた状態では、外気温とカメラ内部の上記空間１０Ｂの温度との温度差が大きくなる。すなわち、車載用カメラ１の設置場所や、エンジン始動後の経過時間にもよるが、概ね５０℃〜８０℃の温度差が生じる場合がある。また、車載用カメラ１には、上述した雰囲気温度に加え、車載用カメラ１自体の駆動電力による発熱も加味されることになり、更に空間１０Ｂの温度が上昇する。
ここで、車載用カメラ１の内部に微少な結露水や、吸湿性のある素材（例えば、基板、緩衝材、接着剤等）が存在すると、これらから空間１０Ｂに水蒸気が供給されることになる。そして、水蒸気は、その温度で飽和可能な状態まで蒸発し、空間１０Ｂを漂うことになる。
【００１８】
一方、外気と直接接するレンズカバー５は、光の透過性は高いが熱伝導率の低い物質で構成されている。外気は、レンズカバー５と接する全面に対して、レンズカバー５の厚み方向に一様に冷気を伝達する。しかし、カバー本体７を介して、車両（フロントバンパー）に接する（取り付けられる）レンズカバー５の外周縁部には、車両及びエンジンルーム内の熱が伝導されるので、この外周縁部は比較的高い温度に維持される。これに対し、レンズカバー５の中央部付近では、レンズカバー５の熱伝導率が低いことに起因して車両及びエンジンルーム内の熱が伝導され難く、外気の影響を受けて低い温度となる。そのため、レンズカバー５の内面、特にレンズカバー５の中央部付近では、空間１０Ｂを漂う水蒸気が結露水として付着する。
【００１９】
このため、本実施形態では、車載用カメラ１のレンズカバー５の内面に結露や曇りの発生を防止すべく様々な工夫がなされている。次に、結露及び曇りを防止するための構成について説明する。
上記したカメラ筐体部３の前方の空間１０Ｂには、図１に示すように、レンズカバー５の内側に、このレンズカバー５と同等の温度に維持される結露板２１（結露部）が配置されている。この結露板２１は、空間１０Ｂを漂う水蒸気を当該結露板２１にて積極的に結露させることにより、相対的にレンズカバー５での結露の発生を抑制するものである。
【００２０】
結露板２１は、レンズカバー５よりも熱伝導率の高い金属で構成されており、図２に示すように、結露板本体２１Ａと、この結露板本体２１Ａの下端に斜面部を介して設けられた水平部２１Ｂと、この水平部２１Ｂの先端に連結された放熱部（一部）２１Ｃとを備える。この放熱部２１Ｃは、図１に示すように、レンズカバー５とカバー本体７との間を通じて、レンズカバー５の外側に延在している。このため、放熱部２１Ｃは、常時、外気に晒されて冷却されることにより、結露板本体２１Ａをカメラ筐体部３よりも数段低い温度に維持することができる。
また、結露板本体２１Ａと仕切板９との間には遮熱板２２が介装されている。この遮熱板２２は、結露板本体２１Ａをカメラ筐体部３から熱的に遮断し、このカメラ筐体部３からの輻射熱により結露板本体２１Ａが温められるのを防止する。
【００２１】
また、結露板本体２１Ａには、この結露板本体２１Ａの上縁から略中央部まで延びる切り欠き２１部Ｄが形成され、この切り欠き部２１ＤにＣＣＤカメラ４が配置されている。このため、本構成では、ＣＣＤカメラ４の上方に位置する結露板本体２１Ａが切り欠かれているため、この結露板本体２１Ａで結露した水がＣＣＤカメラ４に付着することが防止される。
【００２２】
一般的に、結露は平坦面よりも、突起、傷、汚れなどの平坦ではない、言い換えれば不連続部分を基点として成長する傾向にある。本実施形態では、レンズカバー５に対向する結露板本体２１Ａの面の一部に、エッチング加工もしくは凹凸加工等の不連続部分を形成する加工（不図示）が施されている。これによれば、結露板本体２１Ａの特定場所、例えば、ＣＣＤカメラ４もしくはＣＣＤ基板１１から離れた場所に、結露を生じさせ易くすることができ、これらＣＣＤカメラ４、ＣＣＤ基板１１に対する結露の影響を極力低減することができる。
【００２３】
次に、図３を参照して結露板２１の作用について説明する。
上述したように、車載用カメラ１における主な熱源は、図３の右方向に位置するカメラ１の駆動電源と外部のエンジンルームからの輻射熱である。これらの熱源によって暖められた空間１０Ａ内の空気は、熱膨張するとともに、この空間１０Ａ内で対流し、例えば、ＣＣＤカメラ４と仕切板９の貫通孔との隙間を通じて空間１０Ｂに流入する。
この時、従来の構成であれば、レンズカバー５に接した段階で、空気中に含まれる水蒸気が冷却され、このレンズカバー５上に微小な水滴を生じる。しかしながら、本実施形態では、レンズカバー５と仕切板９との間に結露板２１を配置しているため、この結露板２１の結露板本体２１Ａで空気が露点以下に冷却される。これによれば、空気中に含まれる水蒸気２５は、結露板本体２１Ａの表面で結露して水滴２６を生じるため、空間１０Ｂ内の空気に含まれる水蒸気量は大幅に減少する事になる。
従って、この空気がレンズカバー５の内面に至ったとしても、この空気は結露板本体２１Ａ上で既に飽和水蒸気量に達しているため、レンズカバー５での結露はほとんど無く、結果として車載用カメラ１の視界を良好に保持することができる。なお、結露板本体２１Ａに生じた水滴２６は、この結露板本体２１Ａを流下して、水平部２１Ｂ（貯留部）に貯留される。このため、結露した水が空間１０Ａ内に流入することはなく、ＣＣＤ基板１１への悪影響を低減することができる。
【００２４】
結露板２１は、結露に対する即応性が高いため、結露対策として有効である一方、空間１０Ｂ内に含まれる水蒸気量を減少することはできない。このため、本実施形態では、結露板２１に加えて、空間１０Ｂ内の水蒸気を外部に発散させることにより、車載用カメラ１内の水蒸気の総量を調整可能な構成を備える。
具体的には、図１に示すように、カバー本体７の下部には、このカバー本体７とカメラ筐体部３の底面との間に、レンズカバー５の内側の空間１０Ｂと、このレンズカバー５の外側の空間３０（すなわち外気）とを連通する連通路３１が形成され、この連通路３１には、水分を遮断しつつ湿気のみを通す透湿性防水素材３２が配置されている。この透湿性防水素材３２は、孔径が０．３〜１０μｍ程度に形成された多孔質素材であり、１００μｍ程度の大きさを有する水滴の浸入を阻止するとともに、０．０００４μｍ程度の大きさを有する水蒸気を通すという特性を有する。
これによれば、水滴や塵埃の進入を阻止しつつも、透湿性防水素材３２を通じて水蒸気を外側の空間３０に排出することができ、空間１０Ｂ内の水蒸気の総量を低減することができる。
【００２５】
上述のように、連通路３１に透湿性防水素材３２を配置することにより、この透湿性防水素材３２が空間１０Ｂ内への水滴や塵埃の進入を防止している。しかし、カメラ内部は精密な電子機器（ＣＣＤカメラ４及びＣＣＤ基板１１）の集合体であるため、連通路３１を通じて空間１０Ｂ内の水蒸気を排出する時以外は、カメラ筐体部３の気密性を確保することが望ましい。
このため、本実施形態では、車載用カメラ１は、カメラ筐体部３の温度に応じて、上記連通路３１を開閉するシャッタ機構３３（開閉機構）を備える。このシャッタ機構３３は、図４に示すように、それぞれスリット状に形成された複数の開口３４Ａ、３５Ａを有する第１シャッタ部３４及び第２シャッタ部３５を備え、これら第１シャッタ部３４及び第２シャッタ部３５を重ね合わせて構成されている。
本実施形態では、第１シャッタ部３４はカメラ筐体部３の下面に一体に形成され、第２シャッタ部３５は、カバー本体７の下面に一体に形成されているが、それぞれカメラ筐体部３、カバー本体７と別部材で形成して連結する構成としても良い。
【００２６】
第１シャッタ部３４は、温度変化による熱膨張率が大きい素材で形成され、第２シャッタ部３５は、断熱性に優れ熱膨張率が比較的少ない素材で形成されている。シャッタ機構３３は、第１シャッタ部３４及び第２シャッタ部３５の熱膨張率の差を利用して開閉するものである。具体的には、カメラ筐体部３の温度が低温（例えば、３０℃程度）の場合には、第１シャッタ部３４及び第２シャッタ部３５は、それぞれの開口３４Ａ、３５Ａを閉じ、カメラ筐体部３の温度が高温（例えば、５０℃程度）の場合には、それぞれの開口３４Ａ、３５Ａを開いて空間１０Ｂ内の水蒸気を排出する。
【００２７】
また、本実施形態では、カメラ筐体部３の底面には、図４に示すように、透湿性防水素材３２に隣接して結露板２１で結露した結露水の一部を受ける受け部３６が形成されている。この受け部３６は、カメラ筐体部３の熱が伝えられ、この受け部３６で受けた水を再度蒸発させる蒸発皿として機能するものである。
【００２８】
次に、図４及び図５を参照して透湿性防水素材３２及びシャッタ機構３３の作用について説明する。
車両のエンジンが停止している場合など、カメラ筐体部３の温度が低温（例えば、３０℃程度）の場合には、図４に示すように、第１シャッタ部３４の開口３４Ａと第２シャッタ部３５の開口３５Ａとがずれて配置されることにより、カメラ筐体部３の気密性が確保される。この場合、空間１０Ｂ内の水蒸気は透湿性防水素材３２を通過しても、シャッタ機構３３が開放されていないため、外側の空間３０に排出されることはない。しかしながら、カメラ筐体部３の温度が低温のときには結露の問題自体が発生しないので、シャッタ機構３３を開放しなくても問題が生じるおそれは低い。
一方、エンジン始動時など、カメラ筐体部３の温度が高温（例えば、５０℃程度）の場合には、図５に示すように、第１シャッタ部３４が熱膨張して、前方（図中Ｘ方向）に延び、第１シャッタ部３４の開口３４Ａと第２シャッタ部３５の開口３５Ａとが重なる。これにより、空間１０Ｂ内の水蒸気２５は透湿性防水素材３２を通過するともに、上記開口３４Ａ、３５Ａを通過して、外側の空間３０に排出される。
また、上記結露板２１で結露した結露水の一部は、結露板２１の下方に位置する蒸発皿としての受け部３６上に貯留される。この受け部３６は、カメラ筐体部３上に形成されているため、このカメラ筐体部３の温度によって、当該受け部３６に溜まった水を再度蒸発することができる。そして、この再度蒸発した水蒸気も透湿性防水素材３２及び上記開口３４Ａ、３５Ａを通過して、外側の空間３０に排出される。
これによれば、空間１０Ｂ内の空気に含まれる水蒸気の総量を低減することができるため、レンズカバー５での結露の発生を抑制することができる。
【００２９】
レンズカバー５の内面に結露が生じた場合には、この結露水によって光が散乱することにより、カメラの視界が悪化する。上記した結露板２１や透湿性防水素材３２は、レンズカバー５の内面への結露を抑制するものであるが、このレンズカバー５に結露水が付着した場合には、カメラの良好な視界を確保することが困難となる。
このため、本実施形態では、結露板２１及び透湿性防水素材３２に加えて、レンズカバー５の内面に結露水が付着した場合であっても、この結露水による光の散乱を防止する構成を備えている。
【００３０】
具体的には、図１に示すように、レンズカバー５の内側には親水性膜４１が形成されている。親水性膜４１は、この親水性膜４１に付着した微小な水滴を球形から膜状に変化させることにより、光の散乱を防止するものである。
親水性膜４１は、例えば、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）や塩酸ポリアリルアミン酸等に代表される高分子系材料で形成されているため、レンズカバー５の内側に親水性膜４１を簡単に形成することができる。また、親水性膜４１は、無色透明であるため、この親水性膜４１を形成することによって、レンズカバー５の視界が悪化することはない。
【００３１】
次に、図６を参照して親水性膜４１の作用について説明する。
空間１０Ｂ内の空気に含まれる水蒸気２５は、レンズカバー５により冷却されて球状の水滴２６となる。この水滴２６は、当初はレンズカバー５の内面に形成された親水性膜４１の内部に取り込まれ親和状態となる。そして、結露が進行すると、水滴２６は親水性膜４１上に広がり、略一定の厚みを有する水膜２７が形成される。
このため、レンズカバー５の内面に結露水が付着した場合であっても、この結露水を親水性膜４１が水膜２７として保持するため、光学的な散乱現象が発生せず、結露で問題となるカメラ映像の視界悪化を防ぐことができる。
【００３２】
ところで、車載用カメラ１は、カメラ筐体部３内に外部から水分が浸入しない程度の気密性を備えて構成されている。しかし、どれほど高い気密性を備えようとも、経年変化により、カメラ筐体部３内に多少の水分が浸入することは否めない。この水分がカメラの電子機器（ＣＣＤ基板１１等）へ浸入すると故障の原因となるため、速やかな処置が必要となる。この場合、根本的な処置としては、車載用カメラ１を分解して内部に浸入した水分を取り除いて、再度、気密防水処理を行う事が望ましい。
しかし、レンズカバー５を通して目視できるほど多量の水分が存在しているならばともかく、本実施形態では、上述のように、結露を防止する様々な構成を有することにより、レンズカバー５に結露が生じにくくなっているため、ユーザが分解修理の必要性を認識できない。
そこで、本実施形態では、カメラ筐体部３内に水分が浸入した場合に、その旨をユーザに報知する構成を備えている。
【００３３】
上述のように、結露板２１の結露板本体２１Ａに生じた水滴２６は、この結露板本体２１Ａを流下して、貯留部として機能する結露板２１の水平部２１Ｂに貯留される。また、レンズカバー５の内側に形成された親水性膜４１に多量の結露水が生じると、この結露水は親水性膜４１上に水膜２７として広がるが、この水膜２７は重力の影響からレンズカバー５の下部に配置された結露板２１の水平部２１Ｂに貯留される。
水平部２１Ｂには、図１に示すように、この水平部２１Ｂに水が貯留されると、この水に濡れて発色する発色表示板（報知手段）４２が配置されている。
【００３４】
発色表示板４２は、不織布のような含水性を有する素材に水発色インキを含ませたものであり、水に濡れると例えば赤色に発色するようになっている。この発色表示板４２は、水平部２１Ｂ上、すなわち、レンズカバー５を通じて目視可能な位置に配置されているため、この発色表示板４２が水に濡れて発色した場合には、ユーザは車載用カメラ１内に水分が浸入していることを視覚を通じて認識することができる。これによれば、車載用カメラ１を分解して内部に浸入した水分を取り除くことができるため、この浸入した水分によって車載用カメラ１が故障することを防止することができる。
なお、発色表示板４２は、水平部２１Ｂに貯留された水量に応じて発色させる範囲を変化させても良い。具体的には、図７に示すように、発色表示板４２を、縁部Ｒ１と中央部Ｒ２とに区分けし、これら縁部Ｒ１及び中央部Ｒ２に異なる水発色インキを含ませる。これによれば、貯留された水が少なければ縁部Ｒ１のみが発色し、この貯留された水量が多くなれば中央部Ｒ２まで濡れて、この中央部Ｒ２が発色するため、ユーザは、車載用カメラ１内に浸入した水量についても視覚を通じて認識することが可能となる。
【００３５】
以上、説明したように、本実施形態によれば、ＣＣＤカメラ４を収容するカメラ筐体部３と、このＣＣＤカメラ４の前面側に配置されるレンズカバー５とを備え、このレンズカバー５の内側に、当該レンズカバー５よりも熱伝導性の高い材質で形成された結露板２１を配置するとともに、この結露板２１の一部である放熱部２１Ｃをレンズカバー５の外側に延在させたため、この放熱部２１Ｃは、常時、外気に晒されて冷却されることにより、結露板本体２１Ａをカメラ筐体部３よりも数段低い温度に維持することができる。このため、この結露板本体２１Ａで空気が露点以下に冷却されることにより、空気中に含まれる水蒸気２５は、結露板本体２１Ａの表面で結露して水滴２６を生じるため、空間１０Ｂ内の空気に含まれる水蒸気量は大幅に減少する事になる。従って、この空気がレンズカバー５の内面に至ったとしても、この空気は結露板本体２１Ａ上で既に飽和水蒸気量に達しているため、レンズカバー５での結露及び曇りはほとんど無く、結果として車載用カメラ１の視界を良好に保持することができる。
さらに、ヒータ、温度センサ及び送風機などを使用することなく、結露対策が可能となるため、車載用カメラ１の製造コストを低減させることができる。さらに、車載用カメラ１を強固な気密構造にする必要がなく、生活防水程度の防水構造で十分であるため、安価に車載用カメラ１を製作することができる。さらに、乾燥剤等を車載用カメラ１の内部に設ける必要がなく、製造コストを低減させることができる。
【００３６】
また、本実施形態によれば、結露板２１の結露板本体２１Ａとカメラ筐体部３の仕切板９との間に、このカメラ筐体部３から発せられる輻射熱を遮断する遮熱板２２を配置したため、この輻射熱によって結露板本体２１Ａが温められるのを防止されることにより、この結露板本体２１Ａでの結露を促進することができる。
【００３７】
また、本実施形態によれば、レンズカバー５に対向する結露板本体２１Ａの面の一部に、エッチング加工もしくは凹凸加工等の不連続部分を形成する加工が施されているため、結露板本体２１Ａの特定場所、例えば、ＣＣＤカメラ４もしくはＣＣＤ基板１１から離れた場所に、結露を生じさせ易くすることができ、これらＣＣＤカメラ４、ＣＣＤ基板１１に対する結露の影響を極力低減することができる。
【００３８】
また、本実施形態によれば、ＣＣＤカメラ４を収容するカメラ筐体部３と、このＣＣＤカメラ４の前面側に配置されるレンズカバー５とを備えるとともに、このレンズカバー５とＣＣＤカメラ４との空間１０Ｂと、当該レンズカバー５の外側の空間３０とを連通する連通路３１を備え、この連通路３１に外気の水分を遮断し且つ湿気のみを通す透湿性防水素材３２を配置したため、この透湿性防水素材３２を介して空間１０Ｂの水蒸気が外側の空間３０に排出されるため、上記空間１０Ｂ内の湿度が低下し、レンズカバー５での結露が防止される。このため、レンズカバー５の内側の結露及び曇りが防止されることにより、車載用カメラ１の視界を良好に保持できる。
さらに、ヒータ、温度センサ及び送風機などを使用することなく、結露対策が可能となるため、車載用カメラ１の製造コストを低減させることができる。さらに、車載用カメラ１を強固な気密構造にする必要がなく、生活防水程度の防水構造で十分であるため、安価に車載用カメラ１を製作することができる。さらに、乾燥剤等を車載用カメラ１の内部に設ける必要がなく、製造コストを低減させることができる。
【００３９】
また、本実施形態によれば、連通路３１には、この連通路３１を開閉するシャッタ機構３３を設けたため、この連通路３１を通じて空間１０Ｂ内の水蒸気を排出する時以外は、シャッタ機構３３を閉鎖することにより、カメラ筐体部３の気密性を確保することができる。
【００４０】
また、本実施形態によれば、シャッタ機構３３は、カメラ筐体部３に連結される第１シャッタ部３４と、この第１シャッタ部３４に重ねて配置される第２シャッタ部３５とを備え、これら第１シャッタ部３４及び第２シャッタ部３５の熱膨張率の差に基づいて当該シャッタ機構３３を開閉するため、このシャッタ機構３３を開閉するためのアクチュエータを設ける必要がなく、当該シャッタ機構３３の簡素化を図るとともに、車載用カメラ１の小型化を図ることができる。
【００４１】
また、本実施形態によれば、シャッタ機構３３は、車両のエンジンの輻射熱に応じて開閉するため、このシャッタ機構３３を開閉するために特別な熱源を使用することがない。すなわち、結露の原因となる温度差（廃熱）を利用して、シャッタ機構３３の開閉を行うため、熱源供給の心配がない。熱源が供給されない場合、つまり、エンジンが低温のときには結露水の問題自体が発生しないので、このシャッタ機構３３を開く必要がない。すなわち、シャッタ機構３３を自動的に、必要なときにだけ動作させることができる。
【００４２】
また、本実施形態によれば、ＣＣＤカメラ４を収容するカメラ筐体部３と、このＣＣＤカメラ４の前面側に配置されるレンズカバー５とを備え、このレンズカバー５の内側に親水性膜４１を形成したため、レンズカバー５の内側に結露した水滴が付着したとしても、この水滴は親水性膜４１に取り込まれる、もしくは、この親水性膜４１上に水膜２７として広げられるため、この水滴に起因する光の散乱が防止される、このため、レンズカバー５の内側の曇りが防止されることにより、車載用カメラ１の視界を良好に保持できる。
さらに、ヒータ、温度センサ及び送風機などを使用することなく、結露対策が可能となるため、車載用カメラ１の製造コストを低減させることができる。さらに、車載用カメラ１を強固な気密構造にする必要がなく、生活防水程度の防水構造で十分であるため、安価に車載用カメラ１を製作することができる。さらに、乾燥剤等を車載用カメラ１の内部に設ける必要がなく、製造コストを低減させることができる。
【００４３】
また、本実施形態によれば、親水性膜４１は、高分子系材料で形成されているため、レンズカバー５の内側に親水性膜４１を簡単に形成することができる。また、親水性膜４１は、無色透明であるため、この親水性膜４１を形成することによって、レンズカバー５の視界が悪化することはない。
【００４４】
また、本実施形態によれば、カメラ筐体部３の内部を前後に仕切る仕切板９を設け、この仕切板９とレンズカバー５との間に、当該レンズカバー５を流下した結露水を貯留可能な結露板２１の水平部２１Ｂを設けたため、この水がＣＣＤ基板１１等の電装部品を収容した空間１０Ａ内に流入することはなく、この水によって車載用カメラ１が故障することを防止できる。
【００４５】
また、本実施形態によれば、結露板２１の水平部２１Ｂに結露水が貯留されると、この水に濡れて発色する発色表示板４２を、レンズカバー５を通じて目視可能な水平部２１Ｂ上に配置したため、ユーザは車載用カメラ１内に水分が浸入していることを視覚を通じて認識することができる。これによれば、車載用カメラ１を分解して内部に浸入した水分を取り除くことができるため、この浸入した水分によって車載用カメラ１が故障することを防止できる。
【００４６】
以上、本発明を実施するための最良の形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術思想に基づいて各種の変形および変更が可能である。例えば、本実施形態では、結露板２１は、一枚の板部材を屈曲させて形成しているが、結露板本体２１Ａと放熱部２１Ｃとが熱的に連結されていれば、どのように構成しても構わない。
また、本実施形態では、シャッタ機構３３は、第１シャッタ部３４及び第２シャッタ部３５の熱膨張率の差を利用して開閉するものとしていたが、空間１０Ｂ内の温度を検知して、この結果に応じて例えばシリンダを用いて機械的に開閉する機構としても良い。
また、本実施形態では、報知手段として、結露板２１の水平部２１Ｂに結露水が貯留された場合に、この水に濡れて発色する発色表示板４２が配置されているものとしたが、結露水の有無をセンサによって検知し、この結果をランプやブザーで報知する構成としても良い。
【００４７】
また、本実施形態では、結露板２１の結露板本体２１Ａは、ＣＣＤカメラ４が配置される部分を切り欠いた１枚の金属プレートであるが、これに限るものではなく、図８に示すように、結露板１２１は、ＣＣＤカメラ４が貫通する貫通孔部１２２を備え、この貫通孔部１２２の縁部に返し部１２３を設けた構成としても良い。この構成によれば、結露板を流下した結露水は、貫通孔部１２２の縁部に形成された返し部１２３によって、この貫通孔部１２２内に浸入することが防止されるため、ＣＣＤカメラ４に結露水が付着することが防止される。
さらに、カメラは使用する場合の上下方向が決まっている事が多いため、結露板１２１に波型状の流路溝１２５形成し、この流路溝１２５に沿った流れに方向性を与え、結露した水滴の排水を促す構造としても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態に係る車載用カメラがフロントバンパーに取り付けられた状態を示す概要図である。
【図２】結露板を示す斜視図である。
【図３】結露板の作用を説明するための図である。
【図４】シャッタ機構を示す断面図である。
【図５】透湿性防水素材及びシャッタ機構の作用を説明するための図である。
【図６】レンズカバーに形成した親水性膜の作用を説明するための図である。
【図７】発色表示板を示す斜視図である。
【図８】結露板の変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００４９】
１ 車載用カメラ
２ フロントバンパー
３ カメラ筐体部（筐体）
４ ＣＣＤカメラ（カメラ本体）
５ レンズカバー
７ カバー体
１０Ｂ 空間
２１、１２１ 結露板（結露部）
２１Ａ 結露板本体
２１Ｂ 水平部（貯留部）
２１Ｃ 放熱部（一部）
２２ 遮熱板
３１ 連通路
３２ 透湿性防水素材
３３ シャッタ機構（開閉機構）
３４ 第１シャッタ部
３４Ａ、３５Ａ 開口
３５ 第２シャッタ部
４１ 親水性膜
４２ 発色表示板（報知手段）
１２２ 貫通孔部
１２３ 返し部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の周囲を撮像する車載用カメラにおいて、
カメラ本体を収容する筐体と、カメラ本体の前面側に配置されるレンズカバーとを備えるとともに、このレンズカバーと前記カメラ本体との間の空間と、当該レンズカバーの外側の空間とを連通する連通路を備え、この連通路に水分を遮断し且つ湿気のみを通す透湿性防水素材を配置したことを特徴とする車載用カメラ。
【請求項２】
前記連通路には、この連通路を開閉する開閉機構が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車載用カメラ。
【請求項３】
前記開閉機構は、前記筐体の温度に応じて開閉することを特徴とする請求項２に記載の車載用カメラ。
【請求項４】
前記開閉機構は、前記筐体に連結される第１シャッタ部と、この第１シャッタ部に重ねて配置される第２シャッタ部とを備え、これら第１シャッタ部及び第２シャッタ部の熱膨張率の差に基づいて当該開閉機構を開閉することを特徴とする請求項２または３に記載の車載用カメラ。
【請求項５】
前記開閉機構は、車両のエンジンの輻射熱に応じて開閉することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の車載用カメラ。
【請求項１】
車両の周囲を撮像する車載用カメラにおいて、
カメラ本体を収容する筐体と、カメラ本体の前面側に配置されるレンズカバーとを備えるとともに、このレンズカバーと前記カメラ本体との間の空間と、当該レンズカバーの外側の空間とを連通する連通路を備え、この連通路に水分を遮断し且つ湿気のみを通す透湿性防水素材を配置したことを特徴とする車載用カメラ。
【請求項２】
前記連通路には、この連通路を開閉する開閉機構が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車載用カメラ。
【請求項３】
前記開閉機構は、前記筐体の温度に応じて開閉することを特徴とする請求項２に記載の車載用カメラ。
【請求項４】
前記開閉機構は、前記筐体に連結される第１シャッタ部と、この第１シャッタ部に重ねて配置される第２シャッタ部とを備え、これら第１シャッタ部及び第２シャッタ部の熱膨張率の差に基づいて当該開閉機構を開閉することを特徴とする請求項２または３に記載の車載用カメラ。
【請求項５】
前記開閉機構は、車両のエンジンの輻射熱に応じて開閉することを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載の車載用カメラ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００８−２３９０１７（Ｐ２００８−２３９０１７Ａ）
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−８４１０１（Ｐ２００７−８４１０１）
【出願日】平成１９年３月２８日（２００７．３．２８）
【出願人】（０００００１４８７）クラリオン株式会社 (1,722)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年１０月９日（２００８．１０．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年３月２８日（２００７．３．２８）
【出願人】（０００００１４８７）クラリオン株式会社 (1,722)
【Ｆターム（参考）】
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