JP7515980B2

JP7515980B2 - 車載カメラ

Info

Publication number: JP7515980B2
Application number: JP2020189993A
Authority: JP
Inventors: 成貴森岡; 勇介佐々木; 賢志郎薬師寺
Original assignee: Mitsubishi Mahindra Agricultural Machinery Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Mahindra Agricultural Machinery Co Ltd
Priority date: 2020-11-16
Filing date: 2020-11-16
Publication date: 2024-07-16
Anticipated expiration: 2040-11-16
Also published as: JP2022079048A

Description

本発明は、走行機体の前方を撮影する車載カメラに関する。

走行機体の前方を撮影するカメラと、前記カメラが収容支持されるケース体と、前記ケース体を前記走行機体側に支持する支持機構とを備え、前記支持機構が前記カメラの撮像角度を調整可能に構成されたことにより、前記走行機体に進行方向を撮影するカメラを後付けで設置できる特許文献１に記載の車載カメラが従来公知である。

また、特許文献２には、前記カメラの前方をカバーするレンズ体と、該レンズ体を露出させつつ前記カメラの前方を収容するフロントカバーとを有し、前記レンズ体と前記フロントカバーとの間に水が浸入することを防止するＯリングを設けたことにより、防水性能を高めた車載カメラが開示されている。

該構成の車載カメラによれば、防水性を有するため車載カメラをキャビンのない作業車両等にも設置することができるものであるが、前記カメラの収容・設置作業に手間とコストが掛かるとともに、前記レンズ体が汚れやすくなる他、作業環境によっては太陽光等が前記カメラに差込むことで撮影される画像が鮮明でなくなる場合があるという課題があった。

特開２０１６－２０３７８８号公報特開２０２０－１５８６号公報

本発明は、よりシンプル且つ安価な構成で前記カメラを防水した状態で前記走行機体側に支持するとともに、逆光であっても前記走行機体の前方をより鮮明に撮影することができる車載カメラを提供することを課題とする。

上記課題を解決するため、第１に、走行機体の前方を撮影するカメラと、前記カメラが収容支持されるケース体と、前記ケース体を前記走行機体側に支持する支持機構とを備え、前記ケース体は、支持パッキンを介して前記カメラの前方に配置される板状のガラス体と、前記ガラス体の前方に配置される筒状の前カバー部とを有し、前記ガラス体は、前記カメラに対して傾斜した状態で取付けられたことを特徴としている。

第２に、前記支持パッキンを傾斜させることにより、前記カメラと前記ガラス体との前後方向の間は、上部側よりも下部側が狭くなるよう構成されたことを特徴としている。

第３に、前記支持パッキンは、前記ガラス体の前後を挟持するように前後に設けられ、前記ガラス体の後側の支持パッキンの前後幅を、前記ガラス体の前側の支持パッキンの前後幅に比べて幅広に形成したことを特徴としている。

前記ガラス体の前方に庇となる前カバー部を設けたことにより、前記ガラス体を介して前記カメラに光が入ってくることを防止することができるため、前記カメラによる撮影画像を鮮明に保つことができる。また、前記ガラス体を前記カメラに対して傾斜して取付けたことにより、前記ガラス体と前記カメラとの間で乱反射することを抑制するとともに、前記ガラス体に付着した水滴が前記カメラの撮影範囲外に流れ易くなるため、作業環境が悪い場合でも鮮明な画像を撮影し易くなる。

また、前記支持パッキンを傾斜させることにより、前記カメラと前記ガラス体との前後方向の間は、上部側よりも下部側が狭くなるよう構成されたものによれば、前記ガラス体が後方下側に向けて傾斜した状態で取付けられるため、水滴が溜まり難くなって防水性が向上するとともに、前記カメラと前記ガラス体との間をより接近することで前記カメラの視野角も大きくなる。

なお、前記支持パッキンは、前記ガラス体の前後を挟持するように前後に設けられ、前記ガラス体の後側の支持パッキンの前後幅を、前記ガラス体の前側の支持パッキンの前後幅に比べて幅広に形成したものによれば、幅広に形成された前記ガラス体の後側の支持パッキンにより、前記ガラス体を後方から押えるようにして取付ける組付作業をよりスムーズ且つ容易に行うことができるようになる。

本発明の車載カメラが搭載されたトラクタの全体側面図である。車載カメラを示したトラクタの要部斜視図である。カメラユニットの側断面図である。（Ａ）及び（Ｂ）は、カメラユニットの前方分解斜視図及び後方分解斜視図である。取付ブラケットを示した要部斜視図である。カメラユニット内の撮像制御部を示した図である。（Ａ）及び（Ｂ）は、取付ブラケットへのカメラと撮像制御部との取付態様を示した前方分解斜視図と、後方分解斜視図である。

図１は、本発明の車載カメラが搭載されたトラクタの全体側面図であり、図２は、車載カメラを示したトラクタの要部斜視図である。本トラクタは、左右一対の前輪１，１及び後輪２，２によって支持される機体フレーム３と、該機体フレーム３の前側に設置された操縦部４とを備えることにより走行機体６が構成されている。該走行機体６の後方には、昇降リンク７を介してロータリ耕耘装置等の作業機（図示しない）を昇降可能に連結することができる。

前記操縦部４は、オペレータが着座する座席９と、該座席９の前方側に配置されたステアリングハンドル１１と、該ステアリングハンドル１１の左右一方（図示する例では左）側に配置された前後進切換レバー１２と、床面となるフロアステップ１３とが設けられており、上記座席９の後部側には、前記座席９の上方を左右方向に跨ぐように逆Ｕ字状に成形された安全フレーム１６が設けられている。

上記ステアリングハンドル１１に連結されたステアリング軸の上端側には、該ステアリング軸の軸回転を制御することにより前記ステアリングハンドル１１の操向操作を制御するように構成された操舵ユニット１７が着脱可能に設けられている。

上記ステアリグハンドル１１の前方には、前記走行機体６の前方を撮影するカメラユニット（車載カメラ）１８と、前記機体フレーム３の左右外側に取付固定されて前記カメラユニット１８を前記操縦部４前側（ボンネット後端）の上方に支持する支持機構１９とが設けられている（図１及び図２参照）。

前記支持機構１９は、前記フロアステップ１３の前方側で且つ前記機体フレーム３の左右外側に取付固定された上下方向の基端フレーム２１，２１と、左右一対の前記基端フレーム２１の上端側にそれぞれ挿通されるＬ字状の支持フレーム２２，２２と、一対の支持フレーム２２、２２の上端側同士を連結する連結フレーム２３とを有し、全体が前記操縦部４前側を跨ぐ逆Ｕ字状に構成されている（図１及び図２参照）。

上記基端フレーム２１は、上部側に挿通される支持フレーム２２の固定位置を調整する固定ノブ２４，２４が上下一対設けられ、上記支持フレーム２２の下部側には、前記固定ノブ２４が挿通される固定孔（図示しない）が上下方向に複数穿設されている。該構成によれば、オペレータの座高等に応じて、前記支持フレーム２２（連結フレーム２３、カメラユニット１８）の高さ位置を多段階でスムーズ且つ容易に調整することができる。

上記支持フレーム２２は、その上端側にアングル状の板状部材である固定部材２６が溶着等によって取付固定されており、該固定部材２６を介して、前記連結フレーム２３の左右端側がボルト固定等によって取付固定されるように構成されている。

上記連結フレーム２３は、左右方向に延設された板状部材であって、その左右端側は前記固定部材２６を介して前記支持フレーム２２側に取付固定されており、該連結フレーム２３の左右中央側には、下方に向けて延設される左右一対の板状部材であるユニット支持部２７，２７が設けられている（図２参照）。

該ユニット支持部２７は、前記カメラユニット１８の左右外側を挟持するように一対配置されており、各ユニット支持部２７には、前記カメラユニット１８側に設けられる後述する取付ブラケット側に回動可能に取付固定される取付孔２７ａと、該取付孔２７ａの上方に形成される円弧状の揺動規制孔２７ｂとが穿設されている（図２等参照）。

該構成によれば、前記連結フレーム２３（ユニット支持部２７）側に取付けられた前記カメラユニット１８は、所定範囲内で上下揺動させることで取付姿勢を調整することができる。このため、前記カメラユニット１８の取付けられた高さ位置や用途に応じて、前記カメラユニット１８により撮影する位置（角度）を任意に調整することができる。

上述の前記支持機構１９によれば、キャビンのない作業車両に対してもカメラユニット（車載カメラ）１８を後付けで取付けることができる。カメラユニットの具体的な構成について、以下説明する。

次に、図３乃至７に基づいて、前記カメラユニットの構成について具体的に説明する。図３は、カメラユニットの側断面図であり、図４（Ａ）及び（Ｂ）は、カメラユニットの前方分解斜視図及び後方分解斜視図であり、図５は、取付ブラケットを示した要部斜視図であり、図６は、カメラユニット内の撮像制御部を示した図であり、図７（Ａ）及び（Ｂ）は、取付ブラケットへのカメラと撮像制御部との取付態様を示した前方分解斜視図と、後方分解斜視図である。

前記カメラユニット１８は、前記支持機構１９（連結フレーム２３）側に取付けられる板状に形成された金属製の前記取付ブラケット３１と、該取付ブラケット３１側に取付固定されるカメラ３２と、前記カメラ３２の後端側に取付固定される撮像制御部３３と、前記カメラ３２のレンズ前方側（図３の矢印に示す前記カメラの撮像方向）に配置されるガラス板（ガラス体）３４と、該ガラス板３４を所定位置で支持する支持パッキン３６とを有し、前記カメラ３２や前記撮像制御部３３等を樹脂製のケース３７体内に収容することによって構成されている（図３乃至図５等参照）。

前記ケース体３７は、前記取付ブラケット３１の前面側に枠状の第１取付パッキン４１を介して取付固定される樹脂製の前ケース部３７Ａと、前記取付ブラケット３１の後面側に枠状の第２取付パッキン４２を介して取付固定される樹脂製の後ケース部３７Ｂとを備え、前記前ケース部３７Ａと前記後ケース部と３７Ｂで前記取付ブラケット３１を前後で挟むように取付固定することにより構成されている（図３及び図４等参照）。

このとき、前記前ケース部３７Ａと、前記後ケース部３７Ｂには、接着面側に両部材を密着させた状態で取付固定するためのボス部４０が形成されている（図４参照）。該ボス部４０には、前記取付ブラケット３１を介して、ゴム等の柔らかい樹脂製部材によって成形された枠状の前記第１取付パッキン４１と、第２取付パッキン４２とを挟持する際に、各取付パッキン４１，４２が撓むことを防止するための支持リブが一体成形されている。

該構成によれば、防水性・防塵性を有する樹脂製の前記ケース体３７の中に前記カメラ３２と前記撮像制御部３３とを収容することができるため、キャビンのない作業車両であっても前記カメラユニット１８を後付けすることができる。

上記前ケース部３７Ａは、後端側が開放された箱状に形成されており、その正面（前面）側に前記ケース体３７内に収容された前記ガラス板３４を露出させるように開口形成された開口部４３と、該開口部４３の周囲を前方に向けて突出成型した筒状の前カバー部４４とが形成されている。

該前カバー部４４は、内周面側に光の反射を抑制する加工が施されている。この加工としては、例えば前記前カバー部４４の内周面側を黒色に塗装したり、表面をざらざらにするマット加工したりすることが考えられるが、これらには限られない。該構成によれば、前記カメラ３２の撮影方向が逆光の場合でも、前記前カバー部４４が庇となって前記カメラ３２に余計な光が入ることをより効率的に防止できるため、前記カメラ３２により撮影される画像・映像の質を高く保つことができる。

また、該前カバー部４４の突出長さは、前記カメラの撮像範囲に入ってこない範囲で、前記開口部４３周りから前方へと突出させること可能に構成されている。すなわち、この前記前カバー部４４の突出可能な長さは、前記開口部４３の前後方向の傾斜角度（詳しくは後述する前記支持パッキン３６により前後方向に傾斜した状態で取付けられた前記ガラス板３４の傾斜角度）に応じて決定される（図３参照）。言い換えると、前記カメラ３２による上下方向の撮影範囲（視野角）は、前記ガラス板３４の傾斜角度によって決定されるように構成されている。

図３に示される例では、前記ガラス板３４は、前記支持パッキン３６により側面視で下方に向けて後方傾斜させた状態で支持されているため、前記カメラ３２による撮影範囲（視野角）は、該カメラ３２の撮影方向（図３の矢印を参照）から上限位置（ＵＬ）の範囲（角度）よりも、該カメラ３２の撮影方向から下限位置（ＬＬ）の範囲（角度）の方が広くなっている。

ちなみに、前記カメラ３２の撮像範囲の角度は、上記のように前記ガラス板３４の傾斜角度によって調整されるが、前記カメラ３２（のレンズ）と前記ガラス板３４との間の距離によって、前記カメラ３２による撮像範囲（視野角）の大きさが決定する。

上記後ケース部３７Ｂは、前端側が開放された箱状に形成されており、前記取付ブラケット３１の後方側に配置された前記撮像制御部３３を収容できるように構成されている。また、該後ケース部３７Ｂの後端側には、前記撮像制御部３３等に電力供給等を行う配線を通すことのできる配線部４６が形成されている。

前記取付ブラケット３１は、その前面側で前記前ケース部３７Ａの開放された後端側を閉じるとともに、その後面側で前記後ケース部３７Ｂの開放された前端側を閉じるように形成された金属製の板状部材である。該取付ブラケット３１は、その中央に前記カメラ前部のレンズ側を挿通するためのカメラ挿通孔３１ａが穿設されており、前記カメラ３２と、前記撮像制御部３３とが取付固定されている。これらの具体的な取付構成については後述する。

また、該取付ブラケット３１の左右端側は、前方に向けて屈曲形成された取付部３１ｂが形成されることにより全体で前方が開放されたコ字状に形成されている。該取付部３１ｂには、前記ユニット支持部側２７の前記取付孔２７ａと前記揺動規制孔２７ｂに対応するユニット側取付孔４７と、ユニット側の揺動規制ピン支持孔４８とが上下に並べて設けられている。

前記カメラ３２は、前記取付ブラケット３１の後面側に取付固定されたカメラ固定部４９を介して前記取付ブラケット３１側に取付固定されている。該カメラ３２の具体的な取付構成については後述する。また、該カメラ３２は、前記取付ブラケット３１の前面側に配置されて前記カメラ３２を特定の設置位置にガイドするカメラ支持部５１，５２によって、前記ケース体３７内部の特定の位置に取付固定されるように構成されている（図３乃至７参照）。

上記カメラ支持部５１，５２は、円板状に成形された柔軟性のあるスポンジ等の素材からなり、その中心に前記カメラ３２の筒状のレンズ胴部が嵌合される嵌合孔５１ａが穿設されたカメラ支持台５１と、中心側に前記カメラ支持台５１が嵌合される円形の支持台嵌合孔５２ａが形成されて前記取付ブラケット３１の前面側に固定される板状のカメラガイド体５２とから構成されている（図７等参照）。

該カメラガイド体５２は、その左右端側に円弧状の切欠部５２ｂがそれぞれ形成されており、前記取付ブラケット３１前面側の左右端側には、該切欠部５２ｂと嵌合する円柱状の係合部５５が左右一対設けられている。該構成によれば、前記カメラガイド体５２は、左右一対の前記切欠部５２ｂを前記係合部５５に嵌め込むことで所定位置に支持することにより、前記カメラ３２（前記カメラ支持台５１）を、所定位置にガイド（位置決め）することができる。

また、該構成によれば、前記カメラ３２の筒状のレンズ胴部分を、円柱状のスポンジからなる前記カメラ支持台５１の嵌合孔５１ａに摩擦接触させながら挿通させてることにより、車体振動等で前記カメラ３２の位置がずれたり、前記カメラ３２の固定が緩んだりすることを防止することができる。

前記撮像制御部３３は、スペーサ５３を介して複数の基板３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃを所定間隔で前後方向に積層させることにより、コンパクトに構成されている。前記撮像制御部３３を構成する基板のうち、前端側の基板３３Ａの前面側には、前記カメラ３２（の後端）が取付固定されている（図６及び図７等参照）。

また、該撮像制御部３３を構成する後端側の基板（以下、支持基板）３３Ｃは、積層支持された前方側の基板と比較して左右（又は上下）に幅広に形成されている。これにより、前記撮像制御部３３は、該撮像制御部３３を構成する前端側の基板３３Ａが前記取付ブラケット３１後面に設けられた前記カメラ固定部４９側に取付固定されるとともに、後方側の前記支持基板３３Ｃも、円柱状の支持部材５４を介して前記カメラ固定部４９側に取付固定されるように構成されている。

該構成により、前記撮像制御部３３が強固且つ安定的に前記取付ブラケット３１（後面）に取付固定される。すなわち、該撮像制御部３３を介して、前記カメラ３２も前記取付ブラケット３１の後面側に取付固定される（図７等参照）。

このとき、前記カメラ固定部４９は、放熱可能な（金属製の）部材によって構成されており、前端側の基板と面接触させることにより、前記撮像制御部３３（及び前記カメラ３２）を効率的に放熱できるように構成されている。また、前記カメラ固定部４９と前記支持基板３３Ｃとを連結する円柱状の前記支持部材５４も放熱可能な（金属製の）部材によって構成することにより、前記撮像制御部３３をさらに効率的に放熱できるように構成されている。

また、前記支持基板３３Ｃの後面側には、アンテナ用スペーサ５６を介して、無線通信用のアンテナ５７が設けられたアンテナ基板５８が設けられている（図３、図６及び図７等参照）。このとき、前記アンテナ用スペーサ５６には、前記アンテナ基板５８と前記支持基板３３Ｃとの間に、前記アンテナ５７を設置するための切欠部５６ａが形成されている（図６等参照）。

該構成によれば、前記アンテナ用基板５８を、前記撮像制御部３３を構成する各基板と平行に取付固定することができる。言い換えると、該アンテナ用基板５８は、前記カメラ３２の撮像方向に対して垂直方向に向けた状態で取付けることができる。これにより、前記アンテナ５７を設けた前記撮像制御部３３をよりコンパクトに構成することができるとともに、前記アンテナ５７の通信効率を維持し易くなる。

前記支持パッキン３６は、前記ガラス板３４の前面側に配置される前側支持パッキン３６Ａと、前記ガラス板３４の後面側に配置される後側支持パッキン３６Ｂとによって、前記ガラス板３４を前後で挟持するように構成されおり、各支持パッキン３６Ａ，３６Ｂの中央側には、前記カメラ３２のレンズ前方を開放するための開口孔６１，６２が形成されている（図３等参照）。

また、該支持パッキン３６は、前記前ケース部３７Ａの開口部４３と、前記カメラ支持部（カメラガイド体５２、カメラ支持台５１）の前面側に取付けられる板状のパッキン支持板６４との間に挟まれるようにして嵌合支持されることによって、前記開口部４３と前記カメラ３２との間の所定位置に前記ガラス板３４を支持できるように構成されている。

このとき、各支持パッキン３６Ａ，３６Ｂの左右中央下端側には、上方に向けて凹設された凹部３５がそれぞれ形成されており、該凹部３５は、前記前ケース部３７Ａの設置箇所に形成されたリブ（図示しない）と係合させることができるように構成されている（図４等参照）。該構成によれば、各支持パッキン３６Ａ，３６Ｂは、上下位置を間違えることなく前記前ケース部３７Ａ内の正しい位置に設置することができる。

上記前側支持パッキン３６Ａは、前記開口孔６１の他に、その後面側に左右方向に長い板状に成形された前記ガラス板３４が嵌合される支持溝６３が形成されている。該支持溝６３は、前記ガラス板３４が嵌合されるように、前記ガラス板３４と同じ大きさで且つ、前記ガラス板３４の厚さと同じ深さに形成されている（図３等参照）。

上記後側支持パッキン３６Ｂは、前記支持溝６３に前記ガラス板３４が嵌合された状態の前記前側支持パッキン３６Ａの後面側と当接することにより、前記ガラス板３４を挟持することができるように構成されている。

該構成によれば、前記ガラス板３４は、柔らかめの素材からなる前記前側支持パッキン３６Ａと前記後側支持パッキン３６Ｂとで挟持した状態で、前記支持パッキン３６内に収容され、該支持パッキン３６が、前記前ケース部３７Ａ（開口部４３）側に押付けられるようにして前記ケース体３７内前端側に支持されるため、前記カメラユニット１８の防水性と防塵性が向上する。

また、上記後側支持パッキン３６Ｂは、前記前側支持パッキン３６Ａよりも前後（厚さ）方向が幅広となるように構成されており、特に、該後側支持パッキン３６Ｂの前面側が上方に向かって前方に傾斜する傾斜面となるように、その上部側の前後幅よりもその下部側の前後幅が狭くなるように構成されている（図３等参照）。

該構成によれば、前記カメラ３２の（レンズ）前方に支持される前記ガラス板３４を、前記カメラ３２に対して下方に向かって後方に傾斜させた状態で、前記開口部側に設置することができる。これにより、前記ガラス板３４を前記カメラ３２のレンズからより近い位置に配置できるため、前記カメラ３２の視野角が広くなる他、前記カメラ３２のレンズに対して傾斜された前記ガラス板３４によって、前記カメラ３２の乱反射を防止（抑制）することができる。

６走行機体
１９支持機構
３２カメラ
３４ガラス板（ガラス体）
３６支持パッキン
３７ケース体
４４前カバー部

Claims

走行機体の前方を撮影するカメラと、
前記カメラが収容支持されるケース体と、
前記ケース体を前記走行機体側に支持する支持機構とを備え、
前記ケース体は、支持パッキンを介して前記カメラの前方に配置される板状のガラス体と、前記ガラス体の前方に配置される筒状の前カバー部とを有し、
前記ガラス体は、前記カメラに対して傾斜した状態で取付けられ、
前記支持パッキンは、前記ガラス体の前後を挟持するように前後に設けられ、
前記ガラス体の後側の支持パッキンの前後幅を、前記ガラス体の前側の支持パッキンの前後幅に比べて幅広に形成した
車載カメラ。
前記支持パッキンを傾斜させることにより、前記カメラと前記ガラス体との前後方向の間は、上部側よりも下部側が狭くなるよう構成された
請求項１に記載の車載カメラ。