CN106060346A - 成像装置及其电路板 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种成像装置,在成像装置中,成像传感器板被容置在金属壳中,并且成像传感器板包括第一区域和第二区域。第一区域包括第一导体图案、第一绝缘体、安装有图像传感器的第一最外表面以及第二最外表面,其中,第一导体图案和第一绝缘体构成多层结构件。第二区域包括第二导体图案和第二绝缘体,该第二导体图案和第二绝缘体构成多层结构件。控制电路板经由第二最外表面电气连接至第一导体图案。传热构件布置成与图像传感器板的第二区域相接触以用于将从图像传感器产生的热传递至壳。位于第二区域中的第二导体图案包括定位成最靠近传热构件的最靠近导体图案。最靠近导体图案与第一导体图案电气隔离。

Description

成像装置及其电路板
技术领域
本公开涉及成像装置,所述成像装置各自包括电路板,该电路板安装有成像传感器;该成像传感器用作噪音源和热源。更具体地,本公开涉及用于这些成像装置的电路板。
背景技术
普通电子设备包括安装有用作热源的电子部件的印刷电路。在日本专利申请公报No.2014-13811中公开了该印刷电路的一个示例。
这种电子设备包括印刷电路板和金属壳体,其中,这种电子部件安装至印刷电路板,印刷电路板安装在金属壳体中。印刷电路板在螺钉用作用于使热量从印刷电路板消散至金属壳体的散热器的同时通过该螺钉紧固至壳体。电子设备还配置成防止干扰噪音从金属壳体经由螺钉传递至印刷电路板。
具体地,印刷电路板设计为多层板,该多层板由彼此电气隔离的单独的导体层构成。导体层通过螺钉来紧固。导体层包括设置在所述导体层的最外层的内侧处的金属层。金属层从电子部件的下侧部延伸至多层板内被螺钉按压的部分。金属层还与印刷在相应的导体层上的布线图案电气隔绝。
金属层至多层板内的被螺钉按压的部分的延伸使多层板的穿过金属层的接触热导率增大,从而导致电子器件的散热性能提高。金属层与布线图案的电气绝缘阻止干扰噪音从金属壳体经由布线图案传递至电子元件。
发明内容
由于成像传感器用作噪音源和热源两者,因此包括安装有成像传感器的电路板的成像装置还会需要更高级的散热结构和更高级的降噪结构。即,包括安装有成像传感器的电路板的成像装置会产生热量和噪音,并且噪音可以经由金属壳体作为辐射噪音传递。
考虑到这种需要,本公开的一方面力图提供一种包括产生噪音和热的成像传感器的成像装置,成像装置中的每个成像装置均具有更高级的散热结构和更高级的降噪结构。此外,本公开的替代性方面旨在提供一种用于这些成像装置的电路板。
根据本公开的第一示例性方面,提供了一种成像装置。成像装置包括金属壳体,该金属壳体包括开口。成像装置包括图像传感器,该图像传感器容置在壳体中,并且该图像传感器配置成通过开口获取壳体的外部的图像并且输出用于表示所获取到的图像的信号。成像装置包括图像传感器板,该图像传感器板容置在壳体中并且包括第一区域和第二区域。第一区域包括多个第一导体图案和多个第一绝缘体。第一导体图案和第一绝缘体构成多层结构件。第一导体图案彼此电气连接。第一区域包括安装有图像传感器的第一最外表面和与第一最外表面相反的第二最外表面。第二区域包括多个第二导体图案和多个第二绝缘体。第二导体图案和第二绝缘体构成多层结构件。成像装置包括控制电路板,该控制电路板经由第二最外表面电气连接至第一导体图案以使得从图像传感器输出的信号经由第一导体图案传递至控制电路板。成像装置包括传热构件,该传热构件设置成与图像传感器板的第二区域相接触以将从图像传感器产生的热传递至壳体。位于第二区域中的第二导体图案包括定位成最靠近传热构件的最靠近导体图案。该最靠近导体图案与第一导体图案电气隔离。
根据本公开的第二示例性方面,提供了一种图像传感器板。图像传感器板包括第一区域。第一区域包括多个第一导体图案和多个第一绝缘体。第一导体图案和第一绝缘体构成多层结构件,并且第一导体图案彼此电气连接。第一区域包括安装有图像传感器的第一最外表面和与该第一最外表面相反的第二最外表面。图像传感器板包括第二区域。第二区域包括多个第二导体图案和多个第二绝缘体。第二导体图案和第二绝缘体构成多层结构件。第一导体图案能够经由第二最外表面电气连接至控制电路板。成像装置包括传热构件,该传热构件设置成与图像传感器板的第二区域相接触以传递从图像传感器板产生的热。位于第二区域中的第二导体图案包括最靠近传热构件定位的最靠近导体图案。该最靠近导体图案与第一导体图案电气隔离。
根据本公开的第一示例性方面和第二示例性方面中的每一者的图像传感器板的第一区域建立图像传感器与控制电路板之间的电气连接。根据本公开的第一示例性方面和第二示例性方面中的每一者的图像传感器板的第二区域导致图像传感器与传热构件和壳体电气隔离。这使得能够在使从图像传感器产生的热能够有效地从壳消散的同时减少由图像传感器产生的噪音引起的辐射噪音的出现。
考虑结合附图的以下描述,本公开的各个方面的上述和/或其他特征和/或优点将得到进一步理解。本公开的各个方面可以在适用的情况下包括和/或排除不同的特征和/或优点。此外,本公开的各个方面可以在适用的情况下对其他实施方式的一个或更多个特征进行组合。特定实施方式的特征和/或优点的描述不应被解释为限制其他实施方式或权利要求。
附图说明
根据参照附图进行的实施方式的以下描述,本公开的其他方面将变得明显,在附图中:
图1为示意性地示出了安装有根据本公开的第一实施方式的照相机系统的车辆的示例的立体图;
图2A为示意性地示出了根据本公开的第一实施方式的成像装置的外观的示例的立体图;
图2B为图1中所示出的成像装置的平面图;
图3为图1中所示出的成像装置的分解立体图;
图4为示意性地示出了在附接至车辆的前挡风玻璃时的、包括成像装置的照相机系统的截面图;
图5为示意性地示出了图4中所示出的照相机系统的分解立体图;
图6为示意性地示出了车辆的功能性结构的一部分的示例的框图,该示例包括照相机系统的功能性结构的示例;
图7示意性地示出了在成像装置的控制电路板上实现的图像处理电路的一部分的视图;
图8为示意性地示出了图7中所示出的图像处理电路的功能性结构的示例的框图;
图9为图1中所示出的成像装置的照相机模块的立体图;
图10为图9中所示出的照相机模块的分解立体图;
图11为示意性地示出了在照相机模块安装在壳体中之前图1中所示出的壳体的内部的立体图;
图12为示意性地示出了在照相机模块安装在壳体中之后图1中所示出的壳体的内部的立体图;
图13为示意性地示出了在照相机模块和散热板安装在壳体中之后图1中所示出的壳体的内部的立体图;
图14为沿着图2B的线XIV-XIV截取的截面图;
图15为示意性地示出了根据第一实施方式的照相机模块的照相机板的详细结构的示例的截面图;
图16为根据第一实施方式的照相机板的竖向截面图;
图17为根据本公开的第二实施方式的成像装置的局部示意性侧向截面图;
图18为根据本公开的第三实施方式的成像装置的示意性截面图,该示意性截面图与图14对应;
图19为根据本公开的第四实施方式的成像装置的示意性侧向截面图,该示意性侧向截面图与图14对应;
图20为根据本公开的第四实施方式的照相机板的竖向截面图;以及
图21为根据本公开的第五实施方式的照相机板的竖向截面图。
具体实施方式
下面参照附图对本公开的第一实施方式至第五实施方式进行描述。
第一实施方式
根据第一实施方式的成像装置1安装在如车辆V中,在图4中示出了车辆V的诸如前挡风玻璃之类的部件。成像装置1获取车辆V前面的区域的图像。成像装置1还执行对所获取到的图像的分析,并且向安装在车辆V中的一个或更多个ECU(电子控制单元)——例如,前灯控制ECU和车道偏离检测ECU——发送分析结果。
在本说明书中,所描述的向前方向、向后方向、向右方向以及向左方向表示车辆V在车辆V沿车辆V的向前方向行驶时的向前方向、向后方向、向右方向以及向左方向。前后方向与车辆V的纵向方向对应,并且左右方向与车辆V的横向方向——即,宽度方向——对应。
具体地,根据第一实施方式的成像装置1构成图1中所示出的照相机系统100。照相机系统100例如设置在车辆V的车厢中并且放置在车辆V的挡风玻璃102的上侧部处、与车辆V的后视镜相邻。照相机系统100控制成像装置1以使得成像装置1获取车辆V前面的区域的图像(见图1中的虚线)。包括成像装置1的照相机系统100所定位的位置经受来自太阳的热以使得照相机系统100很可能具有高的温度。因此,照相机系统100需要在高温下稳定地操作。例如,照相机系统100需要在车辆V于白天期间在热的区域中行驶时稳定地操作。如后所述,成像装置1包括图像传感器33a(例如,见图10),即,固态图像传感器。图像传感器33a可以用作热源和噪音源两者。由于这个原因,从图像传感器33a产生的热量的有效消散使照相机系统100能够在高温下稳定地操作。
安装在车辆V中的用于数字电视和/或无线电设备的天线单元105粘附至挡风玻璃105的靠近图像传感器33a的上侧部。这导致天线单元105易受从图像传感器33a所产生的噪音的影响。由于这个原因,从图像传感器33a所产生的噪音的有效降低使成像装置1能够布置在挡风玻璃102的上侧部处。
参照图2A和图2B,成像装置1包括由壳体2和安装在壳体2中的照相机模块3。壳体2例如由诸如铝之类的金属制成,并且具有带内部空心的容纳空间的大致矩形平行六面体形状。壳体2具有后壁2a,后壁2a在成像装置2安装在车辆V中时指向车辆V的后侧。
壳体2具有朝向车辆V的前侧倾斜的顶壁2b。顶壁2b的后半部的矩形部分向上突出以形成突出壁25;突出壁25定位成相对于该后半部的中间沿壳体2的横向方向向右稍微移动。
突出壁25用作随后描述的至例如车辆V的前挡风玻璃102的附接壁(见图4)。在下文中,突出壁25将指的是附接壁25。
附接壁25具有大致U状凹部21a,U状凹部21a关于附接壁25的大致中心形成在附接壁25的前表面25s中,使得附接壁25的顶表面具有大致凹形形状。换句话说,附接壁25包括夹住U状凹部21a的左侧端部26和右侧端部27。
壳体2具有在顶表面2b中向下形成的梯形凹部22。梯形凹部22具有靠近附接壁25的前表面25s定位的竖向壁22a。竖向壁22a具有与附接壁25的前表面25s相交的顶表面22b,使得竖向壁22a和附接壁25构成向下的阶梯部。竖向壁22a具有形成在顶表面22b中并与U状凹部21a连通的凹部22c。U状凹部21a和凹部22c构成用于在壳体2的内部与外部之间进行连通的开口21。
梯形凹部22具有底表面22d,底表面22d具有大致梯形形状。梯形的底表面22d从竖向壁22a沿向前方向延伸以使得梯形的底表面22d的延伸的下基部比梯形的底表面22d的上基部长。
由U状凹部21a和凹部22c构成的开口21以及梯形凹部22用作孔结构(21、22),孔结构(21、22)导致安装在壳体2中的照相机模块3的透镜组件3A的一部分暴露于壳体2外,即,未被覆盖。这允许透镜组件3A接收来自车辆V前方的光,并且允许照相机模块3基于所接收到的光来获取车辆V前面的图像。换句话说,孔结构(21、22)允许壳体2不干扰透镜组件3A——即,照相机模块3——的视场。
参照图3,成像装置1还包括控制电路板4、电气连接线束5和底盖6。照相机模块3设置在控制电路板4与电气连接线束5上方以使得开口21面向控制电路板4。电气连接线束5电气连接照相机模块3的一部分与控制电路板4的一部分。底盖6设置在控制电路板4的下侧处以与壳体2的底壁为一体的。即,照相机模块6、控制电路板4和电气连接线束5被包含在壳体2与底盖6的组装中,使得构造了成像装置1。例如,使底盖6的一部分卷曲将底盖6固定至壳体2。底盖6可以利用各种措施中的一种措施来固定至壳体2。例如,底盖6可以螺纹连接或粘附至壳体2。
成像装置1构成照相机系统100,照相机系统100用作附接至车辆V的成像设备的示例。照相机系统100例如附接至车辆V的前挡风玻璃102的内表面的顶部中心。换句话说,照相机系统100定位成靠近车辆V的后视镜。
照相机系统100除了包括成像装置1以外,还包括板状托架8、罩9、第一导热构件114、第二导热构件115、设计盖7、通风扇117以及带电电线(hot wire)118。图4和图5示意性地示出了前挡风玻璃102的一部分。在图5中,为了更简单地描述照相机系统100,说明性地省略了通风扇117和带电电线118。
参照图4和图5,设计盖7具有矩形平行六面体形状并且具有处于设计盖7中的内部空心的容器和敞开的顶壁。成像装置1被包含在设计盖7的内部空心的容器中以使得托架8在罩9遮盖梯形凹部22的同时遮盖成像装置1的顶部。
托架8经由第二导热构件115附接至前挡风玻璃102的内表面的顶部中心、靠近后视镜定位,更具体地定位在后视镜的后面。
具体地,托架8具有开口8a,开口8a面向壳体2的附接壁25的顶表面的至少一部分。托架8还具有与开口8a连通并面向壳体2的梯形凹部22的大致V状凹口,换句话说,槽口8b;开口8a和V状凹口8b导致托架8具有大致U形形状。托架8用于将成像装置1的壳体2固定至前挡风玻璃102的内表面。具体地,托架8具有第一主表面,即,顶表面8c,第一主表面8c经由第二导热构件115固定地安装——如粘附——在前挡风玻璃102的内表面上。壳体2附接至固定地安装在前挡风玻璃102的内表面上的托架8以使得壳体2的附接壁25经由第一导热构件114面向前挡风玻璃102。
当壳体2附接至托架8时,V状凹口8b定位在照相机模块3的前面。V状凹口8b具有大致梯形形状以使得朝向照相机模块3的前侧部的宽度变得更宽;凹口8b在形状上与照相机模块3的透镜组件3A的在透镜组件3A的前面延伸的水平扇形成像区域——即,水平视角区域——对应。这允许充分地确保透镜组件3A——即,照相机模块3——的视场。
罩9由树脂制成,并且具有大致梯形的底表面和与该梯形的底表面的相应斜边垂直的一对相对的侧表面。罩9在其梯形的底表面面向凹口8b的情况下附接至托架8的下侧部。具体地,当壳体2附接至托架8时,罩9安装在梯形凹部22的梯形底表面22d上或上方以使得罩9的底表面和所述相对的侧表面包围照相机模块3的大致扇形成像区域(水平视角区域)。成像区域与透镜组件3A的视场大致对应。这减小了定位在照相机模块3的扇形成像区域外的物体被照相机模块3捕捉到的可能性。
第一导热构件114设计为由例如导热率被包括在1至50[W/m·K]内的硅树脂材料制成的坐置构件。第一导热构件114经由开口8a定位在壳体2的附接壁25与前挡风玻璃102之间。例如,在第一实施方式中,第一导热构件114粘附在附接壁25的顶表面上。此后,第一导热构件114在附接壁25的顶部部分和/或第一导热构件114配合或放置在托架8的开口8a中的同时经由第二导热构件115固定至前挡风玻璃102的内表面。这导致第一导热构件114粘附在前挡风玻璃102的内表面上。
第一导热构件114的形状与附接壁25的顶表面的形状大致相同并且第一导热构件114的面积与该顶表面的面积大致相等。具体地,第一导热构件114具有大致凹形形状并且固定地安装在附接壁25的相应的左端部26和右端部27的区域25b上,区域25b定位在U状凹部21a的两侧。第一导热构件114还固定地安装在附接壁25的凹形顶表面的定位在U状凹部21a的后面的区域25a上。
第二导热构件115设计为例如由与第一导热构件114的材料相同的材料制成的坐置构件。第二导热层115设置在托架8的顶表面8c与前挡风玻璃102的内表面之间以固定地安装在托架8的顶表面8c和前挡风玻璃102的内表面两者上。
第二导热构件115的形状与托架8的顶表面的形状大致相同并且第二导热构件115的面积与该顶表面的面积大致相等。具体地,第二导热构件115具有开口115a和大致V状凹口115b,其中,开口115a面向托架8的开口8a,大致V状凹口115b与开口115a连通并且面向托架8的V状凹口8b;开口115a和V状凹口115b导致第二导热构件115具有大致U形形状。
第二导热构件115在开口115a与开口8a对准并且凹口115b与凹口8b对准的同时粘附在托架8的整个顶表面8c和前挡风玻璃102的内表面上。例如,第二导热构件115通过粘合剂而附接至托架8的整个顶表面8c和前挡风玻璃102的内表面两者上。
在第一实施方式中,为了减少第二导热构件115与前挡风玻璃102的内表面之间的粘合剂的外部视觉识别,第二导热构件115粘附在黑色陶瓷片103上,黑色陶瓷片103的面积大于第二导热构件115的面积。此后,黑色陶瓷片103紧密地接触在前挡风玻璃102的内表面上。黑色陶瓷片103具有透明开口103a,透明开口103a面向第二导热构件115的V状凹口115b。透明开口103a防止黑色陶瓷片103遮挡照相机模块3的扇形成像区域。
设计盖7除了遮盖成像装置1以外,还从托架8和罩9的下方遮盖托架8和罩9以减小托架8和罩9能够从车辆V的内部被看见的可能性。设计盖7具有穿过底壁形成的通孔7a;通风扇117配合在通孔7a中(见图4)。通风扇117对车辆V的车厢通风。
带电电线118例如设计为具有连接至安装在车辆V中的电源的两个端部的单根铜线,并且带电电线118在由电源通电时产生热量。例如,带电电线118具有定形状成类似字母S的弯曲部118a,并且设置在黑色陶瓷片103的内表面上以使得S状的弯曲部118a定位在梯形开口103a的内侧面上。具体地,S状的弯曲部118a大致具有三个直线部和在所述三个直线部之间进行接合的两个拐角以形成大致S形形状。S状的弯曲部118a在所述三个直线部沿黑色陶瓷片103的横向方向穿过梯形开口103a的同时定位在梯形开口103a上。这允许定位在梯形开口103a下方的照相机模块3的透镜组件3A的前侧空间被充分地加热。
接下来,在下文中将参照图6对照相机系统100的电气功能进行描述。图6示意性地示出了车辆V的功能性结构的一部分的示例,该示例包括照相机系统100的功能性结构的示例。在图6中,仅示出了成像装置1的电气部件,而说明性地省略了成像装置1的其他机械元件,如托架8和罩9。
参照图6,车辆V包括环境监控模块75、传感器模块76、车辆控制模块77、HMI(人机界面)模块78以及共用的串行交互通信总线74,模块75至模块78通过共用的串行交互式通信总线74以可通信的方式耦合。
环境监控模块75配备有如成像装置1和雷达装置752,成像装置1和雷达装置752用作监控车辆V周围的环境状况的装置。环境监控模块75可以包括例如右视相机、左视相机和后视相机。右视相机例如附接至车辆V的右视镜以获取来自车辆V的右侧景物的图像。左视相机例如附接至车辆V的左视镜以获取来自车辆V的左侧景物的图像。后视镜例如附接至车辆V的后保险杠以获取来自车辆V的后方的景物。
成像装置1包括随后详细描述的图像传感器33a、图像处理电路79和输入/输出(I/O)电路80。
雷达装置752操作成将探测波——如,雷达波或激光波——传递至预定的扫描区域,并且接收来自至少一个物体的基于所传递的探测波的回波。基于所接收的回波,雷达装置752操作成产生至少包括下述方面的物体信息:
(1)所述至少一个物体相对于车辆V的距离
(2)在所述至少一个物体为移动物体的情况下,所述至少一个物体相对于车辆V的相对速度
(3)所述至少一个物体的在车辆V的横向方向上相对于车辆V的横向位置。
雷达装置752可以包括用于传递作为探测波的超声波并用于接收来自至少一个物体的基于超声波的回波的声纳。
传感器模块76操作成测量车辆V的操作状况,即,行驶状况。具体地,传感器模块76包括车速传感器761、加速度传感器762、横摆角速度传感器(yaw-rate sensor)763等。
车速传感器761操作成测量车辆V的速度,并且操作成向总线74输出表示车辆V的所测得的速度的传感器信号。
加速度传感器762操作成对车辆的在车辆宽度方向上的加速度——如,横向加速度——进行测量,并且向总线74输出表示车辆V的所测得的加速度的传感器信号。
横摆角速度传感器763操作成将作为车辆V的横摆角速度的表示围绕车辆V的竖向轴线的角速率的传感器信号向总线74输出。
即,从相应的传感器761、762和763发送的传感器信号经由总线74而输出至车辆控制模块77以及环境监控模块75的图像处理电路79。从相应的传感器761、762和763发送的传感器信号可以输入至安装在车辆V中的ECU,如发动机ECU。ECU可以操作成基于所输入的传感器信号执行各种任务,并且向总线74输出所述各种任务的执行结果。此时,车辆控制模块77和图像处理电路79可以经由总线74接收所述各种任务的执行结果。
车辆控制模块77操作成对被包括在安装在车辆V中的目标装置中的致动器进行控制,并且操作成对致动器中的每个致动器进行控制,因此基于从相应的传感器761、762和763发送的传感器信号来控制目标装置中的对应目标装置。待控制的目标装置具有被包括在车辆V的车身系统、动力传动系系统和底盘系统中的至少三类装置。
例如,目标装置包括转向装置771、制动器772、动力产生器(motivepower generator)773、汽车变速器774、前灯775、方向指示器776以及挡风玻璃刮水器777。
转向装置771操作成辅助驾驶员对车辆V的方向盘的转向。制动器772操作成使车辆V减速。动力产生器773由例如内燃发动机和/或马达构成,并且操作成产生动力以使车辆V行驶。汽车变速器774操作成根据由动力发生器773产生的动力来将旋转速度转化成经调节的旋转速度并将扭矩转化成经调节的扭矩,并且向车辆V的主动轮供应经调节的旋转速度和经调节的扭矩。
前灯775操作成照亮车辆V所行驶的道路。方向指示器776中的每个方向指示器均操作成在车辆V即将沿对应的方向——即,向右或向左——转动或者变换对应的车道时闪烁。挡风玻璃刮水器77操作成对相应的前挡风玻璃102和后挡风玻璃进行清洁而使其免受雨、雪或其他水分的影响。
应当指出的是,车辆控制模块77包括用于对安装在车辆V中的致动器进行控制的ECU 778;ECU 778包括前灯控制ECU 778a和车道偏离检测ECU 778b。
HMI模块78操作成提供车辆V中的乘员与车辆V之间的界面。例如,HMI模块78包括蜂鸣器781、扬声器782、至少一个指示器783、至少一个显示器784以及安装在车辆V中的相应的装置781至装置784的致动器。蜂鸣器781操作成输出警告声,并且扬声器782操作成输出可听得见的信息。指示器783操作成产生光信号,并且所述至少一个显示器784包括安装在车辆V的中央控制台中的导航显示器和/或平视显示器。
此外,HMI模块78可以包括至少一个振动装置和至少一个反作用力产生器(未示出)。所述至少一个振动装置包括用于使车辆V的方向盘中的至少一个方向盘和车辆V的一个或更多个座椅产生振动的马达。所述至少一个反作用力产生器操作成产生待被供应至车辆V的方向盘中的至少一个方向盘和车辆V的制动踏板的反作用力。
具体地,HMI模块78操作成激活被包括在其中的这些装置中的至少一个装置以向车辆V的乘员提供信息。
HMI模块78可以包括允许乘员输入用于随后描述的识别任务的期望的识别水平和/或输入用以启动随后描述的判定任务的计时的调节单元,因此向车辆V传递来自乘员的信息。
I/O电路80设计为被包括在于控制电路板4上和/或控制电路板4中实施的不同电路中的一种电路,并且操作成允许在控制电路板4上和/或控制电路板4中实现的不同电路之间的通信。
图像处理电路79设计为被包括在于控制电路板4上和/或中实现的不同电路中的电路,如IC芯片。图像处理电路79操作成基于由成像装置1和/或其他相机所获取到的图像以及由雷达装置752测量并从雷达装置752发送的物体信息执行识别任务以对车辆V周围的环境状况进行识别。
图像处理电路79例如由包括3.3V信号线的电子电路装置构成,并且基于3.3V被驱动。由于这个原因,图像处理电路79具有更低的功耗和更低的热值。参照图7,图像处理电路79例如具有节距为1.27mm或更低的外部端子79a。图像处理电路79的这种配置有助于减小图像处理电路79和控制电路板4的尺寸。应当指出的是,如图4中所示,如果图像处理电路79由单个装置——即,单个IC芯片——构成,则该装置优选地具有节距为1.27mm或更低的外部端子。然而,如果图像处理电路79由多个装置——即,IC芯片——构成,则所述多个装置中的至少一个装置优选地具有节距为1.27mm或更低的外部端子。
参照图8,图像处理电路79连续地——即,循环地——捕捉由照相机模块3的图像传感器33a所获取的图像,并且为所捕捉到的图像中的每幅图像执行作为图像识别任务的示例的检测任务40a、光源识别任务40b和车道标志位置检测任务40c。
图像处理电路79执行检测任务40a,检测任务40a对是否存在车辆的至少一个光源出现在所捕捉到的图像中的每幅图像中进行判定。具体地,图像处理电路79判定存在车辆的至少一个光源出现在当前捕捉到的图像中;至少一个区域具有以下方面中的至少一者:
(1)等于或高于阈值像素值的平均像素值
(2)与先前准备好的形状图案中的一个图案类似的形状
(3)与先前准备好的颜色图案中的一个颜色图案类似的平均颜色。
当判定存在至少一个光源出现在当前捕捉到的图像中时,图像处理电路79将当前捕捉到的图像上的所述至少一个光源的位置标识为当前捕捉到的图像的坐标。
接下来,图像处理电路79执行光源识别任务40b,光源识别任务40b利用例如已知方法中的一种方法对所述至少一个光源是在前车辆的光源——即,尾灯——还是迎面而来的车辆的光源——即,前灯——进行判定。例如,光源识别任务40b设计成在所述至少一个光源的平均颜色处于与白色类似的预定颜色范围内时判定所述至少一个光源为迎面而来的车辆的光源。另外,例如,光源识别任务40b设计成在所述至少一个光源的平均颜色处于与红色类似的预定颜色范围内时判定所述至少一个光源为在前车辆的光源。因此,光源识别任务获得表示所述至少一个光源是在前车辆的光源还是迎面而来的车辆的光源的信息。
此时,图像处理电路79将出现在当前捕捉到的图像中的所述至少一个光源的坐标和所获得的信息经由总线74向前灯控制ECU 778a输出为呈信号形式的相机信息。相机信息代表一个或更多个图像识别任务的结果的示例。
应当指出的是,图像处理电路79不限于每当判定存在车辆的至少一个光源出现在当前捕捉到的图像中时输出相机信息。具体地,图像处理电路79可以配置成基于被包括在从相应的传感器761、762和763发送的传感器信号中的信息来判定图像处理电路79是否应该向前灯控制ECU 778a输出相机信息。图像处理电路79可以配置成在判定图像处理电路79应该向前灯控制ECU 778a输出相机信息时向前灯控制ECU778a输出相机信息。另外,图像处理电路79可以配置成在判定图像处理电路79不应该向前灯控制ECU 778a输出相机信息时不向前灯控制ECU 778a输出相机信息。
由对图像处理电路79是否应该向前灯控制ECU 778a输出相机信息进行判定所使用的信息被包括在从相应的传感器761、762和763发送至总线74的传感器信号中,该信息被称为车辆传感器信息,但是本公开不限于此。具体地,从相应的传感器761、762和763经由总线74发送的传感器信号可以通过另一ECU来处理,并且此后,所处理的传感器信号可以输出至图像处理电路79。此时,图像处理电路79将包括于所处理的传感器信号中的信息用作车辆传感器信息。
具体地,图像处理电路79从车辆传感器信息获得车辆行为参数——如,车辆V的速度、车辆V的加速度和车辆V的横摆角速度——的值。此时,图像处理电路79判定所获得的车辆行为参数的值是否处于相应的第一阈值范围内。具体地,图像处理电路79对以下方面进行判定:
(1)所获得的车速的值是否等于或低于预定的第一阈值速度;
(2)所获得的加速度的绝对值是否等于或低于预定的第一阈值;
(3)所获得的横摆角速度的值是否等于或低于预定的第一阈值率。
我们来考虑其中所获得的车辆行为参数的值超出相应的第一阈值范围的第一种情况。换句话说,我们来考虑所获得的车速的值高于第一阈值速度、所获得的加速度的绝对值高于第一阈值、并且所获得的横摆角速度的值高于第一阈值率的第一种情况。
在第一种情况下,图像处理电路79判定图像处理电路79应该向前灯控制ECU 778a输出相机信息。
另外,我们来考虑其中所获得的车辆行为参数的值处于相应的第一阈值范围内的第二种情况。换句话说,我们来考虑所获得的车速的值等于或低于第一阈值速度、所获得的加速度的绝对值等于或低于第一阈值、并且所获得的横摆角速度的值高于第一阈值率的第二种情况。在第二种情况下,图像处理电路79判定图像处理电路79不应该向前灯控制ECU 778a输出相机信息。
当接收从图像处理电路79发送的相机信息和从相应的传感器761至763发送的传感器信号时,前灯控制ECU 778a配置成:
(1)经由总线74向相应的前灯的第一致动器发送用于使从相应的前灯775输出的光束在高光束与低光束之间改变的控制信号
(2)经由总线74向相应的前灯的第二致动器发送用于使从相应的前灯775输出的光束的轴线沿车辆V的横向方向回转的控制信号。
如上所述,前灯控制ECU 778a将相机信息用于控制第一致动器和第二致动器。换句话说,相机信息用作用以控制第一致动器和第二致动器的信号。
此外,图像处理电路79为所捕捉到的图像中的每幅图像执行像车道标志检测任务40c那样的已知车道标志检测任务。例如,图像处理电路79利用所捕捉到的图像中的对应图像的二值化处理以及霍夫变换处理来为所捕捉到的图像中的每幅图像对涂刷在车辆前面的道路——车辆正在该道路上行驶——上的车道标志的位置进行检测。此时,图像处理电路79将车道标志的位置作为车道标志位置信息经由总线74输出至车道偏离检测ECU 778b。
应当指出的是,图像处理电路79不限于每当图像处理电路79捕捉从图像传感器33a输出的图像时输出车道标志位置信息。
具体地,图像处理电路79可以配置成基于包括于从相应的传感器761、762和763发送的传感器信号中的车辆传感器信息来判定图像处理电路79是否应该向车道偏离检测ECU 778b输出车道标志位置信息。图像处理电路79可以配置成在判定图像处理电路79应该向车道偏离检测ECU 778b输出车道标志位置信息时向车道偏离检测ECU 778b输出车道标志位置信息。另外,图像处理电路79可以配置成在判定图像处理电路79不应该向车道偏离检测ECU 778b输出车道标志检测信息时不向车道偏离检测ECU 778b输出车道标志检测信息。
由对图像处理电路79是否应该向车道偏离检测ECU 778b输出车道标志检测信息进行判定所使用的车辆传感器信息包括于从相应的传感器761、762和763发送至总线74的传感器信号中,但是本公开不限于此。具体地,从相应的传感器761、762和763经由总线74发送的传感器信号可以通过另一ECU来处理,并且此后,所处理的传感器信号可以被输出发送至前灯控制ECU 778a。此时,图像处理电路79将被包括在所处理的传感器信号中的信息作为车辆传感器信息使用。
具体地,图像处理电路79从车辆传感器信息获得车辆行为参数——如,车辆V的速度、车辆V的加速度和车辆V的横摆角速度——的值。此时,图像处理电路79判定所获得的车辆行为参数的值是否处于相应的第二阈值范围内,该第二阈值范围可以等于或者不同于相对的第一阈值范围。具体地,图像处理电路79对以下方面进行判定:
(1)所获得的车速的值是否等于或低于预定的第二阈值速度;
(2)所获得的加速度的绝对值是否等于或低于预定的第二阈值;
(3)所获得的横摆角速度的值是否等于或低于预定的第二阈值率。
我们来考虑所获得的车辆行为参数的值超出相应的第二阈值范围的第一种情况。换句话说,我们来考虑所获得的车速的值高于第二阈值速度、所获得的加速度的绝对值高于第二阈值、并且所获得的横摆角速度的值高于第二阈值率的第一种情况。
在第一种情况下,图像处理电路79判定图像处理电路79应该向车道偏离检测ECU 778b输出车道标志检测信息。
除此之外,我们来考虑所获得的车辆行为参数的值落入相对应的第二阈值范围的第二情况。换言之,考虑所获得的车辆速度的值等于或低于第二阈值速度的第二情况,所获得的加速度的绝对值等于或低于第二阈值,并且所获得的横摆角速度的值高于第二阈值率。在第二情况中,图像处理电路79确定图像处理电路79不应将车道标志检测信息输出至车道偏离检测ECU 778b。
当接收到从图像处理电路79发送的车道标志检测信息和从相对应的传感器761至763发送的传感器信号时,车道偏离检测ECU 778b配置成判定:
(1)车辆V无意地离开即偏离车辆V正在行驶的车道的可能性高于阈值可能性,还是
(2)车辆V已经无意地离开车辆V之前行驶的车道。
车道偏离检测ECU 778b控制警报装置781至784中的至少一者的对应的致动器以当确定如下情况时启用所述对应的致动器:
(1)车辆V无意地离开车辆V正在行驶的车道的可能性高于阈值可能性,或
(2)车辆V已经无意地离开车辆V之前行驶的车道。
启用警报装置781至784中的至少一者以对车辆V的乘员输出警报信息。
车道偏离检测ECU 778b可以向转向装置771的致动器发送控制信号以当确定如下情况时调节方向盘的转向角:
(1)车辆V无意地离开车辆V正在行驶的车道的可能性高于阈值可能性,或
(2)车辆V已经无意地离开车辆V之前行驶的车道。
对方向盘的转向角的调节防止了车辆无意地离开车道或使无意地离开车道的车辆V返回至车道。
如上所述,车道偏离检测ECU 778b使用车道标志检测信息以用于控制警报装置781至784中的至少一者的致动器和转向装置771的致动器。换言之,车道标志检测信息用作对安装在车辆V中的一个或更多个警报装置781至784的致动器和转向装置771的致动器进行控制的信号。
如上所述,图像处理电路79连续地捕获从图像传感器33a连续地发送的图像,并且经由总线74获得从相对应的传感器761至763发送的传感器信号。随后,图像处理电路79基于捕获的图像和传感器信号执行包括如上阐述的任务40a至40c的各种任务。基于各种任务和传感器信号的结果,图像处理电路79对由车辆控制模块77和HMI模块78中的至少一者控制的目标装置的致动器中的至少一者输出控制信号。
接下来,如下参照图9至图14详细描述根据第一实施方式的照相机模块3的结构以及如何将照相机模块3安装至壳体2。
参照图9和图10,照相机模块3包括透镜组件3A。透镜组件3A包括镜筒31和透镜保持件32,镜筒31包括多个透镜。照相机模块3还包括:照相机板33,即,图像传感器板;以及散热板36,即,传热板。如图13和图14中所图示的,照相机模块3构造成使得从图像传感器33a产生的热经由包括散热板36的散热路径被传递至壳体2。散热板36将被简称为消散板36。
镜筒31包括由例如树脂制成的管状本体31a,多个透镜(例如,图13中图示的311至314)布置在管状本体31a中并且能够彼此同轴地对准。
透镜保持件32由例如树脂制成并且保持镜筒31从而保持多个透镜311至314。镜筒31能够与透镜保持件32一体地形成,使得透镜保持件32直接地保持多个透镜311至314。
透镜保持件32具有大致板状基部32a,该大致板状基部32a构成稍后描述的第二空气通道限定结构。基部32a设置成使得其主要表面定向成朝向车辆V的前后方向。透镜保持件32还包括管状保持体320,管状保持体320附接至基部32a的一个主要表面即前表面,使得管状保持体320的中心轴线沿着车辆V的前后方向延伸。管状保持体320保持镜筒31使得透镜311至314的光轴310与管状保持体320的中心轴线对准。
照相机板33具有其上安装有图像传感器33a的一个主要表面即前表面和与前表面相反的另一主要表面即后表面。图像传感器33a可操作成获取位于车辆V的前方区域的图像。照相机板33牢固地附接至基部32a的另一主要表面即后表面,使得图像传感器33a的中心定位成被透镜311至314的光轴310穿过。照相机模块3安装在壳体2中使得照相机板33面向壳体2的开口21。
散热板36用作传热构件。散热板36例如由高导热金属制成。散热板36设置成将热从照相机板33传递至壳体2。例如,散热板36布置成与照相机板33相接触。照相机板33能够设置成将从图像传感器33a产生的热直接传递至壳体2或经由根据第一实施方式的散热板36传递从图像传感器33a产生的热。
具体地,参照图11,附接壁25的左手侧端部26具有其上安装有照相机板33的表面,并且左手侧端部26的该表面具有带内螺纹的槽26a。类似地,附接壁25的右手侧端部27具有其上安装有照相机板33的表面,并且右手侧端部27的该表面具有带内螺纹的槽27a。参照图10和图12,透镜保持件32具有支承部321,支承部321安装在基部32a的前表面上且位于管状保持本体320的两侧处。支承部321具有在车辆V的纵向方向上的预定宽度。支承部321具有形成为贯通支承部321的并且设置成与带内螺纹的槽26a和27b中的对应的一者对准的带内螺纹的孔321a。透镜保持件32的基部32a具有设置成与相对应的带内螺纹的槽26a和27b对准的带内螺纹的孔33b。具有头部和带外螺纹部的带外螺纹的螺钉35被配装穿过垫片35a、带内螺纹的孔33b和带内螺纹的孔321a、而进入带内螺纹的槽26a。这使得带外螺纹的螺钉35的带外螺纹部能够与带内螺纹的孔33b和321a以及带内螺纹的槽26a接合。类似地,具有头部和带外螺纹部的带外螺纹的螺钉35被配装穿过垫片35a、带内螺纹的孔33b和带内螺纹的孔321a、而进入带内螺纹的槽27a。这使得带外螺纹的螺钉35的带外螺纹部能够与带内螺纹的孔33b和321a和带内螺纹的槽27a接合。这使得照相机板33和透镜保持件32被紧固至壳体2。
参照图11和图13,散热板36具有矩形部分36a和从矩形部分36a的后端部的每个边缘突出的第一端部部分36b。具体地,每个第一端部部分36b被折叠成与矩形部分36a大致垂直。附接壁25的左手侧端部26和右手侧端部27中的每一者具有安装散热板36的矩形部分36a的底部表面。具体地,每个第一端部部段36b从矩形部分36a的后端部的对应的边缘突出,使得每个第一端部部段36b的突出端部填充在垫片35a中的对应的一个垫片35a与照相机板33之间。这使得散热板36能够与照相机板33和透镜保持件32一起紧固至壳体2。
左手侧端部26的底表面具有带内螺纹的槽26b,并且右手侧端部27的底表面具有带内螺纹的槽27b。
散热板36的矩形部分36a还具有与第一端部部分36b相反的第二端部部分36c。每个第二端部部分36c从矩形部分36a的前端部的边缘中的对应的一个边缘向前突出。每个第二端部部分36c的突出边缘具有通孔或带内螺纹的孔,并且安装在带内螺纹的槽26b和27b中的对应的一个带内螺纹的槽上,使得通孔或带内螺纹的孔与带内螺纹的槽26b和27b中的对应的一个带内螺纹的槽对准。
具有头部和带外螺纹的部分的带外螺纹的螺钉37配装穿过其中一个第二端部部分36c的通孔或带内螺纹的孔而进入带内螺纹的槽26b中。这使得带外螺纹的螺钉37的带外螺纹的部分与带内螺纹的槽26b接合。类似地,具有头部和带外螺纹的部分的带外螺纹的螺钉37配装穿过另一个第二端部部分36c的通孔或带内螺纹的孔而进入带内螺纹的槽27b中。这使得带外螺纹的螺钉37的带外螺纹的部分与带内螺纹的槽27b接合。这使得散热板36能够紧固至壳体2。
散热板36具体地构造成在保持高散热性能的同时减少了辐射噪声的产生。稍后将描述散热板36的详细结构。
由以二维阵列布置的CMOS半导体元件即半导体电池构成的二维CMOS图像传感器或由以二维阵列布置的半导体元件即光电二极管构成的二维CCD图像传感器可以用作图像传感器33a。图像传感器33a的每个半导体元件能够操作成接收光并且产生电气信号,该电气信号的水平与所接收到的光的强度匹配。即,图像传感器33a能够操作成产生与车辆V的前方的图像相匹配的电气信号。如上文描述的,图像传感器33a能够用作热源和噪声源两者。
照相机板33牢固地附接至基部32a的另一主要表面即后表面,使得图像传感器33a的中心定位成被透镜311至314的光轴310穿过。照相机模块3安装在壳体2中使得照相机板33面向壳体2的开口21。图像传感器33a电气连接至形成在照相机板33a中的布线图案。
图3中图示的电气连接线束5用作电气连接构件,该电气连接构件将图像传感器33a和位于照相机板33上的其他电路电气连接至图像处理电路79和实施至控制电路板4的其他电路。
需要注意的是,电气连接线束5例如设计为布线板,比如柔性印刷电路板,并且印制在布线板上的线路将图像传感器33a和实施在照相机板33上的其他元件连接至包括图像处理电路79的并且实施在控制电路基板4上的电路。
参照图9,管状保持件本体320具有上半管形壁320a,该上半管形壁320a安装在基部32a的前表面上并且具有开口320b,镜筒31的一个端部即后侧端部配装在开口320b中。管状保持件本体320还具有呈大致C形形状的环绕壁320c,其中,环绕壁320c的两个上端部间隔开。环绕壁320c从上半管形壁320a的环形周缘沿着车辆V的前部方向整体地延伸,并且环绕镜筒31的另一端部即前侧端部。
参照图14,连接器4b安装至除了由包括例如图像处理器的电子部件41构成的图像处理电路79之外的控制电路板4。该连接器4b经由安装至控制电路板4的布线图案而电气连接至图像处理电路79。
如图12至图14中图示的,连接器33c安装在照相机板33的后表面上。电气连接线束5在其两个端部处具有端子,并且电气连接线束5的在其一个端部处的端子配装在连接器4b中使得实现了连接器4b与电气连接线束5之间的电气连接。类似地,电气连接线束5的在其另一端部处的端子配装在连接器33c中使得实现了连接器33c和电气连接线束5之间的电气连接。上述构型使得由图像传感器33a获取的图像能够经由照相机板33和电气连接线束5发送至图像处理电路79。
散热板36的第一端部部分36b固定至照相机板33的后表面,并且散热板36的第二端部部分36c固定至壳体2。这使得从图像传感器33a产生的热能够从散热板36传递至壳体2,从而使得热从壳体2进行外部消散。
控制电路板4——包括图像传感器33a的照相机模块3设置至控制电路板4——和图像处理电路79通过壳体2和底部覆盖件6覆盖;壳体2和底部覆盖件6的组件用作成像装置1的壳。这防止了从图像传感器33a和图像处理电路79输出的信号所存在的噪声向外辐射作为如在图15中由虚线箭头图示的辐射噪声。
另外,根据第一实施方式的照相机板33构造成:
(1)使图像传感器33a和图像处理电路79之间建立电气连接,
(2)减小了由图像传感器33a经由照相机板33、散热板36以及壳体2至图像处理电路79之间的信号路径引起的辐射噪声的产生。
下文参照图15和图16描述照相机板33的详细结构。应指出的是,为了易于理解照相机板33的结构和在壳体2、照相机板33、电气连接线束5、控制电路板4以及底部覆盖件6之间的电气连接,在图15中图示的成像装置1的截面图与图14中图示的成像装置1的截面图略微不同。
参照图15,照相机板33用于实现:
(1)图像传感器33a与电气连接线束5之间的电气连接;
(2)图像传感器33a至壳体2的连接;
(3)通向壳体2的散热。
照相机板33的连接器33c使得能够实现照相机板33与电气连接线束5之间的电气连接。这致使图像传感器33a经由照相机板33和电气连接线束5电气连接至图像处理电路79——该图像处理电路79安装至控制电路板4——的电子部件41。
散热板36安装至照相机板33的一部分;散热板36的安装部分与连接器33c的安装部分不同。散热板36和照相机板33通过螺钉35彼此紧固,使得散热板36还通过螺钉35紧固至壳体2。另外,散热板36的第二端部部分36c通过螺钉37紧固至壳体2。因此,该构型使得从图像传感器33a产生的热经由照相机板33和散热板36传递至壳体2。
对于从图像传感器33a到电子部件41的信号即电流——包括关于获取的图像的信息——的传递以及返回电流的流动两者而言,在图像传感器33a经由照相机板33和电气连接线束5至电子部件41之间的电气路径P1是需要的。即使电流流动通过电流路径P1,壳体2和底部覆盖件6——壳体2和底部覆盖件6覆盖电流路径P1——防止在电流中存在的噪声作为辐射噪声被辐射到壳体2和底部覆盖件6的外部。
照相机板33经由散热板36连结至壳体2,并且壳体2连结至控制电路板4。这会致使形成电流路径P2。如果形成这种电流路径P2,则信号会经由电流路径P2传递至暴露在成像装置1外部的壳体2。这会致使在信号中存在的噪声被辐射至成像装置1的外部。从这个角度看,照相机板33特别地构造成防止电流流动通过电流路径P2,同时提高了从图像传感器33a产生的热的散热效率。
图16图示了照相机板33包括例如由树脂制成的多个绝缘体330和多个导体图案,即由其导热性能比绝缘体330的材料的导热性能更高的材料制成的导体图案331。第一实施方式使用金属比如铜,作为导体图案331的材料。绝缘体330和导体图案331交替地层叠以使多层电路板构成为照相机板33。具体地,绝缘体330被制备,并且导体薄膜形成在绝缘体330的至少一个主要表面的至少一部分上。随后,先前设计的分布图案被应用至绝缘体330的至少一个主要表面的导体薄膜,使得获得了一个导体图案331。两个绝缘体330——两个绝缘体330中的每个绝缘体与形成在其至少一个主要表面的至少一部分上的导体膜一起形成——设置在导体图案331的两侧处作为累积层。将导体图案层331夹住的两个绝缘体330被加压和加热,同时保持被夹住的结构,使得两个绝缘体330和导体图案331彼此一体地组装。先前设计的分布图案应用至安装在两个绝缘体330和导体图案层331的组件的两个外表面上的导体薄膜,使得在两个绝缘体330和导体图案层331的组件的两外侧处形成有导体图案331。两个绝缘体330的上述布置、加压和加热以及图案分布被重复。这产生了绝缘体330、内部导体图案331以及最靠外导体图案331的组件,其中每个内部导体图案331夹置在对应的两个绝缘体330之间。即,最靠外导体图案331位于组件的两个最外表面处。
如果需要,导通孔331a形成为贯通组件以将导体图案化层331的导体图案彼此电气连接,并且盲通孔形成在组件中以将一些导体图案化层331的导体图案彼此电气连接。这获得了由基板330、内部导体图案331以及最靠外导体图案331构成的照相机基板33。
内部导体图案331将被称为内部图案化层331c,并且最靠外导体图案331将被称为最靠外导体图案331d和331e。图16图示了照相机板33的示例。
具体地,图16中图示的照相机板33包括:
(1)用作第一导体图案的最靠外图案化层331d;
(2)用作第二导体图案至第五导体图案的四个内部图案化层331c;
(3)用作第六导体图案的最靠外图案化层331e。
最靠外图案化层331d和331e中的每一者的外表面被覆盖有阻焊剂层332。贯通形成在最靠外图案化层331d的外表面上的阻焊剂层332形成有至少一个孔332a。导体333a——比如焊料——被填充在至少一个孔332a中以能够连接至最靠外图案化层331d。导体333a使得图像传感器33a能够通过导体333a电气连接至导体图案331中的至少一个导体图案。
类似地,贯通形成在最靠外图案化层331e的外表面上的阻焊剂层332形成有至少一个孔332b。导体333b——比如焊料——被填充在至少一个孔332b中以能够连接至最靠外图案化层331e。导体333b使得连接器33c的电气端子能够通过导体333b电气连接至导体图案331中的至少一个导体图案。
如图16中所图示的,照相机板33具有第一最外表面33H1,该第一最外表面33H1作为形成在最靠外图案化层331d的外表面上的阻焊剂层322的最外表面。类似地,照相机板33具有第二最外表面33H2,该第二最外表面33H2作为形成在最靠外图案化层331e的外表面上的阻焊剂层322的最外表面。
第一最外表面33H1分成安装有图像传感器33a的第一区域33H1a和没有安装图像传感器的第二区域33H1b。第二最外表面33H2分成与第一最外表面33H1的第一区域33H1a相反的第一区域33H2a和与第一最外表面33H1的第二区域33H1b相反的第二区域33H2b。连接器33c安装在第二最外表面33H2的第一区域33H2a上,并且散热板36的第一端部部分36b中的一个第一端部部分安装在第二最外表面33H2的第二区域33H2b上。
即,照相机板33被分成:
(1)传感器布置区域R1,该传感器布置区域R1限定在照相机板33的第一最外表面33H1的第一区域33H1a与第二最外表面33H2的第一区域33H2a之间,
(2)散热区域R2,该散热区域R2限定在照相机板33的第一最外表面33H1的第二区域33H1b与第二最外表面33H2的第二区域33H2b之间。
为了简化照相机板33的图示,图16仅图示了照相机板33的针对散热板36的其中一个第一端部部分36b的位于传感器布置区域R1的右侧处的散热区域R2。然而,实际上提供了照相机板33的针对散热板36的另一第一端部部分36b的位于图16中的连接器33c的左侧处的散热区域R2(参见图20)。
上述导体333a和333b布置在传感器布置区域R1中。
如图16中图示的,照相机板33的传感器布置区域R1包括第一导体图案331d、第二导体图案至第五导体图案331c以及第六导体图案331e。第一导体图案至第六导体图案331d、331c以及331e设置成经由基板330中的对应的一个基板彼此面对。第一导体图案至第六导体图案331d、331c以及331e经由导通孔331a彼此电气连接。由于第一导体图案至第六导体图案331d、331c以及331e的形状可以各不相同,所以第一导体图案至第六导体图案331d、331c以及331e可以经由基板330中的对应的一个基板部分地设置成不彼此面对。
如图16中图示的,照相机板33的散热区域R2不包括与所有的第一导体图案331d、第二导体图案至第五导体图案331c以及第六导体图案331e对应的导体图案。照相机板33的散热区域R2包括与第一导体图案331d、第二导体图案至第五导体图案331c以及第六导体图案331e中的一些导体图案对应的导体图案。
具体地,照相机板33的散热区域R2包括与第六导体图案331e对应的导体图案331e1。在散热区域R2中的位于最靠近散热板36的导体图案331e1与传感器布置区域R1中的对应的第六导体图案331e电气隔离。照相机板33的散热区域R2不包括与第五导体图案331c对应的导体图案但包括与传感器布置区域R1中的对应的第四导体图案331c电气隔离的导体图案331c1。导体图案331c1经由对应的绝缘体330面对导体图案331e1。照相机板33的散热区域R2不包括与传感器布置区域R1中的第二导体图案331c对应的导体图案。
相反,照相机板33的散热区域R2包括导体图案331c2,该导体图案331c2定位成足够地远离于散热板36、一体地连结至位于传感器布置区域R1中的对应的第三导体图案331c。照相机板33的散热区域R2包括导体图案331d1,该导体图案331d1定位成足够地远离于散热板36、一体地连结至位于传感器布置区域R1中的对应的第一导体图案331d。
导体图案331e1、331c1、331c2和331d1设置成经由对应的绝缘体330至少部分地彼此面对。
如上文所述,导体图案——即,导体图案331e1、331c1、331c2和331d1——的至少一部分连结至导体图案331e、331c、331c和331d中的对应的一者。这使得热能够经由导体图案331e1、331c1、331c2和331d1中的至少一部分更好地传递至散热板36;导体图案331e1、331c1、331c2和331d1比绝缘体330具有更高的导热性能。
此外,导体图案331e1、331c1、331c2和331d1中的定位成最靠近散热板36的一者与位于传感器布置区域R1中的导体图案331电气隔离。这消除了介于壳体2与控制电路板4之间的电流路径P2的出现。这使得电流不能流动在图像传感器33a与电子部件41——该电子部件41例如包括图像处理器——之间。
位于散热区域R2中的导体图案331e1、331c1、331c2和331d1经由对应的绝缘体330设置成至少部分地彼此面对。这使得能够在位于散热区域R2中的导体图案331e1、331c1、331c2和331d1之间更好地可传递热。这使得从传感器布置区域R1传递至散热区域R2的热能够传递至导体图案331e1、331c1、331c2和331d1。传递至导体图案331e1、331c1、331c2和331d1的热进一步经由散热板36传递至壳体2,并且此后从壳体2消散。
这种构型使得壳体2能够与图像传感器33a电气隔离,因此减少了由图像传感器33a产生的噪声引起的辐射噪声的出现。这种构型还能够使从图像传感器33a产生的热能够从壳体2有效地消散。
应当指出的是,照相机板33的形成有带内螺纹的孔33b的部分的对应的导体图案331未暴露在带内螺纹的孔33b的内壁上。这使得螺钉35能够与导体图案331电气隔离。在图16中,导通孔331a用作线的一部分,包括关于获取的图像的信息的信号通过线传递,但实际上形成了多个导通孔331a。多个导通孔331a中的一个导通孔331a用作对照相机板33供给电力的线的一部分,并且多个导通孔331a中的另一个导通孔331a用作使照相机板33接地的线的一部分。导体图案331中的每个导体图案具有预定的布局,在预定的布局中,对应的导体图案331包括在其水平方向上的分隔开的图案化元件;水平方向与导体图案331的层叠方向垂直。定位成最靠近散热板36的最靠外导体图案331e1与位于散热区域R2中的连接至图像传感器33a的其他导体图案331d1和331c1至331c3电气隔离。这使得没有建立从照相机板33至散热板36和壳体2的电气路径P2。此外,壳体2的表面涂覆有绝缘漆,使得散热板36与壳体2电气隔离。这可靠地防止了建立电气路径P2。
散热区域R2不包括与传感器布置区域R1中的第五导体图案331c对应的导体图案。这使得能够建立在照相机板33的层叠方向上的介于相邻的导体图案331e1和331c1之间的足够长的距离。这减小了由相邻的导体图案331e1和331c1限定的电容器的电容。具体地,由相邻的导体图案331e1和331c1限定的电容器的电容C表示为如下等式【1】:
C=εS/d
其中,S表示导体图案331e1的面对导体图案331c1的表面的表面,并且d表示相邻的导体图案331e1与331c1之间的距离。
因此,相邻的导体图案331e1与331c1之间的距离d越长,则由相邻的导体图案331e1与331c1限定的电容器的电容C越低。
如果位于相邻的导体图案331e1与331c1之间的用作电容器的绝缘体330的距离d是短的,则从图像传感器33a产生的噪声频率的增大会增大流动通过包括电容器的电气路径P2的交流电分量的可能性。这是因为具有比预定阈值频率更大的频率的交流电能够流动通过电容器。因此,在相邻的导体图案331e1和331c1之间的电容的减小使得阈值频率能够增大,从而使得能够变换噪声的频率范围,该噪声可以穿过相邻的导体图案331e1和331c1、通向更高侧,并且减弱噪声。因此,这减少了由图像传感器33a产生的噪声引起的辐射噪声的出现。
根据第一实施方式的散热区域R2优选地不包括与位于传感器布置区域R1中的导体图案331中的至少一个导体图案对应的导体图案。散热区域R2可以根据从图像传感器33a产生的噪声的频率范围而包括与位于传感器布置区域R1中的所有导体图案331对应的导体图案。即,根据从图像传感器33a产生的噪声的频率范围可以确定位于散热区域R2中的导体图案如何形成为与位于传感器布置区域R1中的导体图案331匹配。
优选的是,至少两个导体图案沿着照相机板33的层叠方向即厚度方向对称地设置。与位于传感器布置区域R1中的第一导体图案331至第五导体图案331匹配的导体图案能够形成为相应地连结至对应的第一导体图案331至第五导体图案331。如图16中图示的,散热区域R2不包括与位于传感器布置区域R1中的第五导体图案331c对应的导体图案以用于使照相机板33与壳体2电气隔离。出于这种原因,为了保持在散热区域R2中的导体图案关于穿过照相机板33的厚度的中间点且垂直于厚度方向的水平平面HP对称,散热区域R2不包括与位于传感器布置区域R1中的第二导体图案331c对应的导体图案。这使得关于水平平面HP布置在散热板侧处的剩余的导体图案的数量与关于水平平面HP布置在另一侧处的剩余的导体图案的数量对称。即使每个导体图案331的热膨胀系数与绝缘体330的热膨胀系数彼此不同,当热被施加至照相机板33时根据第一实施方式的照相机板33的结构减少了如下部分之间的膨胀或收缩的差异:
(1)照相机板33的在厚度方向上相对于水平平面HP的第一侧部
(2)照相机板33的在厚度方向上相对于水平平面HP的第二侧部。这使得能够减小照相机基板33的弯曲。
根据第一实施方式的上述成像装置1构造成将图像传感器33a电气连接至控制电路板4的图像处理电路79同时使图像传感器33a与位于散热区域R2中的散热板36和壳体2电气隔离。这使得能够减少由图像传感器33a产生的噪声引起的辐射噪声的出现,同时使得从图像传感器33a产生的热能够从壳体2有效地消散。
第二实施方式
下文参照图17描述根据本公开的第二实施方式的成像装置1A。
根据第二实施方式的成像装置1A的结构和功能与根据第一实施方式的成像装置1的那些结构和功能的主要区别在于如下几点。
参照图17,在照相机基板33与壳体2之间布置有代替散热板36的散热凝胶即传热凝胶38。散热凝胶38——简称为消散凝胶38——能够建立从照相机板33至壳体2的热传递。能够使用绝缘材料比如树脂作为散热凝胶38。例如,硅酮凝胶能够用作散热器凝胶38。如果散热器凝胶38由绝缘材料制成,则不存在从照相机板33经由壳体2与电子部件41之间的电气路径2。除了散热凝胶38用作电气绝缘体之外,构造成如同第一实施方式的照相机板33更可靠地防止建立电气路径2。
散热凝胶38可以与散热板36一起使用,散热板36和散热凝胶38可以构造成从其两者经由壳体2消散从图像传感器33a产生的热。第三实施方式
下文参照图18描述根据本公开的第三实施方式的成像装置1B。
根据第三实施方式的成像装置1B的结构和功能与根据第一实施方式的成像装置1的那些结构和功能的主要区别在于如下几点。
参照图18,在照相机板33的后表面与散热板36的至少第一端部部分36b之间布置有绝缘片39。即,每个带外螺纹的螺钉35被配装穿过对应的垫圈35a、对应的第一端部部分36b、绝缘片39、对应的带内螺纹的孔33b和321a而进入带内螺纹的槽27a中。这使得带外螺纹的螺钉35的带外螺纹的部分与带内螺纹的孔33b和321a以及带内螺纹的槽27a接合。例如,可以使用硅胶片(silicon sheet)或丙烯酸片作为绝缘片39。
成像装置1B的构型使得能够改进照相机板33与散热板36之间的绝缘性能,从而能够更可靠地防止建立电气路径2。
第四实施方式
下文参照图19和图20描述根据本公开的第四实施方式的成像装置1C。
根据第四实施方式的成像装置1C的结构和功能与根据第一实施方式的成像装置1的那些结构和功能的主要区别在于如下几点。
参照图19,根据第四实施方式的成像装置1C构造成使得图像传感器33a布置在照相机板33X的前表面上并且散热板36X紧固至散热板36的前表面。具体地,散热板36的第一端部部分36b中的每个第一端部部分的突出端部安装在位于照相机板33X的前表面上的对应的带内螺纹的孔33b上。每个带外螺纹的螺钉35配装穿过对应的垫圈35a、以及对应的第一端部部分36b进入对应的带内螺纹的孔33b中。每个带内螺纹的孔33b能够设计为带内螺纹的槽。这使得带外螺纹的螺钉35的带螺纹的部分能够与带螺纹的孔33b接合。
根据第四实施方式的照相机板33A优选地具有作为示例的图20中图示的下列结构。
照相机板33A的传感器布置区域R1与根据第一实施方式的照相机板33的传感器布置区域R1类似。
如图20中图示的,如同第一实施方式连接器33c安装在第二最外表面33H2的第一区域33H2a。相反地,散热板36的第一端部部分36b中的一个第一端部部分相对于传感器布置区域R1安装在第一最外表面33H1的右侧第二区域33H1b上。此外,散热板36的第一端部部分36b中的另一个第一端部部分相对于传感器布置区域R1安装在第一最外表面33H1的左侧第二区域33H1b上。第二最外表面33H2的右侧第二区域33H2b与第一最外表面33H1的右侧第二区域33H2b相反,并且第二最外表面33H2的左侧第二区域33H2b与第一最外表面33H1的左侧第二区域33H2b相反。
即,照相机板33X被分成:
(1)传感器布置区域R1,该传感器布置区域R1限定在照相机板33X的第一最外表面33H1的第一区域33H1a与第二最外表面33H2的第一区域33H2a之间,
(2)右侧散热区域R2a,该右侧散热区域R2a限定在照相机板33X的第一最外表面33H1的右侧第二区域33H1b与第二最外表面33H2的右侧第二区域33H2b之间,
(3)左侧散热区域R2b,该左侧散热区域R2b限定在照相机板33X的第一最外表面33H1的左侧第二区域33H1b与第二最外表面33H2的左侧第二区域33H2b之间。
照相机板33X的散热区域R2a和R2b中的每一者不包括所有的第一导体图案331d、第二导体图案至第五导体图案331c以及第六导体图案331e。照相机板33X的散热区域R2a和R2b中的每一者包括与第一导体图案331d、第二导体图案至第五导体图案331c以及第六导体图案331e中的一些导体图案对应的导体图案。
具体地,照相机板33X的散热区域R2a和R2b中的每一者包括与第一导体图案331d对应的导体图案331d1a。位于散热区域R2a和R2b中的每一者中的定位成最靠近散热板36的导体图案331d1a与位于传感器布置区域R1中的对应的第一导体图案331d电气隔离。照相机板33X的散热区域R2a和R2b都不具有与第二导体图案331c对应的导体图案,而包括与位于传感器布置区域R1中的对应的第三导体图案331c电气隔离的导体图案331c2a。导体图案331c2a经由对应的绝缘体330面对导体图案331d1a。散热区域R2a和R2b中的每一者不包括与位于传感器布置区域R1中的第五导体图案331c对应的导体图案。
相反,散热区域R2a和R2b中的每一者包括导体图案331c1a,该导体图案331c1a定位成距离散热板36足够远并且整体地连结至位于传感器布置区域R1中的对应的第四导体图案331c。散热区域R2a和R2b中的每一者包括导体图案331e1a,该导体图案331e1a定位成距离散热板36足够远并且整体地连结至位于传感器布置区域R1中的对应的第六导体图案331e。
如上文所述,导体图案——即,导体图案331d1a、331c2a、331c1a和331e1a——的至少一部分连结至导体图案331d、331c、331c和331e中的对应的一者。这使得热能够经由导体图案331d1a、331c2a、331c1a和331e1a中的至少一部分更好地传递至散热板36;导体图案331d1a、331c2a、331c1a和331e1a比绝缘体330具有更高的导热性能。
此外,导体图案331d1a、331c2a、331c1a和331e1a中的定位成最靠近散热板36的一者与位于传感器布置区域R1中的导体图案331电气隔离。这消除了介于壳体2与控制电路板4之间的电流路径P2的出现。这使得电流不能在图像传感器33a与电子部件41之间流动。
位于散热区域R2a和R2b中的每一者中的导体图案331d1a、331c2a、331c1a和331e1a经由对应的绝缘体330设置成至少部分地彼此面对。这使得热能够更好地可传递在位于散热区域R2a和R2b中的每一者中的导体图案331d1a、331c2a、331c1a和331e1a之间。这使得从传感器布置区域R1传递至散热区域R2a和R2b中的每一者的热能够传递至导体图案331d1a、331c2a、331c1a和331e1a。传递至导体图案331d1a、331c2a、331c1a和331e1a的热进一步经由散热板36传递至壳体2,并且此后从壳体2消散。
这种构型使得壳体2能够与图像传感器33a电气隔离,因此减少了由图像传感器33a产生的噪声引起的辐射噪声的出现。这种构型还能够使从图像传感器33a产生的热能够从壳体2有效地消散。
第五实施方式
下文参照图21描述根据本公开的第五实施方式的成像装置1D。
根据第五实施方式的成像装置1D的结构和功能与根据第一实施方式的成像装置1的那些结构和功能的主要区别在于如下几点。
参照图21,照相机板33Y的散热区域R2包括导体图案331f,每个导体图案331f对应于位于传感器布置区域R1中的第一导体图案至第六导体图案331d、331c和331e中的每一者。位于散热区域R2中的每个导体图案331f与第一导体图案至第六导体图案331d、331c和331e中的对应的一个导体图案电气隔离。
能够消除导体图案331f中的至少一个导体图案。特别地,位于散热区域R2中的导体图案331f——导体图案331f与位于传感器布置区域R1中的所有的第一导体图案至第六导体图案331d、331c和331e电气隔离——能够更好地改进在散热区域R2中的导热性能。导盲孔331b各自形成在绝缘体330中以使对应的相邻的一对导体图案331f之间电气连接。通过导盲孔331b彼此电气连接的导体图案331f能够使热在散热区域R2中更好地传递。
位于散热区域R2中的导体图案331f设置成经由对应的绝缘体330彼此面对。这使得热能够更好地可传递在位于散热区域R2中的导体图案331f之间。成像装置1D的这种构型使得壳体2能够与图像传感器33a电气隔离,从而减小了基于从图像传感器33a产生的噪声的辐射噪声的出现。这种构型还能够使从图像传感器33a产生的热能够从壳体2有效地消散。
本发明不限于上文提到的各实施方式。成像装置1至1D中的每一者的元件在本公开的范围内对于成像装置而言不是必需的,除非元件被清楚地描述为必需元件或元件明显地是必需的。即使元件的数量、元件的值、元件的量以及元件的范围公开在说明书中,本公开不限于此,除非元件的数量、元件的值、元件的量以及元件的范围被清楚地描述为必需的或其原则上被估计是必需的。即使元件的形状、位置和位置关系被公开在说明书中,但本公开不限于此,除非元件的形状、位置和位置关系被清楚地描述为必需的或其原则上被估计是必需的。
具体地,下列改型能够被包括在本公开的范围内,并且改型能够选择性地以组合的方式或单独地应用至第一实施方式至第五实施方式。即,改型中的至少一些改型能够自由地应用至第一实施方式至第五实施方式。
在第一实施方式至第五实施方式中公开的特征能够在本公开的范围内彼此自由地组合。
散热板36例如在第一实施方式中用作传热构件。具有高的传热速率——即,导热率——的石墨板36G能够用作传热构件来代替散热板36。具体地,作为散热板36的替代使用的石墨板36G能够通过螺钉35紧固至照相机板33,或能够在散热区域中通过例如粘合剂粘合至照相机板33。
由于石墨板36G具有高的传热率,具有作为传热构件的这种石墨板36G的成像装置能够实现优异的散热性能。石墨板能够简单地布置在照相机板33与壳体2之间。应指出的是,石墨板36G是薄的并且具有高的介电常数。因此,为了可靠地实现充分的电气隔离特征,优选的是,石墨板36G的第一部分与照相机板33接触,并且石墨板36G的充分地远离第一部分的第二部分与照相机板33接触。这种构型与图13中图示的散热板36的构型类似。
可以使用散热板36或石墨板以及在第二实施方式中描述的散热凝胶38。还能够使用散热板36或作为替代散热凝胶38的散热片——比如硅胶片或丙烯酸片。
第一实施方式至第五实施方式中的每一者使用传热构件,比如散热板36或散热凝胶38,该传热构件设计成作为独立于壳体2的单独构件,但本公开不限于此。具体地,壳体2的一部分能够用作传热构件。具体地,壳体2的部分2P能够在散热区域R中与照相机板33直接接触(参见图14中的假想线)。这种构型允许壳体2的部分2P用作传热构件。即,壳体2的部分2P使从图像传感器33a产生的热能够直接地从照相机板33传递至壳体2。
壳体2和底部壳7的组件用作用于容置成像装置1的部件——比如图像传感器33a、照相机板33以及控制电路板4——的壳,但本公开不限于此。具体地,可以使用能够容置成像装置1的部件的具有各种形状和/或构型的壳中的一个壳。
绝缘片39根据第三实施方式布置在散热板36与照相机板33之间,但代替绝缘片39可以由具有高传热率的材料——比如石墨材料——制成的传热片39T布置在散热板36与照相机板33之间。
尽管在文中已经描述了本公开的示意性实施方式和其改型,本公开不限于文中描述的实施方式和其改型。具体地,本公开包括具有基于本公开将由本领域技术人员理解的改型、省略、组合(例如,所有各实施方式的各方面)修改和/或替代的任意实施方式和所有实施方式。在各权利要求中的限制不应基于在权利要求中采用的语言而广义地理解并且不限于本说明书中描述的示例或在实施应用期间的示例,这些示例被解释为非排他性的。

Claims (14)

1.一种成像装置,包括:
金属壳体,所述金属壳体包括开口;
图像传感器,所述图像传感器容置在所述壳体中并且构造成通过所述开口获取所述壳体的外部的图像并且输出用于指示所获取的图像的信号;
图像传感器板,所述图像传感器板容置在所述壳体中并且包括第一区域和第二区域,所述第一区域包括:多个第一导体图案;多个第一绝缘体,所述第一导体图案和所述第一绝缘体构成多层结构件,所述多个第一导体图案彼此电气连接;第一最外表面,所述图像传感器安装在第一最外表面上;以及第二最外表面,所述第二最外表面与所述第一最外表面相反,所述第二区域包括:多个第二导体图案;以及多个第二绝缘体,所述第二导体图案和所述第二绝缘体构成多层结构件;以及
控制电路板,所述控制电路板经由所述第二最外表面电气连接至所述第一导体图案,使得从所述图像传感器输出的信号经由所述第一导体图案被传递至所述控制电路板;以及
传热构件,所述传热构件布置成与所述图像传感器板的所述第二区域相接触以用于将所述图像传感器所产生的热传递至所述壳体,
位于所述第二区域中的所述第二导体图案包括最靠近所述传热构件定位的最靠近导体图案,所述最靠近导体图案与所述第一导体图案电气隔离。
2.根据权利要求1所述的成像装置,其中,位于所述第二区域中的所述多个第二导体图案中的除了所述最靠近导体图案之外的至少一个第二导体图案连接至位于所述第一区域中的所述多个第一导体图案中的一个第一导体图案。
3.根据权利要求2所述的成像装置,其中,所述传热构件与所述第二最外表面相接触,并且位于所述第二区域中的所述多个第二导体图案中的除了所述最靠近导体图案之外的至少一个第二导体图案定位成远离所述传热构件。
4.根据权利要求1所述的成像装置,其中,所述第一导体图案和所述第一绝缘体交替地层叠以构成所述多层结构件,并且所述第一导体图案中的至少一个第一导体图案面对所述第二绝缘体中的对应的一个第二绝缘体。
5.根据权利要求4所述的成像装置,其中,所述图像传感器板具有介于所述第一最外表面与所述第二最外表面之间的预定的厚度,并且位于所述第二区域中的所述第二导体图案在所述图像传感器板的厚度方向上对称地设置。
6.根据权利要求1所述的成像装置,其中,位于所述第二区域中的所有的所述第二导体图案与位于所述第一区域中的所述第一导体图案电气隔离。
7.根据权利要求6所述的成像装置,其中,位于所述第二区域中的所述第二导体图案彼此电气连接。
8.根据权利要求1所述的成像装置,其中,所述传热构件包括构造成将从所述图像传感器板产生的热传递至所述壳体的散热板。
9.根据权利要求1所述的成像装置,其中,所述传热构件包括构造成将从所述图像传感器板产生的热传递至所述壳体的石墨板。
10.根据权利要求1所述的成像装置,还包括布置在所述传热构件与所述图像传感器板之间的绝缘片。
11.根据权利要求1所述的成像装置,还包括布置在所述传热构件与所述图像传感器板之间的传热片。
12.根据权利要求1所述的成像装置,还包括布置在所述图像传感器板与所述壳体之间的散热凝胶。
13.根据权利要求1所述的成像装置,还包括布置在所述图像传感器板与所述壳体之间的散热片(38S)。
14.一种图像传感器板,包括:
第一区域,所述第一区域包括:多个第一导体图案;多个第一绝缘体,所述第一导体图案和所述第一绝缘体构成多层结构件,所述多个第一导体图案彼此电气连接;第一最外表面,所述第一最外表面上待安装图像传感器;以及第二最外表面,所述第二最外表面与所述第一最外表面相反;
第二区域,所述第二区域包括:多个第二导体图案;以及多个第二绝缘体,所述第二导体图案和所述第二绝缘体构成多层结构件;所述第一导体图案能够经由所述第二最外表面电气连接至控制电路板;以及
传热构件,所述传热构件布置成与所述图像传感器板的所述第二区域相接触以用于传递从所述图像传感器板产生的热,
位于所述第二区域中的所述第二导体图案包括最靠近所述传热构件定位的最靠近导体图案,所述最靠近导体图案与所述第一导体图案电气隔离。
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