CN220139661U - 光学单元和摄像装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供光学单元和摄像装置，能够抑制因由内部的发热源产生的热和来自外部的光而导致光学特性恶化。摄像装置(1)具有：电路板(4)，其包含安装有作为发热源的LED(10)的第一安装部(61)和安装有应避免来自LED的热的摄像元件(12)的第二安装部(62)；壳体(2)，其在内部形成有收纳电路板的收纳空间(S)；以及罩部件(3)，其覆盖收纳于壳体的收纳空间的电路板。罩部件由热传导率比壳体高的材料构成。电路板的第一安装部和第二安装部在LED与摄像元件之间空间地分离。罩部件构成为与电路板的第一安装部热接触。

Description

光学单元和摄像装置

技术领域

本实用新型涉及光学单元和摄像装置，尤其涉及包含摄像元件的摄像装置。

背景技术

通常，构成摄像装置等的光学单元包含成为发热源的电子部件，来自该发热源的热对其他电子部件的动作造成不良影响，因此要求将由发热源产生的热有效地向外部释放。因此，也考虑将覆盖电子部件的金属制的罩安装于电路板，并且经由配置于电子部件与罩之间的散热部件将由电子部件产生的热传递至罩而向外部释放(例如，参照专利文献1)。但是，在这样的构造中，为了将由电子部件产生的热向外部释放，除了电路板以外还需要罩和散热部件，因此，存在用于抑制由热引起的光学特性的恶化的成本变高的倾向。

专利文献1：日本特开2021-111718号公报

实用新型内容

本实用新型是鉴于这样的现有技术的问题点而完成的，其目的在于提供能够通过廉价的结构来抑制因由内部的发热源产生的热而导致光学特性恶化的光学单元和摄像装置。

本实用新型的第一方式提供一种光学单元，其包含至少一个光学部件，其特征在于，该光学单元具有：电路板，其包含第一安装部和第二安装部，该第一安装部安装有作为发热源的第一电子部件，该第二安装部安装有应避免来自所述发热源的热的第二电子部件；以及壳体，其在内部形成有收纳所述电路板的收纳空间，所述电路板的所述第一安装部的至少一部分和所述第二安装部的至少一部分在以最短距离连结所述第一电子部件和所述第二电子部件的路径上空间地分离。

本实用新型的第二方式的光学单元的特征在于，在第一方式的光学单元中，该光学单元还具有罩部件，该罩部件覆盖收纳于所述壳体的所述收纳空间的所述电路板，所述罩部件由热传导率比所述壳体高的材料构成，构成为与所述电路板的至少所述第一安装部热接触。

本实用新型的第三方式的光学单元的特征在于，在第二方式的光学单元中，所述罩部件由导电性的材料形成，构成为与所述电路板的接地部电连接。

本实用新型的第四方式的光学单元的特征在于，在第三方式的光学单元中，所述罩部件包含：板状部，其与所述电路板对置；以及侧片，其以包围所述电路板的方式从所述板状部的周缘部朝向所述壳体延伸。

本实用新型的第五方式的光学单元的特征在于，在第四方式的光学单元中，所述壳体具有从侧部突出的卡合爪，在所述罩部件的所述侧片上形成有能够与所述壳体的所述卡合爪卡合的卡合孔。

本实用新型的第六方式的光学单元的特征在于，在第二方式的光学单元中，该光学单元还具有能够弹性变形的弹性连接部，该弹性连接部将所述电路板与所述罩部件之间热连接。

本实用新型的第七方式的光学单元的特征在于，在第一方式的光学单元中，所述第一电子部件包含发光二极管、电源控制部以及串行器中的至少一个。

本实用新型的第八方式的光学单元的特征在于，在第一方式的光学单元中，所述第二电子部件包含摄像元件。

本实用新型的第九方式提供一种摄像装置，其特征在于，该摄像装置由上述第八方式的光学单元构成。

附图说明

图1是示出作为本实用新型的一个实施方式中的光学单元的摄像装置的前方立体图。

图2是图1所示的摄像装置的前方分解立体图。

图3是图1所示的摄像装置的后方分解立体图。

图4是图2所示的摄像装置中的电路板的主视图。

图5是示出图4所示的电路板的变形例的主视图。

标号说明

1：摄像装置；2：壳体；3：罩部件；4：电路板；6：罩板；10：LED(第一电子部件)；12：摄像元件(第二电子部件)；14：连接器；16：镜头镜筒；17A、17B：图案部；18A、18B：弹簧部件(弹性连接部)；22：筒部；23：反射器；27：卡合爪；31：板状部；32：侧片；34：卡合片；35：卡合孔；60：隔热槽；61：第一安装部；62：第二安装部；63：第三安装部；S：收纳空间。

具体实施方式

以下，参照图1至图5对作为本实用新型的光学单元的摄像装置的实施方式进行详细地说明。在图1至图5中，对相同或相当的构成要素标注相同的标号而省略重复的说明。另外，在图1至图5中，存在夸张地示出各构成要素的比例尺、尺寸的情况、省略了一部分构成要素的情况。在以下的说明中，在没有特别提及的情况下，“第一”、“第二”等用语只是为了将构成要素相互区分而使用的，并不表示特定的位次、顺序。

图1是示出作为本实用新型的一个实施方式中的光学单元的摄像装置1的立体图，图2是摄像装置1的前方分解立体图，图3是后方分解立体图。如图1至图3所示，该摄像装置1包含长方体状的壳体2、安装于壳体2的后方的罩部件3以及矩形板状的电路板4。对本实施方式中的摄像装置1例如是在监视汽车的驾驶员的状态(注意力的降低、瞌睡的征兆等)的驾驶员监视系统(DMS)中使用的摄像装置的情况进行了说明，但本实用新型的摄像装置当然也能够用于其他用途。另外，在本实施方式中，为了方便起见，将图1中的+Z方向称为“前”或“前方”，将-Z方向称为“后”或“后方”。

在电路板4的前表面安装有例如作为射出近红外光的光源的2个发光二极管(LED)10、摄像元件12以及2个连接器14。该电路板4收纳于壳体2的内部的收纳空间S。在电路板4上形成有供螺钉51贯穿插入的贯穿插入孔41，通过将螺钉51贯穿插入于该贯穿插入孔41并使该螺钉51与形成于壳体2的螺钉固定部21螺合，将电路板4固定于壳体2。

另外，在电路板4的前表面安装有在内部保持至少一个透镜的镜头镜筒16。在电路板4上形成有供螺钉52贯穿插入的贯穿插入孔42，通过将螺钉52贯穿插入于该贯穿插入孔42并使该螺钉52与形成于镜头镜筒16的螺纹孔16A螺合，将镜头镜筒16固定于电路板4。

壳体2具有：筒部22，其包围镜头镜筒16的前端；以及反射器23，其具有以包围2个LED 10各自的光轴的方式形成的弯曲反射面。在筒部22的前部形成有矩形状的窗24。另外，在壳体2的前表面形成有矩形状的凹部25，在该凹部25通过双面胶带5安装有矩形板状的罩板6。

罩板6由透射从LED 10发出的光的材料形成。在本实施方式中，从LED 10射出近红外光，在摄像元件12中获取近红外光的图像，因此，为了降低可见光对由摄像元件12得到的图像的影响，能够使用截止可见光波长区域的光的可见光截止滤镜作为罩板6。

在连接器14上能够连接对方连接器(未图示)。连接器14具有与电路板4上的包含LED 10和摄像元件12在内的电子部件连接的端子，通过将连接器14和对方连接器连接，将由摄像元件12得到的信号输出到外部，另外，从外部向LED 10输入控制信号。通过这样的结构，能够一边从LED 10射出光而对摄影对象物进行照明，一边通过摄像元件12拍摄由该光照明的摄影对象物。

罩部件3以覆盖收纳于壳体2的收纳空间S的电路板4的方式安装于壳体2的后部。该罩部件3由热传导率比壳体2高的材料形成，优选还具有导电性。例如，罩部件3由铜、铝、镍等金属形成。

罩部件3包含与电路板4对置的矩形的板状部31和以包围收纳于壳体2的收纳空间的电路板4的方式从板状部31的周缘部朝向前方(+Z方向)延伸的侧片32。在板状部31形成有供螺钉53贯穿插入的贯穿插入孔33，通过将螺钉53贯穿插入于该贯穿插入孔33并使该螺钉53与形成于壳体2的螺钉固定部26螺合，将罩部件3固定于壳体2。

另外，罩部件3的沿着Y方向延伸的侧片32具有能够在X方向上弹性变形的多个卡合片34，在各个卡合片34上形成有矩形形状的卡合孔35。在壳体2上，与这些卡合孔35对应地形成有多个卡合爪27，通过使该卡合爪27与罩部件3的卡合片34的卡合孔35卡合，能够简单地将罩部件3安装于壳体2。

图4是电路板4的主视图。如图4所示，电路板4包含安装有LED 10的第一安装部61、安装有摄像元件12的第二安装部62以及安装有连接器14的第三安装部63。在该摄像装置1中，特别是LED 10可能成为发热源。例如，在由LED 10产生的热传递到摄像元件12而摄像元件12超过结温时，摄像元件12不正确地进行动作。因此，需要尽可能地避免来自LED 10的热传递到摄像元件12。

从这样的观点出发，在本实施方式中，在安装于第一安装部61的LED 10与安装于第二安装部62的摄像元件12之间形成沿Y方向延伸的隔热槽60，使第一安装部61与第二安装部62在空间上分离。由此，在LED 10与摄像元件12之间存在热传导率低的空气存在的隔热槽60。因此，由LED 10产生的热不易传递到摄像元件12，仅通过电路板20就能够抑制因由LED 10产生的热而导致摄像元件12的光学特性恶化。这样的隔热槽60只要至少存在于以最短距离连结LED 10和摄像元件12的路径上即可，如后述那样能够变更为各种形状。

如图3所示，在电路板4的第一安装部61的后表面(LED 10的后方)形成有由铜箔等形成的图案部17A，在该图案部17A例如通过焊料等安装有能够弹性变形的弹簧部件18A(弹性连接部)。同样地，在电路板4的第三安装部63的后表面也形成有与安装于电路板4的电气部件以及连接器14的接地部电连接的图案部17B，在该图案部17B例如通过焊料等安装有能够弹性变形的弹簧部件18B。这些图案部17A、17B与安装于电路板4的表面的LED 10的接地部、连接器14的接地部电连接。弹簧部件18A、18B与罩部件3同样地优选由热传导率高且具有导电性的材料(例如铜、铝、镍等金属)形成。

该弹簧部件18A、18B分别具有弯曲成大致S字状的截面，能够在Z方向上弹性变形。通过该弹簧部件18A、18B与罩部件3的板状部31弹性接触，罩部件3与电路板4热接触。特别是，罩部件3经由弹簧部件18A与电路板4的安装有LED 10的第一安装部61热连接，因此由作为发热源的LED 10产生的热通过上述的隔热槽60而不易传递到第二安装部62，而经由弹簧部件18A传递到罩部件3。这样，根据本实施方式，由LED 10产生的热比起传递到第二安装部62的摄像元件12更容易传递到罩部件3，从而能够将由LED 10产生的热从罩部件3有效地向外部释放。

另外，根据本实施方式，由于罩部件3从后方覆盖收纳于壳体2的收纳空间S的电路板4，因此能够抑制来自外部的光入射到壳体2的收纳空间S。因此，能够防止来自外部的光对摄像装置1的光学特性造成不良影响。这样，根据本实施方式，能够抑制由作为发热源的LED 10产生的热和来自外部的光引起的摄像装置1的光学特性的恶化。

这里，通过上述的弹簧部件18A、18B与罩部件3的板状部31弹性接触，电路板4的接地部与罩部件3的板状部31相互电连接。由此，能够使弹簧部件18A、18B以及罩部件3成为与电路板4的接地部相等的电位，在弹簧部件18A、18B以及罩部件3产生电磁屏蔽效果。其结果为，能够有效地保护收纳于壳体2内部的收纳空间S的电路板4上的摄像元件12和LED 10、其他电子部件免受电磁噪声的影响。在本实施方式中，罩部件3具有从板状部31的周缘部朝向电路板4(+Z方向)延伸的侧片32，因此，对于由这些侧片32包围而成的区域，也能够保护电磁噪声。

另外，在本实施方式中，通过能够弹性变形的弹簧部件18A、18B将电路板4与罩部件3的板状部31之间连接，因此即使电路板4与罩部件3的板状部31之间的距离因制造误差而稍微变化，通过弹簧部件18A、18B弹性变形，也能够更可靠地将电路板4与罩部件3的板状部31之间连接。

在图4所示的例子中，细的隔热槽60沿Y方向延伸，但该隔热槽60的宽度、形状并不限定于图示的宽度、形状。如上所述，隔热槽60只要至少存在于以最短距离连结LED 10和摄像元件12的路径上即可。例如，隔热槽60可以不是直线状，也可以弯曲成圆弧状。另外，例如如图5所示，如果以包围LED 10的三方的方式形成隔热槽60，则能够更有效地抑制热从LED10向摄像元件12传递。

在本实施方式中，以在电路板4上安装有LED 10和摄像元件12的摄像装置1为例进行了说明，但本实用新型不限于摄像装置，只要具有包含发热源的至少一个电子部件和应避免来自该发热源的热的至少一个电子部件，则能够应用于任意的光学单元。另外，不仅是上述的LED 10，电源控制部、串行器等也能够成为发热源。

如以上所说明的那样，根据本实用新型的第一方式，提供一种能够通过廉价的结构来抑制因由内部的发热源产生的热而导致光学特性恶化的光学单元。该光学单元包含至少一个光学部件。上述光学单元具有：电路板，其包含安装有作为发热源的第一电子部件的第一安装部和安装有应避免来自上述发热源的热的第二电子部件的第二安装部；以及壳体，其在内部形成有收纳上述电路板的收纳空间。上述电路板的上述第一安装部的至少一部分和上述第二安装部的至少一部分在以最短距离连结上述第一电子部件和上述第二电子部件的路径上空间地分离。

根据这样的结构，电路板的第一安装部和第二安装部在以最短距离连结第一电子部件和第二电子部件的路径上空间地分离，因此在安装于第一安装部的第一电子部件(发热源)与安装于第二安装部的第二电子部件(应避免来自发热源的热的电子部件)之间存在热传导率低的空气。因此，由第一电子部件产生的热不易传递到第二电子部件。因此，能够通过廉价的结构来抑制因由作为发热源的第一电子部件产生的热和来自外部的光而导致光学单元的光学特性恶化。

优选的是，上述光学单元还具有罩部件，该罩部件覆盖收纳于上述壳体的上述收纳空间的上述电路板。另外，优选的是，上述罩部件由热传导率比上述壳体高的材料构成，构成为与上述电路板的至少上述第一安装部热接触。根据这样的结构，由于罩部件与安装有第一电子部件的第一安装部热接触，因此由第一电子部件产生的热比起传递到第二电子部件更容易传递到罩部件，能够将由第一电子部件产生的热从罩部件有效地向外部释放。另外，由于罩部件覆盖收纳于壳体的收纳空间的电路板，因此能够抑制来自外部的光入射到壳体的收纳空间。因此，能够防止来自外部的光对光学单元的光学特性造成不良影响。

优选的是，上述罩部件由导电性的材料形成，构成为与上述电路板的接地部电连接。在该情况下，由于罩部件与电路板的接地部为等电位，因此能够有效地保护收纳于壳体内部的收纳空间的电路板上的电子部件免受电磁噪声的影响。

优选的是，上述罩部件包含：板状部，其与上述电路板对置；以及侧片，其以包围上述电路板的方式从上述板状部的周缘部朝向上述壳体延伸。在该情况下，对于由侧片包围而成的区域，也能够保护该区域免受电磁噪声的影响，能够扩大免受电磁噪声影响的区域。

也可以是，上述壳体具有从侧部突出的卡合爪。另外，也可以是，在上述罩部件的上述侧片上形成有能够与上述壳体的上述卡合爪卡合的卡合孔。在该情况下，通过使卡合爪与罩部件的侧片的卡合孔卡合，能够将罩部件简单地安装于壳体。

也可以是，上述光学单元还具有能够弹性变形的弹性连接部，该弹性连接部将上述电路板与上述罩部件之间热连接。通过使用这样的弹性连接部，即使由于制造误差而电路板与罩部件的板状部之间的距离稍微变化，通过弹性连接部弹性变形，也能够更可靠地将电路板与罩部件的板状部之间连接。

也可以是，上述第一电子部件包含发光二极管、电源控制部以及串行器中的至少一个，上述第二电子部件包含摄像元件。

根据本实用新型的另一方式，提供一种由上述的光学单元构成的摄像装置。

至此，对本实用新型的优选的实施方式进行了说明，但本实用新型并不限定于上述的实施方式，当然也可以在其技术思想的范围内以各种不同的方式实施。

Claims (9)

1.一种光学单元，其包含至少一个光学部件，其特征在于，

该光学单元具有：

电路板，其包含第一安装部和第二安装部，该第一安装部安装有作为发热源的第一电子部件，该第二安装部安装有应避免来自所述发热源的热的第二电子部件；以及

壳体，其在内部形成有收纳所述电路板的收纳空间，

所述电路板的所述第一安装部的至少一部分和所述第二安装部的至少一部分在以最短距离连结所述第一电子部件和所述第二电子部件的路径上空间地分离。

2.根据权利要求1所述的光学单元，其特征在于，

该光学单元还具有罩部件，该罩部件覆盖收纳于所述壳体的所述收纳空间的所述电路板，

所述罩部件由热传导率比所述壳体高的材料构成，构成为与所述电路板的至少所述第一安装部热接触。

3.根据权利要求2所述的光学单元，其特征在于，

所述罩部件由导电性的材料形成，构成为与所述电路板的接地部电连接。

4.根据权利要求3所述的光学单元，其特征在于，

所述罩部件包含：

板状部，其与所述电路板对置；以及

侧片，其以包围所述电路板的方式从所述板状部的周缘部朝向所述壳体延伸。

5.根据权利要求4所述的光学单元，其特征在于，

所述壳体具有从侧部突出的卡合爪，

在所述罩部件的所述侧片上形成有能够与所述壳体的所述卡合爪卡合的卡合孔。

6.根据权利要求2所述的光学单元，其特征在于，

该光学单元还具有能够弹性变形的弹性连接部，该弹性连接部将所述电路板与所述罩部件之间热连接。

7.根据权利要求1所述的光学单元，其特征在于，

所述第一电子部件包含发光二极管、电源控制部以及串行器中的至少一个。

8.根据权利要求1所述的光学单元，其特征在于，

所述第二电子部件包含摄像元件。

9.一种摄像装置，其特征在于，

该摄像装置由权利要求8所述的光学单元构成。