JP2011193102A

JP2011193102A - 撮像装置

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Publication number: JP2011193102A
Application number: JP2010055867A
Authority: JP
Inventors: Kosuke Sugiyama; 高介杉山; Naoki Nishimori; 直樹西森
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2010-03-12
Filing date: 2010-03-12
Publication date: 2011-09-29
Anticipated expiration: 2030-03-12
Also published as: US20110254999A1; EP2373000A2; JP5126257B2; RU2011107144A; US8482662B2; CN102192913A; EP2373000A3

Abstract

【課題】撮像装置の放熱性能を高める。
【解決手段】撮像装置１００は、開口領域１０２を含み、第１の材料から構成される筐体１０１と、筐体１０１の内部において、開口領域１０２を塞ぐように配置される照明用の第１の基板１１４と、筐体１０１の内部において、第１の基板１１４に対して並行に配置される撮像用の第２の基板１３３と、第１の材料よりも熱伝達率が高い第２の材料から構成され、筐体１０１の開口領域１０２を取囲むように、筐体１０１の側面に取り付けられる放熱部材１５１，１５２，１５３と、を備える。筐体１０１の側面には、凹部１０１Ａ，１０１Ｂ，１０１Ｃが設けられる。放熱部材は、凹部に嵌合する凸部１５１Ａ，１５２Ａ，１５３Ａを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、撮像装置に関するものであって、特に、検査対象物へと光を照射し、当該検査対象物からの反射光に基づいて画像を取得するための撮像装置に関するものである。

従来から、ＦＡ（Factory Automation）分野などにおいては、各種の画像処理技術が利用されている。たとえば、特開平１０−３２０５３８号公報（特許文献１）に開示される視覚センサ装置は、電子部品などの小型の対象物から自動車などの大型の対象物といった幅広い対象物をターゲットとする検査装置である。このような視覚センサでは、たとえば、対象物を撮像して得られた画像データに対して画像認識処理をすることで、当該対象物が良品／不良品が判断される。

そのような視覚センサの中には、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの、検査対象物に光を発するための複数の発光ユニットを含むものがある。複数の発光ユニットは、視覚センサ内の照明基板上に配置される。

特開平１０−３２０５３８号公報

ＬＥＤのような発光ユニットは多くの熱を発するため、当該発光ユニットが配置される照射基板は高温になり易い。しかしながら、照射基板が撮像装置の筐体に内包されている場合には、照射基板が冷却され難い。たとえば、防水性能や防塵性能を確保するために撮像装置が筐体によって密閉されている場合には、撮像装置内で発生した熱を撮像装置外へと逃がすことが困難になる。

本発明は、これらの問題を解決するためになされたものであり、その目的は、撮像装置の放熱性能を高めることである。

本発明のある局面に係る撮像装置は、開口領域を含み、第１の材料から構成される筐体と、筐体の内部において、開口領域を塞ぐように配置される照明用の第１の基板と、筐体の内部において、第１の基板に対して並行に配置される撮像用の第２の基板と、第１の材料よりも熱伝達率が高い第２の材料から構成され、筐体の開口領域を取囲むように、筐体の側面に取り付けられる放熱部材と、を備える。筐体の側面には、凹部が設けられる。放熱部材は、凹部に嵌合する凸部を有する。

凹部は、筐体の側面において、第２の基板よりも第１の基板に近い位置に設けられる。凹部は、第１の基板と並行な方向に沿って窪んでいる。

第１の基板の後面において、凹部の前方にある筐体の壁面の厚みが、筐体の他の領域の厚みよりも小さい。

第１の基板は、スルーホールを有する。第１の基板は、第１の基板の前面、スルーホールの内表面、および、第１の基板の後面を覆う金属膜を有する。

撮像装置は、第１の基板の後面と筐体の内面との間に配設される放熱シートをさらに備える。放熱シートは弾性体である。

第１の材料は樹脂である。第２の材料は金属である。

以上のように、本発明によって、撮像装置の放熱性能が向上する。

本実施の形態に係る画像処理装置を含む視覚センサシステムの全体構成を示す概略図である。画像処理装置と表示装置の構成を示すブロック図である。画像処理装置の照明部と撮像部と筐体とを示す平面断面図である。照明基板の前方斜視図である。照明基板の後方から見た図である。照明基板の図５中のＶＩで囲まれた領域の垂直断面図である。照明基板の筐体への取り付け方法を示す前方斜視図である。放熱フィンの筐体への取り付け方法を示す後方斜視図である。放熱フィンの筐体への取り付け方法を示す正面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さない。

＜Ａ．システム構成＞
以下では、撮像装置の一例として、画像を処理するためのコントローラ部を含む画像処理装置について説明する。ただし、撮像装置は、後述するようなコントローラ部を含む画像処理装置に限定されるものではない。また、撮像装置は、後述するような視覚センサシステムに利用されるものに限定されるものでもない。

図１は、本実施の形態に係る画像処理装置１００を含む視覚センサシステム１の全体構成を示す概略図である。

図１を参照して、本実施の形態に係る視覚センサシステム１においては、画像処理装置１００と表示装置２００とが、ＬＡＮ（Local Area Network）ケーブル３０１によって接続可能である。より詳細には、画像処理装置１００には、コネクタ３１１を介してＬＡＮケーブル３０１の一端が装着可能である。表示装置２００には、コネクタ３１２を介してＬＡＮケーブル３０１の他端が装着可能である。

ＬＡＮケーブル３０１と図示しないハブとを介して、１つの表示装置２００に複数の画像処理装置１００が接続されてもよい。そして、ユーザは、表示装置２００を介して、複数の画像処理装置１００を制御することができる。表示装置２００は、複数の画像処理装置１００からの画像処理結果を表示することができる。

また、画像処理装置１００とＰＬＣ（Programmable Logic Controller）４００とが、ＩＯケーブル３０２によって接続可能である。より詳細には、画像処理装置１００には、コネクタ３１３を介してＩＯケーブル３０２の一端が装着可能である。ＰＬＣ４００には、ＩＯケーブル３０２の他端が接続される。なお、ＰＬＣ４００は、他の装置からの信号を受信したり、当該他の装置に信号を送信したりすることによって、視覚センサシステム１全体を制御することができる。なお、画像処理装置１００とＰＬＣ４００とは、ＬＡＮケーブル３０１と図示しないハブとを介して接続されてもよい。

また、ＩＯケーブル３０２を介して、画像処理装置１００に外部の電源から電力が供給される。

視覚センサシステム１は、たとえば、生産ラインなどに組み込まれる。視覚センサシステム１は、検査対象（図２における「ワーク５００」）を撮像することによって得られる画像に基づいて、文字の認識やキズの検査といった処理（以下、「計測処理」とも称す。）を実行する。

一例として、本実施の形態においては、ワーク５００は、図示しないベルトコンベヤなどの搬送機構によって所定方向に搬送される。画像処理装置１００は、搬送経路に対して固定した位置に配置されている。画像処理装置１００は、搬送されるワーク５００を複数回撮像する。画像処理装置１００によって得られた複数の画像データは、表示装置２００へと伝送される。

なお、本明細書において「撮像」とは、基本的には、画像処理装置１００の撮像部１３０が、視野内の被写体からの光を受けて、それを示す画像（画像信号や画像データ）を出力する処理を意味する。但し、撮像部１３０が視野内の被写体を示す画像を所定周期で繰り返し生成している場合には、撮像部１３０が生成する画像のうちの、特定の画像を記憶部に格納する処理を意味する。すなわち、ある観点から見れば、「撮像」とは、ある意図されたタイミングにおいて、撮像部１３０が視野内の被写体の内容を示す画像を取得して計測処理可能な状態にすることを意味する。

ワーク５００が撮像部１３０の視野内に到達したことは、搬送機構の両端に配置された図示しない検出センサなどによって検出される。検出センサからの信号（以下「トリガ信号」とも称す。）は、ＰＬＣ４００へと送信される。ＰＬＣ４００は、トリガ信号に基づいて、画像処理装置１００にワーク５００の撮影処理を行わせる。

＜Ｂ．画像処理装置１００と表示装置２００の構成＞
次に、画像処理装置１００と表示装置２００の構成について説明する。図２は、画像処理装置１００と表示装置２００の構成を示すブロック図である。

図２を参照して、まず、画像処理装置１００の構成について説明する。画像処理装置１００は、照明部１１０と、コントローラ部１２０と、撮像部１３０とを含む。

照明部１１０は、ワーク５００に光を照射するためのものである。すなわち、照明部１１０は、撮像部１３０の撮像範囲に光を照射するためのものである。照明部１１０は、後述する照明基板１１４上に設けられる複数の照明制御ユニット１１１を含む。本実施の形態においては、照明基板１１４上に８つの照明制御ユニット１１１が配置されている。照明制御ユニット１１１の各々は、照明レンズ１１２と、ＬＥＤ１１３とを含む。たとえば、照明制御ユニット１１１は、コントローラ部１２０からの命令に基づいて、光を照射する。

コントローラ部１２０は、画像処理装置１００を制御するためのものである。すなわち、コントローラ部１２０は、照明部１１０および撮像部１３０を制御する。コントローラ部１２０は、撮像部１３０からの画像信号に基づいて画像処理を行う。コントローラ部１２０は、画像処理装置１００の外部とデータを送受信したりする。たとえば、コントローラ部１２０は、ＬＡＮケーブル３０１を介して、ＰＬＣ４００から命令を受信したり、画像処理後の画像データ（静止画像データや動画像データなど。）を表示装置２００に送信したりする。

より詳細には、コントローラ部１２０は、センサ制御ユニット１２１と、センサデータ受信ユニット１２２と、表示灯制御ユニット１２３と、計測処理ユニット１２４と、入出力制御ユニット１２５と、外部機器通信ユニット１２６と、入出力ユニット１２７と、電源ユニット１２９とを含む。

センサ制御ユニット１２１は、照明部１１０の複数の照明制御ユニット１１１と、撮像部１３０の撮像素子１３２と、コントローラ部１２０の表示灯制御ユニット１２３とに指令を送ることによって、それらを制御する。センサ制御ユニット１２１は、計測処理ユニット１２４からの信号に基づいて、上記の制御を行ってもよい。

センサデータ受信ユニット１２２は、撮像素子１３２からの信号（画像信号）を受信して、当該画像信号を計測処理ユニット１２４に送信する。

表示灯制御ユニット１２３は、センサ制御ユニット１２１からの光信号を受信して、図示しない表示灯を点灯させたり消灯させたりする。

計測処理ユニット１２４は、センサデータ受信ユニット１２２からの画像信号に基づいて、画像処理を行う。計測処理ユニット１２４は、画像処理後の画像データを入出力制御ユニット１２５に送る。計測処理ユニット１２４は、入出力制御ユニット１２５を介して表示装置２００などから命令を受信する。計測処理ユニット１２４は、入出力制御ユニット１２５からの命令をセンサ制御ユニット１２１に伝達する。

入出力制御ユニット１２５は、外部機器通信ユニット１２６とＬＡＮケーブル３０１とを介して、表示装置２００にデータを送受信する。逆に、表示装置２００からの命令を受け付ける。入出力制御ユニット１２５は、他の入出力ユニット１２７を介して、プリンタや無線機器などの他の外部機器とデータを送受信する。

上記のようなコントローラ部１２０を構成する各ユニットは、図示しない制御基板上に配置される部材によって実現される。

コントローラ部１２０（または制御基板）には、演算処理部であるＣＰＵ（Central Processing Unit）１５０と、記憶部（メモリ１４９）としての不揮発メモリおよび揮発メモリと、各種のインターフェイスと、データリーダ／ライタとが配置される。これらの各部は、バスを介して、互いにデータ通信可能に接続される。ＣＰＵ１５０は、不揮発メモリに格納されたプログラム（コード）を揮発メモリに展開し、これらを所定順序で実行する。このように、ＣＰＵ１５０は、各種の演算を実行することによって、上述の各ユニットを実現する。

揮発メモリは、典型的には、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）などである。揮発メモリは、不揮発メモリから読み出されたプログラムに加えて、撮像部１３０によって取得された画像データや、画像データの処理結果を示すデータ、およびワークデータなどを保持する。

また、不揮発メモリは、磁気記憶装置であり得る。不揮発メモリは、ＣＰＵ１５０で実行されるプログラムに加えて、パターンサーチにおいて基準となる画像データ（以下「モデル画像」とも称す。）を記憶する。さらに、不揮発メモリには、各種設定値などが格納されてもよい。

このように、コントローラ部１２０のセンサ制御ユニット１２１と、センサデータ受信ユニット１２２と、表示灯制御ユニット１２３と、計測処理ユニット１２４と、入出力制御ユニット１２５と、外部機器通信ユニット１２６と、入出力ユニット１２７の全部または一部が、ＣＰＵ１５０がプログラムを実行することによって実現される機能ブロックであり得る。ただし、上記の機能ブロックの全部または一部が、ハードウェアによって実現されてもよい。

換言すれば、コントローラ部１２０は、予めインストールされたプログラムを実行することによって、後述するような各種機能を提供するためのコンピュータである。コントローラ部１２０には、本実施の形態に係る機能を提供するためのアプリケーションに加えて、コンピュータの基本的な機能を提供するためのＯＳ（Operating System）がインストールされていてもよい。

この場合には、本実施の形態に係るプログラムは、ＯＳの一部として提供されるプログラムモジュールのうち、必要なモジュールを所定の配列で所定のタイミングで呼出して処理を実行させるものであってもよい。すなわち、本実施の形態に係るプログラム自体は、上記のようなモジュールを含んでおらず、ＯＳと協働して処理が実行される。本実施の形態に係るプログラムとしては、このようなモジュールのうちの一部を含まない形態であってもよい。さらに、本実施の形態に係るプログラムは、その他のアプリケーションプログラムの一部に組込まれて提供されるものであってもよい。

なお、プログラムの実行により提供される機能の一部もしくは全部を、すなわち機能ブロックのいずれかまたは全部を専用のハードウェア回路によって実現してもよい。

撮像部１３０は、照明部１１０が照射した光の反射光を受けて、画像信号を出力するものである。撮像部１３０は、一例として、撮像レンズ１３１などの光学系に加えて、ＣＣＤ（Coupled Charged Device）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサといった、複数の画素に区画された撮像素子１３２を含む。

次に、表示装置２００の構成について説明する。表示装置２００は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）２０１と、ＬＣＤ制御部２０２と、表示画像制御部２０３と、画像制御部２０４と、画像保存部２０５と、フィールドバス制御部２０６と、通信部２０７、２０８、２０９と、操作部２１０と、電源部２１１とを含む。通信部２０７、２０８、２０９は、イーサネット（登録商標）を利用した通信に対応している。

ＬＣＤ２０１は、ＬＣＤ制御部２０２からの信号に基づいて、画像処理装置１００からの画像を表示する。ＬＣＤ制御部２０２は、表示画像制御部２０３からの命令に基づいて、ＬＣＤ２０１の表示処理を制御する。

操作部２１０は、表示装置２００の筐体の外側に設けられたスイッチや、ＬＣＤ２０１の表面を覆う図示しないタブレットなどによって実現される。なお、ＬＣＤ２０１とタブレットは、タッチパネルを構成する。ユーザは、スイッチやタッチパネルを介して、表示装置２００に命令を入力する。

表示画像制御部２０３は、操作部２１０からの命令に基づいて、または画像制御部２０４からの画像に基づいて、ＬＣＤ制御部２０２に表示命令を送る。表示画像制御部２０３は、通信部２０８、２０９を介して、または直接的に、画像制御部２０４とデータをやり取りする。たとえば、表示画像制御部２０３は、画像制御部２０４からの画像を、ＬＣＤ２０１に表示させる。

画像制御部２０４は、画像処理装置１００から受信した画像を画像保存部２０５に格納する。画像制御部２０４は、画像保存部２０５に格納されている画像を表示画像制御部２０３に送信する。

フィールドバス制御部２０６は、通信部２０７を介して画像処理装置１００から受信した画像を画像制御部２０４に受け渡す。逆に、操作部２１０を介して入力された画像処理装置１００に対する命令を、通信部２０７を介して画像処理装置１００へと送信する。

＜Ｃ．画像処理装置１００のハードウェア構成＞
次に、画像処理装置１００のハードウェア構成について説明する。図３は、画像処理装置１００の照明部１１０と撮像部１３０と筐体１０１とを示す平面断面図である。

図３を参照して、画像処理装置１００は、筐体１０１を含む。画像処理装置１００は、筐体１０１の内部に、照明部１１０と、撮像部１３０と、コントローラ部１２０（図２を参照。）とを含む。換言すれば、筐体１０１は、照明基板１１４と、撮像基板１３３と、図示しない制御基板とを支持する。なお、コントローラ部１２０は、制御基板に配置される。以下では、撮像基板１３３から照明基板１１４への方向（図３における右方向）を前方向とする。

筐体１０１は、その前部が開口されている。すなわち、筐体１０１は、その前部に開口領域１０２を有する。照明基板１１４は、筐体１０１の前上部の内壁に固設されることによって、筐体１０１内部に支持される。より詳細には、照明基板１１４は、開口領域１０２を塞ぐように、筐体１０１に固定される。撮像基板１３３は、図示しない内部シャーシや筐体１０１に固設されることによって、筐体１０１内部に支持される。このようにして、照明基板１１４と撮像基板１３３とが並行に配置される。なお、図示しない制御基板は、筐体１０１の下部に支持される。

本実施の形態に係る画像処理装置１００においては、防水性能と防塵性能とを確保するために、筐体１０１が樹脂から成型されている。換言すれば、筐体１０１を樹脂製にすることによって、筐体１０１の内部に水や塵が浸入することを防止し易くすることができる。また、金属と比較して、樹脂製の筐体１０１の内部の電子部品は筐体１０１外部の静電気の影響を受け難いため、画像処理装置１００を小型化することができる。また、樹脂製の筐体の方が金属製の筐体よりも軽いため、画像処理装置１００を軽量化することができる。

（照明基板の１１４の構成）
ここで、照明基板１１４の構成について詳述する。図４は、照明基板１１４の前方斜視図である。図５は、照明基板１１４の後方から見た図である。図６は、照明基板１１４の図５中のＶＩで囲まれた領域の垂直断面図である。

図４から図６を参照して、照明基板１１４の前面には、マトリクス状に複数のＬＥＤ１１３が配置される。ＬＥＤ１１３の各々は、照明レンズ１１２によって覆われる。本実施の形態においては、照明基板１１４の中心部には、撮像レンズ１３１と撮像素子１３２のための穴１１４Ａが形成されている。本実施の形態においては、照明基板１１４上には、穴１１４Ａの周囲に８つのＬＥＤ１１３と照明レンズ１１２とのセット（照明制御ユニット１１１）が配置される。

照明基板１１４には、複数のスルーホール１１６が形成されている。そして、照明基板１１４の前面のおよび後面には、銅箔パターン１１５が塗られる（敷設される）。照明基板１１４の前面の銅箔パターン１１５と後面の銅箔パターン１１５とは、スルーホール１１６を通って、導通している。換言すれば、照明基板１１４の前面の銅箔パターン１１５と後面の銅箔パターン１１５とは、スルーホール１１６を通って、物理的に一体化されている、あるいは物理的につながっている。

これによって、本実施の形態においては、照明基板１１４の前面に配置されたＬＥＤ１１３で発生した熱が、前面の銅箔パターン、スルーホール１１６、および後面の銅箔パターンを介して、照明基板１１４の後方へと伝わり易くなっている。

図３に戻って、本実施の形態に係る照明基板１１４に係る技術は、たとえば、照明基板１１４の前方に保護ガラス１１８が配置されていたり、照明基板１１４の前面の回路構成が複雑であったり、照明基板１１４の前面から放熱することが困難であったりした場合に、特に有効なものとなる。

図７は、照明基板１１４の筐体１０１への取り付け方法を示す前方斜視図である。図８は、放熱フィン１５１、１５３の筐体への取り付け方法を示す後方斜視図である。図９は、放熱フィン１５１、１５２、１５３の筐体への取り付け方法を示す正面図である。

以下では、図３の紙面における左から右への方向を「前方向」といい、図３の紙面における上方向を「左方向」といい、図３の紙面における下方向を「右方向」という。すなわち、図９における紙面の上方向を「上方向」といい、図９における紙面の左方向を「右方向」といい、図９における紙面の右方向を「左方向」という。

図３および図７を参照して、照明基板１１４は、その後面の周縁部が筐体１０１の内壁面に取り付けられる。本実施の形態においては、ネジなどによって、照明基板１１４が、放熱シート１１７を介して、筐体１０１へと取り付けられる。正面視において、放熱シート１１７の形状は、銅箔パターン１１５の形状と略同じである。

このように、本実施の形態に係る画像処理装置１００においては、前方から順に、照明基板１１４の前面の銅箔パターン１１５、照明基板１１４の本体、照明基板１１４の後面の銅箔パターン１１５、放熱シート１１７、筐体１０１の壁面が位置する。

図３、図８、図９を参照して、筐体１０１の前部寄り側面には、凹部１０１Ａ，１０１Ｂ、１０１Ｃが形成される。左凹部１０１Ａは、筐体１０１の左側側面に形成される。より詳細には、左凹部１０１Ａは、筐体１０１に取り付けられた照明基板１１４の直後に形成される。より詳細には、左凹部１０１Ａは、筐体１０１に取り付けられた照明基板１１４と並行に、照明基板１１４の直後方にまで延設される（凹んでいる）。

右凹部１０１Ｂは、筐体１０１の右側側面に形成される。より詳細には、右凹部１０１Ｂは、筐体１０１に取り付けられた照明基板１１４の直後に形成される。より詳細には、右凹部１０１Ａは、筐体１０１に取り付けられた照明基板１１４と並行に、照明基板１１４の直後方にまで延設される（凹んでいる）。

上凹部１０１Ｃは、筐体１０１の上側側面に形成される。より詳細には、上凹部１０１Ｃは、筐体１０１に取り付けられた照明基板１１４の直後に形成される。より詳細には、凹部１０１Ａは、筐体１０１に取り付けられた照明基板１１４と並行に、照明基板１１４の直後方にまで延設される（凹んでいる）。

このとき、各凹部１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃと、照明基板１１４あるいは放熱シート１１７との距離が、より短くなることが好ましい。換言すれば、筐体１０１のうちの、各凹部１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃの前方にある壁面の厚み（図３中のＷ）が、他の部分の壁面の厚みよりも小さいことが好ましい。すなわち、照明基板１１４で発生した熱が、熱伝導性が低い筐体１０１を通過する（伝わる）距離を短くすることによって、筐体１０１内部を冷却し易くできる。

壁面のどの部分の厚みを薄くするかは、限定するものではない。筐体１０１の形状や、照明基板１１４や撮像基板１３３の筐体１０１における配置位置や、筐体１０１の強度などによって、凹部１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃの前方にある壁面の厚みを薄くできない場合もある。

図１、図３、図８、図９を参照して、筐体１０１の側面には、放熱フィン１５１，１５２，１５３が取り付けられる。放熱フィン１５１は、筐体１０１を構成している樹脂よりも熱伝導性が高い材料、たとえば金属など、によって構成される。

左放熱フィン１５１には、凸形状の取り付けリブ１５１Ａが形成されている。取り付けリブ１５１Ａが左凹部１０１Ａに嵌められることによって、左放熱フィン１５１が筐体１０１の左側面に取り付けられる。たとえば、左放熱フィン１５１は、接着剤によって筐体１０１に固設される。このようにして、左放熱フィン１５１は、筐体１０１に取り付けられた照明基板１１４あるいは放熱シート１１７の近傍にまで達するようになる。

右放熱フィン１５２には、取り付けリブ１５２Ａが形成されている。取り付けリブ１５２Ａが右凹部１０１Ｂに嵌められることによって、右放熱フィン１５２が筐体１０１の右側面に取り付けられる。たとえば、右放熱フィン１５２は、接着剤によって筐体１０１に固設される。このようにして、右放熱フィン１５２は、筐体１０１に取り付けられた照明基板１１４あるいは放熱シート１１７の近傍にまで達するようになる。

上放熱フィン１５３には、取り付けリブ１５３Ａが形成されている。取り付けリブ１５３Ａが上凹部１０１Ｃに嵌められることによって、上放熱フィン１５３が筐体１０１の上面に取り付けられる。たとえば、上放熱フィン１５３は、接着剤によって筐体１０１に固設される。このようにして、上放熱フィン１５３は、筐体１０１に取り付けられた照明基板１１４あるいは放熱シート１１７の近傍にまで達するようになる。

本実施の形態に係る画像処理装置１００では、照明基板１１４から放熱フィン１５１，１５２，１５３までの距離が短い。その代わりに、照明基板１１４において発生した熱が、熱伝導性が高い各放熱フィン１５１、１５２、１５３を通過する距離が長い。その結果、筐体１０１内部の熱が、筐体１０１の外部へとすばやく伝わり、筐体１０１内部が冷却され易くなる。

なお、本実施の形態においては、各凹部１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃが、筐体１０１の前部寄りの側面に形成されている。すなわち、各凹部１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃが、撮像基板１３３よりも照明基板１１４に近い位置に形成されている。しかしながら、各凹部１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃと撮像基板１３３との距離が、各凹部１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃと照明基板１１４と距離よりも短かったり、同じであったりしてもよいものである。

詳細には、凹部１０１Ａ、１０１Ｂ、１０１Ｃは、発熱量が多い部材の近傍に形成されることが好ましい。換言すれば、放熱フィン１５１，１５２，１５３が、発熱量が多い部材の近傍に達することが好ましい。

また、本実施の形態に係る照明基板１１４は、複数のスルーホール１１６と銅箔パターン１１５とを有するものである。しかしながら、照明基板１１４は、いずれか、または両方を有していなくともよい。たとえば、照明基板１１４自体が熱伝導性が高い場合には、スルーホール１１６と銅箔パターン１１５とがなくとも、照明基板１１４の前方から後方へと効率的に熱を逃がすことが可能である。

また、本実施の形態に係る画像処理装置１００は、筐体１０１と照明基板１１４との間に放熱シート１１７が配置されている。しかしながら、たとえば、照明基板１１４や筐体１０１自体の柔らかさ（硬さ）によっては、放熱シート１１７が配置されなくとも、照明基板１１４から筐体１０１へと熱が伝わり易い。

＜Ｄ．まとめ＞
撮像装置を小型化することが求められている。たとえば、既存の組み立てラインに当該撮像装置が設置される場合には、取付スペースの制約が課せられる場合がある。また、撮像装置は、洗浄ラインや工作ラインなどのように、水、油、埃が飛散する環境で使用される場合があるため、防水構造や防塵構造が求められる。

このような課題に対処するため、照明を内蔵（照明一体型センサ）し、内部空間を密封することによって、小型かつ防水防塵構造を有する撮像装置が求められる。

そして、照明に使用するＬＥＤが進化するにつれて、ＬＥＤに供給できる電流も増加してきている。すなわち、撮像装置本体の消費電力が増加してきている。しかしながら、小型化した撮像装置の内部で消費できる電力量には限界があるため、外部に放熱しないと電子部品の信頼性を低下させてしまい、機器の寿命を低下させてしまう。そこで、増加する消費電力を考慮して、筐体を金属性にするなど、外部への放熱性能を高める技術が開発されてきた。

しかしながら、筐体を金属製にした場合、撮像装置が重たくなり、ユーザが撮像装置を扱い難くなる。また、筐体を金属製にした場合、筐体の周囲温度または筐体内部の部材からの発熱による金属（筐体）の熱収縮が大きいため、防水防塵性能を確保し難い。また、筐体を金属製にした場合、静電気などに対する耐ノイズ性を高めるために、筐体と内部の基板（回路）との距離を確保する必要が生じ、撮像装置の小型化が実現し難くなる。

以上のことから、小型かつ防水防塵構造を有する撮像装置を実現しようとした場合には、筐体を樹脂製にすることが好ましい。しかし、筐体を樹脂製にした場合には、筐体の熱伝導性が低いため、撮像装置の放熱性能が確保できなくなる。

そこで、本実施の形態に係る撮像装置においては、筐体を樹脂で作成し、発熱部材が接触する部分の筐体の厚みを極力薄くしている。そして、薄くした部分に熱伝導性が高い放熱フィンを取付ける。これによって、放熱フィンから放熱させることができるようになり、小型の樹脂製の筐体によって防水防塵性能を確保したまま、外部への放熱性能を確保することができる。

すなわち、本実施の形態に係る撮像装置では、熱伝導性が高い放熱用の部材が、多くの熱量を発生する部材の近傍にまで達している。熱伝導性が高い放熱用の部材の一部が、多くの熱量を発生する部材の近傍まで、筐体に挿入されている。筐体のうちの、多くの熱量を発生する部材の近傍の壁面が、他の部分よりも薄く成型され、当該壁面に放熱用の部材が取り付けられている。このようにして、筐体内部で発生した熱量を筐体外部へと逃がし易くしている。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した説明ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１視覚センサシステム、１００画像処理装置、１０１筐体、１０１Ａ左凹部、１０１Ｂ右凹部、１０１Ｃ上凹部、１１０照明部、１１１照明制御ユニット、１１２照明レンズ、１１４照明基板、１１５銅箔パターン、１１６スルーホール、１１７放熱シート、１１８保護ガラス、１２０コントローラ部、１２１センサ制御ユニット、１２２センサデータ受信ユニット、１２３表示灯制御ユニット、１２４計測処理ユニット、１２５入出力制御ユニット、１２６外部機器通信ユニット、１２７入出力ユニット、１２９電源ユニット、１３０撮像部、１３１撮像レンズ、１３２撮像素子、１３３撮像基板、１４９メモリ、１５０ＣＰＵ、１５１左放熱フィン、１５１Ａリブ、１５２右放熱フィン、１５２Ａリブ、１５３上放熱フィン、１５３Ａリブ、２００表示装置、２０１ＬＣＤ、２０２ＬＣＤ制御部、２０３表示画像制御部、２０４画像制御部、２０５画像保存部、２０６フィールドバス制御部、２０７，２０８，２０９通信部、２１０操作部、２１１電源部、３０１ＬＡＮケーブル、３０２ＩＯケーブル、３１１，３１２，３１３コネクタ。

Claims

開口領域を含み、第１の材料から構成される筐体と、
前記筐体の内部において、前記開口領域を塞ぐように配置される照明用の第１の基板と、
前記筐体の内部において、前記第１の基板に対して並行に配置される撮像用の第２の基板と、
前記第１の材料よりも熱伝達率が高い第２の材料から構成され、前記筐体の前記開口領域を取囲むように、前記筐体の側面に取り付けられる放熱部材と、を備え、
前記筐体の側面には、凹部が設けられ、
前記放熱部材は、前記凹部に嵌合する凸部を有する、撮像装置。
前記凹部は、前記筐体の側面において、前記第２の基板よりも前記第１の基板に近い位置に設けられ、
前記凹部は、前記第１の基板と並行な方向に沿って窪んでいる、請求項１に記載の撮像装置。
前記第１の基板の後面において、前記凹部の前方にある前記筐体の壁面の厚みが、前記筐体の他の領域の厚みよりも小さい、請求項２に記載の撮像装置。
前記第１の基板は、スルーホールを有し、
前記第１の基板は、前記第１の基板の前面、前記スルーホールの内表面、および、前記第１の基板の後面を覆う金属膜を有する、請求項３に記載の撮像装置。
前記第１の基板の後面と前記筐体の内面との間に配設される放熱シートをさらに備え、
前記放熱シートは弾性体である、請求項１から４のいずれかに記載の撮像装置。
前記第１の材料は樹脂であり、
前記第２の材料は金属である、請求項１に記載の撮像装置。