JP2016177257A - 撮像ユニット、車両制御ユニットおよび撮像ユニットの伝熱方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 熱分布の偏りによる動作障害を抑制できる撮像ユニットを提供する。【解決手段】 ２つの撮像装置と、２つの撮像装置の動作に係る部品が配置されている回路基板を保持する基板保持部と、部品からの熱を基板保持部に伝える伝熱部と、を有し、伝熱部の一端は発熱部品に接していて、伝熱部の他端は前記２つの撮像装置がそれぞれ有する撮像素子から等距離の線上において前記基板保持部に接していることを特徴とする、撮像ユニットによる【選択図】図１

Description

本発明は、立体画像を撮像して距離を算出することができる撮像ユニット、車両制御ユニット、および同ユニットの伝熱方法に関する。

人間の目のように目標物までの距離を算定することができる撮像ユニットとして、いわゆるステレオカメラが知られている。ステレオカメラは、２つの単眼カメラを備えるものである。例えば、車両を制御する車両制御ユニットにステレオカメラを連動させることで、当該車両の前方にある物体との距離を算出し、この距離に応じた車両の動作制御をすることができる。

ステレオカメラが備える２つの単眼カメラは、同一平面上に配置され、かつ、双方の光軸が平行になるように固定される。これら２つの単眼カメラが同時に同一の被写体を撮影することで被写体の視差量を検出し、この視差量に基づいて当該被写体までの距離を算定することができる。

ステレオカメラを用いて距離を算定するには、複数の重要な要素がある。まず、２つの単眼カメラの光軸間の距離である「基線長」が予め定めた値になっていること、各単眼カメラの焦点距離が合っていること、が重要である。さらに、２つの単眼カメラの光軸が平行になっていることも重要である。各単眼カメラが互いに異なる方向に向いていると光軸は平行でなくなる。このような状態では、正確な視差量を検出することができない。視差量が正確でなければ、正確な距離の算定はできない。

したがって、ステレオカメラにおいて正確な距離の算定を行うには、２つの単眼カメラに用いるレンズの特性を合わせて焦点距離を同じにし、基線長を設計値どおりに固定し続けられることが重要である。さらに、２つの単眼カメラの光軸の平行度が組み立て時から精度良く設定され、かつ、これが維持し続けられることが重要である。

しかしながら、上記の重要な要素は、ステレオカメラの設置環境における経時的な状況変化に応じて変化することがある。すなわち、経時的変化によって、各単眼カメラの固定部分が変形して単眼カメラ同士の向き（姿勢）が異なる状態になって光軸の平行度が乱れたり、温度環境の変化等によって各単眼カメラの性能が偏ったりすることがある。

そこで、２つの単眼カメラを１つのステーの両端によって固定し、そのステーの中心を車両等に固定することで外気温の影響によるステーの変形が生じても、単眼カメラの姿勢を保持する車載カメラの取り付け方法が知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特許文献１記載の車載カメラのように、目標物との距離を測定するには、車両前方にカメラを固定する必要がある。つまり車載カメラは、直射日光を受けやすく、温度が高くなりやすい位置に固定される。車載カメラは、画像処理をするＬＳＩなどの発熱部品が実装されるので、これら発熱部品からの熱による温度上昇も生ずる。温度上昇によって車載カメラを固定しているステーが変形する可能性があるが、熱源となる発熱部品からの熱の伝わり方がステー全体に均一にならない場合、偏った温度分布のよる熱膨張によって、固定状態が変形する可能性がある。

特に、特許文献１記載の車載カメラのような金属製のステーは、熱分布が不均一になると熱膨張が、不均一に生じて変形しやすい。車載カメラは単眼カメラを２つ備えるステレオカメラである。したがって、上記のような不均一な熱膨張によってステーが偏って変形すると、単眼カメラの一方側のみの固定状況が変化する可能性がある。そうすると、単眼カメラの光軸の平行度が崩れたり、一方の単眼カメラだけが熱くなって特性が乱れたりする。これによって、距離の算定の精度が低下することになる。

本発明は、ステレオカメラにおける熱分布の偏りによる動作障害の発生を抑制することができる撮像ユニットを提供することを目的とする。

本発明は、２つの撮像装置と、前記２つの撮像装置の動作に係る部品が配置されている回路基板を保持する基板保持部と、前記部品が発する熱を前記基板保持部に伝える伝熱部と、を有し、前記伝熱部の一端は前記部品に接していて、前記伝熱部の他端は前記２つの撮像装置がそれぞれ有する撮像素子から等距離の線上において前記基板保持部に接している、ことを特徴とする。

本発明によれば、ステレオカメラにおける熱分布の偏りによる動作障害の発生を抑制することができる。

本発明に係る撮影ユニットの実施形態であるステレオカメラの概要を示す分解斜視図である。 上記撮影ユニットの主要な部分の内部構造の例を示す部分縦断面図である。 上記撮影ユニットの主要な部分の内部構造の別の例を示す部分縦断面図である。 上記撮影ユニットの主要な部分の内部構造のさらに別例を示す部分縦断面図である。 上記撮影ユニットの主要な部分の内部構造のさらに別例を示す部分縦断面図である。 本発明に係る車両制御システムの実施形態を示す全体構成図である。

●撮像ユニットの第１実施形態
以下、図面を参照しながら本発明に係る撮像ユニットの実施形態について説明する。図１に示すように、撮像ユニットであるステレオカメラ１は、２つの撮像装置１００を保持する撮像装置保持部であるカメラステー部１０と、カメラステー部１０が固定される基板保持部２０と、を有してなる。

以下、ステレオカメラ１の構成を説明するときに用いる３次元直交座標系における軸について定義する。図１に示すように、後述するレンズ１０１が並んでいる方向をＸ軸とする。後述するイメージセンサー１０２の結像の法線の方向をＺ軸とする、Ｘ軸とＺ軸に直交するステレオカメラ１の高さ方向をＹ軸とする。

２つの撮像装置１００はそれぞれ、レンズ１０１と、イメージセンサー１０２と、センサー基板１０３と、を有してなる。レンズ１０１は、カメラステー部１０の前面においてＸ軸方向に設けられている孔に嵌め込まれる。カメラステー部１０に嵌め込まれた状態において各レンズ１０１の光軸Ｌｘは、距離の算出に必要となる基線長が確保された状態になる。また、各レンズ１０１の光軸Ｌｘは、Ｚ軸と平行な状態が保持されていて、同一方向に向いている。

各レンズ１０１の裏面側、すなわち、Ｚ軸方向にはイメージセンサー１０２が固定されていて、各レンズ１０１の光軸Ｌｘとイメージセンサー１０２の結像面の中心が合致するように構成されている。イメージセンサー１０２は、個別のセンサー基板１０３に固定されている撮像素子であって、対応するレンズ１０１を介して結像面に結像した被写体像に係る信号を出力する。

すなわち、撮像装置１００は、カメラステー部１０の前面の孔のそれぞれにレンズ１０１を嵌め込んで、このレンズ１０１のそれぞれの光軸Ｌｘに合わせてイメージセンサー１０２を固定することで構成される。これによって、撮像装置１００は、２つのイメージセンサー１０２によって取得した画像から視差量を検出し、距離の算定をすることができる。

距離の算定を正確におこなうために重要な要素の一つである「基線長」をもって２つのレンズ１０１を正確に固定するためには、レンズ１０１が所定の位置に所定の姿勢をもって精度よく維持されなければならない。そのためには、たとえば、カメラステー部１０におけるレンズ１０１の突き当て面を精度よく加工し、かつ、レンズ１０１側におけるカメラステー部１０への突き当て部を精度よく加工する。また、カメラステー部１０において、レンズ１０１を嵌めこむ孔の位置、大きさなどを正確に加工し、ここにレンズ１０１を嵌めこむ。なお、距離の算定における重要な要素の一つである焦点距離を合わせるには、同じ光学特性を有するレンズ１０１を用いる。また、カメラ特性を左右するイメージセンサー１０２においても、特性が同じイメージセンサー１０２を用いる。

さらに、距離の算定を正確におこなうには、２つのレンズ１０１の光軸Ｌｘの平行度を維持できなければならない。これらの平行度を維持するには、やはり、カメラステー部１０において、精度良く加工されたレンズ１０１の突き当て面と、精度よく加工されたレンズ１０１側におけるカメラステー部１０への突き当て部とを形成することが重要となる。また、カメラステー部１０における孔を精度よく加工して形成することでも、２つのレンズ１０１における光軸Ｌｘの平行度は維持される。

基板保持部２０は、上部カバー２０１と下部カバー２０２とを有してなる。上部カバー２０１には、カメラステー部１０が固定される。なお、上部カバー２０１とカメラステー部１０を一体物で構成してもよい。下部カバー２０２は、受け皿のような断面凹形状になっている。

上部カバー２０１と下部カバー２０２の間に形成される空間には、回路基板３０が保持される。回路基板３０には、撮像装置１００の動作の制御や２つの画像の視差量から距離を算定する演算素子や、または、電源制御用の素子など、撮像装置１００の動作に係る部品が配置されている。これら部品の中には、高温を発する発熱部品が含まれている。図１において例示する発熱部品は、制御部であるＣＰＵ３０１である。図１に示すように、回路基板３０には、ＣＰＵ３０１の他に、ＣＰＵ３０１における処理に用いられるメモリ３０２、ＣＰＵ３０１等の動作電源を供給する電源部３０３、などが配置されている。なお、回路基板３０と撮像装置１００との間には配線が施されているが図示を省略する。

以下の説明において、本実施形態に係るステレオカメラ１における発熱部品をＣＰＵ３０１に限って説明する。なお、発熱部品をＣＰＵ３０１に限る必要はない。例えば、回路基板３０に実装される他の部品、ＦＰＧＡや電源ＩＣなども発熱部品に該当する。発熱部品が回路基板３０に複数配置されているときは、各発熱部品に対して、以下において説明する伝熱部品４０を設ければよい。

発熱部品は、動作中において周囲に熱を放出する部品をいう。例えば、ＣＰＵ３０１のような発熱部品は、放熱できないと熱暴走して異常な動作をすることがある。そこで、ＣＰＵ３０１には、放熱を促進させるサーマル・インターフェース・マテリアルであるＴＩＭ３０４が取り付けられている。

また、ステレオカメラ１は、ＣＰＵ３０１からの熱の伝達経路を制限する伝熱部である伝熱部品４０を備えている。伝熱部品４０は、ＴＩＭ３０４の上側に取り付けられていて、一端がＴＩＭ３０４側に接して熱を集め、他端である突起部４０１が熱の伝達経路を制限し、上部カバー２０１に接するようになっている。

ＴＩＭ３０４は、熱伝導率が高い構造からなり、素材は熱伝導率が高いものが好適である。例えば、ヒートパイプやグラファイトシート、薄い銅板を加工したものである。ＴＩＭ３０４は、一端がＣＰＵ３０１側に接して熱を集め、他端は伝熱部品４０と接している。なお、伝熱部品４０の一端をＣＰＵ３０１に直接接触させてもよい。また、伝熱部品４０をグラファイトによって形成するならば、ＣＰＵ３０１との固定は両面テープなどで行われる。

伝熱部品４０の一端は、ＴＩＭ３０４に接している。また、伝熱部品４０の他端である突起部４０１は、熱の伝達経路を制限し、上部カバー２０１に接するようになっている。伝熱部品４０の他端である突起部４０１が接触する上部カバー２０１の位置は、例えば、図１に示す接触位置２１０である。接触位置２１０は、上部カバー２０１において２つの撮像装置１００から最も遠く、かつ、２つのレンズ１０１やイメージセンサー１０２から等距離にある位置である。

ＣＰＵ３０１から放出された熱は伝熱部品４０により、熱伝導経路が制限された状態で上部カバー２０１の接触位置２１０へ伝わる。これによって、基板保持部２０の内部の熱は、上部カバー２０１の所定の位置である接触位置２１０に伝わり、ここから上部カバー２０１全体に伝わっていく。したがって、熱源であるＣＰＵ３０１がステレオカメラ１全体において偏った位置に配置されていても、この偏った位置の熱源からの伝熱経路を限定する伝熱部品４０によって、ステレオカメラ１全体の熱分布を均一にすることができる。

次に、ステレオカメラ１に関する詳細な構造について説明する。図２は、ステレオカメラ１の主要な特徴部分である基板保持部２０の内部構造を示す図であって、図１に示したステレオカメラ１のＡ−Ａ’線縦断面図である。

図２に示すように、回路基板３０の上面側に配置されるＣＰＵ３０１の上にはＴＩＭ３０４が配置されている。さらにＴＩＭ３０４の上には、伝熱部品４０が配置されている。

伝熱部品４０は、熱伝導率の良い素材からなる。伝熱部品４０の一端は、熱源であるＴＩＭ３０４に面接触していて、他端である突起部４０１は上部カバー２０１の内側における接触位置２１０に相当する位置に接している。伝熱部品４０の突起部４０１はＴＩＭ３０４との接触部に比べて上部カバー２０１との接触面積が小さくなるように、四角柱状に形成されている。したがって、熱源からの熱が突起部４０２に集中する。なお、伝熱部品４０の突起部４０１の形状は、上に示した四角柱状に限ることはなく、円柱状や三角柱状、その他の多角形柱状であってもよい。

接触位置２１０は、ステレオカメラ１の中心線Ｄ上に配置されている。中心線Ｄは、図１に示したカメラステー部１０の中心軸Ｃを含むＹＺ平面上の線であって、ＸＹ平面上に配置された２つの撮像装置１００のＸ軸方向の距離の中間点を通過する線である。換言すると、中心線Ｄは２つのイメージセンサー１０２の結像面におけるそれぞれの法線を線対称にするときの対称軸である。すなわち、中心線Ｄはイメージセンサー１０２から等距離にある線を示している。さらに換言すると、中心線Ｄは、イメージセンサー１０２の法線と直交する線と平行であって、２つのイメージセンサー１０２のそれぞれの法線の中間を通る線である。すなわち、接触位置２１０は、２つの撮像装置１００のそれぞれのイメージセンサー１０２における軸対象中心上に配置されている。

この接触位置２１０は、すでに説明をしたとおり、上部カバー２０１の前方の端部側にある。すなわち、接触位置２１０は、ステレオカメラ１の中で撮像装置１００の２つのレンズ１０１から最も遠い位置にあり、かつ、２つのイメージセンサー１０２から等しく遠い位置にある。換言すると、接触位置２１０は、２つのイメージセンサー１０２から等距離の線上にある。

一般的にＣＰＵ３０１は、図２に示すような回路基板３０の周辺部に配置されることが多い。仮に、上記のような伝熱部品４０を用いなければ、ＣＰＵ３０１の配置部分の直上の上部カバー２０１にＴＩＭ３０４を接触させて熱を放出するか、上部カバー２０１と下部カバー２０２の間の空間を介して上部カバー２０１から放熱するかのいずれかになる。

そうすると、熱源から最も近い位置の上部カバー２０１からステレオカメラ１全体に熱が伝わる。この場合、ＣＰＵ３０１の配置部分の直上近傍における上部カバー２０１の温度が一番高くなり、この部分からの距離に応じた熱分布になる。そうすると、ステレオカメラ１全体の熱分布はＣＰＵ３０１の位置に応じて偏る状態にある。すなわち、伝熱部品４０を用いなければ、ステレオカメラ１の熱分布は不均一になり、カメラステー部１０の熱分布も不均一になる。

カメラステー部１０の熱分布が不均一になると、２つのレンズ１０１とイメージセンサー１０２のうち、熱源であるＣＰＵ３０１に近い方のレンズ１０１とイメージセンサー１０２の温度が他方に比べてより高くなる。

カメラステー部１０が金属部材からなる場合、上記のような熱分布の偏りがあると熱膨張もそれに応じて生ずるので、カメラステー部１０は偏って変形し、一方のレンズ１０１の姿勢が乱れて、光軸Ｌｘの平行が崩れる可能性がある。

一方のレンズ１０１の姿勢が乱れたり、レンズ１０１同士の光軸Ｌｘの平行が崩れたりすると、撮像装置１００によって得られる２つの画像の画角や焦点位置が乱れるので、距離を正確に算定することができなくなる。また、一方のイメージセンサー１０２だけが高温になると、２つのイメージセンサー１０２の特性の均一さが乱れる。これによって、距離を正確に算定することができなくなる。さらに、より高熱になる方のイメージセンサー１０２は他方に比べて故障しやすくなる。

そこで、本実施形態に係るステレオカメラ１は、伝熱部品４０を備えることで、熱源であるＣＰＵ３０１が回路基板３０の周辺部分に配置されていても、その熱の伝達経路を２つの撮像装置１００相互間の中心部に集約するように構成している。これによって、熱の伝達位置を制限できる。これによって、ステレオカメラ１全体の熱分布を均一にすることができる。

すなわち、ステレオカメラ１は、一方のレンズ１０１だけの姿勢いが乱れることを防ぐことができる。また、レンズ１０１同士の光軸Ｌｘの平行を維持し、平行度が崩れることを防ぐことができる。さらに、一方のみが高温になることを防ぐことができる。これによって、距離の算定精度に対する悪影響を排除することができ、また、壊れやすい状況を防ぐことで、ステレオカメラ１の信頼性を向上させることができる。なお、熱の伝達経路を実質的に２つの撮像装置１００相互間の中心部に集約するように構成できれば良いが、特に熱の影響を受けやすいイメージセンサー１０２の中心部に集約することが好ましい。

上記にて説明をしたステレオカメラ１の伝熱方法は以下のとおりである。すなわち、２つの撮像装置１００を保持するカメラステー部１０を、回路基板３０を保持する基板保持部２０に固定し、さらに、回路基板３０に配置される発熱部品であるＣＰＵ３０１に伝熱部品４０の一端を接触させる。その後、伝熱部品４０の他端を２つのイメージセンサー１０２から等距離の線上の位置２１０において、基板保持部２０の内側に接触させる。これによって、ステレオカメラ１の内部に配置されている発熱部品の熱を、ステレオカメラ１の所定の位置に伝える。

●撮像ユニットの第２実施形態
次に、本発明に係る撮像ユニットの別の実施形態について説明する。図３は、本実施形態に係るステレオカメラ１ａの主要な特徴部分を示す図であって、図２に示したものと同様の縦断面図である。

図３に示すステレオカメラ１ａは、回路基板３０に配置されている複数の部品が発熱部品である。ステレオカメラ１ａが備える回路基板３０には、ＣＰＵ３０１ａ、ＦＰＧＡ３０１ｂ、電源ＩＣ３０１ｃが配置されている。また、ステレオカメラ１ａにおける上部カバー２０１と下部カバー２０２の間に形成される内部空間は、充填材３０４ａによって埋められている。充填材３０４ａは、前記実施形態におけるＴＩＭ３０４の代わりに用いるもので、ＣＰＵ３０１ａ、ＦＰＧＡ３０１ｂ、電源ＩＣ３０１ｃの熱の放出を促進するためのものである。

伝熱部である伝熱部品４１の一端は、充填材３０４ａに接触し、伝熱部品４１の他端は上部カバー２０１の接触位置２１０に相当する位置に接触するようになっている。接触位置２１０は、ステレオカメラ１ａの中心線Ｄ上に配置されている。中心線Ｄは、すでに説明をした実施形態と同様に、カメラステー部１０の中心軸Ｃを含むＹＺ平面上の線であって、ＸＹ平面上に配置された２つの撮像装置１００のＸ軸方向の距離の中間点を通過する線である。すなわち、接触位置２１０は、ステレオカメラ１の中で撮像装置１００の２つのレンズ１０１から最も遠い位置にあり、かつ、２つのイメージセンサー１０２から等しく遠い位置にある。

ステレオカメラ１ａは、複数の熱源がバラバラに配置されていても、各熱源から放出される熱の伝わる経路、すなわち、熱伝達経路を制限し、ステレオカメラ１の中心線Ｄ上であってレンズ１０１のそれぞれから等しく遠い接触位置２１０に伝わるようにしている。これによってカメラステー部１０への熱分布も均一になるから、２つのレンズ１０１や２つのイメージセンサー１０２に伝わる熱も均一になる。したがって、ステレオカメラ１ａによれば、レンズ１０１における光軸Ｌｘの平行関係が乱れることを防ぎ、かつ、イメージセンサー１０２の特性のバラツキを少なくすることができる。すなわち、ステレオカメラ１ａは、距離の算定を正確に行うことができる。

●撮像ユニットの第３実施形態
次に、本発明に係る撮像ユニットのさらに別の実施形態について説明する。図４は、本実施形態に係るステレオカメラ１ｂの主要な特徴部分を示す図であって、図２に示したものと同様の縦断面図である。

図４に示すように、ステレオカメラ１ｂは、複数の熱源を備えるものであって、回路基板３０に、ＣＰＵ３０１ａ、ＦＰＧＡ３０１ｂ、電源ＩＣ３０１ｃが配置されている。また、各ＣＰＵには、それぞれの放熱を促進させるサーマル・インターフェース・マテリアルである第１ＴＩＭ３０４ａ、第２ＴＩＭ３０４ｂ、第３ＴＩＭ３０４ｃが取り付けられている。

伝熱部である伝熱部品４２は、平坦な板状の部分と、この板状の部分の上面中央部の突起部４２１とからなり、縦断面形状が凸字状になっている。伝熱部品４２の板状の部分の下端面は、すべての熱源またはサーマル・インターフェース・マテリアルに接触している。また、伝熱部品４２の突起部４２１の上端面は、接触位置２１０に相当する位置に接触している。接触位置２１０は、ステレオカメラ１ｂの中心線Ｄ上に配置されている。なお、中心線Ｄは、すでに説明した実施形態に係るステレオカメラ１等における中心線Ｄと同様の位置にある。したがって、接触位置２１０は、２つのレンズ１０１やイメージセンサー１０２から等距離かつ最も遠い位置にある。

ＣＰＵ３０１ａ、ＦＰＧＡ３０１ｂ、電源ＩＣ３０１ｃからの熱は、第１ＴＩＭ３０４ａ、第２ＴＩＭ３０４ｂ、第３ＴＩＭ３０４ｃを介して伝熱部品４２に伝わる。伝熱部品４２に伝わった熱は、突起部４２１により熱伝達経路が限定されて接触位置２１０に相当する上部カバー２０１の位置に伝わる。

ステレオカメラ１ｂは、複数の熱源がバラバラに配置されていても、各熱源から放出された熱は、伝熱部品４２の板状の部分から突起部４２１へと集められて、この突起部４２１から接触位置２１０に伝わるように制限されている。これによって、ステレオカメラ１全体の熱分布は均一になる。

そうすると、カメラステー部１０への熱分布も均一になるから、２つのレンズ１０１や２つのイメージセンサー１０２に伝わる熱も均一になる。したがって、熱によるレンズ１０１における光軸Ｌｘの平行関係の乱れを防ぐことができ、かつ、熱によるイメージセンサー１０２の特性のバラツキも少なくすることができる。これによって、ステレオカメラ１ｂは、距離の算定を正確に行うことができる。

●撮像ユニットの第４実施形態
次に、本発明に係る撮像ユニットのさらに別の実施形態について説明する。図５は、本実施形態に係るステレオカメラ１ｃの主要な特徴部分を示す図であって、図２に示したものと同様の縦断面図である。

図５に示すように本実施形態に係るステレオカメラ１ｃは、カメラステー部１０と上部カバー２０１が分離している。カメラステー部１０と上部カバー２０１は、連結部４３によって連結されている。本実施形態に係るステレオカメラ１ｃは、連結部４３と上部カバー２０１によって伝熱部が構成される。連結部４３によって、上部カバー２０１とカメラステー部１０との間には、連結部４３の高さ相当の隙間（スリット４３１）が形成されている。

連結部４３は、レンズ１０１の並び方向を幅方向としたときのカメラステー部１０および上部カバー２０１の幅方向における中心に配置されている。
連結部４３の幅方向の中心は、上記のカメラステー部１０および上記カバー２０１の中心と同軸上にある。
なお、連結部４３の幅方向の寸法は、カメラステー部１０または上部カバー２０１における幅寸法の半分以下である。

ステレオカメラ１ｃは、熱源であるＣＰＵ３０１がサーマル・インターフェース・マテリアルであるＴＩＭ３０４を介して上部カバー２０１に接触している。上部カバー２０１に伝わったＣＰＵ３０１からの熱の一部は、スリット４３１によってステレオカメラ１ｃの外部に放熱される。

また、ＣＰＵ３０１からの熱の一部は、その伝達経路を連結部４３によって制限されている。連結部４３は、ステレオカメラ１ｃの中心線Ｄ上に配置されている。なお、中心線Ｄは、すでに説明した実施形態に係るステレオカメラ１等における中心線Ｄと同様の位置にある。したがって、接触位置２１０は、２つのレンズ１０１やイメージセンサー１０２から等距離かつ最も遠い位置にある。また、連結部４３は、例えば上部カバー２０１の中央部分に位置している。

ステレオカメラ１ｃのように熱源であるＣＰＵ３０１が、回路基板３０の周辺部に配置されていても、ＣＰＵ３０１からの熱は、連結部４３を介して伝わる。すなわち、２つのレンズ１０１とイメージセンサー１０２には均等に熱が伝わるようになっている。これによって、熱によるレンズ１０１における光軸Ｌｘの平行関係の乱れを防ぐことができ、かつ、熱によるイメージセンサー１０２の特性のバラツキも少なくすることができる。すなわち、ステレオカメラ１ｃは、距離の算定を正確に行うことができる。

以上説明のとおり、各実施形態によれば、カメラステー部１０に伝わる熱の偏りを無くすことができるので、２つの単眼カメラを構成するレンズ１０１とイメージセンサー１０２に対する熱分布も均一になる。これによって、レンズ１０１同士の相対位置の経時的変化を防止し、また、光軸Ｌｘの平行度を維持することができる。また、イメージセンサー１０２における熱の偏りも無く、熱の経時的変化によって特性が乱れなくなる。これらによって、２つの撮像画像の変動差を無くすことができ、２つの撮像画像の視差量による距離算出をより正確に行うことができる。

●車両制御システム
次に本発明に係る車両制御ユニットの実施形態について説明する。本車両制御ユニットは、車両に搭載され、当該車両の動きを制御する。本車両制御ユニットは、すでに説明をしたステレオカメラ１乃至１ｃのいずれかを用いて、車両の進行方向に存在する物体との距離を算出し、この距離に応じて当該車両の動きを制御する。

図６に示すようにステレオカメラ１が備えるレンズ１０１は、車両５００の進行方向前方の光景を撮影することができるように設置されている。ステレオカメラ１は、車両５００のフロントガラスの内側（車室側）上部のインナーリアビューミラー付近に搭載される。ステレオカメラ１の取付位置は、上述の位置に限定されず、車両５００の進行方向前方の車両外の状況を検知することができる位置であればよい。

ステレオカメラ１は、測定対象との距離が変化する物体に設置される。ステレオカメラ１は、車両５００に限定されず、船舶、鉄道等の移動体、ＦＡ（Factory Automation）用途の場合には建物などの固定物にも設置することができる。ステレオカメラ１は、撮影した被写体を含む画像データから被写体（測定対象）までの距離を求める（距離情報を取得する）。ステレオカメラ１の測定対象は、他の移動体や人物や動物などである。

車両制御システム３００は、居室空間である車室において設置されたステレオカメラ１と、制御装置３１０と、ステアリングホイール３２０と、ブレーキペダル３３０と、を備えている。ステレオカメラ１は、車両５００の進行方向を撮影する撮影機能を有し、例えば、車両５００のフロントウィンドウ内側のバックミラー近傍に設置される。

ここで、ステレオカメラ１と車両制御システム３００との関係について説明する。車両制御システム３００の制御装置３１０は、ステレオカメラ１から受信した視差画像に基づいて求まるステレオカメラ１から被写体までの距離情報により、各種車両制御を実行する。

制御装置３１０は、車両制御の例として、ステレオカメラ１から受信した視差画像に基づいて、ステアリングホイール３２０を含むステアリング系統（制御対象）を制御して障害物を回避するステアリング制御を実行する。制御装置３１０は、また、ステレオカメラ１から受信した視差画像に基づいて、ブレーキペダル３３０（制御対象）を制御して車両５００を減速および停止させるブレーキ制御等を実行する。このようなステレオカメラ１および制御装置３１０を含む車両制御システム３００のように、ステアリング制御またはブレーキ制御等の車両制御が実行されることによって、車両５００の運転の安全性を向上することができる。

なお、上述のように、ステレオカメラ１は、車両５００の前方を撮影するものとしたが、これに限定されるものではない。すなわち、ステレオカメラ１は、車両５００の後方または側方を撮影するように設置されるものとしてもよい。この場合、ステレオカメラ１は、車両５００の後方の後続車、または側方を並進する他の車両等の位置を検出することができる。そして、制御装置３１０は、車両５００の車線変更時または車線合流時等における危険を検知して、上述の車両制御を実行することができる。

また、制御装置３１０は、車両５００の駐車時等におけるバック動作において、ステレオカメラ１によって検出された車両５００の後方の障害物の視差画像に基づいて、衝突の危険があると判断した場合に、上述の車両制御を実行することができる。

以上説明のとおり、車両制御システム３００と連動するステレオカメラ１は、車両５００において、直射日光等が当たりやすい位置に配置される。直射日光等はステレオカメラ１全体に当たるので、上に示したように回路基板３０の特定の部品からの熱のように、熱分布の偏りは生じない。

以上のとおり、車両制御システム３００は、ステレオカメラ１の内部の発熱部品からの熱によってカメラステー部１０への熱分布が不均一になることを伝熱部である伝熱部品４０等の効果によって防ぐ。これによって、カメラステー部１０における熱分布は均一になるから、精度のよい距離算出をすることができるので、車両制御システム３００は車両５００の制御をより正確に行うことができる。

１ ステレオカメラ
１０ カメラステー部
２０ 基板保持部
３０ 回路基板
４０ 伝熱部品
１００ 撮像装置
１０１ レンズ
１０２ イメージセンサー
１０３ センター基板
２０１ 上部カバー
２１０ 接触位置
２０２ 下部カバー
３００ 車両制御システム
３０１ ＣＰＵ
３０２ メモリ
３０３ 電源部
３０４ ＴＩＭ

特許第３８７７４７５号明細書

Claims (10)

1. ２つの撮像装置と、
   前記２つの撮像装置の動作に係る部品が配置されている回路基板を保持する基板保持部と、
   前記部品が発する熱を前記基板保持部に伝える伝熱部と、
   を有し、
   前記伝熱部の一端は前記部品に接していて、前記伝熱部の他端は前記２つの撮像装置がそれぞれ有する撮像素子から等距離の線上において前記基板保持部に接している、
   ことを特徴とする撮像ユニット。
2. 前記伝熱部の他端は、前記撮像装置から離れた前記基板保持部の端部側において接触している、
   請求項１記載の撮像ユニット。
3. 前記伝熱部は、ヒートパイプである、
   請求項１記載の撮像ユニット。
4. 前記２つの撮像装置を保持する撮像装置保持部と前記基板保持部は、金属部材からなる、
   請求項１記載の撮像ユニット。
5. 前記２つの撮像装置を保持する撮像装置保持部と前記基板保持部は、連結部によって連結されていて、
   当該連結部は前記撮像装置保持部の中央部分に位置する、
   請求項１記載の撮像ユニット。
6. 前記撮像装置保持部と前記基板保持部の間には、前記連結部の高さに相当するスリットが形成されている、
   請求項５記載の撮像ユニット。
7. 前記連結部は、前記撮像装置保持部または前記基板保持部の幅寸法の半分以下の幅寸法を有する。
   請求項５記載の撮像ユニット。
8. 車両に搭載され、当該車両の進行方向に存在する物体までの距離を算出するユニットを備える車両制御ユニットであって、
   当該ユニットは、請求項１乃至７のいずれかの撮像ユニットである、
   ことを特徴とする車両制御ユニット。
9. ２つの撮像装置を有する撮像ユニットの動作に係る部品の熱を前記撮像ユニットへ伝熱する伝熱方法であって、
   前記部品が配置されている回路基板を保持する基板保持部に前記熱を伝える伝熱部の一端を前記部品に接触させ、
   前記伝熱部の他端を前記撮像ユニットが備える２つの撮像素子から等距離の線上にある前記基板保持部の内側に接触させ、
   前記伝熱部の他端から前記２つの撮像素子へ前記等距離の線上から前記熱を伝える、
   ことを特徴とする撮像ユニットの伝熱方法。
10. ２つの撮像装置と、
    前記２つの撮像装置の動作に係る部品が配置されている回路基板を保持する基板保持部
    と、
    前記部品が発する熱を前記基板保持部に伝える伝熱部と、
    を有し、
    前記伝熱部の一端は前記部品に接していて、実質的に前記伝熱部の他端は前記２つの撮像装置から等距離の線上において前記基板保持部に接している、
    ことを特徴とする撮像ユニット。