JP2016189578A - カメラモジュール - Google Patents

Abstract

【課題】 ケーブルを接続する際の作業性が良好であり、かつ、接続する作業の際にケーブル芯線が断線する懸念が払拭されたカメラモジュールを実現する。【解決手段】 撮像部１０は、第１コネクタ１３４が露出する接続開口部１１５を有するケース１１を備え、ケーブルユニット２０は、第２コネクタ２３を一体に保持しており、固定機構１４によるバヨネット機構によって接続開口部１１５を閉塞した状態でケース１１に固定されてなるカメラモジュールにおいて、第１コネクタ１３４の嵌合部と第２コネクタ２３の嵌合部は、いずれも、嵌合方向に沿った円筒状をなし、嵌合している状態において軸心を中心として第１コネクタ１３４に対して第２コネクタ２３が回転可能とした。【選択図】 図３

Description

本発明はカメラモジュールに関するものである。

車両の後部や側部に撮像手段を搭載して、撮像した画像を車内の表示手段によって表示することで車両の周囲の安全を確認するための、いわゆる、ビューモニタシステムの普及が進んでいる。このようなビューモニタシステムの撮像手段として、カメラモジュールが広く用いられている。

ビューモニタシステムでは、一般的に、撮像部とビューモニタシステムの制御ユニットとの間をケーブルで接続し、このケーブルを介して、撮像部の撮像した画像データが制御ユニットへ伝送されるように構成される。このような構成において、コストや耐ノイズ性能の観点から、ビューモニタシステムが搭載される車両の寸法に応じて過不足のない長さのケーブルを用いることが望ましい。したがって、撮像部を、寸法の異なる車両に幅広く搭載するためには、撮像部とケーブルとの間を着脱自在とした上で、車両の寸法に応じた適切な長さのケーブルを撮像部へ接続できるように構成することが求められる。

例えば、引用文献１には、このような用途に適したカメラモジュールにおいて、ケーブルを着脱自在に構成する例が開示されている（本願の図８を参照）。引用文献１に開示されているカメラモジュールは、カメラ１００（撮像部）とケーブル２００との間にケーブルホルダ３００を介在させた上で、カメラ１００とケーブルホルダ３００とをバヨネット機構によって着脱自在としたものである。

特開２０１３−１７１２７７（段落００３１，図３）

引用文献１の実施例において、カメラ１００とケーブル２００との間を電気的に接続するためのコネクタ２２０は、一般的な基板対電線接続用のものである。このようなコネクタ２２０の場合、ケーブル２００を接続する際には、先ずコネクタ２２０を接続し、次に、上述のバヨネット構造によってケーブルホルダ３００をケースに対して固定することになる。この一連の作業を行う際、芯線２１０の長さに余裕がないと接続作業を行うことができないので、芯線２１０の長さをある程度長くしておく必要があるが、この場合、ケーブルを接続する作業の際に芯線２１０がバヨネット構造にかみ込み、これに起因して芯線２１０が断線する虞がある。

本発明は、このような課題を鑑みてなされたものであって、撮像部とケーブルとを着脱自在としたカメラモジュールにおいて、ケーブルを接続する際の作業性が良好であり、かつ、接続する作業の際にケーブル芯線が断線する懸念を払拭することを目的とする。

上述の課題を解決するために、本発明によるカメラモジュールは、対物レンズを備えるレンズユニットと、撮像素子を備える電子回路ユニットと、前記電子回路ユニットに実装された第１コネクタと、内部に前記レンズユニットと前記電子回路ユニットとを収納するとともに、前記対物レンズが露出する撮像開口部と、前記第１コネクタが露出する接続開口部とを備えるケースと、を有する撮像部と、前記接続開口部を閉塞し、前記第１コネクタに接続される第２コネクタを一体に保持し、前記接続開口部を閉塞した状態において前記第２コネクタを前記第１コネクタに接続させてなるケーブルユニットと、を有するものであって、前記ケーブルユニットを、バヨネット機構によって、前記接続開口部を閉塞した状態で前記ケースに固定する固定機構をさらに有し、前記第１コネクタの嵌合部と前記第２コネクタの嵌合部は、いずれも、嵌合方向に沿った円筒状をなし、嵌合している状態において軸心を中心として前記第１コネクタに対して前記第２コネクタが回転可能であることを特徴とする。

バヨネット機構は、公知な機構であって、本願発明に係る構成に沿って述べれば、ケーブルユニットを撮像部へ挿入した後、撮像部に対してケーブルユニットを所定の角度回転させることでケーブルユニットを撮像部に対して固定することができる機構である。このバヨネット機構を用いるに当たって、電気的な接続手段である第１コネクタと第２コネクタの双方の嵌合部を嵌合方向に沿った円筒状として、嵌合状態において回転可能に構成したことによって、ケーブルユニットを撮像部へ挿入した時点でコネクタが互いに嵌合して電気的接続が確立され、その状態からケーブルユニットを回転させることで、互いの嵌合状態を維持したままで、バヨネット機構によるケーブルユニットの固定を完了させることができる。したがって、従来例のように、バヨネット機構による固定を行う際に、ケーブルユニットを回転させる前に予めコネクタを接続させおく必要がなく、ケーブルユニットを接続する際の作業性が大幅に改善される。

また、ケーブルユニットに第２コネクタを一体に保持させたことによって、従来例のようにコネクタ部分に芯線が露出することがない。このため、ケーブルユニットを接続する作業の際にケーブル芯線の断線が発生しない。

本発明によるカメラモジュールは、前記ケースと前記ケーブルユニットとの間にＯリングを備え、前記ケーブルユニットを前記ケースへ固定することに伴ってＯリングを圧縮することで、前記接続開口部を閉塞してよい。

Ｏリングを圧縮してケースとケーブルユニットとの間を閉塞することで、より良好な密閉性を保つことができる。また、Ｏリングの復元力によって、ケーブルユニットが固定機構へ向けて付勢されるため、好適にバヨネット機構を構成することができる。

本発明によるカメラモジュールは、前記ケーブルユニットが、前記第１コネクタと前記第２コネクタの嵌合方向に対して直交する方向にケーブルを導出していてよい。

前記第１コネクタと前記第２コネクタの嵌合方向に対して直交する方向に沿って撮像部からケーブルを導出することで、車両等の撮像部を配置する場所にケーブル通すための十分な奥行き方向のスペースがない場合であっても、撮像部を配置することができる。

本発明によるカメラモジュールは、前記ケーブルユニットが、前記バヨネット機構を構成するための係止片２２１を有し、前記固定機構が、前記係止片２２１が通過する穴部と前記係止片２２１が係止する係止部とを有するともに前記ケースに着脱可能であってよい。

固定機構において、ケーブルユニットとの間でバヨネット機構を構成する穴部と係止部の形状を適宜変更することで、ケーブルユニットを固定した際のケーブルの導出方向を任意に変更することができる。所望するケーブルの導出方向に応じた複数の形状の固定機構を用意した上で、固定機構をケースに対して着脱可能とすることで、固定機構を取り替えることで、ケースに変更を加えることなく容易にケーブルの導出方向を変更することができる。

本発明によるカメラモジュールは、前記第１コネクタと前記第２コネクタが、いずれも同軸コネクタであってよい。

コネクタとして同軸コネクタを用いることで、ケーブルを介したデータ伝送速度の高速化が可能となる。

本発明によれば、ケーブルを接続する際の作業性が良好であり、かつ、接続する作業の際にケーブル芯線が断線する懸念が払拭されたカメラモジュールを実現することができる。

本発明の実施例に係るカメラモジュールの外観を示す図である。 図１に示すカメラモジュールの背面側を示す図である。 図１に示すカメラモジュールの要部断面図である。 図１に示すカメラモジュールの第１コネクタを示す図である。 図１に示すカメラモジュールのケーブルユニットを示す図である。 図１に示すカメラモジュールの第２コネクタを示す図である。 図１に示すカメラモジュールの固定機構を示す図である。 従来のカメラモジュールを示す図である。

本発明の実施例に係るカメラモジュール１について、図１から図７を用いて説明する。図１から図７は、それぞれ、図１は、本発明の実施例に係るカメラモジュール１の外観を示す斜視図、図２は、図１に示したカメラモジュール１を背面側から見た斜視図、図３は、図１に示すＡ−Ａ線に沿った断面図、図４は、図１に示したカメラモジュール１における第１コネクタ１３４を示す図であって、図４（ａ）は斜視図、図４（ｂ）は後述する第２コネクタ２３の嵌合方向より見た図、図５は、図１に示したカメラモジュール１におけるケーブルユニット２０の外観を示す斜視図であって図５（ａ）は図１と同方向より見た図、図５（ｂ）は図２と同方向より見た図、図６は、図５に示したケーブルユニット２０を第１コネクタ１３４の嵌合方向より見た図、図７は、図１に示したカメラモジュール１における固定機構としてのロックプレート１４の外観を示す斜視図であって、図７（ａ）は図１と同方向より見た図、図７（ｂ）は図２と同方向より見た図、である。

カメラモジュール１は、車両の周囲の安全を確認するためのビューモニタシステムの撮像手段として好適なものである。しかし、用途はこれに限定されず、他のあらゆる用途に用いることができる。カメラモジュール１は、光学的情報を電気的情報へと変換する撮像部１０と、撮像部１０で生成された電気的情報を出力するためのケーブルユニット２０とからなる。説明の便宜上、以下、撮像部１０における被写体と対向する面（図１における上側の面）を「正面」、正面の反対側の面（図１における下側の面）を「背面」、と称する場合がある。

撮像部１０は、正面側の第１ケース１１１と背面側の第２ケース１１２とを水密に接合して形成された略直方体をなす箱状体のケース１１を有している。ケース１１の内部は収容部１１３となっており、収容部１１３の内部には、後述するレンズユニット１２や電子回路ユニット１３などが収容されて、保持されている。

第１ケース１１１は、絶縁性合成樹脂によって箱状に形成されており、その内部は収容部１１３を形成する空洞になっている。第１ケース１１１の正面側には、円形の撮像開口部１１４が設けられている。撮像開口部１１４から、収容部１１３内に収容されているレンズユニット１２の頂部が露出している。撮像開口部１１４とレンズユニット１２との間は水密な状態で当接している。レンズユニット１２の露出している部分には、対物レンズ１２１が配設されている。カメラモジュール１は、この対物レンズ１２１を介して被写体を撮像し、後述するケーブルユニット２０を介して撮像した画像データ信号を出力する。

第２ケース１１２は、第１ケース１１１と同様に、絶縁性合成樹脂によって箱状に形成されており、その内部は収容部１１３を形成する空洞になっている。第１ケース１１１と第２ケース１１２の間は、超音波溶着などの手段で水密な状態で接合されている。第２ケース１１２の背面側には、ケーブルユニット２０を接続するための接続開口部１１５が設けられている。第２ケース１１２の背面側には、固定機構としてのロックプレート１４が４つのビス１５を用いて着脱可能に取り付けられている。また、図３に示すように、接続開口部１１５には、後述する第１コネクタ１３４の嵌合部が露出している。

接続開口部１１５の周縁には、第２ケース１１２とケーブルユニット２０との間に、接続開口部１１５を取り囲むように、弾性を有するＯリング１６が配設されている。ケーブルユニット２０が接続されて固定されている状態において、ケーブルユニット２０の第２ケース１１２に対向する当接面２２２によってＯリング１６が適度に圧縮されることで、接続開口部１１５が閉塞されている。また、同時に、Ｏリング１６の復元力によって、ケーブルユニット２０が固定機構へ向けて付勢されている。なお、Ｏリング１６を用いないで、ケーブルユニット２０の当接面２２２を直接第２ケース１１２の対向面に当接させて接続開口部１１５を閉塞することも可能であるが、Ｏリング１６を用いた方が、より良好な密閉性を得ることができる点で好ましい。

レンズユニット１２は公知な構造のものであって、筒状をなすレンズバレルの内部に、複数の円形の凸レンズあるいは凹レンズを保持している。複数の円形レンズは、撮像素子１３３の受光面に対する垂直方向（図３における上下方向）に沿う直線である軸線、すなわち、光軸に沿って、同心状に保持されている。なお、保持されているレンズの枚数やレンズ間の間隔など、レンズユニット１２内部に係る構造については、所望する光学特性を得るために任意に設定されてよいものであり、この点は本発明の特徴点との直接的な関係がないので、図３ではレンズユニット１２内部の構造を簡略化して示している。

電子回路ユニット１３は、正面側に位置する第１印刷配線基板１３１と、背面側に位置する第２印刷配線基板１３２とを有する。第１印刷配線基板１３１と第２印刷配線基板１３２との間は、例えばフレキシブルケーブルによって電気的に接続されている。

第１印刷配線基板１３１の正面側の面上には、第１印刷配線基板１３１と平行に撮像素子１３３が実装されている。第１印刷配線基板１３１と第２印刷配線基板１３２の主面上には、撮像素子１３３によって得られた電気的信号に基づいて、所定の画像データ信号を生成して出力するための図示しない種々の電子部品が実装されている。また、第２印刷配線基板１３２の背面側の面上には、背面側へ向けて第１コネクタ１３４が実装されている。

撮像素子１３３は、平面状で矩形をなす公知なＣＭＯＳタイプの撮像素子１３３である。撮像素子１３３は、矩形をなす所定の撮像範囲を有しており、この撮像範囲内の撮像が可能であって、この撮像範囲の中心と、レンズユニット１２の光軸とが一致するように収容部１１３内に保持されている。

第１コネクタ１３４は、インピーダンス整合の取れた同軸コネクタである。第１コネクタ１３４は、第１印刷配線基板１３１や第２印刷配線基板１３２上に構成されている電子回路と電気的に接続されており、上述した画像データ信号が第１コネクタ１３４から出力されるように構成されている。

このような同軸コネクタとして、本実施例では、図４に示すようなＳＭＢコネクタ（Ｓｕｂ Ｍｉｎｉａｔｕｒｅ ＴｙｐｅＢ コネクタ）を用いている。第１コネクタ１３４は、円筒状に延在する筒状導体１３４１を備えており、第１コネクタ１３４嵌合部の中心部には中心導体１３４２を備えており、これら筒状導体１３４１と中心導体１３４２とによって、第１コネクタ１３４の嵌合部が形成されている。本実施例のように第１コネクタ１３４として同軸コネクタを用いることで、信号の伝送ロスが低減するため、画像データ信号を高速に伝送することができる。

ケーブルユニット２０は、図５に示すように、ケーブル２１と第２コネクタ２３とブッシュ２２とからなる。ケーブル２１はブッシュ２２の内部で第２コネクタ２３と接続されている。第２コネクタ２３は、接続開口部１１５に挿入される円筒形状部分を突出して露出させた状態で、ケーブルユニット２０に一体に保持されている。ケーブル２１は、第２コネクタ２３の嵌合方向に対して直交する方向に導出されている。本実施例では、ケーブル２１として同軸ケーブルを、第２コネクタ２３として同軸コネクタを、それぞれ用いている。これら第２コネクタ２３とケーブル２１を介して、上述した画像データ信号が高速に伝送される。

第２コネクタ２３は、第１コネクタ１３４に適合するものであって、図５（ａ）と図６に示すように、第１コネクタ１３４の嵌合部を受け入れ可能な円筒状をなすように環状に配設された４つの環状コンタクト２３１と、４つの環状コンタクト２３１の中心に位置する中心コンタクト２３２とを備えており、これら環状コンタクト２３１と中心コンタクト２３２とによって、第２コネクタ２３の嵌合部が形成されている。４つの環状コンタクト２３１のそれぞれが、上述した第１コネクタ１３４の筒状導体１３４１の外周面に弾性接触するとともに、中心コンタクト２３２が上述した中心導体１３４２と弾性接触することで、相互間が電気的に接続される。

第１コネクタ１３４の嵌合部と第２コネクタ２３の嵌合部は、上述したように、それぞれが、嵌合方向に沿った円筒状をなしている。したがって、双方が嵌合されて電気的に接続した状態を維持したまま、円筒の軸心を中心として、自由に回転することができる。

ケーブルユニット２０のブッシュ２２は、絶縁性合成樹脂によって形成されている。ブッシュ２２には、バヨネット機構を構成するための２つの係止片２２１が径方向に突出して形成されている。係止片２２１は、中心コンタクト２３２を中心として、周方向において円周全体の約１／４の長さにわたる扇形、換言すれば、中心角が約９０°の扇形の一部をなすように形成されている。

固定機構としてのロックプレート１４は、図７に示すような板状の部材であって、ケーブルユニット２０のブッシュ２２との間でバヨネット機構を構成するための貫通穴が形成されている。貫通穴には、ブッシュ２２の係止片２２１に対応する形状の２つの穴部１４１が設けられている。穴部１４１の周方向に沿う長さは、係止片２２１の周方向の長さよりも若干長く、係止片２２１は穴部１４１を支障なく通過することができる。また、２つの穴部１４１の間には、ブッシュ２２の係止片２２１と係合してケーブルユニット２０を固定するための２つの係止部１４２が設けられている。

このような構成によれば、撮像部１０にケーブルユニット２０を接続する際は、先ず、ケーブルユニット２０の係止片２２１がロックプレート１４の穴部１４１を通過するようにケーブルユニット２０を挿入して、次に、ロックプレート１４に対してケーブルユニット２０を約９０°回転させて、係止片２２１と係止部１４２とを係合させることで、バヨネット機構による固定が完了する。固定が完了すると、ケーブルユニット２０が接続開口部１１５を閉塞した状態でケースに固定される。なお、ケーブルユニット２０を挿入した後、その状態でケーブルユニット２０をさらに押圧して、上述したＯリング１６を一時的に所定の圧縮度合いを超えて圧縮させた上で、ケーブルユニット２０を回転させ、その後、押圧を開放することで、円滑に固定を完了させることができる。

この一連の接続作業において、ケーブルユニット２０を挿入した時点で、第１コネクタ１３４と第２コネクタ２３とが互いに嵌合して電気的接続が確立され、その状態からケーブルユニット２０を回転させる際、第１コネクタ１３４の嵌合部と第２コネクタ２３の嵌合部は自由に回転可能であるため、互いの嵌合状態、すなわち、電気的接続が維持されたままで、バヨネット機構による固定を完了させることができる。

上述したように、ロックプレート１４は４つのビス１５を用いて第２ケース１１２に着脱可能に取り付けられている。ロックプレート１４において、穴部１４１と係止部１４２を、それぞれの形状を保ったままで周方向に沿って位置を変更することによって、ケーブルユニット２０を固定した際の撮像部１０に対するケーブル２１の導出方向を任意に変更することができる。所望するケーブル２１の導出方向に応じた複数の形状のロックプレート１４を予め用意した上で、ロックプレート１４を取り替えることで、ケースに変更を加えることなく容易にケーブル２１の導出方向を変更することができる。

本発明は、例えば、車両周辺監視の用途で用いられるカメラモジュールにおいて好適に利用することができる。

１ カメラモジュール
１０ 撮像部
１１ ケース
１１１ 第１ケース
１１２ 第２ケース
１１３ 収容部
１１４ 撮像開口部
１１５ 接続開口部
１２ レンズユニット
１２１ 対物レンズ
１３ 電子回路ユニット
１３１ 第１印刷配線基板
１３２ 第２印刷配線基板
１３３ 撮像素子
１３４ 第１コネクタ
１３４１ 筒状導体
１３４２ 中心導体
１４ ロックプレート（固定機構）
１４１ 穴部
１４２ 係止部
１５ ビス
１６ Ｏリング
２０ ケーブルユニット
２１ ケーブル
２２ ブッシュ
２２１ 係止片
２２２ 当接面
２３ 第２コネクタ
２３１ 環状コンタクト
２３２ 中心コンタクト

Claims (5)

1. 対物レンズを備えるレンズユニットと、
   撮像素子を備える電子回路ユニットと、
   前記電子回路ユニットに実装された第１コネクタと、
   内部に前記レンズユニットと前記電子回路ユニットとを収納するとともに、前記対物レンズが露出する撮像開口部と、前記第１コネクタが露出する接続開口部とを備えるケースと、を有する撮像部と、
   前記接続開口部を閉塞し、前記第１コネクタに接続される第２コネクタを一体に保持し、前記接続開口部を閉塞した状態において前記第２コネクタを前記第１コネクタに接続させてなるケーブルユニットと、
   を有するカメラモジュールにおいて、
   前記ケーブルユニットを、バヨネット機構によって、前記接続開口部を閉塞した状態で前記ケースに固定する固定機構をさらに有し、
   前記第１コネクタの嵌合部と前記第２コネクタの嵌合部は、いずれも、嵌合方向に沿った円筒状をなし、嵌合している状態において軸心を中心として前記第１コネクタに対して前記第２コネクタが回転可能である
   ことを特徴とするカメラモジュール。
2. 前記ケースと前記ケーブルユニットとの間にＯリングを備え、前記ケーブルユニットを前記ケースへ固定することに伴ってＯリングを圧縮することで、前記接続開口部を閉塞する
   ことを特徴とする請求項１に記載のカメラモジュール。
3. 前記ケーブルユニットは、前記第１コネクタと前記第２コネクタの嵌合方向に対して直交する方向にケーブルを導出している
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のカメラモジュール。
4. 前記ケーブルユニットは、前記バヨネット機構を構成するための係止片を有し、
   前記固定機構は、前記係止片が通過する穴部と、前記係止片が係止する係止部とを有するともに、前記ケースに着脱可能である
   ことを特徴とする請求項３に記載のカメラモジュール。
5. 前記第１コネクタと前記第２コネクタは、いずれも同軸コネクタである
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のカメラモジュール。

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