JP2022137908A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】接着剤を介して接着された筐体の接着強度を向上させることが可能な撮像装置を提供すること。【解決手段】本開示に係る撮像装置は、第１のケースと、第２のケースと、を有し、内部に撮像素子を収容する筐体と、前記第１のケースと前記第２のケースとを互いに接着する第１の接着剤と、を備え、前記第１のケースは、前記筐体の外部に向く第１の外面と、前記第２のケースに当接する第１の当接面と、を有し、前記第１の外面と前記第１の当接面との角に第１の切り欠きが設けられ、前記第１の接着剤は、前記第１の切り欠きに設けられ、前記第１のケースと前記第２のケースとに付着する。【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置に関する。

近年、車両の運転支援システムの普及に伴い、運転支援用車載カメラが車両に搭載されることが増えている。運転支援用車載カメラは、車載カメラ内部のＩＳＰ（Ｉｍａｇｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）による画像処理により、車両、歩行者、障害物などの物体を検知する。運転支援用車載カメラによる検知結果は、車両の運転支援システムが運転者に警告を行ったり、車両を強制的に停止させたりするなどの処理に使用されるため、重要な役割を担っている。

多くの場合、運転支援用車載カメラを構成する撮像装置は、被写体の像を結像するためのレンズユニットと、撮像素子などを内部に有する筐体とが組み合わせられて作られる。例えば、特許文献１には、筐体がフロントケースとリアケースとから構成され、フロントケース及びリアケースが接着剤によって結合される車載カメラが開示されている。

特開２０１１－１６４４６１号公報

しかしながら、上述した従来の技術は、ネジによる筐体の固定や超音波溶着による筐体の結合の代替手段という位置づけであり、依然として接合強度や防水性などに関して課題が存在する。

本開示は上記の課題に鑑みてなされたものであり、接着剤を介して接着された筐体の接着強度を向上させることが可能な撮像装置を提供することをその主たる目的とする。

第１のケースと、第２のケースと、を有し、内部に撮像素子を収容する筐体と、前記第１のケースと前記第２のケースとを互いに接着する第１の接着剤と、を備え、前記第１のケースは、前記筐体の外部に向く第１の外面と、前記第２のケースに当接する第１の当接面と、を有し、前記第１の外面と前記第１の当接面との角に第１の切り欠きが設けられ、前記第１の接着剤は、前記第１の切り欠きに設けられ、前記第１のケースと前記第２のケースとに付着する、撮像装置。

本開示に係る撮像装置は、接着剤を介して接着された筐体の接着強度を向上させることが可能な撮像装置。

図１は、第１の実施形態に係る撮像装置の分解図である。 図２は、第１の実施形態に係る撮像装置の縦断面概略図である。 図３は、第１の実施形態に係る撮像装置の斜視断面図である。 図４は、第２の実施形態に係る撮像装置の斜視断面図である。

以下に図面を参照して、本開示に係る撮像装置について説明する。

（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る撮像装置１０の構成を、図１～３を参照して説明する。

図１に示すように、撮像装置１０は、被写体の像を結像するためのレンズユニット２０と、結像された像を映像信号に変換するためのカメラユニット３０とを備える。

（レンズユニット２０の構成）
レンズユニット２０は、鏡筒２１と、レンズ２２とを有する。

鏡筒２１は、両端が開口された円筒形の部材である。鏡筒２１の内側には、レンズ２２が所定の位置に配置される。鏡筒２１は、例えば樹脂材料を用いて形成することができる。

本実施形態において、鏡筒２１は、接着剤からなる接着層４０を介してカメラユニット３０に接着される構成を記載している。しかし、カメラユニット３０に対する鏡筒２１の取り付け方法は、接着剤に限らないものとする。

レンズ２２は、プラスチックあるいはガラスなどで形成される。レンズ２２は、鏡筒２１の内側において光軸に沿って配置され、後述する撮像素子３６上に被写体からの光を結像させる。なお、レンズ２２は、１枚であってもよく、複数であってもよい。

（カメラユニット３０の構成）
カメラユニット３０は、フロントケース３１と、リアケース３２と、撮像素子３６と、センサ基板３７と、板バネ３８とを備える。フロントケース３１は例えば第１のケースの一例であるが、第２のケースの一例としても良い。

フロントケース３１は、接着剤からなる接着層３３を介してリアケース３２に取り付けられる。接着層３３は例えば第１の接着剤の一例である。リアケース３２に対してフロントケース３１が取り付けられて形成される構造体は、以下筐体３５とも称する。筐体３５の構成については後述する。

フロントケース３１及びリアケース３２の材料としては、例えばアルミニウムなどの金属及び樹脂を用いることができる。成形性の観点からは樹脂製であることが好ましく、放熱性の観点からは金属製であることが好ましい。なお、本実施形態において、フロントケース３１の材料として金属を用い、リアケース３２の材料として樹脂を用いる構成を例に挙げて説明するが、この例に限られない。

フロントケース３１には、フロントケース３１の外側から、すなわちリアケース３２が取り付けられる側の反対側から鏡筒２１が取り付けられる。鏡筒２１の一端をフロントケース３１の孔３１３にはめ込むことで、鏡筒２１はフロントケース３１に対して取り付けられる。このとき、フロントケース３１における孔３１３の周縁であり、かつ、鏡筒２１の端面が接する面には、鏡筒２１を接着するための接着剤が塗布されている。フロントケース３１と鏡筒２１とを接着する接着層を接着層４０と称する。接着層４０は例えば第２の接着剤の一例である。

接着層４０としては、少なくとも熱処理により硬化する性質を有する接着剤を用いることができる。フロントケース３１と鏡筒２１とをより精度高く取り付けるために、熱処理による本硬化に先立って、例えば紫外線（ＵＶ）照射により仮硬化する性質を有していることが好ましい。これ以降、ＵＶ照射による仮硬化を第１硬化、熱処理による本硬化を第２硬化と呼ぶ。すなわち、本実施形態において接着層４０に用いられる接着剤は、ＵＶ照射による第１硬化と熱処理による第２硬化との２段階の工程を経て硬化されるものであることが好ましい。このような２段階の工程を経て硬化される接着剤としては、例えば、エポキシ樹脂を含む接着剤などをあげることができる。ＵＶ照射による第１硬化を行っておくことにより、熱処理による第２硬化までの間に、フロントケース３１に取り付けた鏡筒２１の位置がずれることを防ぐことができる。

リアケース３２は、撮像素子３６から出力される信号を画像データとして外部に出力する出力機構（図示せず）を備える。出力機構としては、例えば同軸（１線タイプ）用コネクタ、ＳＴＱ（４線タイプ）コネクタ、或いはＣＡＮ入りＳＴＱ（６線タイプ）コネクタなどをあげることができる。

撮像素子３６は、例えばＣＭＯＳ（Complementary MOS）やＣＣＤ（Charge Coupled Device）であり、鏡筒２１内のレンズ２２を通過した光を受光し、映像信号に変換する。

センサ基板３７は、撮像素子３６が実装される基板である。センサ基板３７の縁部には、ネジを通すネジ穴が形成されている。センサ基板３７は、そのネジ穴を介して、ネジによりリアケース３２に固定される。ネジの材料としては、例えばステンレスなどの金属を用いることができる。

板バネ３８は、コネクタ（出力機構）の電源グランドのグランド側と、金属製のフロントケース３１とに接している。板バネ３８を介して、コネクタ（出力機構）の電源グランドのグランド側とフロントケースとの導通を取る。板バネ３８の材料として、例えば、銅合金などの金属が用いられる。

板バネ３８は、カメラユニット３０をレンズユニット２０の光軸方向に変位可能に支持する弾性体である。本実施形態において、板バネ３８の形状は、板形状のバネを例に挙げて説明したが、この例に限らない。

（筐体３５の構成）
筐体３５は、フロントケース３１とリアケース３２とを備える。筐体３５は、撮像素子３６及びセンサ基板３７を収容している。筐体３５は、撮像素子３６とレンズユニット２０との相対的な位置関係が調整された状態で、接着層４０を介して鏡筒２１に固定される。

図２及び３に示すように、フロントケース３１は、端壁３１１と、周壁３１２とを有する。端壁３１１は、レンズ２２の光軸と略直交する略四角形の板状に形成される。端壁３１１は、接着層４０により鏡筒２１に取り付けられる。端壁３１１に、鏡筒２１の内部に連通する孔３１３が設けられる。レンズ２２は、孔３１３を通じて撮像素子上に光を結像させる。

周壁３１２は、外周面３１４と、当接面３１５とを有する。外周面３１４は、筐体３５の外部に向く。当接面３１５は、周壁３１２の端部に設けられ、略四角形の枠状に形成されている。当接面３１５は、略平坦に形成され、リアケース３２に向く。

周壁３１２に、切り欠き３１６が設けられる。切り欠き３１６は、外周面３１４と当接面３１５との角部分に設けられる。すなわち、切り欠き３１６は、外周面３１４と当接面３１５とに開口する窪みである。周壁３１２は、切り欠き３１６が設けられることで、角面３１７をさらに有する。角面３１７は、外周面３１４と当接面３１５との間で延びている。角面３１７は、切り欠き３１６を形成（規定、区画）している。このため、角面３１７は、切り欠き３１６に面している。

周壁３１２は、階段状の複数の突起３１８をさらに有する。突起３１８は、角面３１７から突出するとともに、外周面３１４に沿って枠状に延びている。複数の突起３１８は、外周面３１４から当接面３１５に向かう方向に並べられている。これにより、切り欠き３１６は階段状に形成される。

リアケース３２は、端壁３２１と、周壁３２２とを有する。端壁３２１は、レンズ２２の光軸と略直交する略四角形の板状に形成される。端壁３２１は、フロントケース３１の周壁３２２から光軸方向に離れている。周壁３２２は、外周面３２３と、当接面３２４とを有する。外周面３２３は、筐体３５の外部に向く。当接面３２４は、周壁３２２の端部に設けられ、略四角形の枠状に形成されている。当接面３２４は、略平坦に形成され、フロントケース３１に向く。

周壁３２２に、切り欠き３２５が設けられる。切り欠き３２５は、外周面３２３と当接面３２４との角部分に設けられる。すなわち、切り欠き３２５は、外周面３２３と当接面３２４とに開口する窪みである。周壁３２２は、切り欠き３２５が設けられることで、角面３２６をさらに有する。角面３２６は、外周面３２３と当接面３２４との間で延びている。角面３２６は、切り欠き３２５を形成（規定、区画）している。このため、角面３２６は、切り欠き３２５に面している。

周壁３２２は、階段状の複数の突起３２７をさらに有する。突起３２７は、角面３２６から突出するとともに、外周面３２３に沿って枠状に延びている。複数の突起３２７は、外周面３２３から当接面３２４に向かう方向に並べられている。これにより、切り欠き３２５は階段状に形成される。

フロントケース３１の当接面３１５と、リアケース３２の当接面３２４とは、互いに略液密に当接している。これにより、フロントケース３１とリアケース３２との間の隙間から、筐体３５の内部に液体や塵埃が侵入することが抑制される。

フロントケース３１の切り欠き３１６と、リアケース３２の切り欠き３２５とは、互いに連通し、フロントケース３１の外周面３１４及びリアケース３２の外周面３２３に沿って延びる溝３４を形成する。溝３４は、筐体３５の外面から窪み、フロントケース３１の当接面３１５及びリアケース３２の当接面３２４を囲む。溝３４は、略三角形の断面を有する。なお、溝３４の形状は、この例に限られない。

溝３４に接着剤が充填された接着層３３を介して、フロントケース３１とリアケース３２とが接着される。接着層３３に使用される接着剤としては、フロントケース３１とリアケース３２とを接着可能な樹脂を用いることができる。接着剤によりフロントケース３１とリアケース３２とを接着する構成により、リアケース３２の反り、或いはダイキャストのボイドなどによる空気漏れを防止することができる。また、フロントケース３１とリアケース３２とをネジを用いて固定する必要が無いため、筐体にネジ穴を設けるためのスペースは不要であり、撮像装置１０の小型化を達成することができる。

本実施形態において、フロントケース３１の切り欠き３１６及びリアケース３２の切り欠き３２５の形状は、階段状である。この構造により、接着面が平面である場合よりも、フロントケース３１と接着層３３との接着面積、及びリアケース３２と接着層３３との接着面積を増加させ、十分な接着強度を有する筐体を形成することができる。さらに、接着層３３の接着剤が溝３４から流れ落ちることを低減することができる。なお、本実施形態において、フロントケース３１の切り欠き３１６及びリアケース３２の切り欠き３２５は階段状であるが、接着層３３との接着面積を増加させることが可能な形状であれば、階段状以外の形状であってもよい。フロントケース３１の切り欠き３１６及びリアケース３２の切り欠き３２５は、例えば、複数の溝や凹部が設けられていてもよく、あるいはシボ加工が施されてもよい。

また、一般に、接着層に充填される接着剤はフロントケース及びリアケースよりも熱伝導率が低いため、フロントケースとリアケースとの間に接着層が形成されると、撮像装置の放熱特性が悪化する。しかし、本実施形態において、フロントケース３１とリアケース３２とが当接する当接面を形成することができるため、ネジによる筐体の固定や超音波溶着による筐体の結合と同等の放熱特性を確保することができる。

さらに、本実施形態において、フロントケース３１とリアケース３２との当接面３１５，３２４よりも外側に接着層３３を形成する構成により、接着層３３に用いられる接着剤が筐体３５の内部に流れ込むことを回避できる。したがって、撮像装置１０は、コネクタ（出力機構）の電源グランドのグランド側とフロントケースとの電気的な接点を遮ることなく、ネジによる筐体の固定や超音波溶着による筐体の結合と同等の耐ノイズ特性を確保することができる。

さらに、接着層３３及び接着層４０の材料として同一の熱硬化性接着剤を用い、接着層３３と接着層４０とを同時に熱硬化することにより、撮像装置１０の組み立て工数を削減することができる。

（第２の実施形態）
図４を参照して、第２の実施形態に係る撮像装置１０ｂについて説明する。第２の実施形態において、フロントケース３１ｂ及びリアケース３２ｂの材料として金属を用いる。なお、実施形態１と同一の部材については、同一の番号を付し、詳細な説明については省略する。

図４は、第２の実施形態に係る撮像装置１０ｂの斜視断面図である。

（レンズユニット２０ｂ）
レンズユニット２０ｂは、鏡筒２１ｂと、レンズ２２ｂとを有する。

（カメラユニット３０ｂ）
カメラユニット３０ｂは、フロントケース３１ｂと、リアケース３２ｂと、撮像素子３６ｂと、センサ基板３７ｂとを備える。本実施形態において、フロントケース３１ｂ及びリアケース３２ｂの材料として金属を用いる。

フロントケース３１ｂは、接着層３３ｂを介してリアケース３２ｂに取り付けられる。リアケース３２ｂに対してフロントケース３１ｂが取り付けられて形成される構造体は、以下筐体３５ｂとも称する。

フロントケース３１ｂとリアケース３２ｂとの間に充填された接着剤が、接着層３３ｂとして、フロントケース３１ｂとリアケース３２ｂとを接着する。接着層３３ｂに使用される接着剤としては、フロントケース３１とリアケース３２とを接着可能な樹脂であればよい。本実施形態において、接着層３３ｂに使用される接着剤は、銀ペーストなどの導電性接着剤である。銀ペーストを介して金属製のフロントケース３１ｂと金属製のリアケース３２ｂとを接着する構成により、撮像装置１０ｂの放熱特性及び耐ノイズ特性の向上を達成することができる。

なお、上述した実施形態は、例として提示したものであり、本開示の範囲を限定することは意図していない。上記実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上記実施形態は、本開示の範囲または要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

１０、１０ｂ 撮像装置
２０、２０ｂ レンズユニット
２１、２１ｂ 鏡筒
２２、２２ｂ レンズ
３０、３０ｂ カメラユニット
３１、３１ｂ フロントケース
３１１ 端壁
３１２ 周壁
３１３ 孔
３１４ 外周面
３１５ 当接面
３１６ 切り欠き
３１７ 角面
３１８ 突起
３２、３２ｂ リアケース
３２１ 端壁
３２２ 周壁
３２３ 外周面
３２４ 当接面
３２５ 切り欠き
３２６ 角面
３２７ 突起
３３、３３ｂ 接着層
３４ 溝
３５ 筐体
３６、３６ｂ 撮像素子
３７、３７ｂ センサ基板
３８ 板バネ
４０ 接着層

Claims (8)

1. 第１のケースと、第２のケースと、を有し、内部に撮像素子を収容する筐体と、
   前記第１のケースと前記第２のケースとを互いに接着する第１の接着剤と、
   を備え、
   前記第１のケースは、前記筐体の外部に向く第１の外面と、前記第２のケースに当接する第１の当接面と、を有し、前記第１の外面と前記第１の当接面との角に第１の切り欠きが設けられ、
   前記第１の接着剤は、前記第１の切り欠きに設けられ、前記第１のケースと前記第２のケースとに付着する、
   撮像装置。
2. 前記第１のケースは、前記第１の外面と前記第１の当接面との間で延びるとともに前記切り欠きに面する角面と、それぞれが前記角面から突出するとともに前記第１の外面から前記第１の当接面に向かう方向に並べられた複数の突起と、を有し、
   前記第１の接着剤は、前記角面及び前記複数の突起に付着する、
   請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記第２のケースは、前記筐体の外部に向く第２の外面と、前記第１の当接面に当接する第２の当接面と、を有し、前記第２の外面と前記第２の当接面との角に第２の切り欠きが設けられ、
   前記第１の接着剤は、前記第１の切り欠き及び前記第２の切り欠きに設けられ、前記第１のケースと前記第２のケースとに付着する、
   請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
4. レンズを収容する鏡筒と、
   前記鏡筒及び前記筐体を接着する第２の接着剤と、
   をさらに備え、
   前記第１の接着剤と前記第２の接着剤とは、熱硬化性接着剤である、
   請求項１乃至請求項３のいずれか一つに記載の撮像装置。
5. 前記第１のケースと前記第２のケースのうち、一方のケースは樹脂からなり、他方のケースは金属からなる、
   請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の撮像装置。
6. 金属からなる弾性体をさらに備え、
   前記第１のケースと前記第２のケースのうち金属からなるケースは、前記弾性体を介して、外部電源のグランド電位に電気的に接続される、
   請求項５に記載の撮像装置。
7. 前記第１のケース及び前記第２のケースは、金属からなる、
   請求項１乃至請求項４のいずれか一つに記載の撮像装置。
8. 前記第１の接着剤は、伝導性を有する、
   請求項７に記載の撮像装置。

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