JP2023090390A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本開示は、耐ノイズ性能を向上させることができる撮像装置を提供する。【解決手段】本実施形態の一態様に係る撮像装置は、レンズユニットと、基板と、筐体と、リング部材と、第１シールド部と、第２シールド部と、を備える。レンズユニットは、レンズが配置される鏡筒を含む。基板は、前記レンズを介して受光した光を画像信号に変換するセンサが実装される。筐体は、前記基板を収容する。リング部材は、前記鏡筒が嵌る第１開口を有し、前記レンズユニットと前記筐体とを接続する。第１シールド部は、前記筐体内において前記基板を囲むように設けられ、導電性を有する。第２シールド部は、前記リング部材と前記基板との間に配置され、前記鏡筒の径に応じた第２開口を有し、前記第１シールド部と電気的に接続され、導電性を有する。前記基板と前記第２シールド部とは、電気的に接続される。【選択図】図３

Description

本開示は、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、車両にカメラが搭載されることが増えつつある。また、車載に搭載されたカメラ（以下、撮像装置ともいう）は、センサの高性能化に伴い、耐ノイズ特性が求められるようになってきている。例えば、耐ノイズ特性の向上のため、センサが設けられた基板を収容する樹脂製の筐体内において、基板の側部と底面をシールドで覆う技術が開示されている（例えば、特許文献１）。

特許第６２３４５７２号公報

しかしながら、上述した技術では、基板の上面がシールドで覆われていない構造となるため、基板の上面側からのノイズを抑制することが難しく、更なる改善の余地がある。

本開示は、耐ノイズ性能を向上させることができる撮像装置を提供する。

本実施形態の一態様に係る撮像装置は、レンズユニットと、基板と、筐体と、リング部材と、第１シールド部と、第２シールド部と、を備える。レンズユニットは、レンズが配置される鏡筒を含む。基板は、前記レンズを介して受光した光を画像信号に変換するセンサが実装される。筐体は、前記基板を収容する。リング部材は、前記鏡筒が嵌る第１開口を有し、前記レンズユニットと前記筐体とを接続する。第１シールド部は、前記筐体内において前記基板を囲むように設けられ、導電性を有する。第２シールド部は、前記リング部材と前記基板との間に配置され、前記鏡筒の径に応じた第２開口を有し、前記第１シールド部と電気的に接続され、導電性を有する。前記基板と前記第２シールド部とは、電気的に接続される。

本開示に係る撮像装置によれば、撮像装置の耐ノイズ性能を向上させることができる。

図１は、第１実施形態に係る撮像装置の一例を示す分解図である。 図２は、第１実施形態に係る撮像装置の縦断面の概略図である。 図３は、第１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実施形態に係る撮像装置の一例を示す分解図である。 図５は、第２実施形態に係る撮像装置の縦断面の概略図である。 図６は、第２実施形態に係る撮像装置の斜視断面図である。

以下、適宜図面を参照しながら、本開示の実施形態を詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の範囲に記載の主題を限定することは意図されていない。

本実施形態に係る撮像装置は、例えば、車両に搭載され、車両の運転支援に用いられ得る車載カメラである。運転支援用の撮像装置は、内部のＩＳＰ（Ｉｍａｇｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）による画像処理により、車両、歩行者、障害物等の物体を検知し、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等、車両の運転支援システムにおいて主要な役割を担っている。

（第１実施形態）
まず、図１、図２及び図３を用いて、本実施形態に係る撮像装置の構成の一例について説明する。図１は、第１実施形態に係る撮像装置の一例を示す分解図である。図２は、第１実施形態に係る撮像装置の縦断面の概略図である。図３は、第１実施形態に係る撮像装置の斜視断面図である。

なお、以下に説明する図面において、便宜上、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を示しており、第１実施形態の撮像装置１００における左右方向（Ｘ方向）、前後方向（Ｙ方向）、上下方向（Ｚ方向）をＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸を用いて説明する。なお、以下の説明において、単に、Ｘ方向、Ｙ方向、またはＺ方向と記載した場合には、それぞれの軸方向であり、逆向きの２方向を含む。

また、Ｘ軸の正の方向と特定した場合には左側から右側への一方向であり、Ｙ軸の正の方向と特定した場合には前側から後ろ側への一方向であり、Ｚ軸の正の方向と特定した場合には下側から上側への一方向である。Ｘ軸の負の方向と特定した場合には右側から左側への一方向であり、Ｙ軸の負の方向と特定した場合には後ろ側から前側への一方向であり、Ｚ軸の負の方向と特定した場合には上側から下側への一方向である。

第１実施形態に係る撮像装置１００は、レンズユニット１、接着部材２、リング部材３、基板４、センサ５、固定部材６、筐体７、サイドシールド８及びフロントシールド９を備える。

レンズユニット１は、鏡筒と、レンズとを有する。鏡筒は、両端が開口された円筒形の部材である。鏡筒の内側には、レンズが所定の位置に配置される。鏡筒は、例えば、樹脂材料を用いて形成することができる。レンズは、プラスチックあるいはガラス等で形成される。レンズは、鏡筒の内側において光軸に沿って配置され、後述する基板４に実装された後述するセンサ５上に被写体からの光を結像させる。なお、レンズは、１枚であってもよく、複数であっても良い。

接着部材２は、第１接着部材の一例である。接着部材２は、レンズユニット１と後述するリング部材３を接着する部材である。接着部材２は、レンズユニット１と基板４に実装されたセンサ５との光学調整のための部材である。

ここで、接着部材２を用いた光学調整について説明する。まず、レンズユニット１は、後述するリング部材３における鏡筒の取り付け位置に、接着部材２を塗布し、接着剤層を形成する。次に、鏡筒は、後述する筐体７の出力機構７１を介して出力される映像を確認しながら、５軸調整機により、後述するセンサ５の光軸調整（Ｘ／Ｙ）、フォーカス位置（Ｚ）、あおり（θＸ／θＹ）の５軸を調整しつつ取り付けられる。具体的には、鏡筒と、予め接着剤層が形成されたリング部材３とを、規定値まで近接させる。

次に、Ｚ方向（レンズの光軸方向）に鏡筒を動かし、光軸、中心及び周辺でのＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）のピークを探索し、計算値により調整位置を決定する（フォーカス位置の調整）。次に、ＸＹ方向（レンズの光軸方向に直交する方向）に位置補正を行い、光軸調整を行う。次に、レンズの光軸方向と撮像素子との位置関係を傾け、あおり（θＸ／θＹ）調整を行う。なお、光軸調整の順序は上述した順序に限られない。

また、接着部材２は、光学調整のために、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。本実施形態では、接着部材２は、ＵＶ照射による仮硬化と、熱処理による本硬化の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。例えば、接着部材２は、エポキシ樹脂を含む接着部材であっても良い。これにより、仮硬化の後、本硬化までの間に、レンズユニット１とセンサ５との位置関係がずれることを防止できる。

リング部材３は、鏡筒が嵌る開口を有し、レンズユニット１と後述する筐体７とを接続する。具体的には、リング部材３は、レンズユニット１を収容する。リング部材３は、開口を有する。開口は第１開口の一例である。ここで、開口とは、リング部材３の内部にレンズユニット１を収容可能とし、鏡筒が開口に嵌り、接着部材２によって接着される。また、リング部材３は、筐体７の外部に設けられる。リング部材３は、例えば、溶着部材であり、後述する筐体７に当接し、レーザ照射によって、筐体７と溶着する。

基板４は、レンズを介して受光した光を画像信号に変換する後述するセンサ５を実装する。基板４は、筐体７に収容される。

センサ５は、基板４に実装する。センサ５は、撮像素子であり、例えば、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）型イメージセンサである。センサ５は、レンズユニット１を通過した光を受光し、受光した光を結像させ、画像信号に変換する。センサ５は、レンズユニット１の光軸上に配置される。また、センサ５は、センサ５が動作することで、電磁ノイズを発生する。つまり、センサ５は、電磁ノイズを発生する発生源である。

固定部材６は、基板４をＺ軸方向の正の方向に向かって、リング部材３と締結することで、基板４をリング部材３に固定する。固定部材６は、例えば、金属材料（一例として、ステンレス）等の導電材料から作製された固定ねじである。

筐体７は、基板４及び後述するサイドシールド８を内部に収容する。筐体７は、開口を有する。ここで、開口とは、筐体７の内部に基板４及びサイドシールド８を収容可能とし、リング部材３によって閉塞される。筐体７は、例えば、樹脂材料等の非導電材料から作製される。

また、筐体７は、画像信号を出力するための出力機構７１を備える。出力機構７１は、センサ５から出力された信号である画像信号を外部へ出力する電気ケーブルを接続するための、導電性の接続部である。出力機構７１は、例えば、同軸（２線タイプ）用コネクタ、ＳＴＱ（シールドツイストクアッド電線）（４線タイプ）コネクタ、またはＣＡＮ入りＳＴＱ（６線タイプ）コネクタ等である。

サイドシールド８は、第１シールド部の一例である。サイドシールド８は、筐体７内に設けられる。サイドシールド８は、基板４がサイドシールド８の内部に収容され、基板４を囲むように設けられる。具体的には、サイドシールド８は、基板４の側面及び下面に対向して設けられる。サイドシールド８は、センサ５の電磁ノイズを抑制する部材である。

また、サイドシールド８は、例えば、金属材料等の導電材料から作製される。サイドシールド８は、出力機構７１と電気的にグランド接続される。つまり、サイドシールド８の電位は、出力機構７１のグランド電位と同一になる。

さらに、第１実施形態の撮像装置１００は、フロントシールド９を備える。フロントシールド９は、第２シールド部の一例である。フロントシールド９は、リング部材３と基板４の間に配置される。フロントシールド９は、固定部材６により、Ｚ軸方向の正の方向に向かって、リング部材３及び基板４と締結される。フロントシールド９は、鏡筒の径に応じた開口を有する。開口は第２開口の一例である。

フロントシールド９は、後述する第１部材９１、第２部材９２、第１当接部材９３及び第２当接部材９４を有する。また、フロントシールド９は、例えば、金属材料等の導電材料から作製される。

第１部材９１は、リング部材３と基板４の間に設けられる。第１部材９１は、ＸＹ方向に沿って、リング部材３の底面及び基板４の上面に対向する。第２部材９２は、リング部材３の内部に収容される。第２部材９２は、第１部材９１の端部からＺ軸方向の正の方向に向かって延出する部材である。

第２部材９２は、レンズユニット１の鏡筒の円筒形の外周面と、リング部材３の開口の内周面との間に収容され、鏡筒の外周面とリング部材３の開口の内周面との間に沿って演出される。第２部材９２は、開口の縁部（第１部材９１）から鏡筒に沿ってＺ軸方向の正の方向に延出された複数の薄板状の突出部である。突出部は、例えば、開口の縁部から先端にかけて、幅方向のサイズが小さくなるよう（一例として、テーパー状）に形成される。

第１当接部材９３は、基板４に対向する面側の縁部に設けられる。第１当接部材９３は、Ｚ軸方向の負の方向に沿って延びる複数の突出部である。突出部は、例えば、略四角形の形状であり、に対向する面側の縁部に、サイドシールド８に向かって屈曲している。第１当接部材９３の一部は、サイドシールド８に当接し、サイドシールド８と電気的に接続される。これにより、第１当接部材９３は、サイドシールド８と電気的に接続することで、グランド接続されている状態となる。つまり、サイドシールド８及びフロントシールド９の電位は、出力機構７１のグランド電位と同電位になる。

第２当接部材９４は、基板４の上面に設けられる。第２当接部材９４は、Ｚ軸方向の負の方向に沿って延びる突出部である。第２当接部材９４には、固定部材６と締結されるための穴が設けられている。第２当接部材９４は、固定部材６により、リング部材３と基板４との間で固定（挟持）される。また、第２当接部材９４は、固定部材６により基板４と電気的に接続された状態となる。つまり、第２当接部材９４の電位は、基板４のグランド電位と同電位になる。フロントシールド９は、センサ５の電磁ノイズを抑制する部材である。

以上説明したように、第１実施形態の撮像装置１００では、フロントシールド９は、リング部材３と基板４との間に配置され、鏡筒の径に応じた第２開口を有し、サイドシールド８と電気的に接続され、導電性を有する。これにより、第１実施形態の撮像装置１００では、サイドシールド８とフロントシールド９の電位が同一となるため、Ｚ軸方向の正の方向に放射される電磁ノイズを抑制することができる。

また、フロントシールド９は、基板４と電気的に接続される。これにより、第１実施形態の撮像装置１００では、センサ５が実装される基板４とフロントシールド９の電位が同一となるため、Ｚ軸方向の正の方向に放射される電磁ノイズを抑制することができる。したがって、撮像装置１００は、基板４とサイドシールド８とフロントシールド９との電位が同一となり、Ｚ軸方向の正の方向に放射される電磁ノイズを抑制することができるため、撮像装置１００の耐ノイズ性能を向上させることができる。

（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。図４は、第２実施形態に係る撮像装置２００の一例である分解図である。図５は、第２実施形態に係る撮像装置２００の縦断面の概略図である。図６は、第２実施形態に係る撮像装置２００の斜視断面図である。上述の第１実施形態と共通する部分については説明を適宜に省略する。なお、第１実施形態と同様の構成要素については、同一の符号を付与し適宜説明を省略する。

上述の第１実施形態では、光軸調整を行う接着部材２は、レンズユニット１とリング部材３との間に設ける形態について説明した。第２実施形態では、接着部材１０は、基板４とフロントシールド９との間に設ける形態について説明する。

レンズユニット１は、センサ５を覆うように基板４上に載置され、レンズの光軸調整（例えば、６軸）を行った後に接着部材１０を用いて基板４に固定される。また、レンズユニット１は、レンズユニット１が有する鏡筒の内部にフロントシールド９を収容する。フロントシールド９を収容する状態については後述する。なお、レンズの光軸調整は、第２実施形態では、基板４側を調整するため、上述した５軸に加え、Ｚ軸方向の回転調整を実施し、６軸を調整する。

基板４は、当接部材４１を備える。当接部材４１は、Ｚ軸方向の正の方向に沿って延びる突出部である。当接部材４１は、金属材料等の導電材料で形成される、弾性接触端子等である。当接部材４１は、フロントシールド９と電気的に接続される。具体的には、当接部材４１は、Ｚ軸方向の正の方向の先端部がフロントシールド９に当接することで、フロントシールド９と電気的に接続される。

フロントシールド９は、レンズユニット１と基板４の間に設けられる。フロントシールド９が有する第２部材９２は、レンズユニット１の鏡筒の内部に沿って延びる。第２部材９２は、鏡筒の内周面と対向するようにレンズユニット１の鏡筒内部に収容される。

接着部材１０は、第２接着部材の一例である。基板４とフロントシールド９との間に設ける。接着部材１０は、レンズユニット１と基板４に実装された撮像素子との光学調整のためのものである。

以上説明したように、第２実施形態の撮像装置２００では、フロントシールド９は、リング部材３と基板４との間に配置され、鏡筒の径に応じた第２開口を有し、サイドシールド８と電気的に接続され、導電性を有する。これにより、第１実施形態の撮像装置１００では、サイドシールド８とフロントシールド９の電位が同一となるため、Ｚ軸方向の正の方向に放射される電磁ノイズを抑制することができる。

また、フロントシールド９は、基板４と電気的に接続される。これにより、第２実施形態の撮像装置２００では、センサ５が実装される基板４とフロントシールド９の電位が同一となるため、Ｚ軸方向の正の方向に放射される電磁ノイズを抑制することができる。したがって、撮像装置１００は、基板４とサイドシールド８とフロントシールド９との電位が同一となり、Ｚ軸方向の正の方向に放射される電磁ノイズを抑制することができるため、撮像装置２００の耐ノイズ性能を向上させることができる。

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。

１ レンズユニット
２ 接着部材
３ リング部材
４ 基板
５ センサ
６ 固定部材
７ 筐体
８ サイドシールド
９ フロントシールド
４１ 当接部材
７１ 出力機構
９１ 第１部材
９２ 第２部材
９３ 第１当接部材
９４ 第２当接部材
１００、２００ 撮像装置

Claims (7)

1. レンズが配置される鏡筒を含むレンズユニットと、
   前記レンズを介して受光した光を画像信号に変換するセンサが実装される基板と、
   前記基板を収容する筐体と、
   前記鏡筒が嵌る第１開口を有し、前記レンズユニットと前記筐体とを接続するリング部材と、
   前記筐体内において前記基板を囲むように設けられる導電性の第１シールド部と、
   前記リング部材と前記基板との間に配置され、前記鏡筒の径に応じた第２開口を有し、前記第１シールド部と電気的に接続される導電性の第２シールド部と、
   を備え、
   前記基板と前記第２シールド部とは、電気的に接続される、
   撮像装置。
2. 前記第２シールド部は、前記第２開口の縁部から前記鏡筒に沿って延出された複数の薄板状の突出部を有する、
   請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記突出部は、前記鏡筒の外周面と、前記第１開口の内周面との間に沿って延出される、請求項２に記載の撮像装置。
4. 前記突出部は、前記第２開口の縁部から先端にかけて、幅方向のサイズが小さくなるように形成される、請求項２または３に記載の撮像装置。
5. 前記第２シールド部は、前記基板に対向する面側の縁部に、前記第１シールド部に向けて延出された第１当接部材を有し、
   前記第１シールド部と前記第２シールド部とは、前記第１当接部材を介して電気的に接続される、請求項１から４の何れか１項に記載の撮像装置。
6. 前記リング部材に前記基板を固定する固定部材を備え、
   前記基板と前記第２シールド部とは、前記固定部材により電気的に接続される、
   請求項１から５の何れか１項に記載の撮像装置。
7. 前記基板は、前記基板に対向する面側に、前記第２シールド部に向けて延出された第２当接部材を備え、
   前記基板と前記第２シールド部とは、前記第２当接部材により電気的に接続される、
   請求項１から５の何れか１項に記載の撮像装置。

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