JP6220754B2 - 車載用カメラ - Google Patents

Description

本発明は、CCDあるいはCMOSなどの撮像素子からなる車載用カメラに関する。

自動車の安全への関心が年々高まる中、安全運転システムの一つとして、カメラを用いて画像処理を行い、障害物などを検出し、車両を制御する装置が普及しつつある。車載用カメラの搭載位置は車両のフロントガラスの上部、すなわち、ルームミラー搭載部近傍に搭載するのが一般的であるが、ルームミラーの近傍のスペースは、車種によりフロントガラスの角度やルームミラーの取付け方法の違いなどにより様々である。したがって、車載用カメラは、数多くの車種に適応出来るよう、可能な限り小型化が望まれる。

車載用カメラとして、たとえば、特許文献１に示すような構造のステレオカメラが挙げられる。特許文献１のステレオカメラは、撮像素子を搭載した撮像用回路基板を２つと、画像処理ＬＳＩを搭載した制御回路基板を１つ有する、合計で３枚からなる基板構成となっている。制御回路基板には、画像処理ＬＳＩ等が設けられており、制御回路基板の左右両サイドに、撮像用回路基板との接続点が設けられて、接続ケーブルを介して左右の撮像用回路基板にそれぞれ接続されている。左右それぞれの撮像用回路基板で撮像した映像信号は、制御回路基板の画像処理ＬＳＩに送られる。

WO2006/052024

特許文献１の場合、制御回路基板の左右両サイドから画像処理ＬＳＩまで、映像信号を伝送するための複数本の導体配線を制御用回路基板に形成する必要がある。すなわち、前記複数本の信号線が制御用回路基板の左右の端から端まで配線されている。したがって、その分だけ制御用回路基板の形状が大きくなっており、カメラ装置の小型化を図ろうとした場合に、阻害要因となるおそれがある。

本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、制御回路基板上に占める導体配線の配置面積を可能な限り低減することで、比較的小型の車載用カメラを提供することである。

上記課題を解決する本発明の車載用カメラは、撮像素子を有する複数の撮像用回路基板と、該複数の撮像用回路基板からの信号に基づいて画像処理を行う画像処理部を有する制御用回路基板と、前記複数の撮像用回路基板に先端が接続され、基端が前記制御用回路基板に接続される少なくとも１つの配線ケーブルと、該配線ケーブルの基端と前記画像処理部との間に亘って前記制御用回路基板に形成される導体配線と、を有する車載用カメラであって、前記制御用回路基板は、前記複数の撮像用回路基板のうちの少なくとも２つの撮像用回路基板が互いに離間する方向に沿って延在しており、該延在する方向の基板端部側よりも前記画像処理部側に接近した位置に前記配線ケーブルの基端が接続される接続部が設けられていることを特徴としている。

制御用回路基板において画像処理部と配線ケーブルの接続部との間を結ぶ導体配線の距離を短くすることができる。したがって、制御用回路基板のサイズを縮小でき、車載用カメラの小型化を図ることができる。なお、上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。

本発明の第１実施例に係る車載用カメラの一例を示す図。 図１のＡ−Ａ線断面図。 従来技術を説明する図。 本発明の第１実施例に係る車載用カメラの構成を示す図。 本発明の第２実施例に係る車載用カメラの構成を示す図。 本発明の第３実施例に係る車載用カメラの構成を示す図。 本発明の第４実施例に係る車載用カメラの一例を示す図。 本発明の第４実施例に係る車載用カメラの構成を示す図。

本発明の車載用カメラの第１実施例について、図１から図４を用いて説明する。
図１は、本発明の第１実施例に係る車載用カメラの一例を示す図、図２は、図１に示す車載用カメラのＡ−Ａ線断面図である。

本実施例の車載用カメラ１０は、ステレオカメラであり、例えば自動車の車室内に配置されて、フロントガラス越しに前方を撮像し、視差を求め、視差に基づく制御信号を出力するものである。車載用カメラ１０は、図２に示すように、レンズ１３などの光学部品により構成されるカメラ部１１と、カメラ部１１で撮像した画像信号を画像処理し、車両制御信号を出力する制御回路部１２と、を有している。なお、以下の説明では、車載用カメラ１０のカメラ部１１側を前側、制御回路部１２側を後側と称するが、説明の便宜上のものであって、実際に取り付ける向きを限定するものではない。

カメラ部１１と制御回路部１２は、図２に示すように、一つの筐体１９内に収容されており、図１に示すように筐体１９の前側にカメラ部１１が配置されて、筐体１９の後側に制御回路部１２が配置されている。なお、図１及び図２は、車載用カメラ１０を上下逆さまに配置した状態を示しており、例えば図２で下側に示される筐体１９の下面が車室の天井面に取り付けられる取付面となり、車体に固定される。

レンズ１３から入った光は、撮像用回路基板に実装された撮像素子１４上で結像され、画像信号として、たとえば、ＦＦＣ（フレキシブル＿フラット＿ケーブル）などからなる配線ケーブル１６を介して、制御用回路基板１８の画像処理部１７に伝送される。画像処理部１７は、画像処理ＬＳＩ、あるいは画像処理マイコンによって構成されており、制御用回路基板１８に実装されている。

図３は、従来技術を説明する図である。図３には、特許文献１により公知の撮像用回路基板１１５と制御用回路基板１１８との接続形態が示されている。

従来の車載用カメラ１００では、撮像用回路基板１１５は、制御用回路基板１１８の左右両サイドの外側に配置されて対をなしており、制御用回路基板１１８は、左右一対の撮像用回路基板１１５、１１５が互いに離間する方向に沿って延在するように配置されている。そして、制御用回路基板１１８の長手方向中央位置には、画像処理マイコン１１７が配置されている。

撮像用回路基板１１５から制御用回路基板１１８への電気的接続は、配線ケーブル１１６を介して行われており、制御用回路基板１１８の両サイドに配置した接続部１６０でなされている。すなわち、制御用回路基板１１８は、制御用回路基板１１８が延在する方向の両端部に接続部１６０が設けられており、配線ケーブル１１６の基端が接続されている。

接続部１６０から画像処理マイコン１１７までの信号伝送は、制御用回路基板１１８上に形成された配線パターン１５０によりなされる。ここで、画像処理マイコン１１７から左右に分岐した配線パターン１５０の片側（左右どちらか）の配線群は、一つの配線群を形成する複数の各信号線同士が可能な限り互いに同じ線路長となるように形成するのが望ましい。例えば、この線路長が異なっていると、撮像した画像信号に時間的なズレが生じてしまい、画像処理マイコンから出力される画像信号に乱れを生じるおそれがある。

したがって、制御用回路基板１１８における配線パターン１５０は、実装部品などを回避しながら、しかも、各信号線同士が同じ長さになるよう、複雑な形状に設計する必要がある。また、同じ長さにするためには、隣り合わせの信号線をそのまま併設して這いまわすことになるため、制御用回路基板１１８上で配線パターン１５０が占める面積が大きなものとなってしまう。したがって、配線パターン１５０は、車載用カメラ１００を小型化する上で大きな阻害要因となっている。

これに対して、本発明の車載用カメラ１０は、例えば図４に示すような基板構成を有している。車載用カメラ１０は、撮像用回路基板１５から制御用回路基板１８への電気的接続を担う、配線ケーブル１６の制御用回路基板１８上における接続部６０の位置を、画像処理部１７の近傍に配置した構成を有している。

車載用カメラ１０は、図４に示すように、左右に分かれて配置される一対の撮像用回路基板１５、１５と、これら一対の撮像用回路基板１５、１５の互いに離間する方向に沿って延在する１つの制御用回路基板１８を有している。２つの撮像用回路基板１５、１５は、制御用回路基板１８の面に沿った方向でかつ制御用回路基板１８の延在方向に直交する方向一方側の前端部に沿って配置されている。２つの撮像用回路基板１５、１５と１つの制御用回路基板１８との間は、それぞれ配線ケーブル１６、１６で接続されている。配線ケーブル１６は、撮像用回路基板１５に先端が接続され、基端が制御用回路基板１８の接続部６０に接続されている。配線ケーブル１６は、例えばＦＦＣのように複数本の配線を平行に並べてテープ状にした構成を有しており、各配線の長さが互いに等長になっている。なお、配線ケーブル１６として、ＦＦＣの代わりにＦＰＣを用いてもよい。

制御用回路基板１８は、制御用回路基板１８が延在する方向でかつ２つの撮像用回路基板１５、１５の間の中央位置に画像処理部１７が配置されており、画像処理部１７の近傍位置に、接続部６０が設けられている。ここで、近傍位置とは、制御用回路基板１８が延在する方向の基板端部側よりも画像処理部１７側に接近した位置をいう。

接続部６０は、制御用回路基板１８の延在する方向の基板端部側よりも画像処理部１７側に接近した位置に設けられており、より詳しくは、制御用回路基板１８の前端部と撮像用回路基板との間の位置に設けられている。接続部６０は、撮像用回路基板１５、１５に接続された配線ケーブル１６、１６の基端をそれぞれ着脱可能に接続する２つのコネクタ（第１のコネクタと第２のコネクタ）６１、６１を有している。これら２つのコネクタ６１、６１は、画像処理部１７と制御用回路基板１８の前端部との間の位置で、制御用回路基板１８の前端部に沿って互いに隣り合うように一列に並んで配置されている。一方のコネクタ６１には、一方の撮像用回路基板１５に接続された配線ケーブル１６の基端が接続され、他方のコネクタ６１には、他方の撮像用回路基板１５に接続された配線ケーブル１６の基端が接続されている。

制御用回路基板１８には、２つのコネクタ６１と画像処理部１７との間を結ぶ配線パターン（導体配線）５０が形成されている。配線パターン５０は、制御用回路基板１８の面に沿って２つのコネクタ６１と画像処理部１７との間に亘って前後に形成されている。この配線パターン５０の距離は、図３に示す従来例の車載用カメラ１００と比較して短く、制御用回路基板１８に占める範囲も小さなものとなっている。

したがって、例えば図３に示すように、従来は制御用回路基板１１８上で配線パターン１５０が大きな面積を占めていたが、本発明では図４に示すように配線パターン５０の大きさを従来と比較して大幅に縮小できる。したがって、たとえば図示のような余剰スペース７０を得ることができ、制御用回路基板１８は、その余剰スペース７０の面積に相当する分の小型化を実現することができる。したがって、制御用回路基板１８の形状を従来よりも大幅に小さくすることができ、車載用カメラ１０全体の小型化を図ることができる。

また、例えば配線ケーブル１６にＦＦＣを用いれば、撮像用回路基板１５と制御用回路基板１８との間を結ぶ配線ケーブルの各配線長さが必然的に等長になる。したがって、従来のような等長のための複雑な這いまわしを考慮する必要がなくなり、配線パターンの設計の単純化が図れる。

また、本実施例では、制御用回路基板１８の略中央位置に画像処理部１７が設けられている。換言すると、画像処理部１７は、制御用回路基板１８の延在方向でかつ２つの撮像用回路基板１５の間の中央位置に配置されている。したがって、一方の撮像用回路基板１５と制御用回路基板１８との間を接続する配線ケーブル１６の長さと、他方の撮像用回路基板１５と制御用回路基板１８との間を接続する配線ケーブル１６の長さを互いに等しくすることができる。したがって、長さが同じ１種類の配線ケーブル１６を用意するだけでよく、コストの低減及び組立性の向上を図ることができる。

図５は本発明の第２実施例を示す図である。
本実施例において特徴的なことは、２つのコネクタ６１の位置を、制御用回路基板１８の長手方向に沿う方向であって撮像用回路基板１５と画像処理部１７との間の中間位置に配置したことである。

本実施例の車載用カメラ１０は、制御用回路基板１８の前端部と画像処理部１７との間の位置でかつ水平方向に並設した２つの撮像用回路基板１５の間に形成される制御用回路基板１８のエリア内に、接続部６０の２つのコネクタ６１が配置されている。すなわち、図５における、配線ケーブル１６の制御用回路基板１８における２つのコネクタ６１の位置が、制御用回路基板１８の前端部と画像処理部１７との間である図５に記載したＹの範囲と、水平方向に並設した２つの撮像用回路基板１５の間である図５に記載したＸの範囲とで示されるエリア内に配置されている。

配線パターン（導体配線）５０は、上記したエリア内で画像処理部１７から二股に分かれて各コネクタ６１まで接続するように形成されており、より詳しくは、画像処理部１７から前方に向かって突出し、互いに離間する方向に折曲されて二股に分かれて制御用回路基板１８の長手方向に沿って延び、エリア内で前方に向かって折曲されてコネクタ６１まで連続して形成されている。

本実施例の車載用カメラ１０によれば、ＸとＹで規定されるエリアの左右両側に余剰スペース７０を確保することができ、第１実施例と同様の効果を得ることができる。そして、第１実施例と比較して、配線ケーブル１６の長さを短くすることができ、ノイズなどの外乱を防止できる。

図６は、本発明の第３実施例を示す図である。
本実施例において特徴的なことは、配線ケーブル１６に、先端が二股に分岐したものを用いて、車載用カメラ１０において使用する配線ケーブル１６の本数と、接続部６０に用いるコネクタ６１の個数をそれぞれ一つにしたことである。

配線ケーブル１６は、１枚のＦＦＣの先端側が二股に分岐された形状を有している以外は、第１実施例及び第２実施例と同様の構成を有しており、一方の撮像用回路基板１５と接続部６０との間における各配線の長さが互いに等しく、また、他方の撮像用回路基板１５と接続部６０との間における各配線の長さが互いに等しくなっている。接続部６０は、一つのコネクタ６１を有している。コネクタ６１は、画像処理部１７と制御用回路基板１８の前端部との間の位置に設けられている。配線ケーブル１６は、単一の基端がコネクタ６１に接続され、二股に分かれた一対の先端が一方の撮像用回路基板１５と他方の撮像用回路基板１５にそれぞれ接続されている。

配線パターン（導体配線）５０は、画像処理部１７とコネクタ６１との間に亘って前後方向に形成されており、その距離は、従来と比較して極めて短く、制御用回路基板１８において占める面積も小さなものとなっている。

本実施例によれば、接続部６０にコネクタ６１を用いる場合は、その個数を１個にすることができ、また、配線ケーブル１６の本数を１つとすることができる。したがって、第１実施例、第２実施例で説明した効果に加えて、コネクタ６１と配線ケーブル１６との接続作業回数が２回から１回だけに減るので、車載用カメラの組立性を向上することができ、また、コネクタ６１や配線ケーブル１６の部品費用を削減する効果も得ることができる。

また、制御用回路基板１８に占める配線パターン５０のスペースも実施例１及び実施例２と比較して極めて小さくすることができ、余剰スペース７０の面積をより広くすることができ、その分だけ制御用回路基板１８の形状を小さくでき、車載用カメラ１０全体の更なる小型化を実現することができる。

図７及び図８は本発明の第４実施例を示す図である。
本実施例において特徴的なことは、車載用カメラ１０のカメラ部１１と制御回路部１２とを分離して、別々の筐体１９Ａと１９Ｂに収容し、カメラ部１１と制御回路部１２との間を配線ケーブル１６で接続した構成としたことである。

本実施例では、筐体１９Ａにカメラ部１１を収容し、筐体１９Ｂに制御回路部１２を収容している。配線ケーブル１６と接続部６０の構成は、図６に示す第３実施例と同様の構成であるのでその詳細な説明は省略する。

本実施例によれば、筐体１９Ａと１９Ｂの２つに分かれているので、設置スペースを確保しやすく、設置場所の自由度が高いという作用効果を有する。特に、排気量の小さい軽自動車や小型車のように車室が小さく、搭載スペースが少ない車種にも適用することができる。したがって、汎用性の高い車載用カメラ１０を提供することができる。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。例えば、前記した実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。さらに、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。

１０ 車載用カメラ
１１ カメラ部
１２ 制御回路部
１３ レンズ
１５ 撮像用回路基板
１６ 配線ケーブル
１７ 画像処理部
１８ 制御用回路基板
１９ 筐体
１９Ａ 第１の筐体
１９Ｂ 第２の筐体
５０ 導体配線
６０ 接続部
６１ コネクタ

Claims (4)

1. 撮像素子をそれぞれ有する２つの撮像用回路基板と、該２つの撮像用回路基板からの信号に基づいて画像処理を行う画像処理部を有する１つの制御用回路基板と、前記２つの撮像用回路基板と前記１つの制御用回路基板との間をそれぞれ接続する２つの配線ケーブルと、を有し、
   前記１つの制御用回路基板は、前記２つの撮像用回路基板の互いに離間する方向に沿って延在しており、前記１つの制御用回路基板の延在方向でかつ前記２つの撮像用回路基板の間の中央位置に前記画像処理部が配置され、前記延在する方向の基板端部側よりも前記画像処理部側に接近した位置に、一方の撮像用回路基板に接続された配線ケーブルが着脱可能に固定される第１のコネクタと、他方の撮像用回路基板に接続された配線ケーブルが着脱可能に固定される第２のコネクタと、が設けられており、該第１のコネクタと前記画像処理部との間、及び、第２のコネクタと前記画像処理部との間に亘って導体配線が形成されていることを特徴とする車載用カメラ。
2. 前記２つの撮像用回路基板は、前記１つの制御用回路基板の面に沿った方向でかつ前記制御用回路基板の延在方向に直交する方向一方側の前端部に沿って配置されており、
   前記第１のコネクタと前記第２のコネクタは、前記１つの制御用回路基板の前端部と前記画像処理部との間の位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の車載用カメラ。
3. 前記第１のコネクタと前記第２のコネクタは、前記１つの制御用回路基板の前端部と前記画像処理部との間の位置でかつ前記２つの撮像用回路基板の間に位置する、前記１つの制御用回路基板のエリア内に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の車載用カメラ。
4. 前記複数の撮像用回路基板を収容する第１の筐体と、
   前記制御用回路基板を収容する第２の筐体と、
   を有することを特徴とする請求項１に記載の車載用カメラ。

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