JP7101901B2

JP7101901B2 - 車載カメラ

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Publication number: JP7101901B2
Application number: JP2021548041A
Authority: JP
Inventors: 徹也大庭; 和久高島
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2019-09-25
Filing date: 2019-09-25
Publication date: 2022-07-15
Anticipated expiration: 2039-09-25
Also published as: DE112019007741T5; WO2021059393A1; CN114424514A; JPWO2021059393A1; US20220291572A1

Description

本願は、車載カメラに関するものである。

近年、運転者の負担軽減のため、衝突防止、先行車追従制御、レーン維持制御等を実現する先進運転支援システム（ＡＤＡＳ：Advanced Driver-Assistance Systems）が広く実用化されている。ＡＤＡＳにおいては、例えば、車両前方のウィンドシールド上部に設けた車載カメラによって、先行車、対向車、横断歩行者等の対象物、レーン（車線情報）、交通標識、路面標示、信号機等の交通インフラ情報を認識している。

対象物、交通インフラ情報等を正確に認識するためには、レンズ鏡筒の後方に位置する撮像素子から出力された複数の伝送線路ごとにまとめられた信号を、基板に実装された画像処理回路まで、位相を揃えて伝送する必要がある。このため、撮像素子から画像処理回路までの各伝送経路を等長に配置しやすいよう、画像処理回路は、基板にレンズ鏡筒の光軸を投影させた直線上に配置されていることが望ましい。

このとき、画像処理回路で熱せられた空気の熱あおりにより、撮像素子あるいはレンズ鏡筒が加熱され、とくに光学機器であるレンズ鏡筒が正しく動作可能な上限温度を超えると、正確な認識に支障をきたす。そこで、熱せられた空気を撮像素子に直接当てることなく、効率よく放熱できるよう、撮像素子と画像処理回路とを上下に区画した空間に別れて配置し、撮像素子の後方に設けた基板部の切欠きにより、上下で対流を生じさせる車載カメラが開示されている（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１７－１１８４４５号公報（段落００１２～００３８、図２～図５）

しかしながら、切欠きの位置を撮像素子に対して左右方向にずらしたとしても、画像処理回路で発生した熱は直上の基板に伝わり、その直上にある撮像素子あるいはレンズ鏡筒の温度が上昇して不具合を生じさせる可能性があった。

本願は、上記のような課題を解決するための技術を開示するものであり、レンズ鏡筒の温度を上昇させることなく、効率よく放熱できる信頼性の高い車載カメラを得ることを目的とする。

本願に開示される車載カメラは、被写体からの光を撮像素子のセンサ面に結像させるレンズ鏡筒、前記撮像素子と配線接続され、前記撮像素子から出力された映像信号から前記被写体を認識するための画像処理を行う画像処理回路が実装された回路基板、および前後方向に傾斜する車両の前方窓または後方窓の内面に取り付けるための装着面と、前記装着面を前記内面に沿って取り付けた際に下方側と上方側に位置するそれぞれの端部に形成された通気口と、光軸が車外に向かって延びるように、前記装着面から一部を露出させて前記レンズ鏡筒を保持する保持機構とを有し、前記装着面に平行、かつ前記光軸に垂直な方向において、前記画像処理回路と前記レンズ鏡筒とを離して前記回路基板を収容する筐体、を備え、前記筐体における前記装着面側の内表面と前記回路基板との間には、前記レンズ鏡筒から離れ、かつ前記画像処理回路が配置された領域を通る経路で、前記下方側の通気口と前記上方側の通気口を結ぶ通風路が形成され、前記装着面に平行、かつ前記光軸に垂直な方向において、前記下方側の通気口の開口領域は、前記画像処理回路が配置された領域を包含し、前記上方側の通気口の開口領域は、前記下方側の通気口の開口領域よりも狭く、かつ、前記レンズ鏡筒に近い方の端が、前記画像処理回路が配置された領域の内側に位置していることを特徴とする。

本願に開示される車載カメラによれば、発熱部材で熱せられた空気が、レンズ鏡筒を避けて排出されるように構成したので、効率よく放熱できる信頼性の高い車載カメラを得ることができる。

図１Ａと図１Ｂそれぞれは、実施の形態１にかかる車載カメラにおける回路基板上での部材の配置を示す平面図と、車載カメラ全体の斜視図である。実施の形態１にかかる車載カメラを車両に取り付けた状態を示す断面模式図である。実施の形態１にかかる車載カメラの組み立て前の状態を示す展開図である。図４Ａと図４Ｂそれぞれは、実施の形態１にかかる車載カメラを構成する上部筐体を下方側から見た斜視図と上部筐体の内部に主要部品を組み込んだ状態を上方側から見た一部切欠き斜視図である。図５Ａと図５Ｂそれぞれは、実施の形態１の変形例にかかる車載カメラを構成する上部筐体を下方側から見た斜視図と上部筐体の内部に主要部品を組み込んだ状態を上方側から見た一部切欠き斜視図である。図６Ａと図６Ｂそれぞれは、実施の形態１の変形例にかかる車載カメラを構成する上部筐体の内部に主要部品を組み込んだ状態を背面側から見た斜視図と下方側から見た一部切欠き斜視図である。図７Ａと図７Ｂそれぞれは、実施の形態２にかかる車載カメラを構成する回路基板上での部材の配置を示す平面図と上部筐体の内部に主要部品を組み込んだ状態を下方側から見た一部切欠き斜視図である。

実施の形態１．
図１～図４は、実施の形態１にかかる車載カメラについて説明するためのものであり、図１は車載カメラを構成する回路基板上でのレンズ鏡筒、および発熱部材等の主たる部材の配置を示す平面図（図１Ａ）と、車載カメラ全体を左上部前方から見た斜視図（図１Ｂ）であり、図２は車載カメラを車両に取り付けた状態を示す光軸と鉛直線を含む断面模式図である。

また、図３は車載カメラのカメラモジュールと回路基板を筐体に組み込む前の状態を示す展開図であり、図４は上部筐体を下方側から見た内表面側の斜視図（図４Ａ）と上部筐体の内部にカメラモジュールと回路基板を組み込んだ状態を図１Ｂと同様のアングルで見たときの内部構造を可視化した一部切欠き斜視図（図４Ｂ）である。

本願の各実施の形態にかかる車載カメラ１０は、前方監視用として用いる場合、図２に示すように、車両のフロントガラス９０１の、運転者の視界を妨げない領域として、例えば、ルームミラー９０２の前方に配置されるものである。そして、フロントガラス９０１の内面９０１ｆｉに固定されるブラケット７５に対して、筐体７を着脱自在に装着できるように構成したものである。

なお、車載カメラ１０の装着対象であるフロントガラス９０１は、垂直（鉛直方向Ｄｖに平行）ではなく、前方に向かって下るように傾斜している。しかし、以降の実施の形態も含め、車載カメラ１０における方向は、フロントガラス９０１（内面９０１ｆｉ）に対向する面を天面（上側）と定義し、その反対側を底面（下側）として、上下方向、または厚み方向をｚ方向として表示する。また、車両前方に向かう面（撮影する側）を正面、後方に向かう面を背面として、前後方向をｙ方向として表示し、左右方向をｘ方向として表示する。

そして、レンズ鏡筒１の光軸Ｘｏが、設定された位置と向きに固定されることで、車両前方の所定の範囲の景色がレンズの仕様に応じた画角β内に納まり、対象物、交通インフラ情報の認識等に活用できるようになる。なお、本願の車載カメラ１０の構成、動作は、フロントガラスに固定することを前提として説明するが、リアガラスに固定して使用される場合にも適用できる。その場合は、リアガラスに向かう側、つまり、撮像先である車両の後方を前方と読み替えればよい。

ここで、本願の車載カメラ１０の特徴的な構成の説明に先立ち、車載カメラ１０の基本構成と動作について、図３を用いて説明する。車載カメラ１０では、画像処理を行う画像処理回路４１を実装した回路基板５に、撮像素子２１を実装するカメラ基板２とレンズ鏡筒１を一体化させたカメラモジュール３、および車両内の機器との電気接続を行うコネクタ６が取り付けられる。また、レンズ鏡筒１の位置および角度を固定し、カメラモジュール３、回路基板５を上方から覆うとともに、レンズ鏡筒１を露出させる開口７ａを有する上部筐体７１と、回路基板５の下方を覆う下部筐体７２とで筐体７を構成している。

そして、図２のような取り付け状態において、車両前方から入射した光は、図１Ｂに示すように、開口７ａから露出するレンズ鏡筒１内に組み込まれた符号を付さないレンズにより、撮像素子２１のセンサ表面上に結像され、撮像素子２１内で電気信号に変換される。電気信号に変換された車両前方の映像情報（映像信号と称する）は、カメラモジュール３を構成するカメラ基板２内の配線、フレキシブルケーブルを介して回路基板５に伝送される。

回路基板５に伝送された映像信号は、回路基板５の表層または内層に配線された伝送線路を経由して、回路基板５の下側の実装面５ｆｂ（図３）に実装され、ＳｏＣ（System-on-a-chip）として一つの素子に形成された画像処理回路４１に入力される。また、画像処理回路４１の直近には、画像処理回路４１によって、画像処理を実行する際、その処理に必要なメモリ空間を確保するためのメモリ４２が実装されている。メモリ４２として、例えば、ＬＰＤＤＲ４(LowPowerDDR4)を用いることがある。

このような基本構成において、レンズ鏡筒１の光軸Ｘｏは、取り付け状態において、前方に向かって真っすぐに延びるよう、車載カメラ１０内において、ｘ方向成分を持たないｙｚ面内に延びる。そして、レンズ鏡筒１によって集光された像を撮像素子２１のセンサ面に結像させるための光学的な理由から、レンズ鏡筒１の光軸Ｘｏの中心が、撮像素子２１のセンサ面の中心Ｃ２１に合致するように、レンズ鏡筒１と撮像素子２１の位置関係が設定される。

一方、撮像素子２１が出力する映像信号は、例えば、高速伝送ＭＩＰＩＣＳＩ－２（MIPI Camera Serial Interface 2）によって画像処理回路４１へと入力される。その際、映像信号は、複数の伝送線路に分かれるため、それぞれを同期させながら、同位相で伝送する必要があるため、物理的に等長で配線する必要がある。その結果、特許文献１に記載されているように、撮像素子から画像処理回路へと映像信号を伝送するための複数レーンを直線状にし、かつ、互いに平行に配線されていることが望ましい。

また、画像処理回路とメモリとの電気的接続についても、例えば、バス幅３２ｂｉｔ、クロック周波数１．６ＧＨｚといった高速伝送により接続されており、複数の伝送線路により結ばれる。このときも、伝送線路間は同期している必要があるため、画像処理回路とメモリの間の伝送線路についても、それぞれが直線状に並び、かつ、それぞれが等長で結ばれている必要がある。このため、複数レーンが直線状であり、かつ、互いに平行に配線されていることが望ましい。

そのため、従来の車載カメラでは、特許文献１に示すように、回路基板に光軸を投影した領域に画像処理回路が配置され、画像処理回路、メモリなどの半導体素子が発する熱が、カメラモジュール３の動作に悪影響を与えるという課題があった。それに対して、本願の車載カメラ１０では、図１Ａに示すように、光軸Ｘｏを回路基板５に投影したライン上から、画像処理回路４１を左右方向（ｘ方向：本例では右側）にシフトするように、レンズ鏡筒１と画像処理回路４１との配置を設定している。

具体的には、光軸Ｘｏだけではなく、レンズ鏡筒１の外形部分が画像処理回路４１に対して、左右方向において重ならないように、間隔Ｇ１をあけている。さらには、撮像素子２１の端部が画像処理回路４１に対して、左右方向において重ならないように、間隔Ｇ２１をあけている。そして、メモリ４２の実装位置を、画像処理回路４１の前後方向ではなく、左右方向に、レンズ鏡筒１からさらに離れる位置（本例では右側）にシフトさせている。

つまり、車載カメラ１０における発熱部材４（画像処理回路４１、メモリ４２）をレンズ鏡筒１および撮像素子２１に対して、回路基板５上の左右方向で重なることなく配置し、さらには間隔Ｇ１、Ｇ２１をあけるようにした。そして発熱部材４同士も、回路基板５上の左右方向で重なることなく配置し、さらに間隔をあけるようにした。なお、車内機器との電気接続を行うためのコネクタ６は、レンズ鏡筒１（光軸Ｘｏを含む天面７ｆｔに垂直な面）に対して発熱部材４の反対側に位置する左側に設けている。

このように、画像処理回路４１をレンズ鏡筒１から左右方向にシフトさせることで、カメラモジュール３の前方に、主要な回路部材を配置する必要がなくなる。そこで、本例では、回路基板５の背面側に切欠き部５ｎを設けて、カメラモジュール３を切欠き部５ｎに嵌めこみ、厚み方向（ｚ方向）において、カメラ基板２が回路基板５をまたぐように配置した。

また、図４に示すように、上部筐体７１の正面側と背面側の、発熱部材４が位置する右側部分それぞれには、吸気口７ｖｉと排気口７ｖｘを設けている。なお、吸気口７ｖｉは、発熱部材４が配置された左右方向における領域を網羅するよう、発熱部材４の配置範囲よりも広く開口する。しかし、排気口７ｖｘの左側の端部（レンズ鏡筒１に近い方の端部）は、吸気口７ｖｉの左側の端部よりも右端寄りに位置し、発熱部材４の配置範囲よりも狭く開口する。

一方、フロントガラス９０１への装着面となる、上部筐体７１の天面７ｆｔのうち、前面側天面７ｆｔｆは、開口７ａから露出するレンズ鏡筒１の視野を妨げないよう、ブラケット７５で覆われていないエリアが多い。そして、天面７ｆｔは、前面側天面７ｆｔｆが、背面側天面７ｆｔｒに対して一段下がった二段構造になっている。そのため、内表面７１ｆｉについても、前面側内表面７１ｆｉｆよりも、背面側内表面７１ｆｉｒの方が奥深くに位置する二段構造となっている。しかし、前面側内表面７１ｆｉｆと背面側内表面７１ｆｉｒとの間で角度が変化する部分は、ｙｚ面による断面形状が円弧を連ねた滑らかな曲線となるように連なっている。なお、発熱部材４が配置された領域の厚み方向（ｚ方向）における直上は、前面側内表面７１ｆｉｆとなるが、前面側内表面７１ｆｉｆと回路基板５の上面５ｆｔとの間には隙間を設けている。

そして、背面側内表面７１ｆｉｒの左右方向における発熱部材４が配置された領域については、排気口７ｖｘに向かって延びる通風ガイド７ｇを設けている。通風ガイド７ｇは、吸気口７ｖｉと排気口７ｖｘの幅の違いに合わせ、背面に向かうにつれてレンズ鏡筒１から離れるように、右側に向かって傾き、背面に近い側では、ほぼ前後方向にまっすぐ（ｙ方向に平行に）伸びている。通風ガイド７ｇの背面側内表面７１ｆｉｒからの高さは、前面側内表面７１ｆｉｆより高く、回路基板５と組み合わせた際に、回路基板５との隙間がなくなる程度に設定している。

なお、筐体７は、アルミダイキャスト製を想定しているが、これに限ることなく、例えば伝熱性フィラー、導電性フィラー等を含有した樹脂成型品等、導電性、熱伝導性に優れた材料が望ましい。そして、伝熱性の観点からは、通風ガイド７ｇは上部筐体７１との一体成型品であることが望ましい。

また、導電性による電磁波遮蔽の観点からは、吸気口７ｖｉ、排気口７ｖｘの実質的に連続する（長尺方向の）開口寸法は、電磁波ノイズ侵入、または漏洩を防止するため、想定される電磁波ノイズの自由空間波長の４分の１以下のサイズとすることが望ましい。例えば、ＩＳＯ１１４５２－２に規定されるＡＬＳＥ法による車載電子機器に対する放射テストでの、２００ＭＨｚ～４ＧＨｚの電波に対しては、最短となる４ＧＨｚの波長７４．５ｍｍの１／４として、開口寸法は１８ｍｍ以下に設定することが望ましい。

なお、「実質的に連続する」と記載したのは、例えば、排気口７ｖｘ自体の開口寸法が連続して３０ｍｍであったとしても、導電性材料を有する通風ガイド７ｇで分断される場合は、分断された開口部分の（長尺）寸法が１８ｍｍ以下であればよいことを示す。これにより、吸気口７ｖｉ、排気口７ｖｘによる開口を介しての影響が懸念される電波の流入を抑制することができる。

なお、筐体７の底面７ｆｂを構成する下部筐体７２は、基本的には平坦に形成され、内表面７２ｆｉ（図３）は、回路基板５の実装面５ｆｂと一定の間隔を有している。そして、回路基板５の実装面５ｆｂ上に実装した画像処理回路４１、メモリ４２は、直接あるいは伝熱部材を介して内表面７２ｆｉと接触させ、下部筐体７２と伝熱接合させている。

上記構成に基づき、動作について説明する。車載カメラ１０を動作させると、発熱部材４である画像処理回路４１およびメモリ４２はともに、多くの画像処理を実行するため、発熱する。そして発熱に伴う温度上昇により、他の隣接する素子に対して影響を与えるとともに、自身も安定した動作が困難になるが、発生した熱の大半は、内表面７２ｆｉに直接伝熱され、下部筐体７２を介して外気に放熱することができる。

このとき、回路基板５の発熱部材４が実装された面の反対側についても、例えば、上面５ｆｔと前面側内表面７１ｆｉｆとを接触、あるいは伝熱接合して、上部筐体７１を介して、外気に放熱させることも考えられる。しかし、上部筐体７１の天面７ｆｔのうち、前面側天面７ｆｔｆは、ブラケット７５による覆いが無いエリアを多く含むため、日光が当たることがある。そのため、日射による発熱で、逆に回路基板５の温度を上昇させてしまう可能性があるので、回路基板５と上部筐体７１（とくに前面側内表面７１ｆｉｆ）との間には、隙間を設けて断熱する必要があり、上面５ｆｔ側からの伝熱による放熱は期待できない。

一方、レンズを有するレンズ鏡筒１は、光学的な性能を維持する目的で機械的精度を保つ必要がある。つまり、レンズ鏡筒１は、熱ひずみによる光学的な歪みのように、回路基板５等に実装される電子部品よりも熱による影響を受けやすく、性能保証できる温度範囲が狭い（温度上限が低い）。そのため、下部筐体７２からの放熱により、電子部品が正常動作する温度範囲に制御できても、レンズ鏡筒１の温度は、光学的に正確な撮像ができない温度域に突入していることも考えられる。その場合、像に歪みが生じて、車載カメラ１０として期待されている被写体の認識に関する機能・性能を発揮することができなくなってしまう。

それに対して、本願の車載カメラ１０においては、発熱部材４を左右方向（ｘ方向）においてレンズ鏡筒１からシフトし、発熱部材４の前と後に吸気口７ｖｉと排気口７ｖｘを配置するようにした。これにより、車載（フロントガラス９０１への装着）により、前方から後方に向かう上下方向の傾きが生じた際に、上面５ｆｔ内における発熱部材４の実装領域に対して、上方に位置するレンズ鏡筒１の配置領域は、左右方向において重なることがない。一方、回路基板５の上面５ｆｔと、上部筐体７１の内表面７１ｆｉとの間に形成される空間において、発熱部材４の領域は、吸気口７ｖｉと排気口７ｖｘを最短で結ぶ経路上に位置する。

そのため、上面５ｆｔの発熱部材４の実装領域の部分で空気が熱せられることで、上部筐体７１の内表面７１ｆｉとの間の空間内で生じる、吸気口７ｖｉから排気口７ｖｘに向かう気流の経路は、レンズ鏡筒１の配置領域から離れている。つまり、発熱部材４の実装領域で熱せられた空気が、下流（上方）にあるレンズ鏡筒１の配置領域以外の領域を流れることになる。

そのとき、排気口７ｖｘの左側（レンズ鏡筒１に近い側）の端部は、吸気口７ｖｉのレンズ鏡筒１に近い側の端部よりも右側（レンズ鏡筒１から離れる側）に位置する。そのため、気流の経路は、レンズ鏡筒１の実装領域から離れた領域から、背面側に向かうにつれ、さらに離れる方に流れるように形成される。そのため、熱気がレンズ鏡筒１の配置領域にかかることがない。このとき、前面側内表面７１ｆｉｆと背面側内表面７１ｆｉｒとの角度が変わる部分は、滑らかな曲線で連なっているので、気流が前面側内表面７１ｆｉｆから背面側内表面７１ｆｉｒに沿ってスムーズに流れ、壁面からの離脱、渦発生等の乱れが生じることを抑制できる。

また、内表面７１ｆｉから突出する通風ガイド７ｇにより、内表面７１ｆｉに沿って流れる熱い空気をレンズ鏡筒１から隔離するので、レンズ鏡筒１への熱の影響を低減できる。とくに、通風ガイド７ｇは、前後方向においてレンズ鏡筒１の配置領域に達する前の部分に、背面へ向かうにつれ右側に向かう傾斜をつけるようにしたので、気流の流れがより一層レンズ鏡筒１から離れる向きに誘導され、レンズ鏡筒１へのさらなる熱影響の低減効果を発揮する。

また、回路基板５への実装部品のうち、レンズ鏡筒１以外で最も厚みのあるコネクタ６を、レンズ鏡筒１に対して左右方向における発熱部材４の反対側に配置したことで、上述した気流の経路上からコネクタ６を排除できた。車内の機器との電気接続を行うためのコネクタ６は、他の部品と比べて厚みが厚いため、基本的に、回路基板５の背面側に配置される。また、他の回路部材と比べた厚みが厚いため、筐体７との間隔を確保できる領域として、背面側内表面７１ｆｉｒに対向する、回路基板５の上面５ｆｔ側に実装される。

その際、仮に、コネクタ６を、レンズ鏡筒１に対して発熱部材４と同じ側に設けると、発熱部材４で熱せられることで生じる気流が、内表面７１ｆｉに沿って流れる際、厚みのあるコネクタ６が障害物となって、気流を妨げてしまう。その結果、熱せられた空気の一部が左右方向に拡散し、結果として、熱に弱いレンズ鏡筒１の配置領域へと流入させてしまう可能性がある。

しかし、本願の車載カメラ１０のように、コネクタ６をレンズ鏡筒１に対して発熱部材４とは左右方向の逆側に設けたため、コネクタ６による気流の乱れがなく、熱せられた空気をレンズ鏡筒１に近づけることなく外部に排出することができる。

また、車載カメラ１０においては、撮像素子２１、画像処理回路４１、メモリ４２などの複数の回路部品に対して、複数種の電源電圧を供給する必要がある。そのため、回路基板５には、例えば、１．０Ｖ、１．１Ｖ、１．２Ｖ、１．８Ｖ、３．３Ｖ、５．０Ｖなど、複数種類の電源回路が実装されている必要がある。これら、複数種類の電源回路は、カメラモジュール３の実装位置を基点に、コネクタ６の近傍に形成されるため、コネクタ６を設けた側には、広い電源回路エリアが必要となる。

そのため、レンズ鏡筒１を境として、左右方向におけるコネクタ６を配置した側の方が、発熱部材４を配置した側よりも広い実装エリアが必要となり、放熱の点からは、一見不利になると考えることもできる。しかし、上述したように、発生した熱の大半は、下側の実装面５ｆｂ側の発熱部材４から下部筐体７２へ直接伝熱することで、下部筐体７２全体に広がり、外気に放出が可能である。

したがって、上面５ｆｔ側にまわった熱については、他の部材への影響を抑制することに専念すればよく、熱せられた空気の筐体７での滞留時間を短くすることが重要となる。その観点から、本願のように、熱源（発熱部材４）がある側の空間を狭くするように構成することで、熱せられた空気による上昇気流を集中させ、流速が上がって速やかに筐体７の外部に排出することができる。

こうした気流の制御により、レンズ鏡筒１に対する熱の影響を抑制できるとともに、カメラモジュール３として、レンズ鏡筒１と前後方向に並んで配置されている撮像素子２１に対しても、同様に熱の影響を抑制することができる。

一方、前方監視を目的とした車載カメラの水平方向の画角αは、従来、５０度程度に留まっていた。しかしながら、ＡＤＡＳにおける車載カメラに求められる画角αは年々拡大し、１００度以上の広い画角αも求められるようになった。これに伴い、１００度以上の画角αを実現するのに必要な広角レンズ、より高解像度の撮像素子が適用されるのと同時に、車載カメラそのものの外形に関しても、筐体の左右方向（ｘ方向）寸法が拡大されることが好ましい。

それに対し、本願のように、画像処理回路４１をレンズ鏡筒１に対して左右方向にシフトさせる構成では、広角化によって必要となる、左右方向は拡大し、前後方向は短くした寸法構成の筐体７を容易に実現できる。その結果、車両ウィンドシールド（フロントガラス９０１）の上端部に設置されることにより、ドライバー視野を広く確保することが可能となる。

変形例．
上記実施の形態１においては、発熱部材の配置領域で発生した熱い空気をレンズ鏡筒から隔てるための通風ガイドの構成について例示した。本変形例では、通風ガイドを吸熱フィンとして機能させる例について説明する。図５と図６は、実施の形態１の変形例にかかる車載カメラについて説明するためのものであり、図５は、上部筐体の下方側から見た図４Ａに対応する内表面側の斜視図（図５Ａ）と上部筐体の内部に回路基板を組み込んだ状態を示す図４Ｂに対応する内部構造を可視化した一部切欠き斜視図（図５Ｂ）である。また、図６は、上部筐体の内部に回路基板を組み込んだ状態を背面側から見た斜視図（図６Ａ）と下方側から見たときの内部構造を可視化した一部切欠き斜視図（図６Ｂ）である。

本変形例にかかる車載カメラ１０は、図５と図６に示すように、間隔を狭めて通風ガイド７ｇを３本以上設置するようにした。これにより、複数の発熱部材４それぞれに対応した領域で発生した熱せられた空気を、個別に排気口７ｖｘに向けて誘導することができる。このとき、通風ガイド７ｇは、内表面７１ｆｉのうち、日光が当たらない背面側天面７ｆｔｒの直下の背面側内表面７１ｆｉｒから延びるように、上部筐体７１と一体的に形成されている。そのため、上部筐体７１の内表面の表面積が拡大され、吸熱効果が高まって、上部筐体７１そのもののヒートシンク効果により発熱部材４に起因する熱せられた空気の冷却を促すことができる。その際、日射による熱が通風ガイド７ｇを介して内部に入りこみ、温度上昇を伴うようなことはない。

実施の形態２．
上記実施の形態１においては、回路基板の発熱部材の実装面の反対側の面については、とくに言及しなかった。本実施の形態２においては、発熱部材の実装面の反対側の面の発熱部材の配置領域に対応する領域にヒートマスを設ける例について説明する。図７は、実施の形態２にかかる車載カメラについて説明するためのものであり、回路基板上での部材の配置を示す実施の形態１の図１Ａに対応する平面図（図７Ａ）と、上部筐体に回路基板を組み込んだ状態を下方側から見たときの内部構造を可視化した一部切欠き斜視図である。なお、図７Ｂにおいては、簡略化のため、通風ガイド、排気口等一部の描画を省略しているが、ヒートマス以外の構成は、実施の形態１で説明した構成と同様である。

本実施の形態２にかかる車載カメラ１０は、図７に示すように、回路基板５の上面５ｆｔの、実装面５ｆｂにおける発熱部材４の配置領域に対応する領域に、ヒートマス８を設けたものである。ヒートマス８は、画像処理回路４１の配置に対応するヒートマス８１と、メモリ４２の配置に対応するヒートマス８２を設けており、それぞれ画像処理回路４１、メモリ４２の配置領域を網羅するように配置している。

実施の形態１においては、発熱部材４から上面５ｆｔに伝わった熱がレンズ鏡筒１等の熱に弱い部材への影響を回避するため、通風経路がレンズ鏡筒１から離れるように構成した。本実施の形態２においては、上面５ｆｔにおける発熱部分の表面積を広げ、回路基板５内での伝熱よりも流通する空気への放熱を優先するようにした。これにより、発熱部材４による上面５ｆｔ上での発熱領域を限定し、さらに、空気への放熱を促進することで、到達温度を下げ、レンズ鏡筒１への影響を低減するようにした。

なお、通常、ヒートマス８は、例示したように発熱部材４を網羅するように、配置領域よりも面積の大きなものを用いる。しかし、主たる放熱は下部筐体７２側から行われることを考慮すれば、例えば、ヒートマス８１と、ヒートマス８２それぞれを、画像処理回路４１、メモリ４２の配置領域より小さく、内側部分に形成するようにしてもよい。

発熱部材４から上面５ｆｔ側に伝熱する際に、発熱領域は、配置領域よりも広がるが、配置領域よりも小さなヒートマス８を設けることで、ヒートマス８に集中的に伝熱させ、発熱領域を配置領域よりも小さくすることができる。これにより、発熱部材４の発熱によるレンズ鏡筒１への影響をより一層低減できる。なお、図ではヒートマス８は角ばった形状で描画しているが、気流を妨げないよう、滑らかに形成し、例えば、通風ガイド７ｇのようなフィン形状に形成してもよい。

なお、本願は、様々な例示的な実施の形態および実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、および機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。したがって、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

例えば、発熱部材４についても、画像処理回路４１、メモリ４２以外のものがあってもよい。また、吸気口７ｖｉ、排気口７ｖｘは、それぞれ前面側と背面側の側部に設ける例を示したがこれに限ることはなく、取り付け状態で下方、上方の関係を形成できるならば、例えば天面７ｆｔ、あるいは左右の側部に設けてもよい。

以上のように、各実施の形態にかかる車載カメラ１０によれば、被写体からの光を撮像素子２１のセンサ面に結像させるレンズ鏡筒１、撮像素子２１と配線接続され、撮像素子２１から出力された映像信号から被写体を認識するための画像処理を行う画像処理回路４１が実装された回路基板５、および前後方向に傾斜（鉛直線に対して傾斜）する車両の前方窓（フロントガラス９０１）または後方窓の内面９０１ｆｉに取り付けるための装着面（天面７ｆｔ）と、装着面（天面７ｆｔ）を内面９０１ｆｉに沿って取り付けた際に下方側と上方側に位置するそれぞれの端部に形成された通気口（吸気口７ｖｉ、排気口７ｖｘ）と、光軸Ｘｏが車外に向かって延びるように、装着面（天面７ｆｔ）から一部を露出させてレンズ鏡筒１を（装着面に対して角度をつけて）保持する符号を付さない保持機構とを有し、装着面（天面７ｆｔ）に平行、かつ光軸Ｘｏに垂直な方向（左右方向：ｘ方向）において、画像処理回路４１（およびメモリ４２等を含む発熱部材４）とレンズ鏡筒１とを離して回路基板５を収容する筐体７、を備え、筐体７における装着面（天面７ｆｔ）側の内表面７１ｆｉと回路基板５との間には、レンズ鏡筒１から離れ、かつ画像処理回路４１（同上）が配置された領域を通る経路で、下方側の通気口（吸気口７ｖｉ）と前記上方側の通気口（排気口７ｖｘ）を結ぶ通風路が形成されているように構成すれば、発熱部材４で熱せられた空気（熱風）が、レンズ鏡筒１を避けて筐体７の外に排出されるので、効率よく放熱できる信頼性の高い車載カメラを得ることができる。

装着面（天面７ｆｔ）に平行、かつ光軸Ｘｏに垂直な方向（左右方向：ｘ方向）において、下方側の通気口（吸気口７ｖｉ）の開口領域は、画像処理回路４１（およびメモリ４２等を含む発熱部材４）が配置された領域を包含する。そして、上方側の通気口（排気口７ｖｘ）の開口領域は、下方側の通気口（吸気口７ｖｉ）の開口領域よりも狭く、かつ、レンズ鏡筒１に近い方の端が、画像処理回路４１（同上）が配置された領域の内側に位置しているように構成した。そのため、吸気口７ｖｉから流入した筐体７外の空気が、発熱部材４の配置領域の熱を奪い、それによって熱せられた空気が排気口７ｖｘに向かう際、レンズ鏡筒１から離れるように誘導され、レンズ鏡筒１への熱風の影響を一層低減できる。

内表面７１ｆｉには、回路基板５に向かって突出し、下方側から上方側に向かって（ｙ方向に）延びる通風ガイド７ｇが形成されているように構成すれば、通風路の経路を確実に制御できる。とくに、通風ガイド７ｇを背面側内表面７１ｆｉｒに形成すれば、日光の影響を受けず、通風ガイド７ｇが吸熱フィンとなって、熱風から熱を奪い、筐体７を通じて放熱させることができる。

筐体７は例えばアルミダイキャストのような導電性材料で形成され、通気口（吸気口７ｖｉ、排気口７ｖｘ）の連続する開口寸法が１８ｍｍ以下になるようにすれば、４ＧＨｚまでの電磁波ノイズの侵入、または漏洩を防ぎ、動作信頼性がさらに向上する。

車両に設けられた他の機器との電気接続を行うためのコネクタ６が、光軸Ｘｏを含む装着面(天面７ｆｔ）に垂直な面に対して画像処理回路４１（およびメモリ４２等を含む発熱部材４）の反対側に設けられているようにすれば、通風路に障害物がなく、スムーズに熱風を排気できる。また、発熱部材４を左右方向の狭い領域に集めることができ、通風路内での上昇流を効率よく発生させることができる。

また、回路基板５は、画像処理回路４１（およびメモリ４２等を含む発熱部材４）の実装面５ｆｂを装着面（天面７ｆｔ）の反対側に向けて筐体７に収容され、筐体７の内表面のうち、実装面５ｆｂへの対向面（内表面７２ｆｉ）は、画像処理回路４１（同上）との間で（直接、または間接的に）伝熱経路が形成されているように構成すれば、日光の影響を受けず、筐体７（主に下部筐体７２）を介して発熱部材４での発熱の大半を放熱することができる。

その際、回路基板５の実装面５ｆｂとは反対側の面（上面５ｆｔ）における画像処理回路（およびメモリ４２等を含む発熱部材４）の配置領域に、ヒートマス８１（およびヒートマス８２を含むヒートマス８）が設置されているように構成すれば、上面５ｆｔ側に伝熱された熱を効率よく通風路を流れる空気中に放散させ、レンズ鏡筒１への熱の影響を抑制できる。

なお、回路基板５の、上方側に位置する部分（背面側の辺）には、切欠き部５ｎが設けられ、撮像素子２１を実装した基板（カメラ基板２）が切欠き部５ｎにはまり込むように構成すれば、広角の利点を生かして前後方向の寸法を短くでき、運転者の視界を妨げないコンパクト化が可能となる。

１：レンズ鏡筒、１０：車載カメラ、２：カメラ基板、２１：撮像素子、３：カメラモジュール、４：発熱部材、４１：画像処理回路、４２：メモリ、５：回路基板、６：コネクタ、７：筐体、７１：上部筐体、７１ｆｉ：内表面、７２：下部筐体、７２ｆｉ：内表面、７５：ブラケット、７ｆｔ：天面（装着面）、７ｇ：通風ガイド、７ｖｉ：吸気口（下方側の通気口）、７ｖｘ：排気口（上方側の通気口）、８：ヒートマス、８１：ヒートマス、８２：ヒートマス、９０１：フロントガラス(ガラス)、９０１ｆｉ：内面、Ｇ１：（レンズ鏡筒との）間隔、Ｇ２１：（撮像素子との）間隔、Ｘｏ：光軸、 α：（水平方向の）画角、 β：（垂直方向の）画角。

Claims

被写体からの光を撮像素子のセンサ面に結像させるレンズ鏡筒、
前記撮像素子と配線接続され、前記撮像素子から出力された映像信号から前記被写体を認識するための画像処理を行う画像処理回路が実装された回路基板、および
前後方向に傾斜する車両の前方窓または後方窓の内面に取り付けるための装着面と、前記装着面を前記内面に沿って取り付けた際に下方側と上方側に位置するそれぞれの端部に形成された通気口と、光軸が車外に向かって延びるように、前記装着面から一部を露出させて前記レンズ鏡筒を保持する保持機構とを有し、前記装着面に平行、かつ前記光軸に垂直な方向において、前記画像処理回路と前記レンズ鏡筒とを離して前記回路基板を収容する筐体、を備え、
前記筐体における前記装着面側の内表面と前記回路基板との間には、前記レンズ鏡筒から離れ、かつ前記画像処理回路が配置された領域を通る経路で、前記下方側の通気口と前記上方側の通気口を結ぶ通風路が形成され、
前記装着面に平行、かつ前記光軸に垂直な方向において、
前記下方側の通気口の開口領域は、前記画像処理回路が配置された領域を包含し、
前記上方側の通気口の開口領域は、前記下方側の通気口の開口領域よりも狭く、かつ、前記レンズ鏡筒に近い方の端が、前記画像処理回路が配置された領域の内側に位置していることを特徴とする車載カメラ。
被写体からの光を撮像素子のセンサ面に結像させるレンズ鏡筒、
前記撮像素子と配線接続され、前記撮像素子から出力された映像信号から前記被写体を認識するための画像処理を行う画像処理回路が実装された回路基板、および
前後方向に傾斜する車両の前方窓または後方窓の内面に取り付けるための装着面と、前記装着面を前記内面に沿って取り付けた際に下方側と上方側に位置するそれぞれの端部に形成された通気口と、光軸が車外に向かって延びるように、前記装着面から一部を露出させて前記レンズ鏡筒を保持する保持機構とを有し、前記装着面に平行、かつ前記光軸に垂直な方向において、前記画像処理回路と前記レンズ鏡筒とを離して前記回路基板を収容する筐体、を備え、
前記筐体における前記装着面側の内表面と前記回路基板との間には、前記レンズ鏡筒から離れ、かつ前記画像処理回路が配置された領域を通る経路で、前記下方側の通気口と前記上方側の通気口を結ぶ通風路が形成され、
前記車両に設けられた他の機器との電気接続を行うためのコネクタが、前記光軸を含む前記装着面に垂直な面に対して前記画像処理回路の反対側に設けられていることを特徴とする車載カメラ。
被写体からの光を撮像素子のセンサ面に結像させるレンズ鏡筒、
前記撮像素子と配線接続され、前記撮像素子から出力された映像信号から前記被写体を認識するための画像処理を行う画像処理回路が実装された回路基板、および
前後方向に傾斜する車両の前方窓または後方窓の内面に取り付けるための装着面と、前記装着面を前記内面に沿って取り付けた際に下方側と上方側に位置するそれぞれの端部に形成された通気口と、光軸が車外に向かって延びるように、前記装着面から一部を露出させて前記レンズ鏡筒を保持する保持機構とを有し、前記装着面に平行、かつ前記光軸に垂直な方向において、前記画像処理回路と前記レンズ鏡筒とを離して前記回路基板を収容する筐体、を備え、
前記筐体における前記装着面側の内表面と前記回路基板との間には、前記レンズ鏡筒から離れ、かつ前記画像処理回路が配置された領域を通る経路で、前記下方側の通気口と前記上方側の通気口を結ぶ通風路が形成され、
前記回路基板は、前記画像処理回路の実装面を前記装着面の反対側に向けて前記筐体に収容され、
前記筐体の内表面のうち、前記実装面への対向面は、前記画像処理回路との間で伝熱経路が形成されていることを特徴とする車載カメラ。
前記回路基板の前記実装面とは反対側の面における前記画像処理回路の配置領域に、ヒートマスが設置されていることを特徴とする請求項３に記載の車載カメラ。
前記内表面には、前記回路基板に向かって突出し、前記下方側から前記上方側に向かって延びる通風ガイドが形成されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の車載カメラ。
前記筐体は導電性材料で形成され、前記通気口の連続する開口寸法が１８ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の車載カメラ。
前記回路基板の、前記上方側に位置する部分には、切欠き部が設けられ、
前記撮像素子が実装された基板が前記切欠き部にはまり込んでいることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の車載カメラ。