JP7234044B2 - ステレオカメラ - Google Patents

Description

本発明は、ステレオカメラに関する。

近年、安全かつ快適なクルマ社会の実現を目指して、運転者支援システムの実車搭載が進んでいる。その中で、衝突前の停止動作を自動で行う衝突被害軽減制動装置や、先行車を自動追尾する車間自動制御装置や、車線逸脱抑制装置、標識認識など、運転者や搭乗者の安全性と利便性と快適性を追求したシステムの開発が進んでいる。このようなシステムとしては、例えば、車両や歩行者などを認識して対象物の距離計測を行う外界認識システムがある。

外界認識システムの一つであるステレオカメラでは、一対の画像情報の中から相互の画像に共通する特徴点を抽出し、その特徴点の位置が一対の画像間でずれている画素数（視差）を求める処理を集積回路で行い、距離を算出する。そのため、一対の画像間に本来の視差以外のずれがあると、距離測定結果に誤差が生じてしまう。ずれの要因として、太陽光や装置内部の発熱等による温度上昇があげられる。また、内部の構成部品の温度が上限温度を越えると、動作不良の発生や、構成部品の寿命が低下することが懸念される。特にステレオカメラの高性能化にともない、撮像素子は自身の発熱により撮像素子温度が上限温度を越えることが考えられる。

このようなステレオカメラの放熱に係る従来技術として、例えば、特許文献１には、撮像光学系と、前記撮像光学系を介して結像される被写体像を撮像する撮像素子と、前記撮像素子を少なくとも実装する第１の回路基板および電子部品を少なくとも実装する第２の回路基板を含む、少なくとも２つの回路基板と、前記撮像光学系が被写体に対して露出する開口を有し、前記撮像光学系、前記撮像素子、前記回路基板を保持する筐体と、前記回路基板のいずれかから、前記撮像光学系から離れる方向に向かって延在するように、前記筐体の内壁に一体的に成型されている第１の伝熱部材と、前記撮像素子および前記電子部品の両方から発生する熱を前記第１の伝熱部材に伝える第２の伝熱部材と、を備える撮像装置が開示されている。

特開２０１８－５０３１１号公報

上記従来技術においては、ステレオカメラ内の回路基板に搭載される回路素子と、撮像素子回路基板に搭載される撮像素子は、熱伝導部材を介して筐体で放熱し、撮像素子の温度上昇の低減を図っている。しかしながら、放熱部である筐体が共通のため、主の発熱源である回路素子の熱によって、各撮像素子の放熱を阻害している。従来のように撮像素子の画素数等が小さい場合には、撮像素子の発熱量が小さく温度上昇も小さかったが、高画角化などのステレオカメラの高性能化にともなって撮像素子の画素数が増し、発熱量が大幅に増加することで撮像素子の温度上昇がより高くなることが考えられる。特にステレオカメラで重要なＣＭＯＳ等の撮像素子は、動作保障の上限温度がほかの部品と比較して低いことが多く、撮像素子の温度上昇の抑制がより重要である。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、撮像素子の温度上昇を抑制することができるステレオカメラを提供することを目的とする。

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、左右一対のカメラモジュールと、前記左右一対のカメラモジュールと回路基板とを内部に収納する筐体とを備えたステレオカメラにおいて、前記カメラモジュールは、撮像素子と、前記撮像素子を搭載する撮像素子回路基板と、前記撮像素子回路基板に隣接し、前記カメラモジュールを内包する前記筐体を貫通して内面が外気に接する穴が形成された撮像素子用放熱部とを有するものとする。

本発明によれば、撮像素子の温度上昇を抑制することができる。

第１の実施の形態に係るステレオカメラの外観を示す上方斜視図である。 図１における透視図である。 撮像素子用放熱部を抜き出して示す拡大図である。 図１におけるＡ－Ａ線断面図である。 第一撮像素子用放熱部の近傍を透視して示す部分拡大図である。 図４におけるｘｚ平面図である。 撮像素子用放熱部の穴形状における、ｚ軸方向の第一距離に対する撮像素子の温度上昇低減効果を示す図である。 撮像素子用放熱部の穴形状における、ｘ軸方向の第二距離に対する撮像素子の温度上昇低減効果を示す図である。 第２の実施の形態に係るステレオカメラの外観を透視して示す上方斜視図である。 第３の実施の形態に係るステレオカメラの外観を透視して示す上方斜視図である。 撮像素子用放熱部を抜き出して示す拡大図である。 第一撮像素子用放熱部の近傍を透視して示す部分拡大図である。 第４の実施の形態に係るステレオカメラの外観を透視して示す上方斜視図である。 撮像素子用放熱部を抜き出して示す拡大図である。 第一撮像素子用放熱部の近傍を透視して示す部分拡大図である。 第５の実施の形態に係るステレオカメラの外観を透視して示す上方斜視図である。 撮像素子用放熱部を抜き出して示す拡大図である。 第一撮像素子用放熱部の近傍を透視して示す部分拡大図である。 第６の実施の形態に係るステレオカメラの外観を透視して示す上方斜視図である。 撮像素子用放熱部を抜き出して示す拡大図である。 第一撮像素子用放熱部の近傍を透視して示す部分拡大図である。 第７の実施の形態に係るステレオカメラの外観を透視して示す上方斜視図である。 図１７におけるＢ－Ｂ線断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。

＜第１の実施の形態＞
本発明の第１の実施の形態を図１～図７を参照しつつ説明する。

図１及び図２Ａは、本実施の形態に係るステレオカメラの外観を示す図であり、図１は上方斜視図、図２Ａは図１における透視図である。また、図２Ｂは、撮像素子用放熱部を抜き出して示す拡大図である。なお、本実施の形態においては、ステレオカメラ２０１の前後方向（カメラモジュールの光軸方向）に前方向を正とするｘ軸、上下方向に上方向を正とするｙ軸、左右方向に右方向を正とするｘ軸、ｘ軸とｙ軸とで規定される平面（ｚｙ平面）に垂直な方向に右方向を正とするｚ軸をそれぞれ規定した直行座標系を設定して説明する。

図１及び図２Ａ、図２Ｂに示すように、ステレオカメラ２０１は、第一撮像素子２ａを搭載する第一撮像素子回路基板３ａと、第二撮像素子２ｂを搭載する第二撮像素子回路基板３ｂと、第一撮像素子２ａと第二撮像素子２ｂとの間に第一回路素子６と第二回路素子７を搭載する回路基板８と、第一撮像素子回路基板３ａ、第二撮像素子回路基板３ｂ、および回路基板１１を内部に収納する筐体１ａとを備えている。第一撮像素子２ａは、第一撮像素子回路基板３ａと第一レンズ４ａを備えた第一カメラモジュール５ａを一組に筐体１ａに取り付けられている。同様に第二撮像素子２ｂは、第二撮像素子回路基板３ｂと第二レンズ４ｂを備えた第二カメラモジュール５ｂを一組に筐体１ａに取り付けられている。

筐体１ａは、第一撮像素子２ａの近傍に内部を貫通する穴９ａがあいており、穴９ａを構成し外気に放熱する個所を有する第一撮像素子用放熱部１０ａが設けられ、第二撮像素子２ｂの近傍に内部を貫通する穴９ｂがあいており、穴９ｂを構成し外気に放熱する個所を有する第二撮像素子用放熱部１０ｂが設けられている。

クルマとステレオカメラ２０１の電気的な接続は、筐体１ａの後面の図示していない開口部を介して、内部の電気コネクタに配線を接続することで行う。ステレオカメラ２０１は、左右一対のカメラモジュール５ａ，５ｂによりステレオカメラ２０１の前面側を撮像し、左右一対の画像から対象物の視差を求めて、対象物までの距離を求めることができる。したがって、ステレオカメラ２０１の高画角化や高精度化など高性能化にともない撮像素子２ａ，２ｂの画素数が増し発熱量（消費電力）も大幅に増加、またステレオカメラ２０１の小型化にともない表面積の減少によって、撮像素子２ａ，２ｂの温度上昇が大きくなる。撮像素子２ａ，２ｂの温度が高くなると、信号のノイズ成分大きくなり、測定精度の低下が生じる。第一回路素子６は、画像信号を処理するマイコンや信号処理素子、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）などであり、筐体１ａやカバー１２などへの熱伝導を必要とするような発熱量が大きい回路素子を指している。また、第一回路素子６で用いる第二回路素子７ａ～７ｃは、データの一時保管に用いるメモリなどを指しており、第一回路素子６は第二回路素子７より発熱量（消費電力）が大きい。筐体１ａの上部には、放熱用の複数のフィン１３が、第一撮像素子２ａと第二撮像素子２ｂ間に配置されている。

図３は、図１におけるＡ－Ａ線断面図である。

図３には、第一撮像素子２ａの放熱経路を示している。撮像素子用放熱部１０ａは筒状の形状で、撮像素子回路基板３ａと熱伝導部材１１ａを介して撮像素子２ａと熱的に接続されている。筐体１ａの下面を覆うカバー１２は、ねじなどを用いて筐体１ａに取り付けた構造となっており、穴９ａは、筐体１ａとカバー１２を貫通する穴となっている。ここでの穴９ａ，９ｂは、撮像素子用放熱部１０ａ，１０ｂを筒状に形成したことによりできる空間を指すものとする。

第一撮像素子２ａは、第一撮像素子回路基板３ａと第一熱伝導部材１１ａを介して熱的に第一撮像素子用放熱部１０ａと接続されている。筐体１ａと接続された第一撮像素子用放熱部１０ａは、穴９ａの貫通方向がステレオカメラの上下方向となるように配置することで、下から上への上昇気流１４ａが生じやすく、放熱効果が高い形状となっている。そのため、第一撮像素子用放熱部１０ａに伝わった熱は、第一撮像素子用放熱部１０ａの内壁から穴９ａの外気によって放熱される。第二撮像素子２ｂの放熱経路も第一撮像素子２ａの放熱経路と同様である。撮像素子用放熱部１０ａ，１０ｂは、筐体１ａとカバー１２と接続し筒状形状によってステレオカメラ２０１内部と外気を分けて、ステレオカメラ内部を密閉することができ、防塵性も確保できる。

また、撮像素子用放熱部１０ａ，１０ｂはアルミダイカストなどの成型部品や、板金の曲げ加工としてもよく、図１では板金が可能なロール状として安価な部品とすることも可能な形状としている。図２では、第一撮像素子用放熱部１０ａと第二撮像素子用放熱部１０ｂが、第一撮像素子２ａと第二撮像素子２ｂ間の中点を通るｘｙ平面に面対称となるような板金の曲げ加工としているが、第一撮像素子用放熱部１０ａと第二撮像素子用放熱部１０ｂを共用化ができる同一方向の曲げ加工としてもよいものとする。第一撮像素子用放熱部１０ａと第二撮像素子用放熱部１０ｂの共用化により安価な部品とすることが可能となる。

図４は、第一撮像素子用放熱部の近傍を透視して示す部分拡大図である。

図４に示すように、第一撮像素子用放熱部１０ａはステレオカメラ２０１内部を貫通するように配置するため、第一撮像素子２ａからの配線は、第一撮像素子回路基板３ａを介してｚ軸方向から延長し回路基板８に接続する配線１５ａ構造としている。ここで、図４のように配線１５ａの配置は、ｚ軸方向負の方向だけではなく、ｚ軸方向正方向から回路基板８に延長し回路基板に接続する配置でもよく、配線１５ａ構造はフレキシブル基板などとしてもよい。第二撮像素子２ｂの配線１５ｂ構造も第一撮像素子２ａの配線１５ａ構造と同様である。このような構成とすることで、第一撮像素子２ａの温度と第二撮像素子２ｂの温度を低減でき、測定精度が高く、信頼性の高いステレオカメラ２０１となる。

図５は、図４におけるｘｚ平面図である。また、図６は、撮像素子用放熱部の穴形状における、ｚ軸方向の第一距離に対する撮像素子の温度上昇低減効果を示す図であり、図７は、撮像素子用放熱部の穴形状における、ｘ軸方向の第二距離に対する撮像素子の温度上昇低減効果を示す図である。

撮像素子用放熱部１０ａ，１０ｂの穴９ａ，９ｂの形状は撮像素子回路基板３ａ，３ｂに沿った面を含む矩形で構成されている。撮像素子用放熱部１０ａ，１０ｂの内部を貫通する穴９ａ，９ｂは、撮像素子回路基板３ａ，３ｂの撮像素子２ａ，２ｂが搭載されている面と反対側の面に配置し、撮像素子用放熱部１０ａ，１０ｂは、撮像素子回路基板３ａ，３ｂに沿ったｚ軸方向の第一距離１６と、ｘ軸方向の第二距離１７とする矩形の穴９ａ，９ｂ形状となっている。穴９ａ，９ｂ形状の平面の一面は撮像素子回路基板３ａ，３ｂに近接して配置されているため、撮像素子用放熱部１０ａ，１０ｂと撮像素子回路基板３ａ，３ｂの向かい合う面積が大きくとれ、かつ撮像素子用放熱部１０ａ，１０ｂと撮像素子回路基板３ａ，３ｂ間に配置する熱伝導部材１１ａ，１１ｂを介して、撮像素子用放熱部１０ａ，１０ｂと撮像素子回路基板３ａ，３ｂ間の熱抵抗を小さくできる構造となっている。熱抵抗を小さくすることによって、撮像素子回路基板３ａ，３ｂの熱を効率的に撮像素子用放熱部１０ａ，１０ｂに伝え、放熱効率が向上できる。すなわち、撮像素子２ａ，２ｂの温度上昇を低減できる。また、熱抵抗を小さくする方法として、撮像素子回路基板３ａ，３ｂ内に電気的なグランド層を増層したり、厚銅層（基板内の電気が導通する層の厚みを厚くした層）を設ける、あるいは金属補強板などを設け、撮像素子回路基板３ａ，３ｂの面内に熱を伝え、熱伝導部材１１ａ，１１ｂを介して、撮像素子用放熱部１０ａ，１０ｂに熱を伝える構造としてもよい。

図５において、第一距離１６に対する撮像素子２ａ，２ｂの温度上昇低減効果は、撮像素子２ａ，２ｂに一番近い放熱面を構成する第一距離１６が長いほど撮像素子２ａ，２ｂの温度上昇低減効果が高く、穴９ａ，９ｂの空気が流れやすい距離以上（撮像素子２ａ，２ｂの幅の約１／２以上）になると、急激に撮像素子２ａ，２ｂの温度上昇低減効果が向上する。その後、撮像素子２ａ，２ｂの幅（ｚ軸方向）を越え、撮像素子２ａ，２ｂの幅（ｚ軸方向）の約３倍の距離までは、撮像素子２ａ，２ｂの温度上昇低減効果が増加する。撮像素子２ａ，２ｂの幅（ｚ軸方向）の約３倍の距離より大きくなると、筐体１ａの穴９ａ，９ｂが大きくなり、上昇気流１４ａ，１４ｂの流速が低下し、また筐体１ａの表面積も減少するため、逆に撮像素子２ａ，２ｂの温度上昇低減効果が低下する。撮像素子２ａ，２ｂの温度上昇低減効果として有効な第一距離１６は、撮像素子の幅の約１／２から撮像素子の幅の約３倍である。

同様に、第二距離１７に対する撮像素子２ａ，２ｂの温度上昇低減効果は、第一距離１６よりは効果が低いが、穴９ａ，９ｂの空気が流れやすい距離以上になると、急激に撮像素子２ａ，２ｂの温度上昇低減効果が向上する。その後、ｘ軸方向にある一定の距離までは撮像素子２ａ，２ｂの温度上昇低減効果が増加する。ある一定の距離以上となると、筐体１ａの穴９ａ，９ｂが大きくなり、上昇気流１４ａ，１４ｂの流速が低下し、また筐体１ａの表面積も減少するため、逆に撮像素子２ａ，２ｂの温度上昇低減効果が低下する。ここで、第二距離１７に対する、撮像素子２ａ，２ｂの温度上昇低減効果は、撮像素子２ａ，２ｂに一番近い放熱面を構成する第一距離１６と比較して第二距離１７のほうが小さい。すなわち、撮像素子回路基板３ａ，３ｂに沿ったｚ軸方向の第一距離１６は、ｘ軸方向の第二距離１７より、撮像素子２ａ，２ｂの温度上昇低減効果が大きい。撮像素子用放熱部１０ａ，１０ｂの内部を貫通する穴９ａ，９ｂは、ｚ軸方向の第一距離１６を長辺とし、ｘ軸方向の第二距離１７を短辺とする長方形がよい。第一距離１６の撮像素子２ａ，２ｂの温度上昇低減効果と、第二距離１７の撮像素子２ａ，２ｂの温度上昇低減効果の比は、約２：１（（ΔＴ０―ΔＴ１）：（ΔＴ０－ΔＴ２）≒２：１）なので、ｚ軸方向の第一距離１６を長辺とし、ｘ軸方向の第二距離１７を短辺とし、第二距離１７は第一距離１６の約半分する長方形の穴９ａ，９ｂ形状がよい。

ここでは、撮像素子用放熱部１０ａ，１０ｂの内部を貫通する穴９ａ，９ｂを長方形としているが、撮像素子用放熱部１０ａ，１０ｂと撮像素子回路基板３ａ，３ｂの密着性がよい構造が望まれるため、穴９ａ，９ｂ形状を撮像素子回路基板３ａ，３ｂ側の接続面形状を平面とし、それ以外の方向は自由な形状をとれるものとする。例えば、撮像素子用放熱部の内部を貫通する穴形状を半円とし、穴形状の直径部（直線部）の平面を撮像素子回路基板３ａ，３ｂと平行に配置してもよい。

従来のように撮像素子の画素数等が小さい場合には、撮像素子の発熱量が小さく温度上昇も小さかったが、高画角化などのステレオカメラの高性能化にともなって撮像素子の画素数が増し、発熱量が大幅に増加することで撮像素子の温度上昇がより高くなることが考えられる。特にステレオカメラで重要なＣＭＯＳ等の撮像素子は、動作保障の上限温度がほかの部品と比較して低いことが多く、撮像素子の温度上昇の抑制がより重要である。

このような課題に対して本実施の形態においては、撮像素子と、撮像素子を搭載する撮像素子回路基板と、撮像素子回路基板を内包する筐体と、筐体を貫通して内面が外気に接する穴が形成された撮像素子用放熱部とを有するように構成したので、撮像素子の温度上昇を抑制することができる。

＜第２の実施の形態＞
本発明の第２の実施の形態を図８を参照しつつ説明する。本実施の形態では、第１の実施の形態との相違点についてのみ説明するものとし、本実施の形態で用いる図面において第１の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。

図８は、本実施の形態に係るステレオカメラの外観を透視して示す上方斜視図である。なお、本実施の形態においては、ステレオカメラ２０２の前後方向（カメラモジュールの光軸方向）に前方向を正とするｘ軸、上下方向に上方向を正とするｙ軸、左右方向に右方向を正とするｘ軸、ｘ軸とｙ軸とで規定される平面（ｚｙ平面）に垂直な方向に右方向を正とするｚ軸をそれぞれ規定した直行座標系を設定して説明する。

図８において、第一の実施形態と同様に筐体１ｂは、第一撮像素子２ａの近傍に内部を貫通する穴１８ａがあいており穴１８ａを構成し外気に放熱する個所を有する第一撮像素子用放熱部１９ａが設けられ、第二撮像素子２ｂの近傍に内部を貫通する穴１８ｂがあいており穴１８ｂを構成し外気に放熱する個所を有する第二撮像素子用放熱部１９ｂが設けられている。撮像素子用放熱部１９ａ，１９ｂは筒状の形状で、撮像素子回路基板３ａ，３ｂと熱伝導部材１１ａ，１１ｂを介して撮像素子２ａ，２ｂと熱的に接続されている。

ここで、ステレオカメラ２０２の回路基板８の第一回路素子６が第二撮像素子２ｂ側に寄った場合、第一回路素子６に近い側の第二撮像素子用放熱部１９ｂが第一撮像素子用放熱部１９ａより大きい形状となっている。ステレオカメラ２０２の回路基板８の第一回路素子６が第二撮像素子２ｂ側に寄ると、ステレオカメラ２０２の発熱分布中心が第二撮像素子２ｂ側に寄り、第一撮像素子２ａより第二撮像素子２ｂのほうが温度が上昇する。第一撮像素子２ａと第二撮像素子２ｂ間の温度に差が生じると、温度による第一撮像素子２ａと第二撮像素子２ｂの信号のノイズ成分に差が生じ、外界認識に差となり測定距離などの精度が低下する要因となる。また、第一撮像素子２ａの温度や第二撮像素子２ｂの温度が高くなると、信号のノイズ成分が大きくなり、測定精度の低下が生じる。

本実施の形態においては、第二撮像素子用放熱部１９ｂを第一撮像素子用放熱部１９ａより大きくし、第二撮像素子２ｂ側の放熱を向上させることによって、第一撮像素子２ａと第二撮像素子２ｂの温度を同等にできる。

また、第一回路素子６が第一撮像素子２ａ側に寄った場合は、その逆に第一回路素子６に近い側の第一撮像素子用放熱部１９ａが第二撮像素子用放熱部１９ｂより大きい形状とすれば、第一撮像素子２ａと第二撮像素子２ｂの温度を同等にできる。

その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

以上のように構成した本実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態においては、第一撮像素子２ａの温度と第二撮像素子２ｂの温度を同等とすることができるとともに、温度上昇を抑制することができ、測定精度が高く、信頼性の高いステレオカメラを提供することができる。

＜第３の実施の形態＞
本発明の第３の実施の形態を図９Ａ、図９Ｂ及び図１０を参照しつつ説明する。本実施の形態では、第１の実施の形態との相違点についてのみ説明するものとし、本実施の形態で用いる図面において第１の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。

図９Ａは、本実施の形態に係るステレオカメラの外観を透視して示す上方斜視図であり、図９Ｂは、撮像素子用放熱部を抜き出して示す拡大図である。また、図１０は、第一撮像素子用放熱部の近傍を透視して示す部分拡大図である。なお、本実施の形態においては、ステレオカメラ２０３の前後方向（カメラモジュールの光軸方向）に前方向を正とするｘ軸、上下方向に上方向を正とするｙ軸、左右方向に右方向を正とするｘ軸、ｘ軸とｙ軸とで規定される平面（ｚｙ平面）に垂直な方向に右方向を正とするｚ軸をそれぞれ規定した直行座標系を設定して説明する。

図９Ａ、図９Ｂ及び図１０において、筐体１ｃは、第一撮像素子２ａの近傍に内部を貫通する穴２０ａが、ｚ軸方向に第二撮像素子２ｂとは逆側に第一撮像素子２ａから離れる方向にあいている。穴２０ａを構成し外気に放熱する個所を有する第一撮像素子用放熱部２１ａが設けられている。第一撮像素子用放熱部２１ａは筒状２２ａの部分と板状２３ａの部分で構成された形状となっており、筒状２２ａから伸びた板状２２ｂの部分が、撮像素子２ａが搭載されている面と反対側の面の撮像素子回路基板３ａに沿って配置されている。第一撮像素子２ａは、第一撮像素子回路基板３ａと第一熱伝導部材１１ａを介して熱的に第一撮像素子用放熱部２１ａの板状２３ａの部分に接続されている。したがって第一撮像素子２ａの放熱経路は、第一撮像素子２ａから第一撮像素子回路基板３ａを通って、第一熱伝導部材１１ａを介し第一撮像素子用放熱部２１ａの板状２３ａの部分に伝わり、第一撮像素子用放熱部２１ａの筒状２２ａの穴２０ａの内壁から穴２０ａの外気によって放熱される経路となっている。

同様に筐体１ｃは、第二撮像素子２ｂの近傍に内部を貫通する穴２０ｂが、ｚ軸方向に第一撮像素子２ａとは逆側に第二撮像素子２ｂから離れる方向にあいている。穴２０ｂを構成し外気に放熱する個所を有する第二撮像素子用放熱部２１ｂが設けられている。

また、第一撮像素子用放熱部２１ａの形状とすることによって、第一撮像素子回路基板３ａから回路基板８への配線２４ａを下面方向から配置することが可能となり、いいかえると配線２４ａの長さを短くすることにより配線２４ａで外部から受信するノイズを小さくでき、ノイズの少ない信号を処理することによって測定精度が高く、信頼性の高いステレオカメラ２０３となる。また、同様に配線２４ａから外部へ送信するノイズも少なくでき、ほかの機器に干渉しない信頼性の高いステレオカメラ２０３となる。第二撮像素子２ｂの配線２４ｂ構造も第一撮像素子２ａの配線２４ａ構造と同様である。

ここで、第一撮像素子用放熱部２１ａの貫通する穴２０ａの位置を、ｚ軸方向に第二撮像素子２ｂと逆側に第一撮像素子２ａから離れる方向に配置すると、第一回路素子６から離れた位置に第一撮像素子用放熱部２１ａの貫通する穴２０ａの位置が配置されるため、貫通する穴２０ａ部の温度が低下、第一撮像素子２ａの温度上昇を効果的に低減できる。一方、第一撮像素子用放熱部２１ａの貫通する穴２０ａの位置を、ｚ軸方向に第二撮像素子２ｂに近づく方向に配置すると、第一回路素子６と第一撮像素子２ａ間に空気の通り道ができ、第一撮像素子２ａの放熱と第一回路素子６の放熱を促進させ、第一撮像素子２ａの温度上昇の低減と、第一回路素子６の温度上昇の低減ができる。第二撮像素子用放熱部２１ｂも同様の効果がある。

その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

以上のように構成した本実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

＜第４の実施の形態＞
本発明の第４の実施の形態を図１１Ａ、図１１Ｂ及び図１２を参照しつつ説明する。本実施の形態では、第１の実施の形態との相違点についてのみ説明するものとし、本実施の形態で用いる図面において第１の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。

図１１Ａは、本実施の形態に係るステレオカメラの外観を透視して示す上方斜視図であり、図１１Ｂは撮像素子用放熱部を抜き出して示す拡大図である。また、図１２は、第一撮像素子用放熱部の近傍を透視して示す部分拡大図である。なお、本実施の形態においては、ステレオカメラ２０４の前後方向（カメラモジュールの光軸方向）に前方向を正とするｘ軸、上下方向に上方向を正とするｙ軸、左右方向に右方向を正とするｘ軸、ｘ軸とｙ軸とで規定される平面（ｚｙ平面）に垂直な方向に右方向を正とするｚ軸をそれぞれ規定した直行座標系を設定して説明する。

図９Ａ、図９Ｂ及び図１０において、筐体１ｄは、第一撮像素子２ａの近傍に内部を貫通する第一穴２５ａがｚ軸方向に第二撮像素子２ｂとは逆側に第一撮像素子２ａから離れる方向にあいており、第二穴２５ｂはｚ軸方向に第二撮像素子２ｂに近づく方向にあいており、第一穴２５ａと第二穴２５ｂを構成し外気に放熱する個所を有する第一撮像素子用放熱部２６ａが設けられている。撮像素子用放熱部２６ａは、貫通する２つの筒状の穴２５ａ，２５ｂつなぐ板状２８ａの部分が設けられ、２つの筒状の穴２５ａ，２５ｂと板状２８ａの部分で構成された形状となっており、板状２８ａの部分が第一撮像素子２ａが搭載されている面と反対側の面の第一撮像素子回路基板３ａに沿って配置されれている。同様に第二撮像素子２ｂにも第二撮像素子用放熱部２６ｂが配置されている。

第一撮像素子２ａは、第一撮像素子回路基板３ａと第一熱伝導部材１１ａを介して第一撮像素子用放熱部２６ａの板状２８ａの部分と熱的に接続されている。したがって第一撮像素子２ａの放熱経路は、第一撮像素子２ａから第一撮像素子回路基板３ａを通って、第一熱伝導部材１１ａを介し第一撮像素子用放熱部２６ａの板状２８ａの部分に伝わり、第一撮像素子用放熱部２６ａの２つの筒状の穴２５ａ，２５ｂの内壁から穴２５ａ，２５ｂの外気によって放熱される経路となっている。

ここで、第一撮像素子用放熱部２６ａの貫通する第一穴２５ａの位置は、第一穴２５ａをｚ軸方向に第二撮像素子２ｂとは逆側に第一撮像素子２ａから離れる方向に配置すると、第一回路素子６から離れた位置となり、貫通する穴２５ａ部の温度が低下、第一撮像素子２ａの温度上昇を効果的に低減できる。一方、第二穴２５ｂの位置をｚ軸方向に第二撮像素子２ｂに近づく方向に配置すると、第一回路素子６と第一撮像素子２ａ間に空気の通り道ができ、第一撮像素子２ａの放熱と第一回路素子６の放熱を促進させ、第一撮像素子２ａの温度上昇の低減と、第一回路素子６の温度上昇の低減ができる。また、第一穴２５ａと第二穴２５ｂを設けることによって、筒状の穴２５ａ，２５ｂの内壁の表面積も増加でき放熱効率が向上し、第一撮像素子２ａの温度と第二撮像素子２ｂの温度と第一回路素子６の温度も低減できる。

本実施の形態においては、第一撮像素子用放熱部２６ａの形状とすることによって、２つの貫通する穴２５ａ，２５ｂの間に第一撮像素子回路基板３ａから回路基板８への配線２９ａを下面方向から配置することが可能となり、いいかえると配線２９ａの長さを短くすることにより配線２９ａで外部から受信するノイズを小さくでき、ノイズの少ない信号を処理することによって測定精度が高く、信頼性の高いステレオカメラ２０４となる。また、同様に配線２９ａから外部へ送信するノイズも少なくすることができ、ほかの機器に干渉しない信頼性の高いステレオカメラ２０４となる。第二撮像素子２ｂの配線２９ｂ構造も第一撮像素子２ａの配線２９ａ構造と同様である。

その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

以上のように構成した本実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

＜第５の実施の形態＞
本発明の第５の実施の形態を図１３Ａ、図１３Ｂ及び図１４を参照しつつ説明する。本実施の形態では、第１の実施の形態との相違点についてのみ説明するものとし、本実施の形態で用いる図面において第１の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。

図１３Ａは、本実施の形態に係るステレオカメラの外観を透視して示す上方斜視図であり、図１３Ｂは撮像素子用放熱部を抜き出して示す拡大図である。また、図１４は、第一撮像素子用放熱部の近傍を透視して示す部分拡大図である。なお、本実施の形態においては、ステレオカメラ２０５の前後方向（カメラモジュールの光軸方向）に前方向を正とするｘ軸、上下方向に上方向を正とするｙ軸、左右方向に右方向を正とするｘ軸、ｘ軸とｙ軸とで規定される平面（ｚｙ平面）に垂直な方向に右方向を正とするｚ軸をそれぞれ規定した直行座標系を設定して説明する。

図１３Ａ、図１３Ｂ及び図１４において、筐体１ｅは、第一撮像素子２ａの近傍に内部を貫通する穴３０ａがあいており、穴３０ａを構成する第一撮像素子用放熱部３１ａが配置されている。第一撮像素子用放熱部３１ａの内部を貫通する穴３０ａは格子３２ａとなっており、第一撮像素子回路基板３ａの第一撮像素子２ａが搭載されている面と反対側の面に配置し、穴３０ａ形状の平面の一面が第一撮像素子回路基板３ａに近接して配置され、格子３２ａの向きはｘ軸方向に設ける。第一撮像素子２ａの放熱経路は、第一撮像素子回路基板３ａと第一熱伝導部材１１ａを介して第一撮像素子用放熱部３１ａに伝わり、第一撮像素子用放熱部３１ａの格子３２ａの内壁から穴の外気によって放熱する経路となっている。したがって、格子３２ａの数だけ放熱可能な表面積が増すため、第一撮像素子２ａの放熱性が向上し、第一撮像素子２ａの温度上昇低減に効果がある。ここで、第一撮像素子２ａのｚ軸方向およびｙ軸方向の熱は、第一撮像素子用放熱部３１ａの第一撮像素子回路基板３ａと接続する面で効率的に広げている。一方、第一撮像素子２ａのｘ軸方向の熱は、第一撮像素子用放熱部３１ａの格子３２ａの向きをｘ軸方向とし、効率的にｘ軸方向に広げている。したがって、第一撮像素子用放熱部３１ａは、ｘ軸方向，ｙ軸方向，ｚ軸方向に第一撮像素子２ａの熱を広げ、放熱効率の高い構造となっている。同様に第二撮像素子２ｂにも第二撮像素子用放熱部３１ｂが配置されている。ここでの撮像素子用放熱部３１ａ，３１ｂの格子３２ａ，３２ｂは、複数の筒形状の結合としてもよいものとする。

その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

以上のように構成した本実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

＜第６の実施の形態＞
本発明の第６の実施の形態を図１５Ａ、図１５Ｂ及び図１６を参照しつつ説明する。本実施の形態では、第１の実施の形態との相違点についてのみ説明するものとし、本実施の形態で用いる図面において第１の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。

図１５Ａは、本実施の形態に係るステレオカメラの外観を透視して示す上方斜視図であり、図１５Ｂは撮像素子用放熱部を抜き出して示す拡大図である。また、図１６は、第一撮像素子用放熱部の近傍を透視して示す部分拡大図である。なお、本実施の形態においては、ステレオカメラ２０６の前後方向（カメラモジュールの光軸方向）に前方向を正とするｘ軸、上下方向に上方向を正とするｙ軸、左右方向に右方向を正とするｘ軸、ｘ軸とｙ軸とで規定される平面（ｚｙ平面）に垂直な方向に右方向を正とするｚ軸をそれぞれ規定した直行座標系を設定して説明する。

図１５Ａ、図１５Ｂ及び図１６において、筐体１ｆは、第一撮像素子２ａの近傍に内部を貫通する穴３３ａがあいており、穴３３ａを構成する第一撮像素子用放熱部３４ａが配置されている。第一撮像素子用放熱部３４ａの内部を貫通する穴３３ａは、一方の開口３５ａを筐体１ｆのｚ軸方向の近接する側面と、他方の開口３５ｂを筐体１ｆのｙ軸正方向のステレオカメラ２０６の上面を結ぶ貫通する穴３３ａとなっている。第一撮像素子回路基板３ａの第一撮像素子２ａが搭載されている面と反対側の面に配置し、穴形状の平面の一面が第一撮像素子回路基板３ａに近接して配置さている。ステレオカメラ２０６の中で回路基板８から遠い側面でステレオカメラ２０６の温度が低い開口３５ａから空気を取り入れ、上面の開口３５ｂに向かって空気を流すことによって、第一撮像素子用放熱部３４ａの放熱性能を向上させ、第一撮像素子２ａの温度上昇を低減できる。同様に第二撮像素子２ｂにも第二撮像素子用放熱部３４ｂが配置されている。

その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

以上のように構成した本実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

＜第７の実施の形態＞
本発明の第７の実施の形態を図１７及び図１８を参照しつつ説明する。本実施の形態では、第１の実施の形態との相違点についてのみ説明するものとし、本実施の形態で用いる図面において第１の実施の形態と同様の部材には同じ符号を付し、説明を省略する。

図１７は、本実施の形態に係るステレオカメラの外観を透視して示す上方斜視図である。また、図１８は、図１７におけるＢ－Ｂ線断面図である。なお、本実施の形態においては、ステレオカメラ２０７の前後方向（カメラモジュールの光軸方向）に前方向を正とするｘ軸、上下方向に上方向を正とするｙ軸、左右方向に右方向を正とするｘ軸、ｘ軸とｙ軸とで規定される平面（ｚｙ平面）に垂直な方向に右方向を正とするｚ軸をそれぞれ規定した直行座標系を設定して説明する。

図１５Ａ、図１５Ｂ及び図１６において、筐体１ｇは第一撮像素子２ａの近傍に内部を貫通する穴３６ａがあいており穴３６ａを構成し外気に放熱する個所を有する第一撮像素子用放熱部３７ａが設けられている。第一撮像素子用放熱部３７ａは筒状の形状で、第一撮像素子回路基板３ａと第一熱伝導部材１１ａを介して第一撮像素子２ａと熱的に接続されている。したがって第一撮像素子２ａの放熱路は、第一撮像素子２ａから第一撮像素子回路基板３ａを通って、第一熱伝導部材１１ａを介し第一撮像素子用放熱部３７ａに伝わり第一撮像素子用放熱部３７ａの内壁から穴３６ａの外気によって放熱される経路となっている。その際、筐体１ｇと第一撮像素子用放熱部３７ａの間に樹脂など熱伝導率が低い第一接続部材３８ａが挟まれており、同様にカバー１２と第一撮像素子用放熱部３７ａの間に樹脂など熱伝導率が低い第二接続部材３９ａが挟まれている。第一接続部材３８ａと第二接続部材３９ａによって筐体１ｇやカバー１２からの熱の伝導を防ぎ、第一撮像素子用放熱部３７ａを主に第一撮像素子２ａの放熱だけに使用することによって、第一撮像素子２ａの温度上昇を低減するともに、回路基板８の発熱状態（ステレオカメラ２０７の動作状態）にかかわらず第一撮像素子２ａの温度上昇を低い状態にすることができる。同様に第二撮像素子２ｂにも第二撮像素子用放熱部３７ｂが配置され、筐体１ｇとカバー１２と第二撮像素子用放熱部３７ｂ間に第一接続部材３８ｂと第二接続部材３９ｂが挟まれている。

その他の構成は第１の実施の形態と同様である。

以上のように構成した本実施の形態においても第１の実施の形態と同様の効果を得ることができる。

＜付記＞
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内の様々な変形例や組み合わせが含まれる。また、本発明は、上記の実施の形態で説明した全ての構成を備えるものに限定されず、その構成の一部を削除したものも含まれる。

１ａ～１ｇ…筐体、２ａ…第一撮像素子、２ｂ…第二撮像素子、３ａ…第一撮像素子回路基板、３ｂ…第二撮像素子回路基板、４ａ…第一レンズ、４ｂ…第二レンズ、５ａ…第一カメラモジュール、５ｂ…第二カメラモジュール、６…第一回路素子、７，７ａ，７ｂ，７ｃ…第二回路素子、８…回路基板、９ａ，９ｂ…穴、１０ａ…第一撮像素子用放熱部、１０ｂ…第二撮像素子用放熱部、１１…回路基板、１１ａ…第一熱伝導部材、１１ｂ…第二熱伝導部材、１２…カバー、１３…フィン、１４ａ，１４ｂ…上昇気流、１５ａ，１５ｂ…配線、１６…第一距離、１７…第二距離、１８ａ，１８ｂ…穴、１９ａ…第一撮像素子用放熱部、１９ｂ…第二撮像素子用放熱部、２０ａ，２０ｂ…穴、２１ａ…第一撮像素子用放熱部、２１ｂ…第二撮像素子用放熱部、２４ａ，２４ｂ…配線、２５ａ…第一穴、２５ｂ…第二穴、２６ａ…第一撮像素子用放熱部、２６ｂ…第二撮像素子用放熱部、２９ａ，２９ｂ…配線、３０ａ…穴、３１ａ…第一撮像素子用放熱部、３１ｂ…第二撮像素子用放熱部、３２ａ，３２ｂ…格子、３３ａ…穴、３４ａ…第一撮像素子用放熱部、３４ｂ…第二撮像素子用放熱部、３５ａ，３５ｂ…開口、３６ａ…穴、３７ａ…第一撮像素子用放熱部、３７ｂ…第二撮像素子用放熱部、３８ａ，３８ｂ…第一接続部材、３９ａ，３９ｂ…第二接続部材、２０１～２０７…ステレオカメラ

Claims (11)

1. 左右一対のカメラモジュールと、前記左右一対のカメラモジュールと回路基板とを内部に収納する筐体とを備えたステレオカメラにおいて、
   前記カメラモジュールは、
   撮像素子と、
   前記撮像素子を搭載する撮像素子回路基板と、
   前記撮像素子回路基板に隣接し、前記カメラモジュールを内包する前記筐体を貫通して内面が外気に接する穴が形成された撮像素子用放熱部と
   を有することを特徴とするステレオカメラ。
2. 請求項１に記載のステレオカメラにおいて、
   前記撮像素子用放熱部は、前記撮像素子回路基板の前記撮像素子が搭載されている面と反対側の面に隣接して配置されることを特徴とするステレオカメラ。
3. 請求項１又は２に記載のステレオカメラにおいて、
   前記撮像素子用放熱部は、前記撮像素子回路基板に沿った面を含む筒状の形状を有することを特徴とするステレオカメラ。
4. 請求項３に記載のステレオカメラにおいて、
   前記撮像素子用放熱部は、穴の貫通方向に垂直な面での断面形状が、撮像素子間方向の長さが撮像素子の光軸方向長さより長い長方形となるように形成されたことを特徴とするステレオカメラ。
5. 請求項４記載のステレオカメラにおいて、
   前記撮像素子用放熱部は、穴の貫通方向に垂直な面での断面形状が、撮像素子間方向の長さが撮像素子の光軸方向長さより約２倍長い長方形となるように形成されたことを特徴とするステレオカメラ。
6. 請求項３に記載のステレオカメラにおいて、
   前記撮像素子用放熱部は、筒状の形状のうちの一辺の延長部が前記撮像素子回路基板に沿った面となるように形成されたことを特徴とするステレオカメラ。
7. 請求項３に記載のステレオカメラにおいて、
   前記撮像素子用放熱部は、筒状の形状を２か所有し、筒状の形状の接合部が前記撮像素子回路基板に沿った面となるように形成されたことを特徴とするステレオカメラ。
8. 請求項３に記載のステレオカメラにおいて、
   前記撮像素子用放熱部は、前記撮像素子回路基板に垂直な格子をもつように形成されたことを特徴とするステレオカメラ。
9. 請求項３に記載のステレオカメラにおいて、
   前記撮像素子用放熱部は、筒状の形状に形成された穴の一方の開口が、撮像素子間方向の側面に配置され、もう一方の開口が上面に配置されたことを特徴とするステレオカメラ。
10. 請求項３に記載のステレオカメラにおいて、
    前記撮像素子用放熱部は、前記筐体と別体であり、接続部材を介して筐体とに取り付けられることを特徴とするステレオカメラ。
11. 請求項１に記載のステレオカメラにおいて、
    前記撮像素子用放熱部は、前記撮像素子回路基板の前記撮像素子が搭載されている面と反対側の面に配置されるとともに、前記撮像素子回路基板に沿った面を含む筒状の形状に形成され、かつ、前記回路基板に搭載される回路素子に近い側が遠い側より大きくなるように形成されたことを特徴とするステレオカメラ。

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