JP7358313B2 - 撮像装置 - Google Patents
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Description
本発明は、撮像装置に関する。
近年、安全且つ快適なクルマ社会の実現を目指して、運転支援システムの実車搭載が進んでいる。特に、衝突前の停止動作を自動で行う衝突被害軽減制動装置、先行車両を自動追尾する車間自動制御装置、車線逸脱抑制装置、又は、標識認識等の、運転者及び搭乗者の安全性、利便性及び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を実現するためには、例えば、他車両や歩行者等の車両周辺の物体を認識して物体までの距離を測定する外界認識システムが重要である。この外界認識システムの1つとして、ステレオカメラが知られている(例えば、特許文献1)。
特許文献1には、第1カメラが電気的に接続される第1端部と第2カメラが電気的に接続される第2端部とを有する回路基板と、第1フレーム部材と第2フレーム部材と車両に取り付けるためのマウントとを有するフレームとを備えるカメラシステムが記載されている。特許文献1のカメラシステムでは、回路基板が、第1フレーム部材と第2フレーム部材との間に配置される。特許文献1のカメラシステムでは、回路基板の第1及び第2端部のマウントに対する撓みを抑制し、第1カメラと第2カメラの配置を保持するため、第1フレーム部材が、第1端部近傍の第1連結位置と前記第2端部近傍の第2連結位置で第2フレーム部材に連結される。
特許文献1のカメラシステムは、回路基板の撓みを抑制するために補強部材として第2フレーム部材を設けることにより、結果的に、回路基板の撓みによって発生するレンズユニットの光軸ずれを低減しているに過ぎない。特許文献1のカメラシステムは、回路基板及びレンズユニットを収容するハウジングの撓みによって発生するレンズユニットの光軸ずれを低減することができない可能性があり、改善の余地がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、レンズユニットの光軸ずれを低減することが可能な撮像装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る撮像装置は、第1方向に沿って延びる板状の正面部を有する筐体と、前記筐体と異なる線膨張係数を有し、前記正面部と交差する第2方向において前記正面部に対向して配置され、前記正面部に取り付けられる回路基板と、前記正面部の中央部から前記第1方向に沿って離隔した端部において光軸が前記第2方向に沿って延びる姿勢に配置され、前記正面部に取り付けられるレンズユニットと、前記筐体と異なる線膨張係数を有し、前記正面部に取り付けられ、前記レンズユニットの前記光軸を調整する調整部材と、を備え、前記正面部は、前記正面部と前記回路基板との熱変形量の差によって前記第2方向の一方側に撓み、前記光軸は、前記正面部の前記第2方向における撓みによって前記第1方向の一方側に傾斜し、前記調整部材は、前記第1方向の一方側に傾斜する前記光軸を、前記調整部材の熱変形によって前記第1方向の他方側に傾斜させることを特徴とする。
本発明によれば、レンズユニットの光軸ずれを低減することが可能な撮像装置を提供することができる。
上記以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
上記以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。各実施形態において同一の符号を付された構成は、特に言及しない限り、各実施形態において同様の機能を有し、その説明を省略する。また、必要な図面には、各部の位置の説明を明確にするべく、x軸、y軸及びz軸から成る直交座標軸を記載している。
本実施形態では、常温時において撮像装置に備えられたレンズユニットの光軸が延びる方向を「前後方向」とも称する。前後方向は、図面に記載のx軸に対応する。「前方」は、レンズユニットの向く方向であり、+x軸方向に対応する。「後方」は、前方の逆方向であり、-x軸方向に対応する。本実施形態では、重力方向に沿った方向を「上下方向」とも称する。上下方向は、図面に記載のy軸に対応する。「下方」は、地面へ向かう方向であり、-y軸方向に対応する。「上方」は、下方の逆方向であり、+y軸方向に対応する。本実施形態では、前後方向及び上下方向のそれぞれに直交する方向を「左右方向」とも称する。左右方向は、図面に記載のz軸に対応する。「右方」は、後方から前方へ撮像装置を視たときに右へ向かう方向であり、+z軸方向に対応する。「左方」は、右方の逆方向であり、-z軸方向に対応する。
[実施形態1]
まず、図1及び図2を用いて、比較例の撮像装置200について説明する。図1は、比較例の撮像装置200の分解斜視図である。
まず、図1及び図2を用いて、比較例の撮像装置200について説明する。図1は、比較例の撮像装置200の分解斜視図である。
撮像装置200は、例えば、自動車等の車両のウィンドシールドの内側に進行方向前方に向けて設置され、車両の周辺を撮像するステレオカメラである。撮像装置200は、一対のカメラモジュール6a,6bにより車両の周辺を同時に撮像し、取得された一対の画像から視差を求めて、道路、先行車両、歩行者又は障害物等の車両の周辺に存在する物体までの距離や相対速度等を測定することができる。測定結果は、撮像装置200から車両の制御装置へ送信され、車両の走行や制動等を制御する処理等に使用される。
撮像装置200は、筐体1と、一対のカメラモジュール6a,6bと、一対のカメラモジュール6a,6bの撮像素子からの出力信号を処理する回路素子を搭載する回路基板9とを備える。
筐体1は、一対のカメラモジュール6a,6b及び回路基板9を収容する。筐体1は、左右方向に沿って延びる長尺の箱状を成す金属製の筐体である。筐体1は、例えば、アルミダイカスト等によって製造される。筐体1は、回路基板9とは異なる線膨張係数を有する。例えば、筐体1は、回路基板9より大きい線膨張係数を有してもよい。
筐体1は、左右方向に沿って延びて前方に面する板状の正面部10aと、正面部10aの周縁部から後方に延びる側面部10bとを有する。正面部10aにおける筐体1の外部側には、上下方向に延びる板状の放熱フィン10cが左右方向に沿って間隔を空けて複数設けられる。正面部10aにおける筐体1の内部側には、その左右方向の両端部に、一対のカメラモジュール6a,6bを取り付けるための被取り付け面11a,11bが設けられる。被取り付け面11a,11bの中央部には、カメラモジュール6a,6bに備えられたレンズユニット4a,4bが挿入される貫通孔が設けられる。更に、正面部10aにおける筐体1の内部側には、その左右方向の両端部の間に位置する中央部に、回路基板9を取り付けるための被取り付け部11c~11fが設けられる。すなわち、回路基板9が取り付けられる被取り付け部11c~11fは、カメラモジュール6a,6bが取り付けられる被取り付け面11a,11bよりも、左右方向において正面部10aの中央部に接近した位置に設けられる。
また、筐体1は、前後方向における正面部10aとは反対側の部分が開口しており、当該開口部分は、蓋板8によって閉塞される。蓋板8は、アルミ板等の金属板により構成される。これにより、蓋板8は、筐体1の防塵性、放熱性及び電磁両立性を向上させることができる。
一対のカメラモジュール6a,6bは、筐体1の左右方向の両端部に設けられた被取り付け面11a,11bにそれぞれ取り付けられる。一対のカメラモジュール6a,6bは、左右方向に沿って互いに間隔を空けて配置される。一対のカメラモジュール6a,6bは、光軸13a,13bが正面部10aと交差する前後方向に沿って延びるような姿勢にて配置される。本実施形態において、左右方向は、特許請求の範囲に記載の「第1方向」の一例に該当し、前後方向は、特許請求の範囲に記載の「第2方向」の一例に該当する。すなわち、筐体1の正面部10aは、第1方向に沿って延びる。光軸13a,13bは、第2方向に沿って延びる。
カメラモジュール6a,6bのそれぞれは、撮像素子を搭載した回路基板である撮像素子基板3a,3bと、撮像素子の受光面に結像させるレンズユニット4a,4bと、レンズユニット4a,4bの鏡筒を保持すると共に撮像素子基板3a,3bが接続されるカメラホルダ5a,5bとを備える。
カメラホルダ5aは、撮像素子が搭載された撮像素子基板3aと、レンズユニット4aとを一組にして、接着材等を用いて、正面部10aの右端部における筐体1の内部側に設けられた被取り付け面11aに接続される。この際、レンズユニット4aは、被取り付け面11aの中央部に設けられた貫通孔に挿入されることによって正面部10aを貫通する。そして、レンズユニット4aは、正面部10aの中央部から左右方向(第1方向)に沿って離隔した右端部において光軸13aが前後方向(第2方向)に沿って延びる姿勢に配置される。
同様に、カメラホルダ5bは、撮像素子が搭載された撮像素子基板3bと、レンズユニット4bとを一組にして、接着材等を用いて、正面部10aの左端部における筐体1の内部側に設けられた被取り付け面11bに接続される。この際、レンズユニット4bは、被取り付け面11bの中央部に設けられた貫通孔に挿入されることによって正面部10aを貫通する。そして、レンズユニット4bは、正面部10aの中央部から左右方向(第1方向)に沿って離隔した左端部において光軸13bが前後方向(第2方向)に沿って延びる姿勢に配置される。
回路基板9は、左右方向(第1方向)に沿って延びるように設けられる。回路基板9は、例えば、左右方向(第1方向)に沿って延びる矩形の板状を成すガラスエポキシ製の回路基板である。回路基板9は、カメラモジュール6a,6bの後方において、正面部10aと交差する前後方向(第2方向)において正面部10aに対向して配置される。回路基板9は、締結部材15a~15dを用いて、正面部10aの中央部における筐体1の内部側に設けられた被取り付け部11c~11fに接続される。回路基板9は、筐体1と異なる線膨張係数を有する。例えば、回路基板9は、筐体1より小さい線膨張係数を有してもよい。
図2(a)は、図1に示す撮像装置200の常温時の状態を示す模式図である。図2(b)は、図1に示す撮像装置200の温度上昇時の状態を示す模式図である。図2(a)及び図2(b)は、図1に示すA-A線を含みxz平面に平行な平面によって撮像装置200を切断した断面の模式図である。
撮像装置200では、一対のカメラモジュール6a,6bにより撮像装置200の前方を撮像し、一対の画像を取得する。撮像装置200では、取得された一対の画像の中から相互の画像に共通する特徴点を探索する。撮像装置200では、探索された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、回路基板9の回路素子で行って、物体までの距離を測定する。よって、一対のカメラモジュール6a,6bにより取得された一対の画像間に、視差以外の意図しないずれが発生すると、距離の測定精度に多大な影響を及ぼす可能性がある。この意図しないずれが発生する要因の1つに、次のような事象が考えられる。
すなわち、撮像装置200は、内部の発熱や太陽光の輻射熱等により撮像装置200の温度が変化すると、撮像装置200の各構成要素の熱変形量の差によって、筐体1の正面部10aが撓む。これにより、撮像装置200は、筐体1の正面部10aが撓むと、レンズユニット4a,4bの光軸13a,13bが常温時と比べてずれる事象が発生し得る。本実施形態では、この事象を「熱変形に起因するレンズユニット4a,4bの光軸ずれ」とも称する。
また、撮像装置200では、広画角化、高精度化又は高速化等の撮像装置200の高性能化に伴って、熱変形に起因するレンズユニット4a,4bの光軸ずれの許容値が小さくなっており、当該光軸ずれを低減する重要性が高まっている。撮像素子の画素数等が少ない場合、撮像素子の発熱量が小さく、温度変化も小さかった。しかしながら、撮像装置200の高性能化に伴って、撮像素子の画素数が大幅に増加する傾向にあり、撮像素子や回路素子の発熱量(消費電力)が大幅に増加し、温度変化も大きくなる傾向にある。更に、撮像装置200では、小型化に伴って筐体1の放熱面積が減少し、温度変化が更に大きくなる傾向にある。このようなことから、撮像装置200では、構成要素毎の熱変形量の差が更に大きくなり、熱変形に起因するレンズユニット4a,4bの光軸ずれが更に大きくなるので、距離の測定精度に多大な影響を及ぼす可能性がある。
図2(a)及び図2(b)を用いて、熱変形に起因するレンズユニット4a,4bの光軸ずれが発生する原理を説明する。撮像装置200では、カメラモジュール6a,6bが接着材等を用いて筐体1の正面部10aに直接取り付けられている。撮像装置200では、回路基板9が締結部材15a~15dを用いて筐体1の正面部10aに直接取り付けられている。筐体1と回路基板9とは、通常、線膨張係数が互いに異なる。撮像装置200の温度変化時、筐体1の正面部10aと回路基板9とは、筐体1の正面部10aの長手方向(左右方向、第1方向)における熱変形量が互いに異なる。筐体1の正面部10aは、筐体1の正面部10aと回路基板9との熱変形量の差によって、筐体1の正面部10aと交差する方向(前後方向、第2方向)の一方側に撓む。レンズユニット4a,4bの光軸13a,13bは、筐体1の正面部10aと交差する方向(前後方向、第2方向)における筐体1の正面部10aの撓みによって、筐体1の正面部10aの長手方向(左右方向、第1方向)の一方側又は他方側に傾斜する。
例えば、筐体1の線膨張係数が回路基板9の線膨張係数より大きい場合、撮像装置200の温度上昇時、筐体1の正面部10aの長手方向(左右方向、第1方向)における回路基板9の熱膨張量は、筐体1の正面部10aの長手方向(左右方向、第1方向)の熱膨張量に対して小さくなる。この場合、図2(b)に示すように、筐体1の正面部10aに設けられた被取り付け部11c~11fに対して回路基板9から中央部に向かって力12a,12bが働き、筐体1の正面部10aと交差する方向(前後方向、第2方向)の一方側である前方に凸を成すように撓む。これにより、レンズユニット4aの光軸13aは、矢印14aにて示すように、筐体1の正面部10aの長手方向(左右方向、第1方向)の一方側である右方に傾斜する。同様に、レンズユニット4bの光軸13bは、矢印14bにて示すように、筐体1の正面部10aの長手方向(左右方向、第1方向)の他方側である左方に傾斜する。この光軸13a,13bの傾斜が、熱変形に起因するレンズユニット4a,4bの光軸ずれである。
そこで、本実施形態の撮像装置201では、熱変形に起因するレンズユニット4a,4bの光軸ずれを低減するために、光軸13a,13bを調整する調整部材を備える。
続いて、図3~図7を用いて、実施形態1の撮像装置201について説明する。実施形態1の説明において、比較例と同様の構成及び動作については説明を省略する。
図3は、実施形態1の撮像装置201の外観斜視図である。図4は、図3に示す撮像装置201の分解斜視図である。
実施形態1の撮像装置201は、図4に示すように、光軸13a,13bを調整する調整部材として、補整ホルダ16a,16bを備える。撮像装置201は、比較例のカメラホルダ5a,5bとは異なるカメラホルダ7a,7bを備える。撮像装置201では、カメラモジュール6a,6bが補整ホルダ16a,16bを介して筐体1aの正面部10aに取り付けられる。補整ホルダ16a,16bは、正面部10aの右端部又は左端部における筐体1aの内部側に設けられた被取り付け面11a,11bに接続される。補整ホルダ16a,16bは、筐体1a及びカメラホルダ7a,7bと異なる線膨張係数を有する。本実施形態では、補整ホルダ16a,16bは、筐体1a及びカメラホルダ7a,7bよりも大きい線膨張係数を有する。
図5(a)は、図4に示すカメラモジュール6a及び補整ホルダ16aの拡大図である。図5(b)は、図5(a)と異なる方向からカメラモジュール6a及び補整ホルダ16aを視た図である。図6は、図4に示すB-B線を含みxz平面に平行な平面によって撮像装置201を切断した要部断面の模式図である。
カメラホルダ7aは、図5(b)に示すように、レンズユニット4aを保持する板状のフランジ部7cを有する。フランジ部7cは、左右方向(第1方向)に沿ってレンズユニット4aの径方向に広がるように形成される。フランジ部7cは、その中央部に、光軸13aがフランジ部7cと直交するようにレンズユニット4aを保持する保持部7dが形成される。
フランジ部7cは、左右方向(第1方向)において光軸13aよりも筐体1aの正面部10aの中央部に接近した内側部分7eと、左右方向(第1方向)において光軸13aよりも筐体1aの正面部10aの中央部から離隔した外側部分7fとを有する。フランジ部7cの内側部分7eには、凹部7gが形成される。凹部7gは、フランジ部7cの補整ホルダ16aとの対向面よりも後方に窪む。フランジ部7cの外側部分7fには、凸部7h,7iが形成される。凸部7h,7iは、フランジ部7cの補整ホルダ16aとの対向面よりも前方に突出する。凸部7h,7iは、上下方向に沿って間隔を空けて並ぶように形成される。なお、カメラホルダ7bについても、カメラホルダ7aと同様に構成される。
補整ホルダ16aは、前後方向(第2方向)において筐体1aの正面部10aとカメラホルダ7aのフランジ部7cとの間に配置され、正面部10aとフランジ部7cとを接続する。補整ホルダ16aは、図5(a)及び図5(b)に示すように、筐体1aの正面部10aに対向すると共にカメラホルダ7aのフランジ部7cに対向する板部17aを有する。板部17aは、左右方向(第1方向)に沿ってレンズユニット4aの径方向に広がるように形成される。板部17aは、その中央部に、光軸13aが板部17aと直交するようにレンズユニット4aを挿入するための貫通孔17bが形成される。
板部17aは、左右方向(第1方向)において光軸13aよりも筐体1aの正面部10aの中央部に接近した内側部分17eと、左右方向(第1方向)において光軸13aよりも筐体1aの正面部10aの中央部から離隔した外側部分17fとを有する。板部17aの内側部分17eには、内側突起部18aが形成される。内側突起部18aは、板部17aのフランジ部7cとの対向面17cから前後方向(第2方向)に沿って後方に突出し、フランジ部7cの凹部7gの底面に接着材等を用いて接続される。板部17aの外側部分17fには、外側突起部18b,18cが形成される。外側突起部18b,18cは、板部17aのフランジ部7cとの対向面17cから前後方向(第2方向)に沿って後方に突出し、フランジ部7cの凸部7h,7iに接着材等を用いて接続される。内側突起部18aと外側突起部18b,18cとは、前後方向(第2方向)に沿った寸法が、互いに異なる。本実施形態では、内側突起部18aの前後方向(第2方向)に沿った寸法は、外側突起部18b,18cの前後方向(第2方向)に沿った寸法よりも大きい。板部17aの対向面17cとは反対側の面は、接着材等を用いて正面部10aの被取り付け面11aに接続される接続面17dを構成する。
すなわち、補整ホルダ16aは、図6に示すように、左右方向(第1方向)において光軸13aよりも正面部10aの中央部に接近した正面部10aの内側位置に接続される内側接続部20aを有する。更に、補整ホルダ16aは、左右方向(第1方向)において光軸13aよりも正面部10aの中央部から離隔した正面部10aの外側位置に接続される外側接続部20bを有する。内側接続部20aは、板部17aの内側部分17eと、当該内側部分17eに形成された内側突起部18aとによって構成される。内側接続部20aは、正面部10aの当該内側位置とフランジ部7cとを接続する。外側接続部20bは、板部17aの外側部分17fと、当該外側部分17fに形成された外側突起部18b,18cとによって構成される。外側接続部20bは、正面部10aの当該外側位置とフランジ部7cとを接続する。
内側接続部20aと外側接続部20bとは、筐体1の正面部10aと交差する方向(前後方向、第2方向)に沿った寸法が互いに異なる。本実施形態では、内側接続部20aの前後方向(第2方向)に沿った寸法は、外側接続部20bの前後方向(第2方向)に沿った寸法よりも大きい。言い換えると、内側接続部20aのフランジ部7cとの接続位置21aから、内側接続部20aの正面部10aとの接続位置22aまでの第1距離25aは、外側接続部20bのフランジ部7cとの接続位置23aから、外側接続部20bの正面部10aとの接続位置24aまでの第2距離26aと、異なる長さである。本実施形態では、第1距離25aは、第2距離26aよりも長い。
内側接続部20aと外側接続部20bとは、筐体1の正面部10aと交差する方向(前後方向、第2方向)における熱変形量が、互いに異なる。内側接続部20aと外側接続部20bとの前後方向(第2方向)における熱変形量の差は、内側接続部20aと外側接続部20bとの前後方向(第2方向)に沿った寸法の差に応じた差である。
補整ホルダ16bについても、補整ホルダ16aと同様に構成される。すなわち、補整ホルダ16aと補整ホルダ16bとは、筐体1aの正面部10aの中央を通り上下方向に沿った平面(xy平面)において互いに対称となるように構成される。本実施形態では、補整ホルダ16aと補整ホルダ16bとにおいて、内側接続部20aの前後方向(第2方向)に沿った寸法が外側接続部20bの前後方向(第2方向)に沿った寸法よりも大きい。これにより、補整ホルダ16aと補整ホルダ16bとにおいて、内側接続部20aの前後方向(第2方向)における熱変形量が、外側接続部20bの前後方向(第2方向)における熱変形量よりも大きい。
図7(a)は、図4に示す撮像装置201の常温時の状態を示す模式図である。図7(b)は、図4に示す撮像装置201の温度上昇時の状態を示す模式図である。図7(a)及び図7(b)は、図6に対応する図である。
筐体1aの線膨張係数が回路基板9の線膨張係数より大きい場合、撮像装置201の温度上昇時、撮像装置201では、比較例の撮像装置200と同様に、筐体1aの正面部10aが、筐体1の正面部10aと交差する方向(前後方向、第2方向)の一方側である前方に凸を成すように撓む。これにより、レンズユニット4aの光軸13aは、矢印14aにて示すように、筐体1aの正面部10aの長手方向(左右方向、第1方向)の一方側である右方に傾斜する。同様に、レンズユニット4bの光軸13bは、矢印14bにて示すように、筐体1aの正面部10aの長手方向(左右方向、第1方向)の他方側である左方に傾斜する。
ここで、補整ホルダ16a,16bは、筐体1a及びカメラホルダ7aと異なる線膨張係数を有し、内側接続部20aと外側接続部20bとにおいて、筐体1aの正面部10aと交差する方向(前後方向、第2方向)に沿った寸法が互いに異なる。よって、補整ホルダ16a,16bでは、内側接続部20aと外側接続部20bとにおいて、筐体1aの正面部10aと交差する方向(前後方向、第2方向)の熱変形量に差が生じる。具体的には、補整ホルダ16a,16bは、筐体1a及びカメラホルダ7aより大きい線膨張係数を有し、内側接続部20aの前後方向(第2方向)に沿った寸法が外側接続部20bより大きい場合、内側接続部20aの前後方向(第2方向)における熱変形量は、外側接続部20bの前後方向(第2方向)における熱変形量より大きくなる。
内側接続部20aと外側接続部20bとの当該熱変形量の差によって、補整ホルダ16a,16bは、レンズユニット4a,4bを、筐体1aの正面部10aの交差する方向(前後方向、第2方向)の一方側(前方)に撓んだ正面部10aに対して相対的に、正面部10aの交差する方向(前後方向、第2方向)の他方側(後方)に傾斜させる。すなわち、補整ホルダ16a,16bは、レンズユニット4a,4bを、筐体1aの正面部10aに対して相対的に、正面部10aの撓み方向(前方)の逆方向(後方)に傾斜させる。これにより、補整ホルダ16aは、筐体1aの正面部10aの長手方向(左右方向、第1方向)の一方側である右方に傾斜するレンズユニット4aの光軸13aを、筐体1aの正面部10aの長手方向(左右方向、第1方向)の他方側である左方に傾斜させることができる。同様に、補整ホルダ16bは、筐体1aの正面部10aの長手方向(左右方向、第1方向)の一方側である左方に傾斜するレンズユニット4bの光軸13bを、筐体1aの正面部10aの長手方向(左右方向、第1方向)の他方側である右方に傾斜させることができる。すなわち、補整ホルダ16a,16bは、筐体1aの正面部10aと回路基板9との熱変形量の差に伴って正面部10aが撓み、光軸13a,13bが所定方向に傾斜しても、当該光軸13a,13bを当該所定方向の逆方向に傾斜させることができる。よって、補整ホルダ16a,16bは、熱変形に起因するレンズユニット4a,4bの光軸ずれを低減することができる。
例えば、補整ホルダ16a,16bは、筐体1a及びカメラホルダ7aより線膨張係数の大きい樹脂等によって構成され、内側接続部20aの前後方向(第2方向)に沿った寸法が外側接続部20bより大きい場合、温度上昇時には、内側接続部20aの前後方向(第2方向)の熱膨張量が外側接続部20bより大きくなる。補整ホルダ16aは、図7(b)に示すように、レンズユニット4aを正面部10aに対して相対的に後方へ傾斜させ、光軸13aを、矢印14cのように、左方へ傾斜させることができる。同様に、補整ホルダ16bは、レンズユニット4bを正面部10aに対して相対的に後方に傾斜させ、光軸13bを、矢印14dのように、右方へ傾斜させることができる。補整ホルダ16aと補整ホルダ16bとは、筐体1aの正面部10aの中央を通り上下方向に沿った平面(xy平面)において互いに対称となるように構成され、筐体1aの熱変形に伴う正面部10aの撓みに対応した構成となっている。
このように、補整ホルダ16a,16bは、筐体1aの正面部10aと回路基板9との熱変形量の差に伴って所定方向に傾斜するレンズユニット4a,4bの光軸13a,13bを、内側接続部20aと外側接続部20bとの熱変形量の差により、当該所定方向の逆方向へ傾斜させることができる。実施形態1の撮像装置201は、補整ホルダ16a,16bが調整部材を構成し、補整ホルダ16a,16bの熱変形によってレンズユニット4a,4bの光軸ずれを低減することができる。実施形態1の撮像装置201は、高性能化、高画素化及び小型化を図っても、熱変形に起因するレンズユニット4a,4bの光軸ずれを低減することができる。実施形態1の撮像装置201は、温度変化に対して距離の測定精度を確保することができ、高信頼性の撮像装置を提供することができる。
実施形態1の撮像装置201は、筐体1aの熱変形を許容しつつ、熱変形に起因するレンズユニット4a,4bの光軸ずれを低減する。ここで、筐体1aの熱変形を許容せずに当該光軸ずれを低減するためには、筐体1aの正面部10aに対して金属フレーム等の補強部材を追加して剛性を高めることが考えられる。しかしながら、筐体1aの正面部10aに対して金属フレーム等の補強部材を追加することは、撮像装置201の大型化及び重量化を招くので、好ましくない。実施形態1の撮像装置201は、筐体1aの熱変形を許容しつつ、熱変形に起因するレンズユニット4a,4bの光軸ずれを低減することができるので、大型化及び重量化を抑制することができる。
実施形態1の撮像装置201は、カメラホルダ7a,7bのフランジ部7cに対して凹部7g及び凸部7h,7iが設けられることにより、フランジ部7cが平坦な場合よりも、補整ホルダ16a,16bの内側突起部18a及び外側突起部18b,18cとの位置決めが容易となる。また、実施形態1の撮像装置201は、カメラホルダ7a,7bのフランジ部7cに対して凹部7gが設けられることにより、フランジ部7cが平坦な場合よりも、補整ホルダ16a,16bの内側突起部18aの前後方向(第2方向)に沿った寸法を大きくすることができる。これにより、実施形態1の撮像装置201は、板部17aとフランジ部7cとの間隔を大きくしなくても、内側接続部20aと外側接続部20bとの前後方向(第2方向)に沿った寸法の差を確保し易くし、これらの熱変形量の差を確保し易くすることができる。実施形態1の撮像装置201は、撮像装置201の薄型化及び軽量化を図りつつ、熱変形に起因するレンズユニット4a,4bの光軸ずれを低減することができる。当然ながら、カメラホルダ7a,7bのフランジ部7cは、凹部7g及び凸部7h,7iが設けられておらず、平坦であってもよい。
なお、上記の説明では、図7(a)及び図7(b)のように、撮像装置201の温度上昇時を例に挙げて説明したが、撮像装置201は、温度下降時も同様に、熱変形に起因するレンズユニット4a,4bの光軸ずれを低減することができる。
また、上記の説明では、筐体1aの線膨張係数が回路基板9よりも大きく、補整ホルダ16a,16bの線膨張係数がカメラホルダ7a,7bよりも大きい場合を例に挙げたので、内側接続部20aの前後方向(第2方向)に沿った寸法を外側接続部20bよりも大きくした(第1距離25a>第2距離26a)。撮像装置201では、筐体1aの線膨張係数が回路基板9よりも大きく、補整ホルダ16a,16bの線膨張係数がカメラホルダ7a,7bよりも小さい場合、内側接続部20aの前後方向(第2方向)に沿った寸法を、外側接続部20bよりも小さくすればよい(第1距離25a<第2距離26a)。撮像装置201では、筐体1aの線膨張係数が回路基板9よりも小さく、補整ホルダ16a,16bの線膨張係数がカメラホルダ7a,7bよりも大きい場合、内側接続部20aの前後方向(第2方向)に沿った寸法を、外側接続部20bよりも小さくすればよい(第1距離25a<第2距離26a)。撮像装置201では、筐体1aの線膨張係数が回路基板9よりも小さく、補整ホルダ16a,16bの線膨張係数がカメラホルダ7a,7bよりも小さい場合、内側接続部20aの前後方向(第2方向)に沿った寸法を、外側接続部20bよりも大きくすればよい(第1距離25a>第2距離26a)。これにより、撮像装置201は、上記の説明と同様に、熱変形に起因するレンズユニット4a,4bの光軸ずれを低減することができる。
また、撮像装置201は、補整ホルダ16a,16bにおける内側突起部18a又は外側突起部18b,18cの左右方向又は上下方向の位置や前後方向の寸法を変更することができる。これに対応して、カメラホルダ7a,7bにおける凹部7g又は凸部7h,7iの左右方向又は上下方向の位置や前後方向の寸法を変更することができる。これにより、撮像装置201は、レンズユニット4a,4bの姿勢を上下方向及び左右方向のそれぞれに適宜制御することができ、熱変形に起因するレンズユニット4a,4bの光軸ずれを低減することができる。
また、回路基板9に搭載される回路素子が左右方向(第1方向)において偏移して配置される場合のように、筐体1aの温度分布が左右方向(第1方向)において一様でない場合、レンズユニット4aとレンズユニット4bとで熱変形に起因する光軸ずれが異なる態様を示す。この場合であっても、撮像装置201は、内側接続部20aと外側接続部20bとの前後方向(第2方向)の寸法差を補整ホルダ16aと補整ホルダ16bとで異ならせることにより、熱変形に起因するレンズユニット4a,4bの光軸ずれを低減することができる。
また、上記の説明では、撮像素子基板3a,3b及び回路基板9が筐体1aの正面部10aに平行であり、且つ、重力方向に沿って配置される場合を例に挙げて説明したが、これらの配置関係は自由に設計することができる。撮像装置201は、これらの配置関係に応じて補整ホルダ16a,16bの構成を適宜変更することができる。
[実施形態2]
図8(a)及び図8(b)を用いて、実施形態2の撮像装置202について説明する。実施形態2の説明において、実施形態1と同様の構成及び動作については説明を省略する。
図8(a)及び図8(b)を用いて、実施形態2の撮像装置202について説明する。実施形態2の説明において、実施形態1と同様の構成及び動作については説明を省略する。
図8(a)は、実施形態2の撮像装置202に備えられた補整ホルダ30aを説明する図である。図8(b)は、図8(a)とは別の補整ホルダ30cを備える実施形態2の撮像装置202を説明する図である。図8(b)は、図6に対応する図である。
実施形態2の撮像装置202では、実施形態1の補整ホルダ16aの代わりに補整ホルダ30aが設けられてもよい。補整ホルダ30aは、レンズユニット4aの周方向に沿って前後方向(第2方向)に沿った寸法が変化する筒部材により構成される。
補整ホルダ30aは、図8(a)に示されるように、一方の端面が中心軸に対して傾斜する円筒部材により構成される。補整ホルダ30aは、その中心軸に沿った貫通孔31bが、レンズユニット4aを挿入する孔を構成する。補整ホルダ30aは、その後側の端面が、撮像装置202のレンズユニット4aを保持するカメラホルダ39aのフランジ部39cに接続される接続面31cを構成する。補整ホルダ30aは、その前側の端面が、撮像装置202の筐体1bの正面部10aに接続される接続面31dを構成する。補整ホルダ30aは、左右方向(第1方向)において光軸13aよりも筐体1bの正面部10aの中央部に接近した内側部分31eが、内側接続部20aを構成する。補整ホルダ30aは、左右方向(第1方向)において光軸13aよりも筐体1bの正面部10aの中央部から離隔した外側部分31fが、外側接続部20bを構成する。
補整ホルダ30aは、カメラホルダ39aのフランジ部39cに接続される接続面31cが、左右方向(第1方向)に沿ってレンズユニット4aの径方向に広がるように形成される。補整ホルダ30aは、筐体1bの正面部10aに接続される接続面31dが、レンズユニット4aの周方向に沿って内側部分31eから外側部分31fへ向かうに従って後方に向かって徐々に傾斜するように形成される。これにより、内側接続部20aの前後方向(第2方向)に沿った寸法は、外側接続部20bの前後方向(第2方向)に沿った寸法よりも大きい。言い換えると、内側接続部20aのフランジ部39cとの接続位置32aから内側接続部20aの正面部10aとの接続位置33aまでの第1距離36aは、外側接続部20bのフランジ部39cとの接続位置34aから外側接続部20bの正面部10aとの接続位置35aまでの第2距離37aよりも長い。このように、補整ホルダ30aでは、内側接続部20aの前後方向(第2方向)に沿った寸法と外側接続部20bの前後方向(第2方向)に沿った寸法とが互いに異なる。
また、実施形態2の撮像装置200には、図8(b)に示すように、一方の端面が内側部分31eと外側部分31fとで段差を有する補整ホルダ30cが設けられてもよい。補整ホルダ30cにおいても、図8(a)に示す補整ホルダ30aと同様に、レンズユニット4aの周方向に沿って前後方向(第2方向)に沿った寸法が変化する筒部材により構成される。なお、実施形態2の撮像装置202は、レンズユニット4b側に対して、レンズユニット4a側と同様の補整ホルダ30a又は補整ホルダ30cを備える。
実施形態2の撮像装置202は、補整ホルダ30a又は補整ホルダ30cが調整部材を構成する。実施形態2の撮像装置202は、筐体1bの正面部10aと回路基板9との熱変形量の差に伴って所定方向に傾斜する光軸13a,13bを、内側接続部20aと外側接続部20bとの熱変形量の差により、当該所定方向の逆方向へ傾斜させることができる(矢印38aを参照)。実施形態2の撮像装置202は、実施形態1と同様に、熱変形に起因するレンズユニット4a,4bの光軸ずれを低減することができ、温度変化に対して距離の測定精度を確保し、高信頼性の撮像装置を提供することができる。
更に、実施形態2の撮像装置202は、筐体1bの熱変形を許容しつつ、熱変形に起因するレンズユニット4a,4bの光軸ずれを低減することができるので、大型化及び重量化を抑制することができる。
[実施形態3]
図9を用いて、実施形態3の撮像装置203について説明する。実施形態3の説明において、実施形態1と同様の構成及び動作については説明を省略する。
図9を用いて、実施形態3の撮像装置203について説明する。実施形態3の説明において、実施形態1と同様の構成及び動作については説明を省略する。
図9は、実施形態3の撮像装置203を説明する図である。図9は、図6に対応する図である。
実施形態3の撮像装置203では、実施形態1の補整ホルダ16aの代わりに補整ホルダ40aが設けられてもよい。補整ホルダ40aは、実施形態1の補整ホルダ16aの板部17aが省略された構成を備えてもよい。すなわち、補整ホルダ40aは、撮像装置203のレンズユニット4aを保持するカメラホルダ39aのフランジ部39cから前後方向(第2方向)に沿って前方に突出し、撮像装置203の筐体1cの正面部10aに接続される内側突起部45a及び外側突起部46aにより構成される。
内側突起部45aは、左右方向(第1方向)において光軸13aよりも筐体1cの正面部10aの中央部に接近したフランジ部39cの内側位置(接続位置41a)から突出し、左右方向(第1方向)において光軸13aよりも筐体1cの正面部10aの中央部に接近した正面部10aの内側位置(接続位置42a)に接続される。外側突起部46aは、左右方向(第1方向)において光軸13aよりも筐体1cの正面部10aの中央部から離隔したフランジ部39cの外側位置(接続位置43a)から突出し、左右方向(第1方向)において光軸13aよりも筐体1cの正面部10aの中央部に接近した正面部10aの外側位置(接続位置44a)に接続される。外側突起部46aは、上下方向に沿って間隔を空けて並ぶ2つの外側突起部により構成される。内側突起部45a及び外側突起部46aは、カメラホルダ39aのフランジ部39cに対してインサート成形や圧入成形によって一体的に形成されてもよい。
補整ホルダ40aは、内側突起部45aが内側接続部20aを構成する。補整ホルダ40aは、外側突起部46aが外側接続部20bを構成する。補整ホルダ40aは、内側接続部20aの前後方向(第2方向)に沿った寸法と、外側接続部20bの前後方向(第2方向)に沿った寸法とが略等しい。言い換えると、内側接続部20aのフランジ部39cとの接続位置41aから内側接続部20aの正面部10aとの接続位置42aまでの第1距離47aは、外側接続部20bのフランジ部39cとの接続位置43aから外側接続部20bの正面部10aとの接続位置44aまでの第2距離48aと略等しい。但し、補整ホルダ40aは、内側接続部20aを構成する内側突起部45aと、外側接続部20bを構成する外側突起部46aとの線膨張係数が互いに異なる。本実施形態では、内側接続部20aを構成する内側突起部45aの線膨張係数が、外側接続部20bを構成する外側突起部46aの線膨張係数よりも大きい。なお、実施形態3の撮像装置203は、レンズユニット4b側に対して、レンズユニット4a側と同様の補整ホルダ40aを備える。
実施形態3の撮像装置203は、補整ホルダ40aが調整部材を構成する。実施形態3の撮像装置203は、筐体1cの正面部10aと回路基板9との熱変形量の差に伴って所定方向に傾斜する光軸13a,13bを、内側接続部20aと外側接続部20bとの熱変形量の差により、当該所定方向の逆方向へ傾斜させることができる(矢印49aを参照)。実施形態3の撮像装置203は、実施形態1と同様に、熱変形に起因するレンズユニット4a,4bの光軸ずれを低減することができ、温度変化に対して距離の測定精度を確保し、高信頼性の撮像装置を提供することができる。
更に、実施形態3の撮像装置203は、筐体1cの熱変形を許容しつつ、熱変形に起因するレンズユニット4a,4bの光軸ずれを低減することができるので、大型化及び重量化を抑制することができる。更に、実施形態3の撮像装置203は、補整ホルダ40aをカメラホルダ39aのフランジ部39cと一体的に形成することができるので、既存の撮像装置と同様の組み立てが可能であり、実施形態1よりも組み立て性(生産性)を向上させることができる。
なお、補整ホルダ40aは、カメラホルダ39aのフランジ部39cと一体的に形成されるのではなく、筐体1cの正面部10aと一体的に形成されてもよい。すなわち、補整ホルダ40aは、筐体1cの正面部10aから前後方向(第2方向)に沿って後方に突出し、カメラホルダ39aのフランジ部39cに接続される内側突起部45a及び外側突起部46aにより構成されてもよい。そして、この内側突起部45a及び外側突起部46aは、筐体1cの正面部10aに対してインサート成形や圧入成形によって一体的に形成されてもよい。また、補整ホルダ40aでは、内側接続部20aを構成する内側突起部45aの前後方向(第2方向)に沿った寸法と、外側接続部20bを構成する外側突起部46aの前後方向(第2方向)に沿った寸法とが互いに異なっていてもよい。
[実施形態4]
図10を用いて、実施形態4の撮像装置204について説明する。実施形態4の説明において、実施形態1と同様の構成及び動作については説明を省略する。
図10を用いて、実施形態4の撮像装置204について説明する。実施形態4の説明において、実施形態1と同様の構成及び動作については説明を省略する。
図10は、実施形態4の撮像装置204を説明する図である。図10は、図6に対応する図である。
実施形態4の撮像装置204では、実施形態1のような補整ホルダ16a,16bが設けられていない。実施形態4の撮像装置204は、光軸13aを調整する調整部材が、カメラホルダ51aにより構成されてもよい。
カメラホルダ51aは、撮像装置204の筐体1dと異なる線膨張係数を有する。本実施形態では、カメラホルダ51aは、筐体1dよりも大きい線膨張係数を有する樹脂等によって構成される。カメラホルダ51aは、左右方向(第1方向)に沿ってレンズユニット4aの径方向に広がるフランジ部51cを有してレンズユニット4aを保持し、筐体1dの正面部10aの内部側に取り付けられる。
カメラホルダ51aは、左右方向(第1方向)において光軸13aよりも筐体1dの正面部10aの中央部に接近した内側部分51eと、左右方向(第1方向)において光軸13aよりも筐体1dの正面部10aの中央部から離隔した外側部分51fとを有する。カメラホルダ51aの内側部分51eは、筐体1dの正面部10aの内側位置(接続位置52a)に接続される内側接続部20aを構成する。カメラホルダ51aの外側部分51fは、筐体1dの正面部10aの外側位置(接続位置53a)に接続される外側接続部20bを構成する。
カメラホルダ51aは、内側接続部20aを構成する内側部分51eの前後方向に沿った寸法と、外側接続部20bを構成する外側部分51fの前後方向に沿った寸法とが互いに異なる。本実施形態では、内側接続部20aを構成する内側部分51eの前後方向に沿った寸法が、外側接続部20bを構成する外側部分51fよりも大きい。言い換えると、内側接続部20aの正面部10aとの接続位置52aから素子搭載面54aまでの第1距離55aは、外側接続部20bの正面部10aとの接続位置53aから素子搭載面54aまでの第2距離56aよりも長い。素子搭載面54aは、撮像素子基板3aの撮像素子2aが搭載される面である。なお、実施形態4の撮像装置204は、レンズユニット4b側に対して、レンズユニット4a側と同様のカメラホルダ51aを備える。
実施形態4の撮像装置204は、カメラホルダ51aが調整部材を構成する。実施形態4の撮像装置204は、筐体1dの正面部10aと回路基板9との熱変形量の差に伴って所定方向に傾斜する光軸13a,13bを、内側接続部20aと外側接続部20bとの熱変形量の差により、当該所定方向の逆方向へ傾斜させることができる(矢印57aを参照)。実施形態4の撮像装置204は、実施形態1と同様に、熱変形に起因するレンズユニット4a,4bの光軸ずれを低減することができ、温度変化に対して距離の測定精度を確保し、高信頼性の撮像装置を提供することができる。
更に、実施形態4の撮像装置204は、筐体1dの熱変形を許容しつつ、熱変形に起因するレンズユニット4a,4bの光軸ずれを低減することができるので、大型化及び重量化を抑制することができる。更に、実施形態4の撮像装置204は、実施形態1のような補整ホルダ16a,16bが不要であるので、実施形態1よりも軽量化を図ることができる。実施形態4の撮像装置204は、専用部品を新たに追加することなく既存の撮像装置と同様の部品にて同様の組み立てが可能であるので、実施形態1よりも組み立て性(生産性)を向上させることができる。
[実施形態5]
図11~図13(d)を用いて、実施形態5の撮像装置205について説明する。実施形態5の説明において、実施形態1と同様の構成及び動作については説明を省略する。
図11~図13(d)を用いて、実施形態5の撮像装置205について説明する。実施形態5の説明において、実施形態1と同様の構成及び動作については説明を省略する。
図11は、実施形態5の撮像装置205を説明する図である。図11は、図4に対応する図である。図12は、図11に示すC-C線を含みxz平面に平行な平面によって撮像装置205を切断した要部断面の模式図である。
実施形態5の撮像装置205では、実施形態1のような補整ホルダ16a,16bが設けられていない。実施形態5の撮像装置205は、光軸13a,13bを調整する調整部材が、カバー62a,62bにより構成されてもよい。
カバー62a,62bは、撮像装置205の筐体1eと異なる線膨張係数を有する。本実施形態では、カバー62a,62bは、筐体1eよりも小さい線膨張係数を有する。カバー62a,62bは、左右方向(第1方向)に沿ってレンズユニット4a,4bの径方向に広がる箱状を成してレンズユニット4a,4bの前方を覆い、筐体1eの正面部10aの外部側に取り付けられる。カバー62a,62bは、レンズユニット4a,4bと対向し、且つ、光軸13a,13bと直交するカバー62a,62bの前面に、フィルタ61a,61bが設けられてもよい。すなわち、カバー62a,62bは、フィルタ61a,61bを保持するフィルタカバーであってもよい。フィルタ61a,61bは、偏光フィルタであってもよいし、レンズ傷付け防止用の保護フィルタでもよいし、光軸調整用の専用フィルタであってもよい。
カバー62aは、図12に示すように、筐体1eの正面部10aの右端部における筐体1eの外部側に接続された4つの接続片64a,64b等に、4つの締結部材65a,65b等を用いてリジッドに接続される。図12では、4つの接続片64a,64b等及び4つの締結部材65a,65b等のうち、光軸13aよりも上方に配置された2つの接続片及び2つの締結部材の図示が省略されている。4つの接続片64a,64b等及び4つの締結部材65a,65b等のうち、左右方向(第1方向)において光軸13aよりも筐体1eの正面部10aの中央部に接近した2つの接続片64b等及び2つの締結部材65b等は、筐体1eの正面部10aの内側位置に接続される内側接続部20aを構成する。4つの接続片64a,64b等及び4つの締結部材65a,65b等のうち、左右方向(第1方向)において光軸13aよりも筐体1eの正面部10aの中央部から離隔した2つの接続片64a等及び2つの締結部材65a等は、筐体1eの正面部10aの外側位置に接続される外側接続部20bを構成する。
カバー62bについても、カバー62aと同様に、筐体1eの正面部10aの左端部における筐体1eの外部側に接続された4つの接続片64c,64d等に、4つの締結部材65c,65d等を用いてリジッドに接続される。図12では、4つの接続片64c,64d等及び4つの締結部材65c,65d等のうち、光軸13bよりも上方に配置された2つの接続片及び2つの締結部材の図示が省略されている。4つの接続片64c,64d等及び4つの締結部材65c,65d等のうち、左右方向(第1方向)において光軸13bよりも筐体1eの正面部10aの中央部に接近した2つの接続片64c等及び2つの締結部材65c等は、筐体1eの正面部10aの内側位置に接続される内側接続部20aを構成する。4つの接続片64c,64d等及び4つの締結部材65c,65d等のうち、左右方向(第1方向)において光軸13bよりも筐体1eの正面部10aの中央部から離隔した2つの接続片64d等及び2つの締結部材65d等は、筐体1eの正面部10aの外側位置に接続される外側接続部20bを構成する。
カバー62aの内側接続部20aは、左右方向(第1方向)において、回路基板9の被取り付け部11c,11eよりも正面部10aの右側の位置に接続される。カバー62bの内側接続部20aは、左右方向(第1方向)において、回路基板9の被取り付け部11d,11fよりも正面部10aの左側の位置に接続される。すなわち、カバー62a,62bの内側接続部20aは、左右方向(第1方向)において、回路基板9の被取り付け部11c~11fよりも正面部10aの中央部から離隔した位置に接続される。
カバー62a,62bの内側接続部20aが正面部10aに接続される位置と、回路基板9が正面部10aに接続される位置との間には、左右方向(第1方向)において、間隔Lg1,Lg2が存在する。カバー62a,62bの内側接続部20aと外側接続部20bとの左右方向(第1方向)における間隔Lb1,Lb2は、回路基板9の被取り付け部11c,11eと被取り付け部11d,11fとの左右方向(第1方向)における間隔Laよりも短い。
図13(a)は、図12に示す撮像装置205の常温時の状態を示す模式図である。図13(b)は、図12に示す撮像装置205の温度上昇時の状態であって、カバー62a,62bが設けられていないと仮定した場合の状態を示す模式図である。図13(c)は、図12に示す撮像装置205の温度上昇時の状態であって、回路基板9が設けられていないと仮定した場合の状態を示す模式図である。図13(d)は、図12に示す撮像装置205の温度上昇時の状態を示す模式図である。図13(a)~図13(d)は、図12に対応する図である。
図13(a)~図13(d)では、筐体1eの線膨張係数が、回路基板9の線膨張係数より大きい場合であって、カバー62a,62bの線膨張係数より大きい場合を示している。
カバー62a,62bが取り付けられていないと仮定すると、撮像装置205の温度上昇時、撮像装置205では、図13(b)に示すように、比較例の撮像装置201と同様に、筐体1eの正面部10aが前方に凸を成すように撓む。これにより、レンズユニット4aの光軸13aは矢印67aにて示すように右方に傾斜し、レンズユニット4bの光軸13bは矢印67bにて示すように左方に傾斜する。
回路基板9が取り付けられていないと仮定すると、撮像装置205の温度上昇時、撮像装置205では、筐体1の左右方向の熱膨張量に対してカバー62a,62bの左右方向の熱膨張量が小さくなる。この場合、図13(c)に示すように、筐体1eの正面部10aのカバー62aが接続される内側接続部20aと外側接続部20bとの間の部分に対してレンズユニット4aに向かって力68a,68bが働く。同様に、筐体1eの正面部10aのカバー62bが接続される内側接続部20aと外側接続部20bとの間の部分に対してレンズユニット4bに向かって力68c,68dが働く。これらの力68a~68dにより、レンズユニット4a,4b付近の筐体1の正面部10aは、後方に凸を成すように撓む。これにより、レンズユニット4aの光軸13aは矢印69aにて示すように左方に傾斜し、レンズユニット4bの光軸13bは矢印69bにて示すように右方に傾斜する。すなわち、カバー62a,62bは、カバー62a,62bが取り付けられていない場合(図13(b))の正面部10aの撓み方向とは逆方向へ正面部10aを撓ませる。
図13(b)及び図13(c)に示す撮像装置205の変形状態を重ね合わせると、撮像装置205の温度上昇時、撮像装置205は、図13(d)に示すような状態となる。すなわち、撮像装置205は、筐体1eの正面部10aの中央部では、前方に凸を成すように撓んだ状態となる。撮像装置205は、筐体1eの正面部10aのレンズユニット4a,4bが取り付けられた部分では、撓みが相殺されて常温時のような左右方向(第1方向)に沿った状態となる。すなわち、カバー62a,62bは、筐体1eの正面部10aとカバー62a,62bとの熱変形量の差によって、正面部10aのレンズユニット4a,4bが取り付けられた部分の撓みを規制することができる。これにより、カバー62a,62bは、筐体1eの正面部10aと回路基板9との熱変形量の差に伴って正面部10aが撓み、光軸13a,13bが所定方向に傾斜しても、当該光軸13a,13bを当該所定方向の逆方向に傾斜させることができる。よって、カバー62a,62bは、熱変形に起因するレンズユニット4a,4bの光軸ずれを低減することができる。
このように、カバー62a,62bは、筐体1eの正面部10aと回路基板9との熱変形量の差に伴って所定方向に傾斜する光軸13a,13bを、正面部10aのレンズユニット4a,4bが取り付けられた部分の撓みを規制することにより、当該所定方向の逆方向へ傾斜させることができる。実施形態5の撮像装置205は、カバー62a,62bが調整部材を構成し、カバー62a,62bの熱変形によってレンズユニット4a,4bの光軸ずれを低減することができる。実施形態5の撮像装置205は、実施形態1と同様に、高性能化、高画素化及び小型化を図っても、熱変形に起因するレンズユニット4a,4bの光軸ずれを低減することができる。実施形態5の撮像装置205は、実施形態1と同様に、温度変化に対して距離の測定精度を確保することができ、高信頼性の撮像装置を提供することができる。
更に、実施形態5の撮像装置205は、実施形態1のような補整ホルダ16a,16bが不要であり、カバー62a,62bという既存の部品を利用する。実施形態5の撮像装置205は、専用部品を新たに追加することなく既存の撮像装置と同様の部品にて組み立てが可能であるので、実施形態1よりも組み立て性(生産性)を向上させることができる。
ここで、カバー62a,62bの内側接続部20aと外側接続部20bと左右方向(第1方向)における間隔Lb1,Lb2は、回路基板9の被取り付け部11c,11eと被取り付け部11d,11fとの左右方向(第1方向)における間隔Laよりも短い。カバー62a,62bが正面部10aに接続される位置によっては、正面部10aのレンズユニット4a,4bが取り付けられた部分の撓みを規制する力が不足する可能性がある。しかしながら、実施形態5の撮像装置205は、カバー62a,62bが、左右方向(第1方向)において、回路基板9の被取り付け部11c~11fよりも正面部10aの中央部から離隔した位置に接続される。これにより、実施形態5の撮像装置205は、カバー62a,62bが、正面部10aのレンズユニット4a,4bが取り付けられた部分の撓みを規制する力を効率よく発生させることができる。実施形態5の撮像装置205は、熱変形に起因するレンズユニット4a,4bの光軸ずれを確実に低減することができる。
[実施形態6]
図14を用いて、実施形態6の撮像装置206について説明する。実施形態6の説明において、実施形態5と同様の構成及び動作については説明を省略する。
図14を用いて、実施形態6の撮像装置206について説明する。実施形態6の説明において、実施形態5と同様の構成及び動作については説明を省略する。
図14は、実施形態6の撮像装置206を説明する図である。図14は、図12に対応する図である。
実施形態6の撮像装置206は、実施形態5のカバー62a,62bの代わりにカバー72a,72bが設けられてもよい。実施形態6の撮像装置206は、実施形態5の接続片64a~64d等の代わりに接続片74a~74d等が設けられ、実施形態5の締結部材65a~65d等の代わりに締結部材75a~75d等が設けられてもよい。実施形態6の撮像装置205は、回路基板9の被取り付け部11c,11d等の代わりに被取り付け部73c,73d等が設けられてもよい。
カバー72a,72bの内側接続部20aは、左右方向(第1方向)において、回路基板9の被取り付け部73c、73d等よりも正面部10aの中央部に接近した位置に接続される。すなわち、回路基板9が正面部10aに接続される位置は、左右方向(第1方向)において、カバー72a,72bの内側接続部20aが正面部10aに接続される位置と、カバー72a,72bの外側接続部20bが正面部10aに接続される位置との間にある。
カバー72a,72bの内側接続部20aと外側接続部20bとの左右方向(第1方向)における間隔Lb1,Lb2は、回路基板9の被取り付け部11c,11eと被取り付け部11d,11fとの左右方向(第1方向)における間隔Laと、前後方向において重複する。間隔Lb1,Lb2と間隔Laとが重複する領域の左右方向(第1方向)における長さを、LL1,LL2とする。
実施形態6の撮像装置206は、カバー72a,72bが調整部材を構成する。実施形態6の撮像装置206は、実施形態5と同様に、筐体1fの正面部10aと回路基板9との熱変形量の差に伴って所定方向に傾斜する光軸13a,13bを、正面部10aのレンズユニット4a,4bが取り付けられた部分の撓みを規制することにより、当該所定方向の逆方向へ傾斜させることができる。実施形態6の撮像装置206は、実施形態5と同様に、熱変形に起因するレンズユニット4a,4bの光軸ずれを低減することができ、温度変化に対して距離の測定精度を確保し、高信頼性の撮像装置を提供することができる。
更に、実施形態6の撮像装置206は、実施形態1のような補整ホルダ16a,16bが不要であり、カバー72a,72bという既存の部品を利用する。実施形態6の撮像装置206は、専用部品を新たに追加することなく既存の撮像装置と同様の部品にて組み立てが可能であるので、実施形態5と同様に、実施形態1よりも組み立て性(生産性)を向上させることができる。
ここで、実施形態5の撮像装置205は、カバー62a,62bの内側接続部20aが正面部10aに接続される位置と回路基板9が正面部10aに接続される位置との間に間隔Lg1,Lg2が存在する。撮像装置205は、筐体1eの熱変形の際、正面部10aの間隔Lg1,Lg2が存在する領域において、筐体1eが屈曲する可能性がある。組み立て性や耐久性の観点から、筐体1eの熱変形量は小さい方が好ましい。
実施形態6の撮像装置206は、間隔Lb1,Lb2と間隔Laとが前後方向において重複する。これにより、実施形態6の撮像装置206は、筐体1fの熱変形の際、正面部10aの間隔Lb1,Lb2と間隔Laとが重複する領域において、筐体1fが屈曲せず緩やかに曲がることとなる。実施形態6の撮像装置206は、実施形態5よりも、筐体1fの熱変形量を小さくすることができるので、組み立て性や耐久性を向上させることができる。
但し、間隔Lb1,Lb2と間隔Laとが重複する領域の左右方向(第1方向)における長さLL1,LL2が長すぎると、カバー62a,62bが、正面部10aのレンズユニット4a,4bが取り付けられた部分の撓みを規制する力を効率よく発生させ難くなる。長さLL1,LL2は、ゼロ以上であって間隔Lb1,Lb2の半分より小さいこと(0≦LL1<(Lb1)/2,0≦LL2<(Lb2)/2)が好ましい。
なお、回路基板9に搭載される回路素子が左右方向(第1方向)において偏移して配置される場合のように、筐体1fの温度分布が左右方向(第1方向)において一様でない場合、レンズユニット4aとレンズユニット4bとで熱変形に起因する光軸ずれが異なる態様を示す。この場合であっても、撮像装置206は、間隔Lb1と間隔Lb2とを異なる長さとすることにより、熱変形に起因するレンズユニット4a,4bの光軸ずれを低減することができる。
[実施形態7]
図15を用いて、実施形態7の撮像装置207について説明する。実施形態7の説明において、実施形態5と同様の構成及び動作については説明を省略する。
図15を用いて、実施形態7の撮像装置207について説明する。実施形態7の説明において、実施形態5と同様の構成及び動作については説明を省略する。
図15は、実施形態7の撮像装置207を説明する図である。図15は、図12に対応する図である。
実施形態7の撮像装置207は、実施形態5のようなカバー62a,62bが設けられていない。実施形態7の撮像装置207は、実施形態5のカメラホルダ5a,5bの代わりに、カメラホルダ81a,81bが設けられてもよい。実施形態7の撮像装置207は、光軸13a,13bを調整する調整部材が、カメラホルダ81a,81bにより構成されてもよい。
カメラホルダ81a,81bは、撮像装置207の筐体1gと異なる線膨張係数を有する。本実施形態では、カメラホルダ81a,81bは、筐体1gよりも大きい線膨張係数を有する樹脂等によって構成される。カメラホルダ81a,81bは、左右方向(第1方向)に沿ってレンズユニット4a,4bの径方向に広がるフランジ部82a,82bを有してレンズユニット4a,4bを保持し、筐体1gの正面部10aの内部側に取り付けられる。
カメラホルダ81aのフランジ部82aは、筐体1gの正面部10aの右端部に、4つの締結部材85a,85b等を用いてリジッドに接続される。図15では、4つの締結部材85a,85b等のうち、光軸13aよりも上方に配置された2つの締結部材の図示が省略されている。4つの締結部材85a,85b等のうち、左右方向(第1方向)において光軸13aよりも筐体1gの正面部10aの中央部に接近した2つの締結部材85b等は、筐体1gの正面部10aの内側位置に接続される内側接続部20aを構成する。4つの締結部材85a,85b等のうち、左右方向(第1方向)において光軸13aよりも筐体1gの正面部10aの中央部から離隔した2つの締結部材85a等は、筐体1gの正面部10aの外側位置に接続される外側接続部20bを構成する。カメラホルダ81bのフランジ部82bや締結部材85c,85d等についても、カメラホルダ81aのフランジ部82aや締結部材85a,85b等と同様である。
カメラホルダ81a,81bは、正面部10aとカメラホルダ81a,81bとの熱変形量の差によって、正面部10aのレンズユニット4a,4bが取り付けられた部分の撓みを規制することができる。これにより、カメラホルダ81a,81bは、筐体1gの正面部10aと回路基板9との熱変形量の差に伴って光軸13a,13bが所定方向に傾斜しても、当該光軸13a,13bを当該所定方向の逆方向へ傾斜させることができる。よって、カメラホルダ81a,81bは、熱変形に起因するレンズユニット4a,4bの光軸ずれを低減することができる。
実施形態7の撮像装置207は、カメラホルダ81a,81bが調整部材を構成する。実施形態7の撮像装置207は、実施形態5と同様に、筐体1gの正面部10aと回路基板9との熱変形量の差に伴って所定方向に傾斜する光軸13a,13bを、正面部10aのレンズユニット4a,4bが取り付けられた部分の撓みを規制することにより、当該所定方向の逆方向へ傾斜させることができる。実施形態7の撮像装置207は、実施形態5と同様に、熱変形に起因するレンズユニット4a,4bの光軸ずれを低減することができ、温度変化に対して距離の測定精度を確保し、高信頼性の撮像装置を提供することができる。
更に、実施形態7の撮像装置207は、実施形態1のような補整ホルダ16a,16bや実施形態5のようなカバー62a,62bが不要であるので、実施形態1や実施形態5よりも軽量化を図ることができる。実施形態7の撮像装置207は、専用部品を新たに追加することなく既存の撮像装置と同様の部品にて同様の組み立てが可能であるので、実施形態1や実施形態5よりも組み立て性(生産性)を向上させることができる。
上記の実施形態では、撮像装置201~207がステレオカメラであるとして説明したが、撮像装置201~207は、単眼カメラであってもよい。
[その他]
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記の実施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、或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、或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。また、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。
なお、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記の実施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、或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、或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。また、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。
また、上記の各構成、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路にて設計する等によりハードウェアによって実現してもよい。また、上記の各構成、機能等は、プロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアによって実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テープ、ファイル等の情報は、メモリや、ハードディスク、SSD(solid state drive)等の記録装置、又は、ICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。
1,1a~1g・・・筐体
4a,4b・・・レンズユニット
5a,5b,7a,7b,39a,51a,81a,81b・・・カメラホルダ
7c,39c,51c,82a,82b・・・フランジ部
9・・・回路基板
10a・・・正面部
13a,13b・・・光軸
16a,16b,30a,30c,40a・・・補整ホルダ
20a・・・内側接続部
20b・・・外側接続部
62a,62b,72a,72b・・・カバー
200~207…撮像装置
4a,4b・・・レンズユニット
5a,5b,7a,7b,39a,51a,81a,81b・・・カメラホルダ
7c,39c,51c,82a,82b・・・フランジ部
9・・・回路基板
10a・・・正面部
13a,13b・・・光軸
16a,16b,30a,30c,40a・・・補整ホルダ
20a・・・内側接続部
20b・・・外側接続部
62a,62b,72a,72b・・・カバー
200~207…撮像装置
Claims (12)
- 第1方向に沿って延びる板状の正面部を有する筐体と、
前記筐体と異なる線膨張係数を有し、前記正面部と交差する第2方向において前記正面部に対向して配置され、前記正面部に取り付けられる回路基板と、
前記正面部の中央部から前記第1方向に沿って離隔した端部において光軸が前記第2方向に沿って延びる姿勢に配置され、前記正面部に取り付けられるレンズユニットと、
前記筐体と異なる線膨張係数を有し、前記正面部に取り付けられ、前記レンズユニットの前記光軸を調整する調整部材と、を備え、
前記正面部は、前記正面部と前記回路基板との熱変形量の差によって前記第2方向の一方側に撓み、
前記光軸は、前記正面部の前記第2方向における撓みによって前記第1方向の一方側に傾斜し、
前記調整部材は、前記第1方向の一方側に傾斜する前記光軸を、前記調整部材の熱変形によって前記第1方向の他方側に傾斜させる
ことを特徴とする撮像装置。 - 前記調整部材は、
前記第1方向において前記光軸よりも前記中央部に接近した前記正面部の内側位置に接続される内側接続部と、
前記第1方向において前記光軸よりも前記中央部から離隔した前記正面部の外側位置に接続される外側接続部と、を有し、
前記内側接続部と前記外側接続部とは、前記第2方向における熱変形量が互いに異なる
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記第1方向に沿って前記レンズユニットの径方向に広がるフランジ部を有して前記レンズユニットを保持し、前記正面部に取り付けられるカメラホルダを更に備え、
前記調整部材は、
前記カメラホルダと異なる線膨張係数を有し、前記第2方向において前記正面部と前記フランジ部との間に配置され、前記正面部と前記フランジ部とを接続する補整ホルダにより構成され、
前記内側接続部と前記外側接続部との前記第2方向における前記熱変形量の差によって、前記レンズユニットを前記正面部に対して相対的に前記第2方向の他方側に傾斜させる
ことを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。 - 前記内側接続部と前記外側接続部とは、前記第2方向に沿った寸法が互いに異なり、
前記内側接続部と前記外側接続部との前記第2方向における前記熱変形量の前記差は、前記内側接続部と前記外側接続部との前記寸法の差に応じた差である
ことを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。 - 前記調整部材は、前記レンズユニットの周方向に沿って前記第2方向に沿った前記寸法が変化する筒部材により構成される
ことを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。 - 前記内側接続部と前記外側接続部とは、線膨張係数が互いに異なり、
前記内側接続部と前記外側接続部との前記第2方向における前記熱変形量の前記差は、前記内側接続部と前記外側接続部との前記線膨張係数の差に応じた差である
ことを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。 - 前記調整部材は、
前記第1方向に沿って前記レンズユニットの径方向に広がるフランジ部を有して前記レンズユニットを保持し、前記正面部に取り付けられるカメラホルダにより構成され、
前記内側接続部と前記外側接続部とは、前記第2方向に沿った寸法が互いに異なり、
前記内側接続部と前記外側接続部との前記寸法の差に応じた、前記第2方向における前記熱変形量の差によって、前記レンズユニットを前記正面部に対して相対的に前記第2方向の他方側に傾斜させる
ことを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。 - 前記回路基板と前記レンズユニットとは、前記正面部の前記筐体内部側に取り付けられ、
前記調整部材は、
前記第1方向に沿って前記レンズユニットの径方向に広がる箱状を成して前記レンズユニットの前方を覆い、前記正面部の前記筐体外部側に取り付けられるカバーにより構成され、
前記正面部と前記調整部材との熱変形量の差によって、前記正面部の前記レンズユニットが取り付けられた部分の前記撓みを規制する
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記調整部材は、
前記第1方向において前記光軸よりも前記中央部に接近した前記正面部の内側位置に接続される内側接続部と、
前記第1方向において前記光軸よりも前記中央部から離隔した前記正面部の外側位置に接続される外側接続部と、
によって前記正面部に接続され、
前記回路基板が前記正面部に接続される位置は、前記第1方向において、前記内側接続部が前記正面部に接続される前記内側位置と、前記外側接続部が前記正面部に接続される前記外側位置との間にある
ことを特徴とする請求項8に記載の撮像装置。 - 前記調整部材は、
前記第1方向に沿って前記レンズユニットの径方向に広がるフランジ部を有して前記レンズユニットを保持し、前記正面部に取り付けられるカメラホルダにより構成され、
前記正面部と前記調整部材との熱変形量の差によって、前記正面部の前記レンズユニットが取り付けられた部分の前記撓みを規制する
ことを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。 - 前記筐体の前記線膨張係数は、前記回路基板の前記線膨張係数より大きく、
前記内側接続部の前記第2方向に沿った前記寸法は、前記外側接続部の前記第2方向に沿った前記寸法より大きい
ことを特徴とする請求項4に記載の撮像装置。 - 前記筐体の前記線膨張係数は、前記回路基板の前記線膨張係数より大きく、
前記内側接続部の前記線膨張係数は、前記外側接続部の前記線膨張係数より大きい
ことを特徴とする請求項6に記載の撮像装置。
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