JPWO2017072996A1 - 撮像装置、車両、および筐体 - Google Patents
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Abstract
撮像装置１１は、長手形状を有するフィラーを含有する樹脂を含んでなる筐体１３と、筐体１３に設けられた開口に固定される撮像光学系１２と、筐体１３の内部に収容され、撮像光学系１２を介して結像される被写体像を撮像する撮像素子２３と、を備える。筐体１３の外部に面する第１部分２６においてフィラーの長手方向が筐体１３の内側から外側へ向かう方向に沿って位置し、筐体１３の内部に面する第２部分２７においてフィラーの長手方向が筐体１３の内壁２９に沿った方向に沿って位置する。
Description
本出願は、２０１５年１０月２６日に日本国に特許出願された特願２０１５−２１０００２の優先権を主張するものであり、この先の出願の開示全体をここに参照のために取り込む。
本発明は、撮像装置、撮像装置を備える車両、および撮像装置の筐体に関する。
従来、放熱性能の観点から、熱伝導性のフィラーを含有する樹脂を用いて電子機器の筐体を成型する技術が知られている。例えば特許文献１には、樹脂中に含有させる熱伝導性フィラーを、柱状体、多面体、錐体、または中空筒状体の形状に形成することが開示されている。また特許文献２には、樹脂中のカーボンナノチューブ同士を接触させ、所定方向、例えば筐体の表裏方向に繋がるように配列させることが開示されている。
本発明の一実施形態に係る撮像装置は、長手形状を有するフィラーを含有する樹脂を含んでなる筐体と、筐体に設けられた開口に固定される撮像光学系と、筐体の内部に収容され、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、を備える。筐体の外部に面する第１部分においてフィラーの長手方向が筐体の内側から外側へ向かう方向に沿って位置する。筐体の内部に面する第２部分においてフィラーの長手方向が筐体の内壁に沿って位置する。
本発明の一実施形態に係る車両は、長手形状を有するフィラーを含有する樹脂を含んでなる筐体と、筐体に設けられた開口に固定される撮像光学系と、筐体の内部に収容され、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、を有する撮像装置を備える。筐体の外部に面する第１部分においてフィラーの長手方向が筐体の内側から外側へ向かう方向に沿って位置する。筐体の内部に面する第２部分においてフィラーの長手方向が筐体の内壁に沿って位置する。
本発明の一実施形態に係る筐体は、長手形状を有するフィラーを含有する樹脂を含んでなる筐体である。筐体の外部に面する第１部分においてフィラーの長手方向が筐体の内側から外側へ向かう方向に沿って位置する。筐体の内部に面する第２部分においてフィラーの長手方向が筐体の内壁に沿って位置する。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１を参照して、本発明の一実施形態に係る車両１０について説明する。車両１０は、例えば自動車であって、車両１０内の運転者の操作に応じて走行する。車両１０には、１以上の撮像装置１１が備えられる。本実施形態において、１つの撮像装置１１が、例えば車両１０の後方周辺領域を撮像可能となるように、車両１０の後方に配置される。車両１０に配置される撮像装置１１の数および配置は、任意に定めてもよい。
図２を参照して、撮像装置１１の概略構成について説明する。撮像装置１１は、撮像光学系１２と、筐体１３と、押さえ部材１４と、基板１５と、を備える。
撮像光学系１２は、絞りおよび１以上のレンズを含む。撮像光学系１２は、被写体像を結像させる。図２においては説明の簡便のため、撮像光学系１２を１つのレンズとして図示している。撮像光学系１２は、光軸ＯＸに沿った一方が物体側に定められ、他方が像側に定められる。後述するように、撮像光学系１２は、光軸ＯＸと筐体１３の中心軸ＣＸとが略一致するように、筐体１３に収容および固定される。
筐体１３は、熱伝導性のフィラーを含有する樹脂を用いて成型される。樹脂として、例えばポリアミド（ＰＡ）、ポリフタルサルファイド（ＰＦＳ）、およびポリフタルアミド（ＰＡ）などが採用可能であるが、これらに限られない。フィラー、筐体１３、および筐体１３の成型方法の詳細については後述する。筐体１３は、側壁部１６および底壁部１７を有する。
側壁部１６は、筐体１３の中心軸ＣＸに沿った筒形状である。撮像光学系１２が筐体１３に収容された状態において、筒形状の内壁２９は、撮像光学系１２の外周面の少なくとも一部と接触する。したがって、側壁部１６は、後述するように筒形状の径方向内側に収容される撮像光学系１２の、中心軸ＣＸと垂直な方向における筐体１３に対する位置を規定する。側壁部１６の第１の端に底壁部１７が一体的に形成される。
側壁部１６の第１の端とは異なる第２の端側（開口側）には、座面部１８が形成される。座面部１８は、筒形状の径方向中心に向かって延設される。座面部１８は、撮像光学系１２が筐体１３に収容および固定された状態で、撮像光学系１２の像側の面と当接する。したがって、座面部１８は、後述するように押さえ部材１４とともに、筐体１３に収容される撮像光学系１２の、中心軸ＣＸに沿った方向における筐体１３に対する位置を規定する。
撮像光学系１２と当接する座面部１８の面には、封止部材１９が設けられる。封止部材１９は、例えばＯリングなどの環状弾性部材である。撮像光学系１２が筐体１３に収容および固定された状態で、封止部材１９が変形する。変形した封止部材１９は、撮像光学系１２と座面部１８との間を封止する。
底壁部１７は、上述したように側壁部１６の一端に形成される。底壁部１７には、突出部２０が形成される。突出部２０は、例えば中心軸ＣＸに沿った筒形状であって、筐体１３の外側に向かって延設される。突出部２０の筒形状の径方向内側における底壁部１７には、後述する配線２１が通過するための貫通孔が形成される。突出部２０の筒形状の径方向内側には、後述するように配線２１に備えられた封止部材２２が圧入される。圧入された封止部材２２は、突出部２０の筒形状の径方向内側において撮像装置１１の内部空間と外部空間との間を封止する。
押さえ部材１４は、例えばリテーナを含む。押さえ部材１４は、筐体１３に収容された撮像光学系１２を物体側から座面部１８に向かって押圧する。押さえ部材１４の押圧によって、撮像光学系１２が筐体１３に対して固定される。
基板１５は、筐体１３の内部、すなわち側壁部１６の筒形状の径方向内側において、筐体１３に対して固定的に配置される。基板１５は、撮像素子２３と、通信部２４と、制御部２５と、を備える。
撮像素子２３は、例えばＣＣＤ撮像素子またはＣＭＯＳ撮像素子を含む。撮像素子２３は、撮像光学系１２によって結像される被写体像を撮像して、撮像画像を生成する。
通信部２４は、配線２１を介して外部装置との間で通信するためのインターフェースを含む。本実施形態において、例えば導線またはフレキシブル基板などの配線２１の一端が、上述した筐体１３の底壁部１７に形成された貫通孔を介して筐体１３の外部から内部に挿入される。配線２１の当該一端は、通信部２４に接続される。配線２１が通信部２４に接続された後に、基板１５が筐体１３の内部に配置される。
制御部２５は、例えばＤＳＰなどの画像処理専用のプロセッサおよび特定のプログラムを読み込むことによって特定の機能を実行する汎用のＣＰＵを含む。制御部２５は、撮像素子２３からの出力信号（撮像画像）に対して、所定の画像処理を施す。例えば、所定の画像処理は、露出調整処理、ホワイトバランス処理、色補間処理、歪み補正処理、視点変換処理、切り出し処理、および被写体認識処理など、多様な画像処理を含み得る。
上述した撮像素子２３および制御部２５は、動作中に発熱する発熱体である。撮像素子２３および制御部２５は、上述した撮像光学系１２、筐体１３、および封止部材１９、２２によって密閉された撮像装置１１の内部空間に配置される。このため、撮像素子２３および制御部２５で発生した熱は、筐体１３を介して撮像装置１１の外部に放熱される。本実施形態において、撮像素子２３および制御部２５で発生した熱は、筐体１３の内壁２９（例えば、側壁部１６の径方向内側）に直接接触する基板１５を介して、筐体１３まで伝導する。しかしながら、基板１５ではなく撮像素子２３または制御部２５が、筐体１３の内壁２９に直接接触するように配置されてもよい。あるいは、例えば図３に示すように、撮像素子２３、制御部２５、または基板１５が、伝熱部材３３を介して筐体１３の内壁２９に接触してもよい。伝熱部材３３は、例えば金属、セラミックス、または有機材料など、熱伝導率が比較的高い任意の材料を用いて形成される。
フィラー、筐体１３、および筐体１３の成型方法の詳細について説明する。
フィラーは、筐体１３の成型に用いる樹脂基材に含有される熱伝導性のフィラーである。フィラーには、例えばアルミナ（酸化アルミニウム）または窒化ホウ素など、筐体１３の成型に用いる樹脂と比較して熱伝導性が大きい任意の材料が採用可能である。フィラーは、例えば針状、柱状、または板状など、１つの軸方向に長い任意の形状（長手形状）を有する。以下、当該軸方向をフィラーの長手方向ともいう。樹脂基材に含有されたフィラーの長手方向は、樹脂成型の際に樹脂流れの方向に略揃えられる。このため、成型された樹脂に熱が伝導する場合、樹脂流れの方向、すなわちフィラーの長手方向が略揃えられた方向に熱が比較的容易に伝導する。
筐体１３は、上述したように側壁部１６および底壁部１７を有する。以下、説明の簡便のため、例えば図４に示すように、座面部１８および突出部２０を省略した筐体１３の構成について説明する。筐体１３は、第１部分２６および第２部分２７を含む。第１部分２６は、例えば側壁部１６および底壁部１７の少なくとも一方の、筐体１３の外部に面する部分である。第１部分２６は、筐体１３の外壁２８の一部を構成する。第２部分２７は、筐体１３の内部に面する部分である。第２部分２７は、筐体１３の内壁２９を構成する。
後述するように、第１部分２６および第２部分２７は、第２部分２７の成型時に第１部分２６に相当する部材（インサート部材）が金型内に配置され、インサート成型によって一体的に成型される。インサート部材は、第２部分２７と同様に、上述したフィラーを含む樹脂で成型される。第１部分２６においてフィラー３４の長手方向が筐体１３の内側から外側へ向かう方向に沿って位置し、且つ第２部分２７においてフィラー３４の長手方向が筐体１３の内壁２９に沿って位置するように、筐体１３が成型される。図４においては説明のため、フィラー３４を実際よりも大きく、且つ簡略化した形状で模式的に図示している。実際には、多数の微小なフィラー３４が、樹脂中において例えば略均一に分散している。以下、第１部分２６および第２部分２７を含む筐体１３の成型方法について、具体的に説明する。
第１部分２６に相当するインサート部材について説明する。上述したフィラーを含有する樹脂基材を用いて、例えば柱形状のバルクが成型される。バルクの成型において、例えば柱形状の一端にゲートが形成されており、柱形状の長手方向に樹脂が流れる。したがって、柱形状の長手方向とフィラーの長手方向とが略一致したバルクが成型される。バルクの成型後、例えばバルクの長手方向に略垂直な面に沿ってバルクが切断されて、板形状のインサート部材が得られる。したがって、インサート部材において、板形状の面に垂直な方向に沿ってフィラーの長手方向が位置している。
上述したインサート部材を用いた筐体１３のインサート成型について説明する。本実施形態において、筐体１３の成型には、インサート部材と同一のフィラーおよび樹脂基材が用いられる。しかしながら、インサート部材と異なるフィラーおよび樹脂基材が用いられてもよい。
例えば図５に示すように、筐体１３を成型するための金型内に、インサート部材３０が配置される。詳細には、例えばインサート部材３０の板形状の面が、成型される筐体１３の外部に露出するように、インサート部材３０が金型内に配置される。したがって、インサート部材３０は、成型される筐体１３の外壁２８の一部を構成する。インサート部材３０の配置後、樹脂基材が射出され、金型内の空間に樹脂基材が充填される。充填後に硬化した樹脂は、筐体１３の内壁２９を構成する。
ゲート３１を介して金型内に流入する樹脂基材は、成型される筐体１３の内壁２９に沿う方向に流れる。したがって、充填後に硬化した樹脂内のフィラーの長手方向が、成型される筐体１３の内壁２９に沿って位置する。
上述のようにして成型された筐体１３において、インサート部材３０が、上述した第１部分２６を構成する。充填後に硬化した樹脂が、上述した第２部分２７を構成する。したがって、筐体１３の外部に面する第１部分２６において、フィラーの長手方向が筐体１３の内側から外側へ向かう方向に沿って位置する。一方、筐体１３の内部に面する第２部分２７において、フィラーの長手方向が筐体１３の内壁２９に沿って位置する。
以上述べたように、本実施形態に係る撮像装置１１の筐体１３は、フィラーを含有する樹脂を用いて成型される。筐体１３の外部に面する第１部分２６において、フィラーの長手方向が筐体１３の内側から外側へ向かう方向に沿って位置する。一方、筐体１３の内部に面する第２部分２７において、フィラーの長手方向が筐体１３の内壁２９に沿って位置する。かかる構成によれば、以下に説明するように、筐体１３の放熱性能が向上する。
上述したように、フィラーを含有する樹脂基材を用いた樹脂成型の際、樹脂流れの方向に沿ってフィラーの長手方向が揃う。フィラーの長手方向が略揃えられた方向に熱が容易に伝導する。従来技術によって筐体が成型される場合、ゲートを介して金型内に流入する樹脂基材は、成型される筐体の内壁に沿う方向に流れる。したがって、従来技術では、筐体の内部から外部へ向かう方向にフィラーの長手方向が揃わず、筐体の内部から外部への放熱性能が必ずしも十分でない場合がある。
一方、本発明の一実施形態に係る筐体１３によれば、筐体１３内部に収容された撮像素子２３および制御部２５などの発熱体から発生した熱は、最初に筐体１３の内部に面する第２部分２７まで到達する。続いて、フィラーの長手方向が筐体１３の内壁２９に沿って位置する第２部分２７において、筐体１３の内壁２９に沿って筐体１３の内壁２９全体に熱が伝導する。続いて、第２部分２７から第１部分２６に熱が伝導する。そして、フィラーの長手方向が筐体１３の内側から外側へ向かう方向に沿って位置する第１部分２６において、筐体１３の内側から外側へ向かう方向に熱が伝導し、筐体１３の外部に放熱される。このように、第１部分２６を介して筐体１３の外部に放熱されるので、従来技術と比較して、筐体１３の内部から外部へ熱が容易に伝導し、筐体１３の放熱性能が向上する。
また、発熱体が直接または伝熱部材３３を介して筐体１３の内壁２９に接触するように撮像装置１１を構成することによって、撮像装置１１の放熱性能がさらに向上する。
また、発熱体が搭載された基板１５が直接または伝熱部材３３を介して筐体１３の内壁２９に接触するように撮像装置１１を構成することによって、撮像装置１１の放熱性能がさらに向上する。このとき、伝熱部材３３は、基板１５よりも高い熱伝導率を有しているとよい。
本発明を諸図面や実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各手段、各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の手段やステップなどを１つに組み合わせたり、あるいは分割したりすることが可能である。
例えば、上述したインサート部材３０の、成型される筐体１３の内側に向く面には、図６に示すように溝部３２が形成されてもよい。図６において、金型内に流入する樹脂基材は、紙面の手前から奥に向かう方向に流れる。溝部３２が延びる方向と、樹脂基材が流れる方向と、が略一致するように、インサート部材３０が金型内に配置される。かかる構成によって、インサート部材３０と、充填後に硬化した樹脂と、の接触面積が拡大し、熱伝導性能が向上するので、筐体１３の放熱性能がさらに向上する。
また、上述した実施形態に係る筐体１３は、車両１０に備えられる撮像装置１１に限られず、発熱体を収容する多様な装置に採用可能である。
１０ 車両
１１ 撮像装置
１２ 撮像光学系
１３ 筐体
１４ 押さえ部材
１５ 基板
１６ 側壁部
１７ 底壁部
１８ 座面部
１９ 封止部材
２０ 突出部
２１ 配線
２２ 封止部材
２３ 撮像素子
２４ 通信部
２５ 制御部
２６ 第１部分
２７ 第２部分
２８ 外壁
２９ 内壁
３０ インサート部材
３１ ゲート
３２ 溝部
３３ 伝熱部材
３４ フィラー
１１ 撮像装置
１２ 撮像光学系
１３ 筐体
１４ 押さえ部材
１５ 基板
１６ 側壁部
１７ 底壁部
１８ 座面部
１９ 封止部材
２０ 突出部
２１ 配線
２２ 封止部材
２３ 撮像素子
２４ 通信部
２５ 制御部
２６ 第１部分
２７ 第２部分
２８ 外壁
２９ 内壁
３０ インサート部材
３１ ゲート
３２ 溝部
３３ 伝熱部材
３４ フィラー
Claims (7)
- 長手形状を有するフィラーを含有する樹脂を含んでなる筐体と、
前記筐体に設けられた開口に固定される撮像光学系と、
前記筐体の内部に収容され、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、を備え、
前記筐体の外部に面する第１部分において前記フィラーの長手方向が前記筐体の内側から外側へ向かう方向に沿って位置し、前記筐体の内部に面する第２部分において前記フィラーの長手方向が前記筐体の内壁に沿って位置する撮像装置。 - 請求項１に記載の撮像装置であって、
前記撮像素子が、直接または伝熱部材を介して、前記筐体の内壁に接触する、撮像装置。 - 請求項１または２に記載の撮像装置であって、
前記撮像素子または前記撮像素子からの出力信号を処理する素子が搭載された基板をさらに備え、
前記基板が、直接または伝熱部材を介して、前記筐体の内壁に接触する、撮像装置。 - 長手形状を有するフィラーを含有する樹脂を含んでなる筐体と、前記筐体に設けられた開口に固定される撮像光学系と、前記筐体の内部に収容され、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、を有する撮像装置を備え、
前記筐体の外部に面する第１部分において前記フィラーの長手方向が前記筐体の内側から外側へ向かう方向に沿って位置し、前記筐体の内部に面する第２部分において前記フィラーの長手方向が前記筐体の内壁に沿って位置する、車両。 - 請求項４に記載の車両であって、
前記撮像素子が、直接または伝熱部材を介して、前記筐体の内壁に接触する、車両。 - 請求項４または５に記載の車両であって、
前記撮像素子または前記撮像素子からの出力信号を処理する素子が搭載された基板をさらに備え、
前記基板が、直接または伝熱部材を介して、前記筐体の内壁に接触する、車両。 - 長手形状を有するフィラーを含有する樹脂を含んでなる筐体であって、
前記筐体の外部に面する第１部分において前記フィラーの長手方向が前記筐体の内側から外側へ向かう方向に沿って位置し、前記筐体の内部に面する第２部分において前記フィラーの長手方向が前記筐体の内壁に沿って位置する、筐体。
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