KR20210091138A - 차량 탑재 카메라 - Google Patents

Abstract

본 발명의 과제는 메인 기판과 촬상 소자 기판을 접속하는 플렉시블 기판에 가해지는 응력을 양호하게 흡수 가능한 차량 탑재 카메라를 제공하는 것이다. 차량 탑재 카메라는, 촬상 소자 기판과, 메인 기판과, 플렉시블 기판을 구비한다. 상기 촬상 소자 기판은 제1 단자를 갖는다. 상기 메인 기판은 제2 단자를 갖는다. 상기 플렉시블 기판은, 상기 제1 단자에 접속되는 제1 접속부와, 상기 제2 단자에 접속되는 제2 접속부와, 상기 제1 접속부와 상기 제2 접속부 사이에 위치하고, 전개 상태에 있어서 서로 교차하는 제1 및 제2 굴곡축을 따라 굴곡되는 제1 및 제2 굴곡부를 갖는다. 이 차량 탑재 카메라에서는, 플렉시블 기판에 가해지는 임의의 방향의 응력을 흡수 가능하다.

Description

차량 탑재 카메라

본 기술은, 이동체의 외부 환경을 촬상 가능한 차량 탑재 카메라에 관한 것이다.

자동차의 구동 제어를 위해 프론트 카메라를 이용하는 기술이 알려져 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조). 특허문헌 1에 기재된 프론트 카메라에서는, 촬상 소자 기판이 촬상 소자를 전방을 향하게 한 상태로 렌즈의 후방에 배치된다. 이에 의해, 이 프론트 카메라에서는, 전방의 외부 환경으로부터 렌즈에 입사하는 광을 촬상 소자에 입사시킬 수 있다.

이 프론트 카메라는, 구동 제어를 통괄하는 메인 기판을 갖는다. 메인 기판은, 렌즈 및 촬상 소자 기판의 하방에, 수평 방향으로 연장되어 있다. 촬상 소자 기판은, 상하 방향으로 연장되는 플렉시블 기판에 의해 메인 기판에 접속되어 있다. 이에 의해, 이 프론트 카메라에서는, 촬상 소자 기판과 메인 기판 사이에서의 신호의 송수가 가능하게 된다.

일본 특허 공개 제2018-45482호 공보

일반적으로, 플렉시블 기판은, 두께 방향으로 유연성을 갖기는 하지만, 두께 방향과 직교하는 면내 방향으로는 유연성을 갖지 않는다. 이 때문에, 상기와 같은 프론트 카메라의 플렉시블 기판에서는, 전후 방향으로 가해지는 응력은 흡수하기는 하지만, 좌우 방향으로 가해지는 부하 응력은 흡수할 수 없어, 촬상 소자 기판 및 메인 기판에 대한 접속부에 부하가 가해진다.

이상과 같은 사정을 감안하여, 본 기술의 목적은, 메인 기판과 촬상 소자 기판을 접속하는 플렉시블 기판에 가해지는 응력을 양호하게 흡수 가능한 차량 탑재 카메라를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 기술의 일 형태에 관한 차량 탑재 카메라는, 촬상 소자 기판과, 메인 기판과, 플렉시블 기판을 구비한다.

상기 촬상 소자 기판은 제1 단자를 갖는다.

상기 메인 기판은 제2 단자를 갖는다.

상기 플렉시블 기판은, 상기 제1 단자에 접속되는 제1 접속부와, 상기 제2 단자에 접속되는 제2 접속부와, 상기 제1 접속부와 상기 제2 접속부 사이에 위치하여, 전개 상태에 있어서 서로 교차하는 제1 및 제2 굴곡축을 따라 굴곡되는 제1 및 제2 굴곡부를 갖는다.

이 구성에서는, 플렉시블 기판에 가해지는 응력을 제1 및 제2 굴곡부에 의해 흡수할 수 있다. 특히, 제1 및 제2 굴곡부는, 서로 교차하는 제1 및 제2 굴곡축을 따라 굴곡되는 구성에 의해, 플렉시블 기판에 가해지는 임의의 방향의 응력을 흡수 가능하다. 이러한 플렉시블 기판을 갖는 차량 탑재 카메라에서는, 높은 신뢰성이 얻어진다.

상기 플렉시블 기판은, 상기 제1 굴곡부가 마련된 제1 연장부와, 상기 제2 굴곡부가 마련된 제2 연장부를 더 가져도 된다. 상기 플렉시블 기판의 상기 전개 상태에 있어서, 상기 제1 연장부가 상기 제1 굴곡축과 직교하는 방향으로 연장되고, 상기 제2 연장부가 상기 제2 굴곡축과 직교하는 방향으로 연장되어 있어도 된다.

상기 플렉시블 기판의 상기 전개 상태에 있어서, 상기 제1 굴곡축과 상기 제2 굴곡축이 서로 직교해도 된다.

상기 차량 탑재 카메라는, 상기 촬상 소자 기판의 두께 방향으로 연장되는 광축을 갖는 광학 유닛을 더 구비해도 된다.

상기 촬상 소자 기판은 수정 발진기를 더 가져도 된다. 상기 플렉시블 기판은 상기 수정 발진기 위를 지나지 않아도 된다.

도 1은 본 기술의 일 실시 형태에 관한 차량 탑재 카메라가 탑재된 자동차의 사시도이다.
도 2는 상기 차량 탑재 카메라의 사시도이다.
도 3은 상기 차량 탑재 카메라를 장착 가능한 브래킷의 사시도이다.
도 4는 상기 차량 탑재 카메라의 분해 사시도이다.
도 5는 상기 차량 탑재 카메라의 프레임의 사시도이다.
도 6은 상기 차량 탑재 카메라의 메인 기판의 사시도이다.
도 7은 상기 차량 탑재 카메라의 촬상부의 사시도이다.
도 8은 상기 차량 탑재 카메라의 메인 기판 및 촬상부를 프레임에 설치한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 9는 상기 차량 탑재 카메라의 압박 부재의 사시도이다.
도 10은 도 8에 나타내는 프레임에 압박 부재를 설치한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 11은 상기 차량 탑재 카메라의 보텀 케이스의 사시도이다.
도 12는 도 10에 나타내는 프레임에 보텀 케이스를 설치한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 13은 상기 차량 탑재 카메라의 실드 플레이트의 사시도이다.
도 14는 도 12에 나타내는 프레임에 실드 플레이트를 설치한 상태를 나타내는 사시도이다.
도 15는 상기 차량 탑재 카메라의 프론트 케이스의 사시도이다.
도 16은 상기 촬상부의 플렉시블 기판의 전개도이다.
도 17은 상기 플렉시블 기판의 사시도이다.
도 18은 상기 메인 기판 및 상기 촬상부의 사시도이다.
도 19는 상기 메인 기판 및 상기 촬상부의 평면도이다.
도 20은 상기 메인 기판 및 상기 촬상부의 저면도이다.
도 21은 상기 실시 형태의 변형예에 관한 플렉시블 기판의 전개도이다.
도 22는 상기 변형예에 관한 플렉시블 기판의 사시도이다.
도 23은 상기 프레임의 도 5의 A-A'선을 따른 단면도이다.
도 24는 상기 차량 탑재 카메라의 제1 캡 부재의 분해 사시도이다.
도 25는 도 23에 나타내는 프레임에 제1 캡 부재를 설치한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 26은 상기 제1 캡 부재의 제조 과정을 나타내는 단면도이다.
도 27은 상기 차량 탑재 카메라의 제2 및 제3 캡 부재의 분해 사시도이다.
도 28은 도 25에 나타내는 프레임에 제2 및 제3 캡 부재를 설치한 상태를 나타내는 단면도이다.
도 29는 본 기술의 일 실시 형태에 관한 구동 제어 시스템에 있어서의 운전 보조 기능을 실현 가능한 구성을 나타내는 블록도이다.
도 30은 상기 구동 제어 시스템에 의한 구동 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.
도 31은 상기 구동 제어 시스템의 산출 처리부에 의한 선행 차량과의 차간 거리의 산출 방법의 일례를 설명하기 위한 도면이다.
도 32는 상기 구동 제어 시스템에 있어서의 자동 운전 기능을 실현 가능한 구성을 나타내는 블록도이다.
도 33은 상기 구동 제어 시스템에 의한 구동 제어 방법을 나타내는 흐름도이다.

이하, 본 기술의 일 실시 형태에 대하여 도면을 참조하면서 설명한다. 각 도면에는, 적절히 서로 직교하는 X축, Y축 및 Z축이 나타나 있다.

[차량 탑재 카메라(1)의 전체 구성]

도 1은, 본 기술의 일 실시 형태에 관한 차량 탑재 카메라(1)를 탑재한 자동차(M)의 사시도이다. 자동차(M)는, 투명한 유리 창으로서, 전방에 배치된 윈드실드(프론트 윈도우) M01과, 후방에 배치된 리어 윈도우 M02와, 양측에 배치된 사이드 윈도우 M03을 갖는다.

차량 탑재 카메라(1)는, 윈드실드 M01의 내면에 설치된 프론트 센싱 카메라이다. 차량 탑재 카메라(1)는, 윈드실드 M01의 폭 방향 중앙 영역의 상측에 배치되어 있다. 이에 의해, 차량 탑재 카메라(1)는, 운전자의 시계를 차단하는 일 없이, 자동차(M)의 전방의 풍경을 양호하게 촬상할 수 있다.

차량 탑재 카메라(1)가 탑재되는 자동차(M)는, 주행 기능을 실현하기 위해, 그 내부에, 엔진이나 모터 등을 포함하는 구동력 발생 기구 M11, 제동 기구 M12, 스티어링 기구 M13 등을 구비한다. 또한, 자동차(M)는, 주위의 정보를 검출하기 위한 주위 정보 검출부나, 위치 정보를 생성하기 위한 측위부 등을 구비하고 있어도 된다.

도 2는, 윈드실드 M01에 설치하기 전의 차량 탑재 카메라(1)의 사시도이다. 차량 탑재 카메라(1)는, 프론트 케이스(11) 및 보텀 케이스(12)를 갖는다. 프론트 케이스(11)는, 보텀 케이스(12)의 Z축 방향 상측을 덮는 커버 부재로서 구성된다. 또한, 차량 탑재 카메라(1)는, 렌즈 R을 보유 지지하는 광학 유닛(141)을 포함하는 촬상부(14)를 갖는다.

프론트 케이스(11)는, X-Y 평면을 따라 연장되는 평탄부(111)와, X축 방향 후방에 배치되어, 평탄부(111)로부터 Z축 방향 상방으로 돌출되는 상자형의 수용부(112)를 갖는다. 수용부(112)는, 주로 그 내부에 형성된 공간에, 촬상부(14) 등의 차량 탑재 카메라(1)의 각 구성을 수용하고 있다.

수용부(112)에는, X축 방향 전방을 향한 정면의 Y축 방향 중앙부에, X축 방향으로 관통하는 렌즈 구멍(113)이 형성되어 있다. 렌즈 구멍(113)에는, 촬상부(14)의 광학 유닛(141)이 수용부(112)의 내측으로부터 삽입 관통되어 있다. 이에 의해, 차량 탑재 카메라(1)에서는, 광학 유닛(141)의 렌즈 R이 X축 방향 전방을 향해 외부 공간에 노출된다.

또한, 수용부(112)에는, Y축 방향을 향한 양측면에 각각, Y축 방향 외향으로 돌출되는 돌출부(114)가 마련되어 있다. 또한, 평탄부(111)의 X축 방향 전방 에지부의 Y축 방향 중앙부에는, X축 방향 전방으로 연장 돌출되는 연장 돌출편(115)이 마련되어 있다. 돌출부(114) 및 연장 돌출편(115)은, 차량 탑재 카메라(1)의 설치를 위해 사용된다.

도 3은, 차량 탑재 카메라(1)를 자동차(M)의 윈드실드 M01의 내면에 설치하기 위한 브래킷(2)의 사시도이다. 브래킷(2)은, 윈드실드 M01의 내면에 고정되어 있다. 브래킷(2)은, 돌출부(114)와 걸림 결합 가능한 걸림 결합 구멍(2a)과, 연장 돌출편(115)과 걸림 결합 가능한 V자형의 걸림 결합 구멍(2b)을 갖는다.

차량 탑재 카메라(1)는, 프론트 케이스(11)를 윈드실드 M01측을 향하게 한 상태로, 도 3에 블록 화살표로 나타내는 방향으로 브래킷(2)에 삽입된다. 그리고, 차량 탑재 카메라(1)는, 연장 돌출편(115)이 걸림 결합 구멍(2b)에 삽입되고, 돌출부(114)가 걸림 결합 구멍(2a)에 내측으로부터 끼워 넣어짐으로써, 브래킷(2)에 고정된다.

이와 같이, 차량 탑재 카메라(1)는, 윈드실드 M01의 내면을 따라, 수평 방향 전방을 향해 연직 방향 하방으로 기울도록 설치된다. 이에 의해, 차량 탑재 카메라(1)의 윈드실드 M01로부터의 돌출량을 작게 억제할 수 있기 때문에, 운전자의 더 넓은 시야의 확보 및 차내 공간의 유효 이용 등의 관점에서 유리해진다.

[차량 탑재 카메라(1)의 각 부의 구성]

도 4는, 차량 탑재 카메라(1)의 분해 사시도이다. 차량 탑재 카메라(1)는, 프레임(20)과, 메인 기판(13)과, 압박 부재(15)와, 실드 플레이트(16)를 더 갖는다. 프레임(20)은, 차량 탑재 카메라(1)의 골격을 이루고, 프론트 케이스(11), 보텀 케이스(12), 메인 기판(13), 촬상부(14), 압박 부재(15) 및 실드 플레이트(16)를 보유 지지한다.

도 5는 프레임(20)의 사시도이다. 프레임(20)은, 판금 가공품인 것이 바람직하고, 예를 들어 스테인리스 등의 금속의 박판재에 소성 가공을 가함으로써 형성된다. 프레임(20)은, X-Y 평면을 따라 연장되는 평탄부(21)와, 프론트 케이스(11)의 수용부(112) 내에서 평탄부(21)로부터 Z축 방향 상방으로 융기하는 융기부(22)를 갖는다.

융기부(22)는, 전방벽부(23)와, 후방벽부(24)와, 상벽부(25)를 갖는다. 전방벽부(23) 및 후방벽부(24)는, 각각 Y-Z 평면을 따라 연장되는 평판형이고, 서로 X축 방향으로 대향한다. 상벽부(25)는, X-Y 평면을 따라 연장되는 평판형이고, 전방벽부(23) 및 후방벽부(24)의 Z축 방향 상단부를 서로 접속한다.

전방벽부(23)에는, Y축 방향 중앙부에, X축 방향으로 관통하는 렌즈 구멍(231)이 형성되어 있다. 렌즈 구멍(231)은, 프론트 케이스(11)의 렌즈 구멍(113)의 X축 방향 후방에 인접하여 배치된다. 프레임(20)의 렌즈 구멍(231) 및 프론트 케이스(11)의 렌즈 구멍(113)에는, 촬상부(14)의 광학 유닛(141)이 삽입 관통된다.

또한, 전방벽부(23)에는, 렌즈 구멍(231)에 인접하는 위치에, X축 방향으로 관통하는 관통 구멍부(232)가 형성되어 있다. 또한, 전방벽부(23)에는, Y축 방향 양단부에 각각, X축 방향으로 관통하는 한 쌍의 관통 구멍부(233)가 형성되어 있다. 관통 구멍부(233)는, 촬상부(14) 및 프론트 케이스(11)를 고정하기 위해 사용된다.

상벽부(25)에는, 중앙 영역에, Z축 방향으로 관통하는 개구부(251)가 형성되어 있다. 개구부(251)는, 상벽부(25)의 Z축 방향 상방으로부터 융기부(22) 내의 공간에 액세스 가능하도록 넓게 개구되어 있다. 개구부(251)에는 압박 부재(15)가 끼워 넣어지기 때문에, 개구부(251)의 에지부는 압박 부재(15)에 대응한 형상으로 형성된다.

또한, 프레임(20)에는, 차량 탑재 카메라(1)의 각 부를 고정하기 위한 나사 구멍부(211, 212, 241, 252)가 형성되어 있다. 나사 구멍부(211, 212)는, 평탄부(21)와 연결되어 있는 X축 방향 전방 및 후방의 영역에 마련되어, Z축 방향으로 관통하고 있다. 나사 구멍부(241)는, 후방벽부(24)에 마련되어, X축 방향으로 관통하고 있다. 나사 구멍부(252)는, 상벽부(25)에 마련되어, Z축 방향으로 관통하고 있다.

더 상세하게, 나사 구멍부(211)는, 평탄부(21)의 X축 방향 전방의 영역의 Y축 방향 양단부에 각각 마련되어, 메인 기판(13) 및 보텀 케이스(12)를 고정하기 위해 사용된다. 나사 구멍부(212)는, 평탄부(21)의 X축 방향 후방의 영역의 Y축 방향 양단부에 각각 마련되어, 메인 기판(13)을 고정하기 위해 사용된다.

나사 구멍부(241)는, 후방벽부(24)의 Y축 방향 양단부에 각각 마련되어, 보텀 케이스(12)를 고정하기 위해 사용된다. 나사 구멍부(252)는, 상벽부(25)의 Y축 방향 양단부에 각각 마련되어, 실드 플레이트(16)를 고정하기 위해 사용된다. 각 나사 구멍부(211, 212, 241, 252)는, 사용하는 나사 부재 S를 따른 암나사 형상으로 형성된다.

각 나사 구멍부(211, 212, 241, 252)로의 각 부재의 고정을 위해 사용하는 나사 부재 S는, 각각 임의로 결정 가능하다. 전형적으로는, 나사 부재 S는, 헤드부에 형성된 홈에 걸림 결합시킨 드라이버를 회전시킴으로써 각 나사 구멍부(211, 212, 241, 252)에 나사 삽입함으로써 체결 가능하게 구성된 수나사이다.

또한, 프레임(20)에는, 평탄부(21)의 Y축 방향 양 에지부로부터 Z축 방향 하방으로 굴곡되는 측판(26)이 형성되어 있다. 측판(26)은, X-Z 평면을 따라 연장되고, X축 방향으로 가늘고 긴 평판형이다. 측판(26)은, 후술하는 보텀 케이스(12)의 측판(123)과의 사이에 실드 플레이트(16)를 끼움 지지하기 위해 사용된다.

도 6은, 메인 기판(13)의 사시도이다. 메인 기판(13)은, X-Y 평면을 따라 연장되는 평판형의 기재(131)를 갖는다. 기재(131)로서는, 각종 세라믹 기판이나 각종 플라스틱 기판 등을 이용 가능하다. 기재(131)의 Z축 방향 상방을 향한 실장면에는, 후술하는 촬상부(14)의 촬상 소자 기판(142)에 접속되는 단자(132)가 마련되어 있다.

또한, 기재(131)의 실장면에는, MCU(Micro Controller Unit)(133)와, 전원부(136)가 마련되어 있다. 또한, 기재(131)의 실장면(Z축 방향 양면)에는, 상기한 구성 이외에도, 차량 탑재 카메라(1)의 각종 기능의 실현에 필요한 전자 부품이 실장된다. 이러한 전자 부품으로서는, 예를 들어 각종 IC나 메모리나 드라이버 등을 들 수 있다.

기재(131)에는, Z축 방향으로 관통하는 관통 구멍부(134, 135)가 형성되어 있다. 관통 구멍부(134)는, X축 방향 전단부의 Y축 방향 양단부에 각각 마련되어, 프레임(20)의 나사 구멍부(211)에 고정된다. 관통 구멍부(135)는, X축 방향 후단부의 Y축 방향 양단부에 각각 마련되어, 프레임(20)의 나사 구멍부(212)에 고정된다.

도 7은, 촬상부(14)의 사시도이다. 촬상부(14)는, 홀더(30)와, 광학 유닛(141)과, 촬상 소자 기판(142)과, 플렉시블 기판(50)을 갖는다. 홀더(30)는, 광학 유닛(141)과, 촬상 소자 기판(142)을 보유 지지한다. 플렉시블 기판(50)은, 촬상 소자 기판(142)에 접속되어 있다.

광학 유닛(141)은, 광축을 공통으로 하는 렌즈 R 등의 광학 부품을 포함하고, 광축 방향을 따라 연장되는 원기둥형이다. 홀더(30)는, 광학 유닛(141)을 보유 지지하는 보유 지지부(31)를 갖는다. 보유 지지부(31)는, Y축 방향 중앙부에 위치하여, 광학 유닛(141)의 후단부의 외주면을 전체 둘레에 걸쳐서 간극 없이 보유 지지하는 대략 원형의 개구부로서 구성된다.

또한, 홀더(30)는, 한 쌍의 기둥형부(32)와, 한 쌍의 나사 구멍부(33)를 갖는다. 기둥형부(32)는, 홀더(30)의 X축 방향 전방을 향한 정면의 Y축 방향 양단부에 각각 마련되어, X축 방향 전방으로 돌출되는 원기둥형으로 형성된다. 나사 구멍부(33)는, 각 기둥형부(32)의 X축 방향 전방을 향한 선단부로부터 후방을 향해 형성되어 있다.

또한, 홀더(30)는, 한 쌍의 규제면(34)을 갖는다. 규제면(34)은, 각 기둥형부(32)의 X축 방향 후단부의 주위로 각각 연장된다. 각 규제면(34)은, 공통의 평면 위에 위치한다. 또한, 홀더(30)는, 정면측으로부터 Z축 방향 후방을 향해 형성된 나사 구멍부(35)를 더 갖는다. 나사 구멍부(35)는, 프레임(20)의 관통 구멍부(232)에 임시 고정된다.

홀더(30)의 기둥형부(32) 및 규제면(34)은, 프레임(20)에 대한 촬상부(14) 및 프론트 케이스(11)의 위치 결정에 사용된다. 따라서, 홀더(30)는, 촬상부(14) 및 프론트 케이스(11)의 정확한 위치 결정을 위해, 정확한 형상으로 형성될 필요가 있다. 이 때문에, 홀더(30)로서는, 알루미늄 등의 금속의 다이캐스트품을 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 홀더(30)의 규제면(34)으로서는, 금속 다이캐스트의 절삭면을 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 홀더(30)로서는, 정밀도가 높은 수지 성형품을 사용할 수도 있다.

촬상 소자 기판(142)은, 광학 유닛(141)의 광축과 직교하는 평면을 따른 평판형이고, 홀더(30)의 배면에 배치되어 있다. 촬상 소자 기판(142)에는, X축 방향 전방을 향한 실장면에 촬상 소자가 실장되어 있다. 이에 의해, 차량 탑재 카메라(1)의 전방의 외부 환경으로부터 광학 유닛(141)에 입사되는 광을 촬상 소자에 입사시킬 수 있다.

촬상 소자 기판(142)에 실장되는 촬상 소자는, 특정 종류에 한정되지 않는다. 촬상 소자로서는, 예를 들어 CCD(Charge Coupled Device)나 CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 등을 사용할 수 있다. 촬상 소자 기판(142)의 기재로서는, 각종 세라믹 기판이나 각종 플라스틱 기판 등을 이용 가능하다.

또한, 본 기술의 차량 탑재 카메라(1)의 구성은, 촬상 소자가 세로 4.32㎜, 가로 8.64㎜의 사이즈(1/1.7형)이고 수M 픽셀 이상(특히, 7M 픽셀 이상)의 화소수를 갖고, 또한 광학 유닛(141)의 초점 위치 어긋남의 허용 범위가 수㎛(예를 들어, ±3㎛) 이내인 경우에 특히 적합하다. 또한, 본 기술의 차량 탑재 카메라(1)의 구성은, 촬상 소자가 1/1.7형이고 화소수가 7M 픽셀인 구성보다도 화소의 밀도가 높고, 또한 광학 유닛(141)의 초점 위치 어긋남의 허용 범위가 수㎛(예를 들어, ±3㎛) 이내인 경우에도 특히 적합하다.

또한, 촬상 소자 기판(142)에는, 촬상 소자 이외에도, 촬상부(14)의 기능의 실현에 필요한 다른 각종 부품을 실장할 수 있다. 예를 들어, 촬상 소자 기판(142)에는, 화상 처리 등을 실행 가능한 처리부 등을 실장할 수 있다. 플렉시블 기판(50)은, 촬상 소자 기판(142)과 메인 기판(13)의 단자(132)를 접속한다.

도 8은, 프레임(20)에 메인 기판(13) 및 촬상부(14)를 설치한 상태를 나타내는 사시도이다. 촬상부(14)는, 프레임(20)의 전방벽부(23)에, X축 방향 후방으로부터 설치된다. 그때, 광학 유닛(141)이 렌즈 구멍(231)에 X축 방향 전방으로 삽입 관통되고, 기둥형부(32)가 관통 구멍부(233)에 X축 방향 전방으로 삽입 관통된다.

촬상부(14)는, 프레임(20)의 관통 구멍부(232)에 X축 방향 전방으로부터 삽입된 나사 부재 S를 홀더(30)의 나사 구멍부(35)에 체결함으로써, 프레임(20)에 임시 고정된다. 또한, 완성품의 차량 탑재 카메라(1)에서는, 촬상부(14)의 프레임(20)으로의 임시 고정용의 나사 부재 S는 필요없게 되지만, 제조 프로세스의 편의상, 남겨 두어도 지장없다.

메인 기판(13)은, 관통 구멍부(135)에 Z축 방향 하방으로부터 삽입된 나사 부재 S를 프레임(20)의 나사 구멍부(212)에 체결함으로써, 프레임(20)에 고정된다. 또한, 메인 기판(13)의 관통 구멍부(134)는, 후속 공정에서 프레임(20)의 나사 구멍부(211)에 나사 고정되기 때문에, 이 단계에서는 프레임(20)에 고정되지 않는다.

촬상부(14)의 플렉시블 기판(50)은, 도 8에 나타내는 상태에 있어서, 메인 기판(13)의 단자(132)에 접속된다. 플렉시블 기판(50)에는, Z축 방향 상방으로부터 프레임(20)의 개구부(251)를 통해 액세스 가능하다. 또한, 차량 탑재 카메라(1)에서는, 플렉시블 기판(50)을 메인 기판(13) 위에 고정하기 위해 압박 부재(15)를 사용한다.

도 9는, 압박 부재(15)의 사시도이다. 압박 부재(15)는, 예를 들어 수지 재료 등에 의해 형성된다. 압박 부재(15)는, Z축 방향 하방을 향한 가압부(151a)와, X축 방향 전방을 향한 가압부(151b)를 갖는다. 가압부(151a, 151b)에는, 쿠션재 E가 설치되어 있다. 압박 부재(15)는, 가압부(151a)에 의해 플렉시블 기판(50)의 한쪽의 접속 단자부를 메인 기판(13)에 압박하고, 가압부(151b)에 의해 플렉시블 기판(50)의 다른 쪽의 접속 단자부를 촬상 소자 기판(142)에 압박한다. 이에 의해, 플렉시블 기판(50)이 메인 기판(13) 및 촬상 소자 기판(142)에 고정된다.

압박 부재(15)는, Z축 방향 상부에 마련된 걸림 결합판(152) 및 걸림 결합편(153)을 갖는다. 걸림 결합판(152)은, X-Y 평면을 따라 연장되고, X축 방향으로 가늘고 긴 평판형이다. 걸림 결합편(153)은, Y축 방향 양단부에 각각 마련되어 있다. 각 걸림 결합편(153)은, Z축 방향으로 간격을 두고 마련되고, Y축 방향 외측을 향해 돌출되는 한 쌍의 돌출편으로 구성된다.

도 10은, 도 8에 나타내는 프레임(20)에 압박 부재(15)가 설치된 상태를 나타내는 사시도이다. 걸림 결합판(152)은, Z축 방향 상측으로부터 개구부(251)의 에지부에 걸림 결합하고, 개구부(251) 위를 X축 방향으로 걸쳐져 있다. 걸림 결합편(153)은, 개구부(251)에 끼워 넣어지고, 즉 개구부(251)의 에지부를 한 쌍의 돌출편으로 Z축 방향 상하로부터 물고 있다.

이에 의해, 압박 부재(15)는 프레임(20)에 고정된다. 압박 부재(15)는, 이 상태에 있어서, 가압부(151a, 152b)가 플렉시블 기판(50)의 각 접속 단자부를 적절하게 압박하도록 구성되어 있다. 이에 의해, 차량 탑재 카메라(1)에서는, 플렉시블 기판(50)에 의한 촬상 소자 기판(142)과 메인 기판(13)의 접속을 더 확실하게 보유 지지할 수 있다.

도 11은, 보텀 케이스(12)의 사시도이다. 보텀 케이스(12)는, 예를 들어 알루미늄 등의 금속의 박판재에 소성 가공을 가함으로써 형성된다. 보텀 케이스(12)는, 차량 탑재 카메라(1)의 저면을 구성하는 저판(121)과, 저판(121)의 에지부로부터 굴곡되는 배판(122) 및 측판(123)을 갖는다.

저판(121)은, X-Y 평면을 따라 연장되는 평판형이다. 배판(122)은, Y-Z 평면을 따라 연장되는 평판형이고, 저판(121)의 X축 방향 후단부로부터 Z축 방향 상방으로 연장된다. 측판(123)은, X-Z 평면을 따라 연장되는 평판형이고, 저판(121)의 Y축 방향 양단부로부터 각각 Z축 방향 상방으로 연장된다.

저판(121)에는, X축 방향 전단부의 Y축 방향 양단부에 각각, Z축 방향으로 관통하는 관통 구멍부(124)가 형성되어 있다. 배판(122)에는, Y축 방향 양단부에 각각, X축 방향으로 관통하는 관통 구멍부(125)가 형성되어 있다. 관통 구멍부(124, 125)는 모두, 보텀 케이스(12)를 프레임(20)에 고정하기 위해 사용된다.

도 12는, 도 10에 나타내는 프레임(20)에 보텀 케이스(12)를 설치한 상태를 나타내는 사시도이다. 도 12에 나타내는 상태에서는, 보텀 케이스(12)의 관통 구멍부(124)와, 메인 기판(13)의 관통 구멍부(134)와, 프레임(20)의 나사 구멍부(211)가, Z축 방향으로 겹침으로써, 일련의 관통 구멍을 형성하고 있다.

보텀 케이스(12)는, 관통 구멍부(125)에 X축 방향 후방으로부터 삽입된 나사 부재 S를 프레임(20)의 나사 구멍부(241)에 체결함으로써, 프레임(20)에 고정된다. 또한, 보텀 케이스(12)는, 관통 구멍부(124, 134)에 Z축 방향 하방으로부터 삽입된 나사 부재 S를 프레임(20)의 나사 구멍부(211)에 체결함으로써, 프레임(20)에 고정된다.

프레임(20)의 나사 구멍부(211)로의 나사 부재 S의 체결에 의해, 프레임(20)과 보텀 케이스(12) 사이에 끼워진 메인 기판(13)도, 프레임(20)에 고정된다. 이에 의해, 보텀 케이스(12) 및 메인 기판(13)은, 각각 X축 방향 전방 및 후방의 2개소씩에 있어서 프레임(20)에 안정적으로 고정된다.

프레임(20)의 측판(26)은, 보텀 케이스(12)의 측판(123)의 Y축 방향 내측에 배치되어 있다. 이 때문에, 프레임(20)의 측판(26)과 보텀 케이스(12)의 측판(123) 사이에는, Y축 방향의 간극 C가 형성되어 있다. 측판(26, 123) 사이의 간극 C에는 실드 플레이트(16)가 내장된다.

도 13은, 실드 플레이트(16)의 사시도이다. 실드 플레이트(16)는, 예를 들어 스테인리스 등의 금속의 박판재에 소성 가공을 가함으로써 형성된다. 실드 플레이트(16)는, 천장판(161)과, 측판(162)과, 판 스프링부(163)를 갖는다. 실드 플레이트(16)는, Y-Z 평면을 따른 대략 U자형의 단면을 갖는다.

천장판(161)은 X-Y 평면을 따라 연장된다. 측판(162)은, X-Z 평면을 따라 연장되어, 천장판(161)의 Y축 방향 양단부로부터 각각 Z축 방향 하방으로 연장된다. 천장판(161)은, 프레임(20)의 융기부(22)를 Z축 방향 상방으로부터 덮고, 개구부(251)를 폐색한다. 측판(162)은, 프레임(20)의 융기부(22) 내의 공간을 Y축 방향 양측으로부터 덮는다.

천장판(161)에는, Y축 방향 양단부에 각각, Z축 방향으로 관통하는 관통 구멍부(164)가 형성되어 있다. 판 스프링부(163)는, 각 측판(162)으로부터 더욱 Z축 방향 하방으로 연장되고, Y축 방향 외향으로 V자형으로 굴곡되어 있다. 관통 구멍부(164) 및 판 스프링부(163)는 모두, 실드 플레이트(16)를 프레임(20)에 고정하기 위해 사용된다.

도 14는, 도 12에 나타내는 프레임(20)에 실드 플레이트(16)가 설치된 상태를 나타내는 사시도이다. 도 14에 나타내는 상태에서는, 판 스프링부(163)가 측판(26, 123) 사이의 간극 C 내에 내장되어 있다. 이에 의해, 판 스프링부(163)는, Y축 방향으로 압축 변형된 상태로 측판(26, 123) 사이에 끼워져 고정된다.

또한, 실드 플레이트(16)는, 관통 구멍부(164)에 Z축 방향 상방으로부터 삽입된 나사 부재 S를 프레임(20)의 나사 구멍부(252)에 체결함으로써, 프레임(20)에 고정된다. 이에 의해, 융기부(22) 내의 전자 부품이, 금속으로 형성된 프레임(20), 실드 플레이트(16) 및 보텀 케이스(12)에 의해 외부 환경으로부터 전자 차폐된다.

도 15는, 프론트 케이스(11)의 사시도이다. 수용부(112)에는, 정면의 Y축 방향 양단부에 각각, X축 방향으로 돌출되는 한 쌍의 보스부(116)가 마련되어 있다. 한 쌍의 보스부(116)에는, X축 방향으로 관통하는 한 쌍의 관통 구멍부(117)가 형성되어 있다. 관통 구멍부(117)는, 프론트 케이스(11)를 프레임(20)에 고정하기 위해 사용된다.

프론트 케이스(11)는, 도 14에 나타내는 프레임(20)에 설치된다. 프론트 케이스(11)는, 보텀 케이스(12) 위에 적재된다. 그때, 촬상부(14)의 광학 유닛(141)이 렌즈 구멍(113)에 X축 방향 후방으로부터 삽입 관통되고, 촬상부(14)의 홀더(30)의 기둥형부(32)가 각각 관통 구멍부(117)에 X축 방향 후방으로부터 삽입 관통된다.

그리고, X축 방향 전방으로부터 관통 구멍부(117)에 삽입된 나사 부재 S를 홀더(30)의 기둥형부(32)에 형성된 나사 구멍부(33)에 체결한다. 이에 의해, 프론트 케이스(11)와 홀더(30)의 규제면(34) 사이에 프레임(20)이 끼워 넣어짐으로써, 촬상부(14) 및 프론트 케이스(11)가 프레임(20)에 고정된다.

이상에 의해, 도 2에 나타내는 차량 탑재 카메라(1)가 완성된다. 도 2에 나타내는 상태에서는, 프레임(20)의 관통 구멍부(233) 및 프론트 케이스(11)의 관통 구멍부(117)에 삽입되는 홀더(30)의 한 쌍의 기둥형부(32)에 의해 위치 결정되어 있다. 이 때문에, 차량 탑재 카메라(1)에서는, 촬상부(14)의 광학 유닛(141)의 광축을 정확한 방향으로 향하게 할 수 있다.

프론트 케이스(11) 및 홀더(30)를 프레임(20)에 고정하기 위해 사용하는 나사 부재 S는, 보스부(116)에 걸림 결합 가능한 헤드부를 갖는 수나사로부터 임의로 선택 가능하다. 나사 부재 S로서는, 헤드부에 홈이 형성된 플러스 나사나 마이너스 나사 이외에도, 예를 들어 헤드부가 육각형으로 형성된 육각 볼트 등을 이용 가능하다.

상기한 바와 같이, 프론트 케이스(11)는, 2개소의 보스부(116)의 관통 구멍부(117)에 있어서만 프레임(20)에 고정된다. 이 때문에, 차량 탑재 카메라(1)에서는, 프론트 케이스(11)를 설치할 때, 프레임(20)이나 촬상부(14)에 응력이 가해지기 어렵다. 따라서, 차량 탑재 카메라(1)에서는, 촬상부(14)의 광학 유닛(141)의 광축이 어긋나기 어렵다.

또한, 프론트 케이스(11)에는 나사 구멍부를 형성할 필요가 없다. 이 때문에, 차량 탑재 카메라(1)에서는, 프론트 케이스(11)를 수지 성형품으로 할 수 있다. 이에 의해, 차량 탑재 카메라(1)에서는, 저비용화 및 경량화를 도모할 수 있다. 또한, 홀더(30)의 기둥형부(32)에 의해 위치 결정되는 보스부(116)의 관통 구멍부(117)를 정확한 형상으로 형성 가능하다.

본 실시 형태에 관한 차량 탑재 카메라(1)는, 메인 기판(13)과 촬상부(14)의 촬상 소자 기판(142)을 접속하는 플렉시블 기판(50)에 가해지는 응력이, 그 방향에 관계없이 양호하게 흡수되는 구성을 갖는다. 이에 의해, 플렉시블 기판(50)에 부하가 가해지기 어려워진다. 이하, 플렉시블 기판(50)의 상세 구성에 대하여 설명한다.

[플렉시블 기판(50)의 상세 구성]

도 16 및 도 17은, 본 실시 형태에 관한 플렉시블 기판(50)을 나타내고 있다. 도 16은, 플렉시블 기판(50)을 X-Y 평면을 따라 전개한 전개 상태를 나타내는 평면도이다. 도 17은, 도 16에 나타내는 전개 상태의 플렉시블 기판(50)을 메인 기판(13)과 촬상 소자 기판(142)을 접속 가능하도록 굴곡시킨 굴곡 상태를 나타내는 사시도이다.

플렉시블 기판(50)은, 예를 들어 폴리이미드나 폴리에스테르 등의 수지에 의해 형성된다. 도 16에 나타낸 바와 같이, 플렉시블 기판(50)은, 전개 상태에 있어서, 서로 교차하는 방향으로 연장되는 직사각형의 제1 연장부(51) 및 제2 연장부(52)를 갖고, 제1 연장부(51) 및 제2 연장부(52) 사이에서 굴곡된 대략 L자형의 평면 형상을 갖는다.

플렉시블 기판(50)은, 메인 기판(13)에 접속되는 접속 단자부인 제1 접속부(53)와, 촬상 소자 기판(142)에 접속되는 접속 단자부인 제2 접속부(54)를 갖는다. 접속부(53, 54)는 각각, 플렉시블 기판(50)의 양단부에 마련되어 있다. 제1 접속부(53)는 제1 연장부(51)에 위치하고, 제2 접속부(54)는 제2 연장부(52)에 위치한다.

플렉시블 기판(50)에서는, 제1 연장부(51) 및 제2 연장부(52)를 따라 마련된 배선에 의해, 제1 접속부(53)와 제2 접속부(54)가 접속되어 있다. 이에 의해, 플렉시블 기판(50)은, 제1 접속부(53)에 접속되는 메인 기판(13)과, 제2 접속부(54)에 접속되는 촬상 소자 기판(142)을 전기적으로 접속할 수 있다.

또한, 플렉시블 기판(50)은, 접속부(53, 54) 사이에 마련된 제1 굴곡부(55a) 및 제2 굴곡부(55b)를 갖는다. 제1 굴곡부(55a)는, 제1 연장부(51)에 마련되고, 제1 굴곡축(Pa)을 따라 굴곡 가능하다. 제2 굴곡부(55b)는, 제2 연장부(52)에 마련되고, 제2 굴곡축(Pb)을 따라 굴곡 가능하다.

전형적으로는, 제1 굴곡부(55a)의 제1 굴곡축(Pa)은, 제1 연장부(51)의 연장 방향과 직교하는 방향으로 연장된다. 또한, 제2 굴곡부(55b)의 제2 굴곡축(Pb)은, 제2 연장부(52)의 연장 방향과 직교하는 방향으로 연장된다. 따라서, 도 16에 나타낸 바와 같이, 전개 상태의 플렉시블 기판(50)에서는, 제1 굴곡축(Pa)과 제2 굴곡축(Pb)이 교차한다.

플렉시블 기판(50)은, 굴곡부(55a, 55b)에 있어서 R형상으로 굴곡된다. 더 상세하게, 플렉시블 기판(50)은, 도 16에 나타내는 전개 상태로부터, 제1 굴곡부(55a)가 Z축 방향 상방으로 굴곡되고, 또한 제2 굴곡부(55b)가 Y축 방향 내측으로 굴곡된다. 이에 의해, 플렉시블 기판(50)은, 도 17에 나타내는 굴곡 상태로 된다.

도 18은, 촬상부(14)가 메인 기판(13) 위에 적재된 상태를 나타내는 사시도이다. 촬상부(14)의 촬상 소자 기판(142)은, Z축 방향 후방을 향한 실장면에 실장된 단자(142a)를 갖는다. 촬상 소자 기판(142)의 단자(142a)는, 플렉시블 기판(50)을 통해 메인 기판(13)의 단자(132)에 전기적으로 접속된다.

즉, 제1 접속부(53)가 메인 기판(13)의 단자(132)에 접속되고, 제2 접속부(54)가 촬상 소자 기판(142)의 단자(142a)에 접속된다. 도 17에 나타내는 굴곡 상태의 플렉시블 기판(50)에서는, 제1 접속부(53)와 제2 접속부(54)의 상대 위치가, 메인 기판(13)의 단자(132)와 촬상 소자 기판(142)의 단자(142a)의 상대 위치와 실질적으로 일치하고 있다.

이 때문에, 플렉시블 기판(50)에서는, 제1 접속부(53) 및 제2 접속부(54)를, 무리없이 메인 기판(13)의 단자(132) 및 촬상 소자 기판(142)의 단자(142a)에 접속할 수 있다. 따라서, 차량 탑재 카메라(1)에서는, 플렉시블 기판(50)에 의한 메인 기판(13)과 촬상 소자 기판(142)의 접속을 용이하게 실행 가능하다.

또한, 굴곡부(55a, 55b)는, 굴곡축(Pa, Pb)을 따른 방향을 제외하고, 유연하게 변형 가능하다. 이 때문에, 굴곡부(55a, 55b)는 각각, 메인 기판(13) 및 촬상 소자 기판(142)에 접속된 플렉시블 기판(50)에 대하여 굴곡축(Pa, Pb)을 따른 방향 이외의 방향으로 가해지는 응력을 변형에 의해 흡수 가능하다.

플렉시블 기판(50)에서는, 전개 상태에 있어서 굴곡축(Pa, Pb)이 각도 θ로 교차하는 구성으로 함으로써, 굴곡 상태에 있어서 굴곡부(55a, 55b)에 있어서의 변형되기 어려운 방향을 서로 다르게 하고 있다. 이에 의해, 차량 탑재 카메라(1)에서는, 플렉시블 기판(50)에 가해지는 전체 방향의 응력을 굴곡부(55a, 55b)에 의해 흡수할 수 있다.

이 때문에, 차량 탑재 카메라(1)에서는, 메인 기판(13)의 단자(132) 및 촬상 소자 기판(142)의 단자(142a)의 위치가 어느 방향으로 어긋나 있는 경우라도, 플렉시블 기판(50)에 부하가 가해지기 어렵다. 이에 의해, 차량 탑재 카메라(1)에서는, 메인 기판(13)과 촬상 소자 기판(142)의 접속이 양호하게 확보되기 때문에, 높은 신뢰성이 얻어진다.

또한, 플렉시블 기판(50)에서는, 차량 탑재 카메라(1)의 제조 시에 가해지는 응력이나, 차량 탑재 카메라(1)의 사용 시에 물리적인 충격이나 열팽창 등에 의해 가해지는 응력도, 굴곡부(55a, 55b)에 의해 흡수할 수 있다. 이에 의해, 차량 탑재 카메라(1)에서는, 더 높은 신뢰성이 얻어진다.

차량 탑재 카메라(1)에서는, 굴곡축(Pa, Pb) 사이의 각도 θ를, 메인 기판(13)과 촬상 소자 기판(142) 사이의 기울기에 따라 결정하는 것이 바람직하다. 즉, 도 17에 예시하는 구성에서는, 제1 접속부(53)와 제2 접속부(54) 사이에 이루는 각도(굴곡축(Pa, Pb) 사이의 각도 θ)가, 메인 기판(13)과 촬상 소자 기판(142) 사이에 이루는 각도와 동일한 것이 바람직하다. 이에 의해, 메인 기판(13) 및 촬상 소자 기판(142)에 설치된 플렉시블 기판(50)의 굴곡부(55a, 55b)가 무리없이 변형 가능해지기 때문에, 플렉시블 기판(50)에 가해지는 응력이 더 효과적으로 흡수된다.

이 메인 기판(13)과 촬상 소자 기판(142) 사이에 이루는 각도는, 자동차(M)의 차종마다 설정된 윈드실드 M01의 각도에 기초하여 설정되어 있다. 그 때문에, 굴곡축(Pa, Pb) 사이의 각도 θ를 메인 기판(13)과 촬상 소자 기판(142) 사이에 이루는 각도와 동일하게 한 경우, 굴곡축(Pa, Pb) 사이의 각도 θ도 자동차(M)의 차종마다 설정된 윈드실드 M01의 각도에 기초하는 것으로 된다.

또한, 플렉시블 기판(50)에서는, 굴곡부(55a, 55b)에 의해, 접속부(53, 54) 사이의 접속 경로의 방향을 2회에 걸쳐 3차원적으로 변경할 수 있다. 이에 의해, 차량 탑재 카메라(1)에서는, 플렉시블 기판(50)에 있어서의 접속부(53, 54) 사이의 접속 경로를, 다른 전자 부품의 배치 등에 따라 자유롭게 결정 가능하게 된다.

일례로서, 차량 탑재 카메라(1)에서는, 플렉시블 기판(50)에 있어서의 접속부(53, 54) 사이의 접속 경로를, 촬상 소자를 제어하기 위한 수정 발진기(142b)의 위치를 고려하여 결정할 수 있다. 도 18에 나타낸 바와 같이, 수정 발진기(142b)는, 촬상 소자 기판(142)의 X축 방향 후방을 향한 실장면의 Y축 방향 좌측의 영역에 실장되어 있다.

수정 발진기(142b)는 수정 진동자를 갖는다. 수정 발진기(142b)의 수정 진동자에는, 플렉시블 기판(50)을 흐르는 신호와의 사이에서 크로스토크가 발생하는 경우가 있다. 차량 탑재 카메라(1)에서는, 이러한 크로스토크가 발생한 경우, 수정 발진기(142b)가 생성하는 클럭이 안정되지 않거나, 혹은 신호 라인에 노이즈가 중첩됨으로써, 촬상 소자에 의해 생성되는 화상에 이상이 발생하는 경우가 있다.

이 때문에, 차량 탑재 카메라(1)에서는, 정상적인 화상을 얻기 위해, 수정 발진기(142b)의 근처에 플렉시블 기판(50)을 배치하지 않는 것이 바람직하다. 따라서, 차량 탑재 카메라(1)에서는, 플렉시블 기판(50)이, 수정 발진기(142b)의 근처를 지나지 않는 접속 경로에서 메인 기판(13)과 촬상 소자 기판(142)을 접속한다.

더 상세하게, 도 17에 나타내는 플렉시블 기판(50)은, 도 18에 나타내는 메인 기판(13) 및 촬상 소자 기판(142)에 설치된 상태에 있어서, 수정 발진기(142b)가 배치된 단자(142a)의 Y축 방향 좌측의 영역을 지나지 않도록, 단자(142a)에 접속된 제2 접속부(54)로부터 Y축 방향 우측으로 인출된다.

이에 의해, 차량 탑재 카메라(1)에서는, 수정 발진기(142b)의 수정 진동자와 플렉시블 기판(50)을 흐르는 신호 사이에서 크로스토크가 발생하기 어려워지기 때문에, 촬상 소자에 의해 생성되는 화상에 있어서의 이상의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 플렉시블 기판(50)의 구성은, 촬상 소자 기판(142)에 있어서의 수정 발진기(142b) 이외의 전자 부품의 위치를 고려한 구성으로 할 수도 있다.

또한, 플렉시블 기판(50)에서는, 연장부(51, 52)의 치수나 굴곡부(55a, 55b)의 위치 등의 변경에 의해, 접속부(53, 54)의 상대 위치를 임의로 변경할 수 있다. 이 때문에, 차량 탑재 카메라(1)에서는, 메인 기판(13)의 단자(132)의 위치, 촬상 소자 기판(142)의 단자(142a)의 위치 및 플렉시블 기판(50)의 접속 경로를 임의로 결정 가능하다.

특히, 차량 탑재 카메라(1)에서는, 소형화를 위해 내부 스페이스의 유효 활용이 필수가 되기 때문에, 메인 기판(13)의 단자(132)의 위치, 촬상 소자 기판(142)의 단자(142a)의 위치 및 플렉시블 기판(50)의 접속 경로의 자유도가 매우 제한된다. 플렉시블 기판(50)은, 차량 탑재 카메라(1)의 소형화에 수반하는 이러한 요구에 대응 가능하다.

일례로서, 차량 탑재 카메라(1)에 있어서의 메인 기판(13)의 단자(132)의 위치에 대하여 설명한다. 도 19 및 도 20은, 메인 기판(13)의 실장면 위의 구성을 나타내고 있다. 도 19는, 메인 기판(13)의 Z축 방향 상측의 제1 실장면 J1을 나타내는 평면도이다. 도 20은, 메인 기판(13)의 Z축 방향 하측의 제2 실장면 J2를 나타내는 저면도이다.

도 19에 나타내는 메인 기판(13)의 제1 실장면 J1에는, 중앙 영역에 촬상부(14)가 배치되어 있다. 또한, 제1 실장면 J1의 X축 방향 후방부에는, 전원부(136)가 배치되어 있다. 또한, 제1 실장면 J1의 촬상부(14)의 X축 방향 전방에는 MCU(133)가 배치되고, 일점쇄선으로 둘러싸여 표시된 제1 영역 A1이 배치되어 있다.

도 20에 나타내는 메인 기판(13)의 제2 실장면 J2에는, 센싱 IC(137)가 실장되어 있다. 센싱 IC(137)는, MCU(133)를 비롯한 많은 전자 부품에 접속되기 때문에, 중앙 영역에 배치되어 있다. 센싱 IC(137)는, 차량 탑재 카메라(1)의 다양한 해석 처리(물체 검지, 물체까지의 거리 측정, 전방 충돌 경보, 레인 유지 등)를 행한다.

MCU(133)는, 센싱 IC(137)로부터 시리얼 통신으로 보내진 센싱 결과를 CAN(Controller Area Network) 데이터로 변환하는 기능을 갖는다. 또한, MCU(133)는, 센싱 IC(137)의 동작을 감시하고, 이상 시에는 전원부(136)에 의한 통전을 정지하여 센싱 IC(137)에 리셋을 거는 기능도 갖는다.

또한, 도 20에 나타내는 메인 기판(13)의 제2 실장면 J2에는, 일점쇄선으로 둘러싸여 표시된 제2 영역 A2 및 제3 영역 A3이 배치되어 있다. 제2 영역 A2는, 센싱 IC(137)의 X축 방향 전방 및 Y축 방향 측방을 둘러싸도록 배치되어 있다. 제3 영역 A3은, 센싱 IC(137)의 X축 방향 후방에 배치되어 있다.

또한, 도 19 및 도 20에는, 반대측의 실장면 J1, J2 위의 구성의 개략적 형상이 파선으로 나타나 있다. 즉, 도 19에는, 제2 실장면 J2에 배치된 센싱 IC(137)가 파선으로 나타나 있다. 도 20에는, 제1 실장면 J1에 배치된 단자(132), 촬상부(14), MCU(133) 및 전원부(136)가 파선으로 나타나 있다.

도 19에 나타내는 메인 기판(13)의 제1 실장면 J1의 제1 영역 A1은, 센싱 IC(137)의 바로 뒤에 위치한다. 이 때문에, 제1 영역 A1에는, 센싱 IC(137)의 안정 동작을 위해 필요한 다수의 바이패스 콘덴서가 배치된다. 또한, 제1 영역 A1에는, 전원부(136)용의 바이패스 콘덴서도 배치된다.

도 20에 나타내는 메인 기판(13)의 제2 실장면 J2의 제2 영역 A2에는, 복수의 DDR(Double Data Rate) 메모리가 실장되어 있다. 복수의 DDR 메모리는, 센싱 IC(137)에 가능한 한 짧은 등장 배선으로 접속될 필요가 있기 때문에, 센싱 IC(137)를 둘러싸는 제2 영역 A2에 배치할 필요가 있다.

또한, 메인 기판(13)의 제2 실장면 J2의 제2 영역 A2에는, 이 밖에도 센싱 IC(137)에 접속되는 전자 부품이 배치된다. 제2 실장면 J2의 제2 영역 A2에 배치되는 다른 전자 부품으로서는, 플래시 메모리 등의 DDR 메모리 이외의 각종 메모리나, 콘덴서 등의 각종 축전 부품 등을 들 수 있다.

메인 기판(13)의 제2 실장면 J2의 제3 영역 A3은, 전원부(136)의 바로 뒤에 위치한다. 전원부(136)는 키가 크고 대형인 부품이 많기 때문에, 제1 실장면 J1에는 전원부(136)에 드라이버를 단거리로 접속 가능한 영역을 확보하는 것이 곤란하다. 이 때문에, 전원부(136)의 드라이버는, 제2 실장면 J2의 제3 영역 A3에 배치할 수밖에 없다.

또한, 메인 기판(13)의 제2 실장면 J2의 제3 영역 A3에는, 전원부(136)에 관한 드라이버 이외의 전자 부품도 배치된다. 또한, 제2 실장면 J2의 제3 영역 A3에는, 전원부(136)에 관한 전자 부품 이외에도, 예를 들어 MCU(133) 등에 의해 생성되는 CAN 데이터를 처리하기 위한 CAN 드라이버 등이 배치된다.

이와 같이, 메인 기판(13)의 제1 실장면 J1 및 제2 실장면 J2에는 각종 전자 부품이 밀집하여 배치된다. 이 때문에, 메인 기판(13)에는, 플렉시블 기판(50)의 제1 접속부(53)에 접속되는 단자(132)를 배치 가능한 장소는, 도 19에 나타내는 제1 실장면 J1에 있어서의 촬상 소자 기판(142)의 X축 방향 후방측의 영역밖에 남겨져 있지 않다.

또한, 차량 탑재 카메라(1)에서는, 가일층의 소형화 및 고기능화를 도모하려고 하면, 메인 기판(13)의 단자(132)의 배치 가능한 영역이 점점 한정된다. 이 점에서, 본 실시 형태에 관한 플렉시블 기판은, 메인 기판(13)의 단자(132)의 위치에 관계없이, 메인 기판(13)과 촬상 소자 기판(142)을 용이하게 접속 가능한 구성으로 할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 관한 플렉시블 기판(50)은, 상기한 구성에 한정되지 않고, 전개 상태에 있어서 서로 교차하는 제1 굴곡축(Pa) 및 제2 굴곡축(Pb)을 따라 굴곡되는 제1 굴곡부(55a) 및 제2 굴곡부(55b)를 갖는 구성이면 된다. 일례로서, 플렉시블 기판(50)은, 도 21 및 도 22에 나타내는 구성으로 할 수도 있다.

도 21 및 도 22는, 변형예에 관한 플렉시블 기판(50)을 나타내고 있다. 도 21은, 전개 상태의 플렉시블 기판(50)의 평면도이다. 도 21은, 굴곡 상태의 플렉시블 기판(50)의 사시도이다. 이하, 도 21 및 도 22에 나타내는 플렉시블 기판(50)에 있어서의 도 16, 도 17에 나타내는 구성과는 다른 구성에 대하여 설명한다.

변형예에 관한 플렉시블 기판(50)에서는, 제1 연장부(51)에, 서로 평행한 제1 굴곡축(Pa1, Pa2)을 따라 굴곡 가능한 2개의 제1 굴곡부(55a1, 55a2)가 마련되어 있다. 또한, 변형예에 관한 플렉시블 기판(50)에서는, 전개 상태에 있어서, 굴곡축(Pa1, Pa2)과 제2 굴곡축(Pb)이 직교하고 있고, 교차 각도가 90°로 되어 있다.

변형예에 관한 플렉시블 기판(50)은, 도 21에 나타내는 전개 상태로부터, 제1 굴곡부(55a1)가 Z축 방향 하방으로 굴곡되고, 또한 제1 굴곡부(55a2)가 Y축 방향 외측으로 굴곡되고, 또한 제2 굴곡부(55b)가 Z축 방향 상방으로 더욱 굴곡된다. 이에 의해, 플렉시블 기판(50)은, 도 22에 나타내는 굴곡 상태로 된다.

도 22에 나타내는 구성에 있어서도, 제1 접속부(53)와 제2 접속부(54) 사이에 이루는 각도는 메인 기판(13)과 촬상 소자 기판(142) 사이의 기울기에 따라 결정하는 것이 바람직하다. 즉, 제1 접속부(53)와 제2 접속부(54) 사이에 이루는 각도는 메인 기판(13)과 촬상 소자 기판(142) 사이에 이루는 각도와 동일한 것이 바람직하다.

이 메인 기판(13)과 촬상 소자 기판(142) 사이에 이루는 각도는, 자동차(M)의 차종마다 설정된 윈드실드 M01의 각도에 기초하여 설정되어 있다. 그 때문에, 제1 접속부(53)와 제2 접속부(54) 사이에 이루는 각도를 메인 기판(13)과 촬상 소자 기판(142) 사이에 이루는 각도와 동일하게 한 경우, 제1 접속부(53)와 제2 접속부(54) 사이에 이루는 각도도 자동차(M)의 차종마다 설정된 윈드실드 M01의 각도에 기초하는 것으로 된다.

변형예에 관한 플렉시블 기판(50)에서는, 전개 상태에 있어서 제1 굴곡축(Pa1, Pa2)과 제2 굴곡축(Pb)이 직교되어 있기 때문에, 굴곡 상태에 있어서 플렉시블 기판(50)에 가해지는 여러 방향으로부터의 응력을 가장 안정적으로 흡수 가능하게 된다. 이에 의해, 차량 탑재 카메라(1)에서는, 더 높은 신뢰성이 얻어진다.

또한, 플렉시블 기판(50)은, 상기한 변형예와 같이, 복수의 제1 굴곡부(55a)를 갖고 있어도, 플렉시블 기판(50)에 가해지는 응력을 양호하게 흡수 가능하다. 또한, 플렉시블 기판(50)은, 복수의 제2 굴곡부(55b)를 갖고 있어도 되고, 또한 굴곡축(Pa, Pb)과는 다른 방향으로 연장되는 굴곡축을 따라 굴곡 가능한 다른 굴곡부를 갖고 있어도 된다.

[이물 혼입 방지 구조]

차량 탑재 카메라(1)는, 프레임(20)으로의 나사 부재 S의 체결에 수반하는 융기부(22) 내의 공간으로의 절삭분 등의 이물 혼입의 방지를 위한 구조를 갖는다. 이에 의해, 차량 탑재 카메라(1)에서는, 전기 회로의 동작 불량 등의 융기부(22) 내의 공간으로의 이물의 혼입에 의한 문제를 미연에 방지할 수 있다.

도 23은, 프레임(20)의 도 5의 A-A'선을 따른 단면도이다. 즉, 도 23은, 융기부(22)를 Y-Z 평면을 따라 파단하여, 융기부(22)의 X축 방향 후방부를 전방으로부터 나타나 있다. 도 23에는, 설명의 편의상, 메인 기판(13), 보텀 케이스(12) 및 실드 플레이트(16)를 프레임(20)에 고정하는 나사 부재 S가 나타나 있다.

메인 기판(13)을 고정하는 나사 구멍부(212)에는, 나사 부재 S가 Z축 방향 하방으로부터 상방으로 관통하고 있다. 보텀 케이스(12)를 고정하는 나사 구멍부(241)에는, 나사 부재 S가 X축 방향 후방으로부터 전방으로 관통하고 있다. 실드 플레이트(16)를 고정하는 나사 구멍부(252)에는, 나사 부재 S가 Z축 방향 상방으로부터 하방으로 관통하고 있다.

즉, 나사 구멍부(212, 241, 252)에 체결된 나사 부재 S는 모두, 그 선단부가 프레임(20)의 융기부(22) 내의 공간에 노출된다. 이 때문에, 나사 구멍부(212, 241, 252)에 나사 부재 S가 나사 삽입될 때, 절삭분 등의 이물이 융기부(22) 내의 공간에 혼입되기 쉽게 되어 있다.

그래서, 본 실시 형태에 관한 차량 탑재 카메라(1)에서는, 프레임(20)의 융기부(22) 내의 공간으로의 이물의 혼입을 방지하기 위한 구조로서, 나사 구멍부(212), 나사 구멍부(241) 및 나사 구멍부(252)를 융기부(22)의 내측으로부터 덮는 제1 캡 부재(41), 제2 캡 부재(42) 및 제3 캡 부재(43)를 마련하는 것이 바람직하다.

도 24는, 프레임(20)의 나사 구멍부(212)를 덮는 제1 캡 부재(41)의 분해 사시도이다. 캡 부재(41)는, 본체층(411)과, 밀봉층(412)과, 점착층(413)과, 점착층(414)을 포함하는 적층 구조를 갖는다. 점착층(413, 414)은, 본체층(411)의 두께 방향으로 대향하는 양면에 마련된다.

본체층(411) 및 점착층(413, 414)에는, 두께 방향으로 관통하는 개구부(415)가 형성되어 있다. 밀봉층(412)은, 점착층(413) 위에 접착되어, 개구부(415)를 밀봉하고 있다. 이에 의해, 캡 부재(41)는, 개구부(415)가 점착층(413)과는 반대측의 점착층(414)측만이 개방된 캡형으로 되어 있다.

도 25는, 도 23에 나타내는 프레임(20)에 캡 부재(41)가 설치된 상태를 나타내는 단면도이다. 캡 부재(41)는, 개구부(415)가 개방된 점착층(414)에 의해 프레임(20)에 접착된다. 캡 부재(41)는, 각 나사 구멍부(212)에 각각, 각 나사 구멍부(212)가 개구부(415)의 내측에 들어가도록 배치된다.

이에 의해, 프레임(20)에서는, Z축 방향 하방으로부터 나사 구멍부(212)에 체결되는 나사 부재 S의 선단부가 돌출되는 영역이 캡 부재(41)에 의해 폐색된다. 이 때문에, 나사 부재 S가 나사 구멍부(212)에 나사 삽입될 때 발생하는 이물은, 캡 부재(41)의 개구부(415) 내에 머무르고, 캡 부재(41)의 개구부(415) 밖으로는 배출되지 않는다.

따라서, 차량 탑재 카메라(1)에서는, 나사 구멍부(212)에 나사 부재 S가 나사 삽입될 때, 프레임(20)의 융기부(22) 내의 공간에 이물이 혼입되는 것을 방지할 수 있다. 이에 의해, 차량 탑재 카메라(1)에서는, 전기 회로의 동작 불량 등의 융기부(22) 내의 공간으로의 이물의 혼입에 의한 문제를 미연에 방지할 수 있다.

또한, 캡 부재(41)에서는, 예를 들어 0.1㎜ 정도의 매우 얇은 밀봉층(412)을 사용해도, 나사 구멍부(212)를 폐색하는 기능이 담보된다. 이 때문에, 차량 탑재 카메라(1)에서는, 캡 부재(41)의 프레임(20)의 융기부(22)의 내측으로의 돌출량을 작게 억제함으로써, 프레임(20)의 융기부(22) 내의 공간을 절약할 수 있다.

도 26은, 캡 부재(41)의 제조 과정을 나타내는 단면도이다. 캡 부재(41)의 제조에는, 먼저 적층 시트(41a)가 준비된다. 적층 시트(41a)는, 본체층(411)에 대응하는 본체 시트(411a)와, 밀봉층(412)에 대응하는 밀봉 시트(412a)와, 점착층(413, 414)에 대응하는 점착 시트(413a, 414a)를 갖는 넓은 시트이다.

먼저, 도 26의 (A)에 나타낸 바와 같이, 점착 시트(414a)를 상방을 향하게 하여 적층 시트(41a)를 보유 지지판 H 위에 배치한다. 그리고, 적층 시트(41a)의 상방에 펀칭 다이 B1, B2를, 날끝을 하방을 향하게 하여 배치한다. 펀칭 다이 B2의 날끝은, 펀칭 다이 B1의 날끝보다도 밀봉 시트(412a)의 두께의 분만큼 높은 위치에 있다.

펀칭 다이 B1의 날은, 캡 부재(41)의 외형에 대응하는 형상으로 형성되어 있다. 펀칭 다이 B2의 날은, 캡 부재(41)의 개구부(415)에 대응하는 형상으로 형성되어 있다. 펀칭 다이 B1, B2는, 상부에 있어서 서로 고정되어 있고, 그 상대 위치를 유지한 채 일체로서 상하 방향으로 이동 가능하다.

도 26의 (A)에 나타내는 상태로부터, 도 26의 (B)에 나타낸 바와 같이 펀칭 다이 B1, B2를 하강시킴으로써, 적층 시트(41a)를 펀칭한다. 펀칭 다이 B1은, 보유 지지판 H까지 도달하여, 적층 시트(41a)의 모든 시트(411a, 412a, 413a, 414a)를 절단한다. 이에 의해, 캡 부재(41)의 외형이 형성된다.

한편, 펀칭 다이 B2는, 보유 지지판 H에 못미처 머물러, 최하층의 밀봉 시트(412a)를 관통하지 않는다. 이 때문에, 펀칭 다이 B2는, 시트(411a, 413a, 414a)를 절단하기는 하지만, 최하층의 밀봉 시트(412a)만 절단하지 않는다. 이에 의해, 캡 부재(41)의 개구부(415)가 형성된다.

그 후, 도 26의 (B)에 나타내는 상태로부터, 펀칭 다이 B1, B2를 상승시킨다. 그리고, 적층 시트(41a)에 있어서의, 펀칭 다이 B1보다 외측의 부분 및 펀칭 다이 B2보다도 내측의 부분을 제거하고, 펀칭 다이 B1, B2 사이의 부분만을 남긴다. 이에 의해, 도 26의 (C)에 나타낸 바와 같이 캡 부재(41)가 얻어진다.

이와 같이, 적층 시트(41a)를 사용함으로써, 1회의 펀칭 조작만으로 캡 부재(41)를 용이하게 제조할 수 있다. 또한, 복수의 펀칭 다이 B1, B2를 사용하여 동시에 적층 시트(41a)를 펀칭함으로써, 한번에 다량의 캡 부재(41)를 제조 가능하다. 이에 의해, 캡 부재(41)를 저비용으로 제조 가능하다. 또한, 물론, 필요에 따라, 적층 시트(41a)에 대한 펀칭 조작을 각 펀칭 다이 B1, B2마다 행해도 된다.

캡 부재(41)의 본체층(411)(적층 시트(41a)의 본체 시트(411a))을 형성하는 재료는, 특정 종류에 한정되지 않지만, 펀칭성이 우수한 수지 재료인 것이 바람직하다. 펀칭성이 우수한 수지 재료로서는, 예를 들어 우레탄 쿠션, 스펀지, 엘라스토머 등을 들 수 있다.

캡 부재(41)의 밀봉층(412)(적층 시트(41a)의 밀봉 시트(412a))을 형성하는 재료도, 특정 종류에 한정되지 않고, 예를 들어 폴리카르보네이트(PC)나 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 등을 이용 가능하다. 캡 부재(41)의 점착층(413, 414)으로서는, 예를 들어 저렴한 양면 접착 테이프 등을 사용할 수 있다.

도 27의 (A)는, 프레임(20)의 나사 구멍부(241)를 덮는 제2 캡 부재(42)의 분해 사시도이다. 도 27의 (B)는, 프레임(20)의 나사 구멍부(252)를 덮는 제3 캡 부재(43)의 사시도이다. 캡 부재(42, 43)는, 제1 캡 부재(41)와 동일한 재료를 사용하여 동일한 제조 방법으로 제조 가능하다.

캡 부재(42)는, 본체층(421)과, 밀봉층(422)과, 점착층(423)과, 점착층(424)을 포함하는 적층 구조를 갖는다. 캡 부재(43)는, 본체층(431)과, 밀봉층(432)과, 점착층(433)과, 점착층(434)을 포함하는 적층 구조를 갖는다. 캡 부재(42, 43)는, 2개의 나사 구멍부(241, 252)를 일괄하여 폐색 가능하도록 구성되어 있다.

더 상세하게, 캡 부재(42, 43)는 각각, 프레임(20)의 Y축 방향 양단부에 배치된 2개의 나사 구멍부(241, 252)를 동시에 폐색 가능하도록 가늘고 긴 형상을 갖는다. 캡 부재(42, 43)에는, 길이 방향의 양단부에 각각, 2개의 나사 구멍부(241, 252)에 대응하는 2개의 개구부(425, 435)가 형성되어 있다.

도 28은, 도 25에 나타내는 프레임(20)에 캡 부재(42, 43)가 설치된 상태를 나타내는 단면도이다. 도 28에 나타낸 바와 같이, 프레임(20)에서는, 나사 구멍부(241)가 X축 방향 전방으로부터 캡 부재(42)에 폐색되고, 나사 구멍부(252)가 Z축 방향 하방으로부터 캡 부재(43)에 폐색된다.

따라서, 차량 탑재 카메라(1)에서는, 나사 구멍부(241, 252)에 나사 부재 S가 나사 삽입될 때, 프레임(20)의 융기부(22) 내의 공간에 이물이 혼입되는 것을 방지할 수 있다. 이에 의해, 차량 탑재 카메라(1)에서는, 전기 회로의 동작 불량 등의 융기부(22) 내의 공간으로의 이물의 혼입에 의한 문제를 미연에 방지할 수 있다.

차량 탑재 카메라(1)에서는, 단일의 각 캡 부재(42, 43)에 의해 2개의 각 나사 구멍부(241, 252)를 일괄하여 폐색 가능하기 때문에, 부품 개수의 감소에 의한 저비용화를 도모할 수 있다. 또한, 본 실시 형태에 관한 캡 부재는, 폐색해야 할 나사 구멍부가 동일 평면 위에 3개 이상 있는 경우에는, 개구부를 3개 이상으로 하여 구성하는 것도 가능하다.

캡 부재(42, 43)는, 제1 캡 부재(41)와 마찬가지로, 프레임(20)의 융기부(22)의 내측으로의 돌출량을 작게 억제할 수 있다. 이 때문에, 캡 부재(42, 43)는, 도 28에 나타낸 바와 같이, 서로 직교하는 면에 있어서의 서로 근접하는 위치에 마련된 나사 구멍부(241, 252)를 무리없이 폐색할 수 있다.

[차량 탑재 카메라(1)의 다른 구성예]

차량 탑재 카메라(1)의 구성은, 상기에 한정되지 않고, 다양하게 변경 가능하다. 예를 들어, 차량 탑재 카메라(1)는, 복수의 촬상부(14)를 갖고 있어도 된다. 이 경우, 복수의 촬상 소자 기판(142)이 각각, 각 촬상부(14)마다 마련된 복수의 플렉시블 기판(50)에 의해, 공통의 메인 기판(13)에 접속된다.

또한, 차량 탑재 카메라(1)는, 윈드실드 M01뿐만 아니라, 리어 센싱 카메라로서 리어 윈도우 M02에 설치할 수도 있다. 또한, 차량 탑재 카메라(1)의 용도는, 센싱이 아니라, 예를 들어 뷰잉이어도 된다. 이 경우에도, 차량 탑재 카메라(1)에서는, 소형화와 고기능화를 양립 가능하다는 장점이 얻어진다.

또한, 차량 탑재 카메라(1)의 윈드실드 M01의 내면으로의 설치 방법은, 도 3에 도시한 바와 같은 브래킷(2)을 사용한 구성에 한정되지 않는다. 예를 들어, 차량 탑재 카메라(1)는, 브래킷(2) 이외의 부재를 통해 윈드실드 M01에 고정되어도 되고, 윈드실드 M01의 내면에 직접 접착되어도 된다.

또한, 차량 탑재 카메라(1)는, 자동차(M)에 한정되지 않고, 다양한 이동체에 적용 가능하다. 차량 탑재 카메라(1)를 적용 가능한 이동체로서는, 예를 들어 자동차, 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차, 자동 이륜차, 자전거, 퍼스널 모빌리티, 비행기, 드론, 선박, 로봇, 건설 기계, 농업 기계(트랙터) 등을 들 수 있다.

[구동 제어 시스템 S100]

(개략 설명)

본 기술의 일 실시 형태에 관한 구동 제어 시스템 S100은, 상기한 차량 탑재 카메라(1)를 사용하여 자동차(M)의 구동을 제어하기 위한 시스템이다. 구체적으로, 구동 제어 시스템 S100은, 차량 탑재 카메라(1)에 의해 촬상한 화상을 사용하여, 자동차(M)의 구동력 발생 기구 M11, 제동 기구 M12, 스티어링 기구 M13 등을 제어한다. 차량 탑재 카메라(1)에 의해 촬상된 화상은, 압축 부호화 처리가 되어 있지 않은 고화질의 화상 데이터(raw image data)의 상태로, 구동 제어 시스템 S100으로 보내진다.

구동 제어 시스템 S100은, 자동차(M)에 요구되는 기능에 따른 구성으로 할 수 있다. 구체적으로, 구동 제어 시스템 S100에 의해 실현 가능한 기능으로서는, 예를 들어 운전 보조 기능이나 자동 운전 기능 등을 들 수 있다. 이하, 운전 보조 기능 및 자동 운전 기능을 실현 가능한 구동 제어 시스템 S100의 구성에 대하여 설명한다.

(운전 보조 기능)

운전 보조 기능이란, 전형적으로는, 충돌 회피, 충격 완화, 추종 주행(차간 거리의 유지), 차속 유지 주행, 충돌 경고, 레인 일탈 경고 등을 포함하는 ADAS(Advanced Driver Assistance System)의 기능이다. 구동 제어 시스템 S100은, 이들 운전 보조 기능을 실현 가능하도록 구성할 수 있다.

도 29는, 운전 보조 기능을 실현 가능한 구동 제어 시스템 S100의 구성을 나타내는 블록도이다. 구동 제어 시스템 S100은, 차량 탑재 카메라(1)와, 처리부 S110과, 정보 생성부 S120과, 구동 제어부 S130을 갖는다. 처리부 S110은, 화상 처리부 S111과, 인식 처리부 S112와, 산출 처리부 S113을 갖는다.

구동 제어 시스템 S100의 각 구성은 통신 네트워크에 의해 접속되어 있다. 이 통신 네트워크는, 예를 들어 CAN(Controller Area Network), LIN(Local Interconnect Network), LAN(Local Area Network) 또는 FlexRay(등록 상표) 등의 임의의 규격에 준거한 차량 탑재 통신 네트워크여도 된다.

도 30은, 도 29에 나타내는 구동 제어 시스템 S100에 의한 구동 제어 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 30에 나타내는 구동 제어 방법은, 촬상 스텝 ST11, 화상 처리 스텝 ST12, 인식 처리 스텝 ST13, 물체 정보 산출 스텝 ST14, 구동 제어 정보 생성 스텝 ST15 및 구동 제어 신호 출력 스텝 ST16을 포함한다.

촬상 스텝 ST11에서는, 차량 탑재 카메라(1)가 자동차(M)의 전방의 풍경을 윈드실드 M01 너머로 촬상하여 미처리 화상을 생성한다. 차량 탑재 카메라(1)는, 예를 들어 메인 기판(13)에 실장된 차내 통신부에 의해 미처리 화상을 처리부 S110으로 송신한다.

처리부 S110은, 전형적으로는 ECU(Electronic Control Unit)로 구성되어, 차량 탑재 카메라(1)가 생성한 미처리 화상을 처리한다. 더 상세하게, 처리부 S110에서는, 화상 처리부 S111이 화상 처리 스텝 ST12를 행하고, 인식 처리부 S112가 인식 처리 스텝 ST13을 행하고, 산출 처리부 S113이 물체 정보 산출 스텝 ST14를 행한다.

화상 처리 스텝 ST12에서는, 화상 처리부 S111이 미처리 화상에 화상 처리를 가하여 처리 화상을 생성한다. 화상 처리부 S111에 의한 화상 처리는, 전형적으로는, 미처리 화상 중의 물체를 인식하기 쉽게 하기 위한 처리이고, 예를 들어 자동 노출 제어, 자동 화이트 밸런스 조정, 하이 다이내믹 레인지 합성 등이다.

또한, 화상 처리 스텝 ST12에서는, 화상 처리의 적어도 일부를 차량 탑재 카메라(1)의 메인 기판(13)에 실장된 화상 처리부에 의해 행해도 된다. 또한, 화상 처리 스텝 ST12에 있어서의 모든 화상 처리를 차량 탑재 카메라(1)의 화상 처리부에서 행하는 경우에는, 처리부 S110에는 화상 처리부 S111이 포함되어 있지 않아도 된다.

인식 처리 스텝 ST13에서는, 인식 처리부 S112가 처리 화상에 대하여 인식 처리를 행함으로써 처리 화상 중의 물체를 인식한다. 또한, 인식 처리부 S112가 인식하는 물체로서는, 3차원의 것에 한정되지 않고, 예를 들어 차량, 보행자, 장애물, 신호기, 교통 표지, 도로의 차선(레인), 보도의 연석 등이 포함된다.

물체 정보 산출 스텝 ST14에서는, 산출 처리부 S113이 처리 화상 중의 물체에 관한 물체 정보를 산출한다. 산출 처리부 S113이 산출하는 물체 정보로서는, 예를 들어 물체의 형상, 물체까지의 거리, 물체의 이동 방향 및 이동 속도 등을 들 수 있다. 산출 처리부 S113은, 동적인 물체 정보의 산출에는, 시간적으로 연속하는 복수의 처리 화상을 사용한다.

산출 처리부 S113에 의한 물체 정보의 산출 방법의 일례로서, 선행 차량 MF와의 차간 거리의 산출 방법에 대하여 설명한다. 도 31은, 화상 처리부 S111이 생성하는 처리 화상 G의 일례를 나타내고 있다. 도 31에 나타내는 처리 화상 G에는, 선행 차량 MF와, 주행 레인을 규정하는 2개의 차선 L1, L2가 나타나 있다.

먼저, 처리 화상 G 중에서 2개의 차선 L1, L2가 교차하는 소실점 U를 구한다. 또한, 소실점 U는, 차선 L1, L2에 의하지 않고, 다른 물체로부터 구해도 된다. 예를 들어, 산출 처리부 S113은, 보도의 연석이나, 복수의 처리 화상에 있어서의 교통 표지 등의 고정물의 이동 궤적 등을 사용하여 소실점 U를 구할 수도 있다.

이어서, 처리 화상의 하부 에지부 G1부터 선행 차량 MF까지의 거리 D0(화상에 있어서의 상하 방향의 치수)과, 처리 화상의 하부 에지부 G1부터 선행 차량 MF까지의 거리 D1(화상에 있어서의 상하 방향의 치수)을 구한다. 선행 차량 MF와의 차간 거리는, 거리 D0, D1을 사용하여 구할 수 있다. 예를 들어, 거리 D0과 거리 D1의 비율을 사용함으로써, 선행 차량 MF와의 차간 거리를 산출할 수 있다.

이와 같이, 화상 중의 선행 차량 MF 등의 대상물의 화소 위치에 기초하여 거리를 산출하는 경우, 초점이 맞지 않은 화상에서는 물체의 검출 위치가 어긋나 버리기 때문에 정밀도가 나빠지는 경우가 있다. 이 점에서, 본 기술에 관한 차량 탑재 카메라(1)에서는, 광학 유닛(141)의 초점 위치 어긋남의 허용 범위가 작은 구성에 의해, 대상물과의 거리를 정확하게 산출 가능하게 된다.

처리부 S110은, 스텝 ST12 내지 ST14에서 얻어진 처리 화상 및 물체 정보를 포함하는 데이터를 정보 생성부 S120으로 송신한다. 또한, 처리부 S110은, 상기한 구성에 한정되지 않고, 예를 들어 화상 처리부 S111, 인식 처리부 S112 및 산출 처리부 S113 이외의 구성을 포함하고 있어도 된다.

구동 제어 정보 생성 스텝 ST15에서는, 정보 생성부 S120이 자동차(M)에 필요한 구동 내용을 포함하는 구동 제어 정보를 생성한다. 더 상세하게, 정보 생성부 S120은, 처리부 S110으로부터 송신되는 데이터에 기초하여 자동차(M)에 실행시켜야 할 구동 내용을 판단하여, 이 구동 내용을 포함하는 구동 제어 정보를 생성한다.

자동차(M)의 구동 내용으로서는, 예를 들어 속도의 변경(가속, 감속), 진행 방향의 변경 등을 들 수 있다. 구체예로서, 정보 생성부 S120은, 자동차(M)와 선행 차량 MF의 차간 거리가 작은 경우에는 감속이 필요하다고 판단하고, 자동차(M)가 레인을 일탈하는 경우에는 레인 중앙 근처의 진행 방향의 변경이 필요하다고 판단한다.

정보 생성부 S120은, 구동 제어 정보를 구동 제어부 S130으로 송신한다. 또한, 정보 생성부 S120은, 구동 제어 정보 이외의 정보를 생성해도 된다. 예를 들어, 정보 생성부 S120은, 처리 화상으로부터 주위 환경의 밝기를 검출하여, 주위 환경이 어두운 경우에 자동차(M)의 전조 등을 점등시키기 위한 조명 제어 정보를 생성해도 된다.

구동 제어 신호 출력 스텝 ST16에서는, 구동 제어부 S130이 구동 제어 정보에 기초한 구동 제어 신호의 출력을 행한다. 예를 들어, 구동 제어부 S130은, 구동력 발생 기구 M11에 의해 자동차(M)를 가속시키고, 제동 기구 M12에 의해 자동차(M)를 감속시키고, 스티어링 기구 M13에 의해 자동차(M)의 진행 방향을 변경시킬 수 있다.

(자동 운전 기능)

자동 운전 기능이란, 운전자의 조작에 구애되지 않고, 자동차(M)를 자율적으로 주행시키는 기능이다. 자동 운전 기능의 실현을 위해서는, 운전 보조 기능보다도 고도의 구동 제어가 필요해진다. 구동 제어 시스템 S100은, 고화질의 미처리 화상을 생성 가능한 차량 탑재 카메라(1)를 사용함으로써, 자동 운전 기능을 실현 가능한 고도의 구동 제어를 더 정확하게 실행 가능하게 된다.

도 32는, 자동 운전 기능을 실현 가능한 구동 제어 시스템 S100의 구성을 나타내는 블록도이다. 이 구동 제어 시스템 S100은, 도 29에 나타내는 각 구성에 더하여, 처리부 S110에 포함되는 매핑 처리부 S114 및 패스 플래닝부 S115를 더 갖는다. 이하, 도 29에 나타내는 구성과 동일한 구성에 대해서는 적절히 설명을 생략한다.

도 33은, 도 32에 나타내는 구동 제어 시스템 S100에 의한 구동 제어 방법을 나타내는 흐름도이다. 도 33에 나타내는 구동 제어 방법은, 도 30에 나타내는 각 스텝에 더하여, 매핑 처리부 S114에 의한 매핑 처리 스텝 ST21과, 패스 플래닝부 S115에 의한 패스 플래닝 스텝 ST22를 포함한다.

도 33에 나타낸 바와 같이, 매핑 처리 스텝 ST21 및 패스 플래닝 스텝 ST22는, 물체 정보 산출 스텝 ST14와 구동 제어 정보 생성 스텝 ST15 사이에 실행한다. 패스 플래닝 스텝 ST22는, 매핑 처리 스텝 ST21 후에 실행한다.

매핑 처리 스텝 ST21에서는, 매핑 처리부 S114가 처리 화상 및 물체 정보를 사용하여 공간 매핑을 행함으로써 디지털 지도를 작성한다. 매핑 처리부 S114가 작성하는 디지털 지도는, 자동 운전에 필요한 정적 정보 및 동적 정보가 조합되어 구성된 3차원 지도이다.

구동 제어 시스템 S100에서는, 차량 탑재 카메라(1)에 의해 고화질의 미처리 화상이 얻어지기 때문에, 매핑 처리부 S114에 의해 고정밀의 디지털 지도를 작성 가능하다. 또한, 매핑 처리부 S114는, 차량 탑재 카메라(1)에 의한 미처리 화상 이외의 정보를 취득함으로써, 더 정보량이 많은 디지털 지도를 작성 가능하게 된다.

예를 들어, 매핑 처리부 S114는, 자동차(M)에 구비된 주위 정보 검출부나 측위부 등으로부터의 정보를 취득할 수 있다. 또한, 매핑 처리부 S114는, 차외와의 통신을 가능하게 하는 차외 통신부를 통해 외부 환경에 존재하는 다양한 기기와의 사이에서 통신을 행함으로써, 다양한 정보를 취득할 수 있다.

주위 정보 검출부는, 예를 들어 초음파 센서, 레이더 장치, LIDAR(Light Detection and Ranging, Laser Imaging Detection and Ranging) 장치 등으로서 구성된다. 매핑 처리부 S114는, 차량 탑재 카메라(1)로부터는 얻어지기 어려운 자동차(M)의 후방이나 측방 등의 정보도 주위 정보 검출부로부터 취득 가능하다.

측위부는, 예를 들어 GNSS(Global Navigation Satellite System) 위성으로부터의 GNSS 신호(예를 들어, GPS(Global Positioning System) 위성으로부터의 GPS 신호)를 수신하여 측위를 실행 가능하게 구성된다. 매핑 처리부 S114는, 측위부로부터 자동차(M)의 위치에 관한 정보를 취득 가능하다.

차외 통신부는, 예를 들어 GSM(등록 상표)(Global System of Mobile communications), WiMAX(등록 상표), LTE(등록 상표)(Long Term Evolution), LTE-A(LTE-Advanced), 무선 LAN(Wi-Fi(등록 상표)라고도 함), Bluetooth(등록 상표) 등을 사용한 구성으로 할 수 있다.

패스 플래닝 스텝 ST22에서는, 패스 플래닝부 S115가 디지털 지도를 사용하여 자동차(M)의 진행 경로를 결정하는 패스 플래닝을 실행한다. 패스 플래닝에는, 예를 들어 도로 위의 빈 공간의 검출이나, 차량이나 인간 등의 물체의 이동 예측 등의 다양한 처리가 포함된다.

처리부 S110은, 패스 플래닝 스텝 ST22 후에, 스텝 ST12 내지 ST14에서 얻어진 처리 화상 및 물체 정보를 포함하는 데이터에 더하여, 스텝 ST21, ST22에서 얻어진 디지털 지도나 패스 플래닝의 결과를 포함하는 데이터를 정보 생성부 S120으로 일괄하여 송신한다.

구동 제어 정보 생성 스텝 ST15에서는, 정보 생성부 S120이 패스 플래닝 스텝 ST22에서 결정된 패스 플래닝대로 진행 경로로 자동차(M)를 주행시키기 위한 구동 내용을 포함하는 구동 제어 정보를 생성한다. 정보 생성부 S120은, 생성한 구동 제어 정보를 구동 제어부 S130으로 송신한다.

구동 제어 신호 출력 스텝 ST16에서는, 구동 제어부 S130이 구동 제어 정보에 기초한 구동 제어 신호의 출력을 행한다. 즉, 구동 제어부 S130은, 자동차(M)가 패스 플래닝대로 진행 경로로 안전하게 주행 가능하도록, 구동력 발생 기구 M11, 제동 기구 M12 및 스티어링 기구 M13 등의 구동 제어를 행한다.

이와 같이, 물체 위치 검출, 측거, 디지털 지도 작성, 패스 플래닝 등의 처리를 행하는 경우, 초점이 맞지 않은 화상에서는 물체의 검출 위치가 어긋나 버리기 때문에 정밀도가 나빠지는 경우가 있다. 이 점에서, 본 기술에 관한 차량 탑재 카메라(1)에서는, 광학 유닛(141)의 초점 위치 어긋남의 허용 범위가 작은 구성에 의해, 이러한 처리를 정확하게 행하는 것이 가능하게 된다.

또한, 도 29, 도 32에서는, 구동 제어 시스템 S100의 구성으로서, 차량 탑재 카메라(1)와 다른 구성(블록)이 상이한 것으로서 설명했다. 그러나, 구동 제어 시스템 S100 내의 임의의 블록은 차량 탑재 카메라(1) 내에 포함되도록 해도 된다. 이 경우는, 차량 탑재 카메라(1) 내의 메인 기판(13)(또는 메인 기판(13)과 전기적으로 접속된 다른 회로 기판) 위에 각 블록의 기능을 갖는 회로가 배치된다.

예를 들어, 화상 처리부 S111이 차량 탑재 카메라(1) 내에 포함되도록 해도 된다. 이 경우는, 차량 탑재 카메라(1) 내의 메인 기판(13)(또는 메인 기판(13)과 전기적으로 접속된 다른 회로 기판) 위에 화상 처리부 S111의 기능을 갖는 회로가 배치된다.

또한, 복수의 블록을 포함하는 처리부 S110이 차량 탑재 카메라(1) 내에 포함되도록 해도 된다. 이 경우는, 차량 탑재 카메라(1) 내의 메인 기판(13)(또는 메인 기판(13)과 전기적으로 접속된 다른 회로 기판) 위에 처리부 S110에 포함되는 각 블록의 기능을 갖는 회로가 배치된다.

또한, 구동 제어 시스템 S100을 하나의 장치로 해도 된다. 이 경우는, 차량 탑재 카메라(1) 내의 메인 기판(13)(또는 메인 기판(13)과 전기적으로 접속된 다른 회로 기판) 위에 구동 제어 시스템 S100에 포함되는 각 블록의 기능을 갖는 회로가 배치된다.

[기타 실시 형태]

이상, 본 기술의 실시 형태에 대하여 설명했지만, 본 기술은 상술한 실시 형태에만 한정되는 것은 아니고, 본 기술의 요지를 일탈하지 않는 범위 내에 있어서 다양한 변경을 가할 수 있는 것은 물론이다.

또한, 본 기술은 이하와 같은 구성도 채용할 수 있다.

(1)

제1 단자를 갖는 촬상 소자 기판과,

제2 단자를 갖는 메인 기판과,

상기 제1 단자에 접속되는 제1 접속부와, 상기 제2 단자에 접속되는 제2 접속부와, 상기 제1 접속부와 상기 제2 접속부 사이에 위치하고, 전개 상태에 있어서 서로 교차하는 제1 및 제2 굴곡축을 따라 굴곡되는 제1 및 제2 굴곡부를 갖는 플렉시블 기판

을 구비하는 차량 탑재 카메라.

(2)

상기 (1)에 기재된 차량 탑재 카메라이며,

상기 플렉시블 기판은, 상기 제1 굴곡부가 마련된 제1 연장부와, 상기 제2 굴곡부가 마련된 제2 연장부를 더 갖고,

상기 플렉시블 기판의 상기 전개 상태에 있어서, 상기 제1 연장부가 상기 제1 굴곡축과 직교하는 방향으로 연장되고, 상기 제2 연장부가 상기 제2 굴곡축과 직교하는 방향으로 연장되는

차량 탑재 카메라.

(3)

상기 (1) 또는 (2)에 기재된 차량 탑재 카메라이며,

상기 플렉시블 기판의 상기 전개 상태에 있어서, 상기 제1 굴곡축과 상기 제2 굴곡축이 서로 직교하는

차량 탑재 카메라.

(4)

상기 (1) 내지 (3) 중 어느 하나에 기재된 차량 탑재 카메라이며,

상기 촬상 소자 기판의 두께 방향으로 연장되는 광축을 갖는 광학 유닛을 더 구비하는

차량 탑재 카메라.

(5)

상기 (1) 내지 (4) 중 어느 하나에 기재된 차량 탑재 카메라이며,

상기 촬상 소자 기판은 수정 발진기를 더 갖고,

상기 플렉시블 기판은 상기 수정 발진기 위를 지나지 않는

차량 탑재 카메라.

1: 차량 탑재 카메라
2: 브래킷
11: 프론트 케이스
12: 보텀 케이스
13: 메인 기판
132: 단자
14: 촬상부
141: 광학 유닛
142: 촬상 소자 기판
142a: 단자
142b: 수정 발진기
15: 압박 부재
16: 실드 플레이트
20: 프레임
30: 홀더
50: 플렉시블 기판
51, 52: 연장부
53, 54: 접속부
55a, 55b: 굴곡부
Pa, Pb: 굴곡축
M: 자동차
M1: 윈드실드

Claims (5)

1. 제1 단자를 갖는 촬상 소자 기판과,
   제2 단자를 갖는 메인 기판과,
   상기 제1 단자에 접속되는 제1 접속부와, 상기 제2 단자에 접속되는 제2 접속부와, 상기 제1 접속부와 상기 제2 접속부 사이에 위치하고, 전개 상태에 있어서 서로 교차하는 제1 및 제2 굴곡축을 따라 굴곡되는 제1 및 제2 굴곡부를 갖는 플렉시블 기판
   을 구비하는, 차량 탑재 카메라.
2. 제1항에 있어서, 상기 플렉시블 기판은, 상기 제1 굴곡부가 마련된 제1 연장부와, 상기 제2 굴곡부가 마련된 제2 연장부를 더 갖고,
   상기 플렉시블 기판의 상기 전개 상태에 있어서, 상기 제1 연장부가 상기 제1 굴곡축과 직교하는 방향으로 연장되고, 상기 제2 연장부가 상기 제2 굴곡축과 직교하는 방향으로 연장되는,
   차량 탑재 카메라.
3. 제1항에 있어서, 상기 플렉시블 기판의 상기 전개 상태에 있어서, 상기 제1 굴곡축과 상기 제2 굴곡축이 서로 직교하는,
   차량 탑재 카메라.
4. 제1항에 있어서, 상기 촬상 소자 기판의 두께 방향으로 연장되는 광축을 갖는 광학 유닛을 더 구비하는,
   차량 탑재 카메라.
5. 제1항에 있어서, 상기 촬상 소자 기판은 수정 발진기를 더 갖고,
   상기 플렉시블 기판은 상기 수정 발진기 위를 지나지 않는,
   차량 탑재 카메라.
   

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