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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024012998
(43)【公開日】2024-01-31
(54)【発明の名称】センサモジュール
(51)【国際特許分類】
H01L 31/12 20060101AFI20240124BHJP
G01C 15/00 20060101ALI20240124BHJP
H01L 27/146 20060101ALI20240124BHJP
【ＦＩ】
H01L31/12 E
G01C15/00 104C
H01L27/146 D
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022114880
(22)【出願日】2022-07-19
(71)【出願人】
【識別番号】312003595
【氏名又は名称】タカハタプレシジョン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100162341
【弁理士】
【氏名又は名称】瀬崎 幸典
(72)【発明者】
【氏名】三浦 義晃
(72)【発明者】
【氏名】志村 泉
【テーマコード（参考）】
4M118
5F889
【Ｆターム（参考）】
4M118AA10
4M118AB01
4M118AB03
4M118BA14
4M118CA01
4M118HA21
4M118HA25
5F889AC01
5F889BA05
5F889BB02
5F889BC29
5F889CA15
5F889DA02
5F889FA10
(57)【要約】
【課題】発光素子から出射する光の波長を安定化させる。
【解決手段】基板と、光を出射する発光素子と、光が反射した反射光を撮像する撮像素子と、発光素子及び撮像素子を収容して保持する第１保持体と、第１面で第１保持体と面接触して第１保持体を支持し第１面と反対側の第２面で基板を保持する第２保持体と、第２保持体と空隙を有して第２保持体を支持する第３保持体と、を備え、第１保持体、第２保持体及び第３保持体は、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導性樹脂からなり、互いに熱的に接合されている。
【選択図】図７
【解決手段】基板と、光を出射する発光素子と、光が反射した反射光を撮像する撮像素子と、発光素子及び撮像素子を収容して保持する第１保持体と、第１面で第１保持体と面接触して第１保持体を支持し第１面と反対側の第２面で基板を保持する第２保持体と、第２保持体と空隙を有して第２保持体を支持する第３保持体と、を備え、第１保持体、第２保持体及び第３保持体は、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導性樹脂からなり、互いに熱的に接合されている。
【選択図】図７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
基板と、
光を出射する発光素子と、前記光が反射した反射光を撮像する撮像素子と、
前記発光素子及び前記撮像素子を収容して保持する第１保持体と、
第１面で前記第１保持体と面接触して前記第１保持体を支持し前記第１面と反対側の第２面で前記基板を保持する第２保持体と、
前記第２保持体と空隙を有して前記第２保持体を支持する第３保持体と、を備えた、
ことを特徴とするセンサモジュール。
光を出射する発光素子と、前記光が反射した反射光を撮像する撮像素子と、
前記発光素子及び前記撮像素子を収容して保持する第１保持体と、
第１面で前記第１保持体と面接触して前記第１保持体を支持し前記第１面と反対側の第２面で前記基板を保持する第２保持体と、
前記第２保持体と空隙を有して前記第２保持体を支持する第３保持体と、を備えた、
ことを特徴とするセンサモジュール。
【請求項2】
前記第１保持体、前記第２保持体及び前記第３保持体は、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導性樹脂からなり、互いに熱的に接合されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のセンサモジュール。
ことを特徴とする請求項１に記載のセンサモジュール。
【請求項3】
前記第２保持体は前記第１保持体と前記第１面で面接触し第３保持体と前記第２面の一部で接触して熱的に接合されている、
ことを特徴とする請求項２に記載のセンサモジュール。
ことを特徴とする請求項２に記載のセンサモジュール。
【請求項4】
前記発光素子は、樹脂製のケース体に収容され、前記ケース体の側面が前記第１保持体と接着剤を介して熱的に接合されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のセンサモジュール。
ことを特徴とする請求項１に記載のセンサモジュール。
【請求項5】
前記ケース体の底面はセラミックス材料で構成され熱伝導性材料からなる補強板を介して前記第２保持体に熱的に接合されている、
ことを特徴とする請求項４に記載のセンサモジュール。
ことを特徴とする請求項４に記載のセンサモジュール。
【請求項6】
前記受光素子は、前記第１保持体に設けられた厚み方向に貫通する貫通孔に収容され、受光面とは反対側の回路面側が前記第２保持体の前記第１面に接触している、
ことを特徴とする請求項１に記載のセンサモジュール。
ことを特徴とする請求項１に記載のセンサモジュール。
【請求項7】
前記基板は、表面に実装された発熱抵抗素子が前記空隙に面するように前記第２保持体の前記第２面に保持されている、
ことを特徴とする請求項１に記載のセンサモジュール。
ことを特徴とする請求項１に記載のセンサモジュール。
【請求項8】
前記第３保持体は、少なくとも一部にフィン形状を有する、
ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のセンサモジュール。
ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載のセンサモジュール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、レーザ光を被測定物に当ててその反射から被測定物を測定するセンサモジュールに関する。
【背景技術】
【0002】
建設機械の操縦室の屋根部に搭載され、光線を対象物に投射して、点群データの集合である３次元距離データを取得するセンサと、センサを覆い、センサが光線を投射する方向に開口を有するカバーケースと、カバーケースの開口を開閉する蓋板と、からなる建設機械用センサ格納装置が知られている（特許文献１）。
【0003】
基板と、基板上に設けられ、基板側を向く第１面及び第１面側とは反対側に第２面を有する第１半導体装置と、第１半導体装置と隣接し、基板上に設けられ、基板側を向く第1面及び第１面側とは反対側に第２面を有する第２半導体装置と、第１半導体装置の第２面上に設けられ、第１半導体装置の第２面と接続した第１配線と、第２半導体装置の第２面上に設けられ、第２半導体装置の第２面と接続した第２配線と、第１配線上に設けられ、第１配線と接続した第１中間層と、第２配線上に設けられ、第２配線と接続した第２中間層と、第１中間層及び第２中間層上に第１中間層及び第２中間層と接続する板部を有し、板部基板の間に柱部又は壁部を有し、柱部又は壁部を介して板部と基板が接続して、熱伝導性有する第３配線を有する半導体モジュールも知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０１８－３１１５３号公報
【特許文献2】特開２０２２－５３４０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、発光素子から出射する光の波長を安定化させる。
【課題を解決するための手段】
【0006】
前記課題を解決するために、請求項１に記載のセンサモジュールは、
基板と、
光を出射する発光素子と、前記光が反射した反射光を撮像する撮像素子と、
前記発光素子及び前記撮像素子を収容して保持する第１保持体と、
第１面で前記第１保持体と面接触して前記第１保持体を支持し前記第１面と反対側の第２面で前記基板を保持する第２保持体と、
前記第２保持体と空隙を有して前記第２保持体を支持する第３保持体と、を備えた、
ことを特徴とする。
基板と、
光を出射する発光素子と、前記光が反射した反射光を撮像する撮像素子と、
前記発光素子及び前記撮像素子を収容して保持する第１保持体と、
第１面で前記第１保持体と面接触して前記第１保持体を支持し前記第１面と反対側の第２面で前記基板を保持する第２保持体と、
前記第２保持体と空隙を有して前記第２保持体を支持する第３保持体と、を備えた、
ことを特徴とする。
【0007】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のセンサモジュールにおいて、
前記第１保持体、前記第２保持体及び前記第３保持体は、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導性樹脂からなり、互いに熱的に接合されている、
ことを特徴とする。
前記第１保持体、前記第２保持体及び前記第３保持体は、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導性樹脂からなり、互いに熱的に接合されている、
ことを特徴とする。
【0008】
請求項３に記載の発明は、請求項２に記載のセンサモジュールにおいて、
前記第２保持体は前記第１保持体と前記第１面で面接触し第３保持体と前記第２面の一部で接触して熱的に接合されている、
ことを特徴とする。
前記第２保持体は前記第１保持体と前記第１面で面接触し第３保持体と前記第２面の一部で接触して熱的に接合されている、
ことを特徴とする。
【0009】
請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のセンサモジュールにおいて、
前記発光素子は、樹脂製のケース体に収容され、前記ケース体の側面が前記第１保持体と接着剤を介して熱的に接合されている、
ことを特徴とする。
前記発光素子は、樹脂製のケース体に収容され、前記ケース体の側面が前記第１保持体と接着剤を介して熱的に接合されている、
ことを特徴とする。
【0010】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のセンサモジュールにおいて、
前記ケース体の底面はセラミックス材料で構成され熱伝導性材料からなる補強板を介して前記第２保持体に熱的に接合されている、
ことを特徴とする。
前記ケース体の底面はセラミックス材料で構成され熱伝導性材料からなる補強板を介して前記第２保持体に熱的に接合されている、
ことを特徴とする。
【0011】
請求項６に記載の発明は、請求項１に記載のセンサモジュール型において、
前記受光素子は、前記第１保持体に設けられた厚み方向に貫通する貫通孔に収容され、受光面とは反対側の回路面側が前記第２保持体の前記第１面に接触している、
ことを特徴とする。
前記受光素子は、前記第１保持体に設けられた厚み方向に貫通する貫通孔に収容され、受光面とは反対側の回路面側が前記第２保持体の前記第１面に接触している、
ことを特徴とする。
【0012】
請求項７に記載の発明は、請求項１に記載のセンサモジュールにおいて、
前記基板は、表面に実装された発熱抵抗素子が前記空隙に面するように前記第２保持体の前記第２面に保持されている、
ことを特徴とする。
前記基板は、表面に実装された発熱抵抗素子が前記空隙に面するように前記第２保持体の前記第２面に保持されている、
ことを特徴とする。
【0013】
請求項８に記載の発明は、請求項１ないし７のいずれか１項に記載のセンサモジュールにおいて、
前記第３保持体は、少なくとも一部にフィン形状を有する、
ことを特徴とする。
前記第３保持体は、少なくとも一部にフィン形状を有する、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
請求項１に記載の発明によれば、発光素子から出射する光の波長を安定化させることができる。
【0015】
請求項２に記載の発明によれば、発光素子で発生する熱を効率よく外部に放熱することができる。
【0016】
請求項３に記載の発明によれば、発光素子で発生する熱を段階的に熱伝導させながら外部に放熱することができる。
【0017】
請求項４に記載の発明によれば、低温環境で発光素子の蓄熱を促進することができる。
【0018】
請求項５に記載の発明によれば、発光素子で発生する熱を第２支持体に効率的に熱伝導させることができる。
【0019】
請求項６に記載の発明によれば、受光素子で発生する熱を第２支持体に熱伝導させることができる。
【0020】
請求項７に記載の発明によれば、基板の発熱抵抗素子で発生する熱を放熱することができる。
【0021】
請求項８に記載の発明によれば、第２保持体から熱伝導する熱を外部に効率的に放熱することができる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
【図1】（ａ）は本実施形態に係るセンサモジュール１の内部構成を示す平面模式図、（ｂ）は縦断面模式図、（ｃ）は底面図である。
【図2】（ａ）は基板の主面におけるプロセッサの実装例を示す模式図、（ｂ）は基板の裏面における駆動素子の実装例を示す模式図である。
【図3】第１支持体に収容されたプロジェクタの構成を示す断面模式図である。
【図4】（ａ）は第１保持体を示す平面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）はプロジェクタ及びイメージセンサモジュールを収容した第１保持体と第２保持体の単純接触を示す縦断面模式図である。
【図5】（ａ）は第１保持体及び第２保持体を示す平面図、（ｂ）は第１保持体と第２保持体の単純接触を示す縦断面図である。
【図6】（ａ）は第３保持体の第１面を示す平面図、（ｂ）は縦断面模式図、（ｃ）は第３保持体の第２面を示す底面図である。
【図7】センサモジュールにおける熱伝導と放熱を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
次に図面を参照しながら、本発明の実施形態の具体例を説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
尚、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
尚、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
【0024】
（１）センサモジュールの全体構成
図１（ａ）は本実施形態に係るセンサモジュール１の内部構成を示す平面模式図、（ｂ）は縦断面模式図、（ｃ）は底面図である。
以下、図面を参照しながら、センサモジュール１の全体構成について説明する。
図１（ａ）は本実施形態に係るセンサモジュール１の内部構成を示す平面模式図、（ｂ）は縦断面模式図、（ｃ）は底面図である。
以下、図面を参照しながら、センサモジュール１の全体構成について説明する。
【0025】
図１に示すように、センサモジュール１は、基板１０と、光を出射する発光素子からなるプロジェクタ２０と、被測定物の表面から反射した反射光を撮像する撮像素子からなるイメージセンサモジュール３０と、プロジェクタ２０及びイメージセンサモジュール３０を収容して保持する第１保持体４０と、第１面５０ａで第１保持体４０と面接触して第１保持体４０を支持し第１面５０ａと反対側の第２面５０ｂで基板１０を保持する第２保持体５０と、第２保持体５０と空隙Ｇを有して第２保持体５０を支持する第３保持体６０とがケース７０で覆われて配置されている。
このように構成されるセンサモジュール１は、被測定物にプロジェクタ２０からレーザ光を発して被測定物の表面から反射する反射光をイメージセンサモジュール３０で撮像して点群データを取得して被測定物の３次元形状を測定する。
このように構成されるセンサモジュール１は、被測定物にプロジェクタ２０からレーザ光を発して被測定物の表面から反射する反射光をイメージセンサモジュール３０で撮像して点群データを取得して被測定物の３次元形状を測定する。
【0026】
（２）センサモジュールの構成
図２（ａ）は基板１０の主面１０ａにおけるプロセッサＰの実装例を示す模式図、（ｂ）は基板１０の裏面１０ｂにおける駆動素子の実装例を示す模式図である。
基板１０は、例えばＰＣＢ基板であり、主面１０ａおよび裏面１０ｂを有する。主面１０ａにはプロジェクタ２０の発光及びイメージセンサモジュール３０の撮像を制御するプロセッサＰが配置されている。裏面１０ｂは、第３保持体６０側を向く面であり、プロジェクタ２０及びイメージセンサモジュール３０を動作させるために必要な駆動素子が実装されている。駆動素子は、ドライバＩＣ（Ｕ１～Ｕ６）や抵抗体（Ｒ４～Ｒ８： 図２中 破線で囲んで示す）を含んでいる。
抵抗体（Ｒ４～Ｒ８）は、発熱抵抗素子であり、プロジェクタ２０を発光させる際に発熱する。本実施形態においては、１Ｗ～３Ｗの発熱量を有する。
図２（ａ）は基板１０の主面１０ａにおけるプロセッサＰの実装例を示す模式図、（ｂ）は基板１０の裏面１０ｂにおける駆動素子の実装例を示す模式図である。
基板１０は、例えばＰＣＢ基板であり、主面１０ａおよび裏面１０ｂを有する。主面１０ａにはプロジェクタ２０の発光及びイメージセンサモジュール３０の撮像を制御するプロセッサＰが配置されている。裏面１０ｂは、第３保持体６０側を向く面であり、プロジェクタ２０及びイメージセンサモジュール３０を動作させるために必要な駆動素子が実装されている。駆動素子は、ドライバＩＣ（Ｕ１～Ｕ６）や抵抗体（Ｒ４～Ｒ８： 図２中 破線で囲んで示す）を含んでいる。
抵抗体（Ｒ４～Ｒ８）は、発熱抵抗素子であり、プロジェクタ２０を発光させる際に発熱する。本実施形態においては、１Ｗ～３Ｗの発熱量を有する。
【0027】
図３は第１保持体４０に収容されたプロジェクタ２０の構成を示す断面模式図である。
プロジェクタ２０は、図３に示すように、複数の発光素子からなるアレイ光源であるＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER）２１と、ＶＣＳＥＬ２１の上側でレーザ光の配光制御を行う透過型の回折光学素子（ＤＯＥ）２２と、ＶＣＳＥＬ２１及び回折光学素子（ＤＯＥ）２２を収容するケース体２３から構成されている。
プロジェクタ２０は、図３に示すように、複数の発光素子からなるアレイ光源であるＶＣＳＥＬ（Vertical Cavity Surface Emitting LASER）２１と、ＶＣＳＥＬ２１の上側でレーザ光の配光制御を行う透過型の回折光学素子（ＤＯＥ）２２と、ＶＣＳＥＬ２１及び回折光学素子（ＤＯＥ）２２を収容するケース体２３から構成されている。
【0028】
ケース体２３は、上方に開口し、回折光学素子（ＤＯＥ）２２を支持している。ケース体２３の底面２３Ａはセラミックス材料で構成され、上面２３Ａａに熱伝導性材料であり、熱伝導率が約４００Ｗ／ｍ・Ｋの銅板２４ａを介してＶＣＳＥＬ２１が配置されている。ケース体２３の底面２３Ａの下面２３Ａｂは熱伝導率が約４００Ｗ／ｍ・Ｋの銅板２４ａ及び熱伝導率が１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上の補強板２４ｂを介して第２保持体５０に熱的に接合されている。
【0029】
ケース体２３は、底面２３Ａを除いて、金属よりも熱伝導性が低い液晶ポリマー（ＬＣＰ）を材料として形成され、側面２３Ｂが第１保持体４０と接着剤を介して熱的に接合されている。これにより、低温環境における動作開始時にはＶＣＳＥＬ２１の蓄熱を促進し、発光波長の変化を抑制することが可能となっている。そして、ＶＣＳＥＬ２１が発熱した場合は、第１保持体４０へ熱伝導して蓄熱を抑制することで発光波長の変化を抑制している。
【0030】
接着剤としては、高熱伝導接着剤が好ましく、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ビスマレイミドトリアジン樹脂、または、各種エンジニアリングプラスチック等をベースとし銀粉、カーボン、銅、アルミニウム、鉄、セラミック等、熱伝導率の大きい材料の粉末や繊維を混入したものを使用できる。高熱伝導接着剤は、熱伝導率が高いほど好ましく、具体的には、１Ｗ／ｍ・Ｋ以上であることが好ましい。これにより、ケース体２３の側面２３Ｂから第１保持体４０への熱伝導をより高めることが可能となる。
【0031】
セラミックス材料は、液晶ポリマー（ＬＣＰ）に比べて熱伝導率が高く、発熱体の一つであるＶＣＳＥＬ２１は、ケース体２３の底面２３Ａが熱伝導性材料である補強板２４ｂを介して第２保持体５０と熱的に接合されることで、発生する熱は第２保持体５０側へ熱伝導される。
【0032】
イメージセンサモジュール３０（図１に示す）には、光電変換素子としてＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサが用いられている。
イメージセンサモジュール３０は、プロジェクタ２０から出射した光が被測定物で反射する反射光を撮像して点群データとして取得する。
イメージセンサモジュール３０は、プロジェクタ２０から出射した光が被測定物で反射する反射光を撮像して点群データとして取得する。
【0033】
図４（ａ）は第１保持体４０を示す平面図、（ｂ）は縦断面図、（ｃ）はプロジェクタ２０及びイメージセンサモジュール３０を収容した第１保持体４０と第２保持体５０の単純接触を示す縦断面模式図である。
第１保持体４０は、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導性樹脂からなり、プロジェクタ２０及びイメージセンサモジュール３０を収容して保持している。第１保持体４０には下面４０ｂから上面４０ａに貫通する貫通孔４１が形成され、プロジェクタ２０が収容されている。
第１保持体４０は、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導性樹脂からなり、プロジェクタ２０及びイメージセンサモジュール３０を収容して保持している。第１保持体４０には下面４０ｂから上面４０ａに貫通する貫通孔４１が形成され、プロジェクタ２０が収容されている。
【0034】
貫通孔４１は、図４に示すように、内面に凸部４１ａを有し、貫通孔４１に収容されるプロジェクタ２０のケース体２３の側面２３Ｂと接触してプロジェクタ２０を位置決めすると同時に熱的に接合している。具体的には、ケース体２３は底面２３Ａを除いて、金属よりも熱伝導率が低い液晶ポリマー（ＬＣＰ）を材料として形成され、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導性樹脂からなる第１保持体４０と接触している。
これにより、低温環境における動作初期においては、ケース体２３から第１保持体４０への熱伝導を抑制してプロジェクタ２０の蓄熱を促進し、ケース体２３が一定程度蓄熱した場合、第１保持体４０に熱伝導することでプロジェクタ２０の過熱を抑制することで、ＶＣＳＥＬ２１の発光波長の変動を小さくしている。
これにより、低温環境における動作初期においては、ケース体２３から第１保持体４０への熱伝導を抑制してプロジェクタ２０の蓄熱を促進し、ケース体２３が一定程度蓄熱した場合、第１保持体４０に熱伝導することでプロジェクタ２０の過熱を抑制することで、ＶＣＳＥＬ２１の発光波長の変動を小さくしている。
【0035】
貫通孔４１に収容されたプロジェクタ２０は、ケース体２３の底面２３Ａ側が露出し、熱伝導性材料である補強板２４ｂを介して（図３ 参照）、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導性樹脂からなる第２保持体５０の第１面５０ａと接触することで熱的に接合している。
具体的には、ケース体２３の底面２３Ａは、熱伝導率が約９０Ｗ／ｍ・Ｋのセラミック材料で形成され、熱伝導率が約４００Ｗ／ｍ・Ｋである銅板２４ａ及び熱伝導率が約１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である補強板２４ｂを介して熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の第２保持体５０に熱伝導することで、ＶＣＳＥＬ２１の蓄熱を抑制することが可能となっている。
具体的には、ケース体２３の底面２３Ａは、熱伝導率が約９０Ｗ／ｍ・Ｋのセラミック材料で形成され、熱伝導率が約４００Ｗ／ｍ・Ｋである銅板２４ａ及び熱伝導率が約１０Ｗ／ｍ・Ｋ以上である補強板２４ｂを介して熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の第２保持体５０に熱伝導することで、ＶＣＳＥＬ２１の蓄熱を抑制することが可能となっている。
【0036】
第１保持体４０には下面４０ｂから上面４０ａに貫通する貫通孔４２が形成され、イメージセンサモジュール３０が収容されている。イメージセンサモジュール３０には、ＣＭＯＳイメージセンサが用いられ、著しい発熱要素ではないことから、第１保持体４０との熱的接合は特に考慮されていない。
【0037】
図５（ａ）は第１保持体４０及び第２保持体５０を示す平面図、（ｂ）は第１保持体４０と第２保持体５０の単純接触を示す縦断面図である。
第２保持体５０は、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導性樹脂からなり、第１面５０ａで第１保持体４０と面接触して第１保持体４０と熱的に接合されている。すなわち、第１保持体４０及び第２保持体５０は、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導性樹脂からなり、単純接触で互いに熱的に接合されている。
これにより、ＶＣＳＥＬ２１で発生する熱は、一部はケース体２３の側面２３Ｂから第１保持体４０を介して第２保持体５０に熱伝導され、一部はケース体２３の底面２３Ａから直接第２保持体５０に熱伝導される。尚、第１保持体４０と第２保持体５０は高熱伝導接着剤を介して接合してもよい。これにより、第１保持体４０から第２保持体５０への熱伝導効率を向上させることができる。
第２保持体５０は、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導性樹脂からなり、第１面５０ａで第１保持体４０と面接触して第１保持体４０と熱的に接合されている。すなわち、第１保持体４０及び第２保持体５０は、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導性樹脂からなり、単純接触で互いに熱的に接合されている。
これにより、ＶＣＳＥＬ２１で発生する熱は、一部はケース体２３の側面２３Ｂから第１保持体４０を介して第２保持体５０に熱伝導され、一部はケース体２３の底面２３Ａから直接第２保持体５０に熱伝導される。尚、第１保持体４０と第２保持体５０は高熱伝導接着剤を介して接合してもよい。これにより、第１保持体４０から第２保持体５０への熱伝導効率を向上させることができる。
【0038】
第２保持体５０の第１面５０ａと反対側の第２面５０ｂは基板１０の裏面１０ｂが第３保持体６０側を向くようにして基板１０を保持している。基板１０の裏面１０ｂには発熱抵抗素子である抵抗体（Ｒ４～Ｒ８）が実装され、抵抗体（Ｒ４～Ｒ８）は第３保持体６０との空隙Ｇに面している。これにより、抵抗体（Ｒ４～Ｒ８）で発生する熱は空隙Ｇ内に放熱されるようになっている。また、抵抗体（Ｒ４～Ｒ８）で発生する熱は基板１０の取り付け部を介して第２保持体５０にも熱伝導される。
【0039】
図６（ａ）は第３保持体６０の第１面６０ａを示す平面図、（ｂ）は断面模式図、（ｃ）は第３保持体６０の第２面６０ｂを示す底面図である。
第３保持体６０は、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導性樹脂からなり、第２保持体５０と空隙Ｇを有して第２保持体５０を支持し第２保持体５０と熱的に接合されている。
図６に示すように、第３保持体６０の第１面６０ａにはスペーサとしてのボス体６０Ａが立設され、第２保持体５０はボス体６０Ａで離隔して支持されている。すなわち、第２保持体５０と第３保持体６０はボス体６０Ａで熱的に接合され、第２保持体５０から第３保持体６０に熱伝導されるようになっている。
第３保持体６０は、熱伝導率が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の熱伝導性樹脂からなり、第２保持体５０と空隙Ｇを有して第２保持体５０を支持し第２保持体５０と熱的に接合されている。
図６に示すように、第３保持体６０の第１面６０ａにはスペーサとしてのボス体６０Ａが立設され、第２保持体５０はボス体６０Ａで離隔して支持されている。すなわち、第２保持体５０と第３保持体６０はボス体６０Ａで熱的に接合され、第２保持体５０から第３保持体６０に熱伝導されるようになっている。
【0040】
第３保持体６０の第１面６０ａ及び第１面６０ａとは反対側の第２面６０ｂには、図６に示すように、フィン形状６０Ｂが形成されている。フィン形状６０Ｂは短冊状に形成された放熱フィンであり、第３保持体６０と周囲空気層との接触面積を増加させて第２保持体５０から熱伝導する熱を外部に効率的に放熱することができる。
【0041】
第１保持体４０、第２保持体５０及び第３保持体６０を形成する熱伝導性樹脂としては、例えば、粒子状又はフィラー状の炭素系材料からなる高熱伝導性材料を所定の基材樹脂、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド（ＰＡ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、アクリロニトリルブタジエンスチレン（ＡＢＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）等の樹脂に混合した熱可塑性樹脂が挙げられる。これらの熱伝導性樹脂は、熱伝導率が概ね１Ｗ／ｍ・Ｋないし１０Ｗ／ｍ・Ｋであるが、高熱伝導性材料の混合量を調整することで熱伝導率は概ね１０Ｗ／ｍ・Ｋないし３０Ｗ／ｍ・Ｋまで高くすることができ、センサモジュール１の蓄熱をより抑制することが可能となる。
【0042】
（３）センサモジュールにおける熱伝導及び放熱
図７はセンサモジュール１における熱伝導と放熱を説明する模式図である。
センサモジュール１における最も大きな熱源はプロジェクタ２０のアレイ光源であるＶＣＳＥＬ２１であり、ＶＣＳＥＬ２１の発光を制御する基板１０の抵抗体（Ｒ４～Ｒ８）も一定の発熱量を有する熱源となっている。
図７はセンサモジュール１における熱伝導と放熱を説明する模式図である。
センサモジュール１における最も大きな熱源はプロジェクタ２０のアレイ光源であるＶＣＳＥＬ２１であり、ＶＣＳＥＬ２１の発光を制御する基板１０の抵抗体（Ｒ４～Ｒ８）も一定の発熱量を有する熱源となっている。
【0043】
ＶＣＳＥＬ２１はケース体２３に収容され、ケース体２３は側面２３Ｂが第１保持体４０と熱的に接合され、ケース体２３の底面２３Ａが銅板２４を介して直接第２保持体５０と熱的に接合されている。第１保持体４０と第２保持体５０は単純接触で互いに熱的に接合されている。第２保持体５０は第３保持体６０とボス体６１を介して熱的に接合されている。これにより、図７に矢印で示すように、熱源のＶＣＳＥＬ２１から第１保持体４０及び第２保持体５０を経由して第３保持体６０まで熱的に接合されている。第３保持体６０は、第１面６０ａ及び第２面６０ｂにフィン形状６０Ｂが形成され、周囲空気層との接触面積を増加させている。また、基板１０は取り付け部を介して第２保持体５０と熱的に接合され、基板１０の抵抗体（Ｒ４～Ｒ８）で発生する熱の一部は第２保持体５０に熱伝導する。
【0044】
センサモジュール１の光の出射及び光が反射した反射光の受光側を上方とした場合、第１保持体４０が上方側、第２保持体５０は第１保持体４０と面接触して第１保持体４０を下方から支持し、第３保持体６０は第２保持体５０を下方からボス体６０Ａで空隙Ｇを有して下方から支持している。そして、平面視した場合、第１保持体４０よりも第２保持体５０が面積が広く、第２保持体５０よりも第３保持体６０が面積が広くなる構成となっている。これにより、第１保持体４０から第２保持体５０に熱伝導した熱を放熱しやすく、第２保持体５０から第３保持体６０に熱伝導した熱を第３保持体６０の外表面側から放熱しやすくなっている。更に、第３保持体６０の第１面６０ａ及び第１面６０ａとは反対側の第２面６０ｂには、短冊状に形成された放熱フィンが形成され、第３保持体６０と周囲空気層との接触面積を増加させて効率的に放熱することができる。
【0045】
このように、センサモジュール１は、熱源のＶＣＳＥＬ２１から第１保持体４０及び第２保持体５０を経由して第３保持体６０まで熱的に接合され、低温環境における動作初期においては、ケース体２３から第１保持体４０への熱伝導を抑制してプロジェクタ２０の蓄熱を促進し、ケース体２３が一定程度蓄熱した場合、第１保持体４０及び第２保持体５０を経由して第３保持体６０に熱伝導することでプロジェクタ２０の過熱を抑制することで、発光波長の変動を小さくしている。
【符号の説明】
【0046】
１・・・センサモジュール
１０・・・基板
２０・・・プロジェクタ、２１・・・ＶＣＳＥＬ、２２・・・回折光学素子、２３・・・ケース体
３０・・・イメージセンサモジュール
４０・・・第１保持体
５０・・・第２保持体
６０・・・第３保持体
１０・・・基板
２０・・・プロジェクタ、２１・・・ＶＣＳＥＬ、２２・・・回折光学素子、２３・・・ケース体
３０・・・イメージセンサモジュール
４０・・・第１保持体
５０・・・第２保持体
６０・・・第３保持体
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】