特許 7503926 撮像装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-06-13

(45)【発行日】2024-06-21

(54)【発明の名称】撮像装置

(51)【国際特許分類】

   H04N 23/50 20230101AFI20240614BHJP

   H05K 7/20 20060101ALI20240614BHJP

   G03B 17/02 20210101ALI20240614BHJP

   G03B 15/00 20210101ALI20240614BHJP

   B60R 11/02 20060101ALI20240614BHJP

   H04N 23/52 20230101ALI20240614BHJP

   G03B 30/00 20210101ALI20240614BHJP

【ＦＩ】

H04N23/50

H05K7/20 F

G03B17/02

G03B15/00 V

B60R11/02 C

H04N23/52

G03B30/00

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020057630

(22)【出願日】2020-03-27

(65)【公開番号】P2021158555

(43)【公開日】2021-10-07

【審査請求日】2023-01-26

(73)【特許権者】

【識別番号】000001225

【氏名又は名称】ニデックプレシジョン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000626

【氏名又は名称】弁理士法人英知国際特許商標事務所

(72)【発明者】

【氏名】万代 晴彦

【審査官】越河 勉

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－２７０２３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－０７４６６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２０８１９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１０９１８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０４Ｎ ２３／５０

Ｈ０５Ｋ ７／２０

Ｇ０３Ｂ １７／０２

Ｇ０３Ｂ １５／００

Ｂ６０Ｒ １１／０２

Ｈ０４Ｎ ２３／５２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

レンズユニットが支持される筐体と、
前記筐体内に支持され、レンズユニットの結像面を受光面とするイメージセンサが実装されている第１基板と、
前記筐体内で、周縁部付近に設けた基板対基板コネクタで前記第１基板に接続されている第２基板と、
前記筐体内で、少なくとも前記第２基板の周囲を取り巻くように配置される金属板とを備え、
前記金属板は、前記第２基板の前記第１基板に対面する側の面を支持するように、前記基板対基板コネクタから離れた位置で、前記金属板の一部を内側に向けて折り曲げられた支持片を有することを特徴とする撮像装置。

【請求項2】

前記第１基板と前記第２基板の間には、前記第１基板と前記第２基板に取り付けられている電子部品が接する放熱シートが配備されており、
前記放熱シートの端部が前記支持片と前記第２基板との間に挟まれて支持されていることを特徴とする請求項１記載の撮像装置。

【請求項3】

前記第２基板は、平面視多角形状であり、
前記金属板は、前記第２基板の周縁角部に対応した屈折部を有する複数の辺を有し、
前記支持片は、対向する辺に一対設けられていることを特徴とする請求項１又は２記載の撮像装置。

【請求項4】

前記金属板は、周囲の筐体に弾性的に接触する接触片を有することを特徴とする請求項１～３のいずれか１項記載の撮像装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載された撮像装置を備えた車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、撮像装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

近年、イメージセンサの性能向上に伴って、様々な分野で撮像装置が用いられている。特に、車載用の撮像装置は、安全対策やセキュリティー対策のための社内外画像の取得（ドライブレコーダなど）だけでなく、デジタルミラー用カメラや認証用カメラなどで、高性能の撮像装置が用いられている。

【0003】

画素数の多い高性能のイメージセンサを用いた撮像装置は、必然的に消費電力が大きくなり、電子部品の発熱量も大きくなるが、撮像装置の小型化によって、放熱面積が小さくなるので、イメージセンサの性能を維持するためには、駆動用電子部品の放熱対策が不可欠になる。特に、車載用の撮像装置は、小型化の要求が高い上に、高温環境での使用が余儀なくされているので、前述した放熱対策が特に重要になる。

【0004】

撮像装置における電子部品の放熱対策としては、イメージセンサが実装された基板と、動作時の発熱量が大きい電子部品（例えば、FPGA: Field-Programmable Gate Arrayなど）が固定された基板を別基板にし、各基板を空間的に分離した状態で対面配置することが行われている。

【0005】

下記特許文献１に記載された従来技術は、撮像装置において、ＦＰＧＡが固定されたＦＰＧＡ基板と、外部機器との電気的な接続を行うコネクタが固定されたコネクタ基板と、イメージセンサが実装されたセンサ基板とを、撮像装置の筐体内で対面配置し、ＦＰＧＡ基板とコネクタ基板とを第１フレキシブル基板で接続し、コネクタ基板とセンサ基板とを第２フレキシブル基板で接続して、熱源となるＦＰＧＡを筐体の内壁に当接して放熱させることが示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１０－７４６６５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

前述した従来技術によると、対面する基板間の接続にフレキシブル基板を用いているので、フレキシブル基板と対面配置されるリジッド基板との接続を、組立時の作業とは別に行う必要があり、組み立てに付随する作業が繁雑になる問題がある。また、筐体内にフレキシブル基板の取り回しスペースが必要になると共に、フレキシブル基板を介することで対面配置される基板間に比較的大きな空間を設ける必要があるので、筐体内部の必要スペースが大きくなり、撮像装置の小型化に対応し難くなる。

【0008】

これに対しては、基板対基板（Board to Board (B to B)）コネクタを用いて、対面配置する基板間の接続を行うことが考えられる。しかしながら、イメージセンサが実装される基板は、イメージセンサが基板の中央部に配置されており、イメージセンサとの接続を考慮して、イメージセンサが実装された基板の裏面側にも中央に大きな面積を専有する電子部品が配置されているので、基板対基板コネクタを基板の周縁近くに配置せざるを得なくなる。

【0009】

基板対基板コネクタを基板の周縁近くに配置する場合、コネクタが設けられた部分から離れた所に力が加わると、基板が傾いて、コネクタの外れが生じ易くなる。これを避けるためには、対面する基板間に外れ防止用のスペーサを介在させることが必要になるが、スペーサを設けると、基板表面における電子部品の実装スペースが削られてしまうと共に、部品の追加でコスト高になる問題が生じる。

【0010】

基板対基板コネクタを用いる場合には、前述した従来技術のようにフレキシブル基板を用いる場合と比較すると省スペース化が可能になるが、対面する基板間の距離が近づくことになるので、これに対して有効な放熱対策が必要になる。

【0011】

本発明は、このような問題に対処するために提案されたものである。すなわち、撮像装置における回路基板構成において、基板対基板コネクタを用いることで、筐体内部の省スペース化・装置の小型化を実現し、対面配置される基板間にスペーサを設けること無く外れ抑止を図りながら、より効果的な放熱対策を実現できるようにすること、などが本発明の課題である。

【課題を解決するための手段】

【0012】

このような課題を解決するために、本発明は、以下の構成を具備するものである。

【0013】

レンズユニットが支持される筐体と、
前記筐体内に支持され、レンズユニットの結像面を受光面とするイメージセンサが実装されている第１基板と、前記筐体内で、周縁部付近に設けた基板対基板コネクタで前記第１基板に接続されている第２基板と、前記筐体内で、少なくとも前記第２基板の周囲を取り巻くように配置される金属板とを備え、前記金属板は、前記第２基板の前記第１基板に対面する側の面を支持するように、前記基板対基板コネクタから離れた位置で、前記金属板の一部を内側に向けて折り曲げられた支持片を有することを特徴とする撮像装置。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】撮像装置の外観斜視図。

【図2】撮像装置の分解斜視図（後方視）。

【図3】撮像装置の分解斜視図（前方視）。

【図4】撮像装置の正面図。

【図5】図４におけるＡ－Ａ断面図。

【図6】図４におけるＢ－Ｂ断面図。

【図7】金属板の説明図（（ａ）が平面図、（ｂ）が側面図）。

【図8】金属板の接触片を示す説明図。

【図9】撮像装置を備えた車両の説明図（平面図）。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下の説明で、異なる図における同一符号は同一機能の部位を示しており、各図における重複説明は適宜省略する。

【0016】

図１～図６に示すように、撮像装置１は、レンズユニット２、筐体３、第１基板１１、第２基板１２、金属板５を少なくとも備えている。

【0017】

レンズユニット２は、第１基板１１に実装されるイメージセンサ１０の受光面に像を結像させる撮像光学系である。筐体３は、レンズユニット２を支持し、内部に、第１基板１１、第２基板１２、金属板５を収容する。レンズユニット２は、シールリング８を介して筐体３に取り付けられており、筐体３の後方には、後筐体４がシールリング８を介して結合されている。

【0018】

筐体３内に支持される第１基板１１は、レンズユニット２に対向する側の面にイメージセンサ１０が実装されている。イメージセンサ１０は、第１基板１１の中央部分に取り付けられており、レンズユニット２の結像面を受光面とする。第１基板の裏面側は、イメージセンサ１０に接続される各種の電子部品が取り付けられている。

【0019】

筐体３内に配備される第２基板１２は、イメージセンサ１０の駆動回路を構成する電子部品などが取り付けられおり、第１基板１１に対面配置されている。第２基板１２は、基板対基板コネクタ２０で第１基板１１に接続されている。なお、「基板対基板コネクタ」は、単に「コネクタ」と言うこともある。

【0020】

基板対基板コネクタ２０は、そのメス側端子が第２基板１２の周縁付近に取り付けられており、これに接続する雄側のコネクタ端子２１が第１基板１１の周縁付近に取り付けられている。第２基板１２の第１基板１１に対面する表面側には、各種の電子部品が取り付けられており、第２基板１２の裏面側にも各種の電子部品が取り付けられている。

【0021】

筐体３の内部には、内壁に沿って、少なくとも第２基板１２の周囲を取り巻くように金属板５が配備されている。図示の例では、第１基板１１と第２基板１２の両方を囲むように金属板５が配備されており、シールド板として機能するように構成されている。

【0022】

図示の例では、第１基板１１と第２基板１２は、共に平面視で多角形状（８角形状）を成しており、その周囲に配置される金属板５は、図７に示すように、第１基板１１或いは第２基板１２の周縁角部に対応した屈折部５Ｂを有する帯状の屈折板であり、屈折部５Ｂの間に複数の辺５Ｃを有している。

【0023】

このような撮像装置１においては、イメージセンサ１０が実装された第１基板１１は、イメージセンサ１０の受光面がレンズユニット２の結像面になるように、筐体３に位置決めされて支持されている。これに対して、第１基板１１に基板対基板コネクタ２０を介して接続されている第２基板１２は、基板対基板コネクタ２０から離れた部分が第１基板１１側に近付かないように、金属板５が有する支持片５Ａに支持されている。なお、 金属板５は一枚の板を折り曲げることで、平面視で多角形状に形成されている。ただし、他の実施例では、平面視で多角形状となるような筒を形成して、輪切りにすることで金属板５が形成されてもよい。

【0024】

支持片５Ａは、第２基板１２の第１基板１１に対面する側の面を支持するように、基板対基板コネクタ２０から離れた位置で、金属板５の一部を内側に向けて折り曲げることで形成されている。支持片５Ａは、図７に示した例では、３つの辺５Ｃに形成されており、支持片５Ａが無い辺５Ｃの近くに基板対基板コネクタ２０が位置している。

【0025】

より具体的には、図７に示した例では、支持片５Ａは、基板対基板コネクタ２０の近くの辺５Ｃに対向する辺５Ｃに１つ設けられ、更に、それとは異なる方向で互いに対向する辺５Ｃに一対の支持片５Ａが設けられている。

【0026】

このような支持片５Ａを設けることで、第１基板１１に対して基板対基板コネクタ２０で接続されている第２基板１２は、第１基板１１に近付くような傾きが抑止されるので、第１基板１１と第２基板１２の間に外れ防止用のスペーサを設けなくても、基板対基板コネクタ２０の外れを抑止することができる。そして、前述した外れ防止用のスペーサを設けないので、第１基板１１の裏面側と第２基板１２の表面側の面積を有効に使って電子部品を配備することができる。また、スペーサを設けることに換えて、シールド板として機能する金属板５を加工して支持片５Ａを形成しているので、部品点数を増やすこと無く、安価に基板対基板コネクタ２０の外れを抑止することができる。

【0027】

そして、撮像装置１は、放熱対策として、第１基板１１と第２基板１２の間に、放熱シート６を配備している。放熱シート６は、弾性を有する放熱性の高い部材（例えば、シリコン樹脂板など）であり、第１基板１１と第２基板１２を基板対基板コネクタ２０で接続することで、第１基板１１の裏面側の電子部品と第２基板１２の表面側の電子部品がそれぞれ接触するように配備される。また、放熱シート６は、図５に示すように、その端部が、金属板５の支持片５Ａと第２基板１２との間に挟まれて支持されている。

【0028】

このような放熱シート６を第１基板１１と第２基板１２の間に配備すると、第１基板１１と第２基板１２が近接した状態であっても、電子部品が発生する熱を、放熱シート６を介して金属板５に伝えることができ、金属板５を介して筐体３の周囲に放熱することができる。

【0029】

この際、金属板５は、周囲に弾性的に突出するように接触片５Ｄが設けられており、図８に示すように、この接触片５Ｄが金属板５の周囲にある筐体３の内壁に、弾性的に押圧された状態で接触する。これによって、効率良く金属板５に伝わった熱を周囲に放熱させることができる。

【0030】

このような撮像装置１は、先ず、回路基板構成として、第１基板１１と第２基板１２を基板対基板コネクタ２０を介して接続しているので、基板間の空間を狭くして省スペース化することで、撮像装置１の小型化を実現することができる。その際に、シールド板として機能する金属板５を活用して、第２基板１２を支持することで、基板対基板コネクタ２０の外れを抑止しているので、部品点数を増やすこと無く、信頼性の高い電気接続を実現することができる。また、スペーサを介在させないことで、第１基板１１と第２基板１２の基板面を有効に利用して電子部品を配備することができる。

【0031】

そして、第１基板１１と第２基板１２の間に放熱シート６を配備して、その端部を金属板５の支持片５Ａに接触させているので、基板間のスペースを狭くした場合であっても、有効な放熱効果を得ることができ、更には、この放熱シート６が、実質的には基板間のスペーサとしても機能することになるので、放熱効果を高めることに加えて、基板対基板コネクタ２０の接続の信頼性を高めることができる。

【0032】

これによって、本発明の実施形態に係る撮像装置１は、基板対基板コネクタ２０を用いることで、筐体３内部の省スペース化・装置の小型化を実現することができ、更には、基板対基板コネクタ２０における接続の信頼性を高めながら、より効果的な放熱対策を実現することができる。

【0033】

図９は、前述した撮像装置１をサイドカメラ１０１やリヤカメラ１０２として用いる車両１００を示している。このような車両１００は、高性能で且つ効果的な放熱対策が施されている撮像装置１を用いて車両１００の周辺画像を取得することができる。そして、車両１００は、撮像装置１を用いることで、高い安全性と良好な運転操作性を担保することができる。

【0034】

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこれらの実施の形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。また、上述の各実施の形態は、その目的及び構成等に特に矛盾や問題がない限り、互いの技術を流用して組み合わせることが可能である。

【符号の説明】

【0035】

１：撮像装置，２：レンズユニット，３：筐体，４：後筐体，
５：金属板（シールド板），５Ａ：支持片，
５Ｂ：屈曲部，５Ｃ：辺，５Ｄ：接触片，
６：放熱シート，７：結合部材，８：シールリング，
１０：イメージセンサ，１１：第１基板，１２：第２基板，
２０：基板対基板コネクタ，２１：コネクタ端子，
１００：車両，１０１：サイドカメラ，１０２：リアカメラ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】