JP2017200087A - カメラモジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】ケース(筐体)内の熱を効率良くケース(筐体)を介さずに外部へ放熱することが可能で、且つ、安価な材料をケース(筐体)に使用可能なカメラモジュールを提供すること。
【解決手段】被写体を撮像するカメラモジュール10は、発熱源60、80と、この発熱源60、80を密封するケース20と、このケース20の内部に収容されて、発熱源60、80と熱的に接触する熱伝導プレート92と、上記ケース20の外部に設けられ、当該カメラモジュール10を被取付け体AM1〜AM4に取り付けるための熱伝導ブラケット30と、上記熱伝導プレート92と上記熱伝導ブラケット30との間を熱伝達する熱伝達部材94と、を有する。
【選択図】図3
【解決手段】被写体を撮像するカメラモジュール10は、発熱源60、80と、この発熱源60、80を密封するケース20と、このケース20の内部に収容されて、発熱源60、80と熱的に接触する熱伝導プレート92と、上記ケース20の外部に設けられ、当該カメラモジュール10を被取付け体AM1〜AM4に取り付けるための熱伝導ブラケット30と、上記熱伝導プレート92と上記熱伝導ブラケット30との間を熱伝達する熱伝達部材94と、を有する。
【選択図】図3
Description
本発明はカメラモジュールに関し、特に、自動車等の車室内に取り付けられる車載カメラモジュールに関する。
この種の車載カメラモジュールは、例えば、自動車のサンバイザーや、Bピラー、リアガラス、フリップダウンなどの、車室内に設置される。車載カメラモジュールは、レンズユニットと、このレンズユニットを介して被写体を撮像する撮像素子を搭載するセンサ基板ユニットと、を含む。
このような車載カメラモジュールにおいては、レンズユニットおよびセンサ基板ユニットが、樹脂モールド製ケース(筐体)によって密閉されている。そのため、センサ基板ユニットにおいて発生した熱が、ケース(筐体)内に籠ってしまう。すなわち、センサ基板ユニットが発熱源として作用してしまう。
特に、夏の季節には、自動車の車室内の温度が高温になってしまう。その結果、車室内に設置される車載カメラモジュールは、上記発熱源から発生した熱によって、ケース(筐体)内の温度が、車室内の温度よりも高い、高温になってしまう。車載カメラモジュールを構成するデバイス(光学部品を含む)には、使用上限温度(保証温度)が設定されている。そのため、ケース内の温度が、使用上限温度(保証温度)以上に上昇してしまう恐れがある。
したがって、発熱源で発生した熱を、車載カメラモジュールのケース(筐体)の外部へ効率良く放熱することが必要となる。従来から、そのような放熱対策を施した技術が提案されている。
例えば、特許文献1は、放熱と電磁遮蔽とを効率的に行うことが可能な、固体撮像装置を開示している。この特許文献1に開示された固体撮像装置(車載カメラ)は、第1ケース、レンズユニット、レンズブラケット、撮像モジュール、シールド部、電源モジュール、および第2ケース、を有して構成される。第1ケースおよび第2ケースは、組み合わされることで、レンズユニット、レンズブラケット、撮像モジュール、シールド部、電源モジュールを収容する。第1ケース及び第2ケースの材料には、樹脂やアルミニウム等の金属が使用される。第1ケース及び第2ケースに金属フィラーを混入させ、熱伝導性を向上させるようにしてもよい。シールド部は、撮像モジュールと電源モジュールとの間に、電源モジュールを覆うように配置された導電性及び熱伝導性を有する放熱板である。シールド部は、撮像モジュールと電源モジュールとの間に挟み込まれている。車載カメラが組み合わされたときには、シールド部は、第1ケース及び第2ケースと熱的に接触することで、第1ケース及び第2のケースを介して車載カメラの外部へ放熱される。
上述した特許文献1には、次に述べるような問題がある。
特許文献1に開示された車載カメラの構造においては、第1ケース及び第2のケースの材料が樹脂から成る場合には、放熱板から成るシールド部の一部を、ケースの外部へ露出させる必要がある。しかしながら、そのような構造では、ケース(筐体)内の熱を外部へ効率良く放熱することが困難になる。
一方、特許文献1では、第1ケース及び第2ケースの材料にアルミニウム等の金属を使用したり、第1ケース及び第2ケースに金属フィラーを混入させて、熱伝導率を向上させている。このような構造を採用することにより、ケース(筐体)内の熱を外部へ効率良く放熱させることが可能となる。しかしながら、そのような構造では、ケース(筐体)自体の材料費が高くなってしまう。
詳述すると、ケース(筐体)の材料として、アルミニウムの熱伝導性の良い材料を使用したとする。そのような、アルミニウム製のケース(筐体)を製造するためには、鋳造工程、取付け面の切削・研磨工程、および表面処理工程が必須となる。そのため、アルミニウム製のケース(筐体)自体が高価となり、結果として、車載カメラが高価になってしまう。
また、アルミニウム製以外の熱伝導性の良好な安価な金属材料(例えば、鉄)を使用して、ケース(筐体)を製造することも考えられる。しかしながら、ケース(筐体)内の熱を、直接、ケース(筐体)を介して外部へ放熱させようとすると、別の問題が発生する。すなわち、車載カメラを操作するために、人がケース(筐体)に触る場合があるので、高温になったケース(筐体)で人にやけど等を負わせてしまうというおそれがある。
したがって、本発明の目的は、ケース(筐体)内の熱を効率良くケース(筐体)を介さずに外部へ放熱することが可能で、且つ、安価な材料をケース(筐体)に使用可能なカメラモジュールを提供することにある。
本発明の他の目的は、説明が進むにつれて明らかになるだろう。
尚、本発明の説明で示される上方、上端、上部、上面の文言は、本発明のカメラモジュールにおける光軸方向の被写体側を示し、下方、下端、下部、下面の文言は、本発明のカメラモジュールにおける光軸方向の撮像素子側を示すものである。
本発明の例示的な態様によれば、被写体を撮像するカメラモジュール(10)であって、発熱源(60,80)と;この発熱源(60,80)を密封するケース(20)と;このケース(20)の内部に収容されて、発熱源(60,80)と熱的に接触する熱伝導プレート(92)と;ケース(20)の外部に設けられ、当該カメラモジュール(10)を被取付け体(AM1〜AM4)に取り付けるための熱伝導ブラケット(30)と;熱伝導プレート(92)と熱伝導ブラケット(30)との間を熱伝達する熱伝達部材(94)と;を有するカメラモジュールが得られる。
上記カメラモジュール(10)において、上記熱伝達部材(94)は、例えば、ケース(20)の内部に収容されて、熱伝導プレート(92)と熱的に接触する熱伝達プレート(942)と、この熱伝達プレート(942)と熱伝導ブラケット(30)との間を締結する熱伝導締結部材(944)と、から成ってよい。また、熱伝達プレート(942)は、雌ネジが切られた孔(9426b)を持ち、熱伝導締結部材は、この孔(9426b)に螺合される熱伝導ボルト(944)から成ってよい。また、熱伝導プレート(92)および熱伝達プレート(942)の各々は、100W/mK以上の熱伝導率を持つ材料から成ることが好ましい。
また、上記カメラモジュール(10)は、レンズユニット(40)を含んでよい。この場合、上記発熱源は、レンズユニット(40)を介して上記被写体を撮像する撮像素子(64)を搭載するセンサ基板ユニット(60)から成る。そして、この場合、熱伝導プレート(92)は、センサ基板ユニット(60)と熱伝導性グリースを介して熱的に結合されていることが好ましい。また、上記発熱源は、レンズユニット(40)の近傍に配置された赤外線LED(82)を更に有してよい。この場合、熱伝導プレート(92)は、赤外線LED(82)の底面と接触する先端部(922)を持つ。
上記カメラモジュール(10)において、上記ケース(20)は、レンズユニット(40)と、センサ基板ユニット(60)と、赤外線LED(82)と、熱伝導プレート(92)とを収容する第1のケース(22,26,28)と;熱伝達プレート(942)を収容する第2のケース(24)と;から成ってよい。この場合、第1のケース(22,26,28)と第2のケース(24)とは機械的に接合されていることが好ましい。第1のケース(22,26,28)と第2のケース(24)とは樹脂製であってよい。また、第1のケース(22,26,28)と第2のケース(24)との間の機械的接合は、スナップフィットによって行われていることが好ましい。
上記カメラモジュール(10)において、上記被取付け体は、自動車(AM)の内壁であってよい。この場合、上記カメラモジュールは、自動車(AM)の車室内に取り付けられる車載カメラモジュールから成る。
尚、上記括弧内の参照符号は、本発明の理解を容易にするために付したものであり、一例に過ぎず、本発明は、これらに限定されないのは勿論である。
本発明では、ケース(筐体)内の熱を効率良くケース(筐体)を介さずに外部へ放熱することが可能で、且つ、安価な材料をケース(筐体)に使用可能なカメラモジュールを提供することができる。
[実施形態]
図1乃至図5を参照して、本発明の一実施形態に係るカメラモジュール10の構造について説明する。図示のカメラモジュール10は、後述するように、車室内に設置されて、被写体(図示せず)を撮像する車載カメラモジュールから成る。
図1乃至図5を参照して、本発明の一実施形態に係るカメラモジュール10の構造について説明する。図示のカメラモジュール10は、後述するように、車室内に設置されて、被写体(図示せず)を撮像する車載カメラモジュールから成る。
図1は車載カメラモジュール10の外観斜視図である。図2は、図1の車載カメラモジュール10から熱伝導ブラケット30を取り外した状態を示す外観斜視図である。図3は図2の車載カメラモジュール10の分解斜視図である。図4は、図1に示した車載カメラモジュール10からケース(筐体)20の部分を削除した状態を示す斜視図である。
ここでは、図1乃至図4に示されるように、直交座標系(X,Y,Z)を使用している。図1乃至図4に図示した状態では、直交座標系(X,Y,Z)において、X軸方向は前後方向(奥行方向)であり、Y軸方向は左右方向(幅方向)であり、Z軸方向は上下方向(高さ方向)である。そして、図1乃至図4に示す例においては、上下方向Zがレンズの光軸O方向である。図示の例では、上下方向Zの上方向は被写体(図示せず)が存在する方向である。尚、本実施形態において、Y軸方向(左右方向)は第1の方向とも呼ばれ、X軸方向(前後方向)は第2の方向とも呼ばれる。
図5は、車載カメラモジュール10が設置される、自動車AMの場所を示す図である。図5に示されるように、車載カメラモジュール10は、被取付け体として、例えば、自動車AMのサンバイザーAM1や、BピラーAM2、リアガラスAM3、フリップダウンAM4などの、車室内に設置される。
図1に示されるように、車載カメラモジュール10は、後述する発熱源と、この発熱源を密封するケース20と、熱伝導ブラケット30とを有する。熱伝導ブラケット30は、ケース20の外部に設けられ、当該車載カメラモジュール10を自動車AMの上記被取付け体に取り付けるためのものである。
図示の例では、熱伝導ブラケット30は鉄製である。しかしながら、熱伝導ブラケット30の材料は鉄に限定されず、熱伝導の良好な材料であればよい。
図3および図4に示されるように、車載カメラモジュール10は、ケース20に収容された、レンズユニット40と、フィルタユニット50と、センサ基板ユニット60と、電源基板ユニット70と、を備えている。
センサ基板ユニット60は、センサ基板62と、センサ基板62の上面に搭載された撮像素子64と、センサ基板62の下面に搭載されたプラグコネクタ(図示せず)とを有する。撮像素子64は、レンズユニット40およびフィルタユニット50を介して被写体を撮像する。
尚、センサ基板ユニット60は、センサ基板62上に、その実装部品として、撮像素子64およびプラグコネクタばかりでなく、チップコンデンサ、チップ抵抗器、フラッシュROM(read only memory)、水晶発振子などを実装している。センサ基板ユニット60は、上記発熱源の1つとして働く。
電源基板ユニット70は、電源基板72と、電源基板72の上面に搭載されたレセプタクルコネクタ76とを有する。
尚、電源基板ユニット70は、電源基板72上に、その実装部品として、レセプタクルコネクタ76ばかりでなく、チップコンデンサ、チップ抵抗器、フラッシュROM(read only memory)、水晶発振子などを実装している。
センサ基板ユニット60のプラグコネクタと電源基板ユニット70とレセプタクルコネクタ76とは嵌合される。プラグコネクタとレセプタクルコネクタ76との組み合わせは、基板間コネクタと呼ばれる。したがって、センサ基板ユニット60と電源基板ユニット70とは、基板間コネクタを介して嵌合される。
センサ基板ユニット60と電源基板ユニット70との組み合わせは、総称して、基板ユニット(60,70)と呼ばれる。
フィルタユニット50は、レンズユニット40とセンサ基板ユニット60との間に設けられる。
フィルタユニット50は、センサ基板62上に搭載されるベース部材52と、ベース部材52の上面上に搭載された赤外線カットフィルタ(IRCF)54とを有する。赤外線カットフィルタ(IRCF)54と上記撮像素子64とは、それらの間に空間を空けて、互いに対向して配置される。図示の例では、赤外線カットフィルタ(IRCF)54は、960nm以上の波長をカットするフィルタから成る。
レンズユニット40は、レンズ群(後述する)と、このレンズ群を保持するレンズバレル44とを有する。レンズバレル44は、レンズ群を遮光する役目も果たしている。
図示の例では、レンズ群は、4個のレンズから成る。詳述すると、レンズ群は、3個のプラスチックレンズ(図示せず)と、1つのガラスレンズ42から成る。ガラスレンズ42は、レンズ群の最上部に設けられるので、上部レンズとも呼ばれる。3個のブラスチックレンズは、レンズバレル44内に配置されている。ガラスレンズ42は、レンズバレル44内の上部に配置される。
撮像素子64は、レンズユニット40の上記レンズ群により結像された被写体像を撮像して電気信号に変換する。撮像素子64は、例えば、CCD(charge coupled device)型イメージセンサ、CMOS(complementary metal oxide semiconductor)型イメージセンサ等により構成される。
図示の車載カメラモジュール10は、夜間でも撮像可能なカメラモジュールである。そのために、車載カメラモジュール10は、図4に示されるように、レンズユニット40の近傍に設けられた、2個の赤外線LED(light emitting diode)82から成る赤外線発光部80を備えている。この赤外線発光部80は、上記発熱源の別の1つとして働く。
2個の赤外線LED82は、フレキシブルプリント基板(FPC)84を介して、電源基板ユニット70の電源基板72に接続されている。
なお、図示の例では、赤外線発光部80は2個の赤外線LED82から構成されているが、赤外線LEDの個数は2個に限定されず、1個でも3個以上であってもよい。
レンズユニット40と、フィルタユニット50と、センサ基板ユニット60との組み合わせは、画像を取り込むカメラ部(40,50,60)として働く。
したがって、赤外線発光部80から発光された赤外線を被写体へ照射することにより、車載カメラモジュール10のカメラ部(40,50,60)は、夜間でも被写体を撮像するのを可能としている。
図1および図3に示されるように、ケース20は、上下方向Zの上側に配置された上側ケース22と、上下方向Zの下側に配置された下側ケース24と、レンズユニット40の内部に水が浸入するのを防止するためのリテーナ26と、赤外線発光部80を覆う発光部カバー28とを有する。
図示の例では、上側ケース22および下側ケース24の各々は、ポリカーボネートから成る。しかしながら、上側ケース22および下側ケース24の各々の材料はポリカーボネートに限定されず、耐熱性のある他の樹脂や、耐熱性の低い材料(例えば、紙、木材等)に耐熱性のある材料にて表面処理を施したものを使用してもよい。或いは、上側ケース22および下側ケース24の各々の材料として、アルミニウム以外の、熱伝導性が良好で安価な金属材料(例えば、鉄)を使用してもよい。
図3に示されるように、上側ケース22は、左右方向Yに2分割可能な、第1の上側分割ケース22−1と、第2の上側分割ケース22−2とから成る。図示の例では、第1の上側分割ケース22−1は、左右方向Yの右側に配置されており、第2の上側分割ケース22−2は、左右方向Yの左側に配置されている。第1の上側分割ケース22−1と第2の上側分割ケース22−2とを組み合わせることにより、図1に示されるように、実質的に角部が面取りされた略四角筒状の上側ケース22が構成される。
リテーナ26は、上側ケース22の上端部に取り付けられる。リテーナ26は、発光部カバー28が挿入可能な切り欠き部を持つ。図示の例では、発光部カバー28は、850nm以下の波長をカットするプラスチック材料から成る。したがって、赤外線発光部80からは、被写体へ向けて850nm以上の波長の赤外線が照射される。
そのため、図示の車載カメラモジュール10では、暗所で撮影が可能な波長域が850nm〜960nmとなる。
上側ケース22とリテーナ26と発光部カバー28との組み合わせは、第1のケース(22,26,28)と呼ばれる。
図1に示されるように、上側ケース22において、上側分割ケース22−1は、その下端部に第1の窪み部22−11を有する。この第1の窪み部22−11は、外側へ突出する第1の係合突起(嵌込用爪)22−11aを持つ。
同様に、図3に示されるように、上側ケース22において、第2の上側分割ケース22−2は、その下端部に第2の窪み部22−21を有する。この第2の窪み部22−21は、外部へ突出する第2の係合突起(嵌込用爪)22−21aを持つ。
一方、下側ケース24は、上側ケース22の下端部に、後述のように取り付けられる。
詳述すると、下側ケース24は、実質的に角部が面取りされ、底部に円形の開底部口部(図示せず)を持つ略四角筒状の下側収容部242と、下側収容部242の上端右端部から上方へ延在する第1のアーム部244−1と、下側収容部242の上端左端部から上方へ延在する第2のアーム部244−2とを有する。第1のアーム部244−1は、その上端部に第1の係合孔(嵌合孔)244−1aを持ち、第2のアーム部244−2は、その上端部に第2の係合孔(嵌合孔)244−2aを持つ。
したがって、第1の上側分割ケース22−1と第2の上側分割ケース22−2とを組み合わせて上側ケース22を形成した後に、下側ケース24を上側ケース22へ向けて被せると、第1および第2のアーム部244−1および244−2が、一旦、外側へ撓んだ後に、元の状態(位置)に復帰する。その結果、第1および第2の係合突起(嵌込用爪)22−11a、22−21aが、それぞれ、第1および第2の係合孔(嵌合孔)244−1a、244−2aと係合(嵌合)する。そのため、下側ケース24が上側ケース22から外れるのを防止することができる。下側ケース24は、第2のケースとも呼ばれる。
このように、第1のケース(22,26,28)と第2のケース24とは、スナップフィットによって、機械的に接合される。
尚、本実施形態では、第1のケース(22,26,28)と第2のケース24との間の機械的接合として、スナップフィットを用いているが、第1のケース(22,26,28)と第2のケース24との間の機械的接合は、これに限定されないのは勿論である。
尚、図2に示されるように、ケーブル90は、電源基板72の下面にはんだ付けされて、下側ケース24の下側収容部242の上記底部開口部を貫通して下方へ延在する。
本実施形態では、図3および図4に示されるように、車載カメラモジュール10は、ケース20の内部に収容されて、上記発熱源である赤外線発光部80およびセンサ基板ユニット60と熱的に接触する熱伝導プレート92と、この熱伝導プレート92と熱伝導ブラケット30との間を熱伝達する熱伝達部材94とを有する。
図4に示されるように、熱伝達部材94は、ケース20の内部に収容されて、熱伝導プレート92と熱的に接触する熱伝達プレート942と、この熱伝達プレート942と熱伝導ブラケット30との間を締結する熱伝導締結部材944とから成る。
図3に示されるように、第1のケース(22,26,28)は、レンズユニット40と、フィルタユニット50と、センサ基板ユニット60と、電源基板ユニット70と、赤外線LED82から成る赤外線発光部80と、熱伝導プレート92とを収容している。一方、第2のケース24は、熱伝達プレート942を収容している。
熱伝導プレート92は、センサ基板ユニット60と熱伝導性グリース(図示せず)を介して熱的に結合されている。また、熱伝導プレート92は、赤外線LED82から成る赤外線発光部80の底面と接触する先端部922を持つ。
図示の例では、熱伝導プレート92および熱伝達プレート942の各々として、熱伝導率が230W/mKのアルミニウムを使用している。熱伝導プレート92および熱伝達プレート942の各々は、板金により形成されている。
しかしながら、熱伝導プレート92および熱伝達プレート942の各々の材料はアルミニウムに限定されず、100W/mK以上の熱電率を持つ材料を使用することが好ましい。
次に、図6乃至図8を参照して、発熱源である赤外線発光部80で発生した熱を、ケース20を介さずにケース20の外部へ伝達して、放熱する熱伝達経路について説明する。
図6は、熱伝達経路の一部を分解して示した斜視図である。図7は、熱伝達経路の斜視図であり、図8は、熱伝達経路の側面図である。
前述したように、熱伝導プレート92の先端部922は、2個の赤外線LED82から成る赤外線発光部80の底面と接触している。熱伝導プレート92は、上下方向Zに延在している。図示の例では、熱伝導プレート92の厚さは1mmである。しかしながら、熱伝導プレート92の厚さは、2mm以下であればよい。
尚、図6から明らかなように、上記フレキシブルプリント基板(FPC)84は、熱伝導プレート92に沿って、その熱伝導プレート92に形成された開口部を潜りながら配線されている。
熱伝導プレート92の末端部924は、熱伝達プレート942の先端部9422と熱的に接触している。ここで、熱伝導プレート92の末端部924と熱伝達プレート942の先端部9422とは、互いに接触していることが好ましいが、それらの間の少しの隙間があってもよい。その場合、その隙間は、0.2mm以下であることが好ましい。また、その隙間に、熱伝導性グリースを塗布してもよい。
熱伝達プレート942は、上下方向Zに延在する板部分9424と、この板部分9424の左右方向Yの端部から後方へ延在する一対のアーム部9426とから成り、実質的にU字形状をしている。各アーム部9426は、左右方向Yの外側へ突出する突出部9426aを持つ。
この突出部9426aは、図2および図3に示されるように、下側ケース(第2のケース)24の下側収容部242に開けられた側面開口部242aに挿入され、その側面開口部242aから露出している。
また、一対の突出部9426aは、雌ネジが切られた円柱状孔9426bを持つ。
上記熱伝導締結部材944は、一対の円柱状孔9426bに螺合される、一対の熱伝導ボルトから成る。詳述すると、各熱伝導ボルト944は、円柱状孔9426bに螺合される雄ネジ部9442と、頭部9444とから成る。頭部9444には、六角形の凹部9444aが形成されている。したがって、この六角形の凹部9444aに、頭部(先端)が六角柱のドライバーを挿入して、ドライバーを回転することにより、一対の熱伝導ボルト944を熱伝達プレート942の一対の突出部9426aの円柱状孔9426bに螺合することができる。
なお、図示の例では、熱伝導ボルト944は鉄製である。しかしながら、熱伝導ボルト944の材料は鉄に限定されず、熱伝導の良好な材料であればよい。
熱伝導ブラケット30は、被取付け体に取り付けられる板状の取付け部32と、この取付け部32の左右方向Yの両端部から垂直に実質的に上下方向Zへ延在する、一対のアーム部34とから成る。
取付け部32の裏面(底面)と被取付け体の表面とを、両面テープで貼りつけることによって、熱伝導ブラケット30が被取付け体に取り付けられる。
一対のアーム部34は、その上端部の内壁で、熱伝達プレート942の一対のアーム部9426の突出部9426aと接触している。また、一対のアーム部34は、一対の熱伝導ボルト944の雄ネジ部9442が貫通する、貫通孔34aを持つ。すなわち、この貫通孔34aの直径は、雄ネジ部9442の直径よりも大きく、頭部9444の外径よりも小さい。
したがって、一対の熱伝導ボルト944を熱伝達プレート942の一対の突出部9426aの円柱状孔9426bに螺合したとき、一対の熱伝導ボルト944の頭部9444は、熱伝導ブラケット30の一対のアーム部34の外壁から若干突出した状態となる。
このような構造の熱伝達経路によれば、赤外線発光部80で発生した熱を、熱伝導プレート92、熱伝達プレート942、一対の熱伝達ボルト944を介して、ケース20の外部に配置された、熱伝導ブラケット30へ効率良く伝達することが可能となる。その結果、赤外線発光部80で発生した熱を、ケース20を介さずにケース20の外部へ効率よく放熱することができる。
また、前述したように、センサ基板ユニット60は、熱伝導性グリースを介して、熱伝導プレート92と熱的に結合されている。したがって、センサ基板ユニット60で発生した熱も、ケース20を介さずにケース20の外部へ効率よく放熱することができる。
次に、本実施形態の効果について、熱解析を実施した検証結果に基づいて説明する。
本熱解析においては、周囲温度(外気温度)が70℃の高温環境において、本カメラモジュール10を構成するデバイス、光学部品がそれらの保証温度以下に抑えられるかを検証した。
ここでの評価ポイントは、撮像素子64の表面温度、撮像素子64側のレンズユニット40の表面温度、2個の赤外線LED82の表面温度、およびLED82側のレンズバレル44の温度である。
また、撮像素子64の使用上限温度は105℃であり、レンズユニット40やレンズバレル44などの光学部品の上限温度は85℃であり、LED使用上限温度は90℃であるとする。
解析結果は、撮像素子64の表面温度が96.1℃であり、撮像素子64側のレンズユニット40の表面温度が82.9℃であり、2個の赤外線LED82の表面温度が82.8℃および82.6℃であり、LED82側のレンズバレル44の温度が77.8℃であった。
この解析結果より、評価ポイントにおける温度がすべて使用上限温度以下に抑えられ、カメラモジュール10を構成するデバイス、光学部品が使用可能であることを確認した。
以上の説明から明らかなように、本発明の実施形態によれば、ケース(筐体)20内の発熱源80、60で発生した熱を、効率良くケース(筐体)20を介さずに外部へ放熱することが可能で、安価な材料をケース(筐体)に使用可能なカメラモジュール10を提供することができる。
以上、実施の形態を参照して本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではない。本発明の構成や詳細には、本発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
例えば、上述した実施形態では、発熱源がセンサ基板ユニット60、赤外線発光部80であるとしたが、本発明はそれ以外の部品が発熱源である場合にも適用可能である。また、上述した実施形態では、熱伝導締結部材として熱伝導ボルト944を例として挙げたが、本発明はそれ以外の熱伝導締結部材を使用してもよいのは勿論である。また、上述した実施形態では、ケース20を構成する上側ケース22および下側ケース24の材料としてポリカーボネートを例として挙げたが、本発明はそれ以外の材料から成る上側ケースおよび下側ケースを使用してもよいのは勿論である。さらにまた、上述した実施形態では、熱伝導プレート92と熱伝導ブラケット30との間を熱伝達する熱伝達部材94として、熱伝達プレート942と熱伝導締結部材944との組み合わせを例として挙げたが、本発明はそれ以外の構造の熱伝達部材を使用してもよいのは勿論である。
本発明に係るカメラモジュールは、車載カメラモジュールには限定されず、他の分野に使用されるカメラモジュールとしても利用されえる。
10 カメラモジュール(車載カメラモジュール)
20 ケース(筐体)
22 上側ケース(第1のケース)
22−1 第1の上側分割ケース
22−11 第1の窪み部
22−11a 第1の係合突起(嵌込用爪)
22−2 第2の上側分割ケース
22−21 第2の窪み部
22−21a 第2の係合突起(嵌込用爪)
24 下側ケース(第2のケース)
242 下側収容部
242a 側面開口部
244−1 第1のアーム部
244−1a 第1の係合孔(嵌合孔)
244−2 第2のアーム部
244−2a 第2の係合孔(嵌合孔)
26 リテーナ(第1のケース)
28 発光部カバー(第1のケース)
30 熱伝導ブラケット
32 取付け部
34 アーム部
34a 貫通孔
40 レンズユニット
42 ガラスレンズ
44 レンズバレル
50 フィルタユニット
52 ベース部材
54 赤外線カットフィルタ(IRCF)
60 センサ基板ユニット〈発熱源〉
62 センサ基板
64 撮像素子
70 電源基板ユニット
72 電源基板
76 レセプタクルコネクタ
80 赤外線発光部(発熱源)
82 赤外線LED(発熱源)
84 フレキシブルプリント基板(FPC)
90 ケーブル
92 熱伝導プレート
922 先端部
924 末端部
94 熱伝達部材
942 熱伝達プレート
9422 先端部
9424 板部分
9426 アーム部
9426a 突出部
9426b 雌ネジが切られた円柱状孔
944 熱伝導締結部材(熱伝導ボルト)
9442 雄ネジ部
9444 頭部
9444a 六角形の凹部
AM 自動車
AM1 サンバイザー
AM2 Bピラー
AM3 リアガラス
AM4 フリップダウン
O 光軸
X 前後方向(第2の方向)
Y 左右方向(第1の方向)
Z 上下方向
20 ケース(筐体)
22 上側ケース(第1のケース)
22−1 第1の上側分割ケース
22−11 第1の窪み部
22−11a 第1の係合突起(嵌込用爪)
22−2 第2の上側分割ケース
22−21 第2の窪み部
22−21a 第2の係合突起(嵌込用爪)
24 下側ケース(第2のケース)
242 下側収容部
242a 側面開口部
244−1 第1のアーム部
244−1a 第1の係合孔(嵌合孔)
244−2 第2のアーム部
244−2a 第2の係合孔(嵌合孔)
26 リテーナ(第1のケース)
28 発光部カバー(第1のケース)
30 熱伝導ブラケット
32 取付け部
34 アーム部
34a 貫通孔
40 レンズユニット
42 ガラスレンズ
44 レンズバレル
50 フィルタユニット
52 ベース部材
54 赤外線カットフィルタ(IRCF)
60 センサ基板ユニット〈発熱源〉
62 センサ基板
64 撮像素子
70 電源基板ユニット
72 電源基板
76 レセプタクルコネクタ
80 赤外線発光部(発熱源)
82 赤外線LED(発熱源)
84 フレキシブルプリント基板(FPC)
90 ケーブル
92 熱伝導プレート
922 先端部
924 末端部
94 熱伝達部材
942 熱伝達プレート
9422 先端部
9424 板部分
9426 アーム部
9426a 突出部
9426b 雌ネジが切られた円柱状孔
944 熱伝導締結部材(熱伝導ボルト)
9442 雄ネジ部
9444 頭部
9444a 六角形の凹部
AM 自動車
AM1 サンバイザー
AM2 Bピラー
AM3 リアガラス
AM4 フリップダウン
O 光軸
X 前後方向(第2の方向)
Y 左右方向(第1の方向)
Z 上下方向
Claims (13)
- 被写体を撮像するカメラモジュールであって、
発熱源と、
該発熱源を密封するケースと、
該ケースの内部に収容されて、前記発熱源と熱的に接触する熱伝導プレートと、
前記ケースの外部に設けられ、当該カメラモジュールを被取付け体に取り付けるための熱伝導ブラケットと、
前記熱伝導プレートと前記熱伝導ブラケットとの間を熱伝達する熱伝達部材と、
を有するカメラモジュール。 - 前記熱伝達部材は、
前記ケースの内部に収容されて、前記熱伝導プレートと熱的に接触する熱伝達プレートと、
該熱伝達プレートと前記熱伝導ブラケットとの間を締結する熱伝導締結部材と、
から成る、請求項1に記載のカメラモジュール。 - 前記熱伝達プレートは、雌ネジが切られた孔を持ち、
前記熱伝導締結部材は、前記孔に螺合される熱伝導ボルトから成る、請求項2に記載のカメラモジュール。 - 前記熱伝導プレートおよび前記熱伝達プレートの各々は、100W/mK以上の熱伝導率を持つ材料から成る、請求項2又は3に記載のカメラモジュール。
- 前記カメラモジュールは、レンズユニットを含み、
前記発熱源は、前記レンズユニットを介して前記被写体を撮像する撮像素子を搭載するセンサ基板ユニットを有する、
請求項1乃至4のいずれか1項に記載のカメラモジュール。 - 前記熱伝導プレートは、前記センサ基板ユニットと熱伝導性グリースを介して熱的に結合されている、請求項5に記載のカメラモジュール。
- 前記発熱源は、前記レンズユニットの近傍に配置された赤外線LEDを更に有する、請求項5又は6に記載のカメラモジュール。
- 前記熱伝導プレートは、前記赤外線LEDの底面と接触する先端部を持つ、請求項7に記載のカメラモジュール。
- 前記ケースは、
前記レンズユニットと、前記センサ基板ユニットと、前記赤外線LEDと、前記熱伝導プレートとを収容する第1のケースと、
前記熱伝達プレートを収容する第2のケースと、
から成る、
請求項7又は8に記載のカメラモジュール。 - 前記第1のケースと前記第2のケースとが機械的に接合されている、請求項9に記載のカメラモジュール。
- 前記第1のケースと前記第2のケースとの間の機械的接合が、スナップフィットによって行われている、請求項10に記載のカメラモジュール。
- 前記第1のケースと前記第2のケースとが樹脂製である、請求項10又は11に記載のカメラモジュール。
- 前記被取付け体は、自動車の内壁であり、
前記カメラモジュールは、前記自動車の車室内に取り付けられる車載カメラモジュールから成る、
請求項1乃至12のいずれか1項に記載のカメラモジュール。
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