JP6897750B2 - 撮像ユニット - Google Patents

Description

本発明は、撮像ユニットに関する。

近年において、画像処理技術の向上は著しく、又、高性能なカメラが比較的安価に入手できるため、カメラの応用技術が実用化されている。例えば、ステレオカメラ等のように、複数のカメラを１つの筐体に取り付け、それぞれのカメラで撮影された撮影画像に基づいて撮影対象までの距離を測定するステレオ測距技術が知られており、現在、様々な分野への適用が検討されている。

ステレオカメラ等の場合、設置環境によらず温度の影響を極力排除することが重要であり、例えば、下記特許文献１では、測距精度の観点から、設置環境における周辺温度の上昇に伴うステレオカメラへの影響を低減させる構成が開示されている。

一方で、近年、ステレオカメラの高度化、小型化が進められており、ステレオカメラ内部に実装された部品の発熱に伴う、温度上昇の問題が顕在化しつつある。ステレオカメラ内部の温度が上昇すると、実装された部品の故障リスクが上がるため、長寿命化の観点から、効率的に伝熱又は放熱を行うよう構成することが求められる。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、温度上昇を抑制することができる撮像ユニットを提供することを目的とする。

本開示の一局面では、複数の撮像装置と、前記複数の撮像装置を保持する筐体と、回路基板と、を有する撮像ユニットであって、前記筐体と接して設けられる伝熱部材を備え、前記伝熱部材は前記筐体の熱伝導率より大きい熱伝導率を有し、撮像ユニットの被設置部材に対する取付け部を備え、前記回路基板は、前記伝熱部材を介して前記筐体と接して設けられ、前記被設置部材は車両のフロントガラスであり、前記筐体は、前記フロントガラスに設置された状態で、前記フロントガラスに対向する面に、太陽光吸収率を低くする表面処理が施され、前記フロントガラスに設置された状態で、前記フロントガラスに対向する面以外の面に、輻射率を高くする表面処理が施され、裏面に、輻射率を低くする表面処理が施されていることを特徴とする撮像ユニットを提供する。

本開示によれば、温度上昇を抑制することができる撮像ユニットを提供することができる。

本発明の一実施形態に係る撮像ユニットの全体構成の一例を説明する斜視図である。 図１に示す撮像ユニットの分解斜視図である。 図１に示す撮像ユニットに備えられるカメラの全体構成の一例を説明する斜視図である。 図１に示す撮像ユニットの伝熱構造を説明する図である。 図１に示す撮像ユニットの伝熱構造を説明する断面図であり、撮像素子の伝熱構造を説明する図４のＸ−Ｘ断面図である。 図１に示す撮像ユニットと異なる実施形態に係る撮像ユニットの断面図であり、撮像素子基板近傍の内部構造図（図６（Ａ））、画像処理基板近傍の内部構造図（図６（Ｂ））である。 図１に示す撮像ユニットと異なる実施形態に係る撮像ユニットの全体構成を説明する斜視図である。 図１及び図７に示す撮像ユニットをＦＡ用に適用した場合の撮像ユニットの全体構成の一例を説明する図である。 図１に示す撮像ユニットと異なる実施形態に係る撮像ユニットの全体構成を説明する斜視図である。 図９に示す撮像ユニットのＹ−Ｙ断面図であり、撮像ユニットの内部構造を示す模式図である。

以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明は省略する。

［第１の実施形態］
＜撮像ユニット１の構成＞
本実施形態に係る撮像ユニット１の全体構成について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る撮像ユニットの全体構成の一例を説明する斜視図である。また、図２は、図１に示す撮像ユニットの分解斜視図である。

撮像ユニット１は、図１に示すように、複数（図１では２台）の単眼カメラ（撮像装置）１１、１２と、これら単眼カメラ１１、１２を保持する筐体１５と、回路基板と、を備える。そして、撮像ユニット１には、筐体１５または回路基板と接して設けられる伝熱部材が備えられている。回路基板は筐体１５の内部に収容されている。

回路基板は、単眼カメラ１１、１２の撮像素子基板２２ａと、単眼カメラ１１、１２により撮影された撮影画像を処理する画像処理基板３０ａと、を含んで構成されている。撮像素子基板２２ａには撮像素子２２ｂが実装され（図３参照）、画像処理基板３０ａには画像処理用の電子部品３０ｂが実装されている（図１参照）。

本実施形態において、伝熱部材３８ａ、３８ｂは、筐体１５の上下面に１枚ずつ配置される。伝熱部材３８ａ、３８ｂが接する対象を筐体１５とすることで、より広い面積の面接触が可能となるため、筐体１５の熱を効果的に外部へ伝熱させることができる。

撮像ユニット１は、更に、被設置部材に撮像ユニット１を取り付けるため、設置部材（ブラケット）１６を備える。被設置部材は、例えば、車両のフロントガラスＦである。筐体１５の左右側面に平板状のブラケット１６を設置する。

ブラケット１６の設置は、筐体１５の左右の側面に設けられる凸状の突起部１８を、ブラケット１６に設けられる凹状の溝部１９に係合させ位置調整することによって行う。具体的には、図２に示すように、溝部１９に沿って突起部１８を移動させながら位置調整を行い、位置調整後にネジ２０により筐体１５の左右側面に固定する。ブラケット１６は、撮像ユニット１をフロントガラスＦに取り付けるために、被設置部材に対する取付け部１６ａを備える。そして、ブラケット１６の取付け部１６ａをフロントガラスＦに固定することにより、撮像ユニット１を車両に設置する。取付け部１６ａのフロントガラスＦに対する固定は、例えば、取付け部１６ａとフロントガラスＦの面を合わせて接着剤や両面テープ等で接着することにより行う。または、ネジをフロントガラスＦのネジ穴に螺合して締結することにより行ってもよい。

なお、伝熱部材３８ａをフロントガラスＦに固定することによって、撮像ユニット１をフロントガラスＦに設置するようにしてもよい。伝熱部材３８ａのフロントガラスＦに対する固定は、上記同様、接着剤、両面テープ、ネジ等によって行われる。

筐体１５は、第１の筐体１５ａと第１の筐体１５ａに取り付けられる第２の筐体１５ｂとを含んで構成されており、単眼カメラ１１、１２は、所定距離隔てて第１の筐体１５ａに取り付けられる。具体的には、第１の筐体１５ａの一方端部（図１の左側）に単眼カメラ１１が取り付けられ、他方端部（図１の右側）に単眼カメラ１２が取り付けられる。

２台の単眼カメラ１１、１２でそれぞれ被写体を撮影する。単眼カメラ１１、１２は、裏側からネジ３５（図２では、１台の単眼カメラにつき３箇所）によって筐体１５に固定される。

単眼カメラ１１、１２は、第１の筐体１５ａの両端に設けられる係合部１３、１４（図２参照）に配置される。単眼カメラ１１、１２は、撮像方向（光軸）に直交する第１の筐体１５ａの前面１５ｃが基準面となるように、係合部１３、１４に係合させながら位置調整を行い、位置調整後にネジ３５により裏側から単眼カメラ１１、１２を第１の筐体１５ａに取り付ける。図１において、ｘ−ｙ平面は基準面を示し、この面と垂直するｚ軸は光軸方向を示す。

上記の通り、伝熱部材は筐体１５の上下面に配置されており、以下の説明では、筐体１５の上面（第１の筐体１５ａ）に配置される伝熱部材を伝熱部材３８ａと称する。そして、筐体１５の下面（第２の筐体１５ｂ）に配置される伝熱部材を伝熱部材３８ｂと称する。

伝熱部材３８ａは、筐体１５（第１の筐体１５ａ）に接するように設けられている。伝熱部材３８ａは、単眼カメラ１１と単眼カメラ１２との間に亘って、筐体１５に接するように設けられている（図１のハッチング部Ｓ１参照）。伝熱部材３８ａが接する対象を第１の筐体１５ａとすることで、より広い面積の面接触が可能となるため、第１の筐体１５ａの熱を効果的に外部に伝熱させることができる。

そして、伝熱部材３８ａは、撮像ユニット１をフロントガラスＦに設置するときに、フロントガラスＦに接するような位置に配置する。具体的には、伝熱部材３８ａのフロントガラスＦへの接触面の高さ方向（図１のｙ軸方向）の位置は、取付け部１６ａのフロントガラスＦへの取付面の高さ方向（図１のｙ軸方向）の位置と等しくなるように、伝熱部材３８ａは形成されている。そのため、ブラケット１６の取付け部１６ａをフロントガラスＦに固定するときに、伝熱部材３８ａがフロントガラスＦに接する位置に配置されることになる。

取付け部１６ａと伝熱部材３８ａの高さ方向（図１のｙ軸方向）の位置は同位置であり、取付け部１６ａをフロントガラスＦに固定することにより、伝熱部材３８ａがフロントガラスＦに接する。この場合において、伝熱部材３８ａは、フロントガラスＦに対して、一部の面が少なくともフロントガラスＦの面に接していればよい。但し、フロントガラスＦの面に接触している面積が大きい方が、フロントガラスＦへの伝熱量が増えるため好ましい。

伝熱部材３８ａは、ネジ４０（図１では４箇所）によって第１の筐体１５ａに配置される。具体的には、孔１５ｄとネジ穴１５ｅを合わせて伝熱部材３８ａの位置調整を行い（図２参照）、伝熱部材３８ａが第１の筐体１５ａに接するようにネジ４０によって固定する。

撮像素子基板２２ａは、単眼カメラ１１、１２にそれぞれ取付けられている。画像処理基板３０ａは第１の筐体１５ａにネジ（締結部材）４１（図２では２箇所）により固定され、画像処理基板３０ａの第１の筐体１５ａへの固定後に第２の筐体１５ｂを第１の筐体１５ａに取り付ける。

そして、画像処理基板３０ａは、第２の筐体１５ｂと接している領域において、該第１の筐体１５ａに対してネジ（締結部材）４１により取り付けられる。具体的には、第２の筐体１５ｂと画像処理基板３０ａと伝熱部材３８ｂが一体となって第１の筐体１５ａに固定されるように、第２の筐体１５ｂと画像処理基板３０ａと伝熱部材３８ｂにそれぞれ形成されている孔１５ｆ、３０ｃ、３８ｃの位置調整を行う。この位置調整後に、ネジ（締結部材）４２（図２では４箇所）によって第２の筐体１５ｂを第１の筐体１５ａに取り付ける。このとき、画像処理基板３０ａは、内部において、第２の筐体１５ｂと接するように、ネジ（締結部材）４２（図２では４箇所）によって第１の筐体１５ａに対して取り付けられる。

画像処理基板３０ａは、第２の筐体１５ｂを介して伝熱部材３８ｂと接するように設けられている。伝熱部材３８ｂは第２の筐体１５ｂと接するように設けられ、画像処理基板３０ａは、内部において第２の筐体１５ｂと接するように設けられている。伝熱部材３８ｂが接する対象を第２の筐体１５ｂとすることで、より広い面積の面接触が可能となるため、第２の筐体１５ｂの熱を効果的に外部に伝熱させることができる。

なお、伝熱部材３８ｂが第２の筐体１５ｂと接している範囲は、裏面において画像処理基板３０ａが第２の筐体１５ｂと接している部分（図１のＳ２部参照）のうち一部分であってもよいし、全部であってもよい。或いは、画像処理基板３０ａが第２の筐体１５ｂと接している全部より広くてもよい。

本実施形態では、基準面と直交する方向（ｚ軸方向）を車両の直進方向となるように撮像ユニット１を車両に取り付け、車両の直進方向の被写体までの距離を測定する。

精度よく車両前方の被写体を認識するためには、撮像ユニット１には、極めて高い取付精度が要求される。撮像ユニット１は、単眼カメラ１１、１２により撮影された一対の撮像画像における視差から距離画像を生成しているため、撮像方向（光軸）のずれは算出距離に直接影響することになるからである。

ところが、車種によりフロントガラスＦの傾斜角度が異なる。また、実際には、車体自体の歪みやカメラの取付精度上の限界から、個体毎に車載カメラの撮像方向にばらつきが生じる。そのため、形状や取付位置が異なるブラケット１６を複数種類用意することが好ましい。これによって、様々な車種に対応した伝熱構造を有する撮像ユニット１を提供することができる。複数種類のブラケット１６を用意するだけで、車種毎に光軸のずれの範囲を適正な範囲内に収めることができる撮像ユニット１の設置が可能となる。

以上では、撮像ユニット１には、２台の単眼カメラ１１、１２が設けられている場合を例示して説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。３台以上の単眼カメラが設けられていてもよい。以下、撮像ユニット１には、２台の単眼カメラ１１、１２が設けられている場合について説明する。

また、本実施形態において、ブラケット１６は、筐体１５の左右の側面に別々に取り付ける場合を例示して説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、撮像ユニット１の上面と左右の側面が覆われるようにコの字形状の一体型に形成してもよい。

＜撮像装置１１の構成＞
次に、撮像ユニット１に備えられる単眼カメラ（撮像装置）の全体構成について図面を参照しながら説明する。図３は、図１に示す撮像ユニットに備えられるカメラの全体構成の一例を説明する斜視図である。

撮像ユニット１に備えられる単眼カメラ１１は、ホルダ３１と、ホルダ３１の前面側に設けられるレンズ３２と、レンズ３２を保持するレンズ固定部材（レンズセル）３３と、を含んで構成されている。単眼カメラ１１には撮像素子基板２２ａが備えられており、撮像素子基板２２ａには、撮像素子２２ｂが実装されている。なお、本実施形態において、被写体側を前面側とする。単眼カメラ１２の構成も、単眼カメラ１１の構成と基本的に同じである。

撮像素子２２ｂはＣＣＤ（Charge Coupled Device）に限らず、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等であってもよい。撮像ユニット１には、２台の単眼カメラ１１、１２が、ある所定の基線長の距離をおいて光軸が平行になるよう配置されている。

このように２台の単眼カメラ１１、１２を具備することによって、左右の単眼カメラ１１、１２間の視差（基線長）を利用して、被写体までの距離を測定することができる。

＜撮像ユニット１の伝熱構造＞
次に、撮像ユニット１の伝熱構造について図面を参照しながら説明する。図４は、図１に示す撮像ユニット１の伝熱構造を説明する図である。

上記したように、筐体１５は内部に、撮像素子基板２２ａ及び画像処理基板３０ａ（回路基板）を収容しており、各基板２２ａ、３０ａには、撮像素子２２ｂ、電子部品３０ｂがそれぞれ実装されている。

＜撮像素子２２ｂの伝熱構造＞
まず、撮像素子基板２２ａに実装されている撮像素子２２ｂの伝熱構造について説明する。図５は、図１に示す撮像ユニット１の伝熱構造を説明する断面図であり、撮像素子の伝熱構造を説明する図４のＸ−Ｘ断面図である。

撮像素子基板２２ａは、撮像素子基板２２ａは、ホルダ３１に対して位置調整を行った後、ネジ３５によって単眼カメラ１１、１２のホルダ３１の裏面に接して固定される（図５参照）。撮像素子基板２２ａが単眼カメラ１１、１２に固定された状態で、単眼カメラ１１、１２は、筐体１５の両端に設けられる係合部１３、１４（図２参照）に配置される。これによって、単眼カメラ１１、１２のホルダ３１と筐体１５（第１の筐体１５ａ）が接触する。そして、伝熱部材３８ａは、ネジ４０によって第１の筐体１５ａに固定される（図５参照）。すなわち、伝熱部材３８ａは、筐体１５（第１の筐体１５ａ）と接して設けられることになる。

伝熱部材３８ａは、撮像ユニット１がフロントガラスＦに設置された場合に、フロントガラスＦに接するような位置に配置されている。すなわち、撮像ユニット１をフロントガラスＦに設置すると、伝熱部材３８ａがフロントガラスＦに接することになる。

以上のような構成を有するため、図４に示すように、発熱源である撮像素子２２ｂの熱は撮像素子基板２２ａに伝導され、単眼カメラ１１、１２のホルダ３１を通って第１の筐体１５ａから伝熱部材３８ａに伝導され、外部に放出される（白抜き矢印参照）。

より詳細に説明すると、撮像素子２２ｂの熱は、撮像素子基板２２ａを介してホルダ３１に伝導される（図５の矢印Ａ１参照）。次いで、ホルダ３１に伝導された熱は、ホルダ３１に接触している第１の筐体１５ａに伝導される（図５の矢印Ａ２参照）。次いで、第１の筐体１５ａに伝導された熱は、第１の筐体１５ａに接して固定されている伝熱部材３８ａに伝導される（図５の矢印Ａ３参照）。また、撮像ユニット１は、伝熱部材３８ａがフロントガラスＦと接するようにフロントガラスＦに設置されている。そのため、撮像素子２２ｂの発熱により高温となった筐体１５内部の熱が、フロントガラスＦを通じて（図５の矢印Ａ４参照）車両の外部に放出される（図５の矢印Ａ５参照）。

撮像素子基板２２ａは、熱伝導性、放熱性に優れる材質（例えば、厚銅）であることが好ましい。

これによって、筐体１５内部の熱を、熱容量が小さい筐体１５の内部から、熱容量が大きい筐体１５の外部に、効率的に伝熱させることができる。

＜電子部品３０ｂの伝熱構造＞
次に、画像処理基板３０ａに実装されている電子部品３０ｂの伝熱構造について説明する。

上記したように、画像処理基板３０ａは、第２の筐体１５ｂを介して伝熱部材３８ｂと接するように設けられる。具体的には、画像処理基板３０ａを第１の筐体１５ａにネジ４１によって固定し、画像処理基板３０ａの固定後に、ネジ４２によって第２の筐体１５ｂを第１の筐体１５ａに取り付けると共に、第２の筐体１５ｂに伝熱部材３８ｂが接するように固定する。これによって、画像処理基板３０ａが第２の筐体１５ｂの内部において接すると共に、伝熱部材３８ｂが第２の筐体１５ｂの表面と接することになる。ブラケット１６は、伝熱部材３８ｂと接触するように第１の筐体１５ａ及び第２の筐体１５ｂの左右の側面に取り付けられる。

以上のような構成を有するため、図４に示すように、発熱源である電子部品３０ｂの熱は画像処理基板３０ａに伝導され、第２の筐体１５ｂから伝熱部材３８ｂを通ってブラケット１６を介して伝熱部材３８ａに伝導され、車両の外部に放出される（矢印参照）。

より詳細に説明すると、電子部品３０ｂの熱は、画像処理基板３０ａに伝導される（図４の矢印Ｂ１参照）。次いで、画像処理基板３０ａに伝導された熱は、第２の筐体１５ｂに伝導される（図４の矢印Ｂ２参照）。次いで、第２の筐体１５ｂに伝導された熱は、第２の筐体１５ｂと接している伝熱部材３８ｂに伝導される（図４の矢印Ｂ３参照）。次いで、伝熱部材３８ｂに伝導された熱は、ブラケット１６に伝導される（図４の矢印Ｂ４参照）。次いで、ブラケット１６に伝導された熱は、伝熱部材３８ａに伝導される（図４の矢印Ｂ５参照）。次いで、伝熱部材３８ａに伝導された熱がフロントガラスＦを通じて伝導されることにより、電子部品３０ｂの発熱により高温となった筐体１５内部の熱が車両の外部に放出される。

このように、筐体１５内部の熱を、熱容量が小さい筐体１５の内部から、熱容量が大きい筐体１５の外部に、効率的に伝熱させることができる。

そして、撮像素子２２ｂ、電子部品３０ｂによって加熱された熱を、各基板２２ａ、３０ａを通じて伝熱部材３８ａ、３８ｂに伝導させることによって、伝熱部材３８ａ、３８ｂに伝導した熱を車両の外部に自然放熱させることができる。

ここで、伝熱部材３８ａ、３８ｂの材質としては、筐体１５の熱伝導率より大きい熱伝導率を有する材質の方が、熱が伝導され易いため好ましい。伝熱部材３８ａ、３８ｂの材質は、筐体１５よりも熱伝導性が優れれば特に限定しない。例えば、アルミニウムや銅等が熱伝導性に優れるため好ましい。

伝熱部材３８ａ、３８ｂが筐体１５の熱伝導率より大きい熱伝導率を有することで、筐体１５の熱は伝熱部材３８ａ、３８ｂに逃げていき、温度上昇を抑制できる。本実施形態では、単眼カメラ１１、１２の周囲に伝熱部材３８ａを設けているため、単眼カメラ１１，１２の位置関係の温度上昇に起因するズレを抑制できる。単眼カメラ１１、１２の間の距離（図１のｘ軸方向、ｙ軸方向、ｚ軸方向）が筐体１５の膨張により離れたりすると距離の算出精度が低下する恐れがあるが、本実施形態ではその低下を抑制できる。また、単眼カメラ１１、１２のそれぞれのレンズ光学系も熱に弱いが、本実施形態ではレンズ光学系の温度上昇による光学性能劣化も抑制できる。

なお、筐体１５やネジの締結周り（締結面、ネジ穴等）には熱伝導グリスやジェル等を塗布しておくのが好ましい。部材の熱抵抗を低減して温度上昇を小さくすることができ、筐体１５の熱伝導率をより向上させることができる。

なお、上記実施形態において、被設置部材として、車両のフロントガラスＦを例示して説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、フロントガラスＦの代わりに車体のフレーム（図示せず）に撮像ユニット１を設置してもよい。この場合は、撮像素子２２ｂ、電子部品３０ｂから伝熱部材３８ａに伝導された熱は車体のフレームに伝導される。撮像ユニット１は、車体のフレームに、接着剤、両面テープ、ネジ等で固定することによって設置する。

［第２の実施形態］
上記第１の実施形態では、伝熱部材３８ａ、３８ｂが、撮像素子基板２２ａ及び画像処理基板３０ａとホルダ３１や筐体１５等、別部材を介して接して設けられている場合を例示して説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、撮像素子基板２２ａ及び画像処理基板３０ａが、直接、伝熱部材３８ａ、３８ｂと接するような構成としてもよい。図６は、図１に示す撮像ユニットと異なる実施形態に係る撮像ユニットの断面図であり、撮像素子基板近傍の内部構造図（図６（Ａ））、画像処理基板近傍の内部構造図（図６（Ｂ））である。白抜き矢印は、それぞれ熱の移動方向を示す。

図６（Ａ）に示すように、撮像素子基板２２ａと、直接、接するように伝熱部材３８ａを設けてもよい。例えば、撮像素子基板２２ａをホルダ３１に対して位置調整する。そして、位置調整した状態で単眼カメラ１１、１２を筐体１５（第１の筐体１５ａ）の両端に設けられる係合部１３、１４（図２参照）に配置する。その後に、撮像素子基板２２ａの孔と伝熱部材３８ａの孔を合わせ、ネジ３５によってホルダ３１の裏面に撮像素子基板２２ａ及び伝熱部材３８ａを固定すると共に、第１の筐体１５ａに単眼カメラ１１、１２を固定する。伝熱部材３８ａの一部は第１の筐体１５ａから突出しており、撮像ユニット１をフロントガラスＦに設置するときに、この突出している部分をフロントガラスＦに接するように取り付ける。これによって、撮像素子基板２２ａの熱は、ホルダ３１や筐体１５を介することなく、直接、伝熱部材３８ａに伝導され、効果的に伝熱を行うことができる。

また、図６（Ｂ）に示すように、画像処理基板３０ａに、直接、接するように伝熱部材３８ｂを取り付けてもよい。例えば、第２の筐体１５ｂの、画像処理基板３０ａが接する面１５ｇに窓部１５ｈを設け、この窓部１５ｈに伝熱部材３８ｂを配置する。伝熱部材３８ｂ及び画像処理基板３０ａは、ネジ４２によって第１の筐体１５ａに固定される。画像処理基板３０ａの熱は、筐体１５を介することなく、直接、伝熱部材３８ｂに伝導され、効果的に伝熱を行うことができる。

［第３の実施形態］
上記第１の実施形態では、ブラケット１６と伝熱部材３８ａ、３８ｂを別部材として構成する場合を例示して説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、図７に示すように、伝熱部材３８ｂをブラケットとして用いることにより、伝熱部材３８ｂとブラケットが一体的に形成されるカバー１５０ａとして構成してもよい。この場合、伝熱部材３８ｂは、伝熱部材３８ａと兼用することができる。取付け部１５０ｂをフロントガラスＦに接着剤、両面テープ、ネジ等で固定することによって撮像ユニット１００を設置する。これによって、部品点数を削減することができるため、低コストで、且つ、温度上昇を抑制することができる撮像ユニット１００を提供することができる。

このとき、撮像素子２２ｂの熱は、撮像素子基板２２ａ、ホルダ３１、第１の筐体１５ａ、カバー１５０ａ（取付け部１５０ｂ）、フロントガラスＦの順に伝導される。また、電子部品３０ｂの熱は、画像処理基板３０ａ、第２の筐体１５ｂ、カバー１５０ａ（取付け部１５０ｂ）、フロントガラスＦの順に伝導される。

カバー１５０ａの材質は、熱伝導性、剛性及び加工性を有すれば、特に限定しない。熱伝導性、剛性及び加工性を有する材質としてはアルミニウムが好ましいが、アルミニウムと同等の特性（熱伝導率が高い、線膨張率が小さい等）を有する材質であれば、特に限定しない。

或いは、伝熱部材３８ｂをブラケットとして用いると共に、第１の筐体又は第２の筐体とブラケットが一体的に形成されるように構成してもよい。これによって、更に、部品点数を削減することができるため、低コスト化を実現できる。又、第１の筐体又は第２の筐体とブラケットが一体的に形成されるため、ブラケットの位置調整を行う手間が不要となり、組立性に優れる。更に、筐体やブラケットに突起部や溝部といった複雑な加工が不要となるため製造工数も削減できる。

上記第１乃至第３の実施形態に係る撮像ユニットは以上のような伝熱構造を有するため、簡易な構成で、撮像素子２２ｂ、電子部品３０ｂが発する熱を車両の外部に効率的に伝熱することができる。

また、以上の各実施形態では、撮像素子基板２２ａ、撮像素子２２ｂ、画像処理基板３０ａ、電子部品３０ｂ及び伝熱部材の筐体１５への取り付けをネジによって行う場合を例示して説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。上記部品を筐体１５にそれぞれ固定できれば、固定方法は特に限定しない。

［第４の実施形態］
上記第１乃至第３の実施形態では、撮像ユニットを車載用に適用した場合について説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。例えば、ＦＡ（Factory Automation）用に適用し、生産工場内において搬送される生産物等をピッキングする際の、ピッキング対象までの距離を算出するのに用いるようにしてもよい。

＜撮像ユニット１、１００をＦＡ用に適用した場合の構成＞
図８は、図１及び図７に示す撮像ユニットをＦＡ用に適用した場合の撮像ユニットの全体構成の一例を説明する図である。

図８に示すように、撮像ユニット１、１００は、左右に単眼カメラ１１、１２を有し、生産物（例えば、鉄製のボデー）１２００が台１２１０の上に配置される。単眼カメラ１１、１２は、台１２１０の上に配置される生産物１２００が撮影できる位置に配置される。

撮像ユニット１、１００をＦＡ用に適用する場合、撮像ユニット１、１００を保持フレーム（被設置部材）５０に固定する。撮像ユニット１、１００を設置する保持フレーム５０の取付面の高さは、台１２１０の上に配置される生産物１２００が撮影できる位置に調整されている。保持フレーム５０は、複数の金属製の板状部材５０ａの組み合わせで形成される。ネジ、固定具、接着剤、両面テープ等で、板状部材５０ａにブラケット１６の取付け部１６ａ（又は、カバー１５０ａの取付け部１５０ｂ）を固定することによって、保持フレーム５０に撮像ユニット１、１００を設置する。

この場合において、撮像素子２２ｂ、電子部品３０ｂから伝熱部材３８ａ（又は、カバー１５０ａ、取付け部１５０ｂ）に伝導された熱は、保持フレーム５０に伝導され、大気中に放出される。

保持フレーム５０の材質は、熱伝導性、剛性及び加工性を有すれば、特に限定しない。熱伝導性、剛性及び加工性を有する材質としてはアルミニウムが好ましいが、アルミニウムと同等の特性（熱伝導率が高い、線膨張率が小さい等）を有する材質であれば、特に限定しない。

このように、撮像ユニット１、１００をＦＡ用に適用した場合であっても、筐体１５内部の熱を、熱容量が小さい筐体１５の内部から、熱容量が大きい筐体１５の外部に、効率的に伝熱させることができる。

［第５の実施形態］
上記各実施形態では、伝熱部材を筐体１５の外部に配置する場合を例示して説明したが、伝熱部材を筐体１５の内部に配置するように構成することができる。また、筐体１５の各面に輻射による表面処理を施すことにより、筐体１５内部の温度上昇を抑制することができる。

＜撮像ユニット２００の構成＞
本実施形態に係る撮像ユニット２００の概略構成について図面を参照しながら説明する。図９は、図１に示す撮像ユニットと異なる実施形態に係る撮像ユニットの全体構成を説明する斜視図である。また、図１０は、図９に示す撮像ユニットのＹ−Ｙ断面図であり、撮像ユニット２００の内部構造を示す模式図である。

撮像ユニット２００は、図９に示すように、複数（図１では２台）の単眼カメラ（撮像装置）１１、１２と、これら単眼カメラ１１、１２を保持する筐体１５と、回路基板と、を備える。そして、撮像ユニット２００には、筐体１５または回路基板と接して設けられる伝熱部材が備えられている。回路基板は筐体１５の内部に収容されている。被設置部材は、例えば、車両のフロントガラスＦである。

筐体１５は、第１の筐体１５ａと第１の筐体１５ａに取り付けられる第２の筐体１５ｂとを含んで構成されており、単眼カメラ１１、１２は、所定距離隔てて第１の筐体１５ａに取り付けられる。筐体１５の内部には、回路基板等内部部品が収容されており、回路基板は筐体１５の内部において、中間部材として伝熱部材３８０を介して接して設けられている。図１０において、回路基板は、単眼カメラ１１、１２によって撮影された画像を処理する画像処理基板３００ａである。

具体的には、画像処理基板３００ａには、画像処理用の電子部品３００ｂが実装されている。電子部品３００ｂは伝熱部材３８０と接しており、この伝熱部材３８０が筐体１５と接するように設けられている。伝熱部材３８０は、電子部品３００ｂの上面に配置され、第１の筐体１５ａの裏面１７ｄと接するように取り付けられている。これによって、伝熱部材３８０が、電子部品３００ｂの上面と筐体１５（第１の筐体１５ａ）の裏面１７ｄの間に挟まれるように接して設けられることになる。伝熱部材３８０の電子部品３００ｂの上面への取付けは、例えば、熱伝導グリスやジェル等を塗布することによって行う。伝熱部材３８０の熱伝導率をより向上させることができるため好ましい。

本実施形態において、伝熱部材３８０の断面積は、電子部品３００ｂとほぼ同一の断面積を有する大きさに形成されている場合を例示して説明したが、本発明はこの構成に限定されるものではない。伝熱部材３８０の断面積は、電子部品３００ｂより小さい断面積であってもよい。但し、伝熱部材３８０の表面積（断面積）が大きい程、伝熱量が増え放熱効果が優れるため好ましい。

その他の構成は、撮像ユニット１と基本的に同一である。

そして、撮像ユニット２００は、車両のフロントガラスＦに設置する状態で、撮像ユニット２００のフロントガラスＦに対向する面（図９の上面１７ａ）が、太陽光の受光面となるように配置する。なお、撮像ユニット２００のフロントガラスＦへの設置は、筐体１５の上面（第１の筐体１５ａ）が車体の外側を向き、筐体１５の下面（第２の筐体１５ｂ）が車内に向いていれば、特に限定しない。例えば、撮像ユニット２００をフロントガラスＦの近傍（例えば、ルームミラー付近）に設置してもよい。或いは、フロントガラスＦ側に筐体１５の上面（第１の筐体１５ａ）が接触するように設置してもよい。

＜撮像ユニット２００の伝熱構造＞
本実施形態に係る撮像ユニット２００の伝熱構造について図１０を参照しながら説明する。なお、図１０において、細線の矢印は太陽光の向きを示し、太線の矢印は熱の移動方向を示し、白抜きの矢印は放熱方向を示す。

撮像ユニット２００の筐体１５の各面には表面処理が施されている。筐体１５の各面に施されている表面処理について、図１０を参照しながら説明する。

筐体１５の側面１７ｂと下面１７ｃには高輻射による表面処理が施されている。効率よく輻射を行うことができる。高輻射による表面処理は、例えば、アルマイト処理によって行う。筐体１５の側面１７ｂと下面１７ｃを高輻射材料によって形成してもよいし、これら側面１７ｂと下面１７ｃに高輻射塗料を塗布してもよい。

筐体１５の裏面１７ｄには低輻射による表面処理が施されている。低輻射による表面処理は、例えば、金属材料に素地研磨をするによって行う。筐体１５の裏面１７ｄに低輻射塗料を塗布してもよい。なお、筐体１５の上面１７ａにも低輻射による表面処理が施されている。筐体１５の上面１７ａには日射透過率の低い表面処理が施されていてもよい。

すなわち、車両のフロントガラスＦに設置された状態で、フロントガラスＦに対向する面（上面１７ａ）に、太陽光吸収率を低くする表面処理が施されることになる。そして、フロントガラスＦに対向する面以外の面（側面１７ｂと下面１７ｃ）には、輻射率を高くする表面処理が施される。

ここで、筐体１５の側面１７ｂと下面１７ｃに高輻射による表面処理を施すのは、伝熱部材３８０を通じて、電子部品３００ｂから筐体１５に伝導した熱を、筐体１５の側面１７ｂと下面１７ｃ側から放出し易くするためである。

また、筐体１５の裏面１７ｄに低輻射による表面処理を施すのは、電子部品３００ｂから筐体１５に伝導した熱が筐体１５の内部に逃げないようにするためである。

さらに、本実施形態においては、筐体１５の上面１７ａには低輻射処理が施されているため、日射（図１０の細線の矢印参照）による筐体１５への受熱を低減させることができる。日射による受熱を抑えるためには、筐体１５の上面１７ａに太陽光吸収率の低い表面処理を施すのが好ましい。例えば、筐体１５の上面１７ａに白ペイントを塗布するのが好ましい。太陽光吸収率を低くすると共に輻射率を低くすることができる。

撮像ユニット２００は上記構成を有することから、電子部品３００ｂが発する熱は、まず、伝熱部材３８０に伝導される。次いで、伝熱部材３８０に伝導された熱は、低輻射による表面処理が施されている筐体１５の裏面１７ｄから高輻射による表面処理が施されている筐体１５の側面１７ｂと下面１７ｃに伝導される（図１０の太線の矢印参照）。これによって、電子部品３００ｂが発する熱は、筐体１５の外部に放出される（図１０の白抜きの矢印参照）。

このとき、筐体１５の裏面１７ｄには低輻射による表面処理が施されているため、伝熱部材３８０から筐体１５に伝導された熱が筐体１５の内部に逃げることはない。そのため、筐体１５の内部に熱がこもり電子部品３００ｂ周辺の温度が急上昇することはない。さらに、筐体１５の上面１７ａにも低輻射による表面処理が施されているため、日射（図１０の細線の矢印参照）による筐体１５への受熱を低減させることができ、電子部品３００ｂ周辺の温度の上昇を更に抑えることができる。

このように、撮像ユニット２００によれば、筐体１５内部の熱を、熱容量が小さい筐体１５の内部から、熱容量が大きい筐体１５の外部に、効率的に放熱させることができる。

＜まとめ＞
第１乃至第４の実施形態において、撮像ユニットには伝熱部材３８ａ、３８ｂが備えられている。

より詳細に説明すると、伝熱部材３８ａは、第１の筐体１５ａに接するように設けられている。具体的には、伝熱部材３８ａは、単眼カメラ１１と単眼カメラ１２との間に亘って、筐体１５に接するように設けられている（図１のハッチング部Ｓ１参照）。伝熱部材３８ａが接する対象を第１の筐体１５ａとすることで、より広い面積の面接触が可能となるため、第１の筐体１５ａの熱を効果的に外部に伝熱させることができる。

伝熱部材３８ｂは、第２の筐体１５ｂに接するように設けられている。なお、伝熱部材３８ｂが第２の筐体１５ｂと接している範囲は、裏面において画像処理基板３０ａが第２の筐体１５ｂと接している部分（図１のＳ２部参照）のうち一部分であってもよいし、全部であってもよい。或いは、画像処理基板３０ａが第２の筐体１５ｂと接している全部より広くてもよい。

そして、撮像素子基板２２ａ及び画像処理基板３０ａは、筐体１５等、別部材を介して、伝熱部材３８ａ、３８ｂと接するように設けられていてもよい。伝熱部材３８ａ、３８ｂが接する対象を筐体１５とすることで、より広い面積の面接触が可能となるため、筐体１５の熱を効果的に外部に伝熱させることができる。

なお、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、撮像素子基板２２ａ及び画像処理基板３０ａを、直接、伝熱部材３８ａ、３８ｂと接するような構成としてもよい。撮像素子基板２２ａ及び画像処理基板３０ａの熱を、筐体１５等、別部材を介することなく、直接、伝熱部材３８ａ、３８ｂに伝導されることになるため、効果的に伝熱を行うことができる。

第１乃至第４の実施形態によれば、伝熱部材３８ａ、３８ｂは、撮像ユニット２００がフロントガラスＦ（被設置部材）に設置された状態で、フロントガラスＦに接触するように設けられる。

そして、第１、第３、第４の実施形態は、撮像素子２２ｂ、撮像素子基板２２ａ、ホルダ３１、筐体１５（第１の筐体１５ａ）、伝熱部材３８ａ（又は、カバー１５０ａ）、フロントガラスＦ（又は、保持フレーム）の順に伝導される第１の伝熱経路を有する。また、第１、第３、第４の実施形態は、電子部品３０ｂ、画像処理基板３０ａ、筐体１５（第２の筐体１５ｂ）、伝熱部材３８ｂ・ブラケット１６・伝熱部材３８ａ（又は、カバー１５０ａ）、フロントガラスＦの順に伝導される第２の伝熱経路を有する。

更に、第２の実施形態によれば、撮像素子２２ｂ、撮像素子基板２２ａ、伝熱部材３８ａ、フロントガラスＦの順に伝導される第３の伝熱経路と、電子部品３０ｂ、画像処理基板３０ａ、伝熱部材３８ｂの順に伝導される第４の伝熱経路を有する。撮像素子基板２２ａ及び画像処理基板３０ａの熱を、筐体１５を介することなく、直接、伝熱部材３８ａ、３８ｂに伝導させることができるため、効果的に伝熱を行うことができる。

そのため、筐体１５内部の熱を、熱容量が小さい筐体１５の内部から、熱容量が大きい筐体１５の外部に、効率的に伝熱させることができる。

また、第５の実施形態によれば、筐体１５の裏面と電子部品３００ｂの間に伝熱部材３８０を配置すると共に、筐体１５の各面に輻射率、太陽光吸収率等を考慮した各種処理が施されている。

従って、上記第１乃至第５の実施形態によれば、撮像素子、電子部品から発生した熱が伝熱部材を通じて大気中に放出されるため、内部の温度上昇を抑制可能な撮像ユニットを提供することができる。これによって、温度上昇に伴う内部部品の特性低下を抑制でき、撮像ユニットの機能低下を抑制することができるため、これら内部部品の故障リスクが低減されると共に、撮像ユニットの長寿命化に繋がる。

また、上記第１乃至第５の実施形態によれば、夏季の昼間等、車内温度の上昇が著しい場合であっても、日射の影響を最小限に抑えつつ、外部への伝熱又は放熱を効率よく行うことが可能な撮像ユニットを提供することができる。

また、上記第１乃至第５の実施形態によれば、撮像素子等内部部品の発熱を、部材の特性を利用した伝熱経路を形成することによって、大気中に効率よく放出させることができる。そのため、ヒートシンクやファン等の放熱部品や日除け等の構造が不要となり、撮像ユニットの小型化、軽量化を実現できる。

更に、上記第１乃至第５の実施形態によれば、今後、システムの高速化やステレオカメラの小型化の技術が更に進展された場合であっても、筐体の内部に熱がこもり、撮像ユニットの特性が低下することもない。

なお、上記各実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせなど、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

１、１００、２００ 撮像ユニット
１１、１２ 単眼カメラ（撮像装置の一例）
１５ 筐体
１５ａ 第１の筐体
１５ｂ 第２の筐体
１６ 設置部材（ブラケット）
１６ａ 取付け部
２２ａ 撮像素子基板（回路基板の一例）
２２ｂ 撮像素子
３０ａ、３００ａ 画像処理基板（回路基板の一例）
３０ｂ、３００ｂ 電子部品
３８ａ、３８ｂ、３８０ 伝熱部材
Ｆ フロントガラス（被設置部材の一例）

特開２００７−２２５５４３号公報

Claims (5)

1. 複数の撮像装置と、
   前記複数の撮像装置を保持する筐体と、
   回路基板と、を有する撮像ユニットであって、
   前記筐体と接して設けられる伝熱部材を備え、
   前記伝熱部材は前記筐体の熱伝導率より大きい熱伝導率を有し、撮像ユニットの被設置部材に対する取付け部を備え、
   前記回路基板は、前記伝熱部材を介して前記筐体と接して設けられ、
   前記被設置部材は車両のフロントガラスであり、
   前記筐体は、
   前記フロントガラスに設置された状態で、前記フロントガラスに対向する面に、太陽光吸収率を低くする表面処理が施され、
   前記フロントガラスに設置された状態で、前記フロントガラスに対向する面以外の面に、輻射率を高くする表面処理が施され、
   裏面に、輻射率を低くする表面処理が施されていることを特徴とする撮像ユニット。
2. 前記伝熱部材は前記複数の撮像装置間の前記筐体に接して設けられることを特徴とする請求項１に記載の撮像ユニット。
3. 前記回路基板は、前記撮像装置の撮像素子基板と、前記撮像装置により撮影された撮影画像を処理する画像処理基板と、を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の撮像ユニット。
4. 前記回路基板は、
   前記筐体と接している領域において、前記筐体に対して締結部材により取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の撮像ユニット。
5. 前記伝熱部材の材質は、アルミニウムであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の撮像ユニット。

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