WO2021059964A1 - 撮像装置及び移動体 - Google Patents

Abstract

撮像装置は、撮像基板とコネクタ基板と筐体とを備える。撮像基板は、画像データを生成する撮像素子を有する。コネクタ基板は、撮像基板に対して可動に接続される。コネクタ基板は、画像データの出力先の外部コネクタを第１方向に接続可能に構成される端子を有する。筐体は、撮像基板とコネクタ基板とを収容する。筐体は、第１方向でコネクタ基板の位置を規制する規制部を有する。コネクタ基板は、第１方向に交差する方向の所定範囲内で可動に構成されている。

Description

撮像装置及び移動体 関連出願へのクロスリファレンス

　本出願は、日本国特許出願２０１９－１７６１６６号（２０１９年９月２６日出願）の優先権を主張するものであり、当該出願の開示全体を、ここに参照のために取り込む。

　本開示は、撮像装置及び移動体に関する。

　カメラの補機モジュールの内部に異物が浸入して補機モジュールの性能が損なわれることがないようにし、更にメンテナンスに優れる補機モジュールの封止構造が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２－２３１３７５号公報

　本開示の一実施形態に係る撮像装置は、撮像基板と、コネクタ基板と、筐体とを備える。前記撮像基板は、画像データを生成する撮像素子を有する。前記コネクタ基板は、前記撮像基板に対して可動に接続される。前記コネクタ基板は、前記画像データの出力先の外部コネクタを第１方向に接続可能に構成される端子を有する。前記筐体は、前記撮像基板と前記コネクタ基板とを収容する。前記筐体は、前記第１方向で前記コネクタ基板の位置を規制する規制部を有する。前記コネクタ基板は、前記第１方向に交差する方向の所定範囲内で可動に構成されている。

　本開示の一実施形態に係る移動体は、撮像装置を搭載する。前記撮像装置は、撮像基板と、コネクタ基板と、筐体とを備える。前記撮像基板は、画像データを生成する撮像素子を有する。前記コネクタ基板は、前記撮像基板に対して可動に接続される。前記コネクタ基板は、前記画像データの出力先の外部コネクタを第１方向に接続可能に構成される端子を有する。前記筐体は、前記撮像基板と前記コネクタ基板とを収容する。前記筐体は、前記第１方向で前記コネクタ基板の位置を規制する規制部を有する。前記コネクタ基板は、前記第１方向に交差する方向の所定範囲内で可動に構成されている。

一実施形態に係る撮像装置の構成例を示す平面図である。 図１のＡ－Ａ断面図である。 図２の一点鎖線囲み部の拡大図である。 側面部の切欠によって位置を規制する構成例を示す断面図である。 コネクタ基板と中間基板と撮像基板との接続関係の一例を示す側面図である。

　撮像装置において、組み立ての容易性と密封性との両立が求められる。本開示の一実施形態に係る撮像装置及び移動体によれば、組み立ての容易性と密封性とが両立され得る。

　図１から図５までに示されるように、一実施形態に係る撮像装置１は、レンズ５８と、保持部材５６と、撮像基板１０と、コネクタ基板２０と、筐体５０とを備える。撮像装置１は、第１板金３０を更に備えてよい。第１板金３０は、板金部材とも称される。

　筐体５０は、レンズ５８、保持部材５６、撮像基板１０、コネクタ基板２０、及び第１板金３０を収容する内部空間を有する。筐体５０の内部空間は、図１及び図２に示されるように内壁面５１によって区画される。筐体５０は、例えば樹脂等の材料を含んで構成されてよい。筐体５０は、樹脂に限られず、種々の材料を含んで構成されてもよい。

　撮像装置１は、レンズ５８によって結像される被写体像を撮像基板１０に実装されている撮像素子１２で撮像する。撮像素子１２は、被写体像を撮像した画像データを生成する。撮像基板１０は、コネクタ基板２０と接続されており、画像データをコネクタ基板２０に出力する。撮像装置１は、コネクタ基板２０で外部コネクタ８０に接続可能に構成される。撮像装置１は、画像データを、外部コネクタ８０を介して外部装置に出力する。つまり、撮像装置１は、外部コネクタ８０を出力先として画像データを出力する。

　レンズ５８は、光学部材とも称される。レンズ５８は、撮像装置１に入射する被写体像を結像させる。保持部材５６は、レンズ５８を保持する。レンズ５８は、保持部材５６に接合される。レンズ５８の数は、１枚に限られず、２枚以上であってよい。レンズ５８の少なくとも一部は、ミラー等の他の光学部材に置き換えられてよい。レンズ５８は、例えば接着剤等によって保持部材５６に接合されてよい。レンズ５８は、嵌合構造によって保持部材５６に接合されてよい。レンズ５８は、ねじ等の締結によって保持部材５６に接合されてよい。

　図２に示されるように、撮像素子１２は、撮像基板１０に実装されている。撮像素子１２は、撮像面を有する。撮像基板１０は、撮像素子１２の撮像面がレンズ５８の結像面に位置するように配置されている。撮像素子１２は、レンズ５８によって撮像面に結像された被写体像を撮像する。撮像素子１２は、例えば、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ又はＣＣＤ（Charge Coupled Device）等で構成されてよい。撮像基板１０には、撮像素子１２だけでなく、撮像素子１２が出力するデータを処理する回路も実装されてよい。撮像基板１０は、プリント回路基板等で構成されてよい。

　撮像基板１０は、保持部材５６に接合される。撮像基板１０は、例えば接着剤等によって保持部材５６に接合されてよい。撮像基板１０は、嵌合構造によって保持部材５６に接合されてよい。撮像基板１０は、ねじ等の締結によって保持部材５６に接合されてよい。

　図１及び図２に示されるように、コネクタ基板２０は、撮像基板１０に対してレンズ５８の反対側に位置する。言い換えれば、コネクタ基板２０は、レンズ５８から見て撮像基板１０より遠くに位置する。

　図１、図２及び図３に示されるように、第１板金３０は、コネクタ基板２０をＺ軸の負の方向の側から支持する。第１板金３０は、コネクタ基板２０に沿って位置するベース３６を有する。第１板金３０は、ベース３６からＺ軸の正の方向に突出する基板支持部３８を有する。基板支持部３８は、Ｚ軸の正の方向の側でコネクタ基板２０を支持する。第１板金３０は、コネクタ基板２０のＺ軸の負の方向の側への移動を規制するともいえる。

　図１及び図３に示されるように、第１板金３０は、側面部３２からＸ軸の正及び負の方向に突出する凸部３４を有する。図３に示されるように、凸部３４は、Ｚ軸の負の方向の側の面として構成される被規制部３５を有する。筐体５０は、図３において内壁面５１からＸ軸の負の方向に突出する部分のＺ軸の正の方向の側の面として構成される規制部５３を有する。第１板金３０の被規制部３５が筐体５０の規制部５３に当接することによって、第１板金３０のＺ軸の負の方向への移動が規制される。上述の通り、第１板金３０は、コネクタ基板２０のＺ軸の負の方向の側への移動を基板支持部３８によって規制する。したがって、筐体５０の規制部５３は、コネクタ基板２０のＺ軸の負の方向の側への移動を規制するといえる。

　図４に示されるように、第１板金３０の側面部３２に切欠３５ａが形成されてよい。側面部３２に切欠３５ａが形成されることによって、側面部３２は、Ｚ軸の負の方向の側に向く被規制部３５を備える。この場合でも、被規制部３５が筐体５０の規制部５３に当接することによって、第１板金３０のＺ軸の負の方向への移動が規制される。

　第１板金３０の側面部３２は、弾性を有する。側面部３２は、ベース３６から屈曲する部分を支点として、筐体５０の内壁面５１から内側に向けて変位可能に構成されている。側面部３２が内壁面５１から内側に向けて変位することによって、側面部３２が内壁面５１に向けて突出する凸部３４を有する場合でも、第１板金３０が筐体５０に収容されやすくなる。第１板金３０が筐体５０に収容された後、側面部３２から内壁面５１に向かう方向に弾性力が作用する。弾性力によって、第１板金３０がＺ軸方向に動きにくくなる。

　筐体５０は、Ｚ軸の正の方向の側に端部５２を有する。筐体５０は、Ｚ軸の正の方向の側に端部５２で区画されている開口を有する。筐体５０の内部空間は、開口を通じて筐体５０の外部とつながっているともいえる。コネクタ基板２０は、開口を通って、筐体５０の内部空間に収容される。外部コネクタ８０は、撮像装置１に対してＺ軸の負の方向に向けて挿入され、開口を介してコネクタ基板２０に接続される。外部コネクタ８０が撮像装置１に対してＺ軸の負の方向に向けて接続される場合、端部５２は、外部コネクタ８０に当接する。端部５２と外部コネクタ８０とが当接することによって、筐体５０の内部空間が封止される。外部コネクタ８０が撮像装置１に対して挿入される方向は、第１方向とも称される。

　コネクタ基板２０は、Ｚ軸の正の方向を向く第１面と、第１面の反対側に位置しＺ軸の負の方向を向く第２面とを有する。コネクタ基板２０は、端子２２を有する。端子２２は、コネクタ基板２０の第１面に実装されている。端子２２は、外部コネクタ８０の端子８２に接続可能に構成されている。コネクタ基板２０の端子２２に外部コネクタ８０の端子８２が接続される場合、端子２２は、端子８２によってＺ軸の負の方向に押される。コネクタ基板２０のＺ軸の負の方向への移動が筐体５０によって規制されていることによって、端子８２は、端子２２に接続されやすくなる。

　仮にコネクタ基板２０のＺ軸の負の方向への移動が規制されていない場合、コネクタ基板２０の端子２２に外部コネクタ８０の端子８２を押しつけても接続されにくい。この場合、コネクタ基板２０は、筐体５０に収容される前に外部コネクタ８０に接続され、外部コネクタ８０に接続された後に筐体５０に収容される必要がある。このような接続方法は、撮像装置１の組み立て作業を制約する。本実施形態によれば、コネクタ基板２０が筐体５０に収容された状態で外部コネクタ８０を接続できる。その結果、撮像装置１の組立作業の自由度が高くなる。

　図３に示されるように、コネクタ基板２０は、端部２４を有する。筐体５０の内壁面５１は、コネクタ基板２０の端部２４に対して所定距離以上離れるように構成される。この場合、コネクタ基板２０は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に所定距離以内で移動できる。つまり、コネクタ基板２０は、Ｚ軸に交差する方向の所定範囲内で可動に構成されている。図１に示されるように、Ｚ軸方向の平面視において、筐体５０の内壁面５１の寸法は、コネクタ基板２０の寸法より大きい。この場合、コネクタ基板２０は、Ｚ軸に交差する方向、例えばＸ軸方向又はＹ軸方向の所定範囲内で可動に構成されているといえる。

　図３に示されるように、第１板金３０の側面部３２は、コネクタ基板２０の端部２４に対して所定距離以上離れるように構成される。この場合、コネクタ基板２０は、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に第１板金３０の側面部３２に囲まれていても、Ｘ軸方向及びＹ軸方向に所定距離以内で移動できる。図１に示されるように、Ｚ軸方向の平面視において、第１板金３０の側面部３２の内側の寸法は、筐体５０の内壁面５１の寸法より小さいものの、コネクタ基板２０の寸法より大きい。この場合、コネクタ基板２０は、側面部３２に囲まれていても、Ｚ軸に交差する方向、例えばＸ軸方向又はＹ軸方向の所定範囲内で可動に構成されているといえる。

　コネクタ基板２０が第１方向に交差する方向に所定範囲内で可動に構成されることで、コネクタ基板２０の端子２２に外部コネクタ８０の端子８２が接続される際に、端子２２と端子８２との位置が合いやすくなる。その結果、撮像装置１の組み立てが容易になる。

　図１及び図２に示されるように、第１板金３０は、外部コネクタ８０の導電部材８４とともに、コネクタ基板２０を囲う。第１板金３０のベース３６（図３参照）は、コネクタ基板２０の第２面の少なくとも一部を覆うように位置する。第１板金３０の側面部３２は、コネクタ基板２０の端部２４の少なくとも一部を覆うように位置する。第１板金３０は、金属等の導電性材料で構成される。第１板金３０は、撮像装置１の接地点に電気的に接続される。第１板金３０は、側面部３２を有する。導電部材８４は、側面部３２と接触することによって接地点に電気的に接続される。第１板金３０は、導電部材８４とともにコネクタ基板２０の電磁シールドとして機能する。

　図２に示されるように、撮像装置１は、第２板金４０を更に備えてよい。第２板金４０は、撮像基板１０を囲う。第２板金４０は、金属等の導電性材料で構成される。第２板金４０は、撮像装置１の接地点に電気的に接続されることによって撮像基板１０の電磁シールドとして機能する。

　撮像装置１は、中間基板７０を更に備えてよい。第２板金４０は、第１板金３０とともに中間基板７０を囲う。第１板金３０及び第２板金４０は、撮像装置１の接地点に電気的に接続されることによって中間基板７０の電磁シールドとして機能する。

　図５に示されるように、コネクタ基板２０は、フレキシブル基板６０を介して中間基板７０に接続されてよい。コネクタ基板２０は、リジッドフレキシブル基板を介して中間基板７０に接続されてもよい。コネクタ基板２０は、同軸ケーブル若しくはフラットケーブル等のケーブル又はハーネス等を介して中間基板７０に接続されてもよい。コネクタ基板２０は、ポゴピン等のプローブピン又はコンタクト端子等を介して中間基板７０に接続されてもよい。つまり、コネクタ基板２０は、中間基板７０に対する可動性を有しつつ、中間基板７０に接続されてよい。コネクタ基板２０が中間基板７０に対する可動性を有することによって、外部コネクタ８０が接続される際に、コネクタ基板２０の端子２２の位置が外部コネクタ８０の端子８２の位置に合いやすくなる。その結果、組み立てが容易になる。

　図５に示されるように、中間基板７０は、ボードコネクタ６４を有する。撮像基板１０は、ボードコネクタ６２を有する。ボードコネクタ６２とボードコネクタ６４とが接続されることによって、中間基板７０と撮像基板１０とが接続されるとする。この場合、中間基板７０は、撮像基板１０によって移動が制限される。中間基板７０の移動が制限される場合であっても、コネクタ基板２０が中間基板７０に対して可動性を有することによって、コネクタ基板２０は、撮像基板１０に対して可動性を有する。

　撮像装置１が中間基板７０を備えない場合、コネクタ基板２０は、撮像基板１０に対する可動性を有しつつ、撮像基板１０に接続されてよい。例えば、コネクタ基板２０は、フレキシブル基板６０を介して撮像基板１０に接続されてもよい。コネクタ基板２０は、リジッドフレキシブル基板を介して撮像基板１０に接続されてもよい。コネクタ基板２０は、同軸ケーブル若しくはフラットケーブル等のケーブル又はハーネス等を介して撮像基板１０に接続されてもよい。コネクタ基板２０は、ポゴピン等のプローブピン又はコンタクト端子等を介して撮像基板１０に接続されてもよい。

　本開示に係る撮像装置１は、移動体に搭載されてよい。本開示における「移動体」には、車両、船舶、航空機を含む。本開示における「車両」には、自動車及び産業車両を含むが、これに限られず、鉄道車両及び生活車両、滑走路を走行する固定翼機を含めてよい。自動車は、乗用車、トラック、バス、二輪車、及びトロリーバス等を含むがこれに限られず、道路上を走行する他の車両を含んでよい。産業車両は、農業及び建設向けの産業車両を含む。産業車両には、フォークリフト、及びゴルフカートを含むがこれに限られない。農業向けの産業車両には、トラクター、耕耘機、移植機、バインダー、コンバイン、及び芝刈り機を含むが、これに限られない。建設向けの産業車両には、ブルドーザー、スクレーバー、ショベルカー、クレーン車、ダンプカー、及びロードローラを含むが、これに限られない。車両は、人力で走行するものを含む。なお、車両の分類は、上述に限られない。例えば、自動車には、道路を走行可能な産業車両を含んでよく、複数の分類に同じ車両が含まれてよい。本開示における船舶には、マリンジェット、ボート、タンカーを含む。本開示における航空機には、固定翼機、回転翼機を含む。

　本開示に係る実施形態について説明する図は模式的なものである。図面上の寸法比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。

　本開示に係る実施形態について、諸図面及び実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形又は改変を行うことが可能であることに注意されたい。従って、これらの変形又は改変は本開示の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各構成部又は各ステップなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数の構成部又はステップなどを１つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。本開示に係る実施形態について装置を中心に説明してきたが、本開示に係る実施形態は装置の各構成部が実行するステップを含む方法としても実現し得るものである。本開示に係る実施形態は装置が備えるプロセッサにより実行される方法、プログラム、又はプログラムを記録した記憶媒体としても実現し得るものである。本開示の範囲にはこれらも包含されるものと理解されたい。

　本開示において「第１」及び「第２」等の記載は、当該構成を区別するための識別子である。本開示における「第１」及び「第２」等の記載で区別された構成は、当該構成における番号を交換することができる。例えば、第１レンズは、第２レンズと識別子である「第１」と「第２」とを交換することができる。識別子の交換は同時に行われる。識別子の交換後も当該構成は区別される。識別子は削除してよい。識別子を削除した構成は、符号で区別される。本開示における「第１」及び「第２」等の識別子の記載のみに基づいて、当該構成の順序の解釈、小さい番号の識別子が存在することの根拠に利用してはならない。

　本開示において、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は、説明の便宜上設けられたものであり、互いに入れ替えられてよい。本開示に係る構成は、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸によって構成される直交座標系を用いて説明されてきた。本開示に係る各構成の位置関係は、直交関係にあると限定されるものではない。

　１　撮像装置
　１０　撮像基板
　１２　撮像素子
　２０　コネクタ基板（２２：端子、２４：端部）
　３０　第１板金（３２：側面部、３４：凸部、３５：被規制部、３５ａ：切欠、３６：ベース、３８：基板支持部）
　４０　第２板金
　５０　筐体（５１：内壁面、５２：端部、５３：規制部）
　５６　保持部材
　５８　レンズ
　６０　フレキシブル基板（６２、６４：ボードコネクタ）
　７０　中間基板
　８０　外部コネクタ（８２：端子、８４：導電部材）

Claims (10)

1. 　画像データを生成する撮像素子を有する撮像基板と、
   　前記撮像基板に対して可動に接続され、前記画像データの出力先の外部コネクタを第１方向に接続可能に構成される端子を有するコネクタ基板と、
   　前記撮像基板と前記コネクタ基板とを収容する筐体と
   を備え、
   　前記筐体は、前記第１方向で前記コネクタ基板の位置を規制する規制部を有し、
   　前記コネクタ基板は、前記第１方向に交差する方向の所定範囲内で可動に構成されている、撮像装置。
2. 　前記筐体は、前記撮像基板と前記コネクタ基板とを収容する内部空間を区画する内壁面を有し、
   　前記第１方向の平面視において、前記内壁面の寸法は、前記コネクタ基板の寸法より大きい、請求項１に記載の撮像装置。
3. 　板金部材を更に備え、
   　前記コネクタ基板は、前記外部コネクタに接続可能に構成される端子が実装されている第１面と、前記第１面の反対側に位置する第２面とを有し、
   　前記板金部材は、前記コネクタ基板の第２面の少なくとも一部を覆うように位置し、
   　前記規制部は、前記板金部材の位置を前記第１方向に沿って規制する、請求項２に記載の撮像装置。
4. 　前記板金部材は、前記コネクタ基板の端部の少なくとも一部を覆うように位置する側面部を有し、
   　前記側面部は、弾性を有し、前記内壁面に対して変位可能に構成されている、請求項３に記載の撮像装置。
5. 　前記第１方向の平面視において、前記板金部材の側面部の内側の寸法は、前記内壁面の寸法より小さいものの前記コネクタ基板の寸法より大きい、請求項４に記載の撮像装置。
6. 　前記筐体は、前記内部空間から前記筐体の外部につながる開口を区画する端部を有し、
   　前記端部は、前記外部コネクタが前記コネクタ基板に接続された場合に、前記外部コネクタと当接して前記開口が封止されるように構成されている、請求項２に記載の撮像装置。
7. 　前記筐体は、前記内部空間から前記筐体の外部につながる開口を区画する端部を有し、
   　前記端部は、前記外部コネクタが前記コネクタ基板に接続された場合に、前記外部コネクタと当接して前記開口が封止されるように構成されている、請求項３に記載の撮像装置。
8. 　前記筐体は、前記内部空間から前記筐体の外部につながる開口を区画する端部を有し、
   　前記端部は、前記外部コネクタが前記コネクタ基板に接続された場合に、前記外部コネクタと当接して前記開口が封止されるように構成されている、請求項４に記載の撮像装置。
9. 　前記筐体は、前記内部空間から前記筐体の外部につながる開口を区画する端部を有し、
   　前記端部は、前記外部コネクタが前記コネクタ基板に接続された場合に、前記外部コネクタと当接して前記開口が封止されるように構成されている、請求項５に記載の撮像装置。
10. 　撮像装置を搭載し、
    　前記撮像装置は、
    　画像データを生成する撮像素子を有する撮像基板と、
    　前記撮像基板に対して可動に接続され、前記画像データの出力先の外部コネクタを第１方向に接続可能に構成される端子を有するコネクタ基板と、
    　前記撮像基板と前記コネクタ基板とを収容する筐体と
    を備え、
    　前記筐体は、前記第１方向で前記コネクタ基板の位置を規制する規制部を有し、
    　前記コネクタ基板は、前記第１方向に交差する方向の所定範囲内で可動に構成されている、移動体。

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