JP2016123094A - モジュラー回路基板を備えたカメラシステム - Google Patents

Abstract

【課題】顧客の個別的要望に、可能な限り早く、かつ高い費用対効果で適応可能なカメラシステムを提供する。
【解決手段】車両用のカメラシステムは、対物レンズ２と、イメージセンサ４が設けられる第１のプリント回路基板５と、１以上の追加のプリント回路基板７、１１と、を備え、第１のプリント回路基板及びそれぞれの１以上の追加のプリント回路基板を、所定の基本機能に応じてカメラシステムの機能域を適応させるため、プリント回路基板を、モジュラー交換可能に、互いに電気接続するように適応された少なくとも１つの接続ユニット６を備える。少なくとも１つの接続ユニットは、複数の電気接続グループを備え、第１のプリント回路基板は、カメラシステムに所定の基本機能を提供するために、複数の電気接続グループを介して、少なくとも１つの追加のプリント回路基板と接続可能である。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば、車両や商用車に使用されるモジュラープリント回路基板を備えたカメラシステムに関する。

一般的によく知られているカメラシステムは、所定の回路基板配置を持つプリント回路基板が積み重ねられて構成されている。従来のカメラシステムでは、機能を追加する場合だけでなく、カメラの基本的な機能、例えば、画像取得、画像処理、信号伝達、及び電気接続といった機能を変更する場合にも、個々でそれぞれ必要とされる機能の交換、追加または削除のために、すべての回路基板配置を変更することが必要であった。そのような全ての回路基板配置の交換は、複雑かつ高コストである。

特許文献１は、電子構成を含むインテリジェントカメラの搭載、及び、構成の方法に関する。

特許文献２は、セパレート型モジュールを備えた電子イメージングシステムであって、特に、共通のバスシステムを使用することによって柔軟に変更可能な複数のインターフェースモジュールを備える電子イメージングシステムに関する。

特許文献３は、感光センサチップを搭載した第１のプリント回路基板と、感光センサチップを駆動するための少なくとも１つの制御回路とを備えた電子カメラに関する。

特許文献４は、ワイドアングルレンジにおける光学イメージングのためのカメラに関する。

国際公開第００／４６９８４ Ａ１号公報 国際公開第２００７／０３６３０８ Ａ１号公報 独国特許出願公開第１９９６３８３６ Ａ１号公報 米国特許出願公開第２００５／００９９５２１ Ａ１号公報

本発明の目的は、顧客の要望に個別的に適合させたカメラの機能域（range of functions）を有する新しいカメラのバージョンに、可能な限り早く、かつ、高い費用対効果で適応させるカメラシステムを提供することである。

上記目的の解決策は、請求項１の特徴に係るカメラシステムで与えられる。本発明の有利なさらなる改良は、従属請求項に記載されている。

本発明に係るカメラシステムは、カメラ用部品の定められたファミリーの構成要素を有するモジュラーシステムに基づく。

本発明に係るカメラシステムは、第１のプリント回路基板上に配置された画像センサに画像情報を供給する対物レンズを備えて構成される。したがって、第１のプリント回路基板は、対物レンズによって得られた画像データを取得する基本的な機能を有する。さらに、本発明に係るカメラシステムは、カメラシステムのための、例えば画像処理、信号変換、無線伝送、電源供給、画像伝送、信号伝達、加熱制御、測定値の転送、オーディオ録音等のような所定の付加機能を提供する、少なくとも１つの追加のプリント回路基板を備えて構成される。

本発明によれば、上述した第１のプリント回路基板、及び、それぞれの少なくとも一つの追加のプリント回路基板は、カメラシステムの機能域を適合するためのモジュラー交換可能な方法で、それぞれのプリント回路基板と互いに電気的に接続するために使用される少なくとも１つの接続ユニットを備える。

そのようなモジュラー式のプリント基板により、少ない開発コスト及び費用で新しいカメラバージョンを提供すること、及び、個々の顧客の要求にカメラシステムの機能域を適応させるように構成が可能である。特に、顧客の要求に応じて必要とされる機能／プリント回路基板をそれぞれカメラシステムに組み込んだり、顧客の要求に応じて必要とされない機能／プリント回路基板を、カメラシステムから省略したりできる。

カメラシステムの部品の標準化されたファミリーを使用することにより、誤動作の危険並びにカメラシステムの製造コストを削減することも可能である。

好ましくは、本発明のカメラシステムによれば、プリント回路基板の個々の接続ユニットは、少なくともプリント回路基板の１つの面上において、幾何学的に互いに互換性のある所定の位置に配置される。各接続ユニットの配置は、例えば、プリント回路基板の１つの面側であってもよいし、又は、プリント回路基板の２つの反対の面側、すなわち、プリント回路基板の表面側及び裏面側、であってもよい。

本発明に係るカメラシステムは、好ましくは、プリント回路基板のための少なくとも１つの接続ユニットを備え、この接続ユニットは、複数の電気接続グループを備えている。そして、プリント回路基板は、複数の電気接続グループを通じて、カメラシステムのための所定の基本機能を提供する他のプリント回路基板に接続可能である。

特に、イメージセンサが設けられているセンサ基板としての第１のプリント回路基板は、接続ユニットの１つの電気接続グループを介して、例えば、カメラシステムのための画像処理機能を提供する追加のプリント回路基板に接続することができる。また、好ましくは、その追加のプリント回路基板は、前記接続ユニットの他の１つの電気接続グループを介して、さらなる追加のプリント回路基板、例えば、カメラシステムに対して電力供給機能を有するプリント回路基板、に接続することができる。

迅速かつ高い信頼性で、カメラシステムの機能域の拡張性を確保するため、対応する電気接続グループの電気接続は、予め定められた位置に配置される。

本発明のカメラシステムによれば、複数の電気接続グループは、好ましくは並んで（互いに隣接して）直列に配置され、特に、複数の電気的接続グループを夫々具備する複数の接続ユニットは、各プリント回路基板に設けられる。これらの接続ユニットは、それらが幾何学的に互いに対向するように、例えば、プリント回路基板の一方の面に配置される、又は、プリント回路基板の表面と裏面とに配置される。

本発明に係るカメラシステムにおいて、複数のプリント回路基板は、好ましくは、順次配置される。具体的には、例えば、第１のプリント回路基板は、カメラシステム内の対物レンズ側に配置され、カメラシステムの各機能を提供するための追加の各回路基板は、第１のプリント回路基板の対物レンズ側とは反対側に順次配置される。好ましくは、この配列の最後のプリント回路基板は電気接続を備え、この電気接続を介して、映像信号、音声信号、及び／又は、制御信号をカメラシステムから外部に伝達する、又は、外部からカメラシステムに入力する。このような電気接続を、１つ、又は、それ以上のプリント回路基板の上に設けることができる。

本発明によれば、適切な電子部品及び素子が、それぞれ対応するプリント回路基板上に設けられ、これらのプリント回路基板は、カメラシステムの適応に対応する基本的な機能を提供するように適応される。本発明に係る、カメラシステムを適応するためのこのような所定の基本的な機能は、例えば、映像処理、映像伝送、信号変換、無線伝送、電源供給、信号伝送、加熱制御、測定値の送信、オーディオ録音、などである。

本発明に係るカメラシステムの高速かつ信頼性の高い構成化（configuration）のため、プリント回路基板のそれぞれの接続ユニットは、例えば、それぞれの電気接続グループの電気接続を介して、電気的にプリント回路基板同士を接続する、プラグ接続を提供する。他の接続技術、例えば、ケーブル接続、はんだ付け、無線接続等の接続技術も使用することができる。

本発明に係るカメラシステムは、例えば、車両用ミラーの代替システムで使用することができ、特に、商用車、車両の環境の画像情報を連続的に及び継続的に、車両の内部及び／又は外部に設けられた表示装置にリアルタイムで提供する。

本発明の以下の好ましい実施形態では、同じ参照符号は同じ部品を示し、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。

第１の実施形態に係るカメラシステムの概略的な断面図。 第２の実施形態に係るカメラシステムの概略的な断面図。 第１及び第２の実施形態に係るプリント基板の概略平面図。 第１及び第２の実施形態に係る接続ユニットの概略図。

図１は、第１の実施形態に係るカメラシステム１０の概略断面図である。カメラシステム１は対物レンズ２を備える。対物レンズ２は、カメラシステム１０の外部からの画像情報を、ハウジング３の内部に供給することができるように、カメラシステム１０のハウジング３内に配置される。

特に、対物レンズ２は、ハウジング３内に配置され、カメラシステムの外部から画像情報を第１のプリント回路基板５上のイメージセンサ４へ供給する。そして、イメージセンサ４は、直接対物レンズ２と対向するように配置される。

図１に示すように、第１のプリント回路基板５は、接続ユニット６を介して、追加のプリント回路基板７（an additional printed circuit board ７）に電気的に接続されている。図１に示すように、特に、第１のプリント回路基板５の接続ユニット６は、第１のプリント回路基板５の、対物レンズ２と反対側の面の下部領域に配置される。さらに、接続ユニット６は、追加のプリント回路基板７の、第１のプリント回路基板と直接対向する面の下部領域に、第１のプリント回路基板５と追加のプリント回路基板７とが電気的に接続されるように配置される。

図１に示すように、第１のプリント回路基板５だけでなく追加のプリント回路基板７は、接続ユニット６を備え、接続ユニット６は、例えば、プラグ接続により、第１のプリント回路基板及び追加のプリント回路基板７の間の電気接続を提供する。

第１の実施形態によれば、第１のプリント回路基板５は、上述のように、イメージセンサ４を搭載するセンサ基板である。追加のプリント回路基板７は、例えば、カメラシステム１０の電源供給の機能を有する。図１に示すように、追加の回路基板７上に配置された対応する電子部品８は、カメラシステム１０のための対応する電源供給機能を提供する。

これに換えて、カメラシステム１０に電源供給機能を提供するそれぞれの電子部品８は、第１のプリント回路基板５上にも配置することもできる。この場合、追加のプリント回路基板７は、例えば、図１に示すように、第１のプリント回路基板５のイメージセンサ４から出力される信号を変換し、電気接続部９を介してカメラシステムの外部に供給するための信号変換機能を提供する部品８を含むことができる。図１に示すように、電気接続９は、例えば、追加のプリント回路基板７の電子部品８へ、又は、第１のプリント回路基板５の電子部品８にそれぞれの制御信号を提供するために使用することができる。

図１に示すように、第１のプリント回路基板５は追加の回路基板７と平行に配置され、第１のプリント回路基板５及び追加のプリント回路基板７のそれぞれの接続ユニット６は、第１のプリント回路基板５及び追加のプリント回路基板７のそれぞれの面から実質的に垂直に延びている。特に、第１のプリント回路基板５及び追加のプリント回路基板７が、接続ユニット６を介して電気的に接続されている状態では、接続ユニット６の長手方向の軸は、カメラシステム１０のハウジング３の長手方向の軸と平行である。

上述されるように、第１の実施形態においては、２つのプリント回路基板（即ち、プリント回路基板５及びプリント回路基板７）が、それぞれ接続ユニット６を介して電気的に接続されている。しかしながら、第２の実施形態を参照し、以下に説明するように、任意の数の追加のプリント回路基板を、２つのプリント回路基板５及びプリント回路基板７の間に配置することができる。この場合、各プリント回路基板は、それぞれの接続ユニットを介して互いに電気的に接続される。

図２は、本発明の第２の実施形態に係るカメラシステム２０の概略断面図を示す。

第１の実施形態に係るカメラシステム１０に加えて、第２の実施形態に係るカメラシステム２０は、追加のプリント回路基板１１を備える。第１の実施形態に係る第１のプリント回路基板５及び追加のプリント回路基板７とは対照的に、追加の回路基板１１は、追加のプリント回路基板１１の下部領域において、追加のプリント回路基板１１の両面から夫々反対方向に延びる２つの接続ユニット６を備える。

図２に示すように、特に、追加のプリント回路基板１１の接続ユニット６ａは、プリント回路基板１１の１つの面から、第１のプリント回路基板５から離れる方向に延び、そして、第１のプリント回路基板５の接続ユニットとの接続に適応する。

さらに、追加のプリント回路基板１１の第２の接続ユニット６ｂは、他の追加のプリント回路基板１１の接続ユニットに接続するため、追加のプリント回路基板１１から離れて、接続ユニット６ａの反対方向に延びるように形成される。

図２に示す追加のプリント回路基板１１は、カメラシステムのための、例えば、画像処理、無線伝送、映像伝送、信号伝達、加熱制御、測定値の転送、オーディオ録音用等の追加機能や基本的な機能を提供するためにそれぞれ適合される。

図２は、特に、カメラシステム２のカメラハウジング３内のプリント回路基板５、プリント回路基板１１、及びプリント回路基板７は互いに平行に延びるように配置され、したがって、ハウジング３の長手方向に順番に配置される。具体的には、プリント回路基板５、プリント回路基板７及びプリント回路基板１１は、カメラハウジング３の長軸に対して実質的に直交に延びる。

第１の実施形態の追加のプリント回路基板７と同様に、第２の実施形態に係るプリント回路基板１１もまた、例えば、カメラシステム２０の基本機能に関する機能域を拡張するために、対応する機能及び基本的な機能のそれぞれを提供するための電子部品８を備える。

図２が示すように、プリント回路基板５、プリント回路基板７、及びプリント回路基板１１の対応する接続ユニット６、接続ユニット６a、接続ユニット６ｂは、カメラハウジング３の長手方向に実質的に平行で、対物レンズ２の長手方向軸に平行なそれぞれの軸に沿って延びる。

特に、プリント回路基板５、プリント回路基板７、及びプリント回路基板１１の対応する接続ユニットは、図３に示す例のように、プリント回路基板の少なくとも１つの面において、互いに幾何学的に互換性のある所定の位置（Ｌ１、Ｌ２）に配置されている。

図３は、上述した第１及び第２の実施形態に関連するプリント回路基板５、プリント回路基板７、及びプリント回路基板１１の１つを示す。図３に示すように、接続ユニット６は、追加のプリント回路基板５、プリント回路基板７、及びプリント回路基板１１の全てに対して同一の、予め定められた幾何学的位置（Ｌ１、Ｌ２）に配置されている。

上述した第１及び第２の実施形態によれば、接続ユニット６は、第１のプリント回路基板５（センサ基板）及び追加のプリント回路基板７では、１つの面上の位置（Ｌ１、Ｌ２）に設けられ、一方、追加のプリント回路基板１１では、図２に示すように、接続ユニット６（接続ユニット６a、接続ユニット６ｂ）は、反対側の面（図３に図示せず）上の位置（Ｌ１、Ｌ２）にも設けられている。そして、これらの接続ユニットによって、プリント回路基板５、プリント回路基板７、プリント回路基板１１は、互いに、モジュラー交換可能なように電気接続されている。

図４は、接続ユニット６の詳細を示す図である。図４が示すように、本実施形態に係る接続ユニット６は、対応する電気接続（端子）Ａ１、端子Ａ２、端子Ａ３、端子Ａ４を含む、電気接続グループＡ、電気接続グループＢ、電気接続グループＣ、電気接続グループＤのグループから構成される。

実施形態に係る電気接続グループＡ、電気接続グループＢ、電気接続グループＣは、例えば、画像取得、信号変換、無線伝送、電源供給、画像処理、画像送信、信号伝達、測定値の引き渡し、オーディオ録音のような、カメラシステムの特定の基本機能を提供するプリント回路基板の接続を提供するように適応される。図４に示した接続ユニット６の電気接続グループＤは、例えば、加熱制御といった追加の機能を提供するために適応される。

図４に示すように、本実施形態に係る電気接続グループＡ、電気接続グループＢ、電気接続グループＣ、電気接続グループＤは、順番に配置され、それぞれ互いに隣接する。あるいは、電気接続グループＡ、電気接続グループＢ、電気接続グループＣ、電気接続グループＤは、モジュラー交換可能なカメラシステムにおいて搭載されるべき全ての追加のプリント回路基板において、特定の幾何学的配置が同一であれば、任意の幾何学的配置も可能である。

図４に示すように、電気接続グループＡは４つの電気接続（端子）Ａ１、端子Ａ２、端子Ａ３、端子Ａ４を備え、それらは所定の幾何学的位置に配置され、例えば、質量（mass）、電源、電圧などの基本機能が要求される。本発明に係る電気接続Ａ１、電気接続Ａ２、電気接続Ａ３、及び電気接続Ａ４のその他の幾何学的配置、並びに電気接続のその他の数も実施可能である。

本発明によれば、上述のカメラシステムは、単独でも使用できるが、例えば、車両内でも使用できる。また、車両あるいは商用車用の車両用ミラー代替システムとしても使用できる。

１０…カメラシステム
２…対物レンズ
３…ハウジング
４…イメージセンサ
５…第１のプリント回路基板
６…接続ユニット
７…追加のプリント回路基板
８…電子部品
９…電気接続部
２０…カメラシステム
１１…追加のプリント回路基板
６…接続ユニット
Ａ…電気接続グループ
Ａ１…電気接続（端子）

Claims (12)

1. 車両用のカメラシステムであって、
   対物レンズ（２）と、
   前記対物レンズ（２）を介して得られる画像情報を取得するためのイメージセンサ（４）が設けられる第１のプリント回路基板（５）と、
   前記カメラシステムのための所定の基本機能を提供するように適応された、少なくとも１つの追加のプリント回路基板（７、１１）と、を備え、
   前記第１のプリント回路基板（５）及びそれぞれの前記少なくとも１つの追加のプリント回路基板（７、１１）は、所定の基本機能に応じて前記カメラシステム（１０、２０）の機能域を適応させるため、前記プリント回路基板（５、７、１１）を、モジュラー交換可能に、互いに電気接続するように適応された少なくとも１つの接続ユニット（６）を備え、
   前記少なくとも１つの接続ユニット（６）は、複数の電気接続グループ（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）を備え、前記第１のプリント回路基板（５）は、前記カメラシステム（１０、２０）に前記所定の基本機能を提供するために、前記複数の電気接続グループ（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）を介して、前記少なくとも１つの追加のプリント回路基板（７、１１）と接続可能である、
   車両用のカメラシステム。
2. 第１のプリント回路基板（５）及び前記少なくとも１つの追加のプリント回路基板（７、１１）のそれぞれの前記接続ユニット（６）は、少なくとも１つの前記第１のプリント回路基板（５）及び前記少なくとも１つの追加のプリント回路基板（７、１１）の少なくとも１つの面において、互いに幾何学的に互換性のある所定の位置（Ｌ１、Ｌ２）に配置される、
   請求項１に記載の車両用のカメラシステム（１０、２０）。
3. それぞれの前記電気接続グループ（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）は複数の電気的端子（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４）を備える、
   請求項１又は請求項２に記載の車両用のカメラシステム（１０、２０）。
4. 前記プリント回路基板（５、７、１１）は、前記複数の電気的端子（Ａ１、Ａ２、Ａ３．Ａ４）を介して、互いに接続可能である、
   請求項３に記載の車両のためのカメラシステム（１０、２０）。
5. それぞれの前記電気接続グループ（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）の前記電気的端子（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４）は、予め規定された位置に配置される、
   請求項３又は請求項４に記載の車両のためのカメラシステム（１０、２０）。
6. それぞれのプリント回路基板には、複数の接続ユニット（６）が設けられる、
   請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のカメラシステム。
7. 前記少なくとも１つの追加のプリント回路基板（７、１１）は、データ、及び／又は、信号をカメラ外部に伝送するための電気接続（９）を備える、
   請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のカメラシステム。
8. 前記少なくとも１つの追加のプリント回路基板（７、１１）は、前記第１のプリント回路基板（５）の、前記対物レンズ（２）とは反対側に配置される
   請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のカメラシステム。
9. 複数の追加のプリント回路基板（７、１１）は、前記第１のプリント回路基板（５）に対して、順々に配置される
   請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載のカメラシステム。
10. 前記少なくとも１つの追加のプリント回路基板（７、１１）は、前記カメラシステム（１０、２０）を拡張するための所定の基本機能を提供するように適用される、少なくとも１つの電子部品（８）を備える、
    請求項１乃至請求項９のいずれか１項に記載のカメラシステム。
11. 前記カメラシステム（１０、２０）を拡張するための所定の基本機能は、信号取得、信号処理、信号伝達、電力供給、及び制御機能の、少なくとも１つである
    請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載のカメラシステム。
12. 前記プリント回路基板（５、７、１１）の前記少なくとも１つの接続ユニット（６）は、前記電気接続グループ（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）の前記電気的端子（Ａ１、Ａ２、Ａ３、Ａ４）を介して、前記プリント回路基板（５、７、１１）を互いに電気的に接続する、プラグ接続である、
    請求項１乃至請求項１１のいずれか１項に記載のカメラシステム。

Images