JP6595388B2

JP6595388B2 - 撮像モジュール

Info

Publication number: JP6595388B2
Application number: JP2016068912A
Authority: JP
Inventors: 芳樹中田
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2016-03-30
Filing date: 2016-03-30
Publication date: 2019-10-23
Anticipated expiration: 2036-03-30
Also published as: JP2017184035A

Description

本発明は、撮像モジュールに関するものである。

撮像モジュールとして、例えば、特許文献１に記載の撮像モジュールが知られている。

特開２０１３−３４０８２号公報

近年、撮像モジュールは更なる高画素化および高機能化が求められている。これに伴って、撮像モジュールにおける撮像素子の発熱量が増加してきている。発熱量が増加すると、画像に対する熱雑音が増加してしまい、画質が低下してしまうことが懸念される。そのため、撮像モジュールは、放熱性の向上が求められている。

本発明における撮像モジュールでは、基板と、基板の一方側の主面に搭載された電子部品と、基板の他方側の主面に搭載された撮像素子と、電子部品の一方側の主面に接した放熱部材と、一端が基板に設置しているとともに他端が放熱部材の他方側の主面に接する棒状部材とを有していることを特徴とする。

本発明の撮像モジュールによれば、撮像素子から発せられて基板に伝わった熱を電子部品だけではなく棒状部材を介して放熱部材へ伝えることができる。そのため、撮像モジュールの放熱性を向上させることができる。

本実施形態に係る撮像モジュールの車両内における設置場所を示す模式図である。図１に示した撮像モジュールを示す平面図である。図２に示した撮像モジュールをＡ−Ａ線で切った断面図である。撮像モジュールの変形例を示す断面図である。

図１は、本実施形態に係る撮像モジュール１０の車両１における搭載位置を示す模式図である。撮像モジュール１０は、例えば、いわゆる車載カメラである。また、車両１は、例えば、自動車などの車両である。

図１に示すように、撮像モジュール１０は、撮像光学系２０および表示装置５０とともに、車両１に搭載される。本実施形態において、撮像モジュール１０は、例えば、後方の視界の周辺画像を撮像するために車両１の後方外部に固定される。表示装置５０は、運転席から視認可能に設けられる。

撮像光学系２０は、車両１後方の被写体像を撮像モジュール１０内の撮像素子３１に結像させる。撮像モジュール１０は撮像素子３１を用いて被写体像を撮像して画像信号を生
成する。また、撮像モジュール１０は信号接続部４０を介して画像信号を表示装置５０に出力する。表示装置５０は、信号接続部４０から取得する画像信号に応じた被写体像を表示する。

図２は、本実施形態に係る撮像モジュール１０の撮像光学系側の平面図である。図３は図２に示された撮像モジュール１０のＡ−Ａにおける断面図である。以下では、図３の撮像光学系２０の撮影光軸ＯＡに沿う方向で見て、撮像モジュール１０から被写体に向かう方向（撮影光軸ＯＡの矢印が指し示す方向）を「後」から「前」へ向かう方向として説明する。撮像モジュール１０の内部について、図３の断面図を参照して詳細に説明する。撮像モジュール１０は、撮像光学系２０、撮像素子３１、基板３２ａ、電子部品３２ｂ、放熱部材３８および棒状部材３２ｃを含んでいる。

撮像光学系２０は、少なくとも１つの光学素子（図示せず）を有する。光学素子は、例えば、レンズ等で形成される。撮像光学系２０は、光学素子の焦点距離および焦点深度等の所望の光学特性を満たすように形成される。

撮像素子３１は、撮像光学系２０の後方に配置される。撮像素子３１は、撮像光学系２０を介して受光面上に結像される被写体像を撮像して電気信号に変換して出力する。撮像素子３１としては、例えばＣＣＤ（Charge Coupled Device）またはＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）イメージセンサ等を用いることができる。

撮像モジュール１０は、撮像素子３１からの電気信号に基づく画像信号を、後述する信号接続部４０によって筐体１１の外部に伝送する。画像信号は、撮像素子３１から出力された電気信号そのものであってもよいし、後述する電子部品によって必要な画像処理を施された信号であってもよい。

筐体１１は、撮像光学系２０が被写体に対して露出する開口を有する。筐体１１は、開口において撮像光学系２０を保持し、撮像モジュール１０を内包して保持する。本実施形態において、筐体１１は前側ケース１２と後側ケース１３とを有する。前側ケース１２は撮像光学系２０を構成する光学素子を所定の位置関係になるように保持する。

後側ケース１３は、撮像素子３１とともに基板３２ａを内包して保持する。特に、後側ケース１３は、撮像素子３１を撮像光学系２０の結像位置で保持する。

本実施形態において、前側ケース１２および後側ケース１３は、例えばゴム、樹脂等でできたパッキンＰを介在させた状態で結合されている。このとき、パッキンＰは密封シールとして機能し、撮像モジュール１０の筐体１１は密閉構造をなす。

放熱部材３８は、棒状部材３２ｃを介して、撮像素子３１から発生する熱を基板３２a
から逃がす部材である。なお、放熱部材３８は、例えばシリコーン製の伝熱部材または伝熱ポッティング等によって実現できるが、これらに限定されるものではない。

信号接続部４０は、伝熱性を有し、撮像素子３１が撮像した被写体像の画像信号を筐体１１の外部に伝送する。本実施形態において、信号接続部４０は複数の端子４１を含んで構成される。

本実施形態の撮像モジュール１０は、基板３２aと、基板３２aの一方側の主面に搭載された電子部品３２bと、基板３２aの他方側の主面に搭載された撮像素子３１と、電子部品３２bの一方側の主面に接した放熱部材３８と、一端が基板３２aに取り付けられるとともに、他端が放熱部材３８の他方側の主面に接する棒状部材３２ｃとを有している。

これにより、撮像素子３１から発せられて基板３２ａに伝わった熱を電子部品３２ｂだけではなく棒状部材３２ｃを介して放熱部材３８へ伝えることができる。そのため、撮像モジュール１０の放熱性を向上させることができる。

棒状部材３２ｃとしては、例えば、円柱状、四角柱柱または多角柱状等の部材を用いることができる。棒状部材３２ｃとして、円柱状の部材を用いた場合には、例えば、直径を３ｍｍ、長さを２ｍｍに設定できる。棒状部材３２ｃは、例えば、金属材料から成る。金属材料としては、例えば、鉄、アルミニウムまたは銅等の熱伝導が良好な材料を用いることができる。

また、棒状部材３２ｃは、他端が一端よりも径が大きくてもよい。基板３２ａから放熱部材３８に向かって熱が拡散する方向に棒状部材３２ｃの径が大きくなっていることによって、熱をスムーズに放熱部材３８に伝えることができる。これにより、熱膨張によって撮像素子３１のピントがずれてしまうおそれを低減できる。

棒状部材３２ｃが円柱状の場合には、例えば、一端側の直径を１．５ｍｍに、他端側の直径を３ｍｍに設定できる。図３においては、棒状部材３２ｃは、２つの径の異なる円柱を繋いだような形状をしているが、これに限られない。棒状部材３２ｃは、例えば、一端側から他端側にかけて連続的に径が大きくなっているような形状であってもよい。

ここでいう、「連続的に径が大きくなっているような形状」とは、例えば、棒状部材３２ｃの軸方向を通る断面を見たときに、外周面が（断面においては線）が棒状部材３の軸方向に対して傾斜しているような形状が挙げられる。このような形状としては、例えば、円錐台形状が挙げられる。また、他の例としては、棒状部材３を同様の断面で見たときに、外周面が複数の段差を有する（段階的に径が大きくなっている）ような形状が挙げられる。

また、図４に示すように、棒状部材３２ｃは他端に凹部３３を有するとともに、凹部３３に放熱部材３８の一部が入り込んでいてもよい。これにより、棒状部材３２ｃと放熱部材３８との接触面積を増やすことができるので、棒状部材３２ｃを介して放熱部材３８へと熱を伝えやすくできる、さらに、熱膨張に伴って棒状部材３２ｃと放熱部材３８との間に位置ずれが生じるおそれを低減できる。

凹部３３の形状は、例えば、縦断面の形状を、矩形状または半円状等に設定できる。また、凹部３３の開口を平面視したときの形状を、円形状または多角形状等に設定できる。特に、凹部３３の開口の形状が多角形状である場合には、放熱部材３８と棒状部材３２ｃとの間に位置ずれが生じるおそれをさらに低減できる。これは、凹部３３の開口の形状が多角形状の場合には、角の部分が辺の部分よりも中心からの距離が大きい（開口の径が大きい）ことから、放熱部材３２ｃに振動が生じたとしても、角の部分に入り込んだ放熱部材３２ｃが辺の部分にずれ込むことを低減できるためである。凹部３３の大きさは、例えば、深さを１．５ｍｍに設定することができる。また、凹部３３の開口を平面視したときの形状が円形状の場合には、例えば、直径を０．５ｍｍに設定できる。

また、棒状部材３２ｃが複数設けられているとともに、平面透視したときに複数の棒状部材３２ｃの間に電子部品３２ｂが位置していてもよい。これにより、電子部品３２ｂ周辺の熱分布の偏りを低減することができる。棒状部材３２ｃが複数設けられる例としては、例えば、２つの棒状部材３２ｃを結ぶ直線上に電子部品３２ｂが位置していてもよい。

また、棒状部材３２ｃが３つ以上設けられており、３つ以上の棒状部材３２ｃに囲まれ
た領域に電子部品３２ｂが位置していてもよい。具体的には、棒状部材３２ｃが４つ設けられる場合には、棒状部材３２ｃを仮想の正方形または矩形の角に対応する位置に設けるとともに、この仮想の正方形または矩形の内側に電子部品３２ｂが収まるように位置させることができる。

また、電子部品３２ｂを複数の棒状部材３２ｃで囲むことによって、例えば、枠状の部材で囲む場合よりも撮像モジュール１０の信頼性を向上できる。具体的には、枠状の部材で電子部品３２ｂを囲む場合には、枠状の部材に囲まれた空間に熱が篭ることによって、枠状の部材の内側と外側とで大きな温度差が生じてしまうおそれがある。その結果、予期せぬ変形が枠状の部材に生じてしまい撮像モジュール１０に熱応力が生じてしまうおそれがある。これに対して、電子部品３２ｂを複数の棒状部材３２ｃで囲むことによって、棒状部材３２ｃ同士の間に隙間ができることから、棒状部材３２ｃに囲まれた空間に熱が篭るおそれを低減できる。

また、複数の棒状部材３２ｃで電子部品３２ｂを囲むことによって、枠状の部材で電子部品を囲む場合と比較して、電子部品３２ｂと基板３２ａとの接続の信頼性を向上できる。これは、枠状の部材で電子部品ｂを囲む場合は、枠状の部材に熱膨張が生じたときに、基板３２ａと放熱部材３８とを引き離す方向に大きな熱応力が生じるおそれがある。これに対して、複数の棒状部材３２で電子部品３２ｂを囲む場合には、枠状の部材で電子部品３２ｂを囲む場合と比較して、基板３２ａと放熱部材３８とを引き離す方向に生じる熱応力を小さくすることができるためである。

また、図４に示すように、棒状部材３２ｃの他端が電子部品３２ｂの一方側の主面よりも一方側に位置していてもよい。これにより、撮像モジュール１０に振動が生じたときに、振動による負荷が電子部品３２ｂよりも棒状部材３２ｃにかかりやすくすることができる。これにより、電子部品３２ｂの長期信頼性を向上できる。

１０：撮像モジュール
１１：筐体
１２：前側ケース
１３：後側ケース
２０：撮像光学系
３１：撮像素子
３２ａ：基板
３２ｂ：電子部品
３２ｃ：棒状部材
３８：放熱部材
４０：信号接続部
４１：端子
５０：表示装置

Claims

基板と、該基板の一方側の主面に搭載された電子部品と、前記基板の他方側の主面に搭載された撮像素子と、該電子部品の一方側の主面に接した放熱部材と、一端が前記基板に取り付けられるとともに他端が前記放熱部材の他方側の主面に接する棒状部材とを有する撮像モジュール。
前記棒状部材は、前記他端が前記一端よりも径が大きいことを特徴とする請求項１に記載の撮像モジュール。
前記棒状部材は他端に凹部を有するとともに、該凹部に前記放熱部材の一部が入り込んでいることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の撮像モジュール。
前記棒状部材が複数設けられているとともに、平面透視したときに前記複数の棒状部材の間に前記電子部品が位置していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の撮像モジュール。
前記棒状部材の他端が前記電子部品の一方側の主面よりも一方側に位置していることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の撮像モジュール。