光学单元和摄像装置的制作方法

1.本实用新型涉及光学单元和摄像装置，尤其涉及包含摄像元件的摄像装置。


背景技术：

2.通常来说，构成摄像装置等的光学单元包含发热源，要求将由该发热源产生的热有效地释放到外部。因此，例如也考虑在摄像装置的壳体的内壁一体地成型出传热部件，并经由该传热部件将由发热源产生的热传递到图像信号传送用的端子而进行散热(例如，参照专利文献1)。然而，在这样的现有的构造中，需要在壳体的内壁一体地成型出传热部件，因此构造容易变得复杂，另外，存在其制造成本也变高的倾向。
3.专利文献1：国际公开第2015/198598号


技术实现要素：

4.本实用新型是鉴于这样的现有技术的问题点而完成的，其目的在于提供能够通过简单且廉价的结构将来自发热源的热释放到外部的光学单元和摄像装置。
5.本实用新型的第一方式提供一种光学单元，其特征在于，该光学单元具有：至少一个光学部件，其包含发热源；电路板，其安装有所述至少一个光学部件；接触部，其构成为与所述电路板热接触；以及外壳，其在形成于内部的收纳空间中收纳所述至少一个光学部件、所述电路板以及所述接触部，并且该外壳形成有从所述收纳空间向外部连通的至少一个开口，所述接触部包含板状部，该板状部以封闭所述外壳的所述至少一个开口的方式延伸并且从所述至少一个开口向外部露出。
6.本实用新型的第二方式的光学单元的特征在于，在第一方式的光学单元中，所述接触部由导电性的材料形成，构成为与所述电路板的接地部电连接。
7.本实用新型的第三方式的光学单元的特征在于，在第二方式的光学单元中，所述接触部还包含侧片，该侧片从所述板状部的周缘部朝向所述电路板延伸。
8.本实用新型的第四方式的光学单元的特征在于，在第一方式的光学单元中，所述接触部还包含能够弹性变形的弹性连接部，该弹性连接部将所述电路板与所述板状部之间连接。
9.本实用新型的第五方式的光学单元的特征在于，在第一方式的光学单元中，所述至少一个光学部件包含发光二极管、电源控制部以及串行器中的至少一个。
10.本实用新型的第六方式的光学单元的特征在于，在第一方式的光学单元中，所述至少一个光学部件包含摄像元件。
11.本实用新型的第七方式提供一种摄像装置，其特征在于，该摄像装置由上述第六方式的光学单元构成。
附图说明
12.图1是示出作为本实用新型的一个实施方式中的光学单元的摄像装置的前方立体
图。
13.图2是图1所示的摄像装置的后方立体图。
14.图3是图1所示的摄像装置的分解立体图。
15.图4是图2所示的摄像装置的分解立体图。
16.图5是图4所示的摄像装置的一部分的分解立体图。
17.图6是图1所示的摄像装置的纵剖视图。
18.标号说明
19.1：摄像装置(光学单元)；2：外壳；3：罩部件；4：连接器连接部；10：led；12：透镜；14：镜头镜筒；16：摄像元件；20：电路板；21：连接器；25：图案部；30：散热屏蔽部件(接触部)；31：卡合片；51：开口；60：弹簧部件(弹性连接部)；61：顶部；62：固定部；63：中间部；64：弯曲部；71：板状部；72：侧片。
具体实施方式
20.以下，参照图1至图6对作为本实用新型的光学单元的摄像装置的实施方式进行详细地说明。在图1至图6中，对相同或相当的构成要素标注相同的标号而省略重复的说明。另外，在图1至图6中，存在夸张地示出各构成要素的比例尺、尺寸的情况、省略了一部分构成要素的情况。在以下的说明中，在没有特别提及的情况下，“第一”、“第二”等用语只是为了将构成要素相互区分而使用的，并不表示特定的位次、顺序。
21.图1是示出作为本实用新型的一个实施方式中的光学单元的摄像装置1的前方立体图，图2是后方立体图。对本实施方式中的摄像装置1例如是在监视汽车的驾驶员的状态(注意力的降低、瞌睡的征兆等)的驾驶员监视系统(dms)中使用的摄像装置的情况进行了说明，但本实用新型的摄像装置当然也能够用于其他用途。
22.如图1和图2所示，该摄像装置1包含长方体状的外壳2和安装在外壳2的前方的罩部件3。在图1中，为了容易理解，省略了罩部件3的图示。在外壳2的内部收纳有例如作为射出近红外光的光源的2个led(发光二极管)10和在内部保持至少一个透镜12的镜头镜筒14。另外，外壳2例如具有用于将摄像装置1安装于汽车的车身的安装部7。在本实施方式中，为了方便起见，将图1中的+z方向称为“前”或“前方”，将-z方向称为“后”或“后方”。
23.图3和图4是摄像装置1的分解立体图。如图3和图4所示，罩部件3具有沿-z方向延伸并能够在y方向上弹性变形的多个卡合片31，在各个卡合片31上形成有矩形状的卡合孔32。在外壳2上，与罩部件3的卡合片31对应地形成有多个爪部5，通过使该爪部5与罩部件3的卡合片31的卡合孔32卡合，将罩部件3安装于外壳2。
24.在形成于外壳2的内部的收纳空间中收纳有安装有led 10和摄像元件16的电路板20和将板状的部件弯折而形成的散热屏蔽部件30。电路板20整体沿x方向延伸，在电路板20的后表面安装有连接器21。在电路板20上形成有供螺钉42贯穿插入的贯穿插入孔24，通过将螺钉42贯穿插入于该贯穿插入孔24并使该螺钉42与形成于外壳2的螺纹孔6螺合，将电路板20固定于外壳2。
25.摄像元件16配置在通过了镜头镜筒14的透镜12的光所成像的面上，构成为接受通过了透镜12的光。在电路板20上形成有供螺钉41贯穿插入的贯穿插入孔22和供形成于镜头镜筒14的定位突起15插入的定位孔23。通过将镜头镜筒14的定位突起15插入到电路板20的
定位孔23中，将镜头镜筒14相对于电路板20定位，通过将螺钉41贯穿插入到电路板20的贯穿插入孔22中，并使该螺钉41与形成于镜头镜筒14的螺纹孔17螺合，将镜头镜筒14固定于电路板20。
26.罩部件3由透射从led 10发出的光的材料形成。在本实施方式中，为了从led10射出近红外光，并在摄像元件16中获取近红外光的图像，因此，为了降低可见光对由摄像元件16得到的图像的影响，能够使用截止可见光波长区域的光的可见光截止滤镜作为罩部件3。
27.在外壳2的后表面形成有多个开口(在本实施方式中为圆形的开口)51。另外，外壳2具有向后方(-z方向)延伸的圆筒状的连接器连接部4。在该连接器连接部4的内部插入并收纳有上述的电路板20的连接器21。在该连接器连接部4上，能够从外壳2的后方连接对方连接器(未图示)。通过在该连接器连接部4上连接有连接器21和对方连接器，由摄像元件16得到的信号被输出到外部，另外，从外部向led 10输入控制信号。通过这样的结构，能够一边从led 10射出光(照明光)而对摄影对象物(例如驾驶员)进行照明，一边由摄像元件16拍摄被该光照明的摄影对象物。
28.散热屏蔽部件30具有沿着xy平面延伸的板状部71和从板状部71的周缘部朝向+z方向延伸的侧片72。在板状部71形成有用于供从上述的电路板20延伸的连接器21贯穿插入的贯穿插入孔73。板状部71以封闭外壳2的开口51的方式延伸，其大小与电路板20的大小大致相同。散热屏蔽部件30优选由热传导率高且具有导电性的材料(例如铜、铝、镍等金属)形成。
29.这里，如图5所示，在电路板20的背面形成有由铜箔等形成的图案部25，在该图案部25安装有能够弹性变形的弹簧部件60(弹性连接部)。电路板20的图案部25与安装于电路板20的电气部件和连接器21的接地部电连接。弹簧部件60与散热屏蔽部件30同样地优选由热传导率高且具有导电性的材料(例如铜、铝、镍等金属)形成。弹簧部件60例如通过焊料等而固定于电路板20的图案部25。
30.图6是摄像装置1的纵剖视图。如图5和图6所示，弹簧部件60包含与散热屏蔽部件30的板状部71接触的顶部61、与电路板20的图案部25连接并固定的固定部62、在顶部61与固定部62之间与顶部61和固定部62平行地延伸的中间部63以及分别连接顶部61与中间部63之间和中间部63与固定部62之间的弯曲部64，该弹簧部件60具有弯曲成大致s字状的剖面。通过这样的结构，弹簧部件60能够在z方向上弹性变形，弹簧部件60的顶部61与散热屏蔽部件30的板状部71弹性接触。通过这样的弹簧部件60，电路板20的图案部25与散热屏蔽部件30的板状部71相互热连接和电连接。这样，在本实施方式中，弹簧部件60和散热屏蔽部件30成为与电路板20热接触的接触部。
31.在该摄像装置1中，收纳于外壳2内的收纳空间的摄像元件16、led 10可能成为发热源。例如，当摄像元件16由于在led 10中产生的热或由摄像元件16产生的热而超过结温时，摄像元件16不能正确地进行动作。根据本实施方式，由电路板20上的led 10和摄像元件16产生的热经由弹簧部件60传递到散热屏蔽部件30的板状部71，经由从外壳2的开口51露出的部分将该热释放到外部。这样，来自电路板20上的发热源的热被有效地释放到外部，因此能够抑制摄像元件16等光学部件变得高温而产生动作不良。
32.另外，散热屏蔽部件30的板状部71以封闭外壳2的开口51的方式延伸，因此能够抑制外部的光从外壳2的开口51入射到外壳2的内部。因此，能够降低摄像装置1的外部的光对
外壳2内的摄像元件16造成的影响。
33.另外，通过由导电性的材料形成构成上述的接触部的弹簧部件60和散热屏蔽部件30，并将弹簧部件60与电路板20的图案部25电连接，能够使弹簧部件60和散热屏蔽部件30与电路板20的接地部成为等电位。由此，在弹簧部件60和散热屏蔽部件30产生电磁屏蔽效果，能够有效地保护收纳于外壳2内部的收纳空间的电路板20上的摄像元件16和led 10及其他电子部件免受电磁噪声的影响。
34.在本实施方式中，散热屏蔽部件30具有从板状部71的周缘部朝向电路板20(+z方向)延伸的侧片72，因此，也能够保护被这些侧片72包围的区域免受电磁噪声的影响。
35.另外，在本实施方式中，通过能够弹性变形的弹簧部件60将电路板20与散热屏蔽部件30的板状部71之间连接，因此即使电路板20与散热屏蔽部件30的板状部71之间的距离因制造误差而稍微变化，通过弹簧部件60弹性变形，也能够更可靠地连接电路板20与散热屏蔽部件30的板状部71之间。
36.在本实施方式中，以在电路板20上安装有摄像元件16和led 10的摄像装置1为例进行了说明，但本实用新型不限于摄像装置，只要具有包含发热源的至少一个光学部件即可，能够应用于任意的光学单元。另外，不仅是上述的摄像元件16、led 10，电源控制部、串行器等也能够成为发热源。
37.另外，形成于外壳2的开口51只要为1个以上即可，没有特别限定，为了最大限度地进行来自电路板20上的发热源的散热，优选以在维持外壳2的强度的范围内开口面积尽可能大的方式形成1个以上的开口51。
38.如以上所说明的那样，根据本实用新型的第一方式，提供一种能够通过简单且廉价的结构将来自发热源的热释放到外部的光学单元。该光学单元具有：至少一个光学部件，其包含发热源；电路板，其安装有上述至少一个光学部件；接触部，其构成为与上述电路板热接触；以及外壳，其在形成于内部的收纳空间中收纳上述至少一个光学部件、上述电路板以及上述接触部。在上述外壳形成有从上述收纳空间向外部连通的至少一个开口。上述接触部包含以封闭上述外壳的上述至少一个开口的方式延伸并且从上述至少一个开口向外部露出的板状部。
39.根据这样的结构，由于接触部的板状部从外壳的开口向外部露出，因此能够使由安装在电路板上的发热源产生的热传递至接触部，并从接触部的板状部的露出部分向外部释放。因此，能够抑制光学部件变得高温而产生动作不良。另外，由于接触部的板状部以封闭外壳的开口的方式延伸，因此能够抑制外部的光从外壳的开口入射到外壳的内部。因此，能够降低外部的光对外壳内的光学部件造成的影响。
40.优选的是，上述接触部由导电性的材料形成，构成为与上述电路板的接地部电连接。在该情况下，由于接触部与电路板的接地部成为等电位，因此能够有效地保护收纳在外壳内部的收纳空间中的电路板上的电子部件免受电磁噪声的影响。
41.优选的是，上述接触部还包含从上述板状部的周缘部朝向上述电路板延伸的侧片。通过形成这样的侧片，对于被侧片包围的区域，也能够保护该区域免受电磁噪声的影响，能够扩大针对电磁噪声而保护的区域。
42.上述接触部还可以包含连接上述电路板与上述板状部之间的能够弹性变形的弹性连接部。通过使用这样的弹性连接部，即使电路板与接触部的板状部之间的距离因制造
误差而稍微变化，通过接触部的弹性连接部弹性变形，也能够更可靠地连接电路板与接触部的板状部之间。
43.上述至少一个光学部件也可以包含摄像元件、发光二极管、电源控制部以及串行器中的至少一个。
44.根据本实用新型，提供一种由上述的光学单元构成的摄像装置。
45.至此，对本实用新型的优选的实施方式进行了说明，但本实用新型并不限定于上述的实施方式，当然也可以在其技术思想的范围内以各种不同的方式来实施。

技术特征：
1.一种光学单元，其特征在于，该光学单元具有：至少一个光学部件，其包含发热源；电路板，其安装有所述至少一个光学部件；接触部，其构成为与所述电路板热接触；以及外壳，其在形成于内部的收纳空间中收纳所述至少一个光学部件、所述电路板以及所述接触部，并且该外壳形成有从所述收纳空间向外部连通的至少一个开口，所述接触部包含板状部，该板状部以封闭所述外壳的所述至少一个开口的方式延伸并且从所述至少一个开口向外部露出。2.根据权利要求1所述的光学单元，其特征在于，所述接触部由导电性的材料形成，构成为与所述电路板的接地部电连接。3.根据权利要求2所述的光学单元，其特征在于，所述接触部还包含侧片，该侧片从所述板状部的周缘部朝向所述电路板延伸。4.根据权利要求1所述的光学单元，其特征在于，所述接触部还包含能够弹性变形的弹性连接部，该弹性连接部将所述电路板与所述板状部之间连接。5.根据权利要求1所述的光学单元，其特征在于，所述至少一个光学部件包含发光二极管、电源控制部以及串行器中的至少一个。6.根据权利要求1所述的光学单元，其特征在于，所述至少一个光学部件包含摄像元件。7.一种摄像装置，其特征在于，该摄像装置由权利要求6所述的光学单元构成。

技术总结
本实用新型提供光学单元和摄像装置。能够通过简单且廉价的结构将来自发热源的热释放到外部。摄像装置(1)具有：摄像元件(16)；LED(10)；电路板(20)，其安装有摄像元件(16)和LED(10)；散热屏蔽部件(30)，其构成为与电路板(20)热接触；以及外壳，其在形成于内部的收纳空间中收纳电路板(20)和散热屏蔽部件(30)。在外壳(2)形成有从收纳空间向外部连通的开口(51)。散热屏蔽部件(30)包含以封闭外壳(2)的开口(51)的方式延伸并且从开口(51)向外部露出的板状部(71)。出的板状部(71)。出的板状部(71)。


技术研发人员：中村优太
受保护的技术使用者：日本电产科宝株式会社
技术研发日：2023.02.17
技术公布日：2023/8/17