(57)【要約】【課題】筐体内部への水または水分の浸入を抑制することができる環境耐久性に優れた撮像装置を提供する。【解決手段】被写体を撮像する撮像部４０と、撮像部４０を収容する筐体１０と、筐体１０の開口部に取り付けられ、撮像部４０を保護するガラス板２０と、開口部の内周面に形成されたガラス板支持面１２とガラス板２０の外周面２１との間の空隙部を封止する封止材３０と、を有する撮像装置であって、開口部のガラス板支持面１２を、外部から浸入する水または水分の浸入経路が長くなるように形成している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を撮像する撮像部と、
前記撮像部を収容する筐体と、
前記筐体の開口部に取り付けられ、前記撮像部を保護するガラス板と、
前記開口部の内周面に形成されたガラス板支持面と前記ガラス板の外周面との間の空隙部を封止する封止材と、を有する撮像装置であって、
前記開口部のガラス板支持面を、外部から浸入する水または水分の浸入経路が長くなるように形成したことを特徴とする撮像装置。
【請求項２】
前記ガラス板支持面は、段差形状を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項３】
前記ガラス板支持面は、傾斜形状を有することを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
【請求項４】
前記開口部は、前記ガラス板の周縁部に当接する当接部を有し、
前記当接部には、前記ガラス板の周縁部と前記当接部とを接着する補助封止材が充填される溝部が形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項５】
前記開口部のガラス板支持面と前記ガラス板の外周面との間の空隙部を封止する封止材と、前記ガラス板の周縁部と前記当接部とを接着する補助封止材とは、互いに異なる特性を有することを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
【請求項６】
前記封止材と前記補助封止材とは、熱膨張係数、粘度、およびチキソ比の少なくとも一つが異なることを特徴とする請求項５に記載の撮像装置。
【請求項７】
前記開口部は、複数の前記ガラス板を支持する段差部を有することを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項８】
前記ガラス板支持面は、前記撮像部が収容される収容空間の底部に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
【請求項９】
前記筐体は、ステンレス鋼、アルミニウム合金、マグネシウム合金から形成されることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の撮像装置。
【請求項１０】
所定間隔で相互に離隔された複数の前記撮像部が、前記筐体に収容されていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筐体にガラス板が取り付けられている撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ステレオビジョンシステムを、自律移動ロボットの視覚センサなどに応用する技術が開発されている。ステレオビジョンシステムは、複数のカメラモジュールを備えるステレオカメラにより取得される被写体の画像に基づいて、対象物までの距離を算出する。このようなステレオカメラの筐体は、内部に収容される複数のカメラモジュールの位置関係を高精度に維持するために、金属材料から形成されている。
【０００３】
金属材料から形成される筐体にカメラモジュールを収容する技術としては、下記特許文献１に示すような固体撮像装置が知られている。特許文献１に開示されている固体撮像装置は、ガラス製の蓋部を保持する筐体の外縁形状を、蓋部の前方に向かって漸減するように形成したものである。このような構成にすると、蓋部と筐体とを接着している接着剤が、蓋部と筐体との熱膨張係数の差に起因して発生する応力により剥離することを抑制することができる。
【０００４】
特許文献１の固体撮像装置は、接着剤の剥離によって蓋部と筐体との間に形成される隙間から、筐体内部に水または水分が浸入することを抑制する上でかなり有用であるが、さらに有用な装置の開発が望まれている。
【特許文献１】特開２００６−２７８７４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、このような観点からなされたものである。したがって、本発明の目的は、筐体内部への水または水分の浸入を抑制することができる環境耐久性に優れた撮像装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の上記目的は、下記の手段によって達成される。
【０００７】
（１）被写体を撮像する撮像部と、前記撮像部を収容する筐体と、前記筐体の開口部に取り付けられ、前記撮像部を保護するガラス板と、前記開口部の内周面に形成されたガラス板支持面と前記ガラス板の外周面との間の空隙部を封止する封止材と、を有する撮像装置であって、前記開口部のガラス板支持面を、外部から浸入する水または水分の浸入経路が長くなるように形成したことを特徴とする撮像装置。
【０００８】
（２）前記ガラス板支持面は、段差形状を有することを特徴とする上記（１）に記載の撮像装置。
【０００９】
（３）前記ガラス板支持面は、傾斜形状を有することを特徴とする上記（１）または（２）に記載の撮像装置。
【００１０】
（４）前記開口部は、前記ガラス板の周縁部に当接する当接部を有し、前記当接部には、前記ガラス板の周縁部と前記当接部とを接着する補助封止材が充填される溝部が形成されていることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載の撮像装置。
【００１１】
（５）前記開口部のガラス板支持面と前記ガラス板の外周面との間の空隙部を封止する封止材と、前記ガラス板の周縁部と前記当接部とを接着する補助封止材とは、互いに異なる特性を有することを特徴とする上記（４）に記載の撮像装置。
【００１２】
（６）前記封止材と前記補助封止材とは、熱膨張係数、粘度、およびチキソ比の少なくとも一つが異なることを特徴とする上記（５）に記載の撮像装置。
【００１３】
（７）前記開口部は、複数の前記ガラス板を支持する段差部を有することを特徴とする上記（１）に記載の撮像装置。
【００１４】
（８）前記ガラス板支持面は、前記撮像部が収容される収容空間の底部に形成されていることを特徴とする上記（１）に記載の撮像装置。
【００１５】
（９）前記筐体は、ステンレス鋼、アルミニウム合金、またはマグネシウム合金から形成されることを特徴とする上記（１）〜（８）のいずれか一つに記載の撮像装置。
【００１６】
（１０）所定間隔で相互に離隔された複数の前記撮像部が、前記筐体に収容されていることを特徴とする上記（１）〜（９）のいずれか一つに記載の撮像装置。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の撮像装置によれば、筐体内部への水または水分の浸入が抑制される。したがって、環境耐久性に優れた撮像装置が提供される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の実施の形態では、本発明の撮像装置をステレオカメラに適用した場合を例にとって説明する。なお、図中、同様の部材には同一の符号を用いた。
【００１９】
（第１の実施の形態）
まず、図１を参照しつつ、本発明の第１の実施の形態におけるステレオカメラについて説明する。図１（Ａ）は、本発明の第１の実施の形態におけるステレオカメラの概略構成を示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示すステレオカメラの端部の分解斜視図である。
【００２０】
図１に示すとおり、本発明の第１の実施の形態におけるステレオカメラ１００は、筐体１０、ガラス板２０、封止材３０、および撮像部４０を備える。ガラス板２０、封止材３０、および撮像部４０はそれぞれ２つ備えられ、筐体１０内部で所定間隔だけ離隔される２つの撮像系を構成している。
【００２１】
筐体１０は、撮像部４０を収容するものである。筐体１０は、ステンレス鋼、アルミニウム合金、およびマグネシウム合金などの金属材料より形成される。筐体１０には、奥行き方向に貫通する開口部１１が形成されており、開口部１１の一部は、撮像部４０を収容する収容空間をなしている。また、開口部１１の内周面には、ガラス板２０の外周面２１を支持するガラス板支持面１２が形成されており、ガラス板支持面１２は、外部から浸入する水または水分の浸入経路が長くなるように形成されている。
【００２２】
ガラス板２０は、筐体１０の開口部１１に取り付けられ、撮像部４０を保護するものである。ガラス板２０は、透明な光学ガラス材より形成されており、開口部１１の内周面に形成されたガラス板支持面１２に封止材３０を介して支持される。
【００２３】
封止材３０は、開口部１１のガラス板支持面１２とガラス板２０の外周面２１との間の空隙部を封止するものである。封止部３０は、たとえば、熱硬化性のエポキシ系樹脂であって、ガラス板支持面１２とガラス板２０の外周面２１との間の空隙部に充填され、ガラス板支持面１２とガラス板２０の外周面２１とを接着している。
【００２４】
撮像部４０は、被写体を撮像するものである。撮像部４０は、所定間隔を隔てて前方に配置されるガラス板２０を介して、被写体を撮像する。撮像部４０は、ＣＭＯＳなどのイメージセンサおよび複数のレンズが内部に組み込まれてなる。なお、撮像部４０自体は、一般的なカメラモジュールであるため、詳細な説明は省略する。
【００２５】
次に、図２を参照しつつ、本実施の形態のステレオカメラ１００におけるガラス板支持面１２について説明する。図２（Ａ）は、図１（Ａ）のII−II線に沿った断面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＢ部分の部分拡大図である。
【００２６】
図２に示すとおり、本実施の形態のガラス板支持面１２は段差形状を有しており、筐体１０の表面から連続する傾斜面１３、段差面１４、および垂直面１５を有する。
【００２７】
傾斜面１３は、筐体１０の表面から内部に向かうにしたがって、ガラス板２０の外周面２１とガラス板支持面１２との間の空隙部が漸減するように傾斜している。段差面１４は、傾斜面１３の端部からガラス板２０の外周面２１に向かって突出しており、垂直面１５は、段差面１４の端部からガラス板２０の外周面２１に沿って形成されている。ガラス板２０の外周面２１と傾斜面１３との間の空隙部には、封止材３０が充填されている。
【００２８】
また、本実施の形態の開口部１１には、ガラス板２０の周縁部に当接する当接部１６が形成されている。当接部１６は、ガラス板支持面１２の内端に隣接しており、筐体１０の前面側から収容されるガラス板２０の周縁部に当接する。当接部１６には、溝部１７が形成されており、溝部１７には、ガラス板２０の周縁部と当接部１６とを接着する補助封止材３１が充填されている。補助封止材３１は、封止材３１とは特性の異なる熱硬化性のエポキシ系樹脂である。
【００２９】
次に、本実施の形態における封止材３０および補助封止材３１について説明する。
【００３０】
本実施の形態では、封止材が充填される部位の機能に応じて、異なる特性を有する封止材が用いられる。すなわち、ガラス板２０の外周面２１とガラス板支持面１２との間の空隙部を封止する封止材３０と、ガラス板２０の周縁部と当接部１６とを接着する補助封止材３１とは、異なる特性を有する。本実施の形態では、封止材３０および補助封止材３１は、構成成分の比率が互いに異なるエポキシ系樹脂である。
【００３１】
封止材３０は、外部から作用する応力によって剥離または破壊されることを防止する見地から、補助封止材３１よりも低い硬度を有することが好ましく、水または水分の浸入を防止する見地から、金属材料およびガラス材との高い親和性を有することが好ましい。
【００３２】
また、製造の見地から、封止材３０と補助封止材３１とは、熱膨張係数、粘度、およびチキソ比などの特性が異なることができる。熱硬化時における液体状樹脂の形状崩れおよび樹脂の膨張を抑制する見地から、封止材３０は、高チキソ比、低焼成温度、および低熱膨張係数を有し、さらに、焼成温度がガラス転移温度よりも低いことが好ましい。一方、熱硬化時における液体状樹脂のガラス板２０表面への流れ込みを防止する見地から、補助封止材３１は、高粘度および低温硬化性を有することが好ましい。
【００３３】
以上のとおり構成される本実施の形態のステレオカメラ１００では、周囲の温度が上昇した場合、金属製の筐体１０とガラス板２０との熱膨張係数の差に起因して、筐体１０とガラス板２０とを接着している封止材３０に引張り応力が作用する。封止材３０は、金属製の筐体１０よりもガラス板２０に対して高い接着性を有するため、引張り応力が作用する場合、封止材３０が筐体１０から剥離することがある。なお、光学ガラス材、ステンレス鋼、アルミニウム合金、およびマグネシウム合金の熱膨張係数は、それぞれ約８×１０−６／Ｋ、１６〜１７×１０−６／Ｋ、２３〜２４×１０−６／Ｋ、および２７〜２８×１０−６／Ｋである。
【００３４】
封止材３０が筐体１０から剥離する場合、剥離した封止材３０と筐体１０との間に形成される隙間から、筐体１０内部に水または水分が浸入するおそれがある。しかしながら、本実施の形態のステレオカメラ１００では、段差形状を有するガラス板支持面１２により水または水分の浸入経路が延長されているため、筐体１０内部への水または水分の浸入が抑制される。なお、本明細書において、「水分」とは、主として、空気に含まれる水のことを意図する。以下、図３を参照して、本実施の形態におけるステレオカメラ１００の作用効果について説明する。
【００３５】
図３（Ａ）は、図１に示すステレオカメラにおいて筐体と封止材との間の隙間から浸入する水または水分の浸入経路を示す図であり、図３（Ｂ）は、一般的なカメラにおける場合を比較例として示す図である。
【００３６】
図３（Ｂ）に示す比較例では、筐体１０’と封止材３０’との間に隙間が形成される場合、図３（Ｂ）に示す矢印のとおり、ガラス板２０’の外周面に沿って直線的に延びるガラス板支持面１２’に沿って、筐体１０’内部に水または水分が向かう浸入経路が形成される。筐体１０’内部に水または水分が浸入すれば、撮像部４０’に水滴が付着して撮像部４０’の故障を引き起こす。
【００３７】
一方、本実施の形態のステレオカメラ１００では、図３（Ａ）に示す矢印のとおり、ガラス板２０の外周面２１に対して傾斜している傾斜面１３および外周面２１に対して垂直な段差面１４を有するガラス板支持面１２に沿って、筐体１０内部に水または水分が向かう浸入経路が形成される。さらに、当接部１６に設けられた溝部１７の表面を伝って、筐体１０内部に水または水分が向かう浸入経路が形成される。
【００３８】
以上のとおり、本実施の形態のステレオカメラ１００によれば、段差形状を有するガラス板支持面１２および溝部１７が設けられた当接部１６によって水または水分の浸入経路が長く形成されているため、筐体１０内部への水または水分の浸入が抑制される。したがって、たとえば、筐体１０の表面に水滴が付着する場合、または、高湿環境下において、筐体１０内部に水または水分が浸入して撮像部４０が故障することが防止され、環境耐久性に優れたステレオカメラ１００が提供される。
【００３９】
そして、本実施の形態のステレオカメラ１００では、図４（Ａ）に示される測定原理に基づいて、対象物までの距離Ｚが算出される。このようなステレオカメラ１００は、金属製の筐体１０を有するため、筐体１０に収容される２つの撮像部４０の位置関係は高精度に維持される。すなわち、本実施の形態のステレオカメラ１００では、２つの撮像部４０の間隔が所定距離Ｂに精度よく維持され、２つの撮像部４０の仮想スクリーンＳ１および仮想スクリーンＳ２間には、高さズレが発生しない（図４（Ｂ）参照）。
【００４０】
（第２の実施の形態）
第１の実施の形態では、ガラス板支持面１２が段差形状を有する場合について述べた。本実施の形態では、ガラス板支持面１２が傾斜形状を有する場合について述べる。
【００４１】
図５は、本発明の第２の実施の形態におけるステレオカメラを説明するための図である。図５に示すとおり、本実施の形態のガラス板支持面１２は、筐体１０の表面から連続する傾斜面１３を有する。なお、本実施の形態のガラス板支持面１２が傾斜形状を有することを除いては、本実施の形態のステレオカメラ１００の構成は、第１の実施の形態における構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００４２】
傾斜面１３は、筐体１０の表面から内部に向かうにしたがって、ガラス板２０の外周面２１とガラス板支持面１２との間の空隙部が漸減するように傾斜している。傾斜面１３の端部には、ガラス板２０の周縁部に当接する当接部１６が形成されている。ガラス板２０の外周面２１と傾斜面１３との間の空隙部には、封止材３０が充填されている。
【００４３】
以上のとおり構成される本実施の形態のステレオカメラ１００では、筐体１０と封止材３０との間に隙間が形成される場合でも、傾斜形状を有するガラス板支持面１２によって水または水分の浸入経路が長く形成されているため、筐体１０内部への水または水分の浸入が抑制される。
【００４４】
（第３の実施の形態）
次に、図６を参照しつつ、本発明の第３の実施の形態について説明する。本実施の形態は、筐体１０の開口部１１に複数のガラス板が取り付けられる実施の形態である。
【００４５】
図６に示すとおり、本実施の形態のステレオカメラ１００は、第１および第２のガラス板２０，２２と、第１および第２のガラス板２０，２２を支持する第１および第２の段差部１８，１９と、を有する。なお、本実施の形態の開口部１１に複数のガラス板２０，２２が取り付けられることを除いては、本実施の形態のステレオカメラ１００の構成は、第１の実施の形態における構成と同様であるため、詳細な説明は省略する。
【００４６】
第１のガラス板２０は、撮像部４０を保護するものであり、第１の段差部１８は、第１のガラス板２０を支持する。第１のガラス板２０の外周面と第１の段差部１８との間の空隙部には、封止材３０が充填されている。
【００４７】
第２のガラス板２２は、第１のガラス板２０の前方に配置され、第２の段差部１９は、第２のガラス板２２を支持する。第２のガラス板２２の外周面と第２の段差部１９との間の空隙部には、封止材３２が充填されている。
【００４８】
なお、第１および第２のガラス板２０，２２は、ともに透明な光学ガラス材より形成されるガラス板であってもよく、あるいは、第２のガラス板２２が、赤外線フィルタまたは絞り板としての機能を有するガラス板であってもよい。
【００４９】
以上のとおり構成される本実施の形態のステレオカメラ１００では、複数の段差部１８，１９によって、ガラス板支持面１２がなす水または水分の浸入経路がより一層延長されるため、筐体１０内部への水または水分の浸入がより確実に抑制される。
【００５０】
（第４の実施の形態）
次に、図７を参照しつつ、本発明の第４の実施の形態について説明する。本実施の形態は、ガラス板２０と撮像部４０とが、筐体１０の同一箇所から筐体内部に収容される実施の形態である。
【００５１】
図７に示すとおり、本実施の形態のステレオカメラ１００では、筐体１０の開口部１１がなす撮像部４０の収容空間の底部に、ガラス板支持面１２が形成されている。
【００５２】
ガラス板支持面１２は、段差形状を有しており、撮像部４０に隣接して配置されるガラス板２０を支持する。ガラス板支持面１２とガラス板２０の外周面との間の空隙部には、封止材３０が充填されている。
【００５３】
このような構成にすると、ステレオカメラ１００の組立工程において、筐体１０の背面側からガラス板２０および撮像部４０を順次に収容することができる。したがって、組立工程を短縮することができる。
【００５４】
そして、本実施の形態のステレオカメラ１００によれば、筐体１０と封止材３０との間に隙間が形成される場合でも、段差形状を有するガラス板支持面１２によって水または水分の浸入経路が長く形成されているため、筐体１０内部への水または水分の浸入が抑制される。
【００５５】
以上のとおり、第１〜第４の実施の形態において、本発明の撮像装置を説明した。しかしながら、本発明は、その技術思想の範囲内において当業者が適宜に追加、変形、および省略することができることはいうまでもない。
【００５６】
たとえば、第１〜第３の実施の形態では、ガラス板支持面とガラス板の外周面との間の空隙部を封止する封止材と、ガラス板の周縁部と当接部とを接着する補助封止材とは、構成成分の比率が異なる樹脂が用いられた。しかしながら、封止材および補助封止材の一方に添加剤が加えられてもよく、異なる種類の樹脂が用いられてもよい。あるいは、封止材と補助封止材とは、同一の樹脂であってもよい。さらに、封止材および補助封止材の少なくとも一方が、紫外線硬化樹脂であってもよく、紫外線によって仮硬化されたのち熱硬化される樹脂であってもよい。
【００５７】
また、第１の実施の形態では、ガラス板支持面が、筐体表面から連続する傾斜面、段差面、および垂直面を有した。しかしながら、ガラス板支持面は、筐体表面から連続する垂直面、段差面、および垂直面を有していてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】図１（Ａ）は、本発明の第１の実施の形態におけるステレオカメラの概略構成を示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示すステレオカメラの端部の分解斜視図である。
【図２】図２（Ａ）は、図１（Ａ）のII−II線に沿った断面図であり、図２（Ｂ）は、図２（Ａ）のＢ部分の部分拡大図である。
【図３】図３（Ａ）は、図１に示すステレオカメラにおいて筐体と封止材との間の隙間から浸入する水または水分の浸入経路を示す図であり、図３（Ｂ）は、一般的なカメラにおける場合を比較例として示す図である。
【図４】図４（Ａ）は、図１に示すステレオカメラによる対象物までの距離の測定原理を示す図であり、図４（Ｂ）は、２つの撮像部の高さズレを説明するための図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態におけるステレオカメラを説明するための図である。
【図６】本発明の第３の実施の形態におけるステレオカメラを説明するための図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態におけるステレオカメラを説明するための図である。
【符号の説明】
【００５９】
１０  筐体、
１１  開口部、
１２  ガラス板支持面、
１６  当接部、
１７  溝部、
１８，１９  段差部、
２０，２２  ガラス板、
２１  ガラス板の外周面、
３０，３２  封止材、
３１  補助封止材、
４０  撮像部、
１００  ステレオカメラ。
【図１】
2009128890.tif 000003
【図２】
2009128890.tif 000004
【図３】
2009128890.tif 000005
【図４】
2009128890.tif 000006
【図５】
2009128890.tif 000007
【図６】
2009128890.tif 000008
【図７】
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