説明

撮像装置及び撮像システム

【課題】複雑または大型の構造を用いることなく、撮像素子の熱を効率的に他の部品に伝熱することで放熱を行い、かつ他の部品の熱が撮像素子に伝わることを妨げる構造の撮像装置または撮像システムを提供する。
【解決手段】撮像装置または撮像システムであって、支持部材に支持された撮像素子32と、撮像素子の背面に接する熱伝導部材34と、熱伝導部材に接し、撮像素子と平行に配置され、遮熱する表面処理が施された保護部材35とを備え、近傍に発熱する他の部品が配置されている撮像素子ユニットを有し、撮像素子の発する熱は熱伝導部材及び保護部材を介して支持部材に放熱され、他の部品が発する熱は保護部材の表面処理によって遮熱される構成とした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、レンズ交換が可能なデジタル一眼レフカメラ等の撮像装置、および撮像装置とこの撮像装置に対して着脱可能なレンズ装置とを有する撮像システムに関し、特に撮像素子の放熱及び断熱構造に関する。
【背景技術】
【0002】
撮像装置としてのデジカメと近年の高画素化
撮像装置のひとつとして被写体像を撮像素子で受け、直接デジタルデータで保存可能なデジタルカメラがある。特に近年は、撮像素子の高画素化が著しく、高繊細な画像データを容易に得ることが出来るようになった。
【0003】
また近年、撮像素子から被写体像を連続的に取り込み、撮像装置に設けられた液晶ディスプレイで観察しながら撮影できる、いわゆるライブビュー撮影機能が多くのデジタルカメラに備わっている。この機能により、撮影されるそのままの画像を撮影前に容易に確認できることとなったため、正確なピント合わせや画角の決定が出来るようになった。また、ファインダ光学系を排除することも出来るようになったため、デジタルカメラの小型化の一助となった。
【0004】
さらに近年、様々な技術発展の成果により撮像装置の小型化が進んでいる。また、従来のデジタル一眼レフカメラにあったミラーボックス機構を廃したミラーレスカメラなど、要素を大胆に削減したカメラが登場し、撮像装置の小型化に拍車を掛けた。これに伴い、撮像装置内部は高密度化が進み、部品間の間隙も極めてわずかなものとなった。
【0005】
このような近年の潮流に伴い、撮像装置内部の発熱が無視できない問題となった。撮像装置内部には、撮像素子や撮影画像の処理を行う電子部品が密集した状態で取り付けられているため、撮像素子から発生した熱が籠もり、撮影画像にノイズが乗るなどの悪影響が懸念される。また、他の電子部品との間隔も狭いため、他の電子部品で発生した熱が撮像素子を加熱する可能性もある。
【0006】
これらの現象は、先述した撮像素子の高画素化やライブビュー撮影によってさらに加速されることとなる。撮像素子の高画素化に伴って、撮像素子そのものの消費電力も増加し、発生する熱も増加する他、撮影画像の処理を行う電子部品もおしなべて高出力なものとなり、加熱に拍車がかかることとなった。また、ライブビュー撮影は画像処理を常に行わなくてはならず、画像処理を一時的に止めるといったパワーマネージメントが出来ないため、加熱に拍車をかけることとなった。このような加熱の程度によっては電子部品が破損する可能性も懸念される。
【0007】
そこで、従来は電子部品の改良を重ねることで、省電力で発熱の少なくすることで発熱対策をしてきた。しかし、このような対策にも限界がある上、膨大な開発コストに対して得られる効果が低く、十分な対策とは言えなかった。
【0008】
また、従来の対策として、主な熱源となる撮像素子、DSP(Digital Signal Processor)、MPU(Micro Processing Unit)、FPGA(Field−Programmable Gate Array)等を撮像装置内で離れた場所に配置し、相互の熱伝導を防止するという対策も講じてきた。しかし、このような対策は根本的な解決にはなり得ず、また基板設計や機構設計にあたって設計上の制約を増やすこととなり、対策としては不十分であった。
【0009】
また、従来の対策として、主な熱源となる撮像素子、DSP、MPU等の周辺に断熱材を配置し、相互の熱伝導を防止するという対策を講じてきた。しかし、このような対策は根本的な解決にはなり得ず、断熱材の厚みによる機構設計上の制約を増やすばかりか、場合によっては保温材としての副作用も発現するなど、対策としては不備の多いものであった。
【0010】
また従来、例えば特許文献1においては、撮像素子背面にペルチェ素子を配置し、撮像素子の廃熱を促すものもある。しかし、このような対策もペルチェ素子を用いるために電力を要すること、冷却に伴い撮像素子内部で結露が発生すること、撮像装置の大型化を招くことなど、種々の要因で一般的な対策とはなり得ていない。
【0011】
また従来、例えば特許文献2においては、撮像素子と撮像素子背面に配置された放熱板とに熱伝導性部材を配置し、撮像素子から放熱板への熱伝導を効率的に行わせるようにした。しかし、このような対策では、撮像素子の放熱が行われる反面、他の電子部品からの熱が撮像素子に伝熱してしまう場合もあり、完全な対策とは言えなかった。
【0012】
また従来、例えば特許文献3においては、撮像素子背面に配置された放熱板から周辺の部材に伝熱し、撮像素子の放熱を図るという提案がなされている。しかし、撮像素子と放熱板の間には空気層があり、撮像素子の熱を効率的に放熱板に伝えることが出来ず、完全な対策とはなり得ていない。
【0013】
【特許文献1】特開2006−222776号公報
【特許文献2】特開2009−284414号公報
【特許文献3】特開2010−93797号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0014】
本発明は上記に鑑みてなされたもので、複雑または大型の構造を用いることなく、撮像素子の熱を効率的に他の部品に伝熱することで放熱を行い、かつ他の部品の熱が撮像素子に伝わることを妨げる構造の撮像装置または撮像システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0015】
そこで本発明は、以下のような手段により、上記の目的を達成する。なお、理解を容易にするために、本発明の一実施例を示す図面に対応する符号を付して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
【0016】
請求項1に示す発明は、撮影光束を通過させるレンズ装置を着脱可能な撮像装置100であって、前記レンズ装置が着脱可能なレンズマウント部材18と、前記レンズマウント部材18を前面に有する連結ボックス2と、前記連結ボックス2の背面に配置される撮像素子ユニット3と、前記撮像素子ユニット3背面に配置され、前記撮像装置100を制御する主電子基板13とを有し、前記撮像素子ユニット3は、前記撮影光束を受光して画像データを生成する撮像素子32と、前記撮像素子と電気的に接続され、前記撮像素子32を制御する制御基板33と、前記撮像素子32の背面に接する熱伝導部材34と、前記熱伝導部材34に接し、前記撮像素子32と平行に配置された保護部材35と、前記撮像素子32を支持し、前記連結ボックス2に取り付けられる支持部材31とを備え、前記保護部材35は遮熱する表面処理が施されていることを特徴とする撮像装置である。
【0017】
このような構造により、撮像素子の熱が熱伝導部材を介して保護部材及び支持部材に伝熱され、効果的に放熱されながら、撮像素子ユニット3の近傍にある主電子基板からの放射熱を保護部材の表面処理によって遮熱し、撮像素子が加熱されることを防ぐ効果を奏する。
【0018】
請求項2に示す発明は、請求項1記載の撮像装置は、さらに前記撮像素子ユニット3近傍に放熱部材を備え、前記放熱部材と前記支持部材とが接続部材を介して接触することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置である。
【0019】
このような構造により、支持部材31に伝熱された撮像素子32の熱が、撮像素子ユニット3の近傍にある放熱部材に伝熱され、効果的に放熱される効果を奏する。
【0020】
請求項3に示す発明は、前記放熱部材は前記撮像装置100の表面に露出する部材に結合されていることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置である。
【0021】
このような構造により、放熱部材に伝熱された撮像素子32の熱が、さらに撮像装置の外観部材(ここでは正面外観部材1)に伝熱され、効果的に放熱される効果を奏する。
【0022】
請求項4に示す発明は、前記放熱部材は前記撮像装置の構造を支える構造部材であることを特徴とする請求項2又は3に記載の撮像装置である。
【0023】
このような構造により、放熱部材が構造部材(ここではボディ部材4)を兼ね、スペース効率の高い構造とすることができるほか、撮像装置の外観部材と容易に結合される効果を奏する。
【0024】
請求項5に示す発明は、前記放熱部材は前記連結ボックス2と前記撮像素子ユニット3の間に配置され、撮影光束を通過させる開口部を有することを特徴とする請求項2乃至4のいずれかひとつに記載の撮像装置である。
【0025】
請求項6に示す発明は、前記放熱部材は前記撮像装置のシャッタユニット5を支持することを特徴とする請求項2乃至5のいずれかひとつに記載の撮像装置である。
【0026】
このような構造により、放熱部材の熱容量を拡大し、より効率の高い放熱構造を実現する効果を奏する。
【0027】
請求項7に示す発明は、前記レンズマウント部材18はバヨネット式レンズマウントであることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかひとつに記載の撮像装置である。
【0028】
請求項8に示す発明は、前記撮像素子32は前記制御基板33と接続する接続端子を側面に持つことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかひとつに記載の撮像装置である。
【0029】
請求項9に示す発明は、前記撮像素子32は前記制御基板33と接続する接続端子を背面に持つことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかひとつに記載の撮像装置である。
【0030】
このような構造は、接続端子を側面に持つQFP(Quad Flat Package)型や接続端子を背面に持つBGA(Ball Grid Array)型等、あらゆる形式のパッケージに適用可能である特徴を有する。
【0031】
請求項10に示す発明は、前記制御基板33は前記撮像素子32を表面に実装し、前記制御基板33は前記撮像素子32が実装される部分には少なくともひとつの開口部を有し、前記熱伝導部材34は前記開口部において前記撮像素子と密着することを特徴とする請求項1乃至9のいずれかひとつに記載の撮像装置である。
【0032】
このような構造により、熱伝導部材34が撮像素子32の背面に直接密着し、伝熱が最も効率的に行われる効果を奏する。
【0033】
請求項11に示す発明は、前記熱伝導部材34は熱伝導率が1.5W/m・K以上の物質であることを特徴とする請求項1乃至10のいずれかひとつに記載の撮像装置である。
【0034】
請求項12に示す発明は、前記熱伝導部材34は硬度が29度(ASKER−C)以下のエラストマーであることを特徴とする請求項1乃至11のいずれかひとつに記載の撮像装置である。
【0035】
請求項13に示す発明は、前記熱伝導部材34はシリコーン樹脂であることを特徴とする請求項1乃至12のいずれかひとつに記載の撮像装置である。
【0036】
請求項14に示す発明は、前記接続部材17は熱伝導率が1.5W/m・K以上の物質であることを特徴とする請求項1乃至13のいずれかひとつに記載の撮像装置である。
【0037】
請求項15に示す発明は、前記接続部材17は硬度が29度(ASKER−C)以下のエラストマーであることを特徴とする請求項1乃至14のいずれかひとつに記載の撮像装置である。
【0038】
請求項16に示す発明は、前記接続部材17はシリコーン樹脂であることを特徴とする請求項1乃至15のいずれかひとつに記載の撮像装置である。
【0039】
このような素材を熱伝導部材または接続部材17に用いることにより、部材間の伝熱が効率的に行われる効果を奏する。
【0040】
請求項17に示す発明は、前記保護部材35は前記撮像素子32の側面に沿って前記レンズマウント部材18の方向に延出されていることを特徴とする請求項1乃至16のいずれかひとつに記載の撮像装置である。
【0041】
このような構造により、保護部材35の熱容量及び表面積を拡大し、より効率の高い放熱構造を実現する効果を奏する。
【0042】
請求項18に示す発明は、前記保護部材35は前記支持部材31に接触していることを特徴とする請求項1乃至17のいずれかひとつに記載の撮像装置である。
【0043】
請求項19に示す発明は、前記保護部材35は前記撮像素子32の背面と平行に延出しており、前記支持部材31に締結されていることを特徴とする請求項1乃至18のいずれかひとつに記載の撮像装置である。
【0044】
このような構造により、保護部材35と支持部材31との間の伝熱が効率的に行われる効果を奏する。
【0045】
請求項20に示す発明は、前記保護部材35がプレス加工により成形された金属部品であり、前記表面処理がロール圧延であり、前記保護部材35の表面は光輝面であることを特徴とする請求項1乃至19のいずれかひとつに記載の撮像装置である。
【0046】
請求項21に示す発明は、前記保護部材35がダイキャスト法により成形された金属部品であり、前記表面処理が研磨加工または切削加工であり、前記保護部材35の表面は光輝面であることを特徴とする請求項請求項1乃至19のいずれかひとつに記載の撮像装置である。
【0047】
このような構成により、生産性が高く、且つ隣接する電子部品からの輻射熱が撮像素子に伝わることを効果的に防止する効果を奏する。
【0048】
請求項22に示す発明は、前記支持部材31が、プレス加工またはダイキャスト法により成形された金属部品であることを特徴とする請求項1乃至21のいずれかひとつに記載の撮像装置である。
【0049】
このような構成により、生産性が高く、且つ放熱性の高い支持部材を得る効果を奏する。
【0050】
請求項23に示す発明は、前記連結ボックス2は、ファインダ光学系と、撮影光束を反射させ、前記撮影光束の少なくとも一部を前記ファインダ光学系に導くミラーユニットとを有することを特徴とする請求項1乃至22のいずれかひとつに記載の撮像装置である。
【0051】
請求項24に示す発明は、前記ファインダ光学系は、前記ミラーユニットにより反射された撮影光束を結像する結像面を有することを特徴とする請求項23に記載の撮像装置である。
【0052】
請求項25に示す発明は、前記連結ボックス2は、前記ミラーユニットにより反射された撮影光束のうち残りの撮影光束に基づいて焦点検出を行う焦点検出手段を有することを特徴とする請求項23又は24に記載の撮像装置である。
【0053】
請求項26に示す発明は、請求項1乃至25のいずれかに記載の撮像装置と、この撮像装置の前記レンズマウント部材18に対して着脱可能なレンズ装置とを有し、前記レンズ装置を通過する撮影光束を、前記撮像素子ユニット3により受光することを特徴とする撮像システムである。
【0054】
このような構造により、レンズ装置交換式の撮像装置、いわゆる撮像システムとすることができる。
【0055】
なお、符号を付して説明した構成は、適宜改良してもよく、また、少なくとも一部を他の構成物に代替してもよい。
【発明の効果】
【0056】
本発明によれば、複雑または大型の構造を用いることなく、撮像素子の熱を効率的に他の部品に伝熱することで放熱を行い、かつ他の部品の熱が撮像素子に伝わることを妨げる構造の撮像装置または撮像システムを得ることができる。

【発明を実施するための最良の形態】
【0057】
以下に本発明の実施例について説明する。
【実施例】
【0058】
まず、本実施例の撮像装置100の構成について説明する。図1はレンズ装置を取り付けた本実施例の撮像装置100(いわゆる撮像システム)の前方斜視図である。図2はレンズ装置を取り付けた本実施例の撮像装置100(いわゆる撮像システム)の後方斜視図である。
【0059】
図3は本実施例の撮像装置100における主構成部品の展開図である。図3において、1は撮像装置100の正面を覆う正面外観部材、2は前部にはレンズマウントと、内部にはクイックリターンミラーと、上部には光学式ファインダを、左側面部には内蔵フラッシュを制御する電子基板と、下部には位相差検出方式オートフォーカスセンサと、後部には後述する撮像素子ユニット3とが取り付けられた連結ボックス2、3は撮像素子と撮像素子制御基板とが撮像素子ベース部材によって保持された撮像素子ユニットである。
【0060】
図3において、4は後述するシャッタユニット5を保持するボディ部材、5はシャッタ及びシャッタチャージユニットとからなるシャッタユニット、6は撮像装置100の左側面においてボディ部材4を正面外観部材1に結合すると共に撮像装置100の外部接続端子等を保持するサブボディ部材である。7は撮像装置100の右側面においてボディ部材4を正面外観部材1に結合すると共に撮像装置100の電源である内蔵バッテリーを保持するバッテリー保持部材である。
【0061】
図3において、8は不図示の記録媒体を出し入れするためのカードスロットユニット、9は上部電子基板、10は撮像装置100の外部接続端子等を保護する端子カバーユニット、11は底部電子基板、12は底面外観部材、13は主電子基板、14は背面液晶ディスプレイ及び背面操作ボタンを備えた背面外観部材、15は内蔵フラッシュ及び各種上部操作ボタン並びに各種上部操作ダイヤルを備えた上面外装部材である。
【0062】
本実施例の撮像装置100の外観部材はいずれも軽合金により成型されている。また、連結ボックス2、シャッタユニット5、バッテリー保持部材7、及び端子カバーユニット10は、合成樹脂による射出成形が多用されている。特に連結ボックス2やバッテリー保持部材7など強度が求められる部材には、ガラス繊維や炭素繊維を合成樹脂に混入した繊維強化樹脂(FRP)が用いられる。さらに、ボディ部材4及びサブボディ部材6は、アルミ等の軽合金をプレス加工によって塑性加工されている。即ち、いずれも軽量かつ高剛性でありながら、容易に加工できる素材が用いられている。
【0063】
次に、各部品の相互関係と詳細について説明する。
【0064】
まず、正面外観部材1にバッテリー保持部材7が取り付けられる。その際、正面外観部材1に設けられた孔部1c−2、1c−4にバッテリー保持部材7に設けられた凸部7c−2、7c−4がそれぞれ挿入され、位置決めされる。さらに、正面外観部材1に設けられた孔部1c−1、1c−3とバッテリー保持部材7に設けられた孔部7c−1、7c−3とに締結部材16が正面側からそれぞれ挿入され、締結される(図4、図6及び図9)。
【0065】
なお、正面外観部材1は軽合金(アルミニウム、マグネシウムなど)により成型された一体物で、撮像装置の幅方向のみならず奥行き方向にも広がった形状により、強固な構造を持っている。表面は電気的な導通を行う部分を除いて、酸化や反射を防止する塗装が施されている。正面にはマウント部材が露出する開口部を有し、その上部には後述する上面外装部材15に設けられた内蔵フラッシュの発光部を保護する突出部が設けられている。また、両側面には撮影時の滑り止めとなるグリップラバーが貼り付けられる凹部が設けられている。
【0066】
また、バッテリー保持部材7は合成樹脂によって成型され、内部にはバッテリー(不図示)が滑走するためのレール、撮像装置100に電力を供給するための電気接点、バッテリーを反発して取り出しを容易にするための押しバネ等が設けられている。
【0067】
次に、正面外観部材1に連結ボックス2が取り付けられる。その際、正面外観部材1に設けられた凸部1a−3、1b−3が連結ボックス2に設けられた孔部2a−3、2b−3にそれぞれ挿入され、位置決めされる。さらに、正面外観部材1に設けられた孔部1a−1、1a−2と連結ボックス2に設けられた孔部2a−1、2a−2とに締結部材16(図17)が正面側からそれぞれ挿入され、締結される。また、正面外観部材1に設けられた孔部1b−1、1b−2と連結ボックス2に設けられた孔部2b−1、2b−2とに締結部材16が背面側からそれぞれ挿入され、締結される(図4、図6、図7及び図8)。
【0068】
なお、連結ボックス2は合成樹脂によって成型され、撮像装置の外観に露出する部位については反射防止のための表面処理(塗装、粗面加工など)が施されている。連結ボックス2の内部には入射光を撮像素子方向またはファインダ光学系方向に切り替えるミラーユニットが組み込まれており、連結ボックス2の外部に設けられたモータによって駆動される。また、連結ボックス2の内部にはサブミラーユニットが先述のミラーユニットに付随して組み込まれており、オートフォーカス機構の動作に供する入射光の一部を連結ボックス2の下部にあるオートフォーカス光学系に導く。
【0069】
また、連結ボックス2の正面には入射光が通過する開口部と、その周囲にはレンズ装置が取り付けられるレンズ保持部材が設けられている。レンズ保持部材は大きさ、重量も様々なレンズ装置を幾度となく着脱しても精度を維持するため、ステンレス材を鍛造し、切削加工して仕上げたものが用いられる。
【0070】
さらに、連結ボックス2の背面には、撮像素子ユニット3に導光するための開口部が設けられており、その周囲には撮像素子ユニット3の取り付けに用いる先端に凸部を有する孔部2e−1、2e−2、2e−3が設けられている。連結ボックス2と撮像素子ユニット3との間には、シャッタユニット5が保持される構造であるため、先端に凸部を有する孔部2e−1、2e−2、2e−3はシャッタユニット5の厚みよりも長く設定されている。
【0071】
ここで、ボディ部材4にシャッタユニット5が取り付けられる。その際、シャッタユニット5のチャージユニット5a(図9)に設けられた凸部5g−3、5g−5がシャッタ5b(図10)に設けられた孔部5i−3、5i−5にそれぞれ挿入されて位置決めされると伴に、チャージユニット5aのチャージレバー5g−7がシャッタ5bのシャッタレバー5i−7に係合し、シャッタユニット5が構成される(図9及び図10)。
【0072】
なお、シャッタユニット5はいわゆるフォーカルプレーンシャッタであり、シャッタ動作を電子的に制御する電子回路が組み込まれてユニット化されている。
【0073】
続いて、シャッタユニット5に設けられた凸部5g−3、5g−5がボディ部材4に設けられた孔部4g−3、4g−5にそれぞれ挿入されて位置決めされる。さらに、シャッタユニット5に設けられた孔部5g−1、5g−2、5g−6とボディ部材4に設けられた孔部4g−1、4g−2、4g−6とに締結部材16が背面側からそれぞれ挿入され、締結される(図11)。
【0074】
次に、ボディ部材4にサブボディ部材6が取り付けられる。まず、サブボディ部材6に設けられた孔部6f−3、6f−4にボディ部材4に設けられた凸部4f−3、4f−4がそれぞれ挿入されて位置決めされる。続いてサブボディ部材6に設けられた孔部6f−1、6f−2とボディ部材4に設けられた孔部4f−1、4f−2とに締結部材16が背面側からそれぞれ挿入され、締結される(図12)。
【0075】
なお、ボディ部材4及びサブボディ部材6は軽金属の薄板をプレス加工またはダイキャスト法によって成形して作られている。ボディ部材4の中央部には、撮像素子ユニット3に導光するための開口部が設けられている。サブボディ部材6は撮像装置と他の機器とを接続する電気的接続端子の取り付け基部という役割も担っており、撮像装置の側面に相当する部位にその取り付けのための開口部が複数設けられている。
【0076】
続いて、バッテリー保持部材7及び連結ボックス2が取り付けられた正面外観部材1に、シャッタユニット5及びサブボディ部材6が取り付けられたボディ部材4が取り付けられる。この際、バッテリー保持部材7に設けられた凸部7h−3、7h−4がボディ部材4に設けられた孔部4h−3、4h−4にそれぞれ挿入されて位置決めされる。次に、バッテリー保持部材7に設けられた孔部7h−1、7h−2とボディ部材4に設けられた孔部4h−1、4h−2とに締結部材16が背面側からそれぞれ挿入され、締結される。また、サブボディ部材6に設けられた孔部6d−1、6d−2と正面外観部材1に設けられた孔部1d−1、1d−2とに締結部材16が側面側からそれぞれ挿入され、締結される(図13及び図14)。
【0077】
その際、連結ボックス2に設けられた凸部2i−4がシャッタ5bに設けられた孔部5i−4に遊嵌し、ボディ部材4に設けられた延出部4i−4に当接することで、シャッタ5bの他の部分が連結ボックス2とボディ部材4とによって締め付けられ、シャッタ5bが動作不安定になることを防いでいる。また、撮像装置に大きな振動が加わった場合に、シャッタ5bが所定の位置から外れることを防ぐ効果も有している(図5及び図11)。
【0078】
次に、連結ボックス2に撮像素子ユニット3が取り付けられる。この際、連結ボックス2に設けられた先端に凸部を有する孔部2e−1、2e−2、2e−3が撮像素子ユニット3に設けられた孔部3e−1、3e−2、3e−3にそれぞれ挿入され、さらに締結部材16が背面側からそれぞれ挿入され、締結される(図8、図15及び図16)。
【0079】
続いて、撮像素子ユニット3とボディ部材4とにまたがって接続部材17が取り付けられる。その際、接続部材17はその柔軟性と密着性によってボディ部材4と撮像素子ユニット3とに結合されている(図17)。
【0080】
なお、接続部材17は、熱伝導性の良い柔軟な素材で、熱伝導率が1.5W/m・K以上、硬度が29度(ASKER−C)以下のエラストマーが好ましい。このような条件であれば、撮像素子ユニット3の取り付けに伴うバックフォーカス調整にも影響を与えることなく、支持部材31からボディ部材4、ひいては正面外観部材1への熱伝導が効率的に行われる。この一例としてはシリコーン樹脂並びにその誘導体であり、市販の製品ではイノアック社製のMasa Sheet(登録商標)が好ましい。
【0081】
このように、ボディ部材4と撮像素子ユニット3とが接続部材によって熱的に結合されるため、撮像素子ユニット3の発熱は接続部材を経由してボディ部材4に逃がされることとなる。ボディ部材4に伝達された熱は拡散しながらボディ部材を暖め、その一部はボディ部材4と直接結合した正面外観部材1に拡散しながら伝熱し、外気によって冷却される。
【0082】
ここで、撮像素子ユニット3について詳述する(図18)。
【0083】
まず、撮像素子32が制御基板33に既知の電子部品実装手段によって取り付けられる。ここで、撮像素子32は、接続端子を側面に持つQFP(Quad Flat Package)型や接続端子を背面に持つBGA(Ball Grid Array)型であり、いずれの場合も撮像素子背面中心部には接続端子は無い。そのため、撮像素子の実装位置に、撮像素子よりも小さい開口部を設けた制御基板を用いることで、撮像素子の背面が露出することとなる(図19)。
【0084】
次に、露出した撮像素子32の背面に熱伝導部材34を貼り付ける。熱伝導部材34は、接続部材17と同様の材質で出来ており、撮像素子32と後述する保護部材35とに密着して挟持される。
【0085】
続いて、制御基板33に保護部材35が取り付けられる。その際、既知の電子部品実装手段によって制御基板33上に配置された複数のクリップ(33c−1、33c−2、33c−3、33c−4)が、端部が撮像素子32の方向に折り曲げられた薄板状の保護部材35を挟持する(図19)。
【0086】
なお、ここでは制御基板33上に設けられたクリップによって挟持されているために容易に着脱可能な構成を示したが、ハンダ付け等によって取り付けられてもよい。
【0087】
このように一体となった撮像素子32、制御基板33、熱伝導部材34、および保護部材35は、支持部材31の開口部に背面側から撮像素子32を挿入する(図20)。
【0088】
この時、撮像素子32の支持部材31に対する撮像面方向の位置を調整する。締結部材16の外径に対して、保護部材35に設けられた孔部35a−2、35b−2は内径を大きく取ってあり、撮像面方向にある程度動けるよう設定されている。撮像素子32の位置は、制御基板33に設けられ、主電子基板と電気的に接続するためのフレキシブルプリント基板を挿入するコネクタに、位置調整治具のフレキシブルプリント基板を挿入し、撮像素子32からスルー画を表示させて最適な位置に調整する。また、より古典的には、支持部材31に挿入された撮像素子を外部から顕微鏡で観察し、最適な位置に調整する。調整を終えると、撮像素子32の四隅を支持部材31との間で紫外線硬化性樹脂等で固定される(図15)。
【0089】
さらに、支持部材31に撮像素子32が固定される。この時、支持部材31に設けられた突起部31a−1、31a−3、31b−1、31b−3が保護部材35に設けられた孔部35a−1、35a−3、35b−1、35b−3にそれぞれ遊嵌する。さらに支持部材に設けられた突起部31a−1、31a−3、31b−1、31b−3が、締結板36aおよび36bに設けられた切り欠きのある孔部36a−1、36a−3、36b−1、36b−3に挿入され、位置決めされる。ここで、支持部材31に設けられた孔部31a−2、31b−2に締結部材16が背面側からそれぞれ挿入され、締結される(図18、図20、図21及び図23)。
【0090】
また保護部材は、撮像素子ユニット3の断面図(図22(a))に示すように、支持部材31側に一度折り曲げた形状とし、そこで締結する構成とすることで、締結板36と締結部材16とが保護部材35の表面から主電子基板側に出ることが無く、厚みを抑えることができるので機構設計的に有利である。一方、撮像素子ユニット3の断面図(図22(b))に示すように、保護部材を締結する箇所を保護部材35の表面と同一面とすると、対応する支持部材31の部分が厚くなり、支持部材31の容積が大きくなるために熱容量も増加し、より効率的に放熱がなされる(図22)。
【0091】
さらに、上部電子基板9、底部電子基板11、主電子基板13が順に締結部材16によって取り付けられる。このとき、撮像素子ユニット3の背面に主電子基板13が密接する(図24)が、保護部材35の効果により主電子基板13の熱の影響は極めて低く抑えられる。
【0092】
さらに、上面外装部材15、背面外観部材14、カードスロットユニット8、端子カバーユニット10、底面外観部材12が順に締結部材16によって取り付けられ、また各電子基板は各々フレキシブルプリント基板並びにリード線によって電気的に接続され、撮像装置100が完成する(図3)。
【0093】
ここで、締結部材16(図23)について述べる。締結部材16は、部品の締結用途に供される一般的なねじであり、締結する部位の材質、厚み、要求される締結強度等によって最適な条数、ねじ溝の形状、径及びピッチが種々用いられる。また、締結する部位によってはタッピングねじ、逆ねじなどのねじを用いても良い。図23に示す締結部材16は、一般的なねじを示したものであり、本発明の実施にあたってはこれに限定されるものではない。
【0094】
即ち、本発明は、撮像装置またはレンズ装置を着脱可能な撮像システムにおいて、複雑または大型の構造を用いることなく、撮像素子の熱を効率的に他の部品に伝熱することで放熱を行い、かつ他の部品の熱が撮像素子に伝わることを妨げる構造の撮像装置または撮像システムを提供するという目的を、特に、支持部材に支持された撮像素子と、撮像素子の背面に接する熱伝導部材と、熱伝導部材に接し、前記撮像素子と平行に配置され、遮熱する表面処理が施された保護部材とを備え、近傍に発熱する他の部品が配置されている撮像素子ユニット3を有し、撮像素子の発する熱は熱伝導部材及び保護部材を介して支持部材に放熱され、他の部品が発する熱は保護部材の表面処理によって遮熱される構成により実現した。
【0095】
なお、本発明にかかる撮像装置は、本発明が適用される撮像装置及び取り付けられるレンズ装置に応じて適宜変形、及び拡大縮小される。また、必要に応じて、装置の外寸法の変更による外観の変化、部材間の結合位置など、種々の変形や変更が可能であるが、いずれも本発明の均等の範囲内である。
【図面の簡単な説明】
【0096】
【図1】レンズ装置を取り付けた撮像装置100の前方斜視図である。
【図2】レンズ装置を取り付けた撮像装置100の後方斜視図である。
【図3】撮像装置100の主構成部品を示した展開図である。
【図4】撮像装置100の正面外観部材1の背面図である。
【図5】撮像装置100の正面外観部材1の正面図である。
【図6】撮像装置100のバッテリー保持部材4の正面図である。
【図7】撮像装置100の連結ボックス2の正面図である。
【図8】撮像装置100の連結ボックス2の背面図である。
【図9】撮像装置100のシャッタチャージユニット5aの背面図である。
【図10】撮像装置100のシャッタ5bの正面図である。
【図11】撮像装置100のボディ部材4の斜視図である。
【図12】撮像装置100のサブボディ部材6の斜視図である。
【図13】撮像装置100の正面外観部材1及びバッテリー保持部材4の斜視図である。
【図14】撮像装置100のボディ部材4、サブボディ部材6及びシャッタユニット5の斜視図である。
【図15】撮像装置100の撮像素子ユニット3の正面図である。
【図16】撮像装置100の撮像素子ユニット3の背面図である。
【図17】撮像装置100の撮像素子ユニット3及びボディ部材の背面図である。
【図18】撮像装置100の撮像素子ユニット3の展開図である。
【図19】撮像装置100の制御基板33の斜視図である。
【図20】撮像装置100の支持部材31の斜視図である。
【図21】撮像装置100の保護部材35の斜視図である。
【図22】図16およびその変形例のA−A断面図である。
【図23】撮像装置100の締結部材16の斜視図である。
【図24】撮像装置100の内部の上面図である。
【符号の説明】
【0097】
1 正面外観部材
2 連結ボックス
3 撮像素子ユニット
4 ボディ部材
5 シャッタユニット
6 サブボディ部材
7 バッテリー保持部材
8 カードスロットユニット
9 上部電子基板
10 端子カバーユニット
11 底部電子基板
12 底面外観部材
13 主電子基板
14 背面外観部材
15 上面外装部材
16 締結部材
17 接続部材
18 レンズマウント部材
31 支持部材
32 撮像素子
33 制御基板
34 熱伝導部材
35 保護部材
36 締結板
100 撮像装置


【特許請求の範囲】
【請求項1】
撮影光束を通過させるレンズ装置を着脱可能な撮像装置であって、
前記レンズ装置が着脱可能なレンズマウント部材と、
前記レンズマウント部材を前面に有する連結ボックスと、
前記連結ボックスの背面に配置される撮像素子ユニットと、
前記撮像素子ユニット背面に配置され、前記撮像装置を制御する主電子基板とを有し、
前記撮像素子ユニットは、
前記撮影光束を受光して画像データを生成する撮像素子と、
前記撮像素子と電気的に接続され、前記撮像素子を制御する制御基板と、
前記撮像素子の背面に接する熱伝導部材と、
前記熱伝導部材に接し、前記撮像素子と平行に配置された保護部材と、
前記撮像素子を支持し、前記連結ボックスに取り付けられる支持部材とを備え、
前記保護部材は遮熱する表面処理が施されている
ことを特徴とする撮像装置。
【請求項2】
請求項1記載の撮像装置は、さらに前記撮像素子ユニット近傍に放熱部材を備え、
前記放熱部材と前記支持部材とが接続部材を介して接触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】
前記放熱部材は前記撮像装置の表面に露出する部材に結合されていることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
【請求項4】
前記放熱部材は前記撮像装置の構造を支える構造部材であることを特徴とする請求項2又は3に記載の撮像装置。
【請求項5】
前記放熱部材は前記連結ボックスと前記撮像素子ユニットの間に配置され、撮影光束を通過させる開口部を有することを特徴とする請求項2乃至4のいずれかひとつに記載の撮像装置。
【請求項6】
前記放熱部材は前記撮像装置のシャッタユニットを支持することを特徴とする請求項2乃至5のいずれかひとつに記載の撮像装置。
【請求項7】
前記レンズマウント部材はバヨネット式レンズマウントであることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかひとつに記載の撮像装置。
【請求項8】
前記撮像素子は前記制御基板と接続する接続端子を側面に持つことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかひとつに記載の撮像装置。
【請求項9】
前記撮像素子は前記制御基板と接続する接続端子を背面に持つことを特徴とする請求項1乃至7のいずれかひとつに記載の撮像装置。
【請求項10】
前記制御基板は前記撮像素子を表面に実装し、前記制御基板は前記撮像素子が実装される部分には少なくともひとつの開口部を有し、前記熱伝導部材は前記開口部において前記撮像素子と密着することを特徴とする請求項1乃至9のいずれかひとつに記載の撮像装置。
【請求項11】
前記熱伝導部材は熱伝導率が1.5W/m・K以上の物質であることを特徴とする請求項1乃至10のいずれかひとつに記載の撮像装置。
【請求項12】
前記熱伝導部材は硬度が29度(ASKER−C)以下のエラストマーであることを特徴とする請求項1乃至11のいずれかひとつに記載の撮像装置。
【請求項13】
前記熱伝導部材はシリコーン樹脂であることを特徴とする請求項1乃至12のいずれかひとつに記載の撮像装置。
【請求項14】
前記接続部材は熱伝導率が1.5W/m・K以上の物質であることを特徴とする請求項1乃至13のいずれかひとつに記載の撮像装置。
【請求項15】
前記接続部材は硬度が29度(ASKER−C)以下のエラストマーであることを特徴とする請求項1乃至14のいずれかひとつに記載の撮像装置。
【請求項16】
前記接続部材はシリコーン樹脂であることを特徴とする請求項1乃至15のいずれかひとつに記載の撮像装置。
【請求項17】
前記保護部材は前記撮像素子の側面に沿って前記レンズマウント部材の方向に延出されていることを特徴とする請求項1乃至16のいずれかひとつに記載の撮像装置。
【請求項18】
前記保護部材は前記支持部材に接触していることを特徴とする請求項1乃至17のいずれかひとつに記載の撮像装置。
【請求項19】
前記保護部材は前記撮像素子の背面と平行に延出しており、前記支持部材に締結されていることを特徴とする請求項1乃至18のいずれかひとつに記載の撮像装置。
【請求項20】
前記保護部材がプレス加工により成形された金属部品であり、前記表面処理がロール圧延であり、前記保護部材の表面は光輝面であることを特徴とする請求項1乃至19のいずれかひとつに記載の撮像装置。
【請求項21】
前記保護部材がダイキャスト法により成形された金属部品であり、前記表面処理が研磨加工または切削加工であり、前記保護部材の表面は光輝面であることを特徴とする請求項請求項1乃至19のいずれかひとつに記載の撮像装置。
【請求項22】
前記支持部材が、プレス加工またはダイキャスト法により成形された金属部品であることを特徴とする請求項1乃至21のいずれかひとつに記載の撮像装置。
【請求項23】
前記連結ボックスは、ファインダ光学系と、撮影光束を反射させ、前記撮影光束の少なくとも一部を前記ファインダ光学系に導くミラーユニットとを有することを特徴とする請求項1乃至22のいずれかひとつに記載の撮像装置。
【請求項24】
前記ファインダ光学系は、前記ミラーユニットにより反射された撮影光束を結像する結像面を有することを特徴とする請求項23に記載の撮像装置。
【請求項25】
前記連結ボックスは、前記ミラーユニットにより反射された撮影光束のうち残りの撮影光束に基づいて焦点検出を行う焦点検出手段を有することを特徴とする請求項23又は24に記載の撮像装置。
【請求項26】
請求項1乃至25のいずれかに記載の撮像装置と、この撮像装置の前記レンズマウント部材に対して着脱可能なレンズ装置とを有し、
前記レンズ装置を通過する撮影光束を、前記撮像素子ユニットにより受光することを特徴とする撮像システム。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【図16】
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【図17】
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【図18】
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【図19】
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【図20】
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【図21】
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【図22】
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【図23】
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【図24】
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【公開番号】特開2012−231214(P2012−231214A)
【公開日】平成24年11月22日(2012.11.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−96932(P2011−96932)
【出願日】平成23年4月25日(2011.4.25)
【出願人】(000131326)株式会社シグマ (167)
【Fターム(参考)】