CN102375296B - 摄像设备 - Google Patents

Abstract

一种摄像设备，其包括：摄像元件；散热构件，其包括散热部并且被热连接到摄像元件；壳体，其以摄像元件和散热构件可动的方式保持摄像元件和散热构件，壳体具有开口，不管摄像元件和散热构件在可动范围内的位置，散热部均在开口处暴露；风扇，其产生空气流；以及管道，其形成将风扇所产生的空气流导向开口的流路。

Description

摄像设备

技术领域

本发明涉及一种摄像设备，更特别地，涉及一种用于冷却摄像元件的结构。

背景技术

摄像元件将光转换成电信号。当摄像元件的温度升高时，不必要的噪声成分叠加于摄像元件所输出的信号，这导致图像品质降低。因此，在包括摄像元件的设备中，需要冷却摄像元件。

日本特开2005-354637号公报公开了如下一种结构，在该结构中，摄像元件机械地连接到带有散热构件的设备壳体，使得摄像元件所产生的热经由设备的表面通过热传导扩散到外部。该方法是廉价的并且能够通过简单的结构而实现，因此广泛地应用于产品组件。

日本特开2009-33718号公报(美国专利申请公开No.2009/0002549)公开了如下一种结构，在该结构中，通过在摄像元件周围形成空气流路而强制地用空气冷却摄像元件。利用该方法，能够增强冷却效果并且能够防止设备壳体的温度升高。由此，该方法在很多方面更优于上述利用热传导的方法。

诸如数字式照相机等摄像设备通常包括变焦机构，该变焦机构通过使包括在摄像(imaging)光学系统中的透镜组中的一个或多个透镜组移动而改变要拍摄的图像的视角。此外，近年来，作为减小摄像光学系统的尺寸以及增强可靠性的途径，已经提出如下结构，在该结构中，在变焦操作时，形成有被摄体像的摄像元件与可动透镜组一起移动。

在使摄像元件在变焦操作时移动的结构中，上述冷却方法具有如下问题。

即，关于利用热传导的冷却方法，因为需要将摄像元件机械地连接到带有散热构件的设备壳体等，所以难以将该冷却方法应用到使摄像元件移动的结构中。

关于强制用空气冷却的方法，难以在摄像元件周围形成直接的空气流路。更具体地，由于摄像元件的位置在变焦操作期间变化，所以需要根据摄像元件的位置移动空气流路。这使得冷却效果不稳定。因此，需要增大设备的尺寸，以依据摄像元件的配置和摄像元件周围的空间来形成有效的空气流路。此外，由于摄像元件用作镜头机构的一部分，所以空气在镜头中流动。结果，灰尘进入镜头并且在镜头中散布。

发明内容

本发明的方面提供一种摄像设备，其包括：摄像元件；散热构件，其包括散热部并且通过被固定到所述摄像元件而热连接到所述摄像元件；壳体，其以所述摄像元件和所述散热构件可动的方式保持所述摄像元件和所述散热构件，所述壳体具有开口，不管所述摄像元件和所述散热构件在可动范围内的位置，所述散热部均在所述开口处暴露；风扇，其产生空气流；以及管道，其形成将所述风扇所产生的空气流导向所述开口的空气流路。

根据本发明，能够不管被可动地保持在壳体中的摄像元件的位置而稳定地冷却摄像元件。

从下面参照附图对示例性实施方式的说明，本发明的其它特征将变得明显。

附图说明

图1A至图1C是示出根据实施方式的数字式照相机的立体图。

图2是镜头单元的沿着包括光轴的竖直面所截取的截面图。

图3是摄像单元的分解立体图。

图4A和图4B示出当摄像单元沿光轴方向移动时散热部的位置。

图5A和图5B是示出冷却单元的外观的立体图。

图6是冷却单元的沿着与光轴正交的面所截取的截面图。

图7是镜头单元和冷却单元的沿着与光轴正交的面截取的截面图。

具体实施方式

将参照附图说明作为根据本发明的实施方式的摄像设备的数字式照相机。

图1A至图1C是示出根据本实施方式的数字式照相机的立体图。图1A和图1B是示出根据本实施方式的数字式照相机的外观的立体图，图1C是示出根据本实施方式的数字式照相机的内部结构的立体图。

如图1A和图1B所示，根据本实施方式的数字式照相机包括照相机主体10和镜头单元20。照相机主体10包括变焦键11，镜头单元20包括变焦环21。如图1C所示，控制器12布置于照相机主体10。控制器12基于从变焦键11或变焦环21输出的信号执行作为推近(zooming in)操作或拉远(zooming out)操作的变焦操作。

如图1C所示，镜头单元20还包括用于冷却摄像元件的冷却单元30，下面将说明冷却单元30。

现在将参照图2说明镜头单元20的内部结构。图2是镜头单元20的沿着包括光轴的竖直面所截取的截面图。镜头单元20包括镜头壳体23，摄像透镜组22和摄像单元40被收纳在镜头壳体23中。摄像透镜组22包括第一透镜组22a、第二透镜组22b、第三透镜组22c和第四透镜组22d。被摄体像经过摄像透镜组22并且聚焦于摄像单元40。镜头壳体23与以摄像单元40可动的方式保持摄像单元40的壳体对应。

在本实施方式中，第二透镜组22b、第四透镜组22d以及摄像单元40是可沿光轴方向移动的可动组，并且由各自的致动器驱动。由此，各个可动组均沿光轴方向移动。

当使用者操作变焦键11或变焦环21时，控制器12相应地控制致动器。由此，进行变焦操作。

图3是摄像单元40的分解立体图。摄像单元40包括彼此形成为一体的摄像元件41、散热构件42、低通滤波器43、橡胶衬套(bush)44以及保持件45。摄像元件41将由摄像透镜组22聚焦的被摄体像转换成电信号并且输出该电信号。摄像元件41是诸如互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器或电荷耦合器件(CCD)传感器等光电转换元件。

如图3所示，散热构件42包括散热部42a。散热部42a的形状被形成为沿光轴方向延伸，使得：不管摄像单元40在其可动范围内的位置，散热部42a均在镜头壳体23的开口25处暴露，下面将说明开口25。散热构件42以与摄像元件41的背面接触的方式被固定到摄像元件41。散热构件42还被固定到保持件45，从而提供定位摄像元件41的功能。由此，散热构件42被热连接到摄像元件41。引导孔45a以沿光轴方向延伸的方式形成于保持件45，设置于镜头单元20的引导轴24插通引导孔45a。由此，摄像单元40能够沿光轴方向精确地移动。

图4A和图4B示出当摄像单元40根据镜头单元20的变焦操作而在光轴方向上移动时散热部42a的位置。开口25形成于镜头壳体23的侧面，并且摄像单元40以使散热部42a在开口25处暴露的方式布置于镜头单元20。图4A示出摄像单元40位于其可动范围的后端处的状态。在该状态下，散热部42a的前端部在开口25处暴露，并且散热部42a被定位成完全覆盖开口25。图4B示出摄像单元40位于其可动范围的前端处的状态。在该状态下，散热部42a的后端部在开口25处暴露，并且散热部42a被定位成完全覆盖开口25。由此，与摄像单元40在可动范围的位置无关，散热部42a在开口25处暴露并且定位成完全覆盖开口25。因此，能够防止诸如灰尘等异物经由开口25进入镜头单元20。

图5A和图5B是示出冷却单元30的外观的立体图。冷却单元30包括彼此形成为一体的风扇管道(duct)31、鼓风扇32和鼓风扇33。鼓风扇32对应于第一风扇，鼓风扇33对应于第二风扇。风扇管道31具有排出口35和进气口36，其中由鼓风扇32吸入的空气经由排出口35排出，鼓风扇33经由进气口36吸入空气。鼓风扇32具有进气口34并且被紧固到风扇管道31。鼓风扇33具有排气口37并被紧固到风扇管道31。因此，风扇管道31包括使空气经由进气口34由鼓风扇32吸入并且经由排出口35排出的第一空气流路。此外，风扇管道31还包括使风扇管道31中的空气经由排气口37由鼓风扇33排出使得新鲜空气经由进气口36被导入到风扇管道31中的第二空气流路。

图6是冷却单元30的沿着与光轴正交的面截取的截面图。风扇管道31包括由鼓风扇32形成的第一空气流路A和由鼓风扇33形成的第二空气流路B。如图6所示，第一空气流路A和第二空气流路B交叉。

在本实施方式中，鼓风扇32具有高压力特性，使得具有强指向性和高的局部空气冷却性能的高速空气流形成于第一空气流路A。鼓风扇33具有高流速，使得从风扇管道31的整个内部空间收集空气并且使风扇管道31均匀换气的空气流形成于第二空气流路B。由于鼓风扇32和33设置有各自的进气口，所以冷的外部空气连续地流入到第一空气流路A中并且第二空气流路B维持与鼓风扇33的高流速对应的换气性能。由此，各个空气流路的性能均能够被最大程度地利用。

图7是在靠近摄像单元40的位置处沿着与光轴正交的面截取的镜头单元20和冷却单元30的截面图。摄像元件41所产生的热通过热传导经由散热构件42被传递到散热部42a(参见图7中的虚线)。如图7所示，当将冷却单元30安装到镜头单元20时，排出口35与开口25相对。由此，由于形成排出口35，所以使由鼓风扇32所吸入的空气流向开口25的第一空气流路A形成于风扇管道31。散热部42a在开口25和排出口35处暴露于风扇管道31的内部，并且在高速流经第一空气流路A的空气被吹到散热部42a时散热部42a被强制冷却。如上所述，散热部42a的形状被形成为在靠近镜头壳体23的内壁的位置处沿光轴方向延伸。因此，不管摄像单元40的位置，散热部42a均在开口25处暴露，并且散热部42a完全覆盖开口25。已经被吹到散热部42a并且温度已经升高的空气在风扇管道31中扩散，然后经由第二空气流路B被排出风扇管道31。

以上所述的根据本实施方式的摄像设备提供以下优点。即，由于与摄像元件一起移动的散热构件由高速空气流局部地空气冷却，所以移动的摄像元件能够被有效地冷却。由于空气流路形成在镜头单元的外部并且冷却机构和摄像机构在结构上彼此分离，所以能够优化空气冷却机构并且能够减小设备的整体尺寸。由于不管散热构件的位置，镜头壳体中的开口均被散热部覆盖，所以能够确保镜头单元的高防尘性。由于设置了具有不同特性的多个鼓风扇并且鼓风扇设置有各自的进气口，所以能使冷却效果最大化。

尽管已经参照示例性实施方式说明了本发明，但是应理解的是，本发明不限于所公开的示例性实施方式。所附权利要求书的范围应符合最宽泛的解释，从而涵盖所有的变型、等同结构和功能。

Claims (3)

1.一种摄像设备，其包括：

摄像元件；

散热构件，其包括散热部并且通过被固定到所述摄像元件而热连接到所述摄像元件；

壳体，其以所述摄像元件和所述散热构件可动的方式保持所述摄像元件和所述散热构件，所述壳体具有开口，所述散热部在所述开口处暴露；

风扇，其产生空气流；以及

管道，其形成将所述风扇所产生的空气流导向所述开口的空气流路，

其中，不管所述摄像元件和所述散热构件在可动范围内的位置，所述散热部均以覆盖所述开口的方式在所述开口处暴露。

2.一种摄像设备，其包括：

摄像元件；

散热构件，其包括散热部并且通过被固定到所述摄像元件而热连接到所述摄像元件；

壳体，其以所述摄像元件和所述散热构件可动的方式保持所述摄像元件和所述散热构件，所述壳体具有开口，所述散热部在所述开口处暴露；

第一风扇，其产生空气流；

管道，其形成将所述第一风扇产生的空气流导向所述开口的第一空气流路和与所述第一空气流路交叉的第二空气流路；以及

第二风扇，其从所述第二空气流路排出空气，

不管所述摄像元件和所述散热构件在可动范围内的位置，所述散热部均以覆盖所述开口的方式在所述开口处暴露。

3.根据权利要求1或2所述的摄像设备，其特征在于，

所述壳体以所述摄像元件和所述散热构件能与摄像镜头的变焦操作连动地沿光轴方向移动的方式保持所述摄像元件和所述散热构件。