JP2003046828A - 電子カメラ - Google Patents

電子カメラ

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JP2003046828A
JP2003046828A JP2001229953A JP2001229953A JP2003046828A JP 2003046828 A JP2003046828 A JP 2003046828A JP 2001229953 A JP2001229953 A JP 2001229953A JP 2001229953 A JP2001229953 A JP 2001229953A JP 2003046828 A JP2003046828 A JP 2003046828A
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    • F28D15/00—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies
    • F28D15/02—Heat-exchange apparatus with the intermediate heat-transfer medium in closed tubes passing into or through the conduit walls ; Heat-exchange apparatus employing intermediate heat-transfer medium or bodies in which the medium condenses and evaporates, e.g. heat pipes
    • F28D15/0275—Arrangements for coupling heat-pipes together or with other structures, e.g. with base blocks; Heat pipe cores
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 暗電流等による画質劣化を低コストに防止す
ることができる電子カメラを提供する。 【解決手段】 固体撮像素子１から発生される熱を受け
るアルミ板等で形成された基準板６と、この基準板６の
熱を伝達するヒートパイプ８と、このヒートパイプ８の
熱が伝達される電池ケース１０と、この電池ケース１０
の熱を外部に自然放熱する外装１１と、この電子カメラ
に対して着脱自在に装着される電源装置２１と、この電
源装置２１に設けられていて上記電池ケース１０内に挿
入される電池ケース挿入部２３と、を備え、この電池ケ
ース挿入部２３内には冷却装置が備えられ、上記電池ケ
ース１０と熱的に接触することにより、該電池ケース１
０ひいては上記固体撮像素子１の冷却を行う電子カメ
ラ。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子カメラ、より
詳しくは、固体撮像素子から発生された熱を冷却する構
造を備えた電子カメラに関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電子部品は、集積度が高まり、よ
り高クロックで駆動されるなどの高性能化が図られるに
つれて、発熱量が多くなる傾向にある。例えば電子カメ
ラにおいては、被写体像を撮像する固体撮像素子が、高
画素化、大型化するにつれて、こうした傾向が見られて
いる。
【０００３】固体撮像素子では、熱によって暗電流等が
発生し、ノイズの原因となって画質が低下することが知
られているが、上述したような高画素化された固体撮像
素子においては、個々の画素のサイズが小さくなるため
に、Ｓ／Ｎ比がより低下してしまうことになる。
【０００４】そこで、固体撮像素子から発生された熱を
冷却する技術が重要となってきており、こうした筐体内
の電子部品の熱を筐体の外部に放散する技術は、従来よ
り、各種のものが知られている。
【０００５】例えば、固体撮像素子を備えた電子撮像装
置を用いて長時間露光により天体撮影等を行う際に、ペ
ルチェ素子や液体窒素を用いて固体撮像素子を直接冷却
することにより、暗電流等による画質劣化を防止する技
術が知られており、絶大な効果を発揮するものとなって
いる。
【０００６】また、特開２０００−３２３０７号公報に
は、電子カメラの内部空間を固体撮像素子が配設される
空間と電池が配設される空間とに分割して、固体撮像素
子から発生された熱を、ヒートパイプを通して、電池に
伝熱するようにする技術が記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たようなペルチェ素子や液体窒素を用いて固体撮像素子
を直接冷却する手段では、装置が大がかりになったり、
冷却のための電力消費も大きくなったりするために、民
生品では実用化されるに至ってはいない。
【０００８】また、上記特開２０００−３２３０７号公
報に記載されたものでは、固体撮像素子から発生された
熱を、電子カメラ内の他の部材に伝達して自然放熱によ
る冷却を行うものであるために、冷却能力が必ずしも十
分であるとはいえない。
【０００９】こうして、民生品に使用可能な程度に低コ
ストで小型でありながら、ある程度の冷却能力を備えた
冷却手段が望まれている。
【００１０】本発明は上記事情に鑑みてなされたもので
あり、暗電流等による画質劣化を低コストに防止するこ
とができる電子カメラを提供することを目的としてい
る。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、第１の発明による電子カメラは、被写体光像を電
気的な映像信号に変換するための固体撮像素子と、一端
部が上記固体撮像素子と熱的に結合するように密着して
おり該固体撮像素子から発生された熱を取り込む受熱部
と、一端部がこの受熱部の他端部に熱的に接続されてい
て該受熱部の熱を伝達する熱伝達部と、この熱伝達部の
他端部に熱的に接続されていて電子カメラの外部に熱を
放出可能な冷却部と、この冷却部を冷却する冷却装置を
取り付けるための取付部と、を備えたものである。
【００１２】また、第２の発明による電子カメラは、上
記第１の発明による電子カメラにおいて、上記冷却部
が、電子カメラの外装の少なくとも一部と熱的に結合し
ており、該外装を介して熱を外部に放出可能となるよう
に構成されたものである。
【００１３】さらに、第３の発明による電子カメラは、
上記第１の発明による電子カメラにおいて、上記冷却装
置が、さらに電源部を備える電源装置を兼ねたものであ
り、上記取付部に、着脱自在に取り付けられるように構
成されたものである。
【００１４】第４の発明による電子カメラは、上記第１
の発明による電子カメラにおいて、上記冷却装置が、空
気を送るための送風ファンを有し、この送風ファンによ
り送風された空気によって上記冷却部を冷却するもので
ある。
【００１５】第５の発明による電子カメラは、上記第４
の発明による電子カメラにおいて、上記冷却装置が、上
記送風ファンによって送風される空気を冷却するための
ペルチェ素子をさらに有してなるものである。
【００１６】第６の発明による電子カメラは、上記第１
の発明による電子カメラにおいて、上記冷却装置が、外
部の空気を取り入れるための外気取入口と、この外気取
入口から取り入れた空気により冷却を行った後の空気を
排出するための排気口と、を有するものである。
【００１７】第７の発明による電子カメラは、上記第１
の発明による電子カメラにおいて、上記受熱部が、熱伝
導率の高い金属で形成された板状部材である。
【００１８】第８の発明による電子カメラは、上記第１
の発明による電子カメラにおいて、上記熱伝達部が、ヒ
ートパイプを含んで構成されたものである。
【００１９】第９の発明による電子カメラは、上記第１
の発明による電子カメラにおいて、上記冷却装置が、放
熱フィンを有してなるものである。
【００２０】第１０の発明による電子カメラは、パッケ
ージ封止された被写体光像を電気的な映像信号に変換す
るための固体撮像素子と、一端部をこの固体撮像素子の
パッケージに熱的に結合するように密着させ他端部を電
子カメラの外装の表面近傍に露出させた熱伝達手段と、
この熱伝達手段の上記他端部を冷却するアクセサリ装置
を装着するための装着部と、を備えたものである。
【００２１】第１１の発明による電子カメラは、上記第
１０の発明による電子カメラにおいて、上記熱伝達手段
が、ヒートパイプを含むものである。
【００２２】第１２の発明による電子カメラは、上記第
１０の発明による電子カメラにおいて、上記アクセサリ
装置が、空気を送るための送風ファン装置と、電子カメ
ラに電源を供給するための外部バッテリ装置と、を有
し、上記装着部に着脱自在に装着されるように構成され
たものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１から図３は本発明の一実施形
態を示したものであり、図１は電子カメラにおける固体
撮像素子の冷却構造および冷却装置の構成を示す一部断
面を含む斜視図、図２は冷却装置の内部構成を示す断面
図、図３は固体撮像素子からの熱が冷却装置に伝達され
る構成を示す一部断面を含む背面図である。
【００２４】この電子カメラは、被写体光像を光電変換
して映像信号として出力するための固体撮像素子１を、
パッケージである撮像素子ケース２と保護ガラス３によ
り封止し、さらにその前面側に光束中の不要な高周波成
分をカットする光学的ローパスフィルタ４を配設した撮
像素子ユニットを備えており、上記撮像素子ケース２か
らは上記固体撮像素子１の駆動信号を入力したり該固体
撮像素子１により撮像された映像信号を出力したりする
ための端子５が延出されている。
【００２５】上記撮像素子ケース２は、熱伝導率の高い
素材により形成されていて、上記固体撮像素子１から発
生された熱を効率的に伝達することができるようになっ
ている。
【００２６】上記撮像素子ケース２には、上記固体撮像
素子１を図示しない本体シャーシ等に位置決めするため
の基準板６が比較的広い接触面積をもって固着されてお
り、この基準板６は、例えばアルミニウムなどの比較的
軽量でかつ熱伝導率の高い素材により、細長の板状をな
すように形成された、熱伝達手段を兼ねた受熱部となっ
ている。
【００２７】こうして、撮像素子ケース２と基準板６と
は、高い効率で熱が伝達されるように、互いに熱的に結
合している。
【００２８】上記基準板６の一端部には、熱伝達手段で
あり熱伝達部たるヒートパイプ８の一端部が、熱伝導率
の高い素材により形成された固定板７を該基準板６に溶
接またはねじ止めすることにより固定されている。これ
により、基準板６とヒートパイプ８は、良好に熱を伝達
することができるようになっている。
【００２９】上記ヒートパイプ８は、真空状態にしたパ
イプの内部に、適量の作動液（例えば水や代替フロンな
ど）を封入するとともに、その還流を促進する毛細管構
造（例えば内壁に刻設したグルーブや、内壁に内張りし
たウィック（網目状材料）など）を設けた、対流構造を
利用した公知の熱伝導素子である。
【００３０】このヒートパイプ８の一端部に熱が加わる
と、作動液が蒸発し、圧力差によって該ヒートパイプ８
の他端部に音速に準ずる速度で移動する。この他端部に
おいて冷却されると、作動液が凝縮し、上記毛細管構造
により上記一端部側（熱が加わる側）に還流される。こ
のようなサイクルを繰り返すことにより、一端部から他
端部へ、熱が移動する構成となっている。
【００３１】このようなヒートパイプ８は、熱伝導性が
高く（例えば銀の１０００倍程度）、熱応答性が早く
（上述したように音速に準ずる応答性）、軽量で信頼性
が高いなどの利点を有している。
【００３２】上記ヒートパイプ８の他端部は、熱伝導率
の高い素材により形成された固定板９を溶接またはねじ
止めすることにより、電池ケース１０に対して良好に熱
を伝達することができるように固定されている。
【００３３】この電池ケース１０は、熱伝達手段を兼ね
た冷却部であって、金属等の熱伝導率の高い素材でなる
板状部材をコの字形状に折曲して形成されており、例え
ば、この電子カメラを把持するためのグリップ部の内部
に配設されている。
【００３４】該電池ケース１０は、電源となる電池１５
を装填するための部位であるが、該電池１５が装填され
た際に、電池１５とは熱的な接触を直接行わないように
構成されている。
【００３５】一方で、該電池ケース１０は、この電子カ
メラの外装１１に熱的に接触するように構成されてお
り、冷却部を兼ねた該外装１１を介して、外部への放熱
も行うことができるようになっている。
【００３６】この電子カメラは、上記電池１５に代え
て、アクセサリ装置であり外部バッテリ装置として電源
装置２１を装着することができるように構成されてい
て、この電源装置２１は、後述するように冷却装置を兼
ねたものとなっている。
【００３７】この電源装置２１は、比較的大容量のバッ
テリを内蔵する電源部２２から、電池ケース挿入部２３
を立設しており、この電池ケース挿入部２３が上記電池
１５に代えて、上記電池ケース１０の内部に装填される
ようになっている。
【００３８】この電池ケース挿入部２３には、上記電池
１５の電極に相当する位置に、＋端子２４ｐと−端子２
４ｍが配設されており、図示しない電子カメラ内の端子
に各接続されて、上記電源部２２からの電力を伝達する
ようになっている。
【００３９】上記電源装置２１は、図３にも示すよう
に、この電子カメラのカメラ本体１２に設けられた取付
部たる三脚穴１２ａに、ねじ２５ａを介して着脱自在に
装着されるようになっており、このねじ２５ａと回動一
体に設けられた円板部２５の一端が上記電源部２２の背
面側に露呈して、指などを用いて回動させることができ
るようになっている。
【００４０】上記電池ケース１０の内部には、板ばね１
０ａが設けられており、上記電池ケース挿入部２３が装
填されると、該板ばね１０ａは、該電池ケース挿入部２
３を、該電池ケース１０の上記ヒートパイプ８および固
定板９が取り付けられた側の内面に向けて押圧するよう
になっている。
【００４１】これにより、電池ケース１０と電池ケース
挿入部２３は、高い効率で熱を伝導することができるよ
うな熱的接触を行う状態となる。
【００４２】一方、上記板ばね１０ａは、２本でなる上
記電池１５の間に配置されていて、該電池１５に対して
は作用を及ぼさないように構成されている。従って、電
池１５が装填された際にも、電池ケース１０と電池１５
との熱的な非接触は維持されるようになっている。
【００４３】次に、図２を参照して、上述したような電
池ケース挿入部２３内に設けられた冷却装置の構成につ
いて説明する。
【００４４】図１にも示したように、上記電源部２２の
正面側下部には外気取入口２６が設けられており、一
方、該電源部２２の底面には排気口２７が設けられてい
て、これら外気取入口２６と排気口２７は、該外気取入
口２６から入って電池ケース挿入部２３の内側上部まで
達した後に再び下方に向けて垂下され上記排気口２７に
到達する送風路３０により連通されている。
【００４５】上記外気取入口２６には、塵芥等が外部か
ら空気とともに侵入するのを防ぐためのフィルタ２８が
配設されており、このフィルタ２８を介した内部が、上
記送風路３０の一部を構成する冷却室３０ａとなってい
る。
【００４６】この冷却室３０ａには、ペルチェ素子３１
の冷却面が露呈するようになっており、該ペルチェ素子
３１の排熱面は、上記排気口２７の近傍に露呈するよう
になっている。
【００４７】こうして、冷却室３０ａ内において冷却さ
れた空気は、続く送風路３０上に設けられた送風ファン
装置である送風ファン３２により、該送風路３０内に送
り出される。
【００４８】なお、ここでは電源装置２１に冷却装置を
兼ねさせているために、上記ペルチェ素子３１や送風フ
ァン３２の電源は、該電源装置２１の電源部２２から取
ることが可能であり、極めて利便性が良い。
【００４９】上記送風路３０内には、内面側に向けて複
数の放熱フィン３３が突設されており、これらの放熱フ
ィン３３は、上記電池ケース挿入部２３から、熱が良好
に伝導されるように、該電池ケース挿入部２３内に固着
されている。
【００５０】こうして、これらの放熱フィン３３を冷却
しながら送風路３０を運ばれる空気は、上記排気口２７
の近傍に取り付けられたフィルタ２９を通過した後に、
該排気口２７を介して外部に排気されるようになってい
る。
【００５１】このように、外気取入口２６は前面側に配
置されているために、電子カメラを操作する撮影者の撮
影操作を阻害することはなく、また、排気口２７は、電
子カメラを構えたときの下面側となる位置に配設されて
いるために、排出される温風によって撮影者が不快さを
感じることもない。
【００５２】なお、上記送風ファン３２やペルチェ素子
３１は、常に動作させなければならないものではなく、
撮影者の手動により、または温度センサ等を設けること
により検出される温度に応じて、適応的に動作させるよ
うにしても構わない。例えば、温度が第１の所定温度に
達したときに上記送風ファン３２を回転させ、この第１
の所定温度よりも高い第２の所定温度に達したときに、
該送風ファン３２に加えてペルチェ素子３１を動作させ
る、などの制御を行うことが考えられる。
【００５３】また、上述では基準板６を構成する素材と
してアルミニウムを例に挙げたが、熱伝導率の高い金属
等であればこれに限るものではなく、例えば銅などであ
っても構わない。
【００５４】さらに、上述では、冷却装置を電源装置と
兼ねる例について説明したが、これに限らず、例えば、
ストロボ装置や大型の外付けレンズ等を冷却装置と兼ね
るようにすることも可能である。
【００５５】このような実施形態によれば、電池を装填
して通常の枚数の撮影を行う場合には、固体撮像素子か
ら発生した熱を外装を介して放出するようにし、一方、
外部の電源装置を装着して連続撮影や大量枚数、あるい
は長時間露光の撮影を行う場合には、該電源装置と一体
に設けられた冷却装置を用いて固体撮像素子を効率的に
冷却するようにしたために、使用目的に応じて固体撮像
素子を冷却することができ、撮影される画像の暗電流等
によるノイズを低減して、画質を向上することが可能と
なる。
【００５６】そして、ヒートパイプによる熱の伝達を行
っているために、高い伝導率で高速に熱を伝達すること
ができる。
【００５７】さらに、送風ファンやフィンを用いた冷却
を行っているために、冷却装置を比較的小型に保ちなが
ら、低コストに構成することができる。
【００５８】加えて、ペルチェ素子を用いることによ
り、より強力な冷却を行うことも可能となる。
【００５９】また、三脚穴を介して取り付けられる電源
装置と冷却装置を一体に設けたために、容易かつ自在に
着脱を行うことができる。
【００６０】なお、本発明は上述した実施形態に限定さ
れるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲内にお
いて種々の変形や応用が可能であることは勿論である。
【００６１】
【発明の効果】以上説明したように本発明の電子カメラ
によれば、簡単で低コストな構成により、固体撮像素子
から発生された熱を外部に放散させて、暗電流等による
画質劣化を防止することができ、実用上満足できる画質
の画像を撮影することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の電子カメラにおける固体
撮像素子の冷却構造および冷却装置の構成を示す一部断
面を含む斜視図。
【図２】上記実施形態において、冷却装置の内部構成を
示す断面図。
【図３】上記実施形態において、固体撮像素子からの熱
が冷却装置に伝達される構成を示す一部断面を含む背面
図。
【符号の説明】
１…固体撮像素子 ２…撮像素子ケース（パッケージ） ３…保護ガラス ６…基準板（受熱部、熱伝達手段） ７，９…固定板 ８…ヒートパイプ（熱伝達部、熱伝達手段） １０…電池ケース（冷却部、熱伝達手段） １０ａ…板ばね １１…外装（冷却部） １２…カメラ本体 １２ａ…三脚穴（取付部） １５…電池 ２１…電源装置（冷却装置、外部バッテリ装置） ２２…電源部 ２３…電池ケース挿入部 ２５…円板部 ２５ａ…ねじ ２６…外気取入口 ２７…排気口 ２８，２９…フィルタ ３０…送風路 ３０ａ…冷却室 ３１…ペルチェ素子 ３２…送風ファン（送風ファン装置） ３３…放熱フィン
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｂ 17/55 Ｇ０３Ｂ 17/55 17/56 17/56 Ｚ Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｈ０４Ｎ 5/335 Ｖ // Ｈ０４Ｎ 101:00 101:00

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 被写体光像を電気的な映像信号に変換す
    るための固体撮像素子と、 一端部が上記固体撮像素子と熱的に結合するように密着
    しており、該固体撮像素子から発生された熱を取り込む
    受熱部と、 一端部がこの受熱部の他端部に熱的に接続されていて、
    該受熱部の熱を伝達する熱伝達部と、 この熱伝達部の他端部に熱的に接続されていて、電子カ
    メラの外部に熱を放出可能な冷却部と、 この冷却部を冷却する冷却装置を取り付けるための取付
    部と、 を具備したことを特徴とする電子カメラ。
  2. 【請求項２】 上記冷却部は、電子カメラの外装の少な
    くとも一部と熱的に結合しており、該外装を介して熱を
    外部に放出可能となるように構成されていることを特徴
    とする請求項１に記載の電子カメラ。
  3. 【請求項３】 上記冷却装置は、さらに電源部を備える
    電源装置を兼ねたものであり、上記取付部に、着脱自在
    に取り付けられるように構成されていることを特徴とす
    る請求項１に記載の電子カメラ。
  4. 【請求項４】 上記冷却装置は、空気を送るための送風
    ファンを有し、この送風ファンにより送風された空気に
    よって上記冷却部を冷却するものであることを特徴とす
    る請求項１に記載の電子カメラ。
  5. 【請求項５】 上記冷却装置は、上記送風ファンによっ
    て送風される空気を冷却するためのペルチェ素子をさら
    に有してなるものであることを特徴とする請求項４に記
    載の電子カメラ。
  6. 【請求項６】 上記冷却装置は、外部の空気を取り入れ
    るための外気取入口と、この外気取入口から取り入れた
    空気により冷却を行った後の空気を排出するための排気
    口と、を有することを特徴とする請求項１に記載の電子
    カメラ。
  7. 【請求項７】 上記受熱部は、熱伝導率の高い金属で形
    成された板状部材であることを特徴とする請求項１に記
    載の電子カメラ。
  8. 【請求項８】 上記熱伝達部は、ヒートパイプを含んで
    構成されていることを特徴とする請求項１に記載の電子
    カメラ。
  9. 【請求項９】 上記冷却装置は、放熱フィンを有してな
    るものであることを特徴とする請求項１に記載の電子カ
    メラ。
  10. 【請求項１０】 パッケージ封止された、被写体光像を
    電気的な映像信号に変換するための固体撮像素子と、 一端部をこの固体撮像素子のパッケージに熱的に結合す
    るように密着させ、他端部を電子カメラの外装の表面近
    傍に露出させた熱伝達手段と、 この熱伝達手段の上記他端部を冷却するアクセサリ装置
    を装着するための装着部と、 を具備したことを特徴とする電子カメラ。
  11. 【請求項１１】 上記熱伝達手段は、ヒートパイプを含
    むものであることを特徴とする請求項１０に記載の電子
    カメラ。
  12. 【請求項１２】 上記アクセサリ装置は、空気を送るた
    めの送風ファン装置と、電子カメラに電源を供給するた
    めの外部バッテリ装置と、を有し、上記装着部に着脱自
    在に装着されるように構成されたものであることを特徴
    とする請求項１０に記載の電子カメラ。
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