JP2006211091A - 撮像素子の放熱構造及び撮像素子放熱構造を備えたデジタルカメラ並びにカメラ用冷却具とカメラの放熱方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 比較的単純な構造によりデジタルカメラ100に内蔵された撮像素子150の温度上昇を防止し、長時間の連続的露光であってもノイズの少ない高画質の画像データを形成可能とすると共に、デジタルカメラ100の小型軽量化をも容易とする。
【解決手段】 撮像素子150の裏面に密着させた平板状の放熱板160から下方に延設される放熱路163を有し、放熱路163の先端はカメラケース110の下面に表面を露出させた放熱部165を有し、放熱部165には三脚台の雄ネジが螺入可能とされる三脚穴141を有する放熱構造を備えたデジタルカメラ100とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、デジタルカメラに関し、特にデジタルカメラの撮像素子を冷却する放熱構造及び冷却具や放熱方法に関するものである。

今日、一般にデジタルカメラと呼ばれ、二次元ＣＣＤなどの撮像素子を用い、メモリチップなどに電子画像データを記憶させるデジタル式のカメラが多用されるようになってきた。

このデジタルカメラは、例えば、図１０に示すように、箱形のボディー前面にレンズ鏡筒115とファインダ117やストロボ発光窓119、ボディーの上面に電源ボタン111やシャッターボタン113を有し、ボディーの後面には、図１１に示すように、大きくモニタ画面121を備えると共に種々の操作ボタンが設けられたデジタルカメラ100とされるものである。

そして、ボディーの下面には、図１２に示すように、三脚穴141と電池カバー139が設けられたデジタルカメラ100とされることが多い。
また、このデジタルカメラ100の撮像素子は、今日、画素数が300万画素や５００万画素などの高画素数のＣＣＤなどを用いて高画質の画像を記録可能とすると共に、短時間の動画の記録も可能とされるものがある。

このように、今日のデジタルカメラ100は高機能・高性能とされ、三脚台に固定して天体撮影を行うことにも利用されるようになってきた。
このように、連写や動画の記録又は撮像画面のモニタなどの連続撮影を繰り返す場合や天体撮影のような長時間露光を行う場合、撮像素子への電力供給が連続することとなり、撮像素子の温度上昇による画質の低下を生じさせることもあった。

このため、撮像素子への負荷状態や撮像素子の温度検出により、撮像素子の温度が高くなった場合に撮像素子を冷却する装置を付加することも提案されている（例えば特許文献１）。
特開２００３−３０４４２０号公報

今日、デジタルカメラは小型化の要望が強く、光学系や回路素子の小型密集化など、高機能・高性能を維持しつつカメラボディの小型化が日々進化している現状であり、現在提案されている二次元ＣＣＤなど撮像素子の温度上昇を防止してノイズの少ない高画質の画像データを形成可能とする冷却機構は、一般に複雑な構造や構成とされており、デジタルカメラの小型化を困難とする一因となっている。

本発明は、比較的単純な構造によりデジタルカメラに内蔵された撮像素子の温度上昇を防止し、長時間の連続露光であってもノイズの少ない高画質の画像データを形成可能とするものである。

本発明は、撮像素子（150）の裏面に配置される放熱板（160）と、該放熱板（160）から延設される放熱路（163）と、該放熱路（163）の先端に接続されて三脚台（200）に設けられた雄ネジである三脚ネジ（207）と螺合するネジ穴とされる三脚穴（141）を備えた放熱部（165）と、を有する放熱構造とするものである。

尚、放熱板（160）には、撮像素子（150）の電極（151）を貫通させる透孔（161）を設けることが好ましい。

そして、本発明は、撮像素子（150）の裏面に配置した放熱板（160）から下方に延設される放熱路（163）を有し、放熱路（163）の先端にはカメラケース（110）の下面に表面を露出させた放熱部（165）を有し、放熱部（165）には三脚台（200）の三脚ネジ（207）が螺入可能とされる三脚穴（141）を有する放熱構造を備えたデジタルカメラ（100）とするものである。

また、放熱板（160）には透孔（161）を設け、透孔（161）に撮像素子（150）の電極（151）を貫通させて電極（151）の先端を回路基板（155）に固定することが好ましい。

更に、放熱構造の放熱部（165）に形成された三脚穴（141）に螺合する雄ネジ（245）を本体の上部に有し、本体が冷却容器部（241）と容器カバー（243）とで形成され、冷却容器部（241）の内部に空間を形成して冷却剤を収納可能とした冷却具を備えるデジタルカメラ（100）とすることもある。

そして、冷却具の容器カバー（243）はその上部にボールジョイント部（203）を介したネジ台（205）を備え、このネジ台（205）に三脚ネジ（207）を有するものとし、冷却具の冷却容器部（241）は下端にセンターポール（223）を有して伸縮可能な３本の脚部（227）を有するポールスライダー（221）にセンターポール（223）を貫通させて３本の脚部（227）に支持される冷却容器部（241）とすることにより、冷却容器部（241）の上部にカメラの三脚穴（141）に螺入する三脚ネジ（207）を有する冷却具をも備えるデジタルカメラ（100）とするものであり、冷却容器部（241）には可動板（233）と可動板（233）を上方に押圧するスプリング（235）とを内蔵させることもある。

更に、本発明は、上端に三脚ネジ（207）を有するネジ台（205）の下方にボールジョイント部（203）を備え、このボールジョイント部（203）を支持する三脚台カバー（212）と、内部にスプリング（235）と可動板（233）とを内蔵して三脚台カバー（212）と結合される冷却容器部（241）としての三脚台本体（210）とを有し、三脚台本体（210）を伸縮可能な三本の脚部（227）で支持したカメラ用冷却具とするものである。

また、本発明は、撮像素子（150）の発熱を該撮像素子（150）の裏面に配置された放熱板（160）から延設される放熱路（163）を経由し、該放熱路（163）の先端に接続され三脚台（200）の雄ネジである三脚ネジ（207）と螺合するネジ穴を備えた放熱部（165）から放熱させるようにするカメラの放熱方法とするものであり、放熱板（160）には、撮像素子（150）の電極（151）を貫通させる透孔（161）を設けるカメラの放熱方法とすることが好ましい。

本発明に係る放熱構造は、撮像素子150の裏面に配置した放熱板160及び放熱路163を介してカメラに内蔵される撮像素子150の温度上昇を低減することができるため、デジタルカメラ100の内部構造を複雑とすることなく撮像素子150の放熱冷却を行うことができる。

そして、放熱部165の表面をカメラケース110の下面に露出させる放熱構造を備えるカメラとすることにより、撮像素子150の発する熱をカメラケース110の外部に排出して撮像素子150の温度上昇を低減することが容易にできる。

また、放熱構造と冷却具とを備えたカメラは、撮像素子150の温度上昇を確実に防止することができるデジタルカメラ100であって、冷却容器部241を３本の脚部227で支持する冷却具を備えたデジタルカメラ100は、カメラを固定して撮影を行いつつ撮像素子150の温度上昇を防止することができる。

更に、三脚ネジ207を支持する三脚台カバー212と三脚台本体210で構成されるカメラ用冷却具は、三脚ネジ207をカメラの三脚穴141に螺入することにより、デジタルカメラ100の底部を冷却して撮像素子150の温度上昇を低減し、且つ、三脚でカメラを固定してブレのない映像の記録を可能とするものである。

そして、撮像素子150の裏面に配置した放熱板160から延設された放熱路163を経由させてネジ穴を備えた放熱部165から放熱させる方法は、放熱路163を設けることによって、撮像素子150の発する熱を外部に容易に放熱することができる。

本発明に係る放熱構造を備えたデジタルカメラ100は、撮像素子150の裏面に配置した平板状の放熱板160から下方に延設される放熱路163を有し、放熱路163の先端にはカメラケース110の下面に表面を露出させた放熱部165を有するアルミ合金製の放熱板160と放熱路163と放熱部165とで形成される放熱構造を内蔵し、放熱板160には透孔161を設けてこの透孔161に撮像素子150の電極151を貫通させることにより電極151の先端を回路基板155に固定し、放熱部165には三脚台200の雄ネジである三脚ネジ207が螺入可能とされる三脚穴141を有する鉄製のネジ穴部材167が埋設された放熱構造を備えたデジタルカメラ100とするものである。

また、容器カバー243と冷却剤を収納可能な冷却容器部241とで形成された冷却具であって、カメラケース110の下面に露出するネジ穴部材167の三脚穴141に螺合する雄ネジ245を上部に有し、冷却容器部241に可動板233と可動板233を上方に押圧するスプリング235とを内蔵してカメラに着脱可能とされる冷却具を備えたデジタルカメラ100とすることが好ましい。

本発明に係るデジタルカメラは、その外観や内部の機構及び構造は従来のデジタルカメラと略同様であって、電源ボタンやシャッターボタン、ファインダ前窓及びファインダ後窓、モニタ画面、ズームボタン、セットボタン、などを有し、撮像素子及びメモリチップなどを内蔵すると共に、発熱した撮像素子を放冷する放熱構造を備えるデジタルカメラである。

即ち、このデジタルカメラは、図１に示すように、箱形のカメラケース110の前面には沈胴式のレンズ鏡筒115とファインダ前窓117、ストロボ発光窓119、更に収音穴143を有し、カメラケース110の上面には、電源ボタン111及びシャッターボタン113が設けられるものであり、カメラケース110の後面には、図２に示すように、液晶表示装置などによるモニタ画面121とズームボタン123、撮影モードボタン125、再生モードボタン127、ファインダ後窓118、メニューボタン131、方向キー135及びセットボタン133やＤＩＳＰボタン137、スピーカ穴145などが設けられたデジタルカメラ100とするものである。

このデジタルカメラ100は、ファインダ後窓118から覗くことによりファインダ前窓117を通してカメラの向きを定める他、撮像素子で撮像した映像をモニタ画面121に表示して撮像画面の範囲や倍率を決定することができるものである。
そして、メニュー画面などでカーソルの表示がされたとき、方向キー135によりカーソルの移動を操作してメニュー画面に表示されたメニューの選択をセットボタン133で決定することができるものであり、メニューボタン131により各種メニューを表示させ、撮影モード時にメニューボタン131を操作すると、撮影画素数の設定や撮影画質として圧縮率の異なるファインモード、ノーマルモード、エコノミーモードの選択、静止画と動画や画像記録と音声録音との切り換え、セルフタイマー、ストロボ、ホワイトバランスなどの各種撮影条件の設定を行うことができる。又、再生モード時にメニューボタン131を操作すると、画面の自動送り、プロテクトの設定、印刷枚数の設定、画像の回転、トリミング、リサイズなどの設定を行うことができる。

また、ＤＩＳＰボタン137を操作すると、モニタ画面121上に各種情報を表示することができ、画素数、画質、静止画か動画又は音声の区別、日付、時間、電池残量、メモリ残量などを表示し、又は表示を消去して画像だけの表示を行うように切り換えることができるものである。

更に、電池カバー139の内部には、電池やメモリチップが着脱可能に内臓されており、電池を挿入してデジタルカメラ100を作動させ、撮像素子で撮影した画像データをメモリチップに記憶し、また、メモリチップから画像データを読み出してモニタ画面121に再生表示させることや、メモリチップをデジタルカメラ100から取り出して他のパーソナルコンピュータで画像データによる画像を表示させたりプリントアウトによる印刷を行ったりすることができるようにされている。

そして、このデジタルカメラ100に組み込まれる放熱構造は、図３に示すように、カメラケース110の前面に設けられたレンズ鏡筒115の後方に配置された撮像素子150の裏面に密着させる板状の放熱板160を有し、図４に示すように、放熱板160に設けられた透孔161を貫通する電極151の先端を回路基板155にボンディングすることにより撮像素子150を回路基板155に固定すると共に、撮像素子150と回路基板155との間に放熱構造を配置するものである。

更に、この放熱構造は、放熱板160の下端から下方に延設される平板状の放熱路163を有し、放熱路163の下端は前後左右に幅を広げて下面を平坦とした放熱部165とするものであって、放熱部165の下面略中央に雌ネジを形成した凹陥部である三脚穴141を備え、この放熱部165は、図３及び図５に示すように、その下面でカメラケース110の底面を形成するようにして、放熱部165の下方表面を露出させているものである。

なお、この放熱構造は、鉄などの熱伝導性の良好な金属を用いるものであり、放熱構造全体を鉄などの剛性と熱伝導性を有する金属で形成する場合や、銅又はアルミニウムなどのより熱伝導性の優れた金属を用いて放熱構造を形成すると共に雌ネジを内部に形成して三脚穴141を形成した筒状のネジ穴部材167を鉄などの熱伝導性と剛性を有する金属により形成し、このネジ穴部材167を図３乃至図５に示したように放熱構造の放熱部165に埋設することもある。

また、熱伝導性合成樹脂を用いて放熱板を形成することもあり、アルミニウムや熱伝導性合成樹脂を用いた場合は、デジタルカメラ100の重量増加を少なくすることができるものである。

このように、本実施例に係る放熱構造は、撮像素子150の裏面に密着させる放熱板160と該放熱板160から延設される放熱路163を有しているため撮像素子150が発する熱を放熱路163を介して放熱部165に伝達し、カメラに内蔵される撮像素子150の温度上昇を低減することができる。そして、放熱板160に透孔161を有する放熱板は、撮像素子150を回路基板155に固定することを容易としつつ撮像素子150の裏面に放熱板160を密着させることを容易としたものである。

また、本実施例に係るデジタルカメラ100は、撮像素子150の裏面に密着された放熱板160から延設された放熱路163の先端に形成される放熱部165の表面をカメラケース110の下面に露出させる放熱構造を備えるカメラであるから、撮像素子150の発する熱をカメラケース110の外部に排出して撮像素子150の温度上昇を低減することが容易にできるカメラである。

そして、放熱板160の透孔161を貫通した撮像素子150の電極151を回路基板155に固定したデジタルカメラ100は、回路基板155と撮像素子150の間に設けた板状の放熱板160から板状の放熱路163をカメラの下面に至るように設けるものであるから、カメラの小型化を阻害することなく撮像素子150の温度上昇を低減できる。

このように、熱伝導性の良好な放熱板を用い、放熱板160を撮像素子150に密着させ、この放熱板160と放熱部165とを放熱路163で接続し、放熱部165の下面をカメラケース110の下面に露出させているため、撮像素子150の熱をデジタルカメラ100の外部に放出し、撮像素子150の温度上昇を防止して画像データのノイズを少なくすることができるものである。

また、この放熱構造は、放熱部165に三脚穴141を有し、三脚ネジ207を螺入可能としているため、冷却剤を収納可能とした三脚台200を取り付けることにより、より効果的に撮像素子150を冷却することができる。

このカメラ用冷却具とする三脚台200は、図６に示すように、三脚台本体210の上部を三脚台カバー212とし、三脚台カバー212の上部に設けられたジョイントカバー214によりボールジョイント部203を支持し、三脚台本体210の下方に設けたポールスライダー221には開閉及び伸縮可能な三本の脚部227を取り付けて脚部227により三脚台本体210を支持するものとし、ボールジョイント部203の上部に連接されたカメラ固定部201の上端に設けられるネジ台205の中央に三脚ネジ207を有するものである。

そして、この三脚台本体210の内部には、図７に示すように、冷却剤室231とするための空間を形成すると共にこの三脚台本体210の内面には本体断熱材218の層を設け、この本体断熱材218の内面を摺動する円板状の可動板233を挿入すると共に可動板233の下方にスプリング235を収納して可動板233を上方に押圧可能とするものである。

更に、この三脚台本体210に螺合又は嵌合により固定する三脚台カバー212も、内部に空間を設けて三脚台本体210の内部空間と合わせて冷却剤室231を形成するものとし、三脚台カバー212の周壁内面にカバー断熱材219の層を設け、ジョイントカバー214に支持されたボールジョイント部203の一部をこの空間に露出させるものである。

また、ジョイントカバー214には、ボールジョイント部203を固定する固定ネジ216を設け、ボールジョイント部203とネジ台205とを接続するカメラ固定部201の内部には、ボールジョイント部203の下端からネジ台205の近傍に至る銅棒などの導熱材209を埋め込んでいる。

従って、三脚台カバー212を三脚台本体210から外し、三脚台本体210の冷却剤室231にドライアイス又は保冷剤や氷などを入れ、三脚台カバー212を三脚台本体210に固定し、三脚ネジ207を放熱部165の三脚穴141に螺入することにより、図８に示すように、カメラを三脚台200に固定すれば、撮像素子150をより効果的に冷却することができる。

そして、３本の脚部227を適宜に開き、脚部227を伸ばしてポールスライダー221の高さを調整すると共に、センターポール223を移動させて三脚台本体210の高さを調整してポールロックネジ225により三脚台200の高さを固定し、カメラの向きを被写体に合わせて固定ネジ216よりボールジョイント部203をジョイントカバー214や三脚台本体210に対して固定すれば、カメラを被写体に対して容易に移動しないように固定することができ、カメラのブレをなくした美麗な写真の撮影が可能となると共に連続撮影や長時間のモニタ又は露光を行っても撮像素子150の温度上昇を防止して美麗にして高画質の画像の記録を行うことができるものである。

このように、三脚ネジ207をボールジョイント部203を介して支持する三脚台カバー212と内部に可動板233とスプリング235とを内蔵した冷却容器部241としての三脚台本体210で構成されるカメラ用冷却具は、三脚ネジ207をカメラの三脚穴141に螺入することにより、デジタルカメラ100の底部を冷却して撮像素子150の温度上昇を低減してノイズの少ない映像信号を形成させると共に、三脚でカメラを固定してブレのない美麗な映像の記録を可能とするものである。

なお、カメラ用冷却具は、脚部227を有する三脚台200に限るものでなく、図９に示すように、冷却容器部241と雄ネジ245を上面中央に備えた容器カバー243とすることもある。

この冷却容器部241も、三脚台本体210と同様に、冷却剤室231とする空間を内部に有し、断熱材の層を介して可動板とスプリングとを冷却剤室231に内蔵させることにより、冷却剤室231に収納したドライアイスや冷却剤などを容器カバー243の内側上面に押し付け、冷却具の上面となる容器カバー243を効率良く冷やし、カメラケース110の底部や三脚穴141の周辺を効果的に冷却することができるものである。

そして、この冷却具は、デジタルカメラ100への着脱及び携帯が容易であるため、連続撮影などの長時間の連続した撮影を行う場合などの冷却を必要とするときにだけカメラに装着することが容易にできるものである。

このように、放熱部165の三脚穴141に螺合する雄ネジ245を有する冷却具を備えたカメラは、撮像素子150の温度上昇を確実に防止することができるデジタルカメラ100とすることができ、更に、冷却具の冷却容器部241に可動板233とスプリング235とを内蔵させれば、冷却具の上面ひいてはデジタルカメラ100の底部を効果的に冷やすことができる。

本発明に係る放熱構造、放熱構造を備えたデジタルカメラ、及び、カメラ用冷却具は、デジタルカメラの撮像素子の温度上昇を防止し、ノイズの少ない映像信号を形成して高画質の映像データを形成記録することができると共に、小型軽量のデジタルカメラを容易に提供できるものである。

本発明に係るデジタルカメラの外観例を示す正面斜視図。 本発明に係るデジタルカメラの外観例を示す背面斜視図。 本発明に係るデジタルカメラの要部断面図。 本発明に係るデジタルカメラの放熱構造正面図。 本発明に係るデジタルカメラの底部を示す図。 本発明に係るデジタルカメラのカメラ用冷却具の要部外観図。 本発明に係るデジタルカメラのカメラ用冷却具の要部を示す断面図。 本発明に係るデジタルカメラにカメラ用冷却具を装着した状態を示す図。 本発明に係るデジタルカメラのカメラ用冷却具の他の実施例を示す図。 従来のデジタルカメラの一例を示す正面斜視図。 従来のデジタルカメラの一例を示す背面斜視図。 従来のデジタルカメラの一例を示す下面図。

符号の説明

１００ デジタルカメラ
１１０ カメラケース １１１ 電源ボタン
１１３ シャッターボタン １１５ レンズ鏡筒
１１７ ファインダ前窓 １１８ ファインダ後窓
１１９ ストロボ発光窓 １２１ モニタ画面
１２３ ズームボタン １２５ 撮影モードボタン
１２７ 再生モードボタン １３１ メニューボタン
１３３ セットボタン １３５ 方向キー
１３７ ＤＩＳＰボタン １３９ 電池カバー
１４１ 三脚穴 １４３ 収音穴
１４５ スピーカ穴
１５０ 撮像素子 １５１ 電極
１５５ 回路基板
１６０ 放熱板 １６１ 透孔
１６３ 放熱路 １６５ 放熱部
１６７ ネジ穴部材
２００ 三脚台
２０１ カメラ固定部 ２０３ ポールジョイント部
２０５ ネジ台 ２０７ 三脚ネジ
２０９ 導熱材 ２１０ 三脚台本体
２１２ 三脚台カバー ２１４ ジョイントカバー
２１６ 固定ネジ ２１８ 本体断熱材
２１９ カバー断熱材 ２２１ ポールスライダー
２２３ センターポール ２２５ ポールロックネジ
２２７ 脚部 ２３１ 冷却剤室
２３３ 可動板 ２３５ スプリング
２４１ 冷却容器部 ２４３ 容器カバー
２４５ 雄ネジ

Claims (10)

1. 撮像素子の裏面に配置された放熱板と、該放熱板から延設される放熱路と、該放熱路の先端に接続されて三脚台の雄ネジである三脚ネジと螺合するネジ穴を備えた放熱部と、を有することを特徴とする撮像素子の放熱構造。
2. 前記放熱板には、撮像素子の電極を貫通させる透孔を有することを特徴とする請求項１に記載した撮像素子の放熱構造。
3. 撮像素子の裏面に配置された放熱板と、この放熱板から下方に延設される放熱路を備え、該放熱路の先端にはカメラケースの下面に表面を露出させた放熱部を備え、該放熱部には三脚台の雄ネジが螺入可能とされる三脚穴を備えた放熱構造を有することを特徴とするデジタルカメラ。
4. 前記放熱板は透孔を有し、透孔に撮像素子の電極を貫通させて電極の先端を回路基板に固定していることを特徴とする請求項３に記載したデジタルカメラ。
5. 前記放熱構造の前記放熱部に形成されている三脚穴に螺合する雄ネジを本体の上部に有し、本体が冷却容器部と容器カバーとで形成され、冷却容器部の内部に空間を形成して冷却剤を収納可能とした冷却具を備えることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載したデジタルカメラ。
6. 前記冷却具の容器カバーはボールジョイント部を介したネジ台を備えて該ネジ台に三脚ネジを有し、冷却具の冷却容器部は下端にセンターポールを有して伸縮可能な３本の脚部を有するポールスライダーにセンターポールを貫通させていることを特徴とする請求項５に記載したデジタルカメラ。
7. 前記冷却容器部は、内部にスプリングとスプリングにより上方へ押圧される可動板とを内蔵していることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載したデジタルカメラ。
8. 上端に三脚ネジを有するネジ台の下方にボールジョイント部を備え、このボールジョイント部を支持する三脚台カバーと、内部にスプリングと可動板とを内蔵して三脚台カバーと結合される冷却容器部としての三脚台本体とを有し、三脚台本体を伸縮可能な三本の脚部で支持したことを特徴とするカメラ用冷却具。
9. 撮像素子の発熱を該撮像素子の裏面に配置された放熱板から延設される放熱路を経由させ、該放熱路の先端に接続され三脚台の雄ネジである三脚ネジと螺合するネジ穴を備えた放熱部から放熱させることを特徴とするカメラの放熱方法。
10. 前記放熱板には、撮像素子の電極を貫通させる透孔を設けていることを特徴とする請求項９に記載したカメラの放熱方法。

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