JP2006222776A - 撮像装置 - Google Patents

撮像装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2006222776A
JP2006222776A JP2005034744A JP2005034744A JP2006222776A JP 2006222776 A JP2006222776 A JP 2006222776A JP 2005034744 A JP2005034744 A JP 2005034744A JP 2005034744 A JP2005034744 A JP 2005034744A JP 2006222776 A JP2006222776 A JP 2006222776A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
ccd
imaging
cooling element
cooling
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2005034744A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4722505B2 (ja
Inventor
Ryuichi Hirano
龍一 平野
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Olympus Corp filed Critical Olympus Corp
Priority to JP2005034744A priority Critical patent/JP4722505B2/ja
Publication of JP2006222776A publication Critical patent/JP2006222776A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4722505B2 publication Critical patent/JP4722505B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
  • Studio Devices (AREA)
  • Cooling Or The Like Of Semiconductors Or Solid State Devices (AREA)

Abstract

【課題】小型な冷却構造で、撮像素子への熱の回り込みが少なく、冷却効率が良好な撮像装置を提供することを目的とする。
【解決手段】冷却素子6の冷却面6aに撮像素子1が配置され、放熱面6b側にヒートシンク8が配置される構造において、基板3とCCD1とを固定した上で、基板3を冷却素子6側に押圧する押圧手段、例えばコイルばね17を設けることで、構造的な制約が少なく、小型な冷却構造を実現でき、かつ、基板3の断熱性を利用することで、撮像素子1は冷却素子6と基板3とによって熱的に孤立した状態となり、撮像素子1だけを冷却でき、シートシンク8が放熱した熱や外気熱の撮像素子1への回り込みがないようにした。
【選択図】 図1

Description

本発明は、CCD,CMOS等の撮像素子を用いる撮像装置に関するものである。
一般に、CCD等の撮像素子を用いた撮像装置においては、CCDの温度上昇や長い露出時間などの影響によって撮像する画像が劣化することが知られている。特に、蛍光顕微鏡などの用途に用いる場合には、対象となる蛍光画像等の発する蛍光は非常に微弱な光であるため、長時間にわたって露出する必要があり、CCDが発する熱を無視することができず、画像にノイズが生ずることが知られている。
このようなCCDの温度上昇に対する主な対策としては、ペルチェ素子等の冷却素子を使用してCCDを冷却するようにしている。ここで、CCDと冷却素子との間に他の部材を介在させると、CCDの冷却温度が上昇してしまうので、CCDは冷却素子の冷却面に直接取付けることが望ましい。これは、他の部材を介在させると、冷却する部材の総熱容量が増えることによる冷却速度の低下や、介在させた部材が周囲から熱を吸熱することによる冷却効率の低下があるためである。しかしながら、通常、CCDと冷却素子とは、ねじ等で直接固定できる構造は採られていない。
このため、従来にあっては、CCDと冷却素子とを如何に直接的に接触させるかについての対応策が種々提案されている。例えば、特許文献1によれば、撮像を行うCCDと、CCD側の面を冷却面とする冷却素子(ペルチェ素子)と、一端が冷却素子の放熱面に接触するように配置されるヒートパイプと、CCDが半田付け固定された基板とヒートパイプとの間に挿入されてヒートパイプに対してCCD側に向けて圧力を加えるゴム等の弾性体と、を備えることで、CCDと冷却素子とヒートパイプとの確実な熱接触を得る構成例が提案されている。
また、特許文献2によれば、撮像を行うCCDと、冷却面がCCDの撮像面とは反対側の背面側に接触するように配置された冷却素子と、放熱ブロックを含む外装カバーの一部に取付けられてCCDを冷却素子側に押圧する板ばねと、を備える構成例が提案されている。
さらに、特許文献3によれば、撮像を行うCCDと、CCD側を冷却面とする冷却素子と、冷却素子の放熱面に接するように配置される熱伝導ピン並びに放熱板と、放熱板に取付けられて熱伝導ピンをCCD側に押圧する板ばねと、を備える構成例が提案されている。
また、特許文献4によれば、部材の寸法にばらつきがあっても、CCDの光軸が一定となるように、撮像を行うCCDと、このCCDに対して伝熱板を介して接触してCCDの冷却を行う冷却素子と、CCDを含む電子部品を実装する基板と、これらを収容する気密構造の金属パッケージと、を備える構造において、CCDの基板上への実装をソケット構造によって光軸方向に移動自在とする、構成例が提案されている。
特開平8−31993号公報 特開平6−45570号公報 特開平9−83878号公報 特開平10−210344号公報
ところで、特許文献1によれば、CCDと冷却素子(ペルチェ素子)とヒートパイプとがゴムによって加圧状態で密着するので、CCDが発する熱を冷却素子を介してヒートパイプによって外部に放熱する上で冷却効率が極めて良好なる構造といえる。しかし、特許文献1方式の場合、CCD付近の光軸方向の厚みが大きくて冷却構造が大型化してしまう。また、CCD構造も、CCDとその実装基板との間で、冷却素子とヒートパイプとゴム等の弾性体とが積層状態になるため、CCDのリード端子の長さがこれらの積層厚みより長くなくてはならず、リード端子が汎用長さのCCDを用いることはできず、CCDの選択肢が大幅に限定されてしまうという欠点もある。
一方、特許文献2によれば、CCD付近の冷却構造が大型化することなく、かつ、汎用のCCDを用いることが可能な上に、CCDを冷却素子に対して常に加圧状態で密着させることができる。しかしながら、放熱ブロックを含む外装カバーの一部に取付けられてCCDを冷却素子側に押圧する板ばねを備えるため、冷却素子が外装カバー側に折角放熱した熱量の一部が該外装カバーの一部に取付けられた板ばねを通してCCDに回り込み、冷却効率が著しく低下してしまう場合がある。
また、特許文献3の場合、CCDの撮像面側はカバー部材によって固定されているものであり、CCDから冷却素子、熱伝導ピン、放熱板を介して外気に放熱した熱がカバー部材を介してCCD側に回り込むため、特許文献2の場合と同様に、冷却効率が著しく低下してしまう場合がある。
さらに、特許文献4の場合、基板に対するCCDの実装がソケット構造によって挿入方向には移動自在とされているので、寸法ばらつきに関係なくCCDと冷却素子の冷却面との接触状態が得られたとしても、本来的にソケット方式によって圧力がかからない構造であり、より現実的には両者間に浮きが生じてしまう構造であるため、CCDから冷却素子の冷却面への熱伝導率は低く、結局、冷却効率が低くなるという問題点があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、小型な冷却構造で、撮像素子への熱の回り込みが少なく、冷却効率が良好な撮像装置を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項1に係る撮像装置は、撮像素子と、該撮像素子が冷却面側に配置されて前記撮像素子を冷却する冷却素子と、該冷却素子の放熱面に接する接触面を有するヒートシンクと、断熱材を介して前記冷却素子側に前記撮像素子を押圧する押圧手段と、を備えることを特徴とする。
請求項2に係る撮像装置は、請求項1に係る撮像装置において、前記断熱材は、前記撮像素子が電気的に接続され機械的に固定された基板であり、前記押圧手段は、前記冷却素子側に押圧力が作用する状態で前記基板を前記ヒートシンクに取付けることによって前記撮像素子を前記冷却素子側に押圧することを特徴とする。
請求項3に係る撮像装置は、請求項2に係る撮像装置において、前記押圧手段は、押圧部材を用いて押圧力を作用させることを特徴とする。
請求項4に係る撮像装置は、請求項3に係る撮像装置において、前記押圧部材の前記ヒートシンク側から頂部までの高さは、前記撮像素子の前記冷却素子とは反対側の面までの高さとほぼ同一であることを特徴とする。
請求項5に係る撮像装置は、請求項2に係る撮像装置において、前記押圧手段は、前記基板の有する弾性変形力を用いて押圧力を作用させることを特徴とする。
請求項6に係る撮像装置は、請求項5に係る撮像装置において、前記押圧手段は、前記撮像素子の撮像面を含む平面と平行な面において前記撮像素子よりも外側に設定された取付け位置で押圧方向の高さを調整自在に前記基板を前記ヒートシンクに取付ける締結具を有し、該締結具による前記基板の取付け位置での高さを前記撮像素子が前記冷却素子に接する場合の高さ位置よりも前記ヒートシンク側に低い位置とすることを特徴とする。
請求項7に係る撮像装置は、請求項2〜6のいずれか1つに係る撮像装置において、前記基板の取付け位置は、前記撮像素子から離れた該基板の端部付近に設定されていることを特徴とする。
請求項8に係る撮像装置は、請求項2〜7のいずれか1つに係る撮像装置において、前記撮像素子は、前記基板に対してリード端子の半田付けによって電気的に接続されかつ機械的に固定されていることを特徴とする。
請求項9に係る撮像装置は、請求項2〜7のいずれか1つに係る撮像装置において、前記撮像素子は、前記基板に対してリード端子が着脱自在なソケット構造によって電気的に接続され、第2の締結具によって機械的に着脱自在に固定されていることを特徴とする。
請求項10に係る撮像装置は、請求項1に係る撮像装置において、前記ヒートシンクは、前記撮像素子および前記冷却素子を密閉する空間を形成する外装カバーよりなることを特徴とする。
請求項11に係る撮像装置は、請求項1に係る撮像装置において、前記撮像素子は、2次元CCD(電荷結合素子)であることを特徴とする。
請求項12に係る撮像装置は、請求項1に係る撮像装置において、前記冷却素子は、ペルチェ素子であることを特徴とする。
本発明によれば、冷却素子の冷却面側に配置された撮像素子を押圧手段によって冷却素子側に押圧するので、構造的な制約は少なく、小型な冷却構造を実現でき、また、押圧手段は、断熱材を介して撮像素子を冷却素子側に押圧するので、撮像素子は冷却素子と断熱材とによって熱的に孤立した状態となり、撮像素子だけを冷却することができ、シートシンクが放熱した熱や外気熱の撮像素子への回り込みが少なくて冷却効率が良好な撮像装置を提供することができる。
以下に添付図面を参照して、本発明に係る好適な実施の形態について詳述する。
(実施の形態1)
本実施の形態1は、例えば露出時間の長い蛍光顕微鏡等において撮像素子として2次元CCDを用いた撮像装置への適用例を示す。図1は、本実施の形態1の撮像装置の構成例を示す縦断正面図である。まず、蛍光画像等の被写体を撮像する撮像素子を実現する2次元構造のCCD(電荷結合素子)1が設けられている。このCCD1は、その撮像面1aとは反対側の背面側に該CCD1よりも一回り小さな開口2を有する基板3に対して開口2周りでリード端子4が半田5付けされることによって電気的に接続され、かつ、機械的にも固定されている。また、CCD1の背面側には、開口2位置に配置されて該CCD1を冷却するための冷却素子6を実現するペルチェ素子が設けられている。この冷却素子6は開口2よりも一回り小さな直方体状の素子であり、CCD1の背面と接触する面が冷却面6aとされ、その反対側の面が放熱面6bとされている。なお、特に図示しないが、基板3と冷却素子6との間で該冷却素子6に対する電気的な接続がされている。
さらに、これらのCCD1や冷却素子6、並びに基板3を取り囲んで密閉する空間7を形成する外装カバー8が設けられている。この外装カバー8は結露対策等の目的で密閉空間を形成するが、ヒートシンクとしても機能するもので熱伝導性のよい金属、例えばアルミニウム、銅などによって形成されている。この外装カバー8は、CCD1や基板3や冷却素子6などの組み付け性等を考慮して、CCD1の撮像方向に2分割されたカバー8a,8bによる分割構造からなる。カバー8aは例えば円盤形状、カバー8bは例えばカバー8aと同径の有底円筒形状とされ、固定ねじ9によって一体化されている。また、これらのカバー8a,8bの合わせ目は例えば円周方向に連続するシール機構10によって密閉性が保たれる構造とされている。ここに、一方のカバー8aは、冷却素子6の冷却面6bに接する接触面11を有し、他方のカバー8bにはCCD1の撮像面1aに対向する部分に開口12が形成され、この開口12部分に光透過性を有するカバーガラス13が接着剤等によって固定されることによって密閉状態でのCCD1による撮像が可能とされている。
さらに、前述の基板3を外装カバー8、本実施の形態1ではカバー8a側に取付ける取付け構造を有する。この取付け位置は、基板3上のどの位置でもよいが、本実施の形態1では、CCD1および冷却素子6よりも外側の位置であって、かつ、これらのCCD1および冷却素子6から最も離れた基板3の端部付近に設定されている。さらには、この取付け位置はCCD1の中心から見て左右均等位置に設定されている。このような取付け位置において、カバー8a側のねじ穴14に取付けられたスタッド15に対して基板3の丸孔3a(段付きねじ部の詳細を拡大して示す図2参照)が丁度嵌合する大きさの径を有する段付きねじ16のねじ部16aをねじ止めし、かつ、基板3と段付きねじ16の径大な頂部16bとの間に適正な押圧力を有する押圧部材、例えばコイルばね17を介在させることによって、基板3がカバー8aに対して取付けられている。従って、基板3は丸孔3aと段付きねじ16との嵌合によって該段付きねじ16の軸方向にのみ移動可能とされている。また、スタッド15の高さは、少なくとも、例えばCCD1が冷却素子6の冷却面6aに接する状態の基板3の高さ位置よりもカバー8a側に低い高さ位置となるように調整され、基板3がコイルばね17のばね力によって段付きねじ16に従いカバー8aに近づく方向への移動が可能とされている。
これにより、CCD1が実装固定された基板3を段付きねじ16とコイルばね17とによって冷却素子6側に押圧力が作用する状態でカバー8aに取付けることによって、CCD1を冷却素子6側に押圧する構造とされている。さらに、段付きねじ16のカバー8a内面から頂部16bまでの高さは、CCD1の冷却素子6とは反対側の面(撮像面1a)までの高さとほぼ同一となるように設定されている。この場合のほぼ同一とは、厳密に同一である必要はなく、同一程度であればよいことを意味する。
なお、カバー8aの一部には、基板3上の回路を外部の回路と接続するための接続線18が挿通される孔19が形成され、シリコン等の絶縁性シール部材20によって閉塞されている。21は接続線18を基板3に接続するためのコネクタである。
このような構成において、基板3上に固定されたCCD1は、該基板3がコイルばね17によって冷却素子6側に押圧力が作用する状態で取付けられているので、CCD1もその押圧力によって常に冷却素子6の冷却面6aに押圧状態で接触することとなる。この結果、CCD1と冷却素子6とカバー8aが密着状態を維持する。これにより、長時間の露光等によってCCD1が発熱したとしても、該CCD1は冷却素子6の冷却面6aを通じて直接冷却され、冷却素子6は吸熱した熱をカバー8a,8b側に放熱する。さらに、これらのカバー8a,8bは外気に放熱を行うことで、CCD1に起因する熱量を外気に放熱する。この場合、上記のように、CCD1と冷却素子6、冷却素子6とカバー8aとがコイルばね17による押圧力の下に適正な圧力で接触しているので、これらの、CCD1と冷却素子6、冷却素子6とカバー8aと、の間の熱抵抗が十分小さくなり、効率よくCCD1を冷却することができる。
特に、本実施の形態1では、基板3をCCD1等から離れた取付け位置でコイルばね17によって冷却素子6側に押圧しているので、より近くの位置でコイルばね17による押圧力を作用させる場合よりも、CCD1部分で冷却素子6に作用する押圧力が強すぎず、かつ、弱すぎないようにバランスされた適正な押圧力にしやすいものとなる。すなわち、CCD1や冷却素子6の実装高さのばらつきの影響を受けにくく、かつ、CCD1や冷却素子6が破損しないような押圧負荷をかけることが容易となる。
このように、本実施の形態1によれば、冷却素子6の冷却面6a側に配置されたCCD1を、基板3を介してコイルばね17によって冷却素子6側に押圧する単純構造なので、構造的な制約は少なく、CCDとして汎用の撮像素子を用いることができる小型な冷却構造を実現できる。この小型化は、段付きねじ16のカバー8a内面から頂部16bまでの高さを、CCD1の撮像面1aまでの高さとほぼ同一として高さを抑えることによっても、より実効あるものとすることができる。
また、CCD1とカバー8aとの間には、熱的に断熱材として機能する基板3が存在するので、スタッド15、段付きねじ16、コイルばね17等による金属製の押圧手段は、基板3を介してCCD1を冷却素子6側に押圧する構造であり、CCD1がカバー8a,8bと熱的に直接接触することなく、冷却素子6と基板3(断熱材)とによって熱的に孤立した状態となり、CCD1だけを冷却することができ、カバー8a,8bに放熱された熱や外気の熱が、これらのカバー8a,8bからCCD1側へ回り込むことはなく、冷却効率の良好なるものとなる。
図3は、変形例を示し、コイルばね17に代えて、板ばね22を押圧部材として用いた例を示す。この他、カバー8aの内面側と基板3との間に押圧部材として引っ張りばねを係止させることで、基板3に冷却素子6側への押圧力を作用させるようにしてもよい。また、長い段付きねじを直接カバー8aにねじ止めすることによってスタッド15を省略してもよい。
(実施の形態2)
図4は、本実施の形態2の撮像装置の構成例を示す縦断正面図である。本実施の形態2は、CCD1が固定された基板3のカバー8aに対する取付け構造が実施の形態1と異なり、他の構造は実施の形態1と同じであるので、図1で説明した部分と同一部分は同一符号を用いて示している。
本実施の形態2では、コイルばね17、板ばね22等の押圧部材を別個に用いることなく、基板3の有する弾性変形力を用いて該基板3を冷却素子6側に押圧力が作用するように変形させて取付けたものである。具体的には、基板3の端部付近に設定された取付け位置において、カバー8aに対してスタッド(締結具)31をその回転操作によってカバー8a内面からの高さ調整自在に設け、ナット32によって任意高さ位置で固定可能とし、所望の高さに調整固定されたスタッド31に対して基板3を固定ねじ(締結具)33によって固定するように構成されている。この場合の基板3の取付け位置での高さ(カバー8a内面からの高さ)は、CCD1が丁度冷却素子6の冷却面6aに接する場合の高さ位置P0よりもカバー8a側に少し低い位置P1に設定され、この高さ位置P1で固定ねじ33によって固定される。図5は、該位置P1等を含めて基板の変形等を模式的に示す図である。
つぎに、組立ておよび固定例について説明する。本実施の形態2の撮像装置の組立てに際して、基板3上にCCD1を半田付け固定した後、CCD1と冷却素子6、冷却素子6とカバー8aとが各々密着するようにスタッド31の高さ位置を調整した状態から、図4に示すように、CCD1の側面からスタッド31の中心までの距離をLとした場合、P0−P1=L/50〜L/100程度分の長さだけスタッド31をさらに押し込んで低く調整してナット32によって固定し、この調整完了状態で基板3を固定ねじ33によってスタッド31に固定するものである。スタッド31を押し込む程度は、基板3の厚さ、材質等にもよるが、本実施の形態2におけるL/50〜L/100という程度は、厚さ1.2mm程度の通常の基板を想定した場合の数値例である。
このような基板3の取付け構造によれば、その取付け固定位置が基板3が平らになる位置よりもカバー8a側に低い位置となっているので、該基板3が図4に示す状態では上向きU字状に弾性変形し、基板3に固定されてそのほぼ中央に位置するCCD1に対しては冷却素子6側に常に押圧力を作用させる状態となり、CCD1は押圧状態で冷却素子6の冷却面6aに密着する。特に、本実施の形態2では、基板3をCCD1等から離れた取付け固定位置にてスタッド31に対して固定することによって基板3を弾性変形させているので、より近くで基板3を固定して弾性変形させる場合よりも、基板3に過度な変形負担をかけることなく、CCD1部分で冷却素子6に作用する押圧力が強すぎず、かつ、弱すぎないようにバランスされた適正な変形押圧力にしやすいものとなる。すなわち、CCD1や冷却素子6の実装高さのばらつきの影響を受けにくく、かつ、CCD1や冷却素子6が破損しないような押圧負荷をかけることが容易となる。
このように、本実施の形態2によれば、CCD1と冷却素子6、冷却素子6とカバー8aとが基板3の弾性変形による押圧力の下に適正な圧力で接触しているので、これらの、CCD1と冷却素子6、冷却素子6とカバー8aと、の間の熱抵抗が十分小さくなり、効率よくCCD1を冷却することができる。特に、本実施の形態2では、冷却素子6の冷却面6a側に配置されたCCD1を、基板3の弾性変形を利用して冷却素子6側に押圧する単純構造なので、構造的な制約は少なく、CCDとして汎用の撮像素子を用いることができる小型な冷却構造を実現できる。この小型化は、コイルばね17等の弾性部材を別個に用いないことによっても、より実効あるものとすることができる。
また、CCD1とカバー8aとの間には、熱的に断熱材として機能する基板3が存在するので、金属製のスタッド31、固定ねじ33等の締結具によってカバー8aに固定される構造であっても、CCD1がカバー8a,8bと熱的に直接接触することなく、冷却素子6と基板3(断熱材)とによって熱的に孤立した状態となり、CCD1だけを冷却することができ、カバー8a,8bに放熱された熱や外気の熱が、これらのカバー8a,8bからCCD1側へ回り込むことはなく、冷却効率の良好なるものとなる。
(実施の形態3)
図6は、本実施の形態3の撮像装置の構成例を示す縦断正面図であり、図7は、その縦断側面図である。本実施の形態3は、基板3に対するCCD1の取付け構造が実施の形態2と異なり、基板3のカバー8aへの取付け固定構造は実施の形態2と同じである。
本実施の形態3の基板3は、図6に示すように、CCD1のリード端子4の挿入部がソケットタイプ、すなわち、CCD1のリード端子4が挿入される孔には貫通孔を備えたソケット41が固定されている。これにより、CCD1のリード端子4はソケット41に対して着脱自在であって、装着時の高さ方向の位置も調整可能とされている。従って、CCD1は基板3に対してリード端子4が着脱自在なソケット41によって電気的に接続されている。
一方、CCD1は、機械的には図7に示すように、基板3に対してナット42によって固定されたスタッド43に対してねじ44をねじ着させることによって着脱自在に固定されている。すなわち、これらのナット42、スタッド43およびねじ44が第2の締結具として用いられている。
つぎに、組立ておよび固定例について説明する。本実施の形態3の撮像装置の組立てに際して、基板3のソケット41にCCD1のリード端子4を挿入して電気的な接続を確保した後、基板3に対してスタッド43をナット42によって固定し、この状態でスタッド43に対してCCD1をねじ44によって固定する。スタッド43の固定は、リード端子4のソケット41への挿入前でもよい。ここで、リード端子4の長さ等にばらつきがあってもソケット41内で軸方向に移動自在であり、スタッド43によって規制される位置でCCD1は支障なく基板3に対して固定される。この後、CCD1と冷却素子6、冷却素子6とカバー8aとが各々密着するようにスタッド31の高さ位置を調整した状態から、図4で示した場合と同様に、CCD1の側面からスタッド31の中心までの距離をLとした場合、P0−P1=L/50〜L/100程度分の長さだけスタッド31をさらに押し込んで低く調整してナット32によって固定し、この調整完了状態で基板3を固定ねじ33によってスタッド31に固定する。
なお、本実施の形態2では、冷却素子6の放熱面6bとカバー8aの接触面11との間に、アルミニウム等の熱伝導率の高い材質による熱伝導部材45が介在され、ねじ46等によってカバー8aに固定されている。ここで、カバー8aと熱伝導部材45とは一体としてもよい。
本実施の形態3の場合も、CCD1が基板3に固定されているので、CCD1が基板3に半田付け固定された実施の形態2の場合と同様の作用・効果を奏する。加えて、本実施の形態3では、基板3に対するCCD1の取付けが、電気的にも機械的にも着脱自在であるので、例えばCCD1に不良があったような場合、ねじ44を外すことによって基板3からCCD1のみを取り外し交換することができ、半田付け方式のように、CCD1に不良があった場合に基板3全体を交換する方式に比して、交換に要する部品代、工数を削減することができる。逆に、電気的な接続はソケット方式とするが、機械的にはスタッド43、ねじ44によってCCD1は基板3に固定状態であるため、振動等によってCCD1の位置がずれてしまう等の不具合は生じない。
なお、本実施の形態3のソケット方式は、実施の形態2の如く、基板3の弾性変形力を利用する方式への適用例として説明したが、実施の形態1の如く、コイルばね17等の押圧部材を用いる方式にも同様に適用することができる。
(実施の形態4)
図8は、本実施の形態4の撮像装置の構成例を示す縦断正面図である。本実施の形態4では、CCD1をその撮像面1a側端部にて直接的に冷却素子6側に押圧する押圧手段を実現する板ばね51をカバー8b側に取付けて設け、かつ、板ばね51とCCD1との間に断熱材52を介在させたものである。
このような構成において、基板3上に固定されたCCD1は、板ばね51によって冷却素子6側に押圧力が作用する状態とされているので、その押圧力によって常に冷却素子6の冷却面6aに押圧状態で接触することとなる。この結果、CCD1と冷却素子6とカバー8a(従って、外装カバー8)が密着状態を維持する。これにより、長時間の露光等によりCCD1が発熱したとしても、該CCD1は冷却素子6の冷却面6aを通じて直接冷却され、冷却素子6は吸熱した熱をカバー8a,8b側に放熱する。さらに、これらのカバー8a,8bは外気に放熱を行うことで、CCD1に起因する熱量を外気に放熱する。この場合、上記のように、CCD1と冷却素子6、冷却素子6とカバー8aとが板ばね51による押圧力の下に適正な圧力で接触しているので、これらの、CCD1と冷却素子6、冷却素子6とカバー8aと、の間の熱抵抗が十分小さくなり、効率よくCCD1を冷却することができる。このように、冷却素子6の冷却面6a側に配置されたCCD1を、板ばね51によって冷却素子6側に押圧する単純構造なので、構造的な制約は少なく、CCDとして汎用の撮像素子を用いることができる小型な冷却構造を実現できる。
また、CCD1と板ばね51との間には、断熱材52が存在するので、金属製の板ばね51による押圧する構造であっても、CCD1がカバー8a,8bと熱的に直接接触することなく、冷却素子6と断熱材52とによって熱的に孤立した状態となり、CCD1だけを冷却することができ、カバー8a,8bに放熱された熱や外気の熱が、これらのカバー8a,8bからCCD1側へ回り込むことはなく、冷却効率の良好なるものとなる。
なお、これらの実施の形態では、結露対策等を考慮し、ヒートシンクとして密閉構造の外装カバー7を備える構造例で説明したが、このような密閉構造方式に限らず、例えばカバー8aに相当するヒートシンクのみが存在するような形式の開放構造の場合にも同様に適用することができる。
本発明の実施の形態1の撮像装置の構成例を示す縦断正面図である。 その段付きねじ付近を拡大して示す縦断正面図である。 変形例の撮像装置の構成例を示す縦断正面図である。 本発明の実施の形態2の撮像装置の構成例を示す縦断正面図である。 基板の変形等を模式的に示す図である。 本発明の実施の形態3の撮像装置の構成例を示す縦断正面図である。 その縦断側面図である。 本発明の実施の形態4の撮像装置の構成例を示す縦断正面図である。
符号の説明
1 CCD、撮像素子
3 基板、断熱材
4 リード端子
5 半田
6 冷却素子
6a 冷却面
6b 放熱面
8 外装カバー、ヒートシンク
11 接触面
17 押圧部材
22 押圧部材
31,33 締結具
41 ソケット
42〜44 第2の締結具
51 押圧手段
52 断熱材

Claims (12)

  1. 撮像素子と、
    該撮像素子が冷却面側に配置されて前記撮像素子を冷却する冷却素子と、
    該冷却素子の放熱面に接する接触面を有するヒートシンクと、
    断熱材を介して前記冷却素子側に前記撮像素子を押圧する押圧手段と、
    を備えることを特徴とする撮像装置。
  2. 前記断熱材は、前記撮像素子が電気的に接続され機械的に固定された基板であり、
    前記押圧手段は、前記冷却素子側に押圧力が作用する状態で前記基板を前記ヒートシンクに取付けることによって前記撮像素子を前記冷却素子側に押圧することを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
  3. 前記押圧手段は、押圧部材を用いて押圧力を作用させることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
  4. 前記押圧部材の前記ヒートシンク側から頂部までの高さは、前記撮像素子の前記冷却素子とは反対側の面までの高さとほぼ同一であることを特徴とする請求項3に記載の撮像装置。
  5. 前記押圧手段は、前記基板の有する弾性変形力を用いて押圧力を作用させることを特徴とする請求項2に記載の撮像装置。
  6. 前記押圧手段は、前記撮像素子の撮像面を含む平面と平行な面において前記撮像素子よりも外側に設定された取付け位置で押圧方向の高さを調整自在に前記基板を前記ヒートシンクに取付ける締結具を有し、該締結具による前記基板の取付け位置での高さを前記撮像素子が前記冷却素子に接する場合の高さ位置よりも前記ヒートシンク側に低い位置とすることを特徴とする請求項5に記載の撮像装置。
  7. 前記基板の取付け位置は、前記撮像素子から離れた該基板の端部付近に設定されていることを特徴とする請求項2〜6のいずれか1つに記載の撮像装置。
  8. 前記撮像素子は、前記基板に対してリード端子の半田付けによって電気的に接続されかつ機械的に固定されていることを特徴とする請求項2〜7のいずれか1つに記載の撮像装置。
  9. 前記撮像素子は、前記基板に対してリード端子が着脱自在なソケット構造によって電気的に接続され、第2の締結具によって機械的に着脱自在に固定されていることを特徴とする請求項2〜7のいずれか1つに記載の撮像装置。
  10. 前記ヒートシンクは、前記撮像素子および前記冷却素子を密閉する空間を形成する外装カバーよりなることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
  11. 前記撮像素子は、2次元CCDであることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
  12. 前記冷却素子は、ペルチェ素子であることを特徴とする請求項1に記載の撮像装置。
JP2005034744A 2005-02-10 2005-02-10 撮像装置 Active JP4722505B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005034744A JP4722505B2 (ja) 2005-02-10 2005-02-10 撮像装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005034744A JP4722505B2 (ja) 2005-02-10 2005-02-10 撮像装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2006222776A true JP2006222776A (ja) 2006-08-24
JP4722505B2 JP4722505B2 (ja) 2011-07-13

Family

ID=36984776

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2005034744A Active JP4722505B2 (ja) 2005-02-10 2005-02-10 撮像装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4722505B2 (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006351742A (ja) * 2005-06-15 2006-12-28 Sumitomo Heavy Ind Ltd 露光装置及び画像観測装置
WO2011067984A1 (ja) * 2009-12-04 2011-06-09 富士機械製造株式会社 撮像素子パッケージの放熱構造
DE102011050246A1 (de) * 2011-05-10 2012-11-15 Jena-Optronik Gmbh Optische Aufnahmeeinrichtung
JP2013058663A (ja) * 2011-09-09 2013-03-28 Sony Corp 回路基板
WO2013117430A1 (de) * 2012-02-10 2013-08-15 Robert Bosch Gmbh Modulvorrichtung für ein kamerasystem, haltefedereinrichtung und entsprechendes kamerasystem
JP2014013880A (ja) * 2012-06-07 2014-01-23 Toyota Industries Corp 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP2020120084A (ja) * 2019-01-28 2020-08-06 日本電気株式会社 装置及び組立て方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003230031A (ja) * 2001-11-29 2003-08-15 Olympus Optical Co Ltd 光学装置用デジタルカメラ
JP2004088353A (ja) * 2002-08-26 2004-03-18 Sony Corp 固体撮像素子の温度検出装置及び方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003230031A (ja) * 2001-11-29 2003-08-15 Olympus Optical Co Ltd 光学装置用デジタルカメラ
JP2004088353A (ja) * 2002-08-26 2004-03-18 Sony Corp 固体撮像素子の温度検出装置及び方法

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4549936B2 (ja) * 2005-06-15 2010-09-22 住友重機械工業株式会社 露光装置及び画像観測装置
JP2006351742A (ja) * 2005-06-15 2006-12-28 Sumitomo Heavy Ind Ltd 露光装置及び画像観測装置
WO2011067984A1 (ja) * 2009-12-04 2011-06-09 富士機械製造株式会社 撮像素子パッケージの放熱構造
JP2011120065A (ja) * 2009-12-04 2011-06-16 Fuji Mach Mfg Co Ltd 撮像素子パッケージの放熱構造
DE102011050246B4 (de) * 2011-05-10 2015-10-15 Jena-Optronik Gmbh Raumflugkörper mit einer optischen Aufnahmeeinrichtung
DE102011050246A1 (de) * 2011-05-10 2012-11-15 Jena-Optronik Gmbh Optische Aufnahmeeinrichtung
JP2013058663A (ja) * 2011-09-09 2013-03-28 Sony Corp 回路基板
WO2013117430A1 (de) * 2012-02-10 2013-08-15 Robert Bosch Gmbh Modulvorrichtung für ein kamerasystem, haltefedereinrichtung und entsprechendes kamerasystem
CN104106004A (zh) * 2012-02-10 2014-10-15 罗伯特·博世有限公司 用于摄像机系统的模块设备、保持弹簧装置和相应的摄像机系统
US20150146094A1 (en) * 2012-02-10 2015-05-28 Robert Bosch Gmbh Module device for a camers system, retaining spring device and corresponding camera system
US9756229B2 (en) 2012-02-10 2017-09-05 Robert Bosch Gmbh Module device for a camera system, retaining spring device and corresponding camera system
JP2014013880A (ja) * 2012-06-07 2014-01-23 Toyota Industries Corp 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP2020120084A (ja) * 2019-01-28 2020-08-06 日本電気株式会社 装置及び組立て方法
JP7238430B2 (ja) 2019-01-28 2023-03-14 日本電気株式会社 冷却装置及びその組立て方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP4722505B2 (ja) 2011-07-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4722505B2 (ja) 撮像装置
JP5291892B2 (ja) 撮像素子モジュール、撮像素子モジュールを用いたレンズユニット及び携帯用電子機器
WO2012137267A1 (ja) 固体撮像装置及び固体撮像装置の製造方法
JP2008211378A (ja) 撮像装置
US20030021310A1 (en) Method and apparatus for cooling electronic or opto-electronic devices
WO2022021736A1 (zh) 散热结构和电子终端
WO2013150621A1 (ja) 撮像装置
WO2020155820A1 (zh) 摄像头模组、电子设备及车辆设备
CN209608737U (zh) 摄像头模组及电子设备
JP5473261B2 (ja) 撮像装置
JP2009194254A (ja) 電子回路装置
JP2008306489A (ja) 撮像装置
JP5460178B2 (ja) 撮像装置
JP2001326840A (ja) 撮像装置
JP2007104573A (ja) 冷却撮像ユニット及びその撮像冷却ユニットが搭載された撮像装置
CN216748400U (zh) 散热结构及摄像机
KR101187916B1 (ko) 내부에 기판을 구비하는 전자 기기 및 기판 조립체
JPH11341321A (ja) 撮像装置
JP2023090254A (ja) 撮像装置
EP3599493B1 (en) Imaging apparatus
JP4412542B2 (ja) 封止型電子部品、回路基板及び電子機器
KR101413869B1 (ko) 촬상 장치 및 촬상 장치의 제조 방법
JP2007274565A (ja) 撮像装置
JP5427076B2 (ja) 3ccd小型カメラの放熱構造
KR101580326B1 (ko) 전력반도체 모듈

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080201

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100611

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100615

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100802

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110405

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110406

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140415

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140415

Year of fee payment: 3

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250