JP2014044293A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 撮像装置の光軸方向の厚さ寸法を短くして、撮影位置や構図を制限されることなく、より多彩な映像を撮影することが可能な仕組みを提供する。
【解決手段】 撮像装置は、撮像部１５と、吸気口、及び排気口を有する強制空冷用のファン１４と、ファン１４の吸気口に対応する開口部が形成されてファン１４の背面側に配置され、光軸と直交する方向に延設された複数のフィンを有して、複数のフィンの間に、外部から吸気した空気を開口部を介してファン１４の吸気口に導く通風路が形成されるヒートシンク兼ダクト１２と、ヒートシンク兼ダクト１２の背面側に配置される基板１１とを備える。撮像部１５とファン１４とは、光軸と直交する方向でオーバーラップするように配置される。
【選択図】 図２

Description

本発明は、強制空冷機構を搭載したデジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置に関する。

強制空冷機構を搭載したデジタルビデオカメラ等の撮像装置として、遠心ファンを光軸に対して平行に配置したものがある（特許文献１）。

特開２００６−２９５８５５号公報

しかし、上記特許文献１では、撮像装置の光軸方向の厚さ寸法を短くできないため、狭い場所（例えば車内等）での撮影位置が制限されで、引いた映像を撮影できない等の構図上の制約が発生する。

そこで、本発明は、撮像装置の光軸方向の厚さ寸法を短くして、撮影位置や構図を制限されることなく、より多彩な映像を撮影することが可能な仕組みを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、撮像部と、吸気口、及び排気口を有する強制空冷用のファンと、前記ファンの吸気口に対応する開口部が形成されて前記ファンの背面側に配置され、光軸と直交する方向に延設された複数のフィンを有して、前記複数のフィンの間に、外部から吸気した空気を外装部材に設けられた開口部を介して前記ファンの吸気口に導く通風路が形成されるヒートシンク兼ダクトと、前記ヒートシンク兼ダクトの背面側に配置される基板と、前記ファン、前記ヒートシンク兼ダクト、及び前記基板は、光軸方向を向く面同士が互いに平行になり、前記撮像部と前記ファンとは、光軸と直交する方向でオーバーラップするように配置されることを特徴とする。

本発明によれば、撮像装置の光軸方向の厚さ寸法を短くすることができるので、撮影位置や構図を制限されることなく、より多彩な映像を撮影することができる。

本発明の撮像装置のデジタルカメラの外観図である。 カメラ本体の内部構造を説明するための分解斜視図であり、メイン基板、ヒートシンク兼ダクト、弾性部材、遠心ファン、及び撮像部の配置を示す斜視図である。 メイン基板、ヒートシンク兼ダクト、及び遠心ファンを組み立てた状態を示す図である。 図３の上方から見た図である。 遠心ファン１４をカメラ本体の正面側から見た斜視図である。 （ａ）は図４に示す遠心ファン１４を背面側から見た斜視図、（ｂ）は（ａ）に示す遠心ファン１４から蓋プレートを取り外した状態を示す斜視図である。 ファンダクトユニットの分解斜視図である。 （ａ）ファンダクトユニットの組立体をカメラ本体の正面側から見た斜視図である。（ｂ）図８（ａ）に示すファンダクトユニットを左側から見た斜視図である。 ファンダクトユニットの正面図である。 図９のＢ−Ｂ線断面図である。 ヒートシンクの構造詳細図である。 （ａ）は図１１のＣ−Ｃ線断面図、（ｂ）は（ａ）のＳ部拡大図である。

以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。

図１は、本実施形態の撮像装置の外観の例を示す模式図である。カメラ本体１の前面には、撮影レンズの焦点距離が変更可能なレンズ鏡筒２が設けられている。なお、レンズ鏡筒２は沈胴可能なレンズ鏡筒であっても良い。また、カメラ本体１の上面には被写体に照明光を照射するストロボ装置を構成する発光窓部４が設けられ、カメラ本体１の前面にはファインダ窓５が設けられている。

カメラ本体１の上面には，撮影準備動作（焦点調節動作および測光動作）及び撮影動作（フィルムやセンサー等の撮像素子への露光）を開始させるためのレリーズボタン６が設けられている。レリーズボタン６は、半押し操作（ＳＷ１押下）によって測光、オートフォーカス（ＡＦ）などの撮影準備動作を行わせ、全押し操作（ＳＷ２押下）によって画像の撮影動作（いわゆる本露光）及び記録動作を行わせる。また、強制空冷用の吸気口（不図示）や排気口７が撮影者の操作の妨げにならない位置に設けられる。なお、本発明の撮像装置は、図１に示す構成に限定されない。

次に、図２ないし４を参照して、本発明の撮像装置の実施形態であるデジタルカメラについて説明する。図２から４は、カメラ本体１の内部構造を説明するための分解斜視図である。

図２は、メイン基板１１、ヒートシンク兼ダクト１２、弾性部材１３、遠心ファン１４、及び撮像素子を含む撮像部１５の配置を示す斜視図である。図３はメイン基板１１、ヒートシンク兼ダクト１２、及び遠心ファン１４を組み立てた状態を示す図、図４は図３の上方から見た図である。

メイン基板１１は、デジタルカメラの全ての電子デバイスと電気的に接続され、カメラ本体１で最も電力を消費して発熱する基板である。ヒートシンク兼ダクト１２は、遠心ファン１４の吸気口に対応する開口部が形成されて遠心ファン１４の背面（光軸方向撮像素子）側に配置され、光軸と直交する方向に延設された複数のフィン７００（後述）を有している。カメラ本体１外装部材に設けられた開口部を介して、外部から吸気した空気がこれらの複数のフィン７００の間を通って遠心ファン１４の吸気口に導く通風路が形成される。撮像部１５とメイン基板１１の間に、通風路を構成するヒートシンク兼ダクト１２を光軸方向の寸法が短い扁平な形状として光軸方向を向く面同士が互いに平行になるように配置することで、メイン基板１１の熱を撮像部１５に伝わりにくくする効果がある。また、メイン基板１１と、撮像部１５とは光軸方向反対側の外装部材部材との間に放熱板を入れてもよい。

撮像部１５と遠心ファン１４とは、光軸と直交する方向（図ではカメラ本体１の左右方向）に略平行で、かつ光軸と直交する略同一の面に配置されている。つまり、撮像部１５と遠心ファン１４とは、光軸と直交する方向から見てオーバーラップするように配置されている。これにより、カメラ本体１の光軸方向の厚さ寸法を短くしてより薄型化を図ることが可能となる。

図５は、遠心ファン１４をカメラ本体１の正面側から見た斜視図である。図５に示すように、遠心ファン１４は、アルミニウム等からなる蓋プレート５１及びアルミダイキャスト等からなるファン本体５３により外装が形成される。蓋プレート５１の中央部には、円形の凸部５２が形成され、また、蓋プレート５１には、蓋プレート５１をファン本体５３及び後述するヒートシンク７０５にビス７０１（図７参照）で固定するためのビス穴５５が形成されている。遠心ファン１４には、メイン基板１１と電気的に接続するためのワイヤ５４が設けられている。

図６（ａ）は図５に示す遠心ファン１４を背面側から見た斜視図、図６（ｂ）は図６（ａ）に示す遠心ファン１４から蓋プレート５１を取り外した状態を示す斜視図である。

図６（ａ）に示すように、遠心ファン１４の背面側には、吸気口５６が設けられ、遠心ファン１４の側面には、排気口５７が設けられている。。吸気口５６には、ファン基板５１０が配置されている。また、図５（ｂ）に示すように、遠心ファン１４の内部には、回転することで吸気口５６から空気を吸気して排気口５７から排気する羽根５８と、羽根５８を回転させるためのモータ５９が設けられている。モータ５９の先端は、蓋プレート５１の凸部５２に嵌め込まれる。

また、モータ５９とワイヤ５４とは、ファン基板５１０を介して電気的に接続されている。羽根５８には、磁石が設けられ、ファン基板５１０には、ホール素子が設けられており、ホール素子で羽根５８（磁石）の回転数を検知して羽根５８の回転数をフィードバック制御する手段を備えている。また、モータ５９の軸先端は、ラジアル方向では、潤滑材を含侵した金属焼結スリーブ軸受により回転可能に支持され、スラスト方向では、耐摩耗性のある部材で軸方向に押えられる。

ところで、遠心ファン１４の騒音特性として、遠心ファン１４の回転軸が重力方向に対して略平行となる近傍で、異常騒音や異常振動が生じる現象がある。これは、遠心ファンに関わらず、軸流ファンでも同様の現象が発生する。この現象の原因の一つとして、モータ５９の軸が軸受を叩くように振動して騒音となることが知られている。

一方、デジタルカメラは、通常、重力方向に対して光軸が垂直となるように撮影するシーンがほとんどである。つまり、撮像素子と遠心ファン１４とを光軸に垂直な方向で同じ位置に配置することで、上述した遠心ファン１４の異常騒音や異常振動は、通常の撮影状態では起こることはない。また、撮像素子の中心（光軸）と遠心ファン１４の回転軸の中心とを一致させて配置するか、又は略平行かつ近傍に配置することで、どの角度で撮影した場合でも、異常騒音や異常振動を起こりにくくすることができる。

なお、遠心ファン１４のモータ５９の起こす磁界によって、撮像部１５の撮像素子ノイズが乗る可能性がある。その場合、撮像部１５と遠心ファン１４との間に、薄い略長方形状の磁気シールド部材を光軸方向に直交する方向で撮像素子を覆うように配置することも可能である。

次に、図７乃至図１２を参照して、ファンダクトユニットについて説明する。図７はファンダクトユニットの分解斜視図である。図８（ａ）はファンダクトユニットの組立体をカメラ本体１の正面側から見た斜視図である。図８（ｂ）は図８（ａ）に示すファンダクトユニットを左側から見た斜視図である。図９はファンダクトユニットの正面図である。図１０は図１１のＢ−Ｂ線断面図である。図１１はヒートシンク７０５の構造詳細図である。図１２（ａ）は図１１のＣ−Ｃ線断面図である。図１２（ｂ）は図１２（ａ）のＳ部拡大図である。なお、図１０及び図１２（ａ）では、説明の便宜上、羽根５８とモータ５９の図示を省略している。

図７に示すように、ファンダクトユニットは、遠心ファン１４とヒートシンク兼ダクト１２とにより構成される。ヒートシンク兼ダクト１２は、ヒートシンク７０５、開口７０６を有するプレート７０４、及び弾性部材１３を備える。プレート７０４は、アルミニウム板等で形成され、ビス７０２等によりヒートシンク７０５に固定される。

ヒートシンク７０５は、アルミダイキャスト等で形成され、放熱面積を拡大するための複数のフィン７００を有する。ヒートシンク７０５は、フィン７００側がプレート７０４で覆われることで、ダクト機能を有し、また、側部に、遠心ファン１４の吸気口５６に連通する吸気口７０７（図８（ｂ））が形成される。弾性部材１３は、リング状に形成されて、プレート７０４の開口７０６の外周を囲うようにプレート７０４に貼り付けられ、遠心ファン１４とヒートシンク兼ダクト１２の間に挟まれて使用される。遠心ファン１４は、ビス７０１によりヒートシンク７０５に固定される。

かかる固定状態においては、ヒートシンク兼ダクト１２と遠心ファン１４との間は、圧縮状態の弾性部材１３で密閉されるため、プレート７０４の開口７０６を通過する空気が遠心ファン１４の吸気口５６に吸気されるまでの間で漏れることがない。

図１０に示すように、ファンダクトユニットでの吸気から排気までの空気の流れ７１０は、吸気口７０７より吸気されてヒートシンク兼ダクト１２内を通過し、ヒートシンク兼ダクト１２の開口７０６を経由して遠心ファン１４の吸気口５６に流入する。吸気口５６に流入した空気は、遠心ファン１４の排気口５７から排気される。つまり、ヒートシンク兼ダクト１２に流入した空気は、一度方向を変えてから遠心ファン１４に流入して排気される。

ヒートシンク７０５は、図１１に示すように、カメラ本体１の左右方向に延設された複数のフィン７００がカメラ本体１の高さ方向に互いに離間して配置されている。また、ヒートシンク７０５には、遠心ファン１４の吸気口５６の円形の開口を光軸方向に投影した開口領域７１３が設けられる。開口領域７１３の中心は、遠心ファン１４の回転中心と一致しており、複数のフィン７００の開口領域７１３側の延設端７００ａ，７００ｂは、開口領域７１３の径方向外側で開口領域７１３の略同心円上に配置されている。これにより、複数のフィン７００の表面積を極力増やしつつ、通風抵抗を抑制することができる。

また、複数のフィン７００のうちで最も下側に配置されるフィン７００とヒートシンク７０５の下側壁との間には、塵埃や液体を一時的に貯留する貯留部７１１が設けられている。前記最も下側に配置されるフィン７００には、開口領域７１３と貯留部７１１とを連通する切欠き部７１２が形成されている。

図１２に示すように、ヒートシンク兼ダクト１２のプレート７０４の開口７０６は、遠心ファン１４の吸気口５６の開口より大きく、また、複数のフィン７００は、プレート７０４の開口７０６の径方向外側に配置される。また、弾性部材１３についても、遠心ファン１４とプレート７０４との間で圧縮された状態で、吸気口５６の開口の径方向外側に配置される。

ところで、デジタルカメラ等の撮像装置は、屋外で使用することも多く、埃や雨等の環境化の使用においても、遠心ファン１４が故障したりファン基板５１０のショートが発生したりしない対策が求められる。そこで、本実施形態では、埃や雨が遠心ファン１４に入りにくくするために次のような対策を施している。

図１０で説明したように、ファンダクトユニットも状態での吸気から排気までの空気の流れ７１０は、吸気口７０７より吸気されヒートシンク兼ダクト１２の内部を通過し、開口７０６を経由して遠心ファン１４の吸気口５６に流入する。そして、吸気口５６に流入した空気は、遠心ファン１４の排気口５７から排気される。

つまり、遠心ファン１４の回転軸に対して略垂直方向に流入した空気は、方向変更部７１０ａで略９０°進行方向を変えた後、遠心ファン１４の回転軸に対して略平行方向に遠心ファン１４の吸気口５６に流入する。

質量をもった埃や雨は、ヒートシンク兼ダクト１２の吸気口７０７から空気とともに吸入されると、遠心ファン１４の吸気口５６までの間、加速されながら移動する。そして、ヒートシンク兼ダクト１２に流入した空気が略９０度進行方向を変える方向変更部７１０ａで、質量をもった埃や雨は、慣性で直進しようとし、ヒートシンク兼ダクト１２の吸気口７０７と対向する壁面やその近傍面に衝突する。

ここで、通常撮影状態では、ヒートシンク兼ダクト１２に流入した空気の方向変更部７１０ａの重力方向の下方に切欠き部７１２、及び貯留部７１１が配置される。切欠き部７１２から貯留部７１１に入った雨や埃が再度流入空気に乗らないように、切欠き部７１２は、貯留部７１１側に向けて次第に小径になるように形成（不図示）され、雨や埃が入り易く出にくいようになっている。

また、質量をもった埃や雨が衝突するヒートシンク兼ダクト１２の壁面やその近傍面、及び貯留部７１１の内壁面には、連続気泡体（スポンジ等）等の吸水性部材や両面テープ等の粘着部材が配置される。これにより、貯留部７１１に入った埃や雨が再度流入空気に乗らない効果を高めることができる。貯留部７１１に一時的に貯留された雨などの液体は、ヒートシンク７０５の熱で徐々に蒸発して流入空気と共に排気される。

また、遠心ファン１４とヒートシンク兼ダクト１２との間に配置される弾性部材１３についても吸水性部材で形成され、雨等の液体を遠心ファン１４に侵入する前に吸水し、ファン基板５１０のショートが防止される。また、弾性部材１３の近傍、例えば遠心ファン１４の吸気口５６の開口部外周に両面テープ等の粘着部材を配置することで、埃等が遠心ファン１４に入り込むことが防止される。

なお、本発明の構成は、上記各実施形態に例示したものに限定されるものではなく、材質、形状、寸法、形態、数、配置箇所等は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

１ カメラ本体
１１ メイン基板
１２ ヒートシンク兼ダクト
１４ 遠心ファン
１５ 撮像部

Claims (9)

1. 撮像部と、
   吸気口、及び排気口を有する強制空冷用のファンと、
   前記ファンの吸気口に対応する開口部が形成されて前記ファンの背面側に配置され、光軸と直交する方向に延設された複数のフィンを有して、前記複数のフィンの間に、外部から吸気した空気を外装部材に設けられた開口部を介して前記ファンの吸気口に導く通風路が形成されるヒートシンク兼ダクトと、
   前記ヒートシンク兼ダクトの背面側に配置される基板と、
   前記ファン、前記ヒートシンク兼ダクト、及び前記基板は、光軸方向を向く面同士が互いに平行になり、
   前記撮像部と前記ファンとは、光軸と直交する方向でオーバーラップするように配置されることを特徴とする撮像装置。
2. 前記ファンと前記撮像部は前記光軸と直交する面に配置され、前記撮像部、前記ヒートシンク兼ダクト、および前記基板が光軸に沿って配置されるとともに、前記ファン、前記ヒートシンク兼ダクト、および前記基板が前記光軸に平行な方向に沿って配置されることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記ファンの吸気口と前記ヒートシンク兼ダクトの前記開口部との間に、吸水性を有するリング状の弾性部材が圧縮した状態で配置されることを特徴とする請求項１または２に記載の撮像装置。
4. 前記ヒートシンク兼ダクトは、前記ファンの吸気口の開口部を光軸に平行な方向に投影した開口領域を有し、前記複数のフィンは、前記開口領域の外側に配置されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の撮像装置。
5. 前記開口領域は、円形とされ、前記複数のフィンの前記開口領域の側の延設端は、前記開口領域の同心円上に配置されることを特徴とする請求項４に記載の撮像装置。
6. 前記ファンの回転軸と前記開口領域の中心とが一致して配置されることを特徴とする請求項４又は５に記載の撮像装置。
7. 前記ヒートシンク兼ダクトは、外部から吸気された空気が前記複数のフィンの間を通って前記ファンの吸気口に流入する前に前記空気の進行方向を変更する方向変更部を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の撮像装置。
8. 前記ヒートシンク兼ダクトには、前記方向変更部の下方に、前記空気に含まれる埃や液体を貯留する貯留部が設けられることを特徴とする請求項７に記載の撮像装置。
9. 前記貯留部には、吸水性部材及び粘着部材が配置されることを特徴とする請求項８に記載の撮像装置。

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