JP2016134814A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品点数・コストを増大させること無く、どのような撮影状態においても排熱効率が落ちることの無い撮像装置を提供すること。【解決手段】ファンと、前記ファンが接続されるとともに、外部から空気を吸入するための吸入口と、前記吸入口から吸気された空気を前記ファンに導くための開口部とを有するダクトと、前記ダクトに接続され、熱源となる回路基板と、前記回路基板によって暖められた空気を、前記ダクトによって排気する為の排気口と、本体側面に沿って挿抜方向に対して垂直に略縦一列もしくは複数列に配置された複数の入出力端子とを有し、前記排気口は前記複数の入出力端子に平行に且つ隣接して設けられている。【選択図】図２

Description

本発明は、電子機器の放熱構造に関する。特に、発熱源に対してファンを用いて強制空冷を行う放熱構造に関する。

近年、カメラやパソコンなどの電子機器の消費電力は、性能の向上に伴って増加する傾向にある。電子機器の故障を防ぐためには、電子機器内部の回路基板の発熱を放熱する必要がある。電子機器の筐体の大きさを大きくすれば自然放熱が可能であるが、電子機器の小型化の要望も高いため、消費電力が高い電子機器においてはファンを用いた強制空冷の手法を用いることが多い。

この強制空冷の手法として、回路基板上の発熱源に対して冷却部を接続し、冷却部に対してファンから送風をすることで、回路基板上の発熱源を冷却する、といった手法が取られている。この時、本体に設けられた吸排気口が塞がれてしまうと、排熱効率が落ちて、本体を十分に冷却することが出来なくなってしまう為、吸排気口はどのような撮影状態においても塞がれることの無いようにする必要がある。

特許文献１においては、排気口を壁などで塞いでしまうことの無いようにガード部材を付けることによって、排熱効率が落ちないよう考慮している。

特開２００７−１４０３８６号公報

しかしながら、特許文献１のような方法では、排気口が塞がれるのを防ぐためのガード部材が別途必要になり、部品点数・コストの増大を招いてしまう。

本発明は、部品点数・コストを増大させること無く、どのような撮影状態においても排熱効率が落ちることの無い撮像装置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明の撮像装置は、ファンと、前記ファンが接続されるとともに、外部から空気を吸入するための吸入口と、前記吸入口から吸気された空気を前記ファンに導くための開口部とを有するダクトと、前記ダクトに接続され、熱源となる回路基板と、前記回路基板によって暖められた空気を、前記ダクトによって排気する為の排気口と、本体側面に沿って挿抜方向に対して垂直に略縦一列もしくは複数列に配置された複数の入出力端子とを有し、前記排気口は前記複数の入出力端子に平行に且つ隣接して設けられていることを特徴とする。

本発明によれば、部品点数・コストを増大させること無く、どのような撮影状態においても排熱効率が落ちることの無い撮像装置の提供を実現できる。

本発明の実施形態に係る撮像装置の外観前方斜視図 本発明の実施形態に係る撮像装置の外観後方斜視図 本発明の実施形態に係る撮像装置内部の回路基板の前方斜視図 本発明の実施形態に係る撮像装置内部の回路基板の後方斜視図 本発明の実施形態に係る冷却ユニットの後方斜視図 本発明の実施形態に係る冷却ユニットの前方斜視図 本発明の実施形態に係る冷却ユニットの分解斜視図 本発明の実施形態に係る冷却ユニットに回路基板を接続した状態を示す斜視図 本発明の実施形態に係る冷却ユニットに回路基板及び放熱板を接続した状態を示す斜視図 本発明の実施形態に係る放熱板の回路基板側の状態を示す斜視図 本発明の実施形態に係る撮像装置の内部を表す水平方向断面図 本発明の実施形態に係る冷却ユニットに回路基板、放熱板及び入出力端子を接続した状態を示す後方図

以下、図面に従って本発明による撮像装置の好ましい実施の形態について説明する。

図１、２は本発明の実施形態に係る撮像装置でレンズ交換式撮像装置の斜視図である。特に、図１は撮像装置の外観前方斜視図、図２は撮像装置の外観後方斜視図である。

図１、２に示したように、撮像装置１の前方には、レンズマウント部１０１、交換式レンズの装着を検知し電気的に制御する不図示のレンズ接点部、交換式レンズを取り外すレンズ取り外しボタン１０２を有し、交換レンズ２が着脱可能に支持される。また、図示されていないが、レンズマウント部１０１の後方で本体内部には、被写体の映像を受光する撮像素子と、撮像素子で得られた映像信号を所定の信号に変換するセンサ基板を有する。

撮像装置１の前方から見て右側面には、撮影者の操作によって撮像装置本体に所定の動作を実行させる操作ボタン群１０３、ＲＥＣボタン１０４、電源スイッチ１０５、本体内部のファンが低温の空気を外部から吸い込むための吸気口１０６を有する。吸気口１０６は、撮像装置１の撮影状態（保持状態及び据置状態）において塞がれる可能性が低い箇所に配置されることが望ましく、本実施例においては操作ボタン群１０３の間に配置される。

撮像装置１の上方には、種々のアクセサリが着脱可能なアクセサリシュー１０７を有する。

撮像装置１の後方には、撮像装置１の制御状態及び映像を撮影者が覗き込んで確認可能なビューファインダー部１０８、撮像装置１の制御状態を確認可能な液晶表示部１０９、記録媒体を収納する記録媒体収納蓋１１０、バッテリーを収納するバッテリ蓋１１１、外部接続端子や電源端子などの入出力端子１１２ａ〜１１２ｊ、本体内部のファンが高温の空気を外部へ吐き出すための第１の排気口１１３ａ、第２の排気口１１３ｂを有する。入出力端子１１２ａ〜１１２ｊは例えば、ヘッドフォン端子、ＨＤＭＩ（登録商標）端子、ＳＤＩ端子などであり、それらが図２に示すように縦方向に略２列になって配置されている。また第１の排気口１１３ａ、第２の排気口１１３ｂは入出力端子群１１２に近接し、且つ平行に配置されている。詳細は後述する。

撮像装置１の前方から見て左側面には、グリップ部３を着脱可能とするグリップネジ部１１４を有する。グリップ部３には、グリップＲＥＣボタン３０１、レンズの絞りを調節可能な絞りダイヤル３０２、十字キー３０３、グリップ３を撮影者が把持する時の補助となるグリップベルト３０４を有する。

図１、２に示したように、撮像装置１はレンズマウント部１０１に対応した交換レンズ２を装着することができ、レンズ接点部を通じて交換レンズ２と撮像装置１は信号を送受信することで、操作ボタン群１０３や、絞りダイヤル３０２の操作によって交換レンズ２の制御が可能となっている。

図３、４は本発明の実施形態に係る撮像装置内部の回路基板の斜視図である。特に、図３は回路基板の前方斜視図、図４は回路基板の後方斜視図である。

図３、４に示したように、撮像装置１の内部には、撮像装置１を操作した際の入力信号等の制御や、撮像素子で得られた映像信号の処理及び圧縮を行うメイン基板４と、電源端子より本体内部へ供給された電源をメイン基板４に実装される各素子へ分配する電源を作成する電源基板５とを有する。メイン基板４と電源基板５は、図３、４に示したように、略Ｌ字になるように基板対基板コネクタによって接続される。メイン基板４及び電源基板５は、多様な機能を有する撮像装置１の制御及び電源作成を行っているため、撮像装置１において大きな熱源となっている。メイン基板４は矩形の形状であり、図３に示したように、メイン基板４は、一方の面の上方側には熱源となる制御素子４０１、４０２とを有し、下方側には熱源となる制御素子４０３を有する。

また図４に示したように、メイン基板４の他方の面には熱源となる電源ブロック４０４、４０５、４０６を有している。更に、電源基板５の一方の面には電源用インダクタ５０１を有する。これらの素子は、撮像装置１において大きな熱源となるため、放熱の対策が必要となる。

図５、６は本発明の実施形態に係る冷却ユニットの斜視図である。特に、図５は冷却ユニットの後方斜視図、図６は冷却ユニットの前方斜視図である。また、図７は本発明の実施形態に係る冷却ユニットの分解斜視図である。

冷却ユニット６は、第１のダクト６０１、第２のダクト６０２、及びダクト蓋６０３にて構成されるダクトユニット６０と、第１のファン６０４ａ及び第２のファン６０４ｂとを有し、ダクトユニット６０の内部に空気が流れるための空間を設けて構成される。

第１のダクト６０１は略Ｌ字の形状をしており、ダクト蓋６０３と向かい合う空間側にはダクトユニット６０の内部に空気が流れる方向に対して並列して複数の放熱フィンを有する。前記放熱フィンの構造については後述する。

第２のダクト６０２は第１のダクト６０１に対して空気の流れを屈折するように斜めに接続され、上面から見て略くの字状に接続される。第１のダクト６０１及び第２のダクト６０２は、熱伝導性に優れ、且つ剛性も高いアルミダイキャスト等で構成される。ダクト蓋６０３は、連結された第１のダクト６０１と第２のダクト６０２に蓋をするようにビスによって接続される。

第２のダクト６０２には、筐体の外部からダクトユニット６０へ空気を吸い込み、ダクトユニット６０から外部へ空気を吐き出すための第１のファン６０４ａ、及び第２のファン６０４ｂが接続される。第１のファン６０４ａ及び第２のファン６０４ｂは、面方向で空気を吸い込み、遠心方向へ送風する遠心ファンであり、それぞれ第１の排出口６０５ａ、第２の排出口６０５ｂを有する。このファンの構造については後述する。本実施例において、第１のファン６０４ａ及び第２のファン６０４ｂは同じ遠心ファンとし、第２のダクト６０２の内部に空気が流れる方向に対して並列して２個配置される。

ダクト蓋６０３は、第１のファン６０４ａ及び第２のファン６０４ｂのファン吸入口６１４が当接する面に第１の開口部６０６ａ及び第２の開口部６０６ｂを有する。また、ダクト蓋６０３には、第１の開口部６０６ａ及び第２の開口部６０６ｂの外周を囲うように、弾性部材６０７がそれぞれ貼り付けられる。弾性部材６０７は、第１のファン６０４ａ及び第２のファン６０４ｂとダクト蓋６０３の間に挟まれて使用される。弾性部材６０７を用いて第１のファン６０４ａ及び第２のファン６０４ｂを第２のダクト６０２に固定することで、第１のファン６０４ａ及び第２のファン６０４ｂによって吸入され、ダクト蓋６０３の第１の開口部６０６ａ及び第２の開口部６０６ｂを通過する空気が漏れることがない。

ダクトユニット６０は、第１のダクト６０１及びダクト蓋６０３によって囲まれた側部に、第１の吸入口６０８ａ及び第２の吸入口６０８ｂを有する。また、第１のダクト６０１はダクト蓋６０３と向かい合う側に放熱フィンと並列する分離壁６１０を有する。前記分離壁６１０は、第１のファン６０４ａと第２のファン６０４ｂの略中間に配設される。前記分離壁６１０によって第１のダクト６０１内部の空間は２つに分割される。同様の分離壁は第２のダクト６０２側にも設けられ、第２のダクト６０２内部の空間は２つに分割される。これにより、ダクトユニット６０内部の空間は２個のファンに対応して分割され、第１のファン６０４ａが回転すると第１の吸入口６０８ａから外部の空気を吸い、第１のダクト６０１及び第２のダクト６０２内部の空間を通過して第１の排出口６０５ａから空気を吐き出す。同様に、第２のファン６０４ｂが回転すると第２の吸入口６０８ｂから外部の空気を吸い、第１のダクト６０１及び第２のダクト６０２内部の空間を通過して第２の排出口６０５ｂから空気を吐き出す。

図８は本発明の実施形態に係る冷却ユニットに回路基板を接続した状態を示す斜視図である。

図８に示したように、メイン基板４及び電源基板５は、略Ｌ字形状の第１のダクト６０１に対して直接接続される。この際、メイン基板４と電源基板５のうち、熱源として大きいメイン基板４を前記通風方向、つまり放熱フィンの延在方向に対して平行な面に配置する。

また、図３に示したメイン基板４の一方の面に実装された制御素子４０１、４０２、４０３、及び電源基板５の一方の面に実装された電源用インダクタ５０１が第１のダクト６０１側に向くように接続される。一方、図５に示したように、第１のダクト６０１にはメイン基板４の第１のダクト６０１側の面に実装される制御素子４０１、４０２、４０３及び電源用インダクタ５０１に対応する位置にダクト凸部６１１ａ〜６１１ｄを有する。そして、ダクト凸部６１１ａ〜６１１ｄには放熱ゴム６１２がそれぞれ貼り付けられる。

この構造により、制御素子４０１、４０２、４０３及び電源用インダクタ５０１の発熱を、放熱ゴム６１２を介してダクト凸部６１１ａ〜６１１ｄに伝えることが可能となる。ダクト凸部６１１ａ〜６１１ｄに熱が伝わることで、一定時間経過後には第１のダクト６０１全体に熱が拡散し、第１のダクト６０１の内部空気に熱を伝えることが可能となる。つまり、メイン基板４及び電源基板５の一方の面を第１のダクト６０１に対して接続することで、第１のファン６０４ａ及び第２のファン６０４ｂを回転させたときにメイン基板４及び電源基板５の一方の面の熱を撮像装置１の外部へ効率良く吐き出すことが可能となる。

しかし、図４に示したように、メイン基板４の第１のダクト６０１と反対側の面には熱源となる電源ブロック４０４、４０５、４０６が存在し、前述の構成ではこれらの発熱は冷却ユニット６に対して伝熱がなされておらず、撮像装置１の内部から外部へ吐き出すことができないために、素子の動作保証温度を越えてしまい、故障の恐れがある。

図９は本発明の実施形態に係る冷却ユニットに回路基板及び放熱板を接続した状態を示す斜視図である。また、図１０は本発明の実施形態に係る放熱板の回路基板側の状態を示す斜視図である。

図９に示したように、放熱板７０１は、第１のダクト６０１及びメイン基板４に対して平行な平面部７０２と第２のダクト６０２に対して平行な連結部７０３ａ〜７０３ｃを有する。放熱板７０１は熱伝導性に優れた銅板やアルミニウム板によって形成される。

図１０に示したように、放熱板７０１の平面部７０２にはメイン基板４の第１のダクト６０１と反対側の面に実装される電源ブロック４０４、４０５、４０６に対応する位置に放熱板凸部７０４ａ〜７０４ｂ、及び放熱板凹部７０４ｃを有する。そして、放熱板凸部７０４ａ〜７０４ｂ及び放熱板凹部７０４ｃには放熱ゴム７０５がそれぞれ貼り付けられる。

この構造により、電源ブロック４０４、４０５、４０６の発熱を、放熱ゴム７０５を介して放熱板凸部７０４ａ〜７０４ｂ及び放熱板凹部７０４ｃに伝えることが可能となる。放熱板凸部７０４ａ〜７０４ｂ及び放熱板凹部７０４ｃに熱が伝わることで、放熱板７０１全体に熱が拡散する。また、放熱板７０１の連結部７０３ａ〜７０３ｃは、第２のダクト６０２のダクト当接部６１３ａ〜６１３ｃに連結される。この構造により、メイン基板４の第１のダクト６０１と反対側の面に実装される電源ブロック４０４、４０５、４０６の発熱を放熱ゴム７０５、放熱板７０１を介して第２のダクト６０２に伝えることができ、一定時間経過後には第２のダクト６０２全体に熱が拡散し、第２のダクト６０２の内部空気に熱を伝えることが可能となる。

つまり、メイン基板４の第１のダクト６０１と反対側の面に接続される放熱板７０１を第２のダクト６０２に接続することで、第１のファン６０４ａ及び第２のファン６０４ｂを回転させたときにメイン基板４の第１のダクト６０１と反対側の面の熱を撮像装置１の外部へ効率良く吐き出すことが可能となる。

図１１は本発明の実施形態に係る撮像装置の内部を表す水平方向断面図である。まず、図１１を用いてセンサーとファンの配置について説明する。なお、図１１は図９に示すＸ−Ｘ線からの断面を示した断面図であり、主に複数の発熱源において代表的な箇所の断面を示したものである。

センサー１１０１はセンサー基板１１０２に実装され、図示せぬワイヤーによりセンサー基板１１０２とメイン基板４の間で電気的接続が為される。この時、センサー１１０１及びセンサー基板１１０２は第一のダクト６０１と平行に配置されている。また、第１のファン６０４ａ及び図示しない第２のファン６０４ｂは第二のダクト６０２と平行に取り付けられている。このような配置関係にすることにより、第１のファン６０４ａ及び図示しない第２のファン６０４ｂを駆動させた際に、Ｒ方向に生じる磁気ノイズに対してセンサー１１０１を効率的に遠ざけることが出来、結果として磁気ノイズがセンサー１１０１に及ぼす影響を少なくすることが出来る。

次に、ファンの構造について説明する。第１のファン６０４ａの内部には、羽根６１５と、羽根６１５を回転させるためのモーター６１６を有する。羽根６１５はモーター６１６を中心に周方向に複数個配置される。また、第１のファン６０４ａは、電源基板５に対して電気的に接続され、メイン基板４の制御命令の元に回転を制御される。

モーター６１６が回転すると、複数個配置された羽根６１５が回転することで、ファン吸入口６１４から面方向で空気を吸い込み、第１の排出口６０５ａから遠心方向に空気を吐き出すことができる。本実施例において、第１のファン６０４ａと第２のファン６０４ｂには同様のファンを用いているため、第２のファン６０４ｂの構造については説明を省略する。

次に、本発明の実施形態に係る伝熱の経路を説明する。メイン基板４の一方の面に実装される制御素子４０１、４０２の発熱は、放熱ゴム６１２を介してダクト凸部６１１ａ、６１１ｂに伝熱され、第１のダクト６０１内部の空気に伝熱される（図中Ａ、Ｂの伝熱経路）。また、メイン基板４の他方の面に実装される電源ブロック４０４、４０５の発熱は、放熱ゴム７０５を介して放熱板７０１に伝熱される（図中Ｃ、Ｄの伝熱経路）。更に前記の発熱は放熱板７０１が連結される第２のダクト６０２上のダクト当接部６１３ｂに伝熱され、第２のダクト６０２内部の空気に伝熱される（図中Ｅの伝熱経路）。

また、図１１に示した経路でメイン基板４の両面の発熱を第１のダクト６０１と第２のダクト６０２に伝熱する構造について述べてきたが、第１のダクト６０１に対しては直接伝熱するのに対し、第２のダクト６０２に対しては放熱板７０１を介して伝熱する構造となる。つまり、第１のダクト６０１への伝熱経路の方が第２のダクト６０２への伝熱経路よりも効率が良いため、メイン基板４の両面の発熱体に対して、発熱量が大きい側を第１のダクト６０１に対して接続する方が望ましい。

以上の構成より、メイン基板４両面の発熱源をそれぞれ異なる経路で第１のダクト６０１及び第２のダクト６０２内部の空気に伝熱することが可能となる。ファンを回転させると、外部から低温の空気を吸い込み（図中Ｉの経路）、高温となったダクト内部の空気を外部へ効率良く吐き出す（図中Ｏの経路）ことが可能となる。

冷却ユニット６内の第１の吸入口６０８ａ及び第２の吸入口６０８ｂは、撮像装置１の吸気口１０６に対応した位置に設けられ、また第１の排出口６０５ａ及び第２の排出口６０５ｂは、撮像装置１の第１の排気口１１３ａ及び第２の排気口１１３ｂにそれぞれ対応した位置に設けられ、それぞれ不図示の弾性部材を介して冷却ユニット６と外装部材が連結される。これにより、ファンを回転させると外部の空気を撮像装置１の内部に取り込み、冷却ユニット６を通過して撮像装置１の外部へ吐き出す強制空冷が可能となる。また、冷却ユニット６内に空気を通過させるために、万が一ゴミや水が撮像装置１内に侵入しても冷却ユニット６に留めることができ、撮像装置１の故障を防ぐことが可能となる。

図１２は図９の状態からさらに入出力端子１１２ａ〜１１２ｊを取りつけた状態を示した後方図である。前述したように、第１の排気口１１３ａ、第２の排気口１１３ｂ（図１２では図示せず）、すなわち、第一のファン６０４ａと第二のファン６０４ｂの出口に対して入出力端子１１２ａ〜１１２ｈは隣接し、且つ平行に配置されている。通常撮影時においては、入出力端子近傍はプラグが挿さらなくなることに無いように、どのような撮影状態においても塞がれないよう考慮されている為、上記のような配置とすることにより、どのような撮影状態であっても排気口が塞がれて排熱効率が落ちることを防止することが出来る。

尚、入出力端子１１２ｉ，１１２ｊは図示しない基板に実装され、その基板ごと板金１２０１に取り付けられる。入出力端子１１２ａ〜１１２ｈも同じく図示しない基板に取り付けられ、その基板ごと板金１２０２に取り付けられる。板金１２０１はビス１２０３ａ、１２０３ｂによって板金１２０２と締結され、また板金１２０２はビス１２０４ａ、１２０４ｂによって第二のダクト６０２に締結される。

以上のような構成とすることにより、部品点数・コストを増大させること無く、どのような撮影状態においても排熱効率が落ちることの無い撮像装置を提供する。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。上述の実施形態の一部を適宜組み合わせてもよい。

１ 撮像装置、１０６ 吸気口、１１３ａ 第１の排気口、１１３ｂ 第２の排気口、
４ メイン基板、４０１,４０２,４０３ 制御素子、
４０４,４０５,４０６ 電源ブロック、５ 電源基板、５０１ 電源用インダクタ、
５０２,５０３ アルミ電解コンデンサ、６ 冷却ユニット、６０ ダクトユニット、
６０１ 第１のダクト、６０２ 第２のダクト、６０３ ダクト蓋、
６０４ａ 第１のファン、６０４ｂ 第２のファン、６０５ａ 第１の排出口、
６０５ｂ 第２の排出口、６０６ａ 第１の開口部、６０６ｂ 第２の開口部、
６０７ 弾性部材、６０８ａ 第１の吸入口、６０８ｂ 第２の吸入口、
６０９ａ 第１の放熱フィン、６０９ｂ 第２の放熱フィン、６１０ 分離壁、
６１４ ファン吸入口、６１７ａ〜６１７ｄ 止めボス、７０１ 放熱板、
１１０１ センサー、１１０２ センサー基板、１２０１ 板金、１２０２ 板金、
１２０３ａ，１２０３ｂ ビス、
１２０４ａ，１２０４ｂ，１２０４ｃ ビス

Claims (2)

1. ファンと、前記ファンが接続されるとともに、外部から空気を吸入するための吸入口と、前記吸入口から吸気された空気を前記ファンに導くための開口部とを有するダクトと、
   前記ダクトに接続され、熱源となる回路基板と、前記回路基板によって暖められた空気を、前記ダクトによって排気する為の排気口と、本体側面に沿って挿抜方向に対して垂直に縦一列もしくは複数列に配置された複数の入出力端子とを有し、前記排気口は前記複数の入出力端子に平行に且つ隣接して設けられていることを特徴とする撮像装置。
2. 前記ダクトは第一の部分と第二の部分が所定の角度を為すように屈曲されており、更に前記撮像装置は撮像素子を有し、前記撮像素子は前記ダクトにおける第一の部分と平行に配置され、前記ファンは前記ダクトにおける第二の部分と平行に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。