JP2018189667A

JP2018189667A - 撮像装置

Info

Publication number: JP2018189667A
Application number: JP2017089076A
Authority: JP
Inventors: 孝宮▲崎▼; Takashi Miyazaki
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2017-04-28
Filing date: 2017-04-28
Publication date: 2018-11-29

Abstract

【課題】調整した撮像素子への負荷を低減しつつ、放熱することを可能にした撮像装置を提供すること。【解決手段】撮影光学系により形成される被写体像を取得する撮像素子の撮像面を、筐体内で設定した前記撮影光学系に対する基準面に一致させるべく、前記筐体に対する傾斜を変更可能に、チルト調整機構により保持される前記撮像素子の放熱構造であって、撮像素子ユニットに固定される一端部と、前記筐体内に保持された前板部材に固定される他端部と、を繋ぐ、熱伝導部材を備え、前記熱伝導部材は、前記他端部近傍に複数の折り曲げ部を設け、それぞれの折り曲げ部が光軸方向で重ならないことを特徴とする。【選択図】図１１

Description

本発明は、撮像素子を有するデジタルカメラやビデオカメラ等の撮像装置に関する。

従来、光学像を光電変換して画像データを生成し、データファイルとして記録する撮像装置がある。撮像装置には、撮影レンズの交換が可能な一眼レフタイプがある。撮像装置は、持ち運びの際の利便性から小型化、薄型化したものが多く好まれている。近年、一眼レフタイプには、小型化、薄型化のため、撮影レンズを通して得られる像を光学ファインダに導くためのレフレックスミラーを備えないものがある。

撮像装置において、撮影時には、撮像素子や主基板に実装された画像処理システムＩＣが熱を発生させる主な熱源となる。特に、レフレックスミラーを備えない撮像装置においては、撮像装置の表示部がファインダとしての機能を果たす。そのため、撮像装置はイメージセンサを常に駆動し、画像処理を行い表示部にライブビューを表示している。その結果、レフレックスミラーを備える撮像装置に比べて、レフレックスミラーを備えない撮像装置では、撮像素子や画像処理システムＩＣが熱を発生させる時間が長くなる。

一般的に撮像素子に対する熱の影響として、撮像素子の信号ノイズ増加による画質への影響が知られている。このような影響を少なくするため、撮像素子に放熱構造を持たせ放熱効率を高める構成が提案されている。

特許文献１では、撮像素子に取り付けられた放熱部材が筺体に取り付けられる際、放熱部材の撮像素子に固定される一端部と、筐体に固定される他端部とそこを繋ぐ長尺板部を有し、前記一端部と前記長尺板部との境目を形成する第１境目部と、前記他端部と前記長尺板部との境目を形成する第２境目部と、が互いに直交する方向に沿って設定され、それによって筺体取付け時の撮像素子のズレを防止している。

特許第５７６０８２８号公報

しかしながら、上述の特許文献に開示された従来技術では、境目部を直交させることで、撮像素子調整への影響を軽減しているが、調整によってひねり方向への負荷が発生した時影響を受けてしまうという問題がある。

そこで、本発明の目的は、調整した撮像素子への負荷を低減しつつ、放熱することを可能にした撮像装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、本発明に係る撮像装置は、
撮影光学系により形成される被写体像を取得する撮像素子の撮像面を、筐体内で設定した前記撮影光学系に対する基準面に一致させるべく、前記筐体に対する傾斜を変更可能に、チルト調整機構により保持される前記撮像素子の放熱構造であって、撮像素子ユニットに固定される一端部と、前記筐体内に保持された前板部材に固定される他端部と、を繋ぐ、熱伝導部材を備え、前記熱伝導部材は、前記他端部近傍に複数の折り曲げ部を設け、それぞれの折り曲げ部が光軸方向で重ならないことを特徴とする。

本発明によれば、調整した撮像素子への負荷を低減しつつ、放熱することを可能にした撮像装置を提供することができる。

本発明の実施形態によるカメラ全体の概略構成を示す前面斜視図本発明の実施形態によるカメラ全体の概略構成を示す背面斜視図本発明の実施形態によるカメラ内部の外観構成を示す前面図本発明の実施形態によるカメラ内部の外観構成を示す背面図本発明の実施形態による撮像ユニットおよび周辺の部品を示す前面分解斜視図本発明の実施形態による撮像ユニットおよび周辺の部品を示す背面分解斜視図撮像ユニットの構成を示す前面分解斜視図撮像ユニットの構成を示す背面分解斜視図本発明の実施の形態にかかわる光学部材保持部材と封止部の構成を示す図本発明の実施の形態にかかわる光学部材保持部材と封止部の構成を示す図撮像素子ユニットの正面図撮像素子ユニットの右側面図撮像素子ユニットの背面図撮像素子ユニットに固定され、本発明の実施形態による撮像装置の本体に取り付けられる撮像素子保持部材の構造を示す正面図撮像素子ユニットに固定され、本発明の実施形態による撮像装置の本体に取り付けられる撮像素子保持部材の構造を示す右側面図撮像素子ユニットに固定され、本発明の実施形態による撮像装置の本体に取り付けられる撮像素子保持部材の構造を示す背面図撮像ユニットの側面図は図８に示すｃの部分拡大図は図８に示すｄの部分拡大図図８に示す矢視Ｂ−Ｂ断面図撮像ユニットを撮像装置の本体に対して配置した後の状態を示す背面図撮像ユニットを固定する構造を示す断面図撮像ユニットを調整後、固定前の撮像ユニット断面図撮像ユニットを調整後、固定後の撮像ユニット断面図本発明の実施形態による放熱部材の斜視図

以下に、本発明の好ましい実施の形態を、添付の図面に基づいて詳細に説明する。本発明の実施形態では、撮像装置としてミラーレスカメラ（以下、カメラという）を取り上げて説明する。各図では、必要に応じてカメラの撮影方向を前方としてＦｒで示し、その反対方向を後方としてＲｒで示し、撮影方向に対して右側をＲで示し、左側をＬで示している。

先ず、本発明の実施形態にかかわるカメラ全体の概略構成について図１を参照して説明する。

図１は、本発明の実施形態にかかわるカメラの外観図であり、撮影レンズユニット（不図示）を外した状態を示している。図１（ａ）は、カメラを前面側（被写体側）から見た斜視図であり、図１（ｂ）は、カメラを背面側（撮影者側）から見た斜視図である。

図１（ａ）に示すように、カメラ本体１０の正面には、撮影レンズユニットを着脱可能に固定するマウント部１１が設けられている。マウント部１１には、カメラ本体１０と撮影レンズユニットとの間で制御信号、状態信号およびデータ信号等の通信を可能にし、撮影レンズユニット側に電力を供給するマウント接点１２が設けられている。また、カメラ本体１０には、マウント部１１の近接した位置に、装着された撮影レンズユニットを取り外すときに押下するレンズロック解除ボタン１３が設けられている。

カメラ本体１０には撮影者がカメラ本体１０を保持するためのグリップ部１４が設けられている。グリップ部１４には、撮影者がカメラ１００に対して撮影を指示するためのレリーズボタン１５が設けられている。

カメラ本体１０の上部には、カメラ本体１０に対してポップアップするストロボユニット１６、フラッシュ取り付け用のシュー溝１７およびフラッシュ接点１８が設けられている。

また、図１（ｂ）に示すように、カメラ本体１０の背面の中央付近には、画像表示可能なカラー液晶モニタ１９が設けられている。

次に、カメラ１００の内部の外観構成について図２、３を参照して説明する。

図２は、カメラの内部の外観構成を示す斜視図である。図２（ａ）は、カメラを前面側から見た斜視図であり、図２（ｂ）は、カメラを背面側から見た斜視図である。図３は、撮像ユニット４０の周辺の部品を示す分解斜視図である。図３（ａ）は、各構成部品を前面側から見た分解斜視図であり、図３（ｂ）は、各構成部品を背面側から見た分解斜視図である。

カメラ本体１０は、フロントベース２１を備えている。フロントベース２１の撮影者側には、シャッタユニット３０がビス等によって取り付けられている。
フロントベース２１の撮影者側には、後述する撮像ユニット４０および放熱部材２３、２４も配設されている。

撮像ユニット４０は、光学ローパスフィルタ４６、圧電素子４７、撮像素子４１を含む撮像手段である撮像素子ユニット１が後述する他の部品と共にユニット化されたものである。撮像素子４１は、被写体像を光電変換するものであり、本発明の実施形態ではＣＭＯＳセンサが用いられるが、その他にもＣＣＤ型及びＣＩＤ型等様々な形態があり、いずれの形態の撮像デバイスを採用しても良い。撮像素子ユニット１の前方に配置された光学ローパスフィルタ４６は、水晶からなる１枚の複屈折板であり、その形状は矩形状である。圧電素子４７は、単板の圧電素子（ピエゾ素子）であり、加振されてその振動を光学ローパスフィルタ４６に伝えるように構成されている。

次に、本発明の実施形態における撮像ユニット４０の概略構成について説明する。図３に示すように、カメラ本体の骨格となるフロントベース２１の撮影者側には、被写体側から順に、シャッタユニット３０、撮像ユニット４０が配設される。撮像ユニット４０は、撮影レンズが取り付けられる基準となるマウント部１１の取付面に撮像素子４１の撮像面が所定の距離を空けてかつ平行になるように調整されて固定される。

図４（ａ）は撮像ユニット４０を被写体側から、図４（ｂ）は撮影者側から見た斜視図である。図４（ａ）、（ｂ）に示すように、光学ローパスフィルタ４６は、水晶からなる１枚の複屈折板であり、その形状は矩形状である。光学ローパスフィルタ４６は、撮影有効領域の一側方に圧電素子４７を配置する周縁部を有しており、撮影光軸中心に対して直交する方向（カメラ上下方向）は非対称である。このようにした光学ローパスフィルタ４６の表面には、光学的なコーティングが施されている。

圧電素子４７は、単板の矩形の短冊形状を呈し、光学ローパスフィルタ４６の周縁部において、圧電素子４７の長辺が光学ローパスフィルタ４６の長辺（側辺）に平行になるように配置されて接着保持される（貼着される）。圧電素子４７は、光学ローパスフィルタ４６上において四辺のうち一辺に近接して平行に貼着され、一辺に平行な複数の節部を有するように光学ローパスフィルタ４６を波状に振動させる。

４４は樹脂製又は金属製の光学部材保持部材であり、略矩形状の開口部４４ｃを有し、光学ローパスフィルタ４６及び光学部材４５を保持する。光学部材保持部材４４には、撮影者側に封止部４４ａ、被写体側に封止部４４ｂが一体成型されている。これら封止部４４ａ、４４ｂは弾性部材であり、ゴムやエラストマーでも良いし、弾性体であれば、ウレタンフォームやプラスチック等の高分子重合体でも良い。また、光学部材保持部材４４と封止部４４ａ、４４ｂは一体成型されていると説明したが、別体としてもかまわない。
光学部材４５は赤外カットフィルタであり、開口部４４ｃを塞ぐように光学部材保持部材４４に接着固定される。

４３は撮像素子保持部材であり、略矩形状の開口部４３ｏを有し、撮像素子ユニット１を保持すると共に、光学部材保持部材４４を保持する。撮像素子ユニット１は、撮像素子保持部材４３に接着剤５０（図５参照）によって固定される。撮像素子保持部材４３の材質は樹脂でも金属でも良いが、金属製とすれば、撮像素子４１の熱を逃がす効果が大きくなり、撮像素子４１の発熱による画像劣化防止に有効である。

４９は付勢部材であり、光学ローパスフィルタ４６の撮影有効領域外の４ヶ所において光学ローパスフィルタ４６に当接し、光軸方向で撮影者側に付勢する。付勢部材４９と光学部材保持部材４４は、撮像素子保持部材４３にビスで固定される。このようにして、光学ローパスフィルタ４６は、封止部４４ｂにより光学部材保持部材４４に対して密着保持され、撮像素子ユニット１は光学部材保持部材４４の封止部４４ａに密着する。

以上の構成をとることにより、光学ローパスフィルタ４６は、付勢部材４９と封止部４４ｂとで挟み込まれて振動可能に支持される。

４８は圧電素子４７に電圧を印加するための圧電素子用フレキシブルプリント基板であり、圧電素子４７に接着固定される。圧電素子４７は、電圧の印加により光軸と直交する方向に主として伸縮振動し、光学ローパスフィルタ４６を共振（振動）させる。これにより、光学ローパスフィルタ４６の表面に付着した異物をふるい落とすことができる。

次に、図５を参照して、光学部材保持部材４４と封止部４４ａ、４４ｂの構成について詳述する。図５は図３（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図である。封止部４４ａは、撮影者側において光学部材保持部材４４の開口部４４ｃを囲むように配置される。封止部４４ａは光学部材保持部材４４と一体成型により一体化されており、撮影者側の面が撮像素子ユニット１と当接する。封止部４４ａは、ゴム、エラストマー等の弾性部材であり、光学部材保持部材４４と二色成型で一体化することが可能である。

撮像素子ユニット１は、接着剤５０によって撮像素子保持部材４３に固定される。封止部４４ａは、光学部材保持部材４４と撮像素子ユニット１が所定の間隔となるまで弾性変形しており、撮像素子ユニット１側の空間を密閉することが可能となる。封止部４４ａの撮像素子ユニット１との当接部は、断面形状が一山以上の凸形状で構成される。また、光学部材４５は光学部材保持部材４４の所定の保持部に外周接着されて保持される。これにより、光学部材保持部材４４と撮像素子ユニット１と封止部４４ａと光学部材４５とにより囲まれる空間は封止され、塵埃等の異物の侵入を防ぐ密閉空間が形成される。

一方、封止部４４ｂは、被写体側において光学部材保持部材４４の開口部４４ｃを囲むように配置される。封止部４４ｂも光学部材保持部材４４に一体成型により一体化されており、被写体側の面が光学ローパスフィルタ４６と当接する。光学ローパスフィルタ４６は、付勢部材４９の弾性により撮像素子ユニット１側へと付勢されるので、封止部４４ｂは弾性変形し、光学ローパスフィルタ４６及び光学部材保持部材４４に対して隙間無く密着する。これにより、光学ローパスフィルタ４６と光学部材保持部材４４と封止部４４ｂと光学部材４５とにより囲まれる空間は封止され、塵埃等の異物の侵入を防ぐ密閉空間が形成される。

光学ローパスフィルタ４６と封止部４４ｂは、圧電素子４７で振動を与える際の振動伝達部材を兼ねており、該光学ローパスフィルタ４６の表面に付着した異物を除去する。

次に、本発明の実施形態にかかわる撮像素子ユニットの概略構成について図６を参照して説明する。

図６は、本発明の実施形態にかかわる撮像装置が備える撮像素子ユニット１の概略構造を示す図であり、（ａ）は正面図を、（ｂ）は右側面図（図６（ａ）を右側から見た図）を、（ｃ）は背面図をそれぞれ示している。撮像素子ユニット１は、撮像素子４１が自動実装により配線基板４２（以下「基板４２」と記する）に実装され、一体化されたものである。

撮像素子４１は、その内部に光電変換部（不図示）を有しており、撮像装置が備える光学系部材（不図示）を通して得た光学像を電気信号へ変換する。撮像素子４１の外観を成す筺体であるパッケージ４１ａは、撮像素子４１の内部の光電変換部等の構成要素を保持しており、パッケージ４１ａの正面側の表面はガラス窓４１ｂによって覆われている。

パッケージ４１ａの裏面には電極パッド４１ｇ（図１０参照）が設けられており、電極パッド４１ｇは撮像素子４１の内部の光電変換部と電気的に接続されている。

基板４２は、電極パッド４１ｇを介して撮像素子４１の光電変換部と電気的に接続され、撮像素子４１から電気信号を受け取る。基板４２の背面側には、基板４２に実装される電子部品４２ａと不図示の撮像装置本体と電気的に接続される基板コネクタ４２ｂとが配設されている。

撮像装置の全体構成についての図示は省略するが、撮像装置において、撮像素子ユニット１の正面側前方には光学レンズ等で構成された光学系部材が配置される。光学系部材を通して撮像素子ユニット１に入力される光学像は、透明なカバーガラス４１ｂを通過して、撮像素子４１の内部の光電変換部において結像する。

撮像素子４１の光電変換部は、光を検出して電荷を発生させるフォトダイオード等で構成されている。撮像素子４１は、具体的には、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等である。また、撮像素子４１は、例えば、パッケージ４１ａの裏面に電極パッド４１ｇを設け、リードをパッケージ外側に出さないＬＬＣＣ（ＬｅａｄＬｅｓｓＣｈｉｐＣａｒｒｉｅｒ）タイプの構造を有する。但し、撮像素子４１は、このような構成に限定されるものではない。例えば、リードをセラミック板で挟んでパッケージを構成し、パッケージの外側でリード基板に半田付けされ、パッケージの裏面と基板の表面との間に空隙部が形成されたサーディップタイプの撮像素子を用いることも可能である。

撮像素子４１の電極パッド４１ｇは、基板４２のランド部（不図示）に対して自動実装により半田付けされることで電気的に接続され、これにより、撮像素子４１は基板４２と機械的に一体化される。なお、基板４２は、フレキシブルケーブル（ＦＰＣ）等の可撓性を持った基板であってもよい。

カバーガラス４１ｂはパッケージ４１ａの表面に重ねた状態でパッケージ４１ａに対して接着固定され、図６（ｂ）に示すように、ガラス窓４１ｂは、パッケージ４１ａの表面から正面側に突出している。図６（ｃ）に示すように、基板４２においてパッケージ４１ａが取り付けられる部分では、パッケージ側面４１ｃ、４１ｄと略平行な基板端４２ｃ、４２ｄ間の幅寸法は、パッケージ側面４１ｃ、４１ｄ間の幅寸法同等となっている。

なお、本実施形態では、上述の通り、パッケージ側面４１ｃ、４１ｄの全体が基板端４２ｃ、４２ｄから外側へ突出せずに露出しない構造とした。しかし、これに限られず、パッケージ側面４１ｃ、４１ｄの一部が基板４２の基板端４２ｃ、４２ｄから突出して露出するように、基板４２の形状を設計してもよい。

撮像素子４１の内部の光電変換部から出力されたデジタル電気信号は、電極パッド４１ｇを介して基板４２へ伝達される。デジタル電気信号は、基板４２の基板コネクタ４２ｂを介して、不図示の撮像装置本体に配置されるメイン基板へと伝達される。メイン基板に設けられた制御回路は、デジタル信号を基板制御回路が受信した後、圧縮や記録等の所定の処理を行う。

次に、図７を参照して、撮像素子ユニット１が位置決め固定される撮像素子保持部材４３の構造について詳述する。

図７は、撮像素子ユニット１が位置決め固定される固定部材の一例である撮像素子保持部材４３の構造を示す図であり、（ａ）は正面図、（ｂ）は右側面図（図７（ａ）を右側から見た図）、（ｃ）は背面図である。

撮像素子保持部材４３は、例えば、ステンレス等の金属プレス加工により作製された板金部材である。撮像素子保持部材４３の平面部４３ｄには、その正面側と背面側とを貫通する開口部４３ｏと、撮像素子保持部材４３を撮像装置本体のフロントベース２１に対して位置決めするための一対の位置決め穴４３ａ、振れ止め穴４３ｂが形成されている。開口部４３ｏは、後述するように、撮像素子ユニット１が撮像素子保持部材４３に配置された状態で撮像素子４１の撮像面を露出させるために設けられている。本発明の実施形態では、一対の位置決め穴４３ａ、振れ止め穴４３ｂを丸穴と長穴で構成しているが、このような形状に限定されるものではない。一対の位置決め穴４３ａ、振れ止め穴４３ｂとフロントベース２１の位置決め突起２１ａ、振れ止め突起２１ｂとを嵌合させることにより、撮像素子保持部材４３は撮像装置本体に対して位置決めされ、固定される。

撮像素子保持部材４３において開口部４３ｏを挟んでカメラ左右方向で対向する一対の辺には、撮像素子保持部材４３の正面側及び背面側に立設された一対の立壁部４３ｐ、４３ｑが形成されている。

次に、撮像素子保持部材４３に対する撮像ユニット１の位置決め固定方法について説明する。

図４に示すように、撮像素子ユニット１は、撮像素子保持部材４３の背面側から配置される。撮像素子４１は、撮像素子保持部材４３の開口部４３ｏに入り込むように撮像素子保持部材４３に対して組み込まれる。撮像素子ユニット１を撮像素子保持部材４３に組み込む際に、撮像素子保持部材４３を固定し、位置調整治具を用いて撮像素子ユニット１を撮像素子保持部材４３に対して組み込み方向に位置合せすることによって、撮像素子ユニット１と撮像素子保持部材４３との組み込み方向における相対的位置が定まる。このとき、撮像素子ユニット１は、撮像素子４１の内部の光電変換部の中心が撮像素子保持部材４３に対して設計上の理想的な位置に収まるように位置調整がされる。そして、前述の通り、撮像素子保持部材４３は撮像装置本体に対して一定の位置に組み込まれるため、撮像素子ユニット１も撮像装置本体に対して理想的な位置に位置決めすることができる。

次に、撮像ユニット４０の周辺の構成について図３、図１１を参照して説明する。

図３（ａ）では、構成部品が前面側から撮影光軸に沿って、マウント部１１、フロントベース２１、シャッタユニット３０、撮像ユニット４０、放熱部材２３、２４の順番に配置されている。

フロントベース２１は、ベース部材であって、箱状に形成されている。フロントベース２１には、撮影光軸に沿った円柱状のボス２１ｄが複数、後方に向かって延設されている。具体的には、本発明の実施形態のボス２１ｄは、フロントベース２１の後側であって、上部（不図示）、左側下部および右側下部に設けられている。各ボス２１ｄには、雌ネジ部２１ｃが形成されている。雌ネジ部２１ｃには、後述する固定部材としての固定ビス２５が後側から螺合される。また、フロントベース２１には、各雌ネジ部２１ｃに近接した位置にそれぞれ、小径な軸状の位置決め突起２１ａ、振れ止め突起２１ｂが後方に向かって延設されている。

撮像素子保持部材４３には、上述した各雌ネジ部２１ｃに対応する部位に、各固定ビス２５が挿通される挿通穴４３ｃが複数、設けられている。具体的には、本発明の実施形態にかかわる挿通穴４３ｃは、撮像素子保持部材４３の上部、左側下部および右側下部に設けられている。また、撮像素子保持部材４３には、各挿通穴４３ｃに近接して、上述した各位置決め突起２１ａ、振れ止め突起２１ｂが挿入される位置決め穴４３ａ、振れ止め穴４３ｂが設けられている。

フロントベース２１と撮像ユニット４０との間には付勢部材としての金属製のコイル状の圧縮バネ２２（以下、バネという）が複数、設けられる。本発明の実施形態にかかわるバネ２２は、フロントベース２１の各雌ネジ部２１ｃと撮像ユニット４０の各挿通穴４３ｃとの間に配設される。撮像ユニット４０がフロントベース２１に取り付けられた状態では、バネ２２によって撮像ユニット４０は後方に付勢される。すなわち、バネ２２は、撮像ユニット４０とフロントベース２１とを離間させる方向に付勢する。なお、バネ２２は、金属製に限られず、ゴム製であってもよい。

放熱部材２３、２４は、撮像素子４１の熱を外部に伝熱する放熱機能を有している。放熱部材２３、２４は、例えば、銅等の金属プレス加工により作製された板金部材である。放熱部材２３、２４は、基板４２の熱を外部に伝熱する放熱本体部２３ａ、２４ａと回転止め部２３ｂ、２４ｂとを有している。放熱本体部２３ａ、２４ａには、基板４２に配置される吸熱部２３ｅ、２４ｆが形成されている。吸熱部２３ｅ、２４ｆは、基板４２の四隅に設けられている。これにより、撮像素子４１からの放熱を均一に行うことができるようになる。回転止め部２３ｂ、２４ｂは、放熱本体部２３ａ、２４ａから上述した各雌ネジ部２１ｃに対応する部位に向かって延出する腕部２３ｄ、２４ｄの先端にそれぞれ形成されている。回転止め部２３ｂ、２４ｂには、固定ビス２５が挿通される挿通穴２３ｃ、２４ｃが形成されている。回転止め部２３ｂ、２４ｂは、雌ネジ部２１ｃに螺合された固定ビス２５が回転して緩まないようにワッシャの役割を有する。また、回転止め部２３ｂ、２４ｂには、挿通穴２３ｃ、２４ｃに近接して、撮像素子保持部材４３の位置決め溝４３ｇ、位置決め突起４３ｈに嵌合される、位置決め部２３ｇ、位置決め穴２４ｈが設けられている。

腕部２３ｄ、２４ｄ自体は弾性変形可能であり、外力が加わることで放熱本体部２３ａ、２４ａと回転止め部２３ｂ、２４ｂとの間が、腕部２３ｄ、２４ｄを介して変動可能である。一方、外力がなくなると腕部２３ｄ、２４ｄの弾性力により、放熱本体部２３ａ、２４ａと回転止め部２３ｂ、２４ｂとの間は、元の状態に戻る。

図９は図８に示すＣ、Ｄ部の拡大図である。吸熱部２３ｅ、２４ｆは、光軸方向で基板４２を挟み込む。これにより、吸熱部２３ｅ、２４ｆが基板４２の両面に接触している表面積分、吸熱できると共に、吸熱部２３ｅ、２４ｆの挟圧力によって基板４２との接触熱抵抗を減少し、放熱性を向上させることができる。

吸熱部２３ｅ、２４ｆによって撮像素子ユニット１から吸熱された熱は、放熱本体部２３ａ、２４ａへと伝熱され、放熱本体部２３ａ、２４ａによって放熱されることで、撮像素子４１の温度上昇が抑えられる。

また、吸熱部２３ｅ、２４ｆが基板４２を挟み込むことにより、基板４２背面に直接吸熱部２３ｅ、２４ｆを配置している。本発明の実施形態では、放熱部材２３、２４は板金部材であるため、吸熱部２３ｅ、２４ｆが基板４２の電子部品４２ａ、基板コネクタ４２ｂより背面に突出することはない。すなわち、従来技術で示しているような、基板に貼付された熱伝導性ゴムに放熱部材を取り付ける場合よりも、撮像ユニット４０を光軸方向で小型化することができる。

図１０は、図８に示す矢視Ｂ−Ｂ断面図である。吸熱部２３ｅ、２４ｆは、撮像素子４１のパッケージ側面４１ｃ、４１ｄの間隔から超えない範囲で配置され、撮像素子保持部材４３の立壁部４３ｅの外側に隣接されている。また、吸熱部２３ｅ、２４ｆを撮像素子４１に接近させることにより、撮像素子ユニット４０の熱を逃す放熱性も向上させることができる
撮像ユニット４０および放熱部材２３、２４は、固定ビス２５を用いてフロントベース２１に取り付けられる。固定ビス２５は、放熱部材２３、２４の挿通穴２３ｃ、２４ｃおよび撮像素子保持部材４３の挿通穴４３ｃに挿通し、雌ネジ部２１ｃに螺合される。したがって、撮像ユニット４０をフロントベース２１に固定する際に、固定ビス２５は回転止め部２３ｂ、２４ｂを共締めしている。これによって、放熱部材２３、２４も撮像ユニット４０に固定される。固定ビス２５の頭部２５ａは円盤状であり、回転止め部２３ｂ、２４ｂの挿通穴２３ｃ、２４ｃの穴径よりも大きいので、固定ビス２５を螺合させると、頭部２５ａは回転止め部２３ｂ、２４ｂに当接する。なお、頭部２５ａがなべ形状等の通常の形状のビスを用いてもよい。また、図１１で示すように、放熱部材２３、２４のフロントベース取付け部２３ｆ、２４ｅは、ビスを用いてフロントベースの雌ネジ部２１ｆ、２１ｅに取り付けられる。この時、図１２に示すように、放熱板金２３、２４を金属シャーシ７０と挿通させて雌ネジ部２１ｅ、２１ｆに螺合することで導通を確保しつつ、放熱を効率よく行えるようになる。

次に、撮像ユニット４０の取り付け方法について説明する。撮像ユニット４０は、撮影レンズユニットが取り付けられる基準となるマウント部１１の取付面から、撮像素子４１の撮像面が所定の距離を空け、かつ平行になるように取り付けられる必要がある。

先ず、放熱部材２３、２４を撮像ユニット４０の基板４２の上下に組付ける。このとき、放熱部材２３、２４の位置決め部２３ｇ、位置決め穴２４ｈを、撮像素子保持部材４３の位置決め溝４３ｇ、位置決め突起４３ｈに嵌合させながら組付けることで、容易に位置決めを行うことができる。

次に、フロントベース２１の各ボス２１ｄの外周に、それぞれバネ２２を嵌め合わせる。次に、撮像素子４１が取り付けられた撮像ユニット４０をフロントベース２１の後側に重ね合わせる。このとき、撮像ユニット４０の位置決め穴４３ａ、振れ止め穴４３ｂに、フロントベース２１の位置決め突起２１ａ、振れ止め突起２１ｂを挿入させながら重ね合わせることで、容易に位置決めを行うことができる。

最後に、固定ビス２５を放熱部材２３、２４の挿通穴２３ｃ、２４ｃおよび撮像素子保持部材４３の挿通穴４３ｃにそれぞれ挿通し、フロントベース２１の雌ネジ部２１ｃに螺合する。固定ビス２５の頭部２５ａを放熱部材２３、２４の回転止め部２３ｂ、２４ｂに当接するまで、固定ビス２５を螺合させることで、撮像ユニット４０を取り付けることができる。

また、各回転止め部２３ｂ、２４ｂは放熱部材２３、２４に一体で形成されているので、固定ビス２５を放熱部材２３、２４の挿通穴２３ｃ、２４ｃに挿通させて雌ネジ部２１ｃに螺合することで、回転止め部２３ｂ、２４ｂを取り付けることができ、組み付けの効率が向上する。

このように組み付けられたカメラ本体１００において、撮像ユニット４０および放熱部材２３、２４は、両者を後方に付勢するバネ２２により浮遊支持されている。また、撮像ユニット４０の位置決め穴４３ａ、振れ止め穴４３ｂとフロントベース２１の位置決め突起２１ａ、振れ止め突起２１ｂとは、精度よく形成されているので、フロントベース２１と撮像ユニット４０の撮像素子４１とは、水平垂直方向と傾き回転方向の位置関係も精度よく取り付けられる。すなわち、撮像ユニット４０を取り付けることで、撮影光軸に対する撮像素子４１の水平垂直方向の調整と傾き回転調整の３軸が決定される。

次に、撮像ユニット４０の調整方法について説明する。撮像素子４１の撮像面は、パッケージ４１ａ内において、製造上、位置と傾きにばらつきがあるため、本発明の実施形態では、撮影レンズと撮像素子４１の撮像面との相関位置を合わせるために調整可能である。調整は、ピント方向の位置調整および片ボケ防止のための上下左右チルトの３軸調整を、マウント部１１のレンズ取付け面から撮像素子４１までの距離と傾きを測定しながら、固定ビス２５を緩めたり締め付けたりすることで行う。

撮像ユニット４０が組み立てられた状態では、撮像ユニット４０はバネ２２により後方に付勢された状態となっている。したがって、各固定ビス２５を雌ネジ部２１ｃとのねじ込み量が減少するように回動させることで、撮像ユニット４０はバネ２２に付勢されて後方に移動する。また、各固定ビス２５を雌ネジ部２１ｃとのねじ込み量が増加するように回動させることで、撮像ユニット４０はバネ２２の付勢に抗して前方に移動する。なお、固定ビス２５の回動は手動、または工具を利用した自動調整の何れであってもよい。

このように調整することで撮像ユニット４０の光軸方向における位置および傾きが決定される。調整が行われた固定ビス２５は、頭部２５ａが回転止め部２３ｂ、２４ｂと当接している。したがって、回転止め部２３ｂ、２４ｂが固定ビス２５の回転を抑止し、固定ビス２５の緩みを防止する。

本発明の実施形態では、さらに固定ビス２５の緩みを十分に防止させるために、図１１、図１２に示すように、回転止め部２３ｂ、２４ｂと、固定ビス２５の頭部２５ａとの間に接着剤６０を付着させて、固定ビス２５と回転止め部２３ｂ、２４ｂとを十分に固着させる。

本発明の実施形態では、撮像ユニット４０が、バネ２２による浮遊支持となっているので、調整後にカメラ１００への衝撃等により撮像ユニット４０が瞬間的に被写体側に移動する可能性がある。撮像ユニット４０と放熱部材２３、２４とは吸熱部２３ｅ、２４ｆにより一体で接続されているので、撮像ユニット４０と放熱部材２３、２４とは同様に移動しようとする。このとき、移動する放熱部材２３、２４からの外力によって、固定ビス２５が接着剤６０から剥すような力が作用する。しかし、放熱本体部２３ａ、２４ａと回転止め部２３ｂ、２４ｂとの間に有する腕部２３ｄ、２４ｄが撓むことにより、放熱本体部２３ａ、２４ａが固定ビス２５を剥がそうとする力を緩和する。

また、撮像ユニット４０の調整の際、図１３のように、調整によっては放熱部材２３、２４が光軸方向撮影者側に出てくる場合がある。前述したように、固定ビス２５を組みつけ後、放熱部材２３、２４のフロントベース取付け部２３ｆ、２４ｅは、ビスを用いてフロントベースの雌ネジ部２１ｆ、２１ｅに取り付けられるため、放熱部材２３、２４が光軸方向撮影者側に出てきた状態でビス固定すると、調整後の撮像ユニット４０に負荷がかかり、調整がずれる可能性がある。そのため、吸熱部２３ｅ、２４ｆからフロントベース取付け部２３ｆ、２４ｅまでの腕部に複数の光軸方向曲げ部２３ｋ、２４ｋを設け、距離を延ばすことで調整後の撮像ユニット４０への影響を軽減している。加えて、図１４のように、放熱部材２４に関しては、光軸方向曲げ部２４ｋを結ぶつなぎ部２４ｍのうち少なくとも一つを、最短距離を繋がないこととすることで、ひねり方向への負荷も軽減できる構成となっている。

また、この時放熱部材２３，２４には、フロントベース取付け部２３ｆ、２４ｅに近接して、位置規制穴２３ｉ、２４ｊが形成されており、それがフロントベースに備えられているボス形状２１ｉ、２１ｊに挿入される構成となっている。この位置規制穴２３ｉ、２４ｊとボス形状２１ｉ、２１ｊの位置規制ガタは、フロントベース取付け部２３ｆ、２４ｅとフロントベースの雌ネジ部２１ｆ、２１ｅの半径より小さい構成となっており、放熱板金２３、２４の過度なズレを防止している。これによって、撮像ユニット調整により放熱板金２３、２４が設計位置から動いてしまった場合でも、放熱板金２３、２４を金属シャーシ７０と挿通させて雌ネジ部２１ｅ、２１ｆに螺合する際、穴同士が見えなくなることなく容易な組み立てを行うことが出来る。

加えて、本構成では、撮像ユニットの調整が設計値の場合でも、図１３のように、放熱板金のフロントベース取付け部２３ｆ、２４ｅがフロントベース雌ネジ部２１ｅ、２１ｆに押圧される構成となっている。これによって、調整により放熱板金２３、２４が光軸方向撮影者側に出てきた場合でも、フロントベース取付け部２３ｆ、２４ｅをフロントベース雌ネジ部２１ｅ、２１ｆに当接させた状態をすることができる。

このように本実施形態によれば、複数の回転止め部２３ｂ、２４ｂを放熱部材２３、２４に一体で形成したことから、撮像ユニット４０をフロントベース２１に組み付ける作業の効率が向上すると共に、部品の一体化による部品コストの削減ができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形および変更が可能である。

１撮像素子ユニット、２１フロントベース、２１ｉ，２１ｊボス形状、
２３，２４放熱部材、２３ａ，２４ａ放熱本体部、
２３ｂ，２４ｂ回転止め部、２３ｄ，２４ｄ腕部、２３ｅ，２４ｆ吸熱部、
２３ｆ，２４ｅフロントベース取付け部、２３ｉ，２４ｊ位置規制穴、
２３ｋ，２４ｋ光軸方向曲げ部、２４ｍつなぎ部、２５固定ビス、
４１撮像素子、４１ｅ，４１ｆパッケージ側面、４２基板、
４２ａ電子部品、４３撮像素子保持部材、４３ｅ，４３ｆ立壁部、
５０接着剤

Claims

撮影光学系により形成される被写体像を取得する撮像素子の撮像面を筐体内で設定した前記撮影光学系に対する基準面に一致させるべく、前記筐体に対する傾斜を変更可能にチルト調整機構により保持される前記撮像素子の放熱構造であって、
撮像素子ユニットに固定される一端部と、前記筐体内に保持された前板部材に固定される他端部と、を繋ぐ、熱伝導部材を備え、
前記熱伝導部材は、前記他端部近傍に複数の折り曲げ部を設け、それぞれの折り曲げ部が光軸方向で重ならないことを特徴とする撮像装置。
前記熱伝導部材において、前記他端部近傍に配置された複数の折り曲げ部を結ぶ熱伝導部材つなぎ部のうち、少なくとも一つは最短距離で結ばれていないことを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
前記熱伝導部材の前板部材に固定される他端部は、チルト調整前の段階において、前記前板部材に対し光軸方向に押圧されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮像装置。
前記熱伝導部材の前板部材に固定される他端部は、前記前板部材の雌ネジ部にネジ固定されており、
他端部の近傍には、前記前板部材に形成された凸形状と前記熱伝導部材に形成された穴形状が構成され、
前記凸形状と前記穴形状のガタは、前記他端部の穴径と、雌ネジ部の半径より小さいことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか一項に記載の撮像装置。