JP2019008052A - Imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えばデジタルカメラやデジタルビデオカメラ等の撮像装置の放熱構造に関する。 The present invention relates to a heat dissipation structure of an imaging apparatus such as a digital camera or a digital video camera.
デジタルビデオカメラ等の撮像装置では、近年の撮像素子の高画素化に伴い消費電力が増大し、撮像素子に対するより高い放熱効果を持った構造が求められている。例えば、ファンと送風ダクトで形成された空気循環路によって撮像素子の熱をカメラ本体内に循環させ、更に空気循環路の一部を放熱部材で形成して放熱部材に伝達された熱をカメラ本体に設けた貫通穴を介して外気に放熱する構造が提案されている(特許文献1)。 In an imaging apparatus such as a digital video camera, power consumption increases with the recent increase in the number of pixels of an imaging element, and a structure having a higher heat dissipation effect for the imaging element is required. For example, the heat of the image sensor is circulated in the camera body by an air circulation path formed by a fan and a blower duct, and a part of the air circulation path is formed by a heat dissipation member, and the heat transmitted to the heat dissipation member is transmitted to the camera body. There has been proposed a structure for radiating heat to the outside air through a through-hole provided in (Patent Document 1).
ところで、高画素の撮像素子を搭載した撮像装置の場合、レンズ光軸に対する撮像素子の傾きがより顕著に画質に影響を及ぼす為、組立工程において撮像素子を含む撮像ユニットの傾きをレンズ光軸に対して適切な角度に調整することが一般的である。 By the way, in the case of an imaging apparatus equipped with a high-pixel imaging device, the tilt of the imaging device with respect to the lens optical axis has a more significant effect on the image quality. Therefore, the tilt of the imaging unit including the imaging device is used as the lens optical axis in the assembly process. Generally, it is adjusted to an appropriate angle.
しかしながら、上記特許文献1では、撮像ユニットと送風ダクトの接続部分にズレが生じ、個々の撮像装置毎における撮像ユニットの傾き調整結果によっては流路の幅にばらつきが生じて、安定した撮像素子の放熱効果を得ることが難しい。 However, in the above-mentioned Patent Document 1, there is a deviation in the connection portion between the imaging unit and the air duct, and the width of the flow path varies depending on the result of the inclination adjustment of the imaging unit in each imaging device. It is difficult to obtain a heat dissipation effect.
そこで、本発明は、撮像ユニットの傾き調整によって撮像素子の傾きが個々の撮像装置毎に異なる場合においても、安定して撮像素子の放熱効果を得ることができる撮像装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an imaging apparatus that can stably obtain a heat dissipation effect of an imaging element even when the inclination of the imaging element differs for each imaging apparatus by adjusting the inclination of the imaging unit. To do.
上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、レンズ部と、前記レンズ部の光軸に対する傾き角度を調整可能に設けられ、撮像素子が実装されたセンサ基板を有する撮像ユニットと、前記センサ基板の前記撮像素子が実装された面と反対側の面に固定され、複数のフィン部を有する放熱フィンと、前記センサ基板の熱が伝達された前記放熱フィンを冷却する流路が形成され、前記流路に前記フィン部が挿入される開口部を有する送風ダクトと、を備え、前記放熱フィンと前記送風ダクトとの間には、前記放熱フィンと前記送風ダクトとの間を密閉する弾性部材が前記開口部の周囲を囲むように設けられていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, an imaging apparatus of the present invention includes a lens unit, an imaging unit having a sensor substrate on which an imaging element is mounted, the tilt angle of the lens unit being adjustable with respect to the optical axis, Fixed to the surface of the sensor substrate opposite to the surface on which the imaging element is mounted, a heat dissipating fin having a plurality of fin portions and a flow path for cooling the heat dissipating fin to which heat of the sensor substrate is transmitted are formed. An air duct having an opening into which the fin portion is inserted into the flow path, and between the heat dissipating fin and the air duct, an elastic seal between the heat dissipating fin and the air duct. A member is provided so as to surround the periphery of the opening.
本発明によれば、撮像ユニットの傾き調整によって撮像素子の傾きが個々の撮像装置毎に異なる場合においても、安定して撮像素子の放熱効果を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to stably obtain the heat radiation effect of the image pickup device even when the inclination of the image pickup device differs for each image pickup device by adjusting the inclination of the image pickup unit.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態の一例を説明する。 Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1(a)は本発明の撮像装置の実施形態の一例であるデジタルビデオカメラを背面側から見た斜視図、図1(b)は図1(a)に示すデジタルビデオカメラを正面側から見た斜視図である。図2は、図1(a)に示すデジタルビデオカメラにバッテリを取り付けた状態を示す斜視図である。なお、図において、Zは、レンズ部300の光軸を示しており、被写体側(正面側)を+Z方向、撮影者側(背面側)を−Z方向として説明する。
FIG. 1A is a perspective view of a digital video camera as an example of an embodiment of an imaging apparatus according to the present invention as seen from the back side, and FIG. 1B is a perspective view of the digital video camera shown in FIG. FIG. FIG. 2 is a perspective view showing a state in which a battery is attached to the digital video camera shown in FIG. In the figure, Z indicates the optical axis of the
図1に示すように、本実施形態のデジタルビデオカメラ100(以下、カメラ100という。)は、正面側にレンズ部300が配置され、レンズ部300の外周部には、マニュアルフォーカス等の操作が可能な操作リング103が設けられている。カメラ100の背面側から見て左側の側部には、LCD等からなる表示部101が開閉可能に支持されている。
As shown in FIG. 1, a
カメラ100の背面側には、ファインダ部102、バッテリ室104、バッテリリリーススイッチ105、バッテリ取り付けガイド106a,106b、バッテリ室吸気口107、及びバッテリロック部113a,113bが設けられている。なお、バッテリ取り付けガイド106a,106bは、図示は省略するが、バッテリ室104内で対向する側にも同様のものが設けられている。
On the back side of the
カメラ100を正面側から見て左側の側部には、ユーザが把持するグリップ部114が設けられ、グリップ部114の正面側にはメイン吸気口108a,108bが設けられ、グリップ部114の背面側には排気口109が設けられている。また、カメラ100の上面部において、正面側にはマイク部110が設けられ、背面側にはズームキー111が設けられている。
A
カメラ100は、バッテリ室吸気口107において矢印A方向から外気を吸気し、メイン吸気口108a,108bにおいて矢印B,C方向から外気を吸気し、排気口109において矢印D方向へと排気することにより、カメラ100内部を冷却する。
The
バッテリロック部113a,113bは、通常状態では、不図示の弾性部材により−Z方向に付勢され、バッテリ室104から突出している。バッテリリリーススイッチ105は、+Z方向に操作可能なスライドスイッチであり、また、バッテリリリーススイッチ105とバッテリロック部113a,113bは一体化されている。このため、バッテリリリーススイッチ105のスライド操作とともに、バッテリロック部113a,113bをバッテリ室104から突出しない位置に引っ込ませることができる。
The
図2に示すように、バッテリ112は、バッテリ室104に着脱可能に装着される。かかる装着状態においては、バッテリ112に設けられた不図示の爪部がバッテリ室104内に設けられたバッテリ取り付けガイド106a,106bに係合することによりバッテリ112の−Z方向への移動が規制される。
As shown in FIG. 2, the
また、バッテリ室104から突出したバッテリロック部113a,113bがバッテリ112の底面部112aを支えることにより抜け止めとなって、バッテリ112がバッテリ室104に保持される。この状態(図2)では、バッテリ室吸気口107は外観に露出しているため、バッテリ112の装着状態においても、バッテリ室吸気口107からの外気の吸気が可能である。
Further, the
次に、図3及び図4を参照して、カメラ100の内部構造について説明する。図3(a)はカメラ100の内部構造を背面側から見た斜視図、図3(b)はカメラ100の内部構造を正面側から見た斜視図である。図4は、図3(a)の部分拡大図である。
Next, the internal structure of the
図3に示すように、カメラ筐体200には、後述するホルダ板金500(図7参照)をビス止めする為のホルダ取り付けボス201a〜201k、及びセンサ取り付けボス202a〜202cが設けられている。図4に示すように、センサ取り付けボス202a〜202cの外側には、センサ取り付けボス202a〜202cの外形より一回り大きい同心円状の凹形状部218a〜218cが設けられている。凹形状部218a〜218cには、調整コイルバネ216a〜216cがセンサ取り付けボス202a〜202cの外形に沿って嵌るように取り付けられる。
As shown in FIG. 3, the
また、カメラ筐体200の背面側の端面には、撮像ユニット260が、カメラ筐体200に設けられた位置決めピン203a,203bにセンサ取り付け板金208の位置決め穴210a,210bを嵌め込んで位置決めされた状態で取り付けられる。撮像ユニット260は、後述するように、光軸に対する傾き角度を調整可能になっている。センサ取り付け板金208には、センサ基板207に実装された撮像素子206が接着剤等により固定されて一体化される。センサ基板207は、本発明のセンサ基板の一例に相当する。
In addition, the
また、センサ基板207に実装された接続コネクタ217は、後述するメイン基板901(図9参照))に電気的に接続され、撮像素子206から得た画像情報をメイン基板901へと送ることができる。センサ基板207の撮像素子206と反対側の面は、一部が銅箔露出部212となっており、この銅箔露出部212には、銅箔露出部212より一回り小さいシート状の熱伝導粘着部材213が貼り付けられている。熱伝導粘着部材213には、放熱フィン214が、そのフランジ面の一部又は全部が撮像素子206と光軸方向に重なるように貼り付けられる。これにより、放熱フィン214は熱伝導粘着部材213を介して銅箔露出部212と熱接続され、センサ基板207で発生した熱が放熱フィン214へと伝熱される。
The
また、カメラ筐体200に取り付けられた撮像ユニット260は、調整ビス215a〜215cをセンサ取り付け板金208の貫通穴209a〜209cを挿入してセンサ取り付けボス202a〜202cに締結することにより、仮固定される。そして、この状態で撮像ユニット260の角度調整を行った後、接着剤等により撮像ユニット260がカメラ筐体200に本固定される。
The
次に、図5を参照して、撮像ユニット260の角度調整方法について説明する。て説明する。図5(a)は撮像ユニット260を仮固定した状態でのカメラ筐体200の背面図、図5(b)は図5(a)のM−M線断面拡大図、図5(c)は撮像ユニット260の角度調整時の図5(a)のM−M線断面拡大図である。
Next, a method for adjusting the angle of the
図5(b)の状態では、撮像ユニット260は、調整コイルバネ216aにより−Z方向の付勢力を受けている。この状態で調整ビス215aを緩めると、調整コイルバネ216aの付勢力によって撮像ユニット260もその分押し上げられ、図5(a)で示す調整ビス215b,215cで支持された部分(N軸)を中心とした傾きが生じ、図5(c)に示す状態になる。
In the state of FIG. 5B, the
同様にして、調整ビス215b,215cを緩めると、調整コイルバネ216b,216cの付勢力により、撮像ユニット260がその分押し上げられて傾きが生じる。このようにして、調整ビス215a〜215cの緩み量を各々調整することにより、撮像ユニット260を任意の位置及び姿勢へ調整することが可能となる。
Similarly, when the adjustment screws 215b and 215c are loosened, the
図6(a)は撮像ユニット260が取り付けられたカメラ筐体200に対してホルダ板金500及びセンサダクトユニット400を取り付けた状態を示す斜視図、図6(b)はセンサダクトユニット400の分解斜視図である。
6A is a perspective view showing a state in which the
図6(a)に示すように、カメラ筐体200のホルダ取り付けボス201a〜201k(図3参照)に対応する位置にホルダ板金500がビス501a〜501k(ビス501g〜501kは不図示)によって取り付けられている。また、センサダクトユニット400は、ホルダ板金500に対して撮像ユニット260を覆うようにビス601a〜601cによって取り付けられている。
As shown in FIG. 6 (a), the
センサダクトユニット400は、図6(b)に示すように、センサダクト401、センサダクト蓋402、弾性部材404、吸気口弾性部材412、及び排気口弾性部材413を有し、センサダクト蓋402には、開口部403が設けられている。開口部403は、組立状態において放熱フィン214のフィン部214bの先端を挿入可能な開口面積が確保されている。弾性部材404は、不図示の両面テープ等を介してセンサダクト蓋402に貼り付けられる。センサダクトユニット400は、本発明の送風ダクトの一例に相当する。
As shown in FIG. 6B, the
また、弾性部材404の開口部407の開口面積は、センサダクト蓋402の開口部403よりも大きくなっている。弾性部材104は、センサダクト蓋402の開口部403の周囲に沿って開口部403を囲むように配置される。センサダクト401とセンサダクト蓋402は、ビス406a〜406bがセンサダクト蓋402の貫通穴408a〜408bを通ってボス409a〜409bで締結されることにより一体化される。
The opening area of the
また、センサダクト401には、吸気口410と排気口411が設けられ、吸気口410と排気口411には、それぞれ例えばスポンジ等の熱伝達率の低い吸気口弾性部材412と排気口弾性部材413が不図示の両面テープ等により貼り付けられている。なお、吸気口410は、バッテリ室吸気口107に対応している。
The
次に、図7及び図8を参照して、センサダクトユニット400を用いた撮像ユニット260の放熱構造について説明する。図7は、図6(a)の背面図である。図8(a)は、図7のP−P線断面拡大図である。
Next, a heat dissipation structure of the
図8(a)に示すように、センサダクト401の内壁面には、放熱フィン214とZ方向に対向し、複数のフィン部214bの先端との隙間を確保するために凹形状とした領域である凹面部401aと、それ以外の領域である平面部401bとが設けられている。フィン部214bの先端から凹面部401aまでの距離h0は、撮像ユニット260の傾き角度の調整により変位する撮像ユニット260の光軸方向の変位量よりも大きい距離に設定されている。具体的には、撮像ユニット260の傾き角度の調整によるフィン部214b先端の移動や衝撃等による凹面部401aの変形等によりフィン部214bと凹面部401aとが接触しないよう十分な距離が確保されている。
As shown in FIG. 8A, the inner surface of the
また、放熱フィン214のフランジ面214aとセンサダクト蓋402との間では、弾性部材404がチャージされた状態で組み付けられている。弾性部材404のチャージ量は、撮像ユニット260が前述した角度調整に伴って±Zを含むどちらの方向に移動したとしても、外部に対する密閉性が保たれるよう十分に確保されている。
In addition, the
センサダクトユニット400は、図7に示すように、吸気口410において、バッテリ室吸気口107(図1(a)参照)と吸気口弾性部材412を介して接続されている。この為、バッテリ室吸気口107から吸気された空気は、吸気口410へ図7の矢印E方向に流入し、途中で放熱フィン214を通過してセンサ基板207の熱を奪い(図8(a))、そのまま矢印の方向に沿って流れて、排気口411から矢印F方向へ排気される。
As shown in FIG. 7, the
なお、図8(b)に示すように、平面部401cを全体的に放熱フィン214から離すと、流入空気が放熱フィン214の領域を通過する際に、通風抵抗差により放熱フィン214の間よりフィン部214bの先端と平面部401cの間の領域で多く流れてしまう。これに対して、図8(a)に示すように、凹面部401aを設けることによって空気の流れが限定され、より放熱フィン214のフィン部214bに積極的に空気をあてることができる。
As shown in FIG. 8B, when the plane portion 401c is entirely separated from the
また、図8(c)に示すように、センサダクト401に、凹面部401aの領域とフィン部214bとの間で空気の流れを妨げる、例えば空気の流れ方向と直交する方向にリブ401dを形成すると、図8(a)に比べて距離h0の領域に空気が流れにくくなる。これにより、積極的にフィン部214bに空気をあてることができる。リブ401dは、互いに隣り合うフィン部214bの間に配置されている。
Further, as shown in FIG. 8C, a
なお、フィン部214bとリブ401dの光軸方向に直交する距離h1についても、前述したように、撮像ユニット260の角度調整によるフィン部214bの先端の移動や衝撃等による凹面部401aの変形等を考慮し、十分距離を確保することが望ましい。
As described above, the distance h1 perpendicular to the optical axis direction of the
次に、図9及び図10を参照して、メインダクト902を用いたメイン基板901の放熱構造について説明する。図9は、図6の状態から更にメイン基板901、メインダクト902、メインダクト蓋903、及び冷却ファン904を取り付ける状態を示す分解斜視図である。図10(a)は図9の組立体を矢印X方向から見た図、図10(b)は図10(a)のQ−Q線断面図である。なお、図10(a)では、説明の便宜上、メインダクト蓋903の図示は省略している。
Next, a heat dissipation structure of the
図9に示すように、メイン基板901は、カメラ筐体200の側面に略平行、すなわちセンサ基板207が配置された平面に対して略直角に交差する平面上に配置されている。メイン基板901のホルダ板金500に面する側は、不図示の伝熱性弾性部材を介してホルダ板金500と熱接続される。また、メイン基板901のメインダクト902に面する側は、同様に、不図示の伝熱性弾性部材を介してメインダクト902と熱接続される。
As shown in FIG. 9, the
これにより、メイン基板901で発生した熱は、ホルダ板金500を介してカメラ100内部に拡散される経路と、メインダクト902を介して強制空冷により外部に排気される経路との2通りの経路により放熱される。また、ホルダ板金500を介してカメラ100内部に熱を拡散する効果をより高める為、ホルダ板金500は、例えばアルミ合金等の熱伝達率の高い材料を用い、かつ出来る限りカメラ筐体200の周囲を取り囲むようにして面積が多くとられている。
As a result, the heat generated in the
メインダクト902は、放熱フィン902aと、メイン基板901に略平行でかつ放熱フィン902aの形成されている平面部902b(図10(b))とを有する。メインダクト蓋903は、図10(b)に示すように、冷却ファン904との間に空気を流すための開口部903a、放熱フィン902aと対向する平面部903b、及びメインダクト902の放熱フィン902aのない領域と対向する平面部903cとを有する。なお、冷却ファン904は、例えば遠心ファンにより構成される。また、冷却ファン904は、メイン基板に対して回転軸Pが略直交するようにメインダクト902に取り付けられている。
The
ここで、メインダクト902の平面部902bからメインダクト蓋903の平面部903bまでの距離(放熱フィン902aの高さ)をh2、平面部902bからメインダクト蓋903の平面部903cまでの距離をh3とする。
Here, the distance from the
メインダクト902内の空気の流れは、まず図10(b)に示す矢印B方向及び矢印C方向から吸気口902c,902dを介して吸気され、吸気された空気は、平面部902bと平面部903bの間の空間を通過する。平面部902bと平面部903bの間の空間を通過する空気は、放熱フィン902aから熱を奪い、平面部902bと平面部903cの間の空間を通過し、冷却ファン904へと流れて排気口904aから矢印D方向へ排気される。吸気口902c,902dは、図1(b)の吸気口108a,108bに対応し、排気口904aは、図1(b)の排気口109に対応している。
The air flow in the
ところで、空気の通風抵抗は、主に流路の断面積で決まるため、放熱フィン902aの配置されている領域は、放熱フィン902aの断面積分流路が狭くなる。このため、放熱フィン902aの配置されている領域と配置されていない領域の流路断面積を同一とすると、放熱フィン902aの配置されていない領域は、放熱フィン902aの断面積分高さ方向の寸法を抑えることができる(h2−h3)。
By the way, since the ventilation resistance of air is mainly determined by the cross-sectional area of the flow path, the cross-sectional integral flow path of the
この結果、冷却ファン904を光軸に近づけて、換言すると、放熱フィン902aより低い位置に配置することができ、冷却ファン904を含むメインダクト902の小型化が可能となる。また、冷却ファン904を含むメインダクト902の放熱構造が小型化されてグリップ部114の内部に配置されると、グリップ部114を光軸に近づけることができ、カメラ100の重心位置とグリップ部114が近づき、持ちやすさが向上する。
As a result, the cooling
また、メインダクト902には、センサダクトユニット400の排気口411と接続するためのダクト接続開口部905が設けられている。ダクト接続開口部905は、図10(b)の矢印B方向及び矢印C方向から冷却ファン904へと流れていく空気の流れに対して、冷却ファン904の回転軸Pを挟んで反対側に配置されている。これにより、矢印B方向及び矢印C方向から冷却ファン904に向かう空気の流れと、センサダクトユニット400の排気口411から冷却ファン904へ向かう矢印F方向の空気の流れが互いを邪魔することなく冷却ファン904へと導かれる。この為、効率よく2方向からの空気の流れを合流させて排気することが可能となる。
The
また、放熱フィン902aを通過して暖められた空気は、冷却ファン904へと流れていくため、冷却ファン904を挟んで放熱フィン902aと反対側にあるダクト接続開口部905の方には流れにくい。更に、排気口411とダクト接続開口部905とはメインダクト902及びセンサダクト401より熱伝導率の低い排気口弾性部材413を介してのみ接触している。この為、メインダクト902の熱がダクト接続開口部905を介してセンサダクトユニット400の方へと伝わるのを最小限に抑えることができる。
Further, since the air that has been warmed by passing through the
以上説明したように、本実施形態では、撮像ユニット260の傾き調整によって撮像素子206の傾きが個々のカメラ100毎に異なる場合でも、センサダクト401の流路幅にばらつきが生じることなく、安定して撮像素子206の放熱効果を得ることができる。
As described above, in the present embodiment, even when the tilt of the
なお、本発明の構成は、上記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。 The configuration of the present invention is not limited to that exemplified in the above embodiment, and the material, shape, dimensions, form, number, arrangement location, and the like can be changed as appropriate without departing from the scope of the present invention. It is.
100 カメラ
200 カメラ筐体
206 撮像素子
207 センサ基板
214 放熱フィン
214b フィン部
260 撮像ユニット
400 センサダクトユニット
403 開口部
404 弾性部材
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記レンズ部の光軸に対する傾き角度を調整可能に設けられ、撮像素子が実装されたセンサ基板を有する撮像ユニットと、
前記センサ基板の前記撮像素子が実装された面と反対側の面に固定され、複数のフィン部を有する放熱フィンと、
前記センサ基板の熱が伝達された前記放熱フィンを冷却する流路が形成され、前記流路に前記フィン部が挿入される開口部を有する送風ダクトと、を備え、
前記放熱フィンと前記送風ダクトとの間には、前記放熱フィンと前記送風ダクトとの間を密閉する弾性部材が前記開口部の周囲を囲むように設けられていることを特徴とする撮像装置。 The lens part,
An imaging unit having a sensor substrate on which an imaging element is mounted, the tilt angle of the lens unit being adjustable with respect to the optical axis;
A heat dissipating fin fixed to a surface opposite to the surface on which the image sensor of the sensor substrate is mounted, and having a plurality of fin portions;
A flow path for cooling the heat radiating fins to which the heat of the sensor substrate is transmitted, and an air duct having an opening into which the fin portion is inserted into the flow path,
An imaging device, wherein an elastic member that seals between the radiation fin and the air duct is provided between the heat radiation fin and the air duct so as to surround the periphery of the opening.
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