JP2019062487A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】交換式の放熱ユニットにおいて、放熱したい箇所に冷却部が接触していないため、効率良く放熱することが困難であった。【解決手段】熱源からの熱を放熱する第一の放熱部材と、第一の放熱部材に交換可能に接触する第二の放熱部材があり、第一の放熱部材には第一の熱伝導部が備えられ、第二の放熱部材には第二の熱伝導部が備えられ、第一の熱伝導部と第二の熱伝導部が接触することで熱源の熱を放熱する構成を持つ撮像装置において、第一の熱伝導部と第二の熱伝導部の一方は金属、もう一方はマグネットである。【選択図】図１４

Description

本発明は、冷却ユニットが交換可能なデジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像装置に関する。

デジタルビデオカメラやデジタルスチルカメラ等の撮像装置では、近年の小型化の要請により、撮像素子が実装された回路基板や、制御信号や画像信号を処理する電子部品が実装されたメイン回路基板の配置スペースが小さくなり、これらの基板が密集状態で配置されている。発熱量に対して、撮像装置の体積が十分に大きくない場合、自然放熱だけでは冷却効果が不足である場合がある。

そこで、熱源周辺に空気流路を形成し、空冷ＦＡＮを搭載し、強制空冷によって冷却する手段も提案されている。より高い冷却効果が見込めること等、熱伝導による冷却手段と比較して有利な点も多い。（例えば、特許文献１参照）
また、空冷ＦＡＮを停止して、静かに冷却することが望まれるケースもある。そのような時には、保冷材等を撮像装置に当てて冷却をすることがある。上記のような要望に対して従来は、保冷材付保護ケースなど、電子機器を保護するケースに保冷材を配置して、電子機器を冷却を施した物がある。（例えば特許文献２参照）

特開２０１３−９３６９７号公報 特開２０１３−２３２７７３号公報

しかしながら特許文献１など、従来の撮像装置においては、強制空冷と、ＦＡＮを停止した異なる冷却手段による冷却方法の選択が容易かつ効率的な放熱構造とはなっていない、という課題があった。

本発明は、
熱源からの熱を放熱する第一の放熱部材と、
第一の放熱部材に交換可能に接触する第二の放熱部材があり、
第一の放熱部材には第一の熱伝導部が備えられ、
第二の放熱部材には第二の熱伝導部が備えられ、
第一の熱伝導部と第二の熱伝導部が接触することで熱源の熱を放熱する構成を持つ撮像装置において、
第一の熱伝導部と第二の熱伝導部の一方は金属、もう一方はマグネットであることを特徴とする撮像装置。

以上説明したように、本発明によれば、強制空冷と、異なる冷却手段による冷却方法の選択が、容易かつ効率的な放熱構造を持つ撮像装置が提供可能である。

撮像装置１００のブロック図 撮像装置１００の外観斜視図 撮像装置１００の分解斜視図 ダクトユニット１０８の外観斜視図 撮像装置１００の断面斜視図 冷却カートリッジ用スロットユニット１１８の外観斜視図 冷却カートリッジ１１９の外観斜視図 水冷方式冷却カートリッジ１２１冷却カートリッジ１１９の外観斜視図 冷却カートリッジ１１９撮像装置１００の断面斜視図 実施例２における、撮像装置１００の背面側から見た外観斜視図 冷却カートリッジ用スロットユニット１１８周囲の構造を示す分解斜視図 撮像装置１００を背面側から見た図 図１２におけるＡ−Ａ断面図 図１３における拡大図

［実施例１］
以下、本発明の好適な一実施形態について、撮像装置に本発明を適用し、図面を参照しながら詳細に説明する。尚、本実施形態での説明において、図２における矢印にて示す方向を、各々Ｘ方向・Ｙ方向・Ｚ方向と定める。また、本実施形態における撮像装置において、レンズ（前玉）側から見た面（図２−Ｚ方向に向かって見た時、視認できる面）を正面、正面と対向する面を背面、正面から見て右側の面を右側面、正面から見て左側の面を左側面、正面から見て上側の面を上面、正面から見て下側の面を底面、と各々称する。

（ブロック図）
以下、本発明の実施形態を説明する。図１は、本発明の実施例１に係る撮像装置１００の構成を示すブロック図である。

撮像装置１００は、レンズ１０１、メイン基板１０４、表示部１０２、強制空冷ファン１１０、操作部１２８とを備えて成る。

メイン基板１０４は、後述する冷却ユニットを識別するための検知部ａ １１５、検知部ｂ １１６、制御部１２７を有する。
制御部１２７は、撮影者が操作部１２８を操作した情報及び、検知部ａ １１５、検知部ｂ １１６で識別された冷却ユニットの情報を元に、撮影制御及び強制空冷ファン１１０の制御を行う。

（ファンを使用する基本構成の説明）
図２は、本発明の実施例１に係る撮像装置１００ の構成を示す外観斜視図である。
撮像装置１００は、正面側にはレンズ１０１、背面側に撮影者が撮像画像や再生画像の表示を行う表示部１０２が配置され、左側面側には強制空冷に用いる吸気口１０３を有している。

図３は撮像装置１００の分解斜視図である。撮像装置１００は、レンズ１０１、熱源であるメイン基板１０４、メイン基板１０４の熱源部と放熱ゴムなどを介して物理的な接触している受熱ベース１０７、受熱ベース１０７と物理的な接触しているダクトユニット１０８、表示部１０２及び強制空冷ファン１１０を有する背面ユニット１１１、不図示である操作部１２８有する右側面カバー１０６からなる。

受熱ベース１０７と、ダクトユニット１０８の一部もしくは全体は、熱伝導性の高い、金属などの材料で構成されている。

メイン基板１０４は検知部ａ １１５、を有しており、これがダクトユニット１０８の凸形状１０９を検知している。

（ダクトユニット１０８の取り外しの説明）
ダクトユニット１０８は、２か所のビス１１７で固定されている。ダクトユニット１０８は、２か所のビス１１７を取り外すことで、左側面方向に引き抜き取り外すことが出来る。この際、撮像装置１００は検知部ａ １１５によって、ダクトユニット１０８が取り外されたことを検知する。

撮像装置１００はダクトユニット１０８が取り外されたことを検知したとき、強制空冷ファン１１０の動作を停止させる。

強制空冷ファン１１０が停止した状態では、メイン基板１０４から十分に放熱が行えない。

そのため、撮像装置１００はダクトユニット１０８が取り外されたことを検知したとき、電源を切り、電源を入れることを禁止することが出来る。もしくは撮影を禁止するすることが出来る。もしくは撮影者に対して警告を出すことが出来る。

図４はダクトユニット１０８の外観斜視図である。ダクトユニット１０８は吸気口１０３と、吸気口から吸い込まれた空気を強制空冷ファン１１０に導くための、ダクト部１１２からなる。ダクト部１１２は、放熱効率向上のためのフィン形状を複数有している。

図５（ａ）は撮像装置１００を天面側からみた断面斜視図であり、図５（ｂ）はその破線部の部分拡大図である。

点線矢印は、強制空冷時の吸気口１０３から排気口１１３への空気の流れを示す。
撮像装置１００は羽部不図示の強制空冷ファン１１０を駆動することで、吸気口１０３から吸気し、排気口１１３から排気を行う。
この際前述した通り、メイン基板１０４の熱源部１１４は受熱ベース１０７と物理的な接触しており、受熱ベース１０７はダクトユニット１０８と物理的に接触している。

そのため、撮像装置１００は強制空冷ファン１１０を駆動することで、メイン基板１０４の熱を効率的に排熱することが出来る。

（冷却カートリッジ用スロットの取り付け）
図６はダクトユニット１０８と交換可能に設定された冷却カートリッジ用スロットユニット１１８の外観斜視図である。

冷却カートリッジ用スロットユニット１１８は冷却カートリッジ挿入口１２９を有し、冷却カートリッジ１１９が挿入可能となっている。

図７は冷却カートリッジ用スロットユニット１１８と冷却カートリッジ１１９の分解斜視図である。

冷却カートリッジ用スロットユニット１１８は凸形状１３０を有する。凸形状１３０は撮像装置１００に組み込まれた際、メイン基板１０４に対して凸形状１０９とは異なる位置に配置されている。

冷却カートリッジ１１９は、不図示の内部に保冷物質１２２が封入されており、少なくとも一面が、冷却面１２０として構成されている。冷却面１２０は、金属等の熱伝導率が高い材料で構成してもよいし、樹脂を薄く形成することで実現してもよい。そのため、冷却カートリッジ１１９を冷蔵庫などで冷却することで、冷却面１２０を低温状態とすることが出来る。

冷却カートリッジ１１９の構成は保冷物質１２２を用いたものに限られるものではなく、様々な形態も本発明に含まれる。例えばペルチェ素子、水冷、空冷などの方式の冷却カートリッジが考えられる。

図８に冷却カートリッジ用スロットユニット１１８に水冷方式冷却カートリッジ１２１を挿入した状態を示す。

水冷方式冷却カートリッジ１２１内部は不図示の冷却水１２６によって満たされている。
また、冷却水伝達用チューブ１２３が冷却用ポンプ１２４とつながっており、水冷方式冷却カートリッジ１２１内部の冷却水１２６は循環させることが出来る。

さらに、水冷方式冷却カートリッジ１２１は、少なくとも一面が、冷却面１２０として構成されている。冷却面１２０は、金属等の熱伝導率が高い材料で構成してもよいし、樹脂を薄く形成することで実現してもよい。

そのため、冷却面１２０は低温の冷却水１２６を冷却用ポンプ１２４によって循環させたとき、低温状態となる。

（冷却カートリッジ用スロットユニット１１８使用時の構成の説明）
図９は撮像装置１００に、冷却カートリッジ用スロットユニット１１８を取り付け、冷却カートリッジ１１９を挿入した状態の天面側からみた断面斜視図であり、図９（ｂ）はその破線部の部分拡大図である。

冷却カートリッジ用スロットユニット１１８と冷却カートリッジ１１９の形状は、冷却カートリッジ１１９を挿入した際、冷却面１２０が冷却カートリッジ用スロットユニット１１８と接触する様に構成されている。

また、前述した通り、メイン基板１０４の熱源部１１４は受熱ベース１０７と物理的な接触している。

さらに、受熱ベース１０７は冷却カートリッジ用スロットユニット１１８と物理的に接触している。

そのため、メイン基板１０４の熱源部１１４の熱は、受熱ベース１０７を介して、冷却カートリッジ用スロットユニット１１８まで伝えられいる。

このことによって熱源部１１４の熱は、冷却カートリッジ１１９の冷却面１２０まで伝えられ効率的に排熱することが可能となる。

撮像装置１００はメイン基板１０４の検知部ｂ １１６が凸形状１３０を検知することで、冷却カートリッジ用スロットユニット１１８が組み込まれていることを検知している。

前述した通り、凸形状１３０は撮像装置１００に組み込まれた際、メイン基板１０４に対して凸形状１０９とは異なる位置に配置されており、撮像装置１００は、ダクトユニット１０８と、冷却カートリッジ用スロットユニット１１８を識別することが出来る。

撮像装置１００は、冷却カートリッジ用スロットユニット１１８が取りつけられていることを検知したとき、電源を入れることを禁止されている場合、電源を入れることを許可する。撮影を禁止されている場合、撮影を許可する。撮影者に対して警告を出されていた場合、警告を解除する。
この際、羽部不図示の強制空冷ファン１１０の動作は止状態を維持する。

以上説明したように、本実施例によれば、強制空冷と、異なる冷却手段の選択が容易かつ効率的な放熱構造を持つ撮像装置が提供可能である。

［実施例２］
続いて、効率良く熱源部１１４の熱を放熱する他の構成について説明する。放熱を効率良く行うためには、伝熱部材同士を確実に接触させる必要がある。図６において実施例１で説明したように、冷却カートリッジ用スロットユニット１１８は交換可能に取り付けられる。また、図７に示すように、冷却カートリッジ１１９は、冷却カートリッジ用スロットユニット１１８へ挿抜可能に取り付けられる。これらの交換部品や、挿抜する部品同士を確実に接触させ、効率良く放熱が可能となる構成について、以下に述べることとする。

図１０は本実施例において、撮像装置１００の放熱経路に関する部品周辺の分解斜視図であるなお、本発明とは関連の無い部品については、便宜上不図示としている。撮像装置１００には各種素子が実装されたメイン基板１０４が備えられており、主な発熱源である素子が熱源部１１４である。熱源部１１４の熱を効率良く放熱する構成について以下に述べることとする。その他の素子は不図示としてある。熱源部１１４には熱伝導性に優れた弾性部材である放熱ゴム２００が貼りつけられている。この放熱ゴム２００を熱源部１１４と第一の熱伝導部２０１の間に圧縮して配置することで、熱源部１１４の熱を確実に第一の熱伝導部２０１へ伝達することが可能となっている。

受熱ベース１０７は、メイン基板１０４の背面側から取り付けられ、熱源部１１４からの熱を放熱する部品となっている。受熱ベース１０７の、放熱ゴム２００が当接する箇所には金属からなる第一の熱伝導部２０１が備えられている。更にその背面側には、冷却カートリッジ用スロットユニット１１８が交換可能に取り付けられ、受熱ベース１０７と接触する。なお、冷却カートリッジ用スロットユニット１１８の交換については、実施例１と同じであるため説明を省略する。

図１１は冷却カートリッジ用スロットユニット１１８周囲の構造を示す、正面側から見た分解斜視図である。冷却カートリッジ用スロットユニット１１８には金属製のマグネットからなる第二の熱伝導部２０２が備えられており、受熱ベース１０７の第一の熱伝導部２０１と第二の熱伝導部２０２が磁力により密着する。なお、本実施例では第二の熱伝導部２０２が、受熱ベース１０７と対抗する面１１８ａよりもわずかに突出しているため、より確実に第一の熱伝導部２０１と第二の熱伝導部２０２が密着することが可能となっている。

また、冷却カートリッジ用スロットユニット１１８は冷却カートリッジ１１９を保持できる構造となっており、冷却カートリッジ挿入口１２９より冷却カートリッジ１１９を挿抜することになる。また、本実施例では、図７に示す実施例１の冷却面１２０とは異なり、大きさを限定した金属からなる第三の熱伝導部２０３が備えられている。第三の熱伝導部２０３は、冷却カートリッジ用スロットユニット１１８に挿入した状態で第二の熱伝導部２０２と対向する配置となっている。

この第二の熱伝導部２０２は冷却カートリッジ用スロットユニット１１８内側まで貫通して配置されているため、磁力により、第三の熱伝導部２０３と第二の熱伝導部２０２が密着することになる。面１１８ａと第二の熱伝導部２０２の関係と同様に、冷却カートリッジ用スロットユニット１１８の内側の面（不図示）から第二の熱伝導部２０２がわずかに突出しているため、より確実に第一の熱伝導部２０１と第二の熱伝導部２０２が密着することが可能となっている。ここで、冷却カートリッジ用スロットユニット１１８の固定方法と、磁力の方向について説明する。

冷却カートリッジ用スロットユニット１１８は交換可能に取り付けられる構造となっており、２か所のビス１１７で図中Ｘ方向に固定される。また、第一の熱伝導部２０１と第二の熱伝導部２０２との間の磁力は図中Ｚ軸方向に働いている。このようにビス１１７の締結方向と磁力の方向が略直交しているため、ビス固定により第一の熱伝導部２０１と第二の熱伝導部２０２の密着性が損なわれることはない。本実施例では冷却カートリッジ用スロットユニット１１８を用いて説明したが、別の交換式のユニットを使用した場合でも同様である。

図１２は撮像装置１００を背面側から見た図であり、このＡ−Ａ断面が図１３となっている。更に図１３の冷却カートリッジ用スロットユニット１１８の周囲を示す二点鎖線部の拡大図が図１４である。図１４において、放熱構造について詳細に説明する。図中矢印Ｐは、熱源部１１４から保冷物質１２２までの放熱の方向を示している。メイン基板１０４上に実装されている素子である熱源部１１４は、放熱ゴム２００を介して受熱ベース１０７に配置された第一の熱伝導部２０１に放熱可能となっている。

冷却カートリッジ用スロットユニット１１８には第二の熱伝導部２０２が配置され、磁力により第一の熱伝導部２０１と第二の熱伝導部２０２は確実に密着することになる。また、冷却カートリッジ１１９に備えられた第三の熱伝導部２０３と第二の熱伝導部２０２も確実に密着することになる。第三の熱伝導部２０３は、冷却カートリッジ１１９の内部に設けられた保冷物質１２２と密着する構造となっている。これらの構造により、熱源部１１４の熱は、矢印Ｐに示すように、熱伝導性の良い放熱ゴム２００、第一の熱伝導部２０１、第二の熱伝導部２０２、第三の熱伝導部２０３を伝わって、冷却カートリッジ１１９の保冷物質１２２まで放熱することが可能となっている。

ところで、前述のように冷却カートリッジ１１９は図中Ｘ方向である挿入方向に、交換可能に取り付けるため、冷却カートリッジ１１９と冷却カートリッジ用スロットユニット１１８の保持部には、摺動のためのＺ方向の隙間が必要となってくる。本実施例では冷却カートリッジ用スロットユニット１１８の幅Ｌ１と冷却カートリッジ１１９の幅Ｌ２の関係は、Ｌ１＞Ｌ２としている。本実施例では、第三の熱伝導部２０３の放熱する方向はＺ方向となっており、Ｘ方向と略直交する方向となっている。そのため、効率良く放熱するためにはこの隙間を詰めて確実に密着させるＺ方向の付勢力が必要となってくるが、本実施例では上述の磁力を用いているため、確実に密着し、効率良い放熱が可能となっている。

また冷却カートリッジ用スロットユニット１１８も交換可能に取り付けられる構成となっているが、磁力により、第二の熱伝導部２０２と受熱ベース１０７の第一の熱伝導部２０１が確実に密着するため、効率良く放熱することが可能となっている。

更に冷却カートリッジ１１９の保持構造と位置決めについて説明する。本実施例では第二の熱伝導部２０２と第三の熱伝導部２０３を略同じ大きさとし、冷却カートリッジ１１９を挿入した状態で各々第二の熱伝導部２０２と第三の熱伝導部２０３を対向した位置に配置している。このため、磁力により第二の熱伝導部２０２と第三の熱伝導部２０３が対向した位置で冷却カートリッジ１１９が保持され、位置が決まる。磁力により保持されているため、別途冷却カートリッジ１１９を固定するためのロック機構を設ける必要もない。

本実施例では、第一の熱伝導部２０１、第二の熱伝導部２０２、第三の熱伝導部２０３とが直接密着する構成としたが、これらの密着する熱伝導部に、磁力が損なわれない程度の厚みを持った放熱ゴム部材を貼りつけて配置してもよい。この場合冷却カートリッジ１１９を交換した際に発生する当接音を低減することが可能となる。

更に本実施例における第一の熱伝導部２０１、第二の熱伝導部２０２、第三の熱伝導部２０３の金属、マグネットの関係を逆にしても、磁力により同じ効果が得られる。

以上説明したように、本実施例によれば、強制空冷と、異なる冷却手段の選択が容易かつ効率的な放熱構造を持つ撮像装置が提供可能である。

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。

１００ ・・・・ 撮像装置
１０１ ・・・・ レンズ
１０２ ・・・・ 表示部
１０３ ・・・・ 吸気口
１０４ ・・・・ メイン基板
１０６ ・・・・ 右側面カバー
１０７ ・・・・ 受熱ベース
１０８ ・・・・ ダクトユニット
１０９ ・・・・ 凸形状
１１０ ・・・・ 強制空冷ファン
１１１ ・・・・ 背面ユニット
１１２ ・・・・ ダクト部
１１３ ・・・・ 排気口
１１４ ・・・・ 熱源部
１１５ ・・・・ 検知部ａ
１１６ ・・・・ 検知部ｂ
１１７ ・・・・ ビス
１１８ ・・・・ 冷却カートリッジ用スロットユニット
１１８ａ ・・・・ 面
１１９ ・・・・ 冷却カートリッジ
１２０ ・・・・ 冷却面
１２１ ・・・・ 水冷方式冷却カートリッジ
１２２ ・・・・ 保冷物質
１２３ ・・・・ 冷却水伝達用チューブ
１２４ ・・・・ 冷却用ポンプ
１２５ ・・・・ カートリッジ本体部
１２６ ・・・・ 冷却水
１２７ ・・・・ 制御部
１２８ ・・・・ 操作部
１２９ ・・・・ 冷却カートリッジ挿入口
１３０ ・・・・ 凸形状
２００ ・・・・ 放熱ゴム
２０１ ・・・・ 第一の熱伝導部
２０２ ・・・・ 第二の熱伝導部
２０３ ・・・・ 第三の熱伝導部

Claims (6)

1. 熱源からの熱を放熱する第一の放熱部材と、
   第一の放熱部材に交換可能に接触する第二の放熱部材があり、
   第一の放熱部材には第一の熱伝導部が備えられ、
   第二の放熱部材には第二の熱伝導部が備えられ、
   第一の熱伝導部と第二の熱伝導部が接触することで熱源の熱を放熱する構成を持つ撮像装置において、
   第一の熱伝導部と第二の熱伝導部の一方は金属、もう一方はマグネットであることを特徴とする撮像装置。
2. 熱源からの熱を放熱する第二の放熱部材と、
   第二の放熱部材に交換可能に接触する第三の放熱部材があり、
   第二の放熱部材には第二の熱伝導部が備えられ、
   第三の放熱部材には第三の熱伝導部が備えられ、
   第二の熱伝導部と第三の熱伝導部が接触することで熱源の熱を放熱する構成を持つ撮像装置において、
   第二の熱伝導部と第三の熱伝導部の一方は金属、もう一方はマグネットであることを特徴とする撮像装置。
3. 熱源からの熱を放熱する第一の放熱部材と、
   第一の放熱部材に交換可能に接触する第二の放熱部材があり、
   第二の放熱部材に交換可能に接触する第三の放熱部材があり、
   第一の放熱部材には第一の熱伝導部が備えられ、
   第二の放熱部材には第二の熱伝導部が備えられ、
   第三の放熱部材には第三の熱伝導部が備えられ、
   第一の熱伝導部と第二の熱伝導部が接触することで放熱し、
   第二の熱伝導部と第三の熱伝導部が接触することで熱源の熱を放熱する構成を持つ撮像装置において、
   第一の熱伝導部と第三の熱伝導部は金属であり、
   第二の熱伝導部はマグネットであることを特徴とする撮像装置。
4. 熱源からの熱を放熱する第一の放熱部材と、
   第一の放熱部材に交換可能に接触する第二の放熱部材があり、
   第二の放熱部材に交換可能に接触する第三の放熱部材があり、
   第一の放熱部材には第一の熱伝導部が備えられ、
   第二の放熱部材には第二の熱伝導部が備えられ、
   第三の放熱部材には第三の熱伝導部が備えられ、
   第一の熱伝導部と第二の熱伝導部が接触することで放熱し、
   第二の熱伝導部と第三の熱伝導部が接触することで熱源の熱を放熱する構成を持つ撮像装置において、
   第一の熱伝導部と第三の熱伝導部はマグネットであり、
   第二の熱伝導部は金属であることを特徴とする撮像装置。
5. 第二の放熱部材の交換方向する方向と、
   第二の熱伝導部の放熱する方向が直交することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の撮像装置。
6. 第三の放熱部材の交換方向する方向と、
   第三の熱伝導部の放熱する方向が直交することを特徴とする請求項２乃至５のいずれか１項に記載の撮像装置。