JP2019213134A - 撮像装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 強制空冷により撮像装置の外部に排熱する場合に、排気がユーザにあたる。【解決手段】 強制空冷の排気口を撮像装置本体の上面側に上面および側面に対して略４５度傾けて配置する。【選択図】 図１

Description

本発明は、撮像装置に関するものである。

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、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、これらの基板の距離が近くなっている。

また、基板実装技術の進歩により回路基板に実装されている電子部品の実装密度が高くなり、素子自体の発熱量も増加しているため素子の温度が上昇し、自然放熱では素子の保障温度を超えてしまう場合がある。

そこで、回路基板の放熱対策として、撮像装置内部に強制空冷用ファンを搭載し、筐体に設けられた吸気口から取り込んだ空気を筐体に設けられた排気口から撮像装置の外部に排気するためのダクトを備えた撮像装置が提案されている（特許文献１）。

特開２０１４−４５３４５号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、撮像装置の側面に吸気口と排気口が配置されているため、自然放熱を行う際に煙突効果を利用することができない。また、撮像装置の側面に排気口があるため、撮影の際にユーザに向かって排気される可能性がある。

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、複数の電子部品が実装された回路基板と、前記回路基板と熱的に接続されたダクトと、装置本体に設けられた吸気口から前記ダクトに取り込んだ空気を排気口から強制的に排出するための送風機と、を有し、前記装置本体の上面および側面に対して前記排気口が略４５度傾いた位置になるように、前記送風機が前記装置本体の上面側に配置されることを特徴とするものである。

本発明によれば、強制空冷を行わない場合にも煙突効果により装置本体の上面側に熱を逃がすことができ、さらに強制空冷を行う場合には排気がユーザにあたらないようにすることができる。

撮像装置の斜視図。 撮像装置の内部構造を示す図。 メイン基板ユニットを示す図。 メイン基板ユニットの内部構造を示す図。 メイン回路基板の正面図。 撮像装置の内部断面図。 送風機を示す図。

以下、本発明の実施例について図を参照しながら説明する。本実施形態における撮像装置において、レンズ（前玉）側から見た面を正面、正面と対向する面を背面と称する。

また、背面側から見て右側の面を右側面、背面側から見て左側の面を左側面、背面側から見て上側の面を上面、背面側から見て下側の面を底面と各々称する。

図１は、本発明の撮像装置の実施形態の一例であるレンズ交換式のデジタルビデオカメラを示している。図１（ａ）は、装置本体の右側面を正面上方から見た斜視図である。また、図１（ｂ）は装置本体１の左側面を背面上方から見た斜視図である。

図１（ａ）、（ｂ）に示すように、本実施形態の装置本体１の正面には、不図示のレンズユニットを着脱するためのマウント部２が配置され、正面及びマウント部２を覆う正面カバーユニット３を備えている。

尚、レンズの着脱方法や撮影の操作などは一般的なレンズ交換式ビデオカメラと同様であり、かつ本発明の主旨ではないため割愛する。

次に、装置本体１の右側には右側カバーユニット４が設けられている。右側カバーユニット４には、後述する第二の放熱ダクトに外気を取り込むための第二の吸気口４１と、内部で暖められた空気を外部へ放出するための排気口４２が設けられている。

また、右側カバーユニット４には、装置本体１を撮影時に把持するための不図示のグリップユニットを着脱可能なグリップ取り付け部４３が設けられている。グリップユニットには、撮影のスタート／ストップを行うキーなどが配置され、装置本体１と電気的に接続することで上記操作を行うことができる。排気口４２は、装置本体１のグリップ側かつ上面側に設けられている。

次に、装置本体１の上面には上面カバーユニット５が設けられており、不図示のハンドルや不図示の表示パネル等を取り付けるためのアクセサリー取り付けネジ５１を前後に２個配置している。また、上面カバーユニット５の後方には、ビューファインダ５２が配置されている。

次に、装置本体１の左側には左側カバーユニット６が設けられている。左側カバーユニット６には、側面操作キー６１、電源ダイヤル６２、不図示の第一の記録メディア６３が配置されている。

側面操作キー６１は、撮影時や再生時に使用する釦であり、それぞれに機能割り振りが可能である。例えば、撮影のスタート／ストップ、ピーキング、撮影画角の部分拡大、ＮＤユニットのフィルタ濃度の切り替え、後述する送風機の回転数の変更などである。

電源ダイヤル６２は、回動することにより装置本体１の電源のＯＮ／ＯＦＦ切り替えが可能である。電源オン状態では、レンズによって取得された光情報が撮像センサ及びメイン回路基板により画像データに変換され、ビューファインダ５２や外部モニタ等に撮像した画像が表示される。

左側カバーユニット６には、撮像装置１が主として使用する第一の記録メディアを保護するための第一の記録メディア蓋６４が開閉可能に配置されている。第一の記録メディア蓋６４の開状態において、第一の記録メディアの挿抜が可能となる。第一の記録メディアは、左側カバーユニット６に対し略垂直に収納される。

第一の記録メディア蓋６４の閉状態において第一の記録メディアへのアクセスが可能となり、レンズによって取得された光情報が撮像センサ及びメイン回路基板により画像データに変換されたデータを記録することができる。第一の記録メディアは、例えばＣｆａｓｔカードであり、本実施例の撮像装置に搭載される記録メディアの中で最も発熱する記録メディアである。さらに、左側カバーユニット６には、後述する第一のダクトに空気を取り込むための第一の吸気口６５が装置本体１の底面付近に設けられる。

次に、装置本体１の背面側には背面カバーユニット７が設けられ、装置本体１の底面側には、装置本体１に電源を供給するためのバッテリー７１を本体１と接続するためのバッテリー室７８が配置されている。

装置本体１の背面の中段には、メニュー表示およびその操作を行うための背面操作キー７２、入力する音声の選択や音量レベルの設定を行うオーディオ操作キー７３が配置されている。また、データを記録することが可能な第二の記録メディアを格納した状態で覆う第二の記録メディア蓋７４が２つ配置されている。

第二の記録メディアは、単独でデータを記録することが可能であり、第一の記録メディアと同時に同じデータを記録することも可能である。また、格納された２つの第二の記録メディアに同時に記録することも可能であり、データを記録する記録メディアを選択することができる。

さらに、装置本体１の背面には、外部インターフェイスが配置されている。蓋に覆われて不図示になっているが、内部に接続コネクタが配置されている。すなわち、ＳＤＩ信号を出力するためのＢＮＣコネクタ、映像出力するためのＨＤＭＩ（登録商標）コネクタ、電源供給用の電源コネクタ、音声出力用のヘッドフォンコネクタ等が配置されている。

また、背面カバーユニット７には、後述する第三のダクトに外気を取り込むための第三の吸気口７７が配置されている。

次に、図２を用いて本実施例の撮像装置の内部構造について説明する。図２は、本実施例の撮像装置から外観カバーユニットを取り外した状態の分解斜視図を示している。

図２に示すように、装置本体１の内部には、前方からマウント部２、電動のＮＤユニット８０が配置されている。本実施例では、ユーザが図１の側面操作キー６１を操作することにより、複数の濃度のＮＤフィルタを電動で入れ替え可能となっている。

ＮＤユニット８０の背面には、撮像素子が実装された撮像素子回路基板８１が配置されている。撮像素子回路基板８１は、撮影時に発熱する第２の発熱源である。

撮像素子回路基板８１の背面には、第二のダクトユニット８２が配置されている。第二のダクトユニット８２には通風口が設けられており、図１で説明した第二の吸気口４１と接続されている。また、撮像素子回路基板８１で発生した熱を第二のダクトユニット８２に伝熱することで、撮像素子回路基板８１を冷却することができる。

第二のダクトユニット８２の背面には、メイン回路基板８３が配置されている。メイン回路基板８３は、装置本体１及び接続されるアクセサリー等を制御するための基板であり、基板上には複数の発熱源である集積回路などの電子部品が実装される。そのため、撮像装置において最も電力を消費し、発熱する第１の発熱源である。

メイン回路基板８３の背面には、第一のダクトユニット８４が配置されている。第一のダクトユニット８４は通風路を構成し、図１で説明した第一の吸気口６５と接続されている。また、メイン回路基板８３には第一のダクトユニット８４が熱的に接続されており、メイン回路基板８３で発生した熱を第一のダクトユニット８４に伝熱することで、メイン回路基板８３を冷却することができる。

第一のダクトユニット８４の上側には、装置本体１の上面および側面に対して排気口４２が略４５度傾いた位置になるように、送風機８５が配置されている。

送風機８５は、遠心ファンを備えるとともに第一のダクトユニット８４と連結され、第一の吸気口６５から第一のダクトユニット８４に取り込んだ空気を排気口４２から強制的に排出する。

送風機８５の背面には、第三のダクトユニット８６が配置される。第三のダクトユニット８６には通風口が設けられており、図１で説明した第三の吸気口７７と接続されている。

第三のダクトユニット８６の後方には、第一の記録メディア６３を装置本体１と接続するためのコネクタが実装された第一の記録メディア基板８７が配置されている。

第一の記録メディア６３は、メディアにデータを記録する際に発熱する第３の発熱源である。第一の記録メディア６３で発生した熱を第三のダクトユニット８６に伝熱することで、第一の記録メディア６３を冷却することができる。

第三のダクトユニット８６と第一の記録メディア基板８７は、背面カバーユニット７の一部であり、背面カバーに固定されている。

次に、図３と図４を用いて、本実施例の装置本体１の内部にあるメイン回路基板８３、第一のダクトユニット８４、送風機８５を含むメイン基板ユニットの構造について説明する。

図３は、本実施例におけるメイン基板ユニットの放熱構造を示す斜視図であり、図４は、本実施例のメイン基板ユニットの分解斜視図である。

メイン回路基板８３には第一のダクトユニット８４が熱的に接続されており、メイン回路基板８３で発生した熱が第一のダクトユニット８４に伝熱される。また、第一のダクトユニット８４の上側には、装置本体１の上面および側面に対して排気口４２が略４５度傾いた位置になるように送風機８５が配置されている。

第一のダクトユニット８４の第一のダクト２０１は、熱伝導率の良い金属部材からなり、空気が漏れないようにダクト蓋２０２を配置することで通風路を構成している。メイン回路基板８３に実装されている複数の電子部品と第一のダクト２０１が接するように光軸方向に重ねて配置されることにより、複数の電子部品で発生した熱を第一のダクト２０１へ熱伝達することができる。

ここで、電子部品と第一のダクト２０１の間に放熱ゴム等を設け、電子部品から第一のダクト２０１にさらに効率良く熱を伝達できるように構成してもよい。図４に示すように、第一のダクト２０１の内部には、フィン２１０が垂直方向に立設されている。

なお、本実施形態では、フィン２１０は第一のダクト２０１と一体に成型されているが、フィン２１０をヒートシンクとして別体に構成し、第一のダクト２０１に固定されていても良い。

フィン２１０が立設されていることで、第一のダクトユニット８４の内部に空気が流れる際、空気に触れる表面積を拡大できるため、より効率的に空気へ熱伝達することで放熱できる。さらに、第一のダクト２０１及びダクト蓋２０２により第一のダクトユニット８４内を流れる空気の流路を限定することにより、空気を効率的に流すことができ、放熱効果を高めることができる。

図５（ａ）は、メイン回路基板８３の正面図であり、第一のダクトユニット８４に対向する第一の面８８を示している。メイン回路基板８３の第一の面８８には、電子部品２２０やコネクタ２２１などが実装されている。

電子部品２２０は、基板上面側に配置されており、画像処理ＩＣやシステム制御ＩＣ等の発熱量の多い部品である。近年の撮像装置は、高画質化や高機能化に伴い消費電力が増大しており、メイン回路基板８３に実装されている電子部品２２０は発熱し高温になってしまう。高温になった電子部品２２０がそれぞれの保証温度を超えると正常に動作することが困難になり、性能の悪化や故障の原因となる。

図５（ｂ）は、メイン回路基板８３の背面図であり、第二のダクトユニット８２に対向する第二の面８９を示している。図に示すように第二の面８９には、第一の面８８に実装された素子よりも発熱量の少ない部品が実装されている。

次に、図６を用いて、自然空冷時の空気の流れと、強制空冷時の空気の流れについて説明する。図６はメイン基板ユニットを装置本体１の光軸に対し垂直に切った断面を背面側から見た図である。

まず、自然空冷時のダクトの空気の流れについて説明する。自然空冷時は、送風機８５が停止している状態であり、内部の発熱により、暖められた空気が煙突効果により上方に移動する。すなわち、メイン回路基板８３で発生した熱は第一のダクト２０１に伝わり、第一のダクト２０１の内部の空気が暖められて上方に移動し、送風機８５の内部を経由して排気口４２から外部へ放出される。

ここで、暖められた空気が上方に移動する際に、その移動を阻害することがないように、第一のダクト２０１に配置されたフィン２１０は垂直方向に配置されている。

次に、強制空冷時のダクト内の空気の流れについて説明する。強制空冷時は、送風機８５が回転動作している状態であり、第一の吸気口６５から外部の空気を取り込み、送風機８５によりダクト内部の暖められた空気を排気口４２から外部へ排出する。

以上のような構成により、自然空冷時は煙突効果により天面側に配置された排気口４２から効率よく放熱することができる。また、強制空冷を行う際には、暖められた空気を排気口４２から強制的に排気することができる。ここで、排気口４２は、撮影者や被写体に排気風が当たりづらい位置に設けられている。

次に、図７（ａ）（ｂ）を用いて、送風機８５に設けられる排気口４２の形状について説明する。図７（ａ）は、送風機８５を正面側から見た図であり、図７（ｂ）は、送風機８５を上面側から見た図を示している。

図７に示すように、送風機８５の排気口４２には、外部から異物が混入しないようにするためのリブ形状部４０１が設けられている。リブ形状部４０１は、水平方向に設置されており、先端部は下方向に傾いて配置されている。

リブ形状部４０１は、側面側から見るとそれぞれ隙間を設けて複数配置されており、空気が流れるようになっている。また、上面側から見た場合に、上下の連続したリブは、上面側のリブの先端は下面側のリブの本体側の端と一部重なるように配置されている。このような構成により、上面から落ちてくる水が、本体内部に流れこまないようにすることができる。

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 装置本体
４２ 排気口
６５ 第一の吸気口
８３ メイン回路基板
８４ 第一のダクトユニット
８５ 送風機

Claims (5)

1. 複数の電子部品が実装された回路基板と、
   前記回路基板と熱的に接続されたダクトと、
   装置本体に設けられた吸気口から前記ダクトに取り込んだ空気を排気口から強制的に排出するための送風機と、を有し、
   前記装置本体の上面および側面に対して前記排気口が略４５度傾いた位置になるように、前記送風機が前記装置本体の上面側に配置されることを特徴とする撮像装置。
2. 前記吸気口は、装置本体の底面付近に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. 前記排気口に複数のリブ形状部が設けら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. 前記複数のリブ形状部は水平方向に設置され、その先端部が下方向に傾いて配置されることを特徴とする請求項３に記載の撮像装置。
5. 前記装置本体の上面側から見た場合に、前記複数のリブ形状部の上下の連続したリブが一部重なるように配置されることを特徴とする請求項３または４の記載の撮像装置。

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