JP2020030257A

JP2020030257A - 撮像装置

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Publication number: JP2020030257A
Application number: JP2018154335A
Authority: JP
Inventors: 清和中禮; Kiyokazu Churei
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2018-08-21
Filing date: 2018-08-21
Publication date: 2020-02-27

Abstract

【課題】撮像装置において撮像ユニットの熱を効率よく逃がすことを可能にした撮像ユニットの取付け構造を提供すること。【解決手段】少なくとも、樹脂製の第一構造部材と、金属製、または金属が一体成形された樹脂製の第二構造部材と、撮像センサーを含み、金属製の保持部材を有する撮像ユニットと、からなる撮像装置であって、前記撮像ユニットは、撮影光軸に直交する面（Ｘ−Ｙ）方向については前記第一構造部材に対して位置決めされ、撮影光軸（Ｚ）方向については前記第二構造部材に対して取り付けられ、該取り付けは、前記撮像ユニットの前記保持部材を、前記第二構造部材の金属部分に対し、締結手段により固定するものであることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、撮像装置に関し、特に撮像ユニットで生じた熱を効率よく逃がすための、撮像ユニットの取付け構造に関する。

従来の撮像装置、例えばデジタル一眼レフカメラにおける撮像ユニットは、撮影光軸に直交する面内の位置決め、撮影光軸方向の固定、共にレンズマウントが形成されたミラーボックスに対して行われていた。

一般的な撮像装置においては、撮影レンズを通過した被写体像を撮像ユニットに結像させて画像データを得る。従って、撮像ユニットは撮影レンズに対する位置精度が重要であって、デジタル一眼レフカメラにおいては、レンズマウントが形成されたミラーボックスに対して撮像ユニットを位置決め固定することが精度確保に対して合理的だからである。

特許文献１には、撮像ユニットがミラーボックスに対して固定されているデジタル一眼レフカメラが開示されている。

一方、近年のデジタル一眼レフカメラは、高画素化や連写コマ速向上、さらには動画撮影機能搭載のため、撮像ユニットの発熱量が増加しており、様々な熱対策が講じられるようになっている。

特許０４２２７３７９号公報

図５は、従来のデジタル一眼レフカメラにおける撮像ユニットの位置決め及び固定の構造模式図であり、上述の特許文献に開示された構成に、公知かつ後述のフランジバック調整構造を追加したものである。

撮像ユニットを構成する部品の一つである金属製のセンサー保持板１６０が、樹脂製のミラーボックス１２０に対し、位置決めボス１２０ｄと位置決め穴１６０ｄにより撮影光軸Ｚに直交するＸ−Ｙ平面内の位置決めがされている（Ｘ−Ｙ平面は、本図において水平かつ紙面と直行する面である）。撮影光軸Ｚ方向については、センサー保持板１６０とミラーボックス１２０間の金属製の付勢ばね２１０の力に抗して、金属製のワッシャ１９１を介して金属製の調整ビス２００をミラーボックス１２０のビス穴１２０ｌに締め込むことで規定されている（撮影光軸Ｚ方向は、本図において上下の方向である）。

このビス２００の締め込み量により、不図示のマウントと不図示の撮像センサーチップ間の光学的距離、すなわちフランジバックが所定量になるようにする。これがフランジバック調整と呼ばれるものである。さらにビス２００のビス頭２００ｋに不図示の接着剤により回転止めを行い、フランジバック調整後にビス２００が回転してフランジバックが変化することを防ぐ。こうしてセンサー保持板１６０の撮影光軸Ｚ方向の固定は、センサー保持板１６０がビス２００の頭部側に向けて付勢された状態で固定される。

センサー保持板１６０が固定されているミラーボックス１２０は熱抵抗の大きい樹脂製であるため、撮像ユニットの熱は、センサー保持板１６０から金属製のワッシャ１９１とビス２００および付勢ばね２１０までは伝わりやすい。しかしその先の樹脂製のミラーボックス１２０には伝わりづらい。つまり、撮像ユニットの熱を充分に逃がせられないということになる。従って、所望の性能を得るために、放熱のための部品を追加する必要が生じることもある。

そこで、本発明の目的は、撮像装置において撮像ユニットの熱を効率よく逃がすことを可能にした撮像ユニットの取付け構造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、
少なくとも、
樹脂製の第一構造部材（１２０）と、
金属製、または金属が一体成形された樹脂製の第二構造部材（１３０）と、
撮像センサー（１５０）を含み、金属製の保持部材（１６０）を有する撮像ユニット（１４０）と、
からなる撮像装置（１００）であって、
前記撮像ユニット（１４０）は、撮影光軸に直交する面（Ｘ−Ｙ）方向については前記第一構造部材（１２０）に対して位置決めされ、撮影光軸（Ｚ）方向については前記第二構造部材（１３０）に対して取り付けられ、
該取り付けは、前記撮像ユニット（１４０）の前記保持部材（１６０）を、前記第二構造部材（１３０）の金属部分に対し、締結手段（２００）により固定するものであることを特徴とする。

本発明によれば、撮像装置において、撮像ユニットの熱を効率よく逃がすことを可能にした撮像ユニットの取付け構造の提供を実現できる。

撮像ユニット固定部の構造模式図外観図主要内部構造分解斜視図撮像センサーの分解構造説明図撮像ユニット固定部の構造模式図（従来例）

以下に、本発明を実施するための形態について、図面を参照しながら説明する。

図２は、本発明を適用した撮像装置としてのデジタル一眼レフカメラ（以下ＤＳＬＲカメラと称する）１００の外観図である。１１０は不図示の撮影レンズが取り付けられるレンズマウントである。

図３は、撮影者側から見たＤＳＬＲカメラ１００の主要内部構造分解斜視図である。以下、図３を参照して、本発明の第１の実施例としての、ＤＳＬＲカメラ１００について説明する。

１２０は第一構造部材としての樹脂製のミラーボックスであり、前面に先述のレンズマウント１１０が取り付けられている。１３０は第二構造部材としての樹脂製の本体で、インサート金属板１３０ｇが一体成形されている。１４０は撮像ユニットであって、撮像センサー１５０、保持部材としての金属製のセンサー保持板１６０、撮像センサー１５０が実装された撮像基板１７０等を有している。

ここで図４の撮像センサー１５０の分解構造説明図により、撮像センサー１５０についてより詳しく説明する。撮像センサー１５０は主として、センサーチップ１５１を収容するセラミック基板１５２、金属枠１５３、センサーチップ１５１の表面を保護する保護ガラス１５４からなる。センサーチップ１５１とセラミック基板１５２は、不図示のワイヤーボンディングにより電気的に接続される。金属枠１５３には、センサー保持板１６０に取り付けるための位置決め穴１５３ａと振れ止め穴１５３ｂとビス穴１５３ｃが形成されている。

センサー保持板１６０にも、これらに対応して、位置決めボス１６０ａ、振れ止めボス１６０ｂ、タップ穴１６０ｃが形成されている。なお板状のセンサー保持板１６０における位置決めボス１６０ａと振れ止めボス１６０ｂの形成は、絞り加工や半抜き加工や別部品のかしめなどの公知の工法で可能である。

撮像センサー１５０の組立は、センサーチップ１５１と金属枠１５３の位置決め穴１５３ａの相対位置精度が所定値に収まるように実施される。以上の構成を有する撮像センサー１５０は、はんだ付け実装により撮像基板１７０と一体化される。なお、本図における受光面は、紙面奥側である。

図３に示すように、センサー保持板１６０と撮像センサー１５０は、それぞれの位置決めボス１６０ａと位置決め穴１５３ａ、それぞれの振れ止めボス１６０ｂと振れ止め穴１５３ｂにより、撮像光軸Ｚに直交するＸ−Ｙ平面内の位置決めがされる。さらにセンサー保持板１６０のタップ穴１６０ｃに、撮像センサー１５０の金属枠１５３に形成されたビス穴１５３ｃを通して金属製の固定ビス１８０を締めることで、本図のように、撮像センサー１５０をセンサー保持板１６０に位置決め固定することができる。

さらにセンサー保持板１６０には、ミラーボックス１２０に取り付けるための位置決め穴１６０ｄと振れ止め穴１６０ｅと、本体１３０に取り付けるための３ヶ所のビス穴１６０ｆが形成されている。ミラーボックス１２０には、センサー保持板１６０を取付けるための位置決めボス１２０ｄと振れ止めボス１２０ｅが形成されている。本体１３０には、センサー保持板１６０を取付けるための３ヶ所のタップ穴１３０ｆが形成されている。本体１３０は、インサート金属板１３０ｇがモールド部１３０ｈと一体成形されたものであり、タップ穴１３０ｆはインサート金属板１３０ｇに形成されている。なお、本図から分かるように、インサート金属板１３０ｇのＸ方向長さＬ１３０は、センサー保持板１６０のＸ方向長さＬ１６０よりも大きく設定されている。

次に、シールドケース１９０について説明する。シールドケース１９０は、撮像基板１７０を略囲うとともに、３ヶ所の腕部１９０ｉを有しており、腕部１９０ｉの先端にはワッシャ形状部１９０ｊが形成されている。ワッシャ形状部１９０ｊには、先述のセンサー保持板１６０と同様に、ミラーボックス１２０に取り付けるための位置決め穴１９０ｄと振れ止め穴１９０ｅと、本体１３０に取り付けるためのビス穴１９０ｆが形成されている。

撮像ユニット１４０とシールドケース１９０をミラーボックス１２０に取り付ける工程について説明する。まず、本体１３０のインサート金属板１３０ｇのタップ穴１３０ｆ部分に、金属製の付勢ばね２１０を載置する（本図では省略／図１を参照）。次に、撮像ユニット１４０をミラーボックス１２０に取り付ける。このとき、ミラーボックス１２０とセンサー保持板１６０の、それぞれの位置決めボス１２０ｄと位置決め穴１６０ｄ、それぞれの振れ止めボス１２０ｅと振れ止め穴１６０ｅにより、撮像光軸Ｚに直交するＸ−Ｙ平面内の位置決めを行うことができる。さらに、シールドケース１９０をセンサー保持板１６０上に取り付ける。このとき、ミラーボックス１２０とシールドケース１９０の、それぞれの位置決めボス１２０ｄと位置決め穴１９０ｄ、それぞれの振れ止めボス１２０ｅと振れ止め穴１９０ｅにより、撮像光軸Ｚに直交するＸ−Ｙ平面内の位置決めを行うことができる。この時点で、光軸Ｚ方向については、本体１３０のインサート金属板１３０ｇのタップ穴１３０ｆ部と付勢ばね２１０の一端が接触し、付勢ばね２１０の他端とセンサー保持板１６０が接触し、センサー保持板１６０とシールドケース１９０が接触している状態である。

次に、本体１３０のインサート金属板１３０ｇに形成されたタップ穴１３０ｆに、センサー保持板１６０およびシールドケース１９０のそれぞれのビス穴１６０ｆ／１９０ｆを通して、締結手段としての金属製の調整ビス２００を締めつける。調整ビス２００の締め始めにおいては、ビス頭２００ｋは浮いた状態、すなわちシールドケース１９０とは接触していない状態にある。調整ビス２００を締めるのに伴い、ビス頭２００ｋがシールドケース１９０と接触し、さらに付勢ばね２１０が圧縮されて反力が発生する。この反力により、撮像ユニット１４０とシールドケース１９０は、調整ビス２００のビス頭２００ｋに向けて押し付けられる。つまり、光軸Ｚ方向について、Ｚマイナス方向はビス頭２００ｋで規制され、Ｚプラス方向は付勢ばね２１０で規制されることで、位置が決定される。よって、レンズマウント１１０からセンサーチップ１５１までの光学的距離が所定値になるように調整ビス２００を締めつけることで、フランジバック調整をすることができる。フランジバック調整後、ビス頭２００ｋとシールドケース１９０のワッシャ形状部１９０ｊを接着することでビス２００の緩み止めを行い、撮像ユニット１４０の組み付け作業が完了する。

図１は、以上に説明したセンサー保持板１６０の固定部分の構造模式図である。本発明の特徴的な点は、撮像ユニット１４０が、撮影光軸Ｚに直交するＸ−Ｙ平面内についてはミラーボックス１２０に対して位置決めされる一方、撮影光軸Ｚ方向の固定は本体１３０に対して行われていることである。より詳細には、このＺ方向の固定が、撮像ユニット１４０の金属製のセンサー保持板１６０を、金属製の調整ビス２００で、本体１３０のインサート金属板１３０ｇに設けられたタップ穴１３０ｆに対して行われていることである。また、フランジバック調整を可能とするための金属製の付勢ばね２１０が、一端は本体１３０のインサート金属板１３０ｇに、他端は金属製のセンサー保持板１６０に、圧縮状態でそれぞれ接触していることである。

これらの特徴により、撮像ユニット１４０のセンサー保持板１６０から本体１３０のインサート金属板１３０ｇまで金属同士の接触で構成されて熱抵抗が小さくなる。つまり、撮像ユニット１４０で生じた熱を本体１３０の熱容量の大きなインサート金属板１３０ｇまで効率よく逃がすことができるという効果を発揮する。他の特徴としては、図３を用いて説明したようにインサート金属板１３０ｇのＸ方向長さＬ１３０が、センサー保持板１６０のＸ方向長さＬ１６０よりも大きく設定されていることである。このことにより、インサート金属板１３０ｇまで効率よく逃がされた熱が、インサート金属板１３０ｇ内を更にＸ方向に伝わり、ＤＳＬＲカメラ１００内の広範囲に逃がすことができるという効果を発揮する。

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、以下例示するように、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。

実施例ではフランジバック調整を付勢ばね２１０により実現しているが、これに限るものではない。例えば、金属製のセンサー保持板１６０とインサート金属板１３０ｇの間に、適切な厚みの金属製のワッシャを挟持して固定するような調整方法でもよい。
実施例では本体１３０はインサート金属板１３０ｇを一体成形した樹脂製ものであったが、これに限るものではない。例えば、プレス加工された金属板のみで形成されたものでもよい。

実施例では、撮像装置１００はレンズ交換式のＤＳＬＲカメラであったが、レンズ固定式のデジタルカメラであってもよい。その際、背景技術項で述べたように、撮像ユニットはレンズとの相対位置精度が重要であるため、レンズを有する鏡筒ユニットを第一構造部材に位置決めするのがよい。さらには、鏡筒ユニット自体を第一構造部材とし、鏡筒ユニットにセンサー保持板１６０を位置決めする構成のほうが一層よい。

実施例では、撮像センサー１５０の構成部品である金属枠１５３をセンサー保持板１６０に位置決めして固定する構成としたが、金属枠１５３とセンサー保持板１６０を一体化した構成としてもよい。

１００ＤＳＬＲカメラ、１１０レンズマウント、１２０ミラーボックス、
１２０ｄ位置決めボス、１２０ｅ振れ止めボス、１３０本体、
１３０ｆタップ穴、１３０ｇインサート金属板、１３０ｈモールド部、
１４０撮像ユニット、１５０撮像センサー、１５１センサーチップ、
１５２セラミック基板、１５３金属枠、１５３ａ位置決め穴、
１５３ｂ振れ止め穴、１５３ｃビス穴、１５４保護ガラス、
１６０センサー保持板、１６０ａ位置決めボス、１６０ｂ振れ止めボス、
１６０ｃタップ穴、１６０ｄ位置決め穴、１６０ｅ振れ止め穴、
１６０ｆビス穴、１７０撮像基板、１８０固定ビス、
１９０シールドケース、１９０ｄ位置決め穴、１９０ｅ振れ止め穴、
１９０ｆビス穴、１９０ｉ腕部、１９０ｊワッシャ形状部、
２００調整ビス、２００ｋビス頭、２１０付勢ばね

Claims

少なくとも、
樹脂製の第一構造部材（１２０）と、
金属製、または金属が一体成形された樹脂製の第二構造部材（１３０）と、
撮像センサー（１５０）を含み、金属製の保持部材（１６０）を有する撮像ユニット（１４０）と、
からなる撮像装置（１００）であって、
前記撮像ユニット（１４０）は、撮影光軸に直交する面（Ｘ−Ｙ）方向については前記第一構造部材（１２０）に対して位置決めされ、撮影光軸（Ｚ）方向については前記第二構造部材（１３０）に対して取り付けられ、
該取り付けは、前記撮像ユニット（１４０）の前記保持部材（１６０）を、前記第二構造部材（１３０）の金属部分に対し、締結手段（２００）により固定するものであることを特徴とする撮像装置。
前記保持部材（１６０）には、前記撮像センサー（１５０）の構成部品のひとつとしての、金属製の取付け部材（１５３）が位置決め固定されていることを特徴とする請求項１に記載の撮影装置。
前記第一構造部材（１２０）には、撮影レンズが着脱可能なレンズマウント（１１０）がとりつけられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮影装置。
前記第一構造部材（１２０）には、撮影レンズを有する鏡筒ユニットが取り付けられていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮影装置。
前記第一構造部材（１２０）は、撮影レンズを有する鏡筒ユニットの一部であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の撮影装置。
前記締結手段（２００）近傍の、前記保持部材（１６０）と前記第二構造部材（１３０）の金属部分の間には、金属製の弾性部材（２１０）が配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の撮影装置。
前記締結手段（２００）近傍の、前記保持部材（１６０）と前記第二構造部材（１３０）の金属部分の間には、金属製のスペーサー部材が配置されていることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の撮影装置。
前記保持部材（１６０）は、前記撮像センサー（１５０）の構成部品のひとつとしての、金属製の取付け部材（１５３）と一体化されていることを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の撮影装置。