JP5061566B2

JP5061566B2 - プロジェクタ付き電子カメラ、電子機器および電子カメラ

Info

Publication number: JP5061566B2
Application number: JP2006273039A
Authority: JP
Inventors: 彰則伊藤
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2006-10-04
Filing date: 2006-10-04
Publication date: 2012-10-31
Anticipated expiration: 2026-10-04
Also published as: JP2008090163A

Description

本発明は、電子機器および電子カメラに関する。

投影機能を有する電子機器が知られている（特許文献１参照）。

特開２００５−２５０３９２号公報

この種の電子機器では、投影光の輝度を高くすると、光源部による発熱の問題が生じる。

請求項１に記載のプロジェクタ付き電子カメラは、前面と後面を有する電子カメラ筺体と、前記電子カメラ筺体前面に配置された屈曲光学系からなる撮影光学系と、前記電子カメラ筺体前面に配置された投影光学系と発光素子が実装された基板とを有するプロジェクタと、前記電子カメラ筺体後面に配置され、前記撮影光学系で撮像した像をモニタする液晶モニタと、前記発光素子が実装されている基板と接合される第１の面、および前記電子カメラ筐体前面の内側と接合される第２の面を少なくとも有する形状の伝熱部材であって、前記第１の面は前記基板と接合する面積以上の面積を有し、前記第２の面の全面が前記筐体の内側前面と接合される伝熱部材と、を備えたことを特徴とする。
請求項２に記載のプロジェクタ付き電子カメラは、請求項１に記載のプロジェクタ付き電子カメラにおいて、前記投影光学系及び前記撮影光学系を保護するスライドカバーをさらに備え、前記スライドカバーは、開状態、閉状態に係らず前記接合された部分を覆っていることを特徴とする。
請求項３に記載の電子機器は、投影光学系及び撮影光学系を備える電子機器であって、発光素子が実装されている基板と接合される第１の面、および前記電子機器筐体の内側前面とネジで螺合される第２の面を少なくとも有する形状の伝熱部材であって、前記第１の面は前記基板と接合する面積以上の面積を有し、前記第２の面の全面が前記筐体の内側前面と接合される伝熱部材と、投影光学系及び撮影光学系を保護するスライドカバーと、を備え、前記スライドカバーは、開状態、閉状態に係らず前記ネジを覆っていることを特徴とする。
請求項４に記載の電子機器は、請求項３に記載の電子機器において、前記伝熱部材の形状は、略四辺形で囲まれた６面体であることを特徴とする。
請求項５に記載の電子機器は、請求項４に記載の電子機器において、前記第２の面を構成する四辺形の短辺の長さは、前記第１の面を構成する四辺形の長辺の長さの１／２以上であることを特徴とする。
請求項６に記載の電子機器は、請求項３〜５いずれか一項に記載の電子機器において、前記伝熱部材はアルミニウムで構成されることを特徴とする。
請求項７に記載の電子機器は、請求項３〜６のいずれか一項に記載の電子機器において、
前記筐体は金属製であることを特徴とする。
請求項８に記載の電子機器は、請求項３〜７のいずれか一項に記載の電子機器において、
前記第１の面と前記発熱部材との間、前記第２の面と前記筐体の内側面との間は、それぞれ熱伝導性部材を挟んで接合されることを特徴とする。
請求項９に記載の電子カメラは、請求項３〜８のいずれか一項に記載の電子機器を備えることを特徴とする。

本発明による電子機器では、発熱部材による熱を適切に放熱できる。

以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。図１は、本発明の一実施の形態によるプロジェクタ付き電子カメラ（以下、ＰＪ内蔵電子カメラと呼ぶ）を前方から見た図である。図１において、ＰＪ内蔵電子カメラの筐体前面１には、撮影光学系１２と、投影光学系２１とが設けられている。ＰＪ内蔵電子カメラの上面には、レリーズボタン１１が設けられている。ＰＪ内蔵電子カメラは、机上などに載置された状態、または不図示のクレードル上に載置された状態で、ＰＪ内蔵電子カメラの前方に配設されるスクリーンなどに向けて、内蔵する投射部２０（プロジェクタ）による画像などの投影情報を投影光学系２１から投影する。

図２は、図１のＰＪ内蔵電子カメラを底面側から見た図である。図２において、ＰＪ内蔵電子カメラの筐体後面２には、液晶モニタ１４が設けられている。ＰＪ内蔵電子カメラの筐体前面１は、曲面を有している。筐体前面１および筐体後面２のうち、少なくとも筐体前面１は金属製である。

図１および図２によれば、撮像部１０（破線で表示）が向かって右側に配設される。具体的には、撮影光学系１２が筐体前面１の右上部に配設され、撮像素子１３が右底面寄りに配設される。投射部２０（破線で表示）は、ＰＪ内蔵電子カメラの筐体の略中央（左右方向において中央）上端部に撮像部１０と並べて配設される。

撮像部１０を構成する撮影光学系１２は、筐体前面１側から入射された被写体光束をカメラ筐体内で折り曲げて撮像素子１３へ導く屈折光学系である。このような屈折光学系を用いることにより、ＰＪ内蔵電子カメラの筐体前面１と筐体後面２との間が薄く構成されている。

投射部２０を構成する熱伝導部材３５は、ビス３７によってＰＪ内蔵電子カメラの筐体前面１の内側に固着されている。熱伝導部材３５の筐体前面１側の面３５ｂは、筐体前面１の内側面に沿うように曲面加工されている。熱伝導部材３５の面３５ｂが熱伝導性シール部材３６（図３）を挟んで筐体前面１にビス止めされることにより、熱伝導部材３５は筐体前面１と面接触するように固着される。また、熱伝導部材３５の筐体後面２側の面３５ｄは、液晶モニタ１４のバックプレート１４ｂの面に沿うように平面加工されている。バックプレート１４ｂは、金属製パネル部材によって構成されている。筐体前面１と筐体後面２とが接合された状態では、バックプレート１４ｂと熱伝導部材３５とが不図示の熱伝導性シール部材を挟んで当接するように構成される。

投射部２０の詳細について、図３および図４を参照して説明する。図３は、投射部２０の光学系を図１における左側方から見た図である。図４は、図３の光学系を前面側から見た図であり、筐体前面１および投影光学系２１を省略してある。

投射部２０の光学系は、１辺が約１０mmの略正方形を底面とする四角柱形状のモジュール（以降投射モジュールと呼ぶ）として構成される。投射モジュールは長手方向を縦（上下）に配設され、その底面（下面）に熱伝導部材３５が接合される。なお、図３および図４は、内部構成をわかりやすく図示するために、四角柱の長手方向のサイズを実際より長く表している。

投射モジュールには、ＬＥＤ２３（ＬＥＤ基板３０）と、集光光学系２４と、偏光板２５と、ＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）ブロック２６と、液晶パネル２２と、投影光学系２１とが含まれる。上記部材のうち、投影光学系２１を除く部材はシェル部材４０内に一体化構成される。具体的には、アルミ製薄板部材をコ字形に折り曲げ加工した部材４０の下部開放面に、ＬＥＤ基板３０が配設される。ＬＥＤ基板３０はアルミ基板で構成され、当該基板の絶縁層上に形成されているパターン上に、発光素子であるＬＥＤ２３が実装される。

シェル部材４０にはさらに、集光光学系２４およびＰＢＳブロック２６が接着される。ＰＢＳブロック２６は、入射光軸に対して４５度の角度をなす偏光分離部２６ａを２つの三角プリズムで挟んだ偏光ビームスプリッタである。ＰＢＳブロック２６の面２６ｂには、たとえば、黒色処理などの無反射処理が施される。

ＰＢＳブロック２６の下側面（集光光学系２４側の面）には偏光板２５が配設され、ＰＢＳブロック２６の上側面には反射型液晶素子（ＬＣＯＳ）によって構成される液晶パネル２２が配設される。

熱伝導部材３５は、たとえば四辺形で囲まれた立体形状のアルミブロックで構成される。熱伝導部材３５の材質はアルミでなくても、銅やグラファイトなどの熱伝導性が高い部材であればよい。熱伝導部材３５は熱伝導経路を構成する部材なので、熱抵抗を小さくすることが好ましい。したがって、熱伝導経路の断面を小さくする加工（たとえば、熱伝導部材３５の表面を削ってフィンを形成する）を避ける。また、熱伝導部材３５の厚み（図３において縦方向のサイズであって、面３５ｂを構成する四辺形の短辺）は所定値（たとえば５mm）以上を確保するとともに、熱伝導部材３５の長さ（図３において横方向のサイズであって、面３５ａを構成する四辺形の長辺）は厚みの２倍以下に抑える。

熱伝導部材３５は、発熱部材（本実施形態ではＬＥＤ基板３０）からの熱伝導をよくするようにＬＥＤ基板３０と面接合される。具体的には、熱伝導部材３５の面３５ａおよびＬＥＤ基板３０間に熱伝導性が高い充填材を充填したり、熱伝導性シール部材を挟んだりする。熱伝導部材３５の面３５ｂにはビス穴３５ｃが設けられている。上述したように、熱伝導部材３５の面３５ｂおよび筐体前面１は、両者間に熱伝導性シール部材３６を挟んで面接触するようにビス３７によって固着される。

上記構成の投射モジュールにおいて、不図示のハーネスおよびパターンを介してＬＥＤ基板３０上のＬＥＤ２３に駆動電流が供給される。ＬＥＤ基板３０で消費される電力は約２Ｗである。ＬＥＤ２３は、駆動電流に応じた明るさの光を集光光学系２４へ向けて射出する。集光光学系２４はＬＥＤ光を略平行光にして偏光板２５へ入射させる。偏光板２５は入射光を直線偏光に変換（または抽出）し、変換（または抽出）後の偏光光をＰＢＳブロック２６へ向けて射出する。

ＰＢＳブロック２６へ入射された偏光光束（たとえばＰ偏光）は、ＰＢＳブロック２６を透過して液晶パネル２２を照明する。液晶パネル２２は、赤、緑、青のフィルターが形成された複数の画素から構成され、カラーの画像を生成するように駆動されている。液晶パネル２２の液晶層を透過する光は、液晶パネル２２へ入射されると当該液晶層を上向きに進行し、液晶パネル２２の反射面で反射された後、液晶層を下向きに進行して液晶パネル２２から射出され、ＰＢＳブロック２６へ再度入射される。電圧が印加された液晶層は位相板として機能するので、ＰＢＳブロック２６へ再度入射される光は、Ｓ偏光である変調光とＰ偏光である非変調光との混合光である。ＰＢＳブロック２６は、再入射された光束のうちＳ偏光成分である変調光のみを偏光分離部２６ａで反射（折り曲げる）し、右方の投影光学系２１へ向けて投影光として射出する。投影光学系２１および鏡筒は、筐体前面１側に配設する。

上述した筐体前面１においてビス３７を含む所定範囲（少なくとも熱伝導部材３５と接する面積より広い）について、断熱材で構成されるシールを貼付することが好ましい。貼付シールでビス３７を覆ってビス３７を見えなくすること、ビス３７の緩みを防止すること、筐体前面１において温度が上昇しやすい部分にユーザが直接触れないようにすることができる。

以上説明した実施形態によれば、次の作用効果が得られる。
（１）ＬＥＤ２３の点灯時に発熱するＬＥＤ基板３０を６面体のブロックで構成した熱伝導部材３５の一面３５ａと面接合し、熱伝導部材３５の他の面３５ｂをＰＪ内蔵電子カメラの金属製筐体（筐体前面１）の内側面に面接合させた。熱伝導経路にヒートスプレッダを含まないのでＬＥＤ基板３０→熱伝導部材３５→筐体前面１への熱抵抗が小さくなり、ＬＥＤ２３で発生した熱を筐体外側の空間へ効率よく放熱できる。また、ヒートスプレッダを含まないので小型化にも貢献し、屈折タイプの撮影光学系を有する薄型筐体の電子カメラにとくに有効である。

（２）筐体前面１は、液晶モニタ１４が配設される筐体背面２に比べて筐体面積が広い。熱伝導部材３５を筐体面積が広い被写体側の面（すなわち筐体前面１）に接合したことにより、筐体後面２に接合する場合に比べて筐体外側の空間へ効率よく放熱できる。

（３）熱伝導部材３５を熱伝導性が高いアルミブロックで構成し、ＬＥＤ基板３０と熱伝導部材３５との間、熱伝導部材３５と金属製筐体面との間に伝導性シール部材を挟んで接合するようにした。これによって熱伝導経路の熱抵抗がさらに下がり、放熱効率をさらに高めることができる。

（４）熱伝導部材３５の面３５ａの面積は、ＬＥＤ基板３０と接合する面積より広く、熱伝導部材３５の面３５ｂは全てが筐体前面１ａと面接合する。このとき、熱伝導部材３５の厚み（図３において縦方向のサイズ）を５mm以上確保し、熱伝導部材３５の長さ（図３において横方向のサイズ）を厚みの２倍以下に抑えたので、熱伝導経路の熱抵抗を小さくできる。

（５）熱伝導部材３５と金属製筐体面とをビス止めしたので、金属製筐体面が撓む場合でも熱伝導部材３５と金属製筐体面との間に隙間ができず、熱伝導経路の熱抵抗が低い状態を維持できる。

（６）熱伝導部材３５の面のうちＬＥＤ基板３０にも金属製筐体面にも接合しない他の面３５ｄを、伝導性シール部材を挟んで液晶モニタ１４のバックプレート１４ｂの面と当接するように構成したので、ＬＥＤ２３で発生した熱を液晶モニタ１４からも筐体内外の空間へ効率よく放熱できる。

（変形例１）
熱伝導部材３５の形状は、必ずしも６面体形状でなくてもよい。たとえば、アルミ球体の一部を切断し、残った元球体を先の切断面と交わる面でさらに切断すると、２面を有する元球体が得られる。この元球体の一方の切断面をＬＥＤ基板３０と接合し、他方の切断面を筐体前面１と接合しても、上記（１）〜（６）と同様の作用効果が得られる。

（変形例２）
ＰＪ内蔵電子カメラの筐体前面１に撮影光学系１２および投影光学系２１を保護するスライドカバーを設けてもよい。図５は、この場合のＰＪ内蔵電子カメラを前方から見た図である。実線で示すスライドカバー１５は開状態（使用位置）を表し、破線で示すスライドカバー１５ａは閉状態（収納位置）を表す。

図５によれば、ビス３７を含む所定範囲（少なくとも熱伝導部材３５と接する面積より広い）がスライドカバー１５（１５ａ）の位置にかかわらず常にスライドカバー１５（１５ａ）で覆われる。これにより、ビス３７を見えなくすること、筐体前面１において温度が上昇しやすい部分にユーザが直接触れないようにすること、収納位置において撮影光学系１２および投影光学系２１を保護することができる。

（変形例３）
図６は、投射部２０Ａおよび撮像部１０を有する他のＰＪ内蔵電子カメラを例示する図である。図６において、投射部２０Ａ（破線で表示）は、ＰＪ内蔵電子カメラの筐体の向かって右側端部に長手方向を縦にして配設される。撮像部１０（破線で表示）は、長手方向を縦にして投射部２０Ａと並べて配設される。

投射部２０Ａにおける投射モジュールと熱伝導部材３５との接合の向きは、投射部２０の場合と比べて、ＬＥＤ３０からの射出光軸の周りに９０度回転されている。これにより、熱伝導部材３５が筐体前面１にビス止めされた状態で、投射部２０Ａによる投影光は右方向へ射出される。

（変形例４）
図７は、投射部２０Ｂおよび撮像部１０を有する他のＰＪ内蔵電子カメラを例示する図である。図７において、投射部２０Ｂ（破線で表示）は、ＰＪ内蔵電子カメラの筐体の略中央上端部に長手方向を横にして配設される。撮像部１０（破線で表示）は、長手方向を横にして投射部２０Ｂと並べて配設される。

投射部２０Ｂにおける投射モジュールと熱伝導部材３５との接合の向きは、投射部２０Ａの場合と比べて、ＬＥＤ３０からの射出光軸の周りに１８０度回転されている。これにより、熱伝導部材３５が筐体前面１にビス止めされた状態で、投射部２０Ｂによる投影光は上方向へ射出される。

上記変形例３および変形例４の場合にも、それぞれ上記実施形態の作用効果（１）〜（６）が得られる。

なお、変形例３および変形例４においては、筐体前面１においてビス３７を含む所定範囲（少なくとも熱伝導部材３５と接する面積より広い）について、断熱材で構成されるシールを貼付するのが好ましい。あるいは、筐体前面１において撮影光学系１２を保護するスライドカバーを設け、スライドカバーの開状態、閉状態にかかわらず、常にビス３７を含む所定範囲（少なくとも熱伝導部材３５と接する面積より大きい）がスライドカバーで覆われる構成とするのが好ましい。

（変形例５）
筐体前面１が曲面を有する例を説明したが、平面で構成されている場合にも本発明を適用して構わない。

以上の説明はあくまで一例であり、上記の実施形態の構成に何ら限定されるものではない。

本発明についてＰＪ内蔵電子カメラを例示して説明したが、投射部２０（２０Ａまたは２０Ｂ）を搭載するものであれば、投影装置、ＰＪ内蔵携帯電話機、ＰＪ内蔵ＰＤＡ(personal digital assistant)、ＰＪ内蔵録音／再生機などの電子機器にも適用できる。

本発明の一実施の形態によるＰＪ内蔵電子カメラを前方から見た図である図１のＰＪ内蔵電子カメラを底面側から見た図である。投射部の光学系を図１における左側方から見た図である。図３の光学系を正面から見た図である。変形例２のＰＪ内蔵電子カメラを前方から見た図である。変形例３のＰＪ内蔵電子カメラを前方から見た図である。変形例４のＰＪ内蔵電子カメラを前方から見た図である。

符号の説明

１…筐体前面
２３…ＬＥＤ
３０…ＬＥＤ基板
３５…熱伝導部材
３５ａ…ＬＥＤ基板と接する面
３５ｂ…筐体前面と接する面
３５ｃ…ビス穴
３６…熱伝導シール部材

Claims

前面と後面を有する電子カメラ筺体と、
前記電子カメラ筺体前面に配置された屈曲光学系からなる撮影光学系と、
前記電子カメラ筺体前面に配置された投影光学系と発光素子が実装された基板とを有するプロジェクタと、
前記電子カメラ筺体後面に配置され、前記撮影光学系で撮像した像をモニタする液晶モニタと、
前記発光素子が実装されている基板と接合される第１の面、および前記電子カメラ筐体前面の内側と接合される第２の面を少なくとも有する形状の伝熱部材であって、前記第１の面は前記基板と接合する面積以上の面積を有し、前記第２の面の全面が前記筐体の内側前面と接合される伝熱部材と、を備えたことを特徴とするプロジェクタ付き電子カメラ。
請求項１に記載のプロジェクタ付き電子カメラにおいて、
前記投影光学系及び前記撮影光学系を保護するスライドカバーをさらに備え、
前記スライドカバーは、開状態、閉状態に係らず前記接合された部分を覆っていることを特徴とするプロジェクタ付き電子カメラ。
投影光学系及び撮影光学系を備える電子機器であって、
発光素子が実装されている基板と接合される第１の面、および前記電子機器筐体の内側前面とネジで螺合される第２の面を少なくとも有する形状の伝熱部材であって、前記第１の面は前記基板と接合する面積以上の面積を有し、前記第２の面の全面が前記筐体の内側前面と接合される伝熱部材と、
投影光学系及び撮影光学系を保護するスライドカバーと、を備え、
前記スライドカバーは、開状態、閉状態に係らず前記ネジを覆っていることを特徴とする電子機器。
請求項３に記載の電子機器において、
前記伝熱部材の形状は、略四辺形で囲まれた６面体であることを特徴とする電子機器。
請求項４に記載の電子機器において、
前記第２の面を構成する四辺形の短辺の長さは、前記第１の面を構成する四辺形の長辺の長さの１／２以上であることを特徴とする電子機器。
請求項３〜５いずれか一項に記載の電子機器において、
前記伝熱部材はアルミニウムで構成されることを特徴とする電子機器。
請求項３〜６のいずれか一項に記載の電子機器において、
前記筐体は金属製であることを特徴とする電子機器。
請求項３〜７のいずれか一項に記載の電子機器において、
前記第１の面と前記発熱部材との間、前記第２の面と前記筐体の内側面との間は、それぞれ熱伝導性部材を挟んで接合されることを特徴とする電子機器。
請求項３〜８のいずれか一項に記載の電子機器を備えることを特徴とする電子カメラ。