JP6529276B2 - 撮像装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えばデジタルカメラ等の撮像装置の放熱技術の改良に関する。

デジタルカメラ等の電子機器では、回路基板に実装された素子や撮像エンジンなどの各種電気部品の連続的な動作に伴い発生する熱の大部分を外装を介して放熱している。しかし、特に近年では、高画素化や画像処理回路の高集積化、動画撮影の高機能化により機器内で発生する熱が増加する傾向にあり、さらに機器の小型化により、電気部品と外装との距離が十分に取れなくなっている。

このため、機器の外装に局所的なヒートスポットが発生して外装に触れるユーザに不快感を与えてしまい、また、更なる温度上昇を避けるために、連続駆動ができないように機器の機能を制限するなどの対策を行う必要が生じている。

このような問題に対して、撮像素子で発生した熱をヒートパイプなどの高熱伝導部材を介して電池室などの冷却部に伝熱し、電池室にファンなどの冷却装置を別途取り付けて冷却する技術が提案されている（特許文献１）。

また、ヒートパイプを介して、電気部品で発生した熱を電池室に伝えるとともに、電池室に外気に露出する放熱用の開口部を設けることで、冷却する技術が提案されている（特許文献２）。この提案では、別途断熱用のカバー部材を放熱用の開口部に設けることで、電池室の保温も可能にしている。

特開２００３−４６８２８号公報 特開２００９−７１７６２号公報

しかし、上記特許文献１では、ヒートパイプを用いて、撮像素子で発生した熱を電池室に伝え、電池室内に冷却装置を設けることで熱を外部に放熱しているため、別途冷却装置が必要となり、コスト増や機器の大型化を招くことなる。

上記特許文献２では、電池室に放熱用の開口部を設けているため、防塵・防滴に懸念があり、また、ヒートパイプは熱伝導率が良いため、ヒートパイプの着地点周辺の外装にヒートスポットが発生する可能性がある。

そこで、本発明は、コスト増や大型化を招くことなく、機器内部で発生した熱を効率よく放熱して、外装温度の均一化を可能にした撮像装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の撮像装置は、電池を収納可能な電池収納部を備えた撮像装置であって、熱源となる電気部品が実装された基板と、前記電池収納部の一部を構成する放熱部材と、一方の端部が前記電気部品に熱接続され、他方の端部が前記放熱部材に熱接続される第１の熱伝導部材と、前記電気部品と前記第１の熱伝導部材の一方の端部との間に配置される第２の熱伝導部材と、前記放熱部材と前記第１の熱伝導部材の他方の端部との間に配置される第３の熱伝導部材と、前記電池収納部の一部を構成し、前記放熱部材よりも、前記電池を挿入する電池挿入口に近い位置に配置される挿入口部材と、を備え、前記挿入口部材は、前記放熱部材と熱接続するように電池挿入方向に関して隣接して配置されており、前記挿入口部材は、前記放熱部材より熱伝導率の低い材料で形成され、前記第２の熱伝導部材及び前記第３の熱伝導部材は弾性を有する材料で形成されることを特徴とする。

本発明によれば、コスト増や大型化を招くことなく、機器内部で発生した熱を効率よく放熱して、外装温度の均一化を可能にした上で、撮影動作完了直後で放熱部材が高温の状態で、電池交換等でユーザが不用意に電池収納部に触れても、ユーザに不快感を与えることを回避することができる。

本発明の電子機器の実施形態の一例であるデジタル一眼レフカメラの概略断面図である。 カメラ本体から外装部材を取り外した状態の内部構造をカメラ本体の背面側から見た図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 カメラ本体から外装部材を取り外した状態の内部構造をカメラ本体の底面側から見た図である。 （ａ）はヒートパイプが一体に取り付けられたシールド部材をカメラ本体の背面側から見た図、（ｂ）は（ａ）をカメラ本体の正面側から見た図である。

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。

図１は、本発明の電子機器の実施形態の一例であるデジタル一眼レフカメラの概略断面図である。

本実施形態のデジタル一眼レフカメラは、図１に示すように、カメラ本体１００に対して交換式のレンズユニット１０１が着脱可能に装着され、かかる装着状態においては、レンズユニット１０１とカメラ本体１００とは、通信可能に接続される。レンズユニット１０１には、撮影光学系を構成するフォーカスレンズ１０２等の複数のレンズや絞り等が設けられている。

カメラ本体１００は、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等により構成される撮像素子１０３を有する。撮像素子１０３は、第１の回路基板１０４の正面側（図の左側）に取り付けられ、レンズユニット１０１の撮影光学系を通過して撮像面に結像された被写体光束を電気信号に変換し出力する。第１の回路基板１０４の背面側には、第２の回路基板１０５が設けられている。第１の回路基板１０４及び第２の回路基板１０５には、撮像素子１０３から出力された画像信号の画像処理やシステム制御を行うＣＰＵ，ＭＰＵ，ＡＧＴＧ等の各種電気部品が実装されている。

また、撮像素子１０３の正面側には、撮像素子１０３での露光時間を調整するためのメカニカルシャッタ１０６が設けられ、メカニカルシャッタ１０６の正面側には、メインミラー１０７とサブミラー１０８を有するミラーユニットが設けられている。ミラーユニットは、ファインダ観察時には、図１に示すように、撮影光路に進入し、撮影時には、撮影光路から退避するようにう回動可能に設けられている。

そして、ファインダ観察時には、レンズユニット１０１の撮影光学系を通過した被写体光束の一部がハーフミラーからなるメインミラー１０７を通過してサブミラー１０８で反射され、位相差方式による焦点検出部１０９に導かれる。

また、メインミラー１０７で上方に反射した被写体光束は、焦点板１１０に導かれる。焦点板１１０は、被写体光束により被写体像を形成し、焦点板１１０に形成された被写体像は、ペンタプリズム１１１により左右反転されて接眼部１１３に導かれ、これにより、接眼部１１３から被写体像を観察することができる。なお、測光素子１１２は、被写体の輝度を測光する。

カメラ本体１００の背面側には、ＬＣＤ等から構成される表示部１１４が設けられ、表示部１１４には、撮影条件、構図、撮影した画像等が表示される。カメラ本体１００の底部には、電池１１５を収納する電池室１１８が設けられている。電池室１１８には、電池１１５の一部を収納する収納凹部を有して、カメラ本体１００の外装部材１１７に熱接続される熱接続部材１１６が設けられている。熱接続部材１１６は、熱伝導性に優れたアルミニウム材等により形成されている。

なお、本実施形態では、ミラーユニットとペンタプリズム１１１等のファインダ光学系を有する一眼レフカメラを例示したが、これに限定されず、表示部１１４で撮影画像を観察して撮影を行うミラーレスカメラやその他の電子機器であってもよい。また、レンズユニットとカメラ本体とが一体に固定されたコンパクトカメラ等であってもよい。

次に、図２及び図３を参照して、カメラ本体１００の内部構造について説明する。図２は、カメラ本体１００から外装部材１１７を取り外した状態の内部構造をカメラ本体１００の背面側から見た図である。図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。

図２及び図３において、シールド部材３００は、第２の回路基板１０５に実装された電気部品を電気的に防磁するために設けられている。シールド部材３００には、ヒートパイプ３０１の一方の端部（図の上端部：吸熱側）の一部が挿入されて、シールド部材３００にヒートパイプ３０１が一体化されている。

ヒートパイプ３０１が一体に設けられたシールド部材３００は、第２の回路基板１０５に実装されたクリップやビス等により第２の回路基板１０５に固定されている。また、第２の回路基板１０５に実装された熱源となる第１の電気部品４００は、第２の熱伝導部材４０１を介してヒートパイプ３０１の一方の端部と熱的に接触している。ここで、ヒートパイプ３０１は、本発明の第１の熱伝導部材の一例に相当する。

また、ヒートパイプ３０１の他方の端部（放熱側）には、第１の銅板３０２が半田等により固定されている。第１の銅板３０２は、図３に示すように、ヒートパイプ３０１の他方の端部が第３の熱伝導部材４０２を介して熱接続部材１１６に接触するように固定されている。熱接続部材１１６は、本体シャーシ３０３に固定され、本体シャーシ３０３は、外装部材１１７にビス等により固定されている。

ここで、外装部材１１７に対して熱接続部材１１６をビスにより直接固定すると、熱接続部材１１６は高温のため、その熱が外装部材１１７を固定するビスに伝わり、ビスの頭部がヒートスポットになってしまう。

本実施形態では、ヒートパイプ３０１から熱接続部材１１６に伝わった高温の熱は本体シャーシ３０３を介して外装部材１１７に伝えられるため、外装部材１１７を固定するビスがヒートスポットになることなく、外装温度の均一化が可能となる。この場合、熱接続部材１１６を、外装部材１１７の複数箇所、例えばカメラ本体１００の正面側、背面側、側面側でビスにより締結することが好ましい。このようにすると、熱接続部材１１６から外装全体に熱が伝わるため、外装温度の均一化及び放熱に有利となる。

なお、外装部材１１７は、樹脂材料でもよいが、金属材料や高熱伝導性を有する樹脂材料等で形成してもよい。また、熱接続部材１１６は、アルミニウム材に限らず、高熱伝導性を有する樹脂材料やアルマイト処理が施された金属材料で形成してもよい。これにより、外装表面からの放熱性を高めるとともに、低温環境下での電池の保温にも有効となる。

図４は、カメラ本体１００から外装部材１１７を取り外した状態の内部構造をカメラ本体１００の底面側から見た図である。図４に示すように、電池室１１８には、電池挿入口を有する電池挿入部５０１が設けられ、電池挿入部５０１は、熱接続部材１１６に接続されている。電池挿入部５０１は、熱接続部材１１６より熱伝導率が低い樹脂材料等で形成され、電池挿入口から電池室１１８に挿入された電池１１５は、熱接続部材１１６の収納凹部に収納されて保持される。

これにより、撮影動作完了直後で熱接続部材１１６が高温の状態で、電池交換等でユーザが不用意に電池室１１８に触れても、ユーザに不快感を与えることを回避することができる。なお、熱接続部材１１６と電池挿入部５０１とは、別部材でなく、二色成形等により同一部材で形成してもよい。

図５（ａ）はヒートパイプ３０１が一体に取り付けられたシールド部材３００をカメラ本体１００の背面側から見た図、図５（ｂ）は図５（ａ）をカメラ本体１００の正面側から見た図である。

第２の回路基板１０５と接する吸熱側であるヒートパイプ３０１の上端部には、第２の銅板６００が半田付け等により一体に固定され、第２の銅板６００は、半田付け等によりシールド部材３００に固定されている。第２の銅板６００の形状を変えることで、第２の電気部品６０１のように、ヒートパイプ３０１から離れた位置に発熱部品が配置される場合でも、離れた場所の熱源の部品も放熱が可能となる。なお、第２の銅板６００に代えて、シールド部材３００に凹部を設け、凹部にヒートパイプ３０１を半田付け等により固定してもよい。

ヒートパイプ３０１の吸熱側に設けられる第２の熱伝導部材４０１、及びヒートパイプ３０１の放熱側に設けられて、熱接続部材１１６に接する第３の熱伝導部材４０２は、厚み方向に柔軟な弾性を有する材料で形成されることが好ましい。このようにすると、ヒートパイプ３０１などの部品公差でカメラ本体１００の厚み方向にバラツキが生じても、第２の熱伝導部材４０１及び第３の熱伝導部材４０２の弾性により確実な熱接触を確保することができる。

また、ヒートパイプ３０１を熱接続部材１１６にビス固定する為のビス挿通穴６０２の直径は、比較的大径に形成することが好ましい。これにより、ヒートパイプ３０１の部品バラツキや組み立てバラツキが生じても、ヒートパイプ３０１をストレスなく熱接続部材１１６に固定することができる。なお、ヒートパイプ３０１の表面を不図示の断熱部材で覆うことで、外装部材１１７への予期せぬ伝熱によるヒートスポットの発生を防げると共に、ヒートパイプ３０１の熱輸送効率も高めることができる。

以上説明したように、本実施形態では、カメラ本体１００内部で発生した熱を効率よく放熱して外装温度の均一化を可能にするとともに、別途に冷却装置を設ける必要がないため、カメラのコスト増や大型化を招くことを回避することができる。また、本実施形態では、外装部材１１７に放熱用の開口部を設ける必要がないため、防塵／防滴に影響を与えることはない。

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。

１００ カメラ本体
１０５ 第２の回路基板
１１５ 電池
１１６ 熱接続部材
１１７ 外装部材
３００ シールド部材
３０１ ヒートパイプ
３０３ 本体シャーシ
４００ 第１の電気部品
４０１ 第２の熱伝導部材
４０２ 第３の熱伝導部材
５０１ 電池挿入部

Claims (6)

1. 電池を収納可能な電池収納部を備えた撮像装置であって、
   熱源となる電気部品が実装された基板と、
   前記電池収納部の一部を構成する放熱部材と、
   一方の端部が前記電気部品に熱接続され、他方の端部が前記放熱部材に熱接続される第１の熱伝導部材と、
   前記電気部品と前記第１の熱伝導部材の一方の端部との間に配置される第２の熱伝導部材と、
   前記放熱部材と前記第１の熱伝導部材の他方の端部との間に配置される第３の熱伝導部材と、
   前記電池収納部の一部を構成し、前記放熱部材よりも、前記電池を挿入する電池挿入口に近い位置に配置される挿入口部材と、を備え、
   前記挿入口部材は、前記放熱部材と熱接続するように電池挿入方向に関して隣接して配置されており、
   前記挿入口部材は、前記放熱部材より熱伝導率の低い材料で形成され、前記第２の熱伝導部材及び前記第３の熱伝導部材は弾性を有する材料で形成されることを特徴とする撮像装置。
2. さらに、外装部材が締結されるシャーシを備え、
   前記放熱部材は、前記シャーシを介して前記外装部材に熱接続されることを特徴とする請求項１に記載の撮像装置。
3. 前記第１の熱伝導部材は、ヒートパイプであることを特徴とする請求項１又は２に記載の撮像装置。
4. 前記第１の熱伝導部材は、表面が断熱部材で覆われていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の撮像装置。
5. 前記放熱部材には、アルマイト処理が施されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の撮像装置。
6. 前記基板に取り付けられて、前記基板に実装された前記電気部品を電磁的にシールドするシールド部材を更に備えることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の撮像装置。