JP2006251058A - デジタルカメラ及びレンズユニット - Google Patents

Abstract

【課題】 撮像素子からの発熱を効率良く放熱する。
【解決手段】 デジタルカメラ２は、カメラボディ３とレンズユニット４とから構成される。カメラボディ３にはレンズユニット４が着脱自在である。レンズユニット４は、撮影レンズ２４が組み込まれる鏡胴部６と、ＣＣＤ２５が組み込まれる放熱部７と、カメラボディ３のマウント部１０に装着されるレンズ側マウント部８とからなる。放熱部７を構成する伝熱部材３０は、ＣＣＤ２５に近接する台座部３２と、ボディ側マウント部１０に当接する当接面３０ａを有し、ＣＣＤ２５から発生される熱を伝導させ、カメラボディ３側へと放熱させる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、レンズ交換型のデジタルカメラ及びレンズユニットに関するものである。

近年、ＣＣＤなどの撮像素子を用いて撮像した撮影画像をデジタルの画像データに変換し、内蔵メモリやメモリカードなどの記録媒体に記録するデジタルカメラが普及している。デジタルカメラの中には、撮影レンズがカメラボディに一体化された一体型のものと、各種撮影レンズがカメラボディに着脱可能にされたレンズ交換型のものとがある。

これまでのレンズ交換型のデジタルカメラは、従来の銀塩フイルム用カメラの既存システム（例えば、特許文献１参照）を流用したものが多く、交換レンズなどは銀塩フイルム用のものをほぼそのまま使用し、銀塩フイルムの代わりにカメラボディ側に組み込まれた撮像素子に被写体像を結像して記録媒体に画像データを記録するという構成が一般的だった。

ところが、最近では、撮像素子の小型化、画素数の増加が進んできていることから、従来の銀塩フイルムの既存システムを流用したものではなく、レンズ交換型のデジタルカメラの新しい構成として、撮像素子を交換レンズ側に組み込むことが検討されている。これによって、交換レンズとカメラボディとを光学的に接続する必要がなくなり、交換レンズ側とカメラボディ側とを電気的に接続させるだけでよいため、構造を比較的簡易にすることができるという利点を得ることができる。

一方、撮像素子は、画素数の増加及び画素の高密度化が進んできていることから、高い発熱温度が問題となってきており、この撮像素子から発生する熱の影響によって撮影される画像が劣化したり、ノイズが発生したりするという問題があるため、撮像素子から発生される熱を放熱させるための構造が考えられており、例えば特許文献２では、撮像素子と金属プレートの間に熱伝導部材を介在させ、熱伝導部材により金属プレートに伝導された熱を外部に逃がす構造が記載されている。また、特許文献３にもＣＣＤに接触する金属フレームによって熱を伝導させて外気に放熱させる構成が記載されている。
特開平８−１７１１３０号公報 特開２００１−１７７０２３号公報 特開２００１−３０８５６９号公報

しかしながら、撮像素子が交換レンズ側に組み込まれたレンズ交換式デジタルカメラの場合、レンズユニット内に、レンズ群、撮像素子、撮像素子駆動回路、ズームモータ、フォーカスモータなどを密集させるとともに、レンズユニットを密閉構造とするため、撮像素子が組み込まれるスペースが限定されて熱がこもりやすくなり、発熱の影響がさらに大きくなる。これにより、上記特許文献２，３に記載されている構造のように撮像素子からの発熱を外気に放熱させるだけでは、十分な放熱効果を得ることができない。

本発明は、上記事情を考慮してなされたもので、撮像素子からの発熱を効率良く放熱することが可能なデジタルカメラ及びレンズユニットを提供することを目的とする。

本発明のデジタルカメラは、撮影レンズ及び撮像素子を内蔵するレンズユニットと、前記レンズユニットが着脱自在に装着されるマウント部を有するカメラボディとからなるデジタルカメラにおいて、前記レンズユニットは、撮像素子から発生する熱を前記マウント部に伝導する伝熱部材を備えており、前記伝熱部材は、前記レンズユニットが前記カメラボディに装着されるときに前記マウント部と接触する接触面と、この接触面と一体に形成され、前記撮像素子に近接し撮像素子からの熱が伝導される近接面とを有することを特徴とする。なお、撮像素子としてはＣＣＤイメージセンサや、ＣＭＯＳイメージセンサなどの固体撮像素子が使用される。

なお、前記撮像素子と前記近接面との間に、伝熱性を有する充填材が設けられていることが好ましい。また、前記レンズユニットの外周面に位置し、前記伝熱部材と一体に設けた放熱フィンを有することが好ましい。

本発明のレンズユニットは、撮影レンズ及び撮像素子を内蔵し、カメラボディに設けられたマウント部に着脱自在なレンズユニットにおいて、前記カメラボディへの装着時に前記マウント部と接触する接触面と、この接触面と一体に形成され、前記撮像素子に近接し撮像素子からの熱が伝導される近接面とを有する伝熱部材を備えたことを特徴とする。

また、前記撮像素子と前記近接面との間に、伝熱性を有する充填材が設けられていることが好ましい。さらにまた、前記伝熱部材と一体に設けた放熱フィンを有することが好ましい。なお、上記で述べた伝熱性を有する充填材とは、シリコングリスやシリコンゴムなど熱伝導率の高い粘性物、またはシリコンシートなど薄板状のものなどが用いられる。

本発明では、撮像素子から発生する熱を前記マウント部に伝導する伝熱部材をレンズユニットに備えており、この伝熱部材は、カメラボディへの装着時に前記マウント部と接触する接触面と、この接触面と一体に形成され、前記撮像素子に近接し撮像素子からの熱が伝導される近接面とを有しているので、撮像素子からの発熱を効率良く放熱することが可能となり、発熱の影響による画像の劣化を防ぐことができる。

また、前記撮像素子と前記近接面との間に、伝熱性を有する充填材が設けられていることや、伝熱部材と一体に設けた放熱フィンを有することによって、放熱効果をさらに高めている。

以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態を適用したデジタルカメラについて説明する。図１及び図２に示すように、デジタルカメラ２は、カメラボディ３とレンズユニット４とから構成される。カメラボディ３にはレンズユニット４が着脱自在であり、装着時にはカメラボディ３とレンズユニット４とが電気的に接続される。なお、図１は、レンズユニット４をカメラボディ３に装着した状態を、図２は、レンズユニット４を取り外した状態を示す。

レンズユニット４は、鏡胴部６、放熱部７及びレンズ側マウント部８とからなり、後端部に位置するレンズ側マウント部８には、バヨネット爪９が形成されている。このバヨネット爪９には接続端子９ａ（図５参照）が設けられている。カメラボディ３の前面に設けられたボディ側マウント部１０には、バヨネット溝１１が形成されている。さらに、ボディ側マウント部１０の内側には、コイルバネ１３（図３参照）によって前方に付勢されたマウント蓋１２が設けられており、レンズユニット非装着時におけるカメラボディ３内部への塵埃の侵入を防止する。

レンズユニット４をカメラボディ３に装着する際には、バヨネット爪９をバヨネット溝１１に合わせた状態でマウント蓋１２を押し込んでから回転させる。レンズユニット４を所定角度回転させるとボディ側マウント部１０のロックピン１６がレンズ側マウント部８の図示しないピン孔と係合してレンズユニット４が位置決めされてボディ側マウント部１０に装着される。また、レンズユニット４の位置決めに伴ってレンズ側マウント部８の接続端子９ａがボディ側マウント部１０の接続端子１０ａ（図５参照）に接続される。

ボディ側マウント部１０の近傍には、ロックピン１６と連動するロック解除ボタン１７が設けられている。ロック解除ボタン１７は、レンズユニット４を取り外す際に操作されるものであり、押圧操作することによってロックピン１６を後方に移動させてロックを解除することができる。

カメラボディ３の上面には、撮影時に押圧操作されるレリーズボタン１８と、撮影／再生モードの切替え時に操作されるモード操作部１９とが設けられている。また、カメラボディ３の前面には、ストロボ２１が設けられ、後面には、撮影画像や各種設定条件が表示されるＬＣＤ２２（図５参照）と、電源スイッチ２３（図５参照）とが設けられている。

レンズユニット４は、詳しくは図３に示すように、円筒状に形成された鏡胴部６の内部に撮影レンズ２４が組み込まれている。鏡胴部６の後方に放熱部７及びレンズ側マウント部８が位置しており、放熱部７の内部にＣＣＤ（撮像素子）２５が組み込まれている。鏡胴部６と放熱部７とは、例えばネジ止めや接着などによって互いに固着されている。

放熱部７及びレンズ側マウント部８は、詳しくは図４に示す構成となっている。放熱部７は、外装円筒部材２６、押え部材２７、樹脂カバー２８、実装基板２９、伝熱部材３０を備えている。

伝熱部材３０は、金属から形成され、外周に位置する円環部３１と、中央に位置する台座部３２と、円環部３１と台座部３２の間を連結する連結部３３とが一体になっている。さらに、本実施形態では、円環部３１の背面側に位置するマウント基部３４（後述）が伝熱部材３０と一体に形成されている。円環部３１の外周面には、並列に配された複数の放熱フィン３１ａが形成されている。また、円環部３１の前面には、実装基板２８の外形に合わせた枠部３１ｂが形成されている。

図３に示すように、レンズ側マウント部８がボディ側マウント部１０に装着状態のときには、伝熱部材３０の背面（接触面）３０ａが、ボディ側マウント部１０の前面に接触するように配設されている。

台座部３２は、ＣＣＤ２５の寸法に合わせた略矩形状に形成されており、その前面（近接面）３２ａがＣＣＤ２５の背面と近接する位置に設けられており、この前面３２ａとＣＣＤ２５との間に充填される伝熱性充填材３６（図３参照）としては、例えばシリコングリスや、シリコンゴムなど熱伝導率が高い粘性物を塗布したものであり、この伝熱性充填材３６を介在してＣＣＤ２５から発生する熱が伝導される。また、伝熱性充填材としては他にシリコンシートなどの薄板状のものを挟持固定するようにしてもよい。なお、これら伝熱性充填材を用いずに空気のみを介在して熱を伝導するようにしてもよいが、この場合には、ＣＣＤ２５の背面と前面３２ａとの距離を可能な限り小さくするか、またはＣＣＤ２５の背面に前面３２ａを接触させるかすることが好ましい。

樹脂カバー２８は、透明樹脂で成形されており、略矩形状で、背面側にＣＣＤ２５に合わせた開口部３８（図３参照）が形成されている。この開口部３８にＣＣＤ２５が嵌め込まれる。

押え部材２７は、略円盤状で中央付近に露呈開口３９が形成されており、樹脂カバー２８の前方に位置する。この押え部材２７は、樹脂カバー２８を前方から伝熱部材３０側へ押え付ける。これによって、樹脂カバー２８に嵌め込まれたＣＣＤ２５は伝熱部材３０側へ押し付けられる。なお、露呈開口３９は、ＣＣＤ２５の大きさに合わせて形成されており、樹脂カバー２８を介してＣＣＤ２５を前方から露呈させる。

実装基板２９は、略円形の薄板で中央付近にＣＣＤ２５よりも若干寸法の小さい開口４１が形成されており、この開口４１を塞ぐ位置にＣＣＤ２５が実装されている。この実装基板２９は、ＣＣＤ２５を駆動させるための制御回路などが組み込まれており、伝熱部材３０の枠部３１ｂに嵌め込まれ、伝熱部材３０と押え部材２７との間に挟み込まれて保持される。伝熱部材３０と押え部材２７の間に実装基板２９が挟み込まれたとき、開口４１を通してＣＣＤ２５と台座部３２の前面３２ａとが対面する位置に配されており、ＣＣＤ２５と台座部３２の間に形成される隙間を埋めるように上述した伝熱性充填材３６が塗布されている。

外装円筒部材２６は、外周面に放熱フィン２６ａが形成されている。この放熱フィン２６ａは、伝熱部材３０に形成された放熱フィン３１ａと連続するように形成されている。外装円筒部材２６には、さらに、複数のネジ止め用ボス４２が形成されている。この外装円筒部材２６及び伝熱部材３０の間に、上述した押え部材２７、樹脂カバー２８、ＣＣＤ２５、スペーサ２９が挟み込まれて共締め固定され、ボス４２にネジ４３を螺合させることにより伝熱部材３０が外装円筒部材２６にネジ止めされている。

レンズ側マウント部８は、マウント基部３４、爪部材４６、端子基板４７、押え板４８からなる。マウント基部３４は、円筒部３４ａの外周から突出する複数の突出部３４ｂと、ネジ止め用ボス３４ｃ（図３参照）とを有する。爪部材４６は、円環部４６ａと、この円環部４６ａの外周から突出する４６ｂと、円環部４６ａの前面から突出する嵌合部４６ｃと、背面側に形成された凹部４６ｄ（図３参照）とからなる。嵌合部４６ｃがマウント基部３４の円筒部３４ａの内周面に嵌合し、マウント基部３４と爪部材４６とが一体になる。マウント基部３４の突出部３４ｂと、爪部材４６の突出部４６ｂとは、互いにほぼ同じ外形で、マウント基部３４に爪部材４６が嵌合したときに重なり合うように形成されている。これら突出部３４ｂ及び突出部４６ｂからバヨネット爪９が形成されている。

端子基板４７は、爪部材４６とほぼ相似する形状で、爪部材４６よりも一回り小さい寸法に形成されており、爪部材４６の凹部４６ｄ（図３参照）に嵌め込まれる。この端子基板４７には、カメラボディ３側との電気的接続に使用する接続端子９ａ（図５参照）が実装されており、図示しないフレキシブル基板などによって上述の実装基板２９と電気的に接続される。また、この端子基板４７には、後述するネジ止め用のネジを貫通させるための貫通穴４７ａが複数形成されている。押え板４８は、端子基板４７よりも一回り小さい円形の薄板状に形成されており、複数のネジ穴４８ａを有する。レンズ側マウント部８は、爪部材４６及び端子基板４７を、マウント基部３４及び押え板４８の間に挟み込み、ネジ穴４８及びネジ穴ボス３４ｃにネジ４９を羅合させて共締め固定することによって組み立てられる。

図３にカメラシステム２の電気的構成を示す。撮影レンズ２４の後方には、ＣＣＤ２５が配置されており、ＣＣＤ２５の前方には、シャッタ機構や、絞り機構（図示せず）などが配置されている。

ＣＣＤ２５は、ＣＣＤドライバ５３に接続されており、ＣＣＤドライバ５３を介してレンズユニット用システム制御部５１（以下、システム制御部５１）によって駆動を制御される。ＣＣＤ２５は、光学的な被写体画像を電気的な撮像信号に変換して出力する。撮像信号はアンプ５４で適当なレベルに増幅された後、Ａ／Ｄ変換回路５５によってデジタル変換されて画像データとなる。この画像データは、シリアルドライバ５６を介してカメラボディ３側へと送信される。システム制御部５１では、カメラ本体用システム制御部６５（以下、システム制御部６５）からの指令に基づいてレンズユニット４側の撮影処理を管制している。

レンズユニット４からの画像データは、シリアルドライバ５７を介してメモリ５８に書き込まれる。信号処理部４９は、メモリ５８から画像データを読み出し、階調変換、ホワイトバランス補正、γ補正等の各種画像処理を施す。画像処理が施された画像データはＬＣＤドライバ６０へ入力され、ＬＣＤ２２に画像として表示される。撮影された画像はＬＣＤ２２にスルー画として表示される。モード操作部１９を操作して再生モードに設定すると、記録メディア６３に記録した画像をＬＣＤ２２に表示したり、撮影設定条件をＬＣＤ２２に表示することができる。

レリーズボタン１２が押圧操作されたときには、メディアコントローラ６２の制御によって、画像処理が施された画像データが記録メディア６３に記録される。また、レリーズボタン１２が押圧操作されると、撮影環境からの光量に応じてストロボ１４が駆動される。システム制御部６５は、システム制御部５１に指令を送るとともに、カメラ本体側の撮影処理、画像表示処理、記録処理等を管制している。システム制御部５１には、レリーズボタン１８、モード操作部１９、電源スイッチ２３が接続されている。

さらに、カメラボディ３にはバッテリ６６が配置され、カメラボディ３の各部に電力を供給している。さらにまた、バッテリ６６からは、接点端子６ａ，７ａを介してレンズユニット４の各部にも電力が供給される。

以下、上記構成による作用について説明する。レンズユニット４をカメラボディ３に装着すると、レンズユニット４とカメラボディ３とが電気的に接続される。カメラボディ３の電源スイッチ１９をオンにした後、モード操作部１９を操作して撮影モードを選択すると、ＣＣＤ２５が起動状態となる。そして、デジタルカメラ２の使用を継続しているうちに、ＣＣＤ２５は徐々に熱を発生するようになるが、上述のように、ＣＣＤ２５からの発熱が伝導される伝熱部材３０がカメラボディ３側のマウント部１０と接触し、ＣＣＤ２５から発生された熱をマウント１０部へ伝導させてカメラボディ３側に放熱させるので、ＣＣＤ２５からの発熱を効率良く放熱することが可能となり、熱によるＣＣＤ２５の画像劣化を防ぐことができる。なお、ＣＣＤ２５と台座部３２との間には、伝熱性充填材３６を介在させているので、ＣＣＤ２５からの熱の伝導が良くなり、さらに効率良く放熱を行うことが可能となっており、また伝熱部材３０には、放熱フィン３１ａが一体に設けられており、さらに放熱効果を上げることができる。

上記実施形態では、レンズユニットが着脱自在なレンズ交換式のデジタルカメラを用いて説明を行ったが、ＣＣＤ（撮像素子）、及びこのＣＣＤを駆動させる駆動回路からなる撮像モジュールを交換するシステムのデジタルカメラにも本発明を適用することができる。この場合、レンズユニットとカメラボディとの間に撮像モジュールを挟み込む状態で撮像モジュールを装着し、撮像モジュールに設けた伝熱部材よってカメラボディ側へ撮像素子からの熱を伝導させる構成とすればよい。さらには、デジタルカメラ以外のカメラ、例えば、ビデオカメラにおいても本発明を適用することができる。

レンズユニットを装着状態としたデジタルカメラの外観斜視図である。 レンズユニットを取り外した状態のデジタルカメラの外観斜視図である。 デジタルカメラの要部断面図である。 レンズユニットの放熱部及びマウント部の構成を示す分解斜視図である。 デジタルカメラの電気的構成を示すブロック図である。

符号の説明

２ デジタルカメラ
３ カメラボディ
４ レンズユニット
７ 放熱部
８ レンズ側マウント部
１０ カメラ側マウント部
２４ 撮影レンズ
２５ ＣＣＤ
３０ 伝熱部材
３６ 伝熱性充填材

Claims (6)

1. 撮影レンズ及び撮像素子を内蔵するレンズユニットと、前記レンズユニットが着脱自在に装着されるマウント部を有するカメラボディとからなるデジタルカメラにおいて、
   前記レンズユニットは、撮像素子から発生する熱を前記マウント部に伝導する伝熱部材を備えており、前記伝熱部材は、前記レンズユニットが前記カメラボディに装着されるときに前記マウント部と接触する接触面と、この接触面と一体に形成され、前記撮像素子に近接し撮像素子からの熱が伝導される近接面とを有することを特徴とするデジタルカメラ。
2. 前記撮像素子と前記近接面との間に、伝熱性を有する充填材が設けられていることを特徴とする請求項１記載のデジタルカメラ。
3. 前記レンズユニットの外周面に位置し、前記伝熱部材と一体に形成される放熱フィンを有することを特徴とする請求項１または２記載のデジタルカメラ。
4. 撮影レンズ及び撮像素子を内蔵し、カメラボディに設けられたマウント部に着脱自在なレンズユニットにおいて、
   前記カメラボディへの装着時に前記マウント部と接触する接触面と、この接触面と一体に形成され、前記撮像素子に近接し撮像素子からの熱が伝導される近接面とを有する伝熱部材を備えたことを特徴とするレンズユニット。
5. 前記撮像素子と前記近接面との間に、伝熱性を有する充填材が設けられていることを特徴とする請求項４記載のレンズユニット。
6. 前記伝熱部材と一体に形成される放熱フィンを有することを特徴とする請求項４または５記載のレンズユニット。
   

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